汽车内饰聚丙烯材料耐污性研究

程发祥，陈浩然，苏英霞，吴纯

1.吉利汽车研究院(宁波)有限公司，浙江宁波 315336；2.佳施加德士(苏州)塑料有限公司，江苏苏州 215200

0 引言

汽车内饰零件是乘客接触最多的区域，如门板、扶手箱、仪表板、座椅等，经常会受到如化妆品、饮料、鞋油等外部污染的可能性。而且汽车内饰随着客户审美的提升，出现了各种各样的材料，并且颜色从之前的深色逐渐向浅色转变，在此情况下，内饰零件受到外部污染的可见性越来越高，乘客对此方面的关注度也逐年提升。为提升客户的乘坐及使用体验感，针对汽车内饰的防污研究越来越深入。贺丽丽等从聚丙烯材料、颜色及皮纹几个方向评估了番茄酱、巧克力、可乐等常用污剂的影响情况，结果表明材料配方影响不大，皮纹及颜色有一定影响。尹朝清等发明了一种低介电疏水耐污聚丙烯材料，通过引入含氟烷基的功能化有机聚硅氧烷提升材料的耐污性。本文结合前人经验从使用角度将耐污分为易污性和去污性两个方面进行研究。易污性是评估零件沾上污剂后人的主观视觉效果，与零件本身的颜色、纹理及材料的表面极性等相关。去污性是零件沾上污剂后去除污剂的难易程度为评价依据，一般会有规定的擦拭流程，然后评估擦拭后的污剂残留。污剂残留越少去污性越好，污剂残留越多去污性越差，残留的程度以前后的灰度对比为主。无论何种评价方法，材料与污剂的相互作用是影响零件耐污性能的主要因素，为此本文从易污性和去污性两个方面评估常用聚丙烯内饰材料对不同污剂的耐污表现，为后续的材料耐污提供优化方向性的指导。

1 污剂的种类及配制方法

根据乘客能正常接触到或频繁使用的情况，将可乐、果汁、咖啡、汗液、番茄酱、鞋油及土列为评估的主要污剂物，污剂种类及配比见表1。

表1 污剂种类及配比

2 易污性测试方法

材料的易污性有客观评价和主观评价两种方法，客观评价体系中分为污染布法和接触角法，主观评价体系有记号笔测试和固定污剂滞留性评估。本文分别以污染布测试法和滞留性评估研究聚丙烯材料的易污性。

2.1 污染布测试法

使用EMPA污染布(104号)及牛仔布(2550Y)，用摩擦色牢度仪Y571B，在负载9 N的条件下摩擦样板25次。摩擦处理后，依据ISO 105-A02《纺织品 色牢度评定变色用灰色样卡》或GB/T 250《纺织品 色牢度评定变色用灰色样卡》评级，在D65光源下采用比色卡评级，灰度级别越大材料越容易脏污，灰度标准等级要求不小于4.0级。

2.2 滞留性评估

在距离样板顶端2 cm处分别滴3 g亨氏或梅林番茄酱、美孚速霸2000发动机油5W-30、标准土混合液，将样板倾斜45°，观察液体流动性。流痕中残留污染物越少，流动越顺滑，材料越不容易脏污。

3 去污性测试方法

去污性是评估零件在接触到污染物后被清除的难易程度，也是材料耐污性能影响较大的一个环节，能否容易去污会影响客户的使用体验感。测试方法如下。

3.1 污染方法

对液体状污染物使用滴管移取污染物从距离测试样板表面5 cm的高度滴至10 cm×10 cm的测试板表面，如图1所示的4个位置各滴2滴，其中鞋油为1滴。每种污染物需测试两块样板，如上处理，其中一块放在65 ℃高温保存24 h，取出冷却至室温后评价去污性能，另一块常温放置24 h。

图1 样板点位示意

对糊状污染物，如番茄酱用塑料匙在如图1所示的4个位置各均匀涂抹0.1 g，各处直径约1 cm。如上处理两块样板，其中一块放在65 ℃高温保存24 h，取出冷却至室温后评价去污性能，另一块常温放置24 h。

