JP2004292723A

JP2004292723A - ポリプロピレン樹脂組成物

Info

Publication number: JP2004292723A
Application number: JP2003089835A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Hirate; 隆明平手; Ryuji Ohashi; 龍二大橋; Akinori Nagano; 昭則永野
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】曲げ弾性率、耐衝撃性などの物性バランスが良好で、成形加工性およびウエルド外観に優れたポリプロピレン樹脂組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体５５〜７０重量％（Ｂ）エラストマー性重合体１５〜２５重量％（Ｃ）無機充填材１０〜２０重量％を含む樹脂組成物であって、前記（Ａ）はプロピレン単独重合体部とプロピレン・エチレンランダム共重合体部とからなりＭＦＲが７０〜１２０ｇ／１０分であり、プロピレン・エチレンランダム共重合体部は（１）（Ａ）中の含有量が７〜１３重量％（２）エチレン含有量が４５〜５５モル％（３）極限粘度が３〜５ｄｌ／ｇであり、また前記（Ｂ）はＭＦＲが１〜１０ｇ／１０分でエチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合ゴムであるポリプロピレン樹脂組成物。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロピレン・エチレンブロック共重合体、特定のエラストマー性重合体および無機充填材を含む樹脂組成物に関し、曲げ弾性率、耐衝撃性などの物性バランスが良好で、成形加工性およびウエルド外観に優れたポリプロピレン樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリプロピレンは、日用雑貨、台所用品、包装用フィルム、自動車部品、機械部品、電気部品など種々の分野でその成形材料として利用されており、商品に要求される性能に応じて種々の添加剤が配合された組成物の形で使用されている。例えば、自動車部品などの機械的強度が要求される分野においては、エラストマー、タルクなどを配合したポリプロピレン組成物が利用されている。
【０００３】
近年、エラストマーやタルク等を配合して物性を改良した従来のポリプロピレン組成物に対して、高剛性、高耐衝撃性、高流動性の樹脂が求められている。
ところがバンパー等に使用されている従来の自動車外装用樹脂組成物は、衝撃強度を重視するあまり、軟質で流動性が低く、成形品の大型化、薄肉化の要請に対してこれまでの樹脂組成では対応することが困難になってきている。例えば（１）引用文献１（特開平７−１８１５１号）では、剛性及び耐衝撃性に優れるポロプロピレン樹脂組成物が提案されているが、製品の外観等に関しては特に言及されていない。
【０００４】
【引用文献１】
特開平７−１８１５１号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、成形時の流動性に優れ、ウエルド外観が良好で、しかも曲げ弾性率、衝撃強度などの物性のバランスに優れたポリプロピレン樹脂組成物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、（Ａ）結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体５５〜７０重量％、（Ｂ）エラストマー性重合体１５〜２５重量％、および（Ｃ）無機充填材１０〜２０重量％とを含む樹脂組成物であって、ここで、前記の結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）は、プロピレン単独重合体部とプロピレン・エチレンランダム共重合体部とからなり、メルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０、２３０℃、荷重２１６０ｇ）が７０〜１２０ｇ／１０分であり、プロピレン・エチレンランダム共重合体部は（１）結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）中の含有量が７〜１３重量％、（２）エチレン含有量が４５〜５５モル％、（３）極限粘度が３〜５ｄｌ／ｇであり、また、前記のエラストマー性重合体（Ｂ）は、メルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０、１９０℃、荷重２１６０ｇ）が１〜１０ｇ／１０分でエチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合ゴムであることを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物に関する。
【０００７】
ここで、前記のエチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合ゴム（Ｂ）は、シングルサイト触媒を用いてエチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとを共重合して製造したゴム状物であることが好ましい。（Ｂ）の好ましい例として、エチレン・１−ブテン共重合ゴムを挙げることができる。
【０００８】
無機充填材（Ｃ）としては、タルクが好ましく、とりわけレーザー解析法で測定したその平均粒径が２〜６μｍのタルクが好ましい。
【０００９】
