一种TPO内饰表皮及其制备方法与流程

本发明涉及汽车内饰技术领域，更具体地，本发明提供了一种tpo内饰表皮及其制备方法。

背景技术：

随着经济的发展与人民生活的不断提高，汽车成为了大众出行不可或缺的工具，汽车在人民的生活中应用越来越多，随之而来的车内空气疑问与环境健康安全等问题成为中国消费者最为关注的问题之一。其中，车内挥发性有机化合物(voc)浓度作为表征车内空气质量的重要指标，成为了汽车主机厂以及零部件供应商严格控制的指标。

tpo表皮与骨架之间的胶黏剂是影响整车气味和voc的关键之一，针对胶黏剂的管控标准（gb33372-2020）从2016年推荐性标准更改为2020年强制性标准。一级配套商一般选用溶剂型或者水性的胶黏剂，但胶黏剂生产一般采用喷胶过程，喷胶时要精准掌握均匀度和喷胶克重以满足剥离强度的要求，同时为满足一级配套商的胶黏剂的剥离要求，tpo汽车内饰表皮背面需要涂覆一种水性或溶剂性的处理剂改变其极性，工艺复杂，且易导致气味和voc浓度较大。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种tpo内饰表皮，包括自上到下的表面涂覆层、tpo层、聚丙烯泡沫层、热熔胶层；所述表面涂覆层为水性聚氨酯树脂；所述水性聚氨酯树脂中异氰酸酯基的含量为15~20wt%，在23℃下的粘度为1300~3200mpa.s；按重量份计，所述tpo层的制备原料包括30~80份tpv、20~50份聚烯烃、0.5~1份助剂、3~10份颜料；所述tpv的比重为0.89~0.92g/cm³。

作为本发明的一种优选技术方案，所述聚烯烃选自高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种组合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述聚丙烯的熔流率为6~10g/10min。

作为本发明的一种优选技术方案，所述热熔胶层的制备原料为聚氨酯型热熔胶或聚烯烃型热熔胶。

作为本发明的一种优选技术方案，所述聚烯烃型热熔胶在170℃的粘度为900~2000mpa.s，软化点为75~95℃。

本发明的第二方面提供了一种tpo内饰表皮的制备方法，包括以下步骤：

步骤（1）按重量份，将tpv、聚烯烃、助剂、颜料投入到高速搅拌机中混合均匀，经挤出机熔融挤出形成tpo层；

步骤（2）在tpo层的表面涂覆上表面涂覆层，烘干；

步骤（3）将tpo层的底面与聚丙烯泡沫层熔接复合；

步骤（4）在聚丙烯泡沫层底面辊涂上热熔胶得热熔胶层，烘干，冷却后即得。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤（4）中热熔胶的涂胶量为10~150g/m²。

有益效果：

1、本发明制备得到的tpo内饰表皮，包括自上到下的表面涂覆层、tpo层、聚丙烯泡沫层、热熔胶层；其中通过限定tpo层特定的制备原料，使得各个组分间相容性较好，进一步选择特定的水性聚氨酯树脂涂覆在其表面，降低了tpo内饰表皮的voc释放量和挥发性，提高了产品的环保性，符合汽车厂商对内饰材料的高品质的要求；

2、本发明制备得到的tpo内饰表皮，在聚丙烯泡沫层的底面设有选择特定热熔胶涂覆得到的热熔胶层，替代传统一般使用的胶黏剂，不仅使得tpo内饰表皮在不同环境下与骨架的粘接性更好，而且工艺简单，节省成本，voc释放量低，可解决传统tpo内饰表皮voc高、气味差的缺点；

3、在热熔胶层的制备上，选用辊涂的方式，限定涂胶量为10~150g/m²，可使得热熔胶较为均匀、牢固地涂在聚丙烯泡沫层底面，有利于提高tpo内饰表皮在加热以及冷热交变后的剥离强度，可满足不同环境下的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中实施例3制备得到的tpo内饰表皮；

图2为本发明中tpo内饰表皮聚丙烯泡沫层和热熔胶层复合过程示意图；

附图标记：a-表面涂覆层；b-tpo层；c-聚丙烯泡沫层；d-热熔胶层；1-涂胶辊；2-涂刀；3-聚丙烯泡沫层底面；5-热熔胶。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种tpo内饰表皮，包括自上到下的表面涂覆层a、tpo层b、聚丙烯泡沫层c、热熔胶层d，如图1所示。

