DE102010003618A1 - TPO-Nanokompositmateralien und Verfahren zur Verwendung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine thermoplastische Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial-Zusammensetzung und genauer gesagt eine TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung, die ein Polypropylenharz, ein Polyethylenharz, ein Gummiharz, einen Nanoton-Masterbatch und einen Glasblasen-Masterbatch enthält, offenbart. Da die offenbarte TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung eine niedrige spezifische Dichte und einen ausgezeichneten Glanz verringernden Effekt und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Kratzer aufweist, kann sie in nützlicher Weise für leichte Fahrzeugteile, unbeschichtete Fahrzeugaußenteile oder dergleichen eingesetzt werden.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine thermoplastische Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial-Zusammensetzung. Die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt eine geringe spezifische Dichte und einen ausgezeichneten Glanz verringernden Effekt und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Kratzer auf und kann bevorzugt für leichte Fahrzeugteile, unbeschichtete Fahrzeugaußenteile oder dergleichen eingesetzt werden.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Im Allgemeinen werden thermoplastische Polyolefin-(TPO-)Materialien üblicherweise als Fahrzeugaußenteile verwendet, weisen ein Polypropylenharz als Matrix, Gummi zum Verbessern der Schlagbeständigkeit und einen anorganischen Füllstoff zum geeigneten Verstärken der Steifigkeit auf. Daneben sind häufig verschiedene Zusatzstoffe zum Verbessern der Verarbeitbarkeit und der Kompatibilität enthalten. Obwohl Talk als anorganischer Füllstoff bevorzugt wurde, wurden in der Fahrzeugherstellungsindustrie in den letzten Jahren alternative leichte Materialien bevorzugt, um die Effizienz des Brennstoffs zu verbessern und eine Umweltverschmutzung zu vermeiden.
  • Herkömmlich wurden Fahrzeugaußenteile aus Kunststoff meistens vor ihrer Verwendung beschichtet, das Erscheinungsbild wurde dabei jedoch nicht berücksichtigt, da das Harz nicht direkt der Außenumgebung ausgesetzt wurde. Da jedoch aufgrund des Preiswettbewerbs und der Umweltfreundlichkeit seit kurzem gefordert wird, die Oberflächenbeschichtung bei manchen Fahrzeugaußenteilen wegzulassen, sollen die Harze entsprechend hochwertiger aussehen.
  • Nanoton, ein anorganischer Füllstoff wie Talk, weist eine charakteristische Schichtstruktur auf. Seit der Entwicklung eines vollständig entblätterten Nylon-/Nanoton-Kompositmaterials von Toyota Central R&D Labs im Jahre 1997 wurden intensive Forschungen betrieben, um ein neues TPO-Material durch Dispergieren von Nanoton in Polypropylen zu entwickeln. Vollständig entblätterter Nanoton ist sehr von Nutzen, um das Materialgewicht zu reduzieren, da die mechanischen Eigenschaften, die denjenigen einer Polypropylen-/Talk-Kompositmaterial-Zusammensetzung, die dutzende an Gew.-% Talk enthält, vergleichbar oder sogar besser sind, mit nur einer Menge von mehreren Gew.-% erreicht werden können. Die Koreanische Patentveröffentlichung Nr. 2009-086725 und das Koreanische Patent Nr. 713,703 , welche hierin durch Bezugnahme als Ganzes Gegenstand auch der vorliegenden Anmeldung werden, offenbaren Polypropylen-Harz-Zusammensetzungen, die Nanoton enthalten. Es ist jedoch nicht leicht, die Anforderungen an die Beständigkeit gegen Glanz und Kratzer von unbeschichteten Fahrzeugaußenteilen mit einem geringen Anteil an Nanoton zu erfüllen und es sind entsprechend weitere verfestigende Materialien erforderlich, die dazu in der Lage sind, den Glanz zu verringern und die Beständigkeit gegen Kratzer zu erhöhen.
