JPH06256571A - 熱可塑性エラストマーの製造方法 - Google Patents

熱可塑性エラストマーの製造方法

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JPH06256571A
JPH06256571A JP4515893A JP4515893A JPH06256571A JP H06256571 A JPH06256571 A JP H06256571A JP 4515893 A JP4515893 A JP 4515893A JP 4515893 A JP4515893 A JP 4515893A JP H06256571 A JPH06256571 A JP H06256571A
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JP
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ethylene
thermoplastic elastomer
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fluidity
organic peroxide
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JP4515893A
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Takeshi Takagi
武司 高木
Koichi Nagakura
弘一 永倉
Koji Fukui
康治 福井
Kiyotaka Sakamoto
清孝 坂本
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術の欠点を解決した流動性に優れ、か
つ圧縮永久歪が小さい、バランスのよい熱可塑性エラス
トマーを得る。 【構成】 (A)ポリオレフィン樹脂(B)エチレン−
αオレフィン共重合体ゴムおよび/またはエチレン−α
オレフィン−非共役ジエン三元共重合体ゴム(C)プロ
セスオイル(D)有機過酸化物を特定量添加し、架橋反
応時の反応速度定数kを特定の範囲で溶融混練する熱可
塑性エラストマーの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエチレン−αオレフィン
共重合体ゴムおよび/またはエチレン−αオレフィン−
非共役ジエン三元共重合体ゴムを有機過酸化物により動
的に架橋して得られる架橋ゴムと、ポリオレフィン樹脂
とからなる、流動性と圧縮永久歪に優れた熱可塑性エラ
ストマーの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開昭48−26838号はモノオレフ
ィン共重合体ゴム、ポリオレフィンプラスチック、硬化
剤とを溶融混練し、モノオレフィン共重合体ゴムのゲル
分率が45〜96%の範囲になるまで架橋させることに
よって得られる熱可塑性エラストマーの組成物および製
法について開示している。しかし、特開昭48−268
38号に記載された方法で作られた熱可塑性エラストマ
ーは流動性に優れているが、エラストマーとしての重要
な特性である圧縮永久歪が大きい欠点がある。
【0003】また、特開昭52−13541号は伸展
油、ゴム、樹脂を溶融混練し、抽出されるゴム分が3%
以下になるまで動的に架橋させることを特徴とする熱可
塑性エラストマーの組成物および製法について開示して
いる。しかし、特開昭52−13541号に記載された
方法で作られた熱可塑性エラストマーは圧縮永久歪が小
さく、エラストマーとしての特性に優れているが流動性
が悪く、射出成形などで複雑な部品を成形するのには適
していない等の欠点がある。
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、従来公
知のオレフィン系熱可塑性エラストマーの有する問題点
を解決すべく鋭意研究した結果、本発明を完成した。 すなわち、(A)ポリオレフィン樹脂 (B)エチレン−αオレフィン共重合体ゴムおよび/ま
たはエチレン−αオレフィン−非共役ジエン三元共重合
体ゴム (C)プロセスオイル10〜50重量部 但し、(A)と(B)の合計100重量部に対する量 (D)有機過酸化物 を用いて溶融混練しながら架橋させる(動的架橋法)熱
可塑性エラストマーの製造方法において、(D)が
(A)と(B)の合計100重量部に対して1.5〜
