JP3306757B2 - 熱可塑性エラストマー組成物 - Google Patents

熱可塑性エラストマー組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性エラストマー組
成物に関する。そして本発明の熱可塑性エラストマー組
成物は、樹脂加工分野やゴム加工分野等で成形加工され
て電線、ケーブル、マット、ホース、ルーフイング等と
して使用される。
【0002】
【従来の技術】従来から、ゴムと熱可塑性樹脂を混練し
ながらゴムを動的熱処理して成る熱可塑性エラストマー
組成物は熱可塑性とゴム弾性を有することから、その熱
可塑性を利用して高温下で成型され、成形温度以下のゴ
ム弾性を有する温度範囲内で使用される。一般に熱可塑
性エラストマー組成物は、高温下で流動し易く成型が容
易であり、且つ成型時間が短い利点を持つ。またゴム組
成物の成型加工では加硫工程を必要とするが熱可塑性エ
ラストマー組成物の場合はこれを必要としない等、エネ
ルギー消費あるいは労務費などの面でゴム組成物より優
位であり、近年、樹脂分野やゴム分野で幅広く使用され
るようになって来た。
【0003】これらのことから、ゴムであるクロロスル
フオン化ポリエチレンおよび/または塩素ポリエチレン
と熱可塑性樹脂であるポリプロピレンを流動させながら
動的熱処理し、熱可塑性エラストマーとして使用する機
運にあるが、クロロスルフオン化ポリエチレンおよび/
または塩素化ポリエチレンとポリプロピレンから成る熱
可塑性エラストマー組成物は静的な機械的性質である圧
縮永久歪および永久伸びの点で劣る。例えば、圧縮永久
歪の劣ったゴムマットは実用初期から変形が始り、実用
中での変形が大きく、ゴムマットの耐用年数は極めて短
いものとなる。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】クロロスルフオン化ポ
リエチレンおよび/または塩素化ポリエチレンとポリプ
ロピレンから成る熱可塑性エラストマー組成物の実用化
のために、上記の静的な機械的性質である圧縮永久歪お
よび永久伸びの点の解決が要求されている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、クロロスルフ
オン化ポリエチレンおよび/または塩素化ポリエチレ
ン、周期律表IIおよびIV族の金属化合物、無水マレ
イン酸および有機過酸化物の存在下に動的処理して成る
熱可塑性エラストマー組成物にある。以下本発明を詳細
に説明する。
【0006】本発明に使用されるクロロスルフオン化ポ
リエチレンとは、ポリエチレン、エチレン−ブテン−1
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重
合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体等を四塩化
炭素等の不活性有機溶剤に溶解し、塩素ガスを吹込み塩
素化して次にクロロスルフオニルを添加反応させてクロ
ロスルフオニル基を導入するか、あるいはクロロスルフ
オニルによって塩素とクロロスルフオニル基を導入しゴ
ム状にしたものである。クロロスルフオン化ポリエチレ
ンはゴム状であれば特に塩素量は限定されないが15〜
55重量%のクロロスルフオン化ポリエチレンがゴム状
にある。
【0007】また塩素化ポリエチレンとは、該記ポリマ
ーの粉末または粒子を水に懸濁させるか、あるいは四塩
化炭素等の不活性有機溶剤に溶解して塩素ガスを吹込み
塩素を導入しゴム状にしたものである。塩素化ポリエチ
レンはクロロスルフオン化ポリエチレンと同様にゴム状
であれば特に塩素量は限定されないが15〜55重量%
の塩素化ポリエチレンがゴム状にある。以上、クロロス
ルフオン化ポリエチレンと塩素化ポリエチレンの製法を
例記したが、本発明に使用されるクロロスルフオン化ポ
リエチレンと塩素化ポリエチレンはこれらの製法になん
ら限定されるものではない。
【0008】本発明の熱可塑性エラストマー組成物に使
用されるポリプロピレンとは、プロピレンを単独重合、
あるいはプロピレンとα−オレフイン、例えばエチレ
ン、ペンテン−1、ブテン−1、4−メチル・ペンテン
−1等と共重合して得られる重合体であって、結晶性で
ある。市販のポリプロピレンとして例えば、内外化学薬
品資料 A 高分子:シーエムシー社刊(1992)に
掲載されるポリプロピレンがある。これらは単独あるい
