DE102023117721A1 - Polypropylen-verbund-harz-zusammensetzung und ein formartikel, welcher dieselbe enthält - Google Patents

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Abstract

Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung und ein Formartikel, welcher dieselbe enthält, werden offenbart. In bestimmten Beispielen weist die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung eine verbesserte Dehnung und Schlagzähigkeit auf. Die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung kann ein erstes Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 30 g /10 min bis zu 150 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, ein zweites Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 1 g/ 10 min bis zu 20 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, einen Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher eine Mooney-Viskosität (ML1+4, 125°C) in einem Bereich von 10 bis zu 70 hat, einen Farbstoff und ein Additiv in geeigneten Mengen aufweisen.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung/ Erfindung betrifft eine Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung und einen Formartikel, welcher die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung aufweist.
  • (b) Technischer Hintergrund
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bezogen auf die vorliegende Offenbarung/ Erfindung dar und stellen keinen Stand der Technik dar.
  • Im Allgemeinen ist Polypropylen als Material für spritzgegossene Artikel weit verbreitet, weil es leicht ist und relativ zum Preis davon ausgezeichnete mechanische Eigenschaften hat. Jedoch, wenn Polypropylen-Harz als ein Material für Fahrer-Airbag-Abdeckungen für unlackierte Fahrzeuge verwendet wird, können Reißen und Brechen wegen der extremen Kraft, welche auf das Material angewendet wird, auftreten.
  • Deshalb ist es erforderlich, dass das Polypropylen-Harz eine ausgezeichnete Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit (z.B. Kälteschlagzähigkeit) und Dehnung hat, um ein solches Phänomen daran zu hindern, aufzutreten (z.B. ein solches Phänomen zu verhindern).
  • KURZERLÄUTERUNG DER OFFENBARUNG/ ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung/ Erfindung wurde unter Berücksichtigung der Probleme gemacht, welche in der bezogenen Technik angetroffen worden sind, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung ist es, eine Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung, welche verbesserte Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit (z.B. Kälteschlagzähigkeit) und Dehnung verglichen mit herkömmlichen Polypropylen-Harzen haben, und einen Formartikel, welcher dieselbe aufweist, bereitzustellen.
  • Die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sind nicht auf das Vorstehende beschränkt. Die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sind durch die folgende Beschreibung zu verstehen und durch die in den Ansprüchen beschriebenen Mittel und Kombinationen davon zu realisieren.
  • Eine Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung wird hierin offenbart. Die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung weist ein erstes Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 30 g/ 10 min bis zu 150 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, ein zweites Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 1 g/ 10 min bis zu 20 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, einen Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher eine Mooney-Viskosität (ML1+4, 125°C) in einem Bereich von 10 bis zu 70 hat, einen Farbstoff und ein Additiv auf.
  • Die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung kann, basierend auf dem (z.B. bezogen auf das) Gesamtgewicht der Zusammensetzung, 30 bis 60 Gewichtsprozent (Gew.-%) des ersten Polypropylen-Copolymers, 0,01 bis 20 Gew.-% des zweiten Polypropylen-Copolymers, 30 bis 60 Gew.-% des Schlagzähigkeitsmodifikators, 0,01 bis 3 Gew.-% des Farbstoffs und 0,01 bis 5 Gew.-% des Additivs aufweisen.
  • Jedes von dem ersten Polypropylen-Copolymer und dem zweiten Polypropylen-Copolymer kann ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) in einem Bereich von 200 000 bis 500 000 g/mol haben.
  • Jedes von dem ersten Polypropylen-Copolymer und dem zweiten Polypropylen-Copolymer kann einen Isotaxie-Index in einem Bereich von 97,5 bis 99,5 % und eine spezifische Dichte im Bereich von 0,89 bis 0,99 haben.
  • Jedes von dem ersten Polypropylen-Copolymer und dem zweiten Polypropylen-Copolymer kann ein Polypropylen, ein Homo-Polypropylen, ein hochkristallines Block-Polypropylen, ein hochkristallines Homo-Polypropylen, ein Metocen-Polypropylen, ein Metallocen-Polypropylen oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Jedes von dem ersten Polypropylen-Copolymer und dem zweiten Polypropylen-Copolymer kann ein Copolymer mit einem α-Olefin-Monomer sein. Das α-Olefin-Monomer kann Ethylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer kann 30 Gew.-% oder weniger Ethylen-Propylen-Kautschuk aufweisen.
