JP3328674B2 - 耐衝撃性ポリオレフィン成形用組成物 - Google Patents
耐衝撃性ポリオレフィン成形用組成物Info
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Description
ポリマーおよび/またはオレフィンコポリマーおよびゴ
ムより成る低温でも高い硬度ないし高い耐衝撃性を有す
るポリオレフィン成形用組成物に関する。
一般的に公知である。これらは、例えばポリプロピレン
およびゴム、例えばエチレン/プロピレンゴム(EP
M)またはエチレン/プロピレン/ジエン(EPDM)
を溶融状態で混合することによって製造される(Ang
ew. Makromol.Chem.185/186
(1991年)97;およびPolymer,28(1
987年)47)。
ンは、少なくとも2ないし10重量%の範囲のアタクチ
ックポリプロピレン(APP)および90ないし98重
量%の範囲の広範囲に変化する鎖長(Mw /Mn =5〜
10)のポリプロピレン鎖からなる。
鎖および上記構成のコモノマーのポリマー鎖、種々のコ
ポリマー含量のおよび同様にして種々の鎖長のプロピレ
ンコポリマーからなるプロピレンコポリマーも、ポリプ
ロピレン成分として使用されている。
られている。これらは、APP、ポリプロピレンおよび
種々の鎖長のコモノマーならびに種々の鎖長のプロピレ
ンコモノマー鎖およびコモノマー含有のポリマーから構
成されている。これらは重合反応器内で直接1ないし多
段階の重合段階で製造される。
組成物は、該組成物が所望の高い耐衝撃性において不満
足な剛性/硬度しか示さないという共通の特徴を有して
いる。
れているような不利な性質を示さない成形組成物を見出
すことである。
クチクポリマー鎖(アタクチックポリオレフィン;AP
Oと呼ぶ)を含まず、そして均一な分子量分布(Mw /
Mn が5未満が好ましい)を有するポリマーおよびコポ
リマーを使用すると、上記の問題点が回避できることを
見出した。
てアタクチックポリマー鎖を含有しないアイソタクチッ
クポリオレフィン20ないし99重量%のおよび成形用
組成物に基づいて−20℃以下のガラス転移温度を有す
るゴム1ないし80重量%のから本質的になるポリオレ
フィン成形用組成物に関する。
の製造に使用するAPOを含まないアイソタクチックポ
リオレフィンは、5未満、好ましくは3.5未満の狭い
分子量分布(Mw/Mn)および均一な鎖構成(Cha
in build−up)を有するポリマーである。こ
こで「均一な鎖構成」とは、ポリマー鎖における構成欠
損および/またはコモノマーのランダム分布を意味する
ものと理解されたい。
レフィンは、アタクチックポリマー鎖が本質的にないポ
リオレフィンを意味するものと理解されたい。これら
は、高い立体特異性メタロセン/アルミノキサン触媒系
を使用して製造された生成物(ホモおよびコポリマー)
である。これに対応する方法は公知であり、例えばヨー
ロッパ特許出願公開第302,424号明細書、同第3
36,127号明細書、同第336,128号明細書お
よびドイツ特許第4035886.0号明細書に記載さ
れている。上記方法により製造されたアイソタクチック
ポリオレフィンは、あったとしても非常に少量の含量の
アタクチックポリマー鎖を含む。一般に、この含量は1
重量%未満である。
l2 /TiCl4 /電子供与体/AlEt3 )を使用し
て製造され、そして際立ったAPO含量を含むポリオレ
フィンをAPOを含まないポリオフレインに、従って本
発明に従えば炭化水素によってAPOを抽出することに
よってポリオレフィンに転化することも可能である。し
かしながら、そのような方法は複雑なプロセス、すなわ
ち価格の理由により、そのような操業は好ましいとは言
えない。
リオレフィンは、5未満、好ましくは3.5未満の分子
量分布Mw /Mn および少なくとも85%のアイソタク
チック指数(II)を有するオレフィンホモポリマーま
たは少なくとも85%のアイソタクチック指数および5
未満、好ましくは3.5未満の分子量分布Mw /Mnを
有するオレフィンコポリマーのいずれかであり、あるい
はポリオレフィンはオレフィンホモポリマーとアイソタ
