CN103012901B - 一种容易成型的汽车用内饰材料 - Google Patents
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Abstract
一种容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于以重量份计算，包括TPO 60-100、反应型TPO（r-TPO）0-40、聚丙烯0-40、聚乙烯0-40、光稳定剂0-3、交联剂3-15、无机填料0-100、润滑剂0-5、吸附剂0-10、阻燃剂0-100。其中，交联剂选自单官能团交联剂、二官能团交联剂、三官能团交联剂、四官能团交联剂或五官能团交联剂中的任意一种或者至少两种的混合物。本发明与已有技术相比，具有能方便进行阳模成型的、不会影响成型质量的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种装饰材料，特别是汽车内饰用材料技术。
背景技术
在汽车内饰方面居于世界前列的是日系三大品牌：丰田、本田、日产，韩国的汽车内饰主要集中在LG、韩华、现代等厂家生产，产品质量略逊色于日本，德国汽车内饰同样逊色于日本。韩国和德国的汽车内饰除了真皮主要使用PVC材料，而日系已逐渐使用高档的TPO材料。而TPO材质的密度为0.85 ～0.9之间，采用TPO材质可有效地降低整车重量，达到轻量化的目的，降低了油耗和排放。日系汽车内饰材料中，TPO比重从1995年的7%增加至2007年的80%，欧美和德系汽车内饰的TPO比重也在增加，由此可见TPO在汽车内饰方面使用的比重将会逐年增加。
TPO汽车内饰材料，可以用于仪表盘、门板、顶盖内护板装饰等，这些用途都需要TPO汽车内饰材料经过真空吸塑成型。在真空吸塑成型中，需要有一个较平缓的粘度—温度曲线，如PVC的曲线则较为理想，而单纯的TPO材料则在真空吸塑成型的温度区间出现粘度陡降的现象，为了提供可真空成型的性能，必须调整TPO体系的粘度—温度曲线。另一方面，现今技术上TPO汽车内饰材料多采用阴模真空成型，阴模成型的产品皮纹是在成型过程中成型在表皮上的，表皮花纹效果好。但是阴模成型存在对设备要求高，模具价格高，材料利用率低等缺点。厂家都希望可以降低成本，因此都希望可以采用模具投入较低的阳模成型。阳模成型具有模具成本低、寿命长、加工工艺简单、生产效率高等优点，但是阳模成型的产品花纹是预先做好的，在表皮加热、拉伸过程中，花纹效果会有所损失。而拉伸量大的产品设计，在阳模成型过程中，由于需要更高的真空成型温度，花纹甚至会变得很浅甚至消失，影响了美观，限制了阳模成型的应用。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种能方便进行阳模成型的、不会影响成型质量的容易成型的汽车用内饰材料。
本发明的容易成型的汽车用内饰材料是这样实现的，以重量份计算，包括
TPO 60-100
反应型TPO（r-TPO） 0-40
聚丙烯 0-40
聚乙烯 0-40
光稳定剂 0-3
交联剂 3-15
无机填料 0-100
润滑剂 0-5
吸附剂 0-10
阻燃剂 0-100
，其中，交联剂选自单官能团交联剂、二官能团交联剂、三官能团交联剂、四官能团交联剂或五官能团交联剂中的任意一种或者至少两种的混合物，优选自双烯丙基邻苯二甲酸酯、三烯丙基苯三酸酯、三烯丙基腈异脲酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙烯基乙二醇双甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯或三丙烯基乙二醇双丙烯酸酯中的一种或者至少两种的混合物。
1、反应型TPO：在共混体系中，机械性能、耐热、耐候性能与可加工性能往往是矛盾的，良好的机械性能等总是意味着较差的可加工性能。添加可反应型TPO即能兼顾机械性能与加工性能。
2、聚丙烯和聚乙烯：由于TPO材料的粘度随着温度升高，有一个陡变的过程（见附图1），因此单独使用TPO不能用于真空吸塑成型。一般情况下用加入各种不同聚合物调整体系的分子量分布和支链度等，以调整体系的粘度—温度响应曲线。本发明加入聚丙烯和聚乙烯，能够使得TPO体系的粘度—温度曲线变得平缓些，更好地适应真空吸塑所需的温度范围（见附图2）。
3、光稳定剂：产品在日光或强光下，因吸收紫外线而引发自我氧化，导致聚合物降解，使产品性能和外观恶化。为防止光氧化还原或老化过程，加入光稳定剂。所述光稳定剂选自受阻胺类光稳定剂、三嗪类光稳定剂或有机镍络合物中的一种或者至少两种的混合物，优选受阻胺类光稳定剂，可配合受阻酚类抗氧剂使用，进一步防止产品氧化。
4、交联剂：交联剂的作用就是在线型的分子之间产生化学键，使线型分子相互连在一起，形成网状结构，存在网络结构的产品进行阳模成型时处于高弹态下也不容易发生形变恢复，可防止表面花纹消失。
5、无机填料：加入无机填料，可以进一步提高机械性能、耐热性能、尺寸稳定性及经济性，根据客户不同要求加入不同用量，不同种类的无机填料。一般情况下，无机填料可以是碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、二氧化硅、碳酸钾、高岭土中的一种或至少两种的混合物。少量的无机填料还能起到成核剂的作用，成核剂的加入，可以提高聚丙烯的辐照稳定性，可以有效地降低聚合物降解的程度。
6、润滑剂、吸附剂：由于TPO热熔体有强烈的粘附金属加工面的倾向，而压延法生产中必需满足热熔体可以从最后一条成型辊上完整剥落的基本要求。因此需要加入润滑剂和吸附剂，润滑剂和吸附剂分别采用脂肪酸镁和二氧化硅。
