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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung
thermoplastischer Elastomere, die auf technischen Thermoplasten
basieren, die eine verbesserte technische Leistungsfähigkeit
und Hochtemperatur-Leistungsfähigkeit
aufweisen, wobei ausgezeichnete Dehnungseigenschaften beibehalten
werden. Ein thermoplastisches Elastomer ist im Allgemeinen als ein
Polymer oder ein Blend von Polymeren definiert, das auf die gleiche
Weise wie konventionelles thermoplastisches Material verarbeitet
und recycelt werden kann, jedoch Eigenschaften und eine Leistungsfähigkeit
hat, die denjenigen von vulkanisiertem Kautschuk bei Betriebstemperaturen ähnlich sind.
Blends oder Legierungen von Kunststoff und elastomerem Kautschuk sind
zur Herstellung thermoplastischer Elastomere mit hoher Leistungsfähigkeit,
insbesondere als Ersatz von wärmehärtbarem
Kautschuk, in zunehmendem Maße
bei verschiedenen Anwendungen interessant geworden.
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Stand der Technik
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Polymerblends,
die eine Kombination von sowohl thermoplastischen als auch elastischen
Eigenschaften aufweisen, werden im Allgemeinen durch Kombination
einer thermoplastischen und einer elastomeren Zusammensetzung in
einer solchen Weise erhalten, dass das Elastomer innig und gleichmäßig als
diskrete, teilchenförmige
Phase in einer kontinuierlichen Phase des Thermoplasten dispergiert
wird. Eine frühere
Arbeit mit vulkanisierten Zusammensetzungen wird in U5-A-3,037,954
gefunden, die eine statische Vulkanisation sowie eine Technik der
dynamischen Vulkanisation offenbart, wobei ein vulkanisierbares
Elastomer in einem harzartigen thermoplastischen Polymer dispergiert
wird. Das Elastomer wird unter kontinuierlichem Mischen und Scheren
des Polymerblends gehärtet.
Die sich ergebende Zusammensetzung ist eine Mikrogel-Dispersion
von gehärtetem Elastomer,
wie Butylkautschuk, chloriertem Butylkautschuk, Polybutadien oder
Polyisobuten, in einer nicht gehärteten
Matrix von thermoplastischen Polymeren, wie Polypropylen.
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U5-A-5,003,003
bezieht sich auf Blends von Polyamidharz mit elastomeren Ethylen-Propylen-Polymeren,
die funktionalisiert wurden, dann nach dem Dispergieren in dem Polyamidharz
vernetzt wurden. Das sich ergebende Blend hat eine verbesserte Zugfestigkeit,
Dehnung und Ölbeständigkeit.
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U5-A-5,238,990
offenbart ein thermoplastisches Blend von Polyamid mit einem gepfropften
Polymer, das ein Reaktionsprodukt von Folgendem ist: a) von Copolymeren
oder halogenhaltigen Copolymeren eines C4-7-Isomonoolefins
und eines Alkylstyrols und b) einer ungesättigten Carbonsäure oder
eines Derivats derselben. Das Blend soll eine verbesserte Schlagzähigkeit
haben, während
der hohe Biegemodul des Polyamids beibehalten wird.
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In
US-A-5,244,961 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Blends von
Halogen-enthaltenden
thermoplastischem Polyamid-Copolymeren von C4-7-Isomonoolefin
und p-Alkylstyrol in Gegenwart einer Metall-Verbindung beschrieben.
Das Blend hat eine verbesserte niedrige Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen.
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Die
veröffentlichte
PCT-Anmeldung WO-A-95/26380 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung
eines thermoplastischen Elastomers, das verbesserte Betriebseigenschaften
hat, bei dem Copolymere eines funktionalisierten Polyolefins und
eines Polyamids in ein thermoplastisches Elastomer eingefügt werden,
das aus Folgendem ausgewählt
ist: a) thermoplastischen Polyolefin-Copolymeren und einem olefinischen
Kautschuk, der vollständig
vernetzt, teilweise oder nicht vernetzt ist, und gegebenenfalls
Additiven, b) Blockcopolymeren von Styrol/konjugiertem Dien/Styrol
und/oder deren hydrierten Derivaten, die gegebenenfalls mit einem
thermoplastischen polyolefinischen Homopolymer oder Copolymeren
und/oder üblichen
Additiven kompoundiert sind, und c) irgendeinem Blend von a) und
b).
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US-A-4,594,390
beschreibt ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Elastomere,
umfassend ein Blend von Kunststoff und durch dynamische Vulkanisation
gehärtetem
Kautschuk, wobei das Blend einem hohen Scheren in einem Mischer
unterzogen wird, wie einem vollständig ineinander greifenden
und gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruder. Der gesamte
Kunststoff und Kautschuk und die anderen Kompoundierungsbestandteile,
außer
einem Härtungsaktivator,
werden in die Eintrittsöffnung
des Extruders gegeben. Im ersten Drittel des Extruders wird die
Zusammensetzung mastiziert, um den Kunststoff zu einem im Wesentlichen
homogenen Blend zu schmelzen. Der Härtungsaktivator wird in eine
Eintrittsöffnung
gegeben, die so angeordnet ist, dass sie etwa 1/3 der Länge des
Extruders von der anfänglichen
Eintrittsöffnung
entfernt ist. Die letzten 2/3 des Extruders werden als dynamische
Vulkanisationszone angesehen.
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US-A-5,574,105
beschreibt ein thermoplastisches Elastomer, umfassend ein Tri-Blend aus technischem
Harz, dynamisch vulkanisierter Legierung von thermoplastischem olefinischen
Polymer und elastomeren Copolymeren, in Gegenwart eines Kompatibilisierungsmittels
für das
technische Harz und die dynamisch vulkanisierte Legierung. Die Zusammensetzungen
behalten ihre strukturelle Integrität bei hohen Temperaturen bei
und haben gute Zugdehnungs- und
Fluidbeständigkeits-Eigenschaften.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf dem Auffinden eines Verfahrens,
das in einem einzigen Stück an
Gerätschaft
thermoplastische elastomere (TPE) Zusammensetzungen erzeugt, die
ausgezeichnete physikalische Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen
aufweisen. Diese Zusammensetzungen werden bereitgestellt, indem
man eine vorher gehärtete
Mischung aus olefinischem Polymer und einem olefinischen Elastomer vulkanisiert,
um eine dynamisch vulkanisierte Legierung (DVA) zu bilden, und anschließend a)
ein thermoplastisches technisches Harz mit b) dem DVA, das das thermoplastische
olefinische Polymer und das olefinische Elastomer mit reaktiven
Härtungsstellen
umfasst, in Gegenwart eines Kompatibilisierungsmittels für das technische
Harz und das DVA nach der dynamischen Vulkanisation des olefinischen
Elastomers vermischt. Alternativ dazu werden die vorgehärteten Komponenten
des DVA mit dem technischen Harz vor dem Schritt der dynamischen
Vulkanisation vermischt.