クチック指数が少なくとも85%であり、成分のMw/
Mnが5未満、好ましくは3.5未満であるオレフィン
コポリマーからなる。
マーである場合には、このものは、式Ra −CH=CH
−Rb (式中、Ra およびRb は同一または異なって水
素原子またはC1 〜C10−アルキル好ましくC1 〜C6
アルキルはであるかあるいはRa およびRb はこれらと
結合する原子とともに4ないし22個の炭素原子を有す
る環を形成する)で表される少なくとも3個の炭素原子
を有するオレフィンの単位から成る。好ましいオレフィ
ンは、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペン
テン、1−ヘキセン、ペンテンおよびノルボルネンであ
る。プロピレンが特に好ましく、すなわち本発明による
成形用組成物は特にポリプロピレンからなる。
ーである場合、このものは、上記のホモポリマーの項で
規定した、そして少なくとも85%のアイソタクチック
指数を有するオレフィン単位99.5ないし50重量
%、好ましくは99ないし70重量%およびエチレンお
よびまたはコモノマーとして上記規定の別のオレフィン
単位0.5ないし50重量%、好ましくは1ないし30
重量%からなる。コモノマーは、高い規則性でランダム
に導入される。好ましいコモノマーは、エチレン、1−
ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、ノ
ルボルネンまたはペンテンである。特に好ましいオレフ
ィンコモノマーは、プロピレン単位およびエチレンコモ
ノマー単位からなる。
とオレフィンコポリマーとの混合物からなる場合には、
オレフィンホモポリマーは、上記組成を有しており、一
方オレフィンコポリマーは、上記のオレフィンホモポリ
マーの項で規定されたを20ないし90重量%、好まし
くは40ないし90重量%の範囲およびオレフィンコポ
リマーの項で規定されたオレフィンおよびエチレンおよ
び/または少なくとも1種類のオレフィンの単位を80
ないし10重量%、好ましくは60ないし10重量%の
範囲で含んでなる。コモノマーをランダムに導入するの
が好ましい。この場合における全ポリオレフィン組成物
におけるオレフィンホモポリマーの含量は、20ないし
99重量%、好ましくは40ないし95重量%であり、
そしてオレフィンコポリマーの含量は、80ないし1重
量%、好ましくは60ないし5重量%である。
を含んでなる場合には、本発明によるポリオレフィン
は、40ないし95重量%(ポリオレフィンの全重量基
準)の少なくとも85%のアイソタクチックインデック
スを有するポリプロピレンおよび40ないし90重量%
のプロピレン単位および60ないし10重量%のエチレ
ン単位(各場合、オレフィンコポリマーの全重量基準)
を含んでなる60ないし5重量%(ポリオレフィンの全
重量基準)のオレフィンコポリマーから構成されること
が特に好ましい。
99重量%、好ましくは40ないし95重量%の量のア
イソタクチックオレフィンポリマーを含んでなる。1な
いし80重量%、好ましくは5ないし60重量%の本発
明による成形用組成物は、−20℃未満のガラス転移温
度を有するゴムである。好適なゴムは、例えばスチレン
/ブタジエンゴム、シリコーンゴム、エチレン/プロピ
レンゴム(EPM)またはエチレン/プロピレン/ジエ
ンゴム(EPDM)である。EPMおよびEPDMゴム
は、付加的に40%までのポリエチレンを含んでもよ
い。1,4−ヘキサジエン、ノルボルネンまたはシクロ
ペンタジエンは、ジエン成分としてゴムの全量に対して
10重量%までの量で存在することができる。
0℃未満のアモルファス成分のガラス転移温度が達成さ
れる限り制限されない。市販されているEPMゴムの代
表的組成物は、例えば10ないし60重量%のプロピレ
ン単位および90ないし40重量%のエチレン単位であ
る。エチレン単位のうち、0ないし40重量%が純粋な
ポリエチレン含量であり、そして残りがプロピレンと一
緒になってコポリマー含量を形成する。
が、1ないし10重量%の上記の種のジエンもプロピレ
ンおよびエチレンに加えてコポリマー含量に付加的に導
入されている。代表的なEPMおよびEPDMゴムの溶
