CN1517390A - 热塑性聚烯烃薄板及其制造方法 - Google Patents

热塑性聚烯烃薄板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种TPO薄板的制造方法，包括以下步骤：制备TPO薄板；以及对该TPO薄板辐照电子束。如上所述，本发明的具体实施例通过对TPO薄板的混合物辐照电子束来形成交联，从而提供一种具有改良的耐划痕性的TPO薄板。

Description

热塑性聚烯烃薄板及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2003年1月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2003-01012号的利益，其披露的内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明通常涉及一种热塑性聚烯烃(TPO)薄板及其制造方法，更具体地涉及一种具有通过提高交联比例改善耐划痕性的TPO薄板及其制造方法。
背景技术
常规地，聚氯乙烯(PVC)薄板通常用于诸如车顶内衬、车门内装饰、或仪表板等这类的车辆内部部件。常规使用的聚氯乙烯薄板通常加入增塑剂以改善聚氯乙烯薄板的加工性能。然而，常规聚氯乙烯薄板有一个缺点，增塑剂可产生剌激性气味。除此之外，增塑剂的另一个缺点在于聚氯乙烯薄板包括对人体有毒的氯分子。
最近，为了解决上述缺点，将包括橡胶和烯烃树脂的TPO薄板用作车辆内部部件的薄板。
同时，车辆内部部件应该耐：诸如在制造车辆的装配过程中可能产生划痕这类的外部环境的作用、在车辆的操纵过程中可能发生的对其它物体的摩擦、或紫外线。然而，用作车辆内部部件的常规TPO薄板存在仍然缺少耐外部冲击性能、或者耐划痕性的问题。
发明内容
因此，本发明的一个方面提供一种通过对TPO薄板的混合物辐照电子束来形成交联以改善耐划痕性的TPO薄板及其制造方法。
本发明的另外的方面和优点将在以下的描述中部分阐明，并且部分地，将通过描述变得显而易见，或者可以通过本发明的实施得到了解。
本发明的前述和其它方面是通过提供一种TPO薄板的制造方法而实现，包括制备TPO薄板；以及对TPO薄板进行电子束辐照。
根据本发明的一个方面，电子束是在25至50之间的温度进行辐照。
根据本发明的一个方面，电子束采用300kV～1000kV的电压进行辐照。
根据本发明的一个方面，电子束具有2兆拉德(Mrad)～10兆拉德范围的辐照剂量。
根据本发明的一个方面，TPO薄板的制造方法进一步包括在制备TPO薄板时加入交联剂。
根据本发明的一个方面，交联剂是一种包括不饱和基团且通过电子束变成自由基的单体，或单体的混合物。
根据本发明的一个方面，单体为多官能团甲基丙烯酸酯单体或多官能团乙烯基单体。
根据本发明的一个方面，多官能团甲基丙烯酸酯单体是选自由二乙烯基苯、氰脲酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷、亚硝基苯、二苯胍、以及乙二醇二甲基丙烯酸酯组成的组中的一种，而多官能团乙烯基单体则为乙烯基丁酸酯和乙烯基硬脂酸酯中的一种。
根据本发明的一个方面，交联剂的加入份数以重量计在0.1份～1.5份的范围内。
根据本发明的另一方面，上述和其它方面还可以通过提供一种根据权利要求1至9中任一权利要求所述的TPO薄板的制造方法并形成交联而制成的TPO薄板来实现。
根据本发明的一个方面，TPO薄板具有10％～40％范围内的交联比例(rate)。
具体实施方式
现将结合本发明的具体实施例进行详细描述，其实施例显示于附图，其中相同附图标记始终指的是相同部件。以下描述了具体实施例，其目的是通过结合附图解释本发明。
常规的TPO薄板树脂为聚烯烃树脂和烯烃共聚型橡胶的混合物。
聚烯烃树脂为固体聚合物产品。聚烯烃树脂可根据高压方法或中压方法通过一种或多种单烯烃的聚合而制成。单烯烃包括乙烯、丙烯、1-丁烷、1-戊烯、1-辛烷、2-甲基-1-丙烯、3-甲基-1-戊烯。
同时，烯烃共聚型橡胶包括烯烃单元。而且，烯烃共聚型橡胶至少是选自由乙烯-α-烯烃(例如丙烯、1-丁烷、或1-辛烷)共聚型橡胶、乙烯-α-烯烃(例如1-丁烷、1-己烯、1-辛烯)非共轭二烯烃共聚型橡胶(例如乙丙橡胶(EPR)、三聚乙丙单体(乙烯-丙烯-二烯系单体)(EPDM)、或乙烯-1-丁烷非共轭二烯烃共聚型橡胶)、以及α-烯烃共轭二烯烃共聚型橡胶(例如丙烯丁二烯共聚型橡胶)组成的组中的一种。
根据本发明，TPO薄板用电子束进行辐照以改善紫外线稳定性以及耐划痕性，这是因为包括上述混合物的TPO薄板缺乏紫外线稳定性及耐划痕性。如果TPO薄板用电子束进行辐照，则将TPO薄板的表面硬化，而TPO薄板的耐划痕性相应地改善。
通常，在聚丙烯树脂用电子束进行辐照的情况下，当聚丙烯分子通过电子束辐照变得易于彼此分离时，聚丙烯分子之间的距离增大，而将聚合物染色同时热稳定性下降。因此，聚丙烯树脂对于用电子束进行辐照不是适宜的材料。同时，尽管橡胶具有极佳的弹性，但是就通过电子束辐照形成交联而言，橡胶并不是适宜的材料，或者，因为当用力施加于橡胶时，其可具有将被变形的可塑性，而通过电子束辐照的交联效率并不足够好。
因此，优选将交联剂加入TPO薄板的混合物中后，对TPO薄板辐照电子束。
通过电子束的交联可以在室温或在相对高的温度下实施。尤其，应当优选25～50之间的温度。电子束的渗透深度可通过电压调节来控制以使电子束渗透贯穿TPO薄板或辐照在TPO薄板的表面。换句话说，任意确定的电子束渗透深度可根据TPO薄板的厚度来控制。然而，优选地，应该将电子束渗透深度调节到表面深度(surface depth)。
当将电子束调节以渗透贯穿TPO薄板时，电压范围在500kV～1,000kV之间。当将电子束辐照在表面上时，电压范围在300kV～400kV之间。优选地，当将电子束辐照在表面上时，电压应为300kV。
在辐照电子束时，根据电压辐照剂量可在2兆拉德～10兆拉德的范围内调节以实现目标所定的交联比例。
此时，尽管通过电子束辐照根据本发明的TPO薄板来实施交联，以改善交联比例，但是可将交联剂和辅助材料加入TPO薄板的混合物之后，对TPO薄板连续施用电子辐照。而且，在通过挤压成型装置或压延成型装置制成的TPO薄板上层压聚烯烃泡沫之后，可将电子辐照施于TPO薄板。
交联剂是一种包括多于两个不饱和基团的多官能团单体并且在聚合物之间起交联作用。而且，交联剂在聚合物之间起桥连基的作用，并且使聚合物链的断裂降至最小程度，其可发生在过氧化物或电子束引发的自由基交联反应过程中。可用作交联剂的适宜材料为诸如二乙烯基苯、氰脲酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷、亚硝基苯、二苯胍、以及乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷、三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯这类的多官能团甲基丙烯酸酯单体，以及诸如乙烯基丁酸酯、乙烯基硬脂酸酯这类的多官能团乙烯基单体。而且，交联剂的加入量以重量计约在0.1份～1.5份之间。优选地，交联剂的加入量以重量计应在0.3份～0.5份之间。而且，可以加入在上述重量份数范围内的一种以上的交联剂。
此时，将班伯里密炼机或常规混合器用于混合交联剂和TPO树脂。在必要时，可将无机填料、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、着色剂进行混合。
在根据挤压成型方法或压延成型方法利用上述混合物制成预定薄板之后，将TPO薄板的混合物进行交联。
通过电子束辐照过程交联的TP0薄板的交联比例应该在10％～40％之间。优选地，交联比例应该在10％～20％之间。经辐照的TPO薄板的交联比例可通过根据ASTM D-2765的溶剂萃取方法进行测定。
将实施例显示于下表。然而，其并不限定本发明的权利要求。
  实施例1   实施例2   比较例1   比较例2   比较例3   比较例4
  TPO(phr)     100     100     100     100     100     100
  交联剂(phr)     0.3     0.4     0.5     0.5     -     -
  电压(kv)     300     800     300     500     -     300
  辐照剂量(Mrad)     5.0     2.2     5.0     2.5     -     4.0
  铅笔的硬度     B     B     H     B     3B     比2B软
以上述方式制成的TPO薄板在外部冲击下几乎不会开裂，这是因为其在耐划痕性、紫外线稳定性、以及耐化学性方面得到改善。因此，可以制成具有极佳表面性能的车辆内部部件，例如车门内装饰、车顶内衬、以及仪表板。
如上所述，本发明的具体实施例通过对TPO薄板辐照电子束来形成交联而提供一种具有改良的耐划痕性的TPO薄板。
尽管已经披露了本发明的几个具体实施例，但对于本领域的技术人员来说，可以对这些具体实施例进行各种变化，而不偏离本发明的原则和精神，本发明的范围由所附权利要求及其等同方案所涵盖。

