DE3319619A1 - Harzzusammensetzung auf polypropylenbasis - Google Patents
Harzzusammensetzung auf polypropylenbasisInfo
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Description
Beanspruchte Priorität: 4,Juni 1982, Japan,
Patentanmeldung No. 94765/1982
Anmelder :
MITSUI TOATSU CHEMICALS, INCORPORATED No. 2-5, Kasumigaseki 3-chome,
Chiyoda-ku,
Tokyo, Japan
Tokyo, Japan
Harzzusammensetzung auf Polypropylenbasis
Die Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung auf Polypropylenbasis
mit ausgezeichneter Bemalbarkeit und hoher Steifigkeit, Schlagfestigkeit und Ausform-Fließeigenschaft.
Polypropylenharz hat jetzt weit verbreitet kommerzielle Anwendungsmöglichkeit aufgrund seines niedrigen spezifischen
Gewichtes, seiner hohen Steifigkeit und außerordentlichen Wärmebeständigkeit und chemischen Beständigkeit
gefunden. Im Anfang war Polypropylenharz jedoch für die Verwendung bei tiefen Temperaturen ungeeignet wegen
seiner geringen Schlagfestigkeit bei derartig tiefen Tem-
• ι.
peraturen. Polypropylenharze mit Schlagfestigkeitsqualität, die durch Copolymerisieren von Äthylen und Propylen
erhalten werden, sind entwickelt worden und als bei niedrigen Temperaturen brauchbare Polypropylenharze auf
den Markt gebracht worden. In letzter Zeit wurde an die Polypropylenharze jedoch die Anforderung gestellt, daß
sie noch höhere Beständigkeit und Leistungsfähigkeit zeigen sollten, und es wurde gefunden, daß die Schlagfestigkeit
in solch einem Grad wie der Schlagfestigkeitsqualität bei einigen Anwendungsgebieten unzureichend ist.
Zum Beispiel besteht auf dem Gebiet der Automobilstoßdämpfer, Stoßdämpferenden,-bänder usw. eine Nachfrage
nach Harzen mit sich widersprechenden Eigenschaften wie hoher Steifigkeit, hoher Wärmebeständigkeit und leichter
Bemalbarkeit als auch gleichzeitig hoher Schlagbeständigkeit. Außerdem wird hohes Ausform-Fließvermögen insbesondere
im Falle der Stoßdämpfer gefordert, was die jüngste Entwicklung in Richtung auf größere Formteile widerspiegelt«
Es wurden deshalb verschiedene Lösungswege vorgeschlagen, um die Schlagfestigkeit und die Bemalbarkeit von Propylenharzen
zu verbessern. In der japanischen Patentoffenlegungsschrift
No. 47344/1982 ist eine Harzzusammen- **■>
setzung auf Polypropylenbasis beschrieben, die aus 50 bis 97 Gew.-% eines kristallinen Äthylen-Propylen-Blockcopolymeren
und 50 bis 3 Gew.-% eines elastischen Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
mit einer Mooney-Viskosität (ML1 ., 100°C) von 70 bis 150 besteht. In der japanischen
Patentoffenlegungsschrift No. 55952/1982 wird eine Polypropylenzusammensetzung beschrieben, die für die Verwendung
bei der Herstellung von Stoßdämpfern geeignet ist, und diese Zusammensetzung besteht aus 55 bis 65 Gew.-%
eines kristallinen Äthylen-Propylen-Blockcopolymeren mit einem Äthylengehalt von 5 bis 10 Gew.-%, Polypropyleneinheiten,
die in siedendem n-Heptan unlöslich sind, von 97 Gew.-% oder mehr, Einheiten, die in Para-Xylol mit Raum-
Λ α Α( ■# tr i» * * * '
.5.
— 3 —
temperatur löslich sind, die eine Grundviskosität von
3 bis 4, gemessen in Decalin (135°C) und einen Schmelzindex (Schmelzfließindex) von 2 bis 10 besitzen; 30 bis
35 Gew.-% eines amorphen Äthylen-Propylen-Copolymeren
mit einer Grundviskosität von 2,0 bis 3,5, gemessen in Decalin (135°C) und einer Mooney-Viskosität (ML1+4, 100°C)
von 40 bis 100; und 5 bis 15 Gew.-% Talkum mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 bis 5 um. Andererseits ist
in der japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 70141/1982 eine Polymerzusammensetzung auf Propylenbasis beschrieben,
die aus (a) 30 bis 85 Gew.-% eines kristallinen Propylenpolymeren;
(b) 5 bis 50 Gew.-% eines Ä'thylen-Propylen-Copolymergummis
und (c) 5 bis 30 Gew.-% ausgefällte oder naßgemahlene schwere, feine Kalziumcarbonatteilchen mit
einer mittleren Teilchengröße von 0,05 bis 1,0 um besteht.
Derartige Harzzusammensetzungen, in denen die Schlagfestigkeit
verbessernde Mittel inkorporiert enthalten sind, haben jedoch den Nachteil, daß ihre Steifigkeit, Wärmebeständigkeit
und Ausform-Fließeigenschaft andererseits gesenkt worden sind, obgleich ihre Schlagfestigkeit und
Bemalbarkeit sicherlich verbessert worden sind.
