JPS6225142A - 動的加硫によるポリオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物の製造法 - Google Patents
動的加硫によるポリオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物の製造法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は、動的加硫(dynamical VIIIC
aniZati−on)によりプラストマーオレフィン
系重合体および共重合体および(または)少なくとも部
分的に架橋されたエラストマー三元共重合体からなる熱
可塑性エラストマー組成物を装造する方法に関づる。 〔発明の背顕〕 動的加硫法に従って熱可塑性重合体および加硫ゴムをベ
ースとする組成物を製造ケることは、従来技術で既知で
あり、そして特に米国特許第3.758,643号明細
書、 第3,862.106号明all書、 第3.037,954号明細書および 第3.806,558号明Ill山に記載されている。 前記方法によれば、エラストマー成分の加硫は、一般に
通常の種類、例えば過酸化物、アジド化合物、硫黄と酸
化亜鉛との混合物、置換
aniZati−on)によりプラストマーオレフィン
系重合体および共重合体および(または)少なくとも部
分的に架橋されたエラストマー三元共重合体からなる熱
可塑性エラストマー組成物を装造する方法に関づる。 〔発明の背顕〕 動的加硫法に従って熱可塑性重合体および加硫ゴムをベ
ースとする組成物を製造ケることは、従来技術で既知で
あり、そして特に米国特許第3.758,643号明細
書、 第3,862.106号明all書、 第3.037,954号明細書および 第3.806,558号明Ill山に記載されている。 前記方法によれば、エラストマー成分の加硫は、一般に
通常の種類、例えば過酸化物、アジド化合物、硫黄と酸
化亜鉛との混合物、置換
【Lブオカルバメートなどであ
る架橋剤によって、溶融プラストマー手合体との混合時
または索練り(mas−jicalion)時に生じさ
ぼられる。このように処理される混合物に十分量のプラ
ストマー手合体が存在り゛るならば、組成物は、エラス
トマー成分の加硫の終りに、高率の加硫エクス1〜マ′
−においてさえ加熱下で良好な加工性を維持りるCあろ
う。 仏国特許第2,408,632号明細1によねば、塑弾
性(plasto−elastomeric)組成物は
、架橋剤としてハロゲン化フェノール樹脂、または非ハ
ロゲン化樹脂(しかしながら、ハ【]グン供も体に会合
)を金属酸化物(活性剤)と組み合わせで使用しC!l
l的加硫法によって得ることがぐきる。 前記仏国特許によれば、EPDMゴムとオレフィン系重
合体とゴムに関して5%〜20%の:’、l1合のフェ
ノール樹脂との混合物は、オレフィン系重合体を溶融づ
るのに十分な温度にイ4され、その後活性剤万全量に対
して一般に0.6重J%以下の】で添加され、そこで素
練りをエラストマー成分の架橋が生ずる温度において続
ける。 しかしながら、動的加硫法によって得られた組成物は、
プラストマー重合体と架橋エラストマーとの混合物をベ
ースとするすべての組成物に共通な特徴として、これら
の組成物に存在する架橋エラストマー成分の%が高りれ
ば高い程、加工または熱成形することが非常に困難であ
るという欠点を示4゛。 〔発明の概要〕 出願人は、架橋剤として非ハロゲンフェノール樹脂、酸
化亜鉛およびp−t−ルエンスルホン酸からなる系が使
用されるならば、高温においてさえ、ゴム成分の架橋度
が等しくとも従来技術の組成物に比較して改善された加
工性およびより高い弾性機械的性質が句与された、オレ
フィン系プラス1〜マーおよびEPDMゴムをベースと
する組成物が動的加硫により得られることを今や見出し
ている。 特に、このような架橋系においては、フェノール′am
は、調製すべき組成物に存在するエラストマー成分の1
00重吊部に対して1・〜・20小吊部、好ましくは5
〜15Φ示部の囚で存在し、酸化亜鉛対フェノール樹脂
の重最比は、0.5:1から6:1、好ましくは2:1
から5:1であり、一方p−トルエンスルホン酸対フェ
ノール樹脂の小δ比は、0.01:1から0.4:1で
ある。 本発明の目的で、エラストマー化合物として2種のオレ
フィン系単量体と非共役ジエン単量体との三元共重合体
が・使用され、この最後の6のは1ラストマーの仝1聞
に対して1〜10重量%の間で存在づ゛る。使用できる
ジエン単量体の例は、1゜4−へキサジエン、2−メチ
ル−1,4−ペンタジエン、1,4.9−デカ1ヘリエ
ン、1,5−シクロオクタジエン、1−メチル−1,5
−シクロオクタジエン、1,4−シクロAブタジェン、
ジシクロペンタジェン、エチリデンノルボルネン、前記
単m体の置換誘導体である。 オレフィン系単量体の例は、エチレン、プロピレン、1
