CN113969082A - 一种汽车内饰表皮材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车内饰表皮材料及其制备方法和应用，所述汽车内饰表皮材料包括依次设置于基布层表面的胶膜层和表皮层；所述表皮层按照重量份数包括如下组分：聚丙烯100份，聚氯乙烯50‑80份，发泡聚氨酯30‑50份，耐磨剂5‑10份和助剂2‑40份；所述耐磨剂包括双‑(3‑三乙氧基硅烷丙基)‑四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯。本发明所述汽车内饰表皮材料轻量化和耐磨的优势。

Description

一种汽车内饰表皮材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及汽车内饰技术领域，尤其涉及一种汽车内饰表皮材料及其制备方法和应用。
背景技术
汽车内饰在现代生活中不仅在要求美观，更要求耐磨且轻量。
CN106393890A公开了一种超软质环保型TPO汽车内饰材料，TPO表皮层包括：10-40份低密度聚乙烯，10-40份聚丙烯，10-40份增粘树脂，30-60份橡胶，1-5份助剂，0-10份无机填料，2-5份色母粒，海绵层包括：35-60份聚丙烯，40-55份增韧材料，15-25份橡胶，20-30份发泡剂。其公开的用软质TPO表皮、软质海绵配方，提升了内饰材料的柔软手感，增加了产品的舒适度，并且用软质水性聚氨酯油漆进行表面涂覆，复合软质海绵，三层结构均提高了材料的柔软性能，降低了产品的密度，满足产品轻量化的需求，降低了车内材料VOC含量，提高了产品的环保性。
CN210116236U公开了一种汽车内饰顶棚的轻量化层级结构及顶棚，依次包括：面料层(1)，第一玻璃纤维毡层(2)，第一成型胶层(3)，PU板(4)，第二成型胶层(5)，局部加强玻璃纤维毡(6)，第二玻璃纤维毡层(7)，无纺布层(8)；其中，第一玻璃纤维毡层(2)采用100g/m2的玻璃纤维毡；第二玻璃纤维毡层(7)采用200g/㎡的玻璃纤维毡；局部加强玻璃纤维毡(6)采用200g/m2的玻璃纤维毡制作，放在第二玻璃纤维毡层(7)上两侧的位置，采用该层级结构生产的顶棚重量降到3平方米顶棚2.7kg。
目前，关于轻量化且使用性能优异的汽车内饰材料越来越重要，开发更多种的性能优异且轻量化的汽车内饰材料至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种汽车内饰表皮材料及其制备方法和应用，所述汽车内饰表皮材料质轻、耐磨且成本低廉。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种汽车内饰表皮材料，所述汽车内饰表皮材料包括依次设置于基布层表面的胶膜层和表皮层；
所述表皮层按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003342944680000021
所述耐磨剂包括双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯。
本发明所述汽车内饰表皮材料中的表皮层，采用特定范围添加量的特定组分的耐磨剂，在使用量较少的情况下即可实现较好的耐磨性能，减少高密度填料的使用，提升了表皮材料的轻质化特性；除此之外，本体系中，直接使用发泡聚氨酯也可以在实现轻量化的同时不影响产品的性能，节约生产流程，降低成本。
所述聚丙烯的重量份数为100份。
所述聚氯乙烯的重量份数为50-80份，例如55份、60份、65份、70份、75份等。
所述发泡聚氨酯的重量份数为30-50份，例如35份、40份、45份等。
所述耐磨剂的重量份数为5-10份，例如6份、7份、8份、9份等。
所述助剂的重量份数为2-40份，例如5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份等。
优选地，所述耐磨剂中，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯的质量比为(5-8):(2-4):1，其中，5-8可以为5.5、6、6.5、7、7.5等，2-4可以为2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6、3.8等。本发明中，采用特定配比的三种原料作为耐磨剂，能最大程度提升汽车内饰表皮材料的耐磨性。
优选地，所述助剂包括稳定剂、流平剂、增塑剂或抗老剂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：稳定剂和流平剂的组合，流平剂、增塑剂和抗老剂的组合，稳定剂、流平剂、增塑剂和抗老剂的组合等。
优选地，所述稳定剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌或丙烯酸4-羟基丁酯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：硬脂酸钙和硬脂酸锌的组合，硬脂酸锌和丙烯酸4-羟基丁酯的组合，硬脂酸钙、硬脂酸锌和丙烯酸4-羟基丁酯的组合等。
优选地，所述流平剂包括有机硅类流平剂。
