有机硅皮革

因此,PVC革目前的运用紧张局限在低端或低配车型市场。PU革作为第二代人造革,因其手感丰满、优柔、机器性能优秀,且不须要添加任何增塑剂,较PVC革更舒适、安全环保,但由于其价格高,目前紧张运用在中高端车型市场。然而,PU革制备过程须要利用大量DMF(二甲基甲酰胺)溶剂,该物质具有明显的生殖毒性,成品中残留的DMF溶剂在日常利用中挥发出来,会对消费者的身体康健产生一定的危害。此外,PU革制品也存在一定的耐光老化、耐水解不敷等问题。因此,PU革在当前运用中也存在一定的局限性和须要优化提升的地方。只管近些年随着高分子技能的迅猛发展,特殊是加工技能的不断改造,已衍生出许多其他皮革或功能皮革,比如超纤革、仿麂皮、喷鼻香味皮革、抗菌革、负离子革、隔热革、透光表皮、导电皮革等。但这些皮革都是基于PVC或PU根本革衍生而来,虽然存在新的功能和体验,但从材料组成和运用角度来看,仍旧未发生根本变革,且也存在很多不敷之处,很难知足多样的市场需求和不断变革升级的须要。近些年,随着新材料、新工艺的不断呈现,以有机硅分子为原材料发展来的有机硅皮革,作为新一代人造皮革具有诸多独特性能和特点,但由于目前处于开拓完成到推广阶段,市场运用比较少,仅在如高合等车型座椅、门板上少量利用。目前,关于有机硅皮革与其他常用传统人造皮革(如PVC革、PU革)性能比较研究很少,市场缺少对该皮革材料突出特性的认识,从而不利于该材料在市场真个运用推广。本文从手感、回弹性、抗污性、耐光老化、耐热老化、耐水解、耐溶剂、耐折、气味、阻燃等方面比较了有机硅皮革与传统PVC革和PU革的差异,从而有利于让更多人认识有机硅皮革突出的特性,推动其量产运用,也为行业供应辅导方向。

汽车内饰行业有机硅皮革与传统皮革的机能比拟分析 汽车知识

汽车内饰

比拟剖析实验方法及剖析:

A:实验方法:

(1)手感:用手直打仗摸,然后根据主不雅观感想熏染进行评价。

(2)回弹性:将试样表面向内波折180°,在弯折处加载19.8N,在室温下保持24h,卸下负载不雅观察样品。

(3)抗污性:选用(2.5±0.1)g雀巢速溶咖啡与(240±5)mL的水稠浊,加热至(70±10)℃;0.05g口红。
让污染物在试样上保留30min,然后取一块150mm×150mm的擦拭布,将擦拭布浸在去离子水中,浸湿后轻轻扭干,然后用擦拭布在样品表面擦拭,直到擦拭布表面无颜色转移,按GB/T250评定皮革摩擦后表面的灰度等级。

(4)耐光照老化:按照SAEJ2412测试,在不同光照辐照量分别为430、830、1240kJ下丈量3种皮革表面色差变革。

(5)耐水解性:试样悬挂在恒温恒湿器中湿热老化,温度为(70±2)℃,相对湿度为95%,恒温恒湿0~10周后,丈量3种皮革表面色差变革。

(6)耐溶剂性:在试样表面分别滴1mL人工汗液、0.5%肥皂水、95号汽油、风窗洗涤液、石油醚、乙醇、洗濯剂、柑橘类芳香剂,放置5min后用棉布吸干,然后在温度(23±2)℃、相对湿度(50±10)%下放置24h后,目测评定试样表面区域的变革。

(7)耐折性:常温25℃,低温-30℃,运动速率100次/min,测试极限耐折次数。

(8)耐热老化:100℃条件下,分别热老化100、300和500h,丈量3种皮革表面色差变革。

(9)气味:70℃/24h,1L瓶子,湿法,试样尺寸为100mm×200mm。

(10)阻燃性能:按照GB8410进行试验。

剖析评价:

1.手感评价

通过直接用手触摸,主不雅观评价了3种不同皮革的手感差异,PVC革手感偏硬、干涩,皮感差;PU革手感丰满、优柔,皮感好。
因此,PU革手感要明显优于PVC革。
然而,比较PU革,有机硅皮革不仅手感优柔,而且滑爽细腻、亲肤,皮感更优,舒适性和体验性更佳。

2.回弹性评价

皮革常作为卷材运输,在堆放或储存过程中随意马虎产生难以规复的压痕,影响成型都雅。
根据耐折叠性测试可以评价皮革材料的回弹性好坏。
180°折半压痕规复情形,有机硅皮革表面折痕非常轻微,PU革折痕严重,PVC革折痕明显,这表明有机硅皮革要比其他两种人造革具有更好的压缩回弹性,更耐折叠堆放。

有机硅皮革精良的回弹性紧张归因于分子链中主链柔顺性很好。
因此,有机硅皮革在实际包覆运用中,特殊是座椅零件,受坐压或者挤压产生的变形可以快速规复,不随意马虎产生永久性的褶皱,能够保持比较好的形状都雅。

3.抗污性评价

采取两种范例污染试剂(咖啡和口红)对3种皮革进行抗污性测试,试验结果有机硅皮革可以达到4~5级的抗污效果,而PU革和PVC革均只能达到3级抗污水平。
因此,有机硅皮革比PU革和PVC革具有更精良的抗污性能。

从分子构造及机制上剖析,PU革和PVC革抗污性差的紧张缘故原由是PU和PVC分子链中均含有大量的极性基团,这些基团可以与污渍分子产生比较强的分子间浸染力,从而形成稳定的吸附构造。
由于有机硅分子链中不含极性基团,表面张力和表面能低,污渍分子不易稳定附着。
常日,在汽车内饰设计中,由于浅色内饰更彰显尊贵、高档、大气和奢华,在高端豪华车中运用比较广泛。
然而,浅色内饰有个致命的毛病:不耐脏污和不易清洁。

因此,传统人造皮革为知足抗污和清洁哀求,表面须要经由分外处理,目前主流的方法一样平常是通过含氟或含硅材料形成惰性的表面涂层,由于其分子构造非常稳定,表面能低,可以有效阻隔脏污与传统革中极性基联络合,从而提升抗污性。
这不仅增加了工艺的繁芜性和本钱,而且对其他性能可能产生不利影响。
然而,有机硅皮革不需任何表面处理,本身就具有精良的抗污性和易清洁性。
因此,有机硅皮革在汽车内饰,特殊是浅色内饰装饰中具有先天上风。

4.耐光照老化评价

色差随光照辐照量的变革曲线如图1所示。
随着光照辐照量增加,PVC革色差呈现明显上升趋势,PU革色差呈现轻微上升趋势,而有机硅皮革色差险些未发生变革。
当光照辐照量为430kJ时,有机硅皮革和PU革色差变革分别为0.525、0.906,未发生明显变革;而PVC革色差变革为2.571,涌现较明显变革,明显大于前两者。
当光照辐照量为830kJ时,PU革涌现明显变革,色差变革为2.21;此时PVC革已涌现严重变革,色差变革为8.76。
随着光照辐照量进一步增加,达到1240kJ时,PU革涌现较严重恶化,色差变革为4.36;PVC革涌现严重恶化,色差变革为16.7;而此时有机硅皮革色差变革仅为0.96。
结果表明,在耐光照老化性能方面,有机硅皮革要远优于其他两种传统皮革,PVC革最差,PU革仍需提升。
有机硅皮革精良的耐光照老化性能紧张归因于分子主链中Si—O键键能大,发生断裂须要接管更多的光辐照能量。

5.耐水解性评价

色差随耐水解韶光的变革曲线如图4所示。
随着水解韶光增加,PU革色差呈现明显快速上升趋势,PVC革色差呈现轻微上升趋势,有机硅皮革色差险些未发生变革。
水解两周时,有机硅皮革、PU革、PVC革色差变革依次分别为0.175、1.183、0.353。
随着水解韶光的进一步增加,达到10周时,有机硅皮革、PU革、PVC革色差变革分别为0.175、2.82、0.756,此时PU革要明显大于有机硅皮革和PVC革。
结果表明,在耐水解性能方面,有机硅皮革最优,其次为PVC革,PU革最差。
有机硅皮革精良的耐水解性能紧张归因于分子主链中Si—O键键能大,不易水解发生断裂。

