摘要

通過分析座椅聚氨酯發(fā)泡VOC的來源，從原料及工藝兩方面提出了優(yōu)化方法。

VOC濃度要求規(guī)定

揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC（Volatile Organic Compounds），是指在常溫狀態(tài)下容易揮發(fā)的有機(jī)化合物。環(huán)保部發(fā)布的征求意見稿《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，對(duì)于汽車車內(nèi)空氣有機(jī)物濃度要求：

（▲車內(nèi)空氣有機(jī)物濃度 單位：mg/m3）

聚氨酯發(fā)泡VOC來源

聚氨酯硬泡是由按照一定比例的A、B組分料混合后，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)后形成的具有防水和保溫隔熱功能的泡沫塑料。

A組分料是由多元醇（聚醚或聚酯）及發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑等添加劑組成的組合料，俗稱白料。B組分料的主要成分為異氰酸酯，是一種棕色液體，俗稱黑料。聚氨酯所用原料，導(dǎo)致VOC有以下來源：

多元醇

從理論上講，聚氨酯材料中殘留的微量多元醇會(huì)產(chǎn)生低分子的醛類、醇類、羧酸類物質(zhì)。

異氰酸酯

游離的異氰酸酯單體存于聚氨酯發(fā)泡中，因其低沸點(diǎn)和高蒸汽壓的特點(diǎn)，在日后的使用過程中慢慢釋放出來，產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，危害人體健康。

催化劑

叔胺類催化劑能對(duì)聚氨酯的發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)提供催化性能，但大多數(shù)不參與反應(yīng)。反應(yīng)完成后，胺類催化劑一部分在生產(chǎn)過程中揮發(fā)，其余會(huì)游離在泡沫中。由于聚氨酯發(fā)泡的多孔結(jié)構(gòu)，游離的叔胺類催化劑會(huì)慢慢游離到泡沫表面而揮發(fā)出來。

泡沫穩(wěn)定劑

硬泡所用有機(jī)硅穩(wěn)定劑，俗稱“硅油”，主要結(jié)構(gòu)是聚硅氧烷-氧化烯烴嵌段共聚物，作用是提高泡孔的閉孔率，使泡沫穩(wěn)定、均化。低相對(duì)分子質(zhì)量的硅氧烷小分子，會(huì)直接進(jìn)入到成品中，且不參與發(fā)泡反應(yīng)，只能殘留在泡沫內(nèi)部，增加了聚氨酯泡沫硅氧烷類VOC的揮發(fā)。

其他輔助劑

為保持產(chǎn)品的特性，在生產(chǎn)座椅聚氨酯泡沫的過程中，還會(huì)添加諸如發(fā)泡劑、阻燃劑、抗氧劑、脫模劑及抗老劑等多種助劑。由于反應(yīng)程度的不完全，少量殘留的游離單體和一些低相對(duì)分子質(zhì)量的物質(zhì)，很容易從聚氨酯泡沫中揮發(fā)出來。

聚氨酯發(fā)泡VOC改善方法

材料選擇

目前異氰酸酯在PU發(fā)泡生產(chǎn)中尚不可替代，只能采取適當(dāng)?shù)拇胧?，去降低VOC，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）采用聚酯多元醇取代聚醚多元醇，其活性較高，可降低催化劑用量；

（2）異氰酸酯采用二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)體系配方，不使用甲苯二異氰酸酯(TDI）；

（3）催化劑采用高效、低揮發(fā)型物質(zhì)，如三亞乙基二胺代替二甲基環(huán)己胺中等活性胺類催化劑；

（4）減少助劑的使用，如多元醇中引入具有阻燃作用的元素代替阻燃劑的使用；

（5）在混料過程中添加醛類消除劑。

工藝處理

在改善原材料應(yīng)用的同時(shí)，工藝采用生產(chǎn)過程管控及后處理的方式，可進(jìn)一步降低VOC，主要有以下幾方面：

（1）發(fā)泡澆注由人工澆注改為機(jī)器人澆注，使得原料充分混合，同時(shí)確保A、B料用量比為1:3，發(fā)泡溫度為50℃～70℃，模內(nèi)熟化時(shí)間為4min；

（2）發(fā)泡真空開泡機(jī)的開泡排氣通過管道排入戶外，并保證真空度0.6Mbar-0.7Mbar；

（3）碾壓式發(fā)泡開泡機(jī)經(jīng)過兩次碾壓開泡，開泡充分，發(fā)泡內(nèi)無氣體殘留；

（4）發(fā)泡上懸掛鏈，熟化時(shí)間至少 8h，懸掛鏈循環(huán)一周時(shí)間約24h；

（5）采用通風(fēng)措施，諸如發(fā)泡工位增加真空排放，廠房頂部增加排風(fēng)裝置及車間窗戶的玻璃被有間斷的打開等。