CN111902253A - 基于pvc的组合物和表皮构件 - Google Patents

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Abstract

一种基于聚氯乙烯的组合物，所述基于聚氯乙烯的组合物包含(a)聚氯乙烯树脂，(b)柔性丙烯酸树脂；以及(c)增塑剂；一种制品，所述制品由上述组合物制成，其中所述制品在120℃的温度下热老化后在低于‑30℃的温度下具有(i)低温延展性。

Description

基于PVC的组合物和表皮构件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月9日提交的美国临时申请第62/654,600号的权益。
技术领域
本发明涉及一种基于聚氯乙烯(PVC)的组合物并且涉及一种用于由其制作制品的工艺。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是各种市场领域中广泛使用的材料，如汽车；建筑和建造；医疗和消费者保健；以及住宅和商业建筑。PVC还广泛用于汽车内饰中的柔软触摸应用，例如仪表板、门板、人造皮革等。内部软表皮的凝塑成型是一种在跨部件的多个颗粒中产生最佳表面复制的方法。凝塑成型是制作用于仪表板和门板以及其它内部装饰部件的内部软表皮的优选方法。例如，部件需要复杂的形状、颗粒混合物、几何颗粒、深度轮廓刻字和徽标。使用凝塑成型实现了具有出色触觉感受和可调节光泽度的表面。为了提高PVC材料在低温下的柔性(例如，-30℃延展性)，使用浓度为每一百份大约(～)50份(phr)的增塑剂以提供零度以下的温度延展性。
迄今为止，邻苯二甲酸酯化合物已经用作PVC材料的增塑剂以提供延展性PVC材料。然而，邻苯二甲酸酯化合物易于随时间迁移；并且因此，邻苯二甲酸酯化合物会损害PVC材料的完整性。例如，随着时间推移，增塑剂迁移会对PVC材料不利地产生“起雾(fogging)”和脆性。因此，随着时间推移，PVC表皮的性能会劣化。并且，尽管在PVC材料中使用了“超级”稳定剂，但使用已知的增塑剂仍然存在增塑剂迁移的问题。
在汽车工业中，随着PVC表皮随着时间推移而劣化，在低(零度以下)温度下，由PVC制成的安全气囊在汽车中的展开成为问题。脆化的展开的表皮在低温下易于破裂和破碎。在展开低温安全气囊期间，安全气囊门区域的破碎会产生空气传播的碎屑，所述碎屑可能会对汽车中的乘客造成人身伤害。提供在展开期间不会破碎的由PVC材料制成的安全气囊对于在新车辆以及“报废(end of life)”车辆两者中安装PVC安全气囊是至关重要的要求。
汽车制造商通常使用热老化测试来预测和了解老化的仪表板的性能。例如，已经发现的是，当暴露于高于110℃的温度的高温500小时或更长时间时，增塑的PVC将牺牲其原始物理性质的百分之35(％)以上。当增塑的PVC暴露于这种高温下时，增塑的PVC损失其物理性质，并且增塑的PVC变脆。增塑剂的加速损失导致由增塑的PVC制成的制品的脆化。因此，由增塑的PVC制成的安全气囊在其变脆并展开时，可能导致PVC材料破碎，尤其是在低温下(例如，在-30℃的温度下)展开由增塑的PVC材料制成的安全气囊时。因此，在汽车工业中，需要改善增塑的PVC的热老化性能并且能够在采用由增塑的PVC制成的部件的车辆的整个使用寿命期间保持增塑的PVC的低温延展性的技术。
发明内容
本发明的一方面涉及提供一种基于PVC的组合物，所述基于PVC的组合物在低温(例如，-30℃)下表现出改善的冲击性能延展性并且可以用于制作柔软的、凝塑成型的内部表皮，例如用于汽车应用。在一个实施例中，所述基于PVC的组合物中的PVC的一部分可以用柔性丙烯酸树脂(FAR)代替，同时保持所述组合物中增塑剂含量恒定；或者在另一个实施例中，当将FAR添加到所述基于PVC的组合物时，可以降低所述组合物中的增塑剂含量。令人惊讶地，含有FAR的基于PVC的组合物在低温(例如，-30℃)下表现出改善的冲击性能。此外，取决于在所述组合物中使用的增塑剂的选择，可以有利地改善PVC材料在低温(例如，-30℃)下的延展性。
