热塑性聚烯烃基搪塑粉末组合物制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术还提供了由该TPO粉末形成的TPO材料以及制备该TPO粉末和TPO材料的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
热塑性聚烯烃基搪塑粉末组合物


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]搪塑包括加热模具(通常是3
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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。
[0004]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。
[0005]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
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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。
[0006]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
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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。
[0007]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
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70wt.％的选择性氢化苯乙烯嵌段共聚物(HSBC)，以及1
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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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。

技术实现思路

[0011]在本专利技术的各个方面，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)。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]在本专利技术的各个其他方面，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。
[0015]在本专利技术的各个其他方面，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。
[0016]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
[0017]图1是根据本专利技术的各个方面示出的包括TPO材料的内部装饰板的透视图。
[0018]图2是沿图1的线2
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2取的横截面图，示出了内部装饰板。
[0019]图3是根据本专利技术的各个方面示出的包括TPO材料的制品的透视图。
[0020]图4是根据本专利技术的各个方面示出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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
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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
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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
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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
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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
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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
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乙基乙二胺，所述N
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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
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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。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：CpK室内装饰材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：