DE69721042T2

DE69721042T2 - Silanvernetzbare polymer und polymermischungzusammensetzungen mit abrasionwiderstand

Info

Publication number: DE69721042T2
Application number: DE69721042T
Authority: DE
Inventors: Laura Weaver; M. Morgan HUGHES
Original assignee: DuPont Dow Elastomers LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: AU5430398A; DE69721042D1; KR20000057549A; JP2002514244A; EP0944670A1; WO1998026001A1; KR100580409B1; CA2274667A1; CN1246135A; EP0944670B1; AU743999B2; CN1140577C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft im allgemeinen vernetzbare Polymerzusammensetzungen. Diese Erfindung betrifft im besonderen derartige Zusammensetzungen, bei denen die Vernetzung durch eine Vinylsilaneinheit erfolgt. Diese Erfindung betrifft auch besonders Polymerzusammensetzungen, die sowohl ein Elastomer als auch ein kristallines Polymer, wie beispielsweise Polypropylenhomopolymer oder ein Propylen/alpha-Olefin-(α-Olefin)-Copolymer, einschließen. Diese Erfindung betrifft ganz besonders Polymerzusammensetzungen, bei denen Elastomerkomponenten eine Härte (Shore A) von 85 oder weniger (≤ 85) haben.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine akzeptierte Lehre der Literatur ist, daß Verschleißgeschwindigkeiten von Materialien, einschließlich Polymeren, mit mechanischen Eigenschaften derartiger Materialien korreliert werden können. Zu mechanischen Eigenschaften gehören Härte, Zugbruchfestigkeit und Bruchdehnung. Siehe z. B. J. K. Lancaster, "Relationship Between the Wear of Polymers and Their Mechanical Properties" ("Beziehung zwischen dem Verschleiß von Polymeren und ihren mechanischen Eigenschaften"), Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers 1968–69, Band 183, Teil 3P, S. 98–106.
Anne E. Bovari und Sherry B. Glenn machen in "Selecting Materials for Wear Resistance" („Auswählen von Materialien für Verschleißbeständigkeit"), Plastics Engineering, Dezember 1995, S. 31– 33, auf Seite 32 verschiedene Beobachtungen in Bezug auf Abrieb. "Abrieb erfolgt in Kontakten, in welchen eine Oberfläche beträchtlich härter als die andere ist, z. B., Sandpapier auf Holz". Sie bemerken, daß "in einer derartigen Situation, die Oberflächenunebenheiten der härteren Oberfläche in die weichere Oberfläche eindringen und als Ergebnis der relativen Bewegung das Material aus dem weicheren Körper verdrängt wird". Sie weisen darauf hin, daß die Erzeugung von Verschleißteilchen gering und die Abriebfestigkeit hoch sein sollte, wenn ein Material eine hohe Härte oder Beständigkeit gegenüber dem Eindringen von den Oberflächenunebenheiten hat.
Das Standardtestverfahren für Abriebfestigkeit der American Society for Testing and Materials (ASTM) ist ASTM D 1630-83. Das Testverfahren ist besonders zum Bestimmen der Beständigkeit gegenüber Abrieb von vulkanisiertem Kautschuk oder anderen Verbindungen geeignet, die für Sohlen und Hacken von Fußbekleidung verwendet werden. Das Verfahren wendet eine Abriebmaschine des National Bureau of Standards (NBS) an.
Mike Wilson weist in "Slip Resistance Performance of Soling Materials" („Rutschfestigkeitsleistung von Sohlenmaterialien"), SATRA Bulletin, Mai 1996, S. 77–79, eine vom SATRA Footwear Technology Centre hergestellte Veröffentlichung, auf Seite 78 darauf hin, daß ein minimaler Reibungskoeffizient (COF) für Sohlen und Hacken von Fußbekleidung auf trockener und feuchter Kachelfliese 0,3 ist. Er weist auf Seite 79 auch darauf hin, daß Fußbekleidung für Sport und industrielle Anwendungen stärker fordernd hinsichtlich der Rutschfestigkeit sein kann und einen COF von mindestens 0,4, manchmal mindestens 0,6, erfordert.
Um eine akzeptable Produktlebensdauer für Sohlen und Hacken von Fußbekleidung zu erreichen, scheint eine Verbesserung in der Abriebfestigkeit wünschenswert zu sein. Indem den Lehren von Lancaster und Bovari et al. gefolgt wird, besteht eine Herangehensweise zur Verbesserung der Abriebfestigkeit darin, die Härte zu vergrößern, um das Eindringen von Oberflächenunebenheiten zu mininmieren. Diese Herangehensweise hat jedoch ihre Grenzen. An einem bestimmten Punkt ist die Härte so hoch, daß die Verbraucher die Verwendung des Materials in Sohlen und Hacken von Fußbekleidung nicht akzeptieren, weil sie unbequem sind. Gestalter von Fußbekleidung haben ebenfalls Härtebegrenzungen, weil zunehmend harte Materialien weniger Möglichkeiten der Verarbeitung haben.
Ein fühlbares Bedürfnis, besonders für Endgebrauchsanwendungen von Fußbekleidung, wie beispielsweise Sohlen und Hacken, existiert für eine Verbesserung der Abriebfestigkeit eines Materials ohne Vergrößerung seiner Härte zu einem Niveau, das es aus einer Verbraucher- oder Gestalterperspektive unakzeptabel macht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der Erfindung ist eine nichtporöse, gepfropfte und vernetzte Elastomerzusammensetzung, wie sie nachstehend in Anspruch 1 angegeben ist. Die Abriebfestigkeit der gepfropften und vernetzten Elastomerzusammensetzung ist wünschenswerterweise mindestens 25 Prozent (%) größer, vorzugsweise mindestens 50% größer, als die der ungepfropften Elastomerzusammensetzung.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist eine vernetzbare Elastomerzusammensetzung, wie sie nachstehend in Anspruch 2 angegeben ist. Die Abriebfestigkeit der vernetzten Zusammensetzung ist wünschenswerterweise mindestens (≥) 25% größer, vorzugsweise ≥ 50% größer als die Abriebfestigkeit der vernetzbaren Zusammensetzung,
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wenn nicht anderweitig hier festgelegt, schließen alle Bereiche beide Endpunkte ein.
