CN109627636B - 一种汽车内外装饰条用磨砂pvc材料及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体公开了一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料及制造方法，所述磨砂PVC材料包括以下组分：PVC树脂、消光树脂、增塑剂、碳酸钙、稳定剂、丙烯酸酯类加工助剂、润滑剂、抗UV剂、抗氧剂、着色剂，其依次通过混合加热、冷却以及挤出造粒的工艺步骤制备而成。本发明制得的磨砂PVC材料的表面自带磨砂纹理的效果，省去了传统汽车内外装饰条挤出成型后还需要后道加工工序的问题，降低了生产成本，提高了生产效率，具有优良的力学性能、耐磨性和抗氧化性能。

Description

一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料及制造方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料及制造方法。

背景技术

PVC(聚氯乙烯)是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物，是世界上产量最大的通用塑料之一，价格便宜，广泛应用于各行各业。PVC经过适当改性可以作为汽车内外装饰条材料使用，在汽车行业有着应用的广泛。

传统的汽车内外装饰条用PVC材料，在挤出成型装饰条后表面平整光洁无纹理。然而这种表面平整光洁无纹理的汽车装饰条，一方面外观效果单调，无法起到装饰的效果；另一方面，由于表面平整光洁，反而不耐划伤。

为了解决这些问题，传统的做法是将挤出成型的装饰条再经过一道表面压花的工艺，将纹理压印在装饰条表面，或者在挤出成型的装饰条外面包覆一层纺织布来实现纹理效果。这样做虽然解决了上述问题，但增加了后道处理工序，增加了生产成本，降低了生产效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，具有在挤出成型后表面自带磨砂纹理的效果，并且纹理的粗细可以通过材料的配方组成进行调整，省去了传统汽车内外装饰条挤出成型后还需要后道加工工序的问题，降低了生产成本，提高了生产效率，同时改善了传统汽车内外饰条不耐划伤的问题。

本发明的第二个目的在于提供一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料的制造方法，其通过混合、挤出制粒的操作一步加工成型，具有操作简单、加工方便的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，包括以下重量份数的组分：

其中，碳酸钙为表面经过活化处理的重质碳酸钙。

通过采用上述技术方案，本发明中，选用PVC树脂和消光树脂作为基材，保证磨砂PVC材料的基础特征，其中消光树脂的通常具有不同粒径和聚合度，在PVC树脂中加入消光树脂能够使得制得的磨砂PVC材料表面自带磨砂纹理的效果，且随着消光树脂的添加量、粒径以及聚合度的变动，能够有效对磨砂PVC材料的疏密度和纹理粗细加以调节，省去了传统汽车内外装饰条挤出成型后还需要后道加工工序的问题，降低了生产成本，提高了生产效率，具有优良的耐划伤性；

增塑剂能够使PVC树脂和消光树脂的柔韧性增加，保证PVC树脂和消光树脂优良的加工成型性能；而碳酸钙的加入能够对PVC树脂和消光树脂加以填充，降低磨砂PVC材料的生产成本，同时起到良好的补强效果；

其中，表面经过活化处理的重质碳酸钙表面的表面张力较大，其能够较好的分散于PVC树脂和消光树脂中，以实现其优异的填充补强效果；另外，相对于表面未经处理的碳酸钙，表面经过活化处理的重质碳酸钙还能有效提高磨砂PVC材料的韧性，使得磨砂PVC材料具有优异的结构强度；

PVC树脂和消光树脂分子中含有氯原子，其受热会分解产生少量的氯化氢气体，对人体和环境产生一定的危害，稳定剂的添加能够增加PVC树脂和消光树脂的热稳定性，再结合抗UV剂和抗氧剂的加入，以此减缓了PVC树脂和消光树脂的光、热以及氧化分解；

丙烯酸酯类加工助剂可以增加PVC树脂和消光树脂的塑化效果，其能与稳定剂发生协同作用，一方面能降低磨砂PVC材料的制备温度，另一方面能有效提高磨砂PVC材料的热稳定性能，进而有效减缓了磨砂PVC材料的分解；

润滑剂能够改善各组分的表面张力，充分改善各组分之间的分散均匀性，而着色剂的颜色能够根据磨砂PVC材料根据实际密封条的所需颜色加以调配，使得磨砂PVC材料具有不同的颜色，满足人们的不同颜色喜好；

综上，本发明制得的磨砂PVC材料表面自带磨砂纹理的效果，并且纹理的疏密度和粗细可以通过材料的配方组成、消光树脂的粒径以及聚合度进行调整，省去了传统汽车内外装饰条挤出成型后还需要后道加工工序的问题，降低了生产成本，提高了生产效率，具有优良的磨砂性、抗氧化性、加工成型性和力学性能。

