TW201728733A - 熱塑性彈性體組成物、構件、耐候密封件、耐候密封件用角構件 - Google Patents
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Abstract
提供對於加硫橡膠及動態交聯型熱塑性彈性體具有高接著力,且柔軟性、耐候性及成形加工性亦優異的熱塑性彈性體組成物。又提供具有由該熱塑性彈性體組成物所構成之部位的構件、含有該構件的耐候密封件、具有由該熱塑性彈性體組成物所構成之部位的耐候密封件用角構件。該熱塑性彈性體組成物係含有烯烴系橡膠(I)、特定的氫化嵌段共聚物(II)、聚烯烴系樹脂(III)、及軟化劑(IV)而成的熱塑性彈性體組成物;其中,烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的含有比例[(I)/(II)]為90/10~10/90(質量比),相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,聚烯烴系樹脂(III)的含量為10~200質量份,軟化劑(IV)的含量為15~300質量份。
Description
本發明係關於熱塑性彈性體組成物、構件、耐候密封件(weather seal)及耐候密封件用角構件。
迄今,連同用於汽車用零件的加硫橡膠,動態交聯型熱塑性彈性體(Thermoplastic Vulcanizates:TPV)亦為備受矚目的材料,目前被廣泛使用在汽車用途等。
作為汽車用零件之一,可列舉耐候密封件。作為該耐候密封件的材料,迄今係使用壓縮永久應變小且柔軟性優異的加硫橡膠。然而,隨著最近針對減少二氧化碳排量的管制,而傾向於轉換為成形加工性更為良好、且比重較輕的TPV(參照非專利文獻1)。
汽車用的耐候密封件,一般具有直線部與角部。工業上,由於直線部係藉由擠製成形而製造,角部係藉由射出成形而製造,故必須選擇可進行射出成形者作為角部的材料。然而,即使是成形加工性比加硫橡膠更為良好的TPV,亦不能說具有充分的成形加工性,而具有進一步改善的空間。因此,雖使用加硫橡膠或TPV作為耐
候密封件之直線部的材料,但作為角部的材料,期望使用可維持各特性的同時成形加工性亦優異的其他材料。
此處,有用於作為減震構件;襯墊(packing)等的建材用途;保險桿(bumper)零件、氣囊蓋(air bag cover)等汽車內外裝零件用途等之成形加工性、柔軟性、減震性、高溫下的應變回復性及軟化劑的保持性優異的熱塑性彈性體組成物已為人所知(專利文獻1)。
該專利文獻1所記載的熱塑性彈性體組成物係含有下述成分的熱塑性彈性體組成物:烯烴系橡膠(I);氫化嵌段共聚物(II):其係具有聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物的氫化物,其藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量(peak top molecular weight)(Mp)為250,000~500,000;該聚合物嵌段(A)係包含源自芳香族乙烯化合物的構造單元;該聚合物嵌段(B)含有源自異戊二烯或異戊二烯及丁二烯之混合物的構造單元,且3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元的含量之合計為45%以上;該(I)以外的聚烯烴系樹脂(III);及軟化劑(IV);其中以烯烴系橡膠(I):氫化嵌段共聚物(II)=90:10~10:90(質量比)的比例含有烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II),且相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,以10~200質量份的比例含有聚烯烴系樹脂(III),以10~300質量份的比例含有軟化劑(IV)。
專利文獻1:日本特開2014-080488號公報
非專利文獻1:JSR TECHNICAL REVIEW, No.119, 2012年, p.20-25
由本案發明人等的研究可知,專利文獻1所記載的熱塑性彈性體組成物於成形加工性具有進一步改善的空間,並且就耐候密封件之角部的材料而言,要求開發更良好的材料。再者,已判明在耐候密封件的直線部的材料為TPV的情況下,若使用專利文獻1所記載的熱塑性彈性體組成物作為角部的材料,則其與直線部的接著性具有進一步改善的空間。
於是,本發明之課題在於提供對加硫橡膠及動態交聯型熱塑性彈性體(TPV)具有高接著力,且連同柔軟性及耐候性、其成形加工性亦優異的熱塑性彈性體組成物。再者,在於提供具有由該熱塑性彈性體組成物所構成之部位的構件、含有該構件的耐候密封件、具有由該熱塑性彈性體組成物所構成之部位的耐候密封件用角構件。
本案發明人等為了解決上述課題而進行深入
研究的結果,判明若為下述熱塑性彈性體組成物,則可解決該課題,進而完成本發明:其係含有烯烴系橡膠(I)、特定的氫化嵌段共聚物(II)、聚烯烴系樹脂(III)、及軟化劑(IV)而成的熱塑性彈性體組成物,其中烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的含有比例在特定範圍內,且聚烯烴系樹脂(III)及軟化劑(IV)的含量在特定範圍內。
本發明係關於下述[1]~[18]。
[1]一種熱塑性彈性體組成物,其係含有烯烴系橡膠(I)、下述氫化嵌段共聚物(II)、聚烯烴系樹脂(III)、及軟化劑(IV)而成的熱塑性彈性體組成物;其中,烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的含有比例[(I)/(II)]以質量比計為90/10~10/90,相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,聚烯烴系樹脂(III)的含量為10~200質量份,軟化劑(IV)的含量為15~300質量份;氫化嵌段共聚物(II):其係具有聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)之嵌段共聚物的氫化物,其藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為50,000~200,000,且聚合物嵌段(B)中的碳-碳雙鍵的70莫耳%以上經氫化的氫化嵌段共聚物;該聚合物嵌段(A)主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成;該聚合物嵌段(B)主要由源自選自包含異戊二烯及丁二烯之
群組的至少一種的構造單元所構成,且3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元的含量之合計為45%以上。
[2]如上述[1]之熱塑性彈性體組成物,其中該氫化嵌段共聚物(II)的玻璃轉移溫度為-45~0℃。
[3]如上述[1]或[2]之熱塑性彈性體組成物,其中於該氫化嵌段共聚物(II)中,聚合物嵌段(A)的含量為5~40質量%。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中於氫化嵌段共聚物(II)中,聚合物嵌段(A)的含量為5~18質量%。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中該氫化嵌段共聚物(II)中的該聚合物嵌段(A)含有藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為相同或相異的2種聚合物嵌段(A1)與(A2),且該氫化嵌段共聚物(II)係由該聚合物嵌段(A1)、該聚合物嵌段(B)及該聚合物嵌段(A2)所構成的三嵌段共聚物[A1-B-A2]的氫化物。
[6]如上述[5]之熱塑性彈性體組成物,其中於該氫化嵌段共聚物(II)中,該聚合物嵌段(A)含有主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成,且藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為Mp(A1)之聚合物嵌段(A1);與主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元,且藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為Mp(A2)之聚合物嵌段(A2);
該Mp(A1)與該Mp(A2)之比[Mp(A1)/Mp(A2)]滿足1/10~8/10。
[7]如上述[1]至[6]中任一項之熱塑性彈性體組成物,其係使該烯烴系橡膠(I)與該氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(B)交聯而成。
[8]如上述[1]至[7]中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中該烯烴系橡膠(I)係選自包含(I-1)乙烯與1種以上碳數3~20的α-烯烴的共聚物橡膠或其交聯物、以及(I-2)乙烯、1種以上碳數3~20的α-烯烴與1種以上非共軛多烯(nonconjugated polyene)的共聚物橡膠或其交聯物之群組的至少一種。
[9]如上述[1]至[8]中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中該聚烯烴系樹脂(III)係選自包含聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚(1-丁烯)及聚(4-甲基-1-戊烯)之群組的至少一種。
[10]一種構件,其具有由如上述[1]至[9]中任一項之熱塑性彈性體組成物所構成的部位(X1)。
[11]如上述[10]之構件,其除了該部位(X1)以外,亦具有由與如上述[1]至[9]中任一項之熱塑性彈性體組成物不同的材料所構成的部位(Y1)。
[12]如上述[11]之構件,其中該部位(Y1)的材料為加硫橡膠或動態交聯型烯烴系熱塑性彈性體(TPV)。