"Ethylenpolymere" bedeuten ein EAO-Copolymer oder ein dienmodifiziertes EAO-Copolymer. Zu veranschaulichenden Polymeren gehören Ethylen/Propylen-(EP)-Copolymere, Ethylen/Octen-(EO)-Copolymere, Ethylen/Butylen-(EB)-Copolymere und Ethylen/Propylen/Dien-(EPDM)-Interpolymere. Zu spezielleren Beispielen gehören homogen verzweigte, im wesentlichen lineare Ethylen/a-Olefin-Polymere (z. B. die Affmity^TM-Polymere, erhältlich von The Dow Chemical Company, und Engage®-Polymere, erhältlich von DuPont Dow Elastomers L. L. C.). Die stärker bevorzugten olefinischen Polymere sind die homogen verzweigten, im wesentlichen linearen Ethylencopolymere mit einer Dichte (gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D-792) von 0,85 bis 0,92 Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³), speziell von 0,85 bis 0,90 g/cm³, und einem Schmelzindex oder MI (gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D-1238) (190°C/2,16) von 0,01 bis 500, vorzugsweise von 0,05 bis 30, Gramm pro zehn Minuten (g/10 min).
"Im wesentlichen linear" bedeutet, daß ein Polymer ein Grundgerüst, substituiert mit 0,01 bis 3 langkettigen Verzweigungen pro 1000 Kohlenstoffatomen in dem Grundgerüst, hat.
"Langkettige Verzweigung" oder "LCB" bedeutet eine Kettenlänge von ≥ 6 Kohlenstoffatomen. Oberhalb dieser Länge kann die kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie von Kohlenstoff-13 (C¹³-NMR) nicht eine tatsächliche Anzahl von Kohlenstoffatomen in der Kette unterscheiden oder bestimmen. In einigen Fällen kann eine Kettenlänge so lang sein wie das Polymergrundgerüst, an welches sie gebunden ist. Für Ethylen/alpha-Olefin-Copolymere ist der langkettige Zweig länger als der kurzkettige Zweig, der aus dem Einbau der (des) alpha-Olefins(e) in das Polymergrundgerüst resultiert.
"Interpolymer" bezeichnet ein Polymer, in dem mindestens zwei Monomere polymerisiert sind. Es schließt zum Beispiel Copolymere, Terpolymere und Tetrapolymere ein. Es schließt insbesondere ein Polymer ein, das durch Polymerisieren von Ethylen mit mindestens einem Comonomer, typischerweise ein α-Olefin mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen (C₃–C₂₀), hergestellt wird. Zu veranschaulichenden α-Olefinen gehören Propylen, 1-Buten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-penten, 1-Hepten, 1-Octen und Styrol. Das α-Olefin ist wünschenswerterweise ein C₃–C₁₀-α-Olefin. Zu bevorzugten Copolymeren gehören EP-und EO-Copolymere. Zu veranschaulichenden Terpolymeren gehören ein Ethylen/Propylen/Octen-Terpolymer ebenso wie Terpolymere von Ethylen, einem C₃–-C₂₀-α-Olefin und einem Dien wie beispielsweise Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, 1,3-Pentadien (Piperylen) oder 5-Ethyliden-2-norbornen (ENB). Die Terpolymere sind auch als EPDM-Terpolymere, wo das α-Olefin Propylen ist, oder generell als EAODM-Terpolymere bekannt.
Die im wesentlichen linearen Ethylen-α-Olefin-Interpolymere ("SLEPs" oder "substantially linear ethylene polymers" ("im wesentlichen lineare Ethylenpolymere")) sind durch enge Molekulargewichtsverteilung (MWD) und enge Verteilung kurzkettiger Verzweigung (SCBD) gekennzeichnet und können hergestellt werden, wie in den Patentschriften der Vereinigten Staaten (USP) 5272236 und 5278272 beschrieben ist, wobei relevante Anteile von beiden hier durch Bezugnahme einbezogen sind. Die SLEPs zeigen auf Grund ihrer engen MWD und engen SCBD, gekoppelt mit LCB, hervorragende physikalische Eigenschaften. Die Anwesenheit von LCB in diesen olefinischen Polymeren erlaubt leichtere Verarbeitung (schnelleres Mischen, schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten) und erlaubt wirksamere Vernetzung über Radikale. Die US-P-5272236 (Spalte 5, Zeile 67 bis Spalte 6, Zeile 28) beschreibt die SLEP-Herstellung über einen kontinuierlichen gesteuerten Polymerisationsprozeß unter Verwendung mindestens eines Reaktors, aber erlaubt mehrfache Reaktoren, bei einer Polymerisationstemperatw und einem Druck, die ausreichend sind, um ein SLEP mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen. Die Polymerisation erfolgt vorzugsweise über ein Lösungspolymerisationsverfahren bei einer Temperatur von 20°C bis 250°C unter Verwendung einer Technologie mit Katalysatoren mit erzwungener Geometrie.
Geeignete Katalysatoren mit erzwungener Geometrie sind in Spalte 6, Zeile 29 bis Spalte 13, Zeile 50 von US-P-5272236 offenbart. Diese Katalysatoren können beschrteben werden, als daß sie einen Metall-Koordinationskomplex umfassen, der ein Metall der Gruppen 3–10 oder der Lanthanidenreihe des Periodensystems der Elements und eine delokalisierte pi-gebundene Einheit, substituiert mit einer Zwanginduzierenden Einheit, umfaßt. Der Komplex hat eine erzwungene Geometrte über dem Metallatom, derart, daß der Winkel an dem Metall zwischen dem Flächenschwerpunkt der delokalisierten, substituierten pigebundenen Einheit und dem Zentrum von mindestens einem verbleibenden Substituenten geringer ist als ein derartiger Winkel in einem ähnlichen Komplex, der eine ähnliche pi-gebundene Einheit enthält, wobei ein derartiger Zwang-induzierender Substituent fehlt. Wenn derartige Komplexe mehr als eine delokalisierte, substituierte pi-gebundene Einheit umfassen, ist nur eine derartige Einheit für jedes Metallatom des Komplexes eine cyclische, delokalisierte, substituierte pi-gebundene Einheit. Die Katalysator umfaßt weiterhin einen aktivierenden Co-Katalysator wie beispielsweise Tris(pentafluorphenyl)boran. Spezifische Katalysatorkomplexe sind in US-P-5272236 in Spalte 6, Zeile 57 bis Spalte 8, Zeile 58 und in US-P-5278272 in Spalte 7, Zeile 48 bis Spalte 9, Zeile 37 diskutiert. US-P- 5272236, in Spalte 8, Zeilen 34–49, und US-P-5278272, in Spalte 9, Zeilen 21–37, offenbaren als spezifische Katalysatorkomplexe: (tert-Butylamido)(tetramethyl-η⁵-cyclopentadienyl)-1,2-ethandiylzirconiumdichlorid, (tert-Butylamido)(tetramethyl-η⁵-cyclopentadienyl)-1,2-ethandiyltitandichlorid, (Methylamido)(tetramethyl-η⁵-cyclopentadienyl)-1,2-ethandiylzirconiumdichlorid, (Methylamido)(tetramethyl-η⁵-cyclopentadienyl)-1,2-ethan-diyltitandichlorid, (Ethylamido)(tetramethyl-η⁵-cyclo-pentadienyl)-methylentitandichloro, (tert-Butylamido)-dibenzyl(tetramethyl-η⁵-cyclopentadienyl)silanzirconiumdibenzyl, (Benzylamido)dimethyl(tetramethyl-η⁵-cyclopentadienyl)silantitandichlorid, (Phenylphosphido)dimethyl(tetramethyl-η ⁵-cyclopentadienyl)silanzirconiumdibenzyl und (tert-Butylamido)-dimethyl(tetramethyl-η⁵-cyclopentadienyl)silantitandimethyl. Die Lehren bezüglich der Katalysatorkomplexe in allgemeinen und diesen speziellen Komplexen sind durch Bezugnahme einbezogen.
