DE19821937B4

DE19821937B4 - Harzmasse auf Polypropylenbasis, spritzgeformter Gegenstand daraus und Verwendung einer Harzmasse auf Polypropylenbasis zur Herstellung von Formkörpern

Info

Publication number: DE19821937B4
Application number: DE19821937A
Authority: DE
Inventors: Moriyasu Shimojo; Shin-ichi Kondo
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd Osaka Jp Toyota Jido
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2018-05-16
Also published as: DE19821937A1; CN1109069C; US6011102A; CN1199753A

Abstract

Harzmasse auf Polypropylenbasis, umfassend: (1) 55 bis 75 Gew.-% eines kristallinen Harzes auf Polypropylenbasis (A), bestehend aus einem Gemisch aus den folgenden Bestandteilen (i) und (ii): (i) ein kristallines Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, bestehend aus einem Propylenhomopolymerteil als erstes Segment und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer als zweites Segment, und (ii) ein kristallines Propylenhomopolymer; (2) 10 bis 15 Gew.-% eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) mit einem Schmelzindex (gemessen gemäß JIS-K-6758, 190°C) von 0.5 bis 10 g/10 min, einem Octengehalt von 20 bis 25 Gew.-% und einer Dichte von 0.860 bis 0.875 g/cm3; und (3) 15 bis 30 Gew.-% Talkum (C) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 3 μm, wobei die Gesamtmenge an (A), (B) und (C) 100 Gew.-% beträgt und die Harzmasse auf Polypropylenbasis folgenden Ausdruck erfüllt: 0.25 ≰ (A)'/[(A)' + (B')] ≰ 0.40in dem (A)' das Gewicht des zweiten Segments des kristallinen Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzmasse auf Polypropylenbasis, die im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften überlegene Steifigkeit und Schlagfestigkeit und im Hinblick auf die Spritzformbarkeit einen kurzen Formzyklus aufweist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß daraus hergestellte Formkörper ausgezeichnet in der Oberflächenqualität sind, zum Beispiel weder Fließmarken noch Schweißlinien aufweisen und frei von Oberflächenspannungen sind. Insbesondere betrifft sie eine Harzmasse auf Polypropylenbasis, die eine Hauptmenge eines bestimmten Harzes auf Polypropylenbasis, eine kleinere Menge eines bestimmten Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks und Talkum umfaßt, die besser in den physikalischen Eigenschaften und der Spritzformbarkeit wie vorstehend beschrieben ist, und einen spritzgeformten Gegenstand mit ausgezeichneter Formstabilität, erhalten durch Spritzformen derselben, insbesondere einen spritzgeformten Gegenstand für Kraftfahrzeuginnenteile (z. B. Instrumententafel, Türverkleidung, Stütze).
Kristalline Propylen-Ethylen-Blockcopolymere werden neuerdings wegen der Gewichtsverringerung und Kostenersparnis als Kraftfahrzeuginnenteile verwendet. Jedoch wiesen herkömmliche kristalline Propylen-Ethylen-Blockcopolymere geringe Schlagfestigkeit auf und enthielten eine große Menge an anorganischem Füllstoff zur Verbesserung der Steifigkeit und thermischen Eigenschaften, wie Wärmeformbeständigkeit. Daher war das spezifische Gewicht relativ hoch.
In JP-A-53-22552 , 53-22552 , 6-192500 , 6-248156 , 6-192506 oder 53-40045 wird offenbart, einen Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk und einen Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk in ein kristallines Propylen-Ethylen-Blockcopolymer einzumischen, um die Schlagfestigkeit zu verbessern. Jedoch sind die Steifigkeit und thermischen Eigenschaften, wie Wärmeformbeständigkeit usw., für das Kraftfahrzeuginnenmaterial schlechter, wenn der Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk und der Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk eingemischt sind. In JP-A-51-136735 , 53-64256 , 53-64257 , 57-55952 , 57-207630 , 58-17139 , 58-111846 oder 59-98157 oder JP-B-55-3374 ist offenbart, einen anorganischen Füllstoff, wie Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Glimmer, kristallines Calciumsilicat oder Talkum einzumischen, um die Steifigkeit und thermischen Eigenschaften zu verbessern.
Daher wurde eine Masse aus kristallinem Propylen-Ethylen-Blockcopolymer/Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk oder Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk (nachstehend als ”Ethylen-Propylen- oder Ethylen-Octen-Copolymerkautschukmasse abgekürzt) in einem weiten Bereich wegen ihrer geringen Kosten und guten Formbarkeit als Kraftfahrzeuginnenmaterial verwendet. Jedoch ist erforderlich, ein Material zu entwickeln, das durch Verbesserung des Ethylen-Propylen-Copolymerkautschukbestandteils bessere Ausgewogenheit zwischen Schlagfestigkeit und Steifigkeit aufweist.
EP-A-0 844 281 , Stand der Technik gemäß §3(2) PatG betrifft eine Propylenzusammensetzung, umfassend:
als Komponente (a) ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer umfassend 85–95 Gew.-% eines kristallinen Propylen-Homopolymerteils und 5–15 Gew.-% eines statistischen Ethylen-Propylen-Copolymerteils mit einem Ethylengehalt von 30–60 Gew.-%, wobei die Schmelzfließgeschwindigkeit der gesamten Komponente (a) 50–500 g/10 min beträgt, in einer Menge von 100 Gewichtsteilen,
als Komponente (b) Talk mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1,5–10 μm und einem durchschnittlichen Seitenverhältnis von 4 oder mehr, in einer Menge von 10 bis 60 Gewichtsteilen, sowie
als Komponente (c) ein Ethylen-1-Octen-Copolymer umfassend 20–50 Gew.-% 1-Octen mit einer Dichte von 0.86–0.89 g/cm³ und einer Zugfestigkeit bei Bruch von 10 MPa oder mehr, in einer Menge von 10 bis 60 Gewichtsteilen.
EP-A-0 605 180 beschreibt eine Polypropylenzusammensetzung, umfassend (A) ein Polypropylen in einer Menge von 95 bis 55 Gewichtsteilen; und (B-2) ein statistisches Ethylen/1-Octen-Copolymer in einer Menge von 5 bis 45 Gewichtsteilen, wobei die Summe der Mengen von (A) und (B-1) 100 Gewichtsteile bilden. Die Polypropylenzusammensetzung kann ferner ein statistisches Propylen/Ethylen-Copolymer (C) enthalten. In der Zusammensetzung können das Polypropylen (A) und das statistische Propylen/Ethylen-Copolymer (C) in Form eines Blockcopolymers aus Polypropylen und einem statistischen Propylen/Ethylen-Copolymer enthalten sein.
EP-A-0 593 221 betrifft eine Propylen-Harzzusammensetzung, umfassend: 50 bis 97 Gew.-% eines Propylenpolymers mit einem MFR-Wert von 5 bis 200 g/10 min als Komponente (A) und 50 bis 3 Gew.-% einer Komponente (B), die ein Ethylen-α-Olefin-Copolymer mit einem Gehalt an α-Olefin von 10 bis 60 Gew.-% ist, wobei das α-Olefin 4 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist und das Ethylen-α-Olefin-Copolymer die folgenden Eigenschaften (a) bis (c) aufweist: (a) eine Dichte von 0,913 g/cm³ oder weniger; (b) einen MFR-Wert von 0,01 bis 20 g/10 min und (c) eine Biegesteifigkeit gemäß ASTM D747 von 2000 kg/cm² oder weniger.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Harzmasse auf Polypropylenbasis, die gegenüber herkömmlichen Ethylen-Propylen- oder Ethylen-Octen-Copolymerkautschukmassen in der Ausgewogenheit zwischen der Schlagfestigkeit und Steifigkeit verbessert ist, und einen spritzgeformten Gegenstand daraus bereitzustellen.
Diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung konnte auf der Basis des überraschenden Befundes gelöst werden daß eine Harzmasse auf Polypropylenbasis und ein spritzgeformter Gegenstand daraus unter Verwendung eines Harzes auf Polypropylenbasis als Hauptbestandteil und Zugabe eines bestimmten Kautschukbestandteils zu diesem Harz in einem bestimmten Mischverhältnis erhalten werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit in einer ersten Ausführungsform eine Harzmasse auf Polypropylenbasis, umfassend:

(1) 55 bis 75 Gew.-% eines Harzes auf Polypropylenbasis (A), bestehend aus einem Gemisch aus den folgenden Bestandteilen (i) und (ii): (i) ein kristallines Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (nachstehend einfach als ”Propylen-Ethylen-Blockcopolymer” bezeichnet), bestehend aus einem Propylenhomopolymerteil als erstes Segment und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer als zweites Segment, und (ii) ein kristallines Propylenhomopolymer (nachstehend einfach als ”Propylenhomopolymer” bezeichnet);
(2) 10 bis 15 Gew.-% eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) mit einem Schmelzindex bei 190°C (gemessen gemäß JIS-K-6758) von 0.5 bis 10 g/10 min, einem Octengehalt von 20 bis 25 Gew.-% und einer Dichte von 0.860 bis 0.875 g/cm³; und
(3) 15 bis 30 Gew.-% Talkum (C) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 3 μm, wobei die Gesamtmenge an (A), (B) und (C) 100 Gew.-% beträgt und die Harzmasse auf Polypropylenbasis folgenden Ausdruck erfüllt: 0.25 ≤ (A)'/[(A)' + (B')] ≤ 0.40 in dem (A)' das Gewicht des zweiten Segments des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt und (B') das Gewicht des Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt, und folgende Ausdrücke erfüllt: Y ≥ –0.002X + 85, X ≥ 20000 und Y ≥ 15 wobei X (kg/cm²) das Biegemodul bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7203) darstellt und Y (kg·cm/cm) die Izod-Schlagfestigkeit bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7110) darstellt, und wobei die Dehnung bei 23°C (gemessen gemäß ASTM D638) nicht geringer als 150% ist, der Schmelzindex bei 230°C (gemessen gemäß JIS-K-6758) 15 bis 25 g/10 min beträgt und die Dichte 1.00 bis 1.14 g/cm³ beträgt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein spritzgeformter Gegenstand, erhalten durch Spritzformen der vorstehenden Harzmasse auf Polypropylenbasis.
Gegenstand der Erfindung ist in einer weiteren Ausführungsform ferner die Verwendung einer Harzmasse auf Polypropylenbasis, umfassend:

