CN113978067B - 车用抗污复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及复合材料的领域，具体公开了一种车用抗污复合材料及其制备方法。车用抗污复合材料，包括热塑性硅橡胶层、发泡层及连接两者的黏合剂层；黏合剂包括树脂乳液100重量份、封闭型水性异氰酸酯交联剂8‑10重量份及增稠剂4‑6重量份。车用抗污复合材料的制备方法，包括：将黏合剂涂覆在发泡层上形成黏合剂层；取热塑性硅橡胶熔融、挤出、流延得到热塑性硅橡胶层；将热塑性硅橡胶层与黏合剂层压合而得车用抗污复合材料。本申请通过黏合剂层将具有良好自抗污能力的热塑性硅橡胶和手感较软的发泡层牢固地结合成一个整体；通过三者的协同作用，使所形成的车用复合材料结构稳定，并且不仅具有自抗污的能力，同时还具有良好的手感。
Description
技术领域
本申请涉及复合材料的领域，更具体地说，它涉及一种车用抗污复合材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的进步以及经济水平的提高，汽车已经成为人们经常使用的重要工具之一；相应的，车用材料也越来越多的被使用。车用材料的内涵很广，既包括构建车体的结构材料，也包括应用于车内的内饰材料。
为了满足功能性和软硬度，车用内饰材料通常为层状复合材料，由多层功能层复合而成。各功能层各具有不同的功能性，如赋予柔软的手感、提高强度、增加耐磨性、抗污等，多层功能层相互配合赋予了车用内饰材料良好的性能。
在多层功能层之间，往往通过黏合剂进行连接。黏合剂的黏合牢固性决定了车用内饰材料各功能层之间的结合牢固性，进而决定了车用复合材料性能的优劣。
发明内容
为了使车用复合材料各功能层结合牢固，本申请提供一种车用抗污复合材料及其制备方法。
第一方面，提供了一种车用抗污复合材料，采用如下的技术方案：
车用抗污复合材料，包括热塑性硅橡胶层、发泡层以及连接在两者之间的黏合剂层；
构成所述黏合剂层的黏合剂由包括以下重量份的原料制成：树脂乳液100份、封闭型水性异氰酸酯交联剂8-10份以及增稠剂4-6份。
通过采用上述技术方案，热塑性硅橡胶（TPSIV）是以热塑性弹性体为本体进行硅改性的一类材料，具有良好的自抗污能力；发泡层具有柔软的手感。黏合剂中的封闭型水性异氰酸酯交联剂能够在热处理时提供异氰酸基团，与树脂分子链上的羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联结构；黏合剂通过交联结构，一方面能在进入发泡层的孔结构中后与发泡层形成稳定的结构；另一方面能够与热塑性硅橡胶层形成连接。通过黏合剂层、热塑性硅橡胶层以及发泡层的协同作用，使所形成的车用复合材料结构稳定，并且不仅具有自抗污的能力，同时还具有良好的手感。
可选的，所述黏合剂还包括2-5重量份的异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，一方面，异氰酸丙基三乙氧基硅烷与封闭型水性异氰酸酯交联剂具有相近的结构组成，两者的相容性好；通过两者的协同配合，有利于异氰酸基团与树脂分子链上的羟基、羧基、氨基等基团更好地形成交联结构，从而有利于黏合剂整体黏合性能的提高，同时也能提高异氰酸丙基三乙氧基硅烷与树脂基体连接的牢固性。另一方面，异氰酸丙基三乙氧基硅烷和热塑性硅橡胶具有很好的相容性，从而使异氰酸丙基三乙氧基硅烷和热塑性硅橡胶之间能够紧密的结合。通过异氰酸丙基三乙氧基硅烷的桥梁作用，使热塑性硅橡胶与黏合剂牢固地连接在一起，进而提高了热塑性硅橡胶层和发泡层之间的结合牢固性。
可选的，所述黏合剂还包括有机硅流平剂0.6-1重量份以及消泡剂0.03-0.08重量份。
通过采用上述技术方案，有机硅流平剂不仅可以减少黏合剂表面的表面张力，使黏合剂流平；同时，有机硅流平剂与热塑性硅橡胶具有相近的组成结构，有利于提高黏合剂层和热塑性硅橡胶层之间的相容性，进而对提高热塑性硅橡胶层和发泡层之间的结合牢固性具有积极的意义。消泡剂的引入可以消除由于有机硅流平剂的加入而产生的气泡，减少了由于有机硅流平剂的加入而对黏合剂产生的不利影响；从而通过有机硅流平剂和消泡剂的协同配合，热塑性硅橡胶层和发泡层之间的结合性得到了提高。
可选的，所述树脂为聚酯型的水性聚氨酯树脂。
可选的，所述增稠剂为纤维素醚及其衍生物类增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂中的一种。