Ein SLEP ist durch eine enge MWD und, wenn ein Interpolymer, durch eine enge Comonomerverteilung gekennzeichnet. Ein SLEP ist auch durch einen niedrigen Gehalt an Reststoffen, speziell hinsichtlich des Katalysatorrückstandes, unumgesetzter Comonomere und während der Polymerisation erzeugter Oligomere mit niedrigem Molekulargewicht (MW) gekennzeichnet. Ein SLEP is weiterhin durch eine gesteuerte Molekulararchitektur gekennzeichnet, die gute Verarbeitbarkeit bereitstellt, selbst wenn die MWD relativ zu herkömmlichen Olefinpolymeren eng ist.
Ein bevorzugtes SLEP hat eine Anzahl von ausgeprägten charakteristischen Eigenschaften, eine von diesen ist ein Comonomergehalt, der zwischen 20 und 80 Gewichtsprozent (Gew. %), stärker bevorzugt zwischen 30 und 70 Gew. %, Ethylen liegt, wobei der Rest ein oder mehrere Comonomere umfaßt. Der SLEP-Comonomer-Gehalt kann unter Verwendung von Infrarot-(IR)-Spektroskopie entsprechend ASTM D-2238, Verfahren B, oder ASTM D-3900 gemessen werden. Der Comonomergehalt kann auch durch C¹³-NMR-Spektroskopie bestimmt werden.
Zu zusätzlichen ausgeprägten charakteristischen SLEP-Eigenschaften gehören I₂ und das Schmelzfließverhältnis (MFR oder I₁₀/I₂). Die Interpolymere haben wünschenswerterweise eine I₂ (ASTM D-1238, Zustand 190°C/2,16 Kilogramm (kg) (früher Zustand E)) von 0,01-500 g/10 min, stärker bevorzugt von 0,05-150 g/10 min. Das SLEP hat ebenfalls ein I₁₀/I₂ (ASTM D-1238) ≥ 5,63, vorzugsweise 6,5-15, stärker bevorzugt 7-10. Für ein SLEP dient das I₁₀/I₂-Verhältnis als Anzeichen des Grades von LCB, derart, daß ein größeres I₁₀/I₂-Verhältnis gleich einem höheren Grad von LCB in dem Polymer ist.
Eine weitere ausgeprägte charakteristische Eigenschaft eines SLEP ist der MWD (M_w/M_n oder "Polydispersitätsindex"), wie er durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen wird. M_w/M_n ist definiert durch die Gleichung:
Mw/Mn ≤ (I10/I2) – 4,63
Der MWD ist wünschenswerterweise > 0 und < 5, speziell 1,5–3,5 und vorzugsweise 1,7–3.
Ein homogen verzweigtes SLEP hat überraschenderweise ein MFR, das im wesentlichen unabhängig von seiner MWD ist. Dies steht in deutlichem Gegensatz zu herkömmlichen linearen homogen verzweigten und linearen heterogen verzweigten Ethylencopolymeren, wo die MWD vergrößert werden muß, um das MFR zu vergrößern.
Ein SLEP kann noch weiterhin dadurch gekennzeichnet werden, daß es bei Einsetzen des Oberflächenschmelzbruchs (OSMF) eine kritische Schergeschwindigkeit hat, die mindestens 50% größer ist als die kritische Schergeschwindigkeit bei dem OSMF eines linearen Olefinpolymers, das eine ähnliche I₂ und M_w/M_n hat.
SLEPs, die den vorstehend erwähnten Kriterien entsprechen, werden in geeigneter Weise durch Katalyse mit eingeschränkter Geometrie von The Dow Chemical Company und DuPont Dow Elastomers L. L. C. erzeugt.
Für viele Elastomeranwendungen, wie beispielsweise Draht- und Kabelisolierung, Wetterabdichtung, Fasern, Verschlüsse, Flachdichtungen, Schäume, Fußbekleidung, biegsames Rohrmaterial, Röhren, Bälge und Bänder, können bestimmte physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise Zugfestigkeit, Druckverformungsrest und vergrößerte Endgebrauchstemperatur von aus einem oder mehreren Polyolefinen hergestellten Gegenständen verbessert werden, indem zwischen Molekülketten, die das (die) Polyolefin(e) bilden, chemische Bindungen eingeführt werden. Wie hier verwendet, bezeichnet "Vernetzung(en)" das Vorhandensein von zwei oder mehreren chemischen Bindungen zwischen den gleichen zwei Molekülketten. Wo nur eine chemische Bindung zwischen zwei Molekülketten existiert, wird diese als "Verzweigungspunkt" oder "Verzweigung" bezeichnet. Vernetzungen und Verzweigungspunkte können zwischen verschiedenen Molekülketten durch einen von einer Anzahl von Mechanismen eingeführt werden. Ein Mechanismus beinhaltet das Pfropfen einer chemisch reaktiven Verbindung auf einzelne Molekülketten oder Polymergrundgerüste, die ein Blockpolymerisat in einer derartigen Weise bilden, daß die gepfropfte Verbindung auf einer Kette nachfolgend mit einer ähnlichen gepfropften Verbindung auf einer anderen Kette reagieren kann, wobei die Vernetzung, der Verzweigungspunkt oder beide erzeugt werden. Silanvernetzung dient als Beispiel für diesen Mechanismus.
