本發(fā)明涉及一種具有增強(qiáng)的質(zhì)地和耐久性的熱塑性聚氨酯樹脂組合物及其制造方法。
背景技術(shù)：
塑料內(nèi)飾材料已主要被用作在控制車輛的傳動齒輪級數(shù)(stages)用裝置中存在的把手的表面材料。然而，該表面材料會變得堅(jiān)硬且有粘性，因此，需要改善抓握感受。
聚氯乙烯(pvc)注射和皮面注射(leathercoveringinjection)應(yīng)用于目前的傳動齒輪換擋裝置(tgs)以改善抓握感受。然而，在注射過程中pvc材料柔軟且有粘性，而且由于生成所謂的內(nèi)分泌干擾物(環(huán)境激素)的物質(zhì)，pvc材料的應(yīng)用受到限制。在天然皮面的情況下，因?yàn)橛刹牧铣杀竞托枰腩~外加工步驟而引起生產(chǎn)成本的過度增加，其處于劣勢。
用熱塑性聚氨酯材料代替這些pvc或者天然皮革表面材料是困難的，因?yàn)闊o法保證在模塑期間的外觀。由于該材料的柔軟特性，模塑性能處于劣勢。此外，還存在模塑材料表面的耐磨性和防刮擦性差的問題。
存在將表面進(jìn)行模塑之后通過使用粉末搪塑(psm)法對部件進(jìn)行覆蓋的方法，但是因?yàn)樯a(chǎn)成本高且易受到刮擦傷害，其應(yīng)用僅限于某些豪華車的部件。
因此，希望開發(fā)新型可模壓材料，其對于用在車輛內(nèi)飾中的抓握感受(質(zhì)地品質(zhì))和耐久性而言表現(xiàn)出增強(qiáng)的特性。
該背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此，其可能包含不構(gòu)成對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言已經(jīng)知曉的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明大體涉及具有增強(qiáng)的質(zhì)地和耐久性的熱塑性聚氨酯樹脂組合物、其制造方法，而且本發(fā)明用于對熱塑性聚氨酯樹脂組合物進(jìn)行模塑以形成模塑制品。該方法能夠通過將聚酯多元醇應(yīng)用到現(xiàn)有的熱塑性聚氨酯樹脂組合物中來保證外觀品質(zhì)，該聚酯多元醇包括，而不限于，聚四亞甲基醚二醇和聚二甲基硅氧烷二醇。得到的熱塑性聚酯樹脂組合物顯示出理想的機(jī)械性能和長期耐久性，例如防刮擦性和耐磨性，同時增強(qiáng)了質(zhì)地品質(zhì)，通過替代昂貴的常規(guī)材料(例如，天然皮革)而降低了生產(chǎn)成本，并且減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)的生成。
在一方面，本發(fā)明提供了具有增強(qiáng)的質(zhì)地和耐久性的熱塑性聚氨酯樹脂組合物，其包括：大約15-60重量份的異氰酸酯化合物；大約40-80重量份的聚酯多元醇，其包括聚四亞甲基醚二醇和聚二甲基硅氧烷二醇；和大約5-40重量份的擴(kuò)鏈劑。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種制備具有增強(qiáng)的質(zhì)地和耐久性的熱塑性聚氨酯樹脂組合物的方法，其中該熱塑性聚氨酯樹脂組合物包括異氰酸酯化合物、聚酯多元醇和擴(kuò)鏈劑。該方法包括以下步驟：(a)將多官能羧酸化合物、多官能醇化合物、聚四亞甲基醚二醇和聚二甲基硅氧烷二醇混合；(b)在步驟(a)之后從室溫加熱至大約140-160℃，然后在該溫度下保持大約60-120分鐘；(c)從初始加熱溫度再次加熱至高達(dá)大約210-230℃，然后在該溫度下保持大約10-120分鐘；以及(d)通過在二次加熱溫度下在真空中減壓來制造聚酯多元醇。
在又一方面，本發(fā)明提供了通過對熱塑性聚氨酯樹脂組合物進(jìn)行模塑制造的模塑制品。
在根據(jù)本發(fā)明的熱塑性聚氨酯樹脂組合物中，即使通過現(xiàn)有的注射法也可以保證外觀品質(zhì)，并具有理想的機(jī)械性能和長期耐久性，例如抗刮擦性和耐磨性，同時通過采用包括但不限于聚四亞甲基醚二醇和聚二甲基硅氧烷二醇的聚酯多元醇大幅增強(qiáng)了質(zhì)地品質(zhì)。
