DE60207362T2

DE60207362T2 - Thermoplastische olefinelastomerzusammensetzung

Info

Publication number: DE60207362T2
Application number: DE60207362T
Authority: DE
Inventors: Kyoko Ichihara-shi Kobayashi; Yuichi Ichihara-shi ITOU; Takayuki Sodegaura-shi ONOGI; Akira Ichihara-shi Uchiyama
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: US20030109641A1; EP1306405A4; DE60207362D1; EP1306405A1; CN1458957A; KR20020093131A; JPWO2002072690A1; KR100506352B1; JP3735096B2; TW577908B; CN1200967C; WO2002072690A1; US6803418B2; EP1306405B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung, die ein Polypropylenharz und ein α-Olefin-Copolymer umfaßt, wobei die Zusammensetzung gummiartige Elastizität hat.
Stand der Technik
Bisher wurde eine Vielzahl von Materialien für Teile oder Bestandteile, die auf dem Gebiet der Automobilteile, Industriemaschinenteile, elektrischer und elektronischer Teile, Konstruktionsmaterialien und dgl. gummiartige Elastizität verlangen, verwendet. Diese Materialien umfassen z.B. vulkanisierten Kautschuk. Üblicherweise wird der vulkanisierte Kautschuk über das Vulkanisationsverfahren produziert, in dem ein Kautschuk mit Vernetzungsmitteln, Vernetzungshilfsmitteln, Additiven und Nebenbestandteilen verknetet wird, um ein unvulkanisiertes Compound zu bilden, das dann mit Wärme vulkanisiert wird. Dabei stellt sich das Problem, daß das Verfahren kompliziert und teuer ist. Außerdem kann der vulkanisierte Kautschuk keinem Recycling zugeführt werden, da er ein wärmehärtbarer Kautschuk ist.
Mittlerweile wird als Material, das keinen Vulkanisationsprozeß benötigt, aber Kautschuk-ähnliche Leistungsfähigkeiten besitzt, Vinylchloridharz genannt. Seine Verwendung ist allerdings beschränkt, da es bezüglich der gummiartigen Elastizität dem vulkanisierten Kautschuk unterlegen ist.
Darüber hinaus ist als Material mit hohem Molekulargewicht, das bei hohen Temperaturen plastifiziert wird und das wie Kunststoffe geformt werden kann und das gummiartige Elastizität bei normalen Temperaturen hat, ein thermoplastisches Elastomer bekannt. Als olefinisches thermoplastisches Elastomer ist ein dynamisch vernetztes Produkt aus Polypropylen- und Ethylen-α-Olefin-Copolymer bekannt. Auch in diesem Fall ist der dynamische Vernetzungsprozeß notwendig, was zu demselben Problem wie dem oben genannten führt.
JP 2001011247 A offenbart ein Dichtungselement mit hervorragender Zugfestigkeit durch Verwendung einer Zusammensetzung, welche durch Vernetzung eines kristallinen Polyolefinharzes und eines Ethylen/α-Olefin/nicht-konjugiertes Polyen-Copolymer-Kautschuks durch dynamische Wärmebehandlung erhalten wird.
JP 2001011246 A offenbart ein Hautmaterial, das bezüglich Vakuumformbarkeit hervorragend ist, indem eine Zusammensetzung verwendet wird, die durch Vernetzung eines kristallinen Polyolefinharzes und eines Ethylen/α-Olefin/nicht konjugiertes Polyen-Copolymer-Kautschuks durch dynamische Wärmebehandlung erhalten wird.
Da diese Copolymerkautschuke einer Vernetzungsbehandlung unterworfen werden, zeigen diese Zusammensetzungen dieselben Probleme, wie sie oben genannt wurden.
WO 96/06132 betrifft thermoplastische, olefinische Polymermischungen, die überlegene physikalische Eigenschaften und überlegene Haftung für Beschichtungsmaterialien, zum Beispiel Anstrichmittel, haben. Die Mischungen werden aus verschiedenen Kombinationen thermoplastischer Komponenten, zum Beispiel Propylen-Homopolymere, gebildet, die einen isotaktischen Index haben, der größer als etwa 0,93 ist, und/oder eine Kristallinität haben, die größer als etwa 56% ist, und sequenziell polymerisierte Mischungen von Polypropylen und Ethylen-Propylen-Copolymeren mit elastomeren Komponenten, zum Beispiel Copolymere aus Ethylen und Buten, die mit Metallocen- oder Kaminsky-Katalysatoren produziert werden, und Copolymere von Ethylen und Octan, die mit Metallocen- oder Kaminsky-Katalysatoren produziert werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die darauf abzielt, die oben genannten Probleme zu lösen, besteht in der Bereitstellung einer thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung, die in einfacher Weise durch ein Verfahren in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels und bei niedrigen Kosten produziert werden kann, die bezüglich der Gummielastizität hervorragend ist und die außerdem einfach einem Recycling zugeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet die folgenden Erfindungen.