(1) 55 bis 75 Gew.-% eines kristallinen Harzes auf Polypropylenbasis (A), ausgewählt aus folgenden Bestandteilen (i) und (ii): (i) ein kristallines Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, bestehend aus einem Propylenhomopolymerteil als erstes Segment und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer als zweites Segment, und (ii) ein Gemisch des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) und eines kristallinen Propylenhomopolymers;
(2) 10 bis 15 Gew.-% eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) mit einem Schmelzindex (gemessen gemäß JIS-K-6758, 190°C) von 0.5 bis 10 g/10 min, einem Octengehalt von 20 bis 25 Gew.-% und einer Dichte von 0.860 bis 0.875 g/cm³; und
(3) 15 bis 30 Gew.-% Talkum (C) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 3 μm, wobei die Gesamtmenge an (A), (B) und (C) 100 Gew.-% beträgt und die Harzmasse auf Polypropylenbasis folgenden Ausdruck erfüllt: 0.25 ≤ (A)'/[(A)' + (B')] ≤ 0.40 in dem (A)' das Gewicht des zweiten Segments des kristallinen Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt und (B') das Gewicht des Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt, und folgende Ausdrücke erfüllt: Y ≥ –0.002X + 85, X ≥ 20000 und Y ≥ 15 wobei X (kg/cm²) das Biegemodul bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7203) darstellt und Y (kg·cm/cm) die Izod-Schlagfestigkeit bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7110) darstellt, und wobei die Dehnung bei 23°C (gemessen gemäß ASTM D638) nicht geringer als 150% ist, der Schmelzindex bei 230°C (gemessen gemäß JIS-K-6758) 15 bis 25 g/10 min beträgt und die Dichte 1.00 bis 1.14 g/cm³ beträgt, zur Herstellung von Formkörpern mit ausgewogener Steifigkeit und Schlagfestigkeit.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen beschrieben.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Harz auf Polypropylenbasis (A) ein Gemisch aus (i) einem Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, bestehend aus einem Propylenhomopolymerteil als erstes Segment und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil als zweites Segment und (ii) einem Propylenhomopolymer.
Das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i) kann zum Beispiel durch Polymerisation von Propylen in Gegenwart eines stereoregulären Olefinpolymerisationskatalysators, wobei ein Propylen-Homopolymerteil als erstes Segment erhalten wird, und anschließend Copolymerisation von Ethylen und Propylen, wobei der statistische Propylen-Ethylen-Copolymerteil als zweites Segment erhalten wird, erhalten werden. Das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer ist im wesentlichen eine Zusammensetzung des Propylenhomopolymerteils als erstes Segment und des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils als zweites Segment.
Das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer kann mit einem Aufschlämmungspolymerisationsverfahren oder einem Gasphasenpolymerisationsverfahren hergestellt werden.
Bezüglich des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Harzes auf Polypropylenbasis (A) beträgt der Q-Wert als Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts (Mw)/Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn), der eine molekulare Verteilung jedes Propylenhomopolymerteils des kristallinen Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) und des kristallinen Propylenhomopolymers gemäß Gelpermeationschromatographieverfahren (GPC) darstellt, vorzugsweise 3.0 bis 5.0, stärker bevorzugt 3.5 bis 4.5. Wenn der Q-Wert geringer als 3.0 ist, wird die Fließfähigkeit manchmal schlechter. Andererseits werden, wenn der Q-Wert 5.0 übersteigt, bevorzugte Ergebnisse in Ausgewogenheit zwischen Steifigkeit und Schlagfestigkeit manchmal nicht erhalten.
Der hier verwendete Begriff ”Propylenhomopolymerteil des Harzes auf Polypropylenbasis (A)” bezieht sich sowohl auf den ersten Segmentteil des Propylen-Ethylen-Blockcolymers (i) als auch auf das Propylenhomopolymer.
Der Anteil an isotaktischer Pentade, gemessen mit ¹³C-NMR, des Propylenhomopolymerteils des Harzes auf Polypropylenbasis (A) ist vorzugsweise nicht geringer als 0.97, stärker bevorzugt nicht geringer als 0.98. Wenn der Anteil an isotaktischer Pentade geringer als 0.97 ist, wird es manchmal schwierig, die gewünschte Steifigkeit, Hitzebeständigkeit usw. zu erfüllen.
Die Grenzviskosität [η]P, gemessen in Tetralinlösung bei 135°C des Propylenhomopolymerteils des Harzes auf Polypropylenbasis (A) beträgt vorzugsweise 0.9 bis 1.8 dl/g, stärker bevorzugt 0.9 bis 1.6 dl/g. Wenn die Grenzviskosität [η]P geringer als 0.9 dl/g ist, wird die Schlagfestigkeit der erhaltenen Masse manchmal gering und gute Ergebnisse werden manchmal nicht erhalten. Andererseits wird, wenn sie 1.8 dl/g übersteigt, die Fließfähigkeit manchmal schlechter.
Der zu messende Propylenhomopolymerteil als erstes Segment des Propylen-Ethylen-Copolymers (i) kann durch Probennehmen aus einem Polymerisationsbehälter nach Polymerisation des Propylenhomopolymerteils im ersten Schritt während der Herstellung erhalten werden.
Der Gehalt des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils als zweites Segment im Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i) beträgt normalerweise 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%.
Der Ethylengehalt (C2')EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils beträgt vorzugsweise 25 bis 55 Gew.-%, stärker bevorzugt 30 bis 50 Gew.-%. Wenn der Ethylengehalt geringer als 25 Gew.-% ist oder 55 Gew.-% übersteigt, werden bevorzugte Ergebnisse in bezug auf die Schlagfestigkeit der Masse manchmal nicht erhalten.
Die Grenzviskosität [η]EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils beträgt vorzugsweise 4.0 bis 6.0 dl/g, stärker bevorzugt 4.5 bis 6.0 dl/g. Wenn die Grenzviskosität geringer als 4.0 dl/g ist, werden bevorzugte Ergebnisse in der Ausgewogenheit zwischen der Steifigkeit und Schlagfestigkeit manchmal nicht erhalten. Andererseits wird, wenn die Grenzviskosität 6.0 dl/g übersteigt, manchmal eine Granulatstruktur gebildet und bevorzugte Ergebnisse in der Qualität der Oberfläche werden manchmal nicht erhalten.
Als nächstes werden die Meßverfahren für die vorstehenden Eigenschaften beschrieben. Der Anteil an isotaktischer Pentade ist die Fraktion an Propylenmonomereinheiten, die in der kristallinen Polypropylenmolekülkette im Zentrum der isotaktischen Kette in Form einer fünfzähligen Einheit vorliegt, mit anderen Worten, eine Kette, in der fünf Propylenmonomereinheiten hintereinander mesogebunden sind, gemessen unter Verwendung von ¹³C-NMR mit dem von A. Zambelli et al. in Macromolecules, 6, 925 (1973) offenbarten Verfahren. Jedoch wird die Zuordnung des NMR-Absorptionspeaks gemäß dem in einer späteren Veröffentlichung, in Macromolecules, 8, 687 (1975) vorgeschlagenen Verfahren bestimmt. (Der Anteil an isotaktischer Pentade wäre 1, wenn alle Propylenmonomereinheiten der Kette mesogebunden wären.)
Genauer wird der Anteil an isotaktischer Pentade als Flächenanteil des mmmm-Peaks in den gesamten Absorptionspeaks im Methylkohlenstoffbereich des ¹³C-NMR-Spektrums gemessen. Der Anteil an isotaktischer Pentade der NPL-Standardsubstanz CRM Nr. M19-14 Polypropylen PP/MWD/2 des NATIONAL PHYSICAL LABORATORY in U. K., mit diesem Verfahren gemessen, beträgt 0.944.
Im Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i) kann das Gewichtsverhältnis X des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils zum gesamten Blockcopolymer durch Berechnen aus folgenden Gleichungen unter Messen der Schmelzwärme von Kristallen sowohl des kristallinen Propylenhomopolymerteils als auch des gesamten Blockcopolymers bestimmt werden: X = 1 – (ΔHf)T/(ΔHf)P