通過對包覆現(xiàn)有pvc材料和天然皮革的二元化技術(shù)規(guī)格進(jìn)行替換，還可以降低生產(chǎn)成本，并減少揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)的生成。本發(fā)明的熱塑性聚氨酯樹脂組合物能夠有利地用作車輛內(nèi)飾用表面材料。
進(jìn)一步的適用范圍將從下文提供的發(fā)明變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，說明書和具體實(shí)施例僅出于說明性的目的，而不是要限制本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施方式
在下文中對如下所述的本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)參照。盡管本發(fā)明將結(jié)合這些具體實(shí)施例予以說明，但可以理解，本發(fā)明并非旨在將本發(fā)明局限于那些實(shí)施例。相反，本發(fā)明不僅要涵蓋這些實(shí)施例，而且還要涵蓋由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替代形式、修改、等效形式和其它實(shí)施方式。
應(yīng)當(dāng)理解，本文所用的術(shù)語“車輛”、“車輛的”或其它類似術(shù)語包括：通用機(jī)動車輛例如包括運(yùn)動型多功能車(suv)、公共汽車、卡車、各種商用車的載客車輛；包括各種船舶的水運(yùn)工具；航空器等，并包括混合動力車、電動車、插電式混合動力汽車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，源自石油以外的資源的燃料)。如本文所用，混合動力車是具有兩種或更多種動力來源的車輛，例如，汽油動力和電動力的車輛。
本發(fā)明提供了一種具有增強(qiáng)的質(zhì)地和耐久性的熱塑性聚氨酯樹脂組合物，其包括大約15-60重量份的異氰酸酯化合物；大約40-80重量份的聚酯多元醇，其包括而不限于聚四亞甲基醚二醇和聚二甲基硅氧烷二醇；以及大約5-40重量份的擴(kuò)鏈劑。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過使用而不限于使用聚四亞甲基醚二醇(ptmg)，具有現(xiàn)有酯系多元醇的聚酯多元醇可補(bǔ)償耐水解性的弱點(diǎn)，并且改善作為酯的優(yōu)點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐候性和耐化學(xué)品性。
用在車輛內(nèi)飾中的傳動裝置的把手表面材料的質(zhì)地品質(zhì)和耐磨性可通過使用活性聚二甲基硅氧烷二醇得到改善。進(jìn)而，與傳統(tǒng)pvc材料相比，聚二甲基硅氧烷二醇被歸為環(huán)境友好材料，并且不需要使用塑化劑，以及voc的生成可以大大降低。聚二甲基硅氧烷二醇在合成聚酯多元醇的過程中加入，而不在熱塑性聚氨酯(tpu)樹脂的加工中加入，由此通過與酸的反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)鍵合。于是，聚二甲基硅氧烷二醇變?yōu)槌洚?dāng)熱塑性聚氨酯(tpu)結(jié)構(gòu)中的基體的軟鏈段的一部分。因此，熱塑性聚氨酯(tpu)結(jié)構(gòu)可以改善最終模塑品(mold)的質(zhì)地品質(zhì)并增強(qiáng)耐磨性。
聚酯多元醇可包括大約40-80重量份的多官能羧酸化合物；大約20-50重量份的多官能醇化合物；大約10-40重量份的聚四亞甲基醚二醇；和大約0.5-20重量份的聚二甲基硅氧烷二醇。作為選擇，相對于整個組合物含量可以使用10-40重量份的聚四亞甲基醚二醇。當(dāng)其含量小于10重量份時，熱塑性聚氨酯的耐水解性會降低，當(dāng)其含量大于40重量份時，熱塑性聚氨酯的耐熱性會降低。
