CN114479336A

CN114479336A - 热塑性聚烯烃基搪塑粉末组合物

Info

Publication number: CN114479336A
Application number: CN202111266294.9A
Authority: CN
Inventors: M·M·雷迪; G·J·法拉尔
Original assignee: Cpk Interior Decoration Materials Co ltd
Current assignee: Cpk Interior Decoration Materials Co ltd
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2022-05-13
Also published as: EP3992244A1; US20240010830A1; US20220127447A1; US11807753B2; JP2022071858A; CA3134265A1

Abstract

本发明提供了一种热塑性聚烯烃(TPO)粉末。该TPO粉末包括烯烃嵌段共聚物(OBC)、聚丙烯共聚物、附着力促进剂、无硫稳定剂、包括非迁移性受阻胺光稳定剂(HALS)和着色颜料的组合物，以及滑石粉。本发明还提供了由该TPO粉末形成的TPO材料以及制备该TPO粉末和TPO材料的方法。

Description

热塑性聚烯烃基搪塑粉末组合物

技术领域

本发明一般涉及用于搪塑外壳(例如用于汽车内饰皮)的聚烯烃基组合物，该组合物在原位发泡过程中附着在聚氨酯基泡沫上。

背景技术

传统上，用于汽车内饰的软皮，例如用于仪表板、车门上部、控制台等的软皮，都是采用搪塑工艺制成的。许多蒙皮是通过原位发泡工艺进行背衬发泡形成的，通过这种工艺，例如，聚氨酯泡沫被注入和/或被形成在表皮和硬基材之间，从而产生所需的触觉或所需的触觉和感觉。

搪塑包括加热模具(通常是3-4mm厚的镍模)，将聚合物粉末或树脂倒入加热的模具中，并旋转模具。当模具旋转时，至少有一部分粉末熔化并形成具有所需形状的模具内表面。在冷却并从模具中取出后，即形成具有所需形状的蒙皮。在这个过程中，粉末或树脂在模具内平稳地流动是重要的。例如，聚氯乙烯(PVC)树脂具有无定形的特性，用于搪塑表现出良好的流动性。与此相反，传统的热塑性烯烃配方产品因粉碎技术而产生钩子和尾部，导致用于搪塑具有无法接受的差的流动性，这反过来又导致了较高的废品率和劣质产品。

原位发泡工艺被用于汽车内饰品以获得所需的触觉效果。原位发泡工艺包括在外蒙皮(例如，通过搪塑制成)和刚性支撑件(例如，仪表板的塑料支撑件)之间注入异氰酸酯和多元醇，形成聚氨酯泡沫，以此将表皮和刚性支撑件粘合在一起。由此产生的产品具有非常柔软的触感，这至少部分归功于聚氨酯泡沫。PVC和热塑性聚氨酯(TPU)的极性使它们成为用于在表皮和聚氨酯泡沫之间获得所需附着力的表皮优秀候选者，而非极性的热塑性聚烯烃(TPO)的附着力差，需要额外的表面处理才能充分附着在聚氨酯泡沫上。然而，表面处理的效果，如火焰处理和等离子体处理，受限于所制造的部件的设计。因此，PVC和TPU在汽车工业中被广泛用于搪塑的部件和软皮中，而TPO则没有。

由于成本优势和上述原因，PVC是用于搪塑的优秀候选者。然而，它的性能取决于增塑剂，增塑剂会随着时间和各种温度的变化而变质，并且在低于约-30℃的温度下出现低于预期的柔韧性。TPU可以克服这些问题，但对于许多汽车应用来说，其成本过高。PVC和TPU的另一个共同问题是，它们都会释放出挥发性有机化合物(VOCs)，这在许多国家通过立法进行监管。

美国专利号6,812,285描述了一种用于搪塑的热塑性弹性体(TPE)组合物。该TPE组合物是一种聚丙烯-氢化嵌段共聚物，具有(a)至少一个主要成分为乙烯基芳烃单体单元的聚合物嵌段A和(b)至少一个主要成分为氢化丁二烯单体单元的聚合物嵌段B。

美国专利公开号2012/0070665描述了一种用于搪塑的热熔性TPE组合物。该配方包括40-70wt.％的选择性氢化苯乙烯嵌段共聚物(HSBC)，以及1-30wt.％的丁烯均聚物、丁烯共聚物或其组合。该配方经低温研磨后获得搪塑粉末。

美国专利号8,674,027描述了一种粉末状的TPO弹性体组合物，包括烯烃嵌段共聚物(OBC)、线性乙烯聚合物、和/或线性乙烯聚合物以及丙烯聚合物的混合物，用于搪塑蒙皮，例如用于内饰用途，包括仪表板。