[13]如上述[10]之構件,其除了該部位(X1)以外,亦具有由如上述[1]至[9]中任一項之熱塑性彈性體組成物(其中,可與形成該部位(X1)之熱塑性彈性體組成物相同
或相異)所構成的部位(X2)。
[14]如上述[10]至[13]中任一項之構件,其中該部位(X1)係藉由射出成形所得到的部位。
[15]一種耐候密封件,其含有如上述[10]至[14]中任一項之構件。
[16]一種耐候密封件,其含有構件,該構件具有由如上述[1]至[9]中任一項之熱塑性彈性體組成物所構成的部位(X1),且除了該部位(X1)以外,亦具有由與如上述[1]至[9]中任一項之熱塑性彈性體組成物不同的材料所構成的部位(Y1),或除了該部位(X1)以外,亦具有由如上述[1]至[9]中任一項之熱塑性彈性體組成物(其中,可與形成該部位(X1)之熱塑性彈性體組成物相同或相異)所構成的部位(X2),該耐候密封件具有包含該部位(X1)之角部、與包含該部位(X2)或(Y1)之直線部。
[17]如上述[15]或[16]之耐候密封件,其係汽車用、船舶用或飛機用。
[18]一種耐候密封件用角構件,其具有由如上述[1]至[9]中任一項之熱塑性彈性體組成物所構成的部位(X1)。
藉由本發明,可提供對加硫橡膠及動態交聯型熱塑性彈性體(TPV)具有高接著力,且連同柔軟性及耐候性、其成形加工性亦優異的熱塑性彈性體組成物。再者,可提供具有由該熱塑性彈性體組成物所構成之部位
的構件。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物,適合作為耐候密封件用、特別是耐候密封件的角部用,故亦可提供含有具有由本發明之熱塑性彈性體組成物所構成之部位的構件的耐候密封件、具有由本發明之熱塑性彈性體組成物所構成之部位的耐候密封件用角構件。
[熱塑性彈性體組成物]
本發明之熱塑性彈性體組成物,其係含有烯烴系橡膠(I)、下述氫化嵌段共聚物(II)、聚烯烴系樹脂(III)、及軟化劑(IV)而成的熱塑性彈性體組成物;其中,烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的含有比例[(I)/(II)]以質量比計為90/10~10/90,相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,聚烯烴系樹脂(III)的含量為10~200質量份,軟化劑(IV)的含量為15~300質量份。
氫化嵌段共聚物(II):其係具有聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)之嵌段共聚物的氫化物,其藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為
50,000~200,000,且聚合物嵌段(B)中的碳-碳雙鍵的70莫耳%以上經氫化的氫化嵌段共聚物;該聚合物嵌段(A)主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成;該聚合物嵌段(B)主要由源自選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至少一種的構造單元所構成,且3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元的含量之合計為45%以上。
以下依序詳細地說明各成分。
(烯烴系橡膠(I))
作為烯烴系橡膠(I),可列舉:(I-1)乙烯與1種以上碳數3~20的α-烯烴的共聚物橡膠(以下有時稱為「乙烯/α-烯烴共聚物橡膠」)或其交聯物、(I-2)乙烯、1種以上碳數3~20的α-烯烴與1種以上非共軛多烯的共聚物橡膠(以下有時稱為「乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠」)或其交聯物等。
烯烴系橡膠(I)可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
併用兩種以上的情況下,較佳為併用該乙烯/α-烯烴共聚物橡膠的交聯物與該乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠的交聯物。
其中,作為烯烴系橡膠(I),從高溫下的應變回復性更加良好的觀點來看,較佳為乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠或其交聯物,可為乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠,亦可為乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠的交聯物。
作為該構成共聚物橡膠或其交聯物的碳數3
~20之α-烯烴,可列舉例如:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯等。該等α-烯烴可單獨使用一種或併用兩種以上。其中,較佳為選自包含丙烯、1-丁烯、1-己烯及1-辛烯之群組的至少一種,更佳為選自包含丙烯及1-丁烯之群組的至少一種,再更佳為丙烯。
乙烯/α-烯烴共聚物橡膠中,從平衡良好地維持機械強度及高溫下之應變回復性的觀點來看,乙烯與碳數3~20之α-烯烴的莫耳比(乙烯/碳數3~20之α-烯烴)較佳為40/60~93/7,更佳為50/50~85/15,更佳為60/40~80/20。
又,作為構成乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠的非共軛多烯,可列舉例如:5-亞乙基-2-降莰烯、雙環戊二烯、5-亞丙基-2-降莰烯、5-乙烯基-2-降莰烯、2,5-降莰二烯(norbornadiene)、1,4-環己二烯、1,4-環辛二烯、1,5-環辛二烯等的環狀多烯;1,4-己二烯、4-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,5-庚二烯、6-甲基-1,5-庚二烯、6-甲基-1,6-辛二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、5,7-二甲基-1,6-辛二烯、7-甲基-1,7-壬二烯、8-甲基-1,7-壬二烯、8-甲基-1,8-癸二烯、9-甲基-1,8-癸二烯、4-亞乙基-1,6-辛二烯、7-甲基-4-亞乙基-1,6-辛二烯、7-甲基-4-亞乙基-1,6-壬二烯、7-乙基-4-亞乙基-1,6-壬二烯、6,7-二甲基-4-亞乙基-1,6-辛二烯、6,7-二甲基-4-亞乙基-1,6-壬二烯等具有內部不飽和鍵的碳數6~15之鏈狀多烯;1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯、1,8-壬二烯、1,9-癸二烯、1,10-十一碳二烯、1,11-十二碳二
烯、1,12-十三碳二烯、1,13-十四碳二烯等的α,ω-二烯等。
其中,較佳為環狀多烯、具有內部不飽和鍵的碳數6~15之鏈狀多烯,更佳為選自包含5-亞乙基-2-降莰烯、雙環戊二烯、5-乙烯基-2-降莰烯、5-甲基-1,4-己二烯及7-甲基-1,6-辛二烯之群組的至少一種,從與交聯劑之反應性優異的觀點來看,再更佳為選自包含5-亞乙基-2-降莰烯、雙環戊二烯及5-乙烯基-2-降莰烯之群組的至少一種。
乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠中,從柔軟性及橡膠彈性的觀點來看,乙烯與碳數3~20之α-烯烴及非共軛多烯的莫耳比[乙烯/(碳數3~20之α-烯烴及非共軛多烯)]較佳為90/10~40/60,特佳為80/20~50/50。
又,從機械強度及橡膠彈性的觀點來看,乙烯/α-烯烴/非共軛多烯共聚物橡膠的碘價(交聯前的碘價)較佳為3~40,更佳為5~25,再更佳為5~15。若碘價為3以上,則具有由熱塑性彈性體組成物所得到之成形體的機械強度變得良好的傾向,若碘價為40以下,則具有不易損及熱塑性彈性體組成物之橡膠彈性的傾向。此外,本說明書所謂的「碘價」,係指藉由JIS K1525(2005年)所記載之方法測定的碘價。
又,從成形加工性及機械強度的觀點來看,烯烴系橡膠(I)的慕尼黏度(Mooney viscosity)(ML1+4,100℃)較佳為25~350,更佳為40~300,再更佳為60~150。
此外,本說明書所謂的「慕尼黏度(ML1+4,100℃)
」,係指以JIS K6300-1(2013年)所記載之方法測定的黏度。
烯烴系橡膠(I),可使用經預先進行交聯者,其交聯度並無特別限制,但從高溫下之應變回復性的觀點來看,較佳為使用環己烷將交聯後的烯烴系橡膠(I)進行索氏萃取(Soxhlet extraction)處理10小時時,相對於萃取處理前的交聯後之烯烴系橡膠的質量,未溶解於環己烷而殘留的凝膠的質量比例(凝膠分率)為80%以上、特佳為95%以上的交聯度。
此外,可用於上述交聯反應的交聯劑及交聯助劑,可使用與下述交聯劑及交聯助劑相同者。
(氫化嵌段共聚物(II))
本發明之熱塑性彈性體組成物,必須為含有氫化嵌段共聚物(II)而成者。未含有該氫化嵌段共聚物(II)的情況下,變得無法解決「對加硫橡膠及動態交聯型熱塑性彈性體(TPV)具有高接著力,且連同柔軟性及耐候性、其成形加工性亦優異」之課題中的至少1者。特別是大幅影響成形加工性、以及對TPV及加硫橡膠的接著力。
氫化嵌段共聚物(II)係具有聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)之嵌段共聚物的氫化物,其藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為50,000~200,000,且聚合物嵌段(B)中的碳-碳雙鍵的70莫耳%以上經氫化的氫化嵌段共聚物;聚合物嵌段(A)主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成;該聚合物嵌段(B)主要由源自選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至
