搪塑PVC表皮氣味優(yōu)化方案

付鑫,喬兵，任明輝，程發(fā)祥，郭秋彥

(吉利汽車研究院(寧波)有限公司,浙江寧波 315000)

0 引言

汽車儀表板為汽車內(nèi)飾中的重要零部件，集安全性、功能性、舒適性與裝飾性于一體[1]儀表板根據(jù)觸感分為硬質(zhì)儀表板和軟質(zhì)儀表板。根據(jù)儀表板上本體工藝分類有：注塑(PP或TPE)、吸塑、搪塑(搪塑PVC或搪塑TPU)、PU噴涂儀表板上本體。

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與人們對汽車品質(zhì)的要求包括裝飾美觀性、舒適性、安全性與環(huán)保性不斷提高[2]，與此同時汽車市場面臨著成本的巨大壓力，因此搪塑PVC或搪塑TPU，吸塑TPO儀表板成為中端車型的主要選擇，其中搪塑PVC儀表板占比更大。

儀表板作為汽車內(nèi)飾八大系統(tǒng)之一，對整車氣味VOC的貢獻可見一斑，因此如何提升儀表板氣味成為車內(nèi)空氣品質(zhì)的重要內(nèi)容，文中主要驗證總結(jié)了搪塑PVC儀表板的氣味優(yōu)化提升方案，主要從原料配方優(yōu)化、搪塑PVC粉末工藝優(yōu)化、搪塑PVC表皮后處理工藝優(yōu)化幾個方面進行闡述。

1 儀表板氣味問題與溯源

1.1 主觀氣味評價

對整車進行氣味評價，前排與后排氣味類型有差異，后排主要表現(xiàn)為輕微座椅皮革氣味，前排有明顯的儀表板干擾。對儀表板進行總成與單組份材料進行氣味評價，從主觀氣味評價角度進行第一步溯源。

實驗條件：

(1)總成氣味實驗：2 000 L袋子法，室溫(25±2)℃，袋子中準確充入袋子體積50%的氮氣(純度不小于99.99%)，密閉(16±0.5)h后由7位氣味評價員進行氣味評價。

(2)材料法干法氣味實驗：根據(jù)相應標準規(guī)定要求進行樣件裁取后，裝入1 L氣味瓶，至于70 ℃烘箱中24 h，取出后室溫靜置1 h后由7位氣味評價員進行氣味評價。

氣味評級使用十級制進行評價，其中5級表示：可明顯感知到氣味，存在中等刺激(有點不能忍受)；5.5級表示：介于5～6級之間；6級表示：可明顯感知到氣味，輕微刺激；7級表示：可明顯感知到氣味，不刺激(不反感);6.5級：介于6～7級之間。

表1為儀表板總成氣味評價結(jié)果，表2為儀表板子零件氣味評價結(jié)果。

表1 儀表板總成氣味評價結(jié)果

表2 儀表板子零件氣味評價結(jié)果

1.2 客觀全譜分析

借助全譜分析數(shù)據(jù)與氣味溯源分析軟件，根據(jù)每種物質(zhì)的氣味等級進行溯源得到如下數(shù)據(jù)(取8.5級以下的物質(zhì)進行分析，8.5級以上基本屬于無氣味狀態(tài))

圖1 氣味溯源分析報告

對以上CAS號與化合物名稱一一對應的物質(zhì)進行氣味類型及用途查詢,結(jié)果見表3。

表3 物質(zhì)的氣味類型及用途查詢結(jié)果

1.3 結(jié)論

搪塑PVC儀表板總成主要表現(xiàn)為香味、PVC氣味，其氣味類型與搪塑PVC表皮氣味類型一致，故影響儀表板總成氣味的主要部位為搪塑PVC。進一步通過全譜分析，香味物質(zhì)為壬醛，而PVC氣味主要來自于增塑劑2-乙基己醇。

2 搪塑PVC的氣味提升方案及驗證

氣味的優(yōu)化驗證主要從原材料配方優(yōu)化、生產(chǎn)工藝過程、后處理及倉儲等方面進行考量。

2.1 原材料配方優(yōu)化

原材料配方優(yōu)化從兩個方面來驗證：添加香精對異味進行掩蓋；添加無機吸附劑對小分子物質(zhì)進行吸附。使用材料法氣味評價方式，實驗結(jié)果見表4。

表4 原材料配方優(yōu)化結(jié)果

由表可知增加香精物質(zhì)對氣味提升有一定的幫助，能夠起到一定的掩蓋異味的作用，提升愉悅度，但是對于香味種類的接受卻因人而異，因此對于香精的添加應做足充分驗證以滿足市場上更多客戶的喜好。對于增加吸附劑產(chǎn)品而言并無明顯的氣味提升，其根本原因在于，無機吸附劑在受熱條件下將小分子物質(zhì)再次散發(fā)出來，從而無法從根本上解決問題。

2.2 搪塑PVC粉生產(chǎn)工藝過程優(yōu)化

搪塑PVC粉末生產(chǎn)工藝為：原材料(PVC樹脂、增塑劑、顏料、穩(wěn)定劑等)通過熱混攪拌釜攪拌→冷混攪拌釜攪拌→篩分，最終獲得搪塑PVC粉末成品。

通過提高熱混攪拌釜溫度來增加小分子物質(zhì)的揮發(fā)，使用材料法氣味評價方式，實驗結(jié)果見表5。

表5 生產(chǎn)工藝優(yōu)化結(jié)果

由表可知，提高熱混溫度有利于小分子的散發(fā)，從而提高產(chǎn)品氣味性。

2.3 搪塑PVC表皮成品后處理

對搪塑PVC表皮成品進行烘烤除味處理，分別驗證70 ℃、2 h，70 ℃、4 h，75 ℃、4 h，80 ℃、2 h，80 ℃、4 h，80 ℃、8 h搪塑PVC表皮氣味等級(圖2)。使用材料法氣味評價方式，實驗結(jié)果見表6。

圖2 氣味等級

表6 表皮成品后處理結(jié)果

綜合以上實驗室驗證結(jié)果可得出，隨著烘烤溫度的升高與烘烤時間的延長有利于氣味優(yōu)化提升。但實際量產(chǎn)選擇哪種烘烤條件需進一步驗證烘烤后的表皮是否有發(fā)生形變、紋理是否消失、剝離力是否受影響等實驗，驗證后均無影響則可擇優(yōu)選擇相應烘烤條件。

3 結(jié)論

搪塑PVC儀表板作為整車內(nèi)異味重要來源，優(yōu)化其氣味性對優(yōu)化整車氣味性起到了重要支撐。經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)與量產(chǎn)實際反饋，搪塑PVC粉熱混溫度提高5 ℃，可有效提高成品氣味性，同步增加烘烤工藝，常用的烘烤工藝為80 ℃、4 h，總成氣味可達6級及以上；搪塑PVC表皮氣味優(yōu)化亦可根據(jù)客戶群體喜好選擇性使用香精進行氣味遮蓋，同步增加烘烤工藝，常用的烘烤工藝為80 ℃、4 h。