  • Glasblasen mit einer Hohlstruktur sind Glaskügelchen mit einer spezifischen Dichte von etwa 0,6 und einem Durchmesser von 30 μm. Da die spezifische Dichte im Vergleich zum Polypropylenharz nicht so groß ist, stellt eine Glasblase einen entsprechenden Glanz verringernden Effekt bereit, der durch die diffuse Reflektion an der Oberfläche, wenn sie in einem Polyolefin dispergiert ist, bewirkt wird. Aufgrund seiner Schlüpfrigkeit kann es ferner entsprechend die Beständigkeit des Polypropylenharzes gegen Kratzer verbessern. Die US-Patente Nr. 6,403,692 und 6,455,630 und das Koreanische Patent. Nr. 683,230 , welche hierin durch Bezugnahme als Ganzes Gegenstand auch der vorliegenden Anmeldung werden, offenbaren Polypropylenharze, die Glasblasen enthalten. In der Wissenschaft besteht jedoch der Bedarf, ein Verfahren zum Einbringen von Glasblasen für eine Extrusion, ohne Zerbrechen derselben, zu entwickeln.
  • Die vorstehend in diesem Kapitel „Hintergrund” angegebenen Informationen dienen lediglich einem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die keinen Stand der Technik bilden und einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt sind.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist zum Teil auf ein thermoplastisches Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial gerichtet, das für leichte, unbeschichtete Fahrzeugaußenteile geeignet ist und bevorzugt durch Zugeben einer kleinen Menge eines Nanotons, um entsprechend die gewünschte Steifigkeit zu erreichen, und durch Verwenden von Glasblasen, um den Glanz zu verringern und die Beständigkeit gegen Kratzer zu verbessern, wobei die Glasblasen bevorzugt durch seitliche Zuführung eingebracht werden, hergestellt werden kann.
  • Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung bevorzugt eine TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung mit geringer spezifischer Dichte, verringertem Glanz und ausgezeichneter Beständigkeit gegen Kratzer bereit.
  • Die vorliegende Erfindung stellt bevorzugt eine TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung bereit, die ein Polypropylenharz, ein Polyethylenharz, ein Gummiharz, einen Nanoton-Masterbatch bzw. eine Nanoton-Grundmischung und einen Glasblasen-Masterbatch bzw. eine Glasblasen-Grundmischung enthält.
  • In bevorzugten Ausführungsformen weist die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, in der anstelle von Talk eine kleine Menge eines geschichteten Nanoton in hohem Grad dispergiert ist, selbst bei der gewünschten Steifigkeit eine geringe spezifische Dichte auf. Da die Zugabe von Glasblasen den Glanz verringert und die Beständigkeit gegen Kratzer verbessert, können in weiteren bevorzugten Ausführungsformen Ausführungen der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin beschrieben sind, für zum Beispiel unbeschichtete Fahrzeugaußenteile von Nutzen sein.
  • Es wird verstanden, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder jeder ähnliche Begriff, wie er hierin verwendet wird, Motorfahrzeuge allgemein, wie beispielsweise Personenkraftwagen, einschließlich Geländewagen (sports utility vehicles, SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich verschiedener Boote und Schiffe, Flugzeuge und dergleichen und ebenso Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, umsteckbare Hybrid-Elektro-Fahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge mit anderen alternativen Brennstoffen (z. B. Brennstoffen, die aus anderen Ressourcen als Erdöl stammen) einschließt.
  • Wie es hierin verwendet wird, bezeichnet ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, bei dem zwei oder mehr Antriebsquellen verwendet werden, wie zum Beispiel Fahrzeuge, die sowohl mit Benzin als auch elektrisch angetrieben werden.
  • Die vorstehend angegebenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den beigefügten Figuren, die in die Beschreibung integriert sind und einen Teil derselben bilden, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei diese gemeinsam dazu dienen, die Grundlagen der vorliegenden Erfindung beispielhaft zu erläutern, ersichtlich oder sind genauer in diesen beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der in Verbindung mit den beigefügten Figuren angegebenen bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich, in denen:
  • 1(a) ein optisches Gefügebild einer thermoplastischen Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial-Zusammensetzung ist, die mittels seitlicher Zuführung von 13,3 Gew.-% eines Glasblasen-Masterbatches von der Seite hergestellt wurde, und 1(b) ein optisches Gefügebild einer TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung ist, die mittels einer Hauptzuführung von 4 Gew.-% eines Glasblasen-Mastermatches hergestellt wurde.
  • Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale, welche die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen, zeigen. Spezielle Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die speziell angestrebte Anwendung und die Bedingungen der Verwendung bestimmt.
