一種新型透氣汽車座椅：基于環(huán)境保護(hù)意識對汽車坐墊材料的改進(jìn)

閻亮　徐功偉　周潔

摘 要 通過回顧汽車傳統(tǒng)坐墊材料的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀，進(jìn)而分析了傳統(tǒng)坐墊材料的環(huán)保性能，指出了汽車傳統(tǒng)坐墊材料聚氨酯泡沫在環(huán)境保護(hù)中存在的問題及可能的解決方案。鑒于汽車坐墊傳統(tǒng)材料聚氨酯泡沫在環(huán)境保護(hù)中面臨的窘境及短期內(nèi)其環(huán)境保護(hù)性能無法獲得質(zhì)的提升的現(xiàn)狀，一種新型的透氣汽車座椅應(yīng)運而生，其在環(huán)境保護(hù)性能方面具有明顯優(yōu)于其“前輩”的特性，值得推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 聚氨酯泡沫 傳統(tǒng)坐墊材料 環(huán)境保護(hù)性能 透氣汽車座椅

中圖分類號：TQ328.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1汽車傳統(tǒng)坐墊材料的發(fā)展歷程

1955年汽車座椅開始使用軟質(zhì)聚氨酯泡沫（RPUF），由于聚氨酯泡沫生產(chǎn)成本較低，同時RPUF緩沖及減震特性可以根據(jù)客戶的不同需要進(jìn)行調(diào)整，聚氨酯泡沫逐漸成為汽車座椅用首選材料，2011年全球聚氨酯硬泡和軟泡的產(chǎn)量為990萬t，其中中國聚氨酯泡沫塑料產(chǎn)量為288萬t/a。

聚氨酯泡沫的最基礎(chǔ)反應(yīng)（異氰酸酯與醇的反應(yīng)）由Otto Bayer 1937年在實驗室發(fā)現(xiàn)，1941年Otto Bayer 在實驗室首次研發(fā)出軟質(zhì)聚氨酯泡沫（RPUF），1952年世界上第一座RPUF生產(chǎn)工廠在德國建立，但直到1954年才有商業(yè)化的RPUF生產(chǎn)。

在聚氨酯工業(yè)發(fā)展初期，拜耳公司利用德國雄厚的煤工業(yè)基礎(chǔ)，以苯或甲苯為原料開發(fā)出端羥基聚酯多元醇。由它制備的聚氨酯泡沫具有機械性能好、耐油、耐磨性能優(yōu)等優(yōu)點，但耐水解性差，在潮濕環(huán)境中容易失效。20世紀(jì)50年代美國杜邦公司開發(fā)出以石油裂解物為原材料的聚醚多元醇，1957年BASF公司和DOW公司開發(fā)出以聚醚多元醇為原料的聚氨酯泡沫，與聚酯多元醇相比，聚醚多元醇價格較低，同時聚醚多元醇泡沫耐水解性和低溫柔韌性好，現(xiàn)在90%的聚氨酯泡沫塑料是由聚醚多元醇制備得到。

2汽車傳統(tǒng)坐墊材料的環(huán)保性能分析及其自我改進(jìn)

汽車座椅用聚氨酯泡沫的環(huán)保性能主要是指材料的散發(fā)性，主要是指總揮發(fā)性有機會（TVOC）的含量，即多種具有揮發(fā)性有機化合物的混合物，其他還包括胺、霧化/可凝結(jié)成分、碳揮發(fā)（FOG）值及氣味性能等。材料的散發(fā)性越低，汽車座椅用聚氨酯泡沫的環(huán)保性能相對較好；材料的散發(fā)性越高，汽車座椅用聚氨酯泡沫的環(huán)保性能相對較差。

隨著人們生活水平的提高，消費者對產(chǎn)品的要求和對綠色環(huán)保的重視，聚氨酯泡沫不斷向著更加高品質(zhì)、更加安全和環(huán)保的方向發(fā)展。聚氨酯泡沫的低霧化、低密度、阻燃等問題成為行業(yè)關(guān)注的焦點問題。汽車制造商對車用材料的要求逐年提高，除了材料機械性能、阻燃性、乘坐舒適性等指標(biāo)，材料對車內(nèi)環(huán)境如車體內(nèi)的氣味和霧度等的影響被列為新標(biāo)準(zhǔn)。

（1）低揮發(fā)性助劑的使用

汽車座椅采用的RPUF，在生產(chǎn)過程中使用叔胺類催化劑，可產(chǎn)生氨臭味，當(dāng)車內(nèi)溫度較高時可揮發(fā)，部分揮發(fā)物凝聚在車玻璃上，使玻璃模糊（即霧化）。為了降低聚氨酯泡沫的氣味，聚氨酯行業(yè)近年來開發(fā)了低揮發(fā)催化劑。低揮發(fā)性氨類催化劑或無揮發(fā)性氨類催化劑通常是相對分子質(zhì)量較高（高沸點）或反應(yīng)性催化劑。反應(yīng)性催化劑分子內(nèi)含羥基等活性氫基團(tuán)，在泡沫反應(yīng)成型過程中結(jié)合到聚氨酯樹脂中，從而無揮發(fā)性。國外的一些專業(yè)聚氨酯助劑生產(chǎn)公司，如美國氣體產(chǎn)品公司、日本東漕化工等有低揮發(fā)性、反應(yīng)性催化劑出售。

