聚醚配方對座椅聚氨酯發泡乙醛散發性影響

鐘廣亮，季曉亮，趙海英，李永攀，張 賀，李 雪 Zhong Guangliang，Ji Xiaoliang，Zhao Haiying，Li Yongpan，Zhang He，Li Xue

聚醚配方對座椅聚氨酯發泡乙醛散發性影響

鐘廣亮1，季曉亮2，趙海英1，李永攀1，張 賀1，李 雪1Zhong Guangliang1，Ji Xiaoliang2，Zhao Haiying1，Li Yongpan1，Zhang He1，Li Xue1

（1. 北京汽車集團越野車有限公司，北京 101300；2. 陸軍裝備部駐北京地區軍事代表局，北京 100021）

車內VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）的改善研究是近些年來的一項重要熱門環保題目，而座椅聚氨酯發泡是車內VOC的主要貢獻材料之一。通過對不同廠家的座椅聚氨酯發泡更換聚醚配方前后樣品的乙醛揮發性進行檢測，對比分析聚醚配方在改善座椅聚氨酯發泡乙醛揮發性方面的作用，以明確聚醚配方所起的關鍵性作用，確定座椅聚氨酯發泡的VOC改善策略。

發泡；聚醚；乙醛

0 引 言

隨著社會生產力進步和生活品質的不斷提高，每位駕乘人員都會在車內停留較長時間，汽車現在不僅僅是代步工具的概念，已經成為人們生活的第二環境空間，因而影響廣大駕乘人員健康的車內VOC越來越受到關注。VOC種類眾多，其中乙醛是難以改善的重要攻關方向之一，而座椅聚氨酯發泡是乙醛的主要貢獻材料之一，也是VOC控制技術難度較高的材料之一。

1 聚氨酯概述

在大分子主鏈中含有氨基甲酸酯基的聚合物稱為聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯。聚氨酯分為聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯兩大類，聚酯型聚氨酯是以二異氰酸酯和端羥基聚酯為原料制備的聚氨酯，聚醚型聚氨酯是以二異氰酸酯和端羥基聚醚為原料制備的聚氨酯。聚氨酯一般由異氰酸酯、多元醇、催化劑、水和泡沫穩定劑制作而成。異氰酸酯和端羥基化合物（多元醇）的不同合成比例及發泡倍率會產生不同硬度的聚氨酯發泡材料，被廣泛應用于工業和生活的諸多領域。汽車座椅發泡通常為聚醚型軟質聚氨酯發泡。

2 試驗方案

2.1 試驗零件選擇

M1類乘用汽車有4座、5座、6座、7座等不同座位設計，座椅具有前排獨立座椅、后排獨立座椅、后排聯排座椅等不同形式。座椅硬度等其他諸多因素會影響座椅發泡的形狀、配方、性能，從而影響座椅發泡的VOC散發特性。為了提高對比分析結果的識別性、有效性，統一選擇5座硬派越野車型座椅的主體聚氨酯發泡作為研究對象[1]。

VOC散發量隨著時間會逐漸衰減，且呈非線性關系。聚氨酯的合成反應通常會經歷比較長的時間才能穩定下來，零件在從模具上取下后還要經過一段熟化時間。產品包裝也會改變產品散發周期的規律，并對是否受到外界污染起到關鍵作用。為了使檢測結果從數據上具有較為鮮明的對比特征，并且消除早期產品散發性隨時間變化幅度過大而使檢測偏差過大，統一選擇下線15天的產品作為檢測樣品，并用鋁箔材料密閉包裝運輸。

2.2 配方對比方案

座椅聚氨酯一般由異氰酸酯、聚醚多元醇、催化劑、水和泡沫穩定劑等經過反應制作而成，其中任何一個成分的牌號、比例都會影響整個反應的過程和結果，另外原料的攪拌溫度、時間等因素也會有一定的影響。不同的生產廠家有自己相對成熟的配方及工藝體系，不能輕易調整，否則會對產品產生難以預判的影響。

為了提高研究結果的科學性和廣泛實踐性，選擇3組不同聚氨酯發泡生產廠家的座椅發泡作為樣本，同時在變更前和變更后分別選擇不同廠商牌號的聚醚多元醇，以提高研究驗證結果的廣泛性，見表1。除聚醚多元醇牌號變更外，其他配方牌號、比例、工藝參數在允許的范圍內不調整或微調整。

表1 試驗配方對比

2.3 試驗方法

根據企業標準和行業VOC常用試驗方法，選擇袋式法作為試驗方法[2]，具體試驗裝置設備見表2。

表2 試驗設備

根據實際管控情況使用符合前文所述的全車座椅發泡作為樣品，具體試驗方法及其參數設計見表3，試驗流程如圖1所示。

表3 試驗方法及其參數

圖1 試驗流程

3 數據對比

進行試驗，針對乙醛的散發量進行不同情況的數據對比，見表4。

表4 乙醛散發量對比

注：變化率=|變更后揮發-原揮發|/原揮發×100%。

從表4可以看出，更換為低VOC聚醚的座椅聚氨酯發泡的乙醛散發量下降幅度為76%～93%。

4 結 論

通過試驗零件選擇、配方對比方案選擇、試驗方案選擇后進行試驗，得出對比試驗數據。通過對比分析得出以下結論：

（1）聚醚型座椅聚氨酯發泡可以改善乙醛散發量；

（2）通過選用低VOC聚醚配方對乙醛散發量的改善效果非常好，使散發量下降70%以上；

（3）選用低VOC聚醚配方對不同廠商的工藝參數都產生了顯著效果，具有推廣實踐意義。

[1]靳長有.某越野車型氣味改進研究[J].汽車工藝與材料，2019（2）：55-57.

[2]鐘廣亮. 車內空氣質量控制要素[J].汽車實用技術，2018（6）：91-95.

[3]國家環境保護總局.車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法：HJ/T 400—2007[S].北京：中國環境科學出版社，2007.

1002-4581（2020）01-0013-03

U465

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2020.01.004