Es wird in der Praxis auch üblicherweise ein anorganisches Füllmittel im Hinblick auf die Verbesserung der Steifigkeit
von Polypropylenharz hinzugegeben. Bei diesem Verfahren wird die Steifigkeit erhöht und die Wärmebeständigkeit
verbessert, wenn der Anteil eines derartigen anorganischen Füllmittels erhöht wird. Es ist jedoch bekannt,
daß eine Zugabe eines derartigen Füllmittels andererseits zu einer merklichen Verringerung der Schlagfestigkeit
führt. So ist beispielsweise in "Engineering Materials", Bd. 20, No. 7, Seite 29 (1972) beschrieben, daß die Izod-Schlagfestigkeit
von Polypropylen abnimmt, je mehr Talkum hinzugegeben wird, obgleich seine Steifigkeit und seine
Wärmeverziehtemperatur verbessert werden. Es ist auch in
"Plastics", Bd.17, No. 12, Seite 27 (1966) beschrieben,
daß die Izod-Schlagfestigkeit von Polypropylen gesenkt
wird, wenn Diatomäenerde, Kaliumcarbonat, Talkum oder
Asbest hinzugegeben werden. Hierbei sind die anorganischen Füllmittel, die bei den vorstehend beschriebenen
Verfahren verwendet werden, solche, die routinemäßig verwendet werden, und der Teilchengröße wurde keine spezielle
Aufmerksamkeit gewidmet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Badzusammensetzung
auf Propylenbasis zu schaffen, die hervorragende Bemalbarkeit, hohe Steifigkeit und Schlagfestigkeit zusammen
mit hoher Ausform-Fließfähigkeit aufweist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben mannigfache Untersuchungen im Hinblick auf die Verwendung sowohl anorganischer
Füllstoffe als auch Schlagfestigkeits-Verbesserer wie einem Üthylen-Propylen-Copolymergummi (hier
im folgenden als "EPM" abgekürzt) oder EPM und Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymergummi
(hier im folgenden als "EPDM" abgekürzt) in Kombination durchgeführt, um die
Steifigkeit von Polypropylenharz zu erhöhen und gleichzeitig seine Bemalbarkeit und Schlagfestigkeit zu verbessern.
Routinemäßig angewendete anorganische Füllstoffe mit Teilchengrößen von 5 bis 150 um erniedrigten jedoch
die Schlagfestigkeit von Polypropylenharz, wenn ihr Anteil erhöht wurde, was ähnlich den Ergebnissen ist, die
in den oben angegebenen Veröffentlichungen berichtet wurden, und deshalb konnte nicht gleichzeitig die Steifigkeit
und die Schlagfestigkeit verbessert werden.
Im Hinblick auf die Lösung der beschriebenen Aufgabe der Erfindung haben die Erfinder ihre Untersuchungen ausgedehnt.
Als Folge davon haben sie überraschenderweise gefunden, daß die Bemalbarkeit, die Steifigkeit und die
Schlagfestigkeit von Polypropylenharz merklich verbessert
werden kann und daß seine.Anwendbarkeit für Formzwecke
auch verbessert werden kann, wenn ein spezifisches kristallines Äthylen-Propylen-Blockcopolymer, EPM und EPDM
und auch ein anorganisches Füllmittel mit einer spezifischen Teilchengröße in spezifischen Anteilen inkorporiert
werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird deshalb eine Harzzusammensetzung
auf Polypropylenbasis geschaffen, die folgendes umfaßt:
(a) 80 bis 60 Gew.~% eines kristallinen Äthylen-Propylen-Blockcopolymeren
mit einem A* thy lengehalt von 11 bis 30 Gew.-%, Polypropyleneinheiten, die in siedendem n-Heptan
unlöslich sind, von 75 Gew.-% oder mehr, einer Grundviskosität von 1,2 bis 2,0, gemessen als eine Tetralinlösung
(135°C) und einem Schmelzindex (Schmelzfließindex) von
8 oder höher;
(b) 5 bis 35 Gew.-% eines Äthylen-Propylen-Copolymergummis
mit einem Propylengehalt von 20 bis 50 Gew.-%
und einer Mooney-Viskosität (ML1+4, 100°C) von 20 bis
100;
/"*■ (c) 5 bis 35 Gew.-% eines Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
mit einem Propylengehalt von 20 bis 50 Gew.-% und einer Mooney-Viskosität (ML1+4, 100°C) von 20 bis 110,
wobei das Dien Athylidennorbomen, Dicyclopentadien oder
1,4-Hexadien ist, und
(d) 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Gewicht der obigen Harzkomponenten (a), (b) und (c), eines anorganischen
Füllmittels mit einer Teilchengröße von 3 um oder kleiner.
Das kristalline Äthylen-Propylen-Blockcopolymer, das bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung brauchbar
'ist, besitzt einen Ä* thy lengehalt von 11 bis 30 Gew.-%,
Polypropyleneinheiten, die in siedendem n-Heptan unlöslich sind, von 75 Gew.-% oder mehr/ wobei ein Bereich von
75 bis nahezu 100 bevorzugt wird, einer Grundviskosität von 1,20 bis 2,0, gemessen als eine Tetralinlösung (135°C),
und einem Schmelzindex von 8 oder höher, wobei 8 bis bevorzugt wird. Wenn der oben angegebene Äthylengehalt
kleiner sein sollte als 11 Gew.-%, wird die Bemalbarkeit,
insbesondere die Anfangshaftung eines entstehenden Formlings verhindert. Andererseits werden Xthylengehalte,
die größer als 30 Gew.-% sind, den Modul der Biegeelasti-
2 zität eines entstehenden Formlings kleiner als 9000 kg/cm
machen. Wenn die Polypropyleneinheiten, die in siedendem h-Heptan unlöslich sind, weniger als 75 Gew.-% betragen
sollten, wird der entstehende Formling einen Modul der
2 Biegeelastizität besitzen, der kleiner als 9000 kg/cm ist. Jegliche GrundViskositäten, die kleiner als 1,20
sind, gemessen als Tetralinlösung (135°C), werden dazu führen, daß die Izod-Schlagfestigkeit des entstehenden
Formlings kleiner als 10 kg·cm/cm bei -40°C wird. Andererseits
werden alle Grundviskositäten, die größer als 2,0 sind, zu Polypropylenzusammensetzungen führen, die
jeweils einen Schmelzindex besitzen, der kleiner als 6 g/10 min ist. Wenn der genannte Schmelzindex kleiner
als 8 sein sollte, wird der Schmelzindex der entstehenden Polypropylenzusammensetzung kleiner als 6 g/10 min
sein. Wenn irgendeine der vorstehend beschriebenen Eigenschaften außerhalb ihres jeweils auch oben angegebenen
Bereiches liegt, werden die Steifigkeit, die Schlagfestigkeit und die Ausform-Fließfähigkeit einer entstehenden
Polypropylenzusammensetzung zu niedrig.
