DE60105774T2 - Thermoplastisches elastomer mit schäumungs- und physikalischen eigenschaften - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf thermoplastische Elastomermaterialien (TPE-Materialien). Thermoplastische Elastomere sind weitläufig als kautschukartige Materialien definiert, die im Unterschied zu herkömmlichen vulkanisierten Kautschuken wie thermoplastische Materialien verarbeitet und recycelt werden können, doch bei Arbeitstemperaturen ähnliche Eigenschaften und eine ähnliche Leistungsfähigkeit haben wie vulkanisierter Kautschuk. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf thermoplastische Vulkanisate (TPV), bei denen es sich um thermoplastische Elastomere mit einer vernetzten kautschukartigen Phase handelt, die durch das Verfahren der dynamischen Vulkanisation hergestellt werden. Die thermoplastischen Vulkanisate der Erfindung sind geschäumte Materialien, die durch physikalische oder chemische Treibmittel hergestellt werden, wobei die Verarbeitungsmerkmale und die Schaumstoffeigenschaften durch den Einschluss eines von Polytetrafluorethylen abgeleiteten Modifikators verstärkt werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf geschäumte Artikel, die durch das Verfahren der Erfindung erhältlich sind.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Es gibt eine beträchtliche Aktivität in Bezug auf die Entwicklung von thermoplastischen Vulkanisatzusammensetzungen, insbesondere solche auf der Basis von thermoplastischen Polyolefinharzen, die gute Schäumungseigenschaften haben, und in Bezug auf Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen mit verbesserten Eigenschaften. US-A-5,070,111 offenbart ein Verfahren zum Schäumen von thermoplastischen Elastomerzusammensetzungen unter Verwendung von Wasser als einzigem Schäumungsmittel. US-A-5,607,629 und 5,788,889 beschreiben Verfahren zur Herstellung von geschäumten Profilen aus thermoplastischem Elastomer durch Extrusion mit einem Wasser-Treibmittel. US-A-5,824,400 offenbart geschäumte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzungen, in die styrolische Elastomere eingebaut sind.
  • EP-A-0 860 465 lehrt ein Verfahren zum Schäumen von thermoplastischen Elastomeren unter Verwendung einer wasserhaltigen chemischen Verbindung, die bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunkts des thermoplastischen Elastomers Wasser freisetzt.
  • EP-A-0 872 516 offenbart die Verwendung von Polypropylenharzen mit spezifischen rheologischen Eigenschaften zur Verstärkung der Schäumungseigenschaften von olefinischen thermoplastischen Elastomeren.
  • JP-A-11-124478 (entspricht WO-A-99/10431) offenbart, dass Polyolefinharze, wie Polyethylen und Polypropylen, beim Schmelzen eine geringe Spannung aufweisen und dass die Zugabe eines Gemischs, das PTFE (Polytetrafluorethylen) und ein Alkylmethacrylat-Polymer umfasst, die Schmelzspannung erhöht und die Verarbeitbarkeit verbessert. Diese Literaturstelle schweigt jedoch über thermoplastische Elastomer-Zusammensetzungen.
  • Die Probleme der Bereitstellung von thermoplastischen Elastomer-Schaumstoffen, die weich sind, eine gute Oberflächenglätte, geringe Wasserabsorption, bleibende Druckverformung und Druckwiderstand haben und eine feine und gleichmäßige Zellstruktur aufweisen, sind im Stand der Technik noch nicht überwunden.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Ergebnis, dass überlegene thermo-plastische Elastomer-Schäume hergestellt werden können, indem man vor dem Schäumen ein acrylisch modifiziertes Polytetrafluorethylen in das thermoplastische Elastomer einbaut. Der Einbau dieses Additivs sorgt für ein sehr weiches Schaumprodukt mit mehreren wünschenswerten Attributen, einschließlich Verarbeitbarkeit, hohe Schmelzfestigkeit, hohe Zelldichte und -gleichmäßigkeit, glatte Oberfläche, geringe Wasserabsorption, mit bleibender Druckverformung und Druckwiderstand.
  • Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Aufschäumen eines thermoplastischen Elastomers unter Verwendung eines physikalischen oder chemischen Treibmittels, wobei vor dem Schäumen ein acrylisch modifiziertes Polytetrafluorethylen in die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eingebaut wird. Es wird ausreichend acrylisch modifiziertes Polytetrafluorethylen eingebaut, so dass die gewünschten Attribute effektiv erreicht werden können. Die Erfindung umfasst auch thermoplastische Elastomerzusammensetzungen, die das acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen enthalten, und daraus hergestellte geschäumte Artikel.
  • Die Erfindung betrifft eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die Folgendes umfasst:
    • A) ein thermoplastisches Polyolefinharz;
    • B) ein olefinisches Elastomer, das wenigstens partiell gehärtet ist;
    • C) ein acrylisch modifiziertes Polytetrafluorethylen-Polymer; und
    • D) gegebenenfalls Additive.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft den Schaumstoff mit der obigen Zusammensetzung.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schäumen einer thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung, die folgendes umfasst:
    • A) ein thermoplastisches Polyolefinharz;
    • B) ein olefinisches Elastomer, das wenigstens partiell gehärtet ist; und
    • D) gegebenenfalls Additive
    durch Einbau eines acrylisch modifizierten Polytetrafluorethylen-Polymers in die thermoplastische Elastomerzusammensetzung vor dem Aufschäumen.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen geschäumten Artikel, der unter Verwendung des obigen Verfahrens erhältlich ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Thermoplastisches Elastomer
  • Thermoplastische Harzkomponente
  • Zu den thermoplastischen Harzen, die zur Verwendung in den Zusammensetzungen der Erfindung geeignet sind, gehören thermoplastische kristalline Polyolefin-Homopolymere und -Copolymere. Sie werden wünschenswerterweise aus Monoolefin-Monomeren mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobutylen, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen, 3-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-penten, 5-Methyl-1-hexen, Gemischen davon und Copolymeren davon mit (Meth)acrylaten und/oder Vinylacetaten hergestellt. Bevorzugt sind jedoch Monomere mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei Propylen am meisten bevorzugt ist. Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck "Polypropylen" umfasst Homopolymere von Propylen sowie Reaktor- und/oder statistische Copolymere von Propylen, die 1 bis 30 Gew.-% Ethylen und/oder ein α-Olefin-Comonomer mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen enthalten können, und Gemische davon. Das Polypropylen kann verschiedene Typen von Molekülstrukturen, wie isotaktisch oder syndiotaktisch, und verschiedene Grade der Kristallinität haben, einschließlich Materialien mit einem hohen Prozentsatz an amorpher Struktur, wie die "elastischen" Polypropylene. Weitere Polyolefine, die in der Erfindung verwendet werden können, sind Polyethylene hoher und geringer Dichte, lineare Polyethylene geringer und sehr geringer Dichte sowie Copolymere von Ethylen mit (Meth)acrylaten und/oder Vinylacetaten.
  • Die oben genannten Polyolefine können unter Verwendung von herkömmlichen Ziegler/Natta-Katalysatorsystemen oder mit Katalysatorsystemen mit einfachem Zentrum hergestellt werden. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können kommerziell erhältliche Polyolefine verwendet werden.
  • Die Menge des thermoplastischen Polyolefinharzes, von der sich zeigte, dass sie geeignete thermoplastische Elastomerzusammensetzungen ergibt, beträgt im Allgemeinen 8 bis 90 Gew.-%. Vorzugsweise liegt der Gehalt an thermoplastischem Polyolefin im Bereich von 9 bis 60 Gew.-%.