此外，相對于整個組合物的含量，可以使用0.5-20重量份的聚二甲基硅氧烷二醇。當(dāng)其含量小于0.5重量份時，最終模塑品的質(zhì)地品質(zhì)會降低，當(dāng)其含量高于20重量份時，由于原料價(jià)格的過度增加，tpu的價(jià)格競爭力會降低。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，多官能羧酸化合物可以為、但不限于選自己二酸、辛二酸(sbericacid)、松香酸(abeticacid)、壬二酸、癸二酸、十二雙酸(dodecandioicacid)和苯均三酸的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，多官能醇化合物可以為、而不限于選自乙二醇、丁二醇和己二醇、三羥甲基丙烷三醇或其混合物的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，聚四亞甲基醚二醇可以具有56.1-561mgkoh/g的羥值。具體而言，當(dāng)聚四亞甲基醚二醇的羥值小于56.1mgkoh/g時，因?yàn)榉肿恿窟^高，當(dāng)合成聚酯多元醇時，反應(yīng)會在聚四亞甲基醚二醇沒有進(jìn)行化學(xué)鍵合而被混合的情況下完成。當(dāng)四亞甲基醚二醇的羥值高于561mgkoh/g時，熱塑性聚氨酯中的醚組分的重量含量降低，或者由于酯鍵數(shù)量的增加，熱塑性聚氨酯的耐水解性效果的改善會降低。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，聚二甲基硅氧烷二醇可以具有100-150mgkoh/g的羥值。當(dāng)聚二甲基硅氧烷二醇的羥值小于100mgkoh/g時，因?yàn)榉肿恿窟^高，當(dāng)合成聚酯多元醇時，反應(yīng)會在聚二甲基硅氧烷二醇沒有進(jìn)行任何酯鍵合而被簡單混合的情況下完成。當(dāng)聚二甲基硅氧烷二醇的羥值高于150mgkoh/g時，由于酯鍵數(shù)量的增加，熱塑性聚氨酯的耐水解性效果的改善會降低。作為選擇，羥值可以為100-120mgkoh/g。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，聚酯多元醇可以具有11.22-224.11mgkoh/g的羥值。具體而言，當(dāng)聚酯多元醇的羥值小于11.22時，軟段由具有過高分子量的鏈組成，引起了作為最終產(chǎn)品的熱塑性聚氨酯的起霜(一種表面變白的現(xiàn)象)。當(dāng)聚酯多元醇的羥值大于224.11mgkoh/g時，軟段由具有低分子量的鏈構(gòu)成，因此，在作為最終產(chǎn)品的熱塑性聚氨酯的注射過程中粘性增加，脫模性會降低。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，可以使用與制造通用聚氨酯時使用的化合物相同或類似的異氰酸酯化合物，優(yōu)選地，作為實(shí)例，其可以為芳香族異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯或脂環(huán)族異氰酸酯。更具體地，異氰酸酯化合物可以為選自、但不限于二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)、甲苯二異氰酸酯(tdi)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(h12mdi)和異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，擴(kuò)鏈劑可以為選自如下的組中的一種或多種，上述組包含一種或多種二醇、三羥甲基丙烷三醇和聚四亞甲基醚二醇，或者由它們組成，或者實(shí)質(zhì)上由它們組成，上述二醇選自、而不限于乙二醇、二乙二醇、丁二醇和己二醇。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，熱塑性聚氨酯樹脂組合物可以具有10-60g/10min的熔體指數(shù)(mi)，其根據(jù)iso-1133、用2.16kg的重量在200℃測量得到。具體而言，當(dāng)熱塑性聚氨酯樹脂組合物的mi小于10g/10min時，熔體的流動性降低，因此由于降低的填充特性可能難以注射模塑。當(dāng)熱塑性聚氨酯樹脂組合物的mi高于60g/10min時，熱塑性聚氨酯樹脂的機(jī)械性能會降低。
