一种搪塑级TPE材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于聚合物材料
技术领域：
，具体涉及一种搪塑级tpe材料及其制备方法和应用。
背景技术：
：目前，汽车仪表板用蒙皮从工艺角度包含三种，其一为包覆蒙皮工艺，采用真皮、pvc、tpo等材质；其二为吸塑工艺，如pvc材质、tpo材质、pvc/abs材质；最后一种为搪塑工艺，如pvc材质。搪塑成型属于无应力加工，因此搪塑制品的表皮不易开裂，尺寸稳定，厚度均匀，表皮纹理清晰，手感好，且在耐老化方面，搪塑表皮显示了明显的优势，在耐热、起雾、光稳定性、抗渗出、抗刮伤等方面均优于深度拉伸表皮，得到各个车企的青睐。pvc作为最常见的搪塑粉料，具有成本低的优点，cn110746717a公开了一种搪塑pvc材料及其制备方法包括以下重量份的成分组成：聚氯乙烯悬浮聚合树脂30～50份、聚氯乙烯糊状树脂(ppvc)70～50份、热稳定剂4～8份、主增塑剂40～80份、辅增塑剂2～10份、增挺剂30～0份。称取各种原料，放入带有高速搅拌器的搅拌机中，在常温下搅拌30～60分钟；搅拌机升温到60～70℃，继续搅拌60～120分钟，然后将料放入真空料槽中，常温下抽真空去气泡，保持60～120分钟，出料备用。通过这种方法和配方获得的搪塑粉的流动性能较好，熔融性能佳；另外，采用搪塑粉制作成成品后，成品在硬度方面的力学性能满足使用要求。但由于pvc材料具有抗老化性不好、耐低温性差、增塑剂容易迁移、气味大、挥发性物质超标等缺点，特别是当pvc长时间通过汽车的挡风玻璃暴露于日照时，更会加速老化和voc的释放。tpe材料即热塑性弹性体，是一种兼具橡胶和塑料性能的材料，在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型的高分子材料，常见的热塑性弹性体有以下几类：苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体；tpe磁材料不含卤素，不含邻苯二甲酸盐，同等体积的重量比pvc轻30～40％，具有更好的耐低温性能和抗老化特性，还具有成本低、可回收、触感柔软等特性，受到了国外部分车企的青睐。cn109504066a公开了一种抗紫外线tpe塑料配方，包括以下重量份的原料：pp树脂40～48份、sebs橡胶30～40份、tpu橡胶60～80份、uv981抗紫外线剂3～7份、抗氧化剂2～6份、甘油6～10份、相容剂10～20份、聚乙酰胺3～7份、热稳定剂4～8份和润滑剂9～13份；其制备方法包括以下步骤：s1：选取一台电子天平，利用电子天平按重量比称取各原料，将称量得到的原料投放到暂存容器内，贴标签纸，备用；s2：选取一个耐腐蚀容器，在耐腐蚀容器上设置带有控制出料速度的出料管。本发明设计合理，制作方便，能够使得tpe塑料中的各部分原料之间混合均匀、紧密，提高各原料之间接触和粘接面积，提高tpe塑料制品机械强度，有效延长tpe塑料制品使用寿命。cn110819039a公开了一种浴室防滑脚垫专用tpe弹性体材料，其由包括高聚合度聚氯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、邻苯二甲酸二丁酯、玫瑰精油微胶囊、佛手柑微胶囊、环烷油、环保芳烃油、填充料、二亚甲基膦酸、二丁基羟基甲苯、氧化锑、增粘助剂的原料制备而成。但是按照这两种配方和方法制备得到的tpe材料，应用于搪塑工艺时材料表面张力不均匀、存在处理死角等缺点，不能满足搪塑加工成型的工艺条件要求。因此，开发一种可以应用于搪塑工艺的搪塑级tpe材料，应用到搪塑tpe蒙皮材料制备中，具有重要意义。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种搪塑级tpe材料，所述搪塑级tpe材料的粒径为150～350μm，包括基料、聚烯烃和填充剂的组合，通过对配方和制备方法的优化，制备得到的搪塑级tpe材料粒径更加均匀，可以应用于搪塑工艺中，在搪塑过程中，所述搪塑级tpe材料可以充满整个模具的r角处，不会出现欠料的情况，具有十分重要的应用价值。为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供一种搪塑级tpe材料，所述搪塑级tpe材料的粒径为150～350μm，所述搪塑级tpe材料按照重量份数包含如下组分：基料50～100重量份、聚烯烃1～5重量份和填充剂5～10重量份。所述粒径可以为160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、250μm、300μm、320μm或340μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。所述基料可以为55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份或95重量份等。所述聚烯烃可以为1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。所述填充剂可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。本发明提供的搪塑级tpe材料的粒径为150～350μm，粒径均匀，在应用于搪塑成型过程中，搪塑pvc是汽车用传统搪塑材料，但由于其挥发性不好、增塑剂迁移一直是该种材料无法克服的缺点，用搪塑搪塑级tpe材料替代搪塑pvc解决此问题。但搪塑搪塑级tpe材料需攻克成型工艺性及材料物理性能，以保证搪塑后产品性能；所述搪塑级tpe材料可以充满整个模具的r角处，制备得到的产品不出现欠料的情况，且成品的厚度比较均匀。