  • Elastomerkomponente
  • Zu den geeigneten Kautschuken gehören unpolare, kautschukartige Copolymere von zwei oder mehr α-Monoolefinen, die vorzugsweise mit wenigstens einem Polyen, gewöhnlich einem Dien, copolymerisiert sind. Gesättigter Monoolefin-Copolymer-Kautschuk, zum Beispiel Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk (EPM), kann verwendet werden. Ungesättigter Monoolefin-Kautschuk, wie EPDM-Kautschuk ist jedoch besser geeignet. EPDM ist ein Terpolymer von Ethylen, Propylen und einem nichtkonjugierten Dien. Zu den befriedigenden nichtkonjugierten Dienen gehören 5-Ethyliden-2-norbornen (ENB), 1,4-Hexadien, 5-Methylen-2-norbornen (MNB), 1,6-Octadien, 5-Methyl-1,4-hexadien, 3,7-Dimethyl-1,6-octadien, 1,3-Cyclopentadien, 1,4-Cyclohexadien, Dicyclopentadien (DCPD) und Vinylnorbornen (VNB).
  • Butylkautschuke sind ebenfalls für die thermoplastischen Elastomerzusammensetzungen geeignet. Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck "Butylkautschuk" umfasst Copolymere eines Isoolefins und eines konjugierten Monoolefins, Terpolymere eines Isoolefins mit oder ohne konjugiertes Monoolefin, aromatische Divinylmonomere und die halogenierten Derivate solcher Copolymere und Terpolymere. Ein weiteres geeignetes Copolymer im Rahmen des Olefinkautschuks der vorliegenden Erfindung ist ein Copolymer eines C4-7-Isomonoolefins und eines para-Alkylstyrols und vorzugsweise ein halogeniertes Derivat davon. Die Menge des Halogens in dem Copolymer, vorwiegend im para-Alkylstyrol, beträgt 0,1 bis 10 Gew.-%. Ein bevorzugtes Beispiel ist das bromierte Copolymer von Isobutylen und para-Methylstyrol. Natürliche Kautschuke sind ebenfalls Olefinkautschuke, die zur Verwendung in der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung geeignet sind.
  • Die Menge des Kautschuks in dem thermoplastischen Elastomer liegt im Allgemeinen im Bereich von 92 bis 10 Gew.-%. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Olefinkautschuk im Bereich von 40 bis 91 Gew.-%.
  • Additive
  • Das thermoplastische Elastomer kann gegebenenfalls verstärkende und nichtverstärkende Füllstoffe, Weichmacher, Antioxidantien, Stabilisatoren, Kautschukprozessöle, Extenderöle, Gleitmittel, Antiblockiermittel, Antistatikmittel, Wachse, Schaumbildner, Pigmente, Flammhemmer und andere Verarbeitungshilfsmittel, die in der Technik der Kautschukcompoundierung bekannt sind, enthalten. Solche Additive können bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 65 Gew.-%, der Gesamtzusammensetzung ausmachen. Zu den Füllstoffen und Streckmitteln, die verwendet werden können, gehören herkömmliche anorganische Stoffe, wie Calciumcarbonat, Tone, Kieselsäure, Talk, Titandioxid, Ruß. Die Kautschukprozessöle sind im Allgemeinen paraffinische, naphthenische oder aromatische Öle, die aus Erdölfraktionen stammen. Die Öle werden aus denjenigen ausgewählt, die normalerweise in Verbindung mit dem speziellen Kautschuk oder der speziellen Kautschukkomponente, die in der Zusammensetzung vorliegt, verwendet werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat sich gezeigt, dass die Mitverwendung eines adsorptiven anorganischen Additivs die Geruchseigenschaften der geschäumten Produkte verbessert. Durch die Zugabe eines Additivs wie Magnesiumoxid im Bereich von 0,1 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, werden Gerüche effektiv beseitigt.
  • Verarbeitung
  • Die Kautschukkomponente des thermoplastischen Elastomers ist im Allgemeinen in Form von kleinen, d. h. mikrogroßen, Teilchen innerhalb einer kontinuierlichen thermoplastischen Harzmatrix vorhanden, obwohl je nach der Menge des Kautschuks relativ zum thermoplastischen Harz und gegebenenfalls dem Vulkanisationsgrad des Kautschuks auch eine cokontinuierliche Morphologie oder eine Phaseninversion möglich ist. Vorzugsweise ist der Kautschuk wenigstens teilweise vulkanisiert, und am meisten bevorzugt ist er voll vulkanisiert (vernetzt).
