利用稳定剂减少聚丙烯 VOC 排放

“新车的气味真迷人啊！”一位新车的主人骄傲地感叹道。 但是，这种新车气味背后隐藏的一个不太愉快的事实是：无论 气味多么迷人，它代表着挥发性有机化合物（VOC）的排放。 气味通常由塑料内饰件散发，如果气味太浓，驾驶员和 / 或乘客 甚至还会头痛或产生其他健康问题。聚合物产生的挥发性有机 化合物对于汽车制造商来说是一个巨大的挑战，汽车价值链上 的相关人士多年来一直在寻求减少该物质的方法。相关标准也 变得越来越严格。如今，中国是监管最严格的国家。VDA 278 是德国汽车工业协会推荐的标准，目前已经实施了 15 年，它规 定了用于生产汽车模制部件的非金属材料的测试程序。

受低 VOC 趋势的直接影响，聚丙烯（PP）逐渐成为了汽 车应用的首选材料。PP 树脂生产商和混配制造商也一直致力于 进一步减少排放。这一过程从聚合开始。如果 PP 具有高 VOC 含量，它将影响整个价值链中的所有后续加工步骤。挥发物由 各种产品产生，包括催化剂、通过聚合物和添加剂转化形成的分解物质、杂质以及快速生产的产物。为了寻找能够提高适合 汽车应用的 PP 牌号的催化剂，目前大量的工作正在展开。此外， 树脂生产商有时必须从根本上降低生产运行速度来减少 VOC 排 放，例如：减缓 PP 聚合后的制粒步骤。

快速加工和混配

韩国蔚山的松原产业集团（Songwon Industrial Group）开 发了一种新的 PP 加工稳定剂——Experimental XP 2094，既 具成本效益又可以降低 VOC 排放。利用该稳定剂，即使在高制 粒速度的情况下也可满足 VOC 标准。因此，聚合物生产商能够 保持一个接近平均的生产运行速度，从而提高其生产汽车级产 品的能力。除此之外，它还有助于他们满足未来更严格的 VOC 法规，如中国现行的法规。

聚合和制粒之后的下一个步骤是混配。对于混配制造商来 说，减少 VOC 排放变得越来越具挑战性。配方非常复杂，而所有组分都必须经过排放测试，因为每一个组分——填料及偶联 剂、颜料、树脂和其他添加剂都可能产生挥发物。

许多汽车内饰件均由 PP 制成。根据聚合物所需的保护程 度不同，每一种内饰件对混合配方的要求都不同。初始标准是 对太阳辐射的抵抗力。暴露于直射阳光下的汽车外饰件必须通 过严格的耐光性和 / 或耐候性测试（例如：1500 小时的加速风 化）。汽车内饰件不暴露在直射阳光下，但也需要经过抗紫外 线测试。对于汽车座椅下方用 PP 纤维制造的地垫而言，这已 是最低要求，而仪表板元件可能需要通过更严格的测试（例如： 400 小时加速风化）。

影响 PP 稳定性的第二个因素是高温。汽车引擎盖内部部 件的耐热性尤为重要，大多数稳定性解决方案专为这些应用而 开发。它们被暴露在 150°C 的高温下，还要经过 1000 多个小 时的测试，以确保不出现明显的机械性能损失。由于引擎盖下 产生的 VOC 不是问题，因此这些稳定性配方往往具有高挥发性 并散发出非常强烈的气味。夏天，当汽车停放在直射阳光下时， 其内部会变得很热。根据 OEM 的要求，车门板等内饰件应在 烘箱中通过长达 500 小时的测试。

不稳定性影响因素和添加剂可选方案

通风格栅是要求最严格的内饰件之一。它位于发动机和汽 车内部之间，因此需要承受两端的极端温度。因此，它的稳定 性通常接近引擎盖内部部件，并且必须在 150°C 的烘箱中通过 1000 小时以上的测试。吹过格栅的空气极有可能将 VOC 散布 到汽车中。

一系列适用于汽车 PP 和玻璃纤维化合物的稳定剂方案可实 现长期热稳定性并降低 PP 基热塑性聚烯烃（TPO）汽车内饰应 用中的 VOC 排放水平。Songxtend 2124 是一种长效热稳定剂， 可将标准酚类抗氧化剂的热稳定性提高至原来的三倍，因此极 其适用于暴露在极高温度环境下的引擎盖内部元件。Songxtend 2123 是一种有助于延长 PP 汽车内饰件使用寿命的热稳定剂。

汽车混配是一个涉及极端高温和高剪切力的尖端工艺。因 此，混配制造商需要提高生产稳定性，以便在混配和后续加工 过程中保护 PP 树脂。为了帮助制造商在满足应用要求的同时 减少排放，长期热稳定剂需要与低 VOC 加工稳定剂相结合。出 于这一考虑，该公司还开发了 Songxtend 1103，一种与聚合物 基质高度兼容的尖端产品。添加剂本身易溶于聚合物基质，因 此会留在聚合物中。它还可以防止低分子量链的降解，从而降 低 VOC 排放。

适用于汽车应用的 PP 稳定剂领域的这些发展表明，正确的 添加剂解决方案有助于减少 VOC 排放并保持特定的生产速度。

本文翻译自KUNSTSTOFFE INTERNATIONAL杂志

作者：Catherine Malchaire