  • Der Schlagzähigkeitsmodifikator kann einen Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), ein Polyolefin-Elastomer (POE), einen Ethylen-Octen-Kautschuk (EOR), einen Ethylen-Buten-Kautschuk (EBR), ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS), ein Ethylen-Propylen-Monomer (EPM), ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Der Farbstoff kann ein anorganisches Farbpulver, welches eine Teilchengröße (D50) von 100 Mikrometern (µm) oder weniger hat, sein.
  • Der Farbstoff kann Eisenoxid, Ruß, Chrom, Antimon, Titan, Rutil, Zink, Stearinsäure oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Das Additiv kann ein Antioxidationsmittel, einen Hitzestabilisator, einen Lichtstabilisator, ein Schmiermittel, ein antistatisches Mittel oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Zusätzlich wird ein Formartikel bereitgestellt, wobei der Formartikel die hierin beschriebene Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung aufweist.
  • Der Formartikel kann eine Izod-Raumtemperatur-Schlagzähigkeit (23°C) in einem Bereich von 53 bis zu 63 kJ/m2 und eine Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit (z.B. Izod-Kälte-Schlagzähigkeit) (-35°C) in einem Bereich von 68 bis zu 93 kJ/m2 haben, wie nach ISO 180 gemessen.
  • Der Formartikel kann eine Härte (Shore D) in einem Bereich von 34 bis zu 49 haben, wie nach ISO 868 gemessen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sind aus den folgenden Ausführungsformen klarer ersichtlich. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung/ Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen modifiziert werden. Diese Ausführungsformen werden bereitgestellt, um die Offenbarung/ Erfindung gründlich zu erläutern, und um den Geist der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung den Fachleuten ausreichend zu vermitteln.
  • Die Begriffe „aufweisen“, „einschließen“, „haben“ usw., wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, bezeichnen das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten oder Kombinationen davon, schließen jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten oder Kombinationen davon nicht aus.
  • Sofern nicht anders bezeichnet, sind alle Zahlen, Werte und/oder Darstellungen, welche die Mengen von hier verwendeten Komponenten, Reaktionsbedingungen, Polymerzusammensetzungen und Mischungen ausdrücken, als Näherungswerte zu verstehen, welche unter anderem verschiedene Unsicherheiten einschließen, welche eine Messung beeinflussen, welche beim Erhalten dieser Werte inhärent auftreten (z.B. Messunsicherheiten), und sollten folglich in allen Fällen mittels des Begriffs „etwa“ modifiziert verstanden werden. Ferner, wenn in dieser Spezifikation ein Zahlenbereich angegeben ist, ist dieser kontinuierlich und weist alle Werte vom Minimalwert des Bereichs bis zu dessen Maximalwert auf, sofern nicht anders angegeben. Ferner, wenn sich ein solcher Bereich auf ganzzahlige Werte bezieht, sind alle ganzzahligen Werte, einschließlich des Mindestwerts bis zum Maximalwert, eingeschlossen, sofern nicht anders angegeben.
  • Eine Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung, welche ein erstes Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 30 g/ 10 min bis zu 150 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, ein zweites Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 1 g/ 10 min bis zu 20 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, einen Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher eine Mooney-Viskosität (ML1+4, 125°C) in einem Bereich von 10 bis zu 70 hat, einen Farbstoff und ein Additiv aufweist.
  • Der Begriff „Schmelzflussindex“ ist ein Index, welcher Schmelzfließfähigkeit eines Kunststoffs bei einer bestimmten Temperatur und einer bestimmten Belastung darstellt, und ein Schmelzindex innerhalb eines geeigneten Bereichs kann unter Berücksichtigung aller mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden.
  • Einzelne Komponenten, welche die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung konstituieren, sind unten spezifiziert.
  • (A) Erstes Polypropylen-Copolymer
  • Das erste Polypropylen-Copolymer kann ein niedrigviskoses Polypropylen-Copolymer, welches hohe Zugfestigkeit hat, aufweisen, um Fließfähigkeit und Zugfestigkeit zu erhöhen, welche wegen der Verwendung eines später beschriebenen Schlagzähigkeitsmodifikators verringert sind.
  • Deshalb kann die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung, als ein Basisharz, das zweite Polypropylen-Copolymer, welches eine breite Molekulargewichtsverteilung hat und das erste Polypropylen-Copolymer, welches niedrige Viskosität hat, aufweisen, um die Molekulargewichtsverteilung und die Fließfähigkeit des Materials zu verbessern.
  • Das erste Polypropylen-Copolymer kann einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 30 g/ 10 min bis zu 150 g/ 10 min haben, wie gemessen bei 230°C und unter einer Last von 2,16 kg. Falls der Schmelzflussindex des ersten Polypropylen-Copolymers geringer als 30 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) ist, kann Verarbeiten während einer/der Injektion wegen geringer Fließfähigkeit schwierig sein. Andererseits, falls der Schmelzflussindex des ersten Polypropylen-Copolymers 150 g/10 min (230°C, 2,16 kg) übersteigt, kann Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Schlagzähigkeit des spritzgegossenen Produkts verringert sein, was unerwünscht ist.
