TW201714943A - 包含超高分子量聚乙烯之熱塑性彈性體組成物及其製造方法 - Google Patents

包含超高分子量聚乙烯之熱塑性彈性體組成物及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種熱塑性彈性體組成物,其包含30至60重量%之熱塑性硫化橡膠、5至25重量%之熱塑性樹脂、5至25重量%之高密度聚乙烯、及5至40重量%之超高分子量聚乙烯。該熱塑性彈性體組成物特別可用於形成積層物,諸如玻璃滑道(glass run channel)之條片披覆積層物。

Description

包含超高分子量聚乙烯之熱塑性彈性體組成物及其製造方法 優先權
本發明主張於2015年6月19日提出申請之USSN 62/182136的優先權及權益,其係以引用方式併入本文中。
本文提供包含熱塑性硫化橡膠及超高分子量聚乙烯之摻合物的熱塑性彈性體組成物。該熱塑性彈性體組成物可用於窗道應用,及特別是用於窗道應用中之條片披覆層。
熱塑性彈性體組成物(諸如熱塑性硫化橡膠)已用於廣範圍目的,包括汽車零件,諸如擋風止水條(weatherstripping)及窗道,亦已知為玻璃滑道(「GRC」)。窗道通常係由提供整體或及環境(例如雨)及/ 或聲音(例如來自風的噪音)密封之軟質彈性材料製成。在汽車應用中,窗道亦提供可伸縮窗可抵靠以滑動及密封的表面。因此,除了提供對於雨及風的適當密封之外,希望窗道抗磨耗,且證實低摩擦係數以使窗能平順移動(即,開啟及關閉)。
窗道經常製成具有條片披覆層,諸如施加在基材層(通常為橡膠材料)上的膜層或共擠出層。條片披覆層已製成含有各式各樣調配物。例如,條片披覆層係從彈性體及聚矽氧化合物(諸如聚矽氧油)之摻合物製成。然而,當通過模具模製/擠出組成物時,由於聚矽氧化合物經常黏附至該模具而導致形成液滴及團塊,故會發生問題。該液滴及團塊然後會垂在該擠出模製品上或局部出形在該模製品表面上,形成鱗片狀斑紋圖案及大型條紋。另外,隨著時間,聚矽氧化合物會流在條片披覆層表面上,然後在窗玻璃重複開/關期間聚矽氧油會被移除,導致窗道的滑動耐久性惡化。
已在基材材料表面上製造為超高分子量聚乙烯(「UHMWPE」)樹脂之共擠出層的額外條片披覆層。然而,UHMWPE本身於擠出時的熔融黏度太高而無法均勻地形成薄披覆層。因此,表披覆層粗糙,造成不利的外觀。另外,重複開關門/窗會導致該披覆層之表面外觀的不想要之白化、龜裂、及不規則物。
美國專利5,447,671號描述窗玻璃之邊緣構件,其中粗糙表面接觸層包括具有大粒度及小粒度以及不 同熔點的合成樹脂之摻合物。美國專利6,146,739號描述包括滑動樹脂層之玻璃滑道,該滑動樹脂層包括固有黏度為7至40dl/g之超高分子量聚乙烯、固有黏度為0.1至5dl/g之聚烯烴、及熱塑性彈性體的摻合物。美國專利6,706,385號描述藉由摻合熱塑性烯烴彈性體、及粒徑為1至10mm之超高分子量聚烯烴、及粒徑為1至100μm之超高分子量聚乙烯粉末所獲得的滑動構件。
額外背景參考資料包括美國專利5,110,685號;5,343,655號;5,378,543號;5,441,685號;5,424,019號;6,115,967號;6,368,700號;6,497,960號;6,499,256號;6,534,147號;6,660,360號;6,866,939號;及8,334,344號;美國專利申請案公開2004/006170號;PCT公開WO2013/169485號;日本專利2909799 B2號、3055111 B2號、3463160 B2號、及3622888 B2號、3945248 B2號、3994611 B2號;及日本專利申請案公開2000-025087號、2000-026668號、及2000-053826號。
仍需要經改良之耐候性密封件及窗道,特別是耐候性密封件及窗道的條片披覆層。特別是,需要具有所希望表面外觀及展現良好交換係數及滑動性能的條片披覆層。
本文提供包含熱塑性硫化橡膠及超高分子量聚乙烯之熱塑性彈性體組成物。例如,該熱塑性彈性體組成 物可包含30至60重量%之熱塑性硫化橡膠、5至25重量%之熱塑性樹脂、5至25重量%之高密度聚乙烯、及5至40重量%之超高分子量聚乙烯。在一些實施態樣中,該熱塑性硫化橡膠可包含20至60重量%之熱塑性樹脂、10至40重量%之橡膠、及15至50重量%之油。
在一些實施態樣中,該熱塑性彈性體組成物可包含5至30重量%、或7至15重量%之超高分子量聚乙烯。在一些實施態樣中,超高分子量聚乙烯具有小於75μm之平均粒度。在一些實施態樣中,超高分子量聚乙烯具有大於1,500,000g/mol的重量平均分子量。
熱塑性彈性體組成物特別可用於形成積層物,諸如玻璃滑道之條片披覆層積層物。例如,該積層物可包含含有熱塑性硫化橡膠之第一層及含有熱塑性彈性體組成物之第二層。在一些實施態樣中,該積層物之條片披覆層(即,該包含熱塑性彈性體組成物之層)可具有1至6μm之表面粗糙度及/或在乾燥條件下為小於0.5之動摩擦係數。
發明詳細說明
茲描述本發明之各種特殊實施態樣及版本,包括本文中採用的較佳實施態樣及定義。雖然以下詳細描述提供特殊較佳實施態樣,但熟習本領域之人士將認可該等實施態樣僅為範例,且本發明可以其他方式實施。任何指稱「本發明」可指申請專利範圍所界定之該等實施態樣中 的一或多者,但不一定係指全部。標題之使用僅供便利用途且不限制本發明之範圍。
在本文之詳細說明與申請專利範圍內的所有數值係以「約」或「大約」修飾所指示值,且考慮到具有本領域普通技術之人士預期的實驗誤差與變化。
本文提供包含熱塑性硫化橡膠及超高分子量聚乙烯之摻合物的熱塑性彈性體組成物。該熱塑性彈性體組成物可用於窗道應用,及特別是用於窗道應用中之條片披覆層。較佳係製成含有此等組成物的熱塑性彈性體組成物及積層物在廣溫度範圍內(諸如於乾燥、潮濕、及半潮濕條件下從-30至80℃)於玻璃上可具有低摩擦係數。另外,製成含有此等組成物的熱塑性彈性體組成物及積層物可具有良好抗磨耗及抗磨損性,同時具有希望的光滑表面外觀。
熱塑性硫化橡膠
本文所述之熱塑性彈性體組成物包含熱塑性硫化橡膠。如本文所使用,「熱塑性硫化橡膠」或「TPV」廣泛定義為包括在熱塑性樹脂內之分散且至少部分硫化橡膠的任何材料。TPV組成物可另外包括油、添加劑及其組合。
如本文所使用之用語「硫化橡膠」意指包括一些已硫化之組分(例如橡膠)的組成物。用語「硫化」在本文中係以最廣義定義,且一般係指在該組成物(例如可交 聯橡膠)全部或一部分已接受某些程度或量之硫化之後的組成物狀態。因此,該用語包括部分及完全硫化二者。硫化之較佳類為下文討論的「動態硫化」,其亦產生「硫化橡膠」。至少在前後文中,用語硫化包括可用於動態硫化之熱及化學二者任何固化(交聯)形式。
如本文所使用之用語「動態硫化」意指與熱塑性樹脂摻合之可固化橡膠在足以塑化混合物之溫度下於剪切條件下的硫化或固化。在較佳實施態樣中,該橡膠同時交聯與作為微米尺寸粒子分散在該熱塑性樹脂內。視固化程度、橡膠對熱塑性樹脂比、橡膠與熱塑性樹脂之相容性、捏合機類型、及混合強度(剪切速率)而定,可能有其他形態,諸如在該塑性基質中的共連續橡膠相。
如本文所使用,「部分硫化」橡膠為在硫化(較佳為動態硫化,例如,TPV之橡膠相的交聯)之後於沸騰二甲苯中可萃取超過5重量百分比(重量%)之可交聯橡膠的橡膠。例如,在包含部分硫化橡膠之TPV中,於沸騰二甲苯中從該TPV試樣可萃取至少5重量%且少於20重量%、或30重量%、或50重量%之可交聯橡膠。
較佳地,在固化組成物中之可溶解橡膠的百分比係藉由在沸騰二甲苯中回流試樣、秤重經乾燥殘留物且基於該組成物的認知進行可溶解及不可溶組分的適當校正而測定。因而,經校正初始及最終重量係藉由從可溶解組分的初始重量扣除待硫化橡膠以外者(諸如增量油、塑化劑、及該組成物可溶解於有機溶劑中之組分)、以及不打 算固化之熱塑性組分而獲得。任何不可溶顏料、填料等從從初始及最終重量扣除。當計算固化組成物中的可溶解橡膠之百分比時,從該橡膠扣除可溶解於回流二甲苯中之未固化橡膠中的任何材料。測定可萃取橡膠之百分比的技術之進一步描述係示於美國專利4,311,628號中,且該等專利中之一部分係以引用方式併入。
如本文所使用,「完全硫化」(或完全固化或完全交聯)橡膠為在硫化(較佳為動態硫化,例如,TPV之橡膠相的交聯)之後於沸騰二甲苯中可萃取少於5重量%之可交聯橡膠的橡膠。例如,在包含完全硫化橡膠的TPV中,於沸騰二甲苯中從該TPV試樣可萃取少於4重量%、或少於3重量%、或少於2重量%、或少於1重量%之可交聯橡膠。在一些實施態樣中,在包含完全硫化橡膠之TPV中,於沸騰二甲苯中從該TPV試樣可萃取0.5至2.0重量%之可交聯橡膠。
該TPV於熱塑性彈性體組成物中之存在量基於熱塑性彈性體組成物之重量計可大於30重量%、或大於35重量%、或大於40重量%、或大於43重量%、或大於45重量%。該TPV於熱塑性彈性體組成物中之存在量可少於60重量%、或少於55重量%、或少於50重量%、或少於48重量%。在一些實施態樣中,該TPV於熱塑性彈性體組成物中之存在量可為30至60重量%、或40至50重量%、或43至48重量%。
橡膠組分
本文所述之TPV包含橡膠組分。「橡膠組分」可為熟習本領域之人士視為「橡膠」的任何材料,較佳為可交聯橡膠(即,在硫化前)或已交聯橡膠(即,在硫化後)。該橡膠組分可包含一種橡膠或可包含二或多種橡膠之摻合物,其中該等橡膠的組成不同,或組合相同但具有不同性質。
