JPS5943058B2 - 三元熱可塑性成形材料 - Google Patents

三元熱可塑性成形材料

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JPS5943058B2
JPS5943058B2 JP56050013A JP5001381A JPS5943058B2 JP S5943058 B2 JPS5943058 B2 JP S5943058B2 JP 56050013 A JP56050013 A JP 56050013A JP 5001381 A JP5001381 A JP 5001381A JP S5943058 B2 JPS5943058 B2 JP S5943058B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピ
レンコポリマー(プロピレン−エチレンコポリマー)及
びポリエチレンを基材とする三元成形材料に関する。
ポリプロピレンは、例えば比較的小さい密度、高温及び
水性ならびに非水性液体に対するすぐれた安定性のよう
な有利な性質の他に、あまり有利でない性質(その中に
は室温以下、特にO℃以下の温度での不十分な衝撃強さ
も数えられる)も有する。
しかし十分な衝撃強さは、多くの用途、例えばコンテナ
、スーツケース、自動車部分品等にとつて必要であり、
重要である。このような成形品をそれから普通製造する
密度の高いポリエチレンは、成程十分に高い衝撃強さを
有しているが、高温に対する安定性が小さい。
飽和ならびに不飽和エチレン−プロピレン共重合体は、
優れた機械的特性の他に、高い耐老化性、耐オゾン性及
び耐寒性を有するので、特に屋外暴露される用途にとつ
ても好適である。そのゴム様性質のために、同共重合体
を有利に硬質ポリマーに加える。ところで、ポリプロピ
レン及び/又はポリエチレン及び/又はエチレン−プロ
ピレン共重合体の特性を、二元又は三元成形材料を製造
することによつて結合する幾多の試みがあつた。
例えば、ポリプロピレンとポリエチレンとより成るコン
パウンドを使用することは公知であるが、しかし同コン
パウンドはポリプロピレンのみに比較して衝撃強さは殆
ど改善されない。西独国特許出願公開第2202706
号及び第220738号明細書は、アイソタツクチツク
ポリプロピレンとエチレン−プロピレンゴムとより成る
コンパウンドを開示しているが、このものは配合後に加
硫剤を加えることによつて部分架橋されているか又は同
コンパウンドの製造時にすでに部分架橋されたEPMが
使用されている。しかしこのようなコンパウンドは、多
くの用途のための獲得可能な引張り強さ、破断伸び、引
裂き強さ及び100℃で測つた硬さに関してな}改善の
必要がある。つまりこのようなコンパウンドは出された
要件にすべての用途に関しては応えない。ポリエチレン
と10〜20%の結晶度を有するEPDMポリマーとよ
り成るコンパウンドは米国特許第3919358号明細
書から公知である。
この種の生成物は、確かに高い引裂き強さを有するが、
ポリエチレンの融点が低いために耐熱性が十分でなく、
永久成形、剛性及び硬さも不満足である○西独国特許出
願公開第2732969号明細書からは、未架橋エチレ
ン−プロピレン序列ポリマーとアイソタクチツクポリプ
ロピレンとの二元成形材料が公知である。
しかし該コンパウンドは、就中射出成形時に比較的大き
な収縮を受けるので、寸法安定な成形品を射出するのは
、後収縮が大きいので難点が多いことが判つた。これは
特に複雑な成形品についていえる。英国特許第1154
447号明細書から公知で、結晶性ポリプロピレン(9
0重量%以上がn−ヘプタンに不溶)50〜90重量%
、ポリエチレン5〜30重量%及びエチレンープロピレ
ンプロツクコポリマ一(80重量%がn−ヘプタンに不
溶)5〜40重量%を含有する三元成形材料は、わずか
10ymJにすぎない引張り強さを有し、−30℃以下
の温度ではもはや可撓性を失う。
これに対して西独国特許出願公開第2742910号明
細書からは、事実上無定形のエチレン−プロピレン共重
合体25〜35重量%、プロピレンの結晶性プロツクコ
ポリマ一15〜75重量%及び場合により付加的ポリエ
チレンより成る熱可塑性エラストマーコンパウンドが公
知である。
この成形材料は、西独国特許出願公開第2821342
号明細書記載のように、硬さ、引張り強さ、高温に対す
る良好な安定性に関して改善の必要があり、例えば西独
国特許出願公開第2821342号明細書による成形材
料によつて、同明細書の表1が立証するようにこれら性