−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−
1−ペンテン、3−メヂルー1−ベンテン、3.3−ジ
メチル−1−ブン、3−メチル−1−へVセン、2,4
.4−トリメチル−1−ペンテンである。 三元共重合体のうら、好ましいものは、共重合プロピレ
ン単位25〜50 i12 Q%をSfiするエチレン
−プロピレン−ジエンである。 オレフィン系プラストマーとして、低圧法または高圧法
のいずれかにより1以上のモノオレフィンを重合す゛る
ことによって得られた重合体、例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブテン−1、ポリ−4−メチル−1
−ペンテン、ポリ−1−ヘキセン、ポリ−5−メチル−
1−ヘキセン、ポリ−3−メチル−1−ペンテンが使用
され得る。 組成物中の対応のエラストマー成分/プラストマー成分
比は、広く変化できる。 このように、例えば、プラス1ヘマ−m合体/エラスト
マー三元共千合体比20 : 80から70:30を使
用して加工することが可能であるが、25 : 75か
ら60:40の比率を使用して加工することが好ましい
。 本発明の目的で使用される加硫系の一部分である非ハロ
ゲン化フェノール樹脂は、次の一般式〔式中、X 、X
は等しいか互いに異なり、−CH−または−〇H−〇
−CH2−基であす、Yはハロゲン原子または−OH基
であり、Rは炭素数4〜16を有するアルキルまたはア
リールまたはアルケニル基であり、nはO〜6(両端包
含)の整数である〕 に入る化合物である。 前記化合物は、既知であり、そして文献、例えばr K
unststoffe J 、 52 、1962、第
19頁〜第21頁並びに米国特許第1.996,069
号明細占、第2,364.192号明細書に記載の技術
に従ってアルキルフェノールをホルムアルデヒドと縮合
することによって生成され得る。 前記化合物およびそれらの製法についての更に他の言及
は、「Caoutchoucs et plastiq
ues J 。 No、599.1980年3月、第73頁および[In
dustrial and enginccring
ChemistryJ 、第51巻第8号、1959年
8月、第937頁およびカースウIJしによる本[Ph
cnoplasts J 、インターサイエンス・パブ
リッジせ−ズ、ニコーコーク、1947年に見出される
。 それ故、本発明の目的は、オレフィン系重合体および2
種のオレフィン系単3体と1種のジエン単量体とからな
る不飽和エラストマー三元共重合体からなる組成物を、
前記エクス1ヘマー三元共重合体の架橋または加硫系の
存在下に(前記系は前記三元共重合体の100ffl−
ilit部に対して1〜20重最部の前に定義のような
非ハロゲン化フェノール樹脂および更に酸化亜鉛および
p−トルエンスルホン酸からなり、酸化亜鉛/フェノー
ル樹脂の1[比は0.5:1から6=1であり、モして
p−トルエンスルホン酸/フェノール樹脂の重広比は0
.01:1から0.4:1である)、オレフィン系重合
体を溶融するのに十分な温度において、均一混合物を得
るのに十分な時間素線りおよび(または)混合に付し、
次いで1ラストマ一三元共重合体が少なくとも架橋する
温度において混合または素練りを続けることからなる塑
弾性組成物の製造法である。・ 素練りおよび(または)混合および架橋ブOセスは、密
閉式ミキサー中または押出機中、または造粒機と組み合
わされた密閉式ミキサーからなるシステムのいずれかで
達成され得る。順々に配置された複数の装置内で加工す
ることも可能であり、第一組の装置においては組成物の
完全な混合および均質化が達成され、一方他の組の装置
においては架橋が混合または素練りを依然として続けな
がら達成される。 架橋前の混合または索練り操作は、溶融プラストマー成
分内へのエラストマーの完全かつ均一な混合を得ること
を目的とし、粒子の形のエラス(・マーはμの大きさ、
好ましくは0.5〜1μを有する。 一般に、架橋温度は、170〜220℃である。 架4−r&温を良での本線り期間は、エラストマーに望
まれる架橋度に依存する。 好ましくは、最終組成物中の架橋エラストマーの■は、
組成物に存在づ−るエラストマーの仝ωの80〜100
唄i%、好ましくは96〜100Φル%に維持される。 鉱物充填剤、カーボンブラック、着色顔料、可塑剤、安
定剤、エクステンダー油、および一般にEPDMゴムを
ベースとする組成物の如何なる他の古典的成分も、索練
りおよび架橋を受ける混合物に存在できる。 〔発明の実施例〕 以下の例は、本発明を例示するために与えられる。本発
明は、これらの例には限定されない。 例 1 表1に示されるiの以下の重合体成分を使用して、密閉
式ミキサー内で加工することによって塑弾性組成物を調
装りる。 プロピレン28車楢%とエチレン67.2Φ量%とエチ
リデンノルボルネン4.8重量%とからなり、密度0.
