影响汽车座椅PVC皮革耐磨性的3个因素及解决方法

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 本文适用于PVC皮革制造商，以提高其产品的耐磨性，或作为PVC皮革购买者区分汽车座椅或其他应用中优质PVC皮革材料的指南。

本文介绍了用于汽车座椅的PVC皮革的基本配方和性能，以及它们对耐磨性的影响。

以汽车座椅的PVC皮革为基础，采用Taber耐磨性测试和Martindale耐磨性测试这两种测试方法，采用不同的测试原理，以检验织构尺寸，耐磨添加剂的含量，增塑剂的类型和含量对织物的影响。 PVC皮革的耐磨性。

 

使用磨损前后的外观变化，质量变化和光泽变化来表征它。

 

测试结果表明：

 

• 优良的质地有助于提高PVC皮革的耐磨性；

 

• 在7％范围内添加氟硅橡胶耐磨添加剂可以显着提高PVC皮革的耐磨性，而7％以后耐磨性将降低；

 

• 增塑剂在相同添加量的条件下，使用增塑剂911的PVC皮革的耐磨性优于DPHP。

 

• 根据汽车皮革配方，当增塑剂含量增加时，PVC皮革的耐磨性将略有降低。

 

 

为什么汽车座椅PVC皮革需要进行耐磨性测试？

 

当前，为了维持或实现品牌竞争力，主要的汽车公司都在竞相进行精益成本控制。

如何在成本，性能和感知质量之间取得平衡是一个重要的问题。 作为汽车内部的重要功能部分，汽车座椅对于设计，材料选择和成本控制特别重要。

 

PVC人造革是一种常用的座套材料，也是最早发明和应用的人造革材料。 许多汽车公司逐渐减少了座椅上的真皮和超细纤维皮革材料的数量，并采用了PVC人造皮革作为替代材料，这不仅可以节省大量成本，而且具有与真皮相似的外观和触感。 。

 

用于汽车的人造皮革配方通常由PVC树脂，增塑剂，稳定剂，阻燃剂，发泡剂，表面处理剂和基础织物组成。 底布通常包括针织布，无纺布或超细纤维布。 生产过程一般有涂布法和压延法。 汽车座椅用PVC皮革必须具有一定的耐光老化性（耐光性），耐气候老化性，耐高低温性，耐摩擦性，机械性能，耐化学性，耐磨性和环境保护。

 

由于座套的不同区域对材料的耐磨性有不同的要求，PVC人造革的耐磨性将影响其在座椅上的应用分布。 本文重点研究和讨论影响汽车座椅PVC人造革耐磨性的因素。

 

 

耐擦伤性测试方法和PVC皮革样品

 

• PVC皮革标本

 

本文主要研究质地形态，耐磨添加剂，增塑类型和含量对PVC皮革耐磨性的影响。

所有样品均由同一供应商提供，并由涂层工艺生产，并基于当前符合公司技术标准的PVC皮革配方，仅更改某些需要测试的因素。 具体列于表1。

 

可变因素	因素详细信息	控制因素
纹理（A1＃/ A2＃/ A3＃）	质地细腻/中等质地/粗糙	无氟硅，DPHP
增塑剂DPHP（B1＃/ B2＃/ B3＃/ B4＃）	39.4％/ 40.3％/ 41.2％/ 42.8％	7％氟硅氧烷，质地细腻
Plasticizer 911 （C1#/C2#/C3#/C4#）	39.4％/ 40.3％/ 41.2％/ 42.8％	7％氟硅氧烷，质地细腻
氟硅耐磨添加剂（D1＃/ D2＃/ D3＃/ D4＃）	0％/ 4％/ 7％/ 11.1％	911，质地细腻
注意：此处未列出详细公式

表1试验样品配方

 

• 主要耐磨性测试仪

泰伯（Taber）磨损测试仪（CS-10 / 1000克），马丁代尔磨损测试仪（Lissajous图形）分析天平，光泽度仪，用于评估结果的彩色灯箱

 

 

• 耐磨性测试方法

 

泰伯法

测试所有样本，然后为每个组样本选择3个样本。 根据QB / T 2726-2005标准进行测试。 样品是直径为106毫米的圆形样品（中间有约5毫米的安装孔）。 砂轮为CS-10型，施加的负载压力为1000 g，转速为60 r / min，计数为1000倍和2000倍。 记录样品的外观变化和磨损值（以mg为单位）。  进一步了解Taber磨损测试仪.

