CN114654857B - 一种新型的tpo多彩花纹汽车内饰材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料及其制备方法，涉及汽车内饰材料的技术领域。汽车内饰材料包括依次叠加的表面处理层、多彩花纹层、TPO膜层、PP Foam层和背面处理层，所述TPO膜层包括如下重量份的组分：改性TPO颗粒92‑98份，光稳定剂1‑4份，颜料1‑4份，所述多彩花纹层包括若干个依次叠加的彩色涂层。制备方法包括：将TPO膜层与PP Foam层复合，制得TPO基材；将若干个彩色涂层涂覆在将TPO膜层上，形成多彩花纹层；在多彩花纹层上涂覆表面处理层，在PP Foam层上涂覆背面处理层，即制得TPO多彩花纹汽车内饰材料。本申请有助于改善TPO汽车内饰材料的多彩视觉效果，本申请的汽车内饰材料可以长久的维持多彩视觉效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车内饰材料的技术领域，尤其是涉及一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料及其制备方法。
背景技术
汽车内饰材料是用于装饰汽车内部空间的装饰材料，汽车内饰材料可以用来制作汽车方向盘套、汽车坐垫，汽车脚垫等汽车内饰。80年代，汽车内饰都是金属和布艺的，那时能有或是能坐过小汽车就是一种炫耀，不谈汽车内饰的舒适性和实用性。90年代，汽车的配置停留在有空调、有电动车窗就是高配了，汽车内饰还是以实用、耐用为主。
现在汽车不仅仅是代步和运输的工具，人们在车内的时间已经占比逐步增大，对汽车内饰的要求也不仅是使用和舒适，需要有科技感、现代感、性格的独立化，普通的注塑材料和简单的黑、棕、灰的颜色不能满足人们的审美要求，所以，TPO汽车内饰材料诞生。TPO汽车内饰材料具有绿色环保、耐候性好、颜色稳定以及可塑性强等优点，舒适性较高。
但是，发明人认为上述TPO汽车内饰材料的表面色彩较为单一，使用一段时间后表面色彩的视觉效果容易变差，难以满足人们的需要。
发明内容
为了改善TPO汽车内饰材料的多彩视觉效果，本申请提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料及其制备方法采用如下的技术方案：
一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料，包括依次叠加的表面处理层、多彩花纹层、TPO膜层、PP Foam层和背面处理层，所述TPO膜层包括如下重量份的组分：改性TPO颗粒92-98份，光稳定剂1-4份，颜料1-4份，所述多彩花纹层包括若干个依次叠加的彩色涂层。
通过采用上述技术方案，PP Foam层具有皮革的质感，手感较好，作为基材使用。本申请采用改性TPO颗粒、光稳定剂和颜料制备的TPO膜层，具有透光特性和形状记忆功能。多个彩色涂层根据设计依次叠加，可以形成具有表面花纹和多层颜色的多彩花纹层，而且具有强烈的花纹变化和颜色变化。当多彩花纹层粘接在TPO膜层上时，TPO膜层的透光特性，有助于减少对多彩花纹层的色彩的干扰，有助于提高整个汽车内饰材料的多彩效果。TPO膜层的形状记忆功能，使得多彩花纹层在发生形变后，可以跟随TPO膜层同时恢复至原状，有助于减少多彩花纹层的花纹损坏，从而有助于汽车内饰材料长久的维持多彩视觉效果。
本申请，还在多彩花纹层的表面覆盖表面处理层，在PP Foam层的表面覆盖背面处理层，有助于减少多彩花纹层和PP Foam层因磨损以及氧化而损坏。因此，本申请有助于改善TPO汽车内饰材料的多彩视觉效果，本申请的汽车内饰材料可以长久的维持多彩视觉效果。
在一个具体的可实施方案中，所述改性TPO颗粒包括如下重量份的组分：常规TPO颗粒50-70份，自由基引发剂3-8份，有机硅烷15-20份，成核剂5-10份。
通过采用上述技术方案，将上述原料熔融共混后，常规TPO颗粒变成熔融态，自由基引发剂产生自由基，可以引发熔融态的常规TPO颗粒与有机硅烷交联，有助于改善改性TPO颗粒的弹性和形状记忆功能。成核剂可以加速改性TPO颗粒的结晶速度，抑制改性TPO颗粒的光散射，改善改性TPO颗粒透明性和表面光泽。将改性TPO颗粒制成TPO膜层时，TPO膜层具有优异的弹性、透光性和形状记忆功能。
在一个具体的可实施方案中，所述自由基引发剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷或1-氧化二苯基-二氮烯。