尽管参考文献描述了TPE或TPO用于搪塑产品，但PVC和TPU仍然用于汽车行业的许多商业用途。仍然使用PVC和TPU的原因包括：(i)低温或室温研磨导致TPE/TPO粉末的不均匀流动行为，从而产生厚度不均匀和高废品率的搪塑产品；(ii)无论是否经过表面处理，如火焰处理、电晕处理和等离子体处理，TPE/TPO与聚氨酯泡沫的附着力差；(iii)许多TPE/TPO产品在120℃时不符合老化要求；(iv)TPE/TPO产品的抗刮伤性会随着时间的推移而丧失；以及(v)在没有大的断裂的情况下(不可接受的故障模式)，安全气囊很难通过TPE/TPO面板展开。

具有优异的聚氨酯附着力、抗擦伤和划伤、低雾、抗紫外线、零下温度性能和可接受的安全气囊展开性能的搪塑级TPO粉末是需要的。TPO因其低VOC释放、缺乏增塑剂含量和可回收性而被考虑用于此目的。

发明内容

在本发明的各个方面，提供了一种作为TPO颗粒或作为TPO粉末(由TPO颗粒形成)的TPO组合物。所述TPO颗粒被配置成可被加工成人造皮革皮或卷膜。所述TPO粉末被配置成可搪塑成成型的TPO材料，该TPO材料具有PVC和TPU的优点，还具有低VOC释放、良好的附着性、长期高热性能和可靠的气囊展开性(用于仪表板的应用)。

所述TPO组合物包括OBC、聚丙烯共聚物和马来酸酐接枝的OBC。在某些方面，所述OBC是乙烯-1-辛烯共聚物，马来酸酐接枝的OBC是与马来酸酐接枝的乙烯-1-辛烯共聚物。在某些方面，该TPO材料还包括抗微生物剂，例如石墨烯和可选的金属氧化物。

所述TPO粉末具有大于或等于约26°至小于或等于约34°的休止角以及大于或等于约18lb/ft³至小于或等于约21lb/ft³的体积密度。所述TPO粉末具有球形颗粒，适用于制造TPO材料的搪塑工艺，例如，用于车门和仪表板的汽车内饰皮，其厚度为大于或等于约0.8mm至小于或等于约1.4mm。所述TPO材料可直接与开孔泡沫粘合，其粘合剥离强度大于或等于约3N/in，无需进行二次加工，如火焰处理。因此，所述TPO材料可在置于刚性基材上的开孔泡沫上自由使用，从而得到的制品包括置于TPO材料和刚性基材之间的开孔泡沫，其中所述TPO直接粘合到所述开孔泡沫上。

在本发明的各个其他方面，制备所述TPO粉末的方法包括将OBC、聚丙烯和附着力促进剂混合形成混合物；将所述混合物熔融挤出以形成挤出材料；将所述挤出材料造粒以形成TPO颗粒；以及将所述TPO颗粒研磨以形成TPO粉末。所述TPO粉末可为搪塑级。

在本发明的各个其他方面，制造制品的方法包括将所述TPO粉末引入模具的内部，其中所述模具具有预定形状的内表面；加热所述模具以至少部分熔化所述TPO粉末；在加热期间，旋转所述模具以将至少部分熔化的TPO粉末涂在内表面；以及冷却所述模具以形成具有预定形状的成型制品。在某些方面，所述制品是汽车部件，例如仪表板、A柱、B柱、C柱、方向盘蒙皮、安全气囊盖、门饰板、门把手、支柱把手、车顶把手、中央控制台、膝垫、座椅机构盖或遮阳板。

其他特征和优点可结合附图从以下描述和所附权利要求中确定。

附图说明

图1是根据本发明的各个方面示出的包括TPO材料的内部装饰板的透视图。

图2是沿图1的线2-2取的横截面图，示出了内部装饰板。

图3是根据本发明的各个方面示出的包括TPO材料的制品的透视图。

图4是根据本发明的各个方面示出的第一抗菌TPO材料的透视图。

图5是根据本发明的各个方面示出的第二抗菌TPO材料的透视图。

图6是根据本发明的各个方面示出的第三抗菌TPO材料的透视图。

图7是根据本发明的各个方面示出的置于至少一个子层上的抗菌TPO材料的透视图。

图8是根据本发明的各方面示出的制备TPO粉末的方法的图表流程图。

图9是根据本发明的各方面示出的用于制造由TPO材料组成的制品的方法的图表流程图。

具体实施方式

本发明的TPO组合物被配置为通过搪塑、铸膜和热成型来制备制品，由此该制品包括来源于所述TPO组合物的TPO材料。该TPO组合物可以是颗粒或粉末的形式。这些制品例如是汽车的内部部件，例如仪表板、A柱、B柱、C柱、方向盘蒙皮、安全气囊盖、门饰板、门把手、支柱把手、车顶把手、中央控制台、膝垫、座椅机构盖、遮阳板等。