  • Die partielle oder volle Vernetzung kann erreicht werden, indem man ein geeignetes Kautschuk-Vulkanisationsmittel zu dem Gemisch des thermoplastischen Olefinpolymers und des Olefinkautschuks gibt und den Kautschuk unter Vulkanisationsbedingungen bis zu dem gewünschten Grad vulkanisiert. Vorzugsweise wird der Kautschuk durch den Vorgang der dynamischen Vulkanisation vernetzt. Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck "dynamische Vulkanisation" bedeutet einen Vulkanisations- oder Vernetzungsvorgang (Härtung), bei dem der Kautschuk unter scherenden Bedingungen bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts der Polyolefinkomponente vulkanisiert wird.
  • Der Fachmann wird sich über die geeigneten Mengen und Arten von Vulkanisationsmitteln und die Bedingungen, die erforderlich sind, um die gewünschte Vulkanisation zu erreichen, im Klaren sein. Jedes bekannte Vernetzungssystem kann verwendet werden, solange es unter den Vulkanisationsbedingungen für die Elastomerkomponente geeignet und mit der thermoplastischen Olefinpolymerkomponente der Zusammensetzung verträglich ist. Zu den Vernetzungsmitteln (Vulkanisationsmitteln) gehören Schwefel, Schwefeldonoren, Metalloxide, phenolische Harzsysteme, Maleinimide, Systeme auf Peroxidbasis, Hydrosilylierungssysteme und energiereiche Strahlung, sowohl mit als auch ohne Beschleuniger und Coreagentien.
  • Die hier verwendeten Ausdrücke "voll vulkanisiert" oder "vollständig vulkanisiert" bedeuten, dass die Olefinkautschukkomponente der Zusammensetzung bis zu einem Zustand vernetzt wurde, in dem die elastomeren Eigenschaften des vernetzten Kautschuks ähnlich denjenigen des Kautschuks in seinem herkömmlichen vulkanisierten Zustand, fernab von der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, sind. Der Grad der Vernetzung (oder Härtung) des Kautschuks kann auch anhand des Gelgehalts, der Vernetzungsdichte oder der Menge des unvernetzten Kautschuks, der mit einem Kautschuklösungsmittel extrahierbar ist, ausgedrückt werden. Alle diese Beschreibungen sind in der Technik wohlbekannt. Eine typische partiell vernetzte Zusammensetzung weist weniger als 50 bis weniger als 15 Gew.-% des mit einem Kautschuklösungsmittel extrahierbaren Elastomers auf, wobei eine voll vernetzte Zusammensetzung weniger als 5 Gew.-% und vorzugsweise weniger als 3 Gew.-% des mit einem Kautschuklösungsmittel extrahierbaren Elastomers aufweist.
  • Gewöhnlich werden 5 bis 20 Gewichtsteile des Vernetzungsmittels oder -systems pro 100 Gewichtsteile der zu vulkanisierenden Kautschukkomponente verwendet.
  • Die hier verwendeten Ausdrücke "thermoplastisches Elastomer" und "thermoplastisches Vulkanisat" beziehen sich auf Gemische aus polyolefinischem thermoplastischem Harz und vulkanisiertem (gehärtetem; vernetztem) Kautschuk (Elastomer). Solche Materialien haben die Eigenschaft der Elastizität, d. h. sie sind in der Lage, sich von großen Verformungen schnell und zwangsweise zu erholen. Ein Maß für dieses gummiartige Verhalten besteht darin, dass das Material sich innerhalb von einer Minute auf weniger als das 1,5fache seiner ursprünglichen Länge zusammenzieht, nachdem es bei Raumtemperatur auf das Doppelte seiner ursprünglichen Länge gedehnt und vor der Entspannung eine Minute lang gehalten wurde (ASTM D1566). Ein weiteres Maß findet man in ASTM D412, für die Bestimmung der bleibenden Zugverformung. Die Materialien sind auch durch eine hohe elastische Erholung gekennzeichnet, was sich auf den Anteil der Erholung nach der Verformung bezieht und als prozentuale Erholung nach der Druckverformung quantifiziert werden kann. Ein perfekt elastisches Material hat eine Erholung von 100%, während ein perfekt plastisches Material keine elastische Erholung hat. Noch ein weiteres Maß findet man in ASTM D395, für die Bestimmung der bleibenden Druckverformung.
