DE69724258T2 - Vernetzte thermoplastische elastomere auf olefinbasis und ein verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Vernetzte thermoplastische elastomere auf olefinbasis und ein verfahren zu deren herstellung Download PDF

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Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein auf Olefin basierte vernetzte thermoplastische Elastomere und ein Verfahren zu deren Herstellung. Noch spezieller betrifft die vorliegende Erfindung auf Olefin basierte vernetzte thermoplastische Elastomere, die aus einem Polyolefinharzmaterial, einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und einem Ethylen-Octen-Copolymer hergestellt sind und verbesserte Eigenschaften aufweisen, und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • 2. Beschreibung der verwandten Techniken
  • Auf Olefin basierte thermoplastische Kunstharze, die mit Elastomeren modifiziert sind, wie z. B. mit Kautschuken, um Elastizität zu verleihen, oder Elastomere, die mit thermoplastischen Kunstharzen modifiziert sind, um eine Verarbeitbarkeit zu gestatten, sind aufgrund ihrer guten physikalischen Eigenschaften und guten Verarbeitbarkeit ausführlich entwickelt. Diese Arten von Materialien werden als thermoplastische Elastomere bezeichnet, da sie sowohl Thermoplastizität als auch Elastizität zeigen. Sie sind darin vorteilhaft, dass sie unter Verwendung einer Extrusion, einer Injektion, eines Druckformverfahrens ohne einen vernetzenden Aushärtungs-Schritt direkt geformt werden können, welcher für das Formen von gängigem Kautschuk benötigt wird. Aus diesem Grund ersetzen sie einen weiten Bereich an Kautschuken, die eine Verarbeitbarkeit benötigen, und an thermoplastischen Kunstharzen, die eine Elastizität benötigen. Im Besonderen zeigen auf Olefin basierte vernetzte thermoplastische Elastomere im Gegensatz zu auf Styrol basierten Copolymeren oder auf Urethan basierten thermoplastischen Elastomeren einen weiten Bereich an physikalischen und Verarbeitungscharakteristiken, welche von dem Grad der darin beigemengten Elastomere abhängen. Dieses verleiht ihnen eine Anwendbarkeit in einem weiten Anwendungsbereich und weisen den höchsten Marktanteil auf. Unterschiedliche Untersuchungen wurden gemacht, um neue vernetzende Systeme zu entwickeln, welche vorteilhaft für die eine gleiche Zusammensetzung aufweisenden auf Olefin basierten vernetzten Elastomere verwendet werden können.
  • Im Allgemeinen werden vernetzte thermoplastische Elastomere in drei Gruppen klassifiziert: nicht aushärtendes thermoplastisches Elastomer (im Weiteren als TPO bezeichnet), wobei Kautschuke ohne ein vernetzendes Agens beigemengt sind, teilweise vernetzte thermoplastische Elastomere (im Weiteren als TPR bezeichnet), wobei Kautschuke teilweise in dem thermoplastischen Harzmaterial vernetzt sind, und vollständig vernetzte thermoplastische Elastomere (im Weiteren als TPV bezeichnet), wobei Kautschuke vollständig in dem thermoplastischen Harzmaterial vernetzt sind.
  • Der Grad der Vernetzung beeinflusst die Größe und die Feindispersion der Kautschukpartikel in den vernetzten thermoplastischen Elastomeren, was infolgedessen die elastischen Charakteristika beeinflusst, wie z. B. die Zugfestigkeit, den Dauerzugverformungsrest, den Dauerdruckverformungsrest und andere. Noch genauer sind in den Fällen von TPO, das kein vernetztes Kautschuk aufweist, und TPR Beschränkungen im Erhalt der feindispergierten Kautschukpartikel durch Scherbelastung. Speziell wird dies stärker, wenn der Anteil des Kautschuks ansteigt. Aus diesem Grund sollten Materialien, die die Elastizität und die Thermoplastizität benötigen, durch die dynamische Vulkanisation hergestellt werden, in welcher ausgehärtete Kautschuke durch Scherbelastung während des Mischens pulverisiert werden.
  • Viele Entwicklungen wurden zu den vernetzten thermoplastischen Elastomeren gemacht. Zum Beispiel kann kommerzielles auf Olefin basiertes vernetztes TPE TPRTM von UniRoyal, USA (USP 3,758,643), welches das erste kommerzielle Produkt ist, und SantopreneTM von Monsanto, USA (USP 4,311,628), umfassen. Ebenso wie vernetzte thermoplastische Elastomere, die Peroxide als ein vernetzendes Agens verwenden, wie z. B. MilastomerTM von Mitsui Petrochemical Japan (USP 4,785,045).