(ΔHf)T:: Schmelzwärme des gesamten Blockcopolymers (cal/g)
(ΔHf)P:: Schmelzwärme des Kristalls des kristallinen Propylenhomopolymerteils (cal/g).

Der Ethylengehalt des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils kann durch Messen des Ethylengehalts (Gew.-%) des gesamten Blockcopolymers durch Infrarotabsorptionsspektrometrie und Berechnen gemäß folgender Gleichung bestimmt werden: (C2')EP = (C2')T/X

(C2')T:: Ethylengehalt des gesamten Blockcopolymers (Gew.-%)
(C2')EP:: Ethylengehalt des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils (Gew.-%)

Außerdem kann im Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i) die Grenzviskosität [η]EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils durch Messen der Grenzviskositäten des Homopolymerteils und des gesamten Blockcopolymers und Berechnen gemäß folgender Gleichung bestimmt werden. [η]EP = [η]T/X – (1/X – 1)[η]P

[η]P:: Grenzviskosität des Propylenhomopolymerteils (dl/g)
[η]T:: Grenzviskosität des gesamten Blockcopolymers (dl/g)

Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk (B) weist einen MFR bei 190°C von 0.5 bis 10 g/10 min auf. Wenn der MFR größer als 10 g/10 min ist, können bevorzugte Ergebnisse in bezug auf die Schlagfestigkeit nicht erhalten werden. Wenn der MFR geringer als 0.5 g/10 min ist, werden bevorzugte Ergebnisse in bezug auf die Schlagfestigkeit wegen der schlechten Dispersion des Harzes auf Polypropylenbasis (A) nicht erhalten.
Im Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk (B) beträgt der Octengehalt 20 bis 25 Gew.-%. Wenn der Octengehalt geringer als 20 Gew.-% ist, werden gute Ergebnisse in bezug auf die Schlagfestigkeit nicht erhalten. Andererseits werden, wenn er 25 Gew.-% übersteigt, gute Ergebnisse in bezug auf die Steifigkeit nicht erhalten.
Der Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk (B) weist eine Dichte von 0.860 bis 0.875 g/cm³ auf. Wenn die Dichte geringer als 0.860 g/cm³ ist, wird die Steifigkeit der Masse schlecht. Andererseits wird, wenn die Dichte 0.875 g/cm³ übersteigt, die Schlagfestigkeit der Masse schlecht.
Der Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk (B) kann durch Copolymerisation von Ethylen mit Octen in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie einem Kohlenwasserstoff, mit einem Ziegler-Natta-Katalysator, bestehend aus einer Vanadiumverbindung und einer Organoaluminiumverbindung und einer halogenierten Esterverbindung, erhalten werden. Er kann auch durch Copolymerisation von Ethylen mit Octen unter Verwendung eines Katalysators, der eine bekannte Metallocenverbindung, die mit Titan, Zirkonium oder Hafnium koordiniert ist, und ein Aluminoxan umfaßt, d. h. eines sogenannten Metallocenkatalysators, erhalten werden.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Talkums (C) beträgt nicht mehr als 3 μm. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße mehr als 3 μm ist, nimmt die Schlagfestigkeit der erhaltenen Masse deutlich ab, und das Aussehen, wie der Glanz, wird schlechter. Talkum kann ohne irgendeine Behandlung verwendet werden, es kann aber auch eine Qualität verwendet werden, die durch Behandeln der Oberfläche mit einem Oberflächenbehandlungsmittel erhalten wird, ausgewählt aus Silankupplungsmitteln, Titankupplungsmitteln, höheren Fettsäuren, höheren Fettsäureestern, höheren Fettsäureamiden, höheren Fettsäuresalzen und anderen grenzflächenaktiven Mitteln, die normalerweise zur Verbesserung der Grenzflächenhaftung mit dem Harz auf Polypropylenbasis und zur Verbesserung der Dispergierbarkeit zugegeben werden.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Talkums ist der 50% entsprechende Teilchendurchmesser D50, berechnet aus einer Integrations-Verteilungskurve eines Siebverfahrens. Er wird durch Suspendieren von Talkum in einem Dispersionsmedium, wie Wasser oder einem Alkohol, unter Verwendung eines Meßinstruments der Teilchengrößenverteilung des Zentrifugal-Sedimentationstyps gemessen.
Die Menge an verwendetem Talkum (C) beträgt 15 bis 30 Gew.-%. Wenn der Talkumgehalt geringer als 15 Gew.-% ist, wird die Steifigkeit der Masse gering. Anderwerseits wird, wenn der Talkumgehalt größer als 30 Gew.-% ist, die Schlagfestigkeit schlechter.
Bei der vorliegenden Erfindung muß die endgültige Zusammensetzung folgenden Ausdruck erfüllen: 0.25 ≦ {(A)'/[(A)' + (B')]} ≦ 0.40 in dem (A)' das Gewicht des zweiten Segments des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt und (B') das Gewicht des Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt. Wenn die Harzmasse auf Polypropylenbasis den vorstehenden Ausdruck nicht erfüllt, werden gute Ergebnisse in bezug auf die Schlagfestigkeit nicht erhalten.
Außerdem muß die endgültige Zusammensetzung folgende Ausdrücke erfüllen: Y ≧ –0.002X + 85, X ≧ 20000, and Y ≧ 15 wobei X (kg/cm²) das Biegemodul bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7203) darstellt und Y (kg·cm/cm) die Izod-Schlagfestigkeit bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7110) darstellt. Wenn die endgültige Zusammensetzung die vorstehenden Ausdrücke nicht erfüllt, wird eine gute Form als Innenformteil von Kraftfahrzeugen nicht erhalten.
Die Zugdehnung der erfindungsgemäßen Harzmasse auf Polypropylenbasis ist nicht geringer als 150%. Wenn die Zugdehnung geringer als 150% ist, entsteht leicht Sprödbruch und gute Ergebnisse als Innenformteil von Kraftfahrzeugen werden nicht erhalten.