Ein beliebiges Silan oder ein Gemisch von derartigen Silanen, das wirksam auf Komponenten der Elastomerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, speziell die Elastomerphase, pfropft, kann bei der praktischen Ausführung dieser Erfindung als Silaneinheit verwendet werden. Zu geeigneten Silanen gehören diejenigen mit der allgemeinen Formel:

in welcher R' ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist; x und y 0 oder 1 sind mit der Maßgabe, daß, wenn x 1 ist, y 1 ist; n eine ganze Zahl von 1 bis einschließlich 12, vorzugsweise 1 bis 4, ist und jedes R unabhängig eine hydrolysierbare organische Gruppe ist, wie beispielsweise eine C₁–₁₂-Alkoxygruppe (z. B. Methoxy, Ethoxy, Butoxy), eine Aryloxygruppe (z. B. Phenoxy), eine Aralkoxygruppe (z. B. Benzyloxy), eine aliphatische C_1–12-Acyloxygruppe (z. B. Formyloxy, Acetyloxy, Propanoyloxy), Amino- oder substituierte Aminogruppe (Alkylamin, Arylamino) oder eine Niederalkyl-(C_1–6)-gruppe, mit der Maßgabe, daß nicht mehr als zwei von den drei R-Gruppen ein Alkyl ist (z. B. Vinyldimethylmethoxysilan). Die Verwendung von "C" mit einem Bereich des tiefgestellten Index bezeichnet die Anzahl von Kohlenstoffatomen in, zum Beispiel, einer Niederalkylgruppe. Silane, die beim Härten von Siliconen verwendbar sind, welche hydrolysierbare Ketoximinogruppen aufweisen, wie beispielsweise Vinyltris(methylethylketoamino)silan, sind ebenfalls geeignet. Zu verwendbaren Silanen gehören ungesättigte Silane, die eine ethylenisch ungesättigte Hydrocarboxylgruppe, wie beispielsweise eine Vinyl-, Allyl-, Isopropyl-, Butyl-, Cyclohexenyl- oder gamma-(Meth)acryloxyallylgruppe, und eine hydrolysierbare Gruppe, wie zum Beispiel eine Hydrocarbyloxy-, Hydrocarbonyloxy- oder Hydrocarbylaminogruppe, umfassen. Zu Beispielen von hydrolysierbaren Gruppen gehören Methoxy-, Ethoxy-, Formyloxy-, Acetoxy-Proprionyloxy- und Alkyl- oder Arylaminogruppe. Bevorzugte Silane sind die ungesättigten Alkoxysilane, welche auf das Polymer gepfropft werden können. Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, gamma(Meth)acryloxypropyltrimethoxysilan und Gemische dieser Silane sind die bevorzugten Silane zur Verwendung beim Herstellen von Vernetzungen.
Die Anteil von Silan, der bei der praktischen Ausführung dieser Erfindung verwendet wird, kann, abhängig von der Natur der Komponenten der Elastomerphase, dem Silan, den Verarbeitungsbedingungen, der Pfropfwirksamkeit, der letztlichen Anwendung und ähnlichen Faktoren, in weitem Maße variieren, aber typischerweise werden ≥ 0,1, vorzugsweise ≥ 0,3, stärker bevorzugt ≥ 0,4, Teile Silan pro hundert Teile von Elastomerharz (phr) verwendet. Überlegungen von Bequemlichkeit und Ökonomie sind gewöhnlich die hauptsächlichen Begrenzungen des maximalen Anteils von Silan, der bei der praktischen Ausführung dieser Erfindung verwendet wird. Typischerweise überschreitet der maximale Anteil von Silan nicht 3,5, vorzugsweise überschreitet er nicht 2,5, stärker bevorzugt überschreitet er nicht 2,0 phr. Wie verwendet in "phr", bedeutet "Harz" das Elastomer plus ein beliebiges anderes Polymer (beliebige andere Polymere), die während des Pfropfens mit dem Elastomer eingeschlossen werden. Ein Anteil von weniger als 0,1 Gew. % ist nicht wünschenswert, weil er zu nicht genug Verzweigung, Vernetzung oder beidem führt, um verbesserte morphologische und rheologische Eigenschaften zu ergeben. Eine Anteil über 3,5 Gew. % ist nicht wünschenswert, weil die elastomeren Domänen oder die Phase zu einem Niveau vernetzt werden, das zu hoch ist, wodurch sich ein Verlust an Stoßeigenschaften ergibt.
Das Silan wird durch ein beliebiges. herkömmliches Verfahren, typischerweise in Anwesenheit eines Radikalinitiators wie beispielsweise ein Peroxid oder eine Azoverbindung, oder durch ionisierende Strahlung auf das Harz (Elastomer plus ein beliebiges anderes Polymer (beliebige andere Polymere), eingeschlossen mit dem Elastomer während des Pfropfens) gepfropft. Organische Initiatoren, speziell Peroxidinitiatoren, werden bevorzugt. Zu Beispielen von Peroxidinitiatoren gehören Dicumylperoxid, ditert-Butylperoxid, t-Butylperbenzoat, Benzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, t-Butylperbenzoat, Benzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, t-Butylperoctoat, Methylethylketonperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tbutylperoxy)hexan, Laurylperoxid und tert-Butylperacetat. Eine geeignete Azoverbindung ist Azobisisobutylnitrit. Der Anteil von Initiator kann variieren, aber er ist typischerweise in einem Anteil von ≥ 0,04, vorzugsweise ≥ 0,06, phr vorhanden. Typischerweise überschreitet der Anteil von Initiator nicht 0,15, vorzugsweise überschreitet er nicht etwa 0,10 phr. Das Verhältnis von Silan zu Initiator kann ebenfalls in weitem Maße variieren, aber ein typisches Silan:Initiator-Verhältnis liegt zwischen 10 : 1 und 30 : 1, vorzugsweise zwischen 18 : 1 und 24 : 1.
Während ein herkömmliches Verfahren verwendet werden kann, um das Silan auf das Harz zu pfropfen, ist es ein bevorzugtes Verfahren, die beiden mit dem Initiator in dem ersten Stadium eines Reaktorextruders, wie beispielsweise ein Einzelschnecken oder ein Doppelschneckenextruder, vorzugsweise einer mit einem Länge/Durchmesser-(L/D)-Verhältnis von 25 : 1 oder größer, zu mischen. Die Pfropfbedingungen können variieren, aber die Schmelztemperaturen sind typischerweise, abhängig von der Aufenthaltszeit und der Halbwertszeit des Initiators, 160°C–280°C, vorzugsweise 190°C–250°C.
Härten wird vorzugsweise mit einem Katalysator beschleunigt, und ein beliebiger Katalysator, der diese Funktion bereitstellt, kann in dieser Erfindung verwendet werden. Zu diesen Katalysatoren gehören im allgemeinen organische Basen, Carbonsären und metallorganische Verbindungen einschließlich " organischer Titanate und Komplexe oder Carboxylate von Blei, Cobalt, Eisen, Nickel, Zink und Zinn. Zu veranschaulichenden Katalysatoren gehören Dibutylzinndilaurat, Dioctylzinnmaleat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndioctoat, Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-octoat, Bleinaphthenat, Zinkcaprylat und Cobaltnaphthenat. Zinncarboxylat, speziell Dibutylzinndilaurat und Dioctylzinnmaleat, und Titanverbindungen, speziell Titan-2-ethylhexoxid, sind für diese Erfindung besonders wirksam. Der Katalysator ist vorzugsweise Dibutylzinndilaurat. Der Katalysator (oder das Gemisch von Katalysatoren) ist in einer katalytischen Menge, typischerweise zwischen 0,005 und 0,3 phr, bezogen auf das Gewicht des Elastomers, vorhanden. Die Vernetzungen, Verzweigungspunkte oder beide, die aus dem Härtungsprozeß resultieren, können sich zwischen zwei Elastomermolekülen, zwei Molekülen von kristallinem Polyolefinpolymer, einem Elastomermolekül und einem Molekül von kristallinem Polyolefinpolymer oder einer beliebigen Kombination davon bilden, mit der Maßgabe, daß die erforderlichen Moleküle von Elastomer und kristallinem Polymer vorhanden sind.