6.0重量部であり、かつ、架橋反応時の反応速度定数
kの値が0.04〜0.70min-1の範囲であること
を特徴とする熱可塑性エラストマーの製造方法により、
従来技術の欠点を解決した流動性に優れ、かつ圧縮永久
歪が小さい、すなわち、バランスのよい熱可塑性エラス
トマーが得られることを見いだし本発明を完成した。
【0005】本発明において使用される(A)ポリオレ
フィン樹脂としてはプロピレンなどのオレフィン単独重
合体、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン、
ヘキセン、ヘプテンなどのランダムやブロック共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチル
アクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合
体、アイオノマー{例えば三井デュポン(株)のサーリ
ンなど}等が挙げられる。使用されるポリオレフィン樹
脂のメルトインデックス(ASTM D 1238−7
9記載の方法で230℃、2.16kgの条件で測定さ
れた値で、以下MIと略す)は0.1〜50の範囲のも
のが好ましい。
【0006】本発明において使用される(B)エチレン
−αオレフィン共重合体ゴムおよび/またはエチレン−
αオレフィン−非共役ジエン三元共重合体ゴムとは、例
えば、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、プロピレン
−ブテン−1共重合体ゴム、アタクチックポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三元共重合体
ゴム(ここで、非共役ジエンとはエチリデンノルボルネ
ン、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、ジ
シクロオクタジエン等をいう)などから選ばれる一種、
または二種以上の混合物をいう。これら共重合体ゴム、
または二種以上の混合物のムーニー粘度ML1+4 (10
0℃)は特に20〜120が好ましく、ムーニー粘度が
20未満では引張強度の低い熱可塑性エラストマーとな
り、120を越えると流動性が低下する。
【0007】本発明において使用される(C)プロセス
オイルとは、高沸点の石油留分で、パラフィン系、ナフ
テン系、アロマティック系等に区分されているものであ
る。これらは、一般のゴム添加剤としてゴムの加工を容
易にするとともに、充填剤の分散を良好にしたり、架橋
ゴムの硬度を低下させ柔軟性を増す目的で使用されてい
る。これらの他に、架橋反応の速度を遅くする働きも有
している。
【0008】本発明における(C)プロセスオイルの添
加量は(A)と(B)の合計100重量部に対し特に1
0〜50重量部が好ましい。10重量部以下だと柔軟性
や流動性が不十分であり、50重量部を越えると耐熱性
が低下したり、プロセスオイルが浸出して外観を損なう
ことがある。
【0009】本発明において使用される(D)有機過酸
化物としてはα,α′ビス(tert−ブチルペルオキ
シ−m−イソプロピル)ベンゼン、ジクミルペルオキシ
ド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチル
ペルオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5
−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、ジ−t
ert−ブチルペルオキシド、n−ブチル−4,4−ビ
ス(tert−ブチルペルオキシ)バレレート、1,1
−ビス(tert−ブチルペルオキシ)3,3,5−ト
リメチルシクロヘキサン等を挙げることができる。
【0010】有機過酸化物の配合量は、(A)ポリオレ
フィン樹脂と(B)エチレン−αオレフィン共重合体ゴ
ムおよび/またはエチレン−αオレフィン−非共役ジエ
ン三元共重合体ゴムの合計100重量部に対し、1.5
〜6.0重量部が好ましく、1.5重量部以下だと
(B)エチレン−αオレフィン共重合体ゴムおよび/ま
たはエチレン−αオレフィン−非共役ジエン三元共重合
体ゴムの架橋が不十分で、引張強度が低く圧縮永久歪の
大きな熱可塑性エラストマーしか得られず、6.0重量
部以上だと、引張強度が低い熱可塑性エラストマーしか
得られない。
【0011】本発明において架橋反応時の反応速度定数
kの値は、0.04〜0.70min-1の範囲が好まし
