CN120737505A - Tpo组合物、由其制成tpo层以及tpo人造革 - Google Patents

Abstract

本发明涉及TPO组合物、由其制成TPO层以及TPO人造革。所述TPO组合物包含：14～30重量份的均聚聚丙烯，26～45重量份的二元乙丙橡胶，15～50重量份的三元乙丙橡胶，0～30重量份的乙烯与α‑烯烃共聚物，以及0～10重量份的无规共聚聚丙烯。

Description

TPO组合物、由其制成TPO层以及TPO人造革

技术领域

本发明属于高分子材料和内饰材料领域，具体涉及TPO组合物、由其制成TPO层以及TPO人造革。

背景技术

目前，汽车内饰材料的作为安全项的阻燃特性，一直都是人们关注的焦点。而且，具有高阻燃特性的汽车内饰材料一直是各主机厂追求的目标。然而，当前大多数阻燃TPO人造革方案均是通过直接添加阻燃剂或设置阻燃层的来提高阻燃效果，但是期仍面临以下问题：(1)需要加入一定量的阻燃剂才能实现高阻燃特性。如添加量过少的话很难达到预期的阻燃效果，如添加量过大的话又会影响TPO的其他性能指标，甚至还会影响生产过程的稳定性。(2)常用的阻燃剂一般含有卤素元素和重金属元素，易造成环境污染，不利于回收利用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种无阻燃剂且具有高阻燃特性的TPO组合物、由其制成TPO层以及TPO人造革。

本发明的第一方面提供了一种TPO组合物，所述TPO组合物包含：

14～30重量份、优选14～25重量份的均聚聚丙烯，

26～45重量份的二元乙丙橡胶，

15～50重量份的三元乙丙橡胶，

0～30重量份、优选10～20重量份的乙烯与α-烯烃的共聚物，以及

0～10重量份、优选1～10重量份的无规共聚聚丙烯。

本发明通过同时加入特定含量的二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶，利用二者电子辐照交联形成凝胶的特点，最终实现TPO组合物及其制品的阻燃特性的显著提升。其中，所述乙烯与α-烯烃的共聚物的优选加入可在不影响阻燃性能的前提下，进一步提升柔韧性和断裂伸长率。优选加入无规共聚聚丙烯作为填充材料，保证强度，降低成本。

优选地，所述均聚聚丙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、可选地乙烯与α-烯烃的共聚物和可选地无规共聚聚丙烯的总重量份之和为100。

优选地，根据ISO 1133-1标准在2.16kg、230℃下测得的所述均聚聚丙烯的熔融指数MFR为0.5～5g/10min；

和/或，根据ISO 527标准测得的所述均聚聚丙烯的拉伸强度＞20MPA，断裂伸长率＞300％。

优选地，所述无规共聚聚丙烯为丙烯与选自乙烯、1-丁烯中至少一种的共聚单体的共聚物；

和/或，所述无规共聚聚丙烯满足如下特性的一个以上：

根据ISO 1133-1标准，在2.16kg、230℃下测得的所述无规共聚聚丙烯的熔融指数MFR为0.3～10g/10min；

根据ISO 527标准测得的所述无规共聚聚丙烯的拉伸强度＞20MPA，断裂伸长率＞300％。

优选地，所述乙烯与α-烯烃的共聚物中α烯烃为C4～C10的α-烯烃，优选为C4～C8的α-烯烃。

和/或，所述乙烯与α-烯烃的共聚物中包含15～40wt％的α-烯烃。

优选地，所述TPO组合物还包含：0.5～5重量份的助交联剂；优选地，所述助交联剂选自三烯丙基异氰脲酸酯TAIC、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TMPTMA和季戊四醇四丙烯酸酯PETA中的至少一种或其组合。

优选地，所述TPO组合物不含阻燃剂。

优选地，所述TPO组合物不含有机溶剂。

本发明的第二方面提供了一种TPO层，所述TPO层由上述TPO组合物制成。

优选地，所述TPO层包含10～40wt％(优选20.5～31.6wt％)由二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶电子辐照交联形成的凝胶。