質が克服される。西独国特許出願公開第2821342
号明細書からは、結晶性アイソタクチツクプロピレンー
ホモポリマ一30〜75部、大体において無定形のゴム
様エチレン−プロピレンポリマー25〜70部及び部分
的にプロピレンホモポリマーを代用するポリエチレン最
高15部を含有する熱可塑性エラストマーコンパウンド
が公知である。
同コンパウンドは、二元成形材料に対して部分的に改善
された性質を有し、これらの性質によつて同コンパウン
ドが自動車の緩衝器の製造にも適合される。しかし西独
国特許出願公開第2821342号明細書から公知の三
元エラストマーコンパウンドの機械的性質が、極限応力
のために、特に切欠き衝撃強さ及び凍結可撓性に関して
なお改善の余地のあることが判つた。本発明の基礎には
、高い熱安定性、優れた機械的特性、特に引張り強さ、
高い凍結可撓性すなわち低温時の切欠き衝撃強さを有し
、更にペレツト成形可能でかつ公知二元及び三元成形材
料に対して合せて1以上の性質に関して改善された熱可
塑性成形材料を創作するという課題がある。
また、公知成形材料の場合には他の性質と並んで外装製
品としてはたまたま現われない所望の性質を有するこの
種の最適耐衝撃性の三元成形材料を簡単な手段で製造す
ることも本発明の希望である。また所望の成形材料は、
その収縮の点で改善されかつ特に射出成形法に適用する
ために適合することが要求される。前記の課題は、該成
形材料が、 a)少なくとも65重量%のエチレン含分、0.7〜2
.01/10mmのメルトインデツクスMFI(230
/5)及び5.0N/7ndの引張り強さを有する部分
結晶性エチレン−プロピレン共重合体30〜40重量%
、b) 15〜509/10minのメルトインデツク
スMFI(230/5)を有するプロピレン−エチレン
コポリマー35〜65重量%及びc) 15〜509/
10mmのメルトインデツクスMF(230/5)を有
するポリエチレン3〜30重量部を含有し、この際同成
形材料が少なくとも89/10mmのメルトインデツク
スMF(230/5)を有することによつて簡素な手段
で最適に解決されることが判明した。
西独国特許出願公開第2742910号及び同第282
1342号明細書からの公知のコンパウンドを考慮する
と、本発明によつて、少なくとも5.0N/M77lの
引張り強さを有する部分結晶性エチレンープロピレンコ
ポリマ一を使用して、高い衝撃強さ、高い熱形状安定性
、−40℃の低温での高い切欠き衝撃強さを有し、更に
収縮回避下に射出成形品に最適に加工されうる三元成形
材料を創作することは全く意外である。
メルトインデツクスを基礎とする特徴は、ここに含まれ
た記載により、加工性にとつて重要な成形材料の流動性
に関するものである。
本発明による成形材料は、特に射出成形によつて加工さ
れ得なければならず、従つて少なくともほぼ8のメルト
インデツクスMFI(230/5)を有しなければなら
ない。また、本発明による成形材料は、エチレン−プロ
ピレン共重合体及びプロピレンーエチレンコポリマ一が
一緒に70〜97重量%をもつて成形材料中に含有され
ていることによつて優れている。
使用されるエチレン−プロピレン共重合体は好ましくは
70重量%を越えるエチレン含分を有する。本発明によ
ればべり一・ハイ・グリーン・ストレングス(Very
HigllGI−EenStrength)ゴムとして
公知の高い強度を有する部分結晶性エチレン−プロピレ
ン共重合体が使用される。このエチレン−プロピレン共
重合体は、ペレツト成形性であり、従つてペレツト成形
性でない(西独国特許出願公開第2742910号明細
書参照)無定形又は殆ど無定形のエチレン−プロピレン
共重合体に対する加工技術的利点を全体として該成形材
料に与える。好ましくは、エチレン65〜82重量%、
プロピレン18〜35重量%及び第三成分0〜8重量%
より成るエチレン−プロピレンコポリマー及び/又はエ
チレンープロピレンターポリマ一が成形材料に使用され
る0第三成分としては一般にシンクロペンタジエン、ア
ルキリデンノルボネン、アルケニルノルボン、アルカジ
エン及びシクロアルカジエンが使用される。好ましくは
本発明により成形材料に、8.0N/m!Lの最低引張
り強さ、好ましくは20N/Mdより大きい引張り強さ
を有するエチレンープロピレンターポリマ一が使用され
る0特に、12重量%未満のエチレン含分を有するプロ
ピレン−エチレンコポリマーが本発明による成形材料に
とつて好適である。本発明による三元成形材料は、10
0℃までの高温、また−30℃以下の極低温に、同時に