Das bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung brauchbare EPM ist begrenzt auf ein solches mit einem
Propylengehalt von 20 bis 50 Gew.-% und einer Mooney-Viskosität
(ML1+4, 1OO°C) von 20 bis 100. In ähnlicher
Weise ist EPDM auch begrenzt auf solch eines mit einem Propylengehalt von 20 bis 50 Gew.-% und einer Mooney-Viskosität
(ML1+4, 100°C) von 20 bis 110 und das eines
der Verbindungen Äthylidennorbornen, Dicyclopentadien oder 1,4-Hexadien als dritte Komponente enthält, d.h.
als Dien. Diese Beschränkungen sind wesentlich für die vorliegende Erfindung, weil niedrigere Glasumwandlungstemperaturen
( hier im folgenden als "T " abgekürzt) von EPM und EPDM wirksam für die Verbesserung der Schlag-
<f\ festigkeit von Harzen auf Polypropylenbasis sind, und
es gibt bestimmte optimale Bereiche unter Berücksichtigung der Molekulargewichte von EPM und EPDM, die verwendet
werden sollen.
Es ist bekannt, daß T jeweils von EPM und EPDM das Minimum in einem Gebiet erreicht, in dem die Propylenkonzentration
von 15 Mol.-% bis 40 Mol.-% reicht. Der angegebene Konzentrationsbereich von Propylen ist äquivalent
einem Propylengehalt im Bereich von 20 bis 50 Gew,-%. Wenn Gummi in ein Harz inkorporiert wird, um
dessen Schlagfestigkeit zu verbessern, ist es bekannt, daß es einen optimalen Wert für die Größe von dispergierten
Gummiteilchen gibt. In ähnlicher Weise gibt es eine optimale Teilchengröße auch in einem System aus
einem Polypropylenharz und EPM und/oder EPDM. Wenn die Molekulargewichte von EPM und EPDM zu klein sein sollten,
werden die Größen ihrer dispergierten Teilchen kleiner als ihre optimalen Werte, wohingegen übermäßig große
Molekulargewichte von EPM und EPDM zu Teilchengrößen führen, die größer als ihre jeweiligen optimalen Werte
sind. Demzufolge werden die beiden oben angegebenen Molekulargewichte bevorzugt. Die Molekulargewichte von
EPM und EPDM, die die optimalen Werte für die dispergierten Teilchengrößen liefern können, sind 20 bis 100
. AO-
4, -
für EPM und 20 bis 110 für EPDM, definiert in Werten
der Mooney-Viskositat (ML1+4, 100°C) , die mit dem
Molekulargewicht zusammenhängt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, granuläres
EPM und EPDM zu verwenden, da sie in dieser Form das Mischen erleichtern. Als Beispiel für granuläres
EPM können Toughmer P0180, Toughmer PO28O,
Toughmer PO48O und Toughmer P-680 (Handelsnamen; Produkte
von Mitsui Petrochemicals Industries, Ltd.) und EP02P und EP07P (Handelsnamen; Produkte von Japan E.P.
Rubber Co. , Ltd.) erwähnt werden.
Es ist möglich, bei der vorliegenden Erfindung gleichzeitig die Bemalbarkeit/ die Schlagfestigkeit und die
Ausform-Fließfähigkeit zu verbessern, indem EPM und EPDM in Kombination verwendet werden. Die Anteile von
EPM und EPDM sollten jeweils innerhalb des Bereiches von 5 bis 35 Gew.-% liegen, und ihr gesamter Anteil
kann üblicherweise von 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% reichen. Wenn der gesamte Anteil von EPM und EPDM kleiner als
20 Gew.-% sein sollte, können sie nicht ihre die Schlagfestigkeit und die Bemalbarkeit verbessernden Wirkungen
bis zu merklichem Ausmaß hervorbringen, und die -40°C Izod-Festigkeit des entstehenden Formlings wird kleiner
als 10 kg · cm/cm sein. Deshalb wird es nicht bevorzugt, EPM und EPDM in solch einem kleinen Gesamtanteil zu verwenden
.
