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环保型汽车内饰材料配方探讨

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发表于 2022-11-7 15:03:36 | 显示全部楼层 |阅读模式


摘要:随着社会经济水平的提高,出行方式不断改变,变得更加便捷,人们的消费意识也发生了变化,除了追求便捷舒适,健康安全意识也随之增加。消费者在追求汽车的外观和性能的同时,对于汽车内饰的要求也越来越高,例如安全性、环保性等问题,同时也体现注重功能上,例如隔音功能、关于汽车内饰的安全环保问题、汽车内饰的材料。因此,更环保同时更功能化的汽车内饰成为了各汽车厂家所要研究开发的重点。本文主要就PVC人造革的配方进行探讨分析。

在国内,合成革首先被应用到的领域是鞋子还有皮包,后来才逐渐被应用到其他领域,由于我国汽车行业起步较晚,人造革(指的是以PVC为材料的人工皮革)是在建国之后才逐渐被应用的,人造革是塑料工业中发展较早的行业之一,后来陆续出现的有PU人造革,以树脂为原材料,相较于PVC材料来说更加环保。

以P树脂与普通化纤无纺布为原料生产的人造PU合成革,以及发明出了以超细纤维无纺布与PU为基础的合成革,被称为超细纤维PU合成革(简称超纤革)。随着国内科技的高速发展,人们消费观念的不断改变,先进工艺设备的应用越来越广泛,使得合成革行业不断进步发展,更多的新型材料被研发制作出来,使得我国的人造革合成革发展成为领先的行业之一。

材料的性能比较分析

现在国内在汽车内饰中所应用到的人造皮革以PVC人造革和PU合成革为主,后继开发出有其他的新型材料。最开始汽车内饰材料所采用的是PVC人造革,外观和手感与天然皮革十分相似,但是比天然皮革更具环保理念,优点是外观鲜艳﹑耐磨损﹑物理性能﹑不易腐蚀等;PU合成革则分为干法、湿法和环保型三类,PVC人造革与PU合成革在汽车内饰中的应用以及作用基本一致,但是因为PU合成革相较于PVC人造革来说,手感更好,可供选择的纹理样式更多,耐清洗不易掉色,更重要的是PU材料更加环保,不会对人体造成极大的伤害,所以使得PVC人造革在汽车内饰中的应用逐渐减少,后来被新型的更加环保的材料(例如PU合成革)所替代。

PVC材料分析
PVC受热分析
①PVC会因受热而加速降解,加热后产生“共轭多烯”,由于加热后会产生暗棕色和硬脆片,很容易被识别出来,这同时也意味着PVC的热老化将同时对变色和柔韧性产生负面影响(PVC材料可能变得偏黄,更脆);

②PVC加热后会产生盐酸,经过一系列反应后,盐酸释放出催化剂并加速脱氢氯化反应;

③之后,尿素浓度变高,较高的尿素(尿烷)浓度也会加速PVC材料的泛黄(更好的说法是褐变,但褐变发生不明显的时候看起来是泛黄的);

④没有涂层的PVC总是比带有涂层的相同PVC(BC或TC,PU或ACR)更好,随着热老化的增加,温度的增加会使变色效果弱化(在变化上呈非线性);⑤与PU相比,PVC上的ACRYLIC底漆有助于减少热变色。

为什么丙烯酸会有所改善呢?PVC上的丙烯酸底漆更硬,具有更好的增塑剂阻隔性能,同时也产生了弯曲风险问题,丙烯酸聚合物不具有典型的PU UREA基团。

防止胺物质影响的对策

通常情况下,材料表皮层会有一层抗胺物,安定剂中含有一定量的抗胺物成分,抗胺物会吸收从海绵中渗透进来的胺物质并反应,通过增加0.5%的安定剂来增加表皮层中的抗胺物﹐从而达到抑制黄变影响。但是抗胺物不适合单独添加,当异常或特殊情况下海绵中含有的胺物质比抗胺物更多时,胺物质就会溢出。

黄变反应的原理:(-CH2-CHCl-)n+ R-N3→-CH2-CH-NHR+HCl。

防止黄变反应:NaClO4+R-N3(3级胺)→Na+R-N3+ClO4-。


PVC里面会有小部分游离小分子物质,其中有酰胺类的物质会与海绵复合时带进来的胺类似物性反应,高氯酸钠(NaClO4)会跟胺结合,实现防止胺与PVC结合时氯化氢( HCl )的产生。

总结

①抗胺物对控制PVC材料的黄变很有效。

②初期产品针对座椅开发其中耐氨剂添加量不够,扶手总成条件远高于座椅总成要求,现在增加0.5%的添加量,产品达到了需要的效果。

③增加含抗胺物的安定剂实现控制PVC材料的黄变。

PVC汽车内饰材料的应用
制作坐垫

近几年,随着人们生活品质的提高,人造汽车内饰的应用越来越广泛,相较于天然皮革,人造皮革在汽车内饰中的应用更加广泛,因为其价格上更具优惠,制作工期短,产品上市快,使得厂家能得到的利益更高,且人造汽车内饰的均质性更好,制作较于天然皮革来说更加简单,所以天然皮革在汽车中内饰中的应用逐渐被人造皮革所取代,也使得合成革行业飞速发展。



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 楼主| 发表于 2022-11-7 15:03:56 | 显示全部楼层
在国内,汽车座套上所采用的材料一般有PVC人造革和PU合成革。但是由于人们环保型理念的不断增强,市场对于材料的要求越来越高,在汽车坐垫上的要求,除了物理强度,还有对其VOC含量的要求,所以近年来,新型环保材料不断被研发出来,在市场上得到应用。