在增塑的PVC中含有FAR的基于PVC的组合物可以改善低温延展性。更重要地，在热老化(例如，在120℃的温度下热老化)由基于PVC的组合物制成的部件后，所述部件的低温延展性可以大大提高。因此，一个目的是提供一种包含FAR的基于PVC的组合物，以使PVC材料更柔性；并且赋予PVC材料改善的低温延展性。
另一个目的是提供：(1)由PVC-FAR共混物制成的部件，所述部件展示了如通过部件的降解、变色和脆化程度测量的改善的热老化；(2)具有发泡到部件上的聚氨酯的部件；以及(3)由PVC-FAR共混物制成的部件，所述部件在热老化后表现出低温冲击性能的显著改善。
本发明的另一个方面涉及一种制造上述基于PVC的组合物的方法。
附图说明
图1是示出了本发明的核-壳材料的各个层的核-壳聚合物材料的示意图。
图2是示出了在-30℃下通过IDI进行测试之后的膜的各种未老化的膜样品的照片，其中样品A为50/50 PVC/FAR共混物，样品B为70/30 PVC/FAR共混物，并且样品C是纯PVC膜。
图3是示出了在120℃下老化500个小时之后以及在-10℃下通过IDI进行测试之后的膜的各种老化的膜样品的照片，其中样品A为50/50 PVC/FAR共混物，样品B为70/30 PVC/FAR共混物，并且样品C是纯PVC膜。
图4是示出了在0℃下通过IDI进行测试之后的老化的膜和未老化的膜的各种膜样品的照片，其中样品A1是未老化的PVC膜，样品A2是老化的PVC膜，样品B1是未老化的70/30PVC/FAR共混物，并且样品B2是老化的70/30 PVC/FAR共混物。
图5是示出了在-30℃下通过IDI进行测试之后的老化的膜和未老化的膜的各种膜样品的照片，其中样品A1是老化的PVC膜，样品A2是未老化的PVC膜，样品B1是老化的70/30PVC/FAR共混物，并且样品B2是未老化的70/30 PVC/FAR共混物。
图6是一对PU发泡膜样品在热老化之前的照片，其中样品A是PVC膜，并且样品B是70/30 PVC/FAR共混物膜。
图7是在120℃下热老化400小时之后的图6的一对PU发泡膜样品的照片，其中样品A是PVC膜，并且样品B是70/30 PVC/FAR共混物膜。
具体实施方式
定义
如本文关于材料所使用的“延展性(ductility)”或“延展性(ductile)”意指材料具有柔性并且材料的片材可以在不破裂的情况下(在给定温度下)执行。福特(Ford)说明书WSS-M4D985-A3中的冷挠曲测试将其中片材样品(50×150mm)可以在直径20mm的心轴上弯曲180度而不会破裂的材料定义为柔性的。类似地，如ISO 6603或ASTM D376中所定义的落镖冲击测试将延展性定义为落镖以一定速度(例如，6.7米/秒(m/s))穿透膜样品而不会引发任何破裂或破碎的能力。
如本文关于材料所使用的“低温冲击性能”意指材料在短时间内承受施加到材料上的高力或冲击的能力。在本文中，低温冲击性能是材料在零度以下温度(例如，0℃与-40℃之间的温度)下具有延展性的能力。
如本文关于材料所使用的“热老化”意指材料在高温(高于环境温度)下长时间(例如，在120℃下1,000小时)调节之后保持性质的能力。福特说明书WSS-M4D985-A3将材料可接受的热老化定义为拉伸强度的损失小于(＜)材料原始值的25％，并且断裂伸长率的损失小于材料原始值的50％。
如本文关于材料所使用的“抗冲击性”意指材料在短时间内承受施加到材料上的高力或冲击的能力。良好的抗冲击性是材料吸收能量并且塑性变形而不破碎的能力(也称为“韧性”)。
如本文关于树脂产品所使用的“定制的聚合物熔体流变学”意指可以使用常规的塑料熔体加工设备，包含例如膜挤压/压延、注射成型和热成型，将树脂产品加工成膜/片材或者注射成型为制品。
如本文关于聚合物所使用的“相容性”意指两种聚合物以均匀水平混合以使所得聚合物共混物产生期望的性能的能力。