本发明的第三方面提供了用于制造TPO层的方法，所述方法包括：对上述TPO组合物进行电子辐照交联，得到所述TPO层；优选地，所述电子辐照交联的辐照剂量为15～80kgy。

本发明的第四方面提供了一种TPO人造革，所述TPO人造革包括：聚烯烃发泡层；在聚烯烃发泡层上的上述TPO层。

优选地，所述TPO人造革满足以下特性中一种以上：

根据GB8410标准测得的所述TPO人造革的阻燃≤80mm/min、优选40～65mm/min；

根据ISO 527-3标准测得的所述TPO人造革的拉伸强度≥40N、优选40～60N，断裂伸长率≥300％、优选为300～430％；

根据ISO 868测得的所述TPO人造革的硬度≥40shore A、优选为40～56shore A；

根据VDA270-C3标准测得的所述TPO人造革的气味等级≤4级、优选3～4级。

本发明的有益效果：

本发明的TPO层或TPO人造革不添加任何阻燃剂便能实现高阻燃性能，而且不含有卤素和金属元素，更方便回收。

具体实施方式

以下结合具体实施方式进一步阐述和解释本发明，该阐述和解释不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

本公开中，“重量份”应解读为相对的重量份数，其可为任意的重量单位，例如但不限于公斤、千克、克、磅等重量单位，例如，35重量份的二元乙丙橡胶，代表其可为35公斤的二元乙丙橡胶或35磅的二元乙丙橡胶。

在本发明一实施方式中，所述TPO组合物包含：14～30重量份(优选14～25重量份)的均聚聚丙烯(如14的均聚聚丙烯、16重量份的均聚聚丙烯、18重量份的均聚聚丙烯、20重量份的均聚聚丙烯、22重量份的均聚聚丙烯、25重量份的均聚聚丙烯、30重量份的均聚聚丙烯)，26～45重量份的二元乙丙橡胶(如26重量份的二元乙丙橡胶、30重量份的二元乙丙橡胶、35重量份的二元乙丙橡胶、40重量份的二元乙丙橡胶、45重量份的二元乙丙橡胶)，15～50重量份的三元乙丙橡胶(如15的三元乙丙橡胶、20的三元乙丙橡胶、25的三元乙丙橡胶、30的三元乙丙橡胶、35的三元乙丙橡胶、40的三元乙丙橡胶、45的三元乙丙橡胶、50的三元乙丙橡胶等)，0～30重量份(优选10～20重量份)的乙烯与α-烯烃共聚物(如0重量份的乙烯与α-烯烃共聚物、5重量份的乙烯与α-烯烃共聚物、10重量份的乙烯与α-烯烃共聚物、15重量份的乙烯与α-烯烃共聚物、20重量份的乙烯与α-烯烃共聚物、25重量份的乙烯与α-烯烃共聚物、30重量份的乙烯与α-烯烃共聚物等)，以及0～10重量份(优选1～10重量份)的无规共聚聚丙烯(如1重量份的无规共聚聚丙烯、2重量份的无规共聚聚丙烯、5重量份的无规共聚聚丙烯、8重量份的无规共聚聚丙烯、10重量份的无规共聚聚丙烯等)。

在本发明一实施方式中，所述TPO组合物中乙烯与α-烯烃的共聚物和无规共聚聚丙烯的重量份可同时为0。

在本发明一实施方式中，所述TPO组合物中乙烯与α-烯烃的共聚物和无规共聚聚丙烯的重量份不同时为0。

在本发明一实施方式中，所述均聚聚丙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、可选地乙烯与α-烯烃的共聚物和可选地无规共聚聚丙烯的总重量份之和为100，可以方便配方设计调整，产线生产投料。

