[发明专利]非均匀发泡体组合物和方法

说明书

本发明涉及非均匀发泡体产品及其生产方法，此方法包括将第一种能发泡的材料放入模具空间的第一个区域的内部，将第二种能发泡的材料放入模具空间的第二个区域的内部，所述第一种能发泡的材料和第二种能发泡的材料包含物理差异、化学差异或定量差异或所述差异的任何组合；和使第一种和第二种能发泡的材料同时在模具空间的内部发泡以得到非均匀发泡体，该非均匀发泡体包含与第二部分不同的第一部分。

背景

本申请要求2016年12月29递交的美国临时申请No.62/440,376的权益。

本申请总体上涉及用于生产模塑的聚烯烃和弹性体发泡体的方法和组合物，更具体地涉及可用于例如生产原位交联的发泡体芯材(core)的能发泡的粒子，所述发泡体芯材可以与用于汽车内部产品、船用产品或其它模塑发泡体组件的各种模具形状相符，并且可以另外在相同的模塑产品中具有非均匀的化学和物理性能。

汽车仪表板(IP)市场一般分为三个主要类别：1)硬质IP，2)聚烯烃(PO)真空成形的软质IP，和3)聚氨酯(PU)发泡体原地(in-place)软质IP。硬质IP涉及将固体塑料树脂向模具中注射成型。

PO真空成形的软质IP是通过首先将发泡体片材与热塑性烯烃(TPO)片材或聚氯乙烯(PVC)箔层合而制成。将组合的层合体加热到～170℃，且然后放置到在真空下的模具中，以将可展延的层合体拉入所述模具中且使其呈现出模具的形状。在真空模塑时，基底可在或可不在模具中。PO真空成形的软质IP具有优势，例如具有低密度(例如大约4pcf)和低毒性，且是重量轻和可再循环的。

PO真空成形的IP的不足在于对设计的限制。因为箔加发泡体的双层合体被加热和真空成形为模具的形状，所以该双层合体是拉伸定形的。结果，在具有深腔的任何位置，所述材料都不得不进一步拉伸，导致所述材料变薄或者甚至在极端情况下撕裂。因而，PO真空成形的软质IP设计经常不超过0.5的高度/直径(H/D)比率以避免过度拉伸。

PU发泡体原地软质IP是通过将预成形的TPO或PVC箔放置在夹模(clam mold)的底半部上且将基底放置在顶夹模之下而完成。将所述模具闭合合拢，然后将液体PU发泡体前体注入到由顶模和底模之间的间隙形成的腔中。所述前体在所述腔内发泡，且呈现出部件的形状，附着到所述箔和所述基底上。

PU发泡体原地软质IP的优势是设计的自由性。因为将发泡体前体注入到由表皮(skin)和基底形成的腔中，因此它均一地填充该腔，从而在整个部件中提供均一的触感且保持精确的规格控制，且没有任何由于极端的部件设计引起的撕裂的担忧。

然而，PU发泡体原地软质IP的缺点包括但不限于它的高密度(例如大约10pcf)、它的重量大、不能再循环以及各种健康和环境危害。PU的主要成分是异氰酸酯，并且暴露于它会导致皮肤和粘膜的刺激，胸闷(chest tightness)，哮喘和其它肺问题，以及眼睛、鼻子、咽喉和皮肤的刺激。由发泡的部件所释放的挥发性有机化合物(VOC)可对人类造成相同的不利影响，当所述化学品未充分混合或仍然部分未反应时尤其如此。

美国专利公布No.20070249743A1描述了包含化学交联剂的能发泡的粒子，其中公开了一种熔融共混的组合物，可将该组合物挤出并切割成粒料或者以其它方式成形为粒子，可将该粒子倾倒或放置到腔中且使其膨胀。然而，化学交联在发泡产品中产生不期望的气味，且不能提供产品密度的稳定再现性，这是因为交联水平取决于包括加热的温度、时间和速率在内的很多变量，该交联水平进而影响发泡体的膨胀性。例如，交联程度过高将导致坚硬的发泡体且抑制膨胀，从而导致比所需值更高的密度。