CN1886454A - 用于无缝气囊盖的树脂混合物和使用该混合物的无缝气囊盖或有气囊盖的无缝仪表板 - Google Patents

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Abstract

用于无缝气囊盖的一种树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的一种树脂混合物，它包括(A)50－90％质量的聚丙烯，(B)0－20％质量的热塑弹性体和(C)10－30％质量的滑石粉，滑石粉有平均颗粒直径15－25μm和这样的颗粒直径分布，即有直径5μm或以下的颗粒含量为质量10％或以下和有直径40μm以上的颗粒含量为质量10％或以下。当模制仪表板时该树脂混合物表现出足够好的特性。可作为整体模制的产品得到有气囊盖的无缝仪表板，在回收时它可作为单个部件处理。

Description

用于无缝气囊盖的树脂混合物和使用该混合物的 无缝气囊盖或有气囊盖的无缝仪表板
技术领域
本发明涉及用于制作气囊装置容器部分盖的树脂混合物，气囊装置在汽车碰撞时启动和张开(气囊盖)。特别是，本发明涉及用于无缝气囊盖的树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的树脂混合物，在仪表板注模成型时它表现出足够的特性和以整体模制产品的形式提供有气囊盖的无缝仪表板，在回收时可将该板作为单个部件处理。
背景技术
在有气囊盖的元缝仪表板中，形成一条预先设计的破裂线，从而当汽车碰撞时气囊装置启动和膨胀的时候使气囊盖很容易裂开。
即使它伴随着刚度或热阻抗的降低，至今使用软的高度抗冲击的材料制成气囊盖从而在破裂时气囊盖裂开的时候可以防止产生有尖锐形状的碎片。
也将滑石粉加到用于气囊盖的树脂混合物中，因此给气囊盖提供一定程度的刚性。一般来说，使用能大大改善热阻抗和刚性的细的滑石粉(有平均颗粒直径10μm(微米)或以下，特别是6μm或以下)。
公开了一种气囊盖，它由包含聚丙烯、乙烯-α烯烃共聚物橡胶、和有平均颗粒直径15μm或以下的滑石粉的混合物模制而成。与分别模制的仪表板组合使用这种气囊盖以便构成单个部件(例如，见专利参考文献1)。
因为上述用于气囊盖的树脂混合物由于大量的橡胶组份不能具有很大的刚性，所以使用这种树脂混合物整体模制仪表板和气囊盖作为单个部件是不可能的。
公开了由包含聚丙烯、两种类型的乙烯-α烯烃基的无定形共聚物、有低结晶度的丙烯-1丁烯共聚物和矿物油基的软化剂的混合物模制的一种气囊(例如，见专利参考文献2)。在参考文献中描述了使用滑石粉，但在描述中没有提及滑石粉颗粒的直径。
在专利参考1文献中，气囊用的混合物和仪表板用的混合物使用不同的材料。
因此，为了达到气囊盖和仪表板“无缝”的条件，需要将气囊盖和仪表板熔融粘接以便成一整体。
上述成整体的过程有一缺点，即一部分熔融物倾向于从表面突出。
当将一种表面膜的材料加到模型中使表面膜附着在气囊和仪表板的外表面上时，产生了各种问题，如表面材料在模型中移动和在表面膜上产生皱纹。目前实际的情况是这种方法不能完全满足市场上的需求。
由于气囊用的混合物和仪表板用的混合物是不同的材料，在回收时复合产品不能作为单件处理。
专利参考文献1：日本专利申请公开号平成10(1998)-273001
专利参考文献2：日本专利申请公开号平成10(1998)-279745。
发明内容
在上述情况下已经做出了本发明，本发明的目的是提供一种树脂混合物，可将它有利地用作无缝气囊盖的树脂混合物，也可将它用作有气囊盖的无缝仪表板的树脂混合物，其气囊盖是由单一材料制成，它表现出在抗冲击性和刚性之间良好的平衡和可以用它来整体模制无缝气囊盖和仪表板，和无缝气囊盖，和有包含该混合物的气囊盖的无缝仪表板。
