DE69701015T2

DE69701015T2 - Amidoamin-modifiziertes Polypropylen

Info

Publication number: DE69701015T2
Application number: DE69701015T
Authority: DE
Inventors: Richard James Clark
Original assignee: Huntsman Specialty Chemicals Corp; Huntsman Petrochemical LLC
Current assignee: Huntsman Specialty Chemicals Corp; Huntsman Petrochemical LLC
Priority date: 1996-05-16
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: DE69701015D1; EP0807662A1; US5668217A; ES2140929T3; EP0807662B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Olefinpolymer, das aus dem Reaktionsprodukt eines funktionalisierten Polypropylens und eines Amidoamins besteht. Diese Erfindung betrifft auch thermoplastische Harzmischungen, die das Olefinpolymer und Polypropylen enthalten.
Die in-situ-Bildung von Kompatibilisatoren für Polymermischungen gewinnt rasch an Popularität. In den letzten paar Jahren ist über mehr und mehr Fälle berichtet worden, bei denen das Vorliegen von reaktiven Gruppen genutzt wird, um ein Pfropf oder ein Block- oder ein statistisches Copolymer zu bilden, das als ein Kompatibilisator für eine Mischung von zwei oder mehr Polymeren wirken kann. Zum Beispiel beschreibt Process Requirements of the Reactive Compatibilization of Nylon 6/Polypropylene Blends von S. S. Dagli, M. Xanthos und J. A. Biensenberger: Polymer Processing Institute at Stevens Institute of Technology, Hoboken, N. J. 07030 ein mit Acrylsäure gepfropftes modifiziertes Polypropylen, das mit einer Mischung von Nylon-6 und Polypropylen verwendet wird.
Thermoplastische Harzzusammensetzungen, die Polypropylen enthalten, sind in der Technik gut bekannt (z. B. U. S. Patent 5,208,081). U. S. Patent 5,179,164 beschreibt eine Polypropylen/Polyamid-Zusammensetzung, die für die Herstellung von Formteilen geeignet ist. Das Patent beschreibt ein Ethylen-Copolymer, das als ein Adhäsionspromotor nützlich ist. Überdies gibt das Patent an, daß Maleinsäure ein geeignetes Monomer zur Herstellung des Ethylen-Copolymers ist.
Die Europäische Patentanmeldung 0 367 832 offenbart eine Harzzusammensetzung, die ein olefinisches Polymer mit Säureanhydridgruppen enthält. Wie in U. S. Patent 5,179,164 wird die neuartige Verbindung mit einem Polyamid vermischt.
Obgleich die Zusammensetzungen der obengenannten Patente Copolymere nutzen, um einige Eigenschaften von thermoplastischen Harzzusammensetzungen zu verändern, gelingt es ihnen nicht, die Stoßelastizität des Harzes signifikant zu verbessern, um die Anforderungen für Hochschlagfestanwendungen zu erfüllen. Daher wäre es wünschenswert, eine Copolymermischung zu entwickeln, die die Schlagfestigkeit verbessern und die Wasserabsorptionsfähigkeit und Schmelzrheologie der Harzzusammensetzung modifizieren würde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für eine oder mehrere Nachteile zur Verfügung, die oben beschrieben sind oder dem Fachmann anderweitig bekannt sind.
In einer breiten Hinsicht ist diese Erfindung eine für die Herstellung von Formteilen nützliche Zusammensetzung, die Polypropylen und das Reaktionsprodukt eines funktionalisierten Polypropylens und eines Amidoamins umfaßt.
In einer anderen Hinsicht ist diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, welches das Vermischen von Polypropylen, einem funktionalisierten Polypropylen und einem Amidoamin umfaßt, so daß das funktionalisierte Polypropylen und das Amidoamin ein Reaktionsprodukt bilden.