  • Modifiziertes Polytetrafluorethylen
  • Die Zusammensetzung der Erfindung umfasst eine acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Komponente. Diese Komponente wird im Allgemeinen als Gemisch aus einem Polytetrafluorethylen und Alkyl(meth)acrylat mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen beschrieben. Ein solches Gemisch, das zur Verwendung im Verfahren der Erfindung besonders gut geeignet ist, ist als MetablenTM A-3000 von der Mitsubishi Rayon Co., Ltd., erhältlich.
  • Die Menge der modifizierten Polytetrafluorethylenkomponente in der Zusammensetzung der Erfindung liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung einschließlich der thermoplastischen Harzkomponente, der Kautschukkomponente, der Additive und der modifizierten Polytetrafluorethylenkomponente. Die bevorzugte Menge des modifizierten Polytetrafluorethylens liegt im Bereich von 0,5 bis 2 Gew.-%, wobei 1 bis 2 Gew.-% am meisten bevorzugt sind. Alternativ dazu kann die Menge des acrylisch modifizierten Polytetrafluorethylens auch als Gesamtgewicht des thermoplastischen Harzes und des modifizierten Polytetrafluorethylens ausgedrückt werden. Die in dieser Weise ausgedrückte bevorzugte Menge des modifizierten Polytetrafluorethylens liegt im Bereich von 8 bis 30 Gew.-%, wobei ein Bereich von 15 bis 30 Gew.-% am meisten bevorzugt ist.
  • Bei der Herstellung von thermoplastischen Elastomeren der Erfindung wurde das acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen im Allgemeinen während der Herstellung des thermoplastischen Elastomers direkt in das thermoplastische Elastomer eingebaut, so dass es ein integraler Bestandteil der Zusammensetzung war. Alternativ dazu kann das acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen auch mechanisch mit einer vorgeformten thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gemischt werden, oder es kann gleichzeitig mit dem thermoplastischen Elastomer in den Schäumungsvorgang eingeführt werden.
  • Beispiele
  • Das thermoplastische Elastomer und das acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen wurden kombiniert einem Extruder oder einer anderen Mischvorrichtung zugeführt, die in der Lage sind, Schmelztemperaturen im Bereich von 165°C bis 220°C aufrechtzuerhalten. Wenn das Treibmittel ein festes Material war, wurde es ebenfalls mit dem thermoplastischen Elastomer gemischt, bevor dieses in die Mischvorrichtung eingeführt wurde. Wenn das Treibmittel ein Gas oder eine Flüssigkeit war, wurde es durch einen geeigneten Einlass in die Mischvorrichtung eingespritzt. Das Treibmittel wurde so gründlich in dem geschmolzenen thermoplastischen Elastomer dispergiert, und das Gemisch wurde auf einem ausreichenden Druck gehalten, um ein vorzeitiges Aufschäumen zu verhindern. Das Gemisch wurde durch eine Düse oder einen anderen geeigneten Auslass gegeben, wo die Schäumung erfolgte. Das geschäumte Produkt wurde an der Luft oder in einem Wassernebel abgekühlt.
  • In den folgenden Beispielen wurden thermoplastische Elastomere aus Gemischen von thermoplastischem Polypropylenharz und EPDM-Kautschuk mit üblichen Additiven und Verarbeitungshilfsmitteln hergestellt. Acrylisch modifiziertes Polytetrafluorethylen wurde in die Gemische eingebaut, und die Kautschukkomponente wurde durch dynamische Vulkanisation unter Verwendung eines phenolischen Harzhärtungssystems vernetzt. Für die Herstellung von geschäumten Artikeln durch einen Extrusionsvorgang wurde das thermoplastische Elastomer in einen Einschneckenextruder eingeführt und gründlich geschmolzen. Das Treibmittel, Wasser in den in Tabelle 1 dargelegten Beispielen, wurde dann unter Druck in Anteilen von 1,1 bis 1,4 Gew.-% in das geschmolzene thermoplastische Elastomer eingespritzt. Die Schmelze wurde gemischt und unter Druck zum Extruderausgang und durch eine Formdüse transportiert. Der heiße und zerbrechliche Schaum wurde einem Förderband zugeführt, wo er durch Luft und Wassernebel gekühlt wurde. Der geschäumte Artikel kann dann für spezielle Anwendungen geschnitten oder geformt werden. Geschäumte Profile können entweder gemäß der obigen Beschreibung allein extrudiert oder aber mit einem dichten Träger coextrudiert werden.
