本發(fā)明涉及一種高分子材料，尤其涉及一種TPE-V材料及其制備方法和應用，屬于高分子材料技術領域。
背景技術：
目前應用在汽車儀表板表皮的多數(shù)為PVC材料，少數(shù)為PU材料。其中，PVC材料存在耐高低溫性不好、抗沖擊性差的缺陷。在高溫條件下，PVC中添加的增塑劑會很容易釋放，PVC自己結構也會發(fā)生降解釋放出對人體有害的物質(zhì)，進而影響人體健康。在極限低溫下，副駕駛位置的安全氣囊爆破時，也會因為耐低溫性差而有碎屑飛出，碎屑有擊中人體的高風險。而PU材料則因為其成本過高，很大程度限制其使用，同時，PU材料生產(chǎn)的表皮易變形，伸展度較小，不利于儀表板的后續(xù)加工。
另外，這兩種材料的成型方式分別為搪塑成型和噴涂成型，其設備投入較高，加工周期長，產(chǎn)能低下。其中，搪塑成型耗能過高，在提倡節(jié)能的社會環(huán)境下，發(fā)展空間受限。
因此，急需一種可以取代PVC和PU的材料，作為儀表板表皮材料的主體。經(jīng)過多方面研究，人們發(fā)現(xiàn)TPE-V兼具塑料和橡膠的特性，是一種可替代PVC的環(huán)保熱塑性彈性體材料，在汽車部件，機械設備，電子電器，消費品等領域也被廣泛應用。但是，普通TPE-V材料的延展性不足，在用于汽車儀表板陰模成型時，不易成膜或者成膜厚度過大，生產(chǎn)出來的表皮材料，其表面光澤過高，皮紋深度不夠，材料的耐刮擦性能也一般。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提出了一種延展性好、抗張強度高、耐刮擦的TPE-V材料。
本發(fā)明的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)：一種TPE-V材料，其特征在于，所述TPE-V材料由以下重量份數(shù)成分組成：PP：8-18份，EPDM：10-25份，石蠟油：5-15份，聚烯烴：5-20份，LDPE：15-25份，TPO：10-25份，硫化劑：0.5-5份，助硫化劑：0.2-3份，耐刮擦劑組合：0.5-8份，紫外線吸收劑組合：0.2-3份，潤滑劑組合：0.5-4份，色母粒子：2-5份。
在上述的一種TPE-V材料中，所述聚烯烴為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一種或兩種。
在上述的一種TPE-V材料中，所述硫化劑為DCP、酚醛樹脂中的一種或兩種。
在上述的一種TPE-V材料中，所述助硫化劑為TMPTMA、SnCl2中的一種或兩種。
在上述的一種TPE-V材料中，所述耐刮擦劑組合為硅酮母粒、芥酸酰胺、PPA按質(zhì)量比(5-10):(2-5):0.1復配而成。此三種耐刮擦劑各有利弊，復配使用，能達到最優(yōu)的耐刮擦效果。
在上述的一種TPE-V材料中，所述紫外線吸收劑組合由UV3808、UV5411按質(zhì)量比1：2復配而成。按此比例復配，其協(xié)同效果最優(yōu)，且添加量最小，對材料整體物理性能的影響最小。
在上述的一種TPE-V材料中，所述潤滑劑組合由硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、PE蠟按質(zhì)量比1:1:(1-2)復配而成。內(nèi)外潤滑劑復配使用，能使?jié)櫥Ч_到最優(yōu)狀態(tài)。
本發(fā)明第二個目的在于提供上述TPE-V材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
S1、稱取PP、EPDM、聚烯烴和石蠟油，通過失重喂料加入雙螺桿擠出機的料斗中，經(jīng)熔融共混后制成半成品粒子；
S2、將硫化劑、助硫化劑和上述半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，經(jīng)熔融共混后制成硫化半成品粒子；
S3、將色母粒子、紫外光吸收劑組合、耐刮擦劑組合、潤滑劑組合、LDPE、TPO、上述硫化半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，經(jīng)熔融共混后制成TPE-V材料。
在上述的一種TPE-V材料的制備方法中，步驟S1中雙螺桿擠出機的主機轉(zhuǎn)速為250-550RPM，投料量為150-500kg/h，熔融的溫度為160-210℃。
在上述的一種TPE-V材料的制備方法中，步驟S2中雙螺桿擠出機的主機轉(zhuǎn)速為250-550RPM，投料量為150-500kg/h，熔融的溫度為160-200℃。
在上述的一種TPE-V材料的制備方法中，步驟S3中雙螺桿擠出機的主機轉(zhuǎn)速為250-800RPM，投料量為150-500kg/h，熔融的溫度為160-200℃。
本發(fā)明第三個目的在于提供上述TPE-V材料的應用，所述TPE-V材料用于制備汽車儀表板表皮、汽車門板表皮。
在上述的一種TPE-V材料的應用中，所述TPE-V材料通過擠出成型制成厚度在0.5mm左右的表皮材料，之后再通過過陰模成型，制成汽車儀表板或汽車門板用的表皮件，相對于搪塑成型，具有節(jié)約能源，高效率，低成本，環(huán)保等優(yōu)勢。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下幾個優(yōu)點：
1.本發(fā)明通過添加適當比例的高延展性LDPE和高韌性的TPO，保證以PP、LDPE為連續(xù)相的TPE-V材料具有很好的延展性和韌性，能形成0.5mm厚度以下的模層。
2.本發(fā)明通過在TPE-V材料中加入耐刮擦劑和潤滑劑，在成型后，部分會逐漸遷移至表面，保證材料的耐刮擦性能。
3.本發(fā)明通過動態(tài)硫化，使EPDM交聯(lián)并以海島結構均勻分散在以PP、LEPE為主體的連續(xù)相中，使TPE-V材料具有橡膠的彈性和PP的可塑性，橡膠的彈性提供給材料非常好的舒適度，PP的可塑性提供給材料非常好的加工性，保證最后的表皮件表面具有一定的啞光性，使視覺上具有和真皮表面一致的外觀效果。