88LiJ/cc、ムーニー結反(ML121℃)30
を右し、パラフィン油30重量%で増量されたEPDM
エラストマー M18.5を有するポリプロピレン 市場で5P1045Pとして既知・のレゾール型のp−
オクチルフェノール−ボルムアルデヒド樹脂 重合体成分をずべて一緒にミキサ゛−に供給し、短い混
合期間後、混合物にフェノール樹脂、酸化亜鉛、p−ト
ルエンスルホン酸、更に他の樋のパラフィン油、および
所望ならば充填剤を添加する。 エラストマーの所望の架橋度が得られるまで、混合操作
を架橋温度で続iJる。 架橋工程で達成される温度は、190〜220℃である
。 次いで、組成物をミキサーから排出し、以下の測定に付
す。 125℃のキシレン中での溶解度試験による架IEPD
Mの% 押出機での押出試験におりる頭部圧力を測定することに
よる加工性 これらの試験において、押出機は、230℃で作動し、
直径2#およびL / D比20の紡糸口金、生産速度
9.5CC/分を右するTR15型(−軸、直径15M
)を有していた。 射出成形ΔSTM/I試利からバンチされた試験片につ
いて標*ASTM D−412に従って23℃で測定
された200%での永久伸び△STM D−395に
従って100℃で22時間後の圧縮永久歪 150℃の炉中での耐熱酸化性 表1に、混合に使用される製品の星の他に、得られた組
成物の性質も報告されている。
る架橋剤によって、溶融プラストマー手合体との混合時
または索練り(mas−jicalion)時に生じさ
ぼられる。このように処理される混合物に十分量のプラ
ストマー手合体が存在り゛るならば、組成物は、エラス
トマー成分の加硫の終りに、高率の加硫エクス1〜マ′
−においてさえ加熱下で良好な加工性を維持りるCあろ
う。 仏国特許第2,408,632号明細1によねば、塑弾
性(plasto−elastomeric)組成物は
、架橋剤としてハロゲン化フェノール樹脂、または非ハ
ロゲン化樹脂(しかしながら、ハ【]グン供も体に会合
)を金属酸化物(活性剤)と組み合わせで使用しC!l
l的加硫法によって得ることがぐきる。 前記仏国特許によれば、EPDMゴムとオレフィン系重
合体とゴムに関して5%〜20%の:’、l1合のフェ
ノール樹脂との混合物は、オレフィン系重合体を溶融づ
るのに十分な温度にイ4され、その後活性剤万全量に対
して一般に0.6重J%以下の】で添加され、そこで素
練りをエラストマー成分の架橋が生ずる温度において続
ける。 しかしながら、動的加硫法によって得られた組成物は、
プラストマー重合体と架橋エラストマーとの混合物をベ
ースとするすべての組成物に共通な特徴として、これら
の組成物に存在する架橋エラストマー成分の%が高りれ
ば高い程、加工または熱成形することが非常に困難であ
るという欠点を示4゛。 〔発明の概要〕 出願人は、架橋剤として非ハロゲンフェノール樹脂、酸
化亜鉛およびp−t−ルエンスルホン酸からなる系が使
用されるならば、高温においてさえ、ゴム成分の架橋度
が等しくとも従来技術の組成物に比較して改善された加
工性およびより高い弾性機械的性質が句与された、オレ
フィン系プラス1〜マーおよびEPDMゴムをベースと
する組成物が動的加硫により得られることを今や見出し
ている。 特に、このような架橋系においては、フェノール′am
は、調製すべき組成物に存在するエラストマー成分の1
00重吊部に対して1・〜・20小吊部、好ましくは5
〜15Φ示部の囚で存在し、酸化亜鉛対フェノール樹脂
の重最比は、0.5:1から6:1、好ましくは2:1
から5:1であり、一方p−トルエンスルホン酸対フェ
ノール樹脂の小δ比は、0.01:1から0.4:1で
ある。 本発明の目的で、エラストマー化合物として2種のオレ
フィン系単量体と非共役ジエン単量体との三元共重合体
が・使用され、この最後の6のは1ラストマーの仝1聞
に対して1〜10重量%の間で存在づ゛る。使用できる
ジエン単量体の例は、1゜4−へキサジエン、2−メチ
ル−1,4−ペンタジエン、1,4.9−デカ1ヘリエ
ン、1,5−シクロオクタジエン、1−メチル−1,5
−シクロオクタジエン、1,4−シクロAブタジェン、
ジシクロペンタジェン、エチリデンノルボルネン、前記
単m体の置換誘導体である。 オレフィン系単量体の例は、エチレン、プロピレン、1
