DE69517610T2

DE69517610T2 - Reformierte Polypropylen-Harzzusammensetzung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69517610T2
Application number: DE69517610T
Authority: DE
Inventors: Takashi Arai; Toshio Kobayashi; Yasuhiro Niki
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2015-03-16
Also published as: EP0672712B1; KR100346032B1; EP0672712A1; CA2144586A1; DE69517610D1; US5656691A; KR950032429A

Description

Hintergrund der Erfindung

(Gebiet der Erfindung)

Die vorliegende Erfindung betrifft eine reformierte Polypropylenharzmasse, ein Verfahren zur ihrer Herstellung, ein Formstanzmaterial bestehend aus der reformierten Harzmasse, und spritzgegossene Gegenstände davon. Genauer betrifft die Erfindung eine reformierte Polypropylenharzmasse, die eine hohe Fluidität, ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeit bzw. Schlagfestigkeit und Starrheit aufweist, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, ein Formstanzmaterial bestehend aus der reformierten Harzmasse, und spritzgegossene Gegenstände davon.

(Beschreibung des Stands der Technik)

Auf dem Gebiet der Automobilteile wird es zunehmend notwendig, das Gewicht zu reduzieren, um den Umweltproblemen im globalen Maßstab Herr zu werden. Insbesondere die Ausgangsharze zur Herstellung von dünnen und leichtgewichtigen Produkten durch Formgebungsverfahren, wie Formstanzen oder ähnliche, müssen ein hohes Maß an Fluidität, ein hohes Maß an Starrheit und ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeitseigenschaften aufweisen.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind viele Verbesserungen erreicht worden, und eine Vielzahl von Polyolefinharzmassen sind entwickelt worden. So wird z. B. eine Polyolefinharzmasse, die eine verbesserte Fluidität aufweist, erhalten, indem ein Polyolefinharz hitzebehandelt wird, während ein organisches Peroxid dazu zugegeben wird. Jedoch weist das so erhaltene Polyolefinharz Schwierigkeiten derart auf, dass es eine geringe Starrheit und geringe Kerbschlagzähigkeitseigenschaften aufweist.
Die offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen Nrn.42448/1985 und 233047/1986 offenbaren Polypropylenharzmassen mit einem hohen Maß an Fluidität, ausgezeichneter Starrheit und Kerbschlagzähigkeitseigenschaften bei niedrigen Temperaturen, die durch Mischen von kristallinen Ethylen/Propylen-Blockcopolymeren mit einem Ethylen/Propylen-Copolymerkautschuk, einem anorganischen Füllstoff und einem organischen Peroxid und Hitzebehandeln dieser bei 170 bis 280ºC erhalten werden.
Jedoch, wenn die Polypropylenharzmasse wie oben stehend beschrieben weiterverarbeitet wird, dann unterliegt das kristalline Ethylen/Propylen-Blockcopolymer einem Zerfall. Deshalb werden die Starrheit und die Kerbschlagzähigkeitseigenschaft nicht ausreichend verbessert, obwohl die Fluidität zunimmt.