少一種的構造單元所構成,且3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元的含量之合計為45%以上。
本說明書中,將源自異戊二烯之構造單元中的3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元以及源自丁二烯之構造單元中的1,2-鍵結單元統稱為「乙烯鍵結單元」,有時將其總量稱為「乙烯鍵含量」。
氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(A),主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元(以下有時簡稱為芳香族乙烯化合物單元)所構成。此處,「主要」意指以聚合物嵌段(A)的質量為基準,芳香族乙烯化合物單元較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,再更佳為100質量%。
作為該構成聚合物嵌段(A)的芳香族乙烯化合物,可列舉例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、第三丁基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、單氟苯乙烯、二氟苯乙烯、單氯苯乙烯、二氯苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蔥等。該聚合物嵌段(A)可僅包含源自上述芳香族乙烯化合物之一種的構造單元,亦可包含源自兩種以上的構造單元。其中,聚合物嵌段(A)較佳為主要由源自苯乙烯的構造單元所構成。
聚合物嵌段(A)含有源自芳香族乙烯化合物之構造單元的同時,亦可含有少量源自其他共聚合性單體的構造單元。此時,以聚合物嵌段(A)的質量為基準,
源自其他共聚合性單體之構造單元的比例較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下。作為該其他共聚合性單體,可列舉例如:1-丁烯、戊烯、己烯、丁二烯、異戊二烯、甲基乙烯醚等可進行離子聚合的共聚合性單體。連同源自芳香族乙烯化合物之構造單元亦含有源自其他共聚合性單體之構造單元的情況下,該等的鍵結形態可為不規則狀、錐狀等之任一種。
在氫化嵌段共聚物(II)中,相對於氫化嵌段共聚物(II),聚合物嵌段(A)的含量較佳為5~40質量%,更佳為5~30質量%,再更佳為5~20質量%,特佳為5~18質量%。若聚合物嵌段(A)的含量為5質量%以上,則具有機械特性及柔軟性變得良好的傾向,又,具有可得到高溫下之良好應變回復性,且耐熱性亦優異的傾向。若聚合物嵌段(A)的含量為40質量%以下,則具有氫化嵌段共聚物(II)的熔融黏度不變得過高,且變得容易與其他成分進行熔融混合的傾向,再者,具有柔軟性、以及與TPV及加硫橡膠的接著性優異的傾向。此外,氫化嵌段共聚物(II)中的聚合物嵌段(A)的含量,係藉由實施例所記載之方法求出的值。
氫化嵌段共聚物(II)所具有的聚合物嵌段(B),主要由源自選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至少一種的構造單元所構成。此處所謂的「主要」意指以聚合物嵌段(B)的質量為基準,源自選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至少一種的構造單元較佳為70質量%以上,更佳為90質量%以上。
此外,聚合物嵌段(B)較佳為主要由源自異戊二烯的構造單元、或源自異戊二烯與丁二烯之混合物的構造單元所構成。
聚合物嵌段(B)僅包含源自異戊二烯的構造單元的情況下,其構造單元包含2-甲基-2-丁烯-1,4-二基[-CH2-C(CH3)=CH-CH2-;1,4-鍵結單元]、異丙烯基伸乙基[-CH(C(CH3)=CH2)-CH2-;3,4-鍵結單元]及1-甲基-1-乙烯基伸乙基[-C(CH3)(CH=CH2)-CH2-;1,2-鍵結單元],在本發明中,其乙烯鍵含量為45%(莫耳%)以上。乙烯鍵含量更佳為47%以上,再更佳為50%以上。乙烯鍵含量的上限並無特別限制,但一般較佳為95%以下,更佳為90%以下,再更佳為80%以下。
又,聚合物嵌段(B)包含源自異戊二烯與丁二烯之混合物的構造單元的情況下,其構造單元包含源自異戊二烯的2-甲基-2-丁烯-1,4-二基、異丙烯基伸乙基及1-甲基-1-乙烯基伸乙基、以及源自丁二烯的2-丁烯-1,4-二基[-CH2-CH=CH-CH2-;1,4-鍵結單元]及乙烯基伸乙基[-CH(CH=CH)-CH2-;1,2-鍵結單元],且乙烯鍵含量為45%(莫耳%)以上。乙烯鍵含量較佳為47%以上,再更佳為50%以上。乙烯鍵含量的上限並無特別限制,但一般較佳為95%以下,更佳為90%以下,再更佳為80%以下。
該共聚物嵌段中,源自異戊二烯的構造單元與源自丁二烯的構造單元的鍵結形態可為不規則狀、嵌段狀、錐狀的任一種。
聚合物嵌段(B)包含源自異戊二烯與丁二烯
之混合物的構造單元的情況下,從接著力及柔軟性的觀點來看,源自異戊二烯的構造單元/源自丁二烯的構造單元(莫耳比)較佳為10/90~99/1,更佳為30/70~99/1,再更佳為40/60~99/1,特佳為40/60~70/30,最佳為40/60~55/45。
該聚合物嵌段(B)含有源自異戊二烯的構造單元或源自異戊二烯與丁二烯的構造單元的同時,亦可含有少量源自其他共聚合性單體的構造單元。此時,以聚合物嵌段(B)的質量為基準,源自其他共聚合性單體的構造單元的比例較佳為30質量%以下,更佳為10質量%以下,再更佳為5質量%以下。
作為該其他共聚合性單體,可列舉例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、二苯基乙烯、1-乙烯基萘、4-丙基苯乙烯、4-環己基苯乙烯、4-十二基苯乙烯、2-乙基-4-苯甲基苯乙烯、4-(苯基丁基)苯乙烯等的芳香族乙烯化合物等之可進行陰離子聚合的共聚合性單體。該等其他共聚合性單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。聚合物嵌段(B)除了源自異戊二烯的構造單元或源自異戊二烯與丁二烯之混合物的構造單元以外,亦具有源自上述其他共聚合性單體的構造單元的情況下,該等的鍵結形態可為不規則狀、錐狀的任一種。
氫化嵌段共聚物(II),其分子鏈中及/或分子末端可具有羧基、羥基、酸酐基、胺基、環氧基等官能基的一種或兩種以上。
氫化嵌段共聚物(II),特別是從耐熱性及耐候性的觀點來看,其聚合物嵌段(B)中的不飽和雙鍵(碳-碳雙鍵)的70莫耳%以上必須被氫化。從同樣的觀點來看,更佳為80莫耳%以上被氫化,再更佳為85莫耳%以上被氫化。
此外,聚合物嵌段(B)中的碳-碳雙鍵的氫化率,可在氫化的前後由下述實施例所記載的碘價測定求得聚合物嵌段(B)中的碳-碳雙鍵的含量。
氫化嵌段共聚物(II)係至少包含各一個聚合物嵌段(A)及聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物的氫化物。較佳為氫化嵌段共聚物(II)係包含2個以上聚合物嵌段(A)及1個以上聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物的氫化物。聚合物嵌段(A)及聚合物嵌段(B)的鍵結形態並無特別限制,可為直線狀、分支狀、放射狀、或組合該等兩種以上的鍵結形態之任一種,但較佳為直線狀鍵結的形態。特別是以「A」表示聚合物嵌段(A)、以「B」表示聚合物嵌段(B)時,較佳為(A-B)l、A-(B-A)m、B-(A-B)n(式中,l、m及n分別獨立表示1以上之整數)的鍵結形態,從橡膠彈性、機械強度及易處理性等的觀點來看,更佳為以(A-B)l或A-(B-A)m所表示的鍵結形態,再更佳為以A-B所表示的雙嵌段構造或以A-B-A所表示的三嵌段構造的鍵結形態,特佳為以A-B-A所表示的三嵌段構造的鍵結形態。
又,氫化嵌段共聚物(II)具有2個以上聚合物嵌段(A)或2個以上聚合物嵌段(B)的情況下,各聚合物嵌段(A)及
各聚合物嵌段(B)可為相同構成的嵌段,亦可為不同構成的嵌段。例如,以[A-B-A]所表示的三嵌段構造中的2個聚合物嵌段(A),構成該等的芳香族乙烯化合物的種類可分別相同或相異。
在氫化嵌段共聚物(II)中,聚合物嵌段(A)的峰頂分子量(Mp)較佳為2,000~60,000,更佳為2,500~30,000,再更佳為3,000~20,000。聚合物嵌段(B)的峰頂分子量,在氫化前的狀態下,較佳為130,000~190,000,更佳為50,000~180,000。
該氫化嵌段共聚物(II)中的該聚合物嵌段(A),較佳為含有藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量相同或相異的2個聚合物嵌段(A1)與(A2),且該氫化嵌段共聚物(II)較佳為由該聚合物嵌段(A1)、該聚合物嵌段(B)及該聚合物嵌段(A2)所構成之三嵌段共聚物[A1-B-A2]的氫化物。
此情況下,從成形加工性的觀點來看,較佳為氫化嵌段共聚物(II)的該聚合物嵌段(A)具有聚合物嵌段(A1)與聚合物嵌段(A2);該聚合物嵌段(A1)主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成,且藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為Mp(A1);該聚合物嵌段(A2)主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成,且藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為Mp(A2);該Mp(A1)與該Mp(A2)之比[Mp(A1)/Mp(A2)]滿足1/10~8/10。該比[Mp(A1)/Mp(A2)]表示Mp(A1)小於Mp(A2),
從同樣的觀點來看,更佳為3/10~7/10。該三嵌段共聚物[A1-B-A2]的氫化物如上所述,Mp(A1)與Mp(A2)不同,故可謂為外觀上左右不對稱的三嵌段共聚物。