可选的，所述热塑性硅橡胶为道康宁5300-A6002型；所述发泡层的材质为聚丙烯发泡棉。
通过采用上述技术方案，道康宁5300-A6002型的热塑性硅橡胶不仅具有良好的自抗污性，还具有丝质手感，从而提高了所得车用复合材料的性能。聚丙烯发泡棉（PPFoam）具有柔软的手感，有利于进一步提高所得车用复合材料的手感。
可选的，所述热塑性硅橡胶层与发泡层的厚度比为(0.5-2)：1。
通过采用上述技术方案，通过对热塑性硅橡胶层与发泡层的厚度比（也即两者的配比）的优化，使所得车用复合材料具有良好的手感。
第二方面，提供了一种车用抗污复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：
车用抗污复合材料的制备方法，包括：
配制黏合剂，将其涂覆在发泡层上，烘烤而在发泡层上形成黏合剂层；
取热塑性硅橡胶熔融、挤出、流延得到热塑性硅橡胶层；
将所述热塑性硅橡胶层与发泡层上的黏合剂层贴合，之后压合、干燥，即得车用抗污复合材料。
通过采用上述技术方案，车用抗污复合材料被顺利制成。
可选的，在与所述热塑性硅橡胶层贴合之前，对所述黏合剂层喷淋浓度为10-20wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为30-60s，之后清洗烘干。
通过采用上述技术方案，过氧硫酸能够将树脂表面的-C-H氧化成-C-OH，从而使黏合剂层表面的活性位点增加，有利于提高黏合剂层与热塑性硅橡胶层的结合性，进而对于热塑性硅橡胶层和发泡层之间结合性的提高具有积极的意义。
综上所述，本申请至少具有以下有益技术效果之一：
1、本申请采用的封闭型水性异氰酸酯交联剂能够与树脂形成良好的交联结构，黏合剂层通过交联结构将具有良好自抗污能力的热塑性硅橡胶和手感较软的发泡层牢固地结合成一个整体；通过黏合剂层、热塑性硅橡胶层和发泡层的协同作用，使所形成的车用复合材料结构稳定，并且不仅具有自抗污的能力，同时还具有良好的手感。
2、本申请通过异氰酸丙基三乙氧基硅烷的加入，通过其桥梁的作用，使热塑性硅橡胶层与黏合剂层更为牢固地连接在一起，从而提高了热塑性硅橡胶层和发泡层之间的结合牢固性。
3、本申请采用的有机硅流平剂，不仅可以起到使黏合剂流平的作用，还能提高黏合剂层和热塑性硅橡胶层之间的结合性。
4、本申请通过对黏合剂层喷淋过氧硫酸水溶液，增加了黏合剂层表面的活性位点，从而提高了黏合剂层与热塑性硅橡胶层的结合性，进而提高了热塑性硅橡胶层和发泡层之间的结合性。
附图说明
图1是本申请实施例1的车用抗污复合材料的剖面示意图。
附图标记说明：1、热塑性硅橡胶层；2、发泡层；3、黏合剂层。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本实施例公开了一种车用抗污复合材料。参看图1，车用抗污复合材料包括依次贴合的热塑性硅橡胶层1、黏合剂层3以及发泡层2；其中，黏合剂层3用于将热塑性硅橡胶层1和发泡层2结合在一起，热塑性硅橡胶层1位于车用复合材料外侧（即使用时更靠近人的一侧）。同时，在一些实施方案中，还可以在热塑性硅橡胶层1远离黏合剂层3的一面粘贴可分离型纹理纸（如纹创的SG1715H型TPX纸），从而赋予了车用复合材料更好的手感。
在本实施方案中，热塑性硅橡胶层1由以聚丙烯为基体的道康宁5300-A6002型热塑性硅橡胶构成；发泡层2由购自韩国映甫化学的聚丙烯发泡棉（QVT23=0502W 90T）构成。热塑性硅橡胶层1的厚度为0.5mm、发泡层2的厚度为0.5mm、黏合剂层3的厚度为0.1mm。
同时，构成黏合剂层3的黏合剂由以下原料混合制备而成：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂8kg以及增稠剂6kg。其中，在本实施方案中，树脂具体为聚酯型的水性聚氨酯树脂（购自巴斯夫，型号为B50A）；在其他的实施方案中，树脂也可为环氧树脂或丙烯酸树脂。封闭型水性异氰酸酯交联剂（固含量为75wt%、NCO含量为15%）用于在热处理（烘烤）时提供异氰酸基团，与树脂分子链上的羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联结构。增稠剂负责调节黏合剂的粘度，保证黏合剂的可操作性；在本实施方案中，增稠剂具体为羧甲基纤维素醚（25℃下，2wt%粘度为900cps，NDJ-1粘度计，4#转子）；在其他实施方案中，增稠剂还可以选择其他纤维素醚及其衍生物类增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂（HASE）或聚氨酯增稠剂。