  • Die folgenden Messverfahren wurden bei der Bewertung der Beispiele der Erfindung verwendet:
  • Reißfestigkeit, bleibende Zugverformung, Zugmodul, Reißdehnung – ASTM D412 (ISO 37, Typ 2).
  • Shore-Härte – ASTM D2240.
  • Relative Dichte – ASTM D792.
  • Oberflächenrauigkeit (Ra) – die Oberflächenbeschaffenheit wurde als arithmetisches Mittel der Rauigkeitsunregelmäßigkeiten bewertet, die mit der Probenlänge von einer mittleren Linie aus gemessen wurden, wobei man ein Surface Analyzer System von der Federal Products Corporation, Providence, RI, verwendete.
  • Bleibende Druckverformung – Die Probe wurde innerhalb von geräumigen Probenhaltern auf 40% ihrer ursprünglichen Höhe gestaucht und 22 Stunden lang auf 100°C gehalten. Die Probe wurde entnommen, und man ließ sie sich 30 Minuten lang bei Raumtemperatur erholen. Die bleibende Druckverformung wurde dann bestimmt als: CS(%) = (HAnfang – HEnde)/(HAnfang – H0) × 100, wobei H0 die Lücke des Probenhalters (60% von HAnfang) ist.
  • Druckwiderstand – Die Kraft, die notwendig ist, um eine 100-mm-Probe bei Raumtemperatur auf 40% ihrer ursprünglichen Höhe zusammenzudrücken.
  • Wasserabsorption – Zwei Testverfahren wurden verwendet, um die Wasserabsorption zu messen. Im ersten Verfahren (A) wurde ein abgewogenes Schaum stoffprofil mit einer Länge von 50 mm bei Raumtemperatur in Wasser untergetaucht, und zwar 2 inch unterhalb der Oberfläche des Wassers. Man ließ den Probekörper entweder 24 Stunden lang unter Atmosphärendruck oder drei Minuten lang bei 77,9 kPa (23 inch Hg Vakuum) (oberhalb der Oberfläche des Wassers) untergetaucht. Nach einer geeigneten Zeit wurde der Probekörper entnommen, trockengetupft, gewogen, und die prozentuale Massenänderung wurde berechnet. Beim zweiten Verfahren (B) wurde ein 254 mm langes abgewogenes Schaumstoffprofil bei Raumtemperatur in Wasser untergetaucht, und zwar 8 inch unterhalb der Oberfläche des Wassers, wobei sich an jedem Ende ein 0,025 m (1 inch) großer Abschnitt des Probekörpers oberhalb des Wasser befindet. Man ließ den Probekörper auf diese Weise entweder 24 Stunden lang unter Atmosphärendruck oder fünf Minuten lang bei 88,0 kPa (26 inch Hg Vakuum) (oberhalb der Oberfläche des Wassers) untergetaucht. Nach einer geeigneten Zeit wurde der Probekörper entnommen, getrocknet, gewogen, und die prozentuale Massenänderung wurde berechnet.
  • Tabelle 1
    Figure 00130001
  • Wie aus den Beispielen zu ersehen ist, ergibt das geschäumte thermoplastische Elastomer der Erfindung eine glatte Oberfläche, eine geringe Wasserabsorption, eine gute bleibende Druckverformung und Druckwiderstand. Die visuelle Untersuchung zeigt, dass die Schaumzelldichte hoch ist und die Zellen eine gleichmä ßige Struktur mit einer engen Zellgrößenverteilung haben. Die mikroskopische Untersuchung zeigt an, dass etwa 60% der Zellen einen Durchmesser von weniger als 100 μm haben.
