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車(chē)用(yòng)内饰塑料发展趋势及低VOCs改进方法
作者:组合料 来源:www.hoardpu.com 时间:2017/1/6 14:29:37 阅读

塑料作為(wèi)汽車(chē)内饰的主要组成部分(fēn),其VOCs挥发量对于整車(chē)VOCs的影响不容小(xiǎo)觑。尤其是在塑料生产、成型过程中使用(yòng)的增塑剂、阻燃剂、脱模剂等,含有(yǒu)大量苯、甲苯等有(yǒu)害物(wù)质,极易残留在塑料制品内部并释放出来,成為(wèi)造成車(chē)内空气污染的罪魁祸首。為(wèi)了从根本上解决車(chē)内挥发性有(yǒu)害物(wù)质含量超标问题,各企业需加强VOCs源头控制,研发低VOCs塑料或有(yǒu)效替代材料。目前,汽車(chē)内饰塑正朝着绿色、环保、健康的趋势发展。免喷涂塑料、生物(wù)塑料、有(yǒu)机-无机纳米复合材料由于其本身具有(yǒu)低VOCs、耐盐碱、耐磨等性能(néng),将会得到更广泛的应用(yòng)。

1.車(chē)用(yòng)内饰塑料发展趋势

免喷涂塑料

免喷涂塑料一次注塑品即為(wèi)最终产品,免去了表面预处理(lǐ)、喷漆、干燥等工作,降低成本约40%。在制备免喷涂塑料时,需注意以下几个方面:选择高光泽、耐刮擦、耐腐蚀的原材料;注意对模具浇注口、排气、表面抛光等的设计;开发全新(xīn)色彩,以期能(néng)更好地替代喷漆件。

生物(wù)塑料

生物(wù)塑料是以原生态的植物(wù)為(wèi)原料,如甘蔗、玉米等,在微生物(wù)作用(yòng)下生成的塑料。常用(yòng)塑料一般采用(yòng)石油产物(wù)合成,往往会存在未完全反应的小(xiǎo)分(fēn)子有(yǒu)害物(wù)质。而生物(wù)塑料由于采用(yòng)低毒低害的可(kě)再生原料,故将其制备成汽車(chē)内饰件后将会大大降低車(chē)内VOCs挥发量。此外,这种生物(wù)塑料可(kě)被分(fēn)解,有(yǒu)利于后续回收利用(yòng),是一种更為(wèi)环保的塑料种类。

有(yǒu)机-无机纳米复合材料

有(yǒu)机-无机纳米复合材料是将有(yǒu)机聚合物(wù)基體(tǐ)与无机纳米粉體(tǐ)采用(yòng)共混、溶胶凝胶等方法复合而成的一类材料总称。该类材料可(kě)用(yòng)来制备高强度、耐热、抗紫外線(xiàn)的内饰件。由于添加了无毒、化學(xué)稳定的无机组分(fēn),大大降低了塑料本身残余的VOCs,从根本上解决了材料VOCs的挥发问题。

2.車(chē)用(yòng)内饰塑料低VOCs改进方法

就现有(yǒu)水平和技术而言,还很(hěn)难实现新(xīn)型塑料的大规模生产。下面针对几种常用(yòng)的塑料种类,结合现有(yǒu)的成熟工艺,给出相应改进措施,以达到快速降低挥发性有(yǒu)害气體(tǐ)含量的目的。

聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯价格便宜,应用(yòng)广泛,是世界上产量最大的塑料产品之一。在汽車(chē)内饰件中主要用(yòng)于制备座椅面料、地毯、顶棚等。现阶段,可(kě)从以下几个方面对PVC进行低VOCs技术改进。


