CN101240097A - 一种汽车脚垫专用料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车脚垫专用料，以重量份数计，组成为：PVC 100，组分一5～30，增塑剂一80～120，增塑剂二5～20，稳定剂一1～5，稳定剂二1～10，润滑剂一0～1.2，润滑剂二0～1.0，无机填料0～200，着色剂0～20，以该专用料得到的汽车脚垫材料与橡胶相仿，具有较低的硬度，较高的断裂伸长率和较低的压缩永久变形，但价格较低，可以代替橡胶材料，降低成本，且加工工艺简单，制品为热塑性产品，可以再回收利用。制备方法采用螺杆挤出造料方式。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车脚垫专用料及其制备方法。
背景技术
汽车脚垫是汽车内饰的必备物品之一，它不但可以阻挡鞋上的泥沙进入车中，还可以减少振动，降低噪音，让乘座者感觉舒适。当前，汽车脚垫大多是用橡胶或硅橡胶材料制作，也有用PVC作为表层材料，聚氨酯发泡后作为中间层，内层为防水薄膜构成，其工艺复杂，成本较高。
CN01134583.7公开了一种用回收的硅橡胶作为填料加入到新的硅橡胶中进行加工，制作汽车脚垫，相应的降低了成本，但其加工工艺复杂。
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CN2735884Y公开了一种驾驶室地垫，其表层为PVC，中间层为海绵状的发泡聚胺酯，内层为防水薄膜，该地垫隔热、吸音和减振效果好，但制造工艺复杂，成本较高。
成本低，加工工艺简单，同时又不影响其性能是汽车脚垫材料的发展方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车脚垫专用料及其制备方法，所制作的脚垫材料与橡胶相仿，但价格较低，可以代替橡胶材料，降低成本，且加工工艺简单，制品为热塑性产品，可以再回收利用。
本发明汽车脚垫专用料，其特征在于，以重量份数计，组成为：
PVC 100
组分一 5～30
增塑剂一 80～120
增塑剂二 5～20
稳定剂一 1～5
稳定剂二 1～10
润滑剂一 0～1.2
润滑剂二 0～1.0
无机填料 0～200
着色剂 0～20
其中：
组分一为高分子热塑性弹性体或橡胶类高分子材料，
增塑剂一为邻苯二甲酸酯类或者磷酸酯类化合物，
增塑剂二为烯烃与醋酸乙酯的共聚物或为烯烃与丙烯酸酯的共聚物，
稳定剂一为有机锡类稳定剂化合物或者稀土类稳定剂化合物或者铅盐类稳定剂，
稳定剂二为环氧酯脂类化合物或者亚磷酸酯类化合物，
润滑剂一为硬脂酸及其酯类化合物，
润滑剂二为石油脂或者褐煤酸酯类化合物。
所述的PVC为平均聚合度大于1000的聚氯乙烯树脂，该聚氯乙烯树脂可以是悬浮法聚合获得，也可以是本体法聚合获得，平均聚合度范围在1000-2500之间。
所述组分一可选择具有适当交联度的丁腈橡胶类热塑性弹性体，如丁腈橡胶、氯化聚乙烯，优选丁腈质量含量在25～40％的粉状丁腈橡胶，如粉末NBR P83(N含量33％)。
所述增塑剂一可以选择邻苯二甲酸二辛脂或者邻苯二甲酸二丁脂或者磷酸三甲苯酯。优选邻苯二甲酸二辛脂。
所述增塑剂二采用乙烯-乙酸乙烯共聚物，优选乙酸乙烯含量(质量)在30～60％的乙烯-乙酸乙烯共聚物。
所述稳定剂一的有机锡类稳定剂采用甲基硫醇锡(TM-181)或二月桂酸二正丁基锡，稀土类稳定剂为二月桂酸稀土稳定剂、硬脂酸稀土稳定剂、或者复合铅盐稳定剂，如三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅的复合物。优选甲基硫醇锡TM-181。
所述稳定剂二采用环氧大豆油，优选环氧值大于8％，色度小于200#的环氧大豆油。
所述润滑剂一为硬脂酸单甘酯或硬脂酸，优选硬脂酸单甘酯。所述润滑剂二为白油或固体石蜡，优选固体石蜡。
所述无机填料选自轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土或云母粉等无机材料。优选400目以上的活化处理的轻质碳酸钙。
所述着色剂为颜料碳黑或者为塑料橡胶通常的无机或有机颜料。如果是黑色制品，优选采用碳黑质量含量25％，DOP质量含量75％的炭黑浆膏。
本发明汽车脚垫专用料的制备方法为：
(1)按原料配比先将PVC与填料、着色剂、润滑剂一、润滑剂二、稳定剂一和稳定剂二放入高速搅拌器中混合。搅拌转速在800～1000转/分之间，搅拌时间2～3分钟。搅拌温度在60～100℃之间，优选80～90℃。物料可以同时加入，也可以顺序加入，优选同时加入。增塑剂一可以一次全部加入，也可以多次加入，优选三次加入。