优选地，所述搪塑级tpe材料的密度为0.3～0.5g/cm3，例如0.32g/cm3、0.34g/cm3、0.36g/cm3、0.38g/cm3、0.4g/cm3、0.42g/cm3、0.44g/cm3、0.46g/cm3或0.48g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述基料包括sebs材料。优选地，所述聚烯烃包括pp材料、pe材料或poe材料中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述填充剂包括无机氧化物类填充剂和/或无机硫化物类填充剂；优选地，所述无机氧化物类填充剂包括氧化钙；优选地，所述无机硫化物类填充剂包括硫化钡；优选地，所述填充剂还包括滑石粉。优选地，所述搪塑级tpe材料还包括抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、颜料或阻燃剂中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述搪塑级tpe材料中抗氧剂的含量为0.1～2重量份，例如0.3重量份、0.5重量份、0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述抗氧剂包括胺类抗氧剂和/或酚类抗氧剂。优选地，所述抗氧剂包括四[β-丙酸]季戊四醇酯和/或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯；。优选地，所述搪塑级tpe材料中热稳定剂的含量为0.1～3重量份，例如0.3重量份、0.5重量份、0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份、1.9重量份2.1重量份、2.3重量份、2.5重量份、2.7重量份或2.9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述热稳定剂包括金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、环氧大豆油或水滑石中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述金属皂类热稳定剂包括锌的高级脂肪酸盐、钙的高级脂肪酸盐或钡的高级脂肪酸盐中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述有机锡类热稳定剂包括月桂酸盐类有机锡和/或硫醇盐类有机锡。优选地，所述搪塑级tpe材料中光稳定剂的含量为0.3～2重量份，例如0.3重量份、0.5重量份、0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述光稳定剂包括二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂或芳酯类光稳定剂中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述搪塑级tpe材料中颜料的含量为5～10重量份，例如5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述颜料包括炭黑。优选地，所述颜料还包括无机染料和/或有机染料。优选地，所述有机染料包括偶氮染料和/或酞菁染料。优选地，所述搪塑级tpe材料中阻燃剂的含量为2～10重量份，例如2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述阻燃剂包括无卤阻燃剂。优选地，所述阻燃剂还包括无机阻燃剂。优选地，所述无机阻燃剂包括三氧化二锑、三氧化二铝、硼系阻燃剂或氢氧化镁中的任意一种或至少两种的组合。第二方面，本发明提供一种如第一方面所述搪塑级tpe材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将基料、聚烯烃和填充剂制备成tpe母料；(2)将步骤(1)得到的tpe母料研磨，得到所述搪塑级tpe材料。本发明提供的搪塑级tpe材料的制备方法，首先制备得到tpe母料，然后将所述tpe母料进行研磨，得到粒径均匀，可应用于搪塑工艺中的搪塑级tpe材料。优选地，步骤(1)所述tpe母料的制备方法具体包括如下步骤：(a1)将基料、聚烯烃、填充剂和任选的颜料混合，静置，得到预混料；(a2)将步骤(a1)得到的预混料、任选的热稳定剂、任选的光稳定剂、任选的抗氧剂和任选的阻燃剂混合，得到预制料；(a3)步骤(a2)得到的预制料经挤出、冷却、切断、干燥，得到tpe母料。作为优选技术方案，本发明提供的搪塑级tpe材料的制备流程图如图1所示，其中①代表将基料、聚烯烃、填充剂和任选的颜料混合，得到预混料的步骤；②代表将步骤①得到预混料、任选的热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和阻燃剂混合，得到预制料的步骤，③代表将所述预制料挤出；④代表冷却；⑤代表切断、干燥得到tpe母料的步骤；⑥代表将步骤⑤得到的tpe母料研磨，得到所述搪塑级tpe材料的步骤。优选地，步骤(a1)所述混合在搅拌的条件下进行，更优选为在转速为200～500rpm，例如240rpm、260rpm、280rpm、320rpm、360rpm、380rpm、420rpm、460rpm或480rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值的搅拌的条件下进行。