CN102977510B - 仪表板蒙皮用搪塑pvc材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仪表板蒙皮用搪塑PVC材料及其制备方法，所述仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，由下述组分按重量份组成：聚氯乙烯本体聚合树脂48-53份；增塑剂23-27份；环氧酯类化合物3-8份；热稳定剂5-6份；复合光稳定剂0.2-1.0份；抗氧剂0.3-1.0份；硅油3-5份；碳黑0.2-0.3份；分散剂3-5份。本发明助剂中引入抑碱剂，利用抑碱剂与聚氨酯中氨基中和，阻止了PVC与聚氨酯中氨基反应，解决了搪塑PVC表皮光老化的问题；同时利用硅油的优异耐温性能，解决了PVC耐温性差得问题；进一步粉末配方中引入分散剂，可将蓬松状粉料便捷的转成砂状粉料，更利于粉末搪塑成型。
Description
技术领域
本发明涉及一种PVC材料及其制备方法，尤其涉及一种仪表板蒙皮用搪塑PVC材料及其制备方法。
背景技术
仪表板是汽车上重要的功能件与装饰部件。仪表板的质量与档次是人们评价汽车好坏的重要指标之一。选择仪表板时，应考虑性能、功用、制造成本和装饰风格等。高档轿车的仪表板倾向于使用粉末搪塑表皮。搪塑成型属无应力加工，因此搪塑表皮不易开裂，尺寸稳定，厚度均匀，表皮纹理清晰，手感好，更接近天然皮革。在耐老化方面，搪塑表皮显示了明显的优势，在耐热、起雾、光稳定性、抗渗出、抗刮伤等方面均优于深度拉伸表皮。粉料搪塑表皮与真空吸塑表皮相比，粉料搪塑的原料易于保存和使用，适合于连续化生产，粉料可以反复使用，浪费少。以上众多优点，使粉末搪塑表皮理所当然成为高级轿车的理想选择。粉末搪塑在我国还处于发展初期。一汽奥迪最先采用搪塑仪表板表皮，上汽的帕萨特车仪表板亦已采用这一工艺。据了解，一些新车型和小红旗等均已采用或将采用搪塑表皮。
与一般成型工艺相比，粉末搪塑对其原材料搪塑粉在粉料流动性能、力学性能、热稳定性能以及熔融性能等方面都有严格要求。目前，世界上只有少数几家公司能够生产这种干混料，有关搪塑用干混料的配方和生产技术文献上报道很少。专利ZL02110787.4和ZL200510016921.8，报道了在PVC粉中添加一定比例的多种助剂，通过干混的方式制得搪塑粉末，专利EP0312367、JP02209941和JP07149983也是报道了在PVC粉中添加一定比例的多种助剂，通过干混的方式制得搪塑粉末，但是他们制得的搪塑粉末没有解决后期成型的难题，如低温冲击低，仪表板中软质聚氨酯发泡材料与搪塑PVC表皮的兼容性差等，原因在于PVC材料耐低温性能差，聚氨酯发泡材料中的氨基易于搪塑PVC粉末中的PVC发生反应而大大降低了PVC表皮的抗老化性能。
因此，开发出一种即保证搪塑PVC粉末本有的优良性能，又保证成型后耐低温冲击性强、聚氨酯发泡材料与搪塑PVC粉很好的兼容的搪塑粉末打破国外搪塑PVC技术的垄断，加速仪表板用搪塑PVC表皮的国产化，推动国产化中高端车的发展。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种仪表板蒙皮用搪塑PVC材料。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种仪表板蒙皮用搪塑PVC材料的制备方法。
本发明所要解决的技术问题，是通过如下技术方案实现的：
一种仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，由下述组分按重量份组成：
聚氯乙烯本体聚合树脂48-53份；
增塑剂23-27份；
环氧酯类化合物3-8份；
热稳定剂5-6份；
复合光稳定剂0.2-1.0份；
抗氧剂0.3-1.0份；
硅油3-5份；
碳黑0.2-0.3份；
分散剂3-5份。
优选的，
所述聚氯乙烯本体聚合树脂，简称MPVC树脂，又称本体法聚氯乙烯，其聚合度为1000-1400。
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物或烷基磺酸酯类化合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物，可以为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP） 邻苯二甲酸甲苯基丁酯（BBP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丙酯（DPrP）邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二笨酯、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二戊酯（DPP）、邻苯二甲酸二正辛酯（DNOP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）、邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二己酯（DHP）、邻苯二甲酸二环己酯（DCHP）、邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）或邻苯二甲酸二正壬酯（DNNP）。