與傳統(tǒng)非反應(yīng)性催化劑想比其揮發(fā)性大大降低，但其活性也不如傳統(tǒng)非反應(yīng)性催化劑，因而體系中催化劑加入量較大。

（2）生物基聚氨酯泡沫

同時，隨著全球油價上漲及資源的匱乏，人們又開始把聚氨酯泡沫的原料來源轉(zhuǎn)到生物原料上，很多生物材料如蓖麻油、大豆油、棕櫚油等經(jīng)酯交換反應(yīng)可以制備生物基多元醇，由于其來源比較環(huán)保，同時聚氨酯泡沫可以生物降解，各國公司及研究機構(gòu)開始投入大量的精力開發(fā)這類材料，1998年美國USSC公司開發(fā)了由大豆油制備得到的多元醇Soyoyl，其應(yīng)用范圍幾乎與聚醚多元醇相同，年產(chǎn)能20多萬t。國內(nèi)近年來廠家也開始生產(chǎn)生物基聚醚，如廣州海珥瑪植物油脂有限公司可提供軟泡、半硬泡及硬泡用大豆油多元醇。

歐美等過對回收材料的使用有法律要求，汽車工業(yè)已經(jīng)大規(guī)模使用生物基聚醚多元醇。但由于我國沒有強制要求，并且可以提供生物基聚醚多元醇的廠家較少，所以生物基聚醚多元醇的使用尚未普及。

3一種新型透氣座椅：以空氣實現(xiàn)對傳統(tǒng)墊材的替代

目前，現(xiàn)有的汽車坐墊不具有透氣功能，司機長時間駕駛時，背部和臀部與座椅之間不透氣，使背部和臀部產(chǎn)生汗液，久而久之，背部和臀部產(chǎn)生皮疹，從而產(chǎn)生各種皮膚問題，影響司機和乘客的身體健康，同時，現(xiàn)有的汽車座椅不具有按摩功能，長途行駛中，不能有效地幫助司機或乘客緩解疲勞。為應(yīng)對傳統(tǒng)汽車坐墊的上述種種問題，一種新型透氣汽車座椅應(yīng)運而生，它涉及汽車配件技術(shù)領(lǐng)域，并且以空氣實現(xiàn)對傳統(tǒng)墊材的替代。

它的可調(diào)伸縮桿與頭部靠墊固定連接，并且可調(diào)伸縮桿延伸至靠背內(nèi)。在靠背的內(nèi)部設(shè)有卡槽，可調(diào)伸縮桿與靠背的卡槽滑動連接。它的靠背與下方的座椅相連接，靠背頂部和底部設(shè)有槽型口。它的座椅兩側(cè)設(shè)有槽型口，橡膠孔墊兩端設(shè)有槽型密封頭，上坐墊橡膠孔墊兩端設(shè)有槽型密封頭，槽型密封頭安裝在座椅槽型口內(nèi)。座椅與上坐墊橡膠孔墊相互分離構(gòu)成凸型底座，靠背與橡膠孔墊相互分離構(gòu)成凸型靠座。橡膠孔墊和上坐墊橡膠孔墊設(shè)有多個吸排氣孔，在背部和靠背及臀部與座椅之間產(chǎn)生氣流，使汗液快速揮發(fā)。

并且這種以空氣實現(xiàn)對汽車傳統(tǒng)坐墊材料聚氨酯泡沫替代的“新型透氣汽車座椅”具有按摩的功能，適合司機和旅客在長途行駛中使用。

4結(jié)論及建議

通過對傳統(tǒng)坐墊材料軟質(zhì)聚氨酯泡沫（RPUF）發(fā)展歷程及環(huán)保性能的分析，可知傳統(tǒng)墊材在環(huán)境保護(hù)方面的仍有巨大的改進(jìn)空間，但現(xiàn)階段仍存在較高的技術(shù)困難，短期內(nèi)其環(huán)保功效難以實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。通過使用空氣替代RPUF作為新型的汽車坐墊材料，不僅可以解決傳統(tǒng)坐墊材料在環(huán)境保護(hù)中面臨的窘境，而且可以為長途行駛中司機和乘客的身體健康保駕護(hù)航，實為一舉多得。這種已獲國家知識產(chǎn)權(quán)局認(rèn)證的“新型透氣座椅”，無疑值得生產(chǎn)汽車座椅的各廠家引起足夠的重視和關(guān)注，以有利于他們生產(chǎn)出更加環(huán)保、更加有益司機和乘客們身體健康、更加受市場歡迎的新型汽車座椅。

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