DE102017223009A1

DE102017223009A1 - Polypropylen-harzzusammensetzung und geformtes erzeugnis daraus

Info

Publication number: DE102017223009A1
Application number: DE102017223009.6A
Authority: DE
Inventors: Hyun Gyung KIM; Hee Joon Lee; Seung Jae Lee; Hyung Tak LEE; Ki Hyun SUNG; Chun Ho Park
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; LG Hausys Ltd; GS Caltex Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; GS Caltex Corp; Kia Corp; LX Hausys Ltd
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: DE102017223009B4; US20180258267A1; CN108570190A; KR20180103570A; US10822483B2

Abstract

Eine Polypropylen-Harzzusammensetzung schließt folgendes ein: ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflussindex von 20 g/10 min bis 35 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg, und ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von 90 g/10 min bis 100 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg enthält; ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzflussindex von 10 g/10 min bis 40 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg; einen anorganischen Füllstoff; und ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Polypropylen-Harzzusammensetzung und ein daraus geformtes Erzeugnis.
HINTERGRUND
Automobile haben sich in eine Richtung entwickelt, die das Gewicht erhöht, um Erfordernisse, wie die Sicherstellung der Sicherheit der Insassen, die Vergrößerung der Chassisgröße und die Verbesserung der Designqualität zu erfüllen. Im Hinblick auf die Reduktion des Treibstoffverbrauchs führt die Gewichtszunahme zu einem Anstieg der Menge des verbrauchten Treibstoffs und der Menge des emittierten Kohlenstoffdioxids, und als Ergebnis wird es schwierig, die Umweltauflagen, die jedes Jahr immer strenger werden, zu erfüllen. Daher ist eine Reduktion des Chassisgewichts schnell erforderlich.
Eine Stoßstangenabdeckung, die unter den Automobil-Außenmaterialien eines der Teile mit großem spezifischem Gewicht ist, dient dazu, einen äußeren Stoß zu absorbieren und die vorderen und unteren Teile eines Fahrzeugs zu schützen. Die Stoßstangenabdeckung erfordert eine hervorragende mechanische Steifigkeit, um eine Deformation, die durch eine äußere Kraft bewirkt wird, zu verhindern. Weiterhin muss während des Formungsverfahrens der Formungszyklus verkürzt werden, und die Verarbeitbarkeit und das Erscheinungsbild müssen hervorragend sein.
Dementsprechend benötigt ein Automobil-Außenmaterial, wie eine Stoßstangenabdeckung, gleichzeitig die Aufrechterhaltung hervorragender mechanischer Eigenschaften und Formbarkeit zusammen mit einer Reduktion des Gewichts.
In Bezug auf die Reduktion des Gewichts von Automobilteilen gibt es Fälle, in denen ein MuCell-Prozess oder ein chemischer Schäumungsprozess eingesetzt werden, doch bestehen noch die Probleme, dass das Erscheinungsbild schlecht ist, dass es schwierig ist, Automobilteile zu formen, und dass sich die physikalischen Eigenschaften verschlechtern.
Als weiteres Beispiel zur Reduktion des Gewichts gibt es Fälle, in denen Glasblasen mit einer 3D-Hohlstruktur (Mikrospheren) eingesetzt werden, doch eine Technologie zum Verhindern, dass die Glasblase bei der Verarbeitung beschädigt wird und das Problem der Kompatibilität der Glasblase mit einem Polypropylenharz sind nicht einfach zu lösen, und es bestehen deutliche technische Schwierigkeiten in Bezug auf den kommerziellen Einsatz, wie der Erfahrung von schneller Reduktion in Schlagfestigkeit und Zähigkeit. Daher besteht im Hinblick des Ausdünnens von Automobilteilen eine Beschränkung.
Die obigen Informationen, die in diesem Abschnitt zum Hintergrund offenbart sind, dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht zum Stand der Technik gehören, der dem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung wurde im Bestreben gemacht, die oben beschriebenen Probleme in Verbindung mit dem Stand der Technik zu lösen.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Polypropylen-Harzzusammensetzung bereit, die eine hervorragende mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit aufweist, selbst wenn sie für ein Formprodukt mit geringer Dicke eingesetzt wird, während ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhalten wird.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält eine Polypropylen-Harzzusammensetzung: ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflussindex von 20 g/10 min bis 35 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg, und ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von 90 g/10 min bis 100 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg; ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzflussindex von 10 g/10 min bis 40 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg; einen anorganischen Füllstoff und ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schließt ein geformtes Erzeugnis ein Spritzgussteil aus der Polypropylen-Harzzusammensetzung ein.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung kann hervorragende mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit verleihen, selbst wenn sie für ein Formerzeugnis mit geringer Dicke eingesetzt wird, während sie ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhält.