  • TPRTM und MilastomerTM sind vernetzte thermoplastische Elastomere, in welchen eine Kombination aus einem Polyolefinharzmaterial und einem Ethylen-Propylen-Kautschuk (im Weiteren als EPR bezeichnet) oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (im Weiteren als EPDM bezeichnet) teilweise unter Verwendung eines Peroxid vernetzendes Agens vernetzt ist. Falls Peroxid vernetzende Agenzien für die Vernetzung der Kautschuke verwendet werden, sind der Vernetzungsgrad und die Reaktivität gut. Auf der anderen Seite können Peroxid vernetzende Agenzien nicht in einer hinreichenden Menge verwendet werden, da Polyolefin durch die vernetzenden Agenzien zersetzt wird. Daher besteht eine Beschränkung in der Aufbesserung der elastischen Charakteristika, wie z. B. des Dauerdruckverformungsrests oder des Dauerzugverformungsrests. Da die Zersetzung des Polyolefinharzmaterials induziert wird während die Vernetzung der Kautschuke vorangeht, werden darüber hinaus die mechanischen Eigenschaften und die Stabilität des Systems verschlechtert.
  • SantopreneTM ist ein durch vollständige Vernetzung einer Kombination von Polyolefin und dem EPDM unter Verwendung eines phenolischen vernetzenden Agens vernetztes thermoplastisches Elastomer. Da ein auf Zinn basierender vernetzender Beschleuniger zur Erhöhung des Grads der Vernetzung verwendet wird, weist das Endprodukt einen Geruch und eine bräunliche Farbe auf und ist geeignet Schmutz zu absorbieren. Obwohl der Grad der Vernetzung ansteigen kann, falls nur der EPDM-Kautschuk verwendet wird, kann das zurückgebliebene vernetzende Agens eine exzessive Vernetzung während des Formungsprozesses verursachen, was zur Folge hat, dass die mechanischen Eigenschaften herabgesetzt werden, wie z. B. die Zugfestigkeit und die Dehnung und der Dauerdruckverformungsrest.
  • Des Weiteren offenbart die EP-A-O 213 285 eine thermoplastische elastomerische Zusammensetzung, die durch dynamische Vernetzung eines olefinischen Polymers und dem EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) in der Gegenwart eines vernetzenden Agens hergestellt wird, welche eine verbesserte Verarbeitbarkeit und höhere elasto-mechanische Eigenschaften aufweist. Die EP-A-O 213 285 offenbart ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer solchen thermoplastischen elastomerischen Zusammensetzung. Die Zusammensetzung des obigen thermoplastischen Elastomers umfasst: Polyolefin (PE oder PP) und den EPDM (Polyolefin: EPDM = 20 : 80~70 : 30), nicht halogeniertes phenolisches Harzmaterial als ein vernetzendes Agens, ZnO und p-Toluensulfonsäure.
  • Daher werden auf Olefin basierte vernetzte thermoplastische Elastomere frei von den Problemen des konventionellen TPE's benötigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Daher stellt die vorliegende Erfindung auf Olefin basierte thermoplastische Elastomere bereit, welche eine gute Elastizität aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren ein neues vernetzendes Agens-System bereit.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein auf Olefin basiertes vernetztes thermoplastisches Elastomer bereit, welches eine gute Zugfestigkeit und gute elastische Eigenschaften aufweist, wie z. B. den Dauerdruckverformungsrest und den Dauerzugverformungsrest.
  • Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von auf Olefin basierten vernetzten thermoplastischen Elastomeren bereit.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf den Ergebnissen, dass teilweise vernetzte thermoplastische Elastomere eine bessere Zugfestigkeit und gute elastische Eigenschaften zeigen können, wie z. B. den Dauerdruckverformungsrest und den Dauerzugverformungsrest, als die der vollständig vernetzten thermoplastischen Elastomere, wenn die kleinere Größe und die feinere Dispersion der Kautschukpartikel in dem System durch die Reduktion und die Differenz der Grenzflächenspannung und dem Anstieg der Grenzflächenadhäsion zwischen den Komponenten in einem Mehrfach-Komponentensystem in dem frühen Stadium des dynamischen Vulkanisationsprozesses erhalten wird.