通过采用上述技术方案，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷和1-氧化二苯基-二氮烯均可以产生自由基，并且均可以引发常规TPO颗粒与有机硅烷发生交联，能够增强改性TPO颗粒的弹性和形状记忆功能，而且，相比于其他种类的自由基引发剂，1-氧化二苯基-二氮烯引发的交联反应可控性更好，有助于制备出形状记忆功能更好的改性TPO颗粒。
在一个具体的可实施方案中，所述有机硅烷为乙烯基三甲基硅烷。
通过采用上述技术方案，乙烯基三甲基硅烷的硅烷共价键具有良好的稳定性，有助于提高有机硅烷和常规TPO颗粒的交联网络的稳定性，而且，有助于提高改性TPO颗粒的表面光滑度，使得制备的TPO膜层手感更加爽滑。
在一个具体的可实施方案中，所述成核剂为山梨醇类成核剂、有机磷酸盐类成核剂、稀土类β成核剂中的至少一种。
通过采用上述技术方案，山梨醇类成核剂、有机磷酸盐类成核剂、稀土类β成核剂，均可以改善改性TPO颗粒透明性和表面光泽，而且，无毒无味，有助于减少汽车内饰材料的VOC。
在一个具体的可实施方案中，所述光稳定剂包括受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物，受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物的重量比为1:(0.5-2)。
通过采用上述技术方案，受阻胺类稳定剂可以捕获自由基，有助于抑制TPO膜层降解，亚磷酸酯类化合物可以增强TPO膜层的热稳定性和光稳定性，并且可以吸收紫外光，进一步抑制TPO膜层光降解。
在一个具体的可实施方案中，所述彩色涂层包括如下重量份的组分：聚氨酯丙烯酸树脂20-30份，聚碳酸酯树脂20-30份，色粉5-15份，紫外光引发剂4-8份，分散剂3-6份，流平剂1-3份，溶剂5-15份。
通过采用上述技术方案，溶剂用于溶解原料，分散剂有助于色粉和紫外光引发剂分散均匀，流平剂有助于提高彩色涂层的流平性。采用聚氨酯丙烯酸树脂和聚碳酸酯树脂混合改性，有助于提高彩色涂层的附着力和耐化学性，使得彩色涂层可以牢固的附着在TPO膜层上，从而有利于彩色涂层与TPO膜层同步形变；不同的彩色涂层可以选用不同颜色的色粉，制备出不同颜色的彩色涂层，有助于提高多彩花纹层的多彩效果。若干个彩色涂层根据设计的颜色层次依次叠加，可以搭配出多种花纹，有助于提高多彩花纹层的多彩视觉效果。
在一个具体的可实施方案中，所述背面处理层为聚氨酯类树脂层或聚烯烃类树脂层。
通过采用上述技术方案，聚氨酯类树脂层或聚烯烃类树脂层不仅可以牢固的粘接在PP Foam层上，而且可以减少PP Foam层氧化。
在一个具体的可实施方案中，所述表面处理层为水性聚氨酯树脂层或溶剂型聚氨酯树脂层。
通过采用上述技术方案，水性聚氨酯树脂层或溶剂型聚氨酯树脂层均可以减少多彩花纹层氧化和磨损，而且水性聚氨酯树脂层或溶剂型聚氨酯树脂层均为无色透明层，有助于多彩花纹层展现多彩花纹。
第二方面，本申请提供的一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料的制备方法采用如下的技术方案：
一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料的制备方法，包括如下制备步骤：
将改性TPO颗粒、光稳定剂和颜料混合均匀后，熔融挤出，得到TPO膜层，将TPO膜层与PP Foam层复合、成型，制得TPO基材；
将若干个彩色涂层依次涂覆在TPO基材的TPO膜层上，将若干个彩色涂层依次叠加形成多彩花纹层，得到TPO多彩花纹基材；
在TPO多彩花纹基材的多彩花纹层上涂覆表面处理层，在TPO多彩花纹基材的PPFoam层上涂覆背面处理层，制得TPO多彩花纹汽车内饰材料。
通过采用上述技术方案，先将TPO膜层与PP Foam层复合，有助于TPO膜层牢固的粘接在PP Foam层上，将若干个彩色涂层依次涂覆在TPO膜层上，彩色涂层即可组成具有多彩花纹效果的多彩花纹层，然后再涂覆表面处理层和背面处理层，有助于保护多彩花纹层和PP Foam层，而且对多彩花纹层的多彩花纹效果影响较小。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过采用改性TPO颗粒、光稳定剂和颜料制备的TPO膜层，以及若干个彩色涂层组成的多彩花纹层，有助于改善TPO汽车内饰材料的多彩视觉效果，本申请的汽车内饰材料可以长久的维持多彩视觉效果；
2.本申请通过采用常规TPO颗粒、自由基引发剂、有机硅烷和成核剂，有助于改善改性TPO膜层的弹性、透光性和形状记忆功能；
3.本申请的方法便于制备出具有多彩视觉效果的汽车内饰材料，还可以减少汽车内饰材料发生氧化，有助于延长汽车内饰材料的使用时间。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
