JP6839597B2 - 熱可塑性エラストマー組成物、並びにその用途及び製造方法 - Google Patents
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Description
(1)エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)90〜10質量部と、ホモポリプロピレン、及び/又はプロピレンとα−オレフィン(プロピレンを除く)の共重合体(但しプロピレン含量は40モル%以上である)から選ばれる結晶性オレフィン系重合体(B)10〜90質量部(但し(A)と(B)の合計量を100質量部とする)とを含む熱可塑性エラストマー組成物であって、
下記要件(i)〜(iii):
(i)Sn元素及びPb元素の含有率が合計で500ppm以下、
(ii)JIS K6253に準拠したショアA硬度(瞬間値):30〜90、及び
(iii) メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、10kg荷重)1〜150g/10分又はメルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)0.1〜10g/10分
を満たす熱可塑性エラストマー組成物。
(2)芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体の水添物及び水添共役ジエン化合物重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つの重合体をエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)100質量部に対して10〜100質量部含有する前記(1)に記載の組成物。
(3)有機ペルオキシドで架橋されている前記(1)又は(2)に記載の組成物。
(4)ハロゲン化されているフェノール樹脂系架橋剤で架橋されている前記(1)又は(2)に記載の組成物。
(5)前記(1)〜(4)のいずれかに記載の組成物10〜65質量%と、ポリアセタール樹脂35〜90質量%とを含む組成物。
(6)前記(1)〜(4)のいずれかに記載の組成物を含む層(I)と、ポリアセタール樹脂を含む層(II)とが接している成形体。
(7)自動車部品である前記(6)に記載の成形体。
(8)Sn元素及び/又はPb元素を含む添加剤を配合することなく、原料組成物を熱的処理することを特徴とする、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の組成物の製造方法。
本発明に用いるエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)(本発明において共重合体(A)とも称す)は、通常、(a)エチレンから導かれる単位と、(b)α−オレフィンから導かれる単位とを、50/50〜95/5、好ましくは60/40〜80/20、更に好ましくは65/35〜75/25[(a)/(b)]のモル比の範囲で含む。
結晶性オレフィン系重合体(B)(本発明において重合体(B)とも称す)は、ホモポリプロピレン、及び/又はプロピレンとα−オレフィン(プロピレンを除く)の共重合体(但しプロピレン含量は40モル%以上である)から選ばれる結晶性の重合体であれば特に制限されないが、プロピレン単独、又はプロピレンとプロピレン以外の1種以上のα−オレフィンとを、高圧法又は低圧法により重合して得られる結晶性の高分子量固体生成物からなる重合体であることが好ましい。このような重合体としては、アイソタクチックモノオレフィン重合体、シンジオタクチックモノオレフィン重合体等が挙げられる。
重合体(B)の原料となるプロピレン以外の1種以上のα−オレフィンとしては、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、2−メチル−1−プロペン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、5−メチル−1−ヘキセン等が挙げられ、好ましくはエチレン、1−ブテンである。これらのオレフィンは、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、(C−1)芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体、(C−2)芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体の水添物、及び(C−3)水添共役ジエン化合物重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つの重合体(重合体(C))を含有してもよい。重合体(C)は、特に、高温領域における圧縮永久歪み特性の向上を目的として用いられる。
重合体(C−1)は、(C−1−1)芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのランダム共重合体、及び(C−1−2)芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック共重合体を包含する。
重合体(C−1−1)は芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのランダム共重合体であり、芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3ブチルスチレン等のうちから1種又は2種以上を選択でき、なかでもスチレンが好ましい。また共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等のうちから1種又は2種以上が選ばれ、なかでもブタジエン、イソプレン及びこれらの組み合わせが好ましい。
重合体(C−1−2)は、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック共重合体であり、芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックAの少なくとも2個と、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBの少なくとも1個とからなる。例えば、A−B−A、B−A−B−A、A−B−A−B−A等の構造を有する芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体を挙げることができる。