本实施例还公开了上述车用抗污复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S10、按配方称取树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂8kg以及增稠剂6kg，并置于容器中；以500rpm的转速搅拌混合20min，得到黏合剂。
S20、将黏合剂均匀涂覆在发泡层2上，140℃下烘烤30min后在发泡层2上形成黏合剂层3。
S30、取热塑性硅橡胶置于双螺杆挤出机中，熔融挤出；控制挤出温度为200℃，挤出机中停留时间为8s；挤出的热塑性硅橡通过流延设备成膜而形成热塑性硅橡胶层1。
S40、将热塑性硅橡胶层1贴合到黏合剂层3上，从而使热塑性硅橡胶层1与发泡层2复合在一起；通过50℃的对辊的挤压，对热塑性硅橡胶层1与发泡层2施加10N的压合力并加热，施力1s；在加热和压合的作用下，热塑性硅橡胶层1与发泡层2通过黏合剂层3牢固地结合在一起；最后干燥而得到车用抗污复合材料。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成配比不同。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成配比不同。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂10kg、增稠剂4kg。
实施例4
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中还加入2kg的异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg以及异氰酸丙基三乙氧基硅烷2kg。
实施例5
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中还加入4kg的异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg以及异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg。
实施例6
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中还加入5kg的异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg以及异氰酸丙基三乙氧基硅烷5kg。
实施例7
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中还加入0.6kg的有机硅流平剂和0.03kg的消泡剂。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂0.6kg以及消泡剂0.03kg。
实施例8
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中还加入0.8kg的有机硅流平剂和0.03kg的消泡剂。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂0.8kg以及消泡剂0.03kg。
实施例9
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中还加入1kg的有机硅流平剂和0.03kg的消泡剂。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂1kg以及消泡剂0.03kg。
实施例10
本实施例与实施例8基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中消泡剂的加入量为0.05kg。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂0.8kg以及消泡剂0.05kg。
实施例11
本实施例与实施例8基本相同，不同之处在于：黏合剂的原料组成中消泡剂的加入量为0.08kg。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂0.8kg以及消泡剂0.08kg。
实施例12
