用于汽车内饰的组合物以及制备该组合物的方法
【专利摘要】本发明提供了用于汽车内饰的组合物，该组合物包含：用于汽车内饰的聚氨酯海绵层；以及在所述聚氨酯海绵层上形成的水溶性树脂层，基于100重量份的一种或两种以上的水分散型聚氨酯或水性丙烯酸类树脂的涂层剂共混物，该水溶性树脂层包含20-50重量份的磷系阻燃剂和1-5重量份的增稠剂。因此，根据本发明的用于汽车内饰的组合物，相比其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯泡沫，阻燃性、滑移性能和耐用性都大大增加并提升了用户的安全性和便利性，消除了重金属、甲醛、化学合成材料(例如挥发性有机化合物(VOC)和有机锡化合物)的使用，从而能够以非常环境友好的工序制备用于汽车内饰的组合物。
【专利说明】用于汽车内饰的组合物以及制备该组合物的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2015年3月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2015-0031806的优先权和权益，以引用的方式将其全部内容并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及用于汽车内饰的组合物以及制备该组合物的方法，所述组合物可用于需要耐用性(durability)和阻燃性的汽车座椅和门饰件，并且由于不使用重金属、甲醛、挥发性有机化合物(V0C)、有机锡化合物等，所述组合物还是在环境方面得到改善的。
【背景技术】
[0004]汽车变得普及并且汽车数量增加，人们在驾驶汽车或待在车内上花费了很多时间。为了生产机动车，通常使用数种类型的合成材料，特别是各种化学合成材料(例如合成树脂、合成橡胶、合成染料和发泡剂)已被用于制造在汽车内部所提供的汽车内饰。另外，内饰通常需要耐用性和阻燃性，并且应将重金属、甲醛、化学合成材料(例如挥发性有机化合物(VOC)和有机锡化合物)降低至最少。
[0005]其中，汽车座椅和门饰通过以下过程制造:发泡和交联聚氨酯液态树脂以产生垫料树脂(cush1n resin)，在其表面上缝制皮革、织物或合成革从而产生覆盖层，并用该覆盖层进行覆盖。日本专利公开平7-330843公开了一种适用于机动车座椅的聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫具有粗糙的表面而不具有美观的暴露表面，在太阳光下脱色，并且座椅的表面具有因被水分水解而弄成碎肩的问题，聚氨酯泡沫是开放的孔，其中孔结构穿过其内部，因此由于细菌感染，它可能成为各种细菌的繁殖场所。虽然聚氨酯泡沫轻并具有对汽车内饰非常有利的良好的耐热性和阻燃性，但上述问题仍然存在。
[0006]此外，为了车祸过程中用户的安全性，汽车座椅需要至少特定水平的阻燃性，但提高泡沫合成树脂(例如聚苯乙烯树脂)的阻燃性却不容易。
[0007]机动车行业和相关行业的研究一直关注它们的替代材料，但因为难以开发出具有泡沫可塑性、重量轻、阻燃性及耐用性的材料，并未获得期望的结果。
[0008]另一方面，韩国专利1326686公开了一种表现为泡沫的车辆座椅，该泡沫通过高压发泡组合物进行加工，该高压发泡组合物含有作为聚合物基底的烯烃嵌段共聚物和苯乙烯类嵌段共聚物、交联剂和发泡剂，然而，即使烯烃膜被吸附在表面上，耐用性降低，特别是根据该膜的辊吸附方法，烯烃膜由于用户的反复使用而剥离。
