JP2001520251A - 熱可塑性エラストマーとポリオレフィンの相溶化ブレンド - Google Patents
熱可塑性エラストマーとポリオレフィンの相溶化ブレンドInfo
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Abstract
Description
ポリエーテルポリオールから作られたウレタンポリマーの如き熱可塑性エラスト
マーとの相溶化ブレンドに関するものである。さらに本発明は、その内部に大部
分量の軟質セグメントを含み、そしてポリジエンジオールの如き実質的に炭化水
素である中間体から誘導される、上記ブレンドのためのポリウレタン相溶化剤に
関するものである。
オール類から作られてきた。そのような熱可塑性ポリウレタン類は一般にポリプ
ロピレンの如きポリオレフィン類に対して不相溶性を示す。 ヨケルソンら(Yokelson et al.)に対する米国特許第5,58
9,543号は、ペンダント側鎖基を持たない線状軟質セグメントを含む疎水性 ポリウレタンエラストマーに関するものであり、前記ポリウレタンエラストマー
はガラス転移温度(Tg)が−70℃よりも低く、70℃の水に24時間浸漬し
た後の水分吸収が1.0重量%よりも小さく、そして上記ポリウレタンエラスト マーは上記線状軟質セグメントを含む少なくとも一つの繰返し単位からなり、上
記軟質セグメントは不飽和炭化水素ポリオールであるポリオールから誘導された
部分からなる。
901号は、一分子当たりの末端水酸基の数が1.6〜2であり、しかも数平均 分子量が500〜20,000であるポリジエンジオール、好ましくは水素化ポ リブタジエンジオールと、一分子当たり二つのイソシアネート基を有するイソシ
アネートと、そして随意に、一分子当たり二つの水酸基を有する連鎖延長剤とか
ら形成される熱可塑性ポリウレタンに関するものである。上記熱可塑性ポリウレ
タン組成物はプレポリマー法、好ましくは側鎖延長剤を使用する無溶剤プレポリ
マー法によって製造される。 カウフホールド(Kaufhold)に対する欧州特許出願第EP0,732,
349号は、イソシアネートと、ポリオールと、反応性ポリオレフィンと、連鎖
延長剤とを反応させることによって製造される熱可塑性ポリウレタン樹脂に関す
るものである。
ステルエラストマー類、およびポリエステルおよび/またはポリエーテルポリオ
ール類から誘導されたものの如き熱可塑性ウレタンポリマー類の如き熱可塑性エ
ラストマー類とウレタン相溶化剤を用いてブレンドされる。上記相溶化剤は、ポ
リブタジエンに代表される様々な飽和または不飽和ポリジエン類から誘導される
ものの如き実質的に炭化水素である中間体と、ジイソシアネートと、そして望ま
しくは連鎖延長剤とを溶融重合することによって製造される。上記炭化水素中間
体の量は、上記相溶化剤が少なくとも55重量%の軟質セグメントを含むほどに
多い。
鎖延長剤との反応から誘導される熱可塑性ポリウレタンである。上記炭化水素中
間体は低分子量化合物、あるいは水酸基(好ましい)、アミン基、またはカルボ
ン酸末端基を有するポリマーである。上記実質的に炭化水素である中間体は炭化
水素のみではなく、例えばポリエステルであったりするが、酸素の如き非炭素原
子間の連続したポリマー主鎖の炭素原子の数は大きく、例えば少なくとも20、
望ましくは少なくとも30、そして好ましくは少なくても45である。そのよう
な実質的に炭化水素である中間体の例として、ユニケマ(Unichema)か
らの長鎖ポリエステルポリオールであるプリプラスト(Priplast)31
97が挙げられる。プリプラスト3197は、炭素数が少なくとも36であるダ
イマージオールであるプリポール(Pripol)2033と、炭素数が約44
であるダイマー酸とから製造されるダイマー酸ダイマージオールである。好適な
低分子量炭化水素中間体は、炭素数が36であるダイマージオールである、ユニ
ケマからのプリポール(Pripol)2033である。しかしながら、上記中
間体が、ブタジエン、イソプレン等の如き炭素原子の総数が4〜8である一種類
以上のジエンから誘導される炭化水素中間体のみであるのが好ましい。これらの
うちブタジエンが好ましい。上記炭化水素中間体の数平均分子量は、通常は約3
00または500〜約10,000、望ましくは約1,000〜約7,500、そ して好ましくは約2,000〜約5,000である。上記炭化水素中間体は不飽和
でもよいが、前記中間体中の炭素−炭素二重結合の少なくとも80%、望ましく
は90または95%、そして好ましくは少なくとも98%、99%、あるいは全
100%が飽和している程に実質的に水素化されているのが好ましい。水素化は
、本明細書に合体して完全に引用される米国特許番号第5,393,843号また
は5,405,911号に記載されているようなあらゆる慣用の方法または手段に
従って実施されてもよい。ブタジエンが使用される場合、得られるポリマーの微
細構造は通常1,2構造または1,4構造(例えば、15〜85%)であり、それ
ぞれが同様な量(例えば、35〜65%)であるのが通常好ましい。ブタジエン
から誘導される炭化水素ポリオール類の例を以下に示す。
は、上記炭化水素は二つの官能性水酸末端基を有するのが好ましく、上記炭化水
