搪塑PVC表皮氣味優化方案

付鑫,喬兵，任明輝，程發祥，郭秋彥

(吉利汽車研究院(寧波)有限公司,浙江寧波 315000)

0 引言

汽車儀表板為汽車內飾中的重要零部件，集安全性、功能性、舒適性與裝飾性于一體[1]儀表板根據觸感分為硬質儀表板和軟質儀表板。根據儀表板上本體工藝分類有：注塑(PP或TPE)、吸塑、搪塑(搪塑PVC或搪塑TPU)、PU噴涂儀表板上本體。

隨著汽車產業的發展與人們對汽車品質的要求包括裝飾美觀性、舒適性、安全性與環保性不斷提高[2]，與此同時汽車市場面臨著成本的巨大壓力，因此搪塑PVC或搪塑TPU，吸塑TPO儀表板成為中端車型的主要選擇，其中搪塑PVC儀表板占比更大。

儀表板作為汽車內飾八大系統之一，對整車氣味VOC的貢獻可見一斑，因此如何提升儀表板氣味成為車內空氣品質的重要內容，文中主要驗證總結了搪塑PVC儀表板的氣味優化提升方案，主要從原料配方優化、搪塑PVC粉末工藝優化、搪塑PVC表皮后處理工藝優化幾個方面進行闡述。

1 儀表板氣味問題與溯源

1.1 主觀氣味評價

對整車進行氣味評價，前排與后排氣味類型有差異，后排主要表現為輕微座椅皮革氣味，前排有明顯的儀表板干擾。對儀表板進行總成與單組份材料進行氣味評價，從主觀氣味評價角度進行第一步溯源。

實驗條件：

(1)總成氣味實驗：2 000 L袋子法，室溫(25±2)℃，袋子中準確充入袋子體積50%的氮氣(純度不小于99.99%)，密閉(16±0.5)h后由7位氣味評價員進行氣味評價。

(2)材料法干法氣味實驗：根據相應標準規定要求進行樣件裁取后，裝入1 L氣味瓶，至于70 ℃烘箱中24 h，取出后室溫靜置1 h后由7位氣味評價員進行氣味評價。

氣味評級使用十級制進行評價，其中5級表示：可明顯感知到氣味，存在中等刺激(有點不能忍受)；5.5級表示：介于5～6級之間；6級表示：可明顯感知到氣味，輕微刺激；7級表示：可明顯感知到氣味，不刺激(不反感);6.5級：介于6～7級之間。

表1為儀表板總成氣味評價結果，表2為儀表板子零件氣味評價結果。

表1 儀表板總成氣味評價結果

表2 儀表板子零件氣味評價結果

1.2 客觀全譜分析

借助全譜分析數據與氣味溯源分析軟件，根據每種物質的氣味等級進行溯源得到如下數據(取8.5級以下的物質進行分析，8.5級以上基本屬于無氣味狀態)

圖1 氣味溯源分析報告

對以上CAS號與化合物名稱一一對應的物質進行氣味類型及用途查詢,結果見表3。

表3 物質的氣味類型及用途查詢結果

1.3 結論

搪塑PVC儀表板總成主要表現為香味、PVC氣味，其氣味類型與搪塑PVC表皮氣味類型一致，故影響儀表板總成氣味的主要部位為搪塑PVC。進一步通過全譜分析，香味物質為壬醛，而PVC氣味主要來自于增塑劑2-乙基己醇。

2 搪塑PVC的氣味提升方案及驗證

氣味的優化驗證主要從原材料配方優化、生產工藝過程、后處理及倉儲等方面進行考量。

2.1 原材料配方優化

原材料配方優化從兩個方面來驗證：添加香精對異味進行掩蓋；添加無機吸附劑對小分子物質進行吸附。使用材料法氣味評價方式，實驗結果見表4。

表4 原材料配方優化結果

由表可知增加香精物質對氣味提升有一定的幫助，能夠起到一定的掩蓋異味的作用，提升愉悅度，但是對于香味種類的接受卻因人而異，因此對于香精的添加應做足充分驗證以滿足市場上更多客戶的喜好。對于增加吸附劑產品而言并無明顯的氣味提升，其根本原因在于，無機吸附劑在受熱條件下將小分子物質再次散發出來，從而無法從根本上解決問題。

2.2 搪塑PVC粉生產工藝過程優化

搪塑PVC粉末生產工藝為：原材料(PVC樹脂、增塑劑、顏料、穩定劑等)通過熱混攪拌釜攪拌→冷混攪拌釜攪拌→篩分，最終獲得搪塑PVC粉末成品。

通過提高熱混攪拌釜溫度來增加小分子物質的揮發，使用材料法氣味評價方式，實驗結果見表5。

表5 生產工藝優化結果

由表可知，提高熱混溫度有利于小分子的散發，從而提高產品氣味性。

2.3 搪塑PVC表皮成品后處理

對搪塑PVC表皮成品進行烘烤除味處理，分別驗證70 ℃、2 h，70 ℃、4 h，75 ℃、4 h，80 ℃、2 h，80 ℃、4 h，80 ℃、8 h搪塑PVC表皮氣味等級(圖2)。使用材料法氣味評價方式，實驗結果見表6。

圖2 氣味等級

表6 表皮成品后處理結果

綜合以上實驗室驗證結果可得出，隨著烘烤溫度的升高與烘烤時間的延長有利于氣味優化提升。但實際量產選擇哪種烘烤條件需進一步驗證烘烤后的表皮是否有發生形變、紋理是否消失、剝離力是否受影響等實驗，驗證后均無影響則可擇優選擇相應烘烤條件。

3 結論

搪塑PVC儀表板作為整車內異味重要來源，優化其氣味性對優化整車氣味性起到了重要支撐。經過實驗數據與量產實際反饋，搪塑PVC粉熱混溫度提高5 ℃，可有效提高成品氣味性，同步增加烘烤工藝，常用的烘烤工藝為80 ℃、4 h，總成氣味可達6級及以上；搪塑PVC表皮氣味優化亦可根據客戶群體喜好選擇性使用香精進行氣味遮蓋，同步增加烘烤工藝，常用的烘烤工藝為80 ℃、4 h。