所述环氧酯类化合物为环氧大豆油。
所述热稳定剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙的复配物，进一步优选的，所述热稳定剂中硬脂酸锌和硬脂酸钙的质量比为1:2。所述热稳定剂与环氧酯类化合物配合使用提高材料的热稳定性。
所述复合光稳定剂为抑碱剂与光稳定剂的复配物。进一步优选的，所述光稳定剂为柠檬酸和光稳定剂UV944的复配物，最优的，所述柠檬酸和光稳定剂UV944的质量比为1:1。所述复合光稳定剂用于中和聚氨酯发泡材料的氨基，阻止聚氨酯上的氨基与PVC反应而失效。
所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂，优选为抗氧剂1010或抗氧剂245。
所述碳黑为色素碳黑。
所述硅油为端乙烯基聚硅氧烷，优选为α,ω乙烯基硅油RH-vi303或α,ω乙烯基硅油RH-vi304。
所述分散剂为蜡类物质，优选为白蜡、乳白蜡或黑蜡。
本发明还公开了所述的搪塑PVC粉末的制备方法，由下述步骤组成：
（1）将聚氯乙烯本体聚合树脂、热稳定剂、复合光稳定剂和抗氧剂加入高混机中进行搅拌和加热，搅拌2-3分钟，温度升高到90-95℃，加入硅油和环氧酯类化合物，搅拌2-3分钟，升温至115-120℃，同时陆续加入约四分之三重量的增塑剂，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，将温度降至98-100℃，并同时搅拌2-3分钟，然后升温至130-135℃，同时加入剩余的增塑剂，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，然后降温至105-110℃，加入碳黑，搅拌2-5分钟，升温至130-135℃，高速搅拌3-5分钟，出料；
（2）将步骤（1）制得的原料放入另一高混机内，降温至20-30℃，加入分散剂，搅拌8-10分钟出料，即得所述仪表板蒙皮用搪塑PVC材料。
相对于现有技术，本发明优点体现在：
1.助剂中引入抑碱剂，利用抑碱剂与聚氨酯中氨基中和，阻止了PVC与聚氨酯中氨基反应，解决了搪塑PVC表皮光老化的问题；
2.利用硅油的优异耐温性能，解决了PVC耐温性差得问题；
3.粉末配方中引入分散剂，可将蓬松状粉料便捷的转成砂状粉料，更利于粉末搪塑成型。
具体实施方式
通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受以下实施例所限定。
本实验使用的材料要求：
所述聚氯乙烯本体聚合树脂的聚合度为1000-1400；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；
所述环氧酯类化合物为环氧大豆油；
所述热稳定剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙的复配物，硬脂酸锌和硬脂酸钙的质量比为1:2；
所述复合光稳定剂为柠檬酸与光稳定剂UV944按质量比1:1配比的复配物；
所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010；
所述硅油为端乙烯基聚硅氧烷RH-vi303；
所述碳黑为色素碳黑；
所述分散剂为白蜡。
实施例1
MPVC树脂50公斤，热稳定剂5.5公斤，复合光稳定剂0.5公斤，抗氧剂0.5公斤加入高混机中进行搅拌和加热，温度升高到90℃，加入硅油5公斤和环氧大豆油5公斤，搅拌2-3分钟，升温至120℃，同时陆续加入增塑剂18.7公斤，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，将温度降至100℃，并同时搅拌2-3分钟，然后升温至130℃，同时陆续加入增塑剂6.3公斤，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，然后降温至110℃，加入碳黑0.25公斤，搅拌2-5分钟，升温至135℃，高速搅拌3-5分钟出料。
再将上述所得的物料放入另一高混机内，降温至30℃，加入分散剂5公斤，搅拌8-10分钟出料，即得本发明的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，性状为粉末状。
对比例1