表面涂覆层

在一种实施方式中，所述表面涂覆层为水性涂饰层。

在一种优选的实施方式中，所述水性涂饰层为水性聚氨酯树脂。

在一种优选的实施方式中，所述水性聚氨酯树脂中异氰酸酯基的含量为15~20wt%，在23℃下的粘度为1300~3200mpa.s；优选的，所述水性聚氨酯树脂中异氰酸酯基的含量为17~19wt%，在23℃下的粘度为1400~3100mpa.s。

在一种更优选的实施方式中，所述水性聚氨酯树脂购买自巴斯夫lr9056(hw2000)。

tpo层

在一种实施方式中，按重量份计，所述tpo层的制备原料包括30~80份tpv、20~50份聚烯烃、0.5~1份助剂、3~10份颜料。

在一种优选的实施方式中，按重量份计，所述tpo层的制备原料包括40~70份tpv、30~40份聚烯烃、0.5~0.8份助剂、5~9份颜料。

在一种更优选的实施方式中，按重量份计，所述tpo层的制备原料包括55份tpv、35份聚烯烃、0.7份助剂、7份颜料。

tpv

在一种实施方式中，所述tpv的比重为0.89~0.92g/cm³；优选的，所述tpv的比重为0.89g/cm³。

所述tpv可通过市售购买得到，包括但不限于购买自意大利so.f.ter.6n5a55。

所述比重通过astmd792测试方法测试得到。

所述tpv是热塑性硫化橡胶（英文为thermoplasticvulcanizate）的简称，主要由二部分组成，一是塑料，作为连续相，二是橡胶作为分散相。

聚烯烃

在一种实施方式中，所述聚烯烃选自高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种组合。

在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃为聚丙烯。

在一种优选的实施方式中，所述聚丙烯的熔流率为6~10g/10min；更优选的，所述聚丙烯的熔流率为7g/10min。

在一种更优选的实施方式中，所述聚丙烯购买自台塑聚丙烯5061。

所述熔流率为熔体流动速率，是按照iso-1133测试方法测试得到。

助剂

在一种实施方式中，所述助剂为光稳定剂。

在一种优选的实施方式中，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。

所述助剂可通过市售购买得到，包括但不限于购买自北京天罡助剂有限责任公司的光稳定剂622。

颜料

本发明所述颜料包括但不限于钛白粉、有机红、有机黄、酞菁蓝，可根据实际需要进行添加。

在一种实施方式中，所述颜料为酞菁蓝。

所述酞菁蓝可通过市售购买得到，包括但不限于购买自济南海佳化工有限公司。

本申请人在实验中发现，在tpo层制备原料中选择比重为0.89~0.92g/cm³的tpv和熔流率为6~10g/10min的聚丙烯，可与其它组分较好相互作用，有利于提高各组分间的相容性，相互包覆，制备得到的top层自身voc含量较低，进一步选择异氰酸酯基的含量为15~20wt%，在23℃下的粘度为1300~3200mpa.s的水性聚氨酯树脂涂覆在其表面，会使得tpo内饰表皮的voc释放量和挥发性降低，提高了产品的环保性。

聚丙烯泡沫层

在一种实施方式中，所述聚丙烯泡沫层为聚丙烯发泡体。

所述聚丙烯发泡体可通过市售购买得到，包括但不限于购买自积水化学工业株式会社。

热熔胶层

在一种实施方式中，所述热熔胶层的制备原料为热熔胶，具体为聚氨酯型热熔胶或聚烯烃型热熔胶。

在一种优选的实施方式中，所述热熔胶层的制备原料为聚烯烃型热熔胶。

在一种更优选的实施方式中，所述聚烯烃型热熔胶在170℃的粘度为900~2000mpa.s，软化点为75~95℃；优选的，所述聚烯烃型热熔胶在170℃的粘度为1000~1500mpa.s，软化点为80~90℃。

在一种更优选的实施方式中，所述聚烯烃型热熔胶购买自德国汉高聚烯烃热熔胶technomelt3687。

申请人发现在聚丙烯泡沫层的底面设有选择在170℃的粘度为900~2000mpa.s，软化点为75~95℃的聚烯烃型热熔胶涂覆得到的热熔胶层，替代传统一般使用的胶黏剂，可使得tpo内饰表皮在110℃循环烘箱中放置6h、冷热交变后下与骨架的粘接性仍然保持很好。

本发明的第二方面提供了一种tpo内饰表皮的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份，将tpv、聚烯烃、助剂、颜料投入到高速搅拌机中混合均匀，经挤出机熔融挤出形成tpo层；

（2）在tpo层的表面涂覆上表面涂覆层，烘干；

（3）将tpo层的底面与聚丙烯泡沫层熔接复合；

（4）在聚丙烯泡沫层底面辊涂上热熔胶，烘干，冷却后即得。

在一种优选的实施方式中，所述tpo内饰表皮的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份，将tpv、聚烯烃、助剂、颜料投入到高速搅拌机中在搅拌速度为1200~1300r/min下混合均匀，经挤出机熔融挤出形成tpo层；其中，挤出温度为180~230℃；