进一步地，所述消光树脂为聚合度1000-2500的消光PVC树脂。

通过采用上述技术方案，聚合度为1000-2500的消光PVC树脂具有普通PVC树脂的特征，并且相较于普通的消光剂，能够与PVC树脂具有更好的相容性，同时可在较宽的温度范围内获得良好的加工性能，具有更好的耐溶剂性、机械强度和加工尺寸稳定性；其中，消光PVC树脂的聚合度小于1000时，其对磨砂PVC材料的磨砂粗细调节程度较小，以此使得磨砂PVC材料的磨砂粗细程度的调节效率较低；若PVC树脂的聚合物大于2500，其会对磨砂PVC材料的磨砂粗细调节程度过大，进而对PVC树脂的加工成型性产生影响；因此，当消光PVC树脂选用1000-2500的聚合度时，既能快速对磨砂PVC材料的磨砂粗细程度加以调节，同时还那个保证其优异的加工成型性。

进一步地，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油中的一种或多种的混合物。

通过采用上述技术方案，邻苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(增塑剂DINP)、偏苯三酸三辛酯(增塑剂TOTM)、己二酸二辛酯(增塑剂DOA)、环氧大豆油(增塑剂ESO)均为透明的油状液体，其均能与PVC树脂和消光树脂具有良好的相容性、具有挥发性低、迁移性小的特点，能够明显改善PVC树脂和消光树脂的热稳定性和光稳定性，进而赋予磨砂PVC材料良好的机械强度和耐候性。

进一步地，所述稳定剂为钡锌稳定剂和钙锌稳定剂中的一种或两种的混合物。

通过采用上述技术方案，钡锌稳定剂和钙锌稳定剂均为无毒稳定剂，其与抗氧剂共用时能够发生协同作用，有效改善磨砂PVC材料的热稳定性，替代铅镉盐类、有机锡类等有毒稳定剂，以此具有良好的环保性。

进一步地，所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬酯酸、硬质酸锌中的一种或多种的混合物。

通过采用上述技术方案，石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌均为固态润滑剂，其熔点低于130℃，在制备磨砂PVC材料时，该固态润滑剂能够先快速分散于PVC树脂和消光树脂的分子之间，随后随着温度的升高而均匀的熔化于PVC树脂和消光树脂中，相对于液态润滑剂能够减少组分之间发生粘结成团的情况，以此更好的起到润滑作用；此外，固态润滑剂相对于液态润滑剂能够有效减少磨砂PVC材料在使用时出现润滑剂渗出的状况，使得固态润滑剂稳定的置于PVC树脂和消光树脂中，进而使得磨砂PVC材料能够长期保持优良的耐磨性、力学性能以及表面粗糙度。

进一步地，所述抗UV剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或多种的混合物。

通过采用上述技术方案，二苯甲酮类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂能较好对紫外线加以吸收，将紫外线的能量转化为热量，从而减缓紫外线对PVC树脂和消光树脂的氧化作用；而受阻胺类光稳定剂能对高分子材料中的自由基加以有效去除，生成稳定的结合物，以此使得三者均能有效改善磨砂PVC材料的抗UV性能，延长了由该磨砂PVC材料制成的密封条的使用寿命。

进一步地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。

通过采用上述技术方案，酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂均能改善磨砂PVC材料的加工稳定性和耐热稳定性，其能够与抗UV剂协同作用，起到良好的抗氧化性能。

进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种的混合物。

通过采用上述技术方案，抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168均为低毒的酚类抗氧剂，一方面其能够较高的相容于PVC树脂和消光树脂中，另一方面又能够有效降低对人体和环境的危害，具有绿色环保的特点。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料的制造方法，包括以下步骤：

①、将PVC树脂、消光树脂、碳酸钙、稳定剂、丙烯酸酯类加工助剂、润滑剂、抗UV剂、抗氧剂、着色剂按比例加入到转速范围500-700rpm的高速混合机中进行高速搅拌，搅拌期间通过加油系统加入设定比例的增塑剂，继续搅拌至物料温度上升至120-130℃；

②、将步骤①的物料从高速混合机中放出，加入到低速冷却混合机中搅拌冷却至物料温度≤55℃；

③.将步骤②混合均匀并冷却后的物料放入单螺杆挤出机中，设置造粒温度为120-165℃、螺杆转速为15-20rpm，经过一次挤出造粒冷却后，得到本发明的磨砂PVC材料。

通过采用上述技术方案，本发明的步骤①中，先将PVC树脂、消光树脂、碳酸钙、稳定剂、丙烯酸酯类加工助剂、润滑剂、抗UV剂、抗氧剂、着色剂和增塑剂混合均匀并同时进行加热，以此使得物料能够得到初步混匀，有助于步骤③在挤出造粒时能够一步到位；步骤②中物料在初步混合加热后进行冷却便于物料的转移，其能够减少物料中各组分的稳定性，同时还可避免操作人员被高温烫伤，保障了操作人员的工作安全；

