环保型汽车内饰材料配方探讨

＊匡建武 张金晖 蒋晓兵

（苏州贝斯特装饰新材料有限公司 江苏 215000）

1.研究背景

（1）历史背景。在国内，合成革首先被应用到的领域是鞋子还有皮包，后来才逐渐被应用到其他领域，由于我国汽车行业起步较晚，人造革（指的是以PVC为材料的人工皮革）是在建国之后才逐渐被应用的，人造革是塑料工业中发展较早的行业之一，后来陆续出现的有PU人造革，以树脂为原材料，相较于PVC材料来说更加环保。以P树脂与普通化纤无纺布为原料生产的人造PU合成革，以及发明出了以超细纤维无纺布与PU为基础的合成革，被称为超细纤维PU合成革（简称超纤革）。随着国内科技的高速发展，人们消费观念的不断改变，先进工艺设备的应用越来越广泛，使得合成革行业不断进步发展，更多的新型材料被研发制作出来，使得我国的人造革合成革发展成为领先的行业之一。

（2）材料的性能比较分析。现在国内在汽车内饰中所应用到的人造皮革以PVC人造革和PU合成革为主，后继开发出有其他的新型材料。最开始汽车内饰材料所采用的是PVC人造革，外观和手感与天然皮革十分相似，但是比天然皮革更具环保理念，优点是外观鲜艳、耐磨损、物理性能、不易腐蚀等；PU合成革则分为干法、湿法和环保型三类，PVC人造革与PU合成革在汽车内饰中的应用以及作用基本一致，但是因为PU合成革相较于PVC人造革来说，手感更好，可供选择的纹理样式更多，耐清洗不易掉色，更重要的是PU材料更加环保，不会对人体造成极大的伤害，所以使得PVC人造革在汽车内饰中的应用逐渐减少，后来被新型的更加环保的材料（例如PU合成革）所替代。

2.PVC材料分析

(1)PVC受热分析

PVC受热分析：①PVC会因受热而加速降解，加热后产生“共轭多烯”，由于加热后会产生暗棕色和硬脆片，很容易被识别出来，这同时也意味着PVC的热老化将同时对变色和柔韧性产生负面影响（PVC材料可能变得偏黄，更脆）；②PVC加热后会产生盐酸，经过一系列反应后，盐酸释放出催化剂并加速脱氢氯化反应；③之后，尿素浓度变高，较高的尿素（尿烷）浓度也会加速PVC材料的泛黄（更好的说法是褐变，但褐变发生不明显的时候看起来是泛黄的）；④没有涂层的PVC总是比带有涂层的相同PVC（BC或TC，PU或ACR）更好，随着热老化的增加，温度的增加会使变色效果弱化（在变化上呈非线性）；⑤与PU相比，PVC上的ACRYLIC底漆有助于减少热变色。

为什么丙烯酸会有所改善呢？PVC上的丙烯酸底漆更硬，具有更好的增塑剂阻隔性能，同时也产生了弯曲风险问题，丙烯酸聚合物不具有典型的PU UREA基团。

(2)防止胺物质影响的对策

通常情况下，材料表皮层会有一层抗胺物，安定剂中含有一定量的抗胺物成分，抗胺物会吸收从海绵中渗透进来的胺物质并反应，通过增加0.5%的安定剂来增加表皮层中的抗胺物，从而达到抑制黄变影响。但是抗胺物不适合单独添加，当异常或特殊情况下海绵中含有的胺物质比抗胺物更多时，胺物质就会溢出。

黄变反应的原理：(-CH2-CHCl-)n+R-N3→-CH2-CHNHR+HCl。

防止黄变反应：NaClO4+R-N3(3级胺)→Na+R-N3+ClO4-。

PVC里面会有小部分游离小分子物质，其中有酰胺类的物质会与海绵复合时带进来的胺类似物性反应，高氯酸钠（NaClO4）会跟胺结合，实现防止胺与PVC结合时氯化氢（HCI)的产生。

(3)总结

①抗胺物对控制PVC材料的黄变很有效。②初期产品针对座椅开发其中耐氨剂添加量不够，扶手总成条件远高于座椅总成要求，现在增加0.5%的添加量，产品达到了需要的效果。③增加含抗胺物的安定剂实现控制PVC材料的黄变。

3.PVC汽车内饰材料的应用

（1）制作坐垫。近几年,随着人们生活品质的提高，人造汽车内饰的应用越来越广泛，相较于天然皮革，人造皮革在汽车内饰中的应用更加广泛，因为其价格上更具优惠，制作工期短，产品上市快，使得厂家能得到的利益更高，且人造汽车内饰的均质性更好，制作较于天然皮革来说更加简单，所以天然皮革在汽车中内饰中的应用逐渐被人造皮革所取代，也使得合成革行业飞速发展。在国内，汽车座套上所采用的材料一般有PVC人造革和PU合成革。但是由于人们环保型理念的不断增强，市场对于材料的要求越来越高，在汽车坐垫上的要求，除了物理强度，还有对其VOC含量的要求，所以近年来，新型环保材料不断被研发出来，在市场上得到应用。日本汽车生产量在世界高居榜首，且近年来日本汽车用革也以两位数递增，除了天鹅绒和针织面料以外，其他面料的应用也越来越广泛，使得合成革受到了更多的关注与重视，在合成革的制作上，除了对舒适度的要求，安全环保也被包含在了设计理念之中。