此外,Mp(A1)與Mp(A2)約略相等的氫化嵌段共聚物(II)亦為較佳。此處,約略相等係指[Mp(A1)/Mp(A2)]大約為1/1或接近1/1,更具體而言,在9/10~11/10的範圍內。
又,Mp(A1)、Mp(A2)分別較佳為1,000~30,000,更佳為2,000~20,000,再更佳為2,000~15,000。上述數值範圍中,就Mp(A1)而言特佳為3,000~10,000,就Mp(A2)而言特佳為4,000~14,000。
又,在氫化後的狀態下,氫化嵌段共聚物(II)整體的峰頂分子量(Mp)為50,000~200,000,較佳為70,000~200,000,更佳為100,000~200,000。若氫化嵌段共聚物(II)的峰頂分子量(Mp)在上述範圍內,則具有容易得到容積密度(bulk density)為0.10~0.40g/ml的粉末之氫化嵌段共聚物(II)的傾向,並具有成形加工性、柔軟性及高溫下之應變回復性優異的傾向。
此外,該峰頂分子量(Mp)係藉由實施例所記載之方法求得的值。
從減震性的觀點來看,氫化嵌段共聚物(II)的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為-45~0℃,更佳為-45~-5℃,再更佳為-45~-10℃、特佳為-40~-10℃。
<氫化嵌段共聚物(II)的製造方法>
氫化嵌段共聚物(II)的製造方法,可列舉例如:陰離
子聚合或陽離子聚合等的離子聚合法、單點聚合(single-site polymerization)法、自由基聚合法等的聚合方法。利用陰離子聚合法的情況下,例如,使用烷基鋰化合物等作為聚合起始劑,在正己烷或環己烷等的惰性有機溶劑中,使芳香族乙烯化合物與選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至少一種逐步聚合,製造具有所欲之分子構造及分子量的嵌段共聚物後,添加醇類、羧酸類、水等的活性氫化合物而停止聚合,藉此可製造嵌段共聚物。接著,較佳為不分離所得到之嵌段共聚物,而繼續在惰性有機溶劑中、在氫化觸媒的存在下進行氫化反應,藉此可得到氫化嵌段共聚物(II)。
作為烷基鋰化合物之例,可列舉烷基殘基的碳原子數為1~10的烷基鋰化合物,但特佳為甲基鋰、乙基鋰、丁基鋰、戊基鋰。該等烷基鋰化合物等起始劑的使用量,係根據氫化嵌段共聚物(II)的峰頂分子量(Mp)而適當決定,但相對於用於聚合的全部單體100質量份,較佳為使用0.01~0.2質量份。聚合一般較佳為在0~80℃,較佳為進行0.5~50小時。
在氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(B)中,為了使源自選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至少一種的構造單元為45%以上的乙烯鍵含量,聚合時使用路易士鹼作為共觸媒。作為路易士鹼,可列舉例如:二甲醚、二乙醚、四氫呋喃等的醚類;乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等的二醇醚(glycol ether)類;三乙胺、N,N,N’,N’-四亞甲基二胺、N-甲基啉等的胺系化合物
。相對於用作起始劑的烷基鋰化合物的鋰原子1莫耳,該路易士鹼的使用量較佳為0.1~1000莫耳。
作為氫化反應較佳可使用下述方法:在氫化觸媒的存在下,在使未氫化的嵌段共聚物溶解於「對於反應及氫化觸媒為惰性的正己烷或環己烷等惰性有機溶劑」的狀態下,使分子狀氫進行反應。此外,亦可使芳香族乙烯化合物與選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至少一種進行逐步共聚合,並將所得到的反應液直接用於氫化反應。
作為氫化觸媒,可使用雷氏鎳(raney nickel);使Pt、Pd、Ru、Rh、Ni等金屬載持於碳、氧化鋁、矽藻土等單體者等的非均相觸媒;包含過渡金屬化合物與烷基鋁化合物、烷基鋰化合物等的組合之齊格勒系觸媒等。
反應一般在氫壓力較佳為0.1~20MPa、反應溫度較佳為20℃~250℃、反應時間較佳為0.1~100小時的條件下進行。
此外,例如可藉由以下方法製造容積密度0.10~0.40g/ml的粉末之氫化嵌段共聚物(II)。此外,本說明書所謂的容積密度,係將經秤量的粉末之氫化嵌段聚合物(II)放入量筒並測定其容積,藉由將聚合物的質量除以容積所算出的值。
在上述氫化反應後,將藉由過濾去除氫化觸媒的反應溶液加熱至40~150℃、較佳為60~150℃,在因應需求混合脂肪酸鹽或聚氧伸烷基衍生物等界面活性劑的狀態下,以100質量份/小時的速度供給至80~130℃的熱水
中。同時,以40~60質量份/小時的速度供給1MPa的水蒸氣,飽和烴等惰性有機溶劑的沸點或惰性有機溶劑與水進行共沸的情況下,在其共沸溫度以上150℃以下的溫度下進行氣提後,以壓縮脫水機脫水至含水率55質量%/WB(濕量基準,下同)以下,較佳為45質量%/WB以下。接著,可藉由使用螺桿擠壓機型乾燥機、擴張器乾燥機、熱傳導型乾燥機、熱風乾燥機等,在60~100℃進行乾燥,而製造含水率0.1質量%/WB以下之所欲的粉末之氫化嵌段共聚物(II)。
(烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的含有比例)
在本發明之熱塑性彈性體組成物中,烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的含有比例[(I)/(II)],以質量比計為90/10~10/90,較佳為90/10~50/50,更佳為80/20~20/80,再更佳為80/20~60/40。若在上述範圍內,則成形加工性、柔軟性及高溫下的應變回復性優異。
(聚烯烴系樹脂(III))
作為本發明所使用的聚烯烴系樹脂(III),可列舉例如:聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚(1-丁烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)等。聚烯烴系樹脂(III)可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。其中,從成形加工性的觀點來看,較佳為選自包含聚乙烯系樹脂及聚丙烯系樹脂之群組的至少一種,更佳為聚丙烯系樹脂。
此處,聚乙烯系樹脂係指源自乙烯之構造單元的含量(以下有時簡稱為乙烯含量)為60莫耳%以上的聚合物
,該乙烯含量較佳為70莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上。又,聚丙烯系樹脂係指源自丙烯之構造單元的含量(以下有時簡稱為丙烯含量)為60莫耳%以上的聚合物,該丙烯含量較佳為70莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,特佳為90莫耳%以上。
此外,毋庸贅言,聚烯烴系樹脂(III)係與「橡膠」的烯烴系橡膠(I)有所區別。
作為聚乙烯系樹脂,可列舉例如:高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯等的乙烯之均聚物;乙烯/丁烯-1共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/庚烯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、乙烯/4-甲基戊烯-1共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等的乙烯系共聚物。其中,較佳為選自包含高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯之群組的至少一種。
作為聚丙烯系樹脂,可列舉例如:丙烯均聚物、乙烯/丙烯隨機共聚物、乙烯/丙烯嵌段共聚物、丙烯/丁烯-1共聚物、丙烯/乙烯/丁烯-1共聚物、丙烯/4-甲基戊烯-1共聚物等。其中,從成形加工性的觀點來看,較佳為選自包含丙烯均聚物、乙烯/丙烯隨機共聚物及乙烯/丙烯嵌段共聚物之群組的至少一種。
聚烯烴系樹脂(III)之在230℃、2.16kg的條件下所測定的熔流速率(MFR),從成形加工性的觀點來看,較佳為0.1g/10分鐘以上,更佳為0.1~50g/10分鐘,再
更佳為1~40g/10分鐘,特佳為5~40g/10分鐘。此外,該MFR係依據JIS K7210-1(2014年)所測定的值。
相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,聚烯烴系樹脂(III)的含量為10~200質量份,較佳為10~100質量份,更佳為15~100質量份,更佳為20~80質量份,再更佳為30~70質量份。若相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份小於10質量份,則變得缺乏成形加工性,另一方面,若超過200質量份,則其柔軟性及橡膠彈性降低。
在本發明之熱塑性彈性體組成物中,藉由使聚烯烴系樹脂(III)的含量在上述範圍內,在熱塑性彈性體組成物中,聚烯烴系樹脂(III)形成連續相,其連續相中,烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)形成以微粒子狀分散的型態(morphology),推測其對於「對於加硫橡膠及動態交聯型熱塑性彈性體(TPV)的接著力、柔軟性、耐候性及成形加工性」帶來良好的影響。
(軟化劑(IV))
作為軟化劑(IV),可列舉例如:石蠟系加工油、環烷系加工油等的石油系加工油;芳香族系加工油;酞酸二辛酯、酞酸二丁酯等的酞酸衍生物;白油;礦油;花生油、松香等的植物油系軟化劑;液體石蠟;乙烯與α-烯烴的液狀共寡聚物(co-oligomer)、液狀聚丁烯、液狀聚丁二烯、液狀聚異戊二烯、液狀聚異戊二烯/丁二烯共聚物、液狀苯乙烯/丁二烯共聚物、液狀苯乙烯/異戊二烯共聚物等的合成軟化劑等。