[0009]因此，用于汽车内饰的替代组合物仍是必要的，该组合物排除使用重金属、甲醛和化学合成材料(例如挥发性有机化合物(VOC)和有机锡化合物)，代替在用于汽车内饰的聚氨酯泡沫上吸附烯烃膜的方法。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供用于汽车内饰的环境友好的组合物以及制备该组合物的方法，该方法包括通过辊在用于汽车内饰的聚氨酯海绵上通过涂覆形成水性树脂层，由此使耐用性、滑移性能(slipping property)和阻燃性增加，并提升了用户的舒适度和安全性，消除了有害化学品的使用。
[0011]为了实现本发明的目的，本发明的一个方面提供了用于汽车内饰的组合物，该组合物包含:用于汽车内饰的聚氨酯海绵层；以及在所述聚氨酯海绵层上形成的水溶性树脂层，基于100重量份的一种或两种以上的水分散型聚氨酯或水性丙烯酸类树脂的涂层剂共混物，该水溶性树脂层包含20-50重量份的磷系阻燃剂和1-5重量份的增稠剂。
[0012]此外，涂层剂可包含30_50wt%的水分散型聚氨酯或30_50wt%的水性丙烯酸类树脂。
[0013]另外，水分散型聚氨酯可包括选自于由二苯基甲烷二异氰酸酯(C15HiqN2O2)、六亚甲基二异氰酸酯((CH2)6(NCO)2)和异佛尔酮二异氰酸酯(C12H18N2O2)组成的组中的任一种脂肪族异氰酸酯；和选自于由聚酯、聚碳酸酯、聚醚以及它们的二聚酸酯(dimerate)组成的组中的任一种多轻基化合物(polyol)。
[0014]此外，水性丙烯酸类树脂可为丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯。
[0015]另外，磷系阻燃剂可为选自于由环状磷酸酯、甲基膦酸二甲酯和磷酸三乙酯所组成的组中的任一种。
[0016]增稠剂可为选自于由二亚乙基单丁基醚氨基甲酸乙酯(urethane)、丙烯酸类聚合物和碱溶胀缔合型增稠剂(alkali swellable associative thickener)所组成的组中的任一种。
[0017]本发明的另一个方面提供了制备用于汽车内饰的组合物的方法，所述方法包括:向树脂中添加磷系阻燃剂并使它分散，从而制备涂层剂(步骤I);向分散的涂层剂中添加水，并在低速下使它分散，从而制备水性树脂(步骤2);向水性树脂中添加增稠剂，以控制粘度(步骤3);将聚氨酯海绵层在辊上旋转，并在其上涂覆水性树脂(步骤4);以及对涂覆有水性树脂的聚氨酯海绵层进行干燥(步骤5)。
[0018]步骤I可包括以2000-5000rpm的高速分散20-30分钟。
[0019]步骤3可包括，基于100重量份的分散的水性树脂，添加1-3重量份的增稠剂。
[0020]步骤3可包括向水性树脂中添加增稠剂，以将粘度控制为3000-6000CPS。
[0021]步骤4可包括以10-30m/min旋转辊并涂覆水性树脂，从而以20-50g/m2的涂覆量覆至
ΠΠ ο
[0022]步骤5可包括在130_160°C的温度下干燥。
【附图说明】
[0023]图1为说明根据本发明示例性实施方式的用于汽车内饰的组合物的制备方法的流程图。
[0024]图2为说明根据本发明示例性实施方式的用于汽车内饰的组合物的制备方法的示意图。
[0025]图3示出了根据本发明示例性实施方式的用于汽车内饰的组合物的可燃性试验(MS 300-08)结果。
[0026]图4a示出了在其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯海绵膜的可燃性试验(MS300-08)结果。
[0027]图4b为根据本发明实施方式的用于汽车内饰的组合物的阻燃性试验后的照片。
[0028]图5a为在其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯海绵膜的立面耐久性试验(elevat1nendurance test)后的照片。