  • Das erste Polypropylen-Copolymer kann in einer Menge in einem Bereich von 30 bis 60 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Falls die Menge des ersten Polypropylen-Copolymers geringer als 30 Gew.-% ist, kann Steifigkeit verringert sein, was es unmöglich macht, dasselbe als ein Material für Fahrzeug-Innenräume zu verwenden, und folglich kann Ethylen innerhalb des oben beschriebenen Bereichs aufgewiesen sein. Andererseits, falls die Menge des ersten Polypropylen-Copolymers 60 Gew.-% übersteigt, kann die Steifigkeit reduziert sein, was es unmöglich macht, dasselbe als ein Material für Fahrzeug-Innenräume zu verwenden. Daher kann die Menge davon in den oben beschriebenen Bereich fallen.
  • Das erste Polypropylen-Copolymer ist ein Copolymer mit einem α-Olefin-Monomer, und das Olefin-Monomer kann Ethylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Das erste Polypropylen-Copolymer kann ein Homopolymer und ein Copolymer aufweisen. Insbesondere kann das erste Polypropylen-Copolymer ein Block-Polypropylen, ein Homo-Polypropylen, ein hochkristallines Block-Polypropylen, ein hochkristallines Homo-Polypropylen, ein Metocen-Polypropylen, ein Metallocen-Polypropylen oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Das erste Polypropylen-Copolymer kann ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) in einem Bereich von 200 000 bis zu 500 000 g/mol, einen Isotaxie-Index (I.I) in einem Bereich von 97,5 bis zu 99,5 % und eine spezifische Dichte in einem Bereich von 0,89 bis 0,99 haben.
  • (B) Zweites Polypropylen-Copolymer
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer kann ein hochschlagzähes Polypropylen-Copolymer, welches eine breite Molekulargewichtsverteilung hat, aufweisen, um Aussehen-Qualität zu erreichen.
  • Deshalb kann die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung Auftreten von Schlieren während einer/der Injektion wegen der Verwendung des hochschlagfesten Polypropylen-Copolymers verringern.
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer kann eine breite Molekulargewichtsverteilung (MWD) in einem Bereich von 27 bis zu 512 haben. Hier ist die Molekulargewichtsverteilung (MWD) ein Wert, welcher erhalten wird mittels Teilens des gewichtsgemittelten Molekulargewichts (Mw) durch das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn), und diese Molekulargewichtsverteilung ist stark mit Verarbeitungsformbarkeit und physikalischen Eigenschaften verbunden ist. Je geringer die Molekulargewichtsverteilung (MWD) ist, desto besser ist das Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Schlagzähigkeit, aber die Spritzgießbarkeit kann schlecht sein. Im Gegensatz dazu, je höher die Molekulargewichtsverteilung (MWD), desto besser ist die Spritzgießbarkeit, aber die Steifigkeit kann geringer sein. Hier, falls die Molekulargewichtsverteilung des zweiten Polypropylen-Copolymers geringer als 27 ist, kann Schlagzähigkeit verbessert, aber Verarbeitbarkeit verschlechtert sein, wohingegen, falls die Molekulargewichtsverteilung größer als 512 ist, Fließfähigkeit gut sein kann, aber Steifigkeit verschlechtert sein kann.
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer kann einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 1 g/ 10 min bis zu 20 g/ 10 min haben, wie bei 230 °C unter einer Last von 2,16 kg gemessen.
  • Falls der Schmelzflussindex des zweiten Polypropylen-Copolymers geringer als 1 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) ist, kann Verarbeiten während einer/der Injektion wegen geringer Fließfähigkeit schwierig werden, wohingegen, falls der Schmelzflussindex des zweiten Polypropylen-Copolymers 20 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) übersteigt, Schlagzähigkeit des spritzgegossenen Produkts verschlechtert sein kann.
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer kann in einer Menge in einem Bereich von 20 Gew.-% oder weniger, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Insbesondere kann das zweite Polypropylen-Copolymer in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis zu 20 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Falls die Menge des zweiten Polypropylen-Copolymers 20 Gew.-% übersteigt, kann Steifigkeit verringert sein, was es unmöglich macht, dasselbe als ein Material für Fahrzeug-Innenausstattungen zu verwenden. Daher kann die Menge davon in den oben beschriebenen Bereich fallen.
