CN107459714A - 一种直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车内饰材料及其制备方法，尤其是一种直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料及其制备方法。本发明的材料包括以下重量份数的组分：聚丙烯35‑70份，热塑性聚酯弹性体10‑25份，氯化聚烯烃3‑8份，相容剂2‑5份，热塑性聚氨酯5‑15份，矿物粉10‑20份，功能助剂母粒2‑5份。本发明通过在共聚聚丙烯体系中引入具有柔软触感和良好人体相容性的热塑性弹性体，结合温度梯度和快速注塑诱导成型，通过一步法获得了具有类皮质高档触感的汽车内饰零部件，提高驾驶舱舒适性，降低零部件装配制造成本，同时弹性表面提升了零部件耐刮擦等特性。此发明还具有低气味、低VOC等特点，能够有效改善汽车车内空气质量。

Description

一种直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车内饰材料及其制备方法，尤其是一种直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对汽车性能的要求除了在动力性、经济性、安全性之外，在车辆的舒适性方面的要求也越来越高。舒适的驾驶环境渐渐成为现代汽车的重要标志。其中，车内饰件是人们进入汽车第一眼看到和感触到的零部件，它的档次水平是整车舒适性非常重要的部分。目前，大多数中、低档车内饰件主要以硬塑注塑为主，给人以低端感觉。为提高可视内饰件舒适性档次，主机厂主要通过在硬质注塑件表面蒙皮或者喷涂弹性涂料，给人以软质化舒适触感，这些方式不但工序复杂、成本高、效率低，还会产生装配尺寸问题，甚至产生有害物质迁移，产生VOC等物质污染车内空气。因此，需要开发可一步注塑成型兼顾刚韧平衡、环保性和类高档皮质效果的汽车内饰材料，实现经济型中低档车内饰高舒适性水平。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明本发明通过调控材料配方中各组分比例，结合温度梯度和快速注塑诱导成型，实现材料中部分软硬组分分别向动、静模表面富集迁移，通过一步法获得了具有类皮质高档触感的汽车内饰零部件，维持零部件基本机械性能情况下，提高零部件表面柔软触感，同时，降低零部件装配制造成本，另外，柔软表面提升了零部件耐刮擦等特性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，原料由以下重量份的组分组成：
聚丙烯35-70份；
热塑性聚酯弹性体10-25份；
热塑性聚氨酯5-15份；
氯化聚乙烯3-8份；
相容剂2-5份；
矿物粉10-20份；
功能助剂母粒 2-5份
更进一步，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，优选为乙烯-丙烯共聚物；熔融指数为20-50g/10min；优选熔指为40g/10min的；所述的聚丙烯为高结晶共聚聚丙烯；所述的结晶度大于70%。
更进一步，所述热塑性聚酯弹性体是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬段和聚醚或聚酯为软段的嵌段共聚物，优选聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚醚嵌段共聚物。
更进一步，所述热塑性聚氨酯中聚酯多元醇或聚醚多元醇与二异氰酸酯的共聚物，优选聚醚多元醇与二异氰酸酯共聚物。
更进一步，所述氯化聚乙烯含氯量20-40%，优选含氯量为33%的；
更进一步，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种，优选马来酸酐接枝聚丙烯。
更进一步，所述矿物粉为滑石粉、晶须、碳酸钙、硫酸钡中的一种，优选滑石粉。
更进一步，所述功能助剂母粒包括光老化剂、抗氧剂、润滑剂和聚丙烯，其质量比为15：15：10：60。
更进一步的，光老化剂为氰特3808；所述抗氧剂为受阻酚类、羟胺类、硫酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种；优选1010；所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种；优选硬脂酸钙；所述的聚丙烯为乙烯-丙烯共聚聚丙烯，优选与材料主要成分中聚丙烯为同一种的聚丙烯。
更进一步的，所述的直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料还包括气味消除剂，所述的气味消除剂为0.5-3份；所述的气味消除剂为含低沸点易挥发组分的多孔聚合物，其中所述的易挥发组分为水、酒精、香精、乙醚中的一种或两种组合；所述的多孔聚合物载体为聚乙烯，无规聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯酰胺中的一种。
更进一步的，所述的气味消除剂为含有水和香精组合为5：5的多孔聚乙烯；所述抗氧剂为1010；所述润滑剂为硬脂酸钙。
更进一步的，所述气味消除剂为含低沸点易挥发组分的多孔聚合物，其中易挥发组分为水、酒精、香精、乙醚中的一种或两种组合；多孔聚合物载体为聚乙烯，无规聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯酰胺中的一种，优选含有水和香精的多孔聚乙烯，其中，水和香精比例为5：5。