[0029]图5b为在其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯海绵膜的简单摩擦试验(simplefrict1n test)后的照片。
[0030]图6a为根据本发明实施方式的用于汽车内饰的组合物的立面耐久性试验后的照片。
[0031]图6b为根据本发明实施方式的用于汽车内饰的组合物的简单摩擦试验后的照片。
【具体实施方式】
[0032]在研究用于涂覆的新树脂作为在聚氨酯上吸附的烯烃膜的替代品期间，本发明的发明人已经确认了通过辊的水性树脂的均匀涂覆大大增加了聚氨酯泡沫的阻燃性、滑移性能和耐用性。
[0033]在下文中将对本发明的示例性实施方式进行详细说明。
[0034]本发明提供了包含用于汽车内饰的组合物，所述组合物包含:用于汽车内饰的聚氨酯海绵层；以及在所述聚氨酯海绵层上形成的水溶性树脂层，基于100重量份的一种或两种以上的水分散型聚氨酯或水性丙烯酸类树脂的涂层剂共混物，该水溶性树脂层包含SO-SO 重量份的磷系阻燃剂和 1-5 重量份的增稠剂。
[0035]该用于汽车内饰的组合物可应用于天然皮革、纺织布料或基于皮革的人工布料的火焰层压(flame laminat1n)或干式层压(dry laminat1n)(通过热恪)。
[0036]此外，使用所述用于汽车内饰的组合物进行缝制后，汽车座椅缝制期间的缝制滑移性能以及座椅组装的安装滑移性能相比传统烯烃膜可增加4-5倍。
[0037]用于汽车内饰的组合物可为汽车座椅或汽车门内饰件。
[0038]水性树脂层可包含树脂、磷系阻燃剂和增稠剂。
[0039]水性树脂层可包含水分散型聚氨酯或水性丙烯酸类树脂中的任意一种或两种以上。
[0040]水分散型聚氨酯可包括选自于由二苯基甲烷二异氰酸酯(C15H10N2O2)、六亚甲基二异氰酸酯((CH2)6(NCO)2)和异佛尔酮二异氰酸酯(C12H18N2O2)组成的组中的任一种脂肪族异氰酸酯;和选自于由聚酯、聚碳酸酯、聚醚以及它们的二聚酸酯组成的组中的任一种多羟基化合物。
[0041]水分散型聚氨酯可包括脂肪族异氰酸酯和聚醚多元醇，添加的水分散型聚氨酯可容易地分散在水中，添加的脂肪族异氰酸酯和聚醚多元醇能够表现出良好的粘附。
[0042]水性丙烯酸类树脂可为丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯。
[0043]涂层剂可包含30_50wt%的水分散型聚氨酯或30_50被％的水性丙烯酸类树脂。
[0044]如果树脂中所含有的水分散型聚氨酯或水性丙烯酸类树脂的含量落入上述范围内，可维持对聚氨酯海绵的粘附强度。
[0045]磷系阻燃剂可为选自于由环状磷酸酯、甲基膦酸二甲酯和磷酸三乙酯所组成的组中的任一种。
[0046]磷系阻燃剂是含磷阻燃剂，并且如果其含量低于该范围，可得到充足的阻燃性，而如果其含量高于该范围，则成本可能增大，从而降低了工艺效率。
[0047]另外，磷系阻燃剂不包含国内和国际规制下的材料，但传统烯烃膜中使用的溴化阻燃剂含有欧洲环境规制材料，并且当长时间使用时存在腐蚀和生锈的问题。
[0048]增稠剂可为选自于由二亚乙基单丁基醚氨基甲酸乙酯、丙烯酸类聚合物和碱溶胀缔合型增稠剂所组成的组中的任一种。
[0049]如果不包含增稠剂，水性树脂层的粘度可能降低，由此使得用于汽车内饰的组合物的耐用性降低。
[0050]根据本发明的另一个方面，本发明提供了制备用于包括汽车内饰的组合物的方法，所述方法包括:向树脂中添加磷系阻燃剂并使它分散，从而制备涂层剂(步骤I);向分散的涂层剂中添加水，并在低速下使它分散，从而制备水性树脂(步骤2);向水性树脂中添加增稠剂，以控制粘度(步骤3);将聚氨酯海绵层在辊上旋转，并在其上涂覆水性树脂(步骤4);以及对涂覆有水性树脂的聚氨酯海绵层进行干燥(步骤5)。