其中，RG-50购自三井公司；乙烯基三甲基硅烷的CAS号为754-05-2，含量为99％；山梨醇类成核剂的型号为3940；1-氧化二苯基-二氮烯购自西亚化学科技(山东)有限公司，分析纯；甲基三氯硅烷的型号为kpl-66898；机磷酸盐类成核剂的型号为NP-509；稀土类β成核剂购自武汉拉那白医药化工有限公司；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的型号为S31114；亚磷酸三乙酯的CAS号为122-52-1；紫外光引发剂为巴斯夫907；分散剂为DISPERBYK-163；流平剂为BYK-333。
改性TPO颗粒的制备例
制备例1
本制备例提供一种改性TPO颗粒，包括如下重量的组分：常规TPO颗粒60kg，自由基引发剂5.5kg，有机硅烷17.5kg，成核剂7.5kg。常规TPO颗粒型号为RG-50；自由基引发剂选用2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷，有机硅烷选用乙烯基三甲基硅烷，成核剂选用山梨醇类成核剂。
改性TPO颗粒按照如下步骤制备：将常规TPO颗粒、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷、乙烯基三甲基硅烷和山梨醇类成核剂均加入挤出机中，在150℃下熔融共混后，挤出切粒，得到改性TPO颗粒。
制备例2
本制备例提供一种改性TPO颗粒。本制备例与制备例1的区别在于，改性TPO颗粒包括如下重量的组分：常规TPO颗粒50kg，自由基引发剂3kg，有机硅烷15kg，成核剂5kg。
制备例3
本制备例提供一种改性TPO颗粒。本制备例与制备例1的区别在于，改性TPO颗粒包括如下重量的组分：常规TPO颗粒70kg，自由基引发剂8kg，有机硅烷20kg，成核剂10kg。
制备例4
本制备例提供一种改性TPO颗粒。本制备例与制备例1的区别在于，用等量的1-氧化二苯基-二氮烯替换2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷。
制备例5
本制备例提供一种改性TPO颗粒。本制备例与制备例1的区别在于，用等量的甲基三氯硅烷替换乙烯基三甲基硅烷。
制备例6
本制备例提供一种改性TPO颗粒。本制备例与制备例1的区别在于，用等量的有机磷酸盐类成核剂替换山梨醇类成核剂。
制备例7
本制备例提供一种改性TPO颗粒。本制备例与制备例1的区别在于，用等量的稀土类β成核剂替换山梨醇类成核剂。
光稳定剂的制备例
制备例8
本制备例提供一种光稳定剂。光稳定剂包括受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物，受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物的重量比为1:1。受阻胺类稳定剂的型号为UV-622，亚磷酸酯类化合物选用亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
制备例9
本制备例提供一种光稳定剂。本制备例与制备例8的区别在于，受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物的重量比为1:0.5。
制备例10
本制备例提供一种光稳定剂。本制备例与制备例8的区别在于，受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物的重量比为1:2。
制备例11
本制备例提供一种光稳定剂。本制备例与制备例8的区别在于，亚磷酸酯类化合物选用亚磷酸三乙酯。
实施例
实施例1
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料包括：表面处理层、多彩花纹层、TPO膜层、PP Foam层和背面处理层。TPO膜层覆盖在PP Foam层一侧的表面上；多彩花纹层包括若干个依次叠加的彩色涂层，多彩花纹层覆盖在TPO膜层背离PP Foam层的表面上。表面处理层覆盖在多彩花纹层背离TPO膜层的表面上，背面处理层覆盖在PP Foam层背离TPO膜层的表面上。表面处理层和背面处理层均是水性聚氨酯树脂凝结成的透明层，PP Foam层是采用聚丙烯泡沫塑料制成的层。
本实施例的TPO膜层包括如下重量的组分：改性TPO颗粒95kg，光稳定剂3kg，颜料3kg。其中，改性TPO颗粒选用制备例1制备的改性TPO颗粒，光稳定剂选用制备例8制备的光稳定剂。