为了克服上述问题由本发明人深入细致研究的结果，发现用一种包含聚丙烯、热塑弹性体和有特定平均颗粒直径和颗粒直径特定分布的特定量的滑石粉的树脂混合物可以达到上述目的。
根据该知识已经完成本发明。
本发明提供：
(1)用于无缝气囊盖的一种树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的一种树脂混合物，它包括(A)50-90％质量的聚丙烯，(B)0-20％质量的热塑弹性体和(C)10-30％质量的滑石粉，其中滑石粉有平均颗粒直径15-25μm，和颗粒直径的分布是这样，有直径为5μm或以下的颗粒含量是10％质量或以下和有直径为大于40μm的颗粒含量是10％质量或以下；
(2)如在(1)中描述的用作无缝气囊盖的一种树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的一种树脂混合物，其中组份(B)的热塑弹性体是乙烯-α烯烃的共聚物弹性体；
(3)如(1)或(2)中任一个所述的用作无缝气囊盖的一种树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的一种树脂混合物，其中该树脂混合物有(1)按照ASTM(美国标准试验方法)D256法在23℃下有槽口测量到的悬臂梁式冲击强度为15-40KJ/m2，(2)按照ASTM D790法在23℃下测量到的抗弯模量为1,600-3,000MPa，(3)按照JIS(日本工业标准)K7210法在230℃和21.2N(牛顿)(2.16kgf)负荷下测量到的熔体流速(MFR)为5-40g/10分钟；
(4)包含在(1)中描述的树脂混合物的元缝气囊盖；和
(5)有气囊盖的无缝仪表板，它是通过整体模制包含如(1)中描述的树脂混合物的无缝气囊盖和包含该树脂混合物的仪表板而得到的。
附图说明
图1表示有气囊盖的无缝仪表板的透视图，它是由整体模制无缝气囊盖和仪表板制成，和用于实例中的张开试验。
图2表示沿图1中的II-II线取的有气囊的无缝仪表板的剖面图。
在各图中的数字有如下含义：
1.仪表板
3.仪表板的主要部分
5.气囊盖
7.预先设计的分裂线部分
11.盖部分。
具体实施方式
在本发明中，用作组分(A)的聚丙烯的实例包括均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯和无规聚丙烯。从抗冲击性和刚性之间平衡的观点嵌段聚丙烯是优选的。
根据组分(A)、(B)和(C)的总量聚丙烯的含量在50-90％的质量是必需的。
当聚丙烯的含量是50％质量或以上和热塑弹性体的含量是20％质量或以下时，气囊盖的抗冲击性和刚性之间的平衡是令人满意的。当滑石粉含量是10-30％质量时，气囊的刚性和膨胀特性是优秀的。
当聚丙烯的含量是质量的90％或以下时，气囊盖部分本身的破裂被抑制，和由于气囊盖的抗冲击阻抗增加在气囊装置扩大和膨胀时有尖锐形状碎片的散射被抑制。
聚丙烯优选的熔体流速(MFR)为8g/10分钟或以上和更优选地为10-70g/10分钟，这是按照JIS K7210法在230℃和21.2N(牛顿)(2.16kgf)负荷下测量的。
当聚丙烯的熔体流速是5g/10分钟或以上时可将聚丙烯注模成形，接着在气囊盖内侧形成如加强筋这样复杂的形状。
组份(B)的热塑弹性体的实例包括乙烯-α烯烃共聚物弹性体，如乙烯和α烯烃的二元或多组份共聚物弹性体，α烯烃优选地是含有3-8个碳原子的α烯烃，如丙烯、丁烯1、己烯1和辛烯1。
热塑弹性体的实例也包括三元或多组份共聚物弹性体，由上述共聚物弹性体与非共轭双烯和丙烯基树脂和共聚物弹性体的混合物进行共聚反应来制备。
热塑弹性体的实例还包括烯烃基的热塑弹性体，如含有更大量共聚合橡胶的聚丙烯，有橡胶含量为质量25％或以上，用沸腾的二甲苯萃取的量作为测量值。