[0051]图1为说明根据本发明示例性实施方式的用于汽车内饰的组合物的制备方法的流程图。
[0052]树脂可包含水分散型聚氨酯或水性丙烯酸类树脂中的任意一种或两种以上。
[0053]参考附图，步骤I可包括以2000-5000rpm的高速分散20-30分钟。
[0054]如果超出了上述范围，磷系阻燃剂和树脂并未混合在一起。
[0055]步骤2可包括，基于100重量份的分散的树脂，添加30-50重量份的水，并在分散器中以低速分散10-20分钟。
[0056]水性树脂可通过向分散的树脂中添加上述量的水来生产，如果使用有机溶剂，则难以获得恒定的粘度。
[0057]步骤3可包括，基于100重量份的分散的水性树脂，添加1-3重量份的增稠剂。
[0058]如果超出上述范围，无法控制水性树脂的粘度。
[0059]步骤3可包括向水性树脂中添加增稠剂，以将粘度控制为3000-6000CPS。
[0060]如果粘度低于3000CPS，水性树脂过度渗透进聚氨酯海绵中，从而具有通过硬化而来的硬表面并在水性树脂层中具有裂纹。
[0061]如果粘度高于6，000CPS，难以维持水性树脂的恒定量，并且步骤4中通过辊进行的聚氨酯海绵层旋转的过程中，用于汽车内饰的组合物的缺陷率增加。
[0062]步骤4包括以10-30m/min旋转辊并涂覆水性树脂，从而以20-50g/m2的涂覆量覆至
ΠΠ ο
[0063]如果以上述速度涂覆水性树脂，水性树脂能保持粘附于聚氨酯海绵，如果辊的张力大于30m/min，聚氨酯海绵在涂覆期间可能被损坏。
[0064]如果水性树脂的涂覆量小于20g/m2，涂层效果下降，从而无法获得所期望的耐用性和阻燃性;如果超过50g/m2，干燥速率下降和整个工艺的效率也由此降低。
[0065]在步骤5中，可将水性树脂层涂覆在聚氨酯海绵层上，并在130-160°C的温度下进行干燥。
[0066]如果干燥温度低于130°C，涂覆的水性树脂层的表面光滑度良好，但生产率差;若干燥温度超过160°C，表面光滑度降低，而且可能在水性树脂层中产生裂纹。
[0067]在本文中，在步骤3后，基于100重量份的水性树脂，可添加10-30重量份的氨基改性硅氧烷和1-5重量份的异氰酸酯。
[0068]通过添加氨基改性硅氧烷可增加水性树脂层的弹性和摩擦耐用性，而作为交联剂的异氰酸酯的添加在涂覆期间可增加粘合强度。
[0069]实施例
[0070]在下文中，将通过实施例的方式，对本发明进行更详细地描述。然而，本发明并不受这些实施例限制。
[0071 ]实施例1:用于汽车内饰的组合物的制备
[0072]聚氨酯海绵、水分散型聚氨酯、水性丙烯酸类树脂和磷系阻燃剂购自YoungjinTexchem C0.。
[0073]向50kg的基于聚醚的水分散型聚氨酯中添加20kg基于丙烯酸丁酯的水性丙烯酸类树脂和30kg磷酸三乙酯(磷系阻燃剂)，并在高速分散器中以3，500rpm分散30分钟，添加30kg水并在高速分散器中分散15分钟，从而产生水性树脂。
[0074]随着在凹版辊或典型辊中旋转聚氨酯海绵，将水性树脂涂覆，以30g/m2的涂覆量覆盖，并在140°C下进行干燥，由此得到用于汽车内饰的组合物，其中在聚氨酯海绵上形成水性树脂层。
[0075]实验实施例1:用于汽车内饰的组合物的性能
[0076]图1为说明根据本发明示例性实施方式的用于汽车内饰的组合物的制备方法的流程图，图2为说明根据本发明示例性实施方式的用于汽车内饰的组合物的制备方法的示意图。
[0077]参考附图，通过可燃性试验(MS300-08)对实施例1中得到的用于汽车内饰的组合物的阻燃性进行了确认，并通过现代15摩斯公司(Hyundai Daymos C0.)的立面耐久性试验对其耐用性进行了确认。