大きな機械的応力下に暴露される技術的成形品を製造す
るのに好適である。
有利な用途は、−400Cまでの低温で、またなほ衝撃
応力にも耐えねばならない自動車の衝撃装置の製造であ
る。
また本発明による成形材料は、低温での必要な切欠き衝
撃強さを獲得するためにエチレン−プロピレン共重合体
の十分な含分を有することによつて前記の極限応力にと
つて好都合になる。しかしこの含分によつて熱形状安定
性の若干の低下がもたらされる。この熱形状安定性の低
下は、成形材料に低温での改善された機械的特2性及び
良好な熱形状安定性を付与する選択されたプロピレン−
エチレンコポリマーの本発明による量を使用することに
よつて防止される。使用されるポリプロピレンコポリマ
一の融点範囲は、好ましくは155℃以上、特に160
〜162℃であ;る。しかし使用されるポリプロピレン
コポリマーは、エチレンープロピレン共重合体と配合さ
れると射出成形された成形品に}いて比較的大きな後収
縮を惹起するという欠点を有する。この欠点によつて適
当な寸法安定性射出成形品の製造時に諸5難点が生じる
。意外にも、第三成分たるポリエチレンが、その公知の
性質をもたらすのみならず、この後収縮を十分に除去さ
れうるまで明らかに減少せしめることが判つた。特に1
5以上、好ましくは20〜50のMFI(230/5)
を有し、 5成形材料に対して4〜30重量部、好まし
くは6〜20重量%の量で成形材料中に含有されたポリ
エチレンが有利であることが判つた。この際有利には低
圧ポリエチレンが使用される。前記成分より出発する最
適性質を有する有利な く本発明による成形材料は、ポ
リエチレンのエチレン−プロピレン共重合体に対するメ
ルトインデツクスMFIの割合を15に等しいか又はそ
れより大きい値、好ましくは、25より大きい値にとる
この際同時にポリエチレンのメルトインデツクスリプロ
ピレンーエチレンコポリマ一のメルトインデツクスの割
合を0.3〜3,0とするのが有利である〇エチレン−
プロピレン共重合体35〜43重量%、プロピレン−エ
チレンコポリマー40〜60重量%及びポリエチレン5
〜20重量%の本発明による有利な組成の成形材料は、
所望の性質、特に十分な切欠き衝撃強さ、小さい収縮及
び高い凍結可撓性を最適に獲得する〇本発明による三元
成形材料は、合成樹脂にとつて慣用の装置、例えばロー
ル、押出機、ミキサー及び捏和機によつて周知のように
製造することができ、この際すべての成分は同時に配合
することができる。
配合は、高められた温度、特に180〜280℃の温度
で剪断力の作用下に有利に実施することができる。本発
明による成形材料に、更に公知の添加物、例えば顔料、
滑材、充填剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、防炎剤、繊
維等を添加することができる。
また、本発明による三元成形材料を、他の合成樹脂と混
和して例えば衝撃強さを改善することもできる。次に本
発明を、若干の実施例により比較しつつ詳述する。
諸特性の試験のために、次の方法を適用する:MFI(
230/5)9/10mm又はMFI(190/2,1
6)−DIN53735による、引張り強さN/Md−
DIN53455による、種々の温度での切欠き衝撃強
さ−DIN53453による、破断伸び(イ)−DIN
53455による、ビカ一軟化温度VST/A℃、収縮
(MTL)一室温で48時間の貯蔵後に測定、他の記載
がなければMFは常にMFI(230/5)g/10m
かを意味する。
例1 比較として記載する、MFIO,8のEPDM43重量
部より成る二元コンパウンドを、MFI55のポリプロ
ピレン(PP)−ホモポリマー57重量部と一緒に均質
化してグラニユールに加工する。
このようにして製造したグラニユールを物質温度220
〜260℃で射出して射出成形型から取出す際に標準長
さ1436mmを有する緩衝器の形状の成形品に加工す
る。室温での貯蔵によつて成形品の後収縮が起こる。同
緩衝器は48時間後に1435.5mmの長さを示す、
つまり標準長さに対して−0,5關の収縮を示す。他の
特性は表に記載する。例2 比較として記載する、MFIO.8のEPDM4O重量
部を、MFI55のポリプロピレンーホモポリマ一50
重量部及びMFI25のポリプロピレンコポリマー(プ
ロピレン−エチレンコポリマー)10重量部と一緒に例
1と同様にして均質化し、グラニユールに加工する。
このグラニユールから例1と同様の射出条件下に製造し
た緩衝器は48時間の貯蔵後に標準長さに対して−1.