Claims (12)

1.一种TPO薄板的制造方法，包括以下步骤：
制备所述TPO薄板；以及
对所述TPO薄板进行电子束辐照。
2.根据权利要求1所述的TPO薄板的制造方法，其中所述电子束在温度25～50之间进行辐照。
3.根据权利要求1所述的TPO薄板的制造方法，其中所述电子束采用300kV～1000kV范围内的电压进行辐照。
4.根据权利要求2所述的TPO薄板的制造方法，其中所述电子束采用300kV～1000kV范围内的电压进行辐照。
5.根据权利要求1所述的TPO薄板的制造方法，其中所述电子束具有2兆拉德～10兆拉德范围内的辐照剂量。
6.根据权利要求1所述的TPO薄板的制造方法，进一步包括在制备所述TPO薄板时加入交联剂。
7.根据权利要求6所述的TPO薄板的制造方法，其中所述交联剂为包括不饱和基团且通过所述电子束变成自由基的单体，或为所述单体的混合物。
8.根据权利要求7所述的TPO薄板的制造方法，其中所述单体为多官能团甲基丙烯酸酯单体或多官能团乙烯基单体。
9.根据权利要求8所述的TPO薄板的制造方法，其中所述多官能团甲基丙烯酸酯单体是选自由二乙烯基苯、氰脲酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷、亚硝基苯、二苯胍、以及乙二醇二甲基丙烯酸酯组成的组中的一种，而所述多官能团乙烯基单体则为乙烯基丁酸酯和乙烯基硬脂酸酯中的一种。
10.根据权利要求6所述的TPO薄板的制造方法，其中所述交联剂的加入份数以重量计在0.1份～1.5份的范围内。
11.一种根据权利要求1至9中任一权利要求所述的TPO薄板的制造方法并形成交联而制成的TPO薄板。
12.根据权利要求11所述的TPO薄板，其中所述TPO薄板具有10％～40％范围内的交联比例。
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Denomination of invention: Thermoplastic polyolefine sheet and its manufacturing method

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