前記のポリプロピレン樹脂組成物としては、そのメルトフローレート（ＡＳＴＭＤ−１２３８、２３０℃、荷重２１６０ｇ）が３５から１００ｇ／１０分、曲げ弾性率（ＡＳＴＭＤ−７９０）が１９００から３０００ＭＰａ、シャルピー衝撃強度が２３℃において３０から７０ｋＪ／ｍ２、−３０℃において３．５から７．０ｋＪ／ｍ２であるものが好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（Ａ）成分
本発明においては、（Ａ）成分として結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体を使用する。
【００１１】
前記結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）は、プロピレン単独重合体部と、プロピレン・エチレンランダム共重合体部とから構成されている。前記結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）では、プロピレン・エチレンランダム共重合体部の含有量が７〜１３重量％のものが使用される。
【００１２】
結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）中のプロピレン・エチレンランダム共重合体部の含有量は、ブロック共重合体サンプルについてｎ−デカン溶剤を用いて室温で分別し、その可溶部の存在量から測定することができる。その測定方法の一例として、まずブロック共重合体サンプル５ｇを沸騰ｎ−デカンに完全に溶解させ、その後２０℃に降温して一昼夜放置してから濾別によって不溶部を分離する。次いで、濾液にメタノール１５００ｍｌを加えて撹拌すると、可溶部が析出物として分離し、それを濾別、乾燥することによってｎ−デカン可溶部が得られるので、可溶部を秤量することによって求めることができる。
【００１３】
前記結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）では、プロピレン・エチレンランダム共重合体部のエチレン含有量が４５〜５５モル％、さらに好ましくは４７〜５１モル％のものが使用される。エチレン含有量が前記範囲より小さいブロック共重合体を使用すると、得られる樹脂組成物の低温耐衝撃性が不充分となり好ましくない。また、エチレン含有量が前記範囲より大きいブロック共重合体を使用すると、得られる樹脂組成物の常温耐衝撃性が不充分となり好ましくない。
【００１４】
プロピレン・エチレンランダム共重合体部のエチレン含有量は、プロピレン・エチレンランダム共重合体部のサンプルのプレスフィルムを赤外線吸収スペクトル分析にかけることによって求めることができる。すなわち、メチル基に基づく１１５５ｃｍ−１の吸光度とメチレン基に基づく吸光度を測定し、Ｇａｒｄｎｅｒの検量線を用いて測定する（Ｉ．Ｊ．Ｇａｒｄｎｅｒｅｔａｌ，ＲｕｂｂｅｒＣｈｅｍ．ＡｎｄＴｅｃｈ．，４４，１０１５，１９７１）。
【００１５】
前記結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）では、プロピレン・エチレンランダム共重合体部の極限粘度が３〜５ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは３．７〜４．７ｄｌ／ｇのものが使用される。極限粘度が前記範囲より小さいブロック共重合体を使用すると、得られる樹脂組成物の耐衝撃性が不充分となり好ましくない。また、極限粘度が前記範囲より大きいブロック共重合体を使用すると、ウエルドが目立ちやすくなり好ましくない。
【００１６】
さらに結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）としては、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）（２３０℃、荷重２１６０ｇ）が、７０〜１２０ｇ／１０分、さらに好ましくは７０〜９０ｇ／１０分のものが使用される。ＭＦＲが前記範囲より小さいブロック共重合体を使用すると、得られる樹脂組成物の流動性が不充分となり好ましくない。
【００１７】
結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）は種々の方法により製造することができるが、例えばチーグラー・ナッタ系触媒あるいはメタロセン系触媒などの公知のオレフィン立体規則性触媒を用いて製造することができる。チーグラー・ナッタ系触媒を使用するブロック共重合体（Ａ）の製造例として、例えば固体状チタン触媒成分、有機金属化合物触媒成分、さらに必要に応じて電子供与体とから形成された触媒の存在下に、プロピレンを重合させた後、引続きプロピレンとエチレンとを共重合させる方法を挙げることができる。
【００１８】
（Ｂ）成分
本発明で用いられる（Ｂ）エラストマー性重合体は、エチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合ゴムを使用する。
【００１９】
前記エチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合ゴム（Ｂ）は、エチレンと炭素数４以上、好ましくは炭素数４〜８のα−オレフィン、例えば１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン等とを共重合したゴム状物である。
【００２０】
エチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合ゴム（Ｂ）としては、ＭＦＲ（ＪＩＳＫ７２１０、１９０℃、荷重２１６０ｇ）が１〜１０ｇ／１０分のものが使用される。ＭＦＲが上記範囲より大きい共重合ゴムを使用した場合には、得られる樹脂組成物から製造した成形品の剛性や低温耐衝撃性を低下させるので好ましくない。該共重合ゴム（Ｂ）としてはまた、エチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとのモル比（エチレン／炭素数４以上のαーオレフィン）が、９０／１０〜７５／２５のものを使用するのが望ましい。
【００２１】
このようなエチレン・α−オレフィン共重合ゴム（Ｂ）は、オレフィン立体規則性重合触媒を用いてエチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとを共重合させて製造することができる。特に、シングルサイト触媒を用いて製造したエチレン・α−オレフィン共重合体は、分子量分布および組成分布が狭いことから、低温での衝撃強度向上効果に優れている。そのようなシングルサイト触媒の例として、シクロペンタジエン骨格を有する化合物がジルコニウム金属等の遷移金属に配位したメタロセン化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物等とを含むメタロセン系触媒を挙げることができる。
【００２２】
（Ｃ）成分
本発明で用いる（Ｃ）無機充填剤としては、タルク、クレー、炭酸カルシウム、マイカ、けい酸塩類、炭酸塩類、ガラス繊維などがあげられる。これらの中で特にタルクが好ましい。タルクとしてはまた、レーザー解析法で測定した平均粒径が１〜１０μｍ、好ましくは２〜６μｍのものが望ましい。
【００２３】
樹脂組成物
本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、（Ａ）結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体５５〜７０重量％、（Ｂ）エラストマー性重合体１８〜２５重量％、および（Ｃ）無機充填剤１５〜２５重量％の割合で構成される。ここで、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）の３成分の合計量が１００重量％になる。
【００２４】
本発明の組成物には前記（Ａ）〜（Ｃ）成分の他に、必要に応じて、耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、耐光安定剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、軟化剤、分散剤、顔料のような着色剤、滑剤などの添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
【００２５】
本発明の組成物は、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分、および必要により配合する添加剤を、バンバリーミキサー、単軸押出機、２軸押出機、高速２軸押出機などの混合装置により混合または溶融混練することにより得ることができる。この際、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）の各成分、および必要により配合する添加剤などの混合順序は任意であり、同時に混合してもよいし、一部成分を混合した後他の成分を混合するというような多段階の混合方法を採用することもできる。
【００２６】
このようにして得られる本発明の樹脂組成物は、成形時の流動性に優れ、しかも曲げ弾性率、耐衝撃性、硬度および脆化温度などの物性のバランスに優れている。例えば、（１）ＭＦＲ（ＪＩＳＫ７２１０、２３０℃、荷重２１６０ｇ）が、好ましくは３５から１００ｇ／１０分、（２）曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７１７１）が、好ましくは１９００から３０００ＭＰａ、および（３）シャルピー衝撃強度（ＪＩＳＫ７１１１）が２３℃において３０から７０ｋＪ／ｍ２、−３０℃において３．５から７．０ｋＪ／ｍ２を示す樹脂組成物を容易に得ることができる。
【００２７】
このような樹脂物性を有する本発明の樹脂組成物は、射出成形用の樹脂原料として好適に利用することができ、この場合射出成形時に非常に良好な流動性を示し射出成形品を容易に成形することができる。
【００２８】
本発明の組成物は、自動車部品、特に自動車外装用部品、例えばバンパー、オーバーフェンダー、サイドモール、ロッカーモールなどの部品成形に使用することができる。
【００２９】
【実施例】
次に実施例を通して本発明をより詳細に説明するが、本発明はそれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３０】
まず、実施例および比較例において、樹脂組成物の調製に用いた各種の成分は、次の性状を有していた。
（１）プロピレン・エチレンブロック共重合体（ＰＥＢＣ−１）
・ＭＦＲ（２３０℃、２１６０ｇ）：７０ｇ／１０分
・プロピレン・エチレンランダム共重合体部：８重量％
極限粘度［η］：３．８ｄｌ／ｇ
エチレン含有量：４６モル％
（２）プロピレン・エチレンブロック共重合体（ＰＥＢＣ−２）
・ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１６０ｇ）：８７ｇ／１０分
・プロピレン・エチレンランダム共重合体部：９重量％
極限粘度［η］：４．７ｄｌ／ｇ
エチレン含有量：５１モル％
（３）プロピレン・エチレンブロック共重合体（ＰＥＢＣ−３）
・ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１６０ｇ）：６９ｇ／１０分
・プロピレン・エチレンランダム共重合体部：９重量％