(1) Eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung, die erhältlich ist durch dynamische Wärmebehandlung von 5 bis 50 Gew.-Teilen eines Polypropylenharzes (A) und 50 bis 95 Gew.-Teilen eine α-Olefin-Copolymers (B) mit einer Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) von 60 bis 250 [die Gesamtmenge (A) und (B) ist 100 Gew.-Teile] in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels, wobei die Glasübergangstemperatur (Tg) bei der dynamischen Viskoelastizitätsmessung, die von dem Polypropylenharz (A) in der Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, kleiner ist als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Polypropylenharzes (A) und worin das α-Olefin-Copolymer (B) mindestens ein α-Olefin-Copolymer ist, das ausgewählt ist aus den folgenden (b-1) und (b-2):
(b-1) Ethylen-α-Olefin-Copolymeren, die einen Ethylen-Gehalt von 51 bis 60 mol% aufweisen, bezogen auf die Gesamtmenge des das Ethylen-α-Olefin-Copolymer bildenden Ethylens und des von Ethylen unterschiedlichen α-Olefins,
(b-2) Propylen-α-Olefin-Copolymeren, die einen Propylen-Gehalt von 60 bis 90 mol% aufweisen, bezogen auf die Gesamtmenge des das Propylen-α-Olefin-Copolymer bildenden Propylens und des von Propylen unterschiedlichen α-Olefins, mit der Maßgabe, daß, wenn das Polypropylenharz (A) ein Polypropylen und das α-Olefin-Copolymer (B) ein Propylen-Ethylen-Copolymer ist, die Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) des Propylen-Ethylen-Copolymers 80 bis 250 beträgt.
(2) Eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung gemäß dem obigen (1), worin das von Ethylen unterschiedliche α-Olefin, das die Ethylen-α-Olefin-Copolymere (b-1) bildet, 1-Buten und/oder 1-Octen ist.
(3) Eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung nach dem obigen (1), worin das von Propylen unterschiedliche α-Olefin, das die Propylen-α-Olefin-Propylen-Copolymere (b-2) bildet, Ethylen und/oder 1-Buten ist.
(4) Thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung nach einem der obigen (1) bis (3), die 5 bis 100 Gew.-Teile eines Weichmachers vom Mineralöl-Typ auf eine Gesamtmenge von 100 Gew.-Teilen des Polypropylenharzes (A) mit 5 bis 50 Gew.-Teilen und des α-Olefin-Copolymers (B) mit 50 bis 95 Gew.-Teilen, das eine Mooney-Viskosität ML_1-4 (100°C) von 60 bis 250 aufweist, enthält (die Gesamtmenge an (A) und (B) ist 100 Gew.-Teile), mit der Maßgabe, daß, wenn das Polypropylenharz (A) ein Polypropylen und das α-Olefin-Copolymer (B) ein Propylen-Ethylen-Copolymer ist, die Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) des Propylen-Ethylen-Copolymers 80–250 beträgt.

Die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Polypropylenharz (A) und ein α-Olefin-Copolymer (B) mit einer Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) von 60 bis 250.
<Polypropylenharz (A)>
Als das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polypropylenharz (A) können ohne Beschränkung bekannte Polypropylenharze eingesetzt werden. Beispiele dafür sind die folgenden Polypropylenharze.

