CN105440590A

CN105440590A - 用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料及其制造方法

Info

Publication number: CN105440590A
Application number: CN201410512387.9A
Authority: CN
Inventors: 陈英宗
Original assignee: SANYUAN MODEL ENTERPRISE CO Ltd
Current assignee: SANYUAN MODEL ENTERPRISE CO Ltd
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-03-30

Abstract

本发明提供一种发泡塑胶材料，尤其是一种用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，以及该发泡塑胶材料的制造方法。本发明所揭露的该用于汽车内装部件的发泡塑胶材料不仅能够利用传统的射出成型方法大量制造，而且其制作的汽车内装部件具有如人工裱皮材料一般的高贵质感与柔软触感。

Description

用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料及其制造方法

技术领域

本发明关于一种发泡塑胶材料，尤其是一种用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，以及该发泡塑胶材料的制造方法。

背景技术

汽车已经是现代生活中不可或缺的交通工具，其能够便利且快捷地载送人类、动物及运送货物至所欲到达的地方。而随着时代的逐步进展，现今的汽车不仅只是一种快速的运输工具，使用汽车的人们还进一步要求驾驶的安全性、乘坐的舒适性以及足以表彰其身分、地位的汽车外型与内装，尤其是，造价成本越高昂的汽车(例如，奔驰汽车或BMW汽车)通常具有高度设计感的外型与高水平质感的内装。

除了汽车座椅之外，汽车的内装一般包括仪表板、车厢隔板、门内饰板、车门把手、中央扶手及装饰条等等部件。这些汽车内装部件不仅要具备耐冲击性、耐高温性、无挥发性及无毒性，而且还必须具有优良的观看质感与抚摸触感，才可以满足现代人们在安全及美观上的双重要求。基本上，汽车内装部件是以塑胶为基础制成，因为塑胶具有高强度、高耐磨损度、高耐疲劳度与高韧性参数，而且重量较钢铁更轻、更可节能省油，因此非常适合应用于汽车工业作为汽车内装部件的制造原料。近年来，由于我国汽车产业非常迅速的发展，目前汽车年产量已经超过数百万辆，所以用来制作汽车内装部件的塑胶的使用量每年也超过数十万吨以上。

常被使用来制造汽车内装部件的塑胶原料包括聚丙烯树脂(简称PP树脂)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(简称ABS树脂)等。PP树脂是一种半结晶状的热塑性塑胶，熔点高达167℃，耐热，具有高耐冲击性、强韧的机械性质、可对抗多种有机溶剂和酸硷腐蚀，在工业界有广泛的应用，是常见的高分子材料。ABS树脂则是一种强度高、韧性佳、对抗有机溶剂和酸硷腐蚀、易于加工成型的热塑型高分子材料，当丙烯腈：丁二烯：苯乙烯的比例为20：30：50时，其熔点为175℃，亦为耐热材料，而且ABS树脂可与多种其他树脂混合成为混合物，例如PC/ABS混合物、PVC/ABS混合物、PBT/ABS混合物等，因而产生诸多新的性能及新的应用领域。

这些PP树脂及ABS树脂等塑胶原料传统上是经由加入发泡剂及其它想要添加的药剂(例如，着色剂等)反应制成内部具有无数微小气孔的发泡塑胶材料，这些发泡塑胶材料再进一步经由射出成型、压缩成型、中空成型等塑胶成型方法加工制作形成汽车的内装部件。

然而，经由使用PP树脂及ABS树脂所制作的发泡塑胶材料进一步制造完成的汽车内装部件，其观看质感与抚摸触感皆不够优良，难以达到高级汽车(例如，奔驰汽车或BMW汽车)顾客的满意水平。近年来，虽已经发展出所谓的粉末凝塑成型技术，用来改善使用PP树脂及/或ABS树脂与射出成型方式制作汽车内装部件的质感欠佳与触感不足的缺点，但是此种粉末凝塑成型技术所需的模具成本为传统射出成型技术的二倍以上，而且其设备成本更是惊人，因此使用粉末凝塑成型技术制作完成的汽车内装部件，其价格也非常昂贵，难以为消费者所接受。另一种改善使用传统PP树脂及/或ABS树脂制作的汽车内装部件的方法为对于汽车内装进行人工裱皮，然而，要进行汽车内装的人工裱皮也需要耗费大量的人力成本，依然使得汽车内装的成本居高不下，同样不能满足消费者对于汽车内装部件物美且价廉的严格要求。