Zusammenfassung der Erfindung

Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine reformierte Polypropylenharzmasse mit einem hohem Maß an Fluidität und ausgezeichneter Starrheit und Kerbschlagzähigkeitseigenschaften und auch ein Verfahren zur Herstellung davon zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß soll weiter ein Formstanzmaterial, das einfach durch ein Formstanzverfahren geformt werden kann, zu Verfügung gestellt werden, was es ermöglicht, geformte Gegenstände mit einer verringerten Dicke unter Erhaltung einer ausgezeichneten Festigkeit zu erhalten.
Erfindungsgemäß sollen weiter spritzgussgeformte Gegenstände, die durch das Spritzgussverfahren geformt worden sind und die eine verringerte Dicke, jedoch unter Erhaltung einer ausgezeichneten Festigkeit aufweisen, zu Verfügung gestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine reformierte Polypropylenharzmasse bereitgestellt, erhältlich durch Schmelzkneten einer Polypropylenharzmischung, in der gemischt sind:
(D) 0,01 bis 0,2 Gewichtsteile eines organischen Peroxids und
(E) 0,05 bis 1 Gewichtsteil eines Vernetzungshilfsmittels pro 100 Gewichtsteile aus insgesamt
(A) 50 bis 90 Gewichtsteilen eines Polypropylens mit einer Schmelzflußrate von 10 bis 70 g/10 min bei 230ºC,
(B) 5 bis 25 Gewichtsteilen eines Olefin-Copolymerkautschuks und
(C) 5 bis 40 Gewichtsteilen eines anorganischen Füllstoffs, wobei das Schmelzkneten in mindestens zwei Stufen, wie unten beschrieben, stattfindet, wobei die reformierte Polypropylenharzmasse eine Schmelzflußrate bei 230ºC von 50 bis 150 g/10 min zeigt, und Begründen einer Beziehung zwischen der Schmelzflußrate (X) und der Kerbschlagzähigkeit nach Izod (Y), die innerhalb der eines Bereichs liegt, der der folgenden Formel
Y ≥ -4,7878 log X + 13.8829 .... (1)
genügt und stärker bevorzugt den folgenden Formeln (2) und (3) genügt
Y ≥ -4,7878 log X + 14,3329 .... (2)
Y ≤ -4,7878 log X + 16,8829 .... (3).
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer reformierten Polypropylenharzmasse bereitgestellt, umfassend das Schmelzkneten einer Polypropylenharzmasse, in der gemischt sind:
(D) 0,01 bis 0,2 Gewichtsteile eines organischen Peroxids und
(E) 0,05 bis 1 Gewichtsteile eines Vernetzungshilfsmittels pro 100 Gewichtsteile aus insgesamt
(A) 50 bis 90 Gewichtsteilen eines Polypropylens mit einer Schmelzflußrate von 10 bis 70 g/10 min bei 230ºC,
(B) 5 bis 25 Gewichtsteilen eines Olefin-Copolymerkautschuks und
(C) 5 bis 40 Gewichtsteilen eines anorganischen Füllstoffs, unter Einsatz eines biaxialen Extruders unter Beibehaltung einer Temperatur von 120 bis 200ºC, und insbesondere von 140 bis 160ºC, in einer vorausgehenden Stufe der Schnecke und Beibehalten einer Temperatur von 180 bis 280ºC, und insbesondere 200 bis 260ºC in der darauffolgenden Stufe der Schnecke und Einstellen der Temperatur in der folgenden Stufe auf eine höhere Temperatur als der vorgehenden Stufe.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiter ein Formstanzmaterial, umfassend die oben genannte reformierte Polypropylenharzmasse, zur Verfügung gestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden weiter spritzgegossene Gegenstände, erhalten durch das Spritzgießen der oben genannten reformierten Polypropylenharzmasse, zur Verfügung gestellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die beigefügte Zeichnung ist ein Graph, der die Beziehungen zwischen der Schmelzflußrate und der Kerbschlagzähigkeit nach Izod aufzeigt, unter Verwendung von erfindungsgemäßen reformierten Polypropylenharzmassen und Polypropylenharzmassen der Vergleichsbeispiele, die später erwähnt werden werden.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In der vorliegenden Erfindung wird die Schmelzflußrate (MFR) gemäß den Anforderungen der ASTM D 1238 (230ºC unter einer Belastung von 2160 g) gemessen. Die Kerbschlagzähigkeit nach Izod wird mit einer Kerbe gemäß den Anforderungen der ASTM D-628 gemessen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine reformierte Polypropylenharzmasse erhalten durch Hitzebehandlung einer Masse, umfassend Polypropylen, einen Olefincopolymerkautschuk und einen anorganischen Füllstoff, in Gegenwart eines organischen Peroxides und eines Vernetzungshilfsmittels, und sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Kerbschlagzähigkeit nach Izod deutlich verbessert ist, wenn sie auf der Basis derselben Schmelzflußrate verglichen wird. Nebenbei erwähnt sei, dass eine große technische Bedeutung darin besteht, dass dieser Vorteil mit einer Masse, die als einen Hauptbestandteil Polypropylen enthält, erreicht wird.
