DE102011005290A1

DE102011005290A1 - Polyolefinharzzusammensetzung zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Kratzer und mit der Zusammensetzung hergestelltes Produkt für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102011005290A1
Application number: DE102011005290A
Authority: DE
Inventors: Dae Sik Kim; Seok Hwan Kim; Jung Gyun Noh; Sung Min Cho; Seung Wook Park; Tae Sik Moon; Chang Youn KIM
Original assignee: Hyundai Motor Co; Honam Petrochemical Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Lotte Chemical Corp
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-05-31
Also published as: US8481636B2; US20120136104A1; CN102477186A; CN102477186B; KR20120057434A; KR101251263B1

Abstract

Es wird eine Polyolefinharzzusammensetzung bereitgestellt, die enthält: ein ultrahochkristallines Polypropylenharz, z. B. etwa 40–80 Gew.-%, mit einem isotaktischen Index von z. B. 99,5 oder größer; ein verzweigtes Polypropylen, z. B. etwa 10–20 Gew.-%, mit einem Verzweigungsindex von z. B. 7 oder größer; ein thermoplastisches Elastomer, z. B. etwa 1–20 Gew.-%; ein anorganisches Füllmaterial, z. B. etwa 1–30 Gew.-%; und eine auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung, z. B. etwa 2–6 Gew.-%.