1) Propylen-Homopolymer;
2) Statistisches Copolymer, das Propylen mit 90 oder mehr mol% und anderes α-Olefin mit 10 oder weniger mol-% umfaßt (statistisches Propylen-α-Olefin-Copolymer);
3) Blockcopolymer, das Propylen mit 70 oder mehr mol-% und andere α-Olefin mit 30 oder weniger mol-% umfaßt (Propylen-α-Olefin-Blockcopolymer).

Das oben genannte andere α-Olefin, das mit Propylen copolymerisiert werden soll, umfaßt konkret α-Olefine mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Ethylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen und 1-Octen.
Als Polypropylenharz (A) bevorzugt ist ein Propylen-Homopolymer gemäß obigem 1) und ein statistischen Propylen-α-Olefin-Copolymer nach obigem 2). Besonders bevorzugt ist das, das eine MFR (ASTM D 1238, 230°C, 2,16 kg Last) von 0,1 bis 50 g/10 min hat.
Das Polypropylenharz (A) kann allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren eingesetzt werden.
Der Anteil des Polypropylenharzes (A) in der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung der Erfindung ist 5 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise 5 bis 45 Gew.-Teile, bevorzugter 5 bis 40 Gew.-Teile, bezogen auf insgesamt 100 Gew.-Teile des Polypropylenharzes (A) und des α-Olefin-Copolymers (B), das eine Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) von 60 bis 250 hat.
Wenn der Anteil des Polypropylenharzes (A) im obigen Bereich liegt, kann eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung erhalten werden, die eine gute Gummielastizität hat und die ein gutes Aussehen mit selten rauhen Oberflächen und geringem Adhäsionsvermögen liefert.
<α-Olefin-Copolymer (B)>
Das α-Olefin-Copolymer (B), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eins, das eine Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) von 60 bis 250, vorzugsweise von 95 bis 200 und bevorzugter von 95 bis 180 hat.
Das obige α-Olefin-Copolymer (B) ist wenigstens ein α-Olefin-Copolymerkautschuk, der aus den folgenden (b-1) und (b-2) ausgewählt ist.

(b-1) Ethylen-α-Olefin-Copolymer, das einen Ethylen-Gehalt von 51 bis 60 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge des das Ethylen-α-Olefin-Copolymer bildenden Ethylens und des von Ethylen unterschiedlichen α-Olefins,
(b-2) Propylen-α-Olefin-Copolymer, das einen Propylen-Gehalt von 60 bis 90 mol-% aufweist, bezogen auf die Gesamtmenge des Copolymer-bildenden Propylens und des von Propylen unterschiedlichen α-Olefins.