如本文关于聚合物所使用的“混溶性”意指两种聚合物以分子水平形成非常均匀的聚合物共混物的能力。
如本文关于增塑剂所使用的“迁移”意指增塑剂从部件(例如，片材、表皮或成型部件)中移出，以及增塑剂到环境中或进入与部件相邻的复合材料(例如，PU泡沫材料)中的损失。迁移是温度和时间的函数，并且随着更高的温度(例如，高于环境温度)和更长的时间而增加。
如本文关于材料所使用的“拉伸强度”意指材料在拉伸或牵拉时可以承受的最大应力(例如，根据ASTM D412中所描述的牵拉测试程序)。
在一个广义的实施例中，本发明的基于PVC的组合物包含(a)PVC树脂，(b)FAR树脂；以及(c)一种或多种增塑剂。优选地，基于PVC的组合物还可以包含一种或多种热稳定剂、一种或多种UV稳定剂和/或一种或多种抗氧化剂作为组分(d)。在优选实施例中，基于PVC的组合物可以用于制造汽车部件，使得部件具有改善的性质，如提高的热老化性质和热老化后的低温冲击性能。
基于PVC的组合物的PVC树脂(组分(a))可以是任何一种或多种刚性PVC化合物；或可以是已经含有增塑剂(组分(c))的PVC材料(即，增塑的PVC材料)。例如，增塑的PVC材料可以用增塑剂预先调配，使得在一个实施例中，组合物中增塑剂的总浓度通常可以大于1重量％(wt％)，并且在另一个实施例中小于80wt％，如下文关于增塑剂(组分(c))所描述的。
PVC树脂(组分(a))可以包含例如悬浮或乳液级的PVC，由在工业上具有K56到K72的“K”值的那些指定。如本领域的技术人员已知的，“K”值是基于如ISO 1628-2(1998)中所描述的PVC溶液粘度的测量值的PVC树脂分子量的度量。K值越高指示PVC分子量越高。K56到K72PVC等级的PVC材料通常用于例如制造包装应用；以及建筑和建造应用的膜和片材产品。
通常，PVC组分(a)的使用量可以例如在一个实施例中为20wt％到9wt％；在另一个实施例中为30wt％到90wt％，在仍另一个实施例中为40wt％到80wt％；并且在又另一个实施例中为55wt％到60wt％；按组合物中的所有组分的总重量计。
FAR聚合物(组分(b))可以是包括以下层中的至少一个或多个层的核-壳聚合物树脂产品：(i)交联核；(ii)中间区域层；以及(iii)最外层。参考图1，示出了FAR核-壳聚合物树脂，通常由数字10表示，包含交联核11、中间层12和外层或壳13。如图1中的线X所指示，核-壳聚合物树脂产品10的总尺寸在一个实施例中可以为90纳米(nm)到120nm，在另一个实施例中为140nm到170nm，并且在仍另一个实施例中为230nm到300nm。
在一个实施例中，例如，用作组分(b)的FAR树脂可以包含甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的共聚物，其中交联的BA为核11；并且富含MMA的组合物为最外层或壳13。在其它实施例中，用作组分(b)的合适的FAR树脂化合物可以包含例如可购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的FAR树脂产品等级，如指定为21308-XP、21309-XP和21520-XP、21501-XP的产品；以及其混合物。
通常，用于基于PVC的组合物的FAR树脂(组分(b))的浓度通常在一个实施例中可以在1wt％到60wt％的范围内；在另一个实施例中可以在5wt％到60wt％的范围内，在仍另一个实施例中可以在20wt％到45wt％的范围内，并且在又另一个实施例中可以在15wt％到35wt％的范围内，按组合物中的所有组分的总重量计。
再次参考图1，示出了可以包括一种或多种材料的交联核11。在一个实施例中，交联核11可以包含大于(＞)95wt％的例如衍生自一种或多种选自(甲基)丙烯酸烷基酯单体的单体的单元，以及0.1wt％到5wt％的衍生自交联单体、接枝连接单体或其组合的单元。并且，交联核11可以表现出-85℃到-10℃的玻璃化转变温度(Tg)。在一个实施例中，核11可以例如是交联橡胶。交联橡胶有利地为由基于PVC的组合物制成的制品提供抗冲击性。