优选地，步骤(a1)所述混合的时间为1～10min，例如2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min或9min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a1)所述静置的时间为0.5～24h，例如1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h或22h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a2)所述混合在搅拌的条件下进行，更优选为在转速为1500～2500rpm，例如1700rpm、1800rpm、2000rpm、2100rpm、2200rpm、2300rpm、2400rpm或2500rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值的搅拌的条件下进行。优选地，步骤(a2)所述混合的时间为5～20min，例如7min、9min、11min、13min、15min、17min或19min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a3)所述挤出的方法为双螺杆挤出机挤出。优选地，步骤(a3)所述挤出的压力为3～6mpa，例如3.2mpa、3.4mpa、3.6mpa、3.8mpa、4mpa、4.2mpa、4.4mpa、4.6mpa、4.8mpa、5mpa、5.4mpa或5.8mpa，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a3)所述挤出的温度为180～220℃，例如182℃、184℃、186℃、188℃、192℃、194℃、196℃、198℃、200℃、204℃、208℃、210℃、214℃、216℃或218℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a3)所述冷却的时间为2～10min，例如3.5min、4min、4.5min、5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min或9.5min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a3)所述冷却的温度为30～50℃，例如32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃或48℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a3)所述干燥的时间为2～10min，例如3.5min、4min、4.5min、5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min或9.5min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(a3)所述干燥的温度为20～60℃，例如24℃、28℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、44℃、48℃、52℃、54℃、56℃或58℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(2)所述研磨的温度为-80～-60℃，例-78℃、-76℃、-74℃、-72℃、-70℃、-68℃、-66℃、-64℃或-62℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(2)所述研磨的时间为30～60min，例如33min、36min、39min、41min、44min、47min、50min、53min、56min或59min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。作为优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：(1)将基料、聚烯烃、填充剂和颜料在转速为200～500rpm的搅拌条件下混合1～10min，静置0.5～24h，得到预混料，再将预混料、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和阻燃剂在转速为1500～2500rpm的搅拌条件下混合5～20min，得到预制料，在3～6mpa、30～50℃下将预制料通过双螺杆挤出机挤出，30～50℃下冷却2～10min，20～60℃下干燥2～10min，的到tpe母料；(2)将步骤(1)得到的tpe母料在-60～-80℃下研磨30～60min，得到所述搪塑级tpe材料。第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的搪塑级tpe材料在蒙皮材料中的应用；优选地，所述蒙皮材料由所述搪塑级tpe材料通过搪塑成型工艺制备得到。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供的搪塑级tpe材料包括基料、聚烯烃和填充剂的组合，通过对配方的优化和制备方法的设计，制备得到了粒径为150～350μm的搪塑级tpe材料，所述搪塑级tpe材料的拉伸强度为4.0～5.2mpa；邵氏a硬度为65～70；撕裂强度为18～30kn/m；相较于一般搪塑级tpe材料粒径更小、更均匀，更适合应用于搪塑成型工艺中，在搪塑成型工艺过程中，所述搪塑级tpe材料可以充满整个模具的每个角落，制备得到的tpe成品不会出现欠料的情况，可以达到厚度比较均匀的效果，具有十分重要的应用价值。附图说明图1为本发明提供的搪塑级tpe材料的制备方法流程图，其中，①-预混料的制备，②-预制料的制备，③-挤出，④-冷却，⑤切断、干燥，⑥研磨。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。本发明中所用到的化学药品均在标准状态下(温度23±2℃、相对湿度50±5％)静置24h以上才可以使用。