In einer anderen Hinsicht ist diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, welches das Vermischen von Polypropylen mit dem Reaktionsprodukt eines funktionalisierten Polypropylens und eines Amidoamins umfaßt.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind nützlich zur Herstellung von Autokarosserieformteilen, einschließlich Autokarosserieteilen auf der Basis von thermoplastischen Polyolefinen ("TPO"). Es ist auch daran gedacht, daß die Zusammensetzungen zur Herstellung von Formteilen nützlich sind, die Füllstoff enthalten, wie etwa Glas. Es ist weiter daran gedacht, daß die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nützlich sein können bei der Herstellung von Folien, einschließlich bedruckbarer Folien; Fasern, einschließlich einfärbbarer und ungewebter Polypropylenfasern; und bei Verpackungsmaterialien für elektronische Bauteile, wie etwa Halbleiterchips, wobei die Verpackungsmaterialien elektrostatische Dissipation bereitstellen können, die dadurch die Chips vor Schädigung schützen würden. Es ist noch weiter daran gedacht, daß die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nützlich sein kann, um die Sperrschichteigenschaften für Polyethylen zu verbessern und Polyethylen als eine Verbindungsschicht in Mehrschichtfolien zu modifizieren. Es ist weiter daran gedacht, daß die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nützlich sein kann als ein Zusatzstoff für Beton als Verstärkungsfasern auf Polypropylenbasis.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bei der vorliegenden Erfindung wird Polypropylen ("PP") mit dem Reaktionsprodukt von maleiniertem Polypropylen und Amidoamin vermischt, um verbesserte Schlagfestigkeit und hervorragende Formfließfähigkeit gegenüber Mischungen aus Polypropylen und maleiniertem Polypropylen zu erreichen.
Kunststoffe werden zunehmend bei der Herstellung von Motorfahrzeugen eingesetzt. Im Hinblick auf die Schlagfestigkeit modifiziertes PP hat sich als besonders geeignet für solche Anwendungen erwiesen wie Stoßstangen, Spoiler, Kotflügel und Seitenschutzstreifen. Daher hat eine thermoplastische Harzmischung mit den verbesserten Eigenschaften der vorliegenden Erfindung signifikante potentielle wirtschaftliche Brauchbarkeit.
Diese Harzzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind brauchbar als Konstruktionskunststoffe, die Materialien für Strukturteile auf den Gebieten der Transportmaschinen (Automobile und Schiffe), Apparate, Werkzeuge, elektronischen Geräte, elektrischen Geräte, Sportartikel und Freizeitartikel; und für Verbindungsstücke und Rohre sind.
Geeignete Polypropylene sind aus der Polymerchemie bekannt, sind z. B. in Kunststoff- Handbuch, Band IV, Polyolefine, herausgegeben von R. Vieweg, A. Schley und A. Schwarz, Carl Hanser Verlag, München, 1969, beschrieben und sind kommerziell erhältlich, so daß Details nicht angegeben werden müssen.
Funktionalisiertes PP ist PP, auf das ein Monomer aufgepfropft worden ist. Das übliche Verfahren für ein solches Aufpfropfen ist durch Radikalreaktion. In der Praxis dieser Erfindung ist das maleinierte Polypropylen nicht ein solches Copolymer von Maleinsäureanhydrid oder einem Äquivalent desselben, und Polypropylen, daß die Maleinsäureeinheit überwiegend in der Rückgratkette des Copolymers eingebaut ist. Geeignete Monomere zur Herstellung anderer funktionalisierter Polypropylene sind z. B. olefinisch ungesättigte Monocarbonsäuren mit weniger als 12 Kohlenstoffatomen, z. B. Acrylsäure oder Methacrylsäure, und die entsprechenden tert.-Butylester, z. B. tert.-Butyl- (meth)acrylat, olefinisch ungesättigte Dicarbonsäuren mit weniger als 12 Kohlenstoffatomen, z. B. Fumarsäure, Maleinsäure und Itaconsäure, und die entsprechenden Mono- und/oder Ditert.-butylester, z. B. Mono- oder Di-tert.-butylfumarat und Mono- oder Di-tert.-butyhnaleat, olefmisch ungesättigte Dicarbonsäureanhydride mit weniger als 12 Kohlenstoffatomen, z. B. Maleinsäureanhydrid, sulfo- oder sulfonylhaltige olefinisch ungesättigte Monomere mit weniger als 12 Kohlenstoffatomen, z. B. p-Styrolsulfonsäure, 2-(Meth)acrylamid-2- methylpropensulfonsäure oder 2-Sulfonyl(meth)acrylat, oxazolinylhaltige olefinisch ungesättigte Monomere mit weniger als 12 Kohlenstoffatomen, z. B. Vinyloxazoline und Vinyloxazolin-Derivate, und epoxyhaltige olefinisch ungesättigte Monomere mit weniger als 12 Kohlenstoffatomen, z. B. Glycidyl(meth)acrylat oder Allylglycidylether. Das bevorzugteste Monomer zur Herstellung von funktionalisiertem Polypropylen ist Maleinsäureanhydrid.
