JPH11293082A - 架橋可能な成形材料 - Google Patents
架橋可能な成形材料Info
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Abstract
性プラスチック3〜98重量部、(b)少なくとも1つ
のオレフィン系二重結合並びにケイ素に直接結合してい
る3つまでのアルコキシ基を有するシランでグラフトさ
れている十分に非晶質のポリ−α−オレフィン2〜97
重量部を含有し、その際このグラフトされたポリ−α−
オレフィンが190℃で100〜50000mPasの
溶融粘度を有し、(a)及び(b)の重量部は100ま
で補完される成形材料。 【効果】 成分(b)の架橋後に、高い耐衝撃性、高い
引き裂き強度及び低いクリープ傾向を有する成形材料も
しくは成形部材が得られる。
Description
トされたポリ−α−オレフィンを含有する架橋可能な成
形材料である。
熱可塑的に加工可能な加工材料として数年来、増しつつ
ある人気に応えている。勿論、当業者は、適用技術的
に、重要な特性、例えば耐衝撃性、引き裂き強度又はク
リープ傾向が分子量に明らかに依存することを知ってい
る。この理由から、調製部材が高い耐衝撃性、高い引き
裂き強度及び低いクリープ傾向を有するように、ポリマ
ー加工材料は可能な限り高い分子量を有するべきであ
る。従って、もはや加工することができない程に、溶融
物は高粘度である。この理由から、良好に加工可能な成
形材料を望む限り、妥協に達し、かつ劣悪な耐衝撃性並
びに比較的高いクリープ傾向に耐えている。このことは
殊に、特に簡単に流動可能であるべき射出成形材料に当
てはまる。
題が生じる。かなり多くのポリマーが相互に非相容性で
あるので、激しいせん断下に初めて、ブレンド成分を分
散させて、又はネットワークとして他のブレンド成分中
に分布させることができる。しかし溶融物が引き続き、
より低いせん断の又はせん断を欠く領域、例えば型中に
陥ると、初めに良好に分布していた相が、より大きな滴
に合着する。得られた部材は、硬化の後に極めて脆く、
従って使用不可能である。
分の化学的結合により、良好な分散性を続く合着を生じ
させることなく達成することができる。加えて、このよ
うな場合には、両方の相が相互に粘着性に付着すること
が見出された。しかし付着の程度は、所望の高い耐衝撃
性を達成するには往々にして不充分である。この問題に
対して、当業者は例えば所望の場合には、熱可塑性ポリ
エステル、例えばポリエチレンテレフタレート又はポリ
ブチレンテレフタレートを、官能化されているゴム、例
えば無水マレイン酸官能化エチレン−プロピレン−ゴム
(EPM)又はエチレン−プロピレン−ジエン−ゴム
(EPDM)の配合により、耐衝撃性に関して調節する
ことを試みている。ポリエステルのOH−末端基とゴム
の無水物基との十分な反応のためには、引き続き固相後
縮合が必要であり、これは高いプロセス経費をもたら
す。
は、良好に処理可能であるが、それにもかかわらず非常
に高い耐衝撃性、高い引き裂き強度及びかなり低いクリ
ープ傾向を有する成形部材を生じさせる成形材料を提供
することであった。
その中に混入することができ、その際、相安定なブレン
ドが生じる成形材料を提供することにある。
定であり、かつ境界面で強い相付着が存在するポリマー
ブレンドを提供することにある。
り、主に次の成分: (a)1種以上の熱可塑性プラスチック 3〜98重
量部、 (b)少なくとも1つのオレフィン系二重結合並びにケ
イ素に直接結合している3つまでのアルコキシ基を有す
るシランでラジカルによりグラフトされている十分に非
晶質のポリ−α−オレフィン 2〜97重量部 を含有し、その際このグラフトされたポリ−α−オレフ
ィンが190℃で100〜5000mPasの溶融粘度
(DIN53019により回転粘度計中せん断速度3
