一種新型透氣汽車座椅：基于環境保護意識對汽車坐墊材料的改進

閻亮　徐功偉　周潔

摘 要 通過回顧汽車傳統坐墊材料的發展歷程及現狀，進而分析了傳統坐墊材料的環保性能，指出了汽車傳統坐墊材料聚氨酯泡沫在環境保護中存在的問題及可能的解決方案。鑒于汽車坐墊傳統材料聚氨酯泡沫在環境保護中面臨的窘境及短期內其環境保護性能無法獲得質的提升的現狀，一種新型的透氣汽車座椅應運而生，其在環境保護性能方面具有明顯優于其“前輩”的特性，值得推廣和應用。

關鍵詞 聚氨酯泡沫 傳統坐墊材料 環境保護性能 透氣汽車座椅

中圖分類號：TQ328.3 文獻標識碼：A

1汽車傳統坐墊材料的發展歷程

1955年汽車座椅開始使用軟質聚氨酯泡沫（RPUF），由于聚氨酯泡沫生產成本較低，同時RPUF緩沖及減震特性可以根據客戶的不同需要進行調整，聚氨酯泡沫逐漸成為汽車座椅用首選材料，2011年全球聚氨酯硬泡和軟泡的產量為990萬t，其中中國聚氨酯泡沫塑料產量為288萬t/a。

聚氨酯泡沫的最基礎反應（異氰酸酯與醇的反應）由Otto Bayer 1937年在實驗室發現，1941年Otto Bayer 在實驗室首次研發出軟質聚氨酯泡沫（RPUF），1952年世界上第一座RPUF生產工廠在德國建立，但直到1954年才有商業化的RPUF生產。

在聚氨酯工業發展初期，拜耳公司利用德國雄厚的煤工業基礎，以苯或甲苯為原料開發出端羥基聚酯多元醇。由它制備的聚氨酯泡沫具有機械性能好、耐油、耐磨性能優等優點，但耐水解性差，在潮濕環境中容易失效。20世紀50年代美國杜邦公司開發出以石油裂解物為原材料的聚醚多元醇，1957年BASF公司和DOW公司開發出以聚醚多元醇為原料的聚氨酯泡沫，與聚酯多元醇相比，聚醚多元醇價格較低，同時聚醚多元醇泡沫耐水解性和低溫柔韌性好，現在90%的聚氨酯泡沫塑料是由聚醚多元醇制備得到。

2汽車傳統坐墊材料的環保性能分析及其自我改進

汽車座椅用聚氨酯泡沫的環保性能主要是指材料的散發性，主要是指總揮發性有機會（TVOC）的含量，即多種具有揮發性有機化合物的混合物，其他還包括胺、霧化/可凝結成分、碳揮發（FOG）值及氣味性能等。材料的散發性越低，汽車座椅用聚氨酯泡沫的環保性能相對較好；材料的散發性越高，汽車座椅用聚氨酯泡沫的環保性能相對較差。

隨著人們生活水平的提高，消費者對產品的要求和對綠色環保的重視，聚氨酯泡沫不斷向著更加高品質、更加安全和環保的方向發展。聚氨酯泡沫的低霧化、低密度、阻燃等問題成為行業關注的焦點問題。汽車制造商對車用材料的要求逐年提高，除了材料機械性能、阻燃性、乘坐舒適性等指標，材料對車內環境如車體內的氣味和霧度等的影響被列為新標準。

（1）低揮發性助劑的使用

汽車座椅采用的RPUF，在生產過程中使用叔胺類催化劑，可產生氨臭味，當車內溫度較高時可揮發，部分揮發物凝聚在車玻璃上，使玻璃模糊（即霧化）。為了降低聚氨酯泡沫的氣味，聚氨酯行業近年來開發了低揮發催化劑。低揮發性氨類催化劑或無揮發性氨類催化劑通常是相對分子質量較高（高沸點）或反應性催化劑。反應性催化劑分子內含羥基等活性氫基團，在泡沫反應成型過程中結合到聚氨酯樹脂中，從而無揮發性。國外的一些專業聚氨酯助劑生產公司，如美國氣體產品公司、日本東漕化工等有低揮發性、反應性催化劑出售。

