一种新型透气汽车座椅：基于环境保护意识对汽车坐垫材料的改进

阎亮　徐功伟　周洁

摘 要 通过回顾汽车传统坐垫材料的发展历程及现状，进而分析了传统坐垫材料的环保性能，指出了汽车传统坐垫材料聚氨酯泡沫在环境保护中存在的问题及可能的解决方案。鉴于汽车坐垫传统材料聚氨酯泡沫在环境保护中面临的窘境及短期内其环境保护性能无法获得质的提升的现状，一种新型的透气汽车座椅应运而生，其在环境保护性能方面具有明显优于其“前辈”的特性，值得推广和应用。

关键词 聚氨酯泡沫 传统坐垫材料 环境保护性能 透气汽车座椅

中图分类号：TQ328.3 文献标识码：A

1汽车传统坐垫材料的发展历程

1955年汽车座椅开始使用软质聚氨酯泡沫（RPUF），由于聚氨酯泡沫生产成本较低，同时RPUF缓冲及减震特性可以根据客户的不同需要进行调整，聚氨酯泡沫逐渐成为汽车座椅用首选材料，2011年全球聚氨酯硬泡和软泡的产量为990万t，其中中国聚氨酯泡沫塑料产量为288万t/a。

聚氨酯泡沫的最基础反应（异氰酸酯与醇的反应）由Otto Bayer 1937年在实验室发现，1941年Otto Bayer 在实验室首次研发出软质聚氨酯泡沫（RPUF），1952年世界上第一座RPUF生产工厂在德国建立，但直到1954年才有商业化的RPUF生产。

在聚氨酯工业发展初期，拜耳公司利用德国雄厚的煤工业基础，以苯或甲苯为原料开发出端羟基聚酯多元醇。由它制备的聚氨酯泡沫具有机械性能好、耐油、耐磨性能优等优点，但耐水解性差，在潮湿环境中容易失效。20世纪50年代美国杜邦公司开发出以石油裂解物为原材料的聚醚多元醇，1957年BASF公司和DOW公司开发出以聚醚多元醇为原料的聚氨酯泡沫，与聚酯多元醇相比，聚醚多元醇价格较低，同时聚醚多元醇泡沫耐水解性和低温柔韧性好，现在90%的聚氨酯泡沫塑料是由聚醚多元醇制备得到。

2汽车传统坐垫材料的环保性能分析及其自我改进

汽车座椅用聚氨酯泡沫的环保性能主要是指材料的散发性，主要是指总挥发性有机会（TVOC）的含量，即多种具有挥发性有机化合物的混合物，其他还包括胺、雾化/可凝结成分、碳挥发（FOG）值及气味性能等。材料的散发性越低，汽车座椅用聚氨酯泡沫的环保性能相对较好；材料的散发性越高，汽车座椅用聚氨酯泡沫的环保性能相对较差。

随着人们生活水平的提高，消费者对产品的要求和对绿色环保的重视，聚氨酯泡沫不断向着更加高品质、更加安全和环保的方向发展。聚氨酯泡沫的低雾化、低密度、阻燃等问题成为行业关注的焦点问题。汽车制造商对车用材料的要求逐年提高，除了材料机械性能、阻燃性、乘坐舒适性等指标，材料对车内环境如车体内的气味和雾度等的影响被列为新标准。

（1）低挥发性助剂的使用

汽车座椅采用的RPUF，在生产过程中使用叔胺类催化剂，可产生氨臭味，当车内温度较高时可挥发，部分挥发物凝聚在车玻璃上，使玻璃模糊（即雾化）。为了降低聚氨酯泡沫的气味，聚氨酯行业近年来开发了低挥发催化剂。低挥发性氨类催化剂或无挥发性氨类催化剂通常是相对分子质量较高（高沸点）或反应性催化剂。反应性催化剂分子内含羟基等活性氢基团，在泡沫反应成型过程中结合到聚氨酯树脂中，从而无挥发性。国外的一些专业聚氨酯助剂生产公司，如美国气体产品公司、日本东漕化工等有低挥发性、反应性催化剂出售。

与传统非反应性催化剂想比其挥发性大大降低，但其活性也不如传统非反应性催化剂，因而体系中催化剂加入量较大。

（2）生物基聚氨酯泡沫

同时，随着全球油价上涨及资源的匮乏，人们又开始把聚氨酯泡沫的原料来源转到生物原料上，很多生物材料如蓖麻油、大豆油、棕榈油等经酯交换反应可以制备生物基多元醇，由于其来源比较环保，同时聚氨酯泡沫可以生物降解，各国公司及研究机构开始投入大量的精力开发这类材料，1998年美国USSC公司开发了由大豆油制备得到的多元醇Soyoyl，其应用范围几乎与聚醚多元醇相同，年产能20多万t。国内近年来厂家也开始生产生物基聚醚，如广州海珥玛植物油脂有限公司可提供软泡、半硬泡及硬泡用大豆油多元醇。

欧美等过对回收材料的使用有法律要求，汽车工业已经大规模使用生物基聚醚多元醇。但由于我国没有强制要求，并且可以提供生物基聚醚多元醇的厂家较少，所以生物基聚醚多元醇的使用尚未普及。

3一种新型透气座椅：以空气实现对传统垫材的替代

目前，现有的汽车坐垫不具有透气功能，司机长时间驾驶时，背部和臀部与座椅之间不透气，使背部和臀部产生汗液，久而久之，背部和臀部产生皮疹，从而产生各种皮肤问题，影响司机和乘客的身体健康，同时，现有的汽车座椅不具有按摩功能，长途行驶中，不能有效地帮助司机或乘客缓解疲劳。为应对传统汽车坐垫的上述种种问题，一种新型透气汽车座椅应运而生，它涉及汽车配件技术领域，并且以空气实现对传统垫材的替代。

它的可调伸缩杆与头部靠垫固定连接，并且可调伸缩杆延伸至靠背内。在靠背的内部设有卡槽，可调伸缩杆与靠背的卡槽滑动连接。它的靠背与下方的座椅相连接，靠背顶部和底部设有槽型口。它的座椅两侧设有槽型口，橡胶孔垫两端设有槽型密封头，上坐垫橡胶孔垫两端设有槽型密封头，槽型密封头安装在座椅槽型口内。座椅与上坐垫橡胶孔垫相互分离构成凸型底座，靠背与橡胶孔垫相互分离构成凸型靠座。橡胶孔垫和上坐垫橡胶孔垫设有多个吸排气孔，在背部和靠背及臀部与座椅之间产生气流，使汗液快速挥发。

并且这种以空气实现对汽车传统坐垫材料聚氨酯泡沫替代的“新型透气汽车座椅”具有按摩的功能，适合司机和旅客在长途行驶中使用。

4结论及建议

通过对传统坐垫材料软质聚氨酯泡沫（RPUF）发展历程及环保性能的分析，可知传统垫材在环境保护方面的仍有巨大的改进空间，但现阶段仍存在较高的技术困难，短期内其环保功效难以实现质的飞跃。通过使用空气替代RPUF作为新型的汽车坐垫材料，不仅可以解决传统坐垫材料在环境保护中面临的窘境，而且可以为长途行驶中司机和乘客的身体健康保驾护航，实为一举多得。这种已获国家知识产权局认证的“新型透气座椅”，无疑值得生产汽车座椅的各厂家引起足够的重视和关注，以有利于他们生产出更加环保、更加有益司机和乘客们身体健康、更加受市场欢迎的新型汽车座椅。

参考文献

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