Der MFR bei 230°C der Harzmasse auf Polypropylenbasis beträgt 15 bis 25 g/10 min. Wenn der MFR geringer als 15 g/10 min ist, ist die Fließfähigkeit schlechter und daher wird die Durchführung eines Formens schwierig. Andererseits werden, wenn der MFR 25 g/10 min übersteigt, gute Ergebnisse in bezug auf die Schlagfestigkeit nicht erhalten.
Die Dichte der erfindungsgemäßen Harzmasse auf Polypropylenbasis beträgt 1.00 bis 1.14 g/cm³. Wenn die Dichte nicht innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, wird eine gute Form als Innenformteil von Kraftfahrzeugen nicht erhalten.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann unter Verwendung eines Knetwerks, wie z. B. eines Einschneckenextruders, Doppelschneckenextruders, Banbury-Mischers oder einer thermischen Walze, hergestellt werden. Das Mischen jedes Bestandteils kann auf einmal oder in mehreren Portionen durchgeführt werden. Beispiele des Verfahrens der Zugabe in mehreren Portionen schließen ein Verfahren des Knetens eines Harzes auf Polypropylenbasis (A) mit Talkum (C) und dann Zugabe eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B); ein Verfahren des vorhergehenden Kneten einer hohen Konzentration an Talkum (C) mit einem Harz auf Polypropylenbasis (A) zum Erhalt eines Masterbatches und dann Kneten des Masterbatches unter Verdünnen mit einem Harz auf Polypropylenbasis (A) oder einem Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk (B) ein. Als zweites Verfahren der Zugabe in mehreren Portionen kann vorzugsweise ein Verfahren des Knetens eines Harzes auf Polypropylenbasis (A) mit einem Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk (B) und dann Zugabe von Talkum (C) zum vorstehenden Polymergemisch, gefolgt von Kneten des Gemisches; und ein Verfahren des vorhergehenden Knetens eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) in ein Harz auf Polypropylenbasis (A) bei hoher Konzentration zur Herstellung eines Masterbatches und dann Zugabe eines Harzes auf Polypropylenbasis (A) und Talkum (C) zum Masterbatch und dann Kneten des Gemisches verwendet werden. Das dritte Verfahren der Zugabe in mehreren Portionen schließt ein Verfahren des Knetens eines Harzes auf Polypropylenbasis (A) und Talkum (C) bzw. eines Harzes auf Polypropylenbasis (A) und eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) und Vereinigen und Kneten beider Gemische ein. Die für das Kneten erforderliche Temperatur beträgt üblicherweise 170 bis 250°C und die Zeit üblicherweise 1 bis 20 min.
Außerdem ist es möglich, gegebenenfalls Zusätze, wie z. B. Antioxidationsmittel, UV-Absorptionsmittel, Gleitmittel, Pigmente, Antistatikmittel, Mittel zum Verhindern von Kupferschaden, Flammverzögerungsmittel, Neutralisationsmittel, Schäumungsmittel, Weichmacher, Keimbildner, Entschäumungsmittel und Vernetzungsmittel, zusätzlich zu diesen Grundbestandteilen im Knetwerk einzumischen.
Die erfindungsgemäße Harzmasse auf Polypropylenbasis kann durch normalerweise verwendetes Spritzformen zu einem spritzgeformten Gegenstand geformt werden. Insbesondere kann er geeigneterweise als Innenformkörper für Kraftfahrzeuge verwendet werden.
In der vorstehend genannten weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung der Harzmasse auf Polypropylenbasis gemäß der ersten Ausführungsform zur Herstellung von Formkörpern mit ausgewogener Steifigkeit und Schlagfestigkeit, wobei in dieser Ausführungsform das kristalline Harz auf Polypropylenbasis (A) entweder das kristalline Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i) oder ein Gemisch (ii) aus (i) und einem kristallinen Propylenhomopolymer sein kann.
Bei Anwendungen, bei denen eine Schlagfestigkeit insbesondere erforderlich ist, ist das Harz auf Polypropylenbasis vorzugsweise das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i).
Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen unter Verwendung folgender Beispiele erklärt, ist aber nicht darauf beschränkt.
Beispiele
Die Meßverfahren der Eigenschaften in den Beispielen sind nachstehend aufgeführt.
(1) Schmelzindex (MFR)
Gemessen gemäß JIS K 6758. Wenn nicht anders angegeben, wurde die Messung bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2.16 kg durchgeführt.
(2) Biegetest
Gemäß JIS K 7203 durchgeführt. Ein durch Spritzformen geformtes Teststück wurde verwendet. Die Dicke des Teststücks betrug 6.4 mm und das Biegemodul (FM) und die Biegefestigkeit (FS) wurden unter einer Spanstärke von 10 mm und einer Belastungsgeschwindigkeit von 2.0 mm/min gemessen. Die Meßtemperatur wurde auf 23°C eingestellt.
(3) Izod-Schlagfestigkeit
Gemäß JIS K 7110 gemessen. Ein durch Spritzformen geformtes Teststück wurde verwendet. Die Dicke des Testststücks betrug 6.4 mm und die Schlagfestigkeit des Testststücks mit einer Kerbe, erhalten durch Verarbeiten nach Formen, wurde bestimmt. Die Meßtemperatur wurde auf 23°C eingestellt.
(4) Zugtest
Gemäß ASTM D638 durchgeführt. Ein durch Spritzformen erhaltenes Teststück wurde verwendet. Die Dicke des Teststücks betrug 3.2 mm und die Dehngeschwindigkeit 10 mm/min. Die endgültige Dehnung (UE) wurde bestimmt. Die Messung wurde bei 23°C durchgeführt.
(5) Ethylen- und Propylengehalt