同時，在包括異氰酸酯化合物、聚酯多元醇和擴(kuò)鏈劑的熱塑性聚氨酯樹脂組合物的制造方法中，本發(fā)明提供了具有增強(qiáng)的質(zhì)感和耐久性的熱塑性聚氨酯樹脂組合物的制造方法。該方法包括以下步驟：(a)將多官能羧酸化合物、多官能醇化合物、聚四亞甲基醚二醇和聚二甲基硅氧烷二醇混合；(b)在步驟(a)之后從室溫加熱至大約140-160℃，然后在該溫度下保持大約60-120分鐘；(c)從初始加熱溫度再次加熱至大約210-230℃，然后在該溫度下保持大約10-120分鐘；以及(d)通過在第二加熱溫度下在真空中減壓來制造聚酯多元醇。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在步驟(a)中，熱塑性聚氨酯樹脂組合物可以通過將大約40-80重量份的多官能羧酸化合物、大約20-50重量份的多官能醇化合物、大約10-40重量份的聚四亞甲基醚二醇、和大約0.5-20重量份的聚二甲基硅氧烷二醇混合來制備。進(jìn)而，在步驟(a)中，二醇可以通過加入辛酸亞錫作為反應(yīng)催化劑而混合以便快速與酸反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在步驟(b)中，將溫度在大約140-160℃的初始加熱溫度下保持大約60-120分鐘是較好的。當(dāng)溫度低于140℃時，溫度低于酸的熔融溫度，因此可能無法進(jìn)行酯化反應(yīng)。當(dāng)溫度高于160℃時，溫度高于酸的熔融溫度，因此可能無法進(jìn)行酯化反應(yīng)。作為選擇，將溫度在大約150℃的初始加熱溫度下保持大約60分鐘。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在步驟(c)中，將溫度在大約210-230℃的二次加熱溫度下保持大約10-120分鐘。當(dāng)溫度低于210℃時，反應(yīng)被延遲，因此處理時間可能增加。當(dāng)溫度高于230℃時，聚酯多元醇可能變色。作為選擇，將溫度在大約230℃的二次加熱溫度下保持大約30分鐘。具體而言，當(dāng)在首次(初始)和二次的兩個步驟中進(jìn)行加熱和保持時，酯化反應(yīng)可以通過引發(fā)在步驟(a)中混合的混合物的快速脫水而被活化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，當(dāng)形成聚酯多元醇時，步驟(d)在大約5mgkoh/g或更低的羥值下緩慢實(shí)行，以通過用在大約650-760mmhg下真空減壓促進(jìn)反應(yīng)來制造聚酯多元醇。作為選擇，當(dāng)在真空減壓過程中羥值為0.5mgkoh/g或更低時反應(yīng)結(jié)束。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，熱塑性聚氨酯的制造方法包括以下步驟：i)向通過步驟(a)至(d)制造的聚酯多元醇中加入大約0.05-3重量份的抗氧劑、大約0.1-1重量份的uv穩(wěn)定劑、和大約0.1-3重量份的耐水解劑并混合，同時將溫度保持在大約60-100℃；ii)分別準(zhǔn)備擴(kuò)鏈劑和異氰酸酯；iii)將大約40-80重量份的步驟i)中制造的聚酯多元醇、大約5-40重量份的擴(kuò)鏈劑和大約15-60重量份的異氰酸酯混合并聚合；iv)通過反應(yīng)擠出機(jī)在大約100-300℃的溫度范圍內(nèi)連續(xù)地?cái)D出并造粒；v)在大約80-120℃連續(xù)老化大約1-3小時；vi)將老化中排出的制得的材料進(jìn)行包裝；以及vii)通過將通過步驟i)至vi)得到的制備的材料與大約0.1-2重量份的顏料在大約150-300℃的溫度范圍內(nèi)混合并擠出的變色步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在步驟ii)中，可準(zhǔn)備反應(yīng)原料，其中將擴(kuò)鏈劑投料至二醇日槽中并保持在大約60-100℃的溫度下，將異氰酸酯投料至異氰酸酯日槽中并保持在大約40-80℃的溫度下。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在步驟iii)中，用精確的計(jì)量系統(tǒng)測量要投料至反應(yīng)擠出機(jī)中的各組分，然后可以進(jìn)行加成聚合反應(yīng)。
同時，本發(fā)明可以通過對熱塑性聚氨酯樹脂組合物進(jìn)行模塑來提供模塑制品。模塑制品可以為用于車輛內(nèi)飾材料的表面材料。例如，模塑制品可以為、但不限于車輛傳動裝置的把手表面材料。