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer ist ein Copolymer mit einem α-Olefin-Monomer, und das Olefin-Monomer kann Ethylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Das Polypropylen kann ein Homopolymer und ein Copolymer aufweisen. Insbesondere kann das zweite Polypropylen-Copolymer ein Block-Polypropylen, ein Homo-Polypropylen, ein hochkristallines Block-Polypropylen, ein hochkristallines Homo-Polypropylen, ein Metocen-Polypropylen, ein Metallocen-Polypropylen oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer kann ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) in einem Bereich von 200 000 bis zu 500 000 g/mol, einen Isotaxie-Index (I.I) in einem Bereich von 97,5 bis 99,5 % und eine spezifische Dichte in einem Bereich von 0,89 bis 0,99 haben.
  • Das zweite Polypropylen-Copolymer kann 30 Gew.-% oder weniger einer Ethylen-Propylen-Kautschuk-Komponente aufweisen.
  • (C) Schlagzähigkeitsmodifikator
  • Der Schlagzähigkeitsmodifikator kann im Überschuss zugesetzt sein, um die Niedrige-Temperatur (0 bis -35 °C) Schlagzähigkeit und Dehnung zu verbessern.
  • Der Schlagzähigkeitsmodifikator kann in einer Menge in einem Bereich von 30 bis zu 60 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Falls der Anteil des Schlagzähigkeitsmodifikators geringer als 30 Gew.-% ist, kann die Schlagzähigkeit nicht gut sein. Andererseits, falls die Menge des Schlagzähigkeitsmodifikators 60 Gew.-% übersteigt, kann Steifigkeit verringert sein, was unerwünscht ist.
  • Der Schlagzähigkeitsmodifikator kann die Schrumpfung des Formartikels beeinflussen, was einen Einfluss auf die Dimensionsstabilität von Teilen hat, damit der Schlagzähigkeitsmodifikator in einer Menge in einem Bereich von 30 bis zu 60 Gew.-% bereitgestellt oder verwendet werden kann, um einen Formartikel, welcher geeignete Festigkeit und Steifigkeit hat, herzustellen.
  • Der Schlagzähigkeitsmodifikator kann eine Mooney-Viskosität (ML1+4, 125°C) in einem Bereich von 10 bis zu 70 haben, wie nach ASTM D1646 gemessen. Die Mooney-Viskosität ist ein Index, welcher die Viskosität von synthetischem Kautschuk darstellt, welche mittels einem Mooney-Plastometer gemessen ist.
  • Der Schlagzähigkeitsmodifikator kann einen Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), ein Polyolefin-Elastomer (POE), einen Ethylen-Octen-Kautschuk (EOR), einen Ethylen-Buten-Kautschuk (EBR), einen Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS), ein Ethylen-Propylen-Monomer (EPM), ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) oder Kombinationen davon aufweisen.
  • (D) Farbstoff
  • Der Farbstoff macht es möglich, das Aussehen von Formartikeln ohne Lackieren zu realisieren.
  • Der Farbstoff kann in einer Menge von 3 Gew.-% oder weniger, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Insbesondere kann der Farbstoff in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis zu 3 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Falls die Menge des Farbstoffs geringer als 0,01 Gew.-% ist, kann gewünschter Außenglanz nicht wie gewünscht erhalten werden. Andererseits, falls die Menge des Farbstoffs 3 Gew.-% übersteigt, kann eine große Menge an Gas erzeugt werden, und es können Flecken (z.B. Markierungen) auf dem Äußeren zurückbleiben, welche das Aussehen und die Zuverlässigkeit von Teilen verschlechtern können.
  • Der Farbstoff kann ein anorganisches Farbpulver, welches eine Teilchengröße (D50) von 100 Mikrometern (µm) oder weniger hat, sein. Insbesondere kann der Farbstoff eine Teilchengröße (D50) in einem Bereich von 0,01 bis 100 µm haben. Hier ist die Teilchengröße (D50) der durchschnittliche Teilchendurchmesser und gibt den Wert von D50 an.
  • Falls die Teilchengröße (D50) des Farbstoffs geringer als 0,01 µm ist, ist die Teilchengröße zu klein und der Effekt eines Zusatzes unbedeutend, wohingegen, falls die Teilchengröße (D50) des Farbstoffs 100 µm übersteigt, mechanische Eigenschaften wie Steifigkeit verschlechtert sein können.
  • Der Farbstoff kann Eisenoxid, Ruß, Chrom, Antimon, Titan, Rutil, Zink, Stearinsäure oder Kombinationen davon aufweisen.