−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−
1−ペンテン、3−メヂルー1−ベンテン、3.3−ジ
メチル−1−ブン、3−メチル−1−へVセン、2,4
.4−トリメチル−1−ペンテンである。 三元共重合体のうら、好ましいものは、共重合プロピレ
ン単位25〜50 i12 Q%をSfiするエチレン
−プロピレン−ジエンである。 オレフィン系プラストマーとして、低圧法または高圧法
のいずれかにより1以上のモノオレフィンを重合す゛る
ことによって得られた重合体、例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブテン−1、ポリ−4−メチル−1
−ペンテン、ポリ−1−ヘキセン、ポリ−5−メチル−
1−ヘキセン、ポリ−3−メチル−1−ペンテンが使用
され得る。 組成物中の対応のエラストマー成分/プラストマー成分
比は、広く変化できる。 このように、例えば、プラス1ヘマ−m合体/エラスト
マー三元共千合体比20 : 80から70:30を使
用して加工することが可能であるが、25 : 75か
ら60:40の比率を使用して加工することが好ましい
。 本発明の目的で使用される加硫系の一部分である非ハロ
ゲン化フェノール樹脂は、次の一般式〔式中、X 、X
は等しいか互いに異なり、−CH−または−〇H−〇
−CH2−基であす、Yはハロゲン原子または−OH基
であり、Rは炭素数4〜16を有するアルキルまたはア
リールまたはアルケニル基であり、nはO〜6(両端包
含)の整数である〕 に入る化合物である。 前記化合物は、既知であり、そして文献、例えばr K
unststoffe J 、 52 、1962、第
19頁〜第21頁並びに米国特許第1.996,069
号明細占、第2,364.192号明細書に記載の技術
に従ってアルキルフェノールをホルムアルデヒドと縮合
することによって生成され得る。 前記化合物およびそれらの製法についての更に他の言及
は、「Caoutchoucs et plastiq
ues J 。 No、599.1980年3月、第73頁および[In
dustrial and enginccring
ChemistryJ 、第51巻第8号、1959年
8月、第937頁およびカースウIJしによる本[Ph
cnoplasts J 、インターサイエンス・パブ
リッジせ−ズ、ニコーコーク、1947年に見出される
。 それ故、本発明の目的は、オレフィン系重合体および2
種のオレフィン系単3体と1種のジエン単量体とからな
る不飽和エラストマー三元共重合体からなる組成物を、
前記エクス1ヘマー三元共重合体の架橋または加硫系の
存在下に(前記系は前記三元共重合体の100ffl−
ilit部に対して1〜20重最部の前に定義のような
非ハロゲン化フェノール樹脂および更に酸化亜鉛および
p−トルエンスルホン酸からなり、酸化亜鉛/フェノー
ル樹脂の1[比は0.5:1から6=1であり、モして
p−トルエンスルホン酸/フェノール樹脂の重広比は0
.01:1から0.4:1である)、オレフィン系重合
体を溶融するのに十分な温度において、均一混合物を得
るのに十分な時間素線りおよび(または)混合に付し、
次いで1ラストマ一三元共重合体が少なくとも架橋する
温度において混合または素練りを続けることからなる塑
弾性組成物の製造法である。・ 素練りおよび(または)混合および架橋ブOセスは、密
閉式ミキサー中または押出機中、または造粒機と組み合
わされた密閉式ミキサーからなるシステムのいずれかで
達成され得る。順々に配置された複数の装置内で加工す
ることも可能であり、第一組の装置においては組成物の
完全な混合および均質化が達成され、一方他の組の装置
においては架橋が混合または素練りを依然として続けな
がら達成される。 架橋前の混合または索練り操作は、溶融プラストマー成
分内へのエラストマーの完全かつ均一な混合を得ること
を目的とし、粒子の形のエラス(・マーはμの大きさ、
好ましくは0.5〜1μを有する。 一般に、架橋温度は、170〜220℃である。 架4−r&温を良での本線り期間は、エラストマーに望
まれる架橋度に依存する。 好ましくは、最終組成物中の架橋エラストマーの■は、
組成物に存在づ−るエラストマーの仝ωの80〜100