图1和图2中示出了用于轮式汽车陆地车辆的内饰板。该内饰板优选为仪表板10，但也可替代地包括中央控制台12、独立的安全气囊盖、门饰板、膝垫、座椅机构盖、柱子盖等。图1中还示出了一个方向盘29。仪表板10包括外蒙皮14，中间的柔韧的泡沫层16，以及内部的刚性基材18。方向盘29可以具有与仪表板10相同的大体结构。

外蒙皮14的一部分作为一体式安全气囊门20，其后面是包括滑道24的气囊组件22。当膨胀的安全气囊爆破外蒙皮14中的撕裂缝28时，整个安全气囊门20绕着与大致水平延伸的基材边缘26邻近的上部和下部弯曲线进行铰链或枢轴旋转。因此，撕裂缝28是易碎的。外蒙皮14优选“无缝”式或隐藏式，据此，易碎的撕裂缝28在其背面，对车辆乘员或使用者来说不可见。撕裂缝28优选具有H形，但是也可采用其他配置，如U形和X形。

撕裂缝28可通过如下方法制成，例如，使用龙门驱动的激光器或铰接式机器人驱动的刀，在外蒙皮14形成后，该激光器或刀沿着外蒙皮14的背面水平滑动，以部分切断或刻划外蒙皮14。刻划后，剩余的撕裂缝28材料大于或等于约0.3mm至小于或等于约0.66mm，平均约为0.50mm。尽管可以使用更薄的撕裂缝，但如果小于约0.457mm，刻划线就会划到零件的表面。因此，划痕的深度为超过蒙皮厚度的一半但小于全部。当暴露在约120℃的高温下约1000小时，蒙皮上的刻划线没有展现出任何抚平或再连接。换句话说，本发明的TPO材料没有表现出对易碎的撕裂缝28的自我修复，并有助于将刻划线保持在部分切断和分离壁的形式。此外，由于具有易碎撕裂缝28的一体式安全气囊门20包括所述TPO材料，在约-30℃、约23℃、约80℃或约120℃的温度下，安全气囊展开时不会发生蒙皮碎裂。尽管如此，参照图1和图2描述的所有部件都可以由所述TPO组合物浇铸、热成型或搪塑成型。

无论是TPO颗粒还是TPO粉末的颗粒，该TPO组合物包括浓度大于或等于约50wt.％至小于或等于约70wt.％的OBC，和浓度大于或等于约10wt.％至小于或等于约50wt.％或者大于或等于约10wt.％至小于或等于约20wt.％的聚丙烯共聚物，其中wt.％是基于颗粒的总重量。除非另有描述，可以理解的是，“TPO组合物”可以是TPO颗粒或TPO粉末颗粒。

OBC可包括乙烯-1-辛烯共聚物，基于乙烯-1-辛烯共聚物的总重量，其含有大于或等于约50wt.％至小于或等于约70wt.％的乙烯基。乙烯-1-辛烯共聚物的密度可大于或等于约0.887g/cm³至小于或等于约0.95g/cm³，以及根据ASTM D-1238(在180℃和2.18kg下)测得熔体流动速率为大于或等于约5g/10min至小于或等于约20g/10min。

聚丙烯共聚物是可为高度结晶的，具有大于或等于约30J/m至小于或等于约40J/m的低冲击强度，例如35J/m，以及根据ASTM D-1238(在230℃和2.16kg下)测量得到大于或等于约75g/10min至小于或等于约125g/10min的高熔体流动速率，例如约100g/10min的示例性熔体流动速率。

该TPO组合物还可以包括附着力促进剂，其也可被称为相容剂，其浓度大于或等于约1wt.％至小于或等于约10wt.％。该附着力促进剂可为马来酸酐接枝的OBC，其中，该OBC可以和如上所述的与聚丙烯共聚物结合的OBC相同。例如，所述粉末可以包括作为OBC的乙烯-1-辛烯共聚物和作为附着力促进剂的马来酸酐接枝的乙烯-1-辛烯共聚物。在某些方面，附着力促进剂包括浓度为大于或等于约95wt.％至小于或等于约98wt.％的马来酸酐接枝的乙烯-1-辛烯共聚物，浓度为大于或等于约1wt.％浓度至小于或等于约3wt.％的马来酸酐，以及浓度为大于或等于约1wt.％至小于或等于约2wt.％的N-乙基乙二胺，其中wt.％是基于所述附着力促进剂的总重量。

所述TPO组合物还可以包括稳定剂，其浓度为大于或等于约0.1wt.％至小于或等于约0.8wt.％。该稳定剂可以含硫，也可以基本不含或者不含硫。所谓“基本不含硫”，是指硫不是有意包含在稳定剂中，但可以作为杂质存在，其浓度基于稳定剂的总重量小于或等于约5wt.％。稳定剂的非限制性例子包括2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基十六烷酸酯、2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基十八烷酸酯及其组合。