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Die
vorliegende Erfindung basiert auch auf dem Befund, dass das Kompatibilisierungsmittel
durch das Vermischen in der Schmelze eines Kompatibilisierungsmittel-bildenden
Materials und des technischen Harzes in dem Mischgefäß entweder
vor dem Vulkanisationsschritt, während
des Vulkanisationsschritts oder nach dem Vulkanisationsschritt in
situ gebildet werden kann.
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Die
Verfahrensschritte erzeugen eine thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung,
die ihre Integrität
bei hohen Temperaturen beibehält
und gute Zugeigenschaften, eine gute Dehnung und Fluidbeständigkeit aufweist.
Diese Verfahrensschritte optimieren auch das Produktionsverfahren
und ermöglichen
die Herstellung weicherer thermoplastischer Elastomere.
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Insbesondere
wird die vorliegende Erfindung durch das Verfahren der Ansprüche 1, 29
und 34 und die Unteransprüche
beschrieben.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Technisches Harz
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Die
thermoplastischen technischen Harze, die in den Zusammensetzungen
der Erfindung verwendet werden, sind amorphe oder halbkristalline
Materialien, üblicherweise
von polarer Art, mit einer Glasübergangstemperatur
(Tg) oder einem Schmelzpunkt von mehr als
150 °C,
vorzugsweise von mehr als 200 °C.
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Sie
können
einzeln oder in Kombination verwendet werden und sind aus Polyamiden,
Polycarbonaten, Polyestern, Polysulfonen, Polylactonen, Polyacetalen,
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Harzen, Polyphenylenoxid (PPO),
Polyphenylensulfid (PPS), Styrol-Acrylnitril (SAN)-Harzen, Polyimiden,
Styrol-Maleinsäureanhydrid
(SMA) und aromatischen Polyketonen ausgewählt. Bevorzugte thermoplastische
technische Harze sind Polyamide. Die mehr bevorzugten Polyamide
sind Nylon 6, Nylon 6,6, Nylon 11, Nylon 12 und Mischungen oder
Copolymere derselben.
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Geeignete
thermoplastische Polyamide (Nylons) schließen kristalline oder harzartige,
hochmolekulare feste Polymere (einschließlich Copolymere und Terpolymere)
ein, die Amid-Repetiereinheiten in der Polymerkette aufweisen. Polyamide
können
durch Polymerisation eines oder mehrerer ε-Lactame, wie Caprolactam, Pyrrolidon,
Lauryllactam und Aminoundecanlactam, oder einer Aminosäure oder
durch Kondensation zweibasiger Säuren
und Diamine hergestellt werden. Sowohl faserbildende Nylons als
auch Nylons von Formpress-Qualität
sind geeignet. Beispiele solcher Polyamide sind Polycaprolactam
(Nylon 6), Polylauryllactam (Nylon 12), Polyhexamethylenadipamid
(Nylon 6,6), Polyhexamethylenazelamid (Nylon 6,9), Polyhexamethylensebacamid
(Nylon 6,10), Polyhexamethylenisophthalamid (Nylon 6,IP) und das
Kondensationsprodukt von 1,1-Aminoundecansäure (Nylon 11). Zusätzliche
Beispiele von befriedigenden Polyamiden (insbesondere solche, die
einen Erweichungspunkt von weniger als 275 °C aufweisen) werden in Kirk-Othmer,
Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Auflage, Band 18, Seite
406–409,
und Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2. Auflage,
Band 11, Seite 445–450
beschrieben. Im Handel erhältliche
thermoplastische Polyamide können
vorteilhaft in der Praxis der Erfindung verwendet werden, wobei
lineare kristalline Polyamide mit einem Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt
zwischen 160 und 230 °C
bevorzugt werden. Die Menge an technischem Harz, die zur Bereitstellung
brauchbarer Zusammensetzungen gefunden wurde, beträgt im Allgemeinen
10–50
Gewichtsteile und mehr bevorzugt 10–40 Gewichtsteile, bezogen
auf das Gewicht der Zusammensetzung, die technisches Harz, DVA und
Kompatibilisierungsmittel umfasst.
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Dynamisch vulkanisierte
Legierung
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Die
DVA-Komponente der Zusammensetzung umfasst ein thermoplastisches
olefinisches Polymer und ein Elastomer (Kautschuk), die in der Schmelze
in Gegenwart eines Härtungsmittels
vermischt wurden, um das Elastomer dynamisch zu vulkanisieren. Das
sich ergebende DVA ist eine Polyolefin-Matrix, die darin dispergierte
Elastomer-Teilchen einer Mikron- oder Submikrongröße aufweist.
Das Elastomer wird wünschenswerterweise
während
der dynamischen Vulkanisation wenigstens teilweise gehärtet (vernetzt)
und vorzugsweise vollständig
oder komplett gehärtet.
Jedoch ist jeder Härtungsgrad
mit der vorliegenden Erfindung kompatibel.
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Der
Ausdruck "dynamische
Vulkanisation",
wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet
ein Verfahren, in dem das Elastomer in Gegenwart des Polyolefins
unter den Bedingungen eines hohen Scherens und bei einer Temperatur
oberhalb des Schmelzpunkts des Polyolefins vulkanisiert oder gehärtet wird.
Das Elastomer wird somit gleichzeitig vernetzt und üblicherweise
in Form feiner Teilchen in dem Polyolefin dispergiert, obwohl co-kontinuierliche
Phasenmorphologien oder eine Mischung von diskreten und co-kontinuierlichen
Phasenmorphologien auch möglich
sind. Die dynamische Vulkanisation wird durch Vermischen der Komponenten
bei erhöhter
Temperatur in konventionellen Mischgerätschaften, wie Walzenmühlen, Banbury-Mischern,
Brabender-Mischern, kontinuierlichen Mischern und Mischextrudern
durchgeführt.