7、阻燃剂：由于汽车内饰材料的阻燃性能在国家标准GB8410中有明确规定，要达到100mm/min的燃烧速率，考虑到环保因素，本发明中采用磷-氮-无机粉体复合膨胀型的阻燃体系，优先采用焦磷酸三聚氰胺，可配合硼酸锌使用。
通过上述配方技术调整TPO混合体系的温度—粘度响应曲线，使得TPO材料适用于与真空吸塑成型。然而，要使得TPO汽车内饰材料可用阳模成型法成型，还必需采用一种加工方法使TPO材料表面纹理保持性好。
按上述配方压延成型法制备了TPO薄膜，在表面压花后进行辐射交联，使材料（至少是材料表层）发生一定程度交联，减少或消除材料表层的弹性恢复，在维持可二次加工的前提下，大幅减少形变恢复。辐射交联后的TPV薄膜，耐高温性能提高，在二次加工成型时的高温下，由于分子链交联及分子链相互缠绕，熔体粘度增大，不容易形变，从而可以使薄膜花纹保持度好。
这里，采用电子束辐射，使TPO材料发生交联。使用电子束进行辐射交联，电子束辐射剂量是非常重要的影响因素。本发明所述的辐射剂量为1-200kGy。通过本发明所述的配方，用压延法成型后再进行电子束辐射，辐射交联后的TPO材料为薄膜形状。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
（1）通过本发明所述的配方制备得到的TPO薄膜熔体强度高，温度—粘度响应曲线比单独TPO体系的曲线平缓，符合真空吸塑成型的要求。
（2）通过本发明所述的辐射方法制备得到的辐射交联TPO材料，进行二次加工后材料表面纹理保持性大大提高，适用于阳模成型。
附图说明：
图1为普通TPO与PVC的粘度-温度响应曲线图；
图2为普通TPO（左图）与经改性的TPO（右图）粘度-温度响应曲线对比图。
具体实施方式：
现结合实施例对本发明做进一步详细描述：
以重量份计算，本发明包括
TPO 60-100
反应型TPO（r-TPO） 0-40
聚丙烯 0-40
聚乙烯 0-40
光稳定剂 0-3
交联剂 3-15
无机填料 0-100
润滑剂 0-5
吸附剂 0-10
阻燃剂 0-100
颜料 适量
其中，交联剂选自单官能团交联剂、二官能团交联剂、三官能团交联剂、四官能团交联剂或五官能团交联剂中的任意一种或者至少两种的混合物，优选自双烯丙基邻苯二甲酸酯、三烯丙基苯三酸酯、三烯丙基腈异脲酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙烯基乙二醇双甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯或三丙烯基乙二醇双丙烯酸酯中的一种或者至少两种的混合物。
这里，采用电子束辐射，使TPO材料发生交联。进一步地，按上述配方压延成型法制备了TPO薄膜，在表面压花后进行辐射交联。使用电子束进行辐射交联，电子束辐射剂量是非常重要的影响因素。本发明所述的辐射剂量为1-200kGy。通过本发明所述的配方，用压延法成型后再进行电子束辐射，辐射交联后的TPO材料为薄膜形状。
下表为交联剂采用三烯丙基腈异脲酸酯的产品的物理化学指标参数，交联剂采用上述所述的其他材料时的结果和采用三烯丙基腈异脲酸酯的结果类似。
按实施例1-7配方量将各组分混合，通过压延成型得到TPO薄膜。将TPO薄膜进行辐射交联处理，用50kGy、100 kGy、 200kGy辐射交联后进行阳模成型。对得到的薄膜进行成型效果、表面花纹、拉伸强度变化（以无辐射处理的样品为100%作比较），结果如表2所示。
Claims (7)
1.一种容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于以重量份计算，包括
TPO 60-100
反应型TPO（r-TPO） 10-40
聚丙烯 10-40
聚乙烯 10-40
光稳定剂 0-3
交联剂 3-15
无机填料 0-100
润滑剂 0-5
吸附剂 0-10
阻燃剂 0-100
其中，交联剂选自单官能团交联剂、二官能团交联剂、三官能团交联剂、四官能团交联剂或五官能团交联剂中的任意一种或者至少两种的混合物。
2.根据权利要求1所述的容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于交联剂是双烯丙基邻苯二甲酸酯、三烯丙基苯三酸酯、三烯丙基腈异脲酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙烯基乙二醇双甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯或三丙烯基乙二醇双丙烯酸酯中的一种以上。
3.根据权利要求1或2所述的容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于采用电子束辐射，使TPO材料发生交联。
4. 根据权利要求3所述的容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于用压延法成型后再进行电子束辐射，辐射交联后的TPO材料为薄膜形状。
5. 根据权利要求4所述的容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于采用压延成型法制备了TPO薄膜，在表面压花后进行辐射交联。
6. 根据权利要求3所述的容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于辐射剂量为1-200kGy。
7. 根据权利要求4或5所述的容易成型的汽车用内饰材料，其特征在于辐射剂量为1-200kGy。
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