Weitere Gesichtspunkte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend diskutiert.
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder weitere ähnliche Begriffe, wie hier verwendet, Motorfahrzeug im Allgemeinen einschließen, wie Personenwagen, einschließlich Sport-Utility-Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene gewerbliche Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich verschiedener Boote und Schiffe, Flugzeuge und ähnliches, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrische Fahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere mit alternativem Treibstoff (beispielsweise Treibstoffen, die von Ressourcen außer Erdöl abgeleitet sind) betriebene Fahrzeuge einschließen. Wie hier verwendet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen aufweist, beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrischbetriebene Fahrzeuge.
Die obigen und weiteren Merkmale der Erfindung werden nachfolgende diskutiert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird nun im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, deren Beispiele in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, und die nachfolgend beschrieben werden. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, so versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, die im Geist und Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, eingeschlossen sein können.
Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung und die Verfahren, um die Vorteile und Merkmale zu erhalten, werden durch Bezugnahme auf die nachfolgend beschriebenen Beispiele ersichtlich. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die unten offenbarten Beispiele beschränkt, sondern kann in verschiedenen weiteren Formen verwirklicht werden, und die vorliegenden Beispiele werden lediglich bereitgestellt, um die vorliegende Offenbarung zu vervollständigen und den Bereich der Erfindung für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung vollständig darzustellen, und die vorliegende Offenbarung wird nur durch den Bereich der Ansprüche definiert.
Unter einem Gesichtspunkt stellt die vorliegende Offenbarung eine Polypropylen-Harzzusammensetzung bereit, enthaltend: ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflussindex von etwa 20 g/10 min bis etwa 35 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg, und ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von etwa 90 g/10 min bis etwa 100 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg einschließt; ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzflussindex von etwa 10 g/10 min bis etwa 40 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg; einen anorganischen Füllstoff und ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung beinhaltet geeigneterweise ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer und ein Ethylen-Propylen-Copolymer einschließt, ein thermoplastisches Elastomer, einen anorganischen Füllstoff und ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis, und kann so die Kristallinität des Basisharzes erhöhen und kann eine hervorragende mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit verleihen. D.h., die Polypropylen-Harzzusammensetzung kann eine hervorragende Verarbeitbarkeit und hohe Zugfestigkeit, Biegemodul und Schlagzähigkeit verleihen, selbst wenn sie für ein geformtes Erzeugnis mit geringer Dicke eingesetzt wird, während sie ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhält.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung enthält ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer und ein Ethylen-Propylen-Copolymer einschließt, und kann so gleichzeitig hervorragende Schlagzähigkeit verleihen, während hervorragende mechanische Festigkeit ausreichend aufrechterhalten wird, und kann hervorragende Verarbeitungswirkung aufgrund der hervorragenden Fließeigenschaft verleihen.
Speziell kann das Basisharz das Propylenhomopolymer zum Ethylen-Propylen-Copolymer in einem Gewichtsverhältnis von etwa 1:9 bis etwa 3:7 enthalten. Wenn das Gewichtsverhältnis des Propylenhomopolymers weniger als dieser Bereich ist, können die Festigkeit, Hitzeresistenz und ähnliches unzureichend werden, und wenn das Gewichtsverhältnis des Ethylen-Propylen-Copolymers weniger als der obige Bereich ist, kann die Schlagzähigkeit unzureichend werden.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung enthält das Basisharz, das das Propylenhomopolymer und das Ethylen-Propylen-Copolymer einschließt, in einer Menge von etwa 50 Gew.% bis etwa 75 Gew.%, und kann so eine hervorragende Verarbeitbarkeit verleihen, während sie ökonomisch günstig ist.