い。本発明における架橋反応時の反応速度定数kの値の
測定方法は以下の通りである。
【0012】動的架橋を行う組成において、(A)ポリ
オレフィン樹脂を、(B)エチレン−αオレフィン共重
合体ゴムおよび/またはエチレン−αオレフィン−非共
役ジエン共重合体ゴムに代え、有機過酸化物、およびプ
ロセスオイルとを、その使用量だけ約120℃以下の温
度で均一に混ぜた後、動的架橋を行う温度で、動的変形
させた時のトルク値の時間変化を測定することにより、
次式{(1)式}から反応速度定数kが計算される。
【0013】 log(1−Xt )=−(k/2.303)(t−to ) …(1) ただし、Xt =(St −So )/(Smax.−So )、t
は時間、to はトルク値が最小になる時間、So はto
におけるトルク値、St は時間tにおけるトルク値、S
max.は最大のトルク値を示す。kの値が0.04min
-1より小さいと、架橋反応に時間がかかり、生産性の面
から好ましくない。また、kの値が0.70min-1
り大きい場合には、引張強度が低く、圧縮永久歪も大き
な熱可塑性エラストマーしか得られないため好ましくな
い。
【0014】本発明の製造方法は、以上述べた各成分を
溶融混練し、架橋反応時の速度定数kの値が0.04〜
0.70min-1の範囲で動的架橋させるものである。
速度定数kをコントロールする手段としては、混練装置
の回転数と設定温度を適宜組合わせたり、老化防止剤を
添加する等がある。老化防止剤を添加する場合の速度定
数kは、老化防止剤を添加した系で測定される。
【0015】また、有機過酸化物を添加する直前の組織
構造は、少なくとも、(B)エチレン−αオレフィン共
重合体ゴムおよび/またはエチレン−αオレフィン−非
共役ジエン三元共重合体ゴムが連続相を形成しているこ
とが望ましい。(A)ポリオレフィン樹脂相のみが連続
相を形成していると、有機過酸化物の、ポリオレフィン
樹脂へ作用する割合が多くなり、ゴムの架橋が不十分に
なったり、架橋ゴムの微分散化が疎外される場合があ
る。その結果、引張強度が低く、圧縮永久歪も大きな熱
可塑性エラストマーしか得られないことがあり好ましく
ない。
【0016】混練装置としては、バンバリーミキサー、
押出機、ニーダー等、従来から公知のものを使用でき
る。本発明において、(A)(B)(C)(D)の各成
分の混練順序には特に制限はないが、(A)(B)
(C)の溶融混練物に(D)を添加するのが好ましい。
【0017】
【実施例】以下に実施例を示す。以下の記載で部は重量
部を示す。実施例における架橋反応時の速度定数kの
値、流動性、基本物性は下記の方法により求めた。 架橋反応時の速度定数k 60℃に設定した容量60ccの密閉型混合機を用い、
動的架橋を行う組成において、(A)ポリオレフィン樹
脂を、(B)エチレン−αオレフィン共重合体ゴムおよ
び/またはエチレン−αオレフィン−非共役ジエン共重
合体ゴムに代え、有機過酸化物、およびプロセスオイル
とを、その使用量だけ、回転数60rpmで5分間混練
した後、60℃に設定した3インチロールで、厚さ約2
mmのシートにした。このシートから、直径約25mm
の円盤状試料を切り出した。ついで、所定の温度に設定
したレオメトリックス社製のダイナミックスペクトロメ
ータを使用して、周波数1rad/sec、歪み3%の
条件で、上記試料のトルク値の時間変化を測定した。ト
ルク値の時間変化から〔0013〕に記載(1)式に示
したlog(1−XL )を計算し、(t−to )に対し
てプロットすると、ほぼ直線関係になる。この直線の傾
きを最小2乗法で求め、2.303倍した値を架橋反応
時の速度定数kと定めた。kの単位はmin-1で表し
た。
【0018】 流動性 ASTM D 1238−79に記載された方法(温度
230℃、荷重5kg)で測定し、10分間当たりの流
出グラム数(以下MFRと記載する)で表示した。
【0019】 基本物性 180℃に設定したホットプレスを使用して作製した、
100mm角で、厚さ3mmの板から試験片を打ち抜
き、次の方法で測定した。 引張特性 :JIS K−6301に記載された方法で
測定した。 硬度 :JIS K−6301に記載された方法
で、JIS A型硬度計で測定した。 圧縮永久歪:打ち抜いた厚さ3mmの試験片を4枚重ね
て、JIS K−6301に記載された方法で測定し
た。 耐熱温度 :安田精機製作所(株)社製のヒートディス
トーションテスターを使用し、30℃の油槽中に試験片
を置き、油槽の温度を50℃/hrの速度で昇温し、1