(2)加入增塑剂一以后，再进行搅拌，得到PVC基料1。搅拌转速在500～1000转/分之间，优选600～900转/分。搅拌时间8～15分钟。搅拌温度在80～100℃之间。
(3)PVC基料1加入组分一和增塑剂二在高速混合器中混合，并对混合器进行通冷却水冷却得到PVC基料2，搅拌转速在500～800转/分之间，搅拌时间2～3分钟，搅拌温度最终在30～50℃之间；
(4)PVC基料2在挤出机上挤出造粒，得到汽车脚垫专用料。挤出造粒可以在单螺杆挤出机中进行，也可以在双螺杆挤出机中进行，优选双螺杆挤出机挤出造粒。挤出机各区温度在70～150℃之间。螺杆转速在20～100转/分之间，优选50～80转/分。
利用本发明专用料得到的汽车脚垫材料的性能测试方法按表1中的标准执行。
表1 材料的测试标准
本发明得到的材料具有柔性，隔热、吸音及减振效果好，可以满足橡胶类汽车脚垫的性能要求。组分一的加入可以提高材料的弹性，增塑剂的加入可以改善材料的加工性能。润滑剂的加入有利于脱模。无机填料可以降低生产成本。
本发明的优点：
利用本发明的专用料得到的汽车脚垫材料与橡胶相仿，具有较低的硬度，较高的断裂伸长率和较低的压缩永久变形，但价格较低，可以代替橡胶材料，降低成本，且加工工艺简单。制品为热塑性产品，可以再回收利用。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
以下实施例各原料以重量百分数计：
实施例1
将100.0重量份PVC(平均聚合度2500)、1.5重量份有机锡(甲基硫醇锡TM-181)、5重量份环氧大豆油、0.5份着色剂、100份填料(超细碳酸钙)、0.3份硬脂酸单甘酯放入搅拌器中，在转速为800转/分、温度60℃下搅拌混合2分钟。之后分三次将100.0重量份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)加入上述搅拌器中，在80℃以800转/分的转速再搅拌10分钟，然后将10.0重量的粉末丁腈橡胶(丁腈质量含量33％)和5重量份EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物，其中乙酸乙烯(VA)质量含量30％)加入上述混合器中，以800转/分的搅拌速度在35℃下搅拌混合3分钟，得到混合均匀的混合物。将该混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段的温度为100℃，螺杆转速为20-30转/分，得到本发明提供的汽车脚垫材料组合物粒料产品J1。
实施例2
将100.0重量份PVC(平均聚合度1000)、5重量份稀土稳定剂(二月桂酸稀土稳定剂)、2重量份环氧大豆油、0.5份着色剂、80份填料(超细碳酸钙)0.3份硬脂酸放入搅拌器中，在转速为1000转/分、温度80℃下搅拌混合2分钟。之后分三次将90.0重量份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)加入上述搅拌器中，在90℃下以600转/分的转速再搅拌15分钟，然后将12.0重量份高分子热塑性弹性体(丁腈含量为40％的粉状丁腈橡胶)和15重量份EVA(VA含量60％)加入上述混合器中，以700转/分的搅拌速度在35℃下搅拌混合2分钟，得到混合均匀的混合物。将该混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段的温度为150℃，螺杆转速为50-60转/分，得到本发明提供的汽车脚垫材料组合物粒料产品J2。
实施例3
将100.0重量份PVC(平均聚合度1300)、6重量份复合铅盐稳定剂、3重量份环氧大豆油、0.5份着色剂、50份填料(云母粉)0.3份石蜡放入搅拌器中，在转速为800转/分、温度100℃下搅拌混合3分钟。之后分三次将100.0重量份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)加入上述搅拌器中，在95℃下以1000转/分的转速再搅拌8分钟，然后将5.0重量份高分子热塑性弹性体(丁腈含量为25％的粉状丁腈橡胶)和10重量份EVA(VA含量45％)加入上述混合器中，以600转/分的搅拌速度在40℃下搅拌混合3分钟，得到混合均匀的混合物。将该混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段的温度为90℃，螺杆转速为50-80转/分，得到本发明提供的汽车脚垫材料组合物粒料产品J3。
实施例4