因此，需要一种适用于汽车内装部件的新颖发泡塑胶材料，此种发泡塑胶材料不仅可以使用于传统的射出成型机台，利用射出成型方式大量且低廉地生产发泡成型塑胶物件，而且所生产的发泡成型塑胶物件兼具有如同裱皮材质一般的高贵质感与柔软触感。

发明内容

本发明的目的为提供一种适合用于汽车内装部件(例如，仪表板、门内饰板、车门把手及中央扶手)的新颖发泡塑胶材料，此种新颖发泡塑胶材料可以取代高模具成本的粉末凝塑成型技术，也可以取代高人力成本的人工裱皮过程，从而提供具有高贵质感与柔软触感，而且价格低廉，又能大量制作的汽车内装部件。

本发明经由以下的技术手段达成上述目标：

本发明提供一种用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，其特征在于：包括，以重量百分比计算：热塑性聚醚酯弹性体60-80％；热塑性聚苯乙烯弹性体20-40％；发泡剂5-10％；及色母1-5％。

于本发明的一较佳实施例中，该用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，包括，以重量百分比计算：热塑性聚醚酯弹性体60-80％；热塑性聚苯乙烯弹性体20-40％；发泡剂6％；及色母2％。

于本发明的另一较佳实施例中，该用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，包括，以重量百分比计算：海翠尔30D60-80％；AR-CS-1520-40％；发泡剂5-10％；及色母1-5％。

于本发明的又一较佳实施例中，该用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，包括，以重量百分比计算：海翠尔30D60-80％；AR-CS-1520-40％；发泡剂6％；及色母2％。

本发明提供一种由发泡塑胶材料所制作的汽车内装部件，该发泡塑胶材料包括，以重量百分比计算：热塑性聚醚酯弹性体60-80％；热塑性聚苯乙烯弹性体20-40％；发泡剂5-10％；及色母1-5％。

本发明亦提供一种由发泡塑胶材料所制作的汽车内装部件，该发泡塑胶材料包括，以重量百分比计算：热塑性聚醚酯弹性体60-80％；热塑性聚苯乙烯弹性体20-40％；发泡剂6％；及色母2％。

本发明又提供一种由发泡塑胶材料所制作的汽车内装部件，该发泡塑胶材料包括，以重量百分比计算：海翠尔30D60-80％；AR-CS-1520-40％；发泡剂5-10％；及色母1-5％。

本发明再提供一种由发泡塑胶材料所制作的汽车内装部件，该发泡塑胶材料包括，以重量百分比计算：海翠尔30D60-80％；AR-CS-1520-40％；发泡剂6％；及色母2％。

本发明亦提供一种用于汽车内装部件的发泡塑胶材料的制造方法，所有百分比均为重量百分比，最终得到的发泡塑胶材料的重量百分比为100％：(1)秤重60-80％的海翠尔30D颗粒，并以摄氏90度烘烤2小时；(2)秤重20-40％的AR-CS-15颗粒、6％的发泡剂及2％的色母；(3)均匀混合该经烘烤的海翠尔30D颗粒、该AR-CS-15颗粒、该发泡剂及该色母，获得混合物；(4)将步骤(3)所得的混合物置于一射出成型机器内，于摄氏185度下熔解该混合物成为液态；(5)使用该射出成型机器将步骤(4)所得的液态混合物注入一模具中，将该模具持续加压，使模具内的液态混合物填满模具；(6)使步骤(5)所得的填满模具的该液态混合物随着模具降温，并于摄氏45度下冷却固化；(7)将步骤(6)所得的冷却固化后的物件取出，即可获得该发泡塑胶材料。

本发明用于汽车内装部件的发泡塑胶材料具有如下的优点：(1)不具毒性、无挥发性而且耐高温达120℃；(2)利用传统射出成型，质量可靠稳定；(3)低人力成本，而且产能大；(4)与同等级产品(例如，奔驰汽车Cclass系列的内装)比较，具有相同的质感与触感，但模具成本更低。因此，本发明的发泡塑胶材料极适合使用于制作交通运输工具(尤其是汽车)的内装部件。