本实施例和实施例10基本相同，不同之处在于：车用抗污复合材料的制备方法中，还包括向黏合剂层3喷淋过氧硫酸水溶液的步骤，具体为：
S10、按配方称取树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂0.8kg以及消泡剂0.05kg，并置于容器中；以500rpm的转速搅拌混合20min，得到黏合剂。
S20、将黏合剂均匀涂覆在发泡层2上，140℃下烘烤30min后在发泡层2上形成黏合剂层3。
S21、对黏合剂层3喷淋浓度为10wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为30s，喷淋压力为1kg/cm3；之后喷淋清水洗去过氧硫酸水溶液；最后置于60℃下烘干。需要说明的是，为了不对发泡层2造成影响，可将黏合剂层3垂直竖起，过氧硫酸水溶液从一侧向黏合剂层3喷淋；之后从同样的位置喷淋清水对黏合剂层3进行清洗。
S30、取热塑性硅橡胶置于双螺杆挤出机中，熔融挤出；控制挤出温度为200℃，挤出机中停留时间为8s；挤出的热塑性硅橡通过流延设备成膜而形成热塑性硅橡胶层1。
S40、将热塑性硅橡胶层1贴合到黏合剂层3上，从而使热塑性硅橡胶层1与发泡层2复合在一起；通过50℃的对辊的挤压，对热塑性硅橡胶层1与发泡层2施加10N的压合力并加热，施力1s，在加热和压合的作用下，热塑性硅橡胶层1与发泡层2通过黏合剂层3牢固地结合在一起；最后干燥而得到车用抗污复合材料。
实施例13
本实施例和实施例12基本相同，不同之处在于：车用抗污复合材料的制备方法的S21中，对黏合剂层3喷淋的过氧硫酸水溶液的浓度改变。
S21具体为：对黏合剂层3喷淋浓度为15wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为30s，喷淋压力为1kg/cm3；之后喷淋清水洗去过氧硫酸水溶液；最后置于60℃下烘干。
实施例14
本实施例和实施例12基本相同，不同之处在于：车用抗污复合材料的制备方法的S21中，对黏合剂层3喷淋的过氧硫酸水溶液的浓度改变。
S21具体为：对黏合剂层3喷淋浓度为20wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为30s，喷淋压力为1kg/cm3；之后喷淋清水洗去过氧硫酸水溶液；最后置于60℃下烘干。
实施例15
本实施例和实施例13基本相同，不同之处在于：车用抗污复合材料的制备方法的S21中，对黏合剂层3喷淋过氧硫酸水溶液的时间不同。
S21具体为：对黏合剂层3喷淋浓度为15wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为45s，喷淋压力为1kg/cm3；之后喷淋清水洗去过氧硫酸水溶液；最后置于60℃下烘干。
实施例16
本实施例和实施例13基本相同，不同之处在于：车用抗污复合材料的制备方法的S21中，对黏合剂层3喷淋过氧硫酸水溶液的时间不同。
S21具体为：对黏合剂层3喷淋浓度为15wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为60s，喷淋压力为1kg/cm3；之后喷淋清水洗去过氧硫酸水溶液；最后置于60℃下烘干。
实施例17
本实施例和实施例15基本相同，不同之处在于：车用抗污复合材料的制备方法中，部分控制参数不同，具体为：
S10、按配方称取树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂0.8kg以及消泡剂0.05kg，并置于容器中；以300rpm的转速搅拌混合30min，得到黏合剂。
S20、将黏合剂均匀涂覆在发泡层2上，130℃下烘烤50min后在发泡层2上形成黏合剂层3。
S21、对黏合剂层3喷淋浓度为15wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为45s，喷淋压力为0.5kg/cm3；之后喷淋清水洗去过氧硫酸水溶液；最后置于60℃下烘干。
S30、取热塑性硅橡胶置于双螺杆挤出机中，熔融挤出；控制挤出温度为195℃，挤出机中停留时间为10s；挤出的热塑性硅橡通过流延设备成膜而形成热塑性硅橡胶层1。
S40、将热塑性硅橡胶层1贴合到黏合剂层3上，从而使热塑性硅橡胶层1与发泡层2复合在一起；通过60℃的对辊的挤压，对热塑性硅橡胶层1与发泡层2施加5N的压合力并加热，施力1s；最后干燥而得到车用抗污复合材料。