可用橡膠之非限制性實例包括含烯烴橡膠、丁基橡膠、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠、丁二烯橡膠、丙烯腈橡膠、鹵化橡膠(諸如溴化及氯化異丁烯-異戊二烯共聚物橡膠)、丁二烯-苯乙烯-乙烯基吡啶橡膠、胺甲酸酯橡膠、聚異戊二烯橡膠、表氯醇三元共聚物橡膠、聚氯平橡膠、及其混合物。在較佳實施態樣中,該橡膠為含烯烴橡膠,諸如乙烯-α-烯烴共聚物橡膠,諸如乙烯-α-烯烴-二烯橡膠。
該橡膠可為包含具有3至8個碳原子之α-烯烴(諸如例如丙烯)的乙烯-α-烯烴共聚物橡膠。該乙烯-α-烯烴橡膠可含有基於該乙烯-α-烯烴橡膠之重量計為至少50重量%、或至少55重量%、或至少60重量%之乙烯衍生的單元,其餘單元為α-烯烴衍生者。
在較佳實施態樣中,該橡膠組分包含乙烯-α-烯烴二烯橡膠。該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可包含具有3至8個碳原子之α-烯烴。在較佳實施態樣中,該α-烯烴為丙烯,而該橡膠為乙烯-丙烯-二烯橡膠(「EPDM」)。較佳 地,在該乙烯-α-烯烴二烯橡膠中之二烯為非共軛二烯。適用之非共軛二烯包括5-亞乙基-2-降莰烯(「ENB」);1,4-己二烯;5-m乙烯-2-降莰烯;1,6-辛二烯;5-甲基-1,4-己二烯;3,7-二甲基-1,6-辛二烯;1,3-環戊二烯;1,4-環己二烯;二環戊二烯(「DCPD」);5-乙烯基-2-降莰烯(「VNB」);二乙烯基苯;及其組合。在一些實施態樣中,該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠包含從ENB、VNB、或其組合衍生之二烯衍生單元。在較佳實施態樣中,乙烯-α-烯烴-二烯橡膠基本上由從乙烯、丙烯、及ENB衍生之單元組成、或只由從乙烯、丙烯、及ENB衍生之單元組成。
該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可含有基於該乙烯-α-烯烴二烯橡膠之重量計為至少50重量%、或至少55重量%、或至少60重量%的乙烯衍生單元。在一些實施態樣中,該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠含有以該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的重量計為50至90重量%之乙烯衍生單元、或50至85重量%、或55至80重量%、或55至75重量%、或60至70重量%之乙烯衍生單元,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。該共聚物中之乙烯衍生單元的量可根據ASTM D3900測定。在該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠中,二烯衍生單元之存在量基於該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之重量計可為至少0.1重量%、或至少1重量%、或至少2重量%、或至少3重量%、或至少4重量%。在一些實施態樣中,該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可含有基於該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之重量計為約0.1至約10重量%、或約1 至約9重量%、或約2至約8重量%、或約3至約7重量%、或約4至約6重量%之二烯衍生單元,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。二烯衍生單元之重量%可根據ASTM D-6047測定。該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之其餘部分一般係由從α-烯烴(諸如丙烯)衍生的單元構成。因此,該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可含有基於該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之重量計為至少10重量%、或至少15重量%、或至少20重量%、或至少25重量%、或至少30重量%之α-烯烴衍生單元。在一些實施態樣中,該乙烯-α-烯烴二烯橡膠可含有基於該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之重量計為約10至約50重量%、或約15至約45重量%、或約20至約40重量%、或約25至約35重量%之α-烯烴衍生單元,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
該乙烯-α-烯烴橡膠或該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可具有大於100,000、或大於200,000、或大於400,000、或大於600,000道耳頓之重量平均分子量(Mw)。乙烯-α-烯烴橡膠或該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之Mw可小於1,200,000、或小於1,000,000、或小於900,000、或小於800,000道耳頓。可用之乙烯-α-烯烴橡膠及乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可具有大於20,000、或大於60,000、或大於100,000、或大於150,000道耳頓之數量平均分子量(Mn)。乙烯-α-烯烴橡膠或該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之Mn可小於500,000、或小於400,000、或小於300,000、或小於250,000道耳頓。用於測定分子量(Mn、Mw、及Mz)及分 子量分布(MWD)之技術可見美國專利4,540,753號(其係以引用方式併入本文中)以及其中引用的參考文獻,及Macromolecules(1988,第21卷,第3360頁,Ver Strate等人,其亦係以引用方式併入本文中)以及其中引用的參考文獻。
該乙烯-α-烯烴橡膠或該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之特徵亦可為根據ASTM D-1646的孟納黏度(於125℃之ML(1+4))係約10至約250、或約20至約100、或約30至約75、或約40至約60,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。如本文所使用,孟納黏度使用以下格式記錄:轉子(在測量溫度(以℃表示)下之[預熱時間(以分鐘表示)]+[剪切時間(以分鐘表示)],諸如ML(於125℃之1+4)表示根據ASTM D1646-99(例如預熱時間為1分鐘且剪切時間為4分鐘,於125℃之溫度)使用ML或大轉子測定之孟納黏度。在一些實施態樣中,該乙烯-α-烯烴橡膠或該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠經油增量且該經油增量之橡膠的孟納黏度為10至約250、或約20至約100、或約30至約75、或約40至約60,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
該乙烯-α-烯烴橡膠或該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之特徵可為具有根據ASTM D-1601於135℃之十氫萘中測量的固有黏度為約1至約8dl/g、或約3至約7dl/g、或約4至約6.5dl/g,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
該乙烯-α-烯烴橡膠或該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠之特徵可為根據ASTM E-1356藉由微差掃描熱量測定法(DSC)所測定的玻璃轉化溫度(Tg)係低於-20℃、或低於-30℃、或低於-50℃、或約-20至約-60℃。
本文所述之乙烯-α-烯烴及乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可藉由使用各式技術製造或合成。例如,該等共聚物可藉由使用運用各種觸媒系統之溶液、漿體、或氣相聚合技術合成。範例觸媒包括戚格勒-納他(Ziegler-Natta)系統(諸如包括釩觸媒者),以及單位點觸媒,包括受限幾何形狀觸媒、或二茂金屬觸媒。可用之乙烯-α-烯烴橡膠及乙烯-α-烯烴-二烯橡膠包括以商標名VistalonTM(ExxonMobil Chemical Co.;德州休士頓)、KeltanTM(DSM Copolymers)、NordelTM IP(Dow)、NordelTM MG(Dow)、RoyaleneTM(Lion Copolymer)、及BunaTM(Lanxess)市售之橡膠的一些等級。