Andererseits werden alle Gesamtanteile von EPM und EPDM, die 40 Gew.-% überschreiten, die Ausform-Fließfähigkeit
und die Steifigkeit der entstehenden Polypropylenzusammensetzungen
senken und werden aus diesem Grunde nicht bevorzugt. Weiterhin kann EPM keine merkliche Verbesserung
für die Bemalbarkeit liefern/ wenn es in einem Anteil inkorporiert wird, der kleiner als 5 Gew.-% ist. Wenn
1 Λ tf Λ -It»
EPDM in einem Anteil hinzugegeben werden sollte, der kleiner als 5 Gew,-% ist, wird seine die Schlagfestigkeit
verbessernde Wirkung klein sein, und die -40°c Izod-Schlagfestigkeit eines entstehenden Formlings wird
niedriger als 10 kg · cm/cm sein. Demzufolge ist es nicht zu bevorzugen , EPM und EPDM in solchen niedrigen
Anteilen zu verwenden.
Der anorganische Füllstoff, der bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung verwendet wird, ist ein
anorganisches und pulverförmiges Füllmittel, das für die Verwendung in Harzen geeignet ist. Als Beispiele für anorganische
Füllmittel können erwähnt werden Kalziumoxid, Magnesiumoxid, Kalziumhydroxid, Magnesiumhydroxid,
Aluminiumhydroxid, Kaliumcarbonat, Magnesiumcarbonat, basisches Magnesiumcarbonat, Kalziumsilikat, Magnesiumsilikat,
Kalziumsulfat, Bariumsulfat, Kalziumsulfit, Talkum, Tonerde, Glas, Dolomit, Pirssonit usw., wobei
Kaliumcarbonat, Bariumsulfat, Kalziumsilikat und Talkum
insbesondere bevorzugt werden.
Es ist wesentlich, daß die Teilchengröße des anorganischen Füllmittels, das bei dieser Erfindung verwendet
<n wird, 3 um oder kleiner ist. Eine Teilchengröße von 2 pm
oder weniger wird insbesondere bevorzugt. Wenn ein anorganisches Füllmittel mit einer Teilchengröße, die
größer als 3 ym ist, verwendet werden sollte, wird die
Schlagfestigkeit der entstehenden Polypropylenharzzusammensetzung
schlecht.
Hierbei wird angenommen, daß die Teilchengröße eines derartigen anorganischen Füllmittels so ist, wie sie
durch ein üblicherweise auf dem Fachgebiet verwendetes Verfahren definiert ist. Es gibt verschiedene Definitionen
für Teilchengrößen, einschließlich die Teilchen-
• ta-
größe nach Green oder Feret, die Teilchengröße nach Goebelein, die Teilchengröße nach Nussenstein und die
Teilchengröße nach Stokes. Teilchengrößen können nach einer Vielzahl von Meßmethoden gemessen werden, wie
sie in dem "Chemical Industry Handbook" angegeben sind. Der Ausdruck "Teilchengröße", wie er hier verwendet
wird, bezeichnet die Nussenstein'sehe Teilchengröße,
die durch das Photo-Extinktionsverfahren bestimmt wird. Die Messung von Teilchengrößen kann durchgeführt werden,
indem beispielsweise ein Photo-Extinktions-Teilchengrößeverteilungs-Analysator
Modell SKC 2000 (hergestellt von Seishin Kigyo Company) verwendet wird. Als eine Teilchengröße kann die Teilchengröße verwendet
werden, die 50 % einer kumulierten Teilchengrößeverteilung entspricht (im allgemeinen "D50" genannt).
Nebenbei bemerkt, die Mehrzahl der anorganischen Füll- · mittel, die im allgemeinen auf dem Markt erhältlich
sind, besitzen Teilchengrößen im Bereich von 5 pm bis
150 μΐη. Im Unterschied zu derartigen herkömmlichen anorganischen
Füllmitteln muß bei der vorliegenden Erfindung ein anorganisches Füllmittel verwendet werden,
dessen Teilchengröße auf 3 um oder weniger verringert worden ist, indem eine spezielle Maschine zum Superfein
-Mahlen, z.B. JET-O-MIZER Modell 0202, verwendet wird.
Der Anteil des anorganischen Füllstoffes mit einer Teilchengröße von 3 um oder weniger, der bei der vorliegenden
Erfindung hinzugegeben werden muß, sollte im Bereich von 2 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegen, bezogen auf die
Harzkomponenten aus dem kristallinen Äthylen-Propylen-Blockcopolymeren,
EPM und EPDM. Jegliche Anteile, die kleiner als 2 Gew.-% sind, sind zu gering, um die die
Steifigkeit verbessernde Wirkung des Füllstoffes bis zu einem merklichen Ausmaß zu erzeugen. Deshalb ist es
nicht zu bevorzugen, den Füllstoff in so kleinen Antei-
- Vi -
len zu verwenden. Steifigkeit und Schlagfestigkeit können
beide verbessert werden, wenn der Anteil eines anorganischen Füllmittels bis zu etwa 15 Gewichtsteilen
gesteigert wird. Es wird jedoch die Bemalbarkeit verringert und vorheriges Trocknen des Harzes ist beim
Ausformen desselben unerläßlich, wenn der anorganische Füllstoff in solch einem hohen Anteil inkorporiert
wird. Deshalb ist es notwendig, die obere Grenze des Anteils auf ein viel niedrigeres Niveau festzusetzen.