  • Beschreibung
  • Wie hierin beschrieben ist, umfasst die vorliegende Erfindung eine thermoplastische Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial-Zusammensetzung, die ein Polypropylenharz, ein Polyethylenharz, ein Gummiharz, einen Nanoton-Masterbatch und einen Glasblasen-Masterbatch enthält.
  • In einer Ausführungsform enthält das TPO-Nanokompositmaterial 30 bis 60 Gew.-% eines Polypropylenharzes, 1 bis 10 Gew.-% eines Polyethylenharzes, 10 bis 40 Gew.-% eines Gummiharzes, 4 bis 20 Gew.-% eines Nanoton-Masterbatches und 10 bis 30 Gew.-% eines Glasblasen-Masterbatches.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein unbeschichtetes Fahrzeugaußenteil bereit, welches die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung gemäß einem der hierin beschriebenen Aspekte aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Herstellen eines TPO-Nanokompositmaterials bereit, welches das Einbringen des Glasblasen-Masterbatches gemäß einem der hierin beschriebenen Aspekte umfasst.
  • Die Vorteile, Merkmale und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die im Folgenden beschrieben ist, ersichtlich.
  • In bevorzugten Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung eine thermoplastische Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial-Zusammensetzung bereit, die ein Polypropylenharz, ein Polyethylenharz, ein Gummiharz, einen Nanoton-Masterbatch und einen Glasblasen-Masterbatch enthält.
  • Das Polypropylenharz dient bevorzugt als Matrix für die Zusammensetzung und kann eines oder mehrere sein, die ausgewählt sind aus Polypropylen, Polyethylen-Propylen-Copolymer und Polypropylen-Butadien-Copolymer. Bevorzugt wird ein Polyethylen-Propylen-Copolymer mit einem Ethylenanteil von 3 bis 5 Gew.-% verwendet. Gemäß bestimmter bevorzugter Ausführungsformen ist bevorzugt, dass ein Schmelzindex von 30 bis 38 g/10 min (230°C) und ein mittleres Molekulargewicht von 50.000 bis 300.000 beträgt. Wenn das mittlere Molekulargewicht kleiner ist, können das Elastizitätsmodul oder die Formbeständigkeitstemperatur ungünstig sein. In anderen bevorzugten Ausführungsformen kann die Fluidität entsprechend ungünstig sein, wenn das Molekulargewicht größer ist. Das Polypropylenharz wird bevorzugt in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-% verwendet. Wenn es in einer Menge von weniger als 30 Gew.-% verwendet wird, kann die Steifigkeit des Kompositmaterials unzureichend sein. Wenn es in einer Menge von mehr als 60 Gew.-% verwendet wird, kann aufgrund der übermäßigen Schrumpfung die Formbeständigkeit in anderen Ausführungsformen ungünstig sein.
  • Gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Polyethylenharz eines oder mehrere sein, die ausgewählt sind aus hochdichtem Polyethylen, Polyethylen mit einer geringen Dichte und linearem Polyethylen mit einer geringen Dichte. Es ist bevorzugt, dass ein Schmelzindex von 1 bis 7 g/10 min (190°C) und ein Molekulargewicht von 130.000 bis 150.000 beträgt. Wenn das Molekulargewicht kleiner ist, können das Elastizitätsmodul und der Glanz entsprechend ungünstig sein. Wenn es größer ist, kann in anderen Ausführungsformen die Fluidität entsprechend ungünstig sein. Das Polyethylenharz wird bevorzugt in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% verwendet. Wenn es in einer Menge von weniger als 1 Gew.-% verwendet wird, kann der Effekt der Steuerung des Glanzes nur gering sein. Im Gegensatz dazu kann, wenn es in einer Menge von mehr als 10 Gew.-% verwendet wird, die Schlagfestigkeit aufgrund einer verringerten Dispergierbarkeit abnehmen.
  • Gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Gummiharz verwendet, um die Schlagfestigkeit in geeigneter Weise zu verbessern und kann eins oder mehrere sein, die ausgewählt sind aus Polyethylen-Butylen-Copolymer, Polyethylen-Octen-Copolymer und Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM). In bestimmten Ausführungsformen ist ein Polyethylen-Octen-Copolymer mit einem Schmelzindex von 25 bis 35 g/10 min (190°C) und einem Octenanteil von 10 bis 15 Gew.-% bevorzugt. Wenn der Octenanteil weniger als 10 Gew.-% beträgt, kann die Kompatibilität mit der Polypropylenmatrix problematisch sein. In anderen Ausführungsformen kann die Kerbschlagzähigkeit, wenn der Octenanteil mehr als 15 Gew.-% beträgt, entsprechend abnehmen. Das Gummiharz wird bevorzugt in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-% verwendet. Wenn er in einer Menge von weniger als 10 Gew.-% verwendet wird, können die Schlagfestigkeit und die Formbeständigkeit ungünstig sein. Wenn es in einer Menge von mehr als 40 Gew.-% verwendet wird, kann indessen die Steifigkeit abnehmen.