  • (E) Additiv
  • Das Additiv wird verwendet, um der Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung verschiedene Funktionalitäten zu verleihen, und in der Technik übliche Additive können ohne besondere Beschränkungen innerhalb eines Bereichs verwendet werden, welcher die Effekte der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung nicht beeinträchtigt.
  • Das Additiv kann ein Antioxidationsmittel, einen Hitzestabilisator, einen Lichtstabilisator, ein Schmiermittel, ein antistatisches Mittel oder Kombinationen davon aufweisen.
  • Das Additiv kann in einer Menge von 5 Gew.-% oder weniger, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Insbesondere kann das Additiv in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis zu 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, aufgewiesen sein. Insbesondere, obwohl Polymere abhängig von der Dosis von eingestrahltem Licht Risse oder Oxidation erleiden können, kann, um solche Phänomene zu verhindern, eine geeignete Menge von Plastikadditiv zugesetzt werden, um Stabilität gegenüber äußeren Umweltreizen zu verleihen. Insbesondere kann das Plastikadditiv ein Antioxidationsmittel aufweisen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung betrifft einen Formartikel, welcher die hier beschriebene Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung aufweist. Der Formartikel kann eine Izod-Raumtemperatur-Schlagzähigkeit (23°C) in einem Bereich von 53 bis zu 63 kJ/m2 und eine Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit (-35°C) in einem Bereich von 68 bis zu 93 kJ/m2, wie nach ISO 180 gemessen, haben.
  • Zusätzlich kann der Formartikel eine Härte (Shore D) in einem Bereich von 34 bis zu 49 haben, wie nach ISO 868 gemessen.
  • Weil der Formartikel gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung eine überragende Schlagzähigkeit und Dehnungseigenschaften hat, kann der Formartikel bei Haushaltsgeräten und Außen- und Innenteilen von Fahrzeugen angewandt werden oder darin integriert werden.
  • Insbesondere ist der Formartikel in seinem Verwendungsbereich nicht beschränkt, sondern kann bei einem Material für Fahrer-Airbag-Abdeckungen für unlackierte Fahrzeuge angewendet werden.
  • Indessen werden Fahrer-Airbag-Abdeckungen, welche bisher produziert worden sind, aufgrund von Aussehen-Qualität-Problemen (Fließspuren, Bindenähte, etc.) während Einspritzens nach dem Lackiervorgang vermarktet. Deshalb, um den Lackiervorgang zu eliminieren, ist es wichtig, die Aussehen-Qualität während einer/der Injektion zu erzielen.
  • Folglich hat die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung den Vorteil einer hohen Produktionseffizienz mittels Eliminierens des Lackiervorgang nach dem Injektionsvorgang, weil ein TPO (thermoplastisches Olefin) -Material unter Verwendung eines einfachen Extrusionsverfahrens und durch Farbstoffzufuhr hergestellt werden kann. Dadurch können VOC-Emissionen mittels Eliminierens des Lackiervorgangs reduziert werden, wodurch die Exponierung des Insassen zu Umweltverschmutzung minimiert wird.
  • Deshalb ist die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung in der Lage, ein Material für eine Fahrer-Airbag-Abdeckung für ein unlackiertes Fahrzeug bereitzustellen, welches eine überlegene Aussehen-Qualität, Schlagzähigkeit und Dehnung zeigt.
  • Ein besseres Verständnis der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung kann durch die folgenden Beispiele erlangt werden. Diese Beispiele werden lediglich dargelegt, um die vorliegende Offenbarung/ Erfindung zu veranschaulichen, und sollen nicht ausgelegt werden als den Umfang der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung beschränkend.
  • Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzungen wurden durch ein typisches Verfahren durch Mischen von Komponenten in den in den Tabellen 1 und 2 unten gezeigten Mengen hergestellt.
  • EINZELNE KOMPONENTEN FÜR DIE ZUSAMMENSETZUNG
  • Erstes Polypropylen: Niedrigviskoses Polypropylen-Copolymer (MI: 140 g/ 10 min), mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht (Mw) in einem Bereich von 200 000 bis zu 500 000 g/mol, einem Isotaxie-Index in einem Bereich von 97,5 bis zu 99,5 % und einer spezifischen Dichte in einem Bereich von 0,89 bis zu 0,99
  • Zweites Polypropylen: Hochschlagzähes Polypropylen-Copolymer (MI: 10 g/10 min), mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht (Mw) in einem Bereich von 200 000 bis zu 500 000 g/mol, einem Isotaxie-Index in einem Bereich von 97,5 bis 99,5 % und einer spezifischen Dichte in einem Bereich von 0,89 bis zu 0,99
  • Schlagzähigkeitsmodifikator: Ethylen-Propylen-Monomer (EPM), mit einer Mooney-Viskosität von 60 bis zu 70 ML1+4 (ASTM D1646)
  • Additiv: Antioxidationsmittel, etc.