は混合して使用される。使用される量は、本発明で使用
されるクロロスルフオン化ポリエチレンおよび/または
塩素化ポリエチレン100重量部当り5〜50重量部が
使用される。5重量部未満では得られる熱可塑性エラス
トマー組成物の高温下における成形加工時の流動性が劣
る。50重量部を越えると弾性を示さなくなり好ましく
ない。
【0009】本発明に使用される周期律表IIおよびI
V族の金属化合物の金属とは、ベリリウム、マグネシウ
ム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム、珪素、チタ
ン、鉛等があり、これらの金属との化合物としては金属
酸化物、金属鉛化合物、金属水酸化物、脂肪酸金属石鹸
類、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜
鉛、酸化チタン、一酸化鉛、四三酸化鉛、三塩基性硫酸
鉛、二塩基性亜燐酸鉛、水酸化カルシウム、ステアリン
酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等が挙げられ
る。これらは単独または混合して使用することができ
る。使用される量は1〜30重量部、好ましくは5〜2
0重量部が配合される。
【0010】本発明の熱可塑性エラストマー組成物の特
徴は無水マレイン酸を使用することにある。無水マレイ
ン酸は上記した周期律表IIおよびIV族の金属化合物
と併用することにより効果を発揮し、熱可塑性エラスト
マー組成物は優れた圧縮永久歪および永久伸を示す。使
用される量はクロロスルフオン化ポリエチレンおよび/
または塩素化ポリエチレン100重量部当り0.01〜
10重量部が使用される。0.01重量部未満ではその
効果が小さく、また10重量部を越えると熱可塑性エラ
ストマーの流動性が劣り好ましくない。
【0011】本発明で使用される有機過酸化物とは、ク
ロロスルフオン化ポリエチレンおよび/または塩素化ポ
リエチレンを流動しながら動的熱処理して加硫させるた
めに配合するものであって、ハイドロパーオキサイド、
ジアシルパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、パー
オキシエステルおよびジアルキルパーオキサイド類等が
ある。例えばt−ブチルハイドロパーオキサイド、クメ
ンハイドロパーオキサイド、ジ−イソプロピルベンゼン
ハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−
2,5−ジハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル
−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、
ジ−クミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサ
イド、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ベ
ンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。これらは単独
または混合して使用される。使用される有機過酸化物の
量は、本発明で使用されるクロロスルフオン化ポリエチ
レンおよび/または塩素化ポリエチレン100重量部当
り0.1〜15重量部が使用される。0.1重量部未満
では圧縮永久歪や引張り強度等の機械的性質が劣る。1
5重量部を越えて使用すると熱可塑性エラストマー組成
物の高温下における成形加工時の流動性が劣り好ましく
ない。
【0012】本発明で云う動的熱処理とは、樹脂用ある
いはゴム用の混練機、例えばロール混練機、バンバリー
ミキサー、双腕形ニーダー、スクリュウ式混練機、ロー
ター形連続混練機等を使用し、クロロスルフオン化ポリ
エチレンおよび/または塩素化ポリエチレンを混練機中
で流動させながら有機過酸化物により加硫しすることを
指す。この動的熱処理はポリプロピレンの融点以上の温
度で行なうのが好ましい。
【0013】本発明の熱可塑性エラストマーを得る方法
は特に制限されるものではないが、ロール混練機、バン
バリーミキサー、双腕形ニーダー、スクリュウ式混練
機、ローター形連続混練機等を使用して、クロロスルフ
オン化ポリエチレンおよび/または塩素化ポリエチレン
にポリプロピレン、周期律表IIおよびIV族の金属化
