黃國華

【摘 要】文章主要介紹了圈絨三合一面料復合體材料在汽車軟頂襯上的應用及工藝與配方，通過相關實驗數(shù)據(jù)舉證，圈絨面料各材料成分在汽車軟頂中的阻燃性能良好，給后續(xù)三合一軟頂面料在整車阻燃管控中提供一定的參照管控指南，為后續(xù)更有效地管控材料在汽車內飾中的應用及達到國家整車法規(guī)要求提供參考。

【關鍵詞】三合一面料;阻燃性能;整車法規(guī)

【中圖分類號】TS195.592 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）04-0109-02

0 前言

隨著中國汽車制造業(yè)的發(fā)展，消費者對汽車品質的需求提升，車內環(huán)境的舒適性、安全性受到更多關注，也成為車市新的競爭賣點。國內生產銷售的車輛需滿足《汽車內飾材料的燃燒特性》（GB 8410）要求，因此整車內飾作為汽車重要的感官區(qū)域，除了舒適的外觀和乘坐感受外，阻燃安全性能是必須管控的課題。近年來，市場反饋及整車自燃等事件頻發(fā)，也給社會帶來了一定的警示。作為法規(guī)強制功能件，如何更好地監(jiān)控內飾阻燃符合法規(guī)是設計者義不容辭的責任。

1 軟頂襯三合一面料各材料構成分析

1.1 圈絨三合一面料組成結構

面料結構采用的是6種材質的復合體，層級結構多，膠水層多，其中膠水是丙烯酸類水性膠，該膠水固化后為丙烯酸聚合物，膠水只能添加少量的無機阻燃劑，如添加過多則會降低剝離強度，因此膠水固化層是一種易燃的物質，在生產的過程只能通過加入一定的無機阻燃劑調整阻燃的效果。

1.2 聚氨酯泡沫材料

聚氨酯泡沫塑料，是由多異氰酸酯和多羥基化合物在一定條件下，經(jīng)聚合反應后產生氨基甲酸酯基為主的高分子化合物。三合一面料中間的海綿屬于軟質類海綿，它具有一定的彈性、柔軟性、伸長率和壓縮強度，質輕，吸音降噪好，分子穩(wěn)定，具有較好的耐磨性，加上海綿本身特性有較好的回彈和隔熱功能，因此三合一軟頂面料使用此材料，在生產過程可以采用平泡或垂泡工藝生產，通過添加一定的阻燃劑實現(xiàn)海綿阻燃的控制，但在施工工藝中，受到排氣和發(fā)泡工藝的影響，各處氣泡孔存在性能不穩(wěn)定的情況。從聚氨酯海綿材料分析，由于發(fā)泡工藝的特性，即發(fā)泡過程中受到重力和溫度分布不均因素影響，造成泡體的泡孔大小不一、密度不均，加上發(fā)泡過程排氣工藝需要，海綿片材各區(qū)域泡孔大小差異加大，海綿燃燒時因泡孔大小不同接觸氧氣的濃度不一，燃燒速率不同，導致燃燒過程不穩(wěn)定，因此控制阻燃劑和采用先進的工藝，增加產品成本，引入高端原材料，可以更好地控制其相對穩(wěn)定性。

1.3 三合一軟頂面料

三合一軟頂面料主要采用圈絨布，其主要成分為聚酯纖維原絲，供應商采購回原絲后經(jīng)過編機編織成指定的織物紋路，面料的阻燃主要依靠在原絲上增加阻燃劑形成阻燃保護膜層。編織后需要進行拉毛工藝形成圈絨效果，導致面料的原絲經(jīng)過拉毛后阻燃膜層被破壞，加之面料經(jīng)過拉毛圈絨后，產生了大量的間隙，孔隙率增加，在燃燒過程增加了氧氣的內含量，從而加劇了燃燒。如果需要確保面料的阻燃性能穩(wěn)定，我們需要在原絲織造環(huán)節(jié)、原絲拉絲過程考慮增加阻燃劑提高原絲的阻燃，這也導致了材料成本過高。目前，原絲制絲都是在一些大的石化廠，控制阻燃更需要在源頭煉絲環(huán)節(jié)考慮。