素は一般に一分子当たり約1.8〜約2.2個の末端基を有することができる、と
いうことを意味すると理解されるべきである。
好ましく、脂肪族ジイソシアネート類、脂環式ジイソシアネート類、芳香族ジイ
ソシアネート類、アルキル置換芳香族ジイソシアネート類等、およびこれらの混
合物が含まれる。このようなジイソシアネート類に含まれる炭素原子の総数は一
般に約2〜約30であり、その代表的な例として、エチレンジイソシアネート;
トルエンジイソシアネート;メチレンビス−(4−フェニルイソシアネート)、
すなわちMDI;イソホロンジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネー
ト;ナフタレンジイソシアネート;シクロヘキシレンジイソシアネート;ジフェ
ニルメタン−3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジイソシアネート、メタ−テトラ
メチルキシレンジイソシアネート(m−TMXDI)、パラテトラメチルキシレ
ンジイソシアネート(p−TMXDI)、m−キシリレンジイソシアネート(X
DI)、デカン−1,10−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4
’−ジイソシアネート、およびこれらを組み合わせたもの等が挙げられるが、M
DIが好ましい。上記の様々なジイソシアネート類の異性体も同様に使用できる
ことが理解されるべきである。
ルアミン類、または好ましくはジオール類のいずれでもよい。連鎖延長剤の例と
して、エタノールアミン、エチレンジアミン、エチレングリコール、1,3−プ ロパンジオール、2,3−または1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオ ール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノンビス(2−ヒドロキシエチル) エーテル、1,4−シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピ レングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられるが、2− ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール(BEPD)が好ましく、ネオ ペンチルグリコールが非常に好ましい。上記連鎖延長剤の量は0(例えば無量)
でも構わないが、連鎖延長剤と、上記熱可塑性ポリウレタン相溶化剤の製造に使
用される実質的に炭化水素である中間体との総量に基づいて、約3〜約30重量
%であるのが望ましく、約6〜約25重量%であるのが好ましい。使用される連
鎖延長剤と中間体の量は水酸基、アミン基等を含む含まないに関わらず、一般的
に、使用されるジイソシアネートの量と等過剰量である。すなわち、前記ジイソ
シアネートの炭化水素中間体と連鎖延長剤に対する当量比は一般に約0.8〜約 1.05、望ましくは約0.9〜約1.01であるのが望ましい。
延長剤をすべて同時に添加して重合してしまうランダム重合法、またはプレポリ
マー法のどちらかによって上記熱可塑性ポリウレタン相溶化剤を製造することが
本発明の望ましい局面の一つである。プレポリマー法が好ましく、この場合上記
連鎖延長剤は、通常の如く、上記中間体に対して不溶性である。従って、上記プ
レポリマー法が一般に好ましく、この場合上記イソシアネート成分がまず部分的
にまたは完全に上記炭化水素中間体またはポリオールと反応してイソシアネート
末端封止プレポリマーが形成される。溶融重合でも同じことが達成される。その
後、上記部分的または完全に形成されたプレポリマーが上記連鎖延長剤と反応さ
せる。
な環境、好ましくは完全に無溶剤な環境において溶融重合によって実施すること
ができる。上記炭化水素中間体は約80℃〜約160℃の温度まで加熱される。
MDIの如き上記ジイソシアネートが添加されて、プレポリマーの形成が開始す
る。二、三分から数分間ほどの短い時間が経過するまでに部分的または完全なプ
レポリマーが形成され、上記連鎖延長剤が添加され、反応は終了するまで実施さ
れた。この方法は、ネオペンチルグリコールが上記実質的に炭化水素である中間
体に不溶性であるため、ネオペンチルグリコールの如き不溶性連鎖延長剤と上記
ジイソシアネートとを即座に反応させることができる。
の如き触媒が少量存在する状況で実施され、好ましい触媒として第一錫オレエー
ト;ジブチル錫ジオクトエート;ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。他の
有機触媒として、鉄アセチルアセトナート、マグネシウムアセチルアセトナート
等が挙げられる。トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の如き第三級有機
アミン触媒も同様に使用できる。触媒の量は一般に非常に少なく、約25〜約1
,000PPMであり、上記反応剤の総量に基づいて約40〜約500PPMで あるのが望ましい。
化防止剤、帯電防止剤、難燃剤等の如き各種添加剤および充填剤を使用してもよ