Ein Vernetzungskatalysator, obwohl bevorzugt, wird nicht benötigt, um die Vernetzung eines Silan-gepfropften Elastomers zu bewirken. Die Vernetzung kann mit der Zeit erfolgen, indem die Zusammensetzungen oder Gegenstände, die ein Silan-gepfropftes Elastomer enthalten, in einer feuchten oder Dampf-gefüllten Atmosphäre belassen werden. Wo die Zeit nicht kritisch ist und Energieeinsparungen gewünscht werden, reicht eine einfache feuchte Umgebung ohne zusätzliche Erwärmung aus.
Elastomerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können zu Teilen, Bahnen oder anderer Form hergestellt werden, indem eine beliebige von einer Anzahl herkömmlicher Verfahrensweisen verwendet wird. Zu diesen Verfahrensweisen gehören zum Beispiel Spritzgießen, Blasformen und Extrusion, wobei Sprttzgießen bevorzugt wird. Die Zusammensetzungen können auch geformt, gesponnen oder zu Filmen, Fasern, mehrschichtigen Laminaten oder extrudierten Bahnen gezogen werden oder können auf einer beliebigen für derartige Zwecke geeigneten Maschine mit einer oder mehreren organischen oder anorganischen Substanzen vermischt werden. Die Herstellung kann entweder vor oder nach dem Feuchtigkeitshärten durchgeführt werden, aber wird vorzugsweise wegen der Leichtigkeit der Verarbeitung vor dem Feuchtigkeitshärten durchgeführt.
Das kristalline Olefinpolymer wird geeigneterweise aus einem Polypropylenhomopolymer, einem EAO-Polymer mit einem Ethylengehalt von mehr als 85 Gew. %, bezogen auf das Copolymergewicht, Polyethylen hoher Dichte und Propylen/Ethylen-Copolymeren mit einem Ethylengehalt von nicht mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf das Copolymergewicht, ausgewählt.
Zu geeigneten Polypropylenharzen gehören zum Beispiel Propylenhomopolymer, statistische Propylen/Ethylen-Copolymere, Propylen/Ethylen-Blockcopolymere, statistische PropylenButen-Copolymere und Propylen/Ethylen/Buten-Terpolymere. Die Herstellung von Polypropylenharzen beinhaltet die Verwendung von Ziegler-Katalysatoren, welche die stereoreguläre Polymertsation von Propylen zur Erzeugung von isotaktischem Polypropylen erlaubt. Der verwendete Katalysator ist typischerweise ein Titantrichlorid in Kombination mit Aluminiumdiethylmonochlorid, wie weiter bei Cecchin, US-P-4177160 beschrieben. Zu den für die Herstellung von Polypropylen verwendeten verschiedenen Arten von Polymerisationsverfahren gehören das Schlammverfahren, welches bei 50–90°C und 0,5–1,5 MPa (5–15 at) durchgeführt wird, und das Gasphasen- und Flüssigmonomerverfahren, bei welchem extra auf die Entfernung von amorphem Polymer geachtet werden muß. Ethylen kann zu der Reaktion hinzugefügt werden, um ein Polypropylen mit Ethylenblöcken zu erzeugen. Polypropylenharze können ebenfalls hergestellt werden, indem ein beliebiger von einer Vielfalt von Metallocen-, single-Site- und Katalysatoren mit erzwungener Geometrie zusammen mit ihren dazugehörigen Verfahren verwendet wird.
Polypropylenharze, wenn eingeschlossen als Komponente von nichtporösen, gepfropften und vernetzten Elastomerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, sind in einem Anteil eingeschlossen, der in einen Bereich von 1–50 Gewichtsteilen (pbw) pro hundert pbw Elastomer fällt. Der Bereich beträgt vorzugsweise 5–30 pbw. Die Polypropylenharze haben wünschenswerterweise eine Schmelzfließgeschwindigkeit (MFR), gemessen bei 230°C und 2,16 Kilogramm (kg), von 0,5–70 g/10 min.
Extenderöle, wie beispielsweise paraffinische Öle, aromatische Öle, naphthenische Öle, Mineralöle und flüssiges Polybuten, können in nichtporösen, gepfropften und vernetzten Elastomerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Naphthenische Öle werden für Ethylen/alpha-Olefin-Copolymere bevorzugt und paraffinische Öle werden für EPDM- und EAODM-Polymere bevorzugt. Extenderöle erfüllen Funktionen wie beispielsweise Verringern der Viskosität der Zusammensetzung und Erweichen der Zusammensetzungen. Sie sind optionale Komponenten, aber werden, wenn vorhanden, typischerweise in Anteilen verwendet, die in einen Bereich von 1–150 pbw pro 100 pbw Polymere, enthalten in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, fallen. Der Bereich ist vorzugsweise 15–100 pbw.