优选地，所述增塑剂包括富马酸二丁酯、磷酸三苯酯或N-丁基苯磺酰胺中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：富马酸二丁酯和磷酸三苯酯的组合，磷酸三苯酯和N-丁基苯磺酰胺的组合，富马酸二丁酯、磷酸三苯酯和N-丁基苯磺酰胺的组合等。
优选地，所述抗老剂包括碳化二亚胺、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N-二仲丁基对苯二胺或3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：碳化二亚胺和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的组合，N,N-二仲丁基对苯二胺和3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷的组合，N,N-二仲丁基对苯二胺和3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷的组合等。
优选地，所述稳定剂的重量份数为3-15份，例如4份、6份、8份、10份、12份、14份等。
优选地，所述流平剂的重量份数为2-10份，例如4份、6份、8份等。
优选地，所述增塑剂的重量份数为2-8份，例如3份、4份、5份、6份、7份等。
优选地，所述抗老剂的重量份数为3-7份，例如4份、5份、6份等。
优选地，所述基布层包括无纺布、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：无纺布和乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物的组合，乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯的组合，无纺布、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯的组合等。
优选地，所述胶膜层包括醋酸丁酸纤维素和聚丙烯的组合。
优选地，所述醋酸丁酸纤维素和聚丙烯的质量比为1:(5-15)，其中，5-15可以为6、8、10、12、14等。
优选地，所述基布层的厚度为0.2-0.4mm，例如0.25mm、0.3mm、0.35mm等。
优选地，所述胶膜层的厚度为0.1-0.3mm，例如0.15mm、0.20mm、0.25mm等。
优选地，所述表皮层的厚度为0.2-0.5mm，例如0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm等。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的汽车内饰表皮材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将耐磨剂与助剂混合，得到第一混合物，再将聚丙烯、聚氯乙烯和发泡聚氨酯混合，得到第二混合物，然后将第一混合物和第二混合物分散搅拌，再将反应物料涂覆于胶膜层表面，最后将胶膜层设置于基布层表面，得到所述汽车内饰表皮材料。
优选地，所述耐磨剂与助剂混合的转速为500-800rpm(例如550rpm、600rpm、650rpm、700rpm、750rpm等)，混合时间为10-20min(例如12min、14min、16min、18min等)。
优选地，所述分散搅拌的转速为2000-3000rpm(例如2200rpm、2400rpm、2600rpm、2800rpm等)，分散搅拌的时间为15-25min(例如16min、18min、20min、22min、24min等)。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将耐磨剂与助剂在转速为500-800rpm的条件下混合10-20min，得到第一混合物；
(2)将聚丙烯、聚氯乙烯和发泡聚氨酯混合，得到第二混合物；
(3)将第一混合物和第二混合物在转速为2000-3000rpm的条件下分散搅拌15-25min，再将反应物料涂覆于胶膜层表面，最后将胶膜层设置于基布层表面，辊压，得到所述汽车内饰表皮材料。
第三方面，本发明提供一种汽车仪表盘表皮，所述汽车仪表盘表皮包括第一方面所述的汽车内饰表皮材料。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述汽车内饰表皮材料轻量化和耐磨的优势。本发明所述汽车内饰表皮材料的克重在1123g/m2以内，RCA耐磨次数在4863次以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明各实施例中的原料来源如下：
聚丙烯：购于上海谱振生物；
聚氯乙烯：购于上海源叶生物科技有限公司，牌号为S51649-250g；
发泡聚氨酯：购于上海森灏电子科技有限公司；
流平剂：有机硅流平剂，购于天津赫普菲乐新材料有限公司，牌号为SIF-706A；
无纺布：购于东莞市聚欧纳新材料有限公司，牌号为N-Z30S；
乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物：购于重庆睿雅生物科技有限公司，牌号为24937-78-8；
聚对苯二甲酸乙二醇酯：购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，牌号为429252-250G；
醋酸丁酸纤维素，购于JSR公司，牌号为RB840。