1.4 EVA材料

EVA材料主要是乙烯與乙酸乙烯的共聚物，其生產過程經(jīng)過發(fā)泡密煉，密煉過程氣壓不足及保壓時間不夠時就會導致助劑分配不均泡孔不一，燃燒時不穩(wěn)定;此外，EVA發(fā)泡后是方泡通過熱熔粘貼在一起切成卷材，由于熱熔接頭處不能保證完全齊平，在與海綿復合時也會存在縫隙，導致燃燒過程不穩(wěn)定。

1.5 燃燒后的物質

圈絨布燃燒后釋放出碳水化合物;膠水及聚氨酯海綿燃燒后釋放出氰基類氣體及二氧化碳、二氧化氮等化合物;EVA燃燒會產生碳水化合物，并具有燃燒熔滴現(xiàn)象，聚集了更多的聚合物。3種物料單體都阻燃，但復合后燃燒過程增加了材料的聚合溫度，使得組合后的3種低密度、多孔隙的蓬松材料燃燒中相互促進從而加速燃燒，導致了3種單體材料即使阻燃合格，復合后依然會出現(xiàn)局部不合現(xiàn)象而造成同批次面料阻燃不穩(wěn)定的問題。

2 圈絨三合一面料在阻燃性能的改善

阻燃劑是一種用來改善材料抗燃性的高分子材料，通過添加阻燃劑可以有效降低材料被引燃的可能，同時能夠更有效地控制和抑制火焰燃燒速度，是一種工業(yè)制造過程常用的化學助劑。阻燃劑種類多，包含無機阻燃劑、有機阻燃劑、高分子阻燃劑幾大類，主要是硼、氮、磷、銻、硫、氟、氯、溴等元素。在原材料環(huán)節(jié)，需要通過增加阻燃劑到材料中。在阻燃劑的選擇上，要充分考慮對環(huán)境的影響，選擇無毒且符合國家環(huán)保要求的阻燃劑進行生產，從而有效地確保阻燃和環(huán)保安全。

阻燃性能的檢測方法包括水平和垂直燃燒試驗方法。水平測試方法是在實驗室條件下測試試樣水平支撐下的燃燒性能，具體的檢測設備和方法可以參照GB 8410—2006檢測標準。垂直燃燒法是在規(guī)定條件下，對垂直放置具有一定規(guī)格的試樣施加火焰作用后燃燒進行分類的一種方法，檢測可參看GB 32086—2015標準。兩種標準根據(jù)需要選擇確定，但從測試條件和測試數(shù)據(jù)看，垂直燃燒相對水平燃燒要求更嚴格，相關測試區(qū)別對照見表1。

汽車配件在汽車總量份額中占比高達10%，阻燃性能作為內飾材料最重要的安全特性，利用阻燃劑可以賦予更好的阻燃性能，而阻燃劑中部分品種本身有毒，燃燒時產生有毒物質，并帶有致癌性能，因此限制阻燃劑的使用量及使用品類都是關鍵課題，重點研究溴系列阻燃劑的替代方案也是行業(yè)發(fā)展的重點課題。如何達到阻燃與成本，經(jīng)濟與生態(tài)相平衡，在后續(xù)的研究課題還需化工行業(yè)領域重點突破。

3 結論

三合一軟頂圈絨面料作為汽車重要的內飾件，除了自身的功能外，汽車材料的舒適性、安全性至關重要。三合一面料各材料通過調整配方、優(yōu)化工藝、優(yōu)選原材料，可大幅降低燃燒速度和提高阻燃性，從而達到汽車內飾材料的環(huán)保要求，但因成本及工藝局限，加上多種材料的疊加因素相互影響，也存在較多的可變性。

目前，紡織行業(yè)在三合一軟頂圈絨面料上的研究取得突破，在高分子纖維中加入有機或無機物質，通過加入各種小分子助劑進行纖維材料改性，通過改性配方優(yōu)化纖維織物的性能。例如：在PP纖維絲內加入SiO2，經(jīng)編織梳理織造后制成地毯和頂襯面料，能提升原材料的阻燃性能。通過不同比列的添加可以得到不同的阻燃效果。這些改善措施因成本問題目前還不能批量用于市場，相信在不久的將來一定會有更好的阻燃劑替代方案。

參 考 文 獻

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[3]劉益軍.聚氨酯樹脂及應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2012.

[4]王釗桐.淺談汽車內飾材料揮發(fā)成霧性測試[J].環(huán)境技術，2008（5）.

[責任編輯：陳澤琦]