(1)热稳定剂选择。PVC在加工过程中若不添加热稳定剂,PVC分(fēn)子很(hěn)容易降解成小(xiǎo)分(fēn)子挥发性有(yǒu)害物(wù)质,因此必须加入热稳定剂以抑制其分(fēn)解。对于不同制品的PVC需选择不同类别的稳定剂,才能(néng)达到更好地抑制小(xiǎo)分(fēn)子的分(fēn)解的目的:①透明制品,不选用(yòng)铅盐作為(wèi)热稳定剂,选择除铂、钙之外的金属皂类及有(yǒu)机锑、有(yǒu)机锡等热稳定剂。②不透明制品,选用(yòng)高性能(néng)亚磷酸酯、有(yǒu)机弱酸稀土盐和水滑石等作為(wèi)稳定剂。

(2)在制备高表观密度聚氯乙烯树脂时,采用(yòng)升温聚合法,提高反应釜的生产能(néng)力,缩短聚合时间,使反应过程在每个阶段最大限度的进行,减少未反应的小(xiǎo)分(fēn)子有(yǒu)害物(wù)质的残留。

聚丙烯(PP)

聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,具有(yǒu)优异的耐热性、刚性、可(kě)加工性。PP塑料在汽車(chē)中应用(yòng)较广,约占車(chē)用(yòng)塑料总量的30%。现阶段,可(kě)从以下几个方面对PP材料进行低VOCs技术改进。

(1)添加活性炭、多(duō)孔氧化铝、硅藻土等多(duō)孔物(wù)质,特别是一种多(duō)孔的铝硅酸盐无机物(wù)质,这种添加剂对低分(fēn)子有(yǒu)机化合物(wù)具有(yǒu)很(hěn)强的吸附能(néng)力,并且在较高温度下也不会解吸附,从而使得材料的VOCs含量达到标准要求。

(2)采用(yòng)自然脱挥、真空脱挥相结合的方式,使用(yòng)专业的脱挥设备与工艺在聚丙烯改性过程中进行处理(lǐ)。采用(yòng)这种办法虽然效率较高,但成本也相对较高。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(wù)(ABS)

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(wù)是五大合成树脂之一,具有(yǒu)耐热、耐低温、耐腐蚀等优良性能(néng),且易加工、表面光泽性好。现阶段,可(kě)从以下几个方面对ABS树脂进行低VOCs技术改进。

(1)选用(yòng)乳液接枝-本體(tǐ)SAN掺混法或连续本體(tǐ)聚合法生产ABS树脂。乳液接枝-本體(tǐ)SAN掺混法投资少,反应容易控制,聚合简单,品种灵活,产品杂质少,挥发性有(yǒu)害物(wù)质残留量少。连续本體(tǐ)聚合法具有(yǒu)成本低,产品纯净,工艺流程短等优点,是具有(yǒu)广阔前景的制备工艺,但有(yǒu)待进一步发展。

(2)选取VOCs含量较低的ABS化工材料和耐热剂,在制作塑料合金过程中,选用(yòng)大分(fēn)子相容剂。

(3)研发新(xīn)型耐热合金材料,如PA/ABS合金、TPU/ABS合金等,用(yòng)于取代PC/ABS、PC/PBT等耐热性相对较差的合金制品,提高材料的热稳定性,降低其在加工、日晒过程中大分(fēn)子的有(yǒu)机物(wù)的降解,从而达到抑制有(yǒu)毒有(yǒu)害小(xiǎo)分(fēn)子物(wù)质的产生、降低VOCs挥发量的目的。

聚甲醛(POM)

聚甲醛是一种没有(yǒu)侧链的高密度、高结晶性的線(xiàn)型聚合物(wù),具有(yǒu)极高的强度、刚度和韧性,特别是它还具有(yǒu)突出的耐疲劳性能(néng)以及优良的耐水性。在汽車(chē)内饰件中主要应用(yòng)于座椅的安全带扣、把手、仪表板等。成型加工时,POM中残留的或是新(xīn)生成的不安定组分(fēn)极易分(fēn)解产生甲醛。现阶段,可(kě)从以下几个方面对POM进行低VOCs技术改进:减少料粒中残存的甲醛,减少分(fēn)子中的不安定组分(fēn);在混料过程中,添加甲醛捕捉剂,这种捕捉剂在注塑以及材料再生使用(yòng)、着色时都可(kě)发挥捕捉甲醛的效力,而且不会助長(cháng)添加剂的析出。