[0078]1.可燃性试验
[0079]图3为示出了根据本发明实施方式的用于汽车内饰的组合物的可燃性试验(MS300-08)结果的表。
[0080]在现代起亚汽车(Hyundai/Kia Motors)要求的MS 300-08标准规范下进行可燃性试验。如果根据由燃烧距离(mm) +燃烧时间(sec) X 60测出的值满足标准，确认为MS300-08标准。
[0081 ]通过可燃性试验结果，确认了用于汽车内饰的组合物满足可燃烧性标准。
[0082]图4a为在其上吸附了烯烃膜的聚氨酯海绵(被用于传统的汽车座椅)的可燃性试验(MS 300-08)后的照片，图4b为根据本发明实施例的用于汽车内饰的组合物的阻燃性试验后的照片。
[0083]参考附图，确认了用作传统非阻燃膜的其上吸附了烯烃膜的海绵具有不良的阻燃性，并确认了根据实施例1的用于汽车内饰的组合物的火焰立即燃烧(不燃性HOmm或更小，在八个横向和纵向样品实验中以80mm/min或更小的速度燃烧，满足现代起亚汽车(HKMC)标准的HKMC规格。
[0084]在本文中，“不燃性(non-combustiblity)(无法点燃)”表示在与热源接触后15秒未燃烧。
[0085]2.耐用性试验
[0086]为了验证耐用性，进行由现代岱摩斯(HyundaiDymos)的汽车座椅加热器耐用性试验。
[0087]耐用性试验为机器人操控进入/退出座椅试验的试验方法。
[0088]图5a为在其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯海绵膜的立面耐久性试验后的照片，图5b为在其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯海绵膜的简单摩擦试验后的照片。
[0089]参考图5，发现在现代起亚汽车的20，000次耐用性试验中，在其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯海绵在约3000次时，烯烃膜表面剥离，而且通过手的大约10次简单摩擦试验导致它剥落。
[0090]图6a为根据本发明实施方式的用于汽车内饰的组合物的20，000次立面耐久性试验后的照片，图6b为根据本发明实施方式的用于汽车内饰的组合物的简单摩擦试验后的照片。
[0091]参考图6，确认甚至在现代起亚汽车20，000次立面耐久性试验后，根据本实施例1用于的汽车内饰的组合物也未剥离，与其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯海绵的剥落非常不同，并且确认通过手的大约20次简单摩擦试验并未导致用于汽车内饰的组合物剥落。
[0092]如上所说明，通过由辊涂覆水分散型聚氨酯树脂或水性丙烯酸类树脂，根据本发明的用于汽车内饰的组合物具有耐用性，从而改善了汽车内饰(例如汽车座椅)的质量。然而，用于汽车内饰的传统聚氨酯海绵是非阻燃膜，一旦将烯烃膜吸附在聚氨酯海绵上，阻燃性降低并由于汽车座椅安装后因驾驶员的摩擦烯烃膜剥落而发生客户索赔，但本发明通过添加磷系阻燃剂使阻燃性大幅增加，并确认了在汽车座椅安装后，水性树脂层的最佳组合物在立面耐久性试验过程中并未导致剥落，并使得耐用性改善。
[0093]另外，能够以非常环境友好的方式生产用于汽车内饰的组合物，所述组合物排除使用重金属、甲醛、化学合成材料(例如，挥发性有机化合物(VOC)和有机锡化合物)。
[0094]根据用于汽车内饰的组合物及制备该组合物的方法，相比其上吸附了烯烃膜的传统聚氨酯泡沫，阻燃性、滑移性能和耐用性都大大增加，并提升了用户的安全性和便利性，以及消除了重金属、甲醛、化学合成材料(例如挥发性有机化合物(VOC)和有机锡化合物)的使用，从而能够以非常环境友好的工序制备用于汽车内饰的组合物。