Im allgemeinen begründen die Schmelzflußrate und die Kerbschlagzähigkeit nach Izod in Olefinelastomeren solch eine Beziehung, das die Kerbschlagzähigkeit nach Izod mit der Abnahme der Schmelzflußrate zunimmt. Im Falle eines vorbestimmten Ausgangsharzes begründen der logarithmische Wert der Schmelzflußrate und die Kerbschlagzähigkeit eine lineare Beziehung eines negativen Gradienten, wie in der beigefügten Abbildung gezeigt wird.
Wenn versucht wird, die Schlagzähigkeit des Elastomeren zu erhöhen, wird deshalb die Schmelzflußrate des Elastomeren gezwungen, einen kleinen Wert anzunehmen, wodurch die Fluidität und Maschinenverarbeitbarkeit des Elastomeren verschlechtert wird, was es schwierig macht, sowohl eine hohe Schlagzähigkeit als auch eine hohe Schmelzfluidität zu erreichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Beziehung zwischen der Kerbschlagzähigkeit und der Schmelzflußrate auf einem Niveau begründet, das sich sehr von dem eines herkömmlichen Elastomeren unterscheidet, d. h. die Kerbschlagzähigkeit wird auf einem hohen Niveau beibehalten im Vergleich auf der Basis derselben Schmelzflußrate, und deshalb werden sowohl eine hohe Kerbschlagzähigkeit als auch eine ausgezeichnete Schmelzfluidität erreicht. Weiterhin ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften wie Elastizitätsmodul und Zugmodul zu verbessern. Nebenbei erwähnt sei, dass hauptsächlich Polypropylen verwendet wird, das billig und leicht verfügbar ist, und zwar ohne die Verwendung eines teuren Olefincopolymerkautschuks oder unter Verwendung eines teuren Olefincopolymerkautschuks in nur einer kleinen Menge, was es ermöglicht, die Herstellungskosten des Elastomeren zu senken.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen reformierten Polypropylenharzmasse ist es wichtig, eine bestimmte Menge eines organischen Peroxides und eine bestimmte Menge eines Vernetzungshilfsmittels in Kombination vom Standpunkt der Verbesserung der Kerbschlagzähigkeit zu verwenden.
Bei der Herstellung der reformierten Polypropylenharzmasse ist es weiterhin wichtig, dass das Schmelzkneten in der vorangegangenen Stufe bei einer relativ geringen Temperatur durchgeführt wird, und dass das Schmelzkneten in der darauffolgenden Stufe bei einer relativ hohen Temperatur durchgeführt wird, und wobei eine relativ hohe Schmelzflußrate und eine relativ große Kerbschlagzähigkeit in Kombination verliehen werden. Der Grund dafür wird dem Umstand zugeschrieben, dass durch die Durchführung des Schmelzknetens in der vorangegangenen Stufe bei relativ geringer Temperatur der Olefincopolymerkautschuk fein verteilt wird in der Polypropylenphase und durch die Durchführung der Hitzebehandlung in der darauffolgenden Stufe bei einer hohen Temperatur das Molekulargewicht des Polypropylens verringert wird und das Vernetzen zwischen dem Polypropylen und dem Olefincopolymerkautschuk stattfindet, obgleich dies keine Einschränkung irgendeiner Art der vorliegenden Erfindung darstellt.
In der Ausgangsmasse, die in der vorliegenden Erfindungen verwendet wird, ist es besonders zweckmäßig 0,02 bis 0,1 Gewichtsteile eines organischen Peroxids (D) und 0,1 bis 0,6 Gewichtsteile eines Vernetzungshilfsmittels (E) pro 100 Gewichtsteile einer Gesamtmenge aus 60 bis 80 Gewichtsteilen an Polypropylen (A), 5 bis 15 Gewichtsteilen an Olefincopolymerkautschuk (B) und 10 bis 30 Gewichtsteilen eines anorganischen Füllstoffs (C) zu mischen.
Das Polypropylen (A), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat eine MFR von 10 bis 70 g/10 min und vorzugsweise 20 bis 60 g/10 min Obgleich die Sorte des Polypropylens keiner besonderen Einschränkung unterworfen ist, wird ausgezeichnete Starrheit erhalten, wenn ein Propylenhomopolymer oder ein Propylen/Ethylen-Blockcopolymer mit einem Ethylengehalt von bis zu 20 Mol% verwendet wird.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Olefincopolymerkautschuk (B) ist ein amorphes und zufällig aufgebautes elastisches Copolymer, bestehend aus Olefin als ein Hauptbestandteil, und das beim Erhitzen und Kneten bei Vermischung mit einem organischen Peroxid Vernetzung entwickelt.