いが、これらは上記相溶剤の製造においては一般に使用されない。
有する。上記軟質セグメントは、上記中間体の炭化水素部分のみとして一般に規
定される。これは一般に、官能性(例えば、ヒドロキシル)末端基を含む上記炭
化水素中間体の全体のことである。上記硬質セグメントは、例えば上記中間体末
端基と上記ジイソシアネートとの反応および上記連鎖延長剤と上記ジイソシアネ
ートとの反応が例示される如くその他全部として規定される。本発明の相溶化剤
は、あらゆる添加剤、充填剤等を除いた上記熱可塑性ポリウレタン相溶化剤の総
量に基づいて、少なくとも約25または35重量%、望ましくは約45〜約90
重量%、そして好ましくは約60〜約80重量%の如き大量の軟質セグメントを
有するのが望ましい。
、前述の相溶化剤を少量用いることによって相溶化される。望ましくは、熱可塑
性エラストマー類は、熱可塑性ポリエステルエラストマー類、ポリエーテルブロ
ックアミド熱可塑性エラストマー類と呼ばれることが多い熱可塑性ポリアミドエ
ラストマー類、および以下熱可塑性ウレタンポリマーと呼ばれる熱可塑性ウレタ
ンエラストマー類を包含する。使用される熱可塑性ウレタンポリマーは一般に、
従来の技術および文献において公知である、あらゆる慣用の種類であることがで
きる。一般に、そのようなウレタンポリマー類はポリエステル中間体あるいはポ
リエーテル中間体から形成または誘導される。上記ポリエステル中間体は直鎖状
でも分鎖状のどちらでもよく、一種類以上のグリコールと一種類以上のジカルボ
ン酸または無水物とのエステル化反応によって、あるいは一種類以上のグリコー
ルとジカルボン酸のエステル類との反応が例示されるエステル交換反応によって
製造される。一般に酸に対するグリコールの1モルを越える過剰量におけるモル
比は、優勢な末端水酸基を有する中間体が得られる比率であるのが好ましい。上
記カルボン酸類は、炭素原子の総数が4〜約15〜20である脂肪族、脂環式、
芳香族、またはこれらを組み合わせたものでもよく、上記カルボン酸類にはコハ
ク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、ドデカン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン
酸等が含まれる。フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物等、およびこれ
らの混合物の如き、上記カルボン酸類の無水物も使用できる。エステル形成性グ
リコール類は、炭素原子の総数が2〜12である脂肪族、芳香族、またはこれを
組み合わせたものでもよい。その例として、エチレングリコール、プロピレン−
1,2−グリコール、1,3−プロパンジオール、ブチレン−1,3−グリコール 、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー ル、2,2−ジメチル−プロパン−1,3−ジオール、1,4−シクロヘキサンジ メタノール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、ヒドロキノ
ンビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル;2−メチル−1,3−プロパンジオ ール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、およびこれらの混合物が挙げら れる。
ポリエステル中間体と一緒に用いられ、上記ポリオレフィンとブレンドされる熱
可塑性ウレタンポリマーを形成することができる。好適なジイソシアネート類に
は上記相溶化剤に関して説明された前述のジイソシアネート類が含まれ、その例
としてMDI、トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙
げられ、MDIが好ましい。上記連鎖延長剤は一般に、分子量が500より低い
ジオール類であり、上記相溶化剤の形成に関して上記で説明された連鎖延長剤を
含む。望ましい連鎖延長剤には1,4−ブタンジオール等が含まれる。
来の技術および文献において公知である。一般に、一種類以上の連鎖延長剤とポ
リエステル中間体とを約50〜約100℃の温度でブレンドした後に、前記ブレ
ンドを約100〜約170℃の温度まで加熱する。ジイソシアネートおよびその
混合物をほぼ同じ温度まで加熱した後に、上記ブレンドと混合される。その反応
は発熱性であるため、温度が約200℃〜約270℃まで上昇する。上記熱可塑
性ウレタンポリマーの重合の間に、上記相溶化剤の形成に関して上記で説明され
たものの如き各種ポリウレタン触媒が使用でき、同じものが合体されてここでも
完全に引用される。ポリエステル中間体から誘導される好適なウレタン類の例と
して、ザ ビーエフ グッドリッチカンパニー(The BFGoodrich
Company)社製造の各種エスタン(Estane)(登録商標)熱可塑
性ポリウレタン類が挙げられる。
ールまたはポリオール、好ましくは、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシ
ド、またはこれらの混合物に代表される炭素数が2〜6であるアルキレンオキシ