Die einzigartige Eigenschaft von dynamisch gehärteten Zusammensetzungen besteht
darin, dass unabhängig
von der Tatsache, dass die Elastomer-Komponente teilweise oder vollständig gehärtet wird,
die Zusammensetzungen durch konventionelle Kunststoff-Verarbeitungstechniken,
wie Extrusion, Spritzgießen,
Blasformen und Formpressen, verarbeitet und wiederverarbeitet werden
können.
Abfall oder überfließende Formmasse
kann gerettet und wiederverarbeitet werden.
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Die
Ausdrücke "vollständig vulkanisiert" und "komplett vulkanisiert" bedeuten, dass die
zu vulkanisierende Elastomer-Komponente zu einem Zustand gehärtet wurde,
in dem die elastomeren Eigenschaften des vernetzten Kautschuks denen
des Elastomers in seinem konventionellen vulkanisierten Zustand ähnlich sind, abgesehen
von der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung. Der Härtungsgrad
kann in Form des Gelgehalts oder umgekehrt der extrahierbaren Komponenten
beschrieben werden. Diese Beschreibungen sind in der Technik wohlbekannt,
z.B. in US-A-5,120,947 und 5,157,081.
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Die
Menge an DVA, die sich in den Tri-Blend-Zusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung als nützlich
erwiesen hat, beträgt
im Allgemeinen 90–50
Gewichtsteile und mehr bevorzugt 90–60 Gewichtsteile, bezogen
auf das Gewicht der Tri-Blend-Zusammensetzung.
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In
der vorliegenden Erfindung umfasst die DVA-Komponente eine Komponente
einer Tri-Blend-Zusammensetzung, die auch ein technisches Harz und
ein Kompatibilisierungsmittel umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Tri-Blend-Zusammensetzung
der vorliegenden Erfindung umfassen das technische Harz und das
Polyolefin des DVA eine co-kontinuierliche Phase mit darin dispergierten
Elastomer-Teilchen einer Mikron- oder Submikrongröße. Die
Elastomer-Teilchen werden durch das Polyolefin des DVA in der co-kontinuierlichen
Phase eingekapselt.
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Thermoplastisches Olefin-Polymer
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Polyolefine,
die zur Verwendung in den Zusammensetzungen der Erfindung brauchbar
sind, schließen nichtpolare
thermoplastische, kristalline oder halbkristalline Polyolefin-Homopolymere
und -Copolymere ein. Sie werden aus Monoolefin-Monomeren mit 2 bis
6 Kohlenstoffatomen hergestellt, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten,
Isobutylen und 1-Penten, wobei Ethylen, Propylen und Mischungen
derselben bevorzugt werden. Das Polyethylen kann ein Material niedriger
Dichte, ultra-niedriger Dichte oder hoher Dichte sein. Der Ausdruck
Polypropylen schließt
Folgendes ein: Homopolymere von Propylen sowie Reaktor-Copolymere von Polypropylen, die
1 bis 20 Gew.-% Ethylen oder ein α-Olefin-Comonomer mit 4 bis
6 Kohlenstoffatomen enthalten können, und
Mischungen derselben. Das Polypropylen kann isotaktisch oder syndiotaktisch
sein und üblicherweise
hat es einen engen Tg-Bereich. Im Handel
erhältliche
Polyolefine können
in der Praxis der Erfindung verwendet werden.
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Die
Menge an Polyolefin, die gefunden wurde, um brauchbare DVA-Zusammensetzungen
bereitzustellen, beträgt
im Allgemeinen 10–90
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyolefins und des Elastomers. Vorzugsweise
reicht der Polyolefin-Gehalt von 10–50 Gew.-%.
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Härtbares Elastomer
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Elastomere,
die zur Verwendung in den Zusammensetzungen der Erfindung brauchbar
sind, sind mit dem thermoplastischen Olefin-Polymer kompatibel und
haben reaktive Härtungsstellen.
Solche Härtungsstellen
können
entweder ein integraler Teil des Elastomergerüsts sein oder können durch
Zugabe funktioneller Gruppen eingefügt werden. Eine bevorzugte
Gruppe von Elastomeren ist diejenige, die aus Copolymeren von C4-7-Isoolefinen und p-Alkylstyrol hergestellt
wird. Diese Copolymere werden ausführlicher in US-A-5,162,445 beschrieben.
Eine besonders bevorzugte Elastomer-Spezies wird durch das halogenierte
Copolymer von Isobutylen und p-Methylstyrol dargestellt. Es wurde
auch gefunden, dass Elastomere von Ethylen-Propylen (EPR) und Poly(ethylen-co-propylen-co-dien),
auch als EPDM-Kautschuk bekannt, gut in den Zusammensetzungen funktionieren,
entweder allein oder in Kombination mit Copolymeren von Isoolefinen
und p-Alkylstyrol.
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In
der vorliegenden Erfindung sind die bevorzugten Olefin-Elastomere
EPDM-Kautschuk,
das halogenierte Copolymer von Isobutylen und p-Methylstyrol und
Blends derselben. In dem Masterbatch von nicht gehärtetem DVA
umfasst die Elastomer-Komponente 10–90 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht der Polyolefin- und
Elastomer-Komponenten. Vorzugsweise reicht der Elastomer-Gehalt
von 90 bis 50 Gew.-%.
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Härtungssystem
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In
den Zusammensetzungen der Erfindung ist die Elastomer-Komponente
des DVA im Allgemeinen wenigstens teilweise vulkanisiert oder vernetzt.
Dem Fachmann sind die zweckmäßigen Mengen,
Typen von Härtungssystemen
und Vulkanisationsbedingungen bekannt, die notwendig sind, um die
Vulkanisation des Kautschuks durchzuführen. Das Elastomer kann unter
Verwendung variierender Mengen an Härtungsmittel, variierender
Temperaturen und einer variierenden Härtungszeit vulkanisiert werden,
um die erwünschte
optimale Vernetzung zu erhalten. Jedes bekannte Härtungssystem
kann verwendet werden, solange es unter den Vulkanisationsbedingungen
für das
Elastomer oder die Kombination von verwendeten Elastomeren geeignet ist
und mit der thermoplastischen Polyolefin- Komponente des DVA kompatibel ist. Diese
Härtungsmittel
schließen
die Folgenden ein: Schwefel, Schwefel-Donatoren, Metalloxide, Harzsysteme,
Maleinsäureimide,
Systeme auf Peroxid-Basis und hochenergetische Strahlung, sowohl
mit als auch ohne Beschleuniger und Co-Reagenzien. Phenolharz-Härtungsmittel
werden zur Herstellung der DVA-Zusammensetzungen der Erfindung bevorzugt,
und solche Härtungssysteme
sind in der Technik und Literatur der Vulkanisation von Elastomeren wohlbekannt.