附图说明

(无)

具体实施方式

本发明用于汽车内装部件的发泡塑胶材料的构成组份包括：(A)热塑性聚醚酯弹性体(简称TPEE)、(B)热塑性聚苯乙烯弹性体(简称TPS)、(C)发泡剂及(D)色母。

本发明发泡塑胶材料中所含的热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)又称聚酯橡胶，是一类由聚对苯二甲酸丁二酯(简称PBT)硬段与脂肪族聚酯或聚醚软段共同构成的线型嵌段共聚物。热塑性聚酯弹性体(TPEE)与橡胶相比，具有更好的加工性能和更长的使用寿命，热塑性聚酯弹性体(TPEE)与工程塑料相比，同样具有强度高的优点，但柔韧性和力学性能更好。所以，热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)兼具有橡胶优良的弹性与热塑性塑胶的易加工性，是一种优良且使用广泛的热塑性弹性体。

使用于本发明发泡塑胶材料的热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)，较佳者为美国杜邦公司制造生产、商品名为海翠尔的热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)，更佳者为萧氏硬度30D的海翠尔(即，海翠尔30D)热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)。再者，本发明发泡塑胶材料中的热塑性聚醚酯弹性体的比率，以重量百分比计算，较佳为50％至90％，更佳为55％至85％，最佳为60％至80％。

本发明发泡塑胶材料中所含的热塑性聚苯乙烯弹性体(TPS)可分为两大类：聚苯乙烯及橡胶(聚丁二烯、聚异戊二烯)的嵌段共聚物，以及以此嵌段共聚物为基底而与聚烯烃、可塑剂等混合共制而生成的混合物。聚苯乙烯及橡胶的嵌段共聚物中，分子的硬质段为聚苯乙烯，分子的软质段为聚丁二烯或聚异戊二烯。热塑性聚苯乙烯弹性体(TPS)的代表性商品为SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SEBS(苯乙烯-乙烯、丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)及SEPS(苯乙烯-乙烯、丙烯-苯乙烯嵌段共聚物)。热塑性聚苯乙烯弹性体(TPS)的硬度低、伸长率高、回弹性好、相较于其他热塑性弹性体柔软且容易拉伸、容易加工，而且具有接近橡胶的触感。

使用于本发明发泡塑胶材料的热塑性聚苯乙烯弹性体(TPS)，较佳者为日本亚隆化学股份有限公司制造生产、材料代号为AR-CS-15的热塑性聚苯乙烯弹性体(TPS)。再者，本发明发泡塑胶材料中的热塑性聚苯乙烯弹性体之比率，以重量百分比计算，较佳为10％至50％，更佳为15％至45％，最佳为20％至40％。

本发明发泡塑胶材料中所含的(A)热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)与(B)热塑性聚苯乙烯弹性体(TPS)的比率依据制造者的需求而调整，一般而言，热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)与热塑性聚苯乙烯弹性体(TPS)的比率大约维持在1：1至9：1之间，最佳的比率为4：1至3：2之间。

本发明发泡塑胶材料中所含的发泡剂，是指一类加入聚合物中，并在加工过程释放出气体，使高分子材料形成微孔的药剂，可分为物理发泡剂和化学发泡剂。常用的物理发泡剂包括空气、氮气、二氧化碳、碳氢化合物及氟利昂等。化学发泡剂是一种受热后能释放出气体(诸如，氮气、二氧化碳等)的物质，常用的化学发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸铵及偶氮二甲酰胺等。再者，本发明发泡塑胶材料中的发泡剂的比率，以重量百分比计算，较佳为5％至10％，更佳为5％至7％，最佳为6％。

本发明发泡塑胶材料中所含的色母，也叫色种，是一种新型的高分子材料专用着色剂，主要用于塑胶的着色。色母由颜料及载体两基本要素组成。色母中的颜料分为有机颜料与无机颜料，常用的有机颜料包括酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、偶氮红等，常用的无机颜料包括镉红、镉黄、钛白、炭黑等。色母一般选择以树脂作为载体。再者，本发明发泡塑胶材料中的色母的比率，以重量百分比计算，较佳为1％至5％，更佳为1％至3％，最佳为2％。