5mmの収縮を示す。この例からポリプロピレンコポリ
マーのすでに少量が成形品の高い収縮を惹起する。例3
MF0.8のEPDM36重量部とポリプロピレンコポ
リマー64重量部とより成る比較として記載する二元コ
ンパウンドを捏和機で均質化し、例1で記載したように
グラニユールに加工する。
こうして製造されたグラニユールを、物質温度220〜
260℃で射出して、射出成形型から取出す際に143
6關の標準長さを有する成形品に加工する。射出成形型
から取出して48時間室温で成形品を貯蔵した後成形品
は標準長さに対して−2.5韮の後収縮を示す。二元成
形材料の他の特性は表に記載してある。
例4MF10.8のEPDM39重量部、MFI25の
ポリプロピレン−コポリマー37重量部及びMFI65
のポリプロピレンーコポリマ一24重量部のコンパウン
ドから他の二元成形材料を、例1の記載と同様にして製
造し、例1と同様にして成形品に射出加工する。
射出成形型から取出した成形品は室温での48時間の貯
蔵後にすでに、1436mmの当初標準長さに対して−
1.5mmの長さの収縮を示す0この例から、メルトイ
ンデツタスの高い流動性の良好なポリプロピレンコポリ
マーを使用しても収縮の妨止されないことが判る。他の
特性は、表に記載してある。例5 本発明による三元成形材料を、MFIO,8のEPDM
の36重量部、MFI25のポリプロピレンコポリマー
54重量部及びMFI(230/5)30のポリエチレ
ン10重量部から製造し、例1の記載と同様にして成形
品に射出加工する。
同成形品は、室温での48時間の貯蔵後に1436?7
!mの当初の標準長さに対して+1.5mmだけ増大さ
れた長さを有する。他の特性は表に記載してある。
例6 MF10.8のEPDM38重量%、MFI25のポリ
プロピレンコポリマー52重量部及びMFI3Oのポリ
エチレン10重量部より成る本発明による三元成形材料
を例3と同様にして、標準長さ,1436龍の成形品に
加工する。
成形品は、・゛室温での48時間の貯蔵後に標準長さに
対して+3.5mmだけ増大された長さを示す。他の特
性は表を参照されたい。例7 MFI0.9のEPM35重量部及びMF25のポリプ
ロピレンコポリマー65重量部より成る比較として記載
する二元コンパウンドを、例1に記載したようにして製
造し、緩衝器に射出加工する。
室温での48時間の貯蔵後に同緩衝器は、標準長さに対
して−1.5mmの収縮を示す。他の特性は表を参照さ
れたい。例8 例の比較例として、NFIO.8のEPDM48重量部
及びMFI55のポリプロピレンホモポリマー52重量
部から成る二元コンパウンドを製造し、例1と同様にし
て緩衝器に射出成形する。
室温での48時間の貯蔵後に同緩衝器は標準長さに対し
て後収縮±Oを示す。他のデータは表を参照されたい。
例9 MF10.9のEPM38重量部、MFI25のポリプ
ロピレンコポリマー52重量部及びMFI(230/5
)30のポリエチレン10重量部より成る本発明による
コンパウンドを、例1記載のように製造し、緩衝器に射
出成形する。
同緩衝器は、室温での48時間の貯蔵後に+1.5Tf
Lmの増大長さを示す。他のデータは表を参照されたい
例10 比較例とけこ西独国特許出願公開第2821342号明
細書から表1の例7を採用した。
この場合、引張り強さ6.5N/Mdを有する無定形E
PDM(結晶度0.25%以下、ムー[メ[粘度(ML/
1+4)125.C)52)35重量部、エチレン7%
を含み、密度0.9059/Cd及びMFI(230/
2.16)6.0d9/Mm(MFI(230/5)2
4に相当)を有するポリプロピレンープロツク共重合体
55重量部及び密度0.963y/Crlt.MFI(
190/′2,16)8のポリエチレン10重量部から
コンパウンドを製造し、板に成形加工する。特性値を表
に転載する。西独国特許出願公開第2821342号明
細書に卦けるデータたるシヨア硬さD54、加熱たるみ