核层11的直径在一个实施例中可以为90nm到100nm，在另一个实施例中为120nm到130nm，并且在仍另一个实施例中为200nm到210nm。
中间区域12可以包括一个或多个中间层。在一个实施例中，所使用的中间层中的每个中间层可以包含例如88.5wt％到100wt％的衍生自一种或多种选自(甲基)丙烯酸烷基酯单体的单体的单元，以及0wt％到5wt％的衍生自(i)交联单体、(ii)接枝连接单体或(iii)其两种或更多种的组合的单元。在另一个任选的实施例中，一个或多个中间层可以包含0wt％到2.0wt％的衍生自一种或多种链转移剂的单元，使得在中间层之间提供了组成梯度。一个或多个中间层的组成梯度可以在较低的Tg与较高的Tg之间转变，其中较低的Tg可以为至少-30℃，并且较高的Tg可以至多70℃。一个或多个中间层可以有益地提供用于熔体工艺的定制的聚合物熔体流变学。
最外层或壳13可以包括一种或多种材料。在一个实施例中，最外层或壳13可以包括例如98.5wt％到100wt％的衍生自一种或多种选自(甲基)丙烯酸烷基酯、苯乙烯单体以及其两种或更多种的组合的单体的单元。在另一个任选的实施例中，最外层13可以包含例如0wt％到1.5wt％的衍生自一种或多种链转移剂的单元；并且最外层13可以具有例如40℃到110℃的Tg。并入到外层13中的任选的官能团有利地提供了核-壳聚合物树脂产品与其它聚合物基材之间的相容性效果。
一种或多种常规增塑剂或化合物可以用作基于PVC的组合物中的组分(c)。在一个实施例中，例如，增塑剂可以是以下中的一种或多种：邻苯二甲酸酯，如邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和邻苯二甲酸二-2-乙基己基酯(DEHP)；具有以下化学结构(I)的化合物：
Figure BDA0002698863620000071
其中以上结构(I)中的R1、R2、R3和R4各自独立地为氢或具有1个或多个碳原子的有机基团，并且n为1到20；用于低温的己二酸酯，如己二酸二异壬酯(DINA)和己二酸二异癸酯(DIDA)；用于低温的癸二酸酯，如癸二酸二丁酯(DBS)和癸二酸二-2-乙基己酯(DOS)；用于低迁移和抗萃取的磷酸盐软化剂和聚合物软化剂；用于耐高温的偏苯三酸酯；以及其混合物。
可以将增塑剂(组分(c))以通常在一个实施例中为10wt％到60wt％；在另一个实施例中为20wt％到60wt％，在仍另一个实施例中为30wt％到50wt％，并且在又另一个实施例中为40wt％到50wt％的浓度添加到基于PVC的组合物中。
在用上文所描述的组分制作基于PVC的组合物的一个优选实施例中，基于PVC的组合物中的聚氯乙烯树脂的浓度可以为20wt％到80wt％；基于PVC的组合物中的柔性丙烯酸树脂的浓度可以为1wt％到60wt％；并且基于PVC的组合物中的增塑剂的浓度可以为10wt％到60wt％。
可以将多种其它组分添加到基于PVC的组合物中，所述组分包含例如热稳定剂、紫外线(UV)稳定剂、抗氧化剂和其混合物中的一种或多种。合适的热稳定剂可以选自例如基于金属的盐和其共混物中的一种或多种，如碱土金属盐(例如，钙或钡金属盐)与镉或锌盐的组合(混合的金属稳定剂)；稀土金属盐，如基于镧的稀土金属盐；碱性和中性铅盐；以及其混合物。热稳定剂还可以选自以下中的一种或多种：不含金属的有机化合物(例如，脲或硫脲)；有机锡化合物，如硫醇盐、羧酸锡和马来酸辛基锡；以及其混合物。添加到基于PVC的组合物中的其它热稳定剂可以包含例如助稳定剂，如环氧化酯；三聚氰胺衍生物；以及其混合物。可以将热稳定剂以通常在一个实施例中为0.01wt％到2wt％，在另一个实施例中为0.05wt％到1.5wt％，并且在仍另一个实施例中为0.1wt％到1wt％的浓度添加到基于PVC的组合物中。