該橡膠組分於該TPV中之存在量基於該TPV組成物的總重計可為低約10重量%、15重量%、20重量%、或25重量%至高約30重量%、35重量%、40重量%、或45重量%,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。在一些實施態樣中,該橡膠組分可基本上由乙烯-α-烯烴-二烯橡膠組成或僅由乙烯-α-烯烴-二烯橡膠組成,而該TPV可含有基於導TPV之重量計低為20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%或25重量%至高為約29重量%、30重量%、31重量%、32重量 %、33重量%、34重量%、或35重量%之該乙烯-α-烯烴-二烯橡膠,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
熱塑性樹脂組分
該TPV亦含有一或多種熱塑性樹脂。該熱塑性樹脂可為並非本文所述之「橡膠」的任何材料。例如,該熱塑性樹脂可為熟習本領域之人士認為性質為熱塑性的聚合物或聚合物摻合物,例如當曝露於熱時軟化而當冷卻至室溫時返回其原有狀態的聚合物。
範例熱塑性樹脂可為從單烯烴單體所製備之聚烯烴,該等單體包括但不局限於具有2至7個碳原子之單體,諸如乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-己烯、其混合物;以及其共聚物。較佳地,該烯烴熱塑性樹脂係未硫化或非交聯。
在較佳實施態樣中,該熱塑性樹脂組分另外包含聚丙烯。較佳地,本文所述之組成物中所使用的聚丙烯具有高於110℃之熔點,且包括至少90重量%之丙烯衍生單元。該聚丙烯亦可包括同排、雜排、或對排順序,且較佳包括同排順序。該聚丙烯可只從丙烯單體衍生(即,僅具有丙烯衍生單元),或包含至少90重量%、或至少93重量%、或至少95重量%、或至少97重量%、或至少98重量%、或至少99重量%之丙烯衍生單元,其餘部分係從烯 烴(諸如乙烯及/或C4-C10 α-烯烴)衍生。
該熱塑性樹脂可具有藉由DSC測量為至少110℃、或至少120℃、或至少130℃,且範圍可為110℃至170℃或更高之熔融溫度。
該熱塑性樹脂可具有以ASTM D1238在230℃且2.16kg重量下測量為約0.1至100g/10min的熔融流率「MFR」。在較佳實施態樣中,該額外熱塑性樹脂可為部分MFR(fractional MFR),此種聚丙烯具有低於約2g/10min、或低於約1.5g/10min、或低於約1g/10min之部分MFR。該TPV亦可包含熱塑性樹脂,諸如MFR為低約25、26、27、28、29、30、31、32、或33g/10min至高為約37、38、39、40、41、42、43、44、或45g/10min之聚丙烯,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。在一些實施態樣中,該TPV可另外包含熱塑性樹脂,諸如MFR為低約5、10、或15g/10min至高為約20、25、或30g/10min之聚丙烯,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
在一些實施態樣中,該熱塑性樹脂組分可另外包含以丙烯為底之彈性體(「PBE」)。該PBE可包含丙烯及約5至約30重量%之一或多種選自乙烯及/或C4-C12 α-烯烴的共聚單體。該PBE可具有低於約110℃、低於約100℃、低於約90℃、低於約80℃、低於約70℃、低於約65℃、低於約60℃之熔融溫度(以DSC測量)。該PBE之特徵可為低於約60J/g、低於約50J/g、低於約40 J/g、低於約35J/g、低於約30J/g、低於約25J/g、低於約20J/g、低於約15J/g之Hf。該PBE較佳係使用均勻條件製備,諸如連續溶液聚合法。製備丙烯為底之聚合物的範例方法可見美國專利6,881,800號;7,803,876號;8,013,069號;及8,026,323號,以及PCT公開案WO 2011/087729;WO 2011/087730;及WO 2011/087731。
在一些實施態樣中,該TPV之熱塑性相可另外包含是為具有約9重量%至約15重量%或約10至約12重量%之乙烯衍生單元以及具有以下性質中至少三項、或至少四項、或至少五項、或至少六項、或至少七項、或全部八項的丙烯-乙烯共聚物之PBE:(i)Tm為約45至約65℃、或約50至約60℃、或約52至約58℃;(ii)Hf為約1.0至約25J/g、為約5.0至約20J/g、為約10至20J/g、或約12至約18J/g;(iii)MI為約0.5至約3.0g/10min或為約0.75至約2.0g/10min;(iv)MFR為約0.5至約7.0g/10min、或約1.0至約6.0g/10min、或約2.0至約5.0g/10min;(v)Mw為約240,000至約300,000道耳頓、或約250,000至約280,000道耳頓、或約260,000至約270,000道耳頓;(vi)Mn為約110,000至約140,000道耳頓、為約115,000至約135,000道耳頓、或約120,000至約130,000道耳頓;(vii)Mz為約370,000至約420,000道耳頓、為約380,000至約410,000道耳頓、或約385,000至約400,000道耳頓;及/或(viii)孟納黏度為約10至約40、或約15至約37、或約20至約35、或約25至約 30。
該熱塑性樹脂組分於TPV中之存在量基於該TPV組成物的總重計可為低為約10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、或35重量%至高為約40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、或60重量%,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
本文之熱塑性硫化橡膠另外包含油,諸如製程油及增量油。相較於是為在硫化之前與橡膠預摻合以增加該橡膠的油之增量油,如本文所使用之製程油係直接添加至該硫化程序。
可使用之油包括烴油及塑化劑,諸如有機酯及合成塑化劑。許多添加劑油係衍生自石油餾分,且視其是否在石蠟油、環烷油、或芳族油之類別而具有特別的名稱。其他類型之添加劑油包括α-烯烴合成油,諸如液態聚丁烯。亦可使用以石油為底之油以外的添加劑油,諸如衍生自煤溚及松溚之油,以及合成油,例如聚烯烴材料。
油在該TPV中之存在量可為每100重量份該橡膠組分及熱塑性組分的總重之約5至約300重量份、或30至250重量份、或70至200重量份,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
在一些實施態樣中,油於該TPV中之存在量基於該TPV總重計可為低為約10重量%、或15重量%、 或20重量%、或25重量%、或30重量%、至高為約40重量%、或45重量%、或50重量%、或55重量%,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
或者,所使用之油量可基於在引入固化劑(curative)之前引入該硫化程序的油(「固化前之油」)的量、與該固化劑一起引入之油、以及在引入該固化劑之後引入該硫化程序之油(「固化後之油」)的量來界定。該固化前之油可為來自經油增量油及/或在添加該固化劑之前直接引入該硫化程序之製程油的油。例如,固化前之油的量之範圍基於該TPV中的油總量計可為低為約55重量%、或56重量%、或57重量%、或58重量%、或59重量%、或60重量%至高為約65重量%、或66重量%、或67重量%、或68重量%、或69重量%、或70重量%,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。例如,固化後之油的量之範圍基於該TPV中的油總量計可為低為約25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%、30重量%、或31重量%、至高為約40重量%、或41重量%、或42重量%、或43重量%、或44重量%、或45重量%、或46重量%,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。例如,與該固化劑一起引入之油的量之範圍基於該TPV中的油總量計可為低為1重量%、或2重量%、或3重量%、或4重量%、至高為約7重量%、或8重量%、或9重量%、或10重量%,其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。
硫化劑
可使用能固化或交聯用於製備該TPV之橡膠的任何硫化劑。例如,該固化劑(cure agent)可包括過氧化物、酚樹脂、自由基固化劑、矽氫化固化劑、或其他慣常使用的固化劑。
在較佳實施態樣中,該TPV係使用酚樹脂硫化劑固化。該較佳酚樹脂固化劑可稱為可溶酚醛樹脂,其係藉由在鹼性介質中縮合經烷基取代之酚或未經取代之酚與醛(較佳為甲醛)、或縮合雙官能基酚二醇製成。該經烷基取代之酚的烷基取代基可含有1至約10個碳原子。以在對位經含有1至約10個碳原子之烷基取代的二羥甲基酚或酚樹脂為佳。在一些實施態樣中,使用辛基酚及壬基酚-甲醛樹脂之摻合物。該摻合物可包括25重量%至40重量%之辛基酚,以及75重量%至60重量%之壬基酚,更佳地,該摻合物包括30重量%至35重量%之辛基酚及70重量%至65重量%之壬基酚。在一些實施態樣中,該摻合物包括約33重量%之辛基酚-甲醛及約67重量%之壬基酚甲醛樹脂,其中該辛基酚及壬基酚各包括羥甲基。該摻合物可以約30%固體溶解於石蠟油中。