Eine Vielfalt von Zusatzstoffen kann vorteilhafterweise in den Zusammensetzungen dieser Erfindung für andere Zwecke verwendet werden, wie beispielsweise die folgenden, wobei jeder einzige oder mehrere von diesen verwendet werden können: antimikrobielle Mittel wie beispielsweise metallorganische Verbindungen, Isothiazolone, Organoschwefelverbindungen und Mercaptane; Antioxidantien wie beispielsweise Phenolverbindungen, sekundäre Amine, Phosphite und Thioester; antistatische Mittel wie beispielsweise quaternäre Ammoniumverbindungen, Amine und ethoxylierte, propoxylierte oder Glycerolverbindungen; Füllstoffe und verstärkende Mittel wie beispielsweise Glas, Metallcarbonate wie beispielsweise Calciumcarbonat, Metallsulfate wie beispielsweise Calciumsulfat, Talk, Tone, Siliciumdioxide, Ruße, Graphitfasern und Gemische davon; hydrolytische Stabilisatoren; Gleitmittel wie beispielsweise Fettsären, Fettalkohole, Ester, Fettsäureamide, Metallstearate, parafnische und mikrokristalline Wachse, Silicone und Orthophosphorsäurester; Formtrennmittel wie beispielsweise hochdisperse oder gepulverte Feststoffe, Seifen, Wachse, Silicone, Polyglycole und Komplexester wie beispielsweise Trimethylolpropantristearat oder Pentaerythrittetrastearat; Pigmente, Farbstoffe und Färbemittel; Weichmacher wie beispielsweise Ester dibasischer Säuren (oder ihrer Anhydride) mit einwertigen Alkoholen wie beispielsweise o-Phthalate, Adipate und Benzoate; Wärmestabilisatoren wie beispielsweise Organozinnmercaptide, ein Octylester von Thioglycolsäure und ein Barium- oder Cadmiumcarboxylat; Stabilisatoren für ultraviolettes Licht, verwendet als ein gehindertes Amin, ein o- Hydroxy-phenylbenzotriazol, ein 2-Hydroxy-4-alkoxyenzophenon, ein Salicylat, ein Cyanacrylat, ein Nickelchelat und ein Benzylidenmalonat und Oxalanilid. Ein bevorzugtes gehindertes phenolisches Antioxidans ist das Antioxidans Irganox^TM 1076, erhältlich von Ciba-Geigy Corp. Derartige Zusatzstoffe, wenn verwendet, überschreiten typischerweise nicht 45 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung und betragen vorteilhafterweise 0,001–20 Gew. %, vorzugsweise 0,01–15 Gew. % und stärker bevorzugt 0,1–10 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Zu Gegenständen der Herstellung, die aus den nichtporösen, gepfropften und vernetzten Elastomerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können, gehören zum Beispiel diejenigen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Flachdichtungen, Membranen, Bahnen, Sohlenkomponenten für Fußbekleidung, äußeren Komponenten für Fußbekleidung, Wellenbuchsen und Gegenständen zur Verschleißsteuerung wie beispielsweise Scharniere und Führungen für Auszüge. Fachleute erkennen leicht andere Gegenstände der Herstellung, die aus den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können.
Die nichtporösen, gepfropften und vernetzten Elastomerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, insbesondere wenn zu Sohlenkomponenten für Fußbekleidung gefertigt, haben einen Reibungskoeffizienten (COF), gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D-1894 unter Verwendung von Mauerziegeln (trocken und feucht), von mindestens 0,3. Der COF, gemessen mit feuchtem Mauerziegel, ist nützlicherweise mindestens 0,4, wünschenswerterweise mindestens 0,45, vorzugsweise mindestens 0,5, stärker bevorzugt mindestens 0,55. Der COF, gemessen mit trockenem Mauerziegel, ist nützlicherweise mindestens 0,4, wünschenswerterweise mindestens 0,6, vorzugsweise mindestens 0,9, stärker bevorzugt mindestens 1,0. Die gleichen COF-Werte gelten für die vernetzbaren Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nach Vernetzung und Fertigung.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen, aber begrenzen nicht, weder ausdrücklich noch als Folgerung, die vorliegende Erfindung. Wenn nicht anderweitig festgestellt, sind alle Teile und Prozentsätze, auf einer Basis des Gesamtgewichts, auf das Gewicht bezogen.
BEISPIELE
Vier verschiedene Ethylen/Octen-Polymere oder SLEPs werden in den Beispielen verwendet. Alle sind von DuPont Dow Elastomers L. L. C. erhältlich. Polymer A ist als Engage® EG8445 erhältlich. Polymer B ist als Engage® EG8448 erhältlich. Polymer C ist ein experimentelles Polymer und Polymer D ist als Engage® EG8200 erhältlich. Tabelle I führt nachstehend die Dichte in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³), MI, in g/10 min und die Prozent (%) Kristallinität für jedes der Polymere auf.
Die Kristallinität eines Polymers wird durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) auf einem TA Instrument 2920 DSC, ausgestattet mit einem Kühlzubehörteil mit flüssigem Stickstoff, bestimmt. Proben werden in der Form von dünnen Folien hergestellt und in Aluminiumpfannen plaziert. Sie werden im Anfang auf 180°C erhitzt und für vier Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Sie werden dann mit 10°C pro Minute auf -100°C abgekühlt, bevor sie mit 10°C pro Minute wieder auf 140°C erhitzt werden. Die Gesamtschmelzwärme wird aus der Fläche unter der Schmelzkurve erhalten. Die Prozent Kristallinität werden bestimmt, indem die Gesamtschmelzwärme durch den Wert der Schmelzwärme für Polyethylen (292 Joule pro Gramm (J/g)) geteilt wird.
TABELLE I – POLYMERBESCHREIBUNG
Pfropfen wird durch eine Verfahrensweise ausgeführt, die mit dem Auswägen von 22,7 Kilogramm (kg) trockenen Polymerpellets in eine mit Kunststoff ausgekleidete Papptrommel (50 Gallonen (gal) oder 200 Liter (1)) zusammen mit einer vorher gewogenen Lösung von Vinyltrimethoxysilan (VTMOS) und Dicumylperoxid (DCP) in einem Verhältnis von VTMOS:DCP von 18 : 1 beginnt. Das VTMOS und DCP sind im Handel von Aldrich Chemical erhältlich. Der hinzugefügte Anteil von VTMOS sind 1,8 Gew. %, bezogen auf das Polymergewicht. Der Inhalt der Trommel wird für eine Stunde taumelgemischt, um gleichmäßige Absorption auf und in den Pellets zu gestatten.
Der Inhalt des Behälters wird dann in einen co-rotierenden Doppelschneckenextruder, ausgestattet mit einer Mischschnecke mit hoher Scherung, ZSK 30 Millimeter (mm), Werner Pfleiderer, unterfüttert. Durch Betreiben bei den Temperaturen (in Grad Celsius (°C)), die nachstehend in Tabelle II angegeben sind, und mit einer Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute (rpm), mischt der Extruder wirksam den Behälterinhalt beim Schmelzen und pfropft das Silan auf das Elastomer. Unter Verwendung einer Doppelstrangdüse und eines Düsendrucks von 300 Pound pro Quadratzoll (psi) (2,07 Megapascal (Mpa)) geht das Extrudat aus dem Extruder mit einer Geschwindigkeit von 15 bis 20 Pound (6,8–9,1 Kilogramm (kg)) pro Stunde heraus. Das Extrudat tritt in das Wasserbad ein, wo es abgeschreckt wird. Das abgeschreckte Extrudat wird dann mit einem Luftmesser getrocknet, pelletisiert und in einen mit Wachs ausgekleideten Beutel plaziert. Bevor die so erhaltenen Pellets in dem Beutel plaziert werden, werden sie mit trockenem Stickstoff gespült.