聚碳酸酯(PC )

聚碳酸酯是分(fēn)子链中含有(yǒu)碳酸酯的高分(fēn)子化合物(wù)的总称。具有(yǒu)极好的抗冲击性、耐蠕变性能(néng),并具有(yǒu)较高耐老化性能(néng)。在汽車(chē)内饰件中主要用(yòng)于开关面板、装饰条等的制备。PC残留单體(tǐ)比较少,但酯交换法PC生产过程中不可(kě)避免的会残留苯酚物(wù)质。现阶段,可(kě)从以下几个方面对PC进行低VOCs技术改进。

(1)采用(yòng)沉析法后处理(lǐ)工艺去除PC内的残余物(wù)质。即将蒸发与沉析相结合,配之以排气式挤出机工艺路線(xiàn),以逆流方式在汽提塔去除沸点较低的二氯甲烷,经薄膜蒸发后,可(kě)获得高质量分(fēn)数的的聚碳酸酯-甲苯混合物(wù)。随后,直接送入排气式挤出机脱净残余甲苯,得到高纯度树脂,降低残余甲苯含量。

(2)采用(yòng)超临界流體(tǐ)法。超临界二氧化碳不仅具备气體(tǐ)的扩散性,还具备液體(tǐ)的溶解能(néng)力,可(kě)作為(wèi)苯酚的优良溶剂。对于碳酸二苯酯和双酚A反应产生的副产物(wù)苯酚,超临界二氧化碳能(néng)有(yǒu)效地将其扩散至聚碳酸酯中,减少污染。

聚氨酯(PU )

聚氨酯泡沫塑料在汽車(chē)软饰塑料制品中占有(yǒu)重要地位。聚氨酯材料制得的产品设计自由度大,具有(yǒu)较宽的使用(yòng)温度范围,可(kě)在-40℃到90℃之间使用(yòng)。现阶段,可(kě)从以下几个方面对PU进行低VOCs技术改进。

(1)开发替代石化路線(xiàn)的聚醚多(duō)元醇的植物(wù)油多(duō)元醇。生物(wù)基PU材料循环利用(yòng)率、有(yǒu)机物(wù)挥发均优于石油基PU材料,是一种绿色环保原料。目前,美國(guó)福特汽車(chē)公司已成功开发出大豆油基PU橡胶和泡沫,用(yòng)于制备汽車(chē)坐(zuò)垫、靠背和密封件等内饰件。

(2)开发水性聚氨酯材料。水性聚氨酯以水為(wèi)介质,不含VOCs,能(néng)显著降低挥发物(wù)毒性,可(kě)用(yòng)水稀释,应用(yòng)方便,对环境友好,其综合性能(néng)接近溶剂型聚氨酯,可(kě)广泛应用(yòng)于皮革涂饰剂、固色剂等。

(3)扩大热塑性聚氨酯弹性體(tǐ)的应用(yòng)范围。聚氨酯弹性體(tǐ)具有(yǒu)诸多(duō)优异性能(néng),如弹性好、耐磨、耐疲劳、耐辐射及优良的可(kě)加工性,其内部所含的VOCs组分(fēn)含量低,已在迅速发展的汽車(chē)工业得到了广泛应用(yòng),如仪表板、車(chē)后窗、门窗封条等。

“节能(néng)、环保、安全”是汽車(chē)发展永恒的主题,車(chē)内空气质量作為(wèi)汽車(chē)环保、安全的重要方面,必将深刻影响消费者的購(gòu)車(chē)理(lǐ)念。只有(yǒu)从源头出发,研发、制备、选择低VOCs内饰材料,才能(néng)从根本上解决車(chē)内VOCs超标问题。塑料作為(wèi)汽車(chē)内饰件的重要组成部分(fēn),更应予以高度重视,通过控制设计、生产、加工、清洗等各个环节,最大限度地降低其对乘車(chē)人员的危害,从而构建良好的乘車(chē)环境。


 
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