Beispiele des Olefincopolymerkautschuks (B) schließen Olefincopolymerkautschuke ohne Dienkomponente, wie Ethylen/Propylen-Copolymerkautschuk, Ethylen/Buten-1-Copolymerkautschuk und Propylen/Ethylen-Copolymerkautschuk; Ethylen/Propylen/nichtkonjugiertes- Dien-Copolymerkautschuke wie Ethylen/Propylen/Cyclopenatdien-Copolymerkautschuk, Ethylen/Propylen/1,4-Hexadien-Copolymerkautschuk, Ethylen/Propylen/Cyclooctadien-Copolymerkautschuk, Ethylen/Propylen/Methylennorboren-Copolymerkautschuk, Ethylen/Propylen/- Ethylidennorboren-Copolymerkautschuk; und Ethylen/Butadien-Copolymerkautschuk ein. Sie können einzeln oder in geeigneter Kombination von 2 oder mehr Sorten verwendet werden.
Unter den oben genannten Olefincopolymerkautschuken (B) wird eine ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeit erhalten, wenn der Ethylen/Propylen/nichtkonjugiertes-Dien-Copolymerkautschuk oder der Propylen/Ethylen-Copolymerkautschuk verwendet wird.
Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Füllstoffs (C) schließen Talk, Silika, Glimmer, Calciumcarbonat, Glassfasern, Glasperlen, Bariumsulfat, Magnesiumhydroxid, Wollastonit, Calciumsilicatfasern, Karbonfasern, Magnesiumoxalatfasern, Kaliumtita natfasern, Titanoxid, Calciumsulfit, Weißruß, Ton und Calciumsulfat ein. Sie können einzeln oder in geeigneter Kombination von zwei oder mehr Sorten verwendet werden.
Unter den oben aufgeführten anorganischen Füllstoffen (C) ist es zweckmäßig Talk zu verwenden, da dieser eine erhöhte Starrheit und Kerbschlagzähigkeit verleiht. Es ist insbesondere zweckmäßig Talk mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 3,0 um und insbesondere von 0,5 bis 2,5 um zu verwenden, da er eine merklich erhöhte Starrheit und Kerbschlagzähigkeit verleiht.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete organische Peroxid (D) sollte eine Zersetzungstemperatur von 150 bis 270ºC und vorzugsweise von 170 bis 190ºC haben, um eine Halbwertszeit von einer Minute zu ermöglichen. Beispiele schließen Benzoylperoxid, Dichlorbenzoylperoxid, Dicumylperoxid, Di-t-butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(peroxidbenzoat)hexin- 3,1,3-bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol, Lauroylperoxid, t-Butylperacetat, 2,5-Dimethyl-2,5- di(t-butylperoxy)hexin-3,2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexin, t-Butylperbenzoat, t-Butylperphenylacetat, t-Butylperisobutylat, t-Butylper-sec-octat, t-Butylperpivalat, Cumylperpivalat, t-Butylperdiethylacetat und ähnliche ein.
Unter ihnen ist es zweckmäßig, 1,3-Bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol, Dicumylperoxid, Di-t- butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxid)hexin-3,2,5-dimethyl-2-5-di(t-butylperoxy)- hexan und ähnliche zu verwenden, da sie die Fluidität um ein deutlich sichtbares Maß verbessern.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Vernetzungshilfsmittel (E) bewirkt die Vernetzung bei der Reaktion von Polypropylen (A), (D) und dem Olefincopolymerkautschuk (B), der durch das organische Peroxid geschnitten (cut) oder aktiviert wird. Beispiele des Vernetzungshilfsmittels (E) schließen Schwefel; Divinylverbindungen wie Divinylbenzol; Diallylverbindungen wie Diallylphthalat; Oximverbindungen wie p-Chinondioxim, p,p'-Dibenzoylchinon, Maleimidverbindungen wie Phenylmaleimid und Triallylcyanulat, Triallylisocyanulat, Ethylenglykolmethacrylat, Polyethylenglykolmethacrylat, 1,3,5-Triacryloylhexahydro-s-triazin, Oligomere mit Doppelbindungen in einer Hauptkette oder in einer Seitenkette wie flüssiges 1,2- Polybutadien und Polymere mit Doppelbindungen in einer Hauptkette oder in einer Seitenkette wie syndiotaktisches 1,2-Polybutadien oder ähnliche ein.
Unter ihnen ist es zweckmäßig, Divinylverbindungen, Maleimidverbindungen, Chinondioximverbindungen und insbesondere Divinylbenzol zu verwenden, da sie helfen, die oben aufgeführten Eigenschaften auszubalancieren.
Die am ausgezeichnetsten Wirkungen erzielt man, wenn die zweckmäßigen Verbindungen, gewählt aus den oben genannten Komponenten (A) bis (E), in Kombination verwendet werden. Jedoch erhält man ausgezeichnete Wirkungen in einem vorbestimmten Bereich selbst dann, wenn zweckmäßige Komponenten aus vorbestimmten Verbindungen ausgewählt und mit anderen Komponenten mit weiten Bereichen gemischt werden.