Description

Hintergrund
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polyolefinharzzusammensetzung mit einer höheren Oberflächenbeständigkeit gegen Kratzer. Genauer gesagt betrifft sie eine Polyolefinharzzusammensetzung mit einer höheren Oberflächenbeständigkeit gegen Kratzer, einer höheren Schlagbeständigkeit, einer höheren Steifigkeit und einer höheren Formstabilität, die daher für Innen-/Außenteile von Fahrzeugen von Nutzen ist, sowie einen Kunststoffartikel, welcher hieraus hergestellt ist.
b) Stand der Technik
Aufgrund ihrer ausgezeichneten Formbarkeit, Schlagbeständigkeit, chemischen Beständigkeit usw. sowie ihrer geringen spezifischen Dichte und niedrigen Herstellungskosten wurden Polypropylen-Komposit-Harze weit verbreitet in der Herstellung von Innen-/Außenteilen für Fahrzeuge verwendet, wozu sowohl Sicherheit als auch Funktionalität erforderlich sind und was Stoßstangen, Armaturenbretter, Türverkleidungen und Innenverkleidungen einschließt. Die bislang entwickelten Polypropylenharzzusammensetzungen sind jedoch, wenn sie nicht beschichtet werden, anfällig für Kratzer an der Oberfläche und andere mit dem Erscheinungsbild in Zusammenhang stehende Probleme.
Derzeit werden manche Fahrzeuginnenteile, z. B. Armaturenbretter, Türverkleidungen und Innenverkleidungen, mit Hilfe des Mold-in-Color-(MIC-)Verfahrens hergestellt, bei welchem eine Beschichtung nach dem Gießen nicht erforderlich ist, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. Da die unbeschichteten Teile jedoch sehr empfindliche für Kratz sind, wird die Oberfläche der Gussteile durch die Hände oder Schuhe des Fahrers oder der Beifahrer leicht beschädigt oder verschmutzt, was in einem schlechten Erscheinungsbild resultiert. Die für diese Fahrzeuginnenteile verwendete Harzzusammensetzung muss daher eine verbesserte Schlagfestigkeit, Steifigkeit, Beständigkeit gegen Kratzer und verbesserte antistatische Eigenschaften aufweisen und dabei gleichzeitig die Anforderungen hinsichtlich der Sicherheit und der Empfindlichkeit erfüllen.
Die Stoßstange, ein Fahrzeugaußenteil, wird derzeit mittels eines Spritzgussverfahrens und anschließender Beschichtung hergestellt. Während des Transports zur Beschichtung oder einer anderen Nachbearbeitung oder während der Lagerung kann das Spritzgussteil zerkratzen. Der zerkratzte Teil neigt dazu, selbst nach einer Farbbeschichtung ein schlechtes Erscheinungsbild abzugeben. Da aufgrund der statischen Elektrizität Staub oder andere Verunreinigungen leicht an dem Spritzgussteil anhaften können, ist es auch wichtig, das Teil vor der Beschichtung zu säubern.
Seit kurzem richtet sich die Forschung auf eine Stoßstange, die keine Farbbeschichtung erfordert, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. Hierzu sind die Schlagbeständigkeit und die Witterungsbeständigkeit grundlegend erforderliche Eigenschaften und insbesondere sind eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Kratzer und ausgezeichnete antistatische Eigenschaften erforderlich. Die für Fahrzeuginnenteile, wie beispielsweise Türverkleidungen, Armaturenbretter, Handschuhfächer oder Konsolen, verwendete Harzzusammensetzung muss auch eine verbesserte Schlagfestigkeit, eine verbesserte Beständigkeit gegen Kratzer und verbesserte antistatische Eigenschaften aufweisen und dabei gleichzeitig die Anforderungen hinsichtlich der Sicherheit und der Empfindlichkeit erfüllen. Aus diesem Grund besteht ein großer Bedarf nach einer Harzzusammensetzung, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Kratzer und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweist und für Innen-/Außenteile von Fahrzeugen verwendet werden kann.
Obwohl die Forschung zur Entwicklung von Harzzusammensetzungen für Innen-/Außenteile von Fahrzeugen mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Kratzer kontinuierlich fortgesetzt wurde, wurde bislang noch von keinem wesentlichen Ergebnis berichtet. Die Koreanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 10-2005-0093186 beschreibt eine Polypropylenharzzusammensetzung mit einer verbesserten Beständigkeit gegen Kratzer, welche ein organisches Füllmaterial, einen Gummi und ein Silikonharz enthält. Diese Zusammensetzung zeigt jedoch kein zufrieden stellendes Biegemodul, keine ausreichende Zugfestigkeit oder Beständigkeit gegen Kratzer, um für Innen-/Außenteile von Fahrzeugen verwendet werden zu können. Daneben neigt das zugesetzte Silikonharz dazu, sich während des Formens zur Oberfläche hin abzusetzen, was zu einem schlechten Erscheinungsbildung, wie beispielsweise Farb- oder Gasspuren, führt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch eine Polyolefinharzzusammensetzung mit einer verbesserten Beständigkeit gegen Kratzer und einen unter Verwenden derselben hergestellten Kunststoffartikel erfunden ( Koreanisches Patent Nr. 986,798 ). Einer der festgestellten Mängel ist jedoch, dass die Polyolefinharzzusammensetzung für Innenverkleidungen verwendet werden kann, jedoch für eine Verwendung in Armaturenbrettern oder Türverkleidungen ungeeignet ist, da diese eine stärkere Beständigkeit gegen Kratzer erfordern.