可用之酚樹脂可以商標名SP-1044、SP-1045(Schenectady International;Schenectady,NY)獲得,其可稱為烷基酚-甲醛樹脂(亦可獲得商標名為HRJ-14247A之30/70重量百分比石蠟油溶液)。SP-1045被視為含有羥甲 基之辛基酚-甲醛樹脂。該SP-1044及SP-1045樹脂被視為基本上無鹵素取代基或殘留鹵素化合物。「基本上無鹵素取代基」意指該樹脂提供可僅含有微量含鹵素化合物之非鹵化樹脂。
該固化劑可與固化加速劑、金屬氧化物、酸清除劑、及/或聚合物安定劑結合使用。可用之固化加速劑包括金屬鹵化物,諸如氯化錫(II)、氯化錫(II)酐、氯化錫(II)二水合物、及氯化鐵。該固化加速劑可用以提高該TPV的硫化程度,及在一些實施態樣中可添加之量基於該TPV的總重計為少於1重量%。在較佳實施態樣中,該固化加速劑包含氯化錫(II)。在一些實施態樣中,該固化加速劑係引入該硫化程序作為母料的一部分。
在一些實施態樣中,金屬氧化物可添加至該硫化程序。據信該金屬氧化物可作為該硫化程序中的防焦劑。可用之金屬氧化物包括平均粒徑為約0.05至約0.15μm之鋅氧化物。可用之氧化鋅在市面上可以商標名KadoxTM 911(Horsehead Corp.)獲得。
在一些實施態樣中,該固化劑(諸如酚樹脂)係與酸清除劑結合使用。該酸清除劑可在已達到所希望的固化程度之後在該固化劑下游添加。可用之酸清除劑包括水滑石。可使用合成及天然水滑石二者。範例天然水滑石可以式Mg6Al2(OH)1-6CO3.4H2O表示。合成水滑石化合物(據信具有下式:Mg4.3Al2(OH)12.6CO3mH2O或Mg4.5Al2(OH)13CO3.3.5H2O)可以商標名DHT-4ATM或 KyowaadTM 1000(Kyowa,日本)獲得。其他商業實例為可以商標名AlcamizerTM(Kyowa)獲得者。
該固化劑(諸如酚樹脂)可以溶液或作為分散液一部分引入該硫化程序。在較佳實施態樣中,該固化劑係呈固化劑/樹脂係分散及/或溶解於製程油中之油分散液/溶液(諸如於油中的固化劑或於油中的酚樹脂)引入該硫化程序。所使用之製程油可為礦油,諸如芳族礦油、環烷礦油、石蠟礦油、或其組合。
硫化劑可以有利於在該橡膠相內產生所希望量之固化的量存在。在特定實施態樣中,該硫化劑之存在量為0.01phr至50phr、或0.05phr至40phr、或0.1phr至30phr、或0.5phr至25phr、或1.0phr至20phr、或1.5phr至15phr、或2.0phr至10phr。
在使用酚樹脂之實施態樣中,該酚樹脂可用量可為每100重量份橡膠約0.1至10重量份、或約2至約6重量份、或約3至約5重量份、或約4至約5重量份。氯化錫(II)之補充量可包括每100重量份橡膠約0.5至約2.0重量份、或約1.0至約1.5重量份、或約1.2至約1.3重量份。可結合使用約0.1至約6.0重量份、或約1.0至約5.0重量份、或約2.0至約4.0重量份之氧化鋅。在一或多種實施態樣中,與酚系固化劑一起使用之橡膠包括從5-亞乙基-2-降莰烯衍生之二烯單元。
添加劑
該TPV可另外包含一或多種添加劑。該等添加劑可於除了可存在於用以製造該TPV之橡膠及熱塑性樹脂組成物中的添加劑之外存在,或替代用以製造該TPV之橡膠及熱塑性樹脂組成物中的添加劑存在。適用之添加劑包括但不局限於塑化劑、填料、及處理助劑。
該TPV組成物亦可包括強化及非強化填料、抗氧化劑、安定劑、抗結塊劑、抗靜電劑、蠟、發泡劑、顏料、阻燃劑、及橡膠配料技術中已知的其他處理助劑。可使用之填料及增量劑包括慣用無機物,諸如碳酸鈣、黏土、矽石、滑石、二氧化鈦、碳黑、以及有機及無機奈米級填料。可添加填料(諸如碳黑)作為母料一部分,及例如,可與載體(諸如聚丙烯)結合添加。
在一或多個實施態樣中,該TPV包括基於該TPV之重量計為至少約5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、或10重量%之一或多種填料,諸如碳酸鈣、黏土、矽石、滑石、二氧化鈦、碳黑、及其摻合物。在較佳實施態樣中,該TPV包括黏土及/或碳黑之量範圍基於該TPV之總重計為低為約5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、或10重量%至高為約15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、或20重量%。
製造熱塑性硫化橡膠
可使用製造TPV之任何方法。在一或多個實 施態樣中,個別材料及組分(諸如一或多種橡膠組分、熱塑性樹脂組分、添加劑油、固化劑、其他添加劑等)可藉由在加熱至高於該熱塑性樹脂組分的熔融溫度之混合機中以任何順序熔體混合而摻合。
該一或多種組分、熱塑性樹脂組分、及固化劑可作為個別進料流、作為翻滾摻合物、或作為母料添加至已加熱混合機。該一或多種熱塑性樹脂組分可在固化前添加或在固化前及固化後之間分成任何部分添加。該添加劑油(例如製程油)可在固化前、固化後的捏煉(mastication)期間、或在固化前及固化後之間分成任何部分添加。
較佳地,該一或多種固化劑係在熔體溫度之目標範圍內於特定時間期間(<120秒)併入該熔體。該一或多種固化劑可使用任何適用技術添加,諸如作為於可相容製程油中之溶液藉由注射、作為純固體、作為純熔體、或作為母料添加。
一或多種填料或其他添加劑可在固化之前、期間或之後引入該熔體。會干擾該固化劑之添加劑、填料或其他化合物應在固化達到所希望水準之後才添加。較佳地,該等添加劑係作為在可相容橡膠製程油中之漿體或糊劑添加至該熔體。該等組分之粉末摻合物或母料可在蠟或聚合物載體中製備以促進計量加入及混合。在該熔體固化及充分混合之後,該熔體摻合物可使用以下技術處理以形成彈性結構:碾磨、切碎、擠出、粒化、射出成形、或任何其他希望的技術。用於製造TPV組成物之額外細節係 描述於美國專利4,594,390號。
可使用用於製造TPV之任何方法,只要丙烯共聚物係在可交聯橡膠動態硫化之前添加即可。例如,個別材料及組分(諸如一或多種橡膠組分、聚烯烴熱塑性樹脂組分、熱塑性改質劑,包括丙烯共聚物、固化劑、添加劑油、及其他添加劑)可在高於該熱塑性組分之熔融溫度的溫度下混合以形成熔體。範例混合設備包括:具有捏合機或具有一或多個混合尖端或橫桿之混合構件的擠出機、具有一或多個螺桿之擠出機、及共轉或對轉型之擠出機。適用之混合設備亦包括例如BrabenderTM混合機、BanburyTM混合機、Buss混合機及捏合機,以及Farrell連續混合機。該等混合設備之一或多者(包括擠出機)可串聯使用。
該一或多種聚烯烴熱塑性樹脂組分、熱塑性改質劑、橡膠組分、及固化劑可作為個別進料流、作為翻滾摻合物、或作為母料添加至已加熱混合機。該一或多種聚烯烴熱塑性樹脂組分可在固化前、固化後、或在固化前及固化後之間分成任何部分添加。同樣地,該一或多種熱塑性改質劑(包括部分該一或多個丙烯共聚物)可在固化前、固化後、或在固化前及固化後之間分成任何部分添加。該添加劑油(例如製程油)可在固化前、固化後的捏煉期間、或在固化前及固化後之間分成任何部分添加。
較佳地,該一或多種固化劑係在熔體溫度之目標範圍內於特定時間期間(<120秒)併入該熔體。該一或多 種固化劑可使用任何適用技術添加,諸如作為於可相容製程油中之溶液藉由注射、作為純固體、作為純熔體、或作為母料添加。在使用過氧化物固化劑之情況下,將該橡膠組分、過氧化物固化劑及足夠的用以提該橡膠分散於其中之塑性基質的該一或多種熱塑性樹脂組分摻合以形成熔體。一旦獲致所希望的固化水準,其餘該一或多種熱塑性樹脂組分係分成任何部分添加以避免該一或多種熱塑性樹脂組分之任何意外斷裂或交聯。用於單螺桿或雙螺桿擠出機之側進料機係用以添加該熱塑性樹脂組分的其餘部分。在該情況下,側進料機較佳係定位在該擠出機內已獲得所希望固化水準之後(下游)。
該一或多種礦物填料及其他添加劑可在固化之前、期間或之後引入該熔體。會干擾該固化劑之添加劑、填料或其他化合物應在固化達到所希望水準之後才添加。較佳地,該一或多種礦物填料及其他添加劑係作為於可相容橡膠製程油中之漿體或糊劑添加至該熔體。該等組分之粉末摻合物或母料可在蠟或聚合物載體中製備以促進計量加入及混合。側進料機亦可用以添加該一或多種礦物填料及其他添加劑。
離散橡膠相形態所需的混合及性質可經由選擇螺桿設計及螺桿速度來發展。藉由監測熔體溫度或混合期間的混合能或混合矩要求來追蹤硫化(交聯)進展是很方便。混合矩或混合能曲線通常經過最大值,之後該混合可持續以獲致所要的固化水準(狀態)且改善摻合物之可製造 性。在該熔體固化及充分混合之後,該熔體摻合物可使用以下技術處理以形成彈性結構:碾磨、切碎、擠出、粒化、射出成形、或任何其他希望的技術。用於製造TPV之額外細節係描述於美國專利4,594,390號。
超高分子量聚乙烯
本文所述之熱塑性彈性體組成物包含一或多種超高分子量聚乙烯(「UHMWPE」)。該UHMWPE為主要包含乙烯衍生單元之聚乙烯聚合物。在一些實施態樣中,該UHMWPE為乙烯之同元聚合物。在其他實施態樣中,該UHMWPE為乙烯與α-烯烴(諸如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、4-甲基-1-戊烯、或3-甲基-1-戊烯)之共聚物。
該UHMWPE較佳具有大於1,500,000g/mol、或大於1,750,000g/mol、或大於1,850,000g/mol、或大於1,900,000g/mol之重量平均分子量。
該UHMWPE可具有大於0.91g/mol、或大於0.92g/cc、或大於0.93g/cc之密度。在一些實施態樣中,該UHMWPE具有0.91至0.96g/cc、或0.92至0.95g/cc之密度。