4.本發(fā)明TPE-V材料通過擠出成型、陰模吸塑成型制成汽車儀表板用的表皮件、汽車門板用表皮件，具有節(jié)約能源、高效率、低成本、環(huán)保等優(yōu)勢。
具體實施方式
以下是本發(fā)明的具體實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
表1：實施例1-4的TPE-V材料的組成成分及其重量份數(shù)
實施例1：
按表1中實施例1的組成成分及其重量份數(shù)配伍原料，其中，原料中的潤滑劑組合由硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、PE蠟按質(zhì)量比1:1:2復配而成，聚烯烴為乙烯-辛烯共聚物，硫化劑為DCP，助硫化劑為TMPTMA，耐刮擦劑組合為硅酮母粒、芥酸酰胺、PPA按質(zhì)量比8:2:0.1復配而成，紫外線吸收劑組合由UV3808、UV5411按質(zhì)量比1：2復配而成。
將上述PP、EPDM、聚烯烴和石蠟油，通過失重喂料加入雙螺桿擠出機的料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為350RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成半成品粒子；
然后將硫化劑、助硫化劑和上述半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成硫化半成品粒子；
最后將色母粒子、紫外光吸收劑組合、耐刮擦劑組合、潤滑劑組合、LDPE、TPO、上述硫化半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為600kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成TPE-V材料，經(jīng)過均化2h后，包裝成成品。
實施例2：
按表1中實施例2的組成成分及其重量份數(shù)配伍原料，其中，原料中的潤滑劑組合由硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、PE蠟按質(zhì)量比1:1:2復配而成，聚烯烴為乙烯-丁烯共聚物，硫化劑為DCP，助硫化劑為TMPTMA，耐刮擦劑組合為硅酮母粒、芥酸酰胺、PPA按質(zhì)量比6:5:0.1復配而成，紫外線吸收劑組合由UV3808、UV5411按質(zhì)量比1：2復配而成。
將上述PP、EPDM、聚烯烴和石蠟油，通過失重喂料加入雙螺桿擠出機的料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為350RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成半成品粒子；
然后將硫化劑、助硫化劑和上述半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成硫化半成品粒子；
最后將色母粒子、紫外光吸收劑組合、耐刮擦劑組合、潤滑劑組合、LDPE、TPO、上述硫化半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為600kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成TPE-V材料，經(jīng)過均化2h后，包裝成成品。
實施例3：
按表1中實施例3的組成成分及其重量份數(shù)配伍原料，其中，原料中的潤滑劑組合由硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、PE蠟按質(zhì)量比1:1:2復配而成，聚烯烴為乙烯-辛烯共聚物，硫化劑為酚醛樹脂，助硫化劑為SnCl2，耐刮擦劑組合為硅酮母粒、芥酸酰胺、PPA按質(zhì)量比6:5:0.1復配而成，紫外線吸收劑組合由UV3808、UV5411按質(zhì)量比1：2復配而成。
將上述PP、EPDM、聚烯烴和石蠟油，通過失重喂料加入雙螺桿擠出機的料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為350RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成半成品粒子；
然后將硫化劑、助硫化劑和上述半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成硫化半成品粒子；
最后將色母粒子、紫外光吸收劑組合、耐刮擦劑組合、潤滑劑組合、LDPE、TPO、上述硫化半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為600kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成TPE-V材料，經(jīng)過均化2h后，包裝成成品。
實施例4：
按表1中實施例4的組成成分及其重量份數(shù)配伍原料，其中，原料中的潤滑劑組合由硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、PE蠟按質(zhì)量比1:1:2復配而成，聚烯烴為乙烯-丁烯共聚物，硫化劑為酚醛樹脂，助硫化劑為SnCl2，耐刮擦劑組合為硅酮母粒、芥酸酰胺、PPA按質(zhì)量比8:2:0.1復配而成，紫外線吸收劑組合由UV3808、UV5411按質(zhì)量比1：2復配而成。
將上述PP、EPDM、聚烯烴和石蠟油，通過失重喂料加入雙螺桿擠出機的料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為350RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成半成品粒子；
然后將硫化劑、助硫化劑和上述半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為500kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成硫化半成品粒子；