Das in der Praxis dieser Erfindung verwendete funktionalisierte Polypropylen kann einen weiten Bereich für die relative Molekülmasse im Zahlenmittel aufweisen. Wenn das funktionalisierte Polypropylen verwendet wird, um anstreichbare Artikel herzustellen, wie etwa Autokarosserieteile, hat das funktionalisierte Polypropylen vorzugsweise eine relative Molekülmasse im Zahlenmittel von mehr als 3.000 und vorzugsweise weniger als 20.000, bevorzugter weniger als 10.000. Ein repräsentatives Beispiel eines maleinierten Polypropylens, das gegenwärtig kommerziell verfügbar ist, ist unter dem Name EPOLENE E- 43 von Eastman Chemical erhältlich. Solche funktionalisierten Polypropylene mit relativ niedriger relativer Molekülmasse scheinen, wenn sie mit Amidoaminen gemäß der Praxis dieser Erfindung umgesetzt werden, die resultierenden extrudierten Zusammensetzungen leichter anstreichbar zu machen. In anderen Anwendungen, in denen das funktionalisierte Polypropylen eingesetzt wird, wie etwa, wenn ein Glasfüllstoff zugesetzt wird, um die Steifigkeit und Festigkeit zu erhöhen, können höhere relative Molekülmassen im Zahlenmittel von mehr als 40.000 und weniger als 60.000 verwendet werden. Im allgemeinen sind Glas- Füllstoffe und Polypropylen nicht mischbar und ihre Kombination führt üblicherweise zu Hohlräumen in den resultierenden Zusammensetzungen. Die Materialien mit relativ höherer Molekülmasse "benetzen" das Glas, um die Glasfüllstoffteilchen und Polypropylen leichter kombinierbar zu machen, um dadurch die Menge an Hohlräumen in den resultierenden Zusammensetzungen zu senken.
Die Amidoamine der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung der Techniken hergestellt werden, die in U. S.-A-5,254,668 beschrieben sind. Im allgemeinen wird das Amidoamin durch Umsetzen von Caprolactam, Laurolactam oder einem anderen zyklischen Lactam mit einem Polyetheramin hergestellt. Das Molverhältnis von zyklischem Lactam zu Polyetheramin kann in einem Bereich von einigen wenigen bis zu sehr vielen liegen, und ein heterogener oder homogener saurer Katalysator kann verwendet werden. Wasser kann verwendet werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit und die relative Molekülmasse des Amidoaminproduktes zu steuern.
Gemäß dieser Erfindung haben die Amidoamine die Formel:
in der: A = B oder D und
B = R-O-(R'O)x-
und worin:
R ein Alkyl mit 1 Kohlenstoffatom ist, wenn A = B;
R' ein Alkyl mit 2 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = B;
R ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 0 bis 3 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = D;
R' eine Alkylgruppe mit 2 Kohlenstoffatomen oder eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = D;
R" eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;
R''' eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;
a unabhängig 1 bis 200 ist;
x unabhängig 1 bis 200 ist;
y unabhängig 1 bis 300 ist; und
p unabhängig 2 bis 11 ist.
Geeignete zyklische Lactame zur Ausbildung von Amidoamin-Endblöcken sind diejenigen mit 2 bis etwa 11 Methylgruppen. Bevorzugte zyklische Lactame haben von 5 bis 11 Methylgruppen. Ein bevorzugteres zyklisches Lactam ist Caprolactam, das 5 Methylgruppen besitzt. Ebenfalls bevorzugt ist Laurolactam. Das zyklische Lactam kann mit einem Polyetheramin reagieren, um Polylactam-Endblöcke auf dem Amidoamin auszubilden, mit von 2 bis 300 Lactamgruppen. In einer bevorzugten Ausführungsform reagiert Caprolactam mit einem Polyetheramin, um ein Amidoamin mit Polycaprolactam (d. h. Nylon-6)- Endblöcken zu bilden.