新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料按照如下步骤制备：
将改性TPO颗粒、光稳定剂和颜料加入搅拌器中，搅拌均匀后，将混合物加入挤出机中，在150℃下熔融，得到TPO熔融物，将TPO熔融物挤出到PP Foam层上，将PP Foam层通过压辊机，TPO熔融物形成TPO膜层，TPO膜层即与PP Foam层复合、成型，制得TPO基材。
然后，将聚氨酯丙烯酸树脂25kg、聚碳酸酯树脂25kg、色粉10kg、紫外光引发剂6kg、分散剂4.5kg、流平剂2kg和溶剂10kg混合均匀，得到彩色涂料，其中，溶剂为乙酸乙酯。
将彩色涂料涂覆在TPO基材的TPO膜层上，烘干固化后，得到彩色涂层，按照设计方案，将若干个彩色涂层依次叠加，形成多彩花纹层，得到TPO多彩花纹基材；
在TPO多彩花纹基材的多彩花纹层上均匀涂覆水性聚氨酯树脂，将水性聚氨酯树脂烘干固化后，得到表面处理层；在TPO多彩花纹基材的PP Foam层上涂覆水性聚氨酯树脂，再将水性聚氨酯树脂烘干固化后，得到背面处理层。即制得TPO多彩花纹汽车内饰材料。
实施例2-7
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。实施例2-7与实施例1的区别在于，TPO膜层的原料配比不同。实施例2-7的TPO膜层的原料配比如表1所示。
表1
实施例8
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，改性TPO颗粒选用制备例2制备的改性TPO颗粒。
实施例9
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，改性TPO颗粒选用制备例3制备的改性TPO颗粒。
实施例10
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，改性TPO颗粒选用制备例4制备的改性TPO颗粒。
实施例11
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，改性TPO颗粒选用制备例5制备的改性TPO颗粒。
实施例12
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，改性TPO颗粒选用制备例6制备的改性TPO颗粒。
实施例13
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，改性TPO颗粒选用制备例7制备的改性TPO颗粒。
实施例14
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，光稳定剂选用制备例9制备的光稳定剂。
实施例15
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，光稳定剂选用制备例10制备的光稳定剂。
实施例16
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，光稳定剂选用制备例11制备的光稳定剂。
实施例17
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，表面处理层是溶剂型聚氨酯树脂凝结成的透明层。
实施例18
本实施例提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。本实施例与实施例1的区别在于，背面处理层是聚烯烃类树脂凝结成的透明层。
实施例19-22
实施例19-22提供一种新型的TPO多彩花纹汽车内饰材料。实施例19-22与实施例1的区别在于，彩色涂层的原料配比不同。实施例19-22的原料配比如图表2所示。
表2
对比例
对比例1
本对比例提供一种TPO多彩花纹汽车内饰材料。本对比例与实施例1的区别在于，用等量的常规TPO颗粒替换改性TPO颗粒。
对比例2
本对比例提供一种TPO多彩花纹汽车内饰材料。本对比例与实施例1的区别在于，不添加光稳定剂。
对比例3
本对比例提供一种TPO多彩花纹汽车内饰材料。本对比例与实施例1的区别在于，多彩花纹层只包括1层彩色涂层。
对比例4
本对比例提供一种TPO多彩花纹汽车内饰材料。本对比例与实施例1的区别在于，不设置表面处理层。
对比例5
本对比例提供一种TPO多彩花纹汽车内饰材料。本对比例与实施例1的区别在于，不设置背面处理层。
性能检测试验
针对实施例1-22和对比例1-5提供的汽车内饰材料，观察上述汽车内饰材料的外观色彩，以色彩丰富、花纹精美、有光泽为优级品。按照QB/T2537规定的方法检测上述汽车内饰材料的摩擦色牢度，按照QB/T2727规定的方法检测上述汽车内饰材料的耐光色牢度，按照QB/T2726规定的方法检测上述汽车内饰材料的耐磨性。测试结果如表3-6所示。