辅助组合物成分也可以以大于或等于约2wt.％至小于或等于约6wt.％的浓度包含在该TPO组合物中。该辅助成分包括至少一种光稳定剂，至少一种着色颜料，或其组合。所述光稳定剂可以是可见光稳定剂和/或紫外线(UV)光稳定剂，也可以是非迁移性受阻胺光稳定剂(HALS)。所述光稳定剂和所述至少一种着色颜料在所述辅助组合物中的浓度可为大于或等于约0.3wt.％至小于或等于约3wt.％。

所述TPO组合物还可以进一步包括浓度大于或等于约3wt.％至小于或等于约10wt.％的密度调节剂。该密度调节剂可以是水合硅酸镁矿物，作为一个非限制性的例子，例如滑石粉。所述密度调节剂可增加并从而改善所述TPO粉末的体积密度。在某些方面，所述TPO粉末的体积密度大于或等于约18lb/ft³至小于或等于约21lb/ft³。

所述TPO组合物可以另外包括抗擦伤和抗划伤添加剂。所述抗擦伤和抗划伤添加剂可提高所述TPO组合物的抗擦伤、抗划伤和抗刮伤能力。作为非限制性的例子，所述抗擦伤和抗划伤添加剂包括酰胺、润滑剂(包括硅油)、有机改性的硅氧烷和接枝聚合物。一种示例性的和非限制性的抗擦伤和抗划伤添加剂是

KA832刮伤改善剂(NOF公司)。

所述TPO粉末的颗粒具有基本均匀的形状(例如，基本球形)和尺寸，所述颗粒的尺寸可为大于或等于约50μm至小于或等于约500μm，或者大于或等于约100μm至小于或等于约200μm。此外，所述颗粒可具有窄的尺寸分布，即大于或等于约75％、大于或等于约80％或大于或等于约90％的颗粒的+/-尺寸偏差小于或等于约30μm，小于或等于约20μm，小于或等于约15μm，或小于或等于约10μm。该TPO粉末还可具有大于或等于约26°至小于或等于约34°的休止角的特征。

参照图3，所述TPO组合物被配置为进行搪塑(即，由所述TPO粉末进行搪塑和旋转模塑)、薄膜浇铸或热成型为如上所述的制品42。因此，制品42包括具有TPO基体的TPO材料44。本文所用到的“TPO基体”是由所述TPO组合物形成的大量TPO聚合物基组合物。根据预先确定的应用，TPO材料44可以是柔韧和柔软的(例如合成皮革或其他柔韧的软皮)，或相对刚硬的。TPO材料44的硬度、刚度和柔性是由所述TPO基体提供的。相应地，包括TPO材料44的制品42包括所述TPO的成分，即OBC、聚丙烯共聚物和可选的附着力促进剂、稳定剂、辅助成分和/或密度调节剂。

在某些方面，并且如图3所示，包括TPO材料44的制品42是柔韧的软皮。该柔韧的软皮可以布置在开孔泡沫46上并围绕该泡沫(例如聚氨酯泡沫)布置，该泡沫布置在刚性基材48和所述TPO材料44之间。尽管可以在开孔泡沫46和所述柔韧的软皮之间使用粘合剂，但TPO材料44可直接与开孔泡沫46粘合，其粘合剥离强度大于或等于约3N/in。因此，在另一些方面，没有采用粘合剂将所述柔韧的软皮粘附在开孔泡沫46上。当所述柔韧的软皮在约120℃下受热老化约500小时时，该柔韧的软皮表现出的伸长率变化不超过约30％，抗拉强度变化不超过约30％，而且，当所述柔韧的软皮有易碎的撕裂缝时，撕裂强度变化不超过约30％。

在某些方面，所述TPO组合物可以另外包括抗微生物剂，从而由所述TPO组合物形成的TPO材料为抗微生物TPO材料。本文所用的术语“抗微生物剂”规定抗微生物TPO组合物具有抗病毒特性，从而使由所述抗微生物TPO组合物形成的抗微生物TPO材料为抗病毒材料，并且在某些方面，还具有抗菌特性，即，所述抗微生物TPO材料可以是抗病毒和抗菌TPO材料，和/或抗真菌特性，即所述抗微生物TPO材料可以是抗病毒和抗菌和/或抗真菌TPO材料。因此，当病毒接触到所述抗微生物TPO材料时，病毒失能、失活、被破坏或“杀死”，从而使病毒不再能够感染主体。类似地，当所述抗微生物TPO材料具有抗菌特性时，当细菌接触所述抗微生物TPO材料时，细菌被杀死。术语“抗病毒”规定抗病毒材料至少使SARS-CoV-2失能、失活、被破坏或“杀死”，并且在某些方面还能杀死其他病毒，包括其他冠状病毒。所述抗微生物TPO材料具有抗病毒活性，因为它有能力，例如，通过变性病毒表面的蛋白质结构来破坏病毒宿主细胞识别，导致病毒失活，无论是否存在病毒包膜。在小于或等于约4小时、小于或等于约3小时、小于或等于约2小时、小于或等于约1小时、小于或等于约45分钟、小于或等于约30分钟，或小于或等于约15分钟内，所述抗微生物TPO材料能使大于或等于约90％、大于或等于约95％、大于或等于约98％、或大于或等于约99％，例如约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或约99.9％的SARS-CoV-2病毒颗粒或斑块形成单位(PFU)失能、失活、被破坏或“杀死”。