即使當(dāng)使用現(xiàn)有的注射法時，根據(jù)本發(fā)明的熱塑性聚氨酯樹脂組合物也能夠提供理想的外觀品質(zhì)，并具有機(jī)械性能和長期耐久性，例如防刮擦性和耐磨性，同時通過采用包括聚四亞甲基醚二醇和聚二甲基硅氧烷二醇的聚酯多元醇而大大改善質(zhì)地品質(zhì)。
通過對覆蓋現(xiàn)有pvc材料和天然皮革的二元化技術(shù)規(guī)格進(jìn)行替換，存在大大降低生產(chǎn)成本、減少voc生成、以及在車輛內(nèi)飾材料用表面材料中使用熱塑性聚氨酯樹脂組合物的優(yōu)點(diǎn)。
以下具體的實(shí)施例闡釋了發(fā)明而不旨在對其進(jìn)行限制。
試驗(yàn)例1
將總計(jì)55kg的己二酸、28.8kg的1,4-丁二醇、27.1kg的羥值為448.8mgkoh/g的聚四亞甲基醚二醇、4.2kg的聚二甲基硅氧烷二醇化合物、以及10g辛酸亞錫加入并混合。接下來，將混合物從室溫首先或初步加熱到150℃，然后在150℃保持60分鐘。接下來，將混合物從150℃再次加熱到230℃，然后在230℃的二次加熱溫度下保持30分鐘。在將混合物在720mmhg的真空中在二次加熱溫度下減壓之后，當(dāng)羥值為0.5mgkoh/g或更低時，反應(yīng)結(jié)束，以制備為縮合數(shù)(condensationnumber)為13.5％且羥值為44.8mgkoh/g的聚酯多元醇。
將總計(jì)293.0kg/hr的制得的聚酯多元醇、34.9kg/hr的1,4-丁二醇和125kg/hr的二苯基甲烷二異氰酸酯連續(xù)地以固定量進(jìn)料，并在直徑為92mm的雙螺桿擠出機(jī)中反應(yīng)。
在此情況下，將聚酯多元醇、1,4-丁二醇和二苯基甲烷二異氰酸酯分別保持在78-82℃、58-62℃和43-47℃。此外，當(dāng)將擠出機(jī)溫度設(shè)定并保持在聚合單元為200-230℃、下游部分為150-230℃的溫度下時，操作擠出機(jī)。連續(xù)地將以粒料形式制備的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至老化機(jī)，以在118-122℃的溫度下老化2小時。在制備熱塑性聚氨酯樹脂時，分別加入抗氧劑、耐水解劑和uv穩(wěn)定劑。
根據(jù)iso1133在200℃和2.16kg的條件下，制得的熱塑性聚氨酯樹脂組合物具有25g/10min的熔體流動指數(shù)。接下來，將1重量份的黑色系顏料與熱塑性聚氨酯樹脂組合物混合并將混合物在180-230℃的溫度下的溫度下擠出，以制造具有適于注射法的熱性能的tpu粒料。
接下來，通過已知的注射模塑法使用得到的粒料形式的熱塑性聚氨酯將表面材料插入注射，以完成模塑制品，然后取其一部分作為樣品。同時，為了評價(jià)基本性能和特征，制備通過60°光澤計(jì)(bykinc.)測定的表面光澤度為1.0±0.2(低光澤度)、厚度為1mm且水平×垂直尺寸為120mm×150mm的試樣。
比較例1
代替在實(shí)施例1的聚合過程中制備的聚酯多元醇，將235.2kg/hr羥值為112.2mgkoh/g的聚己二酸丁二醇酯、28.4kg/hr的1,4-丁二醇和136kg/hr的二苯基甲烷二異氰酸酯進(jìn)行投料。然后，比較例1在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行以得到熱塑性聚氨酯樹脂組合物。通過使用該熱塑性聚氨酯樹脂組合物制備板狀試樣。制得的熱塑性聚氨酯樹脂組合物具有35g/10min的熔體流動指數(shù)。
比較例2
代替在實(shí)施例1的聚合過程中制備的聚酯多元醇，將250.8kg/hr羥值為56.1mgkoh/g的聚己二酸丁二醇酯、31.2kg/hr的1,4-丁二醇和118.8kg/hr的二苯基甲烷二異氰酸酯進(jìn)行投料。然后，比較例2在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行以得到熱塑性聚氨酯樹脂組合物。通過使用該熱塑性聚氨酯樹脂組合物制備板狀試樣。制得的熱塑性聚氨酯樹脂組合物具有22g/10min的熔體流動指數(shù)。
比較例3