  • Auf diese Weise wird eine Mischung eines konventionellen Polypropylenthermoplastischen Harzmaterials (erste Komponente) und eines Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuks (zweite Komponente) mit einem Ethylen-Octen-Copolymer (dritte Komponente) kombiniert, um die Grenzflächenadhäsionen zu verbessern, welche infolgedessen eine Herstellung des auf Olefin basierten vernetzten thermoplastischen Elastomers möglich macht, welches gute Eigenschaften aufweist. Das Ethylen der dritten Komponente ist das gleiche wie das Ethylen der zweiten Komponente.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die teilweise vernetzte dritte Komponente durch Verwendung eines angemessenen vernetzenden Agens-Systems erhalten werden. Bei Verwendung des vernetzenden Agens-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Grad der Vernetzung und infolgedessen die Dichte der Vernetzung verbessert werden. Auf diese Weise kann ein thermoplastisches Elastomer vernetzt werden, welches eine verbesserte Zugfestigkeit und gute elastische Eigenschaften zeigt, wie z. B. den Dauerdruckverformungsrest und den Dauerzugverformungsrest.
  • Das auf Olefin basierte vernetzte thermoplastische Elastomer (im Weiteren als 'TPE' bezeichnet) umfasst ein auf Olefin basiertes thermoplastisches Harzmaterial und einen auf Olefin basierten Kautschuk und umfasst weiterhin ein Ethylen-Octen-Copolymer, wobei die Ethylen-Einheiten in der Gegenwart eines metallocenen Katalysators mit Octen copolymerisiert werden.
  • Das TPE gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, basierend auf 100 Gewichtsanteilen folgender Komponenten (A) + (B) + (C),
    • (A) 17 bis 82 Gewichtsanteile eines thermoplastischen Polyolefinharzmaterials,
    • (B) 14,2 bis 76 Gewichtsanteile eines Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuks, der die folgenden Bedingungen erfüllt:
    • (a) Propylen-Gehalt: 10 bis 50 Gewichtsprozent
    • (b) Mooney-Viskosität bei 100°C: 20 bis 100 ML1+4
    • (C) 3,8 bis 76 Gewichtsanteile eines Ethylen-Octen-Copolymers, in welchem die Ethylen-Einheiten in der Gegenwart eines metallocenen Katalysators mit Octen copolymerisiert sind, und welches die folgenden Bedingungen erfüllt:
    • (a) Octengehalt: 9,5 bis 30 Gewichtsprozent
    • (b) Schmelzindex: 0,3 bis 30 dg/min. und
    • (D) 1 bis 15 Gewichtsanteile eines Phenol vernetzenden Mittels.
  • Jede Komponente des Elastomers wird im Weiteren im Detail beschrieben werden.
  • Als ein thermoplastisches Polyolefinharzmaterial (A) kann ein Homopolypropylen oder Block- oder zufällige Copolymere des Ethylens und des Propylens verwendet werden. Wenn die Menge des Harzmaterials (A) im Hinblick auf 100 Gewichtsanteile der Gesamtmenge von (A), (B) und (C) weniger als 17 Gewichtsanteile ist, sind die mechanische Festigkeit und die Verarbeitbarkeit des resultierenden TPE's verschlechtert. Wenn auf der anderen Seite die Menge des Harzmaterials (A) 82 Gewichtsanteile überschreitet, sind die Schlagzähigkeit und die Elastizität des resultierenden Elastomers verschlechtert. Das Polyolefinharzmaterial (A) gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher in einer Menge von 17 bis 82 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 20 bis 70 Gewichtsanteilen, basierend auf 100 Gewichtsanteilen von (A) + (B) + (C) verwendet.
  • Der Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ('EPDM') (B) der vorliegenden Erfindung wurde dem vernetzten thermoplastischen Elastomer in der Häufigkeit wie Ethylen-Propylen-Kautschuk beigemengt, da der EPDM (B) eine gute Kompatibilität mit dem Harzmaterial (A) und eine bessere Ozon-Beständigkeit und Wetterfähigkeit als andere Kautschuke zeigt, wie z. B. natürliche, Styrol-Butadien, Chloropren und Nitril basierende Kautschuke. Beim EPDM ist des Weiteren vorteilhaft, dass es durch das Phenol vernetzende Mittel vernetzt werden kann, da es ungesättigte Bindungen zwischen den Kohlenstoff-Atomen aufweist.