作為軟化劑(IV),特佳為在40℃下的動黏度為20~800mm2/s(較佳為40~600mm2/s,更佳為60~400mm2/s,再更佳為60~200mm2/s,特佳為70~120mm2/s)的軟化劑。此外,動黏度係依據JIS K2283(2000年)所測定的值。
軟化劑(IV)的流動點(pour point)較佳為-40~0℃,更佳為-30~0℃。又,軟化劑(IV)的著火點(COC法)較佳為200~400℃,更佳為250~350℃。
作為軟化劑(IV),較佳為石油系加工油、乙烯與α-烯烴的液狀共寡聚物、液體石蠟,更佳為石油系加工油,再更佳為石蠟系加工油。
軟化劑(IV)可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為軟化劑(IV)的市售品,例如可使用出光興產股份有限公司上市的商品名「DIANA PROCESS OIL」系列中的石蠟系加工油及環烷系加工油(較佳為石蠟系加工油)等。
相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,軟化劑(IV)的含量為15~300質量份,較佳為15~150質量份,更佳為20~120質量份,再更佳為20~100質量份。若相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份超過300質量份,則除了機械特性降低以外,軟化劑(IV)亦容易從由熱塑性彈性體組成物所得到的成形體滲出(bleed out),且機械強度降低。另一方面,若小於15質量份,則熱塑性彈性體組成物的柔軟性及成形加工性不足。
此外,若為本發明之熱塑性彈性體組成物,則即使
減少該軟化劑(IV)的含量,亦具有所謂具有充分柔軟性及成形加工性的優點。例如,與日本特開2014-080488號公報(專利文獻1)所記載的熱塑性彈性體組成物相較,用以賦予同等以上之柔軟性及成形加工性的軟化劑(IV)的含量較少。因此,在本發明之熱塑性彈性體組成物中,該軟化劑(IV)的含量的上限值,在上述任一數值範圍中,可為60質量份,亦可為50質量份,亦可為40質量份,亦可為30質量份。
使該烯烴系橡膠(I)與該氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(B)進行交聯的情況下,可因應需求含有下述交聯劑(V)、交聯助劑(VI)及交聯促進劑(VII)。亦即,本發明之熱塑性彈性體組成物,可為使該烯烴系橡膠(I)與該氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(B)交聯而成者。藉由如此進行交聯,而具有容易形成上述型態的傾向。
(交聯劑(V))
作為交聯劑(V),可列舉例如自由基產生劑、硫及硫化合物等。
作為自由基產生劑,可列舉例如:二異丙苯基過氧化物、二第三丁基過氧化物、第三丁基異丙苯基過氧化物等的二烷基單過氧化物(dialkyl monoperoxide);2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3、1,3-雙(第三丁基過氧基異丙基)苯、1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、正丁基-4,4-雙(第三丁基過氧基)戊酸酯等的二過氧化物;過氧化苯甲醯、過氧化對氯苯甲醯、過氧化2,4-二
氯苯甲醯等的二醯基過氧化物;過氧苯甲酸第三丁酯等的單醯基烷基過氧化物;過氧異丙基碳酸第三丁酯等的過碳酸;過氧化二乙醯、過氧化月桂醯等的二醯基過氧化物等的有機過氧化物。該等可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。其中,從反應性的觀點來看,較佳為2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、二異丙苯基過氧化物。
使用自由基產生劑的情況下,相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,其含量較佳為0.01~15質量份,更佳為0.05~10質量份。
作為硫化合物,可列舉例如:一氯化硫、二氯化硫等。
使用硫或硫化合物的情況下,相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,其含量較佳為0.1~20質量份,更佳為0.5~10質量份,再更佳為1~10質量份。
作為交聯劑(V),除此以外,亦可使用烷基酚樹脂、溴化烷基酚樹脂等的酚系樹脂;對苯醌二肟與二氧化鉛、p,p’-二苯甲醯苯醌二肟與四氧化三鉛的組合等。
(交聯助劑(VI))
作為交聯助劑(VI),可使用周知的交聯助劑。可列舉例如:三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、偏苯三酸(trimellitic acid)三烯丙酯、1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯、異三聚氰酸三烯丙酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸
二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯苯、甘油二甲基丙烯酸酯、2-羥基-3-丙烯醯氧基丙基甲基丙烯酸酯等的多官能性單體;氯化亞錫、三氯化鐵、有機磺酸、聚氯丁二烯、氯磺化聚乙烯等。其中,較佳為異三聚氰酸三烯丙酯。
可將交聯助劑(VI)含浸於矽藻土、白碳等而使用。特佳為將上述多官能性單體(再更佳為異三聚氰酸三烯丙酯)含浸於矽藻土或白碳,更佳為含浸於白碳。
交聯助劑(VI)可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
使用交聯助劑(VI)的情況下,相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,其含量較佳為0.1~40質量份,更佳為0.5~20質量份,再更佳為2~20質量份。
(交聯促進劑(VII))
作為交聯促進劑(VII),可列舉例如:N,N-二異丙基-2-苯并噻唑-亞磺醯胺(sulfenamide)、2-巰基苯并噻唑、2-(4-啉基二硫基)苯并噻唑等的噻唑類;二苯基胍、三苯基胍等的胍類;丁醛-苯胺反應物、六亞甲基四胺-乙醛反應物等的醛-胺系反應物或醛-氨系反應物;2-巰基咪唑啉等的咪唑啉類;二苯硫脲、二乙基脲、二丁基硫脲、三甲基硫脲、二鄰甲苯基硫脲等的硫脲類;二硫化二苯并噻唑;一硫化四甲胺硫甲醯基(tetramethylthiuram monosulfide)、二硫化四甲胺硫甲醯基、四硫化五亞甲胺硫甲醯基(pentamethylenethiuram tetrasulfide)等的胺硫
甲醯基(thiuram)一硫化物類或胺硫甲醯基多硫化物類;二甲基二硫胺甲酸鋅、乙基苯基二硫胺甲酸鋅、二甲基二硫胺甲酸鈉、二甲基二硫胺甲酸硒、二乙胺二硫胺甲酸碲等的硫胺甲酸鹽類;二丁基黃原酸鋅等的黃原酸鹽類;鋅華等。交聯促進劑(VII)可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
[其他成分]
本發明之熱塑性彈性體組成物,可為進一步含有其他熱塑性聚合物而成者。作為其他熱塑性聚合物,可列舉例如:聚苯醚系樹脂;聚醯胺6、聚醯胺6.6、聚醯胺6.10、聚醯胺11、聚醯胺12、聚醯胺6.12、聚六亞甲基二胺對酞醯胺、聚六亞甲基二胺異酞醯胺、含二甲苯基之聚醯胺等的聚醯胺系樹脂;聚對酞酸乙二酯、聚對酞酸丁二酯等的聚酯系樹脂;聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯酸基系樹脂;聚甲醛(polyoxymethylene)均聚物、聚甲醛共聚物等的聚甲醛系樹脂;苯乙烯均聚物、丙烯腈-苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂等的苯乙烯系樹脂;聚碳酸酯樹脂;苯乙烯/丁二烯共聚物橡膠、苯乙烯/異戊二烯共聚物橡膠等的苯乙烯系彈性體及其氫化物或其改質物(其中,除去液狀者);天然橡膠;氯丁二烯橡膠;丙烯酸橡膠;丙烯腈.丁二烯橡膠;環氧氯丙烷(epichlorohydrin)橡膠;聚矽氧橡膠;氯磺化聚乙烯;胺基甲酸酯橡膠;聚胺基甲酸酯系彈性體;聚醯胺系彈性體;聚酯系彈性體;軟質氯乙烯樹脂等。
此外,含有其他熱塑性聚合物的情況下,只要在不
損及熱塑性彈性體組成物之柔軟性及機械強度的範圍內使用即可,相對於添加其他熱塑性聚合物前的熱塑性彈性體組成物100質量份,其含量較佳為200質量份以下,更佳為100質量份以下,再更佳為50質量份以下。
本發明之熱塑性彈性體組成物,只要在不損及本發明之效果的範圍內,亦可為進一步含有各種添加劑而成者。作為該添加劑,可列舉例如:潤滑劑、發泡劑、成核劑、抗氧化劑、熱穩定劑、耐光劑、耐候劑、金屬減活化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、銅抑制劑(Copper inhibitor)、填充劑、補強劑、抗靜電劑、抗菌劑、防霉劑、分散劑、著色劑等。可單獨含有該等之中的一種,亦可含有兩種以上。
其中,潤滑劑提高熱塑性彈性體組成物的流動性的同時,亦具有抑制熱劣化的作用,因而較佳。作為該潤滑劑,可列舉例如:矽油;石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟等的烴系潤滑劑;硬脂酸丁酯、硬脂酸單甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸硬脂酯、不飽和脂肪酸單醯胺等。該等可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
含有潤滑劑的情況下,相對於除去潤滑劑的熱塑性彈性體組成物100質量份,其含量較佳為0.01~3質量份,更佳為0.05~1質量份,再更佳為0.1~0.8質量份。
又,發泡劑有使用在製造耐候密封件時的情況。作為發泡劑,可列舉例如:碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、亞硝酸銨、硼氫化鈉、疊氮化物類等的無機系發泡劑;N,N’-二亞硝基五亞甲基四胺、N,N’-二甲基