（2）在tpo层的表面涂覆上表面涂覆层，在110~130℃下烘干；

（3）将tpo层的底面与聚丙烯泡沫层熔接复合；

（4）在聚丙烯泡沫层底面辊涂热熔胶，在110~130℃下烘干，冷却后即得。

在一种更优选的实施方式中，所述tpo内饰表皮的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份，将tpv、聚烯烃、助剂、颜料投入到高速搅拌机中在搅拌速度为1250r/min下混合均匀，经挤出机熔融挤出形成tpo层；其中，挤出温度为200℃；

（2）在tpo层的表面涂覆上表面涂覆层，在120℃下烘干；

（3）将tpo层的底面与聚丙烯泡沫层熔接复合；

（4）在聚丙烯泡沫层底面辊涂热熔胶，在120℃下烘干，冷却后即得。

在一种实施方式中，所述在聚丙烯泡沫层底面辊涂上热熔胶层的具体步骤为：通过导热油将涂胶辊1加热到180~200℃，将聚丙烯泡沫层底面3朝上放置，通过调整涂刀2的角度控制涂胶量为10~150g/m2，进行热熔胶5的辊涂，如附图2所示。

在一种优选的实施方式中，所述涂胶量为50~80g/m²；更优选的，所述涂胶量为65g/m²。

在热熔胶层的制备上，选用辊涂的方式，限定涂胶量为10~150g/m²，可使得热熔胶较为均匀、牢固地涂在聚丙烯泡沫层底面，有利于提高tpo内饰表皮在加热以及冷热交变后的剥离强度，可满足不同环境下的应用。

实施例

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例1

本发明的实施例1提供了一种tpo内饰表皮，包括自上到下的表面涂覆层、tpo层、聚丙烯泡沫层、热熔胶层。

所述表面涂覆层为水性涂饰层；所述水性涂饰层为水性聚氨酯树脂，购买自巴斯夫lr9056(hw2000)。

在一种更优选的实施方式中，按重量份计，所述tpo层的制备原料包括40份tpv、30份聚烯烃、0.5份助剂、5份颜料。

所述tpv购买自意大利so.f.ter.6n5a55。

所述聚烯烃为聚丙烯，购买自台塑聚丙烯5061。

所述助剂为受阻胺类光稳定剂，购买自北京天罡助剂有限责任公司的光稳定剂622。

所述颜料为酞菁蓝，购买自济南海佳化工有限公司。

所述聚丙烯泡沫层为聚丙烯发泡体，购买自积水化学工业株式会社。

所述热熔胶层的制备原料为聚烯烃型热熔胶，购买自德国汉高聚烯烃热熔胶technomelt3687。

所述tpo内饰表皮的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份，将tpv、聚烯烃、助剂、颜料投入到高速搅拌机中在搅拌速度为1250r/min下混合均匀，经挤出机熔融挤出形成tpo层；其中，挤出温度为200℃；

（2）在tpo层的表面涂覆上表面涂覆层，在120℃下烘干；

（3）将tpo层的底面与聚丙烯泡沫层熔接复合；

（4）在聚丙烯泡沫层底面辊涂热熔胶，在120℃下烘干，冷却后即得。

所述在聚丙烯泡沫层底面辊涂上热熔胶层的具体步骤为：通过导热油将涂胶辊加热到190℃，将聚丙烯泡沫层底面朝上放置，通过调整涂刀的角度控制涂胶量为65g/m²，进行热熔胶的辊涂。

实施例2

本发明的实施例2提供了一种tpo内饰表皮，包括自上到下的表面涂覆层、tpo层、聚丙烯泡沫层、热熔胶层。

所述表面涂覆层为水性涂饰层；所述水性涂饰层为水性聚氨酯树脂，购买自巴斯夫lr9056(hw2000)。

在一种更优选的实施方式中，按重量份计，所述tpo层的制备原料包括70份tpv、40份聚烯烃、0.8份助剂、9份颜料。

所述tpv购买自意大利so.f.ter.6n5a55。

所述聚烯烃为聚丙烯，购买自台塑聚丙烯5061。

所述助剂为受阻胺类光稳定剂，购买自北京天罡助剂有限责任公司的光稳定剂622。

所述颜料为酞菁蓝，购买自济南海佳化工有限公司。

所述聚丙烯泡沫层为聚丙烯发泡体，购买自积水化学工业株式会社。

所述热熔胶层的制备原料为聚烯烃型热熔胶，购买自德国汉高聚烯烃热熔胶technomelt3687。

所述tpo内饰表皮的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份，将tpv、聚烯烃、助剂、颜料投入到高速搅拌机中在搅拌速度为1250r/min下混合均匀，经挤出机熔融挤出形成tpo层；其中，挤出温度为200℃；