日本汽车生产量在世界高居榜首,且近年来日本汽车用革也以两位数递增,除了天鹅绒和针织面料以外,其他面料的应用也越来越广泛,使得合成革受到了更多的关注与重视,在合成革的制作上,除了对舒适度的要求,安全环保也被包含在了设计理念之中。

顶篷面料

目前在国内,在外汽车顶篷内饰的制作中,应用较多的材料是针织面料、无纺布面料和PVC面料三种。针织面料可供选择的花纹较多,外观美观,易清洗,一般分为经编和纬编针织布两种。虽然经编布在各种汽车面料中的价格高居榜首,但是由于它质量极好,具有不易脱散,经过多次清洗不易变色且纹理花样众多的优点,深受大众喜爱,目前在顶篷面料当中的应用还是最多的,例如目前在中高端车顶棚内饰材料的应用中,使用最多的还是经编布,拥有的市场较大。

无纺布质轻容易成型,能轻松解决汽车内饰构件表面结构复杂的问题,且质量好,稳定性极强,除此之外,无纺布的材料主要是天然纤维,绿色环保,深受大众喜爱,除了舒适度较高以外,还具有抗菌性,不易发霉等特点。在使用PVC材料作为汽车顶篷的面料时,需要格外注意,因为若是在操作上一个疏忽,在使用时就很容易产生龟裂等问题,再加上近年来PVC面料被爆出的关于环保的缺陷,使得PVC材料近几年来逐渐被其它新型环保材料所取代。

PVC塑料

PVC塑料的主要成分是化合物聚氯乙烯。因为PVC塑料的用途广泛,在生产制作过程中,根据产品的不同用途添加不同的添加剂,使得产品组分不同,最后生产出来的各种制品呈现出不同的性能,PVC一般分为软PVC和硬PVC,由于软PVC中含有柔软剂,不易保存,所以在内饰材料的应用中,一般选用硬PVC材料。虽然PVC塑料价格便宜,在汽车内饰中应用广泛,但是由于PVC受热容易分解,且容易产生有害气体,随着越来越多的新型环保材料被研发出来,PVC材料逐渐被新型复合塑料所代替。

PVC的防火性能

PVC一开始被广泛应用是因为它的燃烧特性,PVC材料不易燃烧,虽然发生意外情况时,PVC材料燃烧会产生具有刺激性味的气体,对环境和人体的危害性大,但是不得不承认它的防火性能优于其他材料,因此被广泛用于防火应用。根据相关实验调查显示,以PVC材料为主的汽车内饰材料在燃烧时较为稳定,并且由于其自身具有难燃的特点,在汽车着火时,以此材料为主的汽车内饰材料燃烧速度慢,使得车上的人有更多的时间逃跑,生还几率增大。但与此同时,由于它作为汽车内饰材料,环保性不强,在燃烧时会产生大量烟雾和有毒气体以及滴落物,对人体对环境的危害性极大,因此,对于PVC材料的研究还需深入。

未来与展望

PU合成革及其应用前景

PU合成革是用PU代替PVC应用在人造革上。如今的市场对于汽车内饰材料性能要求比较高。现在国内外PU合成革公司,行业内的各个研究人员所研究的主要方向都在于高固含量树脂方面,目的是在减少溶剂的同时,提高PU合成革的强度、耐刮性和耐磨性,减少溶剂是为了在生产过程中减少对环境的影响,减少合成革中的VOC含量,达到绿色环保的目的。

环保型PU材料现在是整个行业的发展趋势,开发使用无毒、无污染﹑节能PU材料,并推广新型环保合成革在汽车内饰以及更多领域内的应用,可以极大地促进我国合成革产业发展。

新型环保内饰材料

随着科技的进步,高科技产品的推广与使用,人们对汽车内饰材料要求越来越多,随之而产生的新型材料也接踵而至,更多的应用在汽车内饰中,促进合成革产业的发展。近几年来超纤皮革材料发展十分迅速,因为其结构独特,所以造就了其撕裂强度、拉伸强度高,耐折性好,耐寒性好的特点,由于超细纤维合成革的仿真性好,VOC含量低,更具环保特色,并且表面易清洗,受到了大众的一致好评,所以在汽车内饰的应用中逐渐替代了天然皮革,而更多新型环保的产品也逐渐被研发出来,在汽车内饰中被应用推广。

总结

随着科技的进步,高科技产品的推广与使用,人们生活品质的提高了,对于汽车内饰材料要求也越来越高,不仅要求其更加舒适耐用,还增加了其他很多关于环保方面的需求,极大的促进了我国合成革工业的进步和发展。虽然之前人们一致追捧的是真皮汽车内饰,认为真皮能代表拥有者的地位身份的尊贵,但是随着人们对于环保与健康的认识的提高,因为环保卫生等问题,一些新型环保的材料相继诞生,为人们所追捧,市场逐渐倾向于新型环保材料的发展,天然皮革逐渐被这些后生所替代。

因此,环保性,舒适性,安全性逐渐成为了汽车内饰材料发展的重点。越来越多的新型人工皮革材料被研发出来,应用到各个领域,为人们的生活带来更多的便捷。

相信随着我国科技的不断进步,合成革行业的不断发展,更多新型材料能被研发出来,不止应用于汽车内饰材料,也在其他领域发光发热。


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