Ihre Verwendung in DVA-Zusammensetzungen wird vollständiger in
US-A-4,311,628 beschrieben.
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Kompatibilisierungsmittel
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden das technische Harz und die dynamisch vulkanisierte
Legierung der Zusammensetzung in Gegenwart eines Kompatibilisierungsmittels
für diese
Komponenten vereinigt. Das Kompatibilisierungsmittel stellt eine
Grenzflächenadhäsion zwischen
dem DVA und dem technischen Harz bereit. Ohne das Kompatibilisierungsmittel
haben Blends von technischem Harz und DVA schlechte mechanische
Dehnungseigenschaften, können
die schwachen Grenzflächen
zwischen den Komponenten versagen und können die Komponenten delaminieren.
Das Kompatibilisierungsmittel ist so entworfen, dass jedes Segment
oder jede funktionelle Gruppe mit einer der Hauptkomponentenphasen
kompatibel ist und mit der anderen inkompatibel ist. Für die Zwecke
der Beschreibung und der Ansprüche
ist das Kompatibilisierungsmittel als ein Material definiert, das
die Grenzflächenadhäsion der
Hauptkomponentenphasen in einer thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung
durch Verbinden der Komponentenphasen verbessert und das ein stabiles
Blend bildet.
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Das
Kompatibilisierungsmittel kann durch direkte Wechselwirkung von
Segmenten, die die funktionellen Gruppen enthalten, die in den Hauptkomponenten
vorliegen, d.h. technisches Harz und DVA, oder durch Wechselwirkung
mit einer anderen bi- oder
multifunktionellen Verbindung gebildet werden. Kompatibilisierungsmittel
sind in der Technik bekannt, z.B. in US-A-4,455,545 und Journal
of Macro Molecular Science Chemistry, A26(8), 1211 (1989). Wenn
das technische Harz ein Polyamid ist, schließt das bevorzugte Kompatibilisierungsmittel
das Reaktionsprodukt von Nylon und funktionalisiertem Polypropylen
ein, das durch Vermischen in der Schmelze von Nylon (6) mit Polypropylen,
das mit 0,1–2,0
Gew.-% Maleinsäureanhydrid
gepfropft wurde, im Verhältnis
von Nylon:maleiertem Polypropylen im Bereich von 95:5 bis 50:50
hergestellt wird. Siehe Appl. Polym. Sci.,18, 963 (1974) und Eur.
Polym. J., 26, 131 (1990). Das am meisten bevorzugte Gewichtsverhältnis von
Nylon:maleiertem Polypropylen ist 80:20.
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Das
Kompatibilisierungsmittel kann in der Zusammensetzung der Erfindung
im Bereich von 2–35
Gewichtsteilen, bezogen auf das technische Harz, DVA und Kompatibilisierungsmittel,
vorliegen. Vorzugsweise liegt es im Bereich von 2 bis 20 Gewichtsteilen
vor.
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Wie
oben diskutiert wurde, wird das Kompatibilisierungsmittel durch
Vermischen in der Schmelze des technischen Harzes und eines funktionalisierten
Olefins hergestellt. Das funktionalisierte Olefin oder ein Copolymer
sind Kompatibilisierungsmittel-bildende Materialien, die aufgrund
ihrer Verträglichkeit
mit dem bestimmten DVA und der Reaktivität mit der Endgruppe eines technischen
Harzes ausgewählt
werden. In dem obigen Beispiel wird ein maleiertes Olefin wegen
seiner Verträglichkeit
mit einem olefinischen DVA und der Reaktivität mit dem technischen Polyamid-Harz
ausgewählt.
Andere Kompatibilisierungsmittel-bildende Materialien, wie eine
Epoxygruppe, die auf ein Polypropylen-Molekül gepfropft ist oder eine Oxazolingruppe,
die auf ein Olefin gepfropft ist, wären auch geeignet, um ein Kompatibilisierungsmittel
für ein
Polyamid und olefinisches DVA-Blend zu bilden. Für die Zwecke der Beschreibung
und der Ansprüche
wird ein Kompatibilisierungsmittel-bildendes Material als ein funktionalisiertes
Olefin oder Pfropf- und/oder Blockcopolymer definiert, das reagiert,
um ein Kompatibilisierungsmittel zu bilden, wenn es auf ein technisches
Harz gepfropft wird.
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Gemäß dem Stand
der Technik, z.B. US-A-5,574,105, wird das Kompatibilisierungsmittel
in einem Gefäß hergestellt,
das von dem Gefäß getrennt
ist, in welchem das DVA hergestellt wurde, oder in dem das DVA mit
dem technischen Harz vermischt wurde. Gemäß dem Stand der Technik wurde
das Kompatibilisierungsmittel vor seiner Zugabe zur Mischung, die
das DVA und das technische Harz umfasst, hergestellt. Wie oben beschrieben
wurde, basiert die vorliegende Erfindung auf dem Befund, dass das
Kompatibilisierungsmittel durch die Umsetzung zwischen einem ein
Kompatibilisierungsmittel-bildenden Material und dem technischen Harz
in situ gebildet werden kann. Das bevorzugte Verhältnis von
Kompatibilisierungsmittel-bildendem Material zu technischem Harz
ist ein Stoffmengenverhältnis
von 1:1. Das Gewichtsverhältnis
von technischem Harz zu Kompatibilisierungsmittel-bildendem Material
reicht von 95:5 bis 5:95. Aufgrund der hohen Molmassen des technischen
Harzes sind die Gewichtsverhältnisse
von technischem Harz zu Kompatibilisierungsmittel-bildendem Material
im Allgemeinen 4:1. Das Kompatibilisierungsmittel-bildende Material
kann vor der Vulkanisation des thermoplastischen Olefin-Polymers
und des härtbaren
Elastomers oder nach der Vulkanisation dieser Komponenten zu einer
Mischung gegeben werden. Wenn es zugegeben wird, wird das Kompatibilisierungsmittel-bildende
Material auf das technische Harz gepfropft, um in situ ein Kompatibilisierungsmittel
zu bilden.
