根據(jù)研究機(jī)構(gòu)君迪今年發(fā)布的質(zhì)量研究報(bào)告，中國(guó)消費(fèi)者對(duì)于車內(nèi)異味更加敏感，這對(duì)于聚氨酯等車用非金屬材料的性能提出了更高的要求。如何在保證汽車輕量化、安全性、舒適性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保，成為車用聚氨酯材料面臨的重要任務(wù)，也是12月4日中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)在上海舉辦的第二屆聚氨酯材料汽車應(yīng)用大會(huì)的主要議題。
聚氨酯需求攀升
車內(nèi)污染引關(guān)注
中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)沈堅(jiān)表示，汽車是聚氨酯材料應(yīng)用的重要領(lǐng)域，隨著我國(guó)汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是汽車輕量化的要求日益提高，我國(guó)車用聚氨酯材料的需求量持續(xù)提升，預(yù)計(jì)今年車用聚氨酯材料消費(fèi)量將超過(guò)50萬(wàn)噸。
“隨著油耗法規(guī)的日益嚴(yán)格，需要從多個(gè)領(lǐng)域入手實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，汽車輕量化已經(jīng)成為行業(yè)的發(fā)展方向?！敝袊?guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)助理陳士華表示。
中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)汽車相關(guān)工業(yè)分會(huì)專家王東川表示，美國(guó)提出2020年要在2013年基礎(chǔ)降重20%，2025年降重30%;中國(guó)提出2020年油耗達(dá)到5升/百公里，必須實(shí)現(xiàn)整車降重15%~20%的輕量化目標(biāo)。這為車用聚氨酯材料提供了很大的發(fā)展空間。
但是，伴隨汽車輕量化發(fā)展，車用聚氨酯等非金屬材料帶來(lái)的環(huán)境問題不容忽視。
國(guó)家室內(nèi)車內(nèi)環(huán)境及環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心主任宋廣生表示，我國(guó)汽車產(chǎn)品的主要問題之一就是車內(nèi)空氣質(zhì)量問題。隨著汽車輕量化發(fā)展，車內(nèi)空氣污染問題日益引發(fā)關(guān)注。
據(jù)宋廣生介紹，汽車輕量化趨勢(shì)下，非金屬內(nèi)飾件存在釋放有害氣體和異味問題。造成車內(nèi)污染的主要非金屬材料有塑料、橡膠、膠黏劑、皮革、紡織品、發(fā)泡材料、吸音材料。其中，泡沫材料對(duì)車內(nèi)VOCs的貢獻(xiàn)率超過(guò)50%，其次是減震墊和儀表盤材料。
同時(shí)，消費(fèi)者對(duì)車內(nèi)氣味的關(guān)注度也與日俱增，君迪發(fā)布的中國(guó)新車質(zhì)量研究報(bào)告顯示，車主針對(duì)車內(nèi)異味投訴量長(zhǎng)期占據(jù)各類投訴總量的前三位。
異味釋放來(lái)源多
環(huán)保性能難兼顧
在汽車輕量化的前提下，環(huán)保成為車用聚氨酯材料不可回避的課題。奧斯佳材料科技(上海)有限公司工程師郭毅介紹說(shuō)，聚氨酯材料作為提供舒適性和輕量化的材料，是最早進(jìn)入汽車應(yīng)用中的高分子材料之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在每輛汽車中，聚氨酯材料主要應(yīng)用于汽車座椅，頭枕，儀表盤，地墊，車頂棚和各種內(nèi)飾件，總重量大約在19.6千克，其中大部分為聚氨酯發(fā)泡材料。
“不同聚氨酯發(fā)泡材料生產(chǎn)上會(huì)引入各種添加劑和不同的配方，這也將導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)物的增加，如聚醚多元醇中含有一些低活性的小分子多元醇，聚合物多元醇中含有一定的抗氧劑，促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)的叔胺類催化劑以及凝膠反應(yīng)催化劑辛酸亞錫等，都會(huì)成為VOCs的來(lái)源。”郭毅說(shuō)。
黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司于劍昆也認(rèn)為，聚氨酯材料是汽車內(nèi)飾件中應(yīng)用最廣泛的材料之一，也是產(chǎn)生VOCs的主要來(lái)源之一。其VOCs釋放來(lái)源主要包括：小分子醛類、酮類及芳烴，揮發(fā)性胺類催化劑、阻燃劑和硅酮泡沫穩(wěn)定劑，揮發(fā)性異氰酸酯、發(fā)泡劑和脫模劑，聚醚多元醇中殘留的抗氧劑和熱穩(wěn)定劑以及聚合物多元醇(POPs)中殘留的乙烯基單體、鏈轉(zhuǎn)移劑及自由基引發(fā)劑殘基偶合物等。
淄博德信聯(lián)邦化學(xué)工業(yè)有限公司耿佃勇表示，為了適應(yīng)市場(chǎng)和人們的健康及環(huán)境要求，聚氨酯行業(yè)作了不懈的努力，相繼有低散發(fā)性聚反應(yīng)型催化劑、低霧化硅油等創(chuàng)新性產(chǎn)品出現(xiàn)。但仍有許多問題亟待解決，例如，反應(yīng)型催化劑可能與聚合物的鏈段進(jìn)行作用導(dǎo)致鏈端終止反應(yīng)，引起聚合材料的物性變差;同時(shí)導(dǎo)致泡綿過(guò)分的開孔破壞發(fā)泡過(guò)程中的穩(wěn)定性;而低VOCs催化劑揮發(fā)量降低，卻很難除去自帶的刺激性氣味：原料生產(chǎn)中引進(jìn)更好的真空抽濾裝置將易揮發(fā)小分子有機(jī)物(如醛類)除去，但卻很難控制在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的小分子等。
耿佃勇認(rèn)為，車用聚氨酯方面，中國(guó)跟世界先進(jìn)的汽車及汽車配件國(guó)家還有相當(dāng)?shù)牟罹?，?yīng)從三方面加大投入，一是應(yīng)加強(qiáng)自主創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)汽配產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力;二是堅(jiān)持節(jié)能降耗、降低成本的發(fā)展方向;三是加強(qiáng)塑料廢棄物的回收利用，走循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展之路。
技術(shù)創(chuàng)新是方向
三低原料受青睞
專家表示，未來(lái)我國(guó)汽車工業(yè)仍將呈現(xiàn)穩(wěn)中向好的發(fā)展趨勢(shì)，而汽車用聚氨酯材料的市場(chǎng)需求也將保持旺盛增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)?！熬郯滨バ袠I(yè)必須積極了解汽車產(chǎn)業(yè)的新變化及新要求，明確聚氨酯的技術(shù)創(chuàng)新方向，為下游應(yīng)用提供高性能的解決方案，提高聚氨酯材料在汽車應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)化、高端化水平?！鄙驁?jiān)說(shuō)。
低VOCs顯然是車用聚氨酯材料創(chuàng)新的重點(diǎn)方向。于劍昆表示，要使用新型低氣味、低VOCs、低霧化的原料代替?zhèn)鹘y(tǒng)原料生產(chǎn)的PU制品。如使用新型的低氣味、低VOCs的聚醚多元醇和聚合物多元醇;使用低揮發(fā)性胺催化劑或反應(yīng)型胺催化劑;使用低揮發(fā)性的硅油表面活性劑;使用低揮發(fā)性的異氰酸酯;使用低揮發(fā)性阻燃劑或反應(yīng)型阻燃劑;使用環(huán)保型發(fā)泡劑和脫模劑;減少揮發(fā)性溶劑用量等。
“聚醚多元醇和聚合物多元醇是PU泡沫中用量最大的組分，是PU泡沫主要的VOCs排放源之一。應(yīng)選擇新型催化劑體系，改進(jìn)聚合工藝，改進(jìn)聚醚多元醇后處理工藝，在聚醚多元醇中添加低揮發(fā)性穩(wěn)定劑等。”于劍昆說(shuō)。
耿佃勇認(rèn)為，我國(guó)應(yīng)大力開發(fā)低有機(jī)揮發(fā)物含量、低霧化的聚氨酯泡沫汽車內(nèi)飾材料、生物降解聚氨酯材料、植物油基聚醚多元醇聚氨酯材料、綠色聚氨酯汽車輪胎、水性聚氨酯膠黏劑和涂料等關(guān)鍵材料。