 

 

马丁代尔法

按照GB / T 21196.2〜4标准测试所有样品，并为每组准备3个样品。 摩擦介质为标准中指定的羊毛磨料，样品为直径140 mm的圆形样品，载荷为1600 g，使用李沙育轨道，速度为60 r / min，计数为10次和000 20次。 以000°角记录样品的外观变化，以识别磨损区域的光泽度变化。 了解有关Martindale磨损测试仪的更多信息。

 

耐磨性结果评估

 

质地对耐磨性的影响

 

对3组试样进行Taber和Martindale耐磨性测试，测试可变因素是PVC皮革的质地，表2列出了测试结果：

标本号	十次		十次
	磨损量/ mg	外观	磨损量/ mg	外观
A1＃	23.6	质地略微磨损，等级4/5	40.3	明显磨损，等级4
A2＃	26.5	质地略微磨损，等级4/5	42.7	明显磨损，等级4
A3＃	28.7	质地略微磨损，等级4/5	43.4	明显磨损，等级4

表2 Taber耐磨性测试结果（纹理效果）

 

标本号	十次		十次
	∆UB（60°）	外观	∆UB（60°）	外观
A1＃	1.2	表面明显更亮	1.6	表面明显更亮
A2＃	1.6	表面明显更亮	1.7	表面明显更亮
A3＃	1.8	表面明显更亮	1.8	表面明显更亮

表3马丁代尔耐磨性测试结果（纹理效果）

 

从表2和表3的数据可以看出，随着PVC皮革表面从细密结构逐渐过渡到粗密结构，耐磨性逐渐降低，但这种趋势并不明显。 这可能是由于PVC皮革的表面纹理越细，表面“粗糙度”越小，砂轮与PVC皮革表面之间的摩擦系数越小，因此，细粒PVC皮革表面具有更好的抗摩擦和磨损性能。

 

 

增塑剂含量和类型对耐磨性的影响

 

对增塑剂类型和增塑剂含量这两个不同的影响因素进行了泰伯和马丁代尔磨损试验。 结果显示在表4，表5，表6和表7中。从表4，表5，表6和表7中的数据可以看出：

 

标本号	十次		十次
	磨损量/ mg	外观	磨损量/ mg	外观
B1＃	11.4	无明显变化，等级4/5	17.7	无明显变化，等级4/5
B2＃	12.6	无明显变化，等级4/5	20.0	无明显变化，等级4/5
B3＃	13.3	无明显变化，等级4/5	20.4	无明显变化，等级4/5
B4＃	14.8	无明显变化，等级4/5	20.9	无明显变化，等级4/5

表4泰伯耐磨性测试结果（增塑剂DPHP的影响）

 

标本号	10 000次		20 000次
	∆UB（60°）	外观	∆UB（60°）	外观
B1＃	0.4	没有明显的变化	0.6	没有明显的变化
B2＃	0.4	没有明显的变化	0.6	没有明显的变化
B3＃	0.4	没有明显的变化	0.6	没有明显的变化
B4＃	0.4	没有明显的变化	0.6	没有明显的变化

表5马丁代尔耐磨性测试结果（增塑剂DPHP的影响）

 

 

标本号	十次		十次
	磨损量/ mg	外观	磨损量/ mg	外观
C1＃	6.6	无明显变化，等级4/5	16.6	无明显变化，等级4/5
C2＃	7.3	无明显变化，等级4/5	17.1	无明显变化，等级4/5
C3＃	7.9	无明显变化，等级4/5	18.2	无明显变化，等级4/5
C4＃	8.3	无明显变化，等级4/5	18.9	无明显变化，等级4/5

表6泰伯耐磨性测试结果（增塑剂911效果）

 

标本号	10 000次		20 000次
	∆UB（60°）	外观	∆UB（60°）	外观
C1＃	0.2	没有明显的变化	0.4	没有明显的变化
C2＃	0.2	没有明显的变化	0.4	没有明显的变化
C3＃	0.2	没有明显的变化	0.4	没有明显的变化
C4＃	0.2	没有明显的变化	0.4	没有明显的变化

表7马丁代尔耐磨性测试结果（增塑剂911的作用）

 

随着增塑剂含量在一定范围内增加，泰伯磨耗值 所有磨损都有不同程度的增加，磨损次数的增加将导致磨损显着增加；

在一定范围内，随着增塑剂含量的增加，马丁代尔磨损后的试样表面光泽度没有明显变化，PVC皮革的表面光泽度随着磨损次数的增加而略有增加。

 

这可能是由于PVC粉末和增塑剂是汽车座椅PVC人造皮革配方中两个最大和最重要的成分。 PVC粉主要提供人造革的“刚性”，而增塑剂主要提供人造革的“柔韧性”。 随着增塑剂含量的增加，PVC人造革的表面柔韧性增加，几乎完全刚性的CS10砂轮在接触测试样品表面后会产生更大的变形，从而导致表面摩擦系数的增加，因此泰伯磨损也将增加。 随着磨损次数的增加，磨损量将更大。

 