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Additive
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Zusätzlich zu
dem technischen Harz, DVA und Kompatibilisierungsmittel können die
Zusammensetzungen der Erfindung auch Folgendes einschließen: verstärkende und
nicht verstärkende
Füllstoffe,
Weichmacher für
das technische Harz und das Polyolefin, Antioxidationsmittel, Stabilisatoren,
Kautschuk-Verarbeitungsöl,
Extenderöl,
Gleitmittel, Antiblockierungsmittel, antistatische Mittel, Wachse,
Treibmittel, Pigmente, Flammverzögerungsmittel
und andere Verarbeitungshilfsstoffe, die in der Technik der Kautschuk-Kompoundierung
bekannt sind. Die Additive können
während
der Herstellung des DVA oder der Herstellung der fertigen Zusammensetzung
oder während
der beiden zugegeben werden, mit der Maßgabe, dass die Gesamtmenge der
Additive 75 Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-%, mehr bevorzugt 25 Gew.-%
nicht übersteigt,
bezogen auf die gesamte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung,
einschließlich
der Additive.
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Füllstoffe
und Streckmittel, die verwendet werden können, schließen konventionelle
anorganische Verbindungen ein, wie Calciumcarbonat, Tone, Siliciumdioxid,
Talkum, Titandioxid und Ruß.
Die Kautschuk-Verarbeitungsöle
sind im Allgemeinen paraffinische, naphthenische oder aromatische Öle, die
aus Erdölfraktionen stammen.
Der Typ derselben ist derjenige, der üblicherweise in Verbindung
mit dem speziellen Elastomer oder Elastomeren, die im DVA vorliegen,
verwendet wird, und die Menge, bezogen auf den gesamten Kautschukgehalt,
kann von Null bis zu einigen Hundert Teilen pro 100 Teile Kautschuk
(phr) reichen.
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Arbeitsweise
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Die
Befunde der vorliegenden Erfindung ermöglichen die Durchführung der
am meisten bevorzugten Arbeitsweise, in der das thermoplastische
Elastomer mit einer hervorragenden technischen Leistungsfähigkeit in
einer Einstufen-Arbeitsweise
unter Verwendung eines einzigen Stücks an Gerätschaft, d.h. einem Doppelschneckenextruder,
hergestellt wird. Hierbei wird das olefinische dynamische Vulkanisat
in einem stromaufwärts
gelegenen Teil des Extruders hergestellt, und das Kompatibilisierungsmittel
und das geeignete technische Harz werden im stromabwärtigen Teil
des Extruders vermischt, was ein TPE mit einer kontinuierlichen oder
co-kontinuierlichen technischen Kunststoffphase und einer Hochtemperatur-Leistungsfähigkeit
ergibt. Die Befunde der vorliegenden Erfindung ermöglichen
auch einen großen
Bereich an Flexibilität
in den Schritten, die die Arbeitsweisen der vorliegenden Erfindung
umfassen. Verschiedene Schritte der Arbeitsweisen können variiert
werden, um diesen großen
Flexibilitätsbereich
zu ermöglichen.
Diese Schritte schließen
Folgendes ein: entweder ein Gefäß oder zwei
Gefäße werden
in der Arbeitsweise verwendet; das Kompatibilisierungsmittel wird
entweder vorher gebildet oder in situ gebildet; das Kompatibilisierungsmittel
wird zu der Mischung entweder vor der Härtung der dynamisch vulkanisierten
Legierung oder nach der Härtung
gegeben, und das DVA wird entweder in einem diskontinuierlichen
Verfahren oder in einem kontinuierlichen Verfahren erzeugt. Weitere
Variationen der Arbeitsweisen sind aus den nachstehend beschriebenen
Arbeitsweisen und Beispielen ersichtlich.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
eine Einstufen- oder Zweistufen-Arbeitsweise.
In der Einstufen-Arbeitsweise werden die nicht gehärteten Komponenten
des DVA vermischt und dann unter Verwendung eines geeigneten Härtungssystems
in dem anfänglichen
Teil des kontinuierlichen Mischers dynamisch vulkanisiert. Das technische
Harz und das Kompatibilisierungsmittel werden stromabwärts eingeführt und
mit DVA vermischt, um das fertige TPE zu ergeben. In der Zweistufen-Arbeitsweise
werden zwei Gefäße verwendet, oder
es werden zwei Durchgänge
in einem einzigen Gefäß durchgeführt. In
dem ersten Gefäß können die
nicht gehärteten
Komponenten des DVA vermischt und alternativ vulkanisiert werden.
Die vorher vermischten oder vulkanisierten Materialien werden dann
in ein zweites Gefäß geleitet,
oder es erfolgt ein zweiter Durchgang durch das gleiche Gefäß, wo sie
dann entweder nacheinander vulkanisiert oder dann mit dem Kompatibilisierungsmittel
und dem technischen Harz vermischt werden.
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Das
Kompatibilisierungsmittel wird durch Vermischen in der Schmelze
der Komponenten, des technischen Harzes und eines Kompatibilisierungsmittel-bildenden Materials
hergestellt. Dies kann entweder in situ im Mischgefäß oder in
einem separaten Herstellungsgefäß erfolgen.
Wenn das Kompatibilisierungsmittel in einem separaten Gefäß hergestellt
wird, werden die Komponenten, z.B. Nylon und maleiertes Polypropylen,
in einem Chargen-Mischgefäß oder einem
Doppelschneckenextruder in der Schmelze vermischt, der für das erforderliche
Volumen des Kompatibilisierungsmittels geeignet ist. Wenn das Kompatibilisierungsmittel
in situ hergestellt wird, wird das Kompatibilisierungsmittel-bildende
Material in einem Stoffmengenverhältnis von Kompatibilisierungsmittel-bildenden
Material zu technischem Harz von 1:1 in das Mischgefäß gegeben.
Natürlich
hängt das
Gewichtsverhältnis
von den relativen Molmassen des technischen Harzes und des selektiven Kompatibilisierungsmittel-bildendem
Materials ab. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in
der ein Polyamid das technische Harz ausmacht, und maleiertes Polypropylen
das Kompatibilisierungsmittel-bildende Material ausmacht, reicht
das Gewichtsverhältnis
von technischem Harz zu Kompatibilisierungsmittel-bildendem Material
von 6:1 bis 3:1, wenn das Kompatibilisierungsmittel-bildende Material
vor dem Vulkanisationsschritt zugegeben wird. Wenn das Kompatibilisierungsmittel-bildende Material
nach der Vulkanisation zugegeben wird, reicht das Gewichtsverhältnis von
technischem Harz zu Kompatibilisierungsmittel-bildendem Material
von 7,5:1 bis 5:1.