UV稳定剂可以选自例如以下中的一种或多种：UVA(紫外线吸收剂)；HALS(受阻胺光稳定剂)；和其共混物；以及其混合物。可以将UV稳定剂以通常在一个实施例中为0.01wt％到2wt％，在另一个实施例中为0.03wt％到1.5wt％，并且在仍另一个实施例中为0.1wt％到1wt％的浓度添加到基于PVC的组合物中。
抗氧化剂剂可以选自例如以下中的一种或多种：酚类；亚磷酸盐；硫代酸酯；胺；和其共混物；以及其混合物。可以将抗氧化剂以通常在一个实施例中为0.01wt％到2wt％，在另一个实施例中为0.03wt％到1.5wt％，并且在仍另一个实施例中为0.1wt％到1wt％的浓度添加到基于PVC的组合物中。
可以添加到基于PVC的调配物的其它任选的化合物或添加剂可以包含例如，如CaCO3、滑石粉等填料；脱模剂；抗静电剂；发泡剂；表面活性剂；催化剂；增韧剂；流动改性剂；粘合促进剂；稀释剂；其它稳定剂；其它增塑剂、催化剂减活剂；阻燃剂；液体成核剂；固体成核剂；奥斯特瓦尔德(Ostwald)成熟延迟添加剂；以及其混合物。当在基于PVC的组合物中使用时，任选的化合物或添加剂的浓度在一个实施例中通常可以在0wt％到20wt％的范围内。在一个图示中，例如，当基于PVC的组合物用于膜和片材应用时，可以将如填料等任选的添加剂以0wt％到10wt％的浓度添加到基于PVC的组合物中。
在一个广义的实施例中，用于制作基于PVC的组合物的工艺包含将上文所描述的组分(a)、(b)和(c)混合；并且优选地将热稳定剂、UV稳定剂和/或抗氧化剂作为组分(d)添加到组合物。成分的混合顺序并不严格，并且可以将两种或更多种化合物混合在一起，然后添加其余成分。可以通过任何已知的混合工艺和常规设备(如聚合物混配设备或间歇混合器)将组成基于PVC的组合物的成分混合在一起。
通过本发明的工艺生产的基于PVC的组合物或调配物具有若干有利的性质和益处。例如，调配物的混溶性可能比其它已知的组合物出人意料地大，即，可以紧密混合基于PVC的组合物的组分，使得FAR树脂可以以一次粒径分散；从而充当有效的冲击改性剂。与纯PVC系统相比，PVC/FAR共混物减少了增塑剂从系统中的迁移，特别是在热老化工艺期间和之后。
可以使用各种方法从基于PVC的组合物制作制品或产品。例如，PVC-FAR共混物可以用于凝塑成型或旋转成型。其它方法包含注射成型、挤压和热成型/压延应用。PVC-FAR共混物也可以共挤压、包覆成型或用于多层结构中。
通常，可以使用基于PVC的组合物通过以下来制作制品或部件：首先生产例如具有前表面侧(在本文中也称为表皮侧或A侧)和背侧(在本文中也称为B侧)的片材构件基材；并且然后在基材的B侧产生泡沫(例如，聚氨酯泡沫)，其中基材的表皮侧保持不含其它材料并向大气敞开。例如，使用基于PVC的组合物由片材构件基材制成的部件可以是可以通过凝塑成型来制作的柔软的汽车内部表皮。
当用基于PVC的组合物制成的制品是膜或片材构件时，膜或片材的厚度在一个实施例中可以在0.2毫米(mm)到2mm的范围内，在另一个实施例中可以在0.4mm到1.2mm的范围内，并且在仍另一个实施例中可以在0.5mm到1.0mm的范围内。
与常规的PVC制品相比，根据上述工艺制作的PVC制品有利地具有若干有利的性质和益处。例如，在一个实施例中，本发明的PVC制品表现出热老化的改善。PVC制品的热老化性能可以例如通过如通过ISO 37(2017)中关于拉伸性质所描述的程序所定义和确定的ISO188或福特说明书WSS-M4D985-A3来测量。通常，在一个实施例中，热老化可以在120℃下进行不超过1,000小时(hr)的时间，而在另一实施例中，可以进行500hr到1,000hr的时间。在一个优选实施例中，PVC制品可以表现出拉伸强度的最大变化不超过或＜25％，并且断裂伸长率的损失不超过或＜50％。