0.5s−1で測定)を有し、(a)及び(b)の重量
部は100まで補完され、かつ更に、補強剤0〜0.5
重量部未満を含有する成形材料で解決される。
は、同日出願のドイツ特許出願(DE)第198088
88.4号明細書の目的である。
分: (a) 1種以上の熱可塑性プラスチック 44.5
〜98重量部及び (b) 十分に非晶質のシラングラフトされたポリ−α
−オレフィン 2〜55.5重量部を含有する。
の成分: (a)1種以上の熱可塑性プラスチック 80〜97
重量部及び (b)十分に非晶質のシラングラフトされたポリ−α−
オレフィン 3〜20重量部未満を含有する。
ば、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリフェニレンエ
ーテル、重縮合物、例えばポリエステル又はポリアミ
ド、ポリウレタン及び/又はゴムであってよい。
術の各ポリオレフィンであり、例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレン及びポリ−1−ブテン、更にエテン、プ
ロペンもしくは1−ブテンのコポリマー、ランダムコポ
リマーとしては、例えばLLDPE又はエテン約1〜1
5重量%を有するプロペン−エテン−ランダムコポリマ
ー又はブロックコポリマーとしては例えばプロペン−エ
テン−ブロックコポリマーである。同様に、グラフトベ
ースとして成分(b)に使用することができるようにポ
リオレフィンは十分に非晶質のポリオレフィンであって
よい。ポリオレフィンは、耐衝撃化剤としてゴム、例え
ばエテン/プロペン−ゴム(EPM)又はエテン/プロ
ペン/ジエン−ゴム(EPDM)を含有してもよい。こ
れら全てのポリマーは当業者に十分に公知であり、従っ
て更なる記載は不要である。
れた形でも使用することができ、その際、ゴム、例えば
ブタジエンゴム(BR)、EPDM、スチレン−ブタジ
エン−スチレン−ブロックポリマー(SBS)又はポリ
オクテナマー(Polyoctenamer;TOR)の選択は厳密で
はない。ポリスチレンはホモポリマーとして存在してよ
いが;加熱耐性を高めるために、コモノマー、例えばα
−メチルスチレン、アクリルニトリル、メチルメタクリ
レート又はN−フェニルマレインイミドを重合導入した
形で含有してもよい。
ルキルフェノールの酸化カップリングにより生じる;こ
れは例えば、米国特許(US−PSS)第330687
4号明細書及び第3306875合明細書並びにヨーロ
ッパ特許(EP−A)第0122394号明細書中に記
載されている。通常、これらはポリスチレンとのポリマ
ーブレンドとして使用される。
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート又は1,
4−シクロヘキサンジメタノールをコモノマーとして含
有するコポリエステルである。
タイプ、例えばPA46、PA6、PA66、PA61
2、PA1010、PA1012、PA11、PA1
2、PA1212又はPA6.3Tを使用することがで
きる。これらのタイプを当業者に更に詳述する必要はな
い。
ことができるものであり、その際使用モノマーの種類は
厳密ではない。
ることができる:EPM、EPDM、SBS、水素化ス
チレン−ブタジエン−スチレン−ブロックポリマー(S
EBS)、SIS、スチレン−ブタジエン−ゴム(SB
R)、ブタジエンゴム(BR)、シリコンゴム、天然ゴ
ム(NR)、ブチルゴム及びクロロプレンゴム。このよ
うなゴムは、数種のゴムタイプの混合物としてゴム化合
物中に存在してよいことは当業者には公知であり、その
際成分は通常、軟化剤油、加硫剤及び場合により加硫促
進剤をも含有する。
レフィンとしては例えばアタクチックポリプロピレン、
アタクチックポリ−1−ブテン、エテン−プロペン−コ
ポリマー、エテン−1−ブテン−コポリマー、エテン−