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Die
Einstufen- und die Zweistufen-Arbeitsweise können auch durch die zeitliche
Festlegung modifiziert werden, und zwar wann das Kompatibilisierungsmittel
zugegeben wird oder in dem Verfahren gebildet wird. Das Kompatibilisierungsmittel
kann in dem Verfahren gebildet werden oder entweder vor oder nach
dem Vulkanisationsschritt dazu gegeben werden. Wenn das Kompatibilisierungsmittel
in dem Verfahren gebildet wird oder vor der dynamischen Vulkanisation
zugegeben wird, ergibt sich ein sehr viel weicheres thermoplastisches Elastomer,
bezogen auf das Produkt des Verfahrens, bei dem das Kompatibilisierungsmittel
in dem Verfahren gebildet wird und dazu gegeben wird, nachdem die
dynamische Vulkanisation vervollständigt ist.
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Zweistufen-Arbeitsweise
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In
der Zweistufen-Arbeitsweise werden zwei Gefäße verwendet, oder es werden
zwei Durchgänge
in einem einzigen Gefäß durchgeführt. Das
Gefäß des ersten
Verfahrens ist entweder ein diskontinuierliches oder ein kontinuierliches
Mischextrudergefäß. Das zweite
Gefäß ist vorzugsweise
ein Doppelschneckenextruder. In den nachstehend beschriebenen Beispielen
ist der diskontinuierliche Mischer ein Innenmischer oder ein Innenmischer
vom Banbury-Typ. Dieser Mischer kann verwendet werden, um die nicht
gehärteten
Komponenten des DVA zu vermischen, oder die nicht gehärteten Komponenten
vorzumischen und das Mischen fortzusetzen, während die Mischung vulkanisiert
wird. Wenn das DVA in dem diskontinuierlichen Mischer hergestellt wird,
werden das olefinische Polymer, das elastomere Copolymer und Zinkoxid
bei einer Temperatur von 165 °C
in das Gefäß gegeben.
Die Geschwindigkeit des Rotors liegt im Bereich von 75–100 U/min.
Nachdem die Komponenten gut vermischt und dispergiert sind, wird
das Härtungsmittel
zugegeben, um die dynamische Vulkanisation zu initiieren. Das Mischen
wird bis zu einem Maximum des Mischdrehmoments fortgesetzt, welches anzeigt,
dass die Vulkanisation erfolgt ist, und zwar üblicherweise zwischen einer
und fünf
Minuten, und die Geschwindigkeit des Rotors wird zu einem maximalen
Mastizieren erhöht,
welches weitere zwei bis drei Minuten fortgesetzt wird. Die Vulkanisationszusammensetzung
wird aus dem Gefäß entfernt
und pelletisiert.
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Die
Mischung von nicht gehärteten
Komponenten oder das DVA wird dann in einen Doppelschneckenextruder
gegeben. In den nachstehend diskutierten Beispielen wird ein vollständig ineinander
greifender und gleichsinnig drehender Doppelschneckenextruder mit
einem L/D = 42 verwendet. Zusammen mit den vermischten nicht gehärteten Komponenten
werden Zinkoxid und ein Füllstoff
in die Materialeintrittsöffnung
des Doppelschneckenextruders gegeben und unter hohem Scheren vermischt.
Wenn die nicht gehärteten
Komponenten in den Extruder gegeben werden, werden ein Phenolharz-Härtungsmittel
und ein Öl
in die stromabwärts
gelegenen Bereiche gegeben. In einem Zylinder-Bereich weiter unten
(L/D = 28) werden das technische Harz und das Kompatibilisierungsmittel
zusammen mit Magnesiumoxid und einem Antioxidationsadditiv gegeben.
Schließlich
wird ein Weichmacher zum Ende des Extruders hin in den Extruder
gegeben.
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Das
Kompatibilisierungsmittel kann entweder vorher hergestellt oder
in situ gebildet werden. Sein Eintritt in den Doppelschneckenextruder
kann entweder vor oder nach der Härtung erfolgen.
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Wenn
zwei kontinuierliche Mischer in Reihe verwendet werden, oder zwei
Durchgänge
in einem einzigen Gefäß durchgeführt werden,
ist die Arbeitsweise den oben beschriebenen diskontinuierlichen
und dann kontinuierlichen Mischer-Arbeitsweisen ähnlich. In der am meisten bevorzugten
Arbeitsweise unter Verwendung von zwei Doppelschneckenextrudern
oder der Durchführung
von zwei Durchgängen
mit einem einzigen TPE wird DVA in dem ersten Extruder oder erstem
Durchgang hergestellt und zu dem zweiten Extruder oder zweiten Durchgang
gegeben. Der zweite Extruder oder zweite Durchgang wird dann verwendet,
um das DVA mit dem technischen Harz und dem Kompatibilisierungsmittel
zusammen mit zusätzlichen
Additiven zu vermischen. Andere Kombinationen oder Mischer können verwendet
werden, in denen die nicht gehärteten
Komponenten des DVA vermischt werden, die nicht gehärteten Komponenten
gehärtet
werden, während
sie mastiziert werden, um ein DVA zu bilden, das dann mit dem technischen
Harz in Gegenwart eines Kompatibilisierungsmittels vermischt wird.
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Einstufen-Arbeitsweise
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In
der Einstufen-Arbeitsweise werden die thermoplastischen Elastomere
vorzugsweise in einem Doppelschneckenextruder hergestellt. In der
Einstufen-Arbeitsweise
kann ein vorher hergestelltes Kompatibilisierungsmittel zugegeben
oder in situ hergestellt werden. Das Kompatibilisierungsmittel kann
entweder vor dem Härten
der nicht gehärteten
DVA-Komponenten oder nach dem Härten
zugegeben werden.