該UHMWPE可具有大於0.3g/cc、或大於0.32g/cc、或大於0.35g/cc、或大於0.0.37g/cc之整體比重(ASTM D1895)。
該UHMWPE可具有大於50、或大於55、或大 於57、或大於60之蕭氏D硬度(ASTM D2240)。該UHMWPE可具有低於100、或低於90、或低於80、或低於75之蕭氏D硬度。
該UHMWPE可具有高於100℃、或高於110℃、或高於115℃、或高於120℃、或高於125℃、或高於130℃之熔點(ASTM D3418)。該UHMWPE可具有低於200℃、或低於190℃、或低於180℃、或低於170℃、或低於160℃、或低於150℃、或低於140℃之熔點。
在一些實施態樣中,該UHMWPE可呈粉末或丸粒形式。該UHMWPE可具有小於75μm、或小於70μm、或小於65μm之平均粒徑。該UHMWPE可具有大於10μm、或大於15um、或大於20μm、或大於25μm之平均粒徑。在一些實施態樣中,該UHMWPE可具有40至75μm、或50至70μm、或55至65μm之平均粒徑。在一些實施態樣中,該UHMWPE可具有10至50μm、或15至45μm、或20至40μm、或25至30μm之平均粒徑。
在一些實施態樣中,該UHMWPE可為母料的一部分。
該UHMWPE於該熱塑性彈性體組成物中之存在量可大於5重量%、或大於7重量%、或大於9重量%、或大於10重量%、或大於12重量%。該UHMWPE於該熱塑性彈性體組成物中之存在量可小於40重量%、或小於35重量%、或小於30重量%、或小於25重量%、或 小於20重量%、或小於15重量%、或小於12重量%。在一些實施態樣中,該UHMWPE於熱塑性彈性體組成物中之存在量可為5至40重量%、或5至30重量%、或7至15重量%。
聚合物添加劑
該熱塑性彈性體組成物亦可包含一或多種聚合物添加劑。在較佳實施態樣中,該熱塑性彈性體組成物包含熱塑性樹脂(除了該熱塑性硫化橡膠之熱塑性樹脂組分以外)及高密度聚乙烯。
該熱塑性樹脂可為參考熱塑性硫化橡膠所述的熱塑性樹脂任一者。較佳地,該熱塑性樹脂為聚丙烯。該熱塑性樹脂可具有低為約5、10、或15g/10min至高為約20、25、或30g/10min之熔融流率(MFR),其中希望的範圍可包括任何下限至任何上限之範圍。該熱塑性樹脂於熱塑性彈性體組成物中之存在量可為5至25重量%、或10至20重量%、或12至17重量%。
該熱塑性彈性體組成物較佳包含高密度聚乙烯(「HDPE」)。在一些實施態樣中,該HDPE為乙烯之同元聚合物。在其他實施態樣中,該HDPE為乙烯與α-烯烴(諸如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、4-甲基-1-戊烯、或3-甲基-1-戊烯)之共聚物。
較佳地,該HDPE具有大於0.93g/cc、或大於0.94g/cc、或大於0.95g/cc之密度。在一些實施態樣 中,該HDPE可具有小於0.99g/cc、或小於0.98g/cc、或小於0.97g/cc之密度。
該HDPE可具有小於2g/10min、或小於1g/10min、或小於0.75g/10min、或小於0.5g/10min、或小於0.2g/10min、或小於0.1g/10min之熔融指數(ASTM D1238,190℃;2.16kg)。例如,該HDPE可具有大於0.01g/10min、或大於0.02g/10min、或大於0.03g/10min之熔融指數。
該HDPE可具有大於1g/10min、或大於3g/10min、或大於5g/10min、或大於10g/10min之高負重熔融指數(ASTM D1238;190℃,21.6kg)。例如,該HDPE可具有小於30g/10min、或小於25g/10min、或小於20g/10min、或小於15g/10min之高負重熔融指數。
該HDPE於熱塑性彈性體組成物中之存在量基於熱塑性彈性體組成物之重量計可大於5重量%、或大於7重量%、或大於8重量%、或大於9重量%、或大於10重量%。該HDPE於該熱塑性彈性體組成物中之存在量可小於25重量%、或小於23重量%、或小於22重量%、或小於21重量%、或小於20重量%、或小於19重量%、或小於18重量%、或小於17重量%。在一些實施態樣中,該HDPE於熱塑性彈性體組成物中之存在量可為5至25重量%、或5至20重量%、或10至17重量%。
額外添加劑
該熱塑性彈性體組成物亦可包含一或多種添加劑。該添加劑可為參考上述熱塑性硫化橡膠之添加劑的任一者。
適用之填料及添加劑可包括矽酸鈣、黏土、高嶺土、滑石、矽石、矽藻土、粉狀雲母、硫酸鋇、硫酸鋁、硫酸鈣、鹼式碳酸鎂、玻璃纖維、及碳纖維,條件是該填料之用量少到不會負面影響該熱塑性彈性體組成物之硬度或摩擦係數。可使用之較佳矽石為微粉化矽石、焰製矽石、稱為「白碳」之乾燥程序白碳、濕式程序白碳、及合成矽酸鹽型白碳。矽石提高該彈性體之塔柏磨耗,但改善其滑動及磨損性質,即,降低摩擦係數。較佳地,矽石或任何其他填料之用量少到不會負面影響硬度或摩擦係數,每100份熱塑性彈性體組成物不超過10份,較佳為0.5至5份。
在一些實施態樣中,該熱塑性彈性體組成物另外包含聚矽氧油。例如,該熱塑性彈性體組成物可包含少於5重量%、或少於4重量%、或少於3重量%、或1至5重量%、或1至4重量%、或1至3重量%之聚矽氧油。在一些實施態樣中,該熱塑性彈性體組成物基本上不含額外聚矽氧油(除可包含在該熱塑性硫化橡膠中者以外)。僅含少量(例如,少於3重量%)或基本上不含聚矽氧油之熱塑性彈性體組成物的實施態樣會較佳,原因係該聚矽氧油會使積層物表面產生霜華(bloom)。
可使用之聚矽氧油的實例包括二甲基聚矽氧 油、苯甲基聚矽氧油、氟聚矽氧油、四甲基四苯基三矽氧烷、及經改質聚矽氧油。其中,以二甲基聚矽氧油及苯甲基聚矽氧油為佳。上述聚矽氧油(e)根據日本工業標準K2283於25℃測量之動黏度的範圍為10至30,000cSt,較佳為50至10,000cSt,及又更佳為100至5,000cSt。
可用之有機聚矽氧烷為二甲基聚矽氧烷、甲苯基聚矽氧烷、甲基氫聚矽氧烷、及經改質聚矽氧烷,諸如經環氧基改質、經烷基改質、經胺基改質、經羧基改質、經醇改質、經氟改質、經烷基芳基烷基聚醚改質、經環氧聚醚改質、及經聚醚改質之聚矽氧烷。
熱塑性彈性體組成物
本文所述之熱塑性彈性體組成物包含熱塑性硫化橡膠及一或多種超高分子量聚乙烯。
該組成物可藉由先形成包括至少部分固化且分散於該熱塑性樹脂內之橡膠的熱塑性硫化橡膠原料而製備。如上述,該熱塑性硫化橡膠可藉由動態硫化形成。該UHWMPE、額外的聚合物添加劑(例如額外的熱塑性樹脂及高密度聚乙烯)、以及其他添加劑可隨後添加至該熱塑性硫化橡膠以形成該組成物。在一些實施態樣中,於該熱塑性硫化橡膠呈熔融狀態(即,該熱塑性硫化橡膠在足以獲致該熱塑性樹脂相之流動的溫度)時添加該UHMWPE。
在一或多個實施態樣中,該UHMWPE(以及任何其他額外添加劑)係在該熱塑性硫化橡膠製造期間但在 該橡膠充分固化之後引入該熱塑性硫化橡膠,此獲致該橡膠在該摻合物內的相逆轉。動態硫化可藉由包括比熱塑性樹脂更大體積分率之橡膠開始。如此,該熱塑性樹脂呈不連續相存在。當動態硫化進行時,該橡膠之黏度提高且發生相逆轉。換言之,該熱塑性樹脂相變成連續。在一實施態樣中,該橡膠變成不連續相。在其他實施態樣中,可獲致橡膠與熱塑性樹脂二者均為連續相的共連續形態或假共連續形態。在一實施態樣中,該熱塑性樹脂(例如聚乙烯)係在該消耗約50%固化劑之後,在其他實施態樣中消耗75%之後,及在其他實施態樣中消耗約90%之後添加。在特定實施態樣中,該UHMWPE係在該固化劑完全消耗或已獲致完全固化之後添加。在特定實施態樣中,該熱塑性硫化橡膠從動態硫化直到添加該UHMWPE時係維持其熔融狀態。
在一或多個實施態樣中,該UHMWPE(以及任何其他額外添加劑)係在該熱塑性硫化橡膠已冷卻及隨意地製造(例如,粒化)及再熔融之後引入該熱塑性硫化橡膠。例如,可熔融熱塑性硫化橡膠之丸粒且與該UHMWPE熔融摻合。在特定實施態樣中,首先熔融該熱塑性硫化橡膠,隨後引入該UHMWPE(以及任何其他額外添加劑)。在其他實施態樣中,熱塑性硫化橡膠及一或多種該UHMWPE之丸粒摻合(即,引入),然後將該混合物熔融及摻合。
本文所述之熱塑性彈性體組成物在用於窗道應 用之積層物特別有用,特別是用於窗道之條片披覆層。該積層物包括至少兩層,一層為表層或條片披覆層,而另一層為基材或基底層。該表層包含本文所述之熱塑性彈性體組成物。圖1圖示典型窗道,諸如玻璃滑道。該典型玻璃滑道含有基底材料103及端緣材料(lip material)102。該基底材料及端緣材料分別經條片披覆層101及104覆蓋。
該基材或基底層可包括至少一種特徵為玻璃轉化溫度(Tg)低於周圍溫度,諸如低於0℃、或低於-20℃、或低於-65℃之聚合物。在一些實施態樣中,該基材包括至少一種橡膠態聚合物。在特定實施態樣中,該基材可包括一或多種包括軟或橡膠態片段(即,玻璃轉化溫度低於約0℃之片段)的嵌段共聚物。在其他實施態樣中,該等組成物可包括橡膠態聚合物連同熱塑性聚合物之摻合物。
可用之橡膠態聚合物包括天然或合成橡膠態聚合物。合成橡膠態聚合物包括一或多種共軛二烯之同元聚合物及共軛二烯與乙烯基芳族化合物(諸如苯乙烯)之共聚物。其他可用之橡膠態共聚物包括乙烯、丙烯、及二烯單體的共聚物。該共聚物包括隨機共聚物(例如,苯乙烯-丁二烯橡膠)以及嵌段共聚物(例如,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(S-B-S)及其氫化衍生物(S-E/B-S))二者。在其他實施態樣中,該基材包括聚α-烯烴(例如,聚丙烯)及嵌段共聚物(例如,S-B-S或S-E/B-S);在特別實施態樣中,該等可包括聚烯烴與可交聯/已交聯苯乙烯系嵌段共聚物的摻合物。