Das Basisharz kann gleichzeitig hervorragende mechanische Festigkeit und hervorragende Schlagzähigkeit verleihen, indem ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflussindex mit etwa 20 g/10 min bis etwa 35 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C und unter einer Last von 2,16 kg enthalten ist. Wenn beispielsweise der Schmelzflussindex des Propylenhomopolymers niedriger als dieser Bereich ist, können sich die Imprägnierungseigenschaften des anorganischen Füllstoffs und ähnliches verschlechtern, so dass sich die Verstärkungseffekte verringern können. Wenn weiterhin der Schmelzflussindex des Propylenhomopolymers größer als dieser Bereich ist, so kann sich die Schlagzähigkeit verschlechtern.
Das Propylenhomopolymer kann eine Pentadenfraktion (%mmmm) von etwa 96 % oder mehr, gemessen durch 13C-NMR, aufweisen. Speziell kann die Pentadenfraktion etwa 96,5 % oder mehr, beispielsweise etwa 97 % oder mehr sein. Der Begriff „Pentadenfraktion“ bezeichnet das Überschussverhältnis einer isotaktischen Kette in einer Pentadeneinheit einer Molekülkette, gemessen durch ¹³C-NMR, und bezeichnet den Bruchteil an Propylenmonomereinheiten, die in der Mitte einer Kette vorhanden sind, in der 5 Propylenmonomereinheiten kontinuierlich meso-verbunden sind. Die Polypropylen-Harzzusammensetzung kann hervorragende mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit verleihen, indem ein Propylenhomopolymer mit einer Pentadenfraktion in diesem Bereich im Basisharz enthalten ist.
Das Propylenhomopolymer kann eine intrinsische Viskosität [η] von etwa 0,7 dl/g bis etwa 2,5 dl/g aufweisen, gemessen in Dekalin bei 135°C. Speziell kann die intrinsische Viskosität etwa 0,85 dl/g bis etwa 2,2 dl/g, beispielsweise etwa 0,9 dl/g bis etwa 2,0 dl/g betragen. Wenn die intrinsische Viskosität des Propylenhomopolymers weniger als dieser Bereich ist, so kann sich die Schlagzähigkeit verschlechtern, und wenn die intrinsische Viskosität mehr als dieser Bereich ist, so kann sich die Formbarkeit verschlechtern.
Das Basisharz kann gleichzeitig hervorragende mechanische Festigkeit und hervorragende Schlagzähigkeit verleihen, indem ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von etwa 90 g/10 min bis etwa 100 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C und unter Last von 2,16 kg enthalten ist. Wenn beispielsweise der Schmelzflussindex des Ethylen-Propylen-Copolymers weniger als dieser Bereich ist, so können sich die Imprägnierungseigenschaften des anorganischen Füllstoffs und ähnliches verschlechtern, so dass die Verstärkungseffekte reduziert werden können. Wenn weiterhin der Schmelzflussindex des Ethylen-Propylen-Copolymers mehr als dieser Bereich ist, so kann sich die Schlagzähigkeit verschlechtern.
Das Ethylen-Propylen-Copolymer kann ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von etwa 70.000 g/mol bis etwa 120.000 g/mol und ein spezifisches Gewicht von etwa 0,89 bis etwa 0,91 aufweisen.
Das Ethylen-Propylen-Copolymer kann eine intrinsische Viskosität [η] von etwa 3,0 dl/g bis etwa 6,0 dl/g, gemessen bei Dekalin bei 135°C in einem Xylolextrakt, aufweisen. Speziell kann die intrinsische Viskosität etwa 3,5 dl/g oder mehr, beispielsweise etwa 4,0 dl/g oder mehr betragen. Wenn die intrinsische Viskosität des Ethylen-Propylen-Copolymers weniger als dieser Bereich ist, so kann sich die Schlagzähigkeit verschlechtern.