ドからなるエーテルと反応されるアルキルジオールまたはグリコールから誘導さ
れたポリエーテルポリオール類でもよい。例えば、ヒドロキシル官能性ポリエー
テルは、まずプロピレングリコールとプロピレンオキシドとを反応させ、次にエ
チレンオキシドと反応させることによって製造できる。エチレンオキシドから得
られる一級水酸基は二級水酸基よりも反応性が高いので好ましい。有用な市販の
ポリエーテルポリオール類には、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(プロピレ
ングリコール)、ポリ(プロピレン−エチレングリコール)、ポリ(テトラメチ
レンエーテルグリコール)(PTMEG)、テトラヒドロフラン(THF)とエ
チレンオキシドの組み合わせまたはTHFとプロピレンオキシドの組み合わせか
ら製造されるコポリエーテル、プロピレンオキシドと反応したトリメチロールプ
ロパンからなるグリセロール付加物、プロピレンオキシドと反応したペンタエリ
スリトールからなるペンタエリスリトール付加物、および同様のヒドロキシル官
能性ポリエーテル類またはこれらの混合物が含まれる。ポリエーテルポリオール
類は、アルキレンオキシドのポリアミド付加物をさらに含み、例えばエチレンジ
アミンとプロピレンオキシドの反応生成物からなるエチレンジアミン付加物、エ
チレンジアミンとプロピレンオキシドの反応生成物からなるジエチレントリアミ
ン付加物、および同様なポリアミド系ポリエーテルポリオール類を含むこともで
きる。
ネート類とも反応させられる。反応に付される連鎖延長剤は、ポリエステル中間
体から誘導される熱可塑性ウレタンポリマーの形成に関して上記で説明されたも
のを含むので、同じものが合体されてここに完全に引用される。ジイソシアネー
ト類と連鎖延長剤の種類を繰り返す代わりに、単にMDIが好ましいジイソシア
ネートであり、1,4−ブタンジオールが好ましい連鎖延長剤であることに注意 されたい。ポリエーテル中間体から誘導される熱可塑性ウレタンポリマーの形成
は、前述のポリエステル中間体から誘導されるものに関して説明されたのと同じ
であるので、同じものが合体されてここに完全に引用される。エーテル中間体か
ら誘導されるウレタンポリマー類の例として、ザ ビーエフ グッドリッチカン
パニー社製造の各種エスタン(登録商標)熱可塑性ポリウレタン類および各種ス
タット−ライト(Stat−Rite)(登録商標)静電消散型ポリマー類が挙
げられる。
には、結晶化能力を有する高溶融繰返しブロック(硬質セグメント)と、比較的
低いガラス転移温度を有する非晶質ブロック(軟質セグメント)とを含む。通常
、上記硬質セグメントは、テトラメチレンテレフタレート単位の如き多数の短鎖
エステル単位から構成されており、上記軟質セグメントは、炭素数が2〜約20
である脂肪族ポリエーテルまたはポリエステルグリコール類から誘導される。有
効な使用温度において、上記ポリエステルエラストマー類は、硬質セグメントの
部分結晶化によって形成された微結晶群からなる網状組織が存在するため、変形
しにくい。上記微結晶群は物理的な架橋として機能する。加工温度において、上
記微結晶群は融解してポリマーメルトになり、前記ポリマーメルトは、例えば成
形加工された後に上記硬質セグメントの再結晶化のための冷却によってその形状
を維持している。上記ポリウレタン類の場合のように、各種出発材料をポリエス
テルエラストマー類の製造に使用することができる。硬質セグメントと軟質セグ
メントの割合を変化させることによって、軟質エラストマーから比較的硬質なエ
ラストプラスチックまでの範囲に亘るポリエステル類を得ることができる。
シド)グリコールから誘導されるコポリエステル類が望ましい。そのような組成
物は約30〜約95重量%のテトラメチレンテレフタレート単位を含む。さらに
、上記テトラメチレンテレフタレート単位の一部がテトラメチレンイソフタレー
トまたはテトラメチレンフタレートで置き換えられているポリマー類も望ましい
。そのような熱可塑性ポリエステルエラストマー類は良好な引裂強度、弾性、低
温可撓性、および高温強度を示す。さらに上記熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー類は急速に結晶化する。これらの熱可塑性ポリエステルエラストマー類は、デ
ュポン社製のハイトレル(Hytrel)(登録商標)ポリエステルエラストマ
ー類として商業的に入手可能である。そのようなポリエステルエラストマー類は
、米国特許番号第3,651,014号、3,763,109号、および3,755,
146号にさらに詳しく説明されており、それらは合体してここに完全に引用さ
れる。
タレート、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールおよび過剰テトラメチレ
ングリコールの攪拌混合物をチタネート触媒の存在下で加熱する。エステル交換
によって得られるメタノールを分留によって除去した後に、圧力を133Paよ
りも下げる間に温度を約250℃まで上昇させる。上記反応マスの粘度の測定の
後に、重合の過程が続くことになる。260℃よりも高い温度は分解速度を過剰
にする。
ルエラストマー類が本発明において使用できる。例えば、上記ポリエステルエラ