プロペン−1−ブテン−ターポリマー、プロペン−1−
ブテン−コポリマー、エテン−プロペン−1−ヘキセン
−ターポリマー、エテン−プロペン−1−オクテン−タ
ーポリマー、エテン−1−ブテン−1−ヘキセン−ター
ポリマー、エテン−1−ブテン−1−オクテン−ターポ
リマー、エテン−1−ヘキセン−1−オクテン−ターポ
リマー、プロペン−1−ブテン−1−ヘキセン−ターポ
リマー、プロペン−1−ブテン−1−オクテン−ターポ
リマー又はプロペン−1−ヘキセン−1−オクテン−タ
ーポリマーを使用することができる。
95重量%、 プロペン 5〜100重量%及び エテン 0〜50重量% を有する十分に非晶質のポリ−α−オレフィンを使用す
るのが有利である。
の組成: 4〜10個の炭素原子を有するα−オレフィン 3〜
95重量%、 プロペン 5〜97重量%及び エテン 0〜20重量% を有するのが特に有利である。
ィンは殊に1−ブテン、1−ヘキセン又は1−オクテン
である。
ーの製造は特に、ヨーロッパ特許(EP−A)第002
3249号明細書中に記載されており;例えばこれらは
VESTPLASTの名称で市場で入手することができる。
晶割合は例えば、DSC−法を用いての溶融エンタルピ
ーの測定により算定することができる。この場合、秤量
された試料を先ず、加熱速度10℃/分で−100℃〜
+210℃に加熱し、次いで、速度10℃/分で再び−
100℃に冷却する。こうして、試料の熱経歴を除き、
再び、速度10℃/分で210℃に加熱し、かつこの場
合、結晶溶融温度Tmに起因する溶融ピークの積分によ
り、試料の溶融エンタルピーを決定する。本発明の範囲
では、十分に非晶質のポリオレフィンの溶融エンタルピ
ーは最大100J/g、有利に最大60J/g及び特に
有利に最大30J/gである。
直接結合するアルコキシ基3つを有する。例えば、ビニ
ルトリメトキシシラン(VTMO)、ビニルトリエトキ
シシラン、ビニル−トリス(2−メトキシ−エトキシ)シ
ラン、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン[MEMO;H2C=C(CH3)COO(CH2)3−Si
(OCH)3]、3−メタクリルオキシプロピルトリエトキ
シシラン、ビニルジメチルメトキシシラン又はビニルメ
チルジブトキシシランを挙げることができる。シランを
グラフトの際に通常、ポリオレフィンに対して0.1〜
10重量%、有利に0.5〜5重量%の量で使用する。
ィンに公知技術のどの方法でも、例えば溶液の形で、又
は有利に溶融物の形でグラフトさせることができ、その
際、ラジカル供与体を十分に使用する。好適な処理方法
についてはドイツ特許出願(DE−OS)第40006
95号明細書を参照することができる。
ィンは1000〜30000mPa・sの範囲の溶融粘
度を有するのが有利である。
ィンは引き続き、補強剤及び場合により熱可塑性プラス
チックと混合して架橋することができ、これは、簡単
に、水の作用により達成することができる。使用者の要
求に応じて、これを環境空気からの水蒸気を用いて、ガ
ス流で得られる水蒸気により、蒸気処理もしくは熱水処
理により、又は熱可塑性プラスチック中に含有されてい
る水(殊にポリアミド;ポリエステルの場合に限られ
る)により行う。この架橋は成形部材で実施することが
できるが;高粘度で、押出に好適な成形部材を製造する
ために架橋を溶融物又は顆粒の状態で行うことも可能で
ある。
及び改善された引き裂き強度を有する;更に、相形態が
安定化され、更なる熱可塑性加工の際に、不利な特性変
化が起こらない。
も、従来技術により部分結晶的にシラングラフトされた
ポリオレフィンを使用する場合よりも、迅速にこの架橋
を実施することができるという付加的な利点を有するこ
とが判明した。このために可能な説明は、架橋可能な基