另外，步骤③中的温度设定在120-165℃，该温度下PVC树脂和消光树脂被分解的量较小，同时能够较好的进行加工成型，保证了磨砂PVC材料优异的性能，使得制得的磨砂PVC材料其表面自带良好的磨砂纹理。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明制得的磨砂PVC材料表面自带磨砂纹理的效果，并且纹理的疏密度和粗细可以通过材料的配方组成、消光树脂的粒径以及聚合度进行调整，省去了传统汽车内外装饰条挤出成型后还需要后道加工工序的问题，降低了生产成本，提高了生产效率，具有优良的磨砂性、抗氧化性、加工成型性和力学性能；

2、本发明中稳定剂优选为钡锌稳定剂和钙锌稳定剂中的一种或两种的混合物，其能够同时与丙烯酸酯类加工助剂和抗氧剂发生协同作用，降低了磨砂PVC材料的加工温度，同时有效改善了磨砂PVC材料的热稳定性，从而减缓了磨砂PVC材料的分解；

4、本发明中依次通过组分混合并加热、冷却以及一步挤出造粒的工序，使得制得的磨砂PVC材料其表面自带良好的磨砂纹理，降低了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为制备汽车内外装饰条用磨砂PVC材料的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

1、原料

PVC树脂优选为聚合度1300-2500的PVC树脂；

消光树脂优选为聚合度1000-2500的消光PVC树脂；

增塑剂优选为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、偏苯三酸三辛酯(TOTM)、己二酸二辛酯(DOA)、环氧大豆油(ESO)中的一种或多种的混合物，除此之外的其他增塑剂亦可；

稳定剂为钡锌稳定剂和钙锌稳定剂中的一种或两种的混合物，除此之外的其他稳定剂亦可；润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬酯酸、硬质酸锌中的一种或多种的混合物，除此之外的其他润滑剂亦可；

抗UV剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或多种的混合物，除此之外的其他抗UV剂亦可，其中受阻胺类光稳定剂优选为UV531、UV329、UV944中的一种或多种的混合物；

抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物，其中，本发明中的抗氧剂具体优选为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种的混合物，除此之外的其他抗氧化剂亦可。

碳酸钙为经过表面活化处理的重质碳酸钙，其粒径≤10μm；需要说明的是，本发明中经过表面活化的碳酸钙具体以碳酸钙A和碳酸钙B为例。其中，碳酸钙A为长兴青盛钙业有限公司出售的表面活化碳酸钙；碳酸钙B为自制的表面活化碳酸钙，其制造方法为：将未经表面处理的碳酸钙粉末置于重量分数为5.0％的聚多巴胺水溶液中，用重量分数为1.0％的对苯二酚溶液调节聚多巴胺溶液的pH为8.0-9.0，搅拌30min后取出碳酸钙并沥干，于60℃的烘箱中至水分含量低于3.0％，取出碳酸钙用球磨机进行研磨，使得碳酸钙的粒径≤10μm。

2、实施例

2.1、实施例1

一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料的制造方法，参见图1，包括以下步骤：

①、混合加热

将100kg的PVC树脂、5kg的消光PVC树脂、25kg的碳酸钙A、4kg的钡锌稳定剂、2.6kg的ACR-201、4kg的石蜡、0.5kg的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.3kg的抗氧剂1010、0.5kg的色粉加入到转速为500rpm的高速混合机中进行高速搅拌，搅拌期间通过加油系统加入40kg的邻苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOP)，继续搅拌至物料温度上升至125℃；

②、冷却

将步骤①的物料从高速混合机中放出，加入到低速冷却混合机中搅拌冷却至物料温度为55℃；

③.挤出造粒

将步骤②混合均匀并冷却后的物料放入单螺杆挤出机中，设置造粒温度为125-145℃、螺杆转速为15rpm，经过一次挤出造粒冷却后，得到本发明的磨砂PVC材料。

2.2、实施例2-实施例9

实施例2-实施例9均在实施例1的方法基础上，对添加的组分、组分重量以及工艺条件加以调节，实施例1-实施例9的组分及组分重量如下表一所示，实施例1-实施例9的工艺条件如下表二所示。

表一

表二

3、对比例

3.1对比例1

本对比例购自义乌市力虎汽车用品有限公司型号为LA-004的汽车装饰条，其材质主要为PVC树脂。

3.2、对比例2

与实施例1的不同之处在于，本对比例中选用表面未经活化的碳酸钙，其粒径小于10μm。

3.3、对比例3

与实施例1的不同之处在于，本对比例中未添加ACR-201。

4、性能检测试验将上述实施例1-实施例9以及对比例1-对比例3进行如下表三的性能检测试验，检测结果参见下表四。

表三

表四

参见表四，将实施例1-实施例9与对比例1的检测结果进行比较，可以得到，本发明的磨砂PVC材料相对于现有的PVC材料具有更为优良的力学性能、表面粗糙度、耐磨性以及抗氧化性能，其能够一次加工成型，并自带磨砂纹理的效果，省去了传统汽车内外装饰条挤出成型后还需要后道加工工序的问题，降低了生产成本，提高了生产效率；另外，随着消光树脂的添加量的增加，磨砂PVC材料的表面粗糙度增加。