更进一步的，所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料的制备方法，不含有气味消除剂时，包括以下步骤：
（1）将功能性助剂母粒按照其组成成分比重量比例加入到双螺杆挤出机中，制备成功能助剂母粒；
（2）将聚丙烯，热塑性聚酯弹性体，氯化聚烯烃，相容剂，热塑性聚氨酯，矿物粉，功能助剂母粒、放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物；
（3）将步骤（2）中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；
将步骤（3）中的聚丙烯复合材料放入注塑机，进行注塑成型，注塑过程中，动、静模温度设置具有梯度，所述的动膜温度至少高于静模温度50℃，注射速度超过80mm/min，可获得具有类皮质感汽车内饰零部件。
更进一步的，所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料的制备方法，当材料含有气味消除剂时，包括以下步骤：
（1）将功能性助剂母粒按照其组成成分比重量比例加入到双螺杆挤出机中，制备成功能助剂母粒；
（2）将聚丙烯，热塑性聚酯弹性体，氯化聚烯烃，相容剂，热塑性聚氨酯，矿物粉，功能助剂母粒、气味消除剂放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物；
（3）将步骤（2）中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，机筒排气口封闭经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；
将步骤（3）中的聚丙烯复合材料放入注塑机，进行注塑成型，注塑过程中，动、静模温度设置具有梯度，所述的动膜温度至少高于静模温度50℃，注射速度超过80mm/min，可获得具有类皮质感汽车内饰零部件。
更进一步，所述步骤(1)和(3)中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：160-170℃、II区：170-180℃、III区：180-190℃、IV区：180-190℃、V区：180-190℃、VI区：175-185℃、VII区:175-185℃、VIII区: 180-190℃、IX区190-200℃，螺杆转速400∽800r/min；步骤（4）中注塑机料筒温度为I区：160-180℃、II区：190-200℃、III区：190-200℃、IV区：180-190℃；模具温度设置：模具动模温度70-100℃，静模温度20-40℃，注射速度80-150mm/min。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
1、通过调控复合材料配方中各组分比例，结合温度梯度和快速注塑诱导材料中软硬组分分别向动、静模表面迁移，通过一步法直接注塑获得了具有类皮质触感的汽车内饰零部件。在维持零部件基本机械性能情况下，实现对零部件表面软硬性调控，提高零部件表面软质化触感。相较于目前蒙皮结构的内饰件，减少总成部件数量，缩短装配工序，降低材料和制造成本，同时柔软表面提升了零部件耐刮擦等特性；相较于弹性涂料喷涂内饰件，提高了装配尺寸稳定性，改善装配工作环境，减少了汽车内饰件有害物质散发，更加环保。此发明还具有低气味、低VOC等特点。
2、本发明材料具有高流动特点，使得产品设计更加灵活，壁厚可适当减薄，整体更加轻量化，减少材料用量，降低制造成本。
3、本发明所采用热塑性弹性体均具有良好人体相容性的，对车内成员人体组织无刺激性，无毒性，提高汽车材料安全性和驾驶舱舒适性。
4、适量气味剂消除剂与加工过程中聚丙烯材料或助剂降解产生的气味物质发生作用，将VOC分子萃取出聚合物熔体，随同真空负压被抽离出熔体，降低软质聚丙烯复合材料散发性有害物质含量；采用热氧稳定剂和光稳定剂终止聚丙烯复合材料在加工和使用过程中发生热和光作用下的降解，有效避免散发性小分子物质产生，最终有效降低软质聚丙烯复合材料气味和VOC散发，满足汽车内饰件散发性有害物质含量标准要求。
5、本发明使用功能助剂母粒，由光老化剂、抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照15：15：10：60重量比制备而成，该母粒增加了助剂分散均匀性，减少了工厂粉尘，提高生产效率、降低了生产制造成本，材料制备方法工艺简单易行，易于实现工业化。
6、本发明提供该材料的制备方法，工艺简单，生产成本低，效率高、易于实现工业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
将氰特3808、抗氧剂1010、硬脂酸钙、聚丙烯按照15：15：10：60重量加入到双螺杆挤出机中，制备成功能助剂母粒；将熔指40g/10min的聚丙烯35份，聚对苯二甲酸丁二醇酯弹性体25份，含氯量33%的氯化聚乙烯5份，马来酸酐接枝聚丙烯5份，聚醚多元醇与二异氰酸酯共聚物15份，滑石粉10份，功能助剂母粒5份、气味消除剂0.5份，所述的气味消除剂为含水和香精且组分为5:5的多孔聚乙烯，放入高速混合机中混合1min，得到混合物；将所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，机口排气口封闭，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；然后，将软质化聚丙烯复合材料放入注塑机，直接注塑成型，获得具有类皮质感汽车内饰零部件。其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：160℃、II区：170℃、III区：180℃、IV区：180℃、V区：180℃、VI区：175℃、VII区: 175℃、VIII区: 180℃、IX区190℃，螺杆转速400r/min；注塑机温度为I区：160℃、II区：190℃、III区：190℃、IV区：180℃，模具温度设置为：动模温度70℃，静模温度20℃，注射速度80mm/min。