ストマー類は、レッグ(Legge)、ホールデン(Holden)およびシュ
ローダー(Schroeder)による「熱可塑性エラストマー」、ハンサーパ
ブリッシャーズ(Hanser Publishers)、ニューヨーク市、ニ
ューヨーク州、1987、に記載されているように使用することができ、その内
容は合体してここに完全に引用される。
ドエラストマー類は、上記ポリエーテルブロックと上記ポリアミドブロックの間
の異なる結合を利用した数多くの異なる方法によって合成することができる。例
えば、アミド結合は、溶融状態においてジカルボン酸ポリエーテルブロックとジ
アミンポリエーテルブロックと反応させるかまたはジアミンポリアミドブロック
とジカルポリエーテルブロックとを反応させることによって得ることができ、こ
のことはフランス特許第1,603,901号、日本特許第19,846R号、米 国特許第3,454,534号、およびイギリス国特許第1,108,812号を参
照され、それらの内容は合体してここに完全に引用される。ウレタン結合は、ポ
リ(オキシエチレン)αω−ビスクロロホルメートと、アジポイルクロリドとピ
ペラジンとを溶液中で反応させることによって得ることができ、このことは英国
特許第1,098,475号に参照され、その内容は合体してここに完全に引用さ
れる。ポリ(オキシエチレン)ジイソシアネートと芳香族ポリアミドジアミンと
を反応させてウレア結合を有するポリアミドポリエーテルブロック共重合体を製
造することは、日本特許第24,285Q号に参照され、その内容は合体してこ こに完全に引用される。エステル結合を有するポリエーテル−アミドブロック共
重合体は、ジカルボン酸ポリアミドとポリエーテルジオールとを溶融重合させる
ことによって得ることができる。例えば、カプロラクタムをベースとしたジカル
ボン酸ポリアミドとポリ(オキシエチレン)ジヒドロキシとを250℃でパラト
ルエンスルホン酸を触媒として反応させることは英国特許第1,110,394号
に参照され、その内容は合体してここに完全に引用される。別の経路としては、
炭素数が36の脂肪酸二量体とジアミンとを、250℃で触媒を使用せずにポリ
オキシエチレンジヒドロキシと反応させることが挙げられ、このことはフランス
特許第2,178,205号に参照され、その内容は合体してここに完全に引用さ
れる。
ジオールブロックとジカルボン酸ポリアミドブロックとを溶融重縮合反応させる
ことによって得られる。上記ジカルボン酸ポリアミドブロックは、ポリアミド前
駆体とジカルボン酸連鎖制限剤とを反応させることによって製造される。上記反
応は(230℃よりも高い)高温度で実施され、しかも通常(25バールまでの
)圧力下で実施される。上記ポリアミドブロックの分子量は、連鎖制限剤の量に
よって制御される。上記ポリアミド前駆体は以下の化合物から選択することがで
きる。 アミノ酸類(アミノウンデカン酸、アミノドデカン酸) ラクタム類(カプロラクタム、ラウリルラクタム) ジカルボン酸類(アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン2酸) ジアミン類(ヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン) ジヒドロキシポリエーテルブロックは異なる二種類の反応によって製造される。 ポリエキシエチレンジヒドロキシとポリオキシプロピレンジヒドロキシのための
エチレンオキシドとプロピレンオキシドのアニオン重合 ポリオキシテトラメチレンジヒドロキシのためのテトラヒドロフランのカチオン
重合 上記ブロック共重合は高温度(230〜280℃)で真空下(0.1〜10T orr)で実施されるポリエステル化のことであり、適当な触媒の使用が必要と
される。上記熱可塑性ポリエーテルブロックアミド熱可塑性エラストマーの製造
は、従来技術および文献において公知である。
分子量は、ゲルパーミューションクロマトグラフィーによって測定されるように
、通常約20,000〜約500,000であり、約80,000〜約300,00
0であるのが好ましい。上記熱可塑性ウレタンポリマーの形成に関するポリエス
テル中間体またはポリエーテル中間体の重量平均分子量は、通常約250〜約5
,000であり、約1,000〜約4,000であるのが好ましい。
ー類から製造され、その例としてポリエチレン(例えば、高密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等)、ポリブチレンおよびこれら
の共重合体、アタクチックポリプロピレンやシンジオタクチックポリプロピレン
を含むポリプロピレンが挙げられ、そして通常TPO(熱可塑性ポリオレフィン
類)と呼ばれるポリプロピレンとエラストマーとのブレンドが好ましい。上記ポ
リオレフィン類の重量平均分子量は通常約40,000〜約2,000,000で あり、約100,000〜約1,500,000が好ましい。
可塑性エラストマーと上記ポリオレフィンの総重量に基づいて、通常約5〜約9
5重量%であり、約15〜約60重量%が好ましい。上記ブレンドに使用される
ポリオレフィンの量は相補的な量である。
外なことに、非常に低いレベルである。元来、最適な量は、熱可塑性エラストマ