98gの荷重をかけた先端の断面積が1mm2 の針が、
試験片に1mm針入する温度(ビカット軟化温度)で表
した。
【0020】実施例1 宇部興産(株)社製のポリプロピレンFL453(MI
=3、エチレン含有量3%のエチレン−プロピレンラン
ダム共重合体)40部、日本合成ゴム(株)社製のエチ
レン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重合体ゴ
ムEP51(ML1+4 =38、ヨウ素価=19、プロピ
レン含量=26wt%)60部、共同石油(株)社製の
パラフィン系プロセスオイルP−200(比重=0.8
633、流動点=−12.5℃)20部を、160℃に
設定した東洋精機(株)社製のラボプラストミル(容量
500cc)を用い、回転数60rpmで5分間混練し
た。次いで、日本油脂(株)社製の有機過酸化物パーブ
チルP{α,α′ビス(tert−ブチルペルオキシ−
m−イソプロピル)ベンゼン}2.5部を添加し、更
に、5分間混練した。この工程で、混練物の温度は18
5℃まで上昇した。混練終了後、ラボプラストミルのス
イッチを押出し側に切り替え、ペレット化した。このペ
レットを用いて、流動性および基本物性の測定を行っ
た。測定の結果を表1にまとめて示す。なお、実施例1
の架橋反応時の速度定数kは、その架橋反応の最高温度
である185℃で0.192であった。有機過酸化物を
添加する直前の組織構造は、共重合体ゴムが連続相を形
成していた。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2〜7 東洋精機(株)社製のラボプラストミル(容量500c
c)の設定温度、回転数、有機過酸化物添加後の混練時
間、日本油脂(株)社製の有機過酸化物パーブチルP
{α,α′ビス(tert−ブチルペルオキシ−m−イ
ソプロピル)ベンゼン}の添加量を、それぞれ、表1に
記載した値にした他は実施例1と全く同様にして熱可塑
性エラストマーのペレットを得た。これらのペレットを
用いて、流動性および基本物性の測定を行った。測定の
結果を表1にまとめて示す。
【0023】実施例8 実施例6において使用したポリオレフィン樹脂、即ち、
宇部興産(株)社製のポリプロピレンFL453を宇部
興産(株)社製のポリプロピレンB101H(MI=
0.8、プロピレンホモポリマー)に代え、混練時間を
5分に代えた他は、実施例6と全く同様にして熱可塑性
エラストマーのペレットを得た。これらのペレットを用
いて、流動性および基本物性の測定を行った。測定の結
果を表1にまとめて示す。
【0024】実施例9 実施例8において使用した日本合成ゴム(株)社製のエ
チレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重合体
ゴムEP51を、日本合成ゴム(株)社製のエチレン−
プロピレン共重合体ゴムEP941p(ML1+4 =4
4、プロピレン含量=27wt%)に代え、日本油脂
(株)社製の有機過酸化物パーブチルP{α,α′ビス
(tert−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベ
ンゼン}の添加量を3.6部に代えた他は、実施例8と
全く同様にして熱可塑性エラストマーのペレットを得
た。これらのペレットを用いて、流動性および基本物性
の測定を行った。測定の結果を表1にまとめて示す。
【0025】比較例1 実施例4において使用した日本油脂(株)社製の有機過
酸化物パーブチルP{α,α′ビス(tert−ブチル
ペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン}の添加量を
1.2部に代えた他は、実施例4と全く同様にして熱可
塑性エラストマーのペレットを得た。これらのペレット
を用いて、流動性および基本物性の測定を行った。測定
の結果を表1にまとめて示す。比較例1では、有機過酸
化物の添加量が、特許請求の範囲外であるため、圧縮永
久歪が大きく、実施例と比較して、バランスの悪い熱可
塑性エラストマーであることは明らかである。
【0026】比較例2 実施例7において使用した日本油脂(株)社製の有機過
酸化物パーブチルP{α,α′ビス(tert−ブチル
ペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン}の添加量を
7.0部に代えた他は、実施例7と全く同様にして熱可
塑性エラストマーのペレットを得た。これらのペレット
を用いて、流動性および基本物性の測定を行った。測定