Wenn nämlich ein anorganisches Füllmittel in einem Anteil, der 5 Gew.-% übersteigt, hinzugegeben werden
sollte, wird es notwendig sein, die entstehende Harzzusammensetzung einer Vortrocknung zu unterwerfen, weil
sonst das Harz bewirkt, daß auf der Oberfläche eines Formlings Silberstreifen erscheinen, was auf die Hygroskopizität
des anorganischen Füllmittels zurückzuführen ist. Wenn das anorganische Füllmittel im Überschuß
über 5 Gew.-% hinzugegeben werden sollte, wird die Anfangshaftung bei der Bemalbarkeit verbessert,
aber die Beständigkeit einer entstehenden Harzzusammensetzung gegen warmes Wasser und Feuchtigkeit wird andererseits
verringert, weil das anorganische Füllmittel, das in der Harzzusammensetzung verteilt ist, Feuchtigkeit
absorbieren kann, und sich so Quellungen oder Blähungen zwischen der Harzschicht und der Überzugsschicht entwickeln können. Deshalb wird es nicht bevorzugt,
das anorganische Füllmittel in solch einem hohen Anteil zu verwenden.
Das Mischen der einzelnen Bestandteile, die in der Polypropylenzusainmensetzung gemäß der Erfindung verwendet
werden, kann durchgeführt werden, indem irgendeine üblicherweise auf dem Gebiet verwendete Vorrichtung,
z.B. ein Einschneckenextruder oder ein Doppelschneckenextruder wie FCM, GIM oder dergleichen, verwendet wird.
4 (μ
Wenn die obige Zusammensetzung hergestellt wird, ist
es möglich, ein oder mehrere Antioxidantien, Absorptionsmittel für ultraviolette Strahlen, Mittel, die
Metallverschlechterung verhindern, Schmiermittel, Antistatikmittel, Entschäumungsmittel und/oder dergleichen
zu inkorporieren, die routinemäßig in Polypropylenharzen verwendet werden.
Die Harzzusammensetzung auf Polypropylenbasis gemäß dieser Erfindung besitzt sowohl hohe Steifigkeit,
Schlagfestigkeit und Ausform-Fließfähigkeit als auch hervorragende Bemalbarkeit (d.h. Anfangshaftung, Warmwasserbeständigkeit
und Feuchtigkeitsbeständigkeit). Die Harzzusammensetzung auf Polypropylenbasis besitzt
einen Modul der Biegeelastizität von 9000 kg/cm oder höher, eine -40°C Izod-Schlagfestigkeit von 10 kg . cm/cm
und einen Schmelzindex von 6 g/10 min. Sie zeigt hervorragende Beständigkeit und Leistungsfähigkeit in
einem Anfangshafttest und Warmwasserbeständigkeitstest, die die Bemalbarkeit betreffen und später noch in dieser
Beschreibung beschrieben werden. Demzufolge kann die Harzzusammensetzung für die Herstellung von Stoßdämpfern
für Automobile, Stoßdämpferrändern oder -enden, Stoßschutzrandbeschlägen, MotorradSchutzblechenoder
-Stoßfängern usw. verwendet werden. Sie kann durch verschiedenartige Ausformverfahren ausgeformt werden, wie
beispielsweise durch das Spritzgußverfahren, Extrusionspreßverfahren
und das Kompressions-Verdrängungsverfahren oder Formpressen.
Die Erfindung wird nachfolgend spezieller in den folgenden Beispielen beschrieben, in denen der Schmelzindex,
der Modul der Biegeelastizität und die Izod-Schlagfestigkeit jeweils nach den entsprechenden Verfahren ASTM D-1238,
ASTM D-790 und ASTM D 256 gemessen wurden.
Gemischt wurden 65 Gewichtsteile eines kristallinen Äthylen-Propylen-Blockcopolymeren (hier im folgenden
als "PP-A" abgekürzt) mit einem Äthylengehalt von 26,0 Gew.-%, mit Polypropyleneinheiten, die in siedendem
n-Heptan unlöslich sind, von 80,6 Gew.-%, mit der Grundviskosität von 1,7, gemessen als eine Tetralinlösung
(135°C) und dem Schmelzindex von 20; 25 Gewichtsteile Toughmer PO28O (Handelsname; ein EPM, das von Mitsui
Petrochemical Industries, Ltd. hergestellt wird) mit der Mooney-Viskosität (ML1.-, 100 C) von 21; und 10 Gewichtsteile
EP57P (Handelsname; ein EPDM, das von Japan E.P. Rubber Co., Ltd. hergestellt wird) mit einem Propylengehalt
von 28 Gewichtsteilen und mit der Mooney-Viskosität (ML1+4, 100°C) von 85 und das Ä'thylidennorbonen
als die dritte Komponente enthielt; und Talkum mit der Teilchengröße von 1,8 um als einem anorganischen
Füllmittel, und zwar in Anteilen, die jeweils in Tabelle 1 angegeben sind. Die Bestandteile wurden in
einem Hensehe1-Mischer gemischt und dann durch einen
Extruder zu Pellets ausgeformt. Die so erhaltenen Pellets wurden mittels einer Spritzgußmaschine zu Proben
ausgeformt, und ihr Modul der Biegeelastizität und ihre Izod-Schlagfestigkeit wurden gemessen. Andererseits
wurde ihre Bemalbarkeit nach dem folgenden Verfahren bewertet. Und zwar wurde eine Grundierungsanstrichfarbe
vom Zwei-Flüssigkeitstyp aus Acrylkomponente" und
chloriertem Polypropylen-System über jede der Proben, die unter Verwendung der Spritzgußmaschine erhalten worden
waren, bis zu der Filmdicke von 10 pn aufgebracht. Danach wurde eine Deckschicht-Anstrichfarbe vom Zwei-FlüssigkeitStyp
von dem Acrylkomponenten-Ureifen-System
auf die grundierte Probe bis zu der Dicke von 25 pm aufgebracht. Nach dem Trocknen der so grundierten und mit
Deckschicht versehenen Probe bei 90°C und über 30 Minuten
•Ab-
- A -
wurde sie bei Raumtemperatur 24 Stunden lang stehen gelassen, wodurch eine Probe erhalten wurde, die für
einen Bemalbarkeitstest brauchbar war. unter Verwendung
eines Schneidgerätes wurde ein Gittermuster mit 100 1 mm großen Quadraten durch die Beschichtung der
Probe geschnitten. Nachdem ein Klebband über den kreuzweise eingeschnittenen Bereich aufgebracht worden war,
wurde es schnell abgezogen. Das Verhältnis der auf der Beschichtung verbliebenen Quadrate wurde in Werten des
Prozentsatzes bestimmt, auf welcher Basis die Anfangshaftung bewertet wurde. Es sei nebenbei bemerkt, daß
Proben, die in dem Bemalbarkeitstest brauchbar waren, 240 Stunden in warmes Wasser von 40°C eingetaucht wurden,
und ihre Warmwasserbeständigkeit wurde dann bewertet,
indem der Zustand der Oberflächen der Beschichtungen beobachtet wurde und sie dem Abziehtest auf dem
Gittermuster unterworfen wurden.