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In
der am meisten bevorzugten Einstufen-Arbeitsweise werden die nicht
gehärteten
DVA-Komponenten in die Materialeintrittsöffnung eines Doppelschneckenextruders
gegeben. Die Komponenten werden vermischt und ein Härtungsmittel
wird in einem stromabwärts
gelegenen Zylinder-Bereich (L/D = 10,5) des Extruders gegeben, um
die Vulkanisation der Komponenten zu initiieren. Nachdem die Komponenten
vollständig vulkanisiert
sind, werden das vorher hergestellte Kompatibilisierungsmittel und
das technische Harz in den Extruder gegeben. Die am meisten bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung ergibt ein thermoplastisches Elastomer, das eine hervorragende
technische Leistungsfähigkeit
und hervorragende physikalische Eigenschaften aufweist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Einstufen-Arbeitsweise wird ein Blend, das olefinisches EPDM-Elastomer
und Füllstoff
enthält,
in die Materialeintrittsöffnung
eines Extruders zusammen mit zweckmäßigen Mengen eines funktionalisierten
olefinischen Thermoplasten oder eines anderen zweckmäßigen Kompatibilisierungsmittel-bildenden
Materials gegeben. Zusätzlicher
nicht funktionalisierter olefinischer Thermoplast kann auch zugegeben
werden oder nicht zugegeben werden. Nach dem Weichmachen, Schmelzen
und Mastizieren der Materialien werden geeignete Härtungsmittel
für die
vernetzenden Elastomere in einem stromabwärts gelegenen Zylinder-Bereich
(L/D = 10,5) zusammen mit einem Extenderöl in einem stromabwärts gelegenen
Zylinder-Bereich (L/D = 7) gegeben. Schließlich werden das technische
Harz und Antioxidationsmittel nahe dem Ende des Mischers im Zylinder-Bereich
neun (L/D = 31,5) gegeben. Der Extruderdurchsatz beträgt durchschnittlich
90,6–135,9
kg (200–300
pounds) pro Stunde bei einer Schneckengeschwindigkeit von 350 U/min.
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Die
folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung, aber nicht zur Einschränkung der
Erfindung.
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Beispiel 1
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Dieses
Beispiel ist eine Zweistufen-Arbeitsweise, bei der im Allgemeinen
die oben ausgeführte
Zweistufen-Arbeitsweise befolgt wird, in der die nicht gehärteten DVA-Komponenten in einem
diskontinuierlichen Mischer vermischt werden und anschließend in
einen Doppelschneckenextruder überführt werden,
wo sie vulkanisiert werden. In diesem Beispiel wurden dynamisch
vulkanisierte Legierungen von Polypropylen und eines Elastomers,
das eine Mischung von bromiertem Copolymer von Isobutylen und p-Methylstyrol
und einem EPDM-Kautschuk
umfasst, hergestellt.
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Der
Kautschuk, das Polypropylen und der Füllstoff wurden in einem Banbury-Mischer bei 75 U/min
in der Schmelze vermischt. Die Mischung wurde, um ein homogenes
Blend zu erreichen, bei einer Temperatur im Bereich von 180–190 °C mastiziert.
Das Blend wurde aus dem Mischer entfernt, und der nicht gehärtete Masterbatch
wurde in den Einlass eines gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruders
(L/D = 42) gegeben. Extenderöl
und Phenolharz werden in den Extruder an anfänglichen Zylinderbereichen
(L/D = 7,0 und L/D = 10,5) gegeben, und die Vulkanisation der Mischung
beginnt. Das technische Harz und das Kompatibilisierungsmittel werden
zusammen mit Magnesiumoxid in einem stromabwärts gelegenen Zylinderbereich
(L/D = 28) gegeben. Das technische Harz und DVA werden in Gegenwart
des Kompatibilisierungsmittels vermischt, um das fertige Produkt
zu ergeben. Schließlich
wird Weichmacher in einem weiter stromabwärts gelegenen Zylinderbereich
zugegeben. Das Material wurde bei 350 U/min vermischt und mit 67,95
kg/h (150 lb/h) durch den Extruder geschickt.
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Die
Zusammensetzungen A und B umfassen eine Zusammensetzung mit einem
relativ höheren Kunststoffgehalt,
bezogen auf die Zusammensetzungen C, D und E. Die Zusammensetzungen
D und E umfassen eine Kautschuk-Mischung, während die Zusammensetzungen
A bis C entweder das bromierte Copolymer oder EPDM umfassten. Alle
diese Zusammensetzungen in diesem Beispiel umfassen ein 80:20- Blend aus vorher
hergestelltem Kompatibilisierungsmittel, das Nylon(6) zu maleiertem
Polypropylen in einem Verhältnis von
4:1 umfasst. Die physikalischen Eigenschaften wurden verglichen
und sind in den Tabellen I und II aufgeführt. Die Konzentrationen der
Komponenten liegen in den Proportionen vor, die in den Tabellen
angegeben sind.
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- 1Vistalon®9500
EPDM (Exxon Chemical)
- 2EPDX®89-1
(Exxon Chemical)
- 3Aristech PP D008M (Aristech Chemical)
- 4(Ampacet) 49974 (Ampacet)
- 5Schenectady SP-1045 (Schenectady)
- 6Sunpar 150M (Sun Oil)
- 7Nylon (6)Capron®8202
(Allied Signal)
- 880/20 Interpolymer von Nylon (6), Maleinsäureanhydrid-modifiziertem
Polypropylen (Uniroyal Chemical Company)
- 9Maglite D Conc Americhem 26629-R2 (Americhem)
- 10Ketjenfex®8 (Akzo
Chemical)
-
-
- 1Icecap K Clay (Burgess Pigment
Co.)
- 280/20 Interpolymer von Nylon (6) und
Maleinsäureanhydrid-modifiziertem
Polypropylen (Uniroyal Chemical Company)
- 3Vanox MTI (R.T. Vanderbilt Co.) in
Polypropylen
-
Wie
aus den Daten in Tabelle I und Tabelle II ersichtlich ist, erzeugt
die Zweistufen-Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung thermoplastische
Elastomer-Zusammensetzungen,
die eine hervorragende technische Leistungsfähigkeit haben.
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Die
Zusammensetzungen A und B haben eine hohe Härte wegen ihrer höheren Konzentrationen
an Kunststoff. Die Zusammensetzungen A und C sind gegenüber einem
Quellen in Öl
weniger beständig,
und zwar wegen ihrer hohen Konzentrationen ans EPDM-Kautschuk. Die
Kautschukmischungs-Zusammen setzungen D und E haben eine höhere Festigkeit,
wie sich in ihren Zugfestigkeits- und
Modul-Testergebnissen zeigt.