  • Für die vorliegende Erfindung werden 14,2 bis 76 Gewichtsanteile, vorzugsweise 30 bis 60 Gewichtsanteile, basierend auf 100 Gewichtsanteilen von (A) + (B) + (C) von dem EPDM verwendet, und das der EPDM einen Propylengehalt von 10 bis 50 Gewichtsprozent und eine Mooney-Viskosität bei 100°C von 20 bis 100 ML1+4 aufweist. Wenn die Mooney-Viskosität bei. 100°C geringer als 20 ML1+4 ist, ist die mechanische Festigkeit des resultierenden TPE's verschlechtert und die Dispersionsumlagerung durch Scherbelastung ist nicht befriedigend. Wenn auf der anderen Seite die Mooney-Viskosität bei 100°C 100 ML1+4 überschreitet, ist die Verarbeitbarkeit des TPE's verschlechtert.
  • Das Ethylen-Octen-Copolymer ('EOR') (C) ist ein auf Ethylen basierter Kautschuk, in welchem Octen als eine lange verzweigte Kette copolymerisiert ist, und wird verwendet, um die Elastizität des TPE's infolge der gesteigerten Grenzflächenadhäsion des Systems zu steigern. Das FOR (C) weist einen Octengehalt von 9,5 bis 30 Gewichtsprozent auf. Da das EOR, welches den Octengehalt von mehr als 10 Gewichtsprozent aufweist, nicht unter Verwendung eines Ziegler-Natta-Katalysators erhalten werden kann, wird das FOR verwendet, das unter Verwendung eines metallocenen Katalysators hergestellt wird. Die Herstellung von dem FOR unter Verwendung eines metallocenen Katalysators, welches einen Octengehalt von 9,5 bis 30 Gewichtsprozent aufweist, ist zum Beispiel in der USP 5,272,236 und der USP 5,278,272 beschrieben.
  • Das FOR (C) zeigt aufgrund der Ethylen-Komponenten eine gute Kompatibilität mit dem EPDM (B) und weist eine geringe Molekulargewichtsverteilung und einheitliche physikalische Eigenschaften auf. Des Weiteren zeigt das FOR (C) aufgrund des Vorhandenseins von Octeneinheiten eine größere Hitzeresistenz und Fotoresistenz als andere Kautschuke: Auf diese Weise verleiht eine lange verzweigte Kette mit der Octenkomponente dem TPE Glanz und Helligkeit und trägt zur guten Verarbeitbarkeit des TPE's bei. Für die vorliegende Erfindung wird das FOR (C) in der Menge von 3,8 bis 76 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 20 bis 50 Gewichtsanteilen, basierend auf 100 Gewichtsanteilen von (A) + (B) + (C) verwendet. Wenn die Menge des EOR's (C) 76 Gewichtsanteile überschreitet, wird die Dichte der Vernetzung reduziert und folglich wird die Elastizität des TPE's verschlechtert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein phenolisches Harzmaterial als vernetzendes Agens verwendet. Insbesondere können vorteilhaft Dimethylol-Phenol-Harzmaterialien verwendet werden. Das Phenol-Harzmaterial führt den vernetzenden Prozess durch Spaltung der ungesättigten Kohlenstoffbindungen im EPDM (B) durch und kann, da es das Polyolefinharzmaterial (A) nicht abbaut, in einer hinreichenden Menge im Gegensatz zu dem Peroxid vernetzenden Agens verwendet werden. Dieses ermöglicht den Grad der Vernetzung in einem Bereich von 10% bis 95%. Für die vorliegende Erfindung wird das Phenolharzmaterial (D) in der Menge von 1 bis 15 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 3 bis 15 Gewichtsanteilen basierend auf 100 Gewichtsanteilen von (A) + (B) + (C) verwendet. Wenn die Menge des Phenolharzmaterials (D) 15 Gewichtsanteile überschreitet, wird das verbleibende vernetzende Agens (C) nach dem vernetzenden Prozess mit einer weiteren Vernetzung während des folgenden Formungsprozesses fortfahren, was eventuell zu einer Verschlechterung . der physikalischen Eigenschaften der geformten Gegenstände führt.
  • Ein vernetzender Beschleuniger kann gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die Rate der Vernetzung zu steigern. Der vernetzende Beschleuniger, der für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, kann Magnesiumoxide, Pb oder Zn alleine oder in Kombinationen davon enthalten. Der vernetzende Beschleuniger kann in der Menge von 1 bis 7 Gewichtsanteilen basierend auf 100 Gewichtsanteilen von (A) + (B) + (C) verwendet werden.