極限粘度［η］：２．４ｄｌ／ｇ
エチレン含有量：４３モル％
（４）プロピレン・エチレンブロック共重合体（ＰＥＢＣ−４）
・ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１６０ｇ）：９５ｇ／１０分
・プロピレン・エチレンランダム共重合体部：１２重量％
極限粘度［η］：４．８ｄｌ／ｇ
エチレン含有量：３６モル％
（５）プロピレン・エチレンブロック共重合体（ＰＥＢＣ−５）
・ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１６０ｇ）：９４ｇ／１０分
・プロピレン・エチレンランダム共重合体部：１０重量％
極限粘度［η］：７．０ｄｌ／ｇ
エチレン含有量：３８モル％
（６）エチレン・１−ブテンランダム共重合ゴム（ＥＢＲ）
・１−ブテン含有量：１８モル％
・ＭＦＲ（１９０℃、荷重２１６０ｇ）：３．５ｇ／１０分、
（７）微粉末タルク
・平均粒径：４μｍ
【００３１】
実施例および比較例で得られた樹脂組成物および成形品の物性測定は、次の試験方法によって行った。
（１）メルトフローレート（ＭＦＲ）：ＪＩＳＫ７２１０
測定条件；２３０℃、荷重２１６０ｇ
（２）曲げ弾性率：ＪＩＳＫ７１７１
（３）シャルピー衝撃強度：ＪＩＳＫ７１１１
（４）ウエルド外観：長さ３５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚み３ｍｍの平板を成形する際、幅方向の側面の中央にゲートを設けた金型を用い、その金型にはゲートより９０ｍｍの位置に長さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚み３ｍｍの樹脂の流動を妨げる堰を設けた。ウエルド外観は、前記金型を用いて射出成形した時に、堰以降に発生するウェルドマークを目視によって判定した。
【００３２】
（実施例１〜２）
表１に記した各成分を所定量、ドライブレンドした後、二軸押出機によってペレタイズして樹脂組成物を製造した。この樹脂組成物を用いて、各種の物性測定を行なった。なお測定に用いた試験片は、シリンダー設定温度１９３℃、金型温度４０℃の条件で射出成形にてＪＩＳＫ７１３９Ａ型多目的試験片を成形した。
【００３３】
（比較例１）
実施例１において、ＰＥＢＣ−１をＰＥＢＣ−３へと変更した以外は実施例１と同様に行なった。樹脂組成物の物性評価を行ない、その結果を表１に示した。得られた樹脂組成物は実施例１〜２と比較して剛性および耐衝撃性が共に劣っていた。
【００３４】
（比較例２）
実施例１において、ＰＥＢＣ−１をＰＥＢＣ−４へと変更した以外は実施例１と同様に行なった。樹脂組成物の物性評価を行ない、その結果を表１に示した。得られた樹脂組成物は実施例１〜２と比較して剛性が劣っていた。
【００３５】
（比較例３）
実施例１において、ＰＥＢＣ−１をＰＥＢＣ−５へと変更した以外は実施例１と同様に行なった。樹脂組成物の物性評価を行ない、その結果を表１に示した。得られた樹脂組成物は、ウエルド外観が劣り、大型薄肉成形用樹脂として使用するには満足すべきものではなかった。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【発明の効果】本発明の自動車外装用樹脂組成物は、特定の結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体、特定のエラストマー性重合体および無機充填剤を特定量含有しているので、成形時の流動性に優れ、曲げ弾性率、衝撃強度および硬度などのバランスに優れている。
【００３８】
従って、本発明に係わる樹脂組成物は、自動車外装部品を成形した時に十分な機械的強度特性を備えていると共に、成形品の外観が良好であることから、そのままで、すなわち無塗装で使用することができる。

Claims

（Ａ）結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体５５〜７０重量％、
（Ｂ）エラストマー性重合体１５〜２５重量％、
（Ｃ）無機充填材１０〜２０重量％
を含む樹脂組成物であって、ここで、前記の結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）は、プロピレン単独重合体部とプロピレン・エチレンランダム共重合体部とからなり、メルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０、２３０℃、荷重２１６０ｇ）が７０〜１２０ｇ／１０分であり、プロピレン・エチレンランダム共重合体部は（１）結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ）中の含有量が７〜１３重量％、（２）エチレン含有量が４５〜５５モル％、（３）極限粘度が３〜５ｄｌ／ｇであり、また、前記のエラストマー性重合体（Ｂ）は、メルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０、１９０℃、荷重２１６０ｇ）が１〜１０ｇ／１０分でエチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合ゴムであるポリプロピレン樹脂組成物。
前記のエラストマー性重合体（Ｂ）が、エチレン・１−ブテン共重合ゴムであることを特徴とする請求項１に記載のポリプロピレン樹脂組成物。
前記の無機充填材（Ｃ）が、タルクであることを特徴とする請求項１に記載のポリプロピレン樹脂組成物。
自動車外装用に使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物。