Die Entwicklung einer Polypropylenharz-Zusammensetzung für Innen-/Außenteile von Fahrzeugen, die eine noch bessere Beständigkeit gegen Kratzer aufweisen und eine ausreichende Schlagbeständigkeit, Steifigkeit und Formstabilität bereitstellen, ist daher ein dringendes Anliegen der Automobilindustrie.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung mit einer ausgezeichneten Schlagbeständigkeit, Steifigkeit, Formstabilität und Beständigkeit gegen Kratzer.
In einem allgemeinen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Polyolefinharzzusammensetzung bereit, die ein ultrahochkristallines Polypropylenharz, z. B. etwa 40–80 Gew.-%, mit einem isotaktischen Index von z. B. 99,5 oder größer; ein verzweigtes Polypropylen, z. B. etwa 10–20 Gew.-%, mit einem Verzweigungsindex von z. B. 7 oder größer; ein thermoplastisches Elastomer, z. B. etwa 1–20 Gew.-%; ein anorganisches Füllmaterial, z. B. 1–30 Gew.-%; und eine auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung, z. B. 2–6 Gew.-% enthält.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen derselben beschrieben, welche in den beigefügten Figuren veranschaulicht sind, die hierin nachfolgend lediglich zu Veranschaulichungszwecken angegeben sind und die Offenbarung daher keinesfalls einschränken sollen. Es gilt:
1 zeigt eine Aufnahme einer beispielhaften Zusammensetzung, die in Beispiel 3 hergestellt wurde, nach einem Test der Beständigkeit gegen Kratzer;
2 zeigt eine Aufnahme einer beispielhaften Zusammensetzung, die in Beispiel 4 hergestellt wurde, nach einem Test der Beständigkeit gegen Kratzer; und
3 zeigt eine Aufnahme einer beispielhaften Zusammensetzung, die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, nach einem Test der Beständigkeit gegen Kratzer.
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 Offenbarung, 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.
Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, die beispielhaft in den beigefügten Figuren veranschaulicht und im Folgenden beschrieben sind. Obwohl die Offenbarung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, soll verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung die Offenbarung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen einschränken soll. Es soll im Gegenteil verstanden werden, dass die Offenbarung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen abdeckt, die im eigentlichen Sinn und Umfang der Offenbarung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sind.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Polyolefinharzzusammensetzung bereit, die enthält: ein ultrahochkristallines Polypropylenharz, z. B. etwa 40–80 Gew.-%, mit einem isotaktischen Index (II) von z. B. 99,5 oder größer; ein verzweigtes Polypropylen (langkettiges verzweigtes PP; LCB-PP), etwa 10–20 Gew.-%, mit einem Verzweigungsindex (BI) von z. B. 7 oder größer; ein thermoplastisches Elastomer, z. B. etwa 1–20 Gew.-%; ein anorganisches Füllmaterial, z. B. etwa 1–30 Gew.-%; und eine auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung, z. B. etwa 2–6 Gew.-%.
Um die Schlagbeständigkeit, die Härte und die Beständigkeit gegen Kratzer zu verbessern, kann ein hochkristallines Polypropylen mit einer hohen Kristallinität, auch bekannt als hochisotaktisches Polypropylen (HIPP) oder als hochsteifes Polypropylen (HSPP), das vorhandene Polypropylen ersetzen. Da ein hochkristallines Polypropylen eine höhere Kristallinität aufweist als das vorhandene, kommerziell erhältliche Polypropylen, zeigt es eine um etwa 20–40% größere Steifigkeit als das vorhandene Polypropylen und eine verbesserte Wärmebeständigkeit und Beständigkeit gegen Kratzer und stellt gleichzeitig eine vergleichbare Schlagbeständigkeit bereit.
Das derzeit weit verbreitet eingesetzte, stereoreguläre Polypropylen weist einen isotaktischen Index auf, der von z. B. etwa 94 bis 97 beträgt. Das in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete ultrahochkristalline Polypropylen weist jedoch einen isotaktischen Index von wenigstens 99,5 auf. Das heißt, je größer der isotaktische Index, desto größer ist die Kristallinität des Polypropylen.