在另一个实施例中，PVC制品在热老化后表现出低温冲击性能的改善。PVC制品的低温冲击性能性质可以例如通过在-40℃下的低温柔性来测量，所述低温柔性是通过福特说明书WSS-M4D985-A3(2010)中所描述的程序定义和确定的。在一个优选实施例中，PVC制品应未表现出破裂。可替代地，一种可以更定量并且可以使用的方法包含在-30℃下以6.7m/s的多轴冲击测试，如ISO 6603或ASTM D3763(2015)中所描述的。在一个优选实施例中，PVC制品应为100％延展性的。PVC制品的延展性性质非常重要，尤其是当PVC制品用于安装在车辆中的安全气囊时。PVC优选地具有完全的延展性，因为PVC安全气囊的任何脆性破坏都可能在安全气囊的展开期间造成碎片撞击乘客的危险。
根据本发明的基于PVC的组合物和由所述基于PVC的组合物制成的制品可以用于多种应用中，包含例如用于通常用于制作柔软的汽车内部表皮的凝塑成型。在优选实施例中，基于PVC的组合物可以用于制作仪表板和门板。例如，在美国专利第8,674,027号中描述了用于制造柔软表皮的方法。
实例
提出以下实例以进一步详细地说明本发明，但不应解释为限制权利要求的范围。除非另有说明，否则所有份数和百分比均按重量计。
下文实例中使用的各种原材料(成分)在下表I中进行说明。
表I
Figure BDA0002698863620000111
用于制备共混物的一般程序
在实例中，在保持增塑剂和稳定剂的浓度恒定的同时制备了70/30 PVC共混物。共混物使用2-辊研磨机来制备(共混)；或者首先使用双螺杆挤压机，然后再使用2-辊研磨机来共混。
用于制备膜样品的一般程序
使用实验室Collin研磨机(德国艾夏赫的柯林公司机械厂(W.H.Collin GmbHMaschienefabrik，Aichach，Germany))制作膜样品。在175℃下加工5分钟。在熔融聚合物共混物的研磨完成之后，将熔融聚合物从金属辊上缓慢剥离，以获得厚度为200μm的薄膜。然后将薄膜样品直接用于测试。
测试
拉伸测量
拉伸测量值是通过使用ASTM D412(2016)或ISO 527(2012)中所描述的程序获得的。
热老化测量
用于获得热老化测量值的条件如下：120℃和500小时。
仪表化落镖冲击(IDI)测量
为了测量制品样品(膜)的仪表化落镖冲击(IDI)，使用样品的4英寸(101mm)圆盘和6.7m/s的2英寸(50.8mm)的落镖。原始工程制造商(OEM)可以使用此测试作为低温安全气囊展开的指标。使用了以下低温条件：0℃、-10℃和-30℃。
使用上述测试，进行以下实例以突出在保持其它组分(例如，增塑剂、稳定剂和添加剂)恒定的同时，通过使用含FAR的PVC(PVC/FAR共混物)改善了低温延展性。另外，表II中描述了改善的热老化性能和老化后改善的低温延展性。
表II
Figure BDA0002698863620000131
表II中描述的比较实例(Comparative Example)(比较实例(Comp.Ex.))A、本发明实例(Inventive Example)(本发明实例(Inv.Ex.))1以及本发明实例2的样品由于稳定剂包装不足而没有老化。然而，比较实例A、本发明实例1以及本发明实例2的结果表明本发明的组合物通过使用FAR代替PVC改善了延展性，其中增塑剂和稳定剂的浓度保持恒定。
表II中描述的比较实例B、本发明实例3以及本发明实例4的样品被老化，并且样品老化良好，但增塑剂的量过低，以至于无法实现-30℃的延展性。然而，比较实例B、本发明实例3以及本发明实例4的结果表明通过使用FAR代替PVC(其中保持增塑剂和稳定剂的浓度恒定)可以吸收更高的能量。在未老化和老化的样品中可以看到效果。这些实例还证明改善了老化。
表II中描述的比较实例C和本发明实例5的样品具有比实例2高的增塑剂水平。比较实例C和本发明实例5的结果表明使用FAR(代替PVC)改善了-30℃的延展性(增塑剂和稳定剂恒定)。结果还证明，在0℃下老化之后，延展性明显改善。
实例1和2以及比较实例A
通过在2-辊研磨机混合器中共混组分，制备了使用表III中所描述的组分的三种共混物样品(样品1-3)。比较实例(比较实例)A是纯PVC组合物，而本发明实例(本发明实例)1以及本发明实例2分别含有30％和50％的FAR。
表III
Figure BDA0002698863620000141