在特別實施態樣中,該基材包括熱塑性硫化橡膠,其如本文所描述,通常包括(完全或部分)固化橡膠與熱塑性樹脂之摻合物。在一實施態樣中,該熱塑性硫化橡膠包括分散在連續聚α-烯烴(例如,聚丙烯)相中之乙烯、丙烯、及二烯單體(例如,EPDM)之已固化共聚物。在一些實施態樣中,該基材基本上由熱塑性硫化橡膠組成或由熱塑性硫化橡膠組成。在特別實施態樣中,該基材可包括特徵為蕭氏A硬度大於45、或大於50、或大於55、或大於60、或大於65、或大於70、或大於75之熱塑性硫化橡膠。在該等或其他實施態樣中,該基材係特徵為蕭氏A硬度小於100、或小於95、或小於90、或小於85、或小於80之熱塑性硫化橡膠。在一些實施態樣中,該基材可包含壓縮永久變形(compression set)(ASTM D395B,70℃,22小時,第1型)為小於50%、或小於45%、或小於40%、或小於35%之的熱塑性硫化橡膠。
積層物可藉由使用各式技術製備。在一實施態樣中,本發明之條片披覆層組成物及該基材係共擠出而形成整體積層物。在其他實施態樣中,首先使用各式技術(包括模製或擠出)製備該基材層,然後將該條片披覆層組成物擠出至該基材上。在其他實施態樣中,該條片披覆層組成物及基材可分別擠出,然後彼此層壓。
該條片披覆層之厚度可為約50μm至約150μm、或約75μm至約125μm、或約85μm至約115μm。該基材層之厚度可視該積層物或該玻璃滑道之構造而變 化。
在一或多個實施態樣中,含有本發明之組成物的條片披覆層之特徵可為具有許多有利性質,包括相對低之摩擦係數、經改良表面外觀、經改良抗磨損性、經改良UV安定性、及較不易因應力白化。
在特定實施態樣中,該條片披覆層的有利特徵係展現根據ASTM D1894-99在室溫下於玻璃上為小於0.5、或小於0.4、或小於0.3、或小於0.20、或小於0.19、或小於0.18之動摩擦係數。
同樣的,該條片披覆層之特定實施態樣的有利特徵係展現根據ASTM D1894-99在室溫下於玻璃上為小於0.5、或小於0.4、或小於0.3、小於0.20、或小於0.19、或小於0.18之靜摩擦係數。
又另外,該條片披覆層之特定實施態樣的有利特徵係展現約30至約55、或約35至約50、或約40至約45之蕭氏D硬度。
又,該條片披覆層之特定實施態樣的有利特徵係展現以相對低擠出表面光澤度等級(ESR)證實的經改良表面外觀。ESR可如Ellul等人於"Chemical Surface Treatments Of Natural Rubber And EPDM Thermoplastic Elastomers:Effects On Friction And Adhesion",RUBBER CHEMISTRY AND TECHNOLOGY,第67卷,第4號,第582頁(1994)所述般分析。較佳地,本發明之特定實施態樣的條片披覆層之特徵為具有大於80、或大於90、或大 於100的ESR值(Ra)。在一些實施態樣中,該條片披覆層具有小於150、或小於120、或小於110之ESR值(Ra)。
該條片披覆層可具有小於10μm、或小於9μm、或小於8μm、或小於7μm、或小於6μm之表面粗糙度(μm)。在一些實施態樣中,該條片披覆層可具有1至6μm、或3至6μm之表面粗糙度。
該熱塑性彈性體組成物較佳可具有大於100%、或大於110%、或大於115%、或大於120%之斷裂伸長率。提高之斷裂伸長率可表示當該熱塑性彈性體組成物彎曲時會展現降低的白化。
用於製造耐候性密封件之方法可包括:(i)在第一桶中熔融摻合第一TPV以形成第一TPV熔體;(ii)在適當擠出條件下經由具有預定橫斷面之第一擠出模具擠出該第一TPV熔體,以形成該耐候性密封件之主體;(iii)在第二桶中熔融摻合與該第一TPV相同或不同的第二TPV,以形成第二TPV熔體;(iv)在適當擠出條件下經由具有預定橫斷面之第二擠出模具擠出該第二TPV熔體,以形成條片披覆層;(v)使該主體部分與該條片披覆層接觸;(vi)以及回收主體已整體結合至該條片披覆層之耐候性密封件,該耐候性密封件具有所希望的橫斷面,且該條片披覆層存在於所希望的表面鄰接表面。
5‧‧‧測試方法中所用玻璃片的厚度(0.5mm)
10‧‧‧測試方法中所用條片層材料的厚度(2mm)
30‧‧‧測試方法中所用玻璃片的長寬尺寸(其大於厚度 2mm,小於衝程100mm)
101、104‧‧‧條片披覆層
102‧‧‧端緣材料
103‧‧‧基底材料
圖1為典型玻璃滑道之示意圖。
圖2說明在乾燥條件下測量試樣之摩擦係數(「COF」)的測試方法。
圖3說明在潮濕條件下測量滑動力之測試方法。
圖4說明在潮濕條件下測量玻璃滑道的滑動力之測試方法。
圖5說明結合測試及180°彎曲測試之測試方法。
圖6為由實施例1中之樣本F01及F02所製成的擠出帶的相片。
圖7為由實施例1中之樣本F01及F09所製成的擠出帶的顯微影像。
圖8為由實施例2中之樣本G01、G02、G04、G05、及G06所製成的擠出帶的顯微影像。
圖9a、9b、及9c顯示實施例4及5之樣本在乾燥條件下的摩擦係數。
圖10、11a、11b、12、13、14、及15顯示實施例4及5之樣本在潮濕條件下的滑動力。
圖16a至16h為以樣本D01、D03、D04、D05、D06、D07、D08、及D09製成之擠出帶的顯微影像。
圖17a至17h為以樣本D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、及D17製成之擠出帶的顯微影像。
圖18a至18e為以樣本D18、D19、D20、D21、及D22製成之擠出帶的顯微影像。
實施例
為了提供前述討論的較佳理解,提供以下非限制性實施例。雖然該等實施例係關於特定實施態樣,但彼等在任何特定方向均不應視為限制本發明。除非另外指示,否則所有份、部分、及百分比係以重量計。
測試方法
該LCR毛細管黏度係根據ASTM D3835在1200sec-1之剪切速率與240℃下,使用直徑1mm、長30mm、180°進入角模具的模具測量。該LCR黏度係以Pa.s記錄。
擠出表面粗糙度(「ESR」)係如下測量:將大約1kg(2lbs.)之待測TPV進料至配備有24:1L/D螺桿且具有3.0至3.5壓縮比的直徑1"或1½"之擠出機。該擠出機裝配有寬25.4mm(1")x厚0.5mm(0.019")x長7至10mm(0.25至0.40")之條帶模。碎料板係與該模具一起使用,但未在該碎料板前方放置過濾網。該擠出機之溫度曲線如下:第1區=180℃(進料區);第2區=190℃(進料區);第3區=200℃(進料區);第4區=205℃(模具區)。當達到分區溫度時,致動該螺桿。螺桿速度設 為維持大約每分鐘50克的產出。擠出前5分鐘,清洗該擠出機,並丟棄擠出之材料。將長度大約30.5cm(12")之條帶擠出在直接放置於該模具下方且接觸該模具下側的平坦基材上。以此方式收集三個代表性樣本。ESR係在該等樣本上使用包括通用探針200mg針壓(stylus force)及Surfanalyzer適當尖型EPT-01049(0.025mm(0.0001")針半徑)的EMD-04000-W5 Surfanalyzer System 4000型號測量。
比重(「SG」)係根據ASTM D792測量。
蕭氏D硬度係使用ISO 868測量。
該熱塑性彈性體組成物之密度係使用ISO 1183-1方法A測量。
最終抗張強度(「UTS」)、100%伸長率之模數(「M100」或「100%模數」)、及最終伸長率(「UE」)係在射出成型之板上根據ISO 37第1型,於23℃(除非另外指定)以每分鐘500mm垂直進行。
在該等實施例中,積層物之表面粗糙度(Ra)及粗糙度指數(Ri)係在積層物樣本上使用通用探針200mg針壓及Surfanalyzer適當尖型EPT-01049(0.025mm(0.0001")針半徑)的EMD-04000-W5 Surfanalyzer System 4000型號測量。
以該熱塑性彈性體組成物製成之積層物的靜摩擦係數及動摩擦係數可根據ASTM D1894-99在玻璃上測量。圖2圖示在乾燥條件下使該玻璃測試塊滑動通過該擠 出積層物之條片披覆層的該積層物之摩擦係數測試方法。
以該熱塑性彈性體組成物所製成之積層物的滑動力可參考圖3測量。如圖3所示,以100mm之行程距離以及6000mm/min之速度使玻璃測試塊滑動通過該積層物的條片披覆層。記錄每一回合滑動該測試塊所需的力。
玻璃滑道型材的滑動性能可參考圖4測量。見圖4,使玻璃測試塊抵靠在玻璃滑道中之條片披覆層以200mm之行程距離及200mm/sec之速度來回滑動。
結合(180°彎曲)測試係參考圖5進行。嵌入共擠出積層物之JIS 2號啞鈴的半個啞鈴,並以50mm/s之射出速度、38bar之壓力,在12bar固定壓力、60℃之模製溫度下將SantopreneTM 121-79W233熱塑性硫化橡膠射出以完成該啞鈴的另一半。射出時間及固定時間為5秒,然後為40秒冷卻時間。然後如圖5所示以手將整個啞鈴彎曲。90°彎曲測試亦使用如上述之JIS 2號啞鈴進行,然而,在以手將啞鈴彎曲至90°(代替180°)時目視觀察到存在龜裂及裂縫。
在該等實施例中,撕裂強度係根據ASTM D1922測量。
成分