相应地，参照图4，本发明提供了由所述抗微生物TPO组合物形成的抗微生物TPO材料50。抗微生物TPO材料50与图3的TPO材料44相同，但进一步包括抗微生物剂。抗微生物TPO材料50包括TPO基质52和布置和/或嵌入TPO基质52中(包括在暴露的表面55)的石墨烯颗粒54。因此，TPO基体52包括固化的TPO聚合物，其中嵌入了抗菌颗粒，例如石墨烯颗粒54。根据预先确定的应用，抗微生物TPO材料50可以是柔韧和柔软的，或相对坚硬的。该抗微生物TPO材料50的硬度、刚度和柔性由TPO基体52提供。

石墨烯颗粒54是包括石墨烯或石墨烯衍生物(例如氧化石墨烯)的抗微生物颗粒或薄片，作为非限制性例子，其至少提供抗病毒活性。石墨烯颗粒54可有大于或等于1至小于或等于10层，或大于或等于6至小于或等于10层，其中每层包括以二维蜂窝状晶格排列的碳原子。在多个方面，石墨烯颗粒54有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10层。石墨烯颗粒54的直径大于或等于约750nm至小于或等于约250μm，大于或等于约1μm至小于或等于约100μm，或大于或等于约1μm至小于或等于约50μm。

在不受理论约束的情况下，石墨烯和石墨烯衍生物(例如，氧化石墨烯)的抗微生物特性可以归因于其电子向微生物的迁移。这种迁移导致细胞质流出，减少新陈代谢，影响脂质膜，诱发氧化应激，产生活性氧(ROS)，导致谷胱甘肽的损失，并导致微生物死亡。作为非限制性的例子，石墨烯可用于杀死不同的冠状病毒，包括SARS-CoV菌株。

在某些方面，抗微生物TPO材料50包括额外的抗微生物剂。图5和6显示了抗微生物TPO材料50a、50b包括TPO基体52和石墨烯颗粒54。图5和6的抗微生物TPO材料50a、50b进一步包括金属氧化物颗粒56，其中金属氧化物颗粒56也提供至少抗病毒活性，如上文关于石墨烯颗粒54所定义的那样。金属氧化物颗粒56包括氧化亚铜(Cu₂O)颗粒、氧化锌(ZnO)颗粒、氧化银(Ag₂O)，或其组合。这些金属氧化物颗粒56释放抗微生物离子，如Cu¹⁺、Ag¹⁺和/或Zn²⁺，并用于制备抗微生物表面。石墨烯和/或氧化石墨烯可以进一步促进这些离子的抗微生物活性，并提高效果。金属氧化物颗粒56的直径大于或等于约100nm至小于或等于约100μm，大于或等于约200nm至小于或等于约10μm，大于或等于约250nm至小于或等于约5μm，或大于或等于约250nm至小于或等于约1.8μm。

如图5所示，石墨烯颗粒54和金属氧化物颗粒56单独均匀地分散在抗微生物TPO材料50a中的整个TPO基体52中。所谓“单独均匀地分散”，是指石墨烯颗粒54和金属氧化物颗粒56在TPO基体52内混合而不相互影响。就一些石墨烯颗粒54和金属氧化物颗粒56而言，它们可能相互接触，这种接触是随机的，是制造抗微生物TPO材料50a的方法的混合步骤带来的人为现象，如下文所述。因此，石墨烯颗粒54的一部分和金属氧化物颗粒56的一部分之间的接触不是有意的，但可能存在。

如图6所示，石墨烯颗粒54和金属氧化物颗粒56以石墨烯-金属氧化物颗粒复合物54、56的形式存在，该复合物均匀地分散在抗微生物TPO材料50b中的TPO基质52中。因此，在石墨烯-金属氧化物颗粒复合物54、56中石墨烯颗粒54携带金属氧化物颗粒56。尽管如此，可以理解的是，可能有一些，即少部分的石墨烯颗粒54和/或金属氧化物颗粒56单独存在于TPO基体52中，而不是在石墨烯-金属氧化物颗粒复合物54、56中。如下文所述，在制造过程中，石墨烯-金属氧化物颗粒复合物54、56是在与定义TPO基体52的聚合物混合之前形成。