融粘度は、0.5ないし300g/10分(MFI 2
30/5)である。
は、代表的には20ないし80である。60%伸度にお
ける引張強度は、代表的には10ないし300psi
(ポンド/平方インチ,1psi=6894.8kg/
m・秒2 =1Pa)である。
品名Vistalon、Exxelor(Exxon
Chemicals)、Dutral(Dutral
S.A)、Nordel(DuPont)またはBua
(Veba)の名で市販されている。
びゴムに加えて、本発明による成形用組成物は、慣用の
添加剤、例えば安定剤、酸化防止剤、UV吸収剤、光保
護剤、金属失活剤、フリーラジカル捕捉剤、フィラーお
よび強化剤、相溶化剤、可塑剤、滑剤、乳化剤、顔料、
蛍光増白剤、防炎剤、帯電防止剤および発泡剤も含むこ
とができる。
よび添加剤を混合するプラスチック加工に慣用な方法に
より製造することができる。その一つとして、成形用組
成物の全ての構成成分が粉末である場合には高速ミキサ
ー中で焼成(Sinter)することである。
び混練手段を有する押出機を使用することである。最後
に、ゴムおよび合成ゴム工業に利用されているような混
練機も好適な混合機である。
従って、単純な実験のくり返しにより決定することがで
きる。本発明による成形用組成物は、高い衝撃強度、特
に0℃以下の温度においても高い衝撃強度と組み合わせ
た高い硬度によって特徴づけられる。一般に、この成形
用組成物は、衝撃強度および引き裂き強度と組み合わせ
て高い剛性、硬度、寸法安定性および引っ掻き強度が望
まれる全ての例に押出、射出成形、発泡またはブロー成
形された成形物の形態で使用できる。
ば側部裏側片、スポイラー、シール、フェンダー、ライ
ニング、バンパー材料、トラックおよびトラクターフェ
ンダー、耐スクラッチ自動車内装物およびハブキャップ
に使用することができる。
例えば耐引き裂き性フィルム、膜フィルター、繊維およ
びフィラメントの製造にも好適である。
明する。 II=アイソタクチック指数(13C−NMR分析によ
る)。
−NMR)。 nPE=平均ポリエチレンブロック鎖長。 VN=毛細管粘度計中で0.1%デカヒドロナフタレン
溶液として135℃で測定した粘度数。
に従って230℃で5kg負荷下でのメルトインデック
ス。 Mw /Mn =多分散度(Polydispersit
y)(鎖長分布の尺度)。DSC(20℃/分)による
融点の測定。
456,圧縮シート4mm幅による)。 akv=Vノッチ(側面角45°、ノッチ深さ1.3m
m、ノッチ半径1mm)を用いて圧縮シートから採った
標準小棒(50×6×4mm)上で測定したDIN53
453によるノッチ衝撃強度。
Pfleiderer)を成形用組成物の製造に使用
した。 例1 全成形用組成物に基づいて90重量%のアイソタクチッ
クポリプロピレンおよび10重量%の以下の組成を有す
るゴムからなる成形用組成物を押出成形により製造し
た。
4.2重量%のエチレン単位;40.4重量%のゴム組
成物は、ポリエチレンおよび59.6重量%の60.0
重量%のプロピレン単位および40.0重量%のエチレ
ン単位からなるエチレン/プロピレンコポリマー(EP
M)であった。ゴムのMFI 230/5は、2g/1
0分であり、粘度数(VN)は、236cm3 /gであ
り、DSC融点は、131℃であり、そしてDSCガラ
ス転移温度は、−56℃であった。使用したアイソタク
チックポリプロピレンは、96.0%のアイソタクチッ
ク指数(II)、49のniso 、32g/10分のMF
I 230/5および148℃の融点を有していた。更
なるデータは、Mw =190,000g.モル;Mw /
Mn =2.2、VN=174cm3 /g、エーテルまた
はヘプタンで抽出可能なAPO含量はゼロであった。
粉末を1kgのゴムと混合し、そしてこの混合物を10
gのペンタエリスリチルテトラキス〔3−(3,5−ジ
−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト〕を用いて押出条件下に化学的劣化に対して安定化さ
せた。押出機の5箇所の加熱帯域において確立された温
度は、120℃(入口)、150℃、190℃、185
℃および180℃(ダイプレート)とした。押出スクリ