Der Ethylen- oder Propylengehalt wurde gemäß einem Kalibrierungskurvenverfahren unter Verwendung der Extinktion der charakteristischen Absorption einer Methylgruppe oder Methylengruppe, die im Infrarotabsorptionsspektrum vorkommen, bestimmt.
(6) Grenzviskosität
Die reduzierten Viskositäten wurden bei drei Konzentrationen von 0.1, 0.2 und 0.5 g/dl unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskosimeters gemessen. Die Grenzviskosität wurde mit einem in ”Polymer solution, Polymer Experiment, Band 11” (veröffentlicht von Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., 1982), Seite 491 beschriebenen Berechnungsverfahren, d. h. einem Extrapolationsverfahren, bestimmt, das das Auftragen der reduzierten Viskositäten bei den Konzentrationen und Extrapolieren der Viskosität auf eine Konzentration null umfaßt. Bezüglich Polypropylen wurde die Grenzviskosität des Propylenhomopolymers oder Propylen-Ethylen-Blockcopolymers bei einer Temperatur von 135°C unter Verwendung von Tetralin als Lösungsmittel gemessen. Die Grenzviskosität des Ethylen-α-Olefin-Copolymerkautschuks (a) wurde bei einer Temperatur von 70°C unter Verwendung von Xylol als Lösungsmittel gemessen.
(7) Molekulargewichtsverteilung (Q-Wert)
Mit Gelpermeationschromatographie (GPC) unter folgenden Bedingungen gemessen.
GPC: Modell 150C, hergestellt von Waters Co.
Säule: 2 Säulen Shodex 80 MA, hergestellt von Showa Denko K. K.
Probenmenge: 300 μl (Polymerkonzentration: 0.2 Gew.-%)
Fließgeschwindigkeit: 1 ml/min
Temperatur: 135°C
Lösungsmittel: o-Dichlorbenzol
Eine Kalibrierungskurve des Elutionsvolumens und des Molekulargewichts wurde unter Verwendung eines Polystyrolstandards, hergestellt von Tosoh Corporation, erstellt. Unter Verwendung der Kalibrierungskurve wurden das Gewichtsmittel des Molekulargewichts und das Zahlenmittel des Molekulargewichts (ausgedrückt als Polystyrol) der Probe bestimmt und der Q-Wert (= Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw)/Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn)) als Index der Molekulargewichtsverteilung berechnet.
Teststücke zur Beurteilung der physikalischen Eigenschaften der vorstehenden Punkte (2), (3) und (4) wurden unter folgenden Spritzformbedingungen hergestellt. Nach Trocknen der Zusammensetzung für 2 Stunden bei 120°C in einem Heißlufttrockner wurde das Spritzformen unter Verwendung eines Spritzformers (Modell IS150E-V, hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd.) unter einer geschmolzenen Harztemperatur von 220°C, einer Formkühltemperatur von 50°C, einer Spritzdauer von 15 s und einer Kühldauer von 30 s hergestellt.
Außerdem wurde folgende Zusammensetzung unter folgenden Bedingungen hergestellt. Ein Harz auf Polypropylenbasis (A) und 0.2 Gew.-Teile Aluminium-p-tert-butylbenzoat als Keimbildner wurden gleichmäßig in der in Tabelle 3 beschriebenen Zusammensetzung unter Verwendung eines Henschel-Mischers und eines Taumelmischers vorgemischt und dann das Gemisch durch einen Doppelschneckenknetextruder (Modell: TEX44SS 30BW-2V, hergestellt von The Japan Steel Works, Ltd.) unter einer Extrusionsmenge von 30 kg/Std. und einer Schneckenumdrehung von 900 Upm unter Winkelsaugen extrudiert.
Die in den Tabellen aufgeführten Abkürzungen bedeuten:
BC: Propylen-Ethylen-Blockcopolymer
PP: Propylenhomopolymer
EPR: Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk
EOR: Ethylen-Octen-Copolymerkautschuk
P-Teil: Propylenhomopolymerteil in BC oder gesamten PP
EP-Teil: statistischer Propylen-Ethylen-Copolymerteil in BC
Beispiel 1
Ein Teststück wurde durch Spritzformen einer Harzmasse auf Polypropylenbasis hergestellt, die durch Kneten von 50 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers, 15 Gew.-% eines Propylenhomopolymers, 14 Gew.-% eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (Handelsname: Engage EG8200, hergestellt von Du Pont-Dow Elastomers L. L. C.) und 21 Gew.-% Talkum mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2.5 μm unter festgelegten Bedingungen erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften verschiedener Materialien sind in den Tabellen 1 und 2 und die Zusammensetzungsanteile in Tabelle 3 und außerdem die Meßergebnisse der physikalischen Eigenschaften in Tabelle 4 aufgeführt.
Der Wert von {(A)'/[(A)' + (B)']} in der Harzmasse auf Polypropylenbasis beträgt 0.3.
Der Wert von (–0.002X + 85) beträgt 32.0.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Teststück wurde aus einer Harzmasse auf Polypropylenbasis hergestellt, die durch Kneten von 50 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers, 15 Gew.-% eines Propylenhomopolymers, 14 Gew.-% eines Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuks und 21 Gew.-% Talkum mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2.5 μm unter festgelegten Bedingungen erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften verschiedener Materialien sind in den Tabellen 1 und 2 und die Zusammensetzungsanteile in Tabelle 3 und außerdem die Meßergebnisse der physikalischen Eigenschaften in Tabelle 4 aufgeführt.
Der Wert von {(A)'/[(A)' + (B)']} in der Harzmasse auf Polypropylenbasis beträgt 0.3.
Der Wert von (–0.002X + 85) beträgt 32.4.
Die Masse von Beispiel 1 ist besser in der Fließfähigkeit und Izod-Schlagfestigkeit gegenüber der von Vergleichsbeispiel 1 und auch besser in der Ausgewogenheit zwischen der Izod-Schlagfestigkeit und dem Biegemodul. Tabelle 1

