您當(dāng)前的位置：檢測資訊 > 科研開發(fā)
嘉峪檢測網(wǎng) 2025-05-23 08:30
摘要： 為改善汽車密封條氣味，研究了汽車密封條氣味的試驗方法和評價標準，對比了各主機廠和國際主流的試驗標準，對目前在用的標準進行了分析和歸納。對密封條氣味產(chǎn)生的原因和改善措施進行了討論，從混煉過程中原材料的選擇優(yōu)化、生產(chǎn)過程中使用水基涂料、存儲過程中適當(dāng)提高存儲溫度等不同方面提出了改善方案。
關(guān)鍵詞：汽車密封條 氣味試驗 氣味標準 改善措施
1. 前言
密封條是汽車上重要的密封零件，多用于四門兩蓋等經(jīng)常開閉的部位，具有隔音、防塵、防水、減振的作用，同時起到維護車內(nèi)環(huán)境、保護車內(nèi)乘員的作用[1-2]。由于很多密封條裸露在乘員艙內(nèi)，所以對其有氣味要求。汽車密封條一般分為動態(tài)密封條和靜態(tài)密封條，動態(tài)密封條包括車門條、門框條、門檻條、輪罩條、前發(fā)動機罩密封條、尾箱密封條等，靜態(tài)密封條包括玻璃導(dǎo)槽、內(nèi)水切、外水切等。
氣味試驗是一種主觀感覺的試驗，需要由具有資質(zhì)的特定試驗人員完成。氣味性是材料或零部件在規(guī)定的溫度和氣候條件存放時，釋放出具有主觀可覺察到的揮發(fā)性組分的特性[3]。車內(nèi)的氣味來源較為復(fù)雜，車身鈑金以內(nèi)的所有材料都是氣味的來源，但密封條主要用于內(nèi)外飾的密封，車身內(nèi)部、外部均有布置，因此，密封條在整個氣味體系中的貢獻率不大，但關(guān)于密封條的氣味投訴也時有發(fā)生。目前的氣味要求主要針對于裸露在駕駛艙內(nèi)的車門條、門框條、尾箱密封條、內(nèi)水切等，對裸露在外部的密封條零件沒有氣味要求。
目前，各大主機廠均有關(guān)于汽車零部件氣味試驗的方法和要求，但每個主機廠的要求不盡相同。目前，國家標準在此領(lǐng)域還不完善，但汽車行業(yè)標準已經(jīng)比較成熟。本文對比不同主機廠關(guān)于密封條氣味試驗的方法、要求，并給出改善方案。
2. 試驗設(shè)備和試驗方法
2.1 試驗設(shè)備與條件
試驗所需設(shè)備有空氣循環(huán)烘箱，一般要求溫度波動≤±2 ℃；試驗所需容器為帶有無氣味封口蓋子的廣口玻璃容器，需要帶金屬網(wǎng)架且具有良好的密封性，圖1 所示為試驗所用的1 L 廣口瓶，容器在每次評價前應(yīng)清洗干凈，保證清潔、干燥、無氣味。
圖1 試驗所用的廣口瓶（1 L）
制備好的樣件需要用鋁箔紙或薄膜進行密封，再用干凈的聚乙烯（Polyethylene，PE）袋或保鮮膜包裹后送至檢測機構(gòu)。取樣質(zhì)量為(20±2) g。取樣時間應(yīng)在生產(chǎn)完成后的7～15 天內(nèi)，開始檢測時間為生產(chǎn)完成后3周內(nèi)。氣味試驗要求的環(huán)境背景氣味等級在1.0 級及以下。樣品到達試驗室后，需在溫度為(23.0±2.0) ℃、相對濕度為50%±10%的恒溫恒濕環(huán)境中靜置24 h后再進行后續(xù)測試。
2.2 試驗方法
試驗前試樣的存放條件如表1 所示。
表1 試驗存放條件
測試步驟[4]如下：
a. 對于濕式試驗條件，在容器中加入50 mL 去離子水，對于干式試驗條件，無需加水；
b. 將測試樣品放在氣味瓶內(nèi)的不銹鋼支架上，必要時可使用鐵絲網(wǎng)固定，避免測試樣品與水直接接觸；
c. 將氣味瓶容器緊閉，放入設(shè)定好溫度且已穩(wěn)定運行的烘箱里；
d. 對于濕式試驗，當(dāng)將氣味瓶容器從烘箱內(nèi)取出容器時，立即進行氣味測評；
e. 對于干式試驗，當(dāng)將氣味瓶容器從烘箱里取出冷卻至測試實驗室溫度（60±5） ℃后進行評價；
f. 測試人員為3 人，當(dāng)測試人員所評價的結(jié)果差距超過1 個等級時，測試人員須增加到至少5 人進行復(fù)測。仲裁測試時，測試人員不得少于5 人。
3. 氣味試驗的評價方法