Die obigen α-Olefin-Copolymere (b-1) und (b-2) können außerdem ein anderes Monomer als ein α-Olefin in copolymerisierter Form haben. Als das andere Monomer als α-Olefin werden nicht-konjugierte Polyene aufgezählt. Das α-Olefin-Copolymer (B) kann ein statistisches Copolymer oder ein Blockcopolymer sein.
Das oben genannte α-Olefin umfaßt genau Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen und 1-Octen. Das α-Olefin kann allein oder als Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Das α-Olefin, das das oben genannte Ethylen-α-Olefin-Copolymer (b-1) bildet, ist vorzugsweise eins, das 3 bis 10 Kohlenstoffatome, bevorzugter 4 bis 10 Kohlenstoffatome, hat. Das α-Olefin, das das obige Propylen-α-Olefin-Copolymer (b-2) bildet, ist vorzugsweise ein anderes als Propylen und hat 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Das oben genannte nicht-konjugierte Polyen umfaßt zum Beispiel Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, Cyclooctadien, Methylennorbornen und Ethylidennorbornen. Das nicht-konjugierte Polyen kann allein oder als Kombination aus zwei oder mehreren eingesetzt werden. Die Iodzahl eines Ethylen-α-Olefin-nicht-konjugiertes Polyen-Copolymer, das ein solches nicht-konjugiertes Polyen darin copolymerisiert hat, ist üblicherweise 0,1 bis 5, vorzugsweise 5 bis 30.
In der vorliegenden Erfindung sind Ethylen-1-Buten-Copolymer, Ethylen-1-Octen-Copolymer, Propylen-Ethylen-Copolymer und Propylen-1-Buten-Copolymer besonders günstig.
Der Ethylen-Gehalt des obigen Ethylen-α-Olefin-Copolymers (b-1) (vorzugsweise Ethylen-1-Buten-Copolymer und Ethylen-1-Octen-Copolymer) ist 51 bis 60 mol-%. Hierin bedeutet der Ethylen-Gehalt einen Gehalt bezogen auf die Gesamtmenge aller α-Olefine (einschließlich Ethylen).
Der Propylen-Gehalt des obigen Propylen-α-Olefin-Copolymers (b-2) (vorzugsweise Propylen-Ethylen-Copolymer und Propylen-1-Buten-Copolymer) ist 60 bis 90 mol-%. Hierin bedeutet der Propylen-Gehalt einen Gehalt bezogen auf die Gesamtmenge aller α-Olefine (einschließlich Propylen).
Wenn das Polypropylenharz (A) ein Polypropylen ist und das α-Olefin-Copolymer (B) ein Propylen-Ethylen-Copolymer ist, ist die Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) des Propylen-Ethylen-Copolymers 80 bis 250.
Das α-Olefin-Copolymer (B) kann einzeln oder als Kombination aus zwei oder mehreren eingesetzt werden.
Das α-Olefin-Copolymer (B) kann durch bekannte Verfahren mit bekannten Katalysatoren, zum Beispiel Metallocen-Katalysator und Vanadium-Katalysator, produziert werden. Ein Ethylen-α-Olefin-nicht-konjugiertes Polyen-Copolymer zum Beispiel kann durch ein Verfahren produziert werden, das in "Polymer Manufacturing Process, herausgegeben von Kogyo Chosakai Co., Ltd. Seiten 309–330" beschrieben wird.
Der Anteil des α-Olefin-Copolymers (B) in der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung der Erfindung ist 50 bis 95, vorzugsweise 55 bis 95, bevorzugter 60 bis 95 Gew.-Teile, bezogen auf insgesamt 100 Gew.-Teile des Polypropylenharzes (A) und des α-Olefin-Copolymers (B).
Die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann, je nach Bedarf Additive wie Weichmacher, Hitzestabilisator, Mittel gegen Alterung, Mittel für Wetterbeständigkeit, Antistatikum, Filtrat, Färbemittel und Schmiermittel in einem Ausmaß, der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht schädigt, enthalten.
Als der oben genannte Weichmacher können Weichmacher vom Mineralöl-Typ bevorzugt verwendet werden. Solche Weichmacher vom Mineralöl-Typ, die geeigneterweise verwendet werden, sind paraffinische, naphthenische und aromatische Weichmacher, die üblicherweise für Kautschuk verwendet werden.
Wenn ein Weichmacher vom Mineralöl-Typ in die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der Erfindung eingearbeitet wird, ist die zugesetzte Menge vorzugsweise 5 bis 100 Gew.-Teile, bevorzugter 5 bis 80 Gew.-Teile, bezogen auf insgesamt 100 Gew.-Teile des Polypropylenharzes (A) und des α-Olefin-Copolymers (B).