Wenn ein Extenderöl, wie beispielsweise Shellflex® 371, ein naphthenisches Öl, im Handel erhältlich von Shell Chemical Company, in einer Zusammensetzung benötigt wird, wird der Behälterinhalt, jetzt pelletisiert, ein zweites Mal durch den Extruder geführt, und Öl wird unter Verwendung einer Pumpe und Injektionsdüse in Zone zwei des Extruders hinzugegeben. Extruderbetriebstemperaturen, die für Öleinagerung benötigt werden, sind in Tabelle II ebenfalls angegeben. Für Öleinlagerung arbeitet der Extruder mit einer Geschwindigkeit von 250 rpm, um eine Ausbeute von 25 bis 30 Pound (11,3 bis 13,6 kg) pro Stunde bereitzustellen. Die Extruderausbeute wird dann verarbeitet, wie vorstehend für Polymer, das kein Extenderöl enthält, aufgeführt ist.
TABELLE II–EXTRUDERBETRIEBSBEDINGUNGEN
Ein Grundmischung von Härtungskatalysator wird unter Verwendung von 11,4 kg Polymer D (Tabelle I) und ausreichend Dibutylzinndilaurat (DBTDL) (Aldrich Chemical) Vernetzungskatalysator hergestellt, um einen DBTDL-Gehalt von 5000 Teilen pro Million Teilen von Polymer (ppm) bereitzustellen.
Silan-gepfropfte Polymere, hergestellt wie vorstehend beschrieben, werden mit fünf Gew. %, bezogen auf das Gewicht des Polymers plus Gewicht der Grundmischung, der Grundmischung trocken gemischt. Das so erhaltene trockene Gemisch wird dann unter Verwendung einer Spritzgießmaschine mit sich hin und her bewegender Schnecke (30 Millimeter (mm) Schnecke) Arburg Model 370C-800-225 (800 Kilonewton (KN) hydraulische Einspannkraft) in ASTM-Testprüfkörper umgewandelt. Spritzgießbedingungen sind nachstehend in Tabelle III angegeben.
TABELLE III – BEDINGUNGEN DER SPRITZGIEßMASCHINE
Die Silan-gepfropften spritzgießgeformten Testprüfkörper werden durch ein Papierhandtuch getrennt und in einem Kunststoffbeutel plaziert, der mit Wasser gefüllt, verschlossen und in einen Ofen plaziert wird, welcher bei einer eingestellten Temperatur von 50°C für zwei Tage arbeitet, um Vernetzung innerhalb der Testprüfkörper zu bewirken. Die Proben werden dann aus den Beuteln entnommen und mit dem Handtuch getrocknet, bevor sie wie folgt dem Testen der physikalischen Eigenschaften unterworfen werden: a) % Gel (ASTM D-2765), b) Shore-A-Härte (ASTM D-2240), e) Zugfestigkeit (ASTM D-638), d) Dehnung (ASTM D-638), e) NBS-Abrieb (ASTM D-1630) und f) Reibungskoeffizient (COF) unter Verwendung von Mauerziegel (trocken und feucht) (ASTM D-1894). Testergebnisse der physikalischen Eigenschaften sind nachstehend in Tabelle V zusammengefaßt.
Tabelle N zeigt Komponentenverhältnisse fiü die Silan-gepfropften, spritzgießgeformten und vernetzten Testprüfkörper. Die Komponentenverhältnisse spiegeln die Anteile jeder Komponente wider, ohne ein in der Grundmischung verwendetes Polymer zu berücksichtigen. Polypropylen (PP), wo hinzugefügt, ist im Handel von Himont unter der Handelsbezeichnung Profax© 6323 erhältlich.
Drei Vergleichsbeispiele sind in Tabelle V zusammen mit den Beispielen 1–14, die die vorliegende Erfindung darstellen, angegeben. Die Vergleichsbeispiele A, B und C haben jeweils die gleichen Komponentenverhältnisse wie die Beispiele 2, 11 und 12, aber sie sind nicht Silan-gepfropft und vernetzt. Beispiel 13 ist ein Gemisch von 50 Gew. % des Materials von Beispiel 12 und 50 Gew. % des Materials von Vergleichsbeispiel C. Beispiel 14 ist ein Gemisch von 25 Gew. % des Materials von Beispiel 12 und 75 Gew. % des Materials von Vergleichsbeispiel C.
TABELLE IV – Komponentenverhältnisse
TABELLE V – TESTERGEBNISSE DER PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN
N. D. = Nicht Bestimmt
Die Werte in Tabelle V demonstrieren, daß für die vorliegende Erfindung typische Zusammensetzungen physikalische Eigenschaften, speziell Shore-A-Härte und COF (feuchter Mauerziegel), bereitstellen, die typischerweise für Endgebrauchsanwendungen wie beispielsweise athletische und industrielle Fußbekleidung erforderlich sind. Andere physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise Zug und Dehnung, sind für die gleichen Anwendungen akzeptabel. Um einen Vergleich zu geben, hat Vergleichsbeispiel A, hergestellt aus den gleichen Materialien und unter Verwendung der gleichen Materialverhältnisse wie Beispiel 2, aber ohne Silanpfropfung und Vernetzung, einen Gelgehalt von 0, einen vergleichbaren Wert der Härte (Shore A) und einen ähnlichen COF-Wert, aber einen merklich niedrigeren Wert des NBS-Abriebs. "Merklich niedriger" bedeutet mindestens 25% niedriger, öfter mindestens 50% niedriger.
Wenn Testproben wie vorstehend, aber mit einem Polymer mit einer Härte (Shore A) vor dem Pfropfen und Vernetzen von mehr als 85 hergestellt werden, nehmen die Werte der Härte (Skore A) relativ zu dem gleichen Polymer ohne Pfropfung und Vernetzung zu, während die Werte des NBS-Abriebs relativ zu dem gleichen Polymer ohne Pfropfung und Vernetzung abnehmen. Ähnliche Ergebnisse werden für andere Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung erwartet.