が十分に非晶質相に存在し、かつこれらの非晶質相のガ
ラス転移温度が通常、室温未満であるので十分に可動性
であり、相互に相乗効果を示しうることにあるかもしれ
ない。
促進剤、通常スズオルガニル化合物、例えばジブチルス
ズジラウレートを添加することができる。これは、純粋
な形でも、又は配量性を改善するためにマスターバッチ
の形でも行うことができる。促進剤の添加は溶融の前
に、「乾燥混合物」の形で、又は溶融の後に行うことが
できる。その際、マスターバッチ中0.001〜20重
量%、有利に0.01〜5重量%の含有率が好適である
と判明していて、従って成形材料は架橋促進剤0.00
01〜1重量%を含有する。
いない、易水素化性シラン、例えばヘキサデシルトリメ
トキシシラン又はヘキサデシルトリエトキシシランの添
加により架橋速度を低くすることができる。成形材料中
に拡散導入されている水をこのシランから少なくとも部
分的に、シラングラフトされたポリオレフィンの架橋の
ために必要な水が成形材料中に存在するまで継続して、
除く。この目的のために長鎖アルキル基を有するシラン
を使用することが推奨され、それというのも生成物の溶
融の際に蒸発せず、作用物質として失われず、かつそれ
により排気問題及び処理の安全問題が生じないためであ
る。
遅延剤の使用が必要であるかどうかは、当業者には、数
回の予備実験で簡単に自ずと知られる。
元ネットワークを形成する。一方ではこの場合、成分
(a)への成分(b)の配合の際に先ずやや低下する加
熱耐性が架橋により再び高まる。他方ではこのようなネ
ットワークによりクリープ傾向が著しく低下する。弾性
復帰能も、このようなネットワークにより改善される。
更に意外にも、このようなネットワークにより、多くの
場合耐衝撃性もかなり高めることができることが示され
た。
合、成分(b)は成分(a)と混合物して分子分散的分
布しているのではなく、1つの相を形成している場合に
有利でありうる。この場合、両方の成分の混合の後に、
2つの成分には、加熱耐性の僅かな低下が生じるに過ぎ
ない。従って架橋により、加熱耐性は特に高い水準まで
もっていくことができる。
特定の関係に在り、かつ好適なせん断速度が選択されて
いる場合、ネットワーク相は溶融混合の際に生じうる。
この関連は当業者に公知であるので、これは、その専門
知識に基づき、個々の場合に簡単に好適なパラメーター
を知ることができる。
塑性プラスチックのブレンドである場合に特別な方法で
発揮される。この場合、成分(a)の相形態は、成分
(b)の存在により、特に効果的に安定化されうる。こ
れは、一つには成分(b)が極めて強い接着作用を有す
ることに起因する。一方では、これはポリオレフィンと
物理的に相容性であり、他方では、重縮合物中に存在し
ている官能基と強く結合することができる。従って、個
々の、相互に非相容性の成分(a)のブレンド成分は相
境界面で効果的に接着する。
欠けているために成功しないケースでも、それにも関わ
らず、相形態を、三次元の化学的に架橋されたネットワ
ークの形成により安定化することができる。この場合に
は、架橋を溶融物状態で、例えば水素又は他の好適な架
橋剤、例えばジオールの配量導入により実施するのが有
利である。個々の相の凝集は、これによりかなり阻止さ
れる。
例を次に簡単に説明する: 1)ポリアミド及び熱可塑性ポリエステルからなるブレ
ンドは通常、両方のポリマーの非相容性により、劣悪な
機械的特性しか有さず、脆い。成分(b)の添加により
両方の相を相互に接着することができ、これにより、機
械的特性は飛躍的に改善される。ポリアミドの水含分の
故に、成分(b)を先ずポリエステルと予め混合し、か
つこの混合物を引き続きポリアミドと配合することが通
常推奨される。水を用いての調節による引き続く架橋は
この場合、通常余計である。
るブレンドはそれ自体、なお比較的強い非相容性現象を
