主题：【第六届原创】汽车座椅泡沫中TVOC 来源分析

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algae13

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发表于：2012/10/11 21:19:43 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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汽车座椅泡沫中TVOC 来源分析

1 实验部分

1.1 实验原料

聚醚多元醇： TEP330N；GEP330N ； Caradol MD3602 ；GEP828

接枝聚醚：GEP36/28

表面活性剂： B4113 ； B8715 LF2 ； B4690 ； B8708 ；B8734LF2

催化剂： Dabco33Lv ； DabcoA1 ； Jeffcat DPA ； Jeffcat ZF10；Dabco DMEA；Dabco DMAPA

异氰酸酯：TDI/粗MDI(70/30)；改性MDI 等。

1.2 实验仪器及设备

搅拌器德国WIGGENS

气相质联谱仪美国Agilent

电子秤美国METTLER

1.3 聚醚组分基础配方如下：

原料质量份

聚醚多元醇 60~100

接枝聚醚多元醇 40~0

硅油 0.5~1

催化剂组合 0.5~1

水 2.5~4

异氰酸酯：TDI/MDI 或改性MDI。指数采用0.8~1.05。

1.4 发泡工艺及样品准备

正常发泡采用模内发泡，如采用模内发泡，必然使用脱模剂，由于目前市场上使用的脱模剂大多为溶剂型蜡质脱模剂，为避免其它的影响，本次实验采用自由泡的方式。根据设计的配方避免其它的影响，本次实验采用自由泡的方式。根据设计的配方配好组合聚醚，控制料温20~25 ℃，将异氰酸酯倒入组合聚醚，搅拌3~6 s，倒入PE 的塑料袋中自由起发、熟化。10 min后，去除表皮，切成大约10×10×10 cm 的体积，用铝箔袋封好保存于18 ℃以下。

1.5 检测方法

采用 VDA278 的方法。测试方法：将大约20 mg 泡沫样品放入热解析管，用持续的惰性气体吹出放置于热解析管中聚氨酯泡沫的残留物质，然后用GC/MS 进行定性和定量测定，90 ℃半小时条件下测的值为VOC 值。

2 结果分析与讨论

泡沫制品检测出VOC，其来源主要有：催化剂；硅油；聚醚/接枝聚醚；异氰酸酯以及其它添加剂(如抗氧剂，阻燃剂等)。本实验主要通过对催化剂、硅油、聚醚/接枝聚醚以及异氰酸酯部分的分析来找出其对VOC 的影响。

2.1 催化剂的影响

用于汽车座椅泡沫配方的催化剂主要有：有机锡和胺类催化剂。由于有机锡易水解及毒性的问题，目前市场上主要用的催化剂是胺类催化剂。以下是几类常用催化剂组合所制泡沫的VOC检测结果见表1

由于 33Lv/A1 不参与反应，泡沫成型后仍然游离在泡沫制品中，做VOC 检测时大部分被检出，所测VOC 值很高，而DPA、ZF10、DMEA，DMAPA 都含有活性羟基或氨基，可与异氰酸酯中的异氰酸根(NCO)反应，故最终检测时VOC 值较低。

2.2 聚醚的影响

采用上述实验所得较低VOC 的催化剂组合(DPA/ZF10)，对不同聚醚所做VOC 的检测结果见表2：

从以上结果可以看出含有GEP36/28 的泡沫的TVOC 较高，这主要是由于GEP36/28 属于接枝聚醚，其系由苯乙烯/丙烯晴于聚醚中悬浮聚合而成，有游离的苯乙烯/丙烯晴，从检测结果也可以看出接枝聚醚对VOC 的影响极大，其次是不同厂家的聚醚，其VOC 也有较大差异。

2.3 几种表面活性剂的影响

采用上述实验所得低VOC 的聚醚及催化剂组合，使用不同表面活性剂所得泡沫的TVOC 结果见表3：

从结果来看，不同的表面活性剂对TVOC 的影响也很大。

3 结论

综上所述，座椅泡沫生产配方中的催化剂、聚醚、表面活性剂及异氰酸酯部分对最终VOC 检测均有影响。其中：

(1)催化剂的影响最大，由于催化剂均为小分子化合物，如不能参与反应，则游离在最终制品中，检测时随高温氮气大多都会出来。如需要低VOC 的系统，则首先不能使用如33Lv，A1 等不能与异氰酸酯反应的催化剂。

(2)接枝聚醚中由于有游离的苯乙烯/丙烯晴单体，如使用，很难获得低VOC 的制品。不同聚醚厂家，由于其后处理工艺的差异，其品质也不尽相同。

(3)不同表面活性剂对VOC 的影响也不尽相同，目前主要的表面活性剂供应商都有低VOC 的产品供应，使用前可咨询相应的供应商。