Damit die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der Erfindung gute gummiartige Elastizität hat, ist es notwendig, daß die Glasübergangstemperatur (Tg), die durch dynamische Viskoelastizitätsmessung erhalten wird, die von dem Polypropylenharz (A) in der Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, niedriger ist als die, die für das Polypropylenharz (A) allein erhalten wird.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) wird in der vorliegenden Erfindung aus der Temperaturabhängigkeit von Tanδ in der dynamischen Viskoelastizitätsmessung bestimmt. Die obige Glasübergangstemperatur (Tg) meint eine Temperatur, bei der Tanδ den Spitzenwert hat. Die Glasübergangstemperatur (Tg), die von Polypropylenharz (A) in der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, bedeutet außerdem die Glasübergangstemperatur, die als höchste auf der Hochtemperaturseite beobachtet wird, wenn die Messung mit anderen Komponenten als dem Polypropylenharz (A) und dem α-Olefin-Copolymer (B), die von der Elastomerzusammensetzung ausgeschlossen sind, durchgeführt wird.
Die Mittel zur Senkung der Glasübergangstemperatur (Tg), die von dem Polypropylenharz (A) abgeleitet ist, als die des Polypropylenharzes (A) allein umfassen die folgenden. Wenn zum Beispiel das α-Olefin-Copolymer (B) ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, wird der Ethylen-Gehalt im Ethylen-α-Olefin-Copolymer verringert. Wenn das α-Olefin-Copolymer (B) ein Copolymer aus Propylen und einem α-Olefin mit 2 oder 4 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, wird der Propylen-Gehalt im Propylen-α-Olefin-Copolymer erhöht.
Konkret ausgedrückt, wenn das α-Olefin-Copolymer (B) ein Ethylen-1-Buten-Copolymer ist, ist es notwendig, daß der Ethylen-Gehalt 51 bis 60 mol-% ist. Wenn das α-Olefin-Copolymer (B) ein Propylen-α-Olefin-Copolymer ist (vorzugsweise Propylen-Ethylen-Copolymer und Propylen-1-Buten-Copolymer), ist es erforderlich, daß der Propylen-Gehalt 60 bis 90 mol-% ist.
Es ist auch möglich, die Glasübergangstemperatur (Tg), die sich vom Polypropylenharz (A) ableitet, als die Tg, die vom Polypropylenharz (A) allein erhalten wird, durch Selektion der Art des Comonomers zu senken. Das Comonomer wird vorzugsweise aus einem ausgewählt, das gute Kompatibilität mit Propylen hat, und ein Beispiel für ein solches Comonomer ist 1-Buten.
Es ist vorteilhaft, daß die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung die unten genannten Merkmale ➀ und ➁ hat. ➀ 9 ≦ y·0,43X ≦ 27 (1)vorzugsweise 9 ≦ y·0,43X ≦ 26 (1')bevorzugter 10 ≦ y·0,43X ≦ 26 (1'')[worin X die JIS A-Härte (Einheit: keine) der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung ist, die gemäß JIS K6301 gemessen wird, und Y die bleibende Verformung (Einheit: %) der thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung ist, die unter den Bedingungen 70°C × 22 Stunden gemäß JIS K6301 gemessen wird].
➁ Einen Dehnungsrest von 27% oder weniger, vorzugsweise 0,5 bis 25%, bevorzugter 0,5 bis 23%, hat, wenn gemäß der Vorschrift gemäß JIS K6301 gemessen wird.
Die Meßmethoden für die oben genannten Merkmale ➀ und ➁ sind wie folgt:
JIS A-Härte: Nach der Vorschrift von JIS K6301 wird ein unmittelbarer Wert durch ein Federhärtetestgerät, Modell A, gemessen.
Bleibende Verformung: Nach der Vorschrift von JIS K6301 wird die Restspannung unter Verwendung einer zylindrischen Probe mit einer Dicke von 12,7 mm und einem Durchmesser von 29,0 mm nach Retention unter 25% Kompression und 70°C × 22 Stunden gemessen.
Dehnungsrest: Nach der Vorschrift von JIS K6301 wird eine JIS Nr. 3-Dumbbell 100% gedehnt und für 10 Minuten gehalten. Der Dehnungsrest wird 10 Minuten nach Entfernung der Last gemessen.
<Herstellung einer thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung>
Die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch dynamische Wärmebehandlung des obigen Polypropylenharzes (A), des α-Olefin-Copolymers (B) und gegebenenfalls eingearbeiteter Additive wie Weichmacher, vorzugsweise in einem spezifischen Verhältnisanteil, der oben genannt wurde, in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels produziert werden.
Der obige Ausdruck "dynamische Wärmebehandlung" bedeutet Kneten des Polypropylenharzes (A), des α-Olefin-Copolymers (B) und von Additiven, zum Beispiel Weichmacher, der bei Bedarf zugesetzt wird, in einem geschmolzenen Zustand.
Die dynamische Wärmebehandlung kann unter Verwendung einer Knetapparatur, zum Beispiel einer Mischwalze, eines Intensivmischers (zum Beispiel Bumbury-Mischer, Kneter), Einschneckenextruder und Doppelschneckenextruder, durchgeführt werden, wobei einem Doppelschneckenextruder Präferenz gegeben wird. Die dynamische Wärmebehandlung wird vorzugsweise in einer Knetapparatur des nicht offenen Typs durchgeführt und wird vorzugsweise unter Inertgasatmosphäre, zum Beispiel Stickstoff, durchgeführt.