表3实施例1-7的测试数据表
表4实施例8-16的测试数据表
表5实施例17-22的测试数据表
表6对比例1-5的测试数据表
结合实施例1和对比例1-5并结合表3和表6可以看出，相比于实施例1，对比例1-4的摩擦色牢度、耐光色牢度均较低，耐磨性和外观均较差；对比例5的摩擦色牢度、耐光色牢度均较低，耐磨性较差。这说明，采用改性TPO颗粒和光稳定剂制备的TPO膜层、多层彩色涂层叠加形成的多彩花纹层、表面处理层、背面处理层和PP Foam层制备的汽车内饰材料，不仅外观具有多彩视觉效果，而且不易损坏，可以长久的维持多彩视觉效果。
结合实施例1-7并结合表3可以看出，实施例1-7的摩擦色牢度、耐光色牢度、耐磨性和外观均相差较小。这说明，实施例1-7制备的汽车内饰材料均具有较好的多彩视觉效果，且长久的维持多彩视觉效果。
结合实施例1、实施例8-13并结合表3和表4可以看出，实施例1和实施例8-13的摩擦色牢度、耐光色牢度、耐磨性和外观均相差较小。这说明，在本申请的改性TPO颗粒的配比下制备的改性TPO颗粒，均有助于提高TPO膜层的弹性、透光性和形状记忆功能，有助于改善汽车内饰材料的多彩视觉效果。
结合实施例1、实施例14-16并结合表3和表4可以看出，实施例1和实施例14-16的摩擦色牢度、耐光色牢度、耐磨性和外观均相差较小。这说明，水性聚氨酯树脂和溶剂型聚氨酯树脂制备的表面处理层，聚氨酯树脂和聚烯烃类树脂制备的背面处理层，均有助于减少汽车内饰材料的多彩视觉效果受损。
结合实施例1、实施例19-22并结合表3和表5可以看出，实施例1和实施例19-22在本申请的彩色涂层的配比下制备的彩色涂层，均有助于改善汽车内饰材料的多彩视觉效果。
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 (5)
1.一种TPO多彩花纹汽车内饰材料，其特征在于，包括依次叠加的表面处理层、多彩花纹层、TPO膜层、PP Foam层和背面处理层，所述TPO膜层包括如下重量份的组分：改性TPO颗粒92-98份，光稳定剂1-4份，颜料1-4份，所述多彩花纹层包括若干个依次叠加的彩色涂层；所述改性TPO颗粒包括如下重量份的组分：常规TPO颗粒50-70份，自由基引发剂3-8份，有机硅烷15-20份，成核剂5-10份；所述自由基引发剂为2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）-己烷或1-氧化二苯基-二氮烯；所述彩色涂层包括如下重量份的组分：聚氨酯丙烯酸树脂20-30份，聚碳酸酯树脂20-30份，色粉5-15份，紫外光引发剂4-8份，分散剂3-6份，流平剂1-3份，溶剂5-15份；所述背面处理层为聚氨酯类树脂层或聚烯烃类树脂层；所述表面处理层为水性聚氨酯树脂层或溶剂型聚氨酯树脂层；所述背面处理层和表面处理层均为无色透明层。
2.根据权利要求1所述的一种TPO多彩花纹汽车内饰材料，其特征在于，所述有机硅烷为乙烯基三甲基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种TPO多彩花纹汽车内饰材料，其特征在于：所述成核剂为山梨醇类成核剂、有机磷酸盐类成核剂、稀土类β成核剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种TPO多彩花纹汽车内饰材料，其特征在于：所述光稳定剂包括受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物，受阻胺类稳定剂和亚磷酸酯类化合物的重量比为1:(0.5-2)。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的TPO多彩花纹汽车内饰材料的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：
将改性TPO颗粒、光稳定剂和颜料混合均匀后，熔融挤出，得到TPO膜层，将TPO膜层与PPFoam层复合、成型，制得TPO基材；
将若干个彩色涂层依次涂覆在TPO基材的TPO膜层上，将若干个彩色涂层依次叠加形成多彩花纹层，得到TPO多彩花纹基材；
在TPO多彩花纹基材的多彩花纹层上涂覆表面处理层，在TPO多彩花纹基材的PP Foam层上涂覆背面处理层，制得TPO多彩花纹汽车内饰材料。
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