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汽车内饰合成革的开发应用及发展

来源:汽车与配件 2015-11-17 16:00:40      点击:
    随着社会经济水平的不断提高以及消费者健康、安全意识的增强,人们在追求汽车外形和动力的同时,也越来越关注汽车内饰的功能和美感,关注乘坐的舒适性,几以及更加关注内饰材料的气味、环保和健康危害问题,功能化、绿色的汽车内饰革产品也因此将成为汽车内饰革厂家竞相开发的重点。

    汽车内饰革的研发设计主要基于以下几个方面的需求:(I)对内饰材料整体美感、舒适感的需求,包括内饰材料手感柔软、触感舒适光泽、花纹与整车设计相协调;(2)对功能化、低成本化的需求包括内饰材料具有高强度、耐老化、耐磨、耐汗、透气、阻燃、抗光热、耐菌、耐化学品等物性,同时有利于汽车零部件降低成本;(3)二次加工的工艺适应性需求;(4)对环保的需求,使得废弃后的汽车内饰材料不成为环境负担,能够回收循环利用。

    PVC汽车内饰革的应用发展

    由于天然真皮资源有限,价格高,加工过程中对环保的要求高,海内外企业积极研发人造复合材料应用于汽车内饰方面。目前,汽车门板、座垫、仪表板、车厢内壁等部位,主要采用PVC(聚氯乙稀)革进行复合。国内汽车配件厂用PVC针织布革加工座垫,应用于普通的客车及有关车型。

    PvC人造革是对常规纤维织物进行涂层,汽车内饰普遍使用的PVC革主要采用离型纸和压延工艺生产。德国、意大利、美国等国的高档PVC革占据着世界汽车内饰革材料的主流地位,我国现有产品的性能质量与国外同类产品相比,还有很大差距。意大利Vulcaflex公司、德国贝尼克公司、美国世腾等公司为世界高档PVC汽车革的主要制造商目前研发的重点主要集中在提高PVC革的物性,使之具备优异的加工性能和物理机械性能如强化实地沙漠耐热、耐光氧化及耐水解的测试。

    因PVC人造革存在手感硬、皮感差、舒适性差、耐老化性能差、气味重、增塑剂易迁移晰出等缺陷,故汽车内饰中的普通PVC人造革被PU合成革取代,将逐渐成为趋势。PU汽车内饰革的应用发展

    随着PU(聚氨醋)合成革技术的迅速发展以及欧盟即将限制使用PVC汽车革的用量PU合成革已逐步在汽车配件上有所应用,目前国际品牌的一些新车型已开始逐步使用PU合成革且趋向于高物性的PU合成革。国内合成革企业在PVC革技术的起步和发展远落后于欧洲,但在PU合成革研究和应用方面紧跟国际技术潮流起步早、起点高,发展速度迅猛,已成为世界PU合成革的中心。在汽车工业被列入我国支柱产业的大背景下,汽车工业的发展给我国汽车内饰件行业及合成革等相关产业带来繁荣,随着汽车国产化率提高以及对汽车内饰功能、环保等要求,替代进口产品、提高汽车内饰革的档次和质量、加速PU合成革在汽车内饰中的研发应用,成为国内合成革生产企业发展的重要机遇。

    1 、干法PU汽车内饰革

    干法PU合成革的加工就是在织物表面上涂上一层PU树脂溶液目前应用的织物主要是加密弹力针织布在加工过程中通过分段加温干燥使浆料中的溶剂挥发PU树脂则被固化与织物层紧密结合从而形成致密层。为提高与基布的粘合强度可使用双组分粘接层树脂;同时在加工过程中,也可通过预发泡或者添加表面活性剂等方法在织物表面形成微孔的聚合物层从而具备与湿法工艺相似的透气微孔。因其价格低、手感和物性较好较广泛应用于汽车靠手和座垫上。

    2 、高耐磨、高耐久性PU革

    自前国内实力雄厚的PU合成革生产企业积极开发应用新型功能性的PU树脂浆料,这种PU树脂包括耐久性好的软链段和特殊的异氢酸醋组成的硬链段这种PU树脂不与有机溶剂反应因而可以在用PU浸渍后将纤维的一种组分分离出来,从而可以得到良好的手感且这种PU耐水、耐热、耐水解、耐霉菌的能力也相当强,结合优选手感及物性优良的基布经过特殊的加工和后整理开发出的新型汽车内饰用的湿法PU合成革。这种新型材料与传统材料相比具有更为优良的力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性及耐磨性已广泛应用于汽车档位扶手、座椅、门护板等方面;特别是所研发的高耐磨、高耐久性聚氨醋合成革具有真皮感强、手感柔软、弹性好、外观豪华、光泽自然等特点其物性也非常优异:(1)耐水解性优异(高温高湿检测1周相当于1年的水解测试表明10周测试未出现任何异常);(2)耐旋光性、耐摩擦性能都为5级;(3)撕裂强度高;(4)阻燃性能达到5级:(5)挥发性有机化合物(VOC)含量较低。该材料还具有突出的性价比目前已逐步为汽车生产厂商所认同并深受欢迎发展前途非常广阔。