代替在實(shí)施例1的聚合過程中制備的聚酯多元醇，將235.2kg/hr羥值為112.2mgkoh/g的聚四亞甲基醚二醇(ptmeg)、28.4kg/hr的1,4-丁二醇和136kg/hr的二苯基甲烷二異氰酸酯進(jìn)行投料。然后，比較例3在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行以得到熱塑性聚氨酯樹脂組合物。通過使用該熱塑性聚氨酯樹脂組合物制備板狀試樣。制得的熱塑性聚氨酯樹脂組合物具有31g/10min的熔體流動指數(shù)。
比較例4
代替在實(shí)施例1的聚合過程中制備的聚酯多元醇，將250.8kg/hr羥值為56.1mgkoh/g的聚四亞甲基醚二醇(ptmeg)、31.2kg/hr的1,4-丁二醇和118.8kg/hr的二苯基甲烷二異氰酸酯進(jìn)行投料。然后，比較例4在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行以得到熱塑性聚氨酯樹脂組合物。通過使用該熱塑性聚氨酯樹脂組合物制備板狀試樣。制得的熱塑性聚氨酯樹脂組合物具有28g/10min的熔體流動指數(shù)。
比較例5
將總計(jì)284.6kg/hr的在實(shí)施例1的聚合過程中制備的聚酯多元醇、33.9kg/hr的1,4-丁二醇和81.5kg/hr的六亞甲基二異氰酸酯進(jìn)行投料。然后，比較例5在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行以得到熱塑性聚氨酯樹脂組合物。通過使用該熱塑性聚氨酯樹脂組合物制備板狀試樣。制得的熱塑性聚氨酯樹脂組合物具有19g/10min的熔體流動指數(shù)。
比較例6
在實(shí)施例1的聚酯多元醇的合成中，除了不加入聚二甲基硅氧烷二醇而制備聚酯多元醇，比較例6在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行以得到熱塑性聚氨酯樹脂組合物。通過使用該熱塑性聚氨酯樹脂組合物制備板狀試樣。制得的熱塑性聚氨酯樹脂組合物具有21g/10min的熔體流動指數(shù)。
實(shí)施例：外觀品質(zhì)、可加工性和質(zhì)地品質(zhì)的評價(jià)
以下表1和2所示的條件和測量對實(shí)施例1和比較例1-6制備的板狀試樣的外觀品質(zhì)、可加工性和質(zhì)地品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。下表1列出了板狀試樣的注射條件。表1的注射條件是經(jīng)優(yōu)化和設(shè)定以使外觀被模塑為最佳狀態(tài)的條件。
表1-注射條件
下表2對每項(xiàng)列出了以從好到差的順序劃分的5至1級。具體而言，通過操作者以肉眼檢查填充速率、氣痕(gasstains)、熔接痕(weldline)和縮痕(sinkmarks)來評價(jià)作為評價(jià)結(jié)果的外觀和變形。質(zhì)地品質(zhì)是50個評價(jià)者的平均評價(jià)結(jié)果。注射機(jī)的合模力為200噸，注射機(jī)包括一個閘門，把手芯樹脂為尼龍，并實(shí)施插入注射法。
表2-就注射模塑制品的外觀品質(zhì)、可加工性和質(zhì)地品質(zhì)的評價(jià)結(jié)果
順序：5＞4＞3＞2＞1(5為好，1為差)
在表1中，試驗(yàn)例的循環(huán)時間為42秒，其與比較例2、4、5和6的循環(huán)時間類似、或者略高、或者差別不大，并且相對小于比較例1和3的循環(huán)時間。因此，在試驗(yàn)例中可以看出，模具加工循環(huán)并非特別長，且在產(chǎn)率方面沒有問題。
根據(jù)表2的結(jié)果，在比較例2和4僅分別使用羥值較低的聚己二酸丁二醇酯或聚四亞甲基醚二醇作為多元醇的情況下，變形降低，產(chǎn)生了縮痕，顯示出冷卻之后的變形。進(jìn)而，在比較例5使用六亞甲基二異氰酸酯的情況下，細(xì)微地顯示出熔接痕，且質(zhì)地品質(zhì)相對低。
在比較例6不包括聚二甲基硅氧烷二醇的情況下，與試驗(yàn)例相比，變形和質(zhì)地品質(zhì)相對略低。
另一方面，在試驗(yàn)例的情況下能夠看出，在所有項(xiàng)目中外觀品質(zhì)均較好，變形是極好的，且顯示出最好的質(zhì)地品質(zhì)。具體而言，能夠看出，聚二甲基硅氧烷二醇與軟段化學(xué)連接，從而具有增強(qiáng)變形和質(zhì)地品質(zhì)的效果。