Speziell kann das Ethylen-Propylen-Copolymer durch Copolymerisation eines Propylenmonomers und eines Ethylenmonomers in einem Gewichtsverhältnis von etwa 5:1 bis etwa 25:1 gebildet werden. D.h., das Ethylen-Propylen-Copolymer kann Ethylen in einer Menge von etwa 3 Gew.% bis etwa 30 Gew.%, spezielle etwa 3 Gew.% bis etwa 17 Gew.% enthalten. Wenn der Gehalt an Ethylen im Ethylen-Propylen-Copolymer weniger als dieser Bereich ist, so kann sich die Schlagzähigkeit verschlechtern, und wenn der Gehalt mehr als dieser Bereich ist, so kann sich die Steifigkeit verschlechtern, und die Produktivität während der Extrusion kann sich reduzieren.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung kann durch Zugabe eines thermoplastischen Elastomers mit einem Schmelzflussindex von etwa 10 g/10 min bis etwa 40 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C und unter einer Last von 2,16 kg hervorragende Schlagzähigkeit und Hitzeresistenz und hohe Elastizität verleihen, und kann hervorragende Spritzguss-Formbarkeit aufweisen. Wenn speziell der Schmelzflussindex des thermoplastischen Elastomers weniger als dieser Bereich ist, so verschlechtert sich die Fließeigenschaft, und als Ergebnis kann die Dispersionskraft in der Polypropylen-Harzzusammensetzung reduziert werden, und wenn der Schmelzflussindex mehr als dieser Bereich ist, so kann sich die Schlagzähigkeit und die Oberflächenaufschlageigenschaft verschlechtern.
Das thermoplastische Elastomer kann in einem Gehalt von etwa 13 Gew.-Teilen bis etwa 50 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten sein. Beispielsweise kann das thermoplastische Elastomer zu einem Gehalt von etwa 20 Gew.-Teilen bis etwa 40 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten sein. Wenn speziell der Gehalt des thermoplastischen Elastomers weniger als dieser Bereich ist, so kann sich die Schlagzähigkeit verschlechtern, und wenn der Gehalt mehr als dieser Bereich ist, so kann sich die Fließeigenschaft verschlechtern und die Dispersionskraft kann reduziert werden.
Das thermoplastische Elastomer kann eines ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, einem Styrol-Dien-Copolymer und einer Kombination davon enthalten. Speziell kann das Copolymer ein α-Olefin mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen in einer Menge von etwa 12 Gew.% bis etwa 45 Gew.% enthalten.
Speziell kann das Copolymer aus Ethylen und dem α-Olefin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen ein Ethylen-1-Buten-Copolymer (EBR) oder ein Ethylen-1-Okten-Copolymer (EOR) sein. Das thermoplastische Elastomer kann ein Styrol-Dien-Copolymer einschließen, hergestellt durch Copolymerisation eines Monomers auf Styrolbasis und eines Monomers auf Dienbasis. Beispielsweise kann das Monomer auf Styrolbasis eines sein, das aus der Gruppe, bestehend aus Styrol, α-Methylstyrol, α-Ethylstyrol, p-Methylstyrol und einer Kombination davon ausgewählt ist. Das Monomer auf Dienbasis kann eines sein, das aus der Gruppe bestehend aus Butadien, Isopren und einer Kombination daraus ausgewählt ist. Speziell kann das Styrol-Dien-Copolymer ein Copolymer sein, das aus der Gruppe bestehend aus einem Styrol-Butylen-Styrol-Blockcopolymer, einem Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymer, einem Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer, einem Styrol-Ethylen-Propylen-Blockcopolymer, einem Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung enthält einen anorganischen Füllstoff und kann so eine hervorragende mechanische Festigkeit, Schlagzähigkeit und Dimensionsstabilität verleihen. Beispielsweise kann der anorganische Füllstoff zu einem Gehalt von etwa 20 Gew.-Teilen bis etwa 50 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten sein.
Speziell kann der anorganische Füllstoff Talk enthalten, ein Magnesiumsilikathydrat, und der Talk kann ein spezifisches Gewicht von etwa 2,7 g/cm³ bis etwa 2,8 g/cm³ und eine plättchenförmige Struktur aufweisen. Der Talk kann geringe Mengen an Aluminiumoxid, Calciumoxid, Eisenoxid und ähnlichem einschließen, zusammen mit Kieselsäure und Magnesiumoxid.
Speziell kann der Talk einen mittleren Teilchendurchmesser von mehr als etwa 10 µm und etwa 40 µm oder weniger aufweisen, beispielsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von mehr als etwa 10 µm und etwa 20 µm oder weniger. Der mittlere Teilchendurchmesser kann durch ein Laserstreuungsverfahren (ISO 13320-1) gemessen werden, und wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Talk gleich oder weniger als der Bereich ist, so zeigt der Talk keine ausreichenden Verstärkungseffekte im Harz, und als Ergebnis kann sich die Biegefestigkeit verschlechtern. Wenn weiterhin der mittlere Teilchendurchmesser des Talks mehr als der Bereich ist, so kann sich die Fließeigenschaft der Polypropylen-Harzzusammensetzung, die den Talk einschließt, verschlechtern.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung enthält ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis, und kann so die Kristallinität des Basisharzes, das ein Propylenhomopolymer und ein Ethylen-Propylen-Copolymer einschließt, verbessern, und kann weiterhin die mechanische Festigkeit und Hitzeresistenz verbessern.