(Mm):平面くぼみ及び引裂き強さは成形品の機械的
特性の中度の値を与え、特に低温での切欠き衝撃強さは
不十分である。例11 他の比較例として、西独国特許出願公開第282134
2号明細書から表2の例7を採用した。
例10のようなEPDM45重量部、例10のようなプ
ロピレンープロツク共重合体50重量部及び例10のよ
うなポリエチレン5重量部からコンパウンドを製造し、
成形品を射出加工する。西独国特許出願公開第2821
342号でなされた、引張り強さ6。1N/Md、破断
伸び280%、シヨア硬さ(D)47のような板の特性
に対する記載からは、機械的特性に対する全体の判断と
しては控え目にしか満足されない印象が得られ、低温で
の衝撃強さはいづれにしても不十分である〇例12 MF10.8のEPDM4l重量部、MFI25を有す
るポリプロピレンコポリマー49重量部及びMFI3O
を有するポリエチレン10重量部より成る本発明による
三元成形材料を、例3記載のように標準長さ1436m
mを有する成形品に加工する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレンコ
    ポリマー及びポリエチレンを基材とする三元成形材料に
    おいて、a)0.7〜2.0g/10minのメルトイ
    ンデックスMFI(230/5)及び5.0N/mm^
    2より大きい引張り強さを有し、エチレン65〜82重
    量% プロピレン18〜35重量% ジシンクロペンタジエン、ア ルキリデンノルボルネン及び 公知アルカジエン又はシクロ アルカジエンの群からの第三 成分0〜8重量% から成る部分結晶性エチレン− プロピレンコポリマー及び/ 又はエチレン−プロピレンタ ーポリマー(第三成分として 非共役ジエンが含まれている)30〜45重量%b)1
    2重量%未満のエチレン含分を有しかつ15〜50g/
    10minのメルトインデックスMFI(230/5)
    を有するプロピレン−エチレンコポリマー35〜65重
    量%c)15〜50g/10minのメルトインデック
    スMFI(230/5)を有するポリエチレン3〜30
    重量%を含有しかつ少なくとも8g/10minのメル
    トインデックスMFI(250/5)を有することを特
    徴とする前記三元成形材料。 2 エチレン−プロピレン共重合体及びプロピレン−エ
    チレンコポリマーが一緒に70〜97重量%で成形材料
    に含有された特許請求の範囲第1項記載の成形材料。 3 20〜40のメルトインデックスMFI(230/
    5)を有するプロピレン−エチレンコポリマーが使用さ
    れた特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の成形材料
    。 4 20〜40のメルトインデックスMFI(230/
    5)を有するポリエチレンが使用された特許請求の範囲
    第1項から第3項までのいずれか1項に記載の成形材料
    。 5 70重量%を越えるエチレン含分を有するエチレン
    −プロピレン共重合体が使用された特許請求の範囲第1
    項から第4項までのいずれか1項に記載の成形材料。 6 少なくとも8N/mm^2、好ましくは20N/m
    m^2より大きい引張り強さを有するエチレン−プロピ
    レンターポリマーの使用された特許請求の範囲第1項か
    ら第5項までのいずれか1項に記載の成形材料。 7 エチレン−プロピレン共重合体35〜43重量%、
    プロピレン−エチレンコポリマー40〜60重量%及び
    ポリエチレン5〜20重量%を使用された特許請求の範
    囲第1項から第6項までのいずれか1項に記載の成形材
    料。
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