-N,N’-二亞硝基對酞醯胺等的N-亞硝基系化合物;偶氮雙異丁腈、偶氮二甲醯胺、偶氮二羧酸鋇等的偶氮系化合物;三氯一氟甲烷、二氯一氟甲烷等的氟化烷烴;對甲苯磺醯肼(para-toluenesulfonyl hydrazide)、二苯碸-3,3’-二磺醯肼、4,4’-氧基雙(苯磺醯肼)、烯丙基雙(磺醯肼)等的磺醯基聯胺(sulfonyl hydrazine)系化合物;對甲苯磺醯基胺脲(p-toluylenesulfonyl semicarbazide)、4,4’-氧基雙(苯磺醯基胺脲)等的磺醯基胺脲系化合物;5-啉基-1,2,3,4-噻三唑等的三唑系化合物等的有機系發泡劑;將異丁烷、戊烷等的加熱膨脹性化合物封入由氯化亞乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等熱塑性樹脂所構成之微膠囊的熱膨脹性微粒子等。該等可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
如此,在將耐候密封件作成發泡體的情況下,可因應需求含有成核劑。作為成核劑,例如可使用滑石、氧化矽、氧化鋁、雲母、氧化鈦、氧化鋅、沸石、碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、氫氧化鋁等的金屬氧化物、複合氧化物、金屬碳酸鹽、金屬硫酸鹽、金屬氫氧化物等。藉由使用成核劑,而具有發泡體之發泡單元的單元直徑變得容易調整的傾向,容易得到具有適當柔軟性的發泡體。
[關於交聯方法]
如上所述,可使烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(B)的部分進行交聯。作為交聯方法,可列舉:於烯烴系橡膠(I)及氫化嵌段共聚物(II)中適當添加交聯劑(V)、交聯助劑(VI)及交聯促進劑(VII)並進行揉合的
方法(交聯方法1);樹脂交聯法(交聯方法2);醌型交聯法(交聯方法3);使用活性能量射線等的方法(交聯方法4)等。以下依序對該等交聯方法進行說明。
<關於交聯方法1>
本發明之熱塑性彈性體組成物中,藉由於烯烴系橡膠(I)及氫化嵌段共聚物(II)中適當添加交聯劑(V)、交聯助劑(VI)及交聯促進劑(VII)並進行揉合,可使烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(B)進行交聯。
例如,使用上述自由基產生劑等的交聯劑(V)的同時,亦可因應需求使用上述多官能性單體等的交聯助劑(VI)、與二硫化二苯并噻唑及二硫化四甲胺硫甲醯基(所謂的二硫化物系化合物)等的交聯促進劑(VII)。
以該方法進行交聯的情況下,可列舉例如將含有自由基產生劑及因應需求之其他熱塑性樹脂的熱塑性彈性體組成物在加熱下進行熔融揉合的方法等。加熱溫度較佳為140~230℃。熔融揉合可藉由擠壓機、捏合機(kneader)、滾筒、塑性測定器等的裝置,以批次式或連續式進行。藉由該熔融揉合步驟進行交聯反應。
又,使用硫或硫化合物作為交聯劑(V)的情況下,極佳為併用噻唑類、胍類、丁醛-苯胺反應物、六亞甲基四胺-乙醛反應物、醛-胺系反應物等交聯促進劑(VII)。
以該方法進行交聯的情況下,可使用滾筒、班布里混合機等的混合機類,較佳於50~250℃(更佳為80~200℃)下將交聯劑(V)、交聯促進劑(VII)等進行揉合後,
較佳以60℃以上(更佳為90~250℃)維持通常1分鐘~2小時(更佳為5分鐘~1小時),藉此形成交聯。
<關於交聯方法2>
利用樹脂交聯法之交聯方法中,使用烷基酚樹脂、溴化烷基酚樹脂等的酚系樹脂作為交聯劑(V),使用氯化亞錫、三氯化鐵、有機磺酸、聚氯丁二烯或氯磺化聚乙烯等作為交聯助劑(VI)。
以該方法進行交聯的情況下,關於交聯溫度,較佳為100~250℃,更佳為130~220℃。進行樹脂交聯的情況下,極佳為併用交聯促進劑(VII)。
<關於交聯方法3>
利用醌型交聯法之交聯方法中,使用對苯醌二肟與二氧化鉛、p,p’-二苯甲醯苯醌二肟與四氧化三鉛的組合等作為交聯劑(V)。
以該方法進行交聯的情況下,關於交聯溫度,較佳為90~250℃,更佳為110~220℃。進行醌型交聯的情況下,較佳為併用交聯促進劑(VII)。
<關於交聯方法4>
作為可在利用活性能量射線之交聯方法中使用的活性能量射線,可列舉例如:粒子線、電磁波、及該等的組合。作為粒子線,可列舉:電子束(EB)、α射線等,作為電磁波,可列舉:紫外線(UV)、可見光、紅外線、γ射線、X射線等。該等之中,較佳為電子束(EB)或紫外線(UV)。
照射時間及照射量並無特別限制,可配合交聯的程
度任意選擇。
(熱塑性彈性體組成物的製造方法)
本發明之熱塑性彈性體組成物的製造方法並無特別限制。
可列舉例如:[1]製造以特定比例含有烯烴系橡膠(I)、氫化嵌段共聚物(II)、聚烯烴系樹脂(III)及軟化劑(IV)而成的熱塑性彈性體組成物的情況下,準備經預先進行交聯處理的烯烴系橡膠(I)、聚烯烴系樹脂(III)及軟化劑(IV)的混合物,於其中進一步添加氫化嵌段共聚物(II)、聚烯烴系樹脂(III)及軟化劑(IV)的混合物後進行熔融混合的方法。
又,從在使烯烴系橡膠(I)進行交聯的同時,亦可均勻地混合各成分的觀點來看,較佳為:[2]將烯烴系橡膠(I)、聚烯烴系樹脂(III)、軟化劑(IV)、以及因應需求之交聯劑(V)、交聯助劑(VI)及交聯促進劑(VII)等進行混合後,添加氫化嵌段共聚物(II)、或氫化嵌段共聚物(II)及軟化劑(IV),在熔融條件下使該混合物進行動態交聯的方法。
此處,本說明書中的「在熔融條件下進行動態交聯」,意指一邊藉由揉合對作成熔融狀態的該混合物施加剪切應力一邊進行交聯。
作為用以製造本發明之熱塑性彈性體組成物之進行動態交聯的裝置,可使用可將各成分均勻混合的任一種熔融揉合裝置,可列舉例如:單軸擠壓機、雙軸擠壓機、捏合機、班布里混合機等。其中,較佳為使用
揉合中的剪切力大且可連續運轉的雙軸擠壓機。
可將所得到之熱塑性彈性體組成物藉由周知的成形方法、較佳為擠製成形或射出成形,而得到耐候密封件。特別是形成耐候密封件之角部的情況下,可利用射出成形。形成耐候密封件之直線部的情況下,較佳為利用擠製成形。
又,含有發泡劑的熱塑性彈性體組成物的情況下,係進行發泡成形,作為發泡成形的方法,可列舉:藉由發泡劑的分解或反應而使其發泡的化學方法;及併用該化學方法與超臨界發泡或水發泡等物理方法的方法等。利用該等方法,可藉由射出發泡成形、擠製發泡成形等一般用於發泡成形的方法而進行發泡成形。例如,用以形成耐候密封件之角部的發泡體,可藉由於具有作成所欲形狀之模槽(cavity)的模具內,將乾摻有發泡劑的熱塑性彈性體組成物進行射出發泡成形而得到。
(熱塑性彈性體組成物的物性及特性)
本發明之熱塑性彈性體組成物,依照實施例所記載之方法而測定的硬度(JIS-A)為30~90,詳細而言為40~80,具有適合作為耐候密封件的柔軟性。特別是若為玻璃滑槽(glass run)的角部用,則硬度的上限值較佳為80以下,更佳為76以下,若為門封(door seal)的角部用,則硬度的上限值較佳為57以下,更佳為52以下。
又,依照實施例所記載之方法而測定的對加硫橡膠的接著力為100~300N/cm2,對TPV的接著力為100~400N/cm2,故對加硫橡膠及TPV的接著力優異。特別是
若為玻璃滑槽的角部用,則對TPV的接著力較佳為250N/cm2以上,更佳為310N/cm2以上,對加硫EPDM的接著力較佳為220N/cm2以上,更佳為240N/cm2以上(參照表3)。又,若為門封的角部用,則對TPV的接著力較佳為110N/cm2以上,更佳為140N/cm2以上,對加硫EPDM的接著力較佳為100N/cm2以上,更佳為115N/cm2以上(參照表4)。
再者,本發明之熱塑性彈性體組成物的耐候性及成形加工性亦優異。
[構件、耐候密封件、耐候密封件用角構件]
本發明提供具有由本發明之熱塑性彈性體組成物所構成之部位(X1)的構件。部位(X1)可為構件的一部分,亦可為整體。亦即,本發明亦提供除了部位(X1)以外,亦具有由與本發明之熱塑性彈性體組成物不同的材料所構成之部位(Y1)的構件。
部位(Y1)的材料並無特別限制,但在耐候密封件用途的情況下,可列舉:加硫橡膠、動態交聯型熱塑性彈性體(TPV)等。
作為加硫橡膠,可列舉:(1)乙烯與1種以上碳數3~20的α-烯烴的共聚物的交聯物;(2)乙烯、1種以上碳數3~20的α-烯烴與1種以上非共軛多烯的共聚物的交聯物等。特別是作為加硫橡膠,較佳為乙烯、1種以上碳數3~20的α-烯烴與1種以上非共軛多烯的共聚物的交聯物,更佳為乙烯、丙烯與非共軛多烯的共聚物的交聯物。
作為TPV,較佳為含有烯烴系樹脂與烯烴系橡膠而
成的烯烴系TPV,更佳為含有聚丙烯樹脂與烯烴系橡膠而成的烯烴系TPV。作為該烯烴系橡膠,較佳為乙烯、1種以上碳數3~20的α-烯烴與1種以上非共軛多烯的共聚物的交聯物,更佳為乙烯、丙烯與非共軛多烯的共聚物(EPDM)的交聯物。作為TPV,亦可使用「Excelink 1303B」、「Excelink 1703B」(皆為JSR股份有限公司製)等的市售品。
此外,關於「碳數3~20的α-烯烴」及「非共軛多烯」,可列舉與該烯烴系橡膠(I)中的說明相同者,較佳者亦相同。
加硫橡膠及TPV,可為因應需求含有例如硫化助劑、硫化加速劑、軟化劑、抗老化劑、碳黑、氧化鋅、潤滑劑等各種添加劑而成者。
又,本發明亦提供除了該部位(X1)以外,亦具有由本發明之熱塑性彈性體組成物所構成之部位(X2)的構件。該部位(X2)的材料,可與形成部位(X1)的熱塑性彈性體組成物相同或相異。部位(X2)的材料與形成部位(X1)的熱塑性彈性體組成物不同時,成為使用兩種以上本發明之熱塑性彈性體組成物的構件。
由於本發明之熱塑性彈性體組成物的成形加工性亦優異,由本發明之熱塑性彈性體組成物所構成之部位(X1)較佳為進行射出成形而得到的部位。
本發明亦提供含有上述構件的耐候密封件。更具體而言,提供具有包含該部位(X1)之角部與包含該部位(X2)或(Y1)之直線部的耐候密封件。
該耐候密封件,有用於作為汽車用、船舶用或飛機用。
