薄美飞 孙碧霞 殷 升

上海新纺联汽车内饰有限公司(中国)

近年来消费者关于乘用车气味问题的投诉日益增多。被人们的嗅觉器官所感知到的车内气味源自车内各类零部件所使用的材料挥发出来弥散在车内的空气中的小分子[1]。为进一步加强乘用车内空气质量控制，2011年中国环境保护部和质量监督检验检疫总局发布了GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》，且在此基础上于2016年发布了GB 27630—201X《乘用车内空气质量评价指南》强制标准征求意见稿。由推荐性标准改成强制性标准意味着未来气味、挥发性有机化合物(VOC)未通过测试的车辆将面临强制召回，这对中国所有汽车主机厂提出了更高要求。各大汽车主机厂陆续开始推进各级供应商开展改善气味、减少VOC的工作。

汽车顶棚内饰织物通常由聚氨酯软泡与针织物复合而成，其难闻气味主要源于聚氨酯软泡制备中残留的醛、苯乙烯等挥发性单体，叔胺类催化剂，泡沫稳定剂及通过燃烧聚氨酯软泡使其与针织物复合过程中产生的焦糊味[2-3]。目前，低气味环保材料受聚氨酯发泡工艺影响，尚待开发上市。为满足汽车内饰织物低气味甚至无味要求，本文针对现有原料——带聚氨酯软泡的复合针织物，选用简便易行的高温烘烤方法，加速聚氨酯软泡材料中的可挥发性小分子的挥发，从而达到降低气味的目的。

1 试验评价方法

目前气味评价方法主要是人工嗅觉评价法。人工嗅觉法是将高分子材料置于一定的温湿度密闭条件下老化处理一段时间，待其散发出气味后，再由具有资质的评价者进行嗅辨评级打分。气味是挥发性物质刺激人体的鼻腔嗅觉神经后在中枢神经中引起的一种感觉[4]。嗅觉比味觉要灵敏约10 000倍。人类从嗅辨物质气味到产生感觉，仅需约0.2 s[5]，且对不同臭气物质的感觉阈值不同。图1总结了各大车企对顶棚气味的测试方法及要求。各大车企的测试方法：将待测物置于气味瓶中，在60～80 ℃下静置一定时间(模拟汽车在夏日暴晒)，促使待测物中有机物挥发，产生各种气味，再由人工嗅辨确定气味强度等级。

表1 各大车企的气味测试方法

2 试验部分

2.1 气味测试方法

尽管各大车企都有自己的气味测试及评判标准，但目前运用较广的是德系标准，即大众汽车公司的PV 3900—2000《汽车内部的部件 气味检验》，其主要内容如图1所示。

本文按照大众汽车公司的PV 3900—2000标准进行气味测试和评价。织物的取样面积为200 cm2，气味瓶体积为1 L。将织物放入气味瓶中密封，在(80±2) ℃的条件下放置2 h，之后由嗅辨员评价气味等级。气味评级标准如图1所示。

2.2 主要试验仪器

1 L气味瓶，上海市汇析精密仪器有限公司；PH-250型烘箱，上海苏盈试验仪器有限公司；高温烘布机，自制。

图1 大众汽车公司PV 3900—2000测试标准主要内容

自制高温烘烤机共4节烘箱，每节烘箱长6 m，另有进布区与出布区长6 m，总长为30 m。自制高温烘烤机包括驱动装置、抽风管道、风机、加热室、加热元件、抽风罩、吹风罩等，其结构如图2所示。驱动装置使织物进入加热室，加速织物中挥发性物质挥发。

抽风系统使高温风在烘布机内循环，使织物均匀受热。出风口处的吹吸风罩进一步将输送出来的织物表面附着的废气抽出，有效去除异味及VOC。同时，吹吸风罩也可将织物表面温度迅速降至常温，无需静置，从而缩短工时。

图2 自制高温烘烤机结构示意

2.3 试验方案

采用上述自制高温烘烤机对带聚氨酯软泡的复合针织物(以下简称“织物”)进行烘烤。通过调节设备温度和车速控制织物烘烤时间。设备温度分别设置为110、120、130、140、150 ℃，在每个温度下，分别以6、8、10、12、14 m/min的车速对织物进行烘烤。参照大众汽车公司气味测试标准PV 3900—2000对烘烤前后的织物进行气味测试，为了区分气味的细小差别，气味评级分数最小单位为0.05。

3 结果分析

织物在烘烤之前，经测试得到气味评级分数为4.20，经自制高温烘烤机在不同温度、车速下烘烤后，织物气味评级分数如表2所示。

表2 不同温度与车速下烘烤后的织物的气味评级分数

表2数据显示，织物在不同温度与车速下经烘烤处理后，气味评级分数均有所降低。这说明高温烘烤的方式可除去软泡中的部分气味分子。当车速为6～10 m/min时，随着温度从110 ℃升高至140 ℃，织物的气味评级分数先降低后上升。这是因为随着温度的上升，织物中许多易挥发的气味小分子加速运动，从织物中散发出来，并随烘烤机的抽风系统被带走。当温度较高，织物中聚氨酯软泡烘烤时间过久时，聚氨酯软泡被烤出焦糊味，将导致气味评级分数上升。当车速为14 m/min，温度从110 ℃上升至140 ℃时，因车速较快，织物被烘烤的时间较短，因而温度越高烘烤效果越好。试验数据表明，当温度为130 ℃、车速为8或10 m/min及温度为140 ℃、车速为14 m/min时，气味可以接受，除味效果较好。

4 结语

采用自制高温烘烤设备对带聚氨酯软泡织物进行烘烤处理，降低了带聚氨酯软泡织物的气味。总体而言，带聚氨酯软泡织物的气味随着烘烤温度的升高先降低后增加。织物烘烤过久后会产生焦糊味。综合考虑车速与温度的经济成本与效益，较适宜的工艺条件：烘烤温度为130 ℃、车速为10 m/min。