氣味評價標準分為1 級～6 級，介于2 種評價等級之間的狀態(tài)記為0.5級，評價須在沒有通風(fēng)和污染物氣味的環(huán)境中進行。評價人員須經(jīng)過相關(guān)培訓(xùn)后才能進行氣味評定試驗，并定期進行培訓(xùn)及標定。
氣味評價員在參加氣味評價前1 h 應(yīng)避免影響氣味評價的飲食、著裝和行為，如吸煙、飲酒、咀嚼口香糖、濃妝、帶有特殊氣味的皮草著裝等。
評價時，應(yīng)將容器蓋滑動3～4 cm 后打開容器蓋，評價人員的鼻子在靠近瓶子邊緣5 cm 處，用手在瓶子口輕輕扇動，使少量氣體飄進評價人員的鼻孔。單個評價員評定1個樣件須在30 s內(nèi)完成，評定結(jié)束后，立即蓋上容器蓋，供下一位評價員進行評價，3 個評價員須在2 min 內(nèi)完成單個樣件的評價。三元乙丙橡膠（Ethylene-Propylene-Diene Monomer，EPDM）材料固有的生膠味道不屬于干擾性氣味。
測試結(jié)果為所有測試人員評定等級的算術(shù)平均值并修約到最近的半級，等級的描述如表2所示。
表2 試驗的評價等級描述
4. 氣味試驗的標準對比
2012 年3 月，GB/T 27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》正式實施，表3 所示為該標準中對揮發(fā)性有機物的要求。該標準僅考慮了客觀的、儀器可以檢測的揮發(fā)性有機物含量，而對于影響乘員主觀感受、心情且影響乘員安全的氣味性測試卻未能給出明確的方案。
表3 車內(nèi)空氣中有機物濃度要求mg/m3
目前各大主機廠均有對氣味主觀評價的試驗要求，均在努力提升車內(nèi)空氣質(zhì)量，目前各主機廠對氣味的評判越來越嚴格，要求越來越高。
4.1 美國氣味標準的對比
目前，美國3 大汽車企業(yè)和美國汽車工業(yè)協(xié)會對車內(nèi)空氣質(zhì)量均有要求，與我國標準的試驗方法基本類似，表4所示為美國車企的氣味標準對比。
表4 美國主要車企的氣味試驗標準
由表4 可知，北美車企氣味試驗標準雖與我國標準描述有所差異，但試驗方法和評價方法類似。
以通用為代表的美國車企參考了德國的方法，將樣品按照在車內(nèi)位置分為直接照射和非直接照射，直接照射的樣品在105 ℃溫度下恒溫3 h，非直接照射的樣品在40 ℃或70 ℃溫度下恒溫24 h，其試驗加熱溫度比德國標準要求溫度要高。評價結(jié)果按1～10 級氣味強度評定，10 級為最優(yōu)等級。
4.2 歐洲氣味標準的對比
歐洲氣味標準以德國行業(yè)協(xié)會和大眾汽車企業(yè)標準為主，是比較成熟的氣味評判標準體系，其他企業(yè)標準大多參考歐洲的方法制定，如沃爾沃、奇瑞、長城、福特等，表5 所示為歐洲主要車企和國際組織的氣味標準。
表5 歐洲主要車企的相關(guān)的氣味試驗標準
由表5 可知，歐洲標準比較類似，是將樣品分別加熱至3 個溫度（23 ℃、40 ℃、80 ℃），其中，前2個溫度下為濕態(tài)，保溫24 h，80 ℃條件下是干態(tài)，保溫2 h，隨后由試驗人員按評級標準評分，一般按6 級氣味強度評定氣味等級，分為1～6 級，1 級為最優(yōu)等級。
4.3 日韓系標準的對比
日韓系各車企的氣味評價試驗方法間有很大不同，試驗方法和試驗評價標準較為復(fù)雜。表6 所示為日韓主要車企和國際組織的氣味標準。
表6 日韓主要車企的相關(guān)的氣味試驗標準
由表6 可知，日韓系車企標準的試驗設(shè)備、試驗方法、試驗評判標準均不同于歐美車企。豐田汽車的樣品要進行最初的氣味試驗和老化后的氣味試驗，加熱溫度與美系相同，直接照射和非直接照射樣品的加熱溫度不同，評判要求相對復(fù)雜，等級更為細致，氣味等級的排序不同。
4.4 中國標準的對比
國內(nèi)主機廠的氣味標準與歐美標準較為類似。表7 所示為中國主要車企和國際組織的氣味標準對比。
表7 中國主要車企的相關(guān)的氣味試驗標準