Was die Bedingungen bei der dynamischen Wärmebehandlung angeht, so ist die Knettemperatur üblicherweise 150 bis 280°C und vorzugsweise 170 bis 240°C, die Knetzeit ist üblicherweise 1 bis 20 Minuten und vorzugsweise 1 bis 5 Minuten. Die beim Kneten angewandte Scherkraft beträgt, ausgedrückt als Scherrate, üblicherweise 10 bis 10⁴ s^–1 und vorzugsweise 10² bis 10⁴ s^–1. Durch die dynamische Wärmebehandlung, wie sie oben genannt wurde, in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels kann eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung erhalten werden, die bezüglich der Gummielastizität hervorragend ist und die, wenn sie geformt ist, ein gutes Aussehen liefert.
Die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der Erfindung hat sogar ohne Vernetzung (Vulkanisation) unter Verwendung eines Vernetzungsmittels und Vernetzungshilfsmittels hervorragende Gummielastizität. Außerdem ist die Elastomerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kein elastisches Material des wärmehärtenden Typs wie ein herkömmlicher vulkanisierter Kautschuk, sondern ist ein thermoplastisches Elastomer, so daß es zur Wiedergewinnung leicht einem Recycling zugeführt werden kann. Da die Zusammensetzung darüber hinaus einfach und effizient durch ein Verfahren der dynamischen Wärmebehandlung ohne ein Vernetzungsmittel erhältlich ist, ist sie billig.
Die so erhaltene thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der Erfindung kann geeigneterweise auf dem Gebiet der Innenausstattungs- und Außenteile für Automobile (zum Beispiel Tür- und Fenstergummis und dgl.), für Teile für Haushaltselektrogeräte, Teile, die mit Erdarbeits/Baumaterial in Verbindung stehen (zum Beispiel Dichtungen und dgl.), verschiedene Gegenstände, Waren des täglichen Bedarfs und dgl. verwendet werden.
Diese Beschreibung beinhaltet Inhalte – ganz oder teilweise – wie sie in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-72788 offenbart sind, wobei diese die Basis des Prioritätsanspruchs der vorliegenden Anmeldung ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert, wobei diese allerdings nicht als für den Rahmen der Erfindung beschränkend angesehen werden sollten.
Die dynamische Viskoelastizitätsmessung zur Bestimmung der Glasübergangstemperatur (Tg) wurde wie folgt durchgeführt.
Unter Verwendung eines dynamischen Analysators (RDS-II), hergestellt von Rheometric Inc., wurde Tanδ bei einer Vibrationsfrequenz von 10 Hz und einer Spannung von 1% zwischen –100°C und 100°C gemessen. Die Temperatur beim Spitzenwert von Tanδ wurde als Glasübergangstemperatur (Tg) bestimmt. Als Proben zur Messung wurde eine 2 mm dicke Preßfolie verwendet und in Streifen von 40 mm × 10 mm geschnitten.
(Beispiel 1)
Mit einem Henschel-Mischer wurden 30 Gew.-Teile eines statistischen Propylen-Ethylen-Copolymers (A-1) (Propylen-Gehalt: 96 mol-%, Ethylen-Gehalt: 4 mol-%, MFR (ASTM D1238, 230°C, 2,16 kg Last); 0,5 g/10 min.) und 70 Gew.-Teile eines Ethylen-1-Buten-Copolymers (B-1) (Ethylen-Gehalt: 51 mol-%, 1-Buten-Gehalt: 49 mol-%, Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C): 100) vermischt. Dann wurde die Mischung unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders mit einem L/D-Wert von 30 und einem Schneckendurchmesser von 50 mm unter Stickstoffatmosphäre bei 220°C dynamisch wärmebehandelt (Knetzeit: 2 Minuten, maximale Scherrate im Extruder angewendet: 2800 s^–1) und extrudiert, um Pellets aus einer thermoplastischen Olefin- Elastomerzusammensetzung zu produzieren. Unter Verwendung einer Spritzgießmaschine wurden die Pellets dieser Elastomerzusammensetzung zu Formteilen als Proben zur Messung der physikalischen Eigenschaften spritzgeformt; dann wurden die Messungen der JIS A-Härte, der bleibenden Verformung (compression set = CS) und des Dehnungsrests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Die dynamischen Viskoelastizitätsmessungen an dem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1) und an der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung wurden nach dem oben genannten Verfahren durchgeführt. Die Tg des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymers (A-1) war 5,5°C und im Gegensatz dazu war die Tg, die von dem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1) in der obigen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung abgeleitet wurde, –6,5°C.
(Beispiel 2)
Eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verwendet, indem 30 Gew.-Teile des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymers (A-1), das in Beispiel 1 verwendet worden war, und 70 Gew.-Teile eines Propylen-Ethylen-Copolymers (B-2) verwendet wurden (Propylen-Gehalt: 78 mol-%, Ethylen-Gehalt: 22 mol-%, Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C): 95). Dann wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 Formteile der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung zur Messung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen und es wurden JIS A-Härte, bleibende Verformung (CS) und Dehnungsrest bestimmt. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Die dynamische Viskoelastizitätsmessung der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde nach dem oben genannten Verfahren durchgeführt. Die Tg, die vom statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1) abgeleitet ist, war in der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung –7,5°C.
(Beispiel 3)
Eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, wobei 30 Gew.-Teile eines statistischen Propylen-Ethylen-Copolymers (A-1), das in Beispiel 1 verwendet worden war, und 70 Gew.-% eines Propylen-1-Buten-Copolymers (B-3) verwendet wurden, (Propylen-Gehalt: 81 mol-%, 1-Buten-Gehalt: 19 mol-%; Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C): 100). In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden dann Formteile aus der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung zur Messung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen, um die JIS A-Härte, die bleibende Verformung (CS) und den Dehnungsrest zu bestimmen. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Die dynamische Viskoelastizitäts-Messung der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde nach dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die Tg, die sich vom statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1) ableitet, war in der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung –5°C.
(Beispiel 4)
Eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, wobei 30 Gew.-Teile eines statistischen Propylen-Ethylen-Copolymers (A-1), das in Beispiel 1 verwendet worden war, 70 Gew.-Teile eines Ethylen-l-Buten-Copolymers (B-1), das in Beispiel 1 verwendet worden war, und 20 Gew.-Teile eines Weichmachers vom Mineralöl-Typ (Paraffinöl, hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd., Handelsbezeichnung PW-380) verwendet wurden. Dann wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 Formteile aus der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung zur Messung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen, um die JIS A-Härte, die bleibende Verformung (CS) und den Dehnungsrest zu bestimmen. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Die dynamische Viskoelastizitätsmessung der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde nach dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die Tg, die vom statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1) in der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, war –8°C.
(Vergleichsbeispiel 1)
Eine thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, wobei 70 Gew.-Teile eines statistischen Propylen-Ethylen-Copolymers (A-1) und 30 Gew.-Teile eines Ethylen-1-Buten-Copolymers (B-1), die beide in Beispiel 1 verwendet worden waren, verwendet wurden. Dann wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 Formteile aus der thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung zur Messung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen, und es wurden JIS A-Härte, bleibende Verformung (CS) und Dehnungsrest gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Die dynamische Viskoelastizitätsmessung der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung wurde nach dem oben genannten Verfahren durchgeführt. Die Tg, die sich vom statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1) in der erhaltenen thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzung ableitete, war 6°C.
(Beispiel 5, Vergleichsbeispiele 2–5)
Thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzungen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß das Polypropylenharz (A) und der α-Olefin-Copolymer-Kautschuk (B) wie in Tabelle 2 gezeigt, geändert wurden, erhalten. Die physikalischen Eigenschaften wurden beurteilt. Die Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1