Die vorliegende Erfindung verwendet die Komponenten in den folgenden Verhältnissen, d. h. das Polypropylen (A) in einer Menge von 50 bis 90 Gewichtsteilen und vorzugsweise 60 bis 80 Gewichtsteilen, den Olefincopolymerkautschuk (B) in einer Menge von 0 bis 25 Gewichtsteilen und vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsteilen und den anorganischen Füllstoff (C) in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsteilen und vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtsteilen. Weiter werden das organische Peroxid (D) in einer Menge von 0,01 bis 0,2 Gewichtsteilen und vorzugsweise 0,02 bis 0,1 Gewichtsteilen und das Vernetzungshilfsmittel (E) in einer Menge von 0,05 bis 1 Gewichtsteil und vorzugsweise 0,1 bis 0,6 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmasse der oben genannten Komponenten (A) bis (C) verwendet.
Wenn die oben genannten Komponenten (A) bis (E) in den bevorzugten Bereichen gemischt werden, helfen sie, die Harzzusammensetzung in einem maximalen Maß zu reformieren, und sie helfen, die Fluidität, die Starrheit und die Kerbschlagzähigkeit der entstehenden reformierten Polypropylenharzmasse in einem großen Ausmaß zu verbessern. Des weiteren werden ausgezeichnete Wirkungen in einem vorbestimmten Bereich selbst dann erreicht, wenn nur vorbestimmte Komponenten in bevorzugten Bereichen ausgewählt und dann mit anderen Komponenten in weiten Bereichen gemischt werden.
Die erfindungsgemäße reformierte Polypropylenharzmasse kann andere Komponenten wie Färbemittel, Hitzestabilisatoren, Mittel gegen die Alterung und ähnliche Komponenten enthalten.
Die erfindungsgemäße reformierte Polypropylenharzmasse wird durch Hitzebehandlung der Masse, die die oben genannten Komponenten enthält, erhalten und hat eine MFR in einem Bereich von 50 bis 150 g/10 min und vorzugsweise 70 bis 120 g/10 min und begründet eine Beziehung zwischen der Kerbschlagzähigkeit nach Izod und der MFR, die die oben genannte Formel (1) und insbesondere die oben genannten Formeln (2) und (3) erfüllt. Die Reformierungswirkung wird unter der Bedingung, dass die MFR zwischen 50 und 150 g/10 min beträgt, erhalten, und eine weiter verbesserte Reformierungswirkung wird unter der Bedingung, dass die MFR zwischen 70 und 120 g/10 min beträgt, erhalten.
Die Hitzebehandlung wird durchgeführt, indem die Polypropylenharzmasse schmelzgeknetet wird unter Verwendung eines biaxialen Extruders unter Beibehaltung einer Temperatur von 120 bis 200ºC und vorzugsweise 140 bis 160ºC in der vorhergehenden Stufe der Schnecke und einer Temperatur von I80 bis 270ºC und vorzugsweise 200 bis 264ºC in der darauffolgenden Stufe und indem die Temperatur in der darauffolgenden Stufe höher als die Temperatur in der vorhergehenden Stufe eingestellt wird.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Polypropylenharzmasse, enthaltend die oben genannten Komponenten (A) bis (E) und, falls erforderlich, andere Komponenten, reformiert durch Schmelzkneten unter Verwendung eines biaxialen Extruders unter Beibehaltung einer Temperatur von 120 bis 200ºC und vorzugsweise 140 bis 160ºC in der vorhergehenden Stufe der Schnecke und einer Temperatur von 180 bis 270ºC und vorzugsweise 200 bis 260ºC in der darauffolgenden Stufe und indem die Temperatur in der darauffolgenden Stufe höher als die Temperatur in der vorhergehenden Stufe eingestellt wird. In diesem Fall wird das Schmelzkneten so durchgeführt, dass die Polypropylenharzmasse nach der Reformierung eine MFR von 50 bis 150 g/10 min und vorzugsweise von 70 bis 120 g/10 min aufweist, und eine Beziehung zwischen der Kerbschlagzähigkeit nach Izod und der MFR begründet, die die oben genannte Formel (1) und insbesondere die oben genannten Formeln (2) und (3) erfüllt.
Falls die Temperatur in der vorangegangenen Stufe der Schnecke nicht höher als 120ºC ist, wird das Harz nicht ausreichend geschmolzen, und falls die Temperatur 200ºC übersteigt, werden das Polypropylen (A), der Olefincopolymerkautschuk (B) und der anorganische Füllstoff (C) nicht zu einem ausreichenden Maß geknetet. Falls die Temperatur in der darauffolgenden Stufe der Schnecke nicht höher als 180ºC ist, wird das organische Peroxid nicht vollständig gelöst, und falls die Temperatur 270ºC übersteigt, tritt bevorzugt die Zersetzungsreaktion auf, was die Eigenschaften verschlechtert. Durch Einstellung der oben genannten Temperaturbedingungen wird die oben genannte Unannehmlichkeit vermieden und eine reformierte Polyolefinharzmasse mit einem hohem Maß an Fluidität und ausgezeichneter Starrheit und Kerbschlagzähigkeit erhalten. Indem die Polypropylenharzmasse unter den oben genannten zweckmäßigen Temperaturbedingungen schmelzgeknetet wird, ist es möglich, eine reformierte Polypropylenharzmasse, die stabilere und reformierte Eigenschaften aufweist, zu erhalten.