实施例1
本实施例提供一种汽车内饰表皮材料，所述汽车内饰表皮材料包括依次设置于基布层表面的胶膜层和表皮层；
基层布：厚度为0.3mm，原料：无纺布、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合。
胶膜层：厚度为0.1mm，原料：1重量份醋酸丁酸纤维素和5-15重量份聚丙烯；
表皮层：厚度为0.5mm，原料按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003342944680000071
上述汽车内饰表皮材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将耐磨剂与助剂在转速为750rpm的条件下混合15min，得到第一混合物；
(2)将聚丙烯、聚氯乙烯和发泡聚氨酯混合，得到第二混合物；
(3)将第一混合物和第二混合物在转速为2500rpm的条件下分散搅拌20min，再将反应物料涂覆于胶膜层表面，最后将胶膜层设置于基布层表面，在0.3MPa下辊压，得到所述汽车内饰表皮材料。
实施例2
本实施例提供一种汽车内饰表皮材料，所述汽车内饰表皮材料包括依次设置于基布层表面的胶膜层和表皮层；
基层布：厚度为0.2mm，原料：无纺布、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合。
胶膜层：厚度为0.2mm，原料：1重量份醋酸丁酸纤维素和5-15重量份聚丙烯；
表皮层：厚度为0.3mm，原料按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003342944680000081
抗老剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯3份
上述汽车内饰表皮材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将耐磨剂与助剂在转速为500rpm的条件下混合10min，得到第一混合物；
(2)将聚丙烯、聚氯乙烯和发泡聚氨酯混合，得到第二混合物；
(3)将第一混合物和第二混合物在转速为2000rpm的条件下分散搅拌25min，再将反应物料涂覆于胶膜层表面，最后将胶膜层设置于基布层表面，在0.3MPa下辊压，得到所述汽车内饰表皮材料。
实施例3
本实施例提供一种汽车内饰表皮材料，所述汽车内饰表皮材料包括依次设置于基布层表面的胶膜层和表皮层；
基层布：厚度为0.4mm，原料：无纺布、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合。
胶膜层：厚度为0.3mm，原料：1重量份醋酸丁酸纤维素和5-15重量份聚丙烯；
表皮层：厚度为0.2mm，原料按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003342944680000091
上述汽车内饰表皮材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将耐磨剂与助剂在转速为800rpm的条件下混合20min，得到第一混合物；
(2)将聚丙烯、聚氯乙烯和发泡聚氨酯混合，得到第二混合物；
(3)将第一混合物和第二混合物在转速为3000rpm的条件下分散搅拌15min，再将反应物料涂覆于胶膜层表面，最后将胶膜层设置于基布层表面，在0.3MPa下辊压，得到所述汽车内饰表皮材料。
实施例4-5
实施例4：耐磨剂的总重量份数为9.75份，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯的质量比为4.5:2.5:1，其余均与实施例2相同。
实施例5：耐磨剂的总重量份数为9.75份，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯的质量比为8.5:2.5:1，其余均与实施例2相同。
实施例6-7
实施例6：耐磨剂的总重量份数为9.75份，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯的质量比为5.5:1.5:1，其余均与实施例2相同。
实施例7：耐磨剂的总重量份数为9.75份，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯的质量比为5.5:4.5:1，其余均与实施例2相同。
实施例8
本实施例与实施例2的区别在于胶膜层中不包括醋酸丁酸纤维素，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于耐磨剂不包括硅酮粉，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物和聚四氟乙烯的重量份数分别为5.5:1，其余均与实施例2相同。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于耐磨剂不包括聚四氟乙烯，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物和硅酮粉的重量比为5.5:2.5，其余均与实施例2相同。
性能测试
将实施例1-8和对比例1-2所述汽车内饰表皮材料进行如下测试：