在本发明一实施方式中，所述均聚聚丙烯还满足以下特性：根据ISO 1133-1标准在2.16kg、230℃下测得的所述均聚聚丙烯的熔融指数MFR为0.5～5g/10min；和/或，根据ISO 527标准测得的所述均聚聚丙烯的拉伸强度＞20MPA，断裂伸长率＞300％。例如，所述均聚聚丙烯包括但不仅于：HC205TF型号(北欧化工厂家)等。

在本发明一实施方式中，所述无规共聚聚丙烯为丙烯与选自乙烯、1-丁烯中至少一种的共聚单体的共聚物。所述无规共聚聚丙烯满足如下特性的一个以上：根据ISO 1133-1标准，在2.16kg、230℃下测得的所述无规共聚聚丙烯的熔融指数MFR为0.3～10g/10min；根据ISO 527标准测得的所述无规共聚聚丙烯的拉伸强度＞20MPA，断裂伸长率＞300％。例如，所述无规共聚聚丙烯包括但不仅于：RP210G型号(利安德巴塞尔厂家)等。

在本发明一实施方式中，所述乙烯与α-烯烃的共聚物中α烯烃为C4～C10的α-烯烃，优选为C4～C8的α-烯烃。所述乙烯与α-烯烃的共聚物中包含15～40wt％的α-烯烃。例如，所述乙烯与α-烯烃的共聚物包括但不仅于：ENGAGE8848型号(陶氏DOW厂家)等。

在本发明一实施方式中，所述二元乙丙橡胶通过市售获得，例如包括但不仅于：J0010型号(吉林石化厂家)等。

在本发明一实施方式中，所述三元乙丙橡胶通过市售获得，例如包括但不仅于：Keltan5470型号(阿郎新科厂家)等。

在本发明一实施方式中，所述TPO组合物还包含：0.5～5重量份的助交联剂(如0.5重量份的助交联剂、1重量份的助交联剂、2重量份的助交联剂、3重量份的助交联剂、4重量份的助交联剂、5重量份的助交联剂等)。优选地，所述助交联剂选自三烯丙基异氰脲酸酯TAIC、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TMPTMA和季戊四醇四丙烯酸酯PETA中的至少一种或其组合。

在本发明一实施方式中，所述TPO组合物不含阻燃剂。

在本发明一实施方式中，所述TPO组合物不含有机溶剂。本发明优选通过挤出机挤出成型，无需添加有机溶剂。

在本发明一实施方式中，所述TPO组合物均不含阻燃剂和有机溶剂。

在本发明一实施方式中，对TPO组合物进行电子辐照交联，得到所述TPO层。具体地，通过设置电子辐照交联的辐照剂量为15～80kGy之间调控二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的交联程度，进而控制TPO层中由二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶形成的凝胶的含量。所述TPO层包含10～40wt％的由二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶形成的凝胶。若凝胶含量过低，其阻燃性能变劣。若凝胶含量过高，会导致硬度过高，影响后续加工成型。

在本发明一实施方式中，提供一种TPO人造革，其包括：聚烯烃发泡层；在聚烯烃发泡层上的TPO层。

在本发明一实施方式中，所述聚烯烃发泡层为聚乙烯为主的发泡层和聚丙烯为主的发泡层。

在本发明一实施方式中，当所述聚烯烃发泡层为聚乙烯为主的发泡层，根据GB8410标准测得的所述TPO人造革的阻燃≤62mm/min。或者，当所述聚烯烃发泡层为聚丙烯为主的发泡层，根据GB8410标准测得的所述TPO人造革的阻燃≤80mm/min。

