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江森自控利用纳米粒子涂层减少汽车内饰VOC
2014-10-17 来源:中国聚合物网 点击
关键词:汽车内饰VOC  江森

   江森自控有限公司下属内饰业务部近来开发出新方法,降低车内空气中的挥发性有机化合物(VOC)水平。

  该公司旗下的Automotive Experience高级技术开发团队的新技术经理Troy Hendricks测试了二氧化钛(TiO2)纳米粒子对于消除VOC的效果,旨在为这家一级供应商创造更多价值。他在上月举行的美国塑料工程师协会车用复合材料会议暨展览会上介绍了这项研究。

 

江森自控利用纳米粒子涂层减少汽车内饰VOC

  Hendricks说:"我们可以坐等二级供应商,或是从事胶粘和发泡的人员来消除他们产品中的VOC。但我们采取主动,设法找出可以为我们创造价值的解决方案。如果我们能够开发出新技术,不仅减少我们自身产品产生的VOC,还能吸收其他零部件的VOC,那将[为汽车制造商]带来价值。"

  VOC是造成广被诟病的"新车异味"的各种气体之一,是从某些内饰漆面、树脂、泡沫、粘着剂和密封剂中释放出来的。据美国环境保护署称,长期暴露会对人体健康产生不良影响,包括刺激眼睛、鼻子和咽喉,眩晕和头痛。在美国,汽车制造商通常要求供应商提供的汽车零部件不得超过VOC排放限值。

  在零部件下线后数月,VOC会自然消散。估计在车辆下线和被购车者买下开回家之间的间隔大约有八周,而江森自控的目标是在此之前降低车内的VOC水平。

  Hendricks最初展开了一系列试验,建立释放到汽车内饰中的VOC基线水平。由于江森自控本身不生产整车,所以他主要研究每个零部件的VOC排放量,比如热固性顶蓬内衬。在测量VOC排放量时,可把要测试的材料封入塑料袋中进行测试,将其加热以加快VOC释放,然后收集蒸汽样本进行分析。

  Hendricks测试了顶衬组件和复合材料本身。他发现,零部件排放出的VOC数量不稳定,即便是同一条生产线生产出的连续零件也是如此,因而很难得到确切的排放数据。

  他说:"有时某种VOC的差异率可达85%,有时原生材料的排放量要高于复合材料",这是因为生产工艺中释放的热量驱散了部分VOC。

  Hendricks还查阅了现有的参考文献来计算汽车中的VOC初步水平,并估算出耗散率。

  在江森自控研究的与VOC有反应的多种化合物中,他们选择了TiO2这种由紫外线激活的催化剂做进一步分析。TiO2被用于一些建筑材料中,用来减少空气污染,也能减少与汽车业有关的主要种类的VOC:芳烃和醛类。

  TiO2吸收紫外线后,释放出电子。如果存在水分蒸发,则会形成自由基。自由基随后可与VOC发生反应,然后被分解成二氧化碳和水。

  Hendricks瞄准顶衬材料,在确定顶衬获得足够的光线暴露可发生反应后进行TiO2处理。而且,与座椅和其他内饰件不同,乘客很少接触。TiO2纳米粒子涂层作为液体溶液被喷涂到顶衬上然后风干,在顶衬织物上完全看不见。

  Hendricks测试了多种配方和结合方法。他用袋子作为反应室,来模拟封闭的车厢,估计涂在顶衬上的TiO2纳米粒子开始发挥功效所花的时间,要少于普通C级车车厢里排放所需的时间。他发现,反应速度对湿度的敏感度特别高,在27%相对湿度下测得的速度最理想。

  在理想条件下,即最佳湿度和每天12小时光照,得到的计算数据为七周。但条件变化,比如冬季日照时间短,停车在车库中,气候干燥,可能把这一时间延长至120周,这一速度无法满足要求。

  Hendricks说,该项目面临的关键挑战是顶衬上TiO2纳米粒子有效表面面积的增大。增加纳米粒子涂层会使之聚团,而没有太大的改善效果。事实上,增加20倍的涂层用量也只把速度提高了20%。

  Hendricks说:"如果我们可以加大表面涂覆量,[速度]将会提高,但问题之一是,在设法增加涂覆量时,涂层无法均匀地覆盖整个表面,而是结成大块的钛团。好比油和水,油会结成水珠,而不会融入水中。"

  目前江森自控正对该项目进行"技术观察",希望能够找到更令人满意的TiO2配方。

  该公司今年早些时候将其顶衬业务卖给了私人股权公司Atlas Holdings LLC公司的一家附属公司,采取Motus Integrated Technologies的名称进行运作。


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(责任编辑:liu)
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