[0095]在本文中已经公开了示例实施方式，并且尽管采用了专用术语，它们仅仅在通用和描述性的意义上使用和解释，而不是限制本发明的目的。在一些情况下，除非另有具体说明，如本申请所提交的本领域技术人员将明白，结合特定实施方式描述的特征、特性和/或元件可单独使用或与结合其它实施方式描述的特定、特性和/或元件结合使用。因此，本领域普通技术人员将会理解的是，在不超出如随附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以对本发明进行各种形式上和细节上的修改。
【主权项】
1.一种用于汽车内饰的组合物，所述组合物包含: 用于汽车内饰的聚氨酯海绵层；以及 在所述聚氨酯海绵层上形成的水溶性树脂层，基于100重量份的一种或两种以上的水分散型聚氨酯或水性丙烯酸类树脂的涂层剂共混物，所述水溶性树脂层包含20-50重量份的磷系阻燃剂和1-5重量份的增稠剂。2.根据权利要求1所述的用于汽车内饰的组合物，其中，所述涂层剂包含30-5(^^%的所述水分散型聚氨酯或30-50wt%的所述水性丙烯酸类树脂。3.根据权利要求1所述的用于汽车内饰的组合物，其中，所述水分散型聚氨酯包括选自于由二苯基甲烷二异氰酸酯(C15H10N2O2)、六亚甲基二异氰酸酯((CH2)6(NCO)2)和异佛尔酮二异氰酸酯(C12H18N2O2)组成的组中的任一种脂肪族异氰酸酯；和选自于由聚酯、聚碳酸酯、聚醚以及它们的二聚酸酯组成的组中的任一种多羟基化合物。4.根据权利要求1所述的用于汽车内饰的组合物，其中，所述水性丙烯酸类树脂为丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯。5.根据权利要求1所述的用于汽车内饰的组合物，其中，所述磷系阻燃剂为选自于由环状磷酸酯、甲基膦酸二甲酯和磷酸三乙酯所组成的组中的任一种。6.根据权利要求1所述的用于汽车内饰的组合物，其中，所述增稠剂为选自于由二亚乙基单丁基醚氨基甲酸乙酯、丙烯酸类聚合物和碱溶胀缔合型增稠剂所组成的组中的任一种。7.—种制备用于汽车内饰的组合物的方法，所述方法包括: 步骤I，向树脂中添加磷系阻燃剂并使它分散，从而制备涂层剂； 步骤2，向所述分散的涂层剂中添加水，并在低速下使它分散，从而制备水性树脂； 步骤3，向所述水性树脂中添加增稠剂，以控制粘度； 步骤4，将聚氨酯海绵层在辊上旋转，并在其上涂覆所述水性树脂；以及 步骤5，对所述涂覆有所述水性树脂的聚氨酯海绵层进行干燥。8.根据权利要求7所述的制备用于汽车内饰的组合物的方法，其中，所述步骤I包括以2000-5000rpm的高速分散20-30分钟。9.根据权利要求7所述的制备用于汽车内饰的组合物的方法，其中，所述步骤3包括，基于100重量份的所述分散的水性树脂，添加1-3重量份的所述增稠剂。10.根据权利要求7所述的制备用于汽车内饰的组合物的方法，其中，所述步骤3包括向所述水性树脂中添加所述增稠剂，以将粘度控制为3000-6000CPS。11.根据权利要求7所述的制备用于汽车内饰的组合物的方法，其中，所述步骤4包括以10-30m/min旋转所述辊并涂覆所述水性树脂，从而以20-50g/m2的涂覆量覆盖。12.根据权利要求7所述的制备用于汽车内饰的组合物的方法，其中，所述步骤5包括在130-160°C的温度下干燥。
【文档编号】C08J9/36GK105936803SQ201610127358
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月7日
【发明人】文寿浩, 赵珍培, 李万浩, 梁淇坪, 李胜之, 李钟焄
【申请人】S&B株式会社