P-Teil EP-Teil

Q-Wert [η]P mmmm [η]EP (dl/g) Gehalt 1 (Gew.-%) Gehalt 2 (Gew.-%)

BC 4.0 0.9 0.98 5.0 12 34

PP 4.1 1.6 0.97 - - -

Gehalt 1: Gehalt an EP-Teil in BC
Gehalt 2: Ethylengehalt im EP-Teil
mmmm: Anteil an isotaktischer Pentade Tabelle 2

Probe MFR bei 190°C (g/10 min.) Comonomergehalt (Gew.-%)

EOR 5 24 (Octen-1)

EPR 5 22 (Propylen)

Tabelle 3

Zusammensetzung (Gew.-%)

BC PP EOR EPR Talc

Beispiel 1 50 15 14 21

Vergleichsbeispiel 1 50 15 14 21

Tabelle 4

MFR (230°C) FM FS Izod UE

Beispiel 1 23 26500 443 38 500

Vergleichsbeispiel 1 21 26300 443 27 130
Die erfindungsgemäße Harzmasse auf Polypropylenbasis ist besser in der Steifigkeit und Schlagfestigkeit und auch besser in der Fließfähigkeit. Die erfindungsgemäße Harzmasse auf Polypropylenbasis kann geeigneterweise in einem spritzgeformten Gegenstand unter Ausnützen dieser physikalischen Eigenschaften, insbesondere in Kraftfahrzeuginnenteilen, verwendet werden.