與傳統非反應性催化劑想比其揮發性大大降低，但其活性也不如傳統非反應性催化劑，因而體系中催化劑加入量較大。

（2）生物基聚氨酯泡沫

同時，隨著全球油價上漲及資源的匱乏，人們又開始把聚氨酯泡沫的原料來源轉到生物原料上，很多生物材料如蓖麻油、大豆油、棕櫚油等經酯交換反應可以制備生物基多元醇，由于其來源比較環保，同時聚氨酯泡沫可以生物降解，各國公司及研究機構開始投入大量的精力開發這類材料，1998年美國USSC公司開發了由大豆油制備得到的多元醇Soyoyl，其應用范圍幾乎與聚醚多元醇相同，年產能20多萬t。國內近年來廠家也開始生產生物基聚醚，如廣州海珥瑪植物油脂有限公司可提供軟泡、半硬泡及硬泡用大豆油多元醇。

歐美等過對回收材料的使用有法律要求，汽車工業已經大規模使用生物基聚醚多元醇。但由于我國沒有強制要求，并且可以提供生物基聚醚多元醇的廠家較少，所以生物基聚醚多元醇的使用尚未普及。

3一種新型透氣座椅：以空氣實現對傳統墊材的替代

目前，現有的汽車坐墊不具有透氣功能，司機長時間駕駛時，背部和臀部與座椅之間不透氣，使背部和臀部產生汗液，久而久之，背部和臀部產生皮疹，從而產生各種皮膚問題，影響司機和乘客的身體健康，同時，現有的汽車座椅不具有按摩功能，長途行駛中，不能有效地幫助司機或乘客緩解疲勞。為應對傳統汽車坐墊的上述種種問題，一種新型透氣汽車座椅應運而生，它涉及汽車配件技術領域，并且以空氣實現對傳統墊材的替代。

它的可調伸縮桿與頭部靠墊固定連接，并且可調伸縮桿延伸至靠背內。在靠背的內部設有卡槽，可調伸縮桿與靠背的卡槽滑動連接。它的靠背與下方的座椅相連接，靠背頂部和底部設有槽型口。它的座椅兩側設有槽型口，橡膠孔墊兩端設有槽型密封頭，上坐墊橡膠孔墊兩端設有槽型密封頭，槽型密封頭安裝在座椅槽型口內。座椅與上坐墊橡膠孔墊相互分離構成凸型底座，靠背與橡膠孔墊相互分離構成凸型靠座。橡膠孔墊和上坐墊橡膠孔墊設有多個吸排氣孔，在背部和靠背及臀部與座椅之間產生氣流，使汗液快速揮發。

并且這種以空氣實現對汽車傳統坐墊材料聚氨酯泡沫替代的“新型透氣汽車座椅”具有按摩的功能，適合司機和旅客在長途行駛中使用。

4結論及建議

通過對傳統坐墊材料軟質聚氨酯泡沫（RPUF）發展歷程及環保性能的分析，可知傳統墊材在環境保護方面的仍有巨大的改進空間，但現階段仍存在較高的技術困難，短期內其環保功效難以實現質的飛躍。通過使用空氣替代RPUF作為新型的汽車坐墊材料，不僅可以解決傳統坐墊材料在環境保護中面臨的窘境，而且可以為長途行駛中司機和乘客的身體健康保駕護航，實為一舉多得。這種已獲國家知識產權局認證的“新型透氣座椅”，無疑值得生產汽車座椅的各廠家引起足夠的重視和關注，以有利于他們生產出更加環保、更加有益司機和乘客們身體健康、更加受市場歡迎的新型汽車座椅。

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