在本发明一实施方式中，所述聚烯烃发泡层的厚度在1.0～3.0mm之间。

在本发明一实施方式中，所述TPO人造革还包括：在TPO层上的油漆层和/或水性聚氨酯层。其中油漆层为本领域常用油漆制成，该油漆可通过市售获得。

性能测试方法：

根据GB8410标准测得的所述TPO人造革的阻燃特性；

根据ISO 527-3标准测得的所述TPO人造革的拉伸强度和断裂伸长率；

根据ISO 868测得的所述TPO人造革的硬度；

根据VDA270-C3标准测得的所述TPO人造革的气味等级。

以下实施例和对比例所用原料如下所示：

均聚聚丙烯，HC205TF型号，北欧化工厂家；

二元乙丙橡胶，J0010型号，吉林石化厂家；

三元乙丙橡胶，5470型号，阿郎新科厂家；

乙烯与α-烯烃共聚物，ENGAGE8848型号，陶氏厂家；

无规共聚聚丙烯，RP210G型号，利安德巴塞尔厂家；

助交联剂，SR350型号，阿科玛厂家；

聚丙烯为主的聚烯烃发泡层，型号QVT，积水映甫Sekisui Youngbo；

聚乙烯为主的聚烯烃发泡层，型号TLA，积水Sekisui Alveo。

实施例1-16和对比例1-6

所述TPO层的制备方法包括以下步骤：

(1)根据表1-3中TPO组合物的组成称量均聚聚丙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、可选地乙烯与α-烯烃共聚物、可选地无规共聚聚丙烯和助交联剂并混合，得到TPO浆料；

(2)通过双螺杆挤出机挤出成型，得到TPO层。

所述TPO人造革的制备方法包括以下步骤：采用复合辊压(压力15～45bar，温度为170～220℃)，将TPO层和聚烯烃发泡层复合，制成TPO人造革。

表1为实施例1-5(E1-E5)和对比例1-3(CE1-CE3)制备的TPO组合物、TPO层和TPO人造革的组成(单位：重量份)、制备参数及特性

比较对比例1、对比例2、实施例2、实施例3、实施例1、实施例4和实施例5可知，在15～50重量份的三元乙丙橡胶的基础上同时满足26～45重量份二元乙丙橡胶的TPO层或TPO人造革，可以实现阻燃性能、气味等级、硬度、拉伸强度、断裂伸长率的至少一种的优化，尤其是阻燃性能的显著提升。而不加入二元乙丙橡胶的对比例1，其阻燃性能较差。加入少量二元乙丙橡胶的对比例2，形成凝胶含量较低，导致阻燃性能提升有限。而加入过量二元乙丙橡胶的对比例3，虽然其阻燃性能优异，但硬度提高，材料变硬。

表2为实施例6-9(E6-E9)和对比例4-6(CE4-CE6)制备的TPO组合物、TPO层和TPO人造革的组成(单位：重量份)、制备参数及特性

比较对比例4、对比例5、实施例6、实施例7、实施例1、实施例8和实施例9可知，在26～45重量份二元乙丙橡胶的基础上同时满足15～50重量份的三元乙丙橡胶的TPO层或TPO人造革，可以实现阻燃性能、气味等级、硬度、拉伸强度、断裂伸长率的至少一种的优化，尤其是阻燃性能的显著提升。而不加入三元乙丙橡胶的对比例4，其阻燃性能较差。加入少量三元乙丙橡胶的对比例5，形成凝胶含量较低，导致阻燃性能提升有限。而加入过量三元乙丙橡胶的对比例6，虽然其阻燃性能优异，但气味变差，硬度变高。

表3为实施例10-16(E10-E16)制备的TPO组合物、TPO层和TPO人造革的组成(单位：重量份)、制备参数及特性

比较实施例1和实施例10，采用聚乙烯为主的聚烯烃发泡层的TPO人造革的阻燃性能优于采用聚丙烯为主的聚烯烃发泡层的TPO人造革。

比较实施例1、实施例11和实施例12可知，本发明通过加入0.5～5份重量份的助交联剂，可在更低辐照剂量下实现电子辐照交联，同时对于气味性能也有较大影响。

比较实施例13、实施例1、实施例14和实施例15可知，本发明通过加入不超过30重量份的乙烯与α-烯烃共聚物在不影响阻燃性能的前提下，进一步提升柔韧性、断裂伸长率。