实施例18
本实施例和实施例15基本相同，不同之处在于：车用抗污复合材料的制备方法中，部分控制参数不同，具体为：
S10、按配方称取树脂乳液100kg、封闭型水性异氰酸酯交联剂9kg、增稠剂5kg、异氰酸丙基三乙氧基硅烷4kg、有机硅流平剂0.8kg以及消泡剂0.05kg，并置于容器中；以700rpm的转速搅拌混合10min，得到黏合剂。
S20、将黏合剂均匀涂覆在发泡层2上，150℃下烘烤20min后在发泡层2上形成黏合剂层3。
S21、对黏合剂层3喷淋浓度为15wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为45s，喷淋压力为1.2kg/cm3；之后喷淋清水洗去过氧硫酸水溶液；最后置于60℃下烘干。
S30、取热塑性硅橡胶置于双螺杆挤出机中，熔融挤出；控制挤出温度为205℃，挤出机中停留时间为5s；挤出的热塑性硅橡通过流延设备成膜而形成热塑性硅橡胶层1。
S40、将热塑性硅橡胶层1贴合到黏合剂层3上，从而使热塑性硅橡胶层1与发泡层2复合在一起；通过30℃的对辊的挤压，对热塑性硅橡胶层1与发泡层2施加20N的压合力并加热，施力1s；最后干燥而得到车用抗污复合材料。
实施例19
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：热塑性硅橡胶层1与发泡层2的厚度比为0.5：1。
具体为：热塑性硅橡胶层1的厚度为0.33mm、发泡层2的厚度为0.66mm、黏合剂层3的厚度为0.1mm。
实施例20
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：热塑性硅橡胶层1与发泡层2的厚度比为2：1。
具体为：热塑性硅橡胶层1的厚度为0.66mm、发泡层2的厚度为0.33mm、黏合剂层3的厚度为0.1mm。
对比例1
本对比例公开了一种车用复合材料，与实施例1的不同之处在于：黏合剂的原料组成中不含封闭型水性异氰酸酯交联剂。
具体为：黏合剂的组成为：树脂乳液100kg、增稠剂6kg。
对比例2
本对比例公开了一种车用复合材料，与实施例1的不同之处在于：本车用复合材料仅包括1.1mm的热塑性硅橡胶层1。
对比例3
本对比例公开了一种车用复合材料，与实施例1的不同之处在于：本车用复合材料包括依次贴合的聚丙烯层（不做抗污后处理）、黏合剂层3以及发泡层2。其中：聚丙烯层的厚度为0.5mm、发泡层2的厚度为0.5mm、黏合剂层3的厚度为0.1mm。
对比例4
本对比例公开了一种车用复合材料，与实施例1的不同之处在于：本车用复合材料包括依次贴合的聚氯乙烯层（不做抗污后处理）、黏合剂层3以及发泡层2。其中：聚氯乙烯层的厚度为0.5mm、发泡层2的厚度为0.5mm、黏合剂层3的厚度为0.1mm。
性能检测
取实施例1-20和对比例1-4所得车用复合材料做性能检测；检测结果列于表1中。
1、车用复合材料层间结合性测试：以剥离力表征，参考标准：GB/T 8808-1988；其中：试验尺寸为A法（宽度15mm，长度200mm），试验环境的温度为25℃。
2、抗污性测试：在25℃的条件下，使用黑色白乐（Pliot）品牌油性笔在车用复合材料表面（即热塑性硅橡胶层1或聚丙烯层或聚氯乙烯层）上画3条2cm线条，于室温放置5min；采用无尘布用水润湿后进行擦拭，记录完全清除线条时擦拭的次数。
3、软硬度测试：以邵氏硬度A表征，参考标准：GB/T 2411-1980；其中：试验环境的温度为25℃。
表1 实施例1-20及对比例1-4所得车用复合材料的性能检测
| 项目 | 剥离力/N | 擦拭次数/次 | 邵氏硬度 |
| 实施例1 | 323 | 24 | 63A |
| 实施例2 | 324 | 23 | 63A |
| 实施例3 | 322 | 24 | 62A |
| 实施例4 | 329 | 25 | 62A |
| 实施例5 | 335 | 23 | 63A |
| 实施例6 | 336 | 25 | 64A |
| 实施例7 | 339 | 24 | 63A |
| 实施例8 | 341 | 23 | 64A |
| 实施例9 | 342 | 25 | 62A |
| 实施例10 | 343 | 23 | 63A |
| 实施例11 | 343 | 24 | 64A |
| 实施例12 | 350 | 25 | 62A |
| 实施例13 | 355 | 23 | 62A |
| 实施例14 | 353 | 24 | 63A |