Claims

Harzmasse auf Polypropylenbasis, umfassend: (1) 55 bis 75 Gew.-% eines kristallinen Harzes auf Polypropylenbasis (A), bestehend aus einem Gemisch aus den folgenden Bestandteilen (i) und (ii): (i) ein kristallines Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, bestehend aus einem Propylenhomopolymerteil als erstes Segment und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer als zweites Segment, und (ii) ein kristallines Propylenhomopolymer; (2) 10 bis 15 Gew.-% eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) mit einem Schmelzindex (gemessen gemäß JIS-K-6758, 190°C) von 0.5 bis 10 g/10 min, einem Octengehalt von 20 bis 25 Gew.-% und einer Dichte von 0.860 bis 0.875 g/cm³; und (3) 15 bis 30 Gew.-% Talkum (C) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 3 μm, wobei die Gesamtmenge an (A), (B) und (C) 100 Gew.-% beträgt und die Harzmasse auf Polypropylenbasis folgenden Ausdruck erfüllt: 0.25 ≦ (A)'/[(A)' + (B')] ≦ 0.40 in dem (A)' das Gewicht des zweiten Segments des kristallinen Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt und (B') das Gewicht des Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt, und folgende Ausdrücke erfüllt: Y ≧ –0.002X + 85, X ≧ 20000 and Y ≧ 15 wobei X (kg/cm²) das Biegemodul bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7203) darstellt und Y (kg·cm/cm) die Izod-Schlagfestigkeit bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7110) darstellt, und wobei die Dehnung bei 23°C (gemessen gemäß ASTM D638) nicht geringer als 150% ist, der Schmelzindex bei 230°C (gemessen gemäß JS-K-6758) 15 bis 25 g/10 min beträgt und die Dichte 1.00 bis 1.14 g/cm³ beträgt.
Harzmasse auf Polypropylenbasis nach Anspruch 1, in der das kristalline Propylen-Ethylen-Blockcopolymer einen Gehalt des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils von 5 bis 30 Gew.-% aufweist, der Propylenhomopolymerteil einen Q-Wert von 3.0 bis 5.0, einen Anteil an isotaktischer Pentade von nicht weniger als 0.97 und eine Grenzviskosität [η]P, gemessen in Tetralinlösung bei 135°C, von 0.9 bis 1.8 dl/g aufweist und der statistische Propylen-Ethylen-Copolymerteil eine Grenzviskosität [η]EP von 4.0 bis 6.0 dl/g und einen Ethylengehalt von 25 bis 55 Gew.-% aufweist.
Harzmasse auf Polypropylenbasis nach Anspruch 1, in der das kristalline Propylenhomopolymer einen Q-Wert von 3.0 bis 5.0, einen Anteil an isotaktischer Pentade von nicht weniger als 0.97 und eine Grenzviskosität, gemessen in Tetralinlösung bei 135°C, von 0.9 bis 1.8 dl/g aufweist.
Harzmasse auf Polypropylenbasis nach Anspruch 2, in der das kristalline Propylen-Ethylen-Blockcopolymer einen Gehalt des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils von 10 bis 20 Gew.-% aufweist, der Propylen-Homopolymerteil einen Q-Wert von 3.5 bis 4.5, einen Anteil an isotaktischer Pentade von nicht weniger als 0.98 und eine Grenzviskosität [η]P, gemessen in Tetralinlösung bei 135°C, von 0.9 bis 1.6 dl/g aufweist, und der statistische Propylen-Ethylen-Copolymerteil eine Grenzviskosität [η]EP von 4.5 bis 6.0 dl/g und einen Ethylengehalt von 30 bis 50 Gew.-% aufweist.
Harzmasse auf Polypropylenbasis nach Anspruch 3, in der das kristalline Propylenhomopolymer einen Q-Wert von 3.5 bis 4.5, einen Anteil an isotaktischer Pentade von nicht weniger als 0.98 und eine Grenzviskosität, gemessen in Tetralinlösung bei 135°C, von 0.9 bis 1.6 dl/g aufweist.
Verwendung der Harzmasse auf Polypropylenbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Formkörpern.
Spritzgeformter Gegenstand, erhalten durch Spritzformen der Masse auf Polypropylenbasis nach Anspruch 1.
Spritzgeformter Gegenstand nach Anspruch 7 für Kraftfahrzeuginnenteile.
Verwendung einer Harzmasse auf Polypropylenbasis, umfassend: (1) 55 bis 75 Gew.-% eines kristallinen Harzes auf Polypropylenbasis (A), ausgewählt aus folgenden Bestandteilen (i) und (ii): (i) ein kristallines Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, bestehend aus einem Propylenhomopolymerteil als erstes Segment und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer als zweites Segment, und (ii) ein Gemisch des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) und eines kristallinen Propylenhomopolymers; (2) 10 bis 15 Gew.-% eines Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) mit einem Schmelzindex (gemessen gemäß JIS-K-6758, 190°C) von 0.5 bis 10 g/10 min, einem Octengehalt von 20 bis 25 Gew.-% und einer Dichte von 0.860 bis 0.875 g/cm³; und (3) 15 bis 30 Gew.-% Talkum (C) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 3 μm, wobei die Gesamtmenge an (A), (B) und (C) 100 Gew.-% beträgt und die Harzmasse auf Polypropylenbasis folgenden Ausdruck erfüllt: 0.25 ≦ (A)'/[(A)' + (B')] ≦ 0.40 in dem (A)' das Gewicht des zweiten Segments des kristallinen Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt und (B') das Gewicht des Ethylen-Octen-Copolymerkautschuks (B) in der Harzmasse auf Polypropylenbasis darstellt, und folgende Ausdrücke erfüllt: Y ≧ –0.002X + 85, X ≧ 20000 and Y ≧ 15 wobei X (kg/cm²) das Biegemodul bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7203) darstellt und Y (kg·cm/cm) die Izod-Schlagfestigkeit bei 23°C (gemessen gemäß JIS-K-7110) darstellt, und wobei die Dehnung bei 23°C (gemessen gemäß ASTM D638) nicht geringer als 150% ist, der Schmelzindex bei 230°C (gemessen gemäß JIS-K-6758) 15 bis 25 g/10 min beträgt und die Dichte 1.00 bis 1.14 g/cm³ beträgt, zur Herstellung von Formkörpern mit ausgewogener Steifigkeit und Schlagfestigkeit.