環保型汽車內飾材料配方探討

＊匡建武 張金暉 蔣曉兵

（蘇州貝斯特裝飾新材料有限公司 江蘇 215000）

1.研究背景

（1）歷史背景。在國內，合成革首先被應用到的領域是鞋子還有皮包，后來才逐漸被應用到其他領域，由于我國汽車行業起步較晚，人造革（指的是以PVC為材料的人工皮革）是在建國之后才逐漸被應用的，人造革是塑料工業中發展較早的行業之一，后來陸續出現的有PU人造革，以樹脂為原材料，相較于PVC材料來說更加環保。以P樹脂與普通化纖無紡布為原料生產的人造PU合成革，以及發明出了以超細纖維無紡布與PU為基礎的合成革，被稱為超細纖維PU合成革（簡稱超纖革）。隨著國內科技的高速發展，人們消費觀念的不斷改變，先進工藝設備的應用越來越廣泛，使得合成革行業不斷進步發展，更多的新型材料被研發制作出來，使得我國的人造革合成革發展成為領先的行業之一。

（2）材料的性能比較分析。現在國內在汽車內飾中所應用到的人造皮革以PVC人造革和PU合成革為主，后繼開發出有其他的新型材料。最開始汽車內飾材料所采用的是PVC人造革，外觀和手感與天然皮革十分相似，但是比天然皮革更具環保理念，優點是外觀鮮艷、耐磨損、物理性能、不易腐蝕等；PU合成革則分為干法、濕法和環保型三類，PVC人造革與PU合成革在汽車內飾中的應用以及作用基本一致，但是因為PU合成革相較于PVC人造革來說，手感更好，可供選擇的紋理樣式更多，耐清洗不易掉色，更重要的是PU材料更加環保，不會對人體造成極大的傷害，所以使得PVC人造革在汽車內飾中的應用逐漸減少，后來被新型的更加環保的材料（例如PU合成革）所替代。

2.PVC材料分析

(1)PVC受熱分析

PVC受熱分析：①PVC會因受熱而加速降解，加熱后產生“共軛多烯”，由于加熱后會產生暗棕色和硬脆片，很容易被識別出來，這同時也意味著PVC的熱老化將同時對變色和柔韌性產生負面影響（PVC材料可能變得偏黃，更脆）；②PVC加熱后會產生鹽酸，經過一系列反應后，鹽酸釋放出催化劑并加速脫氫氯化反應；③之后，尿素濃度變高，較高的尿素（尿烷）濃度也會加速PVC材料的泛黃（更好的說法是褐變，但褐變發生不明顯的時候看起來是泛黃的）；④沒有涂層的PVC總是比帶有涂層的相同PVC（BC或TC，PU或ACR）更好，隨著熱老化的增加，溫度的增加會使變色效果弱化（在變化上呈非線性）；⑤與PU相比，PVC上的ACRYLIC底漆有助于減少熱變色。

為什么丙烯酸會有所改善呢？PVC上的丙烯酸底漆更硬，具有更好的增塑劑阻隔性能，同時也產生了彎曲風險問題，丙烯酸聚合物不具有典型的PU UREA基團。

(2)防止胺物質影響的對策

通常情況下，材料表皮層會有一層抗胺物，安定劑中含有一定量的抗胺物成分，抗胺物會吸收從海綿中滲透進來的胺物質并反應，通過增加0.5%的安定劑來增加表皮層中的抗胺物，從而達到抑制黃變影響。但是抗胺物不適合單獨添加，當異常或特殊情況下海綿中含有的胺物質比抗胺物更多時，胺物質就會溢出。

黃變反應的原理：(-CH2-CHCl-)n+R-N3→-CH2-CHNHR+HCl。

防止黃變反應：NaClO4+R-N3(3級胺)→Na+R-N3+ClO4-。

PVC里面會有小部分游離小分子物質，其中有酰胺類的物質會與海綿復合時帶進來的胺類似物性反應，高氯酸鈉（NaClO4）會跟胺結合，實現防止胺與PVC結合時氯化氫（HCI)的產生。

(3)總結

①抗胺物對控制PVC材料的黃變很有效。②初期產品針對座椅開發其中耐氨劑添加量不夠，扶手總成條件遠高于座椅總成要求，現在增加0.5%的添加量，產品達到了需要的效果。③增加含抗胺物的安定劑實現控制PVC材料的黃變。

3.PVC汽車內飾材料的應用

（1）制作坐墊。近幾年,隨著人們生活品質的提高，人造汽車內飾的應用越來越廣泛，相較于天然皮革，人造皮革在汽車內飾中的應用更加廣泛，因為其價格上更具優惠，制作工期短，產品上市快，使得廠家能得到的利益更高，且人造汽車內飾的均質性更好，制作較于天然皮革來說更加簡單，所以天然皮革在汽車中內飾中的應用逐漸被人造皮革所取代，也使得合成革行業飛速發展。在國內，汽車座套上所采用的材料一般有PVC人造革和PU合成革。但是由于人們環保型理念的不斷增強，市場對于材料的要求越來越高，在汽車坐墊上的要求，除了物理強度，還有對其VOC含量的要求，所以近年來，新型環保材料不斷被研發出來，在市場上得到應用。日本汽車生產量在世界高居榜首，且近年來日本汽車用革也以兩位數遞增，除了天鵝絨和針織面料以外，其他面料的應用也越來越廣泛，使得合成革受到了更多的關注與重視，在合成革的制作上，除了對舒適度的要求，安全環保也被包含在了設計理念之中。