Das Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis ist in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-Teilen bis etwa 4 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten, und kann so eine hervorragende mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit bereitstellen, und kann speziell in einer Menge von etwa 0,6 Gew.-Teilen bis etwa 4 Gew.-Teilen enthalten sein. Wenn speziell der Gehalt des Nukleiermittels auf Natriumphosphatbasis weniger als der Bereich ist, so kann sich die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit verschlechtern, und wenn der Behalt mehr als der Bereich ist, kann sich die Schlagzähigkeit verschlechtern.
Speziell kann das Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis eine Verbindung der folgenden chemischen Formel 1 einschließen.
In der chemischen Formel 1 können R1 und R2 jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte C1- bis C10-Alkylgruppe, die nachfolgende chemische Formel 2 oder die nachfolgende chemische Formel 3 sein, die gebildet wird, indem R1 und R2 miteinander verknüpft werden.
In den chemischen Formeln 2 und 3 können R jeweils unabhängig voneinander eine substituierte oder unsubstituierte C1- bis C10-Alkylgruppe sein, m kann eine ganze Zahl von 0 bis 3 sein, und n kann eine ganze Zahl von 0 bis 3 sein.
Speziell kann das Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis eine Verbindung der nachfolgenden chemischen Formel 4 sein.
In der chemischen Formel 4 kann R eine substituierte oder unsubstituierte C1- bis C10-Alkylgruppe sein, und m kann eine ganze Zahl von 0 bis 3 sein.
Die Alkylgruppe kann eine Alkylgruppe sein, ausgewählt aus einer Methylgruppe, einer Ethylgruppe, einer n-Propylgruppe, einer Isopropylgruppe, einer n-Butylgruppe und einer tert-Butylgruppe.
Speziell kann das Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis ein solches sein, das aus 2,2'-Methylen-bis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphat-Natriumsalz, 2,2'-Methylen-bis-(4-tert-butylphenyl)phosphat-Natriumsalz und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung kann weiterhin ein Additiv ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Kompatibilisator, einem Kopplungsmittel, einem Gleitmittel, einem Antioxidans, einem Neutralisator, einem Lichtstabilisator, einem antistatischen Mittel und einer Kombination davon enthalten.
Ein Kompatibilisator kann ein Kompatibilisator auf Polyolefinbasis oder ähnliches sein, und kann die Kompatibilität zwischen den in der Polypropylen-Harzzusammensetzung enthaltenen Harzen, wie dem Propylenhomopolymer, erhöhen.
Der Kompatibilisator kann die Grenzflächenhaftkraft zwischen den Harzen, die in der Polypropylen-Harzzusammensetzung enthalten sind, und die Dispersionseffizienz verbessern, wodurch die hervorragenden mechanischen Eigenschaften, Dimensionsstabilität und Oberflächenqualität in einem geformten Erzeugnis, das ein Spritzgussteil aus der Zusammensetzung ist, verbessern.
Speziell kann der Kompatibilisator auf Polyolefinbasis ein gesättigtes Blockcopolymer sein, das ein Monomer auf Styrolbasis einschließt.
Ein Kopplungsmittel verbessert die Kompatibilität des anorganischen Füllstoffs mit dem in der Polypropylen-Harzzusammensetzung enthaltenen Harz, und kann hervorragende mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit verleihen und kann gleichzeitig Dimensionsstabilität verleihen, indem die Kompatibilität erhöht wird, um die Dispergierbarkeit zu verbessern.
Speziell ist das Kopplungsmittel ein modifiziertes Polypropylenharz, das eine reaktive Gruppe mit Reaktivität gegenüber einem anorganischen Füllstoff in der Hauptkette oder den Enden des Polypropylens aufweist, und Beispiele der reaktiven Gruppe beinhalten Maleinsäure, Maleinsäureanhyrid, Carbonsäure, eine Hydroxylgruppe, Vinylacetat, Glycidylmethacrylat, Vinyloxazolin, Acrylsäure und ähnliches.