在本文提供的本发明的所有描述中，除非另有说明，否则抗微生物TPO材料50可以是图5的抗微生物TPO材料50a或图6的抗微生物TPO材料50b。

图4的抗微生物TPO材料50包括具有聚合物成分的TPO基质52，即OBC、聚丙烯共聚物和附着力促进剂(当存在时)，其浓度大于或等于约50wt.％至小于或等于约99wt.％。石墨烯颗粒54在抗微生物TPO材料50中的浓度为大于或等于约0.05wt.％至小于或等于约10wt.％，大于或等于约0.1wt.％至小于或等于约5wt.％，或者大于或等于约0.25wt.％至小于或等于约1wt.％，包括浓度为约0.05wt.％、约0.1wt.％、约0.15wt.％、约0.2wt.％、约0.25wt.％、约0.3wt.％、约0.35wt.％、约0.4wt.％、约0.45wt.％、约0.5wt.％、约0.55wt.％、约0.6wt.％、约0.65wt.％、约0.7wt.％、约0.75wt.％、约0.8wt.％、约0.85wt.％、约0.9wt.％、约0.95wt.％、约1wt.％、约1.5wt.％、约2wt.％、约2.5wt.％、约3wt.％、约3.5wt.％、约4wt.％、约4.5wt.％、约5wt.％、约5.5wt.％、约6wt.％、约6.5wt.％、约7wt.％、约7.5wt.％、约8wt.％、约8.5wt.％、约9wt.％、约9.5wt.％或约10wt.％。当所述TPO组合物中存在稳定剂、辅助组合物和/或密度调节剂时，TPO基质52还包括稳定剂、辅助组合物和/或密度调节剂。

图5和6的抗微生物TPO材料50a、50b具有与抗微生物TPO材料50相同的组成，但是进一步包括大于0wt.％至小于或等于约20wt.％的金属氧化物颗粒56。当金属氧化物颗粒56包括一种以上的金属氧化物，例如Cu₂O或ZnO中的至少一种，Cu₂O或ZnO单独地以大于或等于0wt.％至小于或等于约20wt.％的浓度存在于金属氧化物颗粒56中，但条件是Cu₂O颗粒或ZnO颗粒中至少有一种存在于抗微生物TPO材料50a、50b中。因此，抗微生物TPO材料50a，50b包括大于0wt.％至小于或等于约20wt.％的至少一种Cu₂O颗粒或ZnO颗粒。wt.％是基于抗微生物TPO材料50a,50b的总重量。

参照图7，在某些方面，抗微生物TPO材料50被布置在第一子层或基材58的上方，围绕并直接布置在第一子层或基材58上。第一子层或基材58可以是可压缩的泡沫，特别是当抗微生物TPO材料50是柔软的和柔韧的，或者是刚性基材的时候，尤其是当抗微生物TPO材料50是刚性的时候。此外，第一子层或基材58可以被放置在第二子层或基材60上。例如，在多个方面，抗微生物TPO材料50是柔软的柔性材料，例如合成皮革，其被布置在可压缩的泡沫第一子层或基材58之上，第一子层或基材58自身被布置在刚性的第二子层或基材60上。

本文所述的抗微生物TPO材料50、50a、50b可以至少包括本文所述的成分。然而，可以理解的是，抗微生物TPO材料50、50a、50b可选地限于本文所述的组分或本文所述的部分组分。例如，抗微生物TPO材料50可以包括抗微生物剂，抗微生物剂包括石墨烯、实质上由石墨烯组成或由石墨烯组成。所谓“实质上由…组成”，是指抗微生物TPO材料50仅有意包含石墨烯作为抗微生物剂，而实质上不含任何其他抗菌剂。所谓“实质上不含”，是指可以包含微量的作为杂质存在的额外抗微生物剂，微量即小于或等于约5wt.％或小于或等于约1wt.％，其中微量不影响石墨烯所提供的抗微生物活性。类似地，抗微生物TPO材料50a、50b可以包括抗微生物剂，该抗微生物剂包括石墨烯以及Cu₂O、ZnO或Ag₂O中的至少一个、基本由石墨烯以及Cu₂O、ZnO或Ag₂O中的至少一个组成或由石墨烯以及Cu₂O、ZnO或Ag₂O中的至少一个组成。

参照图8，本发明还提供了制备所述TPO组合物的方法100，该TPO组合物包括TPO颗粒和TPO粉末，该TPO粉末为搪塑级。该TPO颗粒的直径为大于或等于约1mm至小于或等于约10mm，或者大于或等于约1mm至小于或等于约6mm。在区块102，该方法100包括将OBC、聚丙烯和可选的附着力促进剂、稳定剂、辅助成分、密度调节剂和/或抗微生物剂结合并混合在一起，以形成一种混合物。然后，在区块104中，方法100包括对混合物进行熔融混合和挤出，以形成挤出材料。例如，用双螺杆挤出机进行熔融混合和挤出。该挤出材料可以是固体的、整体的螺纹，也可以有空心的内部，如圆柱体或管道。在熔体混合和挤出过程中，可选成分可以添加到混合物中。可选成分包括密度调节剂(用于调节和改善所产生的TPO组合物的体积密度)、稳定剂、颜料(或着色剂)、抗擦伤和抗划伤添加剂(例如，20g/10min的