Es ist zweckmäßig, die Komponenten zuvor trocken zu vermischen, bevor sie unter Verwendung des biaxialen Extruders schmelzgeknetet werden. Die Harzmasse vor dem Reformieren hat eine MFR von 3 bis 70 g/10 min und vorzugsweise von 8 bis 60 g/10 min. Des weiteren ist die spezifische Energie des biaxialen Extruders von 0,1 bis 0,5 kWh/kg und vorzugsweise von 0,1 bis 0,3 kWh/kg.
Die so reformierte Polypropylenharzmasse hat eine verbesserte Fluidität und Starrheit ohne an Kerbschlagzähigkeit zu verlieren. Deshalb wird eine reformierte Polypropylenharzmasse mit einem hohen Maß an Fluidität und ausgezeichneter Starrheit und Kerbschlagzähigkeit erhalten. Obgleich der Grund nicht offensichtlich ist, wird angenommen, dass durch die Durchführung des Schmelzknetens in der vorhergehenden Stufe bei einer Temperatur von 120 bis 200ºC der Olefincopolymerkautschuk (B) in der Polypropylenphase (A) fein verteilt wird und dass durch die Durchführung der Hitzebehandlung in der darauffolgenden Stufe bei 180 bis 270ºC das Molekulargewicht des Polypropylens (A) verringert wird und eine Vernetzung zwischen dem Polypropylen (A) und dem Olefincopolymerkautschuk (B) stattfindet.
Die reformierte erfindungsgemäße Polypropylenharzmasse hat ein hohes Maß an Fluidität wie auch eine ausgezeichnete Starrheit und Kerbschlagzähigkeit und ist für die Verwendung als Material zum Formstanzen durch das Formstanzverfahren in den Anwendungen, bei denen es notwendig ist, die Dicke und das Gewicht zu reduzieren, geeignet. Konkrete Beispiele schließen Autoteile wie Türleisten, Armaturenbretter, Heckmontageeinheiten (rear packages), Sitzrückseitenverkleidung, etc. ein. Des weiteren können geformte Gegenstände leicht durch Formungsverfahren wie das Spritzgießen erhalten werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Stanzformmaterial aus reformierter Polypropylenharzmasse und dient als Grundmaterial, das durch das Formstanzverfahren geformt wird. Die reformierte Polypropylenharzmasse der vorliegenden Erfindung hat ein hohes Maß an Fluidität und kann als Material zum Formstanzen durch das Formstanzverfahren in den Gebieten, in denen es notwendig ist, die Dicke und das Gewicht zu reduzieren, verwendet werden. Solch ein Material kann als Grundmaterial zum Formstanzen verwendet werden und ermöglicht es, Endprodukte mit reduzierter Dicke, ausgezeichneter Starrheit und ausgezeichneter Kerbschlagzähigkeit zu erhalten. Konkrete Beispiele der geformten Gegenstände sind Autoteile wie oben beschrieben.
Die spritzgegossenen Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden durch Spritzgießen der reformierten Polypropylenharzmasse der vorliegenden Erfindung erhalten. Aufgrund ihres hohen Maßes an Fluidität kann die reformierte Polypropylenharzmasse der vorliegenden Erfindung bis in die feinen Teile der Spritzgussform eingespritzt werden. Deshalb haben die so erhaltenen spritzgegossenen Gegenstände eine ausgezeichnete Starrheit und Kerbschlagzähigkeit trotz ihrer reduzierten Dicke.
Die reformierte Polypropylenharzmasse der vorliegenden Erfindung wird durch Hitzebehandlung einer bestimmten Polypropylenharzmasse erhalten, hat ein hohes Maß an Fluidität, ausgezeichnete Starrheit und Kerbschlagzähigkeit und ermöglicht es, geformte Gegenstände mit einer reduzierten Dicke und einem reduziertem Gewicht zu erhalten.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird eine bestimmte Polypropylenharzmasse mit einem organischem Peroxid und einem Vernetzungsmittel vermischt, und die Mischung wird schmelzgeknetet unter Verwendung eines biaxialen Extruders bei bestimmten Temperaturbedingungen. Es ist daher möglich, einfach und effizient die reformierte Polyolefinharzmasse mit einem hohen Maß an Fluidität und ausgezeichneter Starrheit und Kerbschlagzähigkeit herzustellen.
Das Formstanzmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst die oben genannte reformierte Polypropylenharzmasse und kann durch das Formstanzverfahren geformt werden, um Gegenstände mit reduzierter Dicke, reduziertem Gewicht und ausgezeichneter Festigkeit zu erhalten.
Die spritzgegossenen Gegenstände der vorliegenden Erfindung umfassen die oben genannte reformierte Polypropylenharzmasse und haben eine reduzierte Dicke, ein reduziertes Gewicht, eine ausgezeichnete Starrheit und eine ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeit.