重合体(C−2)は、(C−2−1)芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのランダム共重合体の水添物及び(C−2−2)芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック共重合体の水添物を包含する。
重合体(C−2−1)は芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのランダム共重合体の水添物であり、芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3ブチルスチレンなどのうちから1種又は2種以上が選択でき、中でもスチレンが好ましい。
重合体(C−2−2)は芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック共重合体の水添物であり、芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックAと、共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体を水素添加して得られる。例えば、A−B、A−B−A、B−A−B−A、A−B−A−B−A等の構造を有する芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物のブロック共重合体を水素添加して得られる。
重合体(C−3)は、共役ジエン化合物重合体の水素添加物であり、例えば、ブタジエンのブロック共重合体を水素添加して得られる結晶性エチレンブロックと非晶性エチレン−ブテンブロックを有するブロック共重合体(CEBC)等が挙げられる。重合体(C−3)は、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明に用いる架橋剤としては、例えば有機ペルオキシド、イオウ、イオウ化合物、ハロゲン化されているフェノール樹脂系架橋剤などが挙げられるが、中でも有機ペルオキシド、ハロゲン化されているフェノール樹脂系架橋剤が好ましく用いられる。
本発明の組成物には、共重合体(A)、重合体(B)、重合体(C)及び架橋剤の他に、本発明の効果を損なわない範囲において、添加剤を配合してもよい。添加剤としては、特に限定されないが、軟化剤、無機充填剤等が挙げられる。また、添加剤としては、共重合体(A)以外のゴム(例えば、ポリイソブチレン、ブチルゴム、プロピレン・エチレン共重合体ゴム、プロピレン・ブテン共重合体ゴム及びプロピレン・ブテン・エチレン共重合体ゴムなどのプロピレン系エラストマー、エチレン・プロピレン共重合体ゴムなどのエチレン系エラストマー);熱硬化性樹脂、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂等の結晶性オレフィン系重合体(B)以外の樹脂;紫外線吸収剤;酸化防止剤;耐熱安定剤;老化防止剤;耐光安定剤、耐候安定剤;帯電防止剤;金属セッケン;脂肪族アミド;ワックスなどの滑剤等、ポリオレフィンの分野で用いられている公知の添加剤が挙げられる。
[熱可塑性エラストマー組成物]
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、好ましくは、共重合体(A)、重合体(B)、重合体(C)及び架橋剤、必要に応じて配合される添加剤を含む混合物を動的に熱処理して架橋(動的架橋)することによって得られる。
したがって、ポリアセタール樹脂と接触する用途に用いた場合にも、ポリアセタール樹脂の劣化が少ない。
本発明の成形体は、本発明の組成物を含む層(I)と、ポリアセタール樹脂を含む層(II)とが接している。
[エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体]
[各構造単位のモル量及び質量]
エチレン[A]に由来する構造単位、α−オレフィン[B]に由来する構造単位及び非共役ポリエン[C]に由来する構造単位のモル量及び質量は、1H−NMRスペクトルメーターによる強度測定によって求めた。
ムーニー粘度ML(1+4)100℃は、ムーニー粘度計((株)島津製作所製SMV202型)を用いて、JIS K6300(1994)に準じて測定した。
下記実施例及び比較例における熱可塑性エラストマー組成物及び成形体の物性の評価方法は次の通りである。
100t電熱自動プレス(ショージ社製)を用いて、得られた熱可塑性エラストマー組成物のペレットを230℃で6分間プレス成形し、その後、室温で5分間冷却プレスして厚さ3mmのプレスシートを作製した。該シートを用いて、JIS K6253に準拠して、A型測定器を用い、押針接触後直ちに目盛りを読み取った。
JIS K6721に準拠して、230℃で10kgの荷重にて測定した。
また、ISO1133(又はASTM D1238)に準拠し、230℃、2.16kgの荷重にて測定した。
Sn含有量は、波長分散型蛍光X線装置LAB CENTER XRF−1700(島津製作所)を用いて、蛍光X線分析により行った。分析条件は以下のとおりである。
分析条件:X線管球 Rh 40kV 95mA 絞りφ20mm、測定雰囲気:真空
ショージ(株)社製油圧式100トン電熱自動プレス機を用い、プレス温度を220℃に設定し、10MPaの圧力でシート成形した。予熱を6分、10MPaで4分間加圧した後、25℃に設定した冷却用プレスを用い、10MPaで圧縮し、5分冷却(チラー冷却温度25℃設定)して測定用試料を作成した。
攪拌翼を備えた容積300Lの重合器を用いて連続的に、エチレン、α−オレフィンとしてプロピレン、非共役ポリエンとして5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)からなる三元共重合体の重合反応を90℃にて行った。
