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【座椅】如何改善汽車座椅聚氨酯發(fā)泡VOC
摘要
通過分析座椅聚氨酯發(fā)泡VOC的來源，從原料及工藝兩方面提出了優(yōu)化方法。
VOC濃度要求規(guī)定
揮發(fā)性有機化合物VOC（Volatile Organic Compounds），是指在常溫狀態(tài)下容易揮發(fā)的有機化合物。環(huán)保部發(fā)布的征求意見稿《乘用車內空氣質量評價指南》，對于汽車車內空氣有機物濃度要求：
（▲車內空氣有機物濃度 單位：mg/m3）
聚氨酯發(fā)泡VOC來源
聚氨酯硬泡是由按照一定比例的A、B組分料混合后，經一系列化學反應后形成的具有防水和保溫隔熱功能的泡沫塑料。
A組分料是由多元醇（聚醚或聚酯）及發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑等添加劑組成的組合料，俗稱白料。B組分料的主要成分為異氰酸酯，是一種棕色液體，俗稱黑料。聚氨酯所用原料，導致VOC有以下來源：
多元醇
從理論上講，聚氨酯材料中殘留的微量多元醇會產生低分子的醛類、醇類、羧酸類物質。
異氰酸酯
游離的異氰酸酯單體存于聚氨酯發(fā)泡中，因其低沸點和高蒸汽壓的特點，在日后的使用過程中慢慢釋放出來，產生揮發(fā)性物質，危害人體健康。
催化劑
叔胺類催化劑能對聚氨酯的發(fā)泡反應和凝膠反應提供催化性能，但大多數不參與反應。反應完成后，胺類催化劑一部分在生產過程中揮發(fā)，其余會游離在泡沫中。由于聚氨酯發(fā)泡的多孔結構，游離的叔胺類催化劑會慢慢游離到泡沫表面而揮發(fā)出來。
泡沫穩(wěn)定劑
硬泡所用有機硅穩(wěn)定劑，俗稱“硅油”，主要結構是聚硅氧烷-氧化烯烴嵌段共聚物，作用是提高泡孔的閉孔率，使泡沫穩(wěn)定、均化。低相對分子質量的硅氧烷小分子，會直接進入到成品中，且不參與發(fā)泡反應，只能殘留在泡沫內部，增加了聚氨酯泡沫硅氧烷類VOC的揮發(fā)。
其他輔助劑
為保持產品的特性，在生產座椅聚氨酯泡沫的過程中，還會添加諸如發(fā)泡劑、阻燃劑、抗氧劑、脫模劑及抗老劑等多種助劑。由于反應程度的不完全，少量殘留的游離單體和一些低相對分子質量的物質，很容易從聚氨酯泡沫中揮發(fā)出來。
聚氨酯發(fā)泡VOC改善方法
材料選擇
目前異氰酸酯在PU發(fā)泡生產中尚不可替代，只能采取適當的措施，去降低VOC，主要體現在以下幾方面：
（1）采用聚酯多元醇取代聚醚多元醇，其活性較高，可降低催化劑用量；
（2）異氰酸酯采用二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)體系配方，不使用甲苯二異氰酸酯(TDI）；
（3）催化劑采用高效、低揮發(fā)型物質，如三亞乙基二胺代替二甲基環(huán)己胺中等活性胺類催化劑；
（4）減少助劑的使用，如多元醇中引入具有阻燃作用的元素代替阻燃劑的使用；
（5）在混料過程中添加醛類消除劑。
工藝處理
在改善原材料應用的同時，工藝采用生產過程管控及后處理的方式，可進一步降低VOC，主要有以下幾方面：
（1）發(fā)泡澆注由人工澆注改為機器人澆注，使得原料充分混合，同時確保A、B料用量比為1:3，發(fā)泡溫度為50℃～70℃，模內熟化時間為4min；
（2）發(fā)泡真空開泡機的開泡排氣通過管道排入戶外，并保證真空度0.6Mbar-0.7Mbar；
（3）碾壓式發(fā)泡開泡機經過兩次碾壓開泡，開泡充分，發(fā)泡內無氣體殘留；
（4）發(fā)泡上懸掛鏈，熟化時間至少 8h，懸掛鏈循環(huán)一周時間約24h；
（5）采用通風措施，諸如發(fā)泡工位增加真空排放，廠房頂部增加排風裝置及車間窗戶的玻璃被有間斷的打開等。
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