Ein Gleitmittel verbessert die Kratzresistenz, indem einer Oberfläche eines geformtes Erzeugnisses, das ein Spritzgussteil aus der Polypropylen-Harzzusammensetzung ist, Gleiteigenschaft verliehen wird, und es kann ein solches sein, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Gleitmittel auf Siloxanbasis, einem Gleitmittel auf Amidbasis und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Ein Antioxidans kann eines sein, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Antioxidans auf Phenolbasis, einem Antioxidans auf Phosphitbasis, Thiodipropionat und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung kann Calciumstearat, Zinkoxid und ähnliches als Neutralisator einsetzen, und kann einen Lichtstabilisator auf Basis eines gehinderten Amins als Lichtstabilisator einsetzen.
Ein antistatisches Mittel ist in einer Polypropylen-Harzzusammensetzung enthalten, und hat somit die Eigenschaft, dass verhindert wird, dass Schmutz oder Mikroteilchen durch elektrostatische Anziehung an die Oberfläche eines Erzeugnisses adsorbieren, und das antistatische Mittel kann ein solches sein, das aus der Gruppe, bestehend aus einem antistatischen Mittel auf Alkylaminbasis, einem antistatischen Mittel auf Aminbasis, einem antistatischen Mittel auf Stearinsäurebasis und einer Kombination daraus ausgewählt ist.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt stellt die vorliegende Offenbarung ein geformtes Erzeugnis bereit, das ein Spritzgussteil aus der Polypropylen-Harzzusammensetzung einschließt. Das geformte Erzeugnis schließt ein Spritzgussteil aus der oben beschriebenen Polypropylen-Harzzusammensetzung ein, und kann eine Gewichtsreduktion aufweisen und kann gleichzeitig hervorragende mechanische Steifigkeit und Schlagzähigkeit aufweisen. Dementsprechend kann das Spritzgussteil eine hervorragende mechanische Steifigkeit und Schlagzähigkeit selbst dann zeigen, wenn es eine geringe Dicke aufweist.
Speziell weist das Formerzeugnis eine geringe Dicke auf und kann so das Gewicht weiter reduzieren und eine hervorragende mechanische Steifigkeit und Schlagzähigkeit aufweisen. Beispielsweise kann das geformte Erzeugnis eine hervorragende mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit selbst dann aufweisen, wenn seine Dicke weniger als etwa 2,5 mm beträgt. Das geformte Erzeugnis kann eine Dicke von etwa 2,0 mm bis etwa 2,2 mm aufweisen. Dementsprechend kann das geformte Erzeugnis geeignet sein, als Außenmaterial für ein Automobil, beispielsweise als Stoßstange, eingesetzt zu werden. Speziell enthält die Polypropylen-Harzzusammensetzung: ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflussindex von 20 g/10 min bis 35 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg, und ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von 90 g/10 min bis 100 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg enthält; ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzflussindex von 10 g/10 min bis 40 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg; einen anorganischen Füllstoff; und ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis. Die Eigenschaften in Bezug auf die Polypropylen-Harzzusammensetzung sind die gleichen wie oben beschrieben.
Speziell weist das geformte Erzeugnis eine hervorragende Schlagzähigkeit nicht nur bei Raumtemperatur sondern auch bei niedriger Temperatur auf und kann daher das Phänomen vorhindern, dass das geformte Erzeugnis in der Winterzeit bricht. Weiterhin hat das Spritzgussteil aus der Polypropylen-Harzzusammensetzung eine hohe Hitzeverzerrungstemperatur in Verbindung mit hervorragender Schlagzähigkeit, und ist damit geeignet, als Außenmaterial für ein Automobil eingesetzt zu werden.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung kann eine hohe Fluidität und hervorragende mechanische Steifigkeit, Schlagzähigkeit und Dimensionsstabilität verleihen, und ein geformtes Erzeugnis für ein Automobil-Außenmaterial, das ein Spritzgussteil aus der Polypropylen-Harzzusammensetzung enthält, kann gleichzeitig hervorragende Formbarkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften sicherstellen, gemeinsam mit dünner Filmdicke und Gewichtsreduktion.
Das geformte Erzeugnis kann aus Außenmaterial für ein Automobil eingesetzt werden. Spezielle Beispiele des Außenmaterials beinhalten eine Stoßstange, einen Spoiler, eine Seitenblende, einen Motorhauben-Luftöffnungsgrill, einen Kühlergrill, ein Seitenformteil, ein Endplattenzierteil und ähnliches.