合成例1で得られたエチレン含量が63モル%、ヨウ素価が13、ムーニー粘度[ML(1+4)100℃]が75のエチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム(EPDM)100質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が1g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−1)30質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が12g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−2)16質量部、軟化剤(ダイアナプロセスPW−100、パラフィンオイル、出光興産社製)110質量部、フェノール樹脂系架橋剤として臭素化アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂(商品名:SP−1055F、Schenectady社製)6質量部、酸化亜鉛(酸化亜鉛2種、ハクスイテック社製)0.3質量部及びカーボンブラックマスターバッチ(商品名:PEONY BLACK F32387MM、DIC(株)製)4質量部を押出機(品番 KTX−30、神戸製鋼(株)製、シリンダー温度:C1:50℃、C2:90℃、C3:100℃、C4:120℃、C5:180℃、C6:200℃、C7〜C14:200℃、ダイス温度:200℃、スクリュー回転数:500rpm、押出量:40kg/h)にて、得られた混合物の動的架橋を行い、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た。配合及び評価結果を表1に示す。
合成例1で得られたエチレン含量が63モル%、ヨウ素価が13、ムーニー粘度[ML(1+4)100℃]が75のエチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム(EPDM)100質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が1g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−1)30質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が12g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−2)16質量部、軟化剤(ダイアナプロセスPW−100、パラフィンオイル、出光興産社製)110質量部、1,3−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン(Pox)0.1質量部、ジビニルベンゼン(DVB)0.2質量部及びカーボンブラックマスターバッチ(商品名:PEONY BLACK F32387MM、DIC(株)製)4質量部を押出機(品番 KTX−30、神戸製鋼(株)製、シリンダー温度:C1:50℃、C2:90℃、C3:100℃、C4:120℃、C5:180℃、C6:200℃、C7〜C14:200℃、ダイス温度:200℃、スクリュー回転数:500rpm、押出量:40kg/h)にて、得られた混合物の動的架橋を行い、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た。配合及び評価結果を表1に示す。
合成例1で得られたエチレン含量が63モル%、ヨウ素価が13、ムーニー粘度[ML(1+4)100℃]が75のエチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム(EPDM)100質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が1g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−1)38質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が12g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−2)25質量部、水添スチレン系熱可塑性エラストマー(SEBS)(水添スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン含量30質量%、重量平均分子量23万、水添率95%以上、メルトフローレート(ISO1133;230℃、2.16kg荷重)No Flow、油展量=56(PHR))60質量部、軟化剤(ダイアナプロセスPW−100、パラフィンオイル、出光興産社製)110質量部、フェノール樹脂系架橋剤として臭素化アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂(商品名:SP−1055F、Schenectady社製)6質量部、酸化亜鉛(酸化亜鉛2種、ハクスイテック社製)0.3質量部及びカーボンブラックマスターバッチ(商品名:PEONY BLACK F32387MM、DIC(株)製)4質量部を押出機(品番 KTX−30、神戸製鋼(株)製、シリンダー温度:C1:50℃、C2:90℃、C3:100℃、C4:120℃、C5:180℃、C6:200℃、C7〜C14:200℃、ダイス温度:200℃、スクリュー回転数:500rpm、押出量:40kg/h)にて、得られた混合物の動的架橋を行い、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た。配合及び評価結果を表1に示す。
合成例1で得られたエチレン含量が63モル%、ヨウ素価が13、ムーニー粘度[ML(1+4)100℃]が75のエチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム(EPDM)100質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が1g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−1)30質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が12g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−2)16質量部、軟化剤(ダイアナプロセスPW−100、パラフィンオイル、出光興産社製)110質量部、フェノール樹脂系架橋剤として臭素化アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂(商品名:SP−1055F、Schenectady社製)6質量部、酸化亜鉛(酸化亜鉛2種、ハクスイテック社製)0.3質量部、無水塩化第一スズ(昭和化工社製)0.1質量部及びカーボンブラックマスターバッチ(商品名:PEONY BLACK F32387MM、DIC(株)製)4質量部を押出機(品番 KTX−30、神戸製鋼(株)製、シリンダー温度:C1:50℃、C2:90℃、C3:100℃、C4:120℃、C5:180℃、C6:200℃、C7〜C14:200℃、ダイス温度:200℃、スクリュー回転数:500rpm、押出量:40kg/h)にて、得られた混合物の動的架橋を行い、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た。配合及び評価結果を表1に示す。