  • Farbstoff: Anorganisches Farbpulver, mit einer Partikelgröße (D50) von 100 µm oder weniger
  • Farbstoff: Eisenoxid, Ruß, Chrom, Antimon, Titan, Rutil, Zink, Stearinsäure oder Kombinationen davon Tabelle 1
    Zusammensetzung (Gew.-%) Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Beispiel 5
    (B) Zweites Polypropylen 16 11 6 10 19
    (A) Erstes Polypropylen 36 41 46 42 32
    (C) Schlagzähigkeitsmodifikator 42 42 42 42 42
    (D) Additiv 4 4 4 4 4
    (E) Farbstoff 2 2 2 2 2
    Tabelle 2
    Zusammensetzung (Gew.- %) Vgl.-Beispiel 1 Vgl.-Beispiel 2 Vgl.-Beispiel 3 Vgl.-Beispiel 4 Vgl.-Beispiel 5 Vgl.-Beispiel 6 Vgl.-Beispiel 7
    (B) Zweites Polypropylen 72 - 36 31 26 21 -
    (A) Erstes Polypropylen - 72 36 31 26 31 52
    (C) Schlagzähigkeitsmodifikator 22 22 22 32 42 42 42
    (D) Additiv 4 4 4 4 4 4 4
    (E) Farbstoff 2 2 2 2 2 2 2
  • TESTBEISPIEL
  • Die physikalischen Eigenschaften von Prüfkörpern, welche durch ein typisches Injektionsverfahren unter Verwendung der Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzungen gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellt worden sind, wurden wie folgt gemessen. Die Ergebnisse davon sind in den Tabellen 3 und 4 unten gezeigt.
  • BEWERTUNGSVERFAHREN
  • MI (g/10 min): Schmelzflussindex-Messung wurde unter einer Belastungsspannung von 21,2 N bei 230°C gemäß ISO 1133 durchgeführt.
  • Spezifische Dichte (g/cm3): Messung wurde gemäß ISO 1183 durchgeführt.
  • Dehnung (%), Zugfestigkeit (MPa): Messung wurde unter TYP 1 bei einer Geschwindigkeit von 450 mm/ min gemäß ISO 527-1 durchgeführt.
  • Elastizitätsmodul (MPa): Messung wurde bei einer Geschwindigkeit von 2 mm/ min gemäß ISO 178 durchgeführt.
  • Izod-Schlagzähigkeit (kJ/m2): Messung wurde bei Raumtemperatur (23°C) und einer niedrigen Temperatur (-35°C) gemäß ISO 180 durchgeführt.
  • Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT, °C): Messung wurde unter einer Belastungsspannung von 0,45 MPa gemäß ISO 75 durchgeführt.
  • Shore D Härte: Messung wurde gemäß ISO 868 durchgeführt. Tabelle 3
    Eigenschaften Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Beispiel 5
    (1) MI (230°C, g/10 min) 9,4 5,9 13,0 11,9 8,7
    (2) Spezifische Dichte (g/cm3) 0,893 0,893 0,892 0,895 0,892
    (3) Dehnung (%) 455 610 330 340 679
    (3) Zugfestigkeit (MPa) 12,1 9,9 14,1 10,7 9,2
    (4) Elastizitätsmodul (MPa) 428 374 503 385 308
    (5) IZOD-Raumtemperatur-Schlagzähigkeit (kJ/m2) 53,2 61,1 61,4 62,9 53,2
    (5) IZOD-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit (kJ/m2) 75,3 76,9 78,6 92,2 80,3
    (6) HDT (°C) 76,6 67,9 71,1 65,6 76,6
    (7) Shore D Härte 34,5 37 46 41 45
    Tabelle 4
    Eigenschaften Vgl.-Beispiel 1 Vgl.-Beispiel 2 Vgl.-Beispiel 3 Vgl.-Beispiel 4 Vgl.-Beispiel 5 Vgl.-Beispiel 6 Vgl.-Beispiel 7
    (1) MI (230°C, g/10 min) 5,6 61,9 25,8 15,4 14,7 11,7 19,1
    (2) Spezifische Dichte (g/cm3) 0,895 0,893 0,894 0,897 0,894 0,895 0,892
    (3) Dehnung (%) 320 351 280 610 491 427 328
    (3) Zugfestigkeit (MPa) 14,5 21 18,8 9,9 15,7 14,2 12
    (4) Elastizitätsmodul (MPa) 800 1029 929 374 212 582 382
    (5) IZOD-Raumtemperatur-Schlagzähigkeit (kJ/m2) 61,1 42,5 46,6 50,1 75 64,2 57,1
    (5) IZOD-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit (kJ/m2) 32,6 20,2 28,4 39,4 14,2 20,2 68,4
    (6) HDT (°C) 77,5 77,4 76,6 67,9 89,5 77,4 68,8
    (7) Shore D Härte 90 91 91 74 48 45 49
  • Bezugnehmend auf Tabellen 3 und 4, war, in Vergleichsbeispiel 1, in welchem das zweite Polypropylen-Copolymer übermäßig zugegeben wurde, ohne das erste Polypropylen zu verwenden, die Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit im Vergleich zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sehr gering.