Beispiele

Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun untenstehend beschrieben.

(Beispiel 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4)

70 Gewichtsteile eines Homopolypropylens (MFR = 50 g/10 min) als Polypropylen, 15 Gewichtsteile eines Propylen/Ethylen-Copolymerkautschuks (MFR 0,5 g/10 min) als ein Olefincopolymerkautschuk und 15 Gewichtsteile Talk als ein anorganischer Füllstoff wurden miteinander vermischt. Des weiteren wurde 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexin-3 als organisches Peroxid verwendet, Divinylbenzol als Vernetzungshilfsmittel verwendet, und die reformierte Polypropylenharzmasse wurde gemäß dem unten beschriebenen Verfahren hergestellt.
Das organische Peroxid und das Vernetzungshilfsmittel wurden trocken vermischt in Mengen wie in Tabelle 1 gezeigt unter Bezug auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmasse des Homopolypropylens, des Olefincopolymerkautschuks und des anorganischen Füllstoffs. Die Mischung wurde unter Verwendung eines biaxialen Extruders (TEM, hergestellt von Toshiba Co., Zylinderdurchmesser = 53 mm, L/D = 45, Anzahl der Umdrehungen der Schnecke = 250 UpM, spezifische Energie = 0,16 bis 0,25 kWh/kg, Extrusionsmenge = 45 kg/h) schmelzgeknetet unter den Temperaturbedingungen (140ºC, 140ºC, 140ºC an drei Stellen) in der vorhergehenden Stufe des Zylinders und den Temperaturen (240ºC, 240ºC, 200ºC, 200ºC an vier Stellen) in der darauffolgenden Stufe, um dabei Pellets zu erhalten. Teststücke wurden aus den Pellets gefertigt und bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Die Bewertungsverfahren waren wie folgt:
1) MFR: Gemessen gemäß den Anforderungen der ASTM D 1238 (bei 230ºC unter einer Belastung von 2160 g)
2) Zugdehnung: Gemäß den Anforderungen der ASTM D-638.
3) Anfängliches Biegeelastizitätsmodul: Gemäß den Anforderungen der ASTM D-790.
4) Die Kerbschlagzähigkeit nach Izod (mit Kerbe bzw. Falz): Gemäß den Anforderungen der ASTM D-628.

(Beispiel 6)

80 Gewichtsteile eines Homopolypropylens (MFR = 10 g/10 min), S Gewichtsteile eines Propylen/Ethylen-Copolymerkautschuks (MFR 0,5 g/10 min), 15 Gewichtsteile Talk, 0,08 Gewichtsteile 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexin-3 und 0,20 Gewichtsteile Divinylbenzol wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 vermischt und schmelzgeknetet, um Pellets zu erhalten. Ein Teststück wurde aus den Pellets gefertigt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Dichte der erhaltenen reformierten Polypropylenharzmasse war 1,0 g/cm³.