ーの種類、特定のポリオレフィンの種類等に依存して変化する。通常、相溶化剤
の量は、上記熱可塑性エラストマーと上記ポリオレフィンのブレンドの100重
量部当たり、約0.25〜約15重量部であり、約0.5または0.75〜約6ま たは10重量部であるのが望ましい。
剤と一緒に混合またはブレンドされて相溶化ブレンドを達成する。上記混合には
慣用の溶融加工の技術が使用され、例えば一軸または二軸押出機を用いて、バッ
チ式または連続式のいずれで行ってもよい。混合温度は、通常上記ポリオレフィ
ン、熱可塑性エラストマーおよび相溶化剤の融点よりも高い温度である。そのよ
うな温度は、通常約180〜約240℃の範囲の温度である。混合時間は、一緒
にブレンドされる成分の量に依存して必然的に変化する。 相溶化された場合、上記熱可塑性ポリオレフィンブレンドは、以下の実施例に
おいて十分に示されるように、同じ二種類のポリマーの相溶化されていないブレ
ンドと比較して、耐衝撃性、良好な引張り強さ、低いデラミネーション、良好な
引裂き抵抗、低い磨耗性等の各種特性が改善されていたことが分かった。
ーターパネル等の自動車部品において;電気部品梱包用品において;ハウジング
等のビジネス機械において;および電子産業用の補助装置用といった、前述の特
性を有するブレンドが望まれる分野において使用することができる。 本発明は以下の実施例を参照することによってさらにその理解が深められるで
あろうが、これらの実施例はあくまでも説明を目的とするものであり、本発明を
何ら限定するものではない。
。上記ランダム溶融重合法では、上記ポリオールと連鎖延長剤とを100〜15
0℃の温度でブレンドした。ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を1
00〜150℃の温度で別個に加熱した後、上記ブレンドと混ぜ合わせた。得ら
れた反応剤を3〜4分間激しく攪拌した。得られたポリマー溶融物を、冷やした
テフロン被覆された皿に排出し、70℃で一週間硬化させ、その後造粒した。上
記プレポリマー法では、上記ポリオールを100〜150℃の温度まで加熱した
。MDIを別個に100〜150℃の温度まで加熱してから、上記ポリオールと
混合して、1〜2分間反応させた。上記連鎖延長剤を添加し、上記反応をさらに
1.5〜3分間継続させた。得られたポリマー溶融物を前述のように処理した。 メルトインデックス値はASTM−D−1238によって得られた。
を添加した。得られた混合物をさらに1.5分間反応させた。この重合を繰り返 した。得られた粒状化ポリマー同士をブレンドすると、メルトインデックスが4
4(190℃、MW 8,700g)であるポリウレタンが得られた。
ブレンドすると、メルトインデックスが6(190℃、8,700g)であるポ リウレタンが得られた。
)およびオクタン酸第一スズ(0.012)を攪拌しながら120℃まで加熱し た。MDI(62.5g)を120℃まで予加熱しておいてから添加した。得ら れた混合物を4分間反応させた。この重合を繰り返した。得られた粒状化ポリマ
ー同士をブレンドすると、メルトインデックスが15(190℃、8,700g )であるポリウレタンが得られた。
得られた混合物をさらに2分間反応させると、メルトインデックスが4(210
℃、3,800g)であるポリウレタンが得られた。
れた混合物をさらに2分間反応させると、メルトインデックスが3(210℃、
3,800g)であるポリウレタンが得られた。
した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、メルトインデックスが14
(210℃、3,800g)であるポリウレタンが得られた。
れた混合物をさらに2分間反応させると、メルトインデックスが16(210℃
、3,800g)であるポリウレタンが得られた。
(38.2g)を添加した。得られた混合物をさらに3分間反応させると、メル トインデックスが17(210℃、3,800g)であるポリウレタンが得られ た。
150℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、NPG(
19.9g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、メルト インデックスが31(175℃、5,000g)であるポリウレタンが得られた 。
150℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、NPG(
16.6g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、メルト インデックスが31(175℃、5,000g)であるポリウレタンが得られた 。
)を150℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、NP
G(18.5g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、メ ルトインデックスが37(175℃、5,000g)であるポリウレタンが得ら れた。
0℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、NPG(15