合成例1で得られたエチレン含量が63モル%、ヨウ素価が13、ムーニー粘度[ML(1+4)100℃]が75のエチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム(EPDM)100質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が1g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−1)30質量部、メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)が12g/10分、密度が0.91g/cm3のプロピレン単独重合体(PP−2)16質量部、軟化剤(ダイアナプロセスPW−100、パラフィンオイル、出光興産社製)110質量部、フェノール樹脂系架橋剤として非ハロゲン化フェノール樹脂系架橋剤(商品名:SP−1045、Schenectady社製)6質量部、酸化亜鉛(酸化亜鉛2種、ハクスイテック社製)0.3質量部、無水塩化第一スズ(昭和化工社製)1質量部及びカーボンブラックマスターバッチ(商品名:PEONY BLACK F32387MM、DIC(株)製)4質量部を押出機(品番 KTX−30、神戸製鋼(株)製、シリンダー温度:C1:50℃、C2:90℃、C3:100℃、C4:120℃、C5:180℃、C6:200℃、C7〜C14:200℃、ダイス温度:200℃、スクリュー回転数:500rpm、押出量:40kg/h)にて、得られた混合物の動的架橋を行い、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た。配合及び評価結果を表1に示す。
比較例1において、無水塩化第一スズ(昭和化工社製)の配合量を表1に記載のように変えた以外は、比較例1と同様にして熱可塑性エラストマー組成物のペレットを製造した。
得られたペレットを用いて物性評価を行った。結果を表1に示す。
エチレン・プロピレン共重合体とポリプロピレン成分からなり動的架橋をほどこされたポリオレフィン系エラストマーであるエー・イー・エス社製、サントプレン101−64(比較例4)又はサントプレン101−55(比較例5)を用いて実施例1〜4及び比較例1〜3と同様の評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (7)
- エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)90〜10質量部と、ホモポリプロピレン、及び/又はプロピレンとα−オレフィン(プロピレンを除く)の共重合体(但しプロピレン含量は40モル%以上である)から選ばれる結晶性オレフィン系重合体(B)10〜90質量部(但し(A)と(B)の合計量を100質量部とする)とを含み、
下記要件(i)〜(iii):
(i)Sn元素及びPb元素の含有率が合計で500ppm以下、
(ii)JIS K6253に準拠したショアA硬度(瞬間値):30〜90、及び
(iii) メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、10kg荷重)1〜150g/10分又はメルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)0.1〜10g/10分
を満たす熱可塑性エラストマー組成物であって、ハロゲン化されているフェノール樹脂系架橋剤で架橋されている組成物10〜65質量%と、
ポリアセタール樹脂35〜90質量%とを含む組成物。 - 芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体の水添物及び水添共役ジエン化合物重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つの重合体をエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)100質量部に対して10〜100質量部含有する請求項1に記載の組成物。
- エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)90〜10質量部と、ホモポリプロピレン、及び/又はプロピレンとα−オレフィン(プロピレンを除く)の共重合体(但しプロピレン含量は40モル%以上である)から選ばれる結晶性オレフィン系重合体(B)10〜90質量部(但し(A)と(B)の合計量を100質量部とする)とを含み、
下記要件(i)〜(iii):
(i)Sn元素及びPb元素の含有率が合計で500ppm以下、
(ii)JIS K6253に準拠したショアA硬度(瞬間値):30〜90、及び
(iii) メルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、10kg荷重)1〜150g/10分又はメルトフローレート(ASTM D1238−65T;230℃、2.16kg荷重)0.1〜10g/10分
を満たす熱可塑性エラストマー組成物であって、ハロゲン化されているフェノール樹脂系架橋剤で架橋されている組成物を含む層(I)と、
ポリアセタール樹脂を含む層(II)とが接している成形体。 - 前記熱可塑性エラストマー組成物が、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体の水添物及び水添共役ジエン化合物重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つの重合体をエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)100質量部に対して10〜100質量部含有する請求項3に記載の成形体。
- 自動車部品である請求項3又は4に記載の成形体。
- Sn元素及び/又はPb元素を含む添加剤を配合することなく、原料組成物を熱的処理することを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物の製造方法。
- Sn元素及び/又はPb元素を含む添加剤を配合することなく、原料組成物を熱的処理することにより前記熱可塑性エラストマー組成物を製造することを含む、請求項3〜5のいずれか1項に記載の成形体の製造方法。
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