一種汽車內(nèi)飾表皮用搪塑pvc材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種PVC材料，具體來說是一種汽車內(nèi)飾表皮用搪塑 PVC材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 搪塑工藝是對帶皮紋的搪塑模具（采用鎳制殼）的背面或整體進行加熱，模具和 搪塑粉末的粉箱對接后旋轉(zhuǎn)或一邊加熱一邊旋轉(zhuǎn)，粉箱中的塑料粉末自然落入模具中融 化，熱模表面上就會形成一個形狀與模具一致的帶皮紋的表皮，然后取下粉箱，對模具進 行冷卻后人工取下得到表皮。每一個成型周期都是一次模具的加熱和冷卻過程，溫度從 四五十度升高到二百多度再降低到原來的四五十度，在時間五六分鐘完成，不僅模具受到 的熱應(yīng)力沖擊很大，而且搪塑材料必須耐熱，不發(fā)生分解。
[0003] 搪塑工藝加工出來的表皮的花紋均勻，手感好，表皮的厚度均勻性好，無內(nèi)應(yīng)力， 生產(chǎn)過程便于控制，易于掌握。搪塑表皮的設(shè)計寬容度在現(xiàn)有的幾種模塑表皮技術(shù)里面是 最高的。搪塑表皮的R角最小能加工到1. 5毫米，能夠滿足各種復(fù)雜汽車內(nèi)飾設(shè)計的要求。 因此，成為汽車制造商歡迎的高端技術(shù)。
[0004] 目前在全球汽車行業(yè)內(nèi)，PVC搪塑表皮被廣泛應(yīng)用在各種中高檔車型的儀表板及 門板表皮上，幾乎超過80%的中高檔車型采用了 PVC材料。因為PVC具有比較低的成本， 比較成熟的應(yīng)用歷史，皮紋展現(xiàn)非常完美等特點，因而是很多公司設(shè)計人員的首選。
[0005] 制作內(nèi)飾表皮的PVC搪塑粉生產(chǎn)技術(shù)，歐洲和日本公司開發(fā)和發(fā)展較早，并逐步 占領(lǐng)了全球市場。我國研發(fā)人員多年來一直致力于搪塑粉的生產(chǎn)技術(shù)研究。出現(xiàn)了不少專 利，各有特點，也各有不足，一直未見形成生產(chǎn)能力。主要原因有二，一是配方技術(shù)的不成熟 導致許多國產(chǎn)研發(fā)出的樣品在搪塑成型生產(chǎn)線上粉料在料倉內(nèi)軟化粘連，不能均勻進行粉 體流動，在搪塑模具腔內(nèi)無法均勻成型，表面粗糙鼓包，成品脫模容易斷裂，無法持續(xù)生產(chǎn) 出合格產(chǎn)品；二是搪塑粉配方的技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新在全球不斷發(fā)展，國際上新的技術(shù)不斷出 現(xiàn)，進一步滿足了汽車內(nèi)飾對環(huán)保健康安全的要求。
[0006] 搪塑粉的主要原料為PVC。國內(nèi)專利主要使用本體法PVC來制造搪塑粉，未能實現(xiàn) 懸浮法PVC在搪塑粉中的使用。PVC是世界第二大通用型合成樹脂材料，具有優(yōu)異的難燃 性、耐磨性、抗化學腐蝕性、綜合機械性、制品透明性、電絕緣性及比較容易加工等特點。PVC 是一種無毒、無臭的白色粉末。它的化學穩(wěn)定性很高，具有良好的可塑性。除少數(shù)有機溶劑 外，常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、50~60%的硝酸及20%以下的燒堿，對 于鹽類亦相當穩(wěn)定。根據(jù)PVC生產(chǎn)方法，聚氯乙烯的獲得主要有懸浮法、乳液法、本體法之 分。懸浮法以其生產(chǎn)過程簡單，便于控制及大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品適宜性強，是PVC的主要生產(chǎn) 方式，從世界范圍內(nèi)講，懸浮法PVC的生產(chǎn)量約占總量的80%。本體法存在聚合過程攪拌和 傳熱的難題，生產(chǎn)成本較高，屬于淘汰類工藝，其生產(chǎn)能力不到總量的10%。乳液法聚合時 以水為分散介質(zhì)，制得的顆粒較細，熱穩(wěn)定性和電絕緣性不佳，適宜糊樹脂的生產(chǎn)，主要用 于制造人造革、浸漬手套、玩具等。在我國，90%以上的PVC已和國際接軌，采用懸浮法制備 生產(chǎn)的，目前只有極個別廠家采用本體法生產(chǎn)PVC。
