车内高温下甲醛及气味散发研究

对车内重点 22种零部件在高温下和常温下的气 尼垫、门板及风道等内饰件的气味等级相差较高；密封
味性进行对比差
65℃条件下各零部件的气味等级明显低于 25℃， 较低。同时在相同检测条件下，内饰件 TVOC浓度与气
且相差在 0.5～1.5级之间。顶棚隔音垫、备胎盖板、阻 味等级有一定的正相关关系：TVOC浓度越高，气味等
用热熔型胶黏剂，不含有机溶剂；在使用胶黏剂后采取
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后处理措施，如烘烤通风，尽量使挥发性物质散发完
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全；寻找其它绿色环保溶剂替代有机溶剂，减少胶黏剂
顶棚隔音垫 备胎盖板 阻尼垫 门板 风道 线束 衣帽架
行李箱护面 顶棚
仪表板 转向盘 副仪表板
门槛 尾门密封条
遮阳板 地毯
前排座椅 后排座椅
密封条 立柱
甲醛沸点 -19.5℃，易挥发，对人眼、鼻有刺激性作 点关注和管控。
用，车内空调系统、仪表板系统中齿轮、连杆等 POM（聚
图 3示出不同温度下（65℃对比 25℃），车内有机
甲醛）材料，座椅、地毯、顶棚等发泡件是其主要来源。 挥发物散发量的结果。
1） 对不同温度下车内甲醛释放的检测结果分析， ( +%%
[3-4]
中会含有游离甲醛 。控制措施：选用环保型的胶黏 温阶段甲醛受温度影响最为明显，可以达到常温阶段的
剂，选用不含或者少含酚醛树脂的地毯毛毡是重要的 10倍以上散发浓度，气味在高温下会有 0.5～1.5级的
途径。
变差趋势；可以从车型 VOC全谱分析结果，取合集确
皮革制品：甲醛可产生于皮革制造的各个阶段，主 定车内空气质量所有可能出现的散发物质。根据各项
[4]郭超．某车型车内 VOC散发规律研究[J]．汽车实用技术，2018（5）: 67-69.
[5]邓俊杰,胡隽隽,单丹丹 ,等.吸附材料对 VOC净化性能研究[J].汽车 零部件，2018（1）:71-72. （收稿日期：2021-04-19）
备注 蒸气对上呼吸道有刺激性，高浓度吸入有刺激作用
/ / / / 刺激性作用，对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用 蒸气对眼、粘膜和上呼吸道有刺激性 蒸气对眼、粘膜和上呼吸道有刺激性 樟脑丸味气味，对皮肤粘膜有刺激性，吸入后可引进呼吸道刺激、头痛、头晕 刺激眼睛 苦杏仁味，对眼睛、呼吸道粘膜有一定的刺激作用
醛、气味散发特性和影响因素，确认了车内甲醛及气味散发的来源和控制措施，为车内高温条件下甲醛及气味控制提供方
向。
关键词：高温；甲醛；气味；散发特性
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2021（6）
20行21业年观6察月
车内高温下甲醛及气味 散发研究
许明春 李永 胡隽隽 姚其海
（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心）
摘要：车内高温下甲醛及气味一直是汽车行业重点关注的问题，因此高温条件下车内甲醛及气味控制技术就成为当前汽车
行业重要的研究课题。文章通过对汽车在高温条件下车内各部件的温度采集及甲醛、气味数据的检测，分析了高温条件下甲
对消费者车内气味抱怨原因进行整理归纳，其中“暴晒
之后”和“长时间停放”的占比较高。 曝晒之后（车内温度高）的车内气味抱怨占据了最
图 @ 海南试验场某款车型暴晒后各部位温度分布图
- -
2第0261（期6）
行业观察
车内散发物质特性分析
温度对甲醛释放的影响
16h的车内零部件进行 VOC检测，数据对比并做统计 分析，甲醛是受温度影响较大的物质，高温条件下应重
要产生于鞣制和复鞣过程中。控制措施：增加前道工序 物质的化学特性，识别异味产生的物质。通过沸点确认
中的水洗次数和用水量，延长水洗时间；选用低 VOC 加速挥发的温度条件，锁定高温下气味改进的目标化
的复鞣剂，同时复鞣剂配方中使用无甲醛的化料；增加 合物，与零部件级挥发物质进行匹配，通过材料源头、
烘道长度，延长皮革挂凉时间；涂布材料中增加醛类捕 工艺改进、后处理加速散发降低高温下甲醛及气味。
1）温度升高，分子活化能增大，VOC散发量增加； 2）温度对不同 VOC物质散发的影响大小依次为：
化学键裂解之外，还有温度升高带来的残留单体、助剂 TVOC>甲醛 >苯乙烯 >甲苯 >乙苯 >乙醛 >二甲苯；
等加速挥发导致。甲醛散发量随温度的升高释放量逐 渐增加。在初始阶段甲醛的释放速率非常快，在 8h内 即可释放总量的 80以上，该阶段对外界温度变化最
根据海南试验场某款车型暴晒后各部位的温度采
解决大多数车内异味客户抱怨问题。同时，从行业内发 集，当日环境温度最高 38.3℃，车内空气 68.1℃，仪表
展趋势来看，汽车行业普遍开始重视高温下的有机挥 板、座椅、顶棚等零部件均处于高温环境，最高达 87℃，
发物和气味问题。伴随消费者日益关注高温下车内健 如图 1所示。高温下气味散发加速，异味更易产生，所
+%% % 甲苯
乙苯 二甲苯 苯乙烯 甲醛
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乙醛 4561