Geeignete Polyetherblöcke für die Amidoamine schließen Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Copolymere von Polyethylenglykol und Polypropylenglykol, Poly(1,2- butylenglykol) und Poly(tetramethylenglykol) ein. Die Glykole können unter Verwendung gut bekannter Verfahren aminiert werden, um die Polyetheramine herzustellen, die ihrerseits mit einem zyklischen Lactam umgesetzt werden sollen. Im allgemeinen werden die Glykole aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder einer Kombination derselben unter Verwendung gut bekannter Verfahren hergestellt, wie etwa durch eine Methoxy- oder Hydroxy-initiierte Reaktion. Wenn mehr als ein Oxid verwendet wird, können die Oxide gleichzeitig zur Reaktion gebracht werden, wenn ein statistischer Polyether gewünscht ist, oder nacheinander zur Reaktion gebracht werden, wenn ein Blockpolyether gewünscht ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Polyetheramine, die verwendet werden, um die Amidoamine der vorliegenden Erfindung herzustellen, aus Ethylenoxid, Propylenoxid oder Kombinationen derselben hergestellt. Jede Kombination von Ethylenoxid und Propylenoxid wird funktionieren, das Verhältnis von Ethylenoxid zu Propylenoxid kann jedoch maßgeschneidert werden, um die Wasserabsorption zu steuern. Im allgemeinen ist die Menge an Ethylenoxid auf einer molaren Basis größer als 50% des Polyetheramins, vorzugsweise größer als 75% und bevorzugter größer als 90%. In einer Ausführungsform dieser Erfindung können Polyole und Amine, einschließlich Polyalkylenpolyaminen und Alkanolaminen oder jedes Amin, das nicht ein Polyetheramin ist, wie hierin offenbart, in der Zusammensetzung fehlen. In ähnlicherweise können andere funktionelle Gruppen als Etherbindungen und Amingruppen im Polyetheramin fehlen.
Bevorzugte Amidoamine schließen diejenigen ein, die in U. S. Pat. No. 5,254,668 beschrieben sind. Diese Amidoamine sind Poly(etheramid)-Diblock-, Poly(amidetheramid)-Triblock- und dreiarmige Poly(etheramid)-Sternblock-Copolymere, die hergestellt werden durch Umsetzen eines zyklischen Lactams mit mono-, di- oder trifunktionellen Polyethern mit Aminendgruppen. Geeignete Monoamine schließen JEFFAMINE M-600, JEFFAMINE M- 1000, JEFFAMINE M-2070 und JEFFAMINE M-2005 ein. Geeignete Diamine, die verwendet werden können, um Triblock-Copolymere zu schaffen, schließen JEFFAMINE ED-6000, JEFFAMINE ED-4000, JEFFAMINE ED-2001, JEFFAMINE D-2000, JEFFAMINE D-4000, JEFFAMINE ED-900, JEFFAMINE ED-600, JEFFAMINE D-400, JEFFAMINE EDR-148, JEFFAMINE EDR-192 und BASF Poly ein. Geeignete Triamine, die verwendet werden können, um Sternblock-Polymere zu schaffen, schließen JEFFAMINE ET- 3000, JEFFAMINE T-403, JEFFAMINE T-3000 und JEFFAMINE T-5000 ein. Die Strukturformeln einiger dieser Polyetheramine sind im Glossar zu finden. Diese Polyetheramine können in das Amidoamin-Copolymer in Gehalten in einem Bereich von 2% bis 40%, vorzugsweise 2% bis 20% eingearbeitet werden.
Bevorzugte Amidoamine sind diejenigen Diblock-, Triblock- und Sternblock-Copolymere, die dadurch hergestellt werden, daß Caprolactam mit einem Polyetheramin umgesetzt wird, und sind dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittelblöcke auf Poly(propylenglykol)- oder Poly(ethylenglykol)-Basis und Endblöcke auf Caprolactam-Basis aufweisen. Bevorzugtere Amidoamine schließen Triblock-Copolymere, die einen Mittelblock auf Poly(propylenglykol)-Basis mit 148 g/mol bis 6.000 g/mol und Endblöcke auf Caprolactam- Basis aufweisen. Ein sogar noch bevorzugteres Amidoamin ist ein Triblock-Copolymer, das hergestellt wird, indem Caprolactam mit von 2% bis 20% eines Poly(propylenglykol)- diamins mit primären Aminendgruppen mit 2.000 g/mol (JEFFAMINE D-2000) umgesetzt wird. Auch bevorzugter ist ein Triblock-Copolymer-Amidoamin, das hergestellt wird, indem Caprolactam mit 2% bis 20% eines Poly(ethylenglykol)diamins mit primären Aminendgruppen mit 2.000 g/mol (JEFFAMINE ED-2003) umgesetzt wird.