    3 、环保型PU汽车内饰革

    由于国内外PU合成革生产工艺中普遍采用DMF(二甲基甲酰胺)为溶剂其湿法工艺通,过水萃取湿法浆料中的溶剂使聚氨醋树脂凝固在织物上其中可挥发溶剂含量达30%~40%,不利于健康和环保。

    环保型的PU合成革目前主要是由水性树脂、高固含量树脂以及TPU热塑性聚氨醋)所生产的水性树脂及TPU不含溶剂高固含量树脂含微量溶剂,生产过程中对环境影响小、能耗低所生产的合成革残留溶剂及VOC含量低无违禁物可循环利用。水性树脂生产的PU合成革因比溶剂型的PU合成革在强度、耐刮、耐磨等方面略有欠缺且价格昂贵而TPU的合成革在加工使用过程中较为困难,故环保型的汽车聚氨醋合成革开发应用方向主要是高固含量的树脂开发生产的PU合成革。国内外实力雄厚的PU合成革公司在高固含量树脂的应用方面积极探索如以德国拜耳的高固含量树脂为原料其中树脂含量可达98%少量的溶剂为1一甲氧丙酸乙酯-2,加入匹配的架桥剂和促进剂通过多刀涂敷并在一定温度下固化形成面层、可发泡的中间层、粘接层可达到真皮的手感和强度并能大幅度地减少溶剂的使用。但目前由于高固含量树脂生产的合成革成本很高,此种合成革在国内外汽车内饰方面的应用还没有重大突破。

    4 、超细纤维PU合成革

    随着超细纤维技术的发展国内已有很多厂家能够生产超细纤维PU合成革,它是采用与天然皮革中束状胶原纤维结构与性能相似的超细纤维制成具有三维网络结构的高密度无纺布再填充性能优异且具有开式微孔结构的PU树脂加工处理而成。这种PU合成革在外观、机械强度、弹性、耐化学物质稳定性方面都与天然皮革十分相似手感非常轻薄。

    目前日本的东丽、韩国大元化成、中国的烟台万华、上海华峰等超纤企业已有这方面的研发正积极向汽车领域推广其优良的产品,从而极大拓展了超细纤维PU合成革在汽车内饰革领域的应用。

    汽饰革的循环经济发展

    随着科技的进步社会对清洁生产、节约生产提出越来越高的要求,发展循环经济成为企业追求的目标。在报废车辆处理方面,欧盟法律要求:汽车制造商到2006年要负责处置所有报废汽车至少汽车总重量85%的材料都必须回收利用,其它15%材料采用垃圾掩埋法处理:到2015年这两个比例将分别为95%和5%。金属材料部分已经能够充分回收利用,而非金属材料包括座椅和内饰材料由于回收成本较高且回收工艺复杂国内在回收PU和PVC汽车革方面尚没有成熟的技术可持续生产的回收几乎为零。

    据了解国外大的汽车革制造商,已研发投产了回收软PVC树脂装置,采用VinYLoop批量工艺可从1万吨/年废塑料(大多由PVC组成)再生出8500吨/年PVC。该技术采用T酮混合物在1000℃~140℃和加压下溶解PVC及其添加剂然后利用离心沉淀生成均相的软PVC,其中丁酮混合溶剂可循环使用。该装置回收PVC树脂的纯度高,可连续生产PVC人造革从而实现了PVC人造革的循环经济发展。

    近几年来,中国无论是PVC人造革工业还是PU合成革工业无论是产量还是质量方面都有了显著的进步特别是PU合成革更是居世界领先但国内目前PU合成革的应用还主要集中在箱包、鞋、靴、文具等低技术含量、低附加值的产品上。随着汽车内饰对PU合成革需求的不断增长国内PU合成革厂商必须抓住汽车零部件对PU合成革需求增长的机遇重视技术研究强化自主创新能力掌握核心知识产权积极探索PU合成革在汽车内饰产品中的应用不断开发新材料、新工艺树立国内PU合成革在汽车内饰应用领域具有核心竞争能力的自主品牌。