Die Harzzusammensetzung, die das ultrahochkristalline Polypropylen enthält, kann für alle Fahrzeuginnen-/-außenteile verwendet werden. Sie kann insbesondere für solche Teile verwendet werden, für die eine größere Steifigkeit oder Wärmebeständigkeit erforderlich ist oder bei denen eine Gewichtsreduktion durch Senkung der zugesetzten Menge an anorganischem Füllmaterial gewünscht ist. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das hochkristalline Polypropylenharz mit einem isotaktischen Index von etwa 99,5 oder größer in einer Menge von z. B. etwa 40–80 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Harzzusammensetzung, enthalten. Innerhalb dieses beispielhaften Bereichs werden eine zur Verwendung für Fahrzeuginnen-/-außenteile ausreichende Formbarkeit, Schlagbeständigkeit und chemische Beständigkeit erhalten.
Das ultrahochkristalline Polypropylen kann jeglicher Art sein, solange der isotaktische Index etwa 99,5 oder größer ist. Insbesondere kann es ein Polypropylen-Homopolymer oder ein Copolymer von Polypropylen und etwa 12 Mol-% oder weniger Ethylen oder eines C₄-C₁₀-Olefinmonomers umfassen. Ganz besonders kann ein Copolymer von Propylen und etwa 12 Mol-% oder weniger Ethylen verwendet werden. Wenn das ultrahochkristalline Polypropylen-Copolymer ein Propylen-Homopolymer oder ein Copolymer von Propylen und etwa 12 Mol-% oder weniger Ethylen oder eines C₄-C₁₀-Olefinmonomers umfasst, werden eine höhere Steifigkeit und eine höhere Schlagbeständigkeit erreicht. Insbesondere wenn es ein Copolymer aus Propylen und etwa 10 Mol-% oder weniger Ethylen umfasst, wird die Beständigkeit gegen Kratzer aufgrund einer verringerten Abnahme der Oberflächenhärte effektiv verbessert.
Das ultrahochkristalline Polypropylenharz kann einen Schmelzindex von z. B. etwa 8–150 g/10 min (230°C, 2,16 kgf) aufweisen. Wenn der Schmelzindex des Polypropylenharzes kleiner als z. B. etwa 8 g/10 min (230°C, 2,16 kgf) ist, kann die Formbarkeit unzureichend sein. Im Gegensatz dazu kann sich, wenn der Schmelzindex z. B. etwa 150 g/10 min (230°C, 2,16 kgf) übersteigt, die Schlagfestigkeit verschlechtern.
Das verzweigte Polypropylen zeigt verbesserte mechanische Eigenschaften, eine verbesserte Formbarkeit, eine verbesserte chemische Beständigkeit und eine verbesserte Wärmebeständigkeit, da es langkettige Verzweigungen an seinem Polypropylen-Grundgerüst aufweist. Da ein mittels der Ziegler-Natta-Katalyse hergestelltes Polypropylen eine lineare Polymerstruktur aufweist, zeigt es schlechte mechanische Eigenschaften, insbesondere eine schlechte Beständigkeit gegen Kratzer und eine schlechte Wärmebeständigkeit. Die effektivste Möglichkeit, langkettige Verzweigungen auszubilden, ist, diese in das Polypropylen-Grundgerüst einzuführen. Gewöhnlich wird dies erreicht, indem die Polypropylenketten unter Verwenden eines organischen Peroxids mit einer geeigneten Halbwertszeit aufgebrochen werden und die Verzweigungen dann unter Neuanordnung unter geeigneten Reaktionsbedingungen ausgebildet werden.
Als Folge davon weist das verzweigte Polypropylen anders als ein lineares Polypropylen lange Ketten auf und besitzt damit eine verbesserte Beständigkeit gegen Kratzer, eine verbesserte Zugfestigkeit, eine verbesserte Biegefestigkeit und ein verbessertes Biegemodul.
Das Ausmaß bzw. der Grad der Verzweigungen des verzweigten Polypropylens wird anhand des Verzweigungsindex bestimmt. Je größer der Verzweigungsindex ist, desto mehr langkettige Verzweigungen sind vorhanden, was zur Ausbildung von Molekülverbunden führt. Die Molekülverbunde verfestigen die Kristallstruktur, indem sie die Lamellen des Polypropylenkristalls miteinander verbinden, was zu verbesserten mechanischen Eigenschaften, insbesondere zu einer verbesserten Beständigkeit gegen Kratzer und einer verbesserten Steifigkeit führt. Wenn der Verzweigungsindex z. B. 7 oder größer ist, sind die langkettigen Verzweigungen länger als die Dicke der Lamellen, wodurch zwei Lamellen als Molekülverbund fest miteinander verbunden werden. Das verzweigte Polypropylen kann eine Menge von z. B. etwa 10–20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Polyolefinharzzusammensetzung, ausmachen. Innerhalb dieses Bereichs kann sie zusammen mit dem ultrahochkristallinen Polypropylen einen ausgezeichneten synergistischen Effekt hinsichtlich der Verbesserung der Beständigkeit gegen Kratzer und hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften der Harzzusammensetzung zeigen.
