汽車內飾材料霧化性質控研究

周嵐,宋景華，顧娟

（吉利汽車研究院（寧波）有限公司，寧波 315336）

引言

隨著汽車保有量的不斷增加，在使用過程中的安全問題越來越受到人們的重視。因此汽車的整車質量保證非常重要。汽車內飾作為汽車的重要組成部分，其內飾用材主要采用非金屬材料，一些內飾總成件常會采用各種膠黏劑，這些膠黏劑在使用時會產生大量有機物，例如地毯、頂棚[1，2]等，內飾材料常會揮發出各種有機物，如烷烴類、烯烴類、酯類、醇醚類、芳香烴和醛酮類等物質[3]。汽車在使用過程中，這些容易揮發的成份就會被蒸發出來，并在汽車窗戶或擋風玻璃上凝結成霧，妨礙駕駛者視線[4]，影響駕駛的安全性，容易造成安全事故。因此對汽車內飾材料的霧化性檢測是非常必要的。

早在80年代初，德國汽車標準起草委員會就對汽車內飾霧化性做了一定的研究性工作，且在1992年發布了相應試驗標準DIN 75201-1992，其中標準中重量法試驗質控采用鄰苯二甲酸二辛酯（DOP），要求質控在（4.9±0.25）mg范圍內，光澤度法試驗質控采用DIDP，要求質控在（77±3）%范圍內。由于DOP被列為高關注度物質清單并且某些用途被限用等各種原因，其中DIN 75201-1992標準在2011年進行修訂后，包括美國標準SAE J1756-2006及國際標準ISO 6452-2007，質控取消DOP只采用DIDP，而且各標準中并沒有明確指出質控范圍。因此，本文針對汽車行業霧化試驗質控物質DIDP的霧化性進行分析研究。

1 試驗原理

將樣件暴露面平鋪霧化杯底部，用成霧載體（可以是玻璃片或鋁箔）將燒杯蓋上，油浴加熱霧化杯的同時冷卻成霧載體，使揮發出來的物質在成霧載體上冷凝，重量法通過測定霧化前后鋁箔的重量差即為霧化值；光澤度法通過測定霧化前后玻璃片的反射值的百分比測得霧化值。

2 試驗材料及方法

2.1 試驗材料

2.1.1 試劑

DIDP，xx公司。

2.1.2 儀器

霧化-冷凝裝置，光澤度儀（60 °），電子分析天平(精度0.01 mg)。

2.2 試驗方法

2.2.1 重量法

取樣10 g DIDP，稱取鋁箔重量并記錄，將干燥后的試樣裝入霧化杯中并用鋁箔蓋好，于100 ℃恒溫加熱16 h，冷凝溫度21 ℃，霧化后干燥鋁箔（3.5～4）h后，稱量霧化后鋁箔重量，計算鋁箔前后質量差即為霧化值。

2.2.2 光澤度法

取樣10 g試樣，測試玻璃板光澤度并記錄，將干燥后的試樣裝入霧化杯中并用玻璃板蓋好，于100 ℃恒溫加熱3 h，冷凝溫度21 ℃，霧化后于無風條件下放置1 h，測試霧化后玻璃板光澤度，計算霧化前后玻璃片的反射值的百分比得出反射率。

3 試驗結果及分析

3.1 不同品牌DIDP的霧化性結果分析

本文采用賽默飛世爾霧化儀對不同品牌的DIDP的霧化性進行重復性試驗研究，分別進行了光澤度法及重量法試驗，試驗結果見表1與表2。

從表1中光澤度法結果可以看出反射率D＞C＞A＞B，說明在同樣的試驗條件下，B廠家所生產的DIDP在玻璃板上凝結的物質最多，才導致反射率小，說明B廠家所生產的DIDP揮發出的物質最多。D廠家生產的DIDP在玻璃上凝結的物質最少，所以反射率大，而且A、B品牌表現的光澤度法結果相對較接近。

從表2中重量法結果可以看出霧化值D＞A＞B＞C，說明在同樣的試驗條件下，D廠家所生產的DIDP在鋁箔上凝結的物質最多，C廠家所生產的DIDP在鋁箔上凝結的物質最少，而且A、B品牌表現的重量法結果相對較接近。

結合表1、2可以看出，光澤度法及重量法的試驗結果表現無明顯關聯性，光澤度法反射率大的D品牌DIDP在重量法中霧化值卻是最大。為了進一步分析產生此現象的原因，本文還對這四種品牌DIDP霧化試驗后，對其揮發組分進行了成分分析。

表1 不同品牌DIDP光澤度法差異比較

表2 不同品牌DIDP重量法差異比較

采用這四種DIDP同時做重量法霧化試驗。霧化后用甲醇分別洗脫鋁箔上凝結的物質，定容5 ml，采用氣相色譜質譜聯用儀（gcms）進行分析，如圖1所示。

從圖1可以看出，揮發出的物質都是混合物，其中D品牌的峰形與A、B、C完全不一樣，說明揮發出的物質基本不一樣，其中A、B的峰形非常接近，在8～10 min間幾乎重合，差別在于14～16 min間，說明揮發出的物質相對較一致，所以A、B品牌表現的霧化結果相對較接近。

圖1 不同品牌DIDPgcms圖譜

不同品牌的DIDP表現的霧化性不一樣，這種差異與各廠家生產DIDP時的工藝息息相關，各品牌DIDP的揮發物組分存在差異性，導致密度、對光的折射以及透射率也就存在差異性，因此會導致各個品牌生產出的DIDP做出的霧化性試驗結果不一樣，同時證明光澤度法及重量法的試驗結果表現無明顯關聯性。

3.2 兩種品牌設備霧化性結果分析

本文選擇D品牌DIDP，采用賽默飛世爾霧化儀進行光澤度法重復性試驗，試驗結果見表3。

從表3中可以看出，該品牌DIDP的反射率在80.3～92.6 %之間，平均值在84～91 %之間，且相對標準偏差都小于5 %。可見該品牌DIDP試劑在賽默飛世爾霧化設備的光澤度法試驗穩定性較好（RSD＜5 %）。

表3 光澤度法穩定性試驗（單位：%）

采用該品牌DIDP分發給其它機構進行對比試驗，試驗方法不變，結果見表4。

表4 兩種品牌設備光澤度法差異性比較

從表4中可以看到a、b、c、d四家機構采用的設備品牌是賽默飛世爾霧化儀，反射率都在84～91 %之間，而e、f、g三家采用濟南蘭光霧化儀的試驗結果較小，存在這種差異性的原因主要是由于這兩種品牌的霧化恒溫槽的導熱油液位不同，液位高使得霧化杯受熱多，揮發出的組分多，同時凝結在玻璃上的組分就會多，造成反射率下降。

4 結論

本文對不同品牌的DIDP采用重量法及光澤度法對其霧化性進行研究，試驗結果表明，不同品牌DIDP的霧化性試驗結果不一樣，出現這種差異性主要與DIDP的生產工藝有關，由于品牌不一樣揮發出的物質也會存在差異，易揮發組分的密度、對光的折射以及透射率也就不一樣，因此其霧化性結果也會存在差異。

本文還通過對市場上常用的兩種品牌的霧化設備采用同一品牌DIDP進行光澤度法試驗比對。結果發現兩種不同設備做出的反射率不同，這種設備間的差異性，是由于品牌間恒溫槽導熱油的液位存在差異，高液位使得霧化杯受熱多，揮發出的組分多，同時凝結在玻璃上的組分就會多，造成反射率下降。