實(shí)施例：機(jī)械性能的評價(jià)
由試驗(yàn)例和比較例1-6制備的厚度為1mm的板狀試樣來評價(jià)機(jī)械性能，結(jié)果示于下表3和4中。
(1)比重和硬度-通過根據(jù)astmd792(astminternational,westconshohocken,pa)中規(guī)定的方法的水中置換法來測量比重，硬度根據(jù)astmd2240通過肖氏a硬度計(jì)來測量。
(2)拉伸強(qiáng)度-拉伸強(qiáng)度根據(jù)astmd412通過使用instron公司的儀器來測量，在此情況下，重量為5kn，試樣為3型啞鈴，拉伸速率為200m/min。
(3)防刮擦性-通過當(dāng)將300克的配重放在用sus403不銹鋼制造的刮尺上刮1次時的表面外觀來觀察防刮擦性。根據(jù)表面的刮擦識別將外觀評價(jià)分為五級。當(dāng)表面的損毀明顯時，級別為1級，當(dāng)無法識別表面的損毀時，級別為5級。
(4)抗熱老化性和抗光老化性-關(guān)于抗熱老化性，通過使用恒溫恒濕器在120℃老化500小時之后，使用已知的比色計(jì)測量色差，關(guān)于光澤度變化率，通過光澤計(jì)在60℃測量相對于初始光澤度的變化率(％)。
關(guān)于抗光老化性，通過使用atlasci4000xenonarcweather-o-meter(atlasci4000氙弧燈耐候試驗(yàn)儀)(atlasmaterialtestingtechnology,mountprospect,il)作為促進(jìn)耐光測試儀來測量樣品的光澤度變化率和樣品的色差變化。實(shí)驗(yàn)條件具有300-400nm的波長、70w/m2光強(qiáng)度，以及試樣表面溫度為89℃，且試驗(yàn)在總計(jì)84mj/m2下實(shí)行。
(5)抗?jié)窭匣?關(guān)于抗?jié)窭匣?，通過使用恒溫恒濕器對在50±5℃和95±3％的相對濕度的條件下放置7天之后的外觀進(jìn)行了比較。
(6)耐磨性-通過astmd4060中規(guī)定的泰氏(taber)磨損試驗(yàn)對耐磨性進(jìn)行評價(jià)。砂輪為h18，重量為1kg，初步磨損為100次，轉(zhuǎn)速為60rpm。
表3-性能評價(jià)結(jié)果
表4-其他的性能評價(jià)
根據(jù)表3和4的結(jié)果，在比較例2、4和5的情況下，在抗?jié)窭匣栽囼?yàn)中，當(dāng)長時間放置時發(fā)生白色起霜，且外觀品質(zhì)降低。通常，由于車輛內(nèi)飾材料會通過太陽光照射的uv和熱量而引起聚合物降解，所以抗熱和抗光老化性是重要的評價(jià)項(xiàng)目。
在比較例5中，由于脂肪族tpu，抗熱和抗光老化性之后的變色最低，但是如上所述，能夠看出導(dǎo)致了起霜的問題，相對而言，與試驗(yàn)例相比其耐磨性和防刮擦性較差。
另一方面，在試驗(yàn)例中，與比較例1-6相比，能夠看出，防刮擦性和耐磨性相對優(yōu)異且適用于車輛內(nèi)飾標(biāo)準(zhǔn)的抗熱和抗光老化性標(biāo)準(zhǔn)。
因此，試驗(yàn)例中制備的熱塑性聚氨酯樹脂組合物通過注射法能夠保證優(yōu)異的外觀品質(zhì)，并通過加入聚酯多元醇增強(qiáng)了質(zhì)地品質(zhì)，具體而言，上述聚酯多元醇中以合適的含量混合有特定成分。此外，已經(jīng)證實(shí)，在所有項(xiàng)目中均顯示優(yōu)異的性能，例如機(jī)械性能和長期耐久性。相反的，在比較例1-6中，注射可加工性、外觀品質(zhì)、質(zhì)地品質(zhì)、耐磨性、機(jī)械性能和長期耐久性中的某些項(xiàng)目是優(yōu)異的，但是并沒有在所有項(xiàng)目中均顯示良好的結(jié)果的例子。
本發(fā)明參考其具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，可以在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下對這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求及其等同方式限定。