膜样品是通过2-辊研磨机由表III中所描述的共混物制成的；并且通过IDI测试了膜样品的低温冲击性能，并且此类测试的结果在表IV中进行了描述。表IV中描述的低温IDI冲击数据表明，膜样品在-30℃下的延展性可以从40％延展性(纯PVC)提高到100％延展性(将FAR添加到PVC)。
表IV
Figure BDA0002698863620000151
实例3和4以及比较实例B
通过在2辊研磨机混合器中共混组分，制备了使用表V中所描述的组分的三种共混物样品(样品4-6)。共混物样品由具有0％的FAR(样品4)、30％的FAR(样品5)和50％的FAR(样品6)的FAR共混物组成。
表V
Figure BDA0002698863620000152
膜样品是通过使用2-辊研磨机由表V中所描述的共混物制成的；并且测试了膜样品的拉伸强度。在表VI中描述了测试的结果。从表VI中所描述的拉伸数据可以看出，含FAR的膜样品中的FAR对PVC有增塑作用；断裂强度降低，而伸长率(断裂应变)提高。样品延展性的改善也反映在表VII中所描述的冲击数据中。
表VI
Figure BDA0002698863620000161
表VII中所描述的低温冲击数据表明，PVC和PVC/FAR共混物两者的样品在-30℃下均没有延展性。然而，添加FAR改善了落镖冲击期间的能量吸收，从而表明改善了延展性。
表VII
Figure BDA0002698863620000162
图2和3是示出了对未老化的样品和热老化的样品进行IDI冲击测试之后的纯PVC膜样品4和PVC/FAR共混物样品5和6的照片。对于在-30℃下测试的未老化的样品，所有样品均示出了脆性破碎模式，其中样品会断裂成碎片。
对于热老化的样品，两件事很明显：(1)PVC/FAR共混物样品示出了较低量的可见变色和脆化(样品中使用的稳定剂的量与PVC/FAR共混物样品和纯PVC样品相同)；以及(2)-10℃IDI测试的共混物样品示出了破裂从中间(落镖穿透)辐射出来，但仍保持完整。另一方面，纯PVC样品会破碎成碎片。从PVC/FAR共混物样品获得的结果与冲击测试期间更高的能量吸收相一致。
实例5和比较实例C
使用表VIII中所描述的组分制备了两种共混物样品(样品7和8)：具有0％的FAR的纯PVC样品(样品7)和具有30％的FAR的PVC/FAR共混物样品(样品8)。制备了包含50％phr的增塑剂和另外的稳定剂的样品，以提高延展性和改善热老化。
表VIII
<u>组分</u> 比较实例C；样品7(phr) 本发明实例5；样品8(phr)
Formolon 614 100.0 70
Paraloid<sup>TM</sup>-21520 XP 0 30
TM-181 3.0 3.0
Jayflex<sup>TM</sup> L9P 50.0 50
ESBO 3.0 3.0
总计 156.0 156
膜样品是由表VIII中所描述的组合物制成的；并且测试了膜样品的拉伸强度(使用D412中的程序)和0℃下的IDI。在表IX中描述了测试的结果。纯PVC(样品7)和30％的FAR共混物(样品8)两者的未老化样品在-0℃下具有延展性。结果还表明，由PVC/FAR共混物样品吸收的能量增加了三倍(3X)。另外，结果表明，在热老化之后，纯PVC样品是脆性的，而30％的FAR共混物样品则具有延展性并保持高能量吸收。
表IX
Figure BDA0002698863620000171
还测试了由表VIII中所描述的组分制成的膜样品的拉伸强度(使用D412中的程序)和-30℃下的IDI。在表X中描述了-30℃的测试的结果。未老化的样品的结果表明，纯PVC(样品7)是脆性的，而30％的FAR共混物样品(样品8)则是延展性和脆性的(60％的延展性)。结果还表明，由PVC/FAR共混物样品吸收的能量增加了十倍(10X)。另外，结果表明，在热老化之后，纯PVC样品和PVC/FAR共混物样品两者均是脆性的。
表X
Figure BDA0002698863620000181