3.2 污剂清洗

清洗步骤按照干擦()—水擦()—洗涤剂擦()—酒精擦()先后顺序进行。具体过程为：

(1)用干净细棉布以中等力度来回擦拭20次，等级记录为-，其中表示擦拭次数；

(2)用干净细棉布沾水以中等力度来回擦拭20次,等级记录为-；

(3)用干净细棉布沾洗涤剂以中等力度来回擦拭20次，等级记录为-；

(4)用干净细棉布沾酒精以中等力度来回擦拭20次，等级记录为-。

分别评价经历各清理过程后去污等级，若已达5级，则无须进行后续清理方式擦拭评价。分别测试3次并记录结果，其中4号点为测试对比点。

3.3 污剂等级评价

通过相应的清洗方式处理后，对比测试样板未被清洗的位置(4号位置)，参照图2示例要求分别对样板各污染位置的污染物擦除及测试样板变色情况进行评价。

1级：测试的污染物几乎未被清除；

2级：测试的污染物被少量清除，大多数污染物仍在；

3级：测试的污染物被清除超过50%，污染处中度变色；

4级：测试的大部分污染物被清除干净，污染处轻微变色；

5级：测试的污染物被完全清除。

图2 去污评价示例

4 皮纹板制作

内饰聚丙烯材料选择常用的PP+EPDM-TD10和PP+EPDM-TD20两种体系，经过双螺杆挤出机造粒后进行制板测试。分别选取浅米色(浅色)和深灰色(深色)制成皮纹板进行耐污评价。

5 结果与讨论

5.1 易污性测试结果

污染布摩擦后的测试结果见表2，其灰度等级测试结果见表3。

表2 污染布摩擦后的测试结果

表3 灰度等级测试结果

由表2和表3可以看出，经过污染布摩擦后的样板表面均有颜色变化，PP+EPDM-TD10和PP+EPDM-TD20不同规格的材料结果差异不大，灰度等级均能达到4.0～5.0级。

番茄酱滞留性测试结果见表4。由表可以看出，番茄酱呈膏状，在PP+EPDM-TD10和PP+EPDM-TD20的不同颜色状态下，均无法顺滑流动，对去污有较大影响。

表4 番茄酱滞留性测试结果

机油滞留性测试结果见表5。PP+EPDM-TD10和PP+EPDM-TD20不同材料规格对机油的滞留性影响不大，在表面均能顺滑地流动，残留量在50%左右。深色材料样板的残留视觉效果会比浅色明显。

表5 机油滞留性测试结果

标准土混合液滞留性测试结果见表6。标准土混合液在样板表面也能顺畅地流动，且残留很少，在深色样板表面的污剂较浅色样板明显。PP+EPDM-TD10和PP+EPDM-TD20不同规格的样板滞留性未发现有差异。

表6 标准土混合液滞留性测试结果

5.2 去污性测试结果

使用污剂可乐分别在常温和高温条件下对聚丙烯材料浅色、深色样板进行去污测试，其测试结果见表7。在常温干擦状态下可乐可以很轻松地去除，且不同颜色对去污的结果影响不大。在高温状态下，干擦已经无法完全去除，经过洗涤剂的10次擦拭可以完全去除。

表7 可乐在常温和高温条件下的测试结果

本文还使用了果汁、咖啡、汗液、鞋油、标准土混合液、番茄酱、白板笔及中性笔测试聚丙烯材料的去污性。不同聚丙烯材料常温污剂去污测试结果见表8，其高温污剂去污测试结果见表9。

表8 不同聚丙烯材料常温污剂去污测试结果

表9 不同聚丙烯材料高温污剂去污测试结果

从测试结果来看，去污性按照从易到难依次排序为标准土混合液=汗液>果汁=可乐>咖啡>鞋油>白板笔>中性笔>番茄酱。耐污性较差的试剂，在去污性上表现较难的去除趋势，如鞋油及番茄酱经过水洗及酒精才可以去除。颜色对易污性的影响不是太大，温度高的条件下，试剂的易去污性会变差。

6 结论

本文通过污染布测试法和滞留性评估研究了聚丙烯材料的易污性，得出了污染布在不同材料规格的样板上均有明显的污痕，两种不同规格材料间的差异很小，用此方法较难全面筛选材料的耐污性能；番茄酱滞留性评估基本没有太大作用，不同规格材料、颜色残留量并未减少，流动顺滑度差，用此方法难以区分材料的耐污性能；机油在不同样板上的残留量在50%左右，流动顺滑度较好，对不同颜色的视觉影响不同，可以作为聚丙烯材料耐污性能的参考方法；标准土混合液的流动顺滑度最高，在不同样板上的残留量很少，材料对此种污剂不易污染，滞留后深色较浅色视觉效果更为明显。

通过污染方法、污剂清洗、污剂等级评价研究了材料的去污性。得到了PP+EPDM-TD10和PP+EPEM-TD20的材料规格、深颜色和浅颜色对所有试剂的去污性试验结果未见明显差异;可乐、果汁、咖啡、汗液、鞋油、标准土混合液，在常温、高温储存条件下试验结果均为5级，可以满足去污要求;白板笔常温下为5级，高温下为4级，总体为4.5级满足去污要求;在常温、高温储存条件下，中性笔在黑色板上能满足去污要求，在浅色板上不能满足;在高温条件下，大部分试剂较常温状态下表现出较难的去污性;番茄酱在常温及高温条件下均无法满足去污性要求。