热塑弹性体的实例还包括苯乙烯基的热塑弹性体，它们的实例包括苯乙烯和共轭双烯的嵌段共聚物，共轭双烯如丁二烯和异戊二烯和嵌段共聚物的氢化产品如SEBS。
可以用二元或多元混合物的形式使用上述的热塑弹性体。
从回收特性的观点来看，使用乙烯-α烯烃共聚物弹性体作为组份(B)是优选的。
基于组份(A)、(B)和(C)的总量，热塑弹性体的含量为质量0.20％是必需的。
从抗冲击性和刚性平衡的观点来看，该含量在3-15％质量的范围内是优选的。
当热塑弹性体的含量是质量20％或以下时，刚性是优秀的，可以充分地显现作为仪表板的功能。
基于组份(A)、(B)和(C)的总量，组分(C)的滑石粉含量为质量10-30％是必需的。滑石粉的平均颗粒直径为15-25μm和颗粒的直径分布为直径为5μm或以下的颗粒含量是质量10％或以下和超过40μm直径的颗粒含量是质量10％或以下，是必需的。
按照激光衍射法(例如，使用SHIMADZU公司制造的SALD-2000仪器)测量平均颗粒直径。
从抗冲击性和刚性之间平衡的观点来看，滑石粉含量优选地是质量15-30％和更优选地是质量20-30％。
当滑石粉含量是质量10％或以上时，在刚性和冲击强度之间的平衡是优秀的，可以显现作为仪表板的功能。
当滑石粉含量是质量30％或以下时，在无缝气囊盖上预先设计的分裂线上清楚地产生破裂，并且没有碎片散开。
滑石粉的平均颗粒直径在15-25μm范围内是必需的。
当滑石粉平均颗粒直径超过25μm时，很难维持仪表板所需的刚性和抗冲击性。
当平均颗粒直径是15μm或以上时，在无缝气囊盖上预先设计的分裂线上清楚地产生破裂，并且没有碎片散开。
滑石粉有这样的颗粒直径分布是必需的，即直径5μm或以下的颗粒含量是质量10％或以下和直径大于40μm的颗粒含量是质量10％或以下。
优选的是，直径为5μm或以下的颗粒含量是质量8％或以下和直径超过40μm的颗粒含量是质量8％或以下。
当滑石粉颗粒直径分布中直径5μm颗粒的含量超过质量10％时，冲击强度太大，使气囊在膨胀时预先设计的分裂线不能清楚地破裂。
当直径超过40μm的颗粒含量超过质量10％时冲击强度太小，有可能在盖部分本身破裂时形成有尖锐形状碎片的散射。
如上所述，当使用的滑石粉有这样的颗粒直径分布，即直径5μm或以下的颗粒含量是质量10％或以下和直径大于40μm的颗粒含量是质量10％或以下时，在气囊扩大和膨胀的时候刚好在预先设计的槽处产生很好的气囊破裂，而不会发生气囊盖部分本身的破裂和散射。
按照常规的方法使用单螺杆挤压机或双螺杆护照压机，通过熔融混合组份(A)到(C)可以生产用于本发明无缝气囊盖的树脂混合物。
树脂混合物有按照ASTM D256法在23℃下有槽口测量到的悬臂梁式冲击强度为15-40KJ/m2，按照ASTM D790法在23℃下测量到的抗弯模量为1,600-3,000MPa，和按照JIS K7210法在230℃和21.2N(2.16kgf)负荷下测量到的熔体流速(MFR)为5～40g/10分钟，是优选的。
当悬臂梁式冲击强度(23℃、有槽口)是15KJ/m2或更大，抗冲击性是优秀的，可以方便地使用同样材料作为仪表板材料。
当悬臂梁式冲击强度超过40KJ/m2时，由于抗冲击阻抗太大使气囊不会在预先设计的分裂线清楚地裂开。
当抗弯模量是1,600MPa或以上时，刚性增加，使用相同的材料作为仪表板是有利的。
当抗弯模量超3,000MPa时，刚性增加太大，在气囊扩大和膨胀时有可能造成气囊盖本身被裂，和有尖锐形状的碎片散射。
抗弯模量优选地是1,800-2,300MPa。
当熔体流速是5g/10分钟或以上时，可提高混合物注模成型的特性。当熔体流速是40g/10分钟或以下，而组份(A)的聚丙烯分子量不减小时，可改善气囊盖的机械特性。
使用本发明的树脂混合物生产的无缝气囊盖和有气囊盖的无缝仪表板，在平面冲击造成破裂的情况下表现出脆性破裂，在预先设计的分裂线处清楚地裂开而不会散射碎片。