MPVC树脂50公斤，热稳定剂5.5公斤，光稳定剂UV944 0.5公斤，抗氧剂0.5公斤加入高混机中进行搅拌和加热，温度升高到90℃，加入环氧大豆油5公斤，搅拌2-3分钟，升温至120℃，同时陆续加入增塑剂18.7公斤，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，将温度降至100℃，并同时搅拌2-3分钟，然后升温至130℃，同时陆续加入增塑剂6.3公斤，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，然后降温至110℃，加入碳黑0.25公斤，搅拌2-5分钟，升温至135℃，高速搅拌3-5分钟出料。
再将上述所得的物料放入另一高混机内，降温至30℃，加入分散剂5公斤，搅拌8-10分钟出料，即得搪塑PVC材料，性状为粉末状。
显然，与实施例1相比较，对比例1缺少了硅油和抑碱剂柠檬酸，其余组分和工艺均相同。
测试例
对实施例1和对比例1制得的搪塑PVC材料进行测试，具体数据见表1。
表1：搪塑PVC材料力学性能表
| 性能及测试标准 | 实施例1 | 对比例1 |
| 粉料流速（ml/s），ASTM D 1895 | 12.11 | 12.56 |
| 流动静止角（°），GB11986 | 27.62 | 27.23 |
| 拉伸强度（MPa），GB1040 | 15.57 | 16.25 |
| 硬度 （肖氏A），DIN53505 | 76.8 | 76.2 |
| 断裂伸长率 ，GB1040 | 412.3 | 483.2 |
| 缺口冲击强度（-30℃）（kJ/m2），ISO 179 | 5 | 2 |
| 光老化等级 ，PV1303 | 5 | 2 |
由表1可知，随着硅油和抑碱剂的加入，搪塑PVC粉末在保证原有的优良流动性同时，低温冲击性能大大提高，利用抑碱剂与聚氨酯中氨基中和，阻止了PVC与聚氨酯中氨基反应，光老化等级达到了5级，解决了搪塑PVC表皮光老化的问题。因此，本发明在搪塑PVC粉末中引入硅油和抑碱剂，解决了目前搪塑PVC未解决的成型后耐低温差及光老化差的缺点，加速了搪塑PVC材料的推广和国产化。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于，由下述组分按重量份组成：
聚氯乙烯本体聚合树脂48-53份；
增塑剂23-27份；
环氧酯类化合物3-8份；
热稳定剂5-6份；
复合光稳定剂0.2-1.0份；
抗氧剂0.3-1.0份；
硅油3-5份；
碳黑0.2-0.3份；
分散剂3-5份。
2.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述聚氯乙烯本体聚合树脂聚合度为1000-1400。
3.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物或烷基磺酸酯类化合物。
4.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述环氧酯类化合物为环氧大豆油。
5.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙的复配物。
6.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述复合光稳定剂为柠檬酸和光稳定剂UV944的复配物，所述柠檬酸和光稳定剂UV944的质量比为1:1。
7.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂。
8.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述硅油为端乙烯基聚硅氧烷。
9.如权利要求1所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料，其特征在于：所述分散剂为蜡类物质。
10.如权利要求1-9中任一项所述的仪表板蒙皮用搪塑PVC材料的制备方法，其特征在于，由下述步骤组成：
（1）将聚氯乙烯本体聚合树脂、热稳定剂、复合光稳定剂和抗氧剂加入高混机中进行搅拌和加热，搅拌2-3分钟，温度升高到90-95℃，加入硅油和环氧酯类化合物，搅拌2-3分钟，升温至115-120℃，同时陆续加入四分之三重量的增塑剂，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，将温度降至98-100℃，并同时搅拌2-3分钟，然后升温至130-135℃，同时加入剩余的增塑剂，并继续搅拌3-5分钟，停止加热和搅拌，然后降温至105-110℃，加入碳黑，搅拌2-5分钟，升温至130-135℃，高速搅拌3-5分钟，出料；
（2）将步骤（1）制得的原料放入另一高混机内，降温至20-30℃，加入分散剂，搅拌8-10分钟出料，即得所述仪表板蒙皮用搪塑PVC材料。
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