Das Mischen des funktionalisierten PP und Amidoamins und fakultativ auch PP kann in einer herkömmlichen Mischvorrichtung durchgeführt werden, einschließlich Chargenmischern, kontinuierlich arbeitenden Mischern, Knetern und Extrudern. Für die meisten Anwendungen ist die bevorzugte Mischvorrichtung ein Extruder. Wie oben beschrieben, ist das bevorzugte funktionalisierte Polypropylen, das in der Mischung verwendet wird, maleiniertes Polypropylen. Die bevorzugten Amidoamine, die in der Mischung verwendet werden, sind Diblock-Copolymere, die von 2% bis 40% Poly(propylenglykol)monoamin mit primären Aminendgruppen mit 600 g/mol bis 2.100 g/mol enthalten, Triblock-Copolymere, die von 2 % bis 40% Poly(propylenglykol)diamin mit primären Aminendgruppen mit 148 g/mol bis 6.000 g/mol enthalten, und Sternblock-Amidoamine, die von 2% bis 40% Poly(propylenglykol)triamin mit primären Amingruppen mit 400 g/mol bis 5.000 g/mol enthalten. Ein bevorzugteres Amidoamin, das in der Mischung verwendet wird, ist ein Triblock-Copolymer, das von 2% bis 20% Poly(propylenglykol)diamin mit primären Aminendgruppen mit etwa 2.000 g/mol enthält. Ebenfalls bevorzugter ist ein Triblock- Copolymer-Amidoamin, das von 2% bis 20% Poly(ethylenglykol)diamin mit primären Aminendgruppen mit etwa 2.000 g/mol enthält.
Neben den PP/funktionalisiertes-PP/Amidoamin-Strukturkomponenten gemäß der Erfindung kann die Harzzusammensetzung, um die Stoßfestigkeit zu verbessern, Stoßmodifikatoren enthalten, vorteilhafterweise stoßmodifizierende Elastomere. Stoßmodifizierende Elastomere für die vorliegende Erfindung sind einem Fachmann bekannt. Beispiele sind Kautschuke auf der Basis von Ethylen, Propylen, Butadien und Acrylaten, z. B. Methacrylaten, oder Mischungen derselben. Weitere Beispiele schließen EP- und EPDM-Kautschuke ein, wobei EP-Kautschuk (Ethylen-Propylen-Kautschuk) bei Anwendungen bevorzugt ist, in denen Autokarosserieteile hergestellt werden. Ein repräsentatives Beispiel eines gegenwärtig kommerziell verfügbaren EP-Kautschuks wird unter dem Namen VISTALON 878 von Exxon Chemical vertrieben.
Geeignete stoßmodifizierende Elastomere sind z. B. in Methoden der organischen Chemie (Houben-Weyl), Band XIV/1, Makromolekulare Chemie (Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961), Seiten 390 bis 406, und in der Monographie von C. B. Bucknal, Toughened Plastics (Applied Publishers, London, 1977) beschrieben.
Eine Zusammensetzung, die Polypropylen und Elastomere, wie etwa EP-Kautschuk, enthält, wird üblicherweise als ein "TPO" bezeichnet, was für thermoplastisches Polyolefin steht. TPOs werden üblicherweise bei der Herstellung von Autokarosserieformteilen verwendet, wie etwa Stoßstangenbändern. Solche Formteile können auch weitere Komponenten enthalten, wie etwa Füllstoffe, wie hierin im weiteren beschrieben. Zusammensetzungen auf TPO-Basis können auf dieselbe Weise hergestellt werden wie Zusammensetzungen, die kein Elastomer enthalten. TPOs werden üblicherweise in Misch- oder Reaktor-Qualitätsstufen vertrieben.
Es ist daran gedacht, daß das Amidoamin und funktionalisierte Polypropylen, und fakultativ eine kleine Menge PP oder TPO, zur Reaktion gebracht werden können, um ein Reaktionsproduktkonzentrat zu bilden, und später das Reaktionsproduktkonzentrat mit Polypropylen oder TPO vermischt werden kann. In diesem Aspekt der Erfindung umfaßt das Amidoamin von 10 bis 50 Gew.-% des Konzentrats. Wenn das Reaktionsprodukt aus Amidoamin und maleiniertem PP rein hergestellt wird, kann das Reaktionsprodukt mit Polypropylen oder TPO oder allen anderen Komponenten der gewünschten Zusammensetzung bis zu den gewünschten Gehalten unter Verwendung einer Mischvorrichtung, wie etwa eines Extruders, gemischt oder durchmischt werden. Man sollte verstehen, daß PP üblicherweise verwendet wird, um die Reaktion zu verdünnen. In Abhängigkeit vom Mischertyp können das Reaktionsprodukt, Polypropylen und alle weiteren Komponenten als Feststoffe vor dem Einbringen der Mischung in die Mischvorrichtung gründlich durchmischt werden. Alternativ sind Mischer verfügbar, die die Komponenten während des Prozesses vermischen werden. In jedem Falle werden die Komponenten während des Betriebs des Mischers erhitzt, um die Feststoff zu schmelzen, wobei die geschmolzenen Komponenten danach vermischt werden, um die endgültige Zusammensetzung zu bilden.
