对气味说不，车用塑料放大招

■ 找塑料新材料研发中心闫洪雨

由推荐到强制，
车用塑料中枪

　　为加强乘用车内空气质量控制，环保部科技标准司2014年下发《乘用车内空气质量评价指南（修订版）》(GB//T26730—2011)，修订版指南由推荐级别升级为强制级别，意味着今后所有的车企将提升生产标准。本次标准修订，原有八项监控物质不变，并修订了车内空气质量污染限值，如表1。
　　随着汽车轻量化发展趋势，改性材料在汽车上的使用比例越来越大。汽车内饰塑料材料主要为PP、ABS、PC/ABS，其中的树脂、填料和助剂，及加工过程中剪切和受热的产物，是VOCs的源头之一。

细数车内低气味解决方案

    车内改性塑料颗粒生产流程如下：
　　 1. 配方的设计
　　 ——树脂选用低VOCs的类型
　　如在高流动PP的选择有可控流变法和氢调法，传统的可控流变法生产的PP树脂中VOCs含量较高，因此，选择新型的氢调法生产工艺代替可控流变法成为降低PP树脂中VOCs含量的主要方法之一。研究发现，氢调法生产的抗冲共聚PP树脂中的VOCs含量较降解法生产的PP树脂中的VOCs含量降低了76.5%(质量分数)。
    ——助剂筛选应从以下几方面考虑：
    ●低浓度下的有效性和高效能；
    ●与基材的相容性好，对产品的最终性能影响小；
    ●对基材的理化指标无不良影响；
    ●热稳定性高、耐热性好；
    ●挥发性小，耐溶剂抽提性好，不与其他添加剂和助剂发生不良反应；
    ●无毒、无害、无异味、污染性小。
    ——采用吸附法
    吸附法是具有吸附性的物质吸附树脂中残留的小分子物质达到控制VOCs含量的要求。吸附法分成物理和化学反应吸附两类。
　　物理吸附理论上可对任何VOCs都可以进行吸附，因此适用于VOCs含量比较高的树脂。目前已出现了较多的物理吸附体系，包括活性炭、金属氧化物、凹凸棒土、植物纤维、硅胶等矿物质，以及分子筛和纳米粉末硅橡胶等。当上述吸附物质以一定形式一种或几种共同分布于树脂基体中时，便能对树脂产生的挥发性小分子物质进行吸附。有研究表明，沸石和草酸钠的复配体系，可以协同实现PC/ABS合金材料的低气味。有专利表明，利用负离子粉独特的微观结构形成的永久电极，产生的负离子，长期有效地氧化、吸附有机小分子，大大降低醛、酮等挥发物的含量，可以制得环保、气味低的PP复合材料。需要指出的是，上述物理吸附剂在实际加工应用需综合考虑比表面积、表面结构、孔结构、解吸附温度、相容性、吸附曲线、孔径大小、亲水性和热稳定性等因素对VOCs含量的影响。
　　化学反应吸附是指加入能与VOCs发生化学反应的物质，使其生成相对分子质量较大、在正常使用环境下(如温度低于110 ℃)产生更易挥发的气体或不会挥发的一种化合物而消除材料中VOCs的方法。化学反应吸附涉及的化学反应极其复杂，但吸附过程具有较强针对性，适用于VOCs种类明确且种类较少的情况。
　 2.工艺改进
　　在挤出后期进行熔体脱挥，提高了挤出机的脱挥效率，通常需要提高设备真空度和添加脱挥助剂(汽提剂或萃取剂或小分子驱除剂等)。研究人员通过加入除挥发物质母粒和严格挤出造粒的工艺及挤出设备，使得材料在进行双螺杆挤出造粒时，将复合材料中的挥发性小分子通过双螺杆挤出机中的双真空环境将其部分或完全排出，以根除复合材料中的挥发性物质和有气味物质。
　　调整双螺杆挤出机的螺杆组合可以增加对VOCs的控制。如通过使用了开槽螺纹元件，增加复合材料与真空排气室的接触面积，有利于有机物的挥发排放。
　　此外，增加改性塑料粒子在包装前的干燥工序，比如将改性料粒子在罐内循环加热干燥（真空排气条件下效果更佳），将易挥发的小分子物质排出也能达到降低VOCs含量的目的。
　　3.新材料新工艺的应用
　　新型材料的应用也有助于车内VOCs的控制，例如，免喷涂及免电镀改性塑料，节省了表面预处理、喷漆、电镀、干燥等工序，一次注塑产品即为最终成品，减少喷涂过程中废品的产生，缩短生产周期，消除部分材料干燥后收缩问题，不但降低了制造成本，而且注塑制件还能够完全回收。

表1 车内空气质量污染限值
原限值修改后
（mg/m3）（mg/m3）
苯 0.11 0.06 原标准加严
甲苯 1.10 0.10 原标准加严
乙苯 1.50 1.00 原标准加严
二甲苯 1.50 1.00 原标准加严
苯乙烯 0.26 0.26 维持不变
甲醛 0.10 0.10 参考WHO
乙醛 0.05 0.20 参照国际标准
丙烯醛 0.05 0.05 维持不变