针刺复合地毯总成甲醛散发性能改善的研究

2017-05-29李月柳陈沛沛

汽车实用技术 2017年23期

李月柳，陈沛沛

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

前言

在当前国家治理空气质量的大背景下，车内空气质量也越来越受到人们的关注。即使在高端进口车型都不可避免的存在或多或少的车内空气污染问题。[1]随着《中国生态汽车评价规程 C-ECAP》及国六排放的颁布，车内空气污染改善治理已成为国内各大OEM面临的重要问题之一。常见的车内空气质量污染有VOC（包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等）、细菌、PM2.5等。而非金属内饰零部件及内饰材料如发泡、皮革、毛毡、橡胶、塑料、胶黏剂等，是引起车内环境污染的主要来源。其中汽车地毯作为车内大面积应用的部件，其甲醛散发量直接关乎车内空气质量的优劣。

1 车用地毯概述

地毯是汽车内饰的重要组成部分，主要用来覆盖地板、侧面门槛和前围下部钣金，不仅具有美学和感官上的装饰性，还将发动机、传动系统、车轮与地面摩擦产生的噪声隔绝或减弱，起到隔音降噪的作用。汽车地毯总成一般由三部分构成。

（1）脚踏垫：材料一般为PVC或TPO，主要设置在驾驶员侧，此处使用频率最高，增加一层脚垫可提高耐磨性能。

（2）毯坯材料：分为针刺地毯、簇绒地毯与PVC地毯。最常用的是针刺地毯，根据不同车型可细分为针刺背胶地毯和针刺复合地毯；豪华车上一版使用簇绒地毯；PVC地毯一般用于低档车与出租车。

（3）背部材料：根据不同的设计要求，会加以PU发泡或是一层废纺毡、毛毡等材料进行填充，起到隔吸音作用，改善NVH性能。

随着生活水平的逐步提高，人们对汽车地毯的关注重点逐渐由外观向舒适度和环保性方向转变。[2]本文以毯坯材料为针刺复合地毯，背部材料为PU发泡的地毯总成为例，开展了针刺复合地毯总成甲醛散发性能的研究。

2 试验部分

2.1 试验方法

使用2000L的Tedlar采样袋在60℃的条件下恒温2h后，采集针刺复合地毯总成及组成材料的 VOC散发量，并使用GC/MS（气相色谱质谱联用仪）分析苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯的散发量，使用 HPLC（高效液相色谱仪）分析甲醛、乙醛、丙烯醛的散发量，以 μg为单位进行散发量的对比。

2.2 针刺复合地毯总成及组成材料的检测结果

经检测，针刺复合地毯总成的甲醛散发量超出限值要求，总成、针刺复合地毯及PU发泡的检测结果与甲醛限值要求的对比如图1所示。PU发泡的甲醛散发量超出标准要求是造成地毯总成甲醛含量超标的首要原因。

图1 甲醛散发量对比

3 PU发泡甲醛散发量优化改进

PU发泡即聚氨酯发泡，系将一定比例的多元醇（-OH，多为聚醚多元醇）和异氰酸酯（-NCO，常用 MDI、TDI）进行混合，配合催化剂、发泡剂、扩链剂、稳定剂等注入特定模具型腔内，在一定温度压力条件下进行的化学反应。地毯PU发泡常采用开模浇注、闭模发泡的方式，首先将脱模剂涂覆于模具表面，待模腔内形成薄薄一层隔离膜后再注入物料。

3.1 PU发泡甲醛散发量影响因素分析

3.1.1 原料影响

（1）聚醚多元醇是在分子主链结构上含有醚键（-O-）、端基带有羟基（-OH）的醇类聚合物或低聚物。[3]以含活性氢的化合物为起始剂，在一定工艺条件下，由环氧丙烷（PO）、环氧乙烷（EO）开环聚合而成。聚醚多元醇中的醚键氧化后易生成醛酮类物质。同时，聚醚多元醇的合成原料中也会不可避免以杂质形式带入醛类物质。

通过在原料中加入消醛剂，能够有效降低地毯PU发泡的甲醛散发量，较改善前降低了27.2%。