  • Weitere Beispiele wurden hergestellt, wobei man verschiedene thermoplastische Elastomerzubereitungen verwendet, und Schaumstoffe wurden erzeugt, wobei man verschiedene Wassermengen als Treibmittel verwendete. Die Schaumeigenschaften wurden bewertet, und die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 dargelegt.
  • Tabelle 2
    Figure 00140001
  • Tabelle 3
    Figure 00150001
  • Die in den thermoplastischen Elastomeren von Tabelle 2 verwendeten Materialien waren EPDM-Kautschuk – VistalonTM 3666 (ExxonMobil Chemical Co.); Polypropylen – D008MTM (Aristech Chemical Corp.); Prozessöl – SunparTM 150M; Ton – Icecap KTM (Burgess); Vulkanisationsmittel – SP-1045TM (Schenectady International); Ruß – Ampacet 49974 (Ampacet Corp.); modifiziertes PTFE – MetablenTM A3000 (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.).
  • Die geschäumte thermoplastische Elastomerzusammensetzung und die daraus hergestellten geformten Artikel sind für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, wie für Stiele und Griffe von Werkzeugen und Utensilien sowie Dichtungsprofile für Kraftfahrzeug- und Bauverwendungen.

Claims (17)

  1. Thermoplastische Elastomerzusammensetzung, umfassend: A) ein thermoplastisches Polyolefinharz; B) ein olefinisches Elastomer, das wenigstens partiell gehärtet ist; C) ein acrylisch modifiziertes Polytetrafluorethylen-Polymer; und D) gegebenenfalls Additive.
  2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen-Polymer in einem Anteil im Bereich von 0,1 bis 4 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
  3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen-Polymer Polytetrafluorethylen umfasst, das mit einem Alkyl(meth)acrylat mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen modifiziert ist.
  4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das thermoplastische Polyolefinharz in einem Anteil im Bereich von 8 bis 90 Gew.-% vorhanden ist und das olefinische Elastomer in einem Anteil im Bereich von 92 bis 10 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
  5. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das thermoplastische Polyolefinharz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylen, Polypropylen und Gemischen davon besteht.
  6. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das olefinische Elastomer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymerkautschuk und Gemischen davon besteht.
  7. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das olefinische Elastomer dynamisch vulkanisiert ist, so dass weniger als 15 Gew.-% des Elastomers extrahierbar sind.
  8. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, die weiterhin ein Treibmittel umfasst.
  9. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei das Treibmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasser, Dampf, einem wassererzeugenden Material oder Gemischen davon besteht.
  10. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei einem der Additive um Magnesiumoxid handelt.
  11. Zusammensetzung gemäß Anspruch 10, wobei das Magnesiumoxid in einem Anteil im Bereich von 0,1 bis 3 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
  12. Schaumstoff aus der Zusammensetzung gemäß Anspruch 1.
  13. Verfahren zum Aufschäumen einer thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, die folgendes umfasst: A) ein thermoplastisches Polyolefinharz; B) ein olefinisches Elastomer, das wenigstens partiell gehärtet ist; und D) gegebenenfalls Additive durch Einbau eines acrylisch modifizierten Polytetrafluorethylen-Polymers in die thermoplastische Elastomerzusammensetzung vor dem Aufschäumen.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das acrylisch modifizierte Polytetrafluorethylen in einem Anteil im Bereich von 0,1 bis 4 Gew.-% eingebaut wird, bezogen auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Treibmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasser, Dampf, einem wassererzeugenden Material oder Gemischen davon besteht.
  16. Geschäumter Artikel, der unter Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 13 erhältlich ist.
  17. Artikel gemäß Anspruch 16 für geschäumte Profile, Stiele und Griffe für Werkzeuge oder Utensilien, Dichtungsprofile für Kraftfahrzeug- und Bauverwendungen.
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