該部位(X1)的柔軟性及成形加工性優異,故特別有用於作為角構件,且有用於作為耐候密封件用角構件。例如,若為汽車用途,則有用於作為玻璃滑槽的角構件、門封的角構件等。
本說明書的記載事項,可任意採用任一者。亦即,不僅可採用一較佳事項,亦可將較佳事項與其他較佳事項組合而採用。
以下藉由實施例更詳細地說明本發明,但本發明並不受該等實施例的任何限定。此外,物性測定係藉由以下所示的方法進行。
(1)峰頂分子量(Mp)
藉由下述條件的凝膠滲透層析法(GPC)測定,求出在氫化前的聚合物嵌段(A1)及(A2)、與氫化後的氫化嵌段共聚物(II)中,聚苯乙烯換算的峰頂分子量(Mp)。此外,聚合物嵌段(A2)的Mp(A2),係藉由自氫化後的氫化嵌段共聚物(II)之Mp減去氫化前的聚合物嵌段[A1-B]之Mp而求得。
(GPC測定裝置及測定條件)
.裝置:GPC裝置「HLC-8320」(Tosoh股份有限公司製)
.分離管柱:管柱「TSKgelSuperHZM-M」(Tosoh股份有限公司製)
.溶析液:四氫呋喃
.溶析液流量:0.7ml/min
.樣本濃度:5mg/10mL
.管柱溫度:40℃
.偵測器:微差折射率(RI)偵測器
.校正曲線:使用標準聚苯乙烯而作成
(2)聚合物嵌段(A)的含量
將氫化後的嵌段共聚物(II)溶解於CDCl3,並測定1H-NMR譜[裝置:JNM-Lambda 500(日本電子股份有限公司製),測定溫度:50℃],由源自苯乙烯的峰值強度算出聚合物嵌段(A)的含量。
(3)氫化嵌段共聚物(II)的氫化率
測定氫化前後的嵌段共聚物之碘價,使用該測定值,藉由下式算出氫化嵌段共聚物(II)的氫化率(%)。
氫化率(%)={1-(氫化後的嵌段共聚物之碘價/氫化前的嵌段共聚物之碘價)}×100
(碘價的測定方法)
使用氫化前後的嵌段共聚物之環己烷溶液,藉由韋氏法(wijs method)測定碘價。
(4)聚合物嵌段(B)的乙烯鍵含量
將氫化前的嵌段共聚物溶解於CDCl3,並測定1H-NMR譜[裝置:JNM-Lambda 500(日本電子股份有限公司製),測定溫度:50℃],由「源自異戊二烯及/或丁二烯之構造單元的總峰值面積」與「對應於異戊二烯構造單元中的3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元、對應於丁二烯構
造單元中的1,2-鍵結單元、或在源自異戊二烯與丁二烯之混合物的構造單元的情況下各自之對應上述鍵結單元的峰值面積」之比,算出乙烯鍵含量(3,4-鍵結單元與1,2-鍵結單元的含量之合計)。
(5)分子量分布(Mw/Mn)
重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)及分子量分布(Mw/Mn)係藉由凝膠滲透層析法(GPC)以標準聚苯乙烯換算而求得。
測定裝置及條件與該峰頂分子量(Mp)的測定中的GPC測定裝置及測定條件相同。
(6)玻璃轉移溫度(℃)
使用微差掃描熱量計「DSC6200」(Seiko Instruments股份有限公司製),精秤氫化嵌段共聚物(II),以10℃/分鐘的升溫速度從-120℃升溫至100℃,讀取測定曲線之反曲點的溫度作為玻璃轉移溫度。
[實施例所使用的各成分]
以下顯示實施例及比較例所使用的各成分的詳細明或製造方法。
[烯烴系橡膠(I)]
烯烴系橡膠(I):乙烯/丙烯/5-亞乙基-2-降莰烯共聚物橡膠「JSR EP37F」(JSR股份有限公司製,碘價=8,慕尼黏度(ML1+4,100℃)=100,乙烯含量54莫耳%)
[氫化嵌段共聚物(II)]
(II)-1:苯乙烯-(丁二烯/異戊二烯)-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(參照製造例1及表1)
(II)-2:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(參照製造例2及表1)
(II)-3:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(參照製造例3及表1)
(II)-4:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(參照製造例4及表1)
[氫化嵌段共聚物(比較用)]
(II')-5:苯乙烯-(丁二烯/異戊二烯)-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(參照製造例5及表1)
(II')-6:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(參照製造例6及表1)
(II')-7:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(參照製造例7及表1)
[製造例1]氫化嵌段共聚物(II)-1的製造
以表1所示的使用量,於進行氮取代且經乾燥的耐壓容器中,裝入環己烷作為溶劑、第二丁基鋰(10.5質量%環己烷溶液)作為陰離子聚合起始劑,並裝入四氫呋喃作為路易士鹼。升溫至60℃後,加入苯乙烯(A1)並使其聚合1小時,接著加入丁二烯及異戊二烯的混合物並進行聚合2小時,再加入苯乙烯(A2)並進行聚合1小時,藉此得到包含苯乙烯-(丁二烯/異戊二烯)-苯乙烯嵌段共聚物的反應液。
於該反應液中,相對於該嵌段共聚物添加5質量%的鈀碳(鈀載持量:5質量%)作為氫化觸媒,並在氫壓力2MPa、150℃的條件下進行反應10小時。
在放冷、降壓後,藉由過濾去除鈀碳,濃縮濾液,再進行真空乾燥,藉此得到苯乙烯-(丁二烯/異戊二烯)-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(稱為氫化嵌段共聚物(II)-1)。將各成分的使用量及氫化嵌段共聚物(II)-1之各物性的測定結果顯示於表1。
[製造例2]氫化嵌段共聚物(II)-2的製造
以表1所示的使用量,於進行氮取代且經乾燥的耐壓容器中,裝入環己烷作為溶劑、第二丁基鋰(10.5質量%環己烷溶液)作為陰離子聚合起始劑,並裝入N,N,N’,N’-四甲基乙二胺作為路易士鹼。升溫至40℃後,加入苯乙烯(A1)並使其聚合1小時,接著加入丁二烯並進行聚合2小時,再加入苯乙烯(A2)並進行聚合1小時,藉此得到包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的反應液。
於該反應液中,相對於該嵌段共聚物添加5質量%的鈀碳(鈀載持量:5質量%)作為氫化觸媒,並在氫壓力2MPa、150℃的條件下進行反應10小時。
在放冷、降壓後,藉由過濾去除鈀碳,濃縮濾液,再進行真空乾燥,藉此得到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(稱為氫化嵌段共聚物(II)-2)。將各成分的使用量及氫化嵌段共聚物(II)-2之各物性的測定結果顯示於表1。
[製造例3]氫化嵌段共聚物(II)-3的製造
以表1所示的使用量,於進行氮取代且經乾燥的耐壓容器中,裝入環己烷作為溶劑、第二丁基鋰(10.5質量%環己烷溶液)作為陰離子聚合起始劑,並裝入四氫呋喃作
為路易士鹼。升溫至60℃後,加入苯乙烯(A1)並使其聚合1小時,接著加入異戊二烯並進行聚合2小時,再加入苯乙烯(A2)並進行聚合1小時,藉此得到包含苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的反應液。
於該反應液中,相對於該嵌段共聚物添加5質量%的鈀碳(鈀載持量:5質量%)作為氫化觸媒,並在氫壓力2MPa、150℃的條件下進行反應10小時。
在放冷、降壓後,藉由過濾去除鈀碳,濃縮濾液,再進行真空乾燥,藉此得到苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(稱為氫化嵌段共聚物(II)-3)。將各成分的使用量及氫化嵌段共聚物(II)-3之各物性的測定結果顯示於表1。
[製造例4]氫化嵌段共聚物(II)-4的製造
於製造例3,除了如表1所記載地變更各成分的使用量以外,同樣地進行操作,藉此得到苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(稱為氫化嵌段共聚物(II)-4)。將各成分的使用量及氫化嵌段共聚物(II)-4之各物性的測定結果顯示於表1。
[製造例5(比較用)]氫化嵌段共聚物(II’)-5的製造
於製造例1,除了如表1所記載地變更各成分的使用量以外,同樣地進行操作,藉此得到苯乙烯-(丁二烯/異戊二烯)-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(稱為氫化嵌段共聚物(II’)-5)。將各成分的使用量及氫化嵌段共聚物(II’)-5之各物性的測定結果顯示於表1。
[製造例6(比較用)]氫化嵌段共聚物(II’)-6的製造
於製造例3,除了如表1所記載地變更各成分的使用量以外,同樣地進行操作,藉此得到苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(稱為氫化嵌段共聚物(II’)-6)。將各成分的使用量及氫化嵌段共聚物(II’)-6之各物性的測定結果顯示於表1。
[製造例7(比較用)]氫化嵌段共聚物(II’)-7的製造
於製造例3,除了如表1所記載地變更各成分的使用量以外,同樣地進行操作,藉此得到苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(稱為氫化嵌段共聚物(II’)-7)。將各成分的使用量及氫化嵌段共聚物(II’)-7之各物性的測定結果顯示於表1。
[聚烯烴系樹脂(III)]
聚烯烴系樹脂(III):隨機聚丙烯(丙烯乙烯隨機共聚物)「J226T」(MFR[230℃,載重21.2N]=20g/10分鐘、Prime Polymer股份有限公司製)
[軟化劑(IV)]
軟化劑(IV):石蠟系加工油「DIANA PROCESS PW-90」(動黏度=95.54mm2/s(40℃)、出光興產股份有限公司製)
[交聯劑(V)]
交聯劑(V):2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷/氧化矽(質量比:40/60)「PERHEXA(註冊商標)25B-40」(日本油脂股份有限公司製)