KA832刮伤改善剂)，或其组合。如上所述，稳定剂和颜料可以在单独的辅助成分中提供。

接下来，在区块106中，方法100包括将挤出材料造粒以形成TPO颗粒。造粒是通过将挤压材料切割或研磨成TPO颗粒来进行的。

如区块107所示，方法100包括加工TPO颗粒以形成人造皮革或卷膜。该加工包括铸膜加工或压延成型。例如，可以将TPO颗粒送入压延/铸膜挤出机以获得卷膜。人造皮革或卷膜可通过切割和缝制和/或通过热成型进行加工。

在区块108中，该方法包括研磨TPO颗粒以形成TPO粉末。研磨可以包括，例如，水磨，即在水中粉碎，以达到所需的颗粒形状和尺寸分布，从而使颗粒通过具有小于或等于约500微米的开口的筛子。可以向TPO粉末中添加密度调节剂，以调节和提高TPO粉末的体积密度。

参照图9，本发明还提供了一种用TPO粉末制造制品的方法110。在区块112，该方法110包括将TPO粉末引入至模具的内部，其中该模具的内表面具有预定形状。接下来，在区块114中，方法110包括加热模具以至少部分地熔化TPO粉末。在区块116中，方法110包括在加热过程中，旋转模具，使内表面涂上至少部分熔化的TPO粉末。如区块118所示，方法110然后包括冷却模具以形成具有预定形状的模制品。

上述对实施例的描述是为了用于说明和描述的目的而提供。并非为了详尽无遗或限制本发明内容。即使没有具体显示或描述，特定实施例的个别元素或特征通常不限于该特定实施例，而且在适用的情况下，可互换并可用于选定的实施例中。同样的东西也可以以多种方式变化。这种变化不应视为偏离本披露内容，且所有这些修改都应包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种热塑性聚烯烃(TPO)组合物，包括：

烯烃嵌段共聚物(OBC)，所述烯烃嵌段共聚物的浓度为大于或等于约50wt.％至小于或等于约70wt.％；

聚丙烯共聚物，所述聚丙烯共聚物的浓度为大于或等于约10wt.％至小于或等于约20wt.％；

附着力促进剂，所述附着力促进剂的浓度为大于或等于约1wt.％至小于或等于约10wt.％；

无硫稳定剂，所述无硫稳定剂的浓度为大于或等于约0.1wt.％至小于或等于约0.8wt.％；

包含非迁移性受阻胺光稳定剂(HALS)和着色颜料的组合物，所述包含非迁移性受阻胺光稳定剂(HALS)和着色颜料的组合物的浓度为大于或等于约2wt.％至小于或等于约6wt.％；以及

滑石粉，所述滑石粉的浓度为大于或等于约3wt.％至小于或等于约10wt.％。

2.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述OBC包括乙烯-1-辛烯共聚物，基于乙烯-1-辛烯共聚物的总重量，所述乙烯-1-辛烯共聚物包括大于或等于约50wt.％至小于或等于约70wt.％的乙烯基，且所述乙烯-1-辛烯共聚物的密度大于或等于约0.887g/cm³至小于或等于约0.95g/cm³。

3.根据权利要求2所述的TPO组合物，其中，根据ASTM D-1238采用2.18kg乙烯-1-辛烯共聚物和约180℃的温度进行测量，所述乙烯-1-辛烯共聚物的熔体流动速率为大于或等于约5g/10min至小于或等于约20g/10min。

4.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述聚丙烯共聚物为结晶态，具有大于或等于约30J/m至小于或等于约40J/m的低冲击强度，并且根据ASTM D-1238采用2.16kg聚丙烯共聚物和约230℃的温度进行测量，具有约100g/10min的熔体流动速率。

5.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述附着力促进剂包括马来酸酐接枝的OBC。

6.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述附着力促进剂包括：

马来酸酐接枝的乙烯-1-辛烯共聚物，所述马来酸酐接枝的乙烯-1-辛烯共聚物的浓度为大于或等于约95wt.％至小于或等于约98wt.％；

马来酸酐，所述马来酸酐的浓度为大于或等于约1wt.％至小于或等于约3wt.％；以及

N-乙基乙二胺，所述N-乙基乙二胺的浓度为大于或等于约1wt.％至小于或等于约2wt.％；

其中，wt.％是基于所述附着力促进剂的总重量。

7.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述无硫稳定剂包括2,2,6,6,-四甲基哌啶-4-基-十六烷酸酯和2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基十八烷酸酯。

8.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述TPO组合物为TPO粉末的形式，所述TPO粉末包括粒度为大于或等于约100μm至小于或等于约200μm的颗粒。

9.根据权利要求8所述的TPO组合物，其中，所述TPO粉末的休止角为大于或等于约26°至小于或等于约34°。

10.根据权利要求8所述的TPO组合物，其中，所述TPO粉末的体积密度为大于或等于约18lb/ft³至小于或等于约21lb/ft³。

11.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述TPO组合物为TPO颗粒的形式。

12.根据权利要求1所述的TPO组合物，进一步包括石墨烯，基于所述TPO组合物的总重量计，所述石墨烯的浓度为大于或等于约0.05wt.％至小于或等于约10wt.％。