实施例1一种搪塑级tpe材料，平均粒径为200μm，密度为0.4g/cm3；按照重量份包括如下组分：80重量份sebs(casno：91261-65-3)、3重量份聚烯烃(casno：9002-88-4)、5重量份caco3、5重量份炭黑、0.5重量份zn类高级脂肪酸盐(casno：557-05-1)、0.5重量份抗氧剂1010、0.8重量份光稳定剂二苯甲酮类(casno：5350-57-2)和1重量份阻燃剂sb2o3。具体制备方法包括如下步骤：(1)将基料、聚烯烃、caco3和炭黑在300rpm下混合5min，静置2h，得到预混料；(2)将步骤(1)得到的预混料、zn类高级脂肪酸盐、抗氧剂1010、光稳定剂二苯甲酮类和sb2o3在转速为1500rpm下混合8min，得到预制料；(3)将步骤(2)得到的预制料放入料斗中，通过双螺杆挤出机在4.0mpa压力、190℃下挤出，然后在30℃下冷却2min后，切断成塑料粒子，在25℃下干燥5min，得到tpe母料；(4)将步骤(3)得到的tpe母料，在-70℃下研磨40min得到所述搪塑级tpe材料。以下实施例和对比例中所用到的sebs、聚烯烃、zn类高级脂肪酸盐和光稳定剂二苯甲酮类，其原料来源与实施例1相同。实施例2一种搪塑级tpe材料，平均粒径为250μm，密度为0.4g/cm3；按照重量份包括如下组分：50重量份sebs、2重量份聚丙烯、8重量份baso4、8重量份炭黑、0.5重量份zn类高级脂肪酸盐、0.5重量份抗氧剂1076、0.5重量份光稳定剂苯并三唑类(uv-320)和3重量份阻燃剂sb2o3。具体制备方法包括如下步骤：(1)将基料、聚丙烯、baso4和炭黑在400rpm下混合10min，静置2h，得到预混料；(2)将步骤(1)得到的预混料、zn类高级脂肪酸盐、抗氧剂1076、光稳定剂苯并三唑类和sb2o3在2000rpm下混合10min，得到预制料；(3)将步骤(2)得到的预制料放入料斗中，通过双螺杆挤出机在4.5mpa压力、200℃下挤出，然后在40℃下冷却3min后，切断成塑料粒子，在30℃下干燥3min，得到tpe母料；(4)将步骤(3)得到的tpe母料，在-60℃下研磨40min，得到所述搪塑级tpe材料。实施例3一种搪塑级tpe材料，平均粒径为300μm，密度为0.4g/cm3；按照重量份包括如下组分：100重量份sebs、3重量份聚丙烯、5重量份caco3、10重量份炭黑、0.5重量份硬脂酸钡、1重量份抗氧剂1076和抗氧剂1010、0.5重量份光稳定剂苯并三唑类(uv-320)和5重量份阻燃剂sb2o3。具体制备方法包括如下步骤：(1)将基料、聚丙烯、caco3和炭黑在500r/min下混合3min，静置2h，得到预混料；(2)将步骤(1)得到的预混料、硬脂酸钡、抗氧剂1076、抗氧剂1010、光稳定剂苯并三唑类和sb2o3在2500r/min下混合7min，得到预制料；(3)将步骤(2)得到的预制料放入料斗中，通过双螺杆挤出机在5mpa压力、210℃下挤出，然后在50℃下冷却2min后，切断成塑料粒子，在40℃下干燥4min，得到tpe母料；(4)将步骤(3)得到的tpe母料，在-70℃下研磨30min，得到所述搪塑级tpe材料。实施例4～6一种搪塑级tpe材料，平均粒径为280μm，密度为0.4g/cm3；其具体组分如表1所示，各组分的用量单位为“重量份”，制备方法和实施例1相同。表1对比例1～3一种搪塑级tpe材料，平均粒径为180μm，密度为0.4g/cm3；其具体组分如表2所示，各组分的用量单位为“重量份”，制备方法和实施例1相同。表2对比例4一种tpe材料，平均粒径为3mm，密度为0.9g/cm3，其组分与实施例1相同。具体制备方法包括如下步骤：(1)将基料、聚烯烃、caco3和炭黑在在300rpm下混合5min，静置2h，得到预混料；(2)将步骤(1)得到的预混料、zn类高级脂肪酸盐、抗氧剂1010、光稳定剂二苯甲酮类和sb2o3在1500rpm下混合8min，得到预制料；(3)将步骤(2)得到的预制料放入料斗中，通过双螺杆挤出机在4.0mpa压力、190℃下挤出，然后在30℃下冷却2min后，切断成塑料粒子，在25℃下干燥5min，得到所述tpe材料。性能测试：(1)拉伸强度：按照gb/t1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定》进行测试；(2)邵氏a硬度：按照gb2411-1980《塑料邵氏硬度试验方法》进行测试；(3)撕裂强度：按照gb/t529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》进行测试。按照上述测试，对实施例1～6、对比例1～3得到的搪塑级tpe材料和对比例4得到的tpe材料进行测试，测试结果如表3所示：表3拉伸强度(mpa)邵尔a硬度撕裂强度(kn/m)实施例14.06518实施例24.26720实施例34.56625实施例44.07022实施例55.27025实施例65.07030对比例12.36513对比例22.56814对比例32.97014对比例487045根据表3数据可以看出：本发明提供的搪塑级tpe材料为搪塑级别，可以应用到搪塑工艺中，且具有较优异的拉伸强度、硬度以及撕裂强度。具体而言，一方面，实施例1～6得到的搪塑级tpe材料的拉伸强度为4.0～5.2mpa；邵氏a硬度为65～70；撕裂强度为18～30kn/m；相较于对比例1～3得到的搪塑级别tpe材料而言，拉伸强度提升了38～126％，邵氏a硬度不相上下，撕裂强度提高了29～131％；证明采用本发明所述组分得到的搪塑级别tpe材料具有更高的拉伸强度和撕裂强度；另一方面，相较于对比例4而言，对比例4得到的tpe材料的粒径较大，不是搪塑级别，无法应用到搪塑工艺中。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种搪塑级tpe材料及其制备方法和应用的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12