Zusätzlich zu den Strukturkomponenten aus PP, funktionalisiertem PP, Amidoamin und irgendeinem Stoßmodifikator, die in einer Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, kann das Harz auch Verstärkungsmittel und/oder Zusatzstoffe enthalten. Die verwendeten Verstärkungsmittel können verstärkende Füllstoffe sein, z. B. Kohlenstoff oder Kohlefasern; Ton, Kreide, Talkum und Mica, um die Schrumpfung zu steuern und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu steuern; Glas (Perlen oder Fasern), um die Steifigkeit zu erhöhen. Überdies können die Füllstoffe einem Finish mit Adhäsionspromotoren und/oder Leimungsmaterialien unterzogen werden. Zusätzlich kann Phosphit oder gehindertes Phenol oder beides als ein Stabilisator (als ein Radikalabfangmittel) zugesetzt werden.
Wenn Zusammensetzungen einen Glasfüllstoff enthalten, können die Zusammensetzungen bis zu 40% Glasfüllstoff enthalten, wenn hochsteife Zusammensetzungen gewünscht sind. Typischererweise werden von 2% bis 10% Glasfüllstoff in der Zusammensetzung eingesetzt. Vorteilhafterweise sind die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, die Glasfüllstoff enthalten, im allgemeinen frei von Hohlräumen, die sich typischerweise in Zusammensetzungen entwickeln, die Polypropylen und Glas enthalten. In diesem Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, maleiniertes Polypropylen mit einer mittleren relativen Molekülmasse von 6.000 bis 60.000 einzusetzen, wie weiter oben beschrieben ist.
Geeignete Haftzusammensetzungen können von 1 bis 90 Gew.-% PP, von 0,5 bis 10 Gew.-% maleiniertes PP und von 1 bis 90 Gew.-% Amidoamin enthalten. Wenn die Zusammensetzungen Elastomere einschließen, wie etwa Zusammensetzungen auf TPO-Basis, die verwendet werden, um Autokarosserieteile herzustellen, umfassen die Zusammensetzungen im allgemeinen von 0,5 bis 40 Gew.-% maleiniertes PP, von 5 bis 30 Gew.-% Amidoamin und von 50 bis 93 Gew.-% PP, wobei diese Prozentanteile auf den Massen dieser Komponenten der Zusammensetzung beruhen. Bevorzugte Zusammensetzungen, die Elastomere einschließen, umfassen 15 bis 30 Gew.-% maleiniertes PP, von 20 bis 30 Gew.-% Amidoamin und von 62 bis 83 Gew.-% PP.
Die bevorzugte herkömmliche Mischvorrichtung ist ein Extruder, in dem das Amidoamin mit dem maleinierten Polypropylen bei von 230ºC bis 300ºC im Verlauf einer Verweilzeit von 25 bis 300 Sekunden reagiert, um ein Reaktionsprodukt zu bilden. Für typische Zusammensetzungen dieser Erfindung beginnt die Zersetzung oberhalb dieses Temperaturbereiches aufzutreten, und unterhalb dieses Bereiches schmelzen die Zusammensetzungen normalerweise nicht. Polypropylen ist eine nicht-reaktive Komponente der Mischung. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt von 240ºC bis 260ºC.
In den Beispielen, wurde kontinuierliche Durchmischung in einem Haake- Einzelschraubenextruder (0,75 inch) mit einer 20 : 1-L/D-Trommelkonfiguration durchgeführt, bei dem die Zuführsequenz eine kombinierte Zuführung war, wobei alle Komponenten an derselben Stelle zugeführt wurden (Trichter des Extruders).
Die folgenden Beispiele sind veranschaulichend für die Erfindung. In den Beispielen wird ein stöchiometrischer Überschuß von Maleinsäure-Funktionalität auf dem maleinierten Polypropylen relativ zur Menge der Amin-Funktionalität im Amidoamin verwendet.