  • Auch im Vergleichsbeispiel 2, in welchem die Menge des ersten Polypropylen-Copolymers 60 Gew.-% überstieg, ohne das zweite Polypropylen-Copolymer zu verwenden, zeigte sich im Vergleich zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung eine sehr niedrige Izod-Raumtemperatur und Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit. Ferner zeigte das Vergleichsbeispiel 1 einen sehr niedrigen Schmelzflussindex.
  • Auch in Vergleichsbeispiel 3, in welchem die Menge des zweiten Polypropylen-Copolymers 20 Gew.-% überstieg und die Menge des Schlagzähigkeitsmodifikators geringer als 30 Gew.-% war, waren Izod-Raumtemperatur und Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit und Dehnung im Vergleich zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sehr gering.
  • Auch in Vergleichsbeispiel 4, in welchem der Anteil des zweiten Polypropylen-Copolymers 20 Gew.-% überstieg, war Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit im Vergleich zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sehr niedrig.
  • Auch in Vergleichsbeispiel 5, in welchem die Menge des zweiten Polypropylen-Copolymers 20 Gew.-% überstieg und das erste Polypropylen-Copolymer in einer geringen Menge zugesetzt wurde, waren die Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit und der Elastizitätsmodul im Vergleich zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sehr niedrig.
  • Auch in Vergleichsbeispiel 6, in welchem die Menge des zweiten Polypropylen-Copolymers 20 Gew.-% überstieg, war Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit im Vergleich zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sehr niedrig.
  • Auch in Vergleichsbeispiel 7, in welchem das zweite Polypropylen-Copolymer nicht verwendet wurde, war die Dehnung im Vergleich zu den Beispielen nach der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung schlecht.
  • Deshalb waren die Prüfkörper gemäß Vergleichsbeispielen 1 bis 7 in Bezug auf Dehnung, Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul, Izod-Schlagzähigkeit, Härte und Wärmeformbeständigkeitstemperatur im Vergleich zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung unausgeglichen, und dieses Ungleichgewicht verschlechterte verschiedene Eigenschaften des Endprodukts erheblich.
  • Im Gegensatz dazu zeigten Beispiele 1 bis 5, in welchen das erste Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzindex in einem bestimmten Bereich hat, das zweite Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzindex in einem bestimmten Bereich hat, der Schlagzähigkeitsmodifikator, der Farbstoff und das Additiv in geeigneten Mengen gemischt wurden, verbesserte Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit und Dehnung zeigten während vorhandene mechanische Eigenschaften (hohe Steifigkeit) beibehalten wurden.
  • Deshalb ist die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung, in welcher einzelne Komponenten in geeigneten Mengen verwendet werden, in der Lage, im Vergleich zu herkömmlichen Polypropylen-Harzen gleichzeitig eine überlegene Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit und Dehnung zu zeigen.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist eine Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung in der Lage Aussehen-Qualität zu erzielen und währenddessen verbesserte Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit und Dehnung im Vergleich zu herkömmlichen Polypropylen-Harzen zu zeigen mittels Mischens eines ersten Polypropylen-Copolymers, eines zweiten Polypropylen-Copolymers, eines Schlagzähigkeitsmodifikators, eines Farbstoffs und eines Additivs in bestimmten Mengen.
  • Zusätzlich hat ein Formartikel den Vorteil einer überlegenen Produktionseffizienz, weil der Lackiervorgang nach dem Spritzgussverfahren eliminiert ist.
  • Zusätzlich hat der Formartikel überlegene Schlagzähigkeit und Dehnungseigenschaften, und kann folglich bei Haushaltsgeräten, Außen- und Innenteilen von Fahrzeugen und Materialien für Fahrer-Airbag-Abdeckungen für unlackierte Fahrzeuge angewendet werden.
  • Die Effekte der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung sind nicht auf die oben erwähnten Effekte beschränkt. Es soll verstanden werden, dass die Effekte der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung alle Effekte aufweisen, welche sich aus der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung erschlossen werden können.