在該等實施例中,用以製造該熱塑性彈性體組成物之基底熱塑性硫化橡膠為密度為0.960g/cc且蕭氏D硬度為41(ISO 868;15sec,23℃,2.00mm)之熱塑性硫 化橡膠(「TPV1」)。TPV1係藉由動態混合製備,且在雙螺桿擠出機中硫化表1所述之配方,在表1中該配方係以每100份橡膠之份數計(「phr」)。於進料口將聚丙烯、粒化EPDM橡膠、黏土、氧化鋅、SnCl2母料、及碳黑母料添加至該擠出機。於油中的酚樹脂係在該進料口及初步混合區之後注入該擠出機。自由製程油(「固化前之油」)的第一部分係在該進料口之後但在於油中的酚樹脂注射點之前引入該擠出機,而自由製程油(「固化後之油」)的第二部分係在該於油中的酚樹脂注射點之後引入該擠出機。
V3666為VistalonTM 3666 EPDM橡膠,其可從ExxonMobil Chemical Company(Houston,TX)購得。V3666經75phr之油增量。V3666具有52 MU之孟納黏度(ML 1+4,125℃;ASTM D1646)且含有64.0重量%之乙烯衍生單元(ASTM D3900)及4.5重量%ENB烯衍生單元(ASTM D6047),其餘部分為丙烯衍生單元。
PP5341為ExxonMobilTM PP5341聚丙烯,其係可從ExxonMobil Chemical Company(Houston,TX)購得之聚丙烯。PP5341具有0.9g/cc之密度及0.83g/10min之MFR(ASTM D1238;230℃以及2.16kg重量)。
該用以製造TPV1之於油中的酚樹脂為含有30重量%之酚樹脂及70重量%之油的於油中的酚樹脂固化劑。
該用以製造TPV1之碳黑母料為含有57.75重量%具有35g/10min之MFR(ASTM D1238;230℃及2.16kg重量)的聚丙烯同元聚合物、41.1重量%之碳黑、1重量%之Kenamide S、及0.25重量%之主要抗氧化劑的碳黑母料。
用以製造TPV1之氯化錫(II)母料為含有55重量%具有0.8g/10min之MFR(ASTM D1238;230℃及2.16kg重量)的聚丙烯及45重量%之氯化錫(II)的無水氯化錫(II)聚丙烯母料。
F180A PP為得自Braskem之市售聚丙烯。F180A具有17g/10min之MFR(ASTM D1238;230℃及2.16kg重量)。
HDPE 7960.13為ExxonMobil HDPE 7960.13,其為得自ExxonMobil Chemical Company(Houston,TX)之市售高密度聚乙烯。HDPE 7960.13具有0.952g/cc之密度、0.06g/10min之熔融指數(ASTM D1238;190℃及2.16kg)、及10g/10min之高負重熔融指數(ASTM D1238;190℃及21.6kg)。
所使用之矽氧烷母料SiMB 50-314為Dow Corning SiMB 50-314,其可自Dow Corning購得。該母料為分散於高密度聚乙烯中之50重量%超高分子量官能化矽氧烷的母料。
該等實施例中所使用的聚矽氧油為PMX200聚矽氧油,其可購自Dow Corning。該聚矽氧油具有1000cSt之黏度及在25℃下為0.970之比重。
Mipelon XM-220為細微粒子超高分子量聚乙烯粉末,其可購自Mitsui Chemical。XM-220具有平滑球形、0.940g/cc之密度、0.400g/cc之整體比重(ASTM D1895)、200×104g/mol之分子量、65之蕭氏D硬度(ASTM D2240)、136℃之熔點(ASTM D3418)。XM-220具有藉Coulter計數法測量為30μm之平均粒度。XM-220如下之粒度分布:10%之粒子的粒度小於約20μm、35%之粒子的粒度為20至30μm、35%之具有的粒度為30至40μm、及20%之粒子的粒度大於40μm。
Mipelon XM-330為細微粒子超高分子量聚乙烯粉末,其可購自Mitsui Chemical。XM-330具有60μm之平均粒度。
Ticona GUR 4170為可得自Celanese之呈粉末形式的線性超高分子量聚乙烯樹脂。GUR 4170呈粉末形式,且具有0.930g/cc之密度(ISO 1183)、60之蕭氏D硬度值(ISO 868,15sec)、及80℃之Vicat軟化溫度(ISO 306;50℃/h,50N)。GUR 4170具有大於0.4g/cc之整體密度(DIN 53 466)及大約10.5×106g/mol之分子量(使用Margolies等式計算:M=5.37×104(η)1.49,其中η係以dl/g計)。
Ticona GUR 4150-3為可得自Celanese之線性超高分子量聚乙烯。GUR 4150呈粉末形式,且具有0.930g/cc之密度(ISO 1183)、61之蕭氏D硬度(15sec,ISO 868)、及80℃之Vicat軟化溫度(ISO 306,50℃/h,50N)。GUR 4150具有大於0.4g/cc之整體密度(DIN 53 466)及大約9.2×106g/mol之分子量(使用Margolies等式計算:M=5.37×104(η)1.49,其中η係以dl/g計)。GUR 4150具有約60μm之平均粒度。
UTEC3040為可得自Braskem之超高分子量聚乙烯。UTEC3040具有3.0×106g/mol之分子量、0.925g/cc之密度(ASTM D792)、0.45g/cc之整體密度(ASTM D1895)、藉由篩析ASTM D1921測量為190μm或藉由雷射散射(ISO 13320-1)測量為230μm之平均粒度(D50)、57之蕭氏D硬度(ASTM D 2240,15s)、133℃之熔融溫度(ASTM D3418)、及128℃之Vicat軟化溫度(ASTM D1525)。
Lubmer 5000為可得自Mitsui Chemical之超高分子量聚乙烯。Lubmer 5000具有2g/10min之熔融流率(ASTM D1234,190℃,10kg)、0.966g/cc之密度、及130℃之Vicat軟化點(ASTM D1525,1kg)。Lubmer 5000 具有950,000g/mol之分子量。
Lubmer 5220為可得自Mitsui Chemical之填充潤滑劑的超高分子量聚乙烯。Lubmer 5220具有2g/10min之熔融流率(ASTM D1234,190℃,10kg)、0.964g/cc之密度、及130℃之Vicat軟化點(ASTM D1525,1kg)。
Kenamide Ultra E為芥酸醯胺(erucamide)滑動劑。
Hi-Sil 233為可得自PPG Industries,Inc.之矽石填料。Hi-Sil 223呈粉末形式且具有約150m2/g之表面積(BET-5)。
SantopreneTM 121-67W175為可購自ExxonMobil Chemical Company之黑色熱塑性硫化橡膠。SantopreneTM 121-67W175 TPV具有0.970之比重(ASTM D792)、0.970g/cc之密度(ISO 1183)、72之蕭氏A硬度(ISO 868,15sec,23℃,2.00mm)、30%之壓縮永久變形(ASTM D395B,70℃,22小時,第1型)、及-60℃之脆化溫度(ASTM D746)。
SantopreneTM 121-73W175為可購自ExxonMobil Chemical Company之黑色熱塑性硫化橡膠。SantopreneTM 121-73W175 TPV具有0.970之比重(ASTM D792)、0.970g/cc之密度(ISO 1183)、78之蕭氏A硬度(ISO 868,15sec,23℃,2.00mm)、33%之壓縮永久變形(ASTM D395B,70℃,22小時,第1型)、及-60℃之脆化 溫度(ASTM D746)。
實施例1
進行實施例1以評估使用三種不同UHMWPE對於所得熱塑性彈性體組成物的影響。該等熱塑性彈性體組成物係藉由在雙螺桿擠出機中混合表2及3中所述之配方而製備,其中該配方係以基於該熱塑性彈性體組成物的重量計的重量百分比顯示。該雙螺桿擠出機具有15個桶部分,且將該各成分引入該雙螺桿擠出機的桶部分顯示於表2及3。在樣本F01、F02、F03、及F05中,在進料口將該UHMWPE引入該擠出機。在F06、F07、F08、及F09中,在初步混合區之後經由側進料機將該UHMWPE引入該擠出機。所使用之擠出機螺桿混合速度(以每分鐘之轉數,「RPM」計)及在該擠出機出口的熔融篩網的網目大小亦示於表2及3。該網目大小表示每英吋篩網之該網的線數。因此,100之網目大小表示每英吋該篩網有100條線。當該等配方離開該雙螺桿擠出機時,使用水下製粒機將彼等粒化以形成經粒化之熱塑性彈性體組成物。
製造該熱塑性彈性體組成物之射出成型板。測量該等板之LCR黏度、ESR、比重、蕭氏D硬度、密 度、最終抗張強度、及最終伸長率、及100%模數,結果示於表4。
共擠出積層物係以該熱塑性彈性體組成物形成。該積層物為約2mm厚,各層(即,含有熱塑性彈性體組成物之條片披覆層及基材層)為約1mm厚。該基材層係由SantopreneTM 121-67W175或SantopreneTM 121-73W175熱塑性硫化橡膠製成,該熱塑性硫化橡膠可購自ExxonMobil Chemical Co.。針對各式參數對該共擠出積層物樣本之表面粗糙度、靜COF、動COF、及粗糙度指數進行測試,結果示於表4。該共擠出積層物樣本亦可目視檢查光滑度及表面斑點及瑕疵之目視指示,結果示於表4。