  • Das vernetzende Agens-System gemäß der Erfindung, welches ein Phenolharzmaterial (D) und ein Metalloxid umfasst, kann eine Vernetzung des EOR's induzieren, so dass es den Grad der Vernetzung effizient verbessert, wenn im Vergleich nur das Phenolharzmaterial (D) verwendet wird. Des Weiteren kann es eine übermäßige Vernetzung während des Formungsprozesses blockieren, um die mechanischen Eigenschaften des TPE's stabil aufrechtzuerhalten.
  • Das TPE kann des Weiteren herkömmlich verwendete Additive mit einbeziehen, welche in der Kunstharzzusammensetzung verwendet werden, um die physikalischen Eigenschaften des TPE's zu verbessern. Die Additive können anorganische Additive umfassen, wie z. B. Silicium, Lehm, Talg, Titanoxid, Zinkoxid oder Bleioxid, Russ, Flammenverzögerer und Thermostabilisatoren, aber sind nicht auf diese eingeschränkt.
  • Das TPE gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Aussetzen der die oben beschriebenen Komponenten enthaltenden Zusammensetzung dem dynamischen Vulkanisationsprozess bei einer Temperatur von 170 bis 220°C, 30 bis 120 rpm während der Retentionszeit von 5 bis 20 Minuten hergestellt werden.
  • BEVORZUGTE AUSGESTALTUNGEN DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird auf dem Wege der folgenden Beispiele noch detaillierter beschrieben werden.
  • <Beispiel 1>
  • 40 Gewichtsanteile des Polypropylens (isotaktischer Index: 98%, Schmelzindex: 10 dg/min), 50 Gewichtsanteile des EPDM's (1)(Propylengehalt: 43%, Mooney-Viskosität: 65 ML1+4(100°C)), 10 Gewichtsanteile des EOR's (1)(Octengehalt: 24%, Schmelzindex: 1 dg/min), 1 Gewichtsanteil des Dimethylol-Phenol-Harzmaterials, 1 Gewichtsanteil des vernetzenden Beschleunigers A(Oxide des Mg's), 7 Gewichtsanteile der organischen Additive und der geeigneten Anzahl anderer Additive, wie z. B. einem Antioxidant, einem antistatischen Agens und einem Thermostabilisator, wurden in einem Plasticorder (Mischer für intensives Mischen) gemischt und der dynamische Vulkanisationsprozess wurde unter einer Bedingung von 200°C und 100 rpm während der Retentionszeit von 5 Minuten ausgeführt. Dann wurde die Mischung in einem Ofen bei 120°C für etwa 2 Stunden getrocknet. Die Proben wurden mittels Spritzguss-Verfahrens hergestellt.
  • Um die Eigenschaften des resultierenden vernetzten TPE's auszuwerten, wurden die mechanischen Eigenschaften (Spannungs-Dehnung) nach dem Verfahren gemäß ASTM D-412 und D-624, die Oberflächenhärte nach dem Verfahren gemäß D-2240 und die Kompressionsbelastung nach dem Verfahren gemäß D-395 gemessen. Diese Verfahren wurden auf die konventionell vernetzten thermoplastischen Elastomere angewandt. Um den Grad der Vernetzung zu messen wurde des Weiteren eine Testprobe pulverisiert und dann 30 g des Pulvers für 12 Stunden in ein siedendes Xylen platziert. Der Grad der Vernetzung wurde als Gewicht der verbleibenden Proben definiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • <Beispiele 2~12>
  • Durch Ausführen des Verfahrens des Beispiels 1 wurden vernetzte thermoplastische Elastomere hergestellt, außer dass die Menge der vernetzenden Agenzien und die Art und die Menge des vernetzenden Beschleunigers ausgewählt werden, wie in Tabelle 1 gezeigt. Die Eigenschaften der Produkte wurden unter den gleichen Kriterien und Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • [Tabelle 1]
    Figure 00100001
  • (Anmerkung)
    • (a) EPDM(1): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk – Propylengehalt: 43%, Mooney-Viskosität: 65 ML1+4 (100°C)
    • (b) EOR(1): Ethylen-Octen-Copolymer – Octengehalt: 24%, Schmelzindex: 1 dg/min
    • (c) Polypropylen: hergestellt von Honam Petrochemical Corp. – Schmelzindex: 10 dg/min, isotaktischer Index: 98%
    • (d) Vernetzendes Agens:Dimethyl-Phenol-Harzmaterial
    • (e) Vernetzender Beschleuniger A: Magnesiumoxide
    • (f) Vernetzender Beschleuniger B: Bleioxide
    • (g) Vernetzender Beschleuniger C: Zinnoxide
  • <Beispiele 13~24>