对本发明的无缝气囊盖来说，其他条件(如盖的形状、连接到汽车本体或内部的方法和锯齿线和连接部分的铰接结构)都与常规的无缝气囊盖相同，只要使用上述的树脂混合物就行。
因为本发明的无缝气囊盖在抗冲击性和刚性之间表现出优良的平衡，所以其所用的树脂混合物也可用于其他的内部部件如仪表板。
因此，按照二色模制法或常规的注模法可以生产整体模制的有气囊盖和仪表板的部件。由于可以使用单一材料进行生产，所以很容易获得无缝的结构而无需层压表面膜。
在图1和图2中表示使用本发明树脂混合物的有气囊盖的无缝仪表板的一个实例。
图1表示由整体模制无缝气囊盖和仪表板制成的有气囊盖的无缝仪表板的透视图，该仪表板用于实例的膨胀试验。图2表示沿图1中的II-II线切取的有气囊盖的元缝仪表板的剖面。
在图1和2中，1表示使用本发明的树脂混合物整体模制仪表板主要部分3和气囊盖5而形成的仪表板。
在气囊盖5中，以在背面形成的槽口9的形式生成薄的预先设计的破裂部分(变薄部分)(对应于在气囊膨胀时用于破裂的预先设计的凹槽)，和由槽口9包围的部分形成气囊盖部分(以下简称为“盖部分”)11。
因此，气囊盖5是无缝类型的气囊盖，它由盖部分11和在盖部分11附近的仪表板3的主要部分组成，在气囊盖5的外侧在图中没有表示预先设计的分裂线部分。
在气囊盖5的背面布置框架13，在平面图中它有矩形的形状。
框架13是由容器部分13a、突缘部分13b、和背撑部分13d组成，容器部分13a用于包含气囊模块，突缘部分13b是与容器部分13a整体成形，而背撑部分13d是通过铰链部分13c与容器部分13a整体成形。
在背撑部分13d的除了铰链部分13c之外的3个边缘和容器部分13a的发射部分17之间形成间隙19。
以这样的方式通过振动将背撑部分13d熔融粘接在盖部分11的背面，使铰链部分13c放在车辆前侧对应预先设计的分裂线7部分的位置上并沿车辆的横向伸展。
突缘部分13b是通过振动熔融粘接在气囊盖5的背面(仪表板的主要部分3)在盖部分11附近。
当启动气囊模块15时由于气囊的压力，如上述构造的气囊盖5和框架13在预先设计的分裂线7部分破裂，而背撑部分13d和盖部分11一起膨胀如虚线所示。气囊通过发射17的开口膨胀到由预先设计的分裂线7部分破裂形成的开口的外侧。
实例
下面将参考实例更具体地描述本发明。但本发明并不局限于这些例子。
实例1和2以及比较实例1到3
使用有直径50mm的双螺杆挤压机在200℃温度下混合在表1中所列的配方组份得到各树脂混合物。
按照下述方法评估所得的树脂组份。结果列在表1中。
(1)气囊的膨胀特性
按照注模注使用上述的树脂组份制备有图1和2所示形状的带气囊盖的无缝仪表板。在它的背面形成预先设计的分裂线，和通过振动熔融粘接气囊模块。
使用上述有气囊盖的无缝仪表板进行膨胀试验。通过目测进行评估：是否在预先设计的分裂线部分产生破裂；是否在分裂线部分附近产生破碎；和是否有形成的碎片产生散射？根据看到的情况确定评估的结果。
决定的准则如下：当在分裂线部分产生破裂，并在分裂线部分附近没有破碎，和没有破裂形成的碎片产生散射时确定该产品通过该试验；当不是在预先设计的分裂线部分而是在某一部位产生破裂，并在分裂线部分附近产生破碎，或由破裂形成的碎片产生散射时确定该产品在试验中失败。
(2)熔体流速(MFR)
按照JIS K7210法在230℃和21.2N(2.16kgf)负荷下测量树脂混合物和聚丙烯熔体流速。
(3)弯曲模量
按照ASTM D790法在23℃下测量弯曲模量。
(4)悬臂梁式冲击强度
按照ASTM D256法在23℃下有槽口测量悬臂梁式冲击强度。
(5)由平面冲击产生破裂的状态
按照ISO 6603-2法(脆性断裂)在-30℃下进行高速率冲击试验。
                                      表1