兹将本发明的发泡塑胶材料的最佳构成组份及最佳比率制表于下：

以下以一具体实施例说明本发明：

秤重1750公克重的海翠尔30D颗粒(购自杜邦公司，美国)，以烘料机台于温度90℃下烘烤该海翠尔30D颗粒，达2小时，以去除海翠尔30D颗粒的水分。秤重750公克重的AR-CS-15颗粒(购自亚隆化学股份有限公司，日本)，150公克重的作为发泡剂的MBF-190EVA50(购自松本油脂制药股份有限公司，日本，为一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物)，及50公克重的产品代号为UN2014的塑胶射出成型专用色母(购自CABOT公司，美国)。

将上述经去除水分后的海翠尔30D与AR-CS-15、MBF-190EVA50及UN2014以混料机台预拌混合，最终呈现的混料仍为固体颗粒状态。

将混料固体颗粒加入塑胶射出成型机器的储料槽中，于料管温度185℃下，将混料固体颗粒均匀熔解成液态，接着于射出压力设定为45kg/cm²、射出速度设定为35cm³/sec的参数条件下，使该呈现液态的混合物经过模具注入口注入于模具中。

持续注入模具的液态混合物，经塑胶射出成型机器于加压压力30kg/cm²、加压速度13cm³/sec的设定下，加压数秒钟并填满模具，填满模具的液态混合物随模具降温至温度45℃，静置数分钟，让经射出的混合物逐渐发泡并冷却固化。最后，将模具开启并取出冷却固化后的发泡塑胶物件，即可得到所欲的汽车内装部件。

需陈明的，本说明书中所列举的具体实施例仅是方便说明本发明技术特征，并非对本发明的范围加以任何限制，本发明所属技术领域中具有通常知识者，仍可基于上述揭露内容对本发明进行各种的修饰与更改，但仍未超出本发明揭露的范围。

Claims

1.一种用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，其特征在于：包括，以重量百分比计算：

热塑性聚醚酯弹性体60-80％；

热塑性聚苯乙烯弹性体20-40％；

发泡剂5-10％；及

色母1-5％。

2.如权利要求1所述的用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，其特征在于：其中该发泡剂为6％，及该色母为2％。

3.如权利要求1所述的用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，其特征在于：其中该热塑性聚醚酯弹性体为海翠尔30D，及该热塑性聚苯乙烯弹性体为AR-CS-15。

4.如权利要求2所述的用于制作汽车内装部件的发泡塑胶材料，其特征在于：其中该热塑性聚醚酯弹性体为海翠尔30D，及该热塑性聚苯乙烯弹性体为AR-CS-15。

5.一种汽车内装部件，其特征在于：其是由权利要求1的发泡塑胶材料所制作。

6.一种汽车内装部件，其特征在于：其是由权利要求2的发泡塑胶材料所制作。

7.一种汽车内装部件，其特征在于：其是由权利要求3的发泡塑胶材料所制作。

8.一种汽车内装部件，其特征在于：其是由权利要求4的发泡塑胶材料所制作。

9.如权利要求8的汽车内装部件，其特征在于：其包括仪表板、车厢隔板、门内饰板、车门把手、中央扶手及装饰条。

10.一种用于汽车内装部件的发泡塑胶材料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤(所有百分比均为重量百分比，最终得到的发泡塑胶材料的重量百分比为100％)：

(1)秤重60-80％的海翠尔30D颗粒，并以摄氏90度烘烤数小时；

(2)秤重20-40％的AR-CS-15颗粒、6％之发泡剂及2％的色母；

(3)均匀混合该经烘烤的海翠尔30D颗粒、该AR-CS-15颗粒、该发泡剂及该色母，获得混合物；

(4)将步骤(3)所得的混合物置于一射出成型机器内，于摄氏185度下熔解该混合物成为液态；

(5)使用该射出成型机器将步骤(4)所得的液态混合物注入一模具中，将该模具持续加压，使该模具内的液态混合物填满该模具；

(6)使步骤(5)所得的填满模具的该液态混合物随着该模具一起降温，并于摄氏45度下冷却固化；

(7)将步骤(6)所得的冷却固化后的物件取出，即可获得该发泡塑胶材料。