  • Durch Ausführen des Verfahrens des Beispiels 1 wurden vernetzte thermoplastische Elastomere hergestellt, außer dass die Mengen des Polypropylens, des EPDM's, des EOR's und des vernetzendes Agens und die Art und die Menge des vernetzenden Beschleunigers ausgesucht werden, wie in Tabelle 2 gezeigt. Die Eigenschaften der Produkte wurden unter den gleichen Kriterien und Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • [Tabelle 2]
    Figure 00120001
  • (Anmerkung)
    • (a) EPDM(1): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk – Propylengehalt: 43%, Mooney-Viskosität: 65 ML1+4 (100°C)
    • (b) EOR(1): Ethylen-Octen-Copolymer – Octengehalt: 24%, Schmelzindex: 1 dg/min
    • (c) Polypropylen: hergestellt von Honam Petrochemical Corp. – Schmelzindex: 10 dg/min, isotaktischer Index: 98%
    • (d) Vernetzendes Agens:Dimethyl-Phenol-Harzmaterial
    • (e) Vernetzender Beschleuniger A: Magnesiumoxide
    • (f) Vernetzender Beschleuniger B: Bleioxide
    • (g) Vernetzender Beschleuniger C: Zinnoxide
  • Wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, kann die vorliegende Erfindung vernetzte thermoplastische Elastomere bereitstellen, welche unterschiedliche Härten und dabei gute Eigenschaften aufweisen. Außerdem kann der Grad der Vernetzung unter Verwendung des Phenol-Harzmaterials zusammen mit dem vernetzenden Beschleuniger der Metalloxide gesteigert werden, und in diesen Fällen weisen die Produkte bevorzugte Eigenschaften gegenüber den Produkten auf, welche nur Phenol-Harzmaterial verwenden. Des Weiteren ist unter den vernetzenden Agens-Systemen das System am effektivsten, welches Phenol-Harzmaterial, Magnesiumoxide und Zinnoxide enthält.
  • <Beispiele 25~32 und vergleichende Beispiele 1~2>
  • Durch Ausführen des Verfahrens des Beispiels 1 wurden vernetzte thermoplastische Elastomere hergestellt, außer dass die Mengen des Polypropylens und des vernetzenden Agens und die Arten und die Mengen des EPDM's, des EOR's und des vernetzenden Beschleunigers ausgesucht werden, wie in Tabelle 3 gezeigt. Die Eigenschaften der Produkte wurden unter den gleichen Kriterien und Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • [Tabelle 3]
    Figure 00140001
  • (Anmerkung)
    • (a) EPDM(2): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk – Propylengehalt: 35%, Mooney-Viskosität: 69 ML1+4(100°C)
    • (b) EOR(2): Ethylen-Octen-Copolymer – Octengehalt: 30%, Schmelzindex: 0,3 dg/min
    • (c) EOR(3): Ethylen-Octen-Copolymer –Octengehalt: 20%, Schmelzindex: 18 dg/min
    • (d) EOR(4): Ethylen-Octen-Copolymer –Octengehalt 9,5%, Schmelzindex: 30 dg/min
    • (e) Polypropylen: hergestellt von Honam Petrochemical Corp. – Schmelzindex: 10 dg/min, isotaktischer Index: 98%
    • (f) Vernetzendes Agens: Dimethylol-Phenol-Harzmaterial
    • (g) Vernetzender Beschleuniger A: Magnesiumoxide
    • (h) Vernetzender Beschleuniger B: Bleioxide
  • Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass abgesehen von dem EPDM auch einige Mengen des EOR's unter Verwendung des vernetzenden Agens-Systems gemäß der Erfindung vernetzt werden können. Das heißt, dass das vernetzende System mit den Metalloxiden die vernetzende Reaktion des EOR's induzieren kann und dabei der Grad der Vernetzung gesteigert werden kann. Das zeigt, dass mit der gleichen Menge des Kautschuks vernetzte thermoplastische Elastomere, die unter Verwendung von dem FOR zusammen mit dem EPDM hergestellt sind, bessere Eigenschaften aufweisen, als jene, die nur unter Verwendung von dem EPDM hergestellt sind. Jedoch weist das vernetzte thermoplastische Elastomer, das nur unter Verwendung von dem FOR (das Produkt des vergleichenden Beispiels 2) hergestellt ist, schlechte Eigenschaften infolge des geringen Grades der Vernetzung aufweist.
  • <Beispiele 33~43>
  • Beispiele 33~43 dienen zur Darstellung der Eigenschaften der vernetzten thermoplastischen Elastomere, welche durch Variieren der Art des EPDM's hergestellt werden.