(1)重量：将所述汽车内饰表皮材料在相同面积下测试其重量。
(2)RCA耐磨测试：将所述汽车内饰表皮材料以相同的尺寸进行RCA耐磨次数检测。
测试结果汇总于表1中。
表1
厚度(mm) 重量(g/m<sup>2</sup>) RCA耐磨次数
实施例1 0.9 1045 5200
实施例2 0.7 997 5368
实施例3 0.9 1123 5450
实施例4 0.9 1032 4952
实施例5 0.9 1053 5103
实施例6 0.9 1023 4863
实施例7 0.9 1104 4997
实施例8 0.9 1024 4958
对比例1 0.9 1157 3560
对比例2 0.9 1203 3000
分析表1数据可知，本发明所述汽车内饰表皮材料的克重在1123g/m2以内，RCA耐磨次数在4863次以上，兼具轻量化和耐磨的优势。
分析对比例1-2与实施例1可知，对比例1-2性能不如实施例1，证明本发明中，耐磨剂采用双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯三者配合，协同作用，形成的汽车内饰表皮材料性能更佳。
分析实施例4-7与实施例1可知，实施例4-7性能不如实施例1，证明本发明中，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯的质量比为(5-8):(2-4):1，形成的汽车内饰表皮材料性能更佳。
分析实施例8与实施例1可知，实施例8性能不如实施例1，证明胶膜层中设置醋酸丁酸纤维素形成的汽车内饰表皮材料性能更佳。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车内饰表皮材料，其特征在于，所述汽车内饰表皮材料包括依次设置于基布层表面的胶膜层和表皮层；
所述表皮层按照重量份数包括如下组分：
Figure FDA0003342944670000011
所述耐磨剂包括双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的汽车内饰表皮材料，其特征在于，所述耐磨剂中，双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物、硅酮粉和聚四氟乙烯的质量比为(5-8):(2-4):1。
3.根据权利要求1或2所述的汽车内饰表皮材料，其特征在于，所述助剂包括稳定剂、流平剂、增塑剂或抗老剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述稳定剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌或丙烯酸4-羟基丁酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述流平剂包括有机硅类流平剂；
优选地，所述增塑剂包括富马酸二丁酯、磷酸三苯酯或N-丁基苯磺酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述抗老剂包括碳化二亚胺、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N-二仲丁基对苯二胺或3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求3所述的汽车内饰表皮材料，其特征在于，所述稳定剂的重量份数为3-15份；
优选地，所述流平剂的重量份数为2-10份；
优选地，所述增塑剂的重量份数为2-8份；
优选地，所述抗老剂的重量份数为3-7份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的汽车内饰表皮材料，其特征在于，所述基布层包括无纺布、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的汽车内饰表皮材料，其特征在于，所述胶膜层包括醋酸丁酸纤维素和聚丙烯的组合；
优选地，所述醋酸丁酸纤维素和聚丙烯的质量比为1:(5-15)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的汽车内饰表皮材料，其特征在于，所述基布层的厚度为0.2-0.4mm；
优选地，所述胶膜层的厚度为0.1-0.3mm；
优选地，所述表皮层的厚度为0.2-0.5mm。
8.一种权利要求1-7任一项所述的汽车内饰表皮材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将耐磨剂与助剂混合，得到第一混合物，再将聚丙烯、聚氯乙烯和发泡聚氨酯混合，得到第二混合物，然后将第一混合物和第二混合物分散搅拌，再将反应物料涂覆于胶膜层表面，最后将胶膜层设置于基布层表面，得到所述汽车内饰表皮材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述耐磨剂与助剂混合的转速为500-800rpm，混合时间为10-20min；
优选地，所述分散搅拌的转速为2000-3000rpm，所述分散搅拌的时间为15-25min。
10.一种汽车仪表盘表皮，其特征在于，所述汽车仪表盘表皮包括权利要求1-7任一项所述的汽车内饰表皮材料。
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