  • Gemäß anderer bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird anstelle von Talk der Nanoton-Masterbatch verwendet, um eine niedrige spezifische Dichte bereitzustellen. Der Masterbatch enthält bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen, 30 bis 50 Gew.-% Nanoton und 30 bis 40 Gew.-% Polyethylen-Propylen-Copolymer. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen wird, wenn der Anteil des Nanotons kleiner ist, vorzugsweise eine große Menge eines niedermolekularen Kompatibilisierungsmittels verwendet, wenn der Nanoton-Masterbatch zum Kompositmaterial gegeben wird, was zu einer verringerten Formbeständigkeitstemperatur führen kann. In anderen bestimmten Ausführungsformen kann der Nanoton, wenn der Anteil des Nanotons größer ist, nicht gut dispergiert sein. Der Nanoton-Masterbatch wird bevorzugt in einer Menge von 4 bis 20 Gew.-% verwendet. Wenn er in einer Menge von weniger als 4 Gew.-% verwendet wird, können die Formbeständigkeit und die Steifigkeit abnehmen. Wenn er in einer Menge von mehr als 20 Gew.-% verwendet wird, kann in anderen beispielhaften Ausführungsformen die Kerbschlagzähigkeit abnehmen und die Produktkosten nehmen entsprechend zu.
  • Gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der Glasblasen-Masterbatch verwendet, um den Glanz in geeigneter Weise zu verringern und die Beständigkeit gegen Kratzer zu verbessern. Der Glasblasen-Masterbatch enthält bevorzugt 50 bis 90 Gew.-% Polypropylen und 10 bis 50 Gew.-% hohle Glasblasen mit einer Größe von 10 bis 300 μm. Wenn die Glasblasen kleiner sind, kann eine diffuse Reflektion von Licht entsprechend unzureichend sein. Wenn sie größer sind, kann das Erscheinungsbild in anderen Ausführungsformen entsprechend ungünstig sein. Wenn der Anteil der Glasblasen in dem Masterbatch kleiner als 10 Gew.-% ist, muss der Glasblasen-Masterbatch in einer entsprechend großen Menge eingesetzt werden. Wenn der Anteil der Glasblasen indessen mehr als 50 Gew.-% beträgt, können die Glasblasen nicht gut in dem Masterbatch dispergiert sein. Der Glasblasen-Masterbatch wird bevorzugt in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-% verwendet. Wenn er in einer Menge von weniger als 10 Gew.-% verwendet wird, kann der Glanz verringernde Effekt entsprechend unzureichend sein. Wenn er in einer Menge von mehr als 30 Gew.-% verwendet wird, kann die Kerbschlagzähigkeit in anderen weiteren Ausführungsformen abnehmen und die Produktkosten nehmen zu. Wenn der Glasblasen-Masterbatch der TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung eingebracht wird, kann bevorzugt eine seitliche Zuführung ausgewählt werden, um ein Zerbrechen der Glasblasen während der Extrusion zu verhindern.
  • In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen kann die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls ferner ein Antioxidationsmittel, einen UV-Stabilisator, ein Flammschutzmittel, einen Farbstoff, ein die Beständigkeit gegen Kratzer verbesserndes Mittel oder dergleichen enthalten.
  • In anderen bevorzugten Ausführungsformen weist die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine niedrige spezifische Dichte, einen guten Glanz verringernden Effekt und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Kratzer auf, wobei die mechanischen Eigenschaften denen des Talk enthaltenden Polypropylenharzes vergleichbar oder besser als diese sind. Sie kann daher für leichte Fahrzeugteile, unbeschichtete Fahrzeugaußenteile oder dergleichen verwendet werden.