  • Durch Ausführen des Verfahrens des Beispiels 1 wurden vernetzte thermoplastische Elastomere hergestellt, außer dass die Mengen des Polypropylens, des EOR's, des vernetzenden Agens und des vernetzenden Beschleunigers und die Art und Menge des EPDM's ausgesucht werden, wie in Tabelle 4 gezeigt. Die Eigenschaften der Produkte wurden unter den gleichen Kriterien und Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
  • [Tabelle 4]
    Figure 00160001
  • (Anmerkung)
    • (a) EPDM(3): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk – Propylengehalt: 15%, Mooney-Viskosität: 72 ML1+4(100°C)
    • (b) EPDM(4): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk – Propylengehalt: 25%, Mooney-Viskosität: 50 ML1+4(100°C)
    • (c) EPDM(5): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk – Propylengehalt: 37%, Mooney-Viskosität: 20 ML1+4(100°C)
    • (d) EPDM(6): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk –Propylengehalt: 46%, Mooney-Viskosität: 100 ML1+4(100°C)
    • (e) EOR(1): Ethylen-Octen-Copolymer – Octengehalt: 24%, Schmelzindex: 1 dg/min
    • (f) Polypropylen: hergestellt von Honam Petrochemical Corp. – Schmelzindex: 10 dg/min, isotactischer Index: 98%
    • (g) Vernetzendes Agens: Dimethylol-Phenol-Harzmaterial
    • (e) Vernetzender Beschleuniger A: Magnesiumoxide
  • <Beispiele 44~46 und vergleichende Beispiele 3~11 >
  • Durch Ausführen des Verfahrens des Beispiels 1 wurden vernetzte thermoplastische Elastomere hergestellt, außer dass die Mengen des Polypropylens und des vernetzenden Agens und die Arten und die Mengen des EPDM's, des EOR's und des vernetzenden Beschleunigers ausgesucht werden, wie in Tabelle 5 gezeigt. Die Eigenschaften der Produkte wurden unter den gleichen Kriterien und Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
  • [Tabelle 5]
    Figure 00180001
  • (Anmerkung)
    • (a) EPDM(4): Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk – Propylengehalt: 25%, Mooney-Viskosität: 50 ML1+4(100°C)
    • (b) EOR(5): Ethylen-Octen-Copolymer – Octengehalt: 19%, Schmelzindex: 30 dg/min
    • (c) Styrol-Butadien-Kautschuk: – Styrolgehalt: 23%
    • (d) Polypropylen: hergestellt von Honam Petrochemical Corp. – Schmelzindex: 10 dg/min, isotactischer Index: 98%
    • (e) Vernetzendes Agens: Dimethylol-Phenol-Harzmaterial
    • (f) Vernetzender Beschleuniger A: Magnesiumoxide
    • (g) Vernetzender Beschleuniger B: Bleioxide
  • Wie in Tabelle 5 gezeigt, weisen die unter Verwendung von Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) zusammen mit dem EPDM hergestellten vernetzten thermoplastischen Elastomere geringe Eigenschaften im Vergleich zu den Produkten auf, welche nur unter Verwendung von dem EPDM oder Verwendung von dem FOR und dem EPDM hergestellt sind. Daraus wird ersichtlich, dass der SBR nicht durch das vernetzende Agens-System gemäß der Erfindung vernetzt wird, und dass die Grenzflächenadhäsionen zwischen dem SBR und dem EPDM oder dem Polypropylen schwach sind.
  • Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Ethylen-Octen-Copolymer, welches dem vernetzenden System beigemengt ist, welches auf Olefin basiertes thermoplastisches Harzmaterial und auf Olefin basierten Kautschuk umfasst, durch das vernetzende Agens-System teilweise vernetzt werden, welches sich aus dem Phenolharzmaterial und den Metalloxiden zusammensetzt, und in der Form einer feinen und einheitlichen Dispersion existiert. Des Weiteren kann die Grenzflächenadhäsion zwischen dem Ethylen-Octen-Copolymer und dem vernetzten Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk den Grad der Vernetzung steigern. Infolgedessen weisen die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten vernetzten thermoplastischen Elastomere gute Eigenschaften auf, wie z. B. die Zugfestigkeit, den Dauerzugverformungsrest und den Dauerdruckverformungsrest.