Das thermoplastische Elastomer wird verwendet, um die Schlagbeständigkeit zu erhöhen, und ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann ein Copolymer aus Ethylen und einem C₂-C₁₀-α-Olefin verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist das α-Olefin nicht besonders beschränkt. Es kann zum Beispiel eines oder mehrere sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Propylen, Buten, Penten, Hexen, Propen und Octen. Ganz besonders kann das thermoplastische Elastomer eines oder mehrere sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Ethylen-Propylen-Gummi (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-(EPDM-)Gummi, Ethylen-Buten-Copolymer-Gummi (EBR), Ethylen-Octen-Copolymer-Gummi (EOR) und Styrol-Butadien-Gummi (SBR). Von diesen kann Ethylen-Octen-Copolymer-Gummi ausgewählt sein, da es aufgrund der Octengruppen an den langen Seitenketten die größte Verbesserung der Schlagfestigkeit sowie die relativ gesehen am stärksten verringerte Abnahme der Steifigkeit zeigt. Ganz besonders kann der Ethylen-Buten-Copolymer-Gummi einer sein, der z. B. etwa 50% oder mehr Buten-Monomer umfasst und einen Schmelzindex von etwa 0,5–150 g/10 min (190°C, 2,6 kgf) und eine Dichte von etwa 0,868–0,885 g/cc aufweist.
Das anorganische Füllmaterial wird verwendet, um die Wärmebeständigkeit und die Steifigkeit zu verbessern, und ist nicht besonders beschränkt. Insbesondere kann es eines oder mehrere sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Talk, Calciumcarbonat, Wollastonit, Calciumsulfat, Magnesiumoxid, Calciumstearat, Glimmer, Siliziumdioxid, Calciumsilikat, Ton und Ruß. Insbesondere kann das organische Füllmaterial eines sein, das mit zunehmender zugesetzter Menge eine unterschiedliche Zunahme der Steifigkeit und der Härte der Harzzusammensetzung zeigt. Daher können ganz besonders Wollastonit oder Talk verwendet werden. Das anorganische Füllmaterial kann insbesondere einen mittleren Partikeldurchmesser von z. B. etwa 1–30 μm, ganz besonders z. B. etwa 5–10 μm besitzen. Wenn der mittlere Partikeldurchmesser des anorganischen Füllmaterials kleiner als 1 μm ist, kann zum Beispiel die Zunahme der Wärmebeständigkeit und der Steifigkeit unzureichend sein. Und wenn der mittlere Partikeldurchmesser mehr als etwa 30 μm beträgt, können die Handhabung und Verarbeitung während des Strangpressens der Polyolefinharzzusammensetzung schwierig sein.
Die auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung wird verwendet, um zusammen mit dem ultrahochkristallinen Polypropylen und dem verzweigten Polypropylen die Oberflächenbeständigkeit gegen Kratzer zu maximieren. Während das ultrahochkristalline Polypropylen und das verzweigte Polypropylen die Oberflächenbeständigkeit gegen Kratzer und die mechanischen Eigenschaften durch Bereitstellen einer strukturellen Steifigkeit verbessern, minimiert die auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung aufgrund der ausgezeichneten Rutscheigenschaften an der Oberfläche der Fettsäureamid- und Fluorreste und der ausgezeichneten Oberflächenbeständigkeit des Acrylrests das Eindringen von Kratzer verursachenden Materialien in die Oberfläche. Die auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung kann ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von etwa 50.000–100.000 besitzen. Früher wurden auf Silikon basierte Schmiermittel anstelle der auf einem Fluoracryl-Copolymer basierten Amidpolymerverbindung verwendet. Obwohl das auf Silikon basierte Schmiermittel die Beständigkeit gegen Kratzer durch Senkung der Oberflächenbeständigkeit verbessert, können Farb- oder Gasspuren auf der Oberfläche des Gussteils gebildet werden. Da das auf Silikon basierte Schmiermittel ferner zumeist ein kleineres zahlengemitteltes Molekulargewicht von etwa 10.000–25.000 besitzt, können die physikalischen Eigenschaften unzureichend sein, wenn es in einer Menge von mehr als etwa 3 Gew.-% verwendet wird.
Ein aus der erfindungsgemäßen Polyolefinharzzusammensetzung hergestellter Kunststoffartikel kann – ohne besondere Einschränkung – für viele Anwendungen eingesetzt werden. Insbesondere kann er für Innen-/Außenteile von Fahrzeugen verwendet werden. Ganz besonders kann er für Fahrzeuginnenteile, wie beispielsweise Türverkleidungen, Armaturenbretter, Konsolen usw., oder für Fahrzeugaußenteile, wie beispielsweise mittels Mold-in-Color (MIC) hergestellte Stoßstangen, verwendet werden.
Beispiele
Nachfolgend werden Beispiele und Versuche beschrieben. Die folgenden Beispiele und Versuche dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang dieser Offenbarung nicht einschränken.
Beispiele 1–5: Zubereitung einer Polyolefinharzzusammensetzung