13.根据权利要求12所述的TPO组合物，进一步包括金属氧化物，所述金属氧化物包括氧化亚铜(Cu₂O)或氧化锌(ZnO)中的至少一种，基于颗粒的总重量，所述金属氧化物的浓度为大于0wt.％至小于或等于约20wt.％。

14.根据权利要求1所述的TPO组合物，其中，所述TPO组合物是搪塑和旋转模塑制品的一部分。

15.根据权利要求14所述的TPO组合物，其中，所述搪塑和旋转模塑制品是汽车的内部部件。

16.根据权利要求14所述的TPO组合物，其中，所述搪塑和旋转模塑制品是汽车部件，所述汽车部件为仪表板、A柱、B柱、C柱、方向盘蒙皮、安全气囊盖、门饰板、门把手、柱子把手、车顶把手、中央控制台、膝垫、座椅机构盖或遮阳板中的至少一种。

17.一种包括热塑性聚烯烃(TPO)材料的制品，所述TPO材料包括：

浓度大于或等于约50wt.％至小于或等于约70wt.％的烯烃嵌段共聚物(OBC)；和

浓度大于或等于约10wt.％至小于或等于约20wt.％的聚丙烯共聚物；

其中，wt.％是基于所述TPO材料的总重量。

18.根据权利要求17所述的制品，其中，所述TPO材料进一步包括：

附着力促进剂，所述附着力促进剂的浓度大于或等于约1wt.％至小于或等于约10wt.％；

滑石粉，所述滑石粉的浓度为大于或等于约3wt.％至小于或等于约10wt.％，

其中，wt.％是基于所述TPO材料的总重量。

19.根据权利要求17所述的制品，其中，所述TPO材料进一步包括石墨烯，基于所述TPO材料的总重量，所述石墨烯的浓度为大于或等于约0.05wt.％至小于或等于约10wt.％。

20.根据权利要求19所述的制品，其中，所述TPO材料进一步包括金属氧化物，所述金属氧化物包括氧化亚铜(Cu₂O)或氧化锌(ZnO)中的至少一种，基于所述TPO材料的总重量，所述金属氧化物的浓度为大于0wt.％至小于或等于约20wt.％。

21.根据权利要求17所述的制品，其中，所述TPO材料是一种柔韧的软皮。

22.根据权利要求21所述的制品，其中，所述制品进一步包括刚性基材和置于所述刚性基材和所述TPO材料之间的开孔泡沫。

23.根据权利要求22所述的制品，其中，所述TPO材料直接与所述开孔泡沫粘合，粘合剥离强度为大于或等于约3N/in。

24.根据权利要求23所述的制品，其中，所述开孔泡沫包括聚氨酯。

25.根据权利要求21所述的制品，其中，所述制品为包括易碎撕裂缝的安全气囊门，并且在-30℃、23℃、80℃或120℃下不会由于安全气囊展开而发生蒙皮碎裂。

26.根据权利要求25所述的制品，其中，所述易碎撕裂缝在所述柔韧的软皮的背面被部分切断，并且所述柔韧的软皮没有表现出对部分切断的易碎撕裂缝的自我修复。

27.根据权利要求21所述的制品，其中，在约120℃下热老化约500小时后，所述柔韧的软皮表现为：

伸长率变化不超过约30％；

拉伸强度变化不超过约30％，以及

当柔韧的软皮有易碎撕裂缝时，撕裂强度变化不超过约30％。

28.根据权利要求21所述的制品，其中，所述制品为汽车的内部装饰板。

29.根据权利要求28所述的制品，其中，所述内部装饰板为仪表板、支柱、控制台、扶手、门板、方向盘、膝垫、座椅或遮阳板。

30.一种制备热塑性聚烯烃(TPO)组合物的方法，所述方法包括：

将烯烃嵌段共聚物(OBC)、聚丙烯和附着力促进剂混合在一起，形成混合物；

将所述混合物熔融挤出以形成挤出材料；以及

将所述挤出材料造粒，形成TPO颗粒。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述附着力促进剂包括马来酸酐接枝的OBC。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述附着力促进剂包括马来酸酐接枝的乙烯-1-辛烯共聚物。

33.根据权利要求30所述的方法，其中，所述OBC包括乙烯-1-辛烯共聚物。

34.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：

向粉末中加入密度调节剂以提高粉末的体积密度。

35.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：

在所述熔融挤出的过程中，向所述混合物中加入稳定剂、着色剂、抗擦伤和划伤添加剂或密度调节剂中的至少一种。

36.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：

研磨所述TPO颗粒以形成TPO粉末。

37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述研磨在水中进行。

38.根据权利要求36所述的方法，其中，所述TPO粉末是搪塑级。