如表4所示,使用含有大粒度UHMWPE、 GUR4170及UTEC3040之配方所製成的擠出帶具有提高的表面粗糙度,而使用含有較小粒度UHMWPE(XM-220)之配方所製成的擠出帶具有降低的表面粗糙度。此係目視確認,如顯示使用F01及F02之擠出帶的照片之樣本圖6所示。如圖6所示,以F01製成之帶具有較光滑表面,但仍顯示瑕疵及斑點,而以F02製成之帶具有均勻粗糙度表面。
以樣本F01及F09製成之擠出的顯微鏡影像係示於圖7,其中7a為樣本F01之顯微鏡影像,7b為樣本F09之顯微鏡影像,而7c為樣本F09之顯微鏡的近視圖。如圖7b中所見,以UHMWPE係經由側進料機添加之樣本F09所製成的擠出帶具有比圖7a中之以UHMWPE係添加至進料口之樣本F01所製成的擠出帶略微更光滑外觀。然而,如圖7c中所見,以F09製成之擠出帶樣本中仍有存在UHMWPE之未分布附聚物的表面包藏。
實施例2
進行實施例2以評估使用較高剪切(較高混合速度)來製造熱塑性彈性體組成物的影響以及評估使用不同量之超高分子量聚乙烯的影響。實施例2中所製之熱塑性彈性體組成物具有表5中所列的配方,其中該等配方係以基於該熱塑性彈性體組成物之重量的重量百分比計。該等熱塑性彈性體組成物係藉由在具有15個桶部分之雙螺桿擠出機中混合該等成分而製成。將各成分引入雙螺桿擠 出機之桶部分,連同所使用之擠出機螺桿混合速度(每分鐘之轉數,「RPM」)及該擠出機之出口處的熔體篩網之網目大小係顯示於表5。當該等配方離開該雙螺桿擠出機時,使用水下製粒機將彼等粒化以形成經粒化之熱塑性彈性體組成物。
製造表5中之熱塑性彈性體組成物的射出成型板。測量該等板之LCR黏度、ESR、比重、蕭氏D硬度、最終抗張強度、及最終伸長率、及100%模數,結果示於表6。
共擠出積層物樣本係使用如實施例1所述之表5中的配方之樣本製成。測試該等共擠出積層物樣本之表面粗糙度、靜COF、動COF、撕裂強度、及粗糙度指數,且目視檢查該等積層物進行光滑度以及表面斑點和瑕疵外觀之目視指示,結果示於表6。
如表6可看出,使用含有較少量UHMWPE之配方所製成的擠出帶樣本具有降低之擠出表面粗糙度。
圖8提供以樣本G01(圖8a)、G02(圖8b)、G04(圖8c)、G05(圖8d及8e)、及G06(圖8f及8g)所製成之擠出帶的顯微影像。藉由比較圖8d及8f,看出以較少UHMWPE所製成之擠出帶樣本(具有6.5重量%之樣本G06相較於具有13重量%之樣本G05)展現較低表面斑點濃度。然而,如圖8e及8g之特寫顯微影像所見,二者仍展現因未分布之UHMWPE粒子所致的表面包藏。
可進行實施例1及2中所製成之擠出帶樣本的表面粗糙度及動CoF的比較。如表所示,樣本G305、 G306、F309、及F301具有最佳表面粗糙度及動CoF之平衡,原因係彼等展現5微米或更小之表面粗糙度且具有適當動CoF。
實施例3
進行實施例3以評估使用較細網目篩網組的影響。實施例3中,熱塑性彈性體組成物係藉由在雙螺桿擠出機中混合表7及8中所述之配方製成,其中該配方係以每100份橡膠之份數(「phr」)顯示。實施例3中所使用之螺桿設計具有比實施例1及2所使用之螺桿更分布性元件。該雙螺桿擠出機具有15個桶部分,且將各成分引入雙螺桿擠出機之桶部分,連同所使用之擠出機螺桿混合速度(每分鐘之轉數,「RPM」)及該擠出機之出口處的熔體篩網之網目大小係顯示於表7。當該等配方離開該雙螺桿擠出機時,使用水下製粒機以45至50℃之水溫將彼等粒化以形成經粒化之熱塑性彈性體組成物。
製造表7及8中之熱塑性彈性體組成物的射出成型板。測量該等板之LCR黏度、ESR、比重、蕭氏D硬度、最終抗張強度、及最終伸長率、及100%模數,結果示於表6。
擠出積層物樣本係使用參考實施例1所述之表7及8中的配方之樣本製成。測試共擠出帶樣本之粗糙度指數、靜COF、動COF、結合、及90°彎曲。該帶樣本亦可目視檢查光滑度及表面斑點及瑕疵之目視指示,結果示於表9、10及11。
實施例4
在實施例4中,熱塑性彈性體組成物係藉由在雙螺桿擠出機中混合表12中所述之配方製成,其中該等配方係以該熱塑性彈性體組成物之重量的重量百分比顯示。實施例4中所使用之螺桿設計與實施例3中所使用者相同。該雙螺桿擠出機具有15個桶部分,且將各成分引入雙螺桿擠出機之桶部分,連同所使用之擠出機螺桿混合速度(每分鐘之轉數,「RPM」)及該擠出機之出口處的熔 體篩網之網目大小係顯示於表12。當該等配方離開該雙螺桿擠出機時,使用水下製粒機將彼等粒化以形成經粒化之熱塑性彈性體組成物。
實施例5
在實施例5中,熱塑性彈性體組成物係藉由在雙螺桿擠出機中混合表13中所述之配方製成,其中該等配方係以該熱塑性彈性體組成物之重量的重量百分比顯示。實施例5中所使用之螺桿設計具有比實施例3及4中所使用者更分布性/混合元件。該雙螺桿擠出機具有15個桶部分,且將各成分引入雙螺桿擠出機之桶部分,連同所使用之擠出機螺桿混合速度(每分鐘之轉數,「RPM」)及該擠出機之出口處的熔體篩網之網目大小係顯示於表12。當該等配方離開該雙螺桿擠出機時,使用水下製粒機將彼等粒化以形成經粒化之熱塑性彈性體組成物。
參考圖2測試實施例4及5之組成物在乾燥條件下的摩擦係數。結果示於圖9a、9b、及9c。圖9a、9b、及9c中亦顯示對照熱塑性硫化橡膠SantopreneTM 123-52W242(可得自ExxonMobil Chemical Company,不含HDPE或UHMWPE)之摩擦係數資料。
圖10、11a、及11b顯示在潮濕條件之滑動(10k回合)。如該等圖中所見,數種組成物(包括D01、D02、D04至D12、D14、D15、D17、D18、及D22)在 10,000次回合期間展現大體上低於對照123-52W242之滑動力。
亦參考圖4測量含有該等熱塑性彈性體作為條片披覆層之玻璃滑道型材的滑動力。結果示於圖12、13、14、及15。
圖16、17、及18顯示積層物之顯微影像。
為了便利起見,各種特別測試製程係與前文一致以測定特定性質。然而,當熟習本領域之人士閱讀本專利且希望測定組成物或聚合物是否具有與申請專利範圍中所識別的特別性質時,則可可接著進行任何公告或公認的方法或測試製程以測定該性質,惟以該特殊識別的製程為佳。各申請專利範圍應視為涵蓋此等製程任一者的結果,甚至至不同製程會產生不同結果或測量的程度。因此,熟習本領域之人士預期在申請專利範圍中反映出測量性質的實驗變異。
已使用一組數值上限及一組數值下限描述特定實施態樣及特徵。應暸解除非另外表示,否則任何下限至任何上限之範圍均在考慮之內。所有數值為「約」或「大約」該顯示值,且考慮實驗誤差及具有本領域普通技術之人士會預期之變數。
如本文所使用,「實質上無」與「實質上不含」之用語意指非故意使用或添加任何數量之主題項目,但可以非常少量存在作為環境或製程條件所形成的雜質。
在申請專利範圍中所使用之術語於前文未予界 定的情況下,應如同至少一印刷出版品及已頒發專利所反映,給予相關技術之技術人士所給予該術語的最廣定義。此外,本申請案中所引用之所有專利、試驗步驟及其他文件係以此等揭示與本揭示不衝突且容許該合併中之所有裁判權的程度而以引用的方式完全併入本文中。
雖然前文係針對本發明之實施態樣,但在不違背本發明基本範圍情況下可設計出本發明其他以及另外之實施態樣,且本發明之範圍係由以下申請專利範圍所決定。
101、104‧‧‧條片披覆層
102‧‧‧端緣材料
103‧‧‧基底材料

Claims (10)

  1. 一種熱塑性彈性體組成物,其包含:(a)基於該組成物之重量計為30至60重量%之熱塑性硫化橡膠,其中該熱塑性硫化橡膠包含分散於連續的熱塑性樹脂組分內且至少部分交聯之橡膠相;(b)基於該組成物之重量計為5至25重量%之熱塑性樹脂;(c)基於該組成物之重量計為5至25重量%之高密度聚乙烯;及(d)基於該組成物之重量計為5至40重量%之超高分子量聚乙烯。
  2. 如申請專利範圍第1項之熱塑性彈性體組成物,其中該熱塑性硫化橡膠包含20至60重量%之連續的熱塑性樹脂組分、10至40重量%之橡膠、及15至50重量%之油。
  3. 如申請專利範圍第1項之熱塑性彈性體組成物,其中該熱塑性樹脂具有5至25g/10min之熔融流率。
  4. 如申請專利範圍第1項之熱塑性彈性體組成物,其中該高密度聚乙烯具有大於0.94g/cc之密度及小於2g/10min之熔融指數;且進一步其中該超高分子量聚乙烯具有大於0.91g/cc之密度、大於1,500,000g/mol之重量平均分子量、及75μm或更小之平均粒度。
  5. 如申請專利範圍第1或4項之熱塑性彈性體組成物,其中該超高分子量聚乙烯具有大於1,750,000g/mol 之重量平均分子量。
  6. 一種積層物,其包含:(a)包含熱塑性硫化橡膠之第一層;及(b)包含如申請專利範圍第1至5項中任一項之熱塑性彈性體組成物的第二層。
  7. 申請專利範圍第6項之積層物,其中該積層物具有1至6μm之表面粗糙度,其係在該積層物的具有該第二層之側上所測量者。
  8. 申請專利範圍第6項之積層物,其中該積層物具有3至6μm之表面粗糙度,其係在該積層物的具有該第二層之側上所測量者。
  9. 申請專利範圍第6項之積層物,其中該積層物具有小於0.5之在乾燥條件下的動摩擦係數。
  10. 申請專利範圍第6項之積層物,其中該積層物具有大於100Ra之擠出表面粗糙度(extrusion surface roughness)。
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