BEISPIELE 1-3

Mischungen aus Polypropylen, maleiniertem Polypropylen und Amidoamin wurden in einem Einzelschraubenextruder hergestellt. Für jede Mischung war das verwendete Amidoamin ein Triblock-Copolymer, das einen Mittelblock auf Polypropylenglykol-Basis mit 2.000 g/mol und Nylon-6-Endblöcke aufweist. Die endständigen Amingruppen dieses Amidoamins waren verfügbar, um mit der Maleinsäureanhydridgruppe des maleinierten Propylens zu reagieren, um die Mischungsmorphologie zu stabilisieren. Um den Effekt des Amidoamins auf die Eigenschaften des extrudierten Harzes zu veranschaulichen, wurden nur die Konzentrationen und Eigenschaften des Amidoamins variiert.
Testproben wurden mit Spritzguß verarbeitet und nach 2 Tagen Konditionierung bei 72ºF (22ºC), 50% relative Feuchte, getestet. Eigenschaften dieser Proben sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 POLYPROPYLEN/AMIDOAMIN-MISCHUNGEN
Beispiele 1-3 belegen, daß, wenn die Menge an Polyether mit Aminendgruppen im Block- Copolymer erhöht wird, sowohl die Kerbschlagzähigkeit als auch die Vollstabschlagzähigkeit nach Izod signifikant ansteigt. Die Dehnung bei Zugbeanspruchung bleibt relativ konstant, bis 25% Amidoamin mit 35% Polyether eingearbeitet sind. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Dehnung bei Zugbeanspruchung anzusteigen. Messungen des Biegemoduls, der Dehngrenze und der Streckspannung fallen mit der Zugabe des Block-Copolymers sowie mit einem Anstieg in der Menge des Polyethers, die im Copolymer enthalten ist.
Zusammensetzungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, können verwendet werden, um Formteile unter Verwendung herkömmlicher, gut bekannter Ausformtechniken unter Standardbedingungen herzustellen. Zum Beispiel können Standardspritzgußtechniken eingesetzt werden. Es ist überraschenderweise festgestellt worden, daß bestimmte Zusammensetzungen (Mischungen) der vorliegenden Erfindung verbesserte Fließfähigkeitseigenschaften während des Spritzgusses von Zusammensetzungen auf TPO-Basis zeigen, so daß weniger Druck verwendet werden könnte, wenn die geschmolzenen Zusammensetzungen in eine Form eingespritzt werden, verglichen mit Zusammensetzungen, in denen kein Amidoamin vorhanden ist. Die gewünschte Form des Formteiles kann in Abhängigkeit von der Endverwendung des Gegenstandes variieren. Zum Beispiel können kautschukhaltige Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mit Spritzguß verarbeitet werden, um Autokarosserieteile herzustellen, wie etwa Stoßstangenbänder, falls gewünscht. GLOSSAR JEFFAMINE M-1000 JEFFAMINE M-2070 und JEFFAMINE M-2005
in der R = H, CH&sub3;, m von 3 bis 32 ist und n von 10 bis 32 ist. JEFFAMINE D-2000, JEFFAMINE D-4000 und JEFFAMINE D-400
in der x etwa 33 für D-2000 ist, x etwa 68 für D-4000 ist und x etwa 5,6 für D-400 ist. JEFFAMINE ED-600, JEFFAMINE ED-900, JEFFAMINE ED-2001, JEFFAMINE ED- 2003, JEFFAMINE ED-4000 und JEFFAMINE ED-6000
in der b etwa 8,5 ist und a + c etwa 2,5 ist für ED-600, b etwa 15,5 ist und a + c etwa 2,5 ist für ED-900, b etwa 40,5 ist und a + c etwa 2,5 ist für ED-2001, b etwa 86,0 ist und a + c etwa 2,5 ist für ED-4000 und b etwa 132,0 ist und a + c etwa 3,0 ist für ED-6000. JEFFAMINE T-3000 und JEFFAMINE T-5000
in der x + y + z = 50 für T-3000 ist und x + y + z = 83 für T-5000 ist. JEFFAMINE ET-3000
in der x + y + z = 57 und a + b + c = 4.