Nachfolgend werden spezielle Beispiele der vorliegenden Offenbarung vorgeschlagen. Allerdings sind die nachfolgend beschriebenen Beispiele nur dafür vorgesehen, die vorliegende Offenbarung speziell beispielshaft zu beschreiben oder zu erklären, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung und sollen diese nicht beschränken.
Beispiel 1:
Es wurde ein basisharz hergestellt, das ein Propylenhomopolymer mit einer Pentadenfraktion (%mmmm) von 99 %, gemessen durch 13C-NMR und einen Schmelzflussindex von 30 g/10 min, gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg aufweist; und ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von 92 g/10 min, gemessen bei 230°C, das Ethylen in einer Menge von etwa 6 Gew.% enthält, beinhaltet. Zu diesem Zeitpunkt enthält das Basisharz das Propylenhomopolymer zum Ethylen-Propylen-Copolymer in einem Gewichtsverhältnis von 15:40.
Ein Ethylen-1-Buten-Copolymer (EBM) mit einem Schmelzindex von 15 g/10 min, gemessen bei 230°C unter einer Lastbedingung von 2,16 kg als thermoplastisches Elastomer wurde mit 55 Gew.% des Basisharzes gemischt. Zu diesem Zeitpunkt war das thermoplastische Elastomer in einer Menge von 33 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten.
Ein Talk mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 15 µm als anorganischer Füllstoff wurde in einem Gehalt von etwa 29 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes zugemischt.
Eine Polypropylen-Harzzusammensetzung wurde durch Mischen von 2,2'-Methylen-bis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphat-Natriumsalz als Nukleiermittel zu einem Gehalt von etwa 1,8 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes hergestellt.
Die Polypropylen-Harzzusammensetzung wurde unter einer Verarbeitungsbedingung von 200°C bis 240°C unter Verwendung eines Doppelschraubenextruders extrudiert.
Beispiel 2:
Eine Polypropylen-Harzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass ein 2,2'-Methylen-bis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphat-Natriumsalz, das als Nukleiermittel fungiert, zu einem Gehalt von etwa 0,09 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes zugemischt wurde.
Beispiel 3:
Eine Polypropylen-Harzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass ein 2,2'-Methylen-bis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphat-Natriumsalz, das als Nukleiermittel fungiert, zu einem Gehalt von etwa 5 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes zugemischt wurde.
Vergleichsbeispiel 1:
Eine Polypropylen-Harzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass Dibenzylidensorbitol als Nukleiermittel eingesetzt wurde.
TESTBEISPIELE
<Evaluierung>
Testbeispiel 1: Spezifisches Gewicht
Das spezifische Gewicht der in den Beispielen und im Vergleichsbeispiel hergestellten Proben wurde gemäß ASTM D792 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 1] gezeigt.
Testbeispiel 2: Schmelzindex
Die Schmelzindizes der in den Beispielen und dem Vergleichsbeispiel hergestellten Polypropylen-Harzzusammensetzungen wurden bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg gemäß ASTM D1238 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 1] gezeigt.
Testbeispiel 3: Zugfestigkeit
Die Zugfestigkeit der in den Beispielen und dem Vergleichsbeispiel hergestellten Proben wurde bei 23°C unter Einsatz von ASTM D638 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 1] gezeigt.
Testbeispiel 4: Biegefestigkeit
Die Biegefestigkeit der in den Beispielen und dem Vergleichsbeispiel hergestellten Proben wurde bei 23°C unter gemäß ASTM D790 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 1] gezeigt.
Testbeispiel 5: Biegemodul
Der Biegemodul, der in den Beispielen und dem Vergleichsbeispiel hergestellten Proben, wurde unter den Bedingungen einer Geschwindigkeit von 10 mm/min unter Verwendung von ASTM D790 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 1] gezeigt.
Testbeispiel 6: IZOD-Schlagzähigkeit
Die IZOD-Schlagzähigkeit, der in den Beispielen und im Vergleichsbeispiel hergestellten Proben, wurde bei Raumtemperatur (23°C) bzw. einer Temperatur von -30°C unter der Bedingung einer 1/4"-Kerbe gemäß ASTM D256 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 1] gezeigt.