の結果を表1にまとめて示す。比較例2では、有機過酸
化物の添加量が、特許請求の範囲外であるため、強度が
小さく、実施例と比較して、バランスの悪い熱可塑性エ
ラストマーであることは明らかである。
【0027】比較例3 東洋精機(株)社製のラボプラストミル(容量500c
c)の設定温度を200℃に変えた他は、実施例1と全
く同様にして熱可塑性エラストマーのペレットを得た。
これらのペレットを用いて、流動性および基本物性の測
定を行った。測定の結果を表1にまとめて示す。比較例
3における架橋反応時の速度定数kの値は1.07mi
-1であり、特許請求の範囲外であるため、強度が小さ
く、圧縮永久歪が大きく、実施例と比較して、バランス
の悪い熱可塑性エラストマーであることは明らかであ
る。
【0028】比較例4 東洋精機(株)社製のラボプラストミル(容量500c
c)の回転数を100rpmに変えた他は、実施例6と
全く同様にして熱可塑性エラストマーのペレットを得
た。これらのペレットを用いて、流動性および基本物性
の測定を行った。測定の結果を表1にまとめて示す。比
較例4における架橋反応時の速度定数kの値は1.38
min-1であり、特許請求の範囲外であるため、強度が
小さく、圧縮永久歪が大きく、実施例と比較して、バラ
ンスの悪い熱可塑性エラストマーであることは明らかで
ある。
【0029】比較例5 宇部興産(株)社製のポリプロピレン(FL453)4
0部、日本合成ゴム(株)社製のエチレン−プロピレン
−エチリデンノルボルネン共重合体ゴム(EP51)6
0部、共同石油(株)社製のパラフィン系プロセスオイ
ル(P−200)20部、ステアリン酸0.4部、酸化
亜鉛2部を180℃に設定した東洋精機(株)社製のラ
ボプラストミル(容量500cc)を用い、回転数60
rpmで5分間混練した。次いで、ノクセラーTS(大
内新興製、テトラメチルチウラムモノサルファイド)
1.0部、ノクセラーM(大内新興製、メルカプトベン
ゾチアゾール)0.2部、および、硫黄1.0部を添加
し、更に、5分間混練した。混練終了後、実施例1と同
様に、ペレット化し、流動性および基本物性の測定を行
った。測定の結果を表1にまとめて示す。この熱可塑性
エラストマーは強度が大きく、圧縮永久歪も小さく、優
れた特性であるが、赤褐色を呈しており、MFRが0.
1以下であり、流動性の悪いものであった。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば流動性に優れ、かつ圧縮
永久歪が小さい、バランスの良好な熱可塑性エラストマ
ーが得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 清孝 大阪府枚方市中宮北町3−10 宇部興産株 式会社枚方研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ポリオレフィン樹脂 (B)エチレン−αオレフィン共重合体ゴムおよび/ま
    たはエチレン−αオレフィン−非共役ジエン三元共重合
    体ゴム (C)プロセスオイル10〜50重量部 但し、(A)と(B)の合計100重量部に対する量 (D)有機過酸化物 を用いて溶融混練しながら架橋させる(動的架橋法)熱
    可塑性エラストマーの製造方法において、(D)が
    (A)と(B)の合計100重量部に対して1.5〜
    6.0重量部であり、かつ、架橋反応時の反応速度定数
    kの値が0.04〜0.70min-1の範囲であること
    を特徴とする熱可塑性エラストマーの製造方法。
JP4515893A 1993-03-05 1993-03-05 熱可塑性エラストマーの製造方法 Pending JPH06256571A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7470727B2 (en) 2001-05-30 2008-12-30 Basell Poliolefine Italia S.P.A. Polypropylene resin composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7470727B2 (en) 2001-05-30 2008-12-30 Basell Poliolefine Italia S.P.A. Polypropylene resin composition
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