.2g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、メルトイン デックスが86(210℃、3,800g)であるポリウレタンが得られた。
150℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、NPG(
16.6g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、メルト インデックスが32(190℃、8,700g)であるポリウレタンが得られた 。
を150℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、NPG
(19.9g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、メル トインデックスが25(190℃、8,700g)であるポリウレタンが得られ た。
)、およびオクタン酸第一スズ(0.012g)を攪拌しながら150℃まで加 熱した。MDI(59.5g)を150℃まで予加熱しておいてから添加した。 得られた混合物を4分間反応させると、メルトインデックスが112(210℃
、3,800g)であるポリウレタンが得られた。
しながら150℃まで加熱した。MDI(59.6g)を150℃まで予加熱し ておいてから添加した。得られた混合物を4分間反応させると、メルトインデッ
クスが13(190℃、8,700g)であるポリウレタンが得られた。
)を120℃まで予加熱しておいてから添加した。得られた混合物を4分間反応
させると、メルトインデックスが144(190℃、8,700g)であるポリ ウレタンが得られた。
3g)を120℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、
BDO(13.6g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると 、メルトインデックスが<1(190℃、2,160g)であるポリウレタンが 得られた。
3g)を120℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、
NPG(15.0)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると、 メルトインデックスが1(190℃、2,160g)であるポリウレタンが得ら れた。
g)を120℃まで予加熱しておいてから添加した。2分間反応させてから、B
EPD(19.4g)を添加した。得られた混合物をさらに2分間反応させると 、メルトインデックスが30(190℃、2,160g)であるポリウレタンが 得られた。
をブレンドすると、メルトインデックスが7(190℃、8,700g)である ポリウレタンが得られた。
およびBDO(15.2g)を攪拌しながら120℃まで加熱した。MDI(6 0.4g)を120℃まで予加熱しておいてから添加した。反応を3分間実施し た。この重合を繰り返した。得られた粒状化ポリマー同士をブレンドすると、メ
ルトインデックスが19(210℃、3,800g)であるポリウレタンが得ら れた。
フレイダー(Werner Pfleiderer)ZSK−30二軸配合押出
機を用いて製造した。この方法では、構成成分の物理的混合物をロス‐イン‐ウ
エイトフィーダーを用いて上記押出機に投入した。溶融温度は通常210〜22
0℃であった。押出されたストランドは均一のペレットに細断された。前記ペレ
ットを射出成形および/またはフィルム押出で加工して、その特性を測定した。
配合例番号52〜57をブラベンダープレップミキサーで製造した。この方法で
は、構成成分を上記ミキサーに投入し、初めに5分間静加熱してから3分間混合
した。溶融温度は通常190〜200℃であった。この方法で得られたブレンド
をシート状に圧縮成形して、そのその特性を測定した。
な特性が得られ、このことにより熱可塑性ポリウレタンとポリプロピレンのブレ
ンドの相溶化が良好であることが示された。さらに、良好な静電崩壊性も得られ
た。
明の範囲はそれらに限定されず、むしろ添付の請求の範囲によって限定されるも
のである。
Claims (14)
- 【請求項1】 熱可塑性エラストマーポリマーとポリオレフィンとの相溶化
ブレンドを製造するための方法であって、 該熱可塑性エラストマーと該ポリオレフィンとを相溶化剤の存在下で該熱可塑性
エラストマーと該ポリオレフィンの融点よりも高い温度まで加熱する工程と、 混合してブレンドを生成する工程とからなり、 ここで、該相溶化剤は実質的に炭化水素である中間体と、ジイソシアネートと、
連鎖延長剤との反応を含みそして、少なくとも25重量%の軟質セグメントを含
む、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 該熱可塑性エラストマーと該ポリオレフィンの総重量に基づ
いて、該熱可塑性エラストマーの量は約5〜約95重量%であり、該ポリオレフ
ィンの量は約95〜約5重量%であり、そして該相溶化剤の量は、該熱可塑性エ
ラストマーと該ポリオレフィンの100重量部当たり約0.25〜約15重量部 である、請求項1による熱可塑性エラストマーポリマーとポリオレフィンとの相