将100.0重量份PVC(平均聚合度2500)、2重量份有机锡(甲基硫醇锡TM-181)、2重量份环氧大豆油、1份着色剂、60份填料(超细碳酸钙)0.3份石蜡放入搅拌器中，在转速为900转/分、温度80℃下搅拌混合3分钟。之后分三次将80.0重量份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)加入上述搅拌器中，在80℃下以850转/分的转速再搅拌15分钟，然后将20.0重量份高分子热塑性弹性体(含氯35％的氯化聚乙烯)和20重量份EVA(VA含量45％)加入上述混合器中，以800转/分的搅拌速度在30℃下搅拌混合3分钟，得到混合均匀的混合物。将该混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段的温度为100℃，螺杆转速为20-30转/分，得到本发明提供的汽车脚垫材料组合物粒料产品J4。
实施例5
将100.0重量份PVC(平均聚合度2500)、1.0重量份硬脂酸稀土稳定剂、3重量份环氧大豆油、0.5份着色剂、100份填料(高岭土)、0.3份硬脂酸单甘酯放入搅拌器中，在转速为850转/分、温度60℃下搅拌混合3分钟。之后分三次将100.0重量份磷酸三甲苯酯加入上述搅拌器中，在100℃下以600转/分的转速再搅拌12分钟，然后将8.0重量份高分子热塑性弹性体(含氯35％的氯化聚乙烯)和10重量份EVA(VA含量45％)加入上述混合器中，以700转/分的搅拌速度在50℃下搅拌混合2.5分钟，得到混合均匀的混合物。将该混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段的温度为80℃，螺杆转速为20-30转/分，得到本发明提供的汽车脚垫材料组合物粒料产品J5。
实施例6
将100.0重量份PVC2500、1.2重量份有机锡(甲基硫醇锡TM-181)、5重量份环氧大豆油、0.5份着色剂、60份填料(超细碳酸钙)0.3份石蜡、0.5份炭黑浆膏(碳黑含量25％，DOP含量75％)放入搅拌器中，在转速为900转/分、温度60℃下搅拌混合3分钟。之后分三次将50.0重量份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和30份磷酸三甲苯酯加入上述搅拌器中，在80℃下以800转/分的转速再搅拌10分钟，然后将20.0重量份高分子热塑性弹性体(丁腈含量为30％的粉状丁腈橡胶)和10重量份EVA(VA含量45％)加入上述混合器中，以800转/分的搅拌速度在35℃下搅拌混合3分钟，得到混合均匀的混合物。将该混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机各区段的温度为150℃，螺杆转速为20-30转/分，得到本发明提供的汽车脚垫材料组合物粒料产品J6。
按照实施例1-6所述的方法和条件并按表1所述实验方法对制作的汽车脚垫材料进行相同的性能测试，结果如表2所示。
表1
| 编号 | 试验项目 | 测试方法 | 所用的测试条件 |
| 1 | 拉伸强度 | GB/T 1040-1992 | 拉伸速度250毫米/分钟 |
| 2 | 断裂伸长率 | GB/T 1040-1992 | 拉伸速度250毫米/分钟 |
| 3 | 定伸强度 | GB/T 1040-1992 | 拉伸速度250毫米/分钟 |
| 4 | 邵氏A硬度 | GB2411-1980 | |
| 5 | -40℃低温性能 | GB5470-1985 | |
| 6 | 熔体流动速率 | GB/T3682-2000 | 2.16KG |
表2
| 实施例编号 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 粒料产品编号 | J1 | J2 | J3 | J4 | J5 | J6 |
| 拉伸强度(兆帕) | 6.3 | 6.0 | 7.1 | 7.5 | 8.8 | 6.9 |
| 断裂伸长率(％) | 289 | 322 | 276 | 288 | 265 | 330. |
| 100％定伸强度(兆帕) | 3.1 | 3.0 | 3.9 | 3.7 | 3.6 | 3.5 |
| 200％定伸强度(兆帕) | 4.5 | 4.7 | 5.7 | 5.3 | 5.2 | 5.3 |
| 300％定伸强度(兆帕) | 5.5 | 6.5 | ||||
| 邵氏A硬度 | 25 | 21 | 19 | 28 | 31 | 23 |
| -40℃低温性能 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 |
| 熔体流动速率 | 1.35 | 5.56 | 4.66 | 1.25 | 1.26 | 1.35 |
Claims (16)
1. 一种汽车脚垫专用料，其特征在于，以重量份数计，组成为：
PVC 100
组分一 5～30
增塑剂一 80～120
增塑剂二 5～20
稳定剂一 1～5