实施例2
将氰特3808、抗氧剂168、硅酮、聚丙烯按照15：15：10：60重量加入到双螺杆挤出机中，制备成功能助剂母粒；将熔指20g/10min的共聚聚丙烯70份，热塑性聚对苯二甲酸丁二醇酯酯弹性体10份，含氯量20%的氯化聚乙烯3份，马来酸酐接枝聚乙烯2份，聚碳酸酯二元醇与二异氰酸酯共聚物5份，晶须20份，功能助剂母粒2份、气味消除剂3份，所述的气味消除剂为将含有水和酒精比例为5:5的乙烯-醋酸乙烯共聚物，放入高速混合机中混合3min，得到混合物；将所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；然后，将软质化聚丙烯复合材料放入注塑机，直接注塑成型，获得具有类皮质感汽车内饰零部件。其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：170℃、II区：180℃、III区：190℃、IV区：190℃、V区：190℃、VI区：185℃、VII区: 185℃、VIII区: 190℃、IX区200℃，螺杆转速800r/min；注塑机温度为I区：180℃、II区：200℃、III区：200℃、IV区：190℃，模具温度设置为：动模温度90℃，静模温度40℃，注射速度150mm/min。
实施例3
将氰特3808、抗氧剂1010、聚乙烯蜡、共聚聚丙烯按照15：15：10：60重量加入到双螺杆挤出机中，其中，活性炭通过侧喂料加入，制备成功能助剂母粒；将熔指50g/10min的共聚聚丙烯50份，聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚醚共聚物20份，含氯量40%的氯化聚乙烯8份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，聚醚多元醇与二异氰酸酯共聚物10份，碳酸钙15份，功能助剂母粒3份、气味消除剂2份，所述的气味消除剂为将含有香精和乙醚为5:5的多孔聚丙烯酰胺，放入高速混合机中混合2min，得到混合物；将所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，机口排气口封闭经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；然后，将软质化聚丙烯复合材料放入注塑机，直接注塑成型，获得具有类皮质感汽车内饰零部件。其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：170℃、II区：175℃、III区：185℃、IV区：185℃、V区：185℃、VI区：180℃、VII区: 180℃、VIII区: 185℃、IX区195℃，螺杆转速600r/min；注塑机温度为I区：170℃、II区：195℃、III区：195℃、IV区：185℃，模具温度设置为：动模温度100℃，静模温度30℃，注射速度100mm/min。
实施例4
将氰特3808、抗氧剂1010、聚乙烯蜡、共聚聚丙烯按照15：15：10：60重量加入到双螺杆挤出机中，制备成功能助剂母粒；将熔指35g/10min的共聚聚丙烯50份，聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚醚弹性体25份，含氯量40%的氯化聚乙烯7份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，聚醚多元醇与二异氰酸酯共聚物10份，碳酸钙15份，功能助剂母粒2.5份放入高速混合机中混合2min，得到混合物；将所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；然后，将软质化聚丙烯复合材料放入注塑机，直接注塑成型，获得具有类皮质感汽车内饰零部件。其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：170℃、II区：175℃、III区：185℃、IV区：185℃、V区：185℃、VI区：180℃、VII区:180℃、VIII区: 185℃、IX区195℃，螺杆转速600r/min；注塑机温度为I区：170℃、II区：195℃、III区：195℃、IV区：185℃，模具温度设置为：动模温度90℃，静模温度40℃，注射速度100mm/min。
本发明产品实施例性能表
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根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
聚丙烯35-70份；热塑性聚酯弹性体10-25份；热塑性聚氨酯5-15份；氯化聚乙烯3-8份；相容剂2-5份；矿物粉10-20份；功能助剂母粒 2-5份。