在马丁代尔方法中，用一块羊毛布接触测试样品，并且在羊毛布的背面有一块海绵垫。 由增塑剂含量的微小变化引起的样品表面柔软度的变化几乎可以被研磨头所缓冲。 因此，当增塑剂在一定范围内增加时，样品的表面光泽不会改变，但是随着磨损次数的增加，测试样品的表面会稍微变亮。

 

比较两种增塑剂DPHP和911的测试结果表明。 在相同的增塑剂含量下，911增塑剂的磨损值低于DPHP增塑剂Taber，并且马丁代尔磨损后的表面光泽变化较小。 这可能是由于以下事实：尽管911增塑剂的分子量大于DPHP的分子量，但实际加工温度更高，并且与PVC粉末的总体相容性可能更好。 此外，911增塑剂包含更长的分支，并且增塑剂表面的迁移率较低，并且对涂层与PVC层的粘附力的影响较小，因此带有911增塑剂的皮革具有更好的耐磨性。

 

 耐磨添加剂含量对PVC耐磨性的影响

 

在PVC皮革中，表层耐磨助剂的含量会影响测试样品的耐磨性。 对氟硅氧烷添加剂的影响因素的样品进行了泰伯和马丁代尔的耐磨性测试。 结果在表8和表9中列出。

 

标本号	十次		十次
	磨损量/ mg	外观	磨损量/ mg	外观
D1＃	19.5	质地略微磨损，等级4/5	30.9	明显磨损，等级4/5
D2＃	11.1	无明显变化，等级4/5	18.7	无明显变化，等级4/5
D3＃	6.6	无明显变化，等级4/5	16.6	无明显变化，等级4/5
D4＃	8.9	无明显变化，等级4/5	17.5	无明显变化，等级4/5

表8 Taber耐磨性测试结果（使用具有耐磨性的氟硅橡胶的PVC皮革）

 

标本号	10 000次		20 000次
	∆UB（60°）	外观	∆UB（60°）	外观
D1＃	1.2	表面明显更亮	1.6	表面明显更亮
D2＃	0.4	没有明显的变化	0.4	没有明显的变化
D3＃	0.2	没有明显的变化	0.4	没有明显的变化
D4＃	0.2	没有明显的变化	0.4	没有明显的变化

表9马丁代尔耐磨性测试结果（使用带有耐磨性氟硅酮F-SI的PVC皮革样品）

 

从表8和表9的数据可以看出，当PVC人造革表面层中的氟硅氧烷添加剂的含量小于7％时，泰伯磨耗和马丁代尔磨后的样品的表面光泽度变化。耐磨性随耐磨添加剂的增加而增加。

 

当氟硅氧烷添加剂的含量小于4％时，这种变化更加明显。 随着Taber磨损次数的增加，每个测试样品的磨损将增加，并且随着Martindale磨损次数的增加，表面光泽的变化也会增加。 当表面层中氟硅氧烷添加剂的含量在7％和11％之间时，Taber磨损值反而增加，但马丁代尔磨损后测试样品的表面光泽保持不变。

 

这可能是由于在向表面层添加了氟硅氧烷添加剂之后，测试样品表面的摩擦系数降低了。

 

当添加量小于7％时，随着添加量的增加，测试样品的表面摩擦系数降低更明显，因此泰伯磨耗越小，马丁代尔磨耗后测试样品的表面光泽度变化越小。 。

 

当氟硅氧烷添加剂的含量为7％〜11％时，泰伯磨损将增加。 这是由于过量添加了氟硅氧烷添加剂，这会降低耐磨涂层与PVC层之间的附着力并降低材料的综合耐磨性； 经过Matindale耐磨性测试后，测试样品的表面光泽不会明显增加。 粘附力的降低可能不足以影响Matindale测试结果的恶化。

 

结论

 

通过对汽车座椅PVC人造革影响因素的研究，可以得出以下结论。

 

• PVC人造革的质地越小，表面耐磨性越高，但是这种改善不是很明显。 在设计座椅时，可以在高磨损区域选择精细的质地，以提高材料的耐磨性。

 

• 通过比较911和DPHP的两种增塑剂材料，用911增塑剂制成的人造革在泰伯磨损和马丁代尔磨损方面明显优于DPHP。 基于汽车PVC皮革配方，在一定范围内并随着增塑剂含量的增加，材料的泰伯磨损增加，但马丁代尔磨损后测试样品的光泽度基本保持不变。

 

• 当表面层中氟硅氧烷添加剂的含量小于7％时，随着氟硅氧烷添加量的增加，PVC人造革的泰伯磨损值和马丁代尔磨损后试样的表面光泽度的变化呈现不同程度的下降。 。 当氟硅氧烷添加剂的含量为7％〜11％时，PVC人造革的泰伯磨损值将增加，马丁代尔磨损后，试样的表面光泽将基本保持不变。

 

• 随着Taber和Martindale PVC人造革磨损次数的增加，测试样品表面的材料磨损值和光泽变化将呈现不同程度的增加。