（2）頂篷面料。目前在國內，在外汽車頂篷內飾的制作中，應用較多的材料是針織面料、無紡布面料和PVC面料三種。針織面料可供選擇的花紋較多，外觀美觀，易清洗，一般分為經編和緯編針織布兩種。雖然經編布在各種汽車面料中的價格高居榜首，但是由于它質量極好，具有不易脫散，經過多次清洗不易變色且紋理花樣眾多的優點，深受大眾喜愛，目前在頂篷面料當中的應用還是最多的，例如目前在中高端車頂棚內飾材料的應用中，使用最多的還是經編布，擁有的市場較大。無紡布質輕容易成型，能輕松解決汽車內飾構件表面結構復雜的問題，且質量好，穩定性極強，除此之外，無紡布的材料主要是天然纖維，綠色環保，深受大眾喜愛，除了舒適度較高以外，還具有抗菌性，不易發霉等特點。在使用PVC材料作為汽車頂篷的面料時，需要格外注意，因為若是在操作上一個疏忽，在使用時就很容易產生龜裂等問題，再加上近年來PVC面料被爆出的關于環保的缺陷，使得PVC材料近幾年來逐漸被其它新型環保材料所取代。

（3）PVC塑料。PVC塑料的主要成分是化合物聚氯乙烯。因為PVC塑料的用途廣泛，在生產制作過程中，根據產品的不同用途添加不同的添加劑，使得產品組分不同，最后生產出來的各種制品呈現出不同的性能，PVC一般分為軟PVC和硬PVC，由于軟PVC中含有柔軟劑，不易保存，所以在內飾材料的應用中，一般選用硬PVC材料。雖然PVC塑料價格便宜，在汽車內飾中應用廣泛，但是由于PVC受熱容易分解，且容易產生有害氣體，隨著越來越多的新型環保材料被研發出來，PVC材料逐漸被新型復合塑料所代替。

（4）PVC的防火性能。PVC一開始被廣泛應用是因為它的燃燒特性，PVC材料不易燃燒，雖然發生意外情況時，PVC材料燃燒會產生具有刺激性味的氣體，對環境和人體的危害性大，但是不得不承認它的防火性能優于其他材料，因此被廣泛用于防火應用。根據相關實驗調查顯示，以PVC材料為主的汽車內飾材料在燃燒時較為穩定，并且由于其自身具有難燃的特點，在汽車著火時，以此材料為主的汽車內飾材料燃燒速度慢，使得車上的人有更多的時間逃跑，生還幾率增大。但與此同時，由于它作為汽車內飾材料，環保性不強，在燃燒時會產生大量煙霧和有毒氣體以及滴落物，對人體對環境的危害性極大，因此，對于PVC材料的研究還需深入。

4.未來與展望

（1）PU合成革及其應用前景。PU合成革是用PU代替PVC應用在人造革上。如今的市場對于汽車內飾材料性能要求比較高。現在國內外PU合成革公司，行業內的各個研究人員所研究的主要方向都在于高固含量樹脂方面，目的是在減少溶劑的同時，提高PU合成革的強度、耐刮性和耐磨性，減少溶劑是為了在生產過程中減少對環境的影響，減少合成革中的VOC含量，達到綠色環保的目的。

環保型PU材料現在是整個行業的發展趨勢，開發使用無毒、無污染、節能PU材料，并推廣新型環保合成革在汽車內飾以及更多領域內的應用，可以極大地促進我國合成革產業發展。

（2）新型環保內飾材料。隨著科技的進步，高科技產品的推廣與使用，人們對汽車內飾材料要求越來越多，隨之而產生的新型材料也接踵而至，更多的應用在汽車內飾中，促進合成革產業的發展。近幾年來超纖皮革材料發展十分迅速，因為其結構獨特，所以造就了其撕裂強度、拉伸強度高，耐折性好，耐寒性好的特點，由于超細纖維合成革的仿真性好，VOC含量低，更具環保特色，并且表面易清洗，受到了大眾的一致好評，所以在汽車內飾的應用中逐漸替代了天然皮革，而更多新型環保的產品也逐漸被研發出來，在汽車內飾中被應用推廣。

5.總結

隨著科技的進步，高科技產品的推廣與使用，人們生活品質的提高了，對于汽車內飾材料要求也越來越高，不僅要求其更加舒適耐用，還增加了其他很多關于環保方面的需求，極大的促進了我國合成革工業的進步和發展。雖然之前人們一致追捧的是真皮汽車內飾，認為真皮能代表擁有者的地位身份的尊貴，但是隨著人們對于環保與健康的認識的提高，因為環保衛生等問題，一些新型環保的材料相繼誕生，為人們所追捧，市場逐漸傾向于新型環保材料的發展，天然皮革逐漸被這些后生所替代。因此，環保性，舒適性，安全性逐漸成為了汽車內飾材料發展的重點。越來越多的新型人工皮革材料被研發出來，應用到各個領域，為人們的生活帶來更多的便捷。

相信隨著我國科技的不斷進步，合成革行業的不斷發展，更多新型材料能被研發出來，不止應用于汽車內飾材料，也在其他領域發光發熱。