Vgl.-bsp.: = Vergleichsbeispiel

B-4:: Ethylen-Octen-Copolymer (Ethylen-Gehalt: 55 mol-%, Mooney-Viskosität: 95)
B-5:: Ethylen-1-Buten-Copolymer (Ethylen-Gehalt: 85 mol-%, Mooney-Viskosität: 90)
B-6:: Propylen-Ethylen-Copolymer (Propylen-Gehalt: 55 mol-%, Mooney-Viskosität: 85)
B-7:: Propylen-Buten-Copolymer (Propylen-Gehalt: 55 mol-%, Mooney-Viskosität: 95)
B-8:: Ethylen-Octen-Copolymer (Ethylen-Gehalt: 75 mol-%), Mooney-Viskosität: 65)

^*1 Gleichung (1): Y – 0,43X (worin X die JIS A-Härte (Einheit: keine) von thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzungen ist, die gemäß JIS K 6301 gemessen wird, und Y die bleibende Verformung (Einheit: %) von thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzungen ist, die unter den Bedingungen 70°C × 22 Stunden gemäß JIS K6301 gemessen wird.
^*2 [Tg von statistischem Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1)] – [Tg, die von statistischem Propylen-Ethylen-Copolymer (A-1) in thermoplastischen Olefin-Elastomerzusammensetzungen abgeleitet ist].

Alle Publikationen, Patente und Patentanmeldungen, die hierin zitiert sind, werden durch Referenz in ihrer Gesamtheit aufgenommen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in einfacher Weise durch ein Verfahren ohne die Verwendung eines Vernetzungsmittels und bei niedrigen Kosten produziert werden und sie erreicht hervorragende Gummielastizität wie auch einfaches Recycling.

Claims

Thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung, die erhältlich ist durch dynamische Wärmebehandlung von 5–50 Gew.-Teilen eines Polypropylenharzes (A) und 50–95 Gew.-Teilen eines α-Olefin-Copolymers (B) mit einer Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) von 60–250 (die Gesamtmenge an (A) und (B) ist 100 Gew.-Teile) in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels, wobei die Glasübergangstemperatur (Tg) bei der dynamischen Viskoelastizitätsmessung, die von dem Polypropylenharz (A) in der Elastomerzusammensetzung abgeleitet ist, kleiner ist als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Polypropylenharzes (A), und worin das α-Olefin-Copolymer (B) mindestens ein α-Olefin-Copolymer ist, das ausgewählt ist aus den folgenden (b-1) und (b-2): (b-1) Ethylen-α-Olefin-Copolymeren, die einen Ethylengehalt von 51–60 mol-% aufweisen, bezogen auf die Gesamtmenge des das Ethylen-α-Olefin-Copolymer bildenden Ethylens und des von Ethylen unterschiedlichen α-Olefins, (b-2) Propylen-α-Olefin-Copolymeren, die einen Propylengehalt von 60–90 mol-% aufweisen, bezogen auf die Gesamtmenge des das Propylen-α-Olefin-Copolymer bildenden Propylens und des von Propylen unterschiedlichen α-Olefins, mit der Massgabe, dass, wenn das Polypropylenharz (A) ein Polypropylen und das α-Olefin-Copolymer (B) ein Propylen-Ethylen-Copolymer ist, die Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) des Propylen-Ethylen-Copolymers 80–250 beträgt.
Thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung gemäss Anspruch 1, worin das von Ethylen unterschiedliche α-Olefin, das die Ethylen-α-Olefin-Copolymere (b-1) bildet, 1-Buten und/oder 1-Octen ist.
Thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung gemäss Anspruch 1, worin das von Propylen unterschiedliche α-Olefin, das die Propylen-α-Olefin-Propylen-Copolymere (b-2) bildet, Ethylen und/oder 1-Buten ist.
Thermoplastische Olefin-Elastomerzusammensetzung gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, die 5–100 Gew.-Teile eines Weichmachers vom Mineralöltyp auf eine Gesamtmenge von 100 Gew.-Teilen der 5–50 Gew.-Teile des Polypropylenharzes (A) und der 50–95 Gew.-Teile des α-Olefin-Copolymers (B), das eine Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) von 60–250 aufweist, enthält (die Gesamtmenge an (A) und (B) ist 100 Gew.-Teile), mit der Massgabe, dass, wenn das Polypropylenharz (A) ein Polypropylen und das α-Olefin-Copolymer (B) ein Propylen-Ethylen-Copolymer ist, die Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100°C) des Propylen-Ethylen-Copolymers 80–250 beträgt.