6.耐溶剂性评价

3种不同皮革分别打仗以下不同溶剂后,耐溶剂性试验结果见表3,其评价结果如图5所示。
结果表明,有机硅皮革打仗不同溶剂后,皮革表面均未涌现非常;然而,PU革打仗石油醚后,皮革面有晕染痕迹,打仗乙醇和柑橘类芳香剂后,皮革表面发雾并有轻微形变;PVC革打仗汽油后,皮革面发雾,别的均未涌现非常。
因此,有机硅皮革的耐溶剂性能要优于PU革和PVC革。

7.耐折性评价

耐折性常日可以直不雅观反应皮革柔韧性的好坏。
座椅包覆皮革由于永劫光要承受反复坐压和弯折,对皮革耐折性都有较高的哀求。
一样平常大部分主机厂,对PU革和PVC革的耐折技能指标哀求为常温下10万次,低温下3万次。
表4为有机硅皮革极限耐折性评价结果,常温(25℃)下可以达到25万次,低温(-30 ℃)下可以达到12万次,远高于PU革和PVC革的技能指标哀求。
因此,有机硅皮革具有精良的耐折性,可以轻松知足主机厂的技能标准和利用哀求。
然而,普通PU革由于分子链中含有大量极性和刚性基团,分子链间相互浸染力强,空间位阻大,分子链旋转受限大,耐折性较低,须要进行分外表面处理来提高耐折性。
PVC革本身柔韧性比较差,特殊是在低温环境下,会变硬变脆。
因此,每每须要添加高比例的增塑剂改进柔韧性,从而知足耐折哀求。
增塑剂的添加对PVC革柔韧性会产生明显的提升,然而,随着日常利用过程受热老化、光老化等多重影响,增塑剂会逐步迁移或挥发,柔韧性会变差,对应的耐折性也会低落。
此外,增韧剂常日是邻苯甲酸醋类,对人体康健的危害也比较大。
然而,有机硅皮革不须要添加任何增塑剂,也不须要分外处理,本身就具有精良的耐折性,紧张缘故原由是:一方面,Si--0-Si键长和键角比较大,空间上随意马虎自由旋转,使得分子主链的柔性比较大;另一方面,玻璃化温度很低,低温下依然处于高弹态,保持良好的柔韧性。

8.耐热老化评价

色差随热老化韶光的变革曲线如图6所示。
随着热老化韶光的增加,3种皮革的色差变革均呈现上升趋势但PU革要明显大于有机硅皮革和PVC革。
热老化100h时,有机硅皮革、PU革、PVC革色差变革分别为0.498、0.886、0.476,有机硅皮革与PVC革相称,均明显小于PU革:热老化300h时,有机硅皮革、PU革、PVC革色差变革分别为1.091、1.714、0.942,有机硅皮革略大于PVC革,但均明显小于PU革:热老化500h时,有机硅皮革、PU革、PVC革色差变革分别为1.477、2.42、1.367,有机硅皮革略大于PVC革,但均明显小于PU革。
结果表明,在耐热老化方面,PVC革略优于有机硅皮革,但两者均要明显优于PU革。
PVC革精良的耐热老化性能紧张归因于添加的各种改性助剂,如热稳定剂等,而有机硅皮革紧张是由于Si--0键键能大,发生断裂须要接管更多热量。

9.气味评价

在1L瓶子里及70℃、24h湿法条件下对有机硅皮革、PU革和PVC革进行气味评价,得到气味评价结果均为6.0级。
只管单从测试数据来看,3种皮革并无差异。
然而,通过比较工艺流程可创造,PU革的成型工艺有多种,气味表现好的紧张为环保工艺生产的无溶剂PU革;PVC革须要采取环保型增塑剂和水性表面处理工艺,而且同等性颠簸较大。
此外,PU革和PVC革为担保气味稳定性,常日下线后还会增加高温烘烤除味后处理工序。
因此,达到同样的气味等级,PU革和PVC革须要更高和更繁芜的工艺条件和流程,而有机硅皮革本身无异味,正常工艺条件就可以达到,且同等性颠簸小。
因此,有机硅皮革在改进和解决车内空气异味方面也具有独特的上风。
阻燃性能评价