（2）在tpo层的表面涂覆上表面涂覆层，在120℃下烘干；

（3）将tpo层的底面与聚丙烯泡沫层熔接复合；

（4）在聚丙烯泡沫层底面辊涂热熔胶，在120℃下烘干，冷却后即得。

所述在聚丙烯泡沫层底面辊涂上热熔胶层的具体步骤为：通过导热油将涂胶辊加热到190℃，将聚丙烯泡沫层底面朝上放置，通过调整涂刀的角度控制涂胶量为65g/m²，进行热熔胶的辊涂。

实施例3

本发明的实施例3提供了一种tpo内饰表皮，包括自上到下的表面涂覆层a、tpo层b、聚丙烯泡沫层c、热熔胶层d，如图1所示。

所述表面涂覆层为水性涂饰层；所述水性涂饰层为水性聚氨酯树脂，购买自巴斯夫lr9056(hw2000)。

在一种更优选的实施方式中，按重量份计，所述tpo层的制备原料包括55份tpv、35份聚烯烃、0.7份助剂、7份颜料。

所述tpv购买自意大利so.f.ter.6n5a55。

所述聚烯烃为聚丙烯，购买自台塑聚丙烯5061。

所述助剂为受阻胺类光稳定剂，购买自北京天罡助剂有限责任公司的光稳定剂622。

所述颜料为酞菁蓝，购买自济南海佳化工有限公司。

所述聚丙烯泡沫层为聚丙烯发泡体，购买自积水化学工业株式会社。

所述热熔胶层的制备原料为聚烯烃型热熔胶，购买自德国汉高聚烯烃热熔胶technomelt3687。

所述tpo内饰表皮的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份，将tpv、聚烯烃、助剂、颜料投入到高速搅拌机中在搅拌速度为1250r/min下混合均匀，经挤出机熔融挤出形成tpo层；其中，挤出温度为200℃；

（2）在tpo层的表面涂覆上表面涂覆层，在120℃下烘干；

（3）将tpo层的底面与聚丙烯泡沫层熔接复合；

（4）在聚丙烯泡沫层底面辊涂热熔胶，在120℃下烘干，冷却后即得。

所述在聚丙烯泡沫层底面辊涂上热熔胶层的具体步骤为：通过导热油将涂胶辊1加热到190℃，将聚丙烯泡沫层底面3朝上放置，通过调整涂刀2的角度控制涂胶量为65g/m2，进行热熔胶5的辊涂，如附图2所示。

实施例4

本发明的实施例4提供了一种tpo内饰表皮，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚烯烃型热熔胶购买自乐泰loctitetechnomeltks300。

实施例5

本发明的实施例5提供了一种tpo内饰表皮，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述水性聚氨酯树脂购买自斯塔尔pu-406。

实施例6

本发明的实施例6提供了一种tpo内饰表皮，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述tpv购买自埃克森美孚251-80w232。

实施例7

本发明的实施例7提供了一种tpo内饰表皮，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚丙烯购买自韩国skh870f。

性能测试

1.剥离强度测试

对制备得到的tpo内饰表皮参照iso2411进行剥离强度测试，测试值在≥10n/5cm或者100%泡棉撕裂记为1，否则记为2。所述100%泡棉撕裂是指聚丙烯泡沫层完全残留在骨架上。

2.加热后剥离强度测试

对制备得到的tpo内饰表皮在110℃循环烘箱中放置6h后，冷却至室温，按照iso2411标准进行剥离强度测试，测试值在≥10n/5cm或者100%泡棉撕裂记为1，否则记为2。

3.冷热交变后剥离强度测试

对制备得到的tpo内饰表皮进行5个温度循环试验，每个循环包括：

a)在（90±2）℃温度下保持6h；

b)在（40±2）℃温度下，最小相对湿度90%，保持4h；

c)在（-40±2）℃温度下保持4h；

d)在（23±2）℃温度下保持1h。

循环结束后按照iso2411标准进行剥离强度测试，测试值在≥10n/5cm或者100%泡棉撕裂记为1，否则记为2。

4.气味测试

对制备得到的tpo内饰表皮参照pv3900进行气味测试，记录气味等级；其中，气味等级在2.5~3.0的记为1，3.0~3.5（不包括3.0）的记为2，≥3.5的记为3。

表1

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。