示す。成分を相互に相容性にする一つの可能な方法は、
従来技術では確かに、ポリオレフィンを例えば無水マレ
イン酸を用いてラジカルによりグラフトすることにあ
る。しかしこの場合、ポリプロピレン及び使用ポリマー
の場合には、著しい分子量低下を得、このことは、この
場合には不所望であり、他方で、ポリエチレンのグラフ
トは、強く、かつ同様に不所望な分子量上昇をもたら
す。加えて、このような無水マレイン酸−グラフトポリ
オレフィンの使用は、大抵その乏しい使用性により失敗
する。
ン、例えば種々のポリエチレンタイプ又はポリプロピレ
ンタイプとの、又はポリオレフィンをベースとするゴ
ム、例えばEPM又はEPDMとの予備混合により、簡
単な方法で種々のポリアミドに好適なブレンド成分が得
られる。
ル及びポリオレフィンもしくはポリオレフィンをベース
とするゴムから成るブレンドに当てはまる。この場合、
成分(b)は選択的に、ポリエステル又はポリオレフィ
ンもしくはゴムと予備混合される。しかし、特に簡単に
は全ての成分を一緒に予備添加して混合することもでき
る。
(b)をポリエステルと予備混合し、かつこの混合物を
次いで溶融物の状態で、従来技術により不飽和カルボン
酸又は不飽和酸無水物、例えば無水マレイン酸でグラフ
トされているポリオレフィンもしくはゴムと反応させる
のが有利でありうる。こうして、特に強い相接着を達成
することができる。
又は押出機、殊には二軸スクリュー押出機である。
えばプレス、射出又は押出により成形部材に加工するこ
とができる。
を製造するために、次のモノマー組成の十分に非晶質の
ポリ−α−オレフィンを使用した: エテン 6重量%、 プロペン 64重量%、 1−ブテン 30重量%。
中で、次のもの: このポリ−α−オレフィン 92.9重量%、 ビニルトリメトキシシラン(DYNASYLAN(登録商標) VT
MO) 6.0重量%及び ジクミルペルオキシド 1.1重量% からなる混合物を空気及び湿気遮断下に、約170℃の
温度で混合し、かつ約90秒の滞留時間で、この温度を
保持した。過剰のVTMOを押出機の最後の帯域で約2
0ミリバールの真空で蒸発させ、かつ冷却トラップで凝
縮した。生成物をIRGANOX(登録商標) 1076の添加によ
り安定化した。190℃でのその溶融粘度は6000m
Pa・sであった。
て、イソタクチックホモポリプロピレン(VESTOLEN(登
録商標) P2000、DSM Polyolefine GmbH, Gelsenkirche
n)と例1からの生成物との混合物を製造した。この混
合物を射出成形して標準試験体にし、これを用いて、D
IN53455(Stab4)に沿って引張試験を行った。
標準試験体の一部を引張試験の前に熱水処理して、シラ
ングラフトされたポリ−α−オレフィンの少なくとも一
部を架橋させた。この結果を次の第1表にまとめた。
はるかに不充分ではあるがFmax並びに引張強度は、
水処理により増加することが判る。更なる熱水処理で
は、それに相応して、測定値の更に明確な改善が達成さ
れる。
グラフトされたポリ−α−オレフィンの混入により、柔
軟な成形材料が得られ、これは、作りたての状態でも、
熱水処理後にも通常のラッカー塗装を用いて固着被覆を
備えることができる。これに対して、ホモポリプロピレ
ンでも未官能化ポリ−α−オレフィンとの混合物でも、
非常に劣悪なラッカー付着しか生じない。
が進むにつれて、クリープ傾向が更に低減することが確
認された。
Claims (15)
- 【請求項1】 主に次の成分: (a)1種以上の熱可塑性プラスチック 3〜98重
量部、 (b)少なくとも1つのオレフィン系二重結合並びにケ
イ素に直接結合している3つまでのアルコキシ基を有す
るシランでグラフトされている十分に非晶質のポリ−α
−オレフィン 2〜97重量部 を含有し、その際、このグラフトされたポリ−α−オレ