2.根据权利要求1所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1或2所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述聚丙烯为高结晶共聚聚丙烯；结晶度大于70%，熔融指数为20-50g/10min；所述氯化聚乙烯含氯20-40%；所述的共聚聚丙烯为乙烯-丙烯共聚物。
4.根据权利要求3所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述的高结晶共聚聚丙烯熔融指数为40g/10min；所述氯化聚乙烯含氯量为33%。
5.根据权利要求1所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述热塑性聚酯弹性体是聚对苯二甲酸丁二醇酯为硬段和聚醚为软段的嵌段共聚物；所述热塑性聚氨酯为聚酯多元醇或聚醚多元醇与二异氰酸酯的共聚物；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种；所述矿物粉为滑石粉、晶须、碳酸钙、硫酸钡中的一种。
6.权利要求5所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述热塑性聚酯弹性体为聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚醚嵌段共聚物；所述热塑性聚氨酯为聚醚多元醇与二异氰酸酯的共聚物；相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述的矿物粉为滑石粉。
7.根据权利要求1所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述功能助剂母粒包括光老化剂、抗氧剂、润滑剂和聚丙烯，其质量比为15：15：10：60；所述的光老化剂为氰特3808；所述抗氧剂为受阻酚类、羟胺类、硫酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种；所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种；所述的聚丙烯为乙烯-丙烯共聚聚丙烯。
8.根据权利要求1或7所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述的直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料还包括气味消除剂，所述的气味消除剂为0.5-3份；所述的气味消除剂为含低沸点易挥发组分的多孔聚合物，其中所述的易挥发组分为水、酒精、香精、乙醚中的一种或两种组合；所述的多孔聚合物载体为聚乙烯，无规聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯酰胺中的一种。
9.根据权利要求8所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料，其特征在于：所述的气味消除剂为含有水和香精组合为5：5的多孔聚乙烯；所述抗氧剂为1010；所述润滑剂为硬脂酸钙。
10.根据权利要求1-7中任一种所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将功能性助剂母粒按照其组成成分比重量比例加入到双螺杆挤出机中，制备成功能助剂母粒；
将聚丙烯，热塑性聚酯弹性体，氯化聚烯烃，相容剂，热塑性聚氨酯，矿物粉，功能助剂母粒、放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物；
将步骤（2）中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；
将步骤（3）中的聚丙烯复合材料放入注塑机，进行注塑成型，注塑过程中，动、静模温度设置具有梯度，所述的动膜温度至少高于静模温度50℃，注射速度超过80mm/min，可获得具有类皮质感汽车内饰零部件。
11.根据权利要求1-6、8、9中任一种所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将功能助剂母粒按照其组成成分比重量比例加入到双螺杆挤出机中；
（2）将聚丙烯，热塑性聚酯弹性体，氯化聚烯烃，相容剂，热塑性聚氨酯，矿物粉，功能助剂母粒，气味消除剂放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物；
（3）将步骤（2）中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，机筒排气口封闭经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到具有软质化特征的聚丙烯复合材料；
将步骤（3）中的聚丙烯复合材料放入注塑机，进行注塑成型，注塑过程中，动、静模温度设置具有梯度，所述的动膜温度至少高于静模温度50℃，注射速度超过80mm/min，可获得具有类皮质感汽车内饰零部件。
12.根据权利要求10、11所述直接注塑成型类皮质感汽车内饰材料的制备方法，其特征在于：所述的动模温度为70-100℃，静模温度为20-40℃。
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