Claims (9)

  1. Auf Olefin basiertes vernetztes thermoplastisches Elastomer, umfassend – basierend auf 100 Gewichtsanteilen folgender Komponenten (A) + (B) + (C) -: (A) 17 bis 82 Gewichtsanteile eines thermoplastischen Polyolefinharzmaterials, (B) 14,2 bis 76 Gewichtsanteile eines Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuks, der die folgenden Bedingungen erfüllt: (a) Propylengehalt: 10 bis 50 Gewichtsprozent (b) Mooney-Viskosität bei 100°C: 20 bis 100 ML1+4, (C) 3,8 bis 76 Gewichtsanteile eines Ethylen-Octen-Copolymers, das die folgenden Bedingungen erfüllt: (a) Octengehalt: 9,5 bis 30 Gewichtsprozent (b) Schmelzindex: 0,3 bis 30 dg/min und (D) 1 bis 15 Gewichtsanteile eines Phenolvernetzungsmittels.
  2. Auf Olefin basiertes vernetztes thermoplastisches Elastomer nach Anspruch 1, umfassend – basierend auf 100 Gewichtsanteilen folgender Komponenten (A) + (B) + (C) -: (A) 20 bis 70 Gewichtsanteile eines thermoplastischen Polyolefinharzmaterials, (B) 30 bis 60 Gewichtsanteile eines Ethylen-Propylen-Kautschuks, der die folgenden Bedingungen erfüllt: (a) Propylengehalt: 10 bis 50 Gewichtsprozent (b) Mooney-Viskosität bei 100°C: 20 bis 100 ML1+4, (C) 20 bis 50 Gewichtsanteile eines Ethylen-Octen-Copolymers, das die folgenden Bedingungen erfüllt: (a) Octengehalt: 9,5 bis 30 Gewichtsprozent (b) Schmelzindex: 0,3 bis 30 dg/min und (D) 3 bis 15 Gewichtsanteile eines Phenolvernetzungsmittels.
  3. Auf Olefin basiertes vernetztes thermoplastisches Elastomer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ethylen-Octen-Copolymer durch Copolymerisierung von Ethyleneinheiten mit Octen in der Gegenwart eines metallocenen Katalysators erhalten wird.
  4. Auf Olefin basiertes vernetztes thermoplastisches Elastomer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Polyolefinharzmaterial (A) ein Homopolypropylen oder ein Blockcopolymer oder einzufälliges Copolymer aus Ethylen und Propylen ist.
  5. Auf Olefin basiertes vernetztes thermoplastisches Elastomer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Phenolvernetzungsmittel ein Dimethylol-Phenolharzmaterial ist.
  6. Auf Olefin basiertes vernetztes thermoplastisches Elastomer nach Anspruch 1 oder 2, welches des Weiteren einen oder mehrere vernetzende Beschleuniger, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Oxiden des Mg, Pb und Zn besteht, in einer Menge von 1 bis 7 Gewichtsanteilen, basierend auf 100 Gewichtsanteilen der Komponenten (A) + (B) + (C), umfasst.
  7. Verfahren zur Herstellung eines auf Olefin basierten vernetzten thermoplastischen Elastomers, welches den Schritt der dynamischen Vulkanisation der folgenden Komponenten (A)–(D) bei einer Temperatur von 170 bis 220 C bei 30 bis 120 rpm während einer Verweilzeit von 5 bis 20 Minuten umfasst: (A) 17 bis 82 Gewichtsanteile eines thermoplastischen Polyolefinharzmaterials, (B) 14,2 bis 76 Gewichtsanteile eines Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuks, der die folgenden Bedingungen erfüllt: (a) Propylengehalt: 10 bis 50 Gewichtsprozent (b) Mooney-Viskosität bei 100°C: 20 bis 100 ML1+4, (C) 3,8 bis 76 Gewichtsanteile eines Ethylen-Octen-Copolymers, das die folgenden Bedingungen erfüllt: (a) Octengehalt: 9,5 bis 30 Gewichtsprozent (b) Schmelzindex: 0,3 bis 30 dg/min und (D) 1 bis 15 Gewichtsanteile eines Phenolvernetzungsmittels, wobei die Gewichtsanteile auf 100 Gewichtsanteilen der Komponenten (A) + (B) + (C) basieren.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ethylen-Octen-Copolymer durch Copolymerisierung von Ethyleneinheiten mit Octen in der Gegenwart eines metallocenen Katalysators erhalten wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein oder mehrere vernetzende Beschleuniger, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Oxiden des Mg, Pb und Zn besteht, in einer Menge von 1 bis 7 Gewichtsanteilen, basierend auf 100 Gewichtsanteilen der Komponenten (A) + (B) + (C), beigemengt ist oder sind.
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