Die in Tabelle 1 beschriebenen Bestandteile wurden 3 Minuten lang in einer Henschel-Mischvorrichtung gemischt, bei etwa 190–250°C unter Verwenden eines Doppelextruders extrudiert, abgekühlt und dann verfestigt, um Polyolefinharzzusammensetzungen in Pelletform zu erhalten. Tabelle 1

	Ultrahochkristallines PP-Harz (Gew.-%)	Verzweigtes PP-Harz (Gew.-%)	Thermoplastisches Elastomer (Gew.-%)	Anorganisches Füllmaterial (Gew.-%)	Auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung (Gew.-%)
Bsp. 1	76	15	10	5	4
Bsp. 2	78	15	10	5	2
Bsp. 3	74	15	10	5	6
Bsp. 4	46	20	20	10	4
Bsp. 5	76	10	5	5	4

Ultrahochkristallines Polypropylenharz: II = 99,7, JSS-375N (Honam Petrochemical)
Verzweigtes Polypropylenharz: BI = 7,5, SMS-700 (Honam Petrochemical)
Thermoplastisches Elastomer: Anteil an Buten-Comonomer ≥ 50 Gew.-%, DF-605 (Mitsui Chemicals)
Anorganisches Füllmaterial: 58–61 Gew.-% SiO₂, 31–34 Gew.-% MgO, KCM6300 (KOCH)
Auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung: M_n = 50.000–100.000, FS-830 (CN Tech)

Vergleichsbeispiele 1–5: Zubereitung einer Polyolefinharzzusammensetzung

Die Polyolefinzusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in den Beispielen in Pelletform erhalten, wobei die in Tabelle 2 beschriebenen Bestandteile verwendet wurden. Tabelle 2

	Ultrahochkristallines PP-Harz (Gew.-%)	Verzweigtes PP-Harz (Gew.-%)	Thermoplastisches Elastomer (Gew.-%)	Anorganisches Füllmaterial (Gew.-%)	Auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung (Gew.-%)	Auf Silikon basiertes Schmiermittel (Gew.-%)
Vgl.-Bsp. 1	76	15	10	5	4	-
Vgl.-Bsp. 2	72	15	10	5	4	4
Vgl.-Bsp. 3	81	5	5	5	4	-
Vgl.-Bsp. 4	61	25	5	5	4	-
Vgl.-Bsp. 5	80	15	10	5	-	-

Ultrahochkristallines Polypropylenharz: II = 99,7, JSS-375N (Honam Petrochemical)
Verzweigtes Polypropylenharz: BI = 7,5, SMS-700 (Honam Petrochemical)
Thermoplastisches Elastomer: Anteil an Buten-Comonomer ≥ 50 Gew.-%, DF-605 (Mitsui Chemicals)
Anorganisches Füllmaterial: 58–61 Gew.-% SiO₂, 31–34 Gew.-% MgO, KCM6300 (KOCH)
Auf Silikon basiertes Schmiermittel: 65 Gew.-% Polydimethylsiloxan, 35 Gew.-% Quarz- oder Kieselglas, M_w = 10.000.000–30.000.000. MB50-110 (Dow Coming)
Auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung: M_n = 50.000–100.000, FS-830 (CN Tech)