10.阻燃性能评价

结果见表5。
有机硅皮革、PU革、PVC革阻燃性能测试结果分别为0、41.7、0mm/min。
结果表明,有机硅皮革和PVC革阻燃性能要明显优于PU革。
PVC革良好的阻燃性能紧张是由于本体树脂中含有大量卤素阻燃基团和添加的阻燃剂。
此外,只管PVC革阻燃性能较好,但PVC革燃烧过程中会开释剧毒二喂英和含氯化合物,对生态环境污染和人体康健危害非常大。
然而,有机硅皮革不须要添加任何阻燃剂,本身就可以实现良好的阻燃效果,可能紧张归因于:一方面,有机硅皮革中Si-0键键能大,断裂过程会接管大量热量,降落了周围燃烧温度:另一方面,有机硅皮革燃烧过程中不仅不会开释可燃气体,而且会形成碳化硅阻隔层,阻隔氧气。
因此,有机硅皮革不仅具有精良的阻燃性能,而且更加环保安全。

有机硅皮革作为新一代皮革,由于其质料、生产工艺、材料性能比较于早期的PVC革、PU革都有很大的打破和变革,能给用户带来更好的体验,更加绿色、环保、低碳,未来在汽车行业市场运用潜力很大。
然而有机硅皮革在当前运用中仍旧存在许多问题:

① 目前还处于开拓到运用的导入期,技能还不足完备成熟,市场运用比较少;

② 属于新技能,有此技能的材料厂家很少,价格非常昂贵,本钱压力非常大;

③ 金属催化反应体系对环境的哀求高,因此生产线专线专用,生产周期长;

④ 受限于有机硅材料的惰性,无法实现有机硅皮革的修色和改色工艺,生产过程及批次间颜色稳定掌握哀求极高;

⑤ 反应型液体,颜色切换过程啰嗦,颜色选择受限大,不适宜小批量加工;

⑥ 伸长率、弹力有限,不适宜生产伸长率哀求太高的产品;

⑦ PU革、PVC革材料内部都是有发泡空隙的,有机硅皮革合成反应没有发泡,构造比较紧密,普通的缝线工艺针穿刺的时候会比较费力,涉及缝线的工艺须要优化;

优化改进方向

只管目前运用中还存在许多实际问题须要办理,然而随着环保、低碳、消费理念的升级,多元化的市场需求不断开释,有机硅皮革有望在高端豪华汽车市场受到重视。
因此须要深入开展以下几个方面:1加强根本理论研究和运用相结合,推动技能不断成熟:2降落本钱;3优化生产工艺,提高生产效率,扩宽运用种类和范围;4配套后加工工艺升级优化,增强后加工适应性。

结论

(1)在汽车内饰包覆运用中,只管PVC革手感偏硬,皮感较差,但价格便宜,本钱上风很大,目前在低端或低配车型市场仍旧是主流:PU革手感丰满、优柔、舒适,皮感好,运用上可替代PVC革,但由于价格要比PVC革贵很多,本钱上无明显上风,因此,目前紧张运用于中高端车型市场。

(2)PU革和PVC革在运用中都存在一些性能不敷,须要进一步优化提升等问题。
PVC革存在着不耐光老化、安全环保性差、异味大、不耐脏污等毛病;PU革存在着有毒DME溶剂残留、耐水解和耐光老化欠缺不耐脏污等毛病。

(3)比较PU革和PVC革,有机硅皮革在手感、回弹性、抗污性、耐光老化、耐热老化、耐水解、耐溶剂、耐折、气味、阻燃等方面都具有非常突出的先天性上风,要优于其他两种传统皮革。

(4)有机硅皮革作为高性能皮革,其独特的性能和体验感在高端豪华车型上有望得到一定的运用。
然而,目前也存在着一些运用问题,如技能不足成熟、本钱高、工艺须要优化等。
因此,须要材料、零部件供应商和主机厂加强互助,连续深入运用研究。