/oben
Weiterhin wurden die beschriebenen Pellets, nachdem sie 1 Woche lang in einer Atmosphäre aus 30°C und 90 % relativer Feuchtigkeit stehen gelassen worden waren, zu Platten von 160 mm Länge, 80 mm Breite und 2 mm Dicke mittels einer Spritzgußmaschine ausgeformt. Die Oberflächen der entstandenen Formlinge wurden beobachtet. Der Schmelzindex der so erhaltenen Polypropylenharze, der Modul der Biegeelastizität und die Izod-Schlagfestigkeit, die auf den Proben gemessen wurden, die Bewertungsergebnisse der Bemalbarkeit der Proben und die Oberflächenbedingungen der Formlinge sind alle in Tabelle 1 angegeben.
Weiterhin wurden die beschriebenen Pellets, nachdem sie 1 Woche lang in einer Atmosphäre aus 30°C und 90 % relativer Feuchtigkeit stehen gelassen worden waren, zu Platten von 160 mm Länge, 80 mm Breite und 2 mm Dicke mittels einer Spritzgußmaschine ausgeformt. Die Oberflächen der entstandenen Formlinge wurden beobachtet. Der Schmelzindex der so erhaltenen Polypropylenharze, der Modul der Biegeelastizität und die Izod-Schlagfestigkeit, die auf den Proben gemessen wurden, die Bewertungsergebnisse der Bemalbarkeit der Proben und die Oberflächenbedingungen der Formlinge sind alle in Tabelle 1 angegeben.
Beispiele 2 bis 3
Die Verfahren von Beispiel 1 wurden mit der Ausnahme wiederholt, daß ein kristallines A'thylen-Propylen-Co-
■A
polymer (hier im folgenden abgekürzt als 11PP-B11 bezeichnet)
mit einem Äthylengehalt von 16,1 Gew.-%, mit Polypropyleneinheiten, die in siedendem n-Heptan
■unlöslich sind, von 86,4 Gew.-%, mit der Grundviskosität
von 1,4, gemessen als eine Tetralinlösung (135°C) und dem Schmelzindex von 47 oder ein kristallines
Äthylen-Propylen-Copolymer (hier im folgenden abgekürzt
als "PP-C" bezeichnet) mit einem Äthylengehalt von 11,6 GeWr-%, Polypropyleneinheiten, die in siedendem
n-Heptan unlöslich sind, von 77,1 Gew.-%, der Grundviskosität
von 1,3, gemessen als eine Tetralinlösung (135 C), und dem Schmelzindex von 70 anstelle von PP-A
verwendet wurde. Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiele 1 bis 2
Es wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 gearbeitet mit der Ausnahme, daß anstelle von PP-A ein kristallines
Äthylen-Propylen-Blockcopolymer (hier im folgenden abgekürzt als "PP-D" bezeichnet) mit einem A" thy lengehalt
von 6,8 Gew.-%, Polypropyleneinheiten, die in siedendem n-Heptan unlöslich sind, von 93,8 Gew.-%, der
Grundviskosität von 2,1, gemessen als eine Tetralinlösung (135°C), und dem Schmelzindex von 4 oder ein kristallines
Äthylen-Propylen-Blockcopolymer (hier im folgenden abgekürzt als 11PP-E" bezeichnet) mit einem
Äthylengehalt von 5,6 Gew,-%, Polypropyleneinheiten, die in siedendem n-Heptan unlöslich sind, von 94,0 Gew.-%,
der Grundviskosität von 1,9, gemessen als eine Tetralinlösung (135°C), und dem Schmelzindex von 8 verwendet
wurde. Testergebnisse sind auch in Tabelle 1 angegeben.