Claims

Nichtporöse, gepfropfte und vernetzte Elastomerzusammensetzung, umfassend (i) mindestens ein gepfropftes und vernetztes Interpolymer-Elastomer, ausgewählt aus homogen verzweigten, im wesentlichen linearen Ethylen/alpha-Olefin-Polymeren mit einer Dichte von 0,85 bis 0,92 g/cm³, einem Schmelzindex von 0,01 bis 500 g/10 Minuten und einer Härte (Shore A) von nicht mehr als 85, und (ü) mindestens ein kristallines Olefinpolymer, wobei das kristalline Olefinpolymer aus einem Polypropylenhomopolymer, einem Ethylen/alpha-Olefin-Polymer mit einem Ethylengehalt von mehr als 85 Gew. %, bezogen auf das Copolymergewicht, Polyethylen hoher Dichte oder einem Propylen/Ethylen-Copolymer mit einem Ethylengehalt von nicht mehr als 10 Gew. %, bezogen auf das Copolymergewicht, ausgewählt ist, wobei das Elastomer mit einer Silaneinheit gepfropft worden ist, die die Vernetzung des gepfropften Elastomers in Anwesenheit von Feuchtigkeit förderte, und dann nach Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzt wurde, wobei die gepfropfte und vernetzte Elastomerzusammensetzung eine Härte (Shore A) von nicht mehr als 85 und eine Abriebfestigkeit (ASTM D 1630-83, NBS Abrader) hat, die größer als die einer ungepfropften Elastomerzusammensetzung ist, wobei die ungepfropfte Zusammensetzung aus dem(n) gleichen Elastomeren) und kristallinem(n) Olefinpolymer(en) hergestellt wird, außer, daß das Elastomer im wesentlichen frei von Pfropfung und Vernetzung ist.
Vernetzbare Elastomerzusammensetzung, umfassend (i) mindestens ein gepfropftes EAO-Interpolymer-Elastomer, ausgewählt aus homogen verzweigten, im wesentlichen linearen Ethylen/alpha-lefin-Polymeren mit einer Dichte von 0,85 bis 0,92 g/cm³, einem Schmelzindex von 0,01 bis 500 g/10 Minuten und einer Härte (Shore A) 5 85, und (ü) mindestens ein kristallines lefinpolymer, wobei das kristalline Olefinpolymer aus einem Polypropylenhomopolymer, einem Ethylen/alpha-lefin-Polymer mit einem Ethylengehalt von mehr als 85 Gew. %, bezogen auf das Copolymergewicht, Polyethylen hoher Dichte oder einem Propylen/Ethylen-Copolymer mit einem Ethylengehalt von nicht mehr als 10 Gew. %, bezogen auf das Copolymergewicht, ausgewählt ist, wobei das Elastomer mit einer Silaneinheit gepfropft ist, die die Vernetzung des gepfropften Elastomers in Anwesenheit von Feuchtigkeit fördert, wobei die vernetzbare Zusammensetzung eine Abriebfestigkeit hat und wobei sich nach Einwirkung von Feuchtigkeit eine gepfropfte, vernetzte Elastomerzusammensetzung ergibt, die eine Abriebfestigkeit hat, wobei die Abriebfestigkeit der vernetzten Zusammensetzung größer als die Abriebfestigkeit der vernetzbaen Zusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Silaneinheit durch die allgemeine Formel:
dargestellt wird, in welcher R' ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist; x und y 0 oder 1 sind, mit der Maßgabe, daß, wenn x 1 ist, y 1 ist; n eine ganze Zahl von 1 bis einschließlich 12 ist, und jedes R unabhängig eine hydrolysierbare organische Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Alkoxygruppe mit von 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einer Aralkoxygruppe mit von 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einer Niederalkylgruppe mit 1 bis einschließlich 6 Kohlenstoffatomen, mit der Maßgabe, daß nicht mehr als zwei der drei R-Gruppen ein Alkyl sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Silaneinheit ein ungesättigtes Alkoxysilan, ausgewählt aus Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan und gamma(Meth)acryloxypropyltrimethoxysilan, ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die vernetzte Elastomerzusammensetzung eine Abriebfestigkeit hat, die mindestens 25% größer als die entweder der ungepfropften Elastomerzusammensetzung oder der vernetzbaren Zusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das alpha-Olefin aus Propylen, Buten, 4-Methyl-lpenten, 1-Hexen, 1-Hepten, Styrol und 1-Octen ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Interpolymer ein Ethylen/Propylen/Octen-Terpolymer ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Ethylen/alpha-Olefin-Interpolymer ein Terpolymer von Ethylen, einem alpha-Olefin, das von 3 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, und einem Dienmonomer, wobei das Dienmonomer mindestens eines von Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, 1,3-Pentadien und 5-Ethyliden-2-norbornen ist, ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Ethylen/alpha-Olefin-Interpolymer ein im wesentlichen lineares Ethylenpolymer ist, das einen Ethylengehalt innerhalb eines Bereiches von 20 und einschließlich 80 Gew. % und einen Comonomergehalt, der mehr als ein Comonomer innerhalb eines Bereiches von 80 bis einschließlich 20 Gew.-% einschließen kann, wobei der Gehalt sich insgesamt auf 100 Gew.-% beläuft, einen Schmelzindex (I₂) von 0,01–500 Gramm/10 Minuten, ein Schmelzfließverhältnis (MFR oder I₁₀/I₂), das ≥ 5,63 ist, eine Molekulargewichtsverteilung (M_w/M_n), die > 0, aber < 5 ist, und eine kritische Schergeschwindigkeit bei Einsetzen des Schmelzbruchs (OSMF) von mindestens 50% mehr als die kritische Schergeschwindigkeit bei dem OSMF eines linearen Olefinpolymers, das eine ähnliche I₂ und M_w/M_n hat, hat.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, weiterhin umfassend ein Extenderöl, ausgewählt aus paraffinischen Ölen, aromatischen Ölen, naphthenischen Ölen, Mineralölen und flüssigem Polybuten, wobei das Extenderöl in einem Anteil innerhalb eines Bereiches von 1 bis 150 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen von Ethylen/alpha-Olefin-Interpolymer-Elastomer und kristallinem Olefinpolymer vorhanden ist; und, gegebenenfalls, mindestens einen Zusatzstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus antimikrobiellen Mitteln, Antistatikmitteln, Füllstoffen und verstärkenden Mitteln, ausgewählt aus Glas, Metallcarbonaten, Metallsulfaten, Talk, Tonen, Siliciumdioxiden, Rußen, Graphitfasern und Gemischen davon, Gleitmitteln, Formtrennmitteln, Pigmenten, Weichmachern, Wärmestabilisatoren und Stabilisatoren für ultraviolettes Licht, wobei der (die) Zusatzstoff e) in einer Gesamtmenge vorhanden ist (sind), die 45 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, nicht überschreitet.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die gepfropfte und vernetzte Elastomerzusammensetzung einen Reibungskoeffizienten (ASTM D-1894), gemessen mit einem feuchten Mauerziegel, von mindestens 0,3 hat.
Nichtporöser Fertigungsgegenstand, erzeugt aus der gepfropften und vernetzten Elastomerziisammensetzung nach einem der Ansprüche 1–11, wobei der Gegenstand aus Flachdichtungen, Membranen, Bahnen, Sohlenkomponenten für Fußbekleidung, oberen Komponenten für Fußbekleidung, Wellenbuchsen und Gegenständen zur Verschleißsteuerung, wobei die Gegenstände zur Verschleißsteuerung Scharniere und Führungen für Auszüge einschließen, ausgewählt ist.