(Beispiel 7)

70 Gewichtsteile eines Propylen/Ethylen-Blockcopolymeren (MFR 55 g/10 min), 15 Gewichtsteile eines Ethylen/Propylen/Dien-Copoloymerkautschuks (Ethylengehalt 78 Mol%, Mooney- Viskosität ML&sub1;&sbplus;&sub4; (121ºC) = 64, Iod-Zahl = 7), 0,08 Gewichtsteile 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexin-3 und 0,20 Gewichtsteile Divinylbenzol wurden gemischt und schmelzgeknetet unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, um Pellets zu erhalten. Ein Teststück wurde aus den Pellets gefertigt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

(Beispiel 8)

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, außer das 0,50 Gewichtsteile Triallylisocyanurat anstelle von Divinylbenzol, welches in Beispiel 1 verwendet worden ist, verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
*1 Einheit: g/10 min
*2 Einheit: kg·cm/cm
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, das die Teststücke der Beispiele alle hohe Zugdehnungen, hohe anfängliche Biegeelastizitätsmoduli und große Kerbschlagzähigkeiten nach Izod aufweisen, obwohl die gesamte MFR von 50 bis 100 g/10 min ist. Es ist deshalb ersichtlich, dass reformierte Polypropylenharzmassen mit deutlich verbesserter Starrheit ohne Verlust von Zugdehnung oder an Kerbschlagzähigkeit trotz ihrem hohen Maß an Fluidität erhalten werden.

Claims

1. Reformierte Polypropylenharzmasse, erhältlich durch Schmelzkneten einer Mischung, umfassend:

(D) 0,01 bis 0,2 Gewichtsteile eines organischen Peroxids und

(E) 0,05 bis 1 Gewichtsteile eines Vernetzungshilfsmittels pro 100 Gewichtsteile aus insgesamt

(A) 50 bis 90 Gewichtsteilen eines Polypropylens mit einer Schmelzflußrate von 10 bis 70 g/10 min bei 230ºC,

(B) 5 bis 25 Gewichtsteilen eines Olefin-Copolymerkautschuks und

(C) 5 bis 40 Gewichtsteilen eines anorganischen Füllstoffs, wobei das Schmelzkneten in mindestens zwei Stufen unter Einsatz eines biaxialen Extruders unter Beibehaltung einer ersten Temperatur von 120 bis 200ºC in einer ersten Stufe und in einer darauffolgenden Stufe unter Beibehaltung einer zweiten Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, und im Bereich von 180 bis 270ºC erfolgt und wobei die reformierte Polypropylenharzmasse eine Schmelzflußrate (X) bei 230ºC und unter einer Belastung von 2160 g von 50 bis 150 g/10 min und eine Kerbschlagzähigkeit nach Izod, ASTM D-628 (Y, kg.cm/cm) zeigt, die innerhalb des Bereichs

Y ≥ -4,7878 log x + 13.8829

liegt.

2. Reformierte Polypropylenharzmasse gemäß Anspruch 1, wobei die Kerbschlagzähigkeit nach Izod (Y) zwischen

Y ≥ -4,7878 log x + 14,3329

und

Y ≤ -4,7878 log x + 16,8829

liegt.

3. Reformierte Polypropylenharzmasse gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das organische Peroxid (D) in einer Menge von 0,02 bis 0,1 Gewichtsteilen und das Vernetzungshilfsmittel (E) in einer Menge von 0,1 bis 0,6 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile aus insgesamt (A) 60 bis 80 Gewichtsteilen des Polypropylens, (B) 5 bis 15 Gewichtsteilen des Olefin-Copolymerkautschuks und (C) 10 bis 30 Gewichtsteilen des anorganischen Füllstoffs vorliegt.

4. Reformierte Polypropylenharzmasse gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polypropylen (A) ein Propylen/Ethylen-Blockcopolymer oder ein Homopolypropylen ist, der Olefin-Copolymerkautschuk (B) ein Ethylen/Propylen/Dien-Copolymerkautschuk oder ein Propylen/Ethylen-Copolymerkautschuk ist, das anorganische Füllstoff (C) Talk ist und das Vernetzungsmittel (E) ein Divinylbenzol ist.

5. Reformierte Polypropylenharzmasse gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die reformierte Polypropylenharzmasse eine Schmelzflußrate von 70 bis 120 g/10 min aufweist.

6. Verfahren zur Herstellung einer reformierten Polypropylenharzmasse gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren das Schmelzkneten einer Mischung, umfassend die Komponenten (A) bis (E), wie in Anspruch 1 definiert, in mindestens zwei Stufen unter Einsatz eines biaxialen Extruders unter Beibehaltung einer ersten Temperatur von 120 bis 200ºC in einer ersten Stufe und, in einer zweiten Stufe, die Beibehaltung einer zweiten Temperatur von höher als der ersten Temperatur und im Bereich von 180 bis 270ºC umfaßt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die erste Temperatur 140 bis 160ºC beträgt und die zweite Temperatur 200 bis 260ºC beträgt.

8. Verwendung einer Masse gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 als Formstanzmaterial.

9. Spritzgegossene Artikel, erhältlich durch Spritzgießen der reformierten Polypropylenharzmasse gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5.