Die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen zubereiteten Zusammensetzungen wurden je nach Schmelzindex bei etwa 180–250°C spritzgegossen und die physikalischen Eigenschaften wurden wie folgt gemessen.
Testbeispiel: Physikalische Eigenschaften der Polyolefinharzzusammensetzungen

1) Der Schmelzindex wurde gemäß ASTM D-1238 gemessen. Der Test wurde bei 230°C und 2,16 kgf durchgeführt.
2) Das Biegemodul und die Biegesteifigkeit wurden gemäß ASTM D-790 gemessen.
Die Testprobe war 12,7 × 127 × 6,4 mm groß und die Geschwindigkeit des Kopfteils betrug 28 mm/min.
3) Die Izod-Kerbschlagzähigkeit bzw. -Schlagfestigkeit wurde gemäß ASTM D-256 gemessen. Die Testprobe war 63,5 × 12,7 × 3 mm groß.
4) Die Formbeständigkeitstemperatur (HDT) wurde gemäß ASTM D-648 gemessen.
Die Testprobe war 0,7 × 127 × 6,4 mm groß und die Belastung betrug 4,6 kgf.
5) Die Beständigkeit gegen Kratzer [Belastung = 5 N, Hub = 100 mm, Geschwindigkeit = 100 mm/s] wurde gemäß den in Tabelle 3 beschriebenen Kriterien ermittelt.

Tabelle 3

Stufe	Bewertungsmaßstab
	Breite des Kratzers	Erscheinungsbild
5	< 20	es liegen nahezu keine Beschädigungen an der Oberfläche vor
4	100–200	keine erkennbaren Beschädigungen an der Oberfläche
3	200–300	leichte Beschädigungen an der Oberfläche
2	300–400	Weißfärbung sowie erkennbare Beschädigungen an der Oberfläche
1	> 400	schwere Beschädigungen an der Oberfläche

Anmerkung: Stufe 3 oder höher ist für Fahrzeuginnenteile geeignet

Die physikalischen Eigenschaften der Polyolefinharzzusammensetzungen aus den Beispielen und den Vergleichsbeispielen sind in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4

	Schmelzindex (g/10 min)	Biegemodul (kg/cm²)	Izod-Kerbschlagzähigkeit (kg·cm/cm) bei – 10°C	Beständigkeit gegen Kratzer (Stufe)
Beispiel 1	26	22.000	14,7	4,0
Beispiel 2	25	21.400	15,3	3,5*
Beispiel 3	25	21.000	15,2	4,0
Beispiel 4	17	24.000	10,4	3,5*
Beispiel 5	28	26.000	7,2	4,5**
Vergleichsbeispiel 1	25	21.800	14,2	2,0
Vergleichsbeispiel 2	25	21.900	14,1	2,0
Vergleichsbeispiel 3	29	25.000	9,4	2,0
Vergleichsbeispiel 4	18	16.000	18,2	2,0
Vergleichsbeispiel 5	25	22.500	14,2	2,0

* 3,5: Die Breite der Kratzer entspricht Stufe 3, der Zustand der Oberfläche ist jedoch besser.
**: 4,5: Die Breite der Kratzer entspricht Stufe 4, der Zustand der Oberfläche ist jedoch besser.