  • Beispiele
  • Im Folgenden werden Beispiele und Versuche gemäß bestimmter bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die folgenden Beispiele dienen lediglich zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
  • Beispiele 1 bis 4
  • Thermoplastische Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial-Zusammensetzungen wurden unter Verwenden von Polyethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzindex von 35 g/10 min (230°C) und einem Ethylenanteil von 4 Gew.-% als Polypropylenharz und eines hochdichten Polyethylens mit einem Schmelzindex von 5 g/10 min (190°C) und einem mittleren Molekulargewicht von 140.000 als Polyethylenharz hergestellt. Das Gummiharz war ein Ethylen-Octen-Copolymer mit einem Schmelzindex von 30 g/10 min (190°C) und einem Octenanteil von 12,5 Gew.-%. Der Nanoton-Masterbatch wurde durch Mischen von 24 Gew.-% Maleinsäureanhydrid-gepfropftem Polypropylen, 40 Gew.-% Nanoton und 36 Gew.-% Polyethylen-Propylen-Copolymer in einem Henschelmischer für 3 Minuten bei 1500 rpm und Extrudieren bei Prozessbedingungen von 160–210°C und 500 rpm unter Verwenden eines 12-Schraubenextruders mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser (LID) von 32 hergestellt. Der Glasblasen-Masterbatch enthielt 70 Gew.-% Polypropylen und 30 Gew.-% Glasblasen. Die Glasblasen waren hohle Glaskügelchen mit einer Größe von 30 μm. Der Glasblasen-Masterbatch wurde der TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung mittels seitlicher Zuführung zugegeben. Die genauen Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Beispiel 5
  • Eine TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei 4 Gew.-% des Glasblasen-Masterbatches mittels Hauptzuführung zugegeben wurden.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei Talk anstelle des Nanoton-Masterbatches verwendet wurde.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei kein Nanoton-Masterbatch und kein Glasblasen-Masterbatch verwendet wurden. Tabelle 1
    Anteile (Gew.-%) Beispiele Vergleichsbeispiele
    1 2 3 4 5 1 2
    Polypropylenharz 42,2 45,5 47,2 50,5 51,5 52,7 73
    Polyethylenharz 5 5 5 5 5 5 5
    Gummiharz 22 22 22 22 22 22 22
    Nanoton-Masterbatch 17,5 17,5 12,5 12,5 17,5 - -
    Talk - - - - - 7 -
    Glasblasen-Masterbatch 13,3 10 13,3 10 4 13,3 -
    Propylen-Ethylen-Copolymer: KOPELEN (Honam Petrochemical) Hochdichtes Polyethylen: HIVOREX (Honam Petrochemical) Ethylen-Octen-Copolymer: Engage (Dow) Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen: [ADPOLY (Honam Petrochemical) Nanoton: Nanomer (Nanocor) Talk: KCM-6300 (KOCH) Glasblasen: Scotchlite (3M)
  • Prüfung der physikalischen Eigenschaften
  • 1) Spezifische Dichte
  • Die spezifische Dichte wurde gemäß ASTM D1505 unter Verwenden einer 2 mm dicken Versuchsprobe gemessen.
  • 2) Glanz
  • Der Glanz wurde bei einem Neigungswinkel von 60° gemäß ASTM D1003 unter Verwenden einer extrudierten, plattenförmigen 3 mm dicken Versuchsprobe gemessen.
  • 3) Schrumpfung
  • Eine Änderung der Länge einer gemäß ASTM D638 extrudierten Probe für Zugversuche wurde gemäß dem Prüfverfahren von Honam Petrochemical innerhalb von 48 Stunden nach der Extrusion gemessen.
  • 4) Elastizitätsmodul
  • Das Elastizitätsmodul wurde gemäß ASTM D790 unter Verwenden einer 6 mm dicken Versuchsprobe bei einem Abstand von 10 mm und einer Extrusionsgeschwindigkeit von 10 mm/min gemessen.
  • 5) Schmelzindex
  • Der Schmelzindex wurde gemäß ASTM D1238 bei 230°C bei einer Belastung von 2,16 kg gemessen.