PP-A | Vi ηΗοΊ +· | 1 | Beispiel | 3 | 65 | Vergl | .Beispiel | |
PP-B | Ij JLilZltzX T- | 65 | 2 | 1 | 2 | |||
PP-C | Gew.Teile | |||||||
PP-D | Gew.Teile | 65 | 25 | |||||
PP-E | Gew.Teile | 10 | ||||||
EPM EPO2P | Gew.Teile | 5 | 65 | |||||
I | EPDM EP57P | Gew.Teile | 25 | 65 | ||||
,etz1 | Talkum (Teilchen größe: 1,8 um) |
Gew.Teile | 10 | 25 | 25 | 25 | ||
IO 0) |
Gew.Teile | 5 | 10 | 10 | 10 | |||
Zusamr | Gew.Teile | 5 | 5 | 5 | ||||
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Einheit
Vergl.Beisp,
Schmelzindex Modul der Biegeelastizität
Izod-Schlagfestigkeit (-400C)
Bemalbarkeit:
Anfangshaftung Warmwasserbeständigkeit
Aussehen des Formlings
g/10 min | 9,7 | 18,2 | 20,3 | 2,8 | 4,5 |
kg/cm | 9800 | 11700 | 10900 | 9400 | 10200 |
kg»cm/cm | 14,7 | 12,5 | 11,0 | 12,1 | 11,8 |
% | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
kein kein kein kein kein Fehler Fehler Fehler Fehler Fehler
Anmerkung:
0 : Auf der Oberfläche von Formungen wurden keine Veränderungen beobachtet,
und es wurden keine Beschichtungen in dem Abziehtest auf dem gitterartig geritzten Muster abgezogen.
und es wurden keine Beschichtungen in dem Abziehtest auf dem gitterartig geritzten Muster abgezogen.
Beispiele 4 bis 9
Gemischt wurden 65 Gewichtsteile eines kristallinen Äthylen-Propylen-Blockcopolymeren (hier im folgenden
abgekürzt als "PP-F" bezeichnet) mit einem Xthylengehalt
von 12,0 Gew.-%, Polypropyleneinheiten, die in siedendem n-Heptan unlöslich sind, von 88,0 Gew.-%,
der Grundviskosität von 1,5, gemessen als eine Tetralinlösung (135°C), und dem Schmelzindex von 20; 25 Gewichtsteile
des oben beschriebenen Toughmer PO28O als einem EPM; 10 Gewichtsteile des oben beschriebenen
EP57P als einem EPDM und als anorganische Füllstoffe Talkum mit der Teilchengröße von 1,8 um, Bariumsulfat
mit der Teilchengröße von 1,2 um, Kaliumcarbonat mit
der Teilchengröße von 1,9 um und Kalziumsilikat mit der Teilchengröße von 1,0 pm in Anteilen, die jeweils in
Tabelle 2 angegeben sind. Es wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 Tests durchgeführt. Die Testergebnisse
sind in Tabelle 2 angegeben.
Vergleichsbeispiel 3
Es wurde ein Test auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 mit der Ausnahme durchgeführt, daß das anorganische
Füllmittel nicht hinzugegeben wurde. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Vergleichsbeispiele 4 bis 7
Es wurden die Verfahren von Beispiel 4 mit der Ausnahme wiederholt, daß der Anteil des Talkums mit der Teilchengröße
von 1,8 um auf 1, 7, 15 bzw. 20 Gewichtsteile jeweils
variiert wurde. Die Testergebnisse sind auch in Tabelle 2 zusammengestellt.
Es wurden Tests auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 mit der Ausnahme durchgeführt, daß anstelle des Talkums
mit der Teilchengröße von 1,8 um Talkum mit der Teilchengröße von 3,3 um, Talkum mit der Teilchengröße von 5,5 um
beziehungsweise Talkum mit der Teilchengröße von 7,2 um in den jeweiligen Anteilen, die in Tabelle 2 angegeben
sind, mit eingemischt wurden. Testergebnisse sind auch in Tabelle 2 angegeben.
- 26 -
Einheit
4 .5.6
PP-F
EPM EP02P
EPDM EP57P
Gew | .Teile | 65 | 65 | 65 |
Gew | .Teile | 25 | 25 | 25 |
Gew | ,Teile | 10 | 10 | 10 |
Talkum (Teilchengröße: 1/8 um)Gew.Teile
Talkum (Teilchengröße: 3,3 um)Gew.Teile
Talkum (Teilchengröße: 5,5 um)Gew.Teile
Talkum (Teilchengröße: 7,2 pm)Gew.Teile
BaSO4(Teilchengröße: 1,2 um) Gew.Teile
CaCO3 (Teilchengröße: 1,9 um) Gew.Teile
Kalziumsilikat (TGr.: 1,0 um) Gew.Teile
Schmelzindex g/10 min 9,2 8,9 8,4
Modul d.Biegeelastizität kg/cm2 9100 9300 9600
Izod-Schlagfestigkeit (-400C) kg·cm/cm 11,7 12,1 13,1
Bemalbarkeit:
Anfangshaftung
Warmwasserbeständigkeit
Warmwasserbeständigkeit
100 100 100 0 0 0
Aussehen des Formlings
kein Fehler
Anmerkung: Zeichenerklärungen siehe Seite
331961
Λ3
.Tabelle. .2 . .CF.or.ts.e.t.z.ung)
. 7 . | Beispiele . .8 9. : |
65 | • 3 · | . 4 . | Vergleichsbeispiele . 5 . . .6 . 7. .8 |
65 | 65 | 65 | 9 | 10 |
65 | 65 | 25 | 65 | 65 | 65 | 25 | 25 | 25 | 65 | 65 |
25 | 25 | 10 | 25 | 25 | 25 | 10 | 10 | 10 | 25 | 25 |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
15 20
8,3 8,5 8,7 10,3 9,7 8,1 7,5 7,3 8,4 8,7 8,1
8900 9100'101OO 8500 8600 10000 12400 13300 9500 10000 9800 16,8 15,3 12,5 10,6 10,4 13,8 17,0 14,8 7,0 6,5 6,3
100 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 Δ X
100 100 100 100
X 0 0 0
kein Fehler
alänzende
Fehler
Fehler
kein Fehler
Anmerkung:
+) O : Es wurden keine Veränderungen auf den Oberflächen
von Formungen beobachtet, und es wurden keine Beschichtungen in dem Abziehtest auf dem gitterartig
geritzten Muster abgezogen.