Testbeispiel 7: Hitzeverformungstemperatur

Die Hitzeverformungstemperatur, der in den Beispielen und im Vergleichsbeispiel hergestellten Proben, wurde durch Ausübung eines Oberflächendrucks von 1,82 MPa unter Verwendung von ASTM D648 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 1] gezeigt. [Tabelle 1]

Eigenschaft	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Vergleichsbeispiel 1
Spezifisches Gewicht (g/cm³)	1,0	1,0	1,0	1,0
Schmelzindex (g/10 min)	42	41	42	40
Zugfestigkeit (MPa)	23	21	23	20
Biegefestigkeit (MPa)	37	29	36	27,5
Biegemodul (GPa)	2.450	2.200	2.400	2.000
IZOD-Schlagzähigkeit (J/m) bei 23°C	350	345	240	350
IZOD-Schlagzähigkeit (J/M) bei -30°C	35	34	21	35
Hitzeverformungstemperatur (°C)	132	130	132	132

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde bestätigt, dass die Beispiele eine hervorragende mechanische Steifigkeit und Schlagzähigkeit aufwiesen, während ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhalten wurde, und haben somit eine hervorragende Bilanz an Eigenschaften. Insbesondere ist ersichtlich, dass die Beispiele gleichzeitig hervorragende Schlagfähigkeit hatten, während sie hohe Biegefestigkeiten und Biegemodule aufwiesen, im Gegensatz zum Vergleichsbeispiel.
Die Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsformen beschrieben. Allerdings versteht es sich für den Fachmann, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Bereich durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Polypropylen-Harzzusammensetzung, umfassend: ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflussindex von 20 g/10 min bis 35 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg, und ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von 90 g/10 min bis 100 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg umfasst; ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzflussindex von 10 g/10 min bis 40 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg; einen anorganischen Füllstoff; und ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Basisharz das Propylenhomopolymer zum Ethylen-Propylen-Copolymer ein Gewichtsverhältnis von 1:9 bis 3:7 umfasst,
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin die Polypropylen-Harzzusammensetzung das Basisharz in einer Menge von 50 Gew.% bis 75 Gew.% umfasst.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Propylenhomopolymer eine Pentadenfraktion (%mmmm) von 96 % oder mehr, gemessen durch 13C-NMR aufweist.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Ethylen-Propylen-Copolymer Ethylen in einer Menge von 3 Gew.% bis 17 Gew.% umfasst.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das thermoplastische Elastomer eines umfasst, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Copolymer von Ethylen und einem α-Olefin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, einem Styrol-Dien-Copolymer und einer Kombination daraus besteht.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das thermoplastische Elastomer in einer Menge von 13 Gew.-Teilen bis 50 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten ist.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin der anorganische Füllstoff Talk mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 10 µm und 40 µm oder weniger umfasst.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin der anorganische Füllstoff in einer Menge von 20 Gew.-Teilen bis 50 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten ist.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Natriumphosphat-Nukleiermittel eine Verbindung der folgenden chemischen Formel 1 umfasst:
wobei in der chemischen Formel 1 R1 und R2 jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte C1- bis C10-Alkylgruppe, die folgende chemische Formel 2 oder die folgende chemische Formel 3, die dadurch gebildet ist, dass R1 und R2 miteinander verbunden sind, ist

worin in den chemischen Formeln 2 und 3 R jeweils unabhängig eine substituierte oder unsubstituierte C1-bis C10-Alkylgruppe darstellt, m eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, und n kann eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Natriumphosphat-Nukleiermittel eine Verbindung der folgenden chemischen Formel 4 ist:
worin in der chemischen Formel 4 R eine substituierte oder unsubstituierte C1- bis C10-Alkylgruppe ist, und m eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist.
Polypropylen-Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das Nukleiermittel auf Natriumphosphat-Basis in einer Menge von 0,1 Gew.-Teilen bis 4 Gew.-Teilen auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Basisharzes enthalten ist.
Geformtes Erzeugnis, das ein Spritzgussteil aus der Polypropylen-Harzzusammensetzung umfasst, die folgendes umfasst: ein Basisharz, das ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflussindex von 20 g/10 min bis 35 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg, und ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzflussindex von 90 g/10 min bis 100 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg umfasst; ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzflussindex von 10 g/10 min bis 40 g/10 min, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg; einen anorganischen Füllstoff; und ein Nukleiermittel auf Natriumphosphatbasis.