[发明专利]用于搪塑的改进粉末状热塑性聚烯烃弹性体组合物

说明书

本发明涉及包含烯烃嵌段共聚物和任选地高密度聚乙烯(HDPE)的呈粉末形式的热塑性聚烯烃弹性体组合物，所述组合物的肖氏A硬度大于75，Tg低于‑45℃，独特熔融峰高于95℃，零剪切粘度等于或小于1,200Pa‑s并且粒度分布为其中85％的粒子落在150微米到420微米之间并且无粒子大于500微米。所述组合物展示在5℃或低于烯烃嵌段共聚物的独特熔融峰的温度下的良好粉碎和流动特征。在另一个方面，本发明涉及用于制备所述热塑性聚烯烃弹性体粉末的方法和使用所述粉末的应用。在另一个方面，本发明涉及将所述热塑性聚烯烃弹性体组合物搪塑或滚塑成外壳，例如汽车内部应用、体育用品应用、住房和建筑应用、包装材料、覆盖材料、玩具、空心零件等等的外壳。

技术领域

本发明涉及一种包含烯烃嵌段共聚物的呈粉末形式的热塑性聚烯烃弹性体组合物。所述组合物展示在环境温度和高于环境温度下的良好粉碎和流动特征。在另一个方面，本发明涉及用于制备所述热塑性聚烯烃弹性体粉末的方法和使用所述粉末的应用。在另一个方面，本发明涉及将所述热塑性聚烯烃弹性体组合物搪塑或滚塑成外壳，尤其汽车内部应用(如仪表板)的外壳。

背景技术

存在数种方法制造塑料制品的外壳，例如汽车内部制品(如仪表板)的外壳。阳模热成型、阴模热成型、喷涂聚氨酯(PU)和搪塑是用于制造此类内部制品外壳的四种主要工艺。搪塑和喷涂PU提供最大设计自由和一些工艺优势。搪塑的整个系统成本比喷涂PU低得多。

在搪塑技术中，将自由流动的粉末聚合物装入开顶容器或箱体，即稀浆箱。将呈待模塑制品或物品形式的加热模具固定在稀浆箱顶部，并且以一定方式旋转容器，使得自由流动的聚合物粉末接触热模具，在这里粉末熔融并且在模具上流动。接着使容器回到其原始位置，从容器移出模具并且从模具移出制品。这一技术可以获得具有锐边和极好纹理保持度的复杂形状。

引入乘客和车门安全气囊已使汽车内部外壳的要求从主要外观唯一准则变成具有安全性组合物。直到最近，聚氯乙烯(PVC)树脂是内部外壳的所选材料，并且其理想地适合于搪塑。然而，PVC配制品随时间推移遭受增塑剂的迁移和挥发，并且这导致PVC随着其老化的物理特性变化和车窗玻璃雾化。PVC还受困于比替代材料更重(当前汽车设计的重要考量着重于较轻材料以减小车辆总重并且因此增加其燃气效率)。另外，PVC的硬度、储能模量和脆性随着环境温度降低而增加，并且因此在例如约-40℃的低温下，仪表板外壳在安全气囊展开时可能裂开。

PVC的替代物是热塑性聚氨酯(TPU)，其可以经工程改造以具有搪塑所需的必要流动特征。TPU具有良好刮擦特性和比PVC更好的低温特性，但是芳香族类TPU具有不良耐紫外(UV)光性。脂肪族异氰酸酯可以用于制备具有良好耐UV光性的TPU，但是以相当大的成本为代价。

聚丙烯(PP)和聚烯烃橡胶的掺合物称为热塑性聚烯烃(TPO)，是又一个替代物。TPO具有比PVC更好的延展性。此外，由于其不含任何低分子量增塑剂，而PVC含有，故其随时间推移保留其延展性。TPO与PVC相比在内部汽车外壳应用中表现更好。TPO与TPU相比较便宜。

良好搪塑可模塑性的关键特性是粉末流动，以便在良好纹理外观和良好纹理清晰度方面实现良好表面质量。然而，常规TPO需要低温(零下)粉碎，其可能形成钩子和尾部，不利地影响稀浆TPO的粉末流动并且因此不利地影响零件质量，参见USP 7,037,979和美国公开案第2004/0147680号，其两者都全文并入本文中。另外，低温粉碎增添制造粉末TPO的复杂性和成本。已公开通过添加研磨助剂的环境温度粉碎。举例来说，USP4,650,126公开以下研磨助剂的添加，如二氧化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化镁、粘土等等。使用研磨助剂的环境温度研磨的另一个实例是在USP 6,803,417中传授，其中已经公开需要固化的奇异的硅烷接枝的多组分TPO组合物，然而以相当大的成本为代价。

因此，汽车制造商等需要开发具有足够硬度(例如肖氏A硬度)和在环境温度或高于环境温度下粉碎的能力并且具有改进的流动和烧结特征的用于汽车内部应用的聚合物组合物，尤其用于搪塑操作的聚合物粉末。

发明内容