ューを毎分300回転で操作した。押出機におけるこの
混合物の溶融温度は、210℃であった。
た成形用組成物に対して測定された。 MFI(230/5)=31g/10分;VN=168
cm3 /g;BIH=70Nmm-2;akv=10.1m
Jmm-2(23℃);5.4mJmm-2(0℃)および
4.3mJmm-2(−20℃)。融点(DSC)=12
8および148℃、ガラス転移温度Tg=−56℃。
含の;APP=アタクチックポリプロピレン)アイソタ
クチックポリプロピレンの代わりに、以下のデータを有
するポリプロピレンを例1と同一の条件で使用した。 MFI(230/5)=27g/10分;VN=220
cm3 /g;Mw =312,000g.モル;Mw /M
n =8.5;ヘプタン抽出によるAPP含量:2.3重
量%。
以下のデータを有していた。 MFI(230/5)=24g/10分;VN=245
cm3 /g;BIH=...Nmm-2;akv=...m
Jmm-2、融点(DSC)=128/164℃、ガラス
転移温度Tg=−56℃。
較例B)、25重量%(例3および比較例C)および4
0重量%(例4および比較例D)のゴムを使用した以外
は例1(例2〜4)または比較例A(比較例B〜D)と
同様の操作を行った。
レンとして使用した以外は例1〜4を繰り返した。 II=96.1%;niso =53;MFI(230/
5)=4g/10分;融点=151℃、Mw =369,
500g、Mw /Mn =2.0;VN=293cm3 /
g;エーテルまたはヘプタンで抽出されるAPPの含量
はなし。
5重量%(例6)、25重量%(例7)および40重量
%(例8)のゴムと一緒に押出成形により加工して表2
に要約するデータを有する成形用組成物を得た。
を使用した以外は、例5〜8の操作を繰り返した。 MFI(230/5)=9g/10分;VN=302c
m3 /g;Mw =288,000g/ モル;Mw /Mn
=5.7;ヘプタン抽出によるAPP:2.7重量%。
E(10%)、VF(15%)、VG(25%)および
40%ゴム含量を有するVHは、表2に要約したデータ
を有していた。 〔表2〕 例 MFI(230/5) VN BIH a kv 融点 Tg [g/10 分] [cm3 / g ] [Nmm-2 ] [mJmm-2] (DSC,℃) (DSC, ℃) 23℃ 0℃ -20℃ ────────────────────────────────── 5 4 263 67 18.2 7.5 3.5 130/152 -55 VE 8 260 62 13.5 7.0 3.2 129/164 -56 ────────────────────────────────── 6 5 258 60 26.2 10.7 5.0 129/151 -57 VF 9 257 56 24.2 8.5 3.7 128/162 -55 ────────────────────────────────── 7 4 254 53 38.5 24.9 15.2 129/151 -56 VG 9 261 48 38.6 23.5 12.7 129/162 -56 ────────────────────────────────── 8 4 252 43 41.9 40.9 30.5 130/152 -57 VH 7 255 35 41.4 38.3 30.3 128/160 -56 ────────────────────────────────── 例9 以下のデータを有する生成物を本発明によるポリプロピ
レンとして使用する以外は例3を繰り返した。 II=96.4%;niso =60;MFI(230/
5)=100g/10分;融点=148℃、Mw =15
4,500g/ モル、Mw /Mn =2.2;VN=14
6cm3 /g;エーテルまたはヘプタンで抽出されるA
PPの含量はなし。
り製造された成形用組成物について測定された。 MFI(230/5)=79dg/分;VN=170c
m3 /g; BIH=72Nmm-2;akv=28.6(23℃)、1
7.5(0℃)および8.7mJmm-2(−20℃)。
ポリマーを本発明によるポリオレフィンとして使用する
以外は例3を繰り返した。エチレン含量4.3%、1.