由实施例1和实施例5的检测结果可得，当增塑剂选用为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油中的一种或多种的混合物时，其制得的磨砂PVC材料具有更为优良的机械强度和抗氧化性能。

由实施例2和实施例3的检测结果可得，本发明中磨砂PVC材料使用自制的表面活化碳酸钙比使用市售的表面活化碳酸钙具有更好的表面粗糙度、耐磨性以及机械强度，因此优选使用本发明自制的表面活化碳酸钙。

由实施例2和实施例6的检测结果可得，本发明中稳定剂选用为钡锌稳定剂和钙锌稳定剂中的一种或两种的混合物，以此能够在保证磨砂PVC材料优良的力学性能的基础上，改善其抗氧化性能，相对于铅盐稳定剂等有毒稳定剂，能够有效减少对操作人员以及环境的危害。

由实施例3和实施例7的检测结果可得，本发明中润滑剂选用为石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬酯酸、硬质酸锌中的一种或多种的混合物，以此能够保证磨砂PVC材料良好的表面粗糙度和耐磨性，同时在一定程度上还能改善其耐热性能。

由实施例4和实施例8的检测结果可得，本发明中抗UV剂选用为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或多种的混合物时，其制得的磨砂PVC材料的抗UV性能达到最佳；结合实施例9的检测结果，当本发明中抗氧剂优选为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物，具体为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种的混合物时，起制得的磨砂PVC材料具有更为优异的耐高温氧化性能。

将实施例1与对比例2的检测结果进行比较，可以得到，使用经过表面活化处理的碳酸钙能够有效改善磨砂PVC材料的力学性能和耐磨性能，以此有助于延长其使用寿命。

将实施例1与对比例3的检测结果进行比较，可以得到，添加丙烯酸酯类加工助剂能够与稳定剂发生协同作用，促使磨砂PVC材料具有优异的热稳定性，保证磨砂PVC材料良好的力学性能和耐磨性。

综上，本发明制得的磨砂PVC材料在挤出成型后表面自带磨砂纹理的效果，并且纹理的粗细可以通过材料的配方组成进行调整，省去了传统汽车内外装饰条挤出成型后还需要后道加工工序的问题，降低了生产成本，提高了生产效率，具有优良的力学性能、耐磨性和抗氧化性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

PVC树脂 100份；

消光树脂 5-30份；

增塑剂 40-100份；

碳酸钙 1-40份；

稳定剂 1-6份；

丙烯酸酯类加工助剂 1-4份；

润滑剂 0.1-1份；

抗UV剂 0.1-0.8份；

抗氧剂 0.1-0.6份；

着色剂 0.5-2份；

其中，碳酸钙为表面经过活化处理的重质碳酸钙，其制造方法为：将未经表面处理的碳酸钙粉末置于重量分数为5.0％的聚多巴胺水溶液中，用重量分数为1.0％的对苯二酚溶液调节聚多巴胺溶液的pH为8.0-9.0，搅拌30min后取出碳酸钙并沥干，于60℃的烘箱中至水分含量低于3.0％，取出碳酸钙用球磨机进行研磨至粒径≤10μm即得；

增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油的一种或多种的混合物；

润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌的一种或多种的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，其特征在于，所述消光树脂为聚合度1000-2500的消光PVC树脂。

3.根据权利要求1所述的一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，其特征在于，所述稳定剂为钡锌稳定剂和钙锌稳定剂中的一种或两种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，其特征在于，所述抗UV剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或多种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种的混合物。

7.权利要求1-6中任意一项所述的一种汽车内外装饰条用磨砂PVC材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

①、将PVC树脂、消光树脂、碳酸钙、稳定剂、丙烯酸酯类加工助剂、润滑剂、抗UV剂、抗氧剂、着色剂按比例加入到转速范围500-700rpm的高速混合机中进行高速搅拌，搅拌期间通过加油系统加入设定比例的增塑剂，继续搅拌至物料温度上升至120-130℃；

②、将步骤①的物料从高速混合机中放出，加入到低速冷却混合机中搅拌冷却至物料温度≤55℃；

③.将步骤②混合均匀并冷却后的物料放入单螺杆挤出机中，设置造粒温度为120-165℃、螺杆转速为15-20rpm，经过一次挤出造粒冷却后，得到本发明的磨砂PVC材料。

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