唄i%、好ましくは96〜100Φル%に維持される。 鉱物充填剤、カーボンブラック、着色顔料、可塑剤、安
定剤、エクステンダー油、および一般にEPDMゴムを
ベースとする組成物の如何なる他の古典的成分も、索練
りおよび架橋を受ける混合物に存在できる。 〔発明の実施例〕 以下の例は、本発明を例示するために与えられる。本発
明は、これらの例には限定されない。 例 1 表1に示されるiの以下の重合体成分を使用して、密閉
式ミキサー内で加工することによって塑弾性組成物を調
装りる。 プロピレン28車楢%とエチレン67.2Φ量%とエチ
リデンノルボルネン4.8重量%とからなり、密度0.
88LiJ/cc、ムーニー結反(ML121℃)30
を右し、パラフィン油30重量%で増量されたEPDM
エラストマー M18.5を有するポリプロピレン 市場で5P1045Pとして既知・のレゾール型のp−
オクチルフェノール−ボルムアルデヒド樹脂 重合体成分をずべて一緒にミキサ゛−に供給し、短い混
合期間後、混合物にフェノール樹脂、酸化亜鉛、p−ト
ルエンスルホン酸、更に他の樋のパラフィン油、および
所望ならば充填剤を添加する。 エラストマーの所望の架橋度が得られるまで、混合操作
を架橋温度で続iJる。 架橋工程で達成される温度は、190〜220℃である
。 次いで、組成物をミキサーから排出し、以下の測定に付
す。 125℃のキシレン中での溶解度試験による架IEPD
Mの% 押出機での押出試験におりる頭部圧力を測定することに
よる加工性 これらの試験において、押出機は、230℃で作動し、
直径2#およびL / D比20の紡糸口金、生産速度
9.5CC/分を右するTR15型(−軸、直径15M
)を有していた。 射出成形ΔSTM/I試利からバンチされた試験片につ
いて標*ASTM D−412に従って23℃で測定
された200%での永久伸び△STM D−395に
従って100℃で22時間後の圧縮永久歪 150℃の炉中での耐熱酸化性 表1に、混合に使用される製品の星の他に、得られた組
成物の性質も報告されている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、オレフィン系重合体および2種のオレフィン系単量
体と1種のジエン単量体とからなる不飽和エラストマー
三元共重合体からなる混合物を、前記不飽和三元共重合
体100部に対して1〜20重量部の非ハロゲン化フェ
ノール樹脂および更に酸化亜鉛およびp−トルエンスル
ホン酸からなる架橋系の存在下に(酸化亜鉛/フェノー
ル樹脂の重量比は0.5:1から6:1であり、p−ト
ルエンスルホン酸/フェノール樹脂の重量比は0.1:
1から0.4:1である)、前記オレフィン系重合体を
溶融するのに十分な温度において均一混合物を得るのに
十分な時間混合または素練りに付し、次いで混合または
素練りをエラストマー三元共重合体の少なくとも部分的
架橋が生ずる温度において続けることを特徴とする、塑
弾性組成物の製造法。 2、オレフィン系重合体および不飽和エラストマー三元
共重合体が、20:80から70:30の重量比で存在
する、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3、オレフィン系重合体および不飽和エラストマー三元
共重合体が、25:75から60:40の重量比で存在
する、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 4、不飽和エラストマー三元共重合体が、エチレン、プ
ロピレンおよびエチリデンノルボルネンからなる、特許
請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記載の方法
。 5、酸化亜鉛/フェノール樹脂の重量比が、2:1から
5:1である、特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれ
か1項に記載の方法。 6、フェノール樹脂が、不飽和エラストマー三元共重合
体100重量部に対して5〜15重量部の量で存在する
、特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載
の方法。
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