X : Auf den Oberflächen von Formungen wurden Quellungen
oder Aufblähungen beobachtet, und es wurden Beschichtungen in dem Abziehtest auf dem gitterartig
geritzten Muster abgezogen.
Δ : Auf den Oberflächen von Formungen wurden Quellungen
oder Aufblähungen beobachtet, aber es wurden keine Beschichtungen in dem Abziehtest auf
dem gitterartig eingeritzten Muster abgezogen.
Beispiel 10 und Vergleichsbeispiele 11 bis 15
Die Verfahren von Beispiel 4 wurden mit der Ausnahme wiederholt, daß PP-F, Toughmer PO28O (bereits vorstehend genannt)
, EP57P (bereits vorstehend genannt) und Kaliumcarbonat mit der Teilchengröße von 1,9 pm in den jeweils
für sie in Tabelle 3 angegebenen Anteilen entsprechend als kristallines Äthylen -Propylen-Blockcopolymer, EPM,
EPDM und Füllmittel gemischt wurden. Testergebnisse sind auch in Tabelle 3 angegeben.
+) | PP-F | Einheit | Beisp. 1O |
0, X : Definiert wie in Tabelle 2 | 11 | Veraleichsbeispiel | 13 | 14 | 15 | I | (Tl * |
3 » δ -α δ Λ 0 |
|
EPM PO28O | Gew.Teile | 75 | 75 | 12 | 65 | 50 | 50 | ο cc ο * * S ; j. » < » 4 |
|||||
tzg. | EPDM EP57P | Gew.TelIe | 5 | 65 | 50 | :' \ | |||||||
φ ω ß |
CaCO3 (Tellch.Gr.:1,9 pn) | Gew.Teile | 20 | 25 | 35 | 35 | 50 | ||||||
φ | Schmelzindex | Gew. Teile | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | co | |||||
U) | Modul der Biegeelastizität Izod-Schlagfestigkeit(-400C) Bemalbarkeit: |
g/10 min | 7,0 | 6,5 | 5 | 3,9 | 8,3 | 1,8 | CD | ||||
Anfangshaftung | ο kg/cm kg«cm/cm |
97OO 12,3 |
96OO 12,5 |
11,2 | 8400 14,6 |
5100 nicht gebro chen |
49OO nicht gebrochei |
. .... Ii | |||||
ergebnisse | Warmwasserbeständigkeit | % | 100 | 70 | 8200 7,4 |
80 | 100 | 90 | |||||
Cn | Aussehen des Formlings | 0 | X | 100 | X | 0 | X | ||||||
kein Fehler |
kein Fehler |
0 | kein Fehler |
kein Fehler |
kein Fehler |
||||||||
B ewe ι | kein Fehler |
||||||||||||
Claims (5)
1.
Harzzusammensetzung auf Polypropylenbasis,
die folgendes umfaßt:
die folgendes umfaßt:
(a) 80 bis 60 Gew.-% eines kristallinen Ä'thylen-Propylen-Blockeopolymeren
mit einem Äthylengehalt von 11 bis 30 Gew.-%, mit Polypropyleneinheiten,
die in siedendem n-Heptan unlöslich sind, von 75 Gew.-% oder mehr, einer
Grundviskosität von 1,2 bis 2,0, gemessen als eine Tetralinlösung (135°C) und einem Schmelzindex von 8 oder höher,
Grundviskosität von 1,2 bis 2,0, gemessen als eine Tetralinlösung (135°C) und einem Schmelzindex von 8 oder höher,
(b) 5 bis 35 Gew.-% eines Äthylen-Propylen-Copolymergummis
mit einem Propylengehalt von
20 bis 50 Gew„-% und einer Mooney-Viskosität
(ML1+4, 10O0C) von 20 bis 100;
20 bis 50 Gew„-% und einer Mooney-Viskosität
(ML1+4, 10O0C) von 20 bis 100;
(c) 5 bis 35 Gew.-% eines Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
mit einem Propylengehalt
von 20 bis 50 Gew.~% und einer Mooney-Viskosi·
von 20 bis 50 Gew.~% und einer Mooney-Viskosi·
. f fr ο W * w tr· * ■* ' «
. 3·
tat (ML1+4# 1000C)von 20 bis 110, wobei dieses
Dien Äthylidennorbornen, Dicyclopentadien oder
1,4-Hexadien ist, und
(d) 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der vorstehenden Harzbestandteile (a)/
(b) und (c)/ eines anorganischen Füllmittels mit einer Teilchengröße von 3 pm oder weniger.
2. Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet/ daß die Summe des Äthylen-Propylen-Copolymergummis
und des Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren
20 bis 40 Gew.-% des gesamten Gewichtes der Harzbestandteile (a), (b) und (c) beträgt.
3. Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilchengröße des anorganischen Füllmittels 2 pm oder kleiner ist.
4. Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
daß das anorganische Füllmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Kalzium- und
Magnesiumoxiden, -hydroxiden, -carbonaten und -Silikaten; Kalzium- und Bariumsulfaten;
Aluminiumhydroxid; basischem Magnesiumcarbonat; Kalziumsulfit; Talkum; Tonerde; Dolomit;
Pirssonit und Glas.
5. Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Füllmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kalziumcarbonat, Bariumsulfat,
Kalziumsilikat und Talkum besteht.
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