溶化ブレンドを製造する方法。 - 【請求項3】 該熱可塑性エラストマーが熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー、熱可塑性ポリアミドエラストマー、熱可塑性ウレタンポリマー、あるいはこ
れらを組み合わせたものであり、ここで該熱可塑性ウレタンポリマーはポリエス
テル中間体またはポリエーテル中間体から誘導され、 該実質的に炭化水素である中間体は炭素数が少なくとも20であり、該ジイソシ
アネートの炭素原子の総数は2〜約30であり、そして該連鎖延長剤の炭素原子
の総数は2〜約15である、 請求項2による熱可塑性エラストマーポリマーとポリオレフィンとの相溶化ブレ
ンドを製造する方法。 - 【請求項4】 該熱可塑性エラストマーは約20,000〜約500,000
の重量平均分子量を有し、該ポリオレフィンは約40,000〜約2,000,0 00の重量平均分子量を有し、そして 該ウレタンポリマー炭化水素中間体は約300〜約10,000の数平均分子量 を有し、そして該ジイソシアネートのイソシアネート基の、該連鎖延長剤と該中
間体の官能基に対する当量比は約0.80〜約1.05である、 請求項3による熱可塑性エラストマーポリマーとポリオレフィンとの相溶化ブレ
ンドを製造する方法。 - 【請求項5】 該ポリオレフィンがポリプロピレンであり、該ポリプロピレ
ンの量は約85〜約40重量%であり、該熱可塑性エラストマーの量は約15〜
約60重量%であり、そして 該相溶化剤が約45〜約90重量%の軟質セグメントを含む、 請求項4による熱可塑性エラストマーポリマーとポリオレフィンとの相溶化ブレ
ンドを製造する方法。 - 【請求項6】 該混合温度が約180〜約240℃であり、 該ウレタンポリマー炭化水素中間体の分子量は約1,000〜約7,500であり
、該中間体は少なくとも95%が水素化されており、そして該中間体はブタジエ
ンから誘導された微細構造を含む、 請求項5による熱可塑性エラストマーポリマーとポリオレフィンとの相溶化ブレ
ンドを製造する方法。 - 【請求項7】 該熱可塑性エラストマーは該ウレタンポリマーであり、該相
溶化剤の量は約0.5〜約6重量部であり、該ジイソシアネートはMDIであり 、該連鎖延長剤はネオペンチルグリコール、BEPD、またはこれらを組み合わ
せたものであり、そして該イソシアネート基の、該連鎖延長剤と該中間体の官能
基に対する当量比は約0.9〜約1.01である、 請求項6による熱可塑性エラストマーポリマーとポリオレフィンとの相溶化ブレ
ンドを製造する方法。 - 【請求項8】 熱可塑性エラストマーとポリオレフィンの総重量に基づいて
約5〜約95重量%の該熱可塑性エラストマーと、約95〜約5重量%の該ポリ
オレフィンと、該熱可塑性エラストマーと該ポリオレフィンとを相溶化する有効
量の相溶化剤からなり、ここで該相溶化剤は実質的に炭化水素である中間体と、
ジイソシアネートと、連鎖延長剤とから誘導されている熱可塑性エラストマーと
ポリオレフィンの相溶化ブレンド。 - 【請求項9】 該相溶化剤の該中間体が炭化水素中間体であり、そして該相
溶化剤ジイソシアネートのイソシアネート基の、該連鎖延長剤と該相溶化中間体
の官能基に対する当量比は約0.8〜約1.05である、 請求項8による相溶化ブレンド。 - 【請求項10】 該相溶化剤の有効量は、該熱可塑性エラストマーと該ポリ
オレフィンの該ブレンドの100重量部当たり約0.25〜約15重量部であり 、そして該相溶化中間体が少なくとも35重量%の軟質セグメントを含む、 請求項9による相溶化ブレンド。 - 【請求項11】 該熱可塑性エラストマーが熱可塑性ポリエステルエラスト
マー、熱可塑性ポリアミドエラストマー、または熱可塑性ウレタンポリマーであ
り、該ウレタンポリマーはポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、
またはこれらを組み合わせたものから誘導され、そして該ポリオレフィンはポリ
プロピレンである、 請求項10による相溶化ブレンド。 - 【請求項12】 該相溶化剤中間体は少なくとも80%が飽和しており、該
ジイソシアネートはMDIであり、そして該連鎖延長剤はネオペンチルグリコー
ル、BEPD、またはこれらを組み合わせたものである、 請求項11による相溶化ブレンド。 - 【請求項13】 該熱可塑性エラストマーと該ポリプロピレンの総重量に基
づいて、該熱可塑性エラストマーの量は約15〜約60重量%であり、該ポリプ
ロピレンの量は約40〜約85重量%であり、そして 該相溶化剤の量は約0.50〜約6重量部であり、そして該イソシアネート基の 該官能基に対する当量比は約0.9〜約1.01である、 請求項12による相溶化ブレンド。 - 【請求項14】 該熱可塑性エラストマーは該熱可塑性ウレタンポリマーで
あり、該炭化水素中間体は少なくとも90%が飽和しており、該炭化水素中間体
は炭素数が4〜8であるジエンから誘導され、そして該相溶化剤は約45〜約9
0重量%の軟質セグメントを含む、 請求項13による相溶化ブレンド。
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