图4和5是示出了IDI冲击测试之后的纯PVC膜样品(样品7)和30％的FAR共混物膜样品(样品8)的照片。测试结果表明，30％的FAR共混物样品具有较低量的可见变色和脆性(使用的稳定剂的量与30％的FAR共混物样品和纯PVC样品相同)。在0℃下的测试结果表明，30％的FAR共混物样品在老化和未老化时均具有延展性；而纯PVC样品在未老化时具有延展性，但在老化后会变脆(即，PVC样品会破裂成碎片)。-30℃的IDI测试的结果表明，未老化的FAR共混物样品(样品8)具有延展性，并且表现出一些脆性模式，而纯PVC样品(样品7)具有100％的脆性。
实例6和比较实例D
使用上文实施例5和比较实例C中所描述的30％的FAR共混物膜样品(样品8)和纯PVC膜样品(样品7)的测试样本制备泡沫复合样品(本发明实例6和比较实例D)。表X中描述了用于制备聚氨酯(PU)泡沫形成组合物的组分。通常，将PU泡沫形成组合物注入到样品7和8的膜样本中的每个膜样本的背侧上，以在膜样品上形成泡沫背衬层。可购自陶氏化学公司的典型的仪表板泡沫系统(指定为NM815)用于分别向PVC和PVC/FAR表皮(样品7和8)的背侧提供泡沫背衬层。PU泡沫组合物包含(a)多异氰酸酯组分(可购自陶氏的PAPI 94异氰酸酯)和(b)多元醇组分(由表XI中所描述的组分制成的NM815多元醇)的共混物。泡沫组合物的Iso指数为100指数；并且产生的泡沫的泡沫密度为8.3磅/立方英尺(133kg/m3)。
表XI
Figure BDA0002698863620000191
使用高压Graco机器在2X模具(50cm×50cm×1.3cm)中进行表皮的发泡。
图6和7是示出了根据上述工艺制作的两种复合制品的照片：(1)具有由上表XI中所描述的泡沫组合物制成的泡沫背衬的纯PVC表皮样品(样品7)；以及(2)具有由上表XI中所描述的泡沫组合物制成的泡沫背衬的30％的FAR共混物表皮样品(样品8)。图6示出了在热老化之前对应于样品7和8的PU发泡的表皮样品A和B；并且图7示出了在120℃下热老化表皮样品400小时之后对应于样品7和8的PU发泡的表皮样品A和B。图6和7示出了与PVC/FAR共混物样品相比，纯PVC样品的降解程度明显更高。热老化的PVC/FAR共混物样品的脆性也明显低于纯PVC样品。对复合样品的上述测试表明，通过将增塑剂从组合物迁移到PU泡沫中，加速了样品的热降解。然而，图7示出了FAR与PVC结合使用降低了增塑剂迁移的影响的证据。

Claims (10)

1.一种基于聚氯乙烯的组合物，其包括
(a)聚氯乙烯树脂；
(b)柔性丙烯酸树脂；以及
(c)增塑剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚氯乙烯树脂的浓度为20重量％到80重量％；所述柔性丙烯酸树脂的浓度为1重量％到60重量％；并且(c)所述增塑剂的浓度为10重量％到60重量％。
3.根据权利要求1所述的组合物，其包含另外的一种或多种热稳定剂、一种或多种UV稳定剂或一种或多种抗氧化剂。
4.一种制品，其由根据权利要求1所述的组合物制成。
5.根据权利要求3所述的制品，其包括由凝塑成型、注射或压缩成型、挤压或压延制成的表皮构件。
6.根据权利要求3所述的制品，其中所述表皮构件在120℃的温度下热老化后在低于-30℃的温度下具有低温延展性。
7.根据权利要求5所述的制品，其包含包括聚氨酯泡沫背衬的复合物以及所述表皮构件。
8.根据权利要求3所述的制品，其包括膜或片材构件。
9.一种制作基于聚氯乙烯的组合物的方法，所述方法包括将(a)聚氯乙烯树脂，(b)柔性丙烯酸树脂；以及(c)增塑剂混合，从而形成适于由其制造制品的混合物。
10.一种由基于聚氯乙烯的组合物制作制品的方法，所述方法包括以下步骤：
(I)将(a)聚氯乙烯树脂，(b)柔性丙烯酸树脂；以及(c)增塑剂混合，从而形成适于由其制造制品的混合物；以及
(II)由步骤(I)的组合物形成制品。
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