  • Obwohl hierin bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/ Erfindung beschrieben worden sind, werden die Fachleute wahrnehmen, dass die vorliegende Offenbarung/ Erfindung in anderen bestimmten Formen verkörpert werden kann ohne den technischen Geist oder wesentliche Merkmale davon zu verändern. Folglich sollen die oben beschriebenen Ausführungsformen in jeder Hinsicht als nicht beschränkend und illustrativ verstanden werden.

Claims (14)

  1. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung, welche aufweist: ein erstes Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 30 g/ 10 min bis zu 150 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, ein zweites Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 1 g/ 10 min bis zu 20 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, einen Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher eine Mooney-Viskosität (ML1+4, 125°C) in einem Bereich von 10 bis 70 hat, einen Farbstoff, und ein Additiv.
  2. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung, basierend auf dem Gesamtgewicht der Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung, aufweist, 30 bis 60 Gew.-% des ersten Polypropylen-Copolymers, 0,01 bis 20 Gew.-% des zweiten Polypropylen-Copolymers, 30 bis 60 Gew.-% des Schlagzähigkeitsmodifikators, 0,01 bis 3 Gew.-% des Farbstoffs, und 0,01 bis 5 Gew.-% des Additivs.
  3. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei das erste Polypropylen-Copolymer und das zweite Polypropylen-Copolymer jeweils ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) in einem Bereich von 200 000 bis 500 000 g/mol haben.
  4. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Polypropylen-Copolymer und das zweite Polypropylen-Copolymer jeweils einen Isotaxie-Index in einem Bereich von 97,5 bis 99,5 % und eine spezifische Dichte ein einem Bereich von 0,89 bis 0,99 haben.
  5. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Polypropylen-Copolymer und das zweite Polypropylen-Copolymer jeweils unabhängig voneinander ein Blockpolypropylen, ein Homopolypropylen, ein hochkristallines Blockpolypropylen, ein hochkristallines Homopolypropylen, ein Metocen-Polypropylen, ein Metallocen-Polypropylen oder Kombinationen davon aufweisen.
  6. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Polypropylen-Copolymer und das zweite Polypropylen-Copolymer jeweils unabhängig voneinander ein Copolymer mit einem α-Olefin-Monomer aufweisen, und wobei das Olefin-Monomer Ethylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder Kombinationen davon aufweist.
  7. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite Polypropylen-Copolymer 30 Gew.-% oder weniger eines Ethylen-Propylen-Kautschuks aufweist.
  8. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schlagzähigkeitsmodifikator einen Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), ein Polyolefin-Elastomer (POE), einen Ethylen-Octen-Kautschuk (EOR), einen Ethylen-Buten-Kautschuk (EBR), ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS), ein Ethylen-Propylen-Monomer (EPM), ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) oder Kombinationen davon aufweist.
  9. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Farbstoff ein anorganisches Farbpulver, welches eine Teilchengröße (D50) in einem Bereich von 100 µm oder weniger hat, ist.
  10. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Farbstoff Eisenoxid, Ruß, Chrom, Antimon, Titan, Rutil, Zink, Stearinsäure oder Kombinationen davon aufweist.
  11. Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Additiv ein Antioxidationsmittel, einen Hitzestabilisator, einen Lichtstabilisator, ein Schmiermittel, ein antistatisches Mittel oder Kombinationen davon aufweist.
  12. Formartikel, welcher aufweist: eine Polypropylen-Verbund-Harz-Zusammensetzung, welche hat: ein erstes Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 30 g/ 10 min bis zu 150 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, ein zweites Polypropylen-Copolymer, welches einen Schmelzflussindex in einem Bereich von 1 g/ 10 min bis zu 20 g/ 10 min (230°C, 2,16 kg) hat, einen Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher eine Mooney-Viskosität (ML1+4, 125°C) in einem Bereich von 10 bis zu 70 hat, einen Farbstoff, und ein Additiv.
  13. Formartikel nach Anspruch 12, wobei der Formartikel eine Izod-Raumtemperatur-Schlagzähigkeit (23°C) in einem Bereich von 53 bis zu 63 kJ/m2, wie nach ISO 180 gemessen, hat, und wobei der Formartikel eine Izod-Niedrige-Temperatur-Schlagzähigkeit (-35°C) in einem Bereich von 68 bis zu 93 kJ/m2, wie nach ISO 180 gemessen, hat.
  14. Formartikel nach Anspruch 12 oder nach Anspruch 13, wobei der Formartikel eine Härte (Shore D) in einem Bereich von 34 bis zu 49, wie nach ISO 868 gemessen, hat.
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