2未満のnPEの平均エチレンブロック長を有するの導
入、すなわち、主なエチレン含量は分離されたユニット
で導入される。プロピレン配列のIIは96.8%とし
た。 MFI(230/5)=7.0g/10分、VN=28
9cm3 /g;Mw =402,500g/モル、Mw /
Mn =2.0。
P含量はなし。以下のデータがゴムと一緒に押出成形に
より製造された成形用組成物に対して測定された。
分、VN=272cm3 /g;BIH=50Nmm-2;
akv=45.7(23℃)、27.9(0℃)および1
8.4mJmm-2(−20℃)。
有するエチレン/プロピレンブロックコポリマーを本発
明によるポリオレフィンとして使用する以外は例3を繰
り返した。
別は、96.8%のIIを有する76%のポリプロピレ
ンおよび52%のエチレン含量を有する24%のエチレ
ン/プロピレンコポリマーの組成を示し、エチレンは単
独単位およびブロック形態の両方として導入されてい
た。 MFI(230/5)=4.9g/10分、VN=32
6cm3 /g;Mw =407,000g/モル、Mw /
Mn =3.1。
P含量なし。以下のデータがゴムと一緒に押出成形によ
り製造された成形用組成物に対して測定された。
分、VN=298cm3 /g;BIH=39Nmm-2;
akv:−40℃への降下した試験検体の破壊なし。
Claims (6)
- 【請求項1】 成形用組成物に基づいてポリオレフィン
20ないし99重量%および成形用組成物に基づいて−
20℃以下のガラス転移温度を有するゴム1ないし80
重量%から本質的になり、上記ポリオレフィンは、アイ
ソタクチック指数が少なくとも85%でありかつ分子量分
布が5未満であるプロピレンホモポリマーまたはプロピ
レンコポリマー、あるいはこれらの混合物であり、かつ
上記ポリオレフィンのアタクチックポリマー鎖含有率は
1重量%未満であり、そして上記ゴムは、スチレン/ブ
タジエンゴム、エチレン/プロピレンゴム及びエチレン
/プロピレン/ジエンゴムから選択される、ポリオレフ
ィン成形用組成物。 - 【請求項2】 上記ポリオレフィンが、プロピレンホモ
ポリマーである請求項1の成形用組成物。 - 【請求項3】 上記ポリオレフィンが、少なくとも85
%のアイソタクチック指数を有するプロピレン単位9
9.5ないし50重量%、およびエチレンおよび/また
は式Ra −CH=CH−Rb (式中、Ra およびRb は
同一または異なって水素原子またはC1 〜C10−アルキ
ルであるかあるいはRa およびRb はこれらと結合する
原子とともに4ないし22個の炭素原子を有する環を形
成する)で表される、エチレン及びプロピレン以外のオ
レフィン単位0.5ないし50重量%からなるプロピレ
ンコポリマーである請求項1の成形用組成物。 - 【請求項4】 プロピレンコポリマーが、エチレン/プ
ロピレンコポリマーである、請求項3の成形用組成物。 - 【請求項5】 上記ポリオレフィンが、 a) 少なくとも85%のアイソタクチック指数を有す
るプロピレンホモポリマー20ないし99重量%および b) 少なくとも85%のアイソタクチック指数を有す
るプロピレン単位20ないし90重量%、およびエチレ
ンおよび/または式Ra −CH=CH−Rb (式中、R
a およびRb は同一または異なって水素原子またはC1
〜C10−アルキルであるかあるいはRa およびRb はこ
れらと結合する原子とともに4ないし22個の炭素原子
を有する環を形成する)で表される、エチレン及びプロ
ピレン以外のオレフィンの単位80ないし10重量%か
らなるプロピレンコポリマー80ないし1重量%の混合
物である請求項1の成形用組成物。 - 【請求項6】 付加的に安定剤、酸化防止剤、UV吸収
剤、光保護剤、金属失活剤、フリーラジカル捕捉剤、フ
ィラーおよび強化剤、相溶化剤、可塑剤、滑剤、乳化
剤、顔料、蛍光増白剤、防炎剤、帯電防止剤または発泡
剤を含む請求項1ないし5のいずれか一つの成形用組成
物。
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