| 实施例15 | 359 | 24 | 62A |
| 实施例16 | 357 | 25 | 62A |
| 实施例17 | 357 | 23 | 63A |
| 实施例18 | 358 | 25 | 64A |
| 实施例19 | 322 | 25 | 54A |
| 实施例20 | 321 | 24 | 72A |
| 对比例1 | 230 | 23 | 62A |
| 对比例2 | --- | 25 | 87A |
| 对比例3 | --- | 69 | 70A |
| 对比例4 | --- | 72 | 72A |
参见表1，由实施例1和对比例1的检测结果可知：当不加入封闭型水性异氰酸酯交联剂时，所得车用复合材料的层间剥离力远低于加入封闭型水性异氰酸酯交联剂的车用复合材料；说明：封闭型水性异氰酸酯交联剂对于黏合剂层3将热塑性硅橡胶层1和发泡层2牢固的连接具有重要的意义。
由实施例2，4-6的检测结果可知：随着异氰酸丙基三乙氧基硅烷的加入，热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合性变好。这是由于：异氰酸丙基三乙氧基硅烷具有异氰酸基团，和封闭型水性异氰酸酯交联剂具有良好的相容性；两者通过协同的作用，有利于更好的使异氰酸基团与树脂分子链上的羟基、羧基、氨基等基团形成交联结构，有利于黏合剂整体粘接性能的提高，同时也使异氰酸丙基三乙氧基硅烷与水性聚氨酯树脂连接得更为牢固。同时，异氰酸丙基三乙氧基硅烷作为硅烷和热塑性硅橡胶具有很好的相容性，从而使异氰酸丙基三乙氧基硅烷和热塑性硅橡胶之间的结合紧密；通过异氰酸丙基三乙氧基硅烷的桥梁作用，可以提高热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合牢固性。
由实施例5，7-9的检测结果可知：有机硅流平剂的加入对于提高热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合性有积极的意义；其原因可能为：有机硅流平剂会迁移到黏合剂的表面，不仅可以降低表面张力，使黏合剂流平；同时，由于有机硅流平剂和热塑性硅橡胶层1具有相近的组成，因此有利于提高黏合剂层3和热塑性硅橡胶层1之间的相容性，进而能够使热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合牢固性提高。
由实施例8，10-11的检测结果可知：由于有机硅流平剂的加入会产生一定气泡，从而对于黏合剂的性能产生不利的影响；消泡剂的加入有利于减少有机硅流平剂的加入所产生的不利影响，从而通过有机硅流平剂和消泡剂的协同配合，提高了热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合性。
对比实施例10和12的检测结果可以发现：对黏合剂层3喷淋过氧硫酸水溶液，有利于提高热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合性。这可能是由于过氧硫酸能够将聚氨酯树脂表面（即黏合剂层3表面）的-C-H氧化成-C-OH，从而增加了黏合剂层3表面的活性位点，有利于提高黏合剂层3与热塑性硅橡胶层1的结合性，进而提高了热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合牢固性。
对比实施例12-14的检测结果可以发现：随着过氧硫酸水溶液浓度的增加，热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合牢固性先升高后降低；这是由于过氧硫酸水溶液浓度过低，对于黏合剂层3表面-C-H的氧化效果较差，导致热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间结合牢固性的提升较小；而当过氧硫酸水溶液浓度过高时，有可能会对黏合剂结构造成一定损伤，从而反而降低了热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合性。
实施例13，15-16的检测结果可以发现：随着过氧硫酸水溶液喷淋时间的延长，过氧硫酸对黏合剂层3表面的-C-H的氧化效果增加，黏合剂层3表面的活性位点增加，从而热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合性提高；但是当过量喷淋后，过量的过氧硫酸有可能会对黏合剂结构造成一定损伤，从而热塑性硅橡胶层1和发泡层2之间的结合性略有下降。