フィンが190℃で100〜50000mPa・sの範
囲の溶融粘度を有し、(a)及び(b)の重量部は10
0まで補完され、かつ更に、補強剤0〜0.5重量部未
満を含有することを特徴とする、成形材料。 - 【請求項2】 主に次の成分: (a) 1種以上の熱可塑性プラスチック 44.5
〜98重量部及び (b) 十分に非晶質のシラングラフトされたポリ−α
−オレフィン 2〜55.5重量部 を含有する、請求項1に記載の成形材料。 - 【請求項3】 主に次の成分: (a)1種以上の熱可塑性プラスチック 80〜97
重量部及び (b)十分に非晶質のシラングラフトされたポリ−α−
オレフィン 3〜20重量部未満を含有する、請求項
1又は2に記載の成形材料。 - 【請求項4】 熱可塑性プラスチックがポリオレフィ
ン、ポリフェニレンエーテル、重縮合物、ポリウレタン
及び/又はゴムである、請求項1から3のいずれか1項
に記載の成形材料。 - 【請求項5】 十分に非晶質のポリ−α−オレフィンが
アタクチックポリプロピレン、アタクチックポリ−1−
ブテン、エテン−プロペン−コポリマー、エテン−1−
ブテン−コポリマー、エテン−プロペン−1−ブテン−
ターポリマー、プロペン−1−ブテン−コポリマー、エ
テン−プロペン−1−ヘキセン−ターポリマー、エテン
−プロペン−1−オクテン−ターポリマー、エテン−1
−ブテン−1−ヘキセン−ターポリマー、エテン−1−
ブテン−1−オクテン−ターポリマー、エテン−1−ヘ
キセン−1−オクテン−ターポリマー、プロペン−1−
ブテン−1−ヘキセン−ターポリマー、プロペン−1−
ブテン−1−オクテン−ターポリマー又はプロペン−1
−ヘキセン−1−オクテン−ターポリマーである、請求
項1から4のいずれか1項に記載の成形材料。 - 【請求項6】 十分に非晶質のポリ−α−オレフィンが
次のモノマー組成: 4〜10個の炭素原子を有するα−オレフィン 0〜
95重量%、 プロペン 5〜100重量%及び エテン 0〜50重量% を有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の成形
材料。 - 【請求項7】 十分に非晶質のポリ−α−オレフィンが
次のモノマー組成: 4〜10個の炭素原子を有するα−オレフィン 3〜
95重量%、 プロペン 5〜97重量%及び エテン 0〜20重量% を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項8】 グラフトされた、十分に非晶質のポリ−
α−オレフィンが1000〜30000mPa・sの範
囲の溶融粘度を有する、請求項1から7のいずれか1項
に記載の方法。 - 【請求項9】 付加的に架橋促進剤を含有する、請求項
1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 シラングラフトされた、十分に非晶質
のポリ−α−オレフィンが架橋されている、請求項1か
ら9のいずれか1項に記載の成形材料。 - 【請求項11】 架橋される成分(b)が三次元ネット
ワークを形成する、請求項10に記載の成形材料。 - 【請求項12】 成分(a)がポリマーブレンドであ
る、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項13】 成分(a)がポリアミド及び熱可塑性
ポリエステルからなるブレンドである、請求項12に記
載の方法。 - 【請求項14】 成分(a)がポリアミド及びポリオレ
フィンからなるブレンドである、請求項12に記載の方
法。 - 【請求項15】 成分(a)が熱可塑性ポリエステル及
びポリオレフィンからなるブレンドである、請求項12
に記載の成形材料。
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