合物、無水マレイン酸と有機過酸化物をポリプロピレン
の融点以上の温度で混練して動的熱処理する方法が好ま
しい。また本発明の熱可塑性エラストマー組成物にはそ
の製造工程において、或いは得られた熱可塑性エラスト
マー組成物にゴム用配合剤或いは樹脂用配合剤、例え
ば、鉱物系軟化剤、可塑剤、ラジカル禁止剤、老化防止
剤、紫外線吸収剤、相溶化剤、共架橋剤、カーホンブラ
ック、白色充填剤、発泡剤、滑剤、帯電防止剤、着色剤
等を必要に応じて使用することが出来る。
【0014】
【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれらになんら制限され
るものではない。
【0015】なお、実施例および比較例に使用した配合
を表1に示す。
【0016】実施例1〜4および比較例1〜2 実施例1は、表1に示す配合1を使用して、予めクロロ
スルフオン化ポリエチレンに酸化マグネシウム、カーボ
ンブラック、DOPと無水マレイン酸、DCPを50℃
のロール混練機で混練しゴム混練物を得た。次にブラベ
ンダープラスチコーダー ローラーミキサータイプを使
用し、設定温度80℃のチャンバーに、このゴム混練物
とポリプロピレンを入れ、ローラーミキサー100RP
Mで、ゴム混練物の発熱を利用してゴム混練物の温度を
ポリプロピレンの融点以上とし、ポリプロピレンをゴム
混練物に溶融分散させ、併せて動的熱処理を行った。こ
れに安定剤のTNPとNS−6を添加混練して熱可塑性
エラストマー組成物を得た。
【0017】これを180℃の圧縮成形機で予熱3分
間、加圧成形3分間を行なった後、10℃の圧縮冷却機
で4分間冷却を行ない、厚さ2mmのシートを得た。得
られたシートから、JIS K 6301に従って永久
伸び試験を行なった。なおこの永久伸び試験での伸張は
100%伸張とした。この試験結果を表1に示す。また
得られた熱可塑性エラストマー組成物を、180℃の圧
縮成形機で予熱6分間、加圧成形3分間を行った後、1
0℃の圧縮冷却機で6分間冷却を行ない、厚さ12.7
mmのシートを得た。得られたシートから、JIS K
6301に従って圧縮永久歪試験を70℃、22時間
の試験条件で行なった。試験結果を表1に示す。
【0018】実施例2は、表1の配合2を使用した以外
実施例1に従った。
【0019】実施例3は、配合3を使用した以外実施例
1に従った。
【0020】実施例4は、配合4を使用した以外実施例
1に従った。
【0021】比較例1は、配合5を使用した以外実施例
1に従った。
【0022】比較例2は、配合6を使用した以外実施例
1に従った。
【0023】比較例3は、配合7を使用した以外実施例
1に従った。
【0024】表1から、本発明の熱可塑性エラストマー
組成物によつて得られる実施例1〜4の熱可塑性エラス
トマー組成物は比較例1〜3と比較し静的な機械的性質
である圧縮永久歪および永久伸びの点が極めて優れてい
ることが分る。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のクロロスルフオン化ポリエチレンおよび/または塩素
化ポリエチレン、周期律表IIおよびIV族の金属化合
物、無水マレイン酸および有機過酸化物の存在化に動的
処理して成る熱可塑性エラストマー組成物は静的な機械
的性質である圧縮永久歪および永久伸びの点が極めて優
れ、実用に供することのできるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 23/34 C08L 23/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クロロスルフオン化ポリエチレンおよび/
    または塩素化ポリエチレン100重量部当り、ポリプロ
    ピレン5〜50重量部、酸化マグネシウム、酸化カルシ
    ウム、酸化亜鉛、酸化チタン、一酸化鉛、四三酸化鉛、
    三塩基性硫酸塩、二塩基性亜燐酸鉛、水酸化カルシウ
    ム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウ
    ムの内少なくとも一種の化合物1〜30重量部、無水マ
    レイン酸0.01〜10重量部を、有機過酸化物0.1
    〜15重量部の存在下に動的熱処理して成る熱可塑性エ
    ラストマー組成物。
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