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Beispiel 2
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Dieses
Beispiel zeigt die am meisten bevorzugte Arbeitsweise der vorliegenden
Erfindung. Die in der Tabelle III aufgeführten Zusammensetzungen wurden
unter Verwendung der oben ausgeführten
Einstufen-Arbeitsweise hergestellt. Die Elastomer-Zusammensetzung
variierte zwischen einer 100 %-Zusammensetzung von EPDM und einer
100 %-Zusammensetzung des bromierten Copolymers von Isobutylen und
p-Methylstyrol. Alle anderen Bestandteile und Zusammensetzungen
bleiben konstant. Das Kompatibilisierungsmittel wurde vor seinem
Einführen
in den gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruder nach der Vulkanisation
hergestellt. Das Kompatibilisierungsmittel umfasste 80 % eines Nylon
6 Capron®8202
(Allied Signal) und 20 % maleiertes Polypropylen, d.h. maleiertes
Polypropylen (Uniroyal Chemical Company). Insbesondere die Elastomer-Mischung,
das Polypropylen, der Füllstoff
und Zinkoxid wurden in den Extruder am ersten Zylinderbereich eingeführt. Öl und Phenolharz
wurden an anfänglichen
Zylinderbereichen zugegeben. Die verbleibenden Komponenten, d.h.
technisches Harz, Kompatibilisierungsmittel, Magnesiumoxid und Antioxidationsmittel
werden stromabwärts
zugegeben. Die Durchsatzrate ist 67,95 kg/h (150 lb/h) bei einer
Schneckengeschwindigkeit von 350 U/min.
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- 180/20 Interpolymer von Nylon (6)
und Maleinsäureanhydrid-modifiziertem
Polypropylen (Uniroyal Chemical Company)
- 2Vanox MTI/Naugard 445
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Dieses
Beispiel zeigt, dass die in diesem Beispiel beschriebene Einstufen-Arbeitsweise eine
thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung erzeugt, die eine hervorragende
technische Leistungsfähigkeit
hat. Die Härte
der Zusammensetzungen F bis H stimmt mit derjenigen der ähnlichen
Zusammensetzungen C bis E in der Tabelle II relativ überein.
Die Ergebnisse der Zugfestigkeits-Reißdehnung und des Quellens in Öl wichen
jedoch von denjenigen der Zusammensetzungen C und D ab.
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Beispiel 3
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Die
Zusammensetzungen, die in der Tabelle IV aufgeführt sind, wurden im Allgemeinen
durch Befolgen der oben ausgeführten
Einstufen-Arbeitsweise hergestellt. In diesem Beispiel wurden die
Kompatibilisierungsmittel in situ hergestellt (gegenüber den
vorher gebildeten Kompatibilisierungsmitteln in den vorhergehenden
Beispielen), wobei das Kompatibilisierungsmittel-bildende Material
nach dem dynamischen Vulkanisationsschritt zugegeben wurde. Kompatibilisierungsmittel,
die aus Interpolymeren von Nylon (6) und Maleinsäure-modifiziertem Polypropylen in unterschiedlichen
Verhältnissen
bestehen, wurden in situ hergestellt und verglichen. Die ersten
sieben Komponenten, die in der Tabelle IV aufgeführt sind, wurden zu dem ersten
Zylinderbereich eines gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruders
mit 350 U/min gegeben. Nachdem Öl
und Phenolharz an zwei stromabwärts
gelegenen Zylinderbereichen (L/D = 7 und L/D = 10,5) zugegeben wurden, wurden
das technische Harz, Magnesiumoxid und Antioxidationsmittel am Zylinderbereich
mit L/D = 31,5 zugegeben. Die Durchsatzrate der Mischung betrug
durchschnittlich 90,6 kg/h (200 lb/h).
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Die
physikalischen Eigenschaften der fertigen Zusammensetzungen wurden
bestimmt und sind nachstehend in Tabelle IV aufgeführt.
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Beispiel 4
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Die
Zusammensetzungen in der Tabelle V wurden unter Verwendung der alternativen
Ausführungsform
der oben beschriebenen Einstufen-Arbeitsweise hergestellt. Die Kompatibilisierungsmittel,
die aus Interpolymeren von Nylon (6) und Maleinsäureanhydrid-modifiziertem Polypropylen
in verschiedenen Verhältnissen
bestehen, wurden in situ hergestellt. Bei den Zusammensetzungen
K bis N wurde das Kompatibilisierungsmittel-bildende Material vor
der Zugabe des Härtungsmittel
zugegeben. Die in situ-Bildung des Kompatibilisierungsmittels wurde
vor dem Beginn der dynamischen Vulkanisation durchgeführt. Die
ersten acht Komponenten werden in den Einlass des ersten Zylinderbereichs
gegeben. Öl
und Phenolharz werden an zwei anfänglichen Zylinderbereichen
zugegeben. Schließlich
werden die Antioxidationsmittel im Zylinderbereich L/D = 28,0 zugegeben.
Die Schneckengeschwindigkeit der gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruder
mit zwölf Zylinderbereichen
(L/D = 42,0) betrug 350 U/min, und die Durchsatzrate der Mischung
durch den Extruder betrug 67,95 kg/h (150 lb/h). Die physikalischen
Eigenschaften der fertigen Zusammensetzungen wurden bestimmt und
sind in der Tabelle V aufgeführt.
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Die
Reißfestigkeit
der Zusammensetzungen K bis N war deutlich geringer als diejenige
der Zusammensetzungen I bis J, und zwar wegen ihrer geringeren Härte. Die
Zugabe vor der Vulkanisation des Kompatibilisierungsmittel-bildenden
Materials ergab sehr viel weichere thermoplastische Elastomer-Zusammensetzungen
als bei den Zusammensetzungen I bis J. Dieses Beispiel erläutert jedoch,
dass diese Abänderung
der Einstufen-Arbeitsweisen der vorliegenden Erfindung thermoplastische
Elastomere mit verbesserter technischer Leistungsfähigkeit
erzeugt.
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Die
physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzungen aller dieser
Beispiele wurden gemäß den folgenden
Methoden bestimmt: Zugfestigkeit, Dehnung, Modul 100 % und Zugverformungsrest:
ASTM D412; Quellen in Öl:
ASTM D471, und Shore D-Härte:
ASTM D2240.