（2）顶篷面料。目前在国内，在外汽车顶篷内饰的制作中，应用较多的材料是针织面料、无纺布面料和PVC面料三种。针织面料可供选择的花纹较多，外观美观，易清洗，一般分为经编和纬编针织布两种。虽然经编布在各种汽车面料中的价格高居榜首，但是由于它质量极好，具有不易脱散，经过多次清洗不易变色且纹理花样众多的优点，深受大众喜爱，目前在顶篷面料当中的应用还是最多的，例如目前在中高端车顶棚内饰材料的应用中，使用最多的还是经编布，拥有的市场较大。无纺布质轻容易成型，能轻松解决汽车内饰构件表面结构复杂的问题，且质量好，稳定性极强，除此之外，无纺布的材料主要是天然纤维，绿色环保，深受大众喜爱，除了舒适度较高以外，还具有抗菌性，不易发霉等特点。在使用PVC材料作为汽车顶篷的面料时，需要格外注意，因为若是在操作上一个疏忽，在使用时就很容易产生龟裂等问题，再加上近年来PVC面料被爆出的关于环保的缺陷，使得PVC材料近几年来逐渐被其它新型环保材料所取代。

（3）PVC塑料。PVC塑料的主要成分是化合物聚氯乙烯。因为PVC塑料的用途广泛，在生产制作过程中，根据产品的不同用途添加不同的添加剂，使得产品组分不同，最后生产出来的各种制品呈现出不同的性能，PVC一般分为软PVC和硬PVC，由于软PVC中含有柔软剂，不易保存，所以在内饰材料的应用中，一般选用硬PVC材料。虽然PVC塑料价格便宜，在汽车内饰中应用广泛，但是由于PVC受热容易分解，且容易产生有害气体，随着越来越多的新型环保材料被研发出来，PVC材料逐渐被新型复合塑料所代替。

（4）PVC的防火性能。PVC一开始被广泛应用是因为它的燃烧特性，PVC材料不易燃烧，虽然发生意外情况时，PVC材料燃烧会产生具有刺激性味的气体，对环境和人体的危害性大，但是不得不承认它的防火性能优于其他材料，因此被广泛用于防火应用。根据相关实验调查显示，以PVC材料为主的汽车内饰材料在燃烧时较为稳定，并且由于其自身具有难燃的特点，在汽车着火时，以此材料为主的汽车内饰材料燃烧速度慢，使得车上的人有更多的时间逃跑，生还几率增大。但与此同时，由于它作为汽车内饰材料，环保性不强，在燃烧时会产生大量烟雾和有毒气体以及滴落物，对人体对环境的危害性极大，因此，对于PVC材料的研究还需深入。

4.未来与展望

（1）PU合成革及其应用前景。PU合成革是用PU代替PVC应用在人造革上。如今的市场对于汽车内饰材料性能要求比较高。现在国内外PU合成革公司，行业内的各个研究人员所研究的主要方向都在于高固含量树脂方面，目的是在减少溶剂的同时，提高PU合成革的强度、耐刮性和耐磨性，减少溶剂是为了在生产过程中减少对环境的影响，减少合成革中的VOC含量，达到绿色环保的目的。

环保型PU材料现在是整个行业的发展趋势，开发使用无毒、无污染、节能PU材料，并推广新型环保合成革在汽车内饰以及更多领域内的应用，可以极大地促进我国合成革产业发展。

（2）新型环保内饰材料。随着科技的进步，高科技产品的推广与使用，人们对汽车内饰材料要求越来越多，随之而产生的新型材料也接踵而至，更多的应用在汽车内饰中，促进合成革产业的发展。近几年来超纤皮革材料发展十分迅速，因为其结构独特，所以造就了其撕裂强度、拉伸强度高，耐折性好，耐寒性好的特点，由于超细纤维合成革的仿真性好，VOC含量低，更具环保特色，并且表面易清洗，受到了大众的一致好评，所以在汽车内饰的应用中逐渐替代了天然皮革，而更多新型环保的产品也逐渐被研发出来，在汽车内饰中被应用推广。

5.总结

随着科技的进步，高科技产品的推广与使用，人们生活品质的提高了，对于汽车内饰材料要求也越来越高，不仅要求其更加舒适耐用，还增加了其他很多关于环保方面的需求，极大的促进了我国合成革工业的进步和发展。虽然之前人们一致追捧的是真皮汽车内饰，认为真皮能代表拥有者的地位身份的尊贵，但是随着人们对于环保与健康的认识的提高，因为环保卫生等问题，一些新型环保的材料相继诞生，为人们所追捧，市场逐渐倾向于新型环保材料的发展，天然皮革逐渐被这些后生所替代。因此，环保性，舒适性，安全性逐渐成为了汽车内饰材料发展的重点。越来越多的新型人工皮革材料被研发出来，应用到各个领域，为人们的生活带来更多的便捷。

相信随着我国科技的不断进步，合成革行业的不断发展，更多新型材料能被研发出来，不止应用于汽车内饰材料，也在其他领域发光发热。