最后將色母粒子、紫外光吸收劑組合、耐刮擦劑組合、潤滑劑組合、LDPE、TPO、上述硫化半成品粒子通過失重喂料投入到雙螺桿擠出機料斗中，在主機轉(zhuǎn)速為600RPM，投料量為600kg/h，溫度為150℃-210℃條件下，經(jīng)熔融共混后制成TPE-V材料，經(jīng)過均化2h后，包裝成成品。
應用實施例1-4：
將實施例1-4制成的TPE-V材料通過擠出制成的表皮材料，然后陰模吸塑成型工藝制成汽車儀表板表皮。
應用對比例1：
市售普通PVC材料制成的汽車儀表板表皮。
應用對比例2：
市售普通PU材料制成的汽車儀表板表皮。
應用對比例3：
市售普通TPE-V材料制成的汽車儀表板表皮。
將應用實施例1-4和應用對比例1-3制成的汽車儀表板表皮進行性能測試，測試結果如表2所示。
表2：
從表2可知，本發(fā)明TPE-V材料制成的汽車儀表板表皮各方面性能均優(yōu)于對比例制成的汽車儀表板表皮，說明本發(fā)明的TPE-V材料具有非常好的延展性、抗張強度和耐刮擦性。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中PP的重量份還可以為8份、10份、11份、13份、14份、16份、17份、18份。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中EPDM的重量份還可以為10份、11份、12份、13份、14份、16份、17份、19份、21份、23份、24份、25份。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中石蠟油的重量份還可以為5份、6份、7份、8份、11份、13份、14份、15份。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中聚烯烴的重量份還可以為5份、6份、7份、8份、9份、11份、13份、14份、15份、16份、17份、19份、20份。
在上述實施例及其替換方案中，聚烯烴還可以為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物的混合。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中LDPE的重量份還可以為15份、16份、17份、19份、21份、23份、24份、25份。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中TPO的重量份還可以為10份、11份、12份、13份、15份、16份、17份、19份、21份、22份、23份、24份、25份。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中硫化劑的重量份還可以為0.5份、0.8份、1份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份。
在上述實施例及其替換方案中，硫化劑還可以為DCP、酚醛樹脂的混合。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中助硫化劑的重量份還可以為0.2份、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份。
在上述實施例及其替換方案中，助硫化劑還可以為TMPTMA、SnCl2的混合。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中耐刮擦劑組合的重量份還可以為0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.8份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份。
在上述實施例及其替換方案中，耐刮擦劑組合中硅酮母粒、芥酸酰胺、PPA的質(zhì)量比還可以為5:2:0.1、6:2:0.1、7:2:0.1、9:2:0.1、10:2:0.1、5:3:0.1、6:3:0.1、7:3:0.1、8:3:0.1、9:3:0.1、10:3:0.1、5:4:0.1、6:4:0.1、7:4:0.1、8:4:0.1、9:4:0.1、10:4:0.1、5:5:0.1、7:5:0.1、8:5:0.1、9:5:0.1、10:5:0.1。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中紫外線吸收劑組合的重量份還可以為0.2份、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中潤滑劑組合的重量份還可以為0.8份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份。
在上述實施例及其替換方案中，潤滑劑組合中硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、PE蠟的質(zhì)量比還可以1:1:1、1:1:1.2、1:1:1.5、1:1:1.8。
在上述實施例及其替換方案中，組成成分中色母粒子的重量份還可以為2份、2.5份、3.5份、4份、4.5份、5份。
在上述應用實施例及其替換方案中，TPE-V材料還可以用于制備汽車門板表皮。
鑒于本發(fā)明方案實施例眾多，各實施例實驗數(shù)據(jù)龐大眾多，不適合于此處逐一列舉說明，但是各實施例所需要驗證的內(nèi)容和得到的最終結論均接近。故而此處不對各個實施例的驗證內(nèi)容進行逐一說明，僅以實施例1-4和應用實施例1-4作為代表說明本發(fā)明申請優(yōu)異之處。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
盡管對本發(fā)明已作出了詳細的說明并引證了一些具體實施例，但是對本領域熟練技術人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。