图 温度对甲醛释放的影响图
图 不同温度下车内有机挥发物散发量对比图
有 研 究 表 明 ，VOC单 体 的 扩 散 系 数 与 温 度 的
从图 3可以得到以下结论：
1.75次方成正比，温度是影响 VOC散发的最主要因
[2]
素 。内饰件中甲醛释放因素除了高温下共聚单体热解
- -
行业观察
2021年 6月
级越小，即内饰件的气味性越差。
色环保的甲醛替代产品。
气味等级
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胶黏剂：汽车内饰会使用多种溶剂型胶黏剂，会释
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放出各种有毒有害的挥发性有机物和气味性分子物
差值 '%&
质。控制措施：开发使用水性胶黏剂，不含有机溶剂；采
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! 背景分析
根据 J.D.Power2018—2020年研究报告（新车质量 研究 IQS）显示，中国车主对汽车内部难闻气味的抱怨
源，才能彻底解决车内异味问题。
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已经连续 2年登顶抱怨次数排行榜的榜首。J.D.Power
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分类 直链烷烃 支链烷烃 支链烷烃 支链烷烃 支链烷烃 苯的同系物 苯的同系物 苯的同系物 环烷烃 酯类 醛类
3）高温下的甲醛是重点关注和管控物质。 温度对车内气味影响
高温下，除“五苯三醛”，车内新增检出多种有机化
敏感，是甲醛扩散的最主要阶段，随着时间的延长扩散 合物，包括直链烷烃、支链烷烃、苯的同系物、环烷烃、
速率逐渐减慢并逐步趋于平缓，在一定的空间内达到 酯类及醛类等，部分物质存在刺激性气味，影响高温条
质量浓度（,-.,$） 质量浓度.（-.,$）
高温下甲醛质量浓度可达常温下的 10倍以上。高温下
甲醛散发与温度并非呈线性，如图 2所示。
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织物、衬背：为了使汽车内纺织品能够达到防皱、
中国汽车工程学会年会论文集[C]．
防缩、阻燃的效果，或者是保持印花、染色的耐久性以
[3]胡隽隽，许明春，姚其海，等.一种气味性溯源方案及实车验证结果[J].
及改善手感，都需要在纺织品生产助剂中加入甲醛。控
汽车工程师，2020（9）:11-12.
制措施：筛选出适当的化工材料和原料配方。了解供应 商提供的化工材料性能，在采购原料时要求供货方出 具产品中甲醛含量合格的证明；生产过程中使用在实 践中证明有效的甲醛消除剂；在加工过程中，应使用绿
动态平衡。
件整车气味性，如表 1所示。
2）对 65℃加热 2h（高温条件）及 25℃常温下放置
表 评价样车高温条件下新增检测物质
序号 ! # $ ( + * & ) ' !% !!
化合物名称
正十六烷 )/甲基十七烷 &/甲基十五烷 #/甲基0+/乙基辛烷 !%/甲基十九烷 间三邻苯
连三甲苯 偏三甲苯 十氢化奈 $/乙氧基丙酸乙酯 苯甲醛
康危害风险，文献[1]将高温甲醛散发和气味列为重要 以必须系统的分析研究高温下的甲醛和气味散发来
温度S 车内空气
仪表板 副仪表板 副驾驶座椅靠背 副驾驶座椅座垫 中排座椅靠背 中排座椅座垫
顶棚 左前门内板上部 右前门内板上部
右遮阳板
评价内容之一。基于此，只有通过对高温条件下甲醛和 气味性散发特性和影响因素的研究，才能为车内高温 甲醛和气味提供控制方向。
前围隔音垫 空调
的挥发。
聚氨酯发泡材料：座垫、头枕、隔音垫、仪表板、遮
图 重点零部件高温下和常温下的的气味性测试结果
高温下甲醛、气味性来源分析及管控方向
阳板、门板及顶棚等内饰件中都有应用。控制措施：采 用水性聚氨酯，减少聚氨酯固化过程中有机物挥发；改 变合成工艺，增加后处理环节，减少有机物散发；改用
车内异味一直是中国市场抱怨的主要问题，从顾 主要的发生时间，这也印证了高温条件下甲醛散发和气
客抱怨的场景分析可得知大约有一半以上的车内异味 味问题是顾客主要抱怨来源，因此非常有必要开展高温
抱怨发生在高温、曝晒、长时间的高温密闭的条件下。 下甲醛散发和气味问题特性研究和管控措施制定。
由此系统地研究高温下车内的甲醛及气味性问题能够
地毯、毡制品：车内使用的地毯、内饰毛毡和顶棚 绿色环保的脱模剂、清洗剂、催化剂等避免有机溶剂的
毡的 VOC挥发量较高，气味性强。这主要是与其制造 残留和散发。
过程中使用的粘结材料酚醛树脂直接相关，酚醛树脂 结论
胶黏剂采用的合成原料为甲醛，若反应不完全，胶黏剂
从研究的高温下甲醛和气味性的散发特性来看，高
[5]
捉剂 ，减少醛类物质及祛除醛类物质带来的气味；生
参考文献
[1]国家标准化管理委员会.车内 VOC与车内气味测试评价规程:
产车间保证通风性，利于加工过程中气味排除；在操作
工艺后期，避免引入 2次污染源。
CAHI-SM-VOC-2018［S］.
[2]张传桢，葛蕴珊，刘琳琳.温度对新车车内污染物的研究分析．2016