由表7 可知，我國大多數(shù)主機廠是將樣品分別加熱至3 個溫度（23 ℃、40 ℃、80 ℃），其中前2 個溫度為濕態(tài)，保溫24 h，80 ℃條件下為干態(tài)，保溫2 h，隨后由試驗人員分別按評級標準評分。一般按6級氣味強度來評定氣味等級，且1級為最優(yōu)等級。
5.密封條氣味的產(chǎn)生與改善措施
5.1 氣味的產(chǎn)生
汽車密封條產(chǎn)品中用量最多的材質(zhì)為三元乙丙橡膠（EPDM），占78%，其次是聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC），約占20%，熱塑性彈性體（Thermoplastic Elastomer，TPV）約占1.2%[5]，早期也使用氯丁橡膠（Neoprene，CR）、天然橡膠（Natural Rubber，NR）、丁晴橡膠（Nitrile Butadiene Rubber，NBR）等作為密封條原料，但現(xiàn)在用量越來越少。橡膠類產(chǎn)品帶有一定的氣味，是橡膠產(chǎn)品的特性之一。
汽車密封條的生產(chǎn)過程主要包括混煉、改性、復(fù)合擠出、硫化、植絨、噴涂、沖切等[6]，在生膠混煉和改性過程中會加入化學(xué)助劑以及配方外的設(shè)備潤滑劑等，在擠出加工的過程中使用多種配合劑，如促進劑等，橡膠在硫化過程多數(shù)情況下會產(chǎn)生硫化物，在噴涂涂層過程中會帶來特殊氣味等。
5.2 氣味的改善措施
目前，氣味改善措施主要從原材料、助劑和添加劑、生產(chǎn)過程、存儲過程方面著手。
5.2.1 混煉過程中的原材料
傳統(tǒng)的Ziegler-Natta 催化劑效率較低，溶劑聚合后，殘留的部分單體無法有效脫單分離，導(dǎo)致小分子異味的產(chǎn)生。選用茂金屬催化或Keltan ACE催化技術(shù)合成的EPDM 生膠體系，合成效率較高，可有效降低殘留單體含量[7]。
5.2.2 改性過程中的各種助劑和添加劑
使用篩余物質(zhì)量分數(shù)小的炭黑（如GN550等），使用低芳香烴含量、高閃點的石蠟油（如2158等），使用更多環(huán)保型促進劑等均可降低氣味等級，試驗表明，最多可降低1.7～2 個等級[8]。
5.2.3 優(yōu)化生產(chǎn)過程
采用新型水基涂料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的甲苯、二甲苯溶劑型涂料對密封條性能影響較小，但可有效降低氣味等級。在硫化過程中，提高微波熱風(fēng)硫化爐的溫度也能有效降低產(chǎn)品的揮發(fā)性有機物殘留量[9]。用貼絨代替植絨，可減少植絨過程大量的膠水的應(yīng)用，減少產(chǎn)生揮發(fā)性氣味。
5.2.4 優(yōu)化存儲過程
提高密封條的存儲溫度可加速揮發(fā)有毒有害氣味。
6. 結(jié)束語
氣味性能是汽車密封條的重要性能，各主機廠和國際組織均有相關(guān)要求，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，美國、歐洲、中國汽車主機廠氣味標準比較類似，所采用的試驗方法覆蓋了高溫度、高濕度等極端條件，評判等級的劃分較為一致。日韓主機廠的氣味標準則較為復(fù)雜，試驗方法和評判方法分為更多的檔次。密封條的氣味性能可從生膠混煉過程、改性過程、生產(chǎn)過程、存儲過程進行優(yōu)化，可采用茂金屬催化或Keltan ACE 催化技術(shù)合成的EPDM 生膠體系、改性中使用更多環(huán)保型促進劑、提高微波熱風(fēng)硫化爐的溫度、提高密封條的存儲溫度等措施改善氣味的散發(fā)狀況。
來源：期刊《汽車工藝與材料》作者：田永 馬保林（奇瑞汽車股份有限公司汽車工程技術(shù)研發(fā)總院，蕪湖 241000）
來源：Internet
關(guān)于我們 聯(lián)系我們 營業(yè)執(zhí)照 全國服務(wù)電話：400-818-0021 嘉峪檢測版權(quán)所有 備案號：京ICP備14047019號-2 
京公網(wǎng)安備11010802046783號