[0007] 隨著科技進步和人民生活水準的不斷提高，懸浮法PVC產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于礦泉 水、飲料、化妝品瓶、藥品、精制油的包裝。還普遍用于仿皮革，來制作運動制品，如籃球、足 球和橄欖球等，還用于制作服裝，比如嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。高質(zhì)量PVC的用量和 用途不斷擴大。
[0008] 同樣的，懸浮法PVC在汽車內(nèi)飾材料的使用也成為國際主流趨勢。國際上主要有 比利時公司、法國公司，日本公司實現(xiàn)了此類PVC的搪塑粉生產(chǎn)工藝路徑，并大量在乘用車 上使用。在我國道路上馳騁的中高端美系、歐系、日系、韓系轎車，85%以上采用該類PVC材 料表皮。采用懸浮法PVC在國內(nèi)未見專利報道，專利ZL02110787. 4和L201210529364. X分 別說明只能采用本體法PVC。
[0009] 市場上已有的搪塑粉專利技術(shù)仍然使用鄰苯二甲酸酯的，比如專利 ZL201310454069. 7。鄰苯二甲酸二辛酯因其對動物生殖系統(tǒng)的影響已被列入歐盟和美國市 場限制使用的原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種汽車內(nèi)飾表皮用搪塑PVC材料及其制備方法，所述的 這種汽車內(nèi)飾表皮用搪塑PVC材料及其制備方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的容易分解，對人體容 易產(chǎn)生傷害的技術(shù)問題。
[0011] 本發(fā)明提供了一種汽車內(nèi)飾表皮用搪塑PVC材料，由下述重量份的組分組成：
[0012] 懸浮法型聚氯乙烯樹脂 100份， 高分子樹脂 40-200份， 二乙酰環(huán)氧植物油酸甘油酯 2-8份，
[0013] 馬來海松酸鋅 2__-8份， 硬脂酸鋅 2-8份， 硬脂酸鈣 2-8份， 水滑石 1--2份， 四[β _ (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0. 1-2份， 亞磷酸酯 0.1-1份， 2-羥基-4--正辛氧基二苯甲酮 0. 1-1份， 油酸酰胺 0.1-1份， 季戊四醇 0. 1-1份， 無機顏料 2-4份，
[0014] 所述的高分子樹脂選自癸二酸二辛酯、己二酸丙二醇酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三 酸三癸酯中的任意三種或者四種的組合。
[0015] 進一步的，所述的高分子樹脂中，各組分的重量份如下：
[0016] 癸二酸二辛酯 10-50份， 己二酸丙二醇酯 10-50份， 偏苯三酸三辛酯 10-50份， 偏苯三酸三癸酯 10-50份，
[0017] 本發(fā)明還提供了上述一種汽車內(nèi)飾表皮用搪塑PVC材料的制備方法，包括如下步 驟：
[0018] 1)按照重量比稱取各反應(yīng)物質(zhì)；
[0019] 2)將癸二酸二辛酯、己二酸丙二醇酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三癸酯中的任 意三種或者四種的組合、二乙酰環(huán)氧植物油酸甘油酯、亞磷酸脂在預(yù)混罐中混合5~20分 鐘；
[0020] 3)升溫預(yù)混罐中物料至50~70°C，然后將四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基） 丙酸]季戊四醇酯加入，攪拌，直至完全溶解；
[0021] 4)將懸浮法型聚氯乙烯樹脂投入反應(yīng)釜，攪拌轉(zhuǎn)速100-300轉(zhuǎn)/分鐘，開始升溫 至50~70°C，然后依次加入馬來海松酸鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、水滑石、油酸酰胺、季戊四 醇、無機顏料；
[0022] 5)將預(yù)混罐中物料采用噴淋方式加入反應(yīng)釜；
[0023] 6)然后加熱至110~130°C后，反應(yīng)釜中粉料通過250~350轉(zhuǎn)/分高速攪拌離 心作用放料至冷卻釜，攪拌冷卻后出料。
[0024] 進一步的，在步驟4)中通過用折流板規(guī)定物料流動路徑。