  • 6) Beständigkeit gegen Kratzer
  • Eine Kratznadel (Saphirkugel, Durchmesser = 0,5 mm) mit einer Belastung von 500 g wurde an einer Versuchsprobe befestigt. Nach Kratzen mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s wurde die Breite des Kratzers gemessen. Tabelle 2
    Physikalische Eigenschaften Beispiele Vergleichsbeispiele
    1 2 3 4 5 1 2
    Spezifische Dichte 0,91 0,92 0,91 0,91 0,91 0,98 0,91
    Glanz (60°) 48 60 52 59 72 57 85
    Schrumpfung (%) 0,77 0,71 0,75 0,75 0,85 0,90 1,1
    Elastizitätsmodul (kg/cm2) 13.000 11.900 11.700 11.600 12.500 12.100 9.500
    Schmelzindex (g/10 min) 21 22 25 20 25 31 42
    Kratzer (μm) 320 360 330 370 380 340 580
  • Wie aus Tabelle 2 zu sehen ist, zeigten die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu denjenigen aus den Vergleichsbeispielen 1 und 2, bei denen kein Nanoton verwendet wurde, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften bezüglich ihrer Schrumpfung und ihrer Beständigkeit gegen Kratzer. Insbesondere wiesen sie eine niedrige spezifische Dichte auf. Ferner kann gesehen werden, dass im Vergleich zur TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung aus Vergleichsbeispiel 2, bei der kein Glasblasen-Masterbatch zugegeben wurde, der Glanz verringert war und die Beständigkeit gegen Kratzer entsprechend verbessert war. Aus 1 ist auch zu sehen, dass eine Hauptzuführung der Glasblasen (Beispiel 5, 1(b)) zu einem erheblichen Zerbrechen der Glasblasen führte, was bei einer seitlichen Zuführung (1(a)) nicht der Fall war. Es kann daher gesehen werden, dass eine seitliche Zuführung der Glasblasen bevorzugt ist.
  • Wie hierin beschrieben ist, weist die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, bei der eine kleine Menge an Nanoton anstelle von Talk verwendet wird, eine geringe spezifische Dichte sowie vergleichbare mechanische Eigenschaften auf, wodurch eine Verringerung des Gewichts möglich ist. Da die Zugabe von Glasblasen den Glanz verringert und die Beständigkeit gegen Kratzer verbessert, kann sie ferner für unbeschichtete Fahrzeugaußenteile von Nutzen sein.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute erkennen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem eigentlichen Sinn und dem Umfang der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • ASTM D1003 [0036]
    • ASTM D638 [0037]
    • ASTM D790 [0038]
    • ASTM D1238 [0039]

Claims (10)

  1. Thermoplastische Polyolefin-(TPO-)Nanokompositmaterial-Zusammensetzung, enthaltend ein Polypropylenharz, ein Polyethylenharz, ein Gummiharz, einen Nanoton-Masterbatch und einen Glasblasen-Masterbatch.
  2. TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche enthält: 30 bis 60 Gew.-% eines Polypropylenharzes; 1 bis 10 Gew.-% eines Polyethylenharzes; 10 bis 40 Gew.-% eines Gummiharzes; 4 bis 20 Gew.-% eines Nanoton-Masterbatches; und 10 bis 30 Gew.-% eines Glasblasen-Masterbatches.
  3. TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polypropylenharz ein mittleres Molekulargewicht von 50.000 bis 300.000 aufweist und eines oder mehrere ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Polypropylen, Polyethylen-Propylen-Copolymer und Polypropylen-Butadien-Copolymer.
  4. TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polyethylenharz eines oder mehrere ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: hochdichtem Polyethylen, Polyethylen mit einer geringen Dichte und linearem Polyethylen mit einer geringen Dichte.
  5. TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Gummiharz eines oder mehrere ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Polyethylen-Octen-Copolymer, Polyethylen-Butylen-Copolymer und Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM).
  6. TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Nanoton-Masterbatch enthält: 20 bis 30 Gew.-% Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen; 30 bis 50 Gew.-% Nanoton; und 30 bis 40 Gew.-% Polyethylen-Propylen-Copolymer.
  7. TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Glasblasen-Masterbatch enthält: 50 bis 90 Gew.-% Polypropylen; und 10 bis 50 Gew.-% Glasblasen.
  8. TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Glasblasen eine Größe von 10 bis 300 μm aufweisen.
  9. Unbeschichtetes Fahrzeugaußenteil, aufweisend die TPO-Nanokompositmaterial-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1.
  10. Verfahren zum Herstellen eines TPO-Kompositmaterials, umfassend das Einbringen des Glasblasen-Masterbatches gemäß Anspruch 1 durch seitliche Zuführung.
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