Claims

1. Für die Herstellung von Formteilen brauchbare Zusammensetzung, die Polypropylen und das Reaktionsprodukt eines funktionalisierten Polypropylens und eines Amidoamins umfaßt, wobei das Amidoamin die Formel hat:

in der: A = B oder D und

B = R-O-(R'O)x-

R ein Alkyl mit 1 Kohlenstoffatom ist, wenn A = B;

R' ein Alkyl mit 2 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = B;

R ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 0 bis 3 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = D;

R' eine Alkylgruppe mit 2 Kohlenstoffatomen oder eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = D;

R" eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;

R''' eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;

a unabhängig 1 bis 200 ist;

x unabhängig 1 bis 200 ist;

y unabhängig 1 bis 300 ist; und

p unabhängig 2 bis 11 ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionalisierte Polypropylen maleiniertes Polypropylen ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Amidoamin gewonnen ist aus der Reaktion von Caprolactam und einem Polyetheramin, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Monoaminen, Diaminen und Triaminen mit einer relativen Molekülmasse von 148 bis 6.000 besteht.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylen in einer Menge im Bereich von 1 bis 90 Gew.-% vorliegt, das maleinierte Polypropylen in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-% vorliegt und das Amidoamin in einer Menge von 1 bis 90 Gew.-% vorliegt.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein Elastomer umfaßt.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein Elastomer umfaßt.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das maleinierte Polypropylen in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 40 Gew.-% vorliegt, das Amidoamin in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% vorliegt und das Polypropylen und Elastomer zusammen in einer Menge von 50 bis 93 Gew.-% vorliegen.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung hergestellt wird durch Durchmischen von Polypropylen, einem funktionalisierten Polypropylen, Amidoamin und einem Elastomer in einem Extruder.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung hergestellt wird durch Durchmischen von Polypropylen, maleiniertem Polypropylen, Amidoamin und einem Elastomer in einem Extruder.

10. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, welches umfaßt: Durchmischen von Polypropylen, einem funktionalisierten Polypropylen und einem Amidoamin, so daß das funktionalisierte Polypropylen und das Amidoamin ein Reaktionsprodukt bilden, wobei das Amidoamin die Formel hat:

in der: A = B oder D und

B = R-O-(R'O)x-

R ein Alkyl mit 1 Kohlenstoffatom ist, wenn A = B;

R' ein Alkyl mit 2 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = B;

R" eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;

R''' eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;

a unabhängig 1 bis 200 ist;

x unabhängig 1 bis 200 ist;

y unabhängig 1 bis 300 ist; und

p unabhängig 2 bis 11 ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionalisierte Polypropylen maleiniertes Polypropylen ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Amidoamin gewonnen ist aus der Reaktion von Caprolactam und einem Polyetheramin, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Monoaminen, Diaminen und Triaminen mit einer relativen Molekülmasse von 148 bis 6.000 besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung von 1 bis 90 Gew.-% Polypropylen, von 0,5 bis 10 Gew.-% maleiniertes Polypropylen und von 1 bis 90 Gew.-% Amidoamin umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung außerdem ein Elastomer umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung außerdem ein Elastomer umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung von 0,5 bis 40 Gew.-% maleiniertes Polypropylen, von 5 bis 30 Gew.-% Amidoamin und von 50 bis 93 Gew.-% Polypropylen und Elastomer zusammengenommen umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem Extruder durchgeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem Extruder durchgeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrudertemperatur zwischen 240ºC und 260ºC liegt.

20. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, welches das Durchmischen von Polypropylen mit dem Reaktionsprodukt eines funktionalisierten Polypropylens und eines Amidoamins umfaßt, wobei das Amidoamin die Formel hat:

in der A = B oder D und

B = R-O-(R'O)x-

R ein Alkyl mit 1 Kohlenstoffatom ist, wenn A = B;

R' ein Alkyl mit 2 Kohlenstoffatomen ist, wenn A = B;

R" eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;

R''' eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen ist;

a unabhängig 1 bis 200 ist;

x unabhängig 1 bis 200 ist;

y unabhängig 1 bis 300 ist; und

p unabhängig 2 bis 11 ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionalisierte Polypropylen maleiniertes Polypropylen ist.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Amidoamin gewonnen ist aus der Reaktion von Caprolactam und einem Polyetheramin, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Monoaminen, Diaminen und Triaminen mit einer relativen Molekülmasse von 148 bis 6.000 besteht.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung von 1 bis 90 Gew.-% Polypropylen, von 0,5 bis 10 Gew.-% maleiniertes Polypropylen und von 1 bis 90 Gew.-% Amidoamin umfaßt.

24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung außerdem ein Elastomer umfaßt.

25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung außerdem ein Elastomer umfaßt.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung von 0,5 bis 40 Gew.-% maleiniertes Polypropylen, von 5 bis 30 Gew.-% Amidoamin und von 50 bis 93 Gew.-% Polypropylen und Elastomer zusammengenommen umfaßt.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem Extruder durchgeführt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem Extruder durchgeführt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrudertemperatur zwischen 240ºC und 260ºC liegt.