[0025] 進一步的，本發(fā)明采用的懸浮法PVC為潔凈法生產(chǎn)的高純PVC，在制造搪塑PVC材 料過程中，表現(xiàn)行為明顯不同于本體法PVC，本發(fā)明通過研發(fā)，成功使用懸浮法PVC生產(chǎn)搪 塑粉，達到國際同類產(chǎn)品標準。使用的懸浮法PVC的聚合度在700-2000。
[0026] 進一步的，所述高分子樹脂皆為優(yōu)質(zhì)不含鄰苯集團的高分子化合物，使用癸二酸 二辛酯和己二酸丙二醇酯以及偏苯三酸三辛酯和偏苯三酸三三癸酯的三種或四種，使得懸 浮法PVC迅速吸收高分子樹脂并保持干爽流動的特性，賦予最終產(chǎn)品高耐熱，增加韌性和 優(yōu)異耐低溫性，
[0027] 進一步的，所述馬來海松酸鋅作為穩(wěn)定劑，其與二乙酰環(huán)氧植物油酸甘油酯以及 硬脂酸鋅和硬脂酸鈣構(gòu)成優(yōu)秀熱穩(wěn)定防PVC分解系統(tǒng)。
[0028] 進一步的，所述水滑石和四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯/亞磷酸酯以及2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮作為輔助穩(wěn)定體系，提供了搪塑粉產(chǎn)品的 熱穩(wěn)定和光穩(wěn)定性。
[0029] 進一步的，油酸酰胺和季戊四醇為工業(yè)級高分子化合物，油酸酰胺類高分子物質(zhì) 為高分子潤滑劑，配合使用獲得搪塑粉生產(chǎn)時防粘壁，降摩擦，不結(jié)塊的效果，粉體在高溫 時流動性好，并對熱穩(wěn)定性有促進作用。
[0030] 進一步的，本發(fā)明使用高分子材料油酸酰胺作為耐高溫潤滑劑、穩(wěn)定劑、脫模劑。 同時兼有增塑的作用。保證了 PVC吸收增塑樹脂過程的勻速、完全、全過程不粘連保持粉末 流動性。
[0031] 進一步的，無機顏料指不含有害重金屬離子的合成無機顏料，提供產(chǎn)品所需的色 彩和耐候性。
[0032] 進一步的，PVC搪塑粉穩(wěn)定性包括生產(chǎn)粉料時的穩(wěn)定性和搪塑成型時的穩(wěn)定性。不 同的原料需要專門的穩(wěn)定劑來滿足。本發(fā)明使用了馬來海松酸鋅作為穩(wěn)定劑，解決了懸浮 法PVC和癸二酸二辛酯等原料在高速攪拌混合階段的穩(wěn)定吸收及確保粉末流動狀態(tài)，并且 搪塑制皮穩(wěn)定成型不分解。
[0033] 本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)效果是明顯的。
[0034] 1)總體配方的成功確立，保證了搪塑粉使用懸浮法PVC，粉料吸收高分子液體樹 脂油料完全徹底，即使在1:1的比例，也能做到成品粉料干爽，保持粉體流動狀態(tài)。這個和 其他相類似技術(shù)局限于本體法PVC明顯不同。
[0035] 2)本方法使用癸二酸二辛酯、己二酸丙二醇酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三癸 酯，不采用鄰苯類樹脂，突破了工藝困難，環(huán)保健康安全，達到國際環(huán)境健康要求。
[0036] 3)本方法開發(fā)使用了專門的穩(wěn)定系統(tǒng)，確立了馬來海松酸鋅和硬脂酸鋅、硬脂酸 鈣水滑石等配方，保證了搪塑高溫成皮階段，PVC塑化均勻而穩(wěn)定無分解。制成的表皮，厚 度均勻，韌性好，表面平整，整體致密，質(zhì)量好，確保皮紋完美展現(xiàn)。
[0037] 4)本方法使用高分子化合物油酸酰胺和季戊四醇配合，保證了共混過程中PVC粉 料的內(nèi)潤滑性和外潤滑性，同時避免了在反應(yīng)釜高溫時物料對釜壁的粘連，物料干爽流動 性好。
[0038] 5)本方法中水滑石和四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯/ 亞磷酸酯以及2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮組成輔助穩(wěn)定配方，保證了產(chǎn)品具有抗氧化耐 候性耐光性等方面的特性。
[0039] 6)工藝中采用預(yù)混技術(shù)，保證了混合過程均勻接觸和油脂吸收，并不迀移。
[0040] 7)工藝中采用折流板技術(shù)，改變層流方向，生成粉料湍流，保證物料上下均勻，減 少了無效摩擦，增加了傳