Wie aus Tabelle 4 zu erkennen ist, zeigten die Polyolefinharzzusammensetzungen, die das ultrahochkristalline Polypropylenharz mit einem isotaktischen Index von etwa 99,5 oder größer, das verzweigte Polypropylen mit einem Verzweigungsindex von etwa 7 oder größer und die auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung enthielten, eine bessere Beständigkeit gegen Kratzer und bessere mechanische Eigenschaften als die Vergleichsbeispiele.
Die Polyolefinharzzusammensetzungen aus den Beispielen und die daraus hergestellten Kunststoffartikel können entsprechend vielseitig für Anwendungen, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Kratzer und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften erfordern, verwendet werden. Da keine zusätzliche Farbbeschichtung erforderlich ist, können ferner eine Verringerung der Kosten und eine Verbesserung des Produktionsvermögens erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Polyolefinharzzusammensetzung, die ein ultrahochkristallines Polypropylenharz mit einem isotaktischen Index von etwa 99,5 oder größer und ein verzweigtes Polypropylen enthält, zeigt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Kratzer und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. Da keine zusätzliche Farbbeschichtung erforderlich ist, können daher eine Verringerung der Kosten und eine Verbesserung des Produktionsvermögens erreicht werden. Sie kann entsprechend vielseitig für Innen-/Außenteile von Fahrzeugen angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung wurde ausführlich unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem eigentlichen Sinn der Erfindung, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2005-0093186 [0006]
KR 986798 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D-1238 [0033]
ASTM D-790 [0033]
ASTM D-256 [0033]
ASTM D-648 [0033]

Claims

Polyolefinharzzusammensetzung, enthaltend: 40–80 Gew.-% eines ultrahochkristallinen Polypropylenharzes mit einem isotaktischen Index von 99,5 oder größer; 10–20 Gew.-% eines verzweigten Polypropylens mit einem Verzweigungsindex von 7 oder größer; 1–20 Gew.-% eines thermoplastischen Elastomers; 1–30 Gew.-% eines anorganischen Füllmaterials; und 2–6 Gew.-% einer auf einem Fluoracryl-Copolymer basierten Amidpolymerverbindung.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das ultrahochkristalline Polypropylenharz ein Propylen-Homopolymer oder ein Copolymer aus Propylen und 12 Mol-% oder weniger Ethylen oder eines C₄-C₁₀-Olefinmonomers umfasst.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das ultrahochkristalline Polypropylenharz einen Schmelzindex von 8–150 g/10 min (230°C, 2,16 kgf) aufweist.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Elastomer ein Copolymer aus Ethylen und C₂-C₁₀-α-Olefin umfasst.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das α-Olefin eines oder mehrere ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Propylen, Buten, Penten, Hexen, Propen und Octen.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das anorganische Füllmaterial eines oder mehrere ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Talk, Calciumcarbonat, Wollastonit, Calciumsulfat, Magnesiumoxid, Calciumstearat, Glimmer, Calciumsilikat, Ton und Ruß.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das anorganische Füllmaterial einen mittleren Partikeldurchmesser von 1–30 μm aufweist.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von 50.000–100.000 besitzt.
Kunststoffartikel, hergestellt aus der Polyolefinharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Polyolefinharzzusammensetzung, enthaltend: ein ultrahochkristallines Polypropylenharz mit einem isotaktischen Index von 99,5 oder größer; ein verzweigtes Polypropylen mit einem Verzweigungsindex von 7 oder größer; ein thermoplastisches Elastomer; ein anorganisches Füllmaterial; und eine auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das ultrahochkristalline Polypropylenharz 40–80 Gew.-% ausmacht, das verzweigte Polypropylen 10–20 Gew.-% ausmacht, das thermoplastische Elastomer 1–20 Gew.-% ausmacht, das anorganische Füllmaterial 1–30 Gew.-% ausmacht und die auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung 2–6 Gew.-% ausmacht.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das ultrahochkristalline Polypropylenharz einen Schmelzindex von 8–150 g/10 min (230°C, 2,16 kgf) aufweist.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das thermoplastische Elastomer ein Copolymer aus Ethylen und C₂-C₁₀-α-Olefin umfasst.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das anorganische Füllmaterial einen mittleren Partikeldurchmesser von 1–30 μm aufweist.
Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die auf einem Fluoracryl-Copolymer basierte Amidpolymerverbindung ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von 50.000–100.000 besitzt.