长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司
一、聚氨酯材料在内饰件中的应用
聚氨酯材料应用主要在三个方面，分别是仪表板表皮材料、仪表板缓冲层以及骨架材料。
（1）仪表板表皮材料，现阶段汽车制造商对于汽车内饰最求越来越高，不仅仅需要空间的舒适性，要对安全和美观有着更高的要求。在仪表板方面，常用的材料为聚氯乙烯来制作仪表板表皮材料，但是材料的再利用、成本方面较高。针对此种情况，BASF公司研发了一种聚氨酯弹性蒙皮材料（TPU），成本低，性能优，在耐高温、滑擦等方面有着优异的机械性能，另外其皮革粒面感，柔韧性好，已开始应用于高品质C级以上轿车内饰。
（2）仪表板缓冲层仪表板外表皮采用真空成形后，中间填充半硬质聚氨酯泡沫塑料，并与金属或塑料骨架固定。半硬质聚氨酯泡沫塑料的特点是具有较高的压缩负荷、突出的减震性能，非常适于制造汽车仪表板以及扶手、门柱等部件的防护垫层材料。
（3）骨架材料方面应用，聚氨酯结构反射成型（SRIM）技术已在欧美广泛使用，可有效降低零件质量。这一技术可以用于骨架材料，其工艺流程为工艺流表皮预成型，成型模具结构，注入聚氨酯材料，固化发泡。SRIM可根据零件的机械性能灵活设计壁厚，弧度或钢筋。与注塑成型和其他产品相比，SRIM具有更低的内部噪音，可以改善产品的物理性能，如低密度，更高的伸长率，减少气味和霉菌问题，并创造舒适的室内环境。采用RIM和RPIM技术生产的聚氨酯产品主要用于方向盘，保险杠，车身面板，发动机罩，行李箱盖，散热器格栅，挡泥板，扰流板等。 RPIM的质量仅为钢材的55％，但零件的表面质量和尺寸稳定性需要进一步提高。
二、低VOC聚氨酯材料仪表板研制
从上文的分析可以得出，低VOC聚氨酯仪表板研制是极有必要的。为了加强聚氨酯的应用，结合工作情况，开发新式的低VOC聚氨酯材料。其需要考虑聚氨酯聚合原理，根据其聚合原理，选用所需的实验材料，进而设定相关参数进行聚合制备。其具体流程如图1所示，仪表板或者制备样本成型以后，按照国际标准，对机械性能、voc性能进行测定，进而有效评定聚氨酯配比效果，通过和其他产品进行对比，优化仪表板聚氨酯材料性能。
2.1TPU材料特性
TPU中文名称热塑性聚氨酯弹性体，是由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）或甲苯二异氰酸酯（TDI）等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇（扩链剂）共同反应聚合而成的高分子化合物。
TPU材料相较于传统材料，有较好的拉伸强度，塑形好，硬度范围广，具有一定能的耐磨性，在受压时，变形小，透明度高。在特殊的工作环境或者压力情况下，呈现良好的抗菌性，低温柔韧性，耐水解以及抗油等特性，具备良好的加工通用性。
TPU材料的合成反应比较复杂，但是合成TPU的最基本反应是由多元醇和异氰酸酯反应生成氨酯基。其聚合主要原料为异氰酸酯，大分子二元醇，扩链剂，其分子基结构如图2所示：
从图2可以看出，引入5苯3醛为异氰酸酯的结构。
2.2聚氨酯泡沫应用
聚氨酯材料聚合反应方面，国内主要以MDI与聚醚逐步聚合而成，这一过程不是简单的缩合，也不同于聚合。
试验条件控制，考虑到仪表板的生产工艺及制品要求，实验室料温控制在30-35℃，实验湿度控制在50%左右，对仪表板进行制造。
其原材料使用分别为高活性聚醚多元醇( 330N)，特种聚醚 ( HD-1， f = 2， 羟值 25 ～28 mgKOH / g); 乙二醇，催化剂( Cat-1，反应型叔胺组合物)，高回弹硅油( DC 2525) ，氨酯改性异氰酸酯( MMIC-2022，f = 2. 1， NCO 质量分数 28% )。以上原料均为工业级，进行配比研究，其组分如下表所示。
对于实验室制备的样品，按照国际标准对其进行测定，常用袋式法进行测定。主要测定的挥发性物质为甲醛、乙醛、丙烯醛。结合测试结果选定，VOC采用GMWl5634标准测试，低VOC聚氨酯配方，保证研制需求。
结束语
在对于低VOC聚氨酯材料研制中，发现聚氨酯材料相较于其他应用塑料有着其独特的优势，未来汽车工艺生产中，可以推断出聚氨酯材料应用程度会不断加深。而汽车行业优势我国的工业的重要支柱产业，资本雄厚，产业发展态势良好，会不断推动聚氨酯材料的研制和新型材料的发展。尤其是水性聚氨酯材料，正在逐步取代双组分聚氨酯，其挥发性更低，材料面革舒适度更好，安全性能提升，因此水性聚氨酯材料研制成为热点。结合本文的研究后期低VOC研制中，需要做好性能测定，保证试验的精准度，为以后的聚氨酯材料研制提供理论基础，追平我国聚氨酯材料和国际发达国家之间的差距，提升汽车企业竞争力，为汽车企业获取更多的经济效益。
参考文献
[1] 吕国会 . 浅谈降低汽车内饰件用聚氨酯材料VOC的措施[J]. 化学推进剂与高分子材料, 2018.
论文作者:丁文涛
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/17
标签：聚氨酯论文; 仪表板论文; 材料论文; 异氰酸论文; 表皮论文; 性能论文; 骨架论文; 《中国西部科技》2019年第7期论文;