另外，实施例1，19-20和对比例2考察了热塑性硅橡胶层1和发泡层2的相互配比（表现为厚度比）对于所得车用复合材料的软硬度的影响。当不加入发泡层2时（对比例2），所得车用复合材料的邵氏硬度较高，达到了87A，此时车用复合材料的手感相对比较硬；随着发泡层2的加入，尽管热塑性硅橡胶层1仍占多数（实施例20），但所得车用复合材料的邵氏硬度下降至72A，手感开始变软；当热塑性硅橡胶层1和发泡层2的配比适中（实施例1）时，所得车用复合材料的手感适中，既比较柔软，但又不至于太软。而当较软的发泡层2占多数（实施例19）时，所得车用复合材料的邵氏硬度较小，仅为54A，表现出过软的手感。
实施例1和对比例3-4考察了热塑性硅橡胶层1对车用复合材料性能的影响。由结果可知：相比于聚丙烯层或聚氯乙烯层，当采用热塑性硅橡胶层1后，仅通过24次的擦拭就可以将车用复合材料上油性笔所画的线条擦净；而对比例分别擦拭了69次和72次，车用复合材料表面都已经出现了破损。说明：采用热塑性硅橡胶层1，能够使所得的车用复合材料具有良好的自抗污性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.车用抗污复合材料，其特征在于：包括热塑性硅橡胶层（1）、发泡层（2）以及连接在两者之间的黏合剂层（3）；
构成所述黏合剂层（3）的黏合剂由包括以下重量份的原料制成：树脂乳液100份、封闭型水性异氰酸酯交联剂8-10份、增稠剂4-6份、异氰酸丙基三乙氧基硅烷2-5份、有机硅流平剂0.6-1份以及消泡剂0.03-0.08份；
车用抗污复合材料通过以下方法制得：
配制黏合剂，将其涂覆在发泡层（2）上，烘烤而在发泡层（2）上形成黏合剂层（3）；
取热塑性硅橡胶熔融、挤出、流延得到热塑性硅橡胶层（1）；
对所述黏合剂层（3）喷淋浓度为10-20wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为30-60s，之后清洗烘干；
将所述热塑性硅橡胶层（1）与黏合剂层（3）贴合，之后压合、干燥。
2.根据权利要求1所述的车用抗污复合材料，其特征在于：所述树脂乳液为聚酯型的水性聚氨酯树脂。
3.根据权利要求2所述的车用抗污复合材料，其特征在于：所述增稠剂为纤维素醚及其衍生物类增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的车用抗污复合材料，其特征在于：所述热塑性硅橡胶为道康宁5300-A6002型；所述发泡层（2）的材质为聚丙烯发泡棉。
5.根据权利要求4所述的车用抗污复合材料，其特征在于：所述热塑性硅橡胶层（1）与发泡层（2）的厚度比为(0.5-2)：1。
6.车用抗污复合材料的制备方法，其特征在于：包括：
取树脂乳液100重量份、封闭型水性异氰酸酯交联剂8-10重量份、增稠剂4-6重量份、异氰酸丙基三乙氧基硅烷2-5重量份、有机硅流平剂0.6-1重量份以及消泡剂0.03-0.08重量份配制成黏合剂，将所述黏合剂涂覆在发泡层（2）上，烘烤而在发泡层（2）上形成黏合剂层（3）；
取热塑性硅橡胶熔融、挤出、流延得到热塑性硅橡胶层（1）；
对所述黏合剂层（3）喷淋浓度为10-20wt%的过氧硫酸水溶液，控制喷淋时间为30-60s，之后清洗烘干；
将所述热塑性硅橡胶层（1）与黏合剂层（3）贴合，之后压合、干燥，即得车用抗污复合材料。
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| CN107974089A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-01 | 中物院成都科学技术发展中心 | 通过各向异性结构制备各向同性超疏水超疏油规整多孔硅橡胶 |
| CN113423886A (zh) * | 2018-12-13 | 2021-09-21 | 菲利普·舍费尔 | 层状材料和生产层状材料的方法 |
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2021
- 2021-12-25 CN CN202111603127.9A patent/CN113978067B/zh active Active
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