  实例比较例   1   2 1 2 3
  配方组份(质量％)PP·A弹性体A弹性体B滑石粉A滑石粉B滑石粉C滑石粉D 651025 651025 651025 651025 651025
  气囊膨胀特性MFR(g/10min)弯曲模量(MPa)悬臂梁式冲击强度(kJ/m2)高速率冲击试验的破裂状态   通过25220025脆性   通过25220028脆性   失败25220025脆性   失败23245030韧性   失败25210014脆性
(注意式中)
PP-A：嵌段聚丙烯[由IDEMITSU SEKIYU KAGAKU有限公司制造；J3054HP]；MFR：40g/10分钟
弹性体A：乙烯-丁烯1共聚物弹性体[由MITSUI KAGAKU有限公司制造；TUFMER A105OS]；MFR：1.0g/10分钟；密度：861kg/m3。
弹性体B：乙烯-辛烯1共聚物弹性体[由DU PONT DOW公司制造；EG 8842]；MFR：1.0g/10分钟；密度：857kg/m3。
滑石粉A：平均颗粒直径：20μm；颗粒直径分布：2％质量的颗粒有直径5μm或以下和12％质量的颗粒有直径大于40μm。
滑石粉B：平均颗粒直径：17μm；颗粒直径分布：8％质量的颗粒有直径5μm或以下和8％质量的颗粒有直径大于40μm。
滑石粉C：平均颗粒直径：8μm；颗粒直径分布：2％质量的颗粒有直径5μm或以下和0％质量的颗粒有直径大于40μm。
滑石粉D：平均颗粒直径：30μm；颗粒直径分布：1％质量的颗粒有直径5μm或以下和8％质量的颗粒有直径大于40μm。
工业可应用性
按照本发明，可以获得用于无缝气囊盖的树脂混合物和用于有气囊盖的无缝仪表板的树脂混合物，在注模成型仪表板时它们表现出充分的特性并可通过整体模制提供有无缝气囊盖和仪表板，在回收时它们可作为单个部件处理。
使用上述树脂混合物生成的无缝气囊盖表现出很好的效果，在启动气囊装置通过气囊盖的分裂线膨胀气囊时，气囊盖本身不会破碎并且不会生成有尖锐形状的碎片，在已经除去气囊盖之后在仪表板的断面上抑制了可能造成伤害的凹凸出不平部分的生成。

Claims (5)

1.用于无缝气囊盖的一种树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的一种树脂混合物，它包括(A)50-90％质量的聚丙烯，(B)0-20％质量的热塑弹性体和(C)10-30％质量的滑石粉，其中，滑石粉有平均颗粒直径15-25μm，和这样的颗粒直径分布，即直径5μm或以下的颗粒含量是10％质量或以下和直径大于40μm的颗粒含量是10％质量或以下。
2.如权利要求1所述的用于无缝气囊盖的树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的树脂混合物，其特征在于：组份(B)的热塑弹性体是乙烯-α烯烃的共聚物弹性体。
3.如权利要求1和2中任一项所述的用于无缝气囊盖的树脂混合物或用于有气囊盖的无缝仪表板的树脂混合物，其特征在于：该树脂混合物有(1)悬臂梁式冲击强度，按照ASTM D256法在23℃下有槽口测量到的为15-40KJ/m2，(2)弯曲模量，按照ASTM D790法在23℃下测量到的为1,600-3,000MPa和(3)熔体流速(MFR)，按照JISK7210法在230℃和21.2N(2.16kgf)负荷下测量到的为5-40g/10分钟。
4.一种包含权利要求1中描述的树脂混合物的无缝气囊盖。
5.一种通过与无缝气囊盖整体模制得到的有气囊盖的无缝仪表板，该无缝气囊盖包含权利要求1中描述的树脂混合物和该仪表板包含该树脂混合物。
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