稳定剂二 1～10
润滑剂一 0～1.2
润滑剂二 0～1.0
无机填料 0～200
着色剂 0～20
其中：
组分一为高分子热塑性弹性体或橡胶类高分子材料，
增塑剂一为邻苯二甲酸酯类或者磷酸酯类化合物，
增塑剂二为烯烃与醋酸乙酯的共聚物或为烯烃与丙烯酸酯的共聚物，
稳定剂一为有机锡类稳定剂化合物或者稀土类稳定剂化合物或者铅盐类稳定剂，
稳定剂二为环氧酯脂类化合物或者亚磷酸酯类化合物，
润滑剂一为硬脂酸及其酯类化合物，
润滑剂二为石油脂或者褐煤酸酯类化合物。
2. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述PVC的平均聚合度范围在1000-2500之间。
3. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述组分一选择丁腈含量在25～40％的粉状丁腈橡胶或氯化聚乙烯。
4. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述增塑剂一选择邻苯二甲酸二辛脂或者邻苯二甲酸二丁脂或者磷酸三甲苯酯。
5. 根据权利要求4所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述增塑剂一为邻苯二甲酸二辛脂。
6. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述增塑剂二为乙烯-乙酸乙烯共聚物。
7. 根据权利要求6所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述增塑剂二为乙酸乙烯含量在30～60％的乙烯-乙酸乙烯共聚物。
8. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述稳定剂一的有机锡类稳定剂为甲基硫醇锡或二月桂酸二正丁基锡，稀土类稳定剂为二月桂酸稀土稳定剂或硬脂酸稀土稳定剂或者复合铅盐稳定剂。
9. 根据权利要求8所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述稳定剂一为甲基硫醇锡。
10. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述稳定剂二为环氧大豆油。
11. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述稳定剂二为环氧值大于8％，色度小于200#的环氧大豆油。
12. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述润滑剂一为硬脂酸单甘酯或硬脂酸，所述润滑剂二为白油或固体石蜡。
13. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述无机填料选自轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土或云母粉。
14. 根据权利要求13所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述无机填料为400目以上的活化处理的轻质碳酸钙。
15. 根据权利要求1所述的汽车脚垫专用料，其特征在于所述着色剂为颜料碳黑或者为塑料橡胶用的无机或有机颜料。
16. 一种制备权利要求1所述汽车脚垫专用料的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)按原料配比先将PVC与填料、着色剂、润滑剂一、润滑剂二、稳定剂一和稳定剂二放入高速搅拌器中混合。搅拌转速在800～1000转/分之间，搅拌时间2～3分钟。搅拌温度在60～100℃之间，优选80～90℃。物料可以同时加入，也可以顺序加入，优选同时加入。增塑剂一可以一次全部加入，也可以多次加入，优选三次加入。
(2)加入增塑剂一以后，再进行搅拌，得到PVC基料1。搅拌转速在500～1000转/分之间，优选600～900转/分。搅拌时间8～15分钟。搅拌温度在80～100℃之间。
(3)PVC基料1加入组分一和增塑剂二在高速混合器中混合，并对混合器进行通冷却水冷却得到PVC基料2，搅拌转速在500～800转/分之间，搅拌时间2～3分钟，搅拌温度最终在30～50℃之间；
(4)PVC基料2在挤出机上挤出造粒，得到汽车脚垫专用料。挤出造粒可以在单螺杆挤出机中进行，也可以在双螺杆挤出机中进行，优选双螺杆挤出机挤出造粒。挤出机各区温度在70～150℃之间。螺杆转速在20～100转/分之间，优选50～80转/分。
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