比较实施例16和实施例1可知，本发明通过加入不超过10重量份的无规共聚聚丙烯作为填充材料替换均聚聚丙烯，同样可以保证阻燃特性和强度不变。

需要说明的是，本申请中记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非彼此之间产生矛盾。在不脱离本发明的范围的情况下可对本发明进行各种修改和变化，这对本领域技术人员而言将是显而易见的。例如，作为一个实施方式的一部分显示或描述的特征可以与另一个实施方式一起使用以产生又一个实施方式。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等价物范围内的这些修改和变化。

Claims (10)

1.一种TPO组合物，其特征在于，所述TPO组合物包含：

14～30重量份、优选14～25重量份的均聚聚丙烯，

26～45重量份的二元乙丙橡胶，

15～50重量份的三元乙丙橡胶，

0～30重量份、优选10～20重量份的乙烯与α-烯烃的共聚物，以及

0～10重量份、优选1～10重量份的无规共聚聚丙烯。

2.根据权利要求1所述的TPO组合物，其特征在于，所述均聚聚丙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、可选地乙烯与α-烯烃的共聚物和可选地无规共聚聚丙烯的总重量份之和为100。

3.根据权利要求1所述的TPO组合物，其特征在于，根据ISO 1133-1标准在2.16kg、230℃下测得的所述均聚聚丙烯的熔融指数MFR为0.5～5g/10min；

和/或，根据ISO 527标准测得的所述均聚聚丙烯的拉伸强度＞20MPA，断裂伸长率＞300％。

4.根据权利要求1所述的TPO组合物，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯为丙烯与选自乙烯、1-丁烯中至少一种的共聚单体的共聚物；

和/或，所述无规共聚聚丙烯满足如下特性的一个以上：

根据ISO 1133-1标准，在2.16kg、230℃下测得的所述无规共聚聚丙烯的熔融指数MFR为0.3～10g/10min；

根据ISO 527标准测得的所述无规共聚聚丙烯的拉伸强度＞20MPA，断裂伸长率＞300％。

5.根据权利要求1所述的TPO组合物，其特征在于，所述乙烯与α-烯烃的共聚物中α烯烃为C4～C10的α-烯烃，优选为C4～C8的α-烯烃；

和/或，所述乙烯与α-烯烃的共聚物中包含15～40wt％的α-烯烃。

6.根据权利要求1所述的TPO组合物，其特征在于，所述TPO组合物还包含：0.5～5重量份的助交联剂；优选地，所述助交联剂选自三烯丙基异氰脲酸酯TAIC、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TMPTMA和季戊四醇四丙烯酸酯PETA中的至少一种或其组合。

7.根据权利要求1所述的TPO组合物，其特征在于，所述TPO组合物不含阻燃剂，和/或，所述TPO组合物不含有机溶剂。

8.一种TPO层，其特征在于，所述TPO层由权利要求1-7中任一项所述的TPO组合物制成；优选地，所述TPO层包含10～40wt％由二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶电子辐照交联形成的凝胶。

9.用于制造TPO层的方法，其特征在于，所述方法包括：对权利要求1-7中任一项所述的TPO组合物进行电子辐照交联，得到所述TPO层；

优选地，所述电子辐照交联的辐照剂量为15～80kgy。

10.一种TPO人造革，其特征在于，所述TPO人造革包括：

聚烯烃发泡层；

在聚烯烃发泡层上的权利要求9所述的TPO层；

优选地，所述TPO人造革满足以下特性中一种以上：

根据GB8410标准测得的所述TPO人造革的阻燃≤80mm/min；

根据ISO 527-3标准测得的所述TPO人造革的拉伸强度≥40N，断裂伸长率≥300％；

根据ISO 868测得的所述TPO人造革的硬度≥40shore A；

根据VDA270-C3标准测得的所述TPO人造革的气味等级≤4级。