[交聯助劑(VI)]
交聯助劑(VI):異三聚氰酸三烯丙酯/白碳(質量比:60/40)「TAIC(註冊商標)WH-60」(日本化成股份有限公司製)
[潤滑劑]
潤滑劑:不飽和脂肪酸單醯胺「DIAMID(註冊商標)L-200」(日本化成股份有限公司製)
[實施例1~16、比較例1~14]
使用SUPERMIXER V-20(KAWATA股份有限公司製),以表3或表4所示的摻合比例(單位:質量份),以乾摻將全部成分進行預先混合後,供給至雙軸擠壓機[日本製鋼所股份有限公司製「TEX-44XCT」、螺桿長度(L)/螺桿徑(D)=42],在溫度170~200℃、旋轉數300min-1下進行熔融揉合,並藉由熱切割(hot cut),製造顆粒狀的熱塑性彈性體組成物。
使用所得到的顆粒狀之熱塑性彈性體組成物,依照下述方法測定或評價各物性及特性。將結果顯示於表3及表4。
[物性及特性的測定方法或評價方法]
(7)硬度(JIS-A)
藉由射出成形機「EC75SX」(東芝機械股份有限公司製),在料筒(cylinder)溫度230℃下,將各例所得到的熱塑性彈性體組成物之顆粒進行射出成形,製作長度100mm、寬度35mm、厚度2mm的片材。接著,依據JIS K6253-3(2012年),將3片所得到的片材重疊,作成厚度
6mm的積層體,並測定其硬度。硬度計係使用A型硬度計(Type A durometer),測定值係記錄瞬間的數值。
硬度越小,表示所得到之成形體的柔軟性越優異。
(8)成形加工性
藉由射出成形機「EC75SX」(東芝機械股份有限公司製),在料筒溫度230℃下,將各例所得到的熱塑性彈性體組成物之顆粒進行射出成形,製作長度100mm、寬度35mm、厚度2mm的片材,將該片材裁切成長度50mm、寬度35mm,製作試片。以目視觀察該試片中是否有流痕(flow mark),藉由下述基準,評價成形加工性。
A:無流痕
B:流痕少
C:流痕多
(9)接著力
藉由下述方法,測定與由動態交聯型熱塑性彈性體(TPV)所構成之被附著體、或由加硫橡膠所構成之被附著體的接著力。
(由TPV所構成之被附著體)
TPV-1:使用「Excelink 1703B」(JSR股份有限公司製)的顆粒,依照上述「(8)成形加工性」所記載的方法,作成長度50mm、寬度35mm、厚度2mm的試片,將其作為被附著體「TPV-1」。該TPV-1之依照上述「(7)硬度」所記載的方法而測定的硬度為71。
TPV-2:除了使用「Excelink 1303B」(JSR股份有限公司製)的顆粒以外,與上述TPV-1同樣地作成試片,將
其作為被附著體「TPV-2」。該TPV-2之依照上述「(7)硬度」所記載的方法而測定的硬度為42。
(由加硫橡膠所構成之被附著體)
加硫EPDM-3:以下述表2所示的摻合量,使用班布里混合機,於150℃下將乙烯/丙烯/二烯共聚物橡膠「EPT4045」(三井化學股份有限公司製)、碳黑「DIABLACK H」(三菱化學股份有限公司製)、抗老化劑「NOCRAC 6C」(大內進興化學工業股份有限公司製)、硬脂酸「LUNAC S-20」(花王股份有限公司製)及鋅華「氧化鋅」(Sakai Chemical Industry股份有限公司製)進行揉合6分鐘(揉合第一階段)。接著,取出所得到之組成物並進行冷卻後,以下述表2所示的摻合量,加入硫化劑「硫」(微粉硫,200網目,鶴見化學工業股份有限公司製)以及硫化加速劑(1)「Nocceler TS」(大內進興化學工業股份有限公司製)及硫化加速劑(2)「Nocceler M-P」(大內進興化學工業股份有限公司製),使用班布里混合機,以溫度50℃及壓力1MPa進行揉合20分鐘(揉合第二階段),得到揉合物。
再使用壓縮成形機,以下述表2所示的硫化條件進行壓縮成形,得到片材(長度150mm×寬度150mm×厚度2mm)。從該片材進行長度50mm、寬度35mm、厚度2mm的沖孔,製作試片,將其作為被附著體「加硫EPDM-3」。該加硫EPDM-3之依照上述「(7)硬度」所記載的方法而測定的硬度為70。
<接著力的測定方法>
將以上述方式所得到之各被附著體(長度50mm×寬度35mm×厚度2mm)裝設於長度100mm×寬度35mm×厚度2mm的模槽內,對其以射出成形機「EC75SX」(東芝機械股份有限公司製),於230℃下將熱塑性彈性體進行射出成形,得到複合成形體的片材。此外,該複合成形體的片材完全熔融,成為厚度2mm的1片片材,亦即,各被附著體(TPV-1、TPV-2或加硫EPDM-3)與熱塑性彈性體組成物,係形成在其片材的側面上接著的狀態(接著面積:35mm×2mm)。
將所得到之複合成形體的片材(長度100mm×寬度35mm×厚度2mm)裁切成長度100mm×寬度10mm×厚度2mm,在23℃的溫度條件及200mm/min的拉伸速度條件下,使用英氏萬能試驗機「Instron 5566」(Instron Japan公司製),測定熱塑性彈性體組成物與被附著體之間的接著力。
(10)耐候性
藉由進行與上述「(8)成形加工性」之記載相同的操作,而得到片材(長度100mm×寬度35mm×厚度2mm)。使用「SUNTEST CPS+」(光源:氙,照射強度:550W/m2,東洋精機製作所股份有限公司製),將該片材進行24小時的曝光試驗。檢查試驗前後的變化的觸感,藉由下述基準評價耐候性。
A:無變化
B:稍有黏性
C:有黏性
由表3及表4可知,實施例的熱塑性彈性體組成物皆對TPV-1、TPV-2及加硫EPDM-3具有高接著力,且連同柔軟性及耐候性、其成形加工性亦優異。
再者,若對比實施例6與實施例8,則可知氫化嵌段共聚物(II)中的聚合物嵌段(A1)與(A2)中的峰頂分子量(Mp)之比[Mp(A1)/Mp(A2)]滿足1/10~8/10的實施例8,其成形加工性更加優異。
實施例1~8所得到之熱塑性彈性體組成物,特別有用於作為汽車的玻璃滑槽的角部用。又,實施例9~16所得到之熱塑性彈性體組成物,特別有用於作為汽車的門封的角部用。
另一方面,可知使用氫化率較低之氫化嵌段共聚物的比較例1、2、8及9,具有對TPV的接著力不充分的情況(參照比較例2),又,耐候性不足(參照比較例1、2、8及9)。可知使用聚合物嵌段(B)的乙烯鍵含量小於45%之氫化嵌段共聚物的比較例3、4、10及11,具有柔軟性不足的情況(參照比較例3及10),又,具有缺乏對TPV及加硫橡膠的接著力的情況(參照比較例4及11)。可知使用峰頂分子量(Mp)超過20萬之氫化嵌段共聚物的比較例5、6、12及13,缺乏成形加工性,又,亦具有柔軟性不足的情況(參照比較例12)。再者,可知未使用氫化嵌段共聚物(II)的比較例7及14,缺乏成形加工性不足,又,亦具有對加硫橡膠的接著力不足的情況(參照比較例14)。
本發明之熱塑性彈性體組成物,對加硫橡膠
及動態交聯型熱塑性彈性體(TPV)具有高接著力,且連同柔軟性及耐候性、其成形加工性亦優異,故有用於作為耐候密封件用、特別是耐候密封件的角部用。
Claims (18)
- 一種熱塑性彈性體組成物,其係含有烯烴系橡膠(I)、下述氫化嵌段共聚物(II)、聚烯烴系樹脂(III)、及軟化劑(IV)而成的熱塑性彈性體組成物;其中,烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)的含有比例[(I)/(II)]以質量比計為90/10~10/90,相對於烯烴系橡膠(I)與氫化嵌段共聚物(II)之合計100質量份,聚烯烴系樹脂(III)的含量為10~200質量份,軟化劑(IV)的含量為15~300質量份;氫化嵌段共聚物(II):其係具有聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)之嵌段共聚物的氫化物,其藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量(peak top molecular weight)為50,000~200,000,且聚合物嵌段(B)中的碳-碳雙鍵的70莫耳%以上經氫化的氫化嵌段共聚物;該聚合物嵌段(A)主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成;該聚合物嵌段(B)主要由源自選自包含異戊二烯及丁二烯之群組的至少一種的構造單元所構成,且3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元的含量之合計為45%以上。
- 如請求項1之熱塑性彈性體組成物,其中該氫化嵌段共聚物(II)的玻璃轉移溫度為-45~0℃。
- 如請求項1或2之熱塑性彈性體組成物,其中於該氫化 嵌段共聚物(II)中,聚合物嵌段(A)的含量為5~40質量%。
- 如請求項1至3中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中於氫化嵌段共聚物(II)中,聚合物嵌段(A)的含量為5~18質量%。
- 如請求項1至4中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中該氫化嵌段共聚物(II)中的該聚合物嵌段(A)含有藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為相同或相異的2種聚合物嵌段(A1)與(A2),且該氫化嵌段共聚物(II)係由該聚合物嵌段(A1)、該聚合物嵌段(B)及該聚合物嵌段(A2)所構成的三嵌段共聚物[A1-B-A2]的氫化物。
- 如請求項5之熱塑性彈性體組成物,其中於該氫化嵌段共聚物(II)中,該聚合物嵌段(A)含有主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成,且藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為Mp(A1)之聚合物嵌段(A1);與主要由源自芳香族乙烯化合物的構造單元所構成,且藉由利用凝膠滲透層析法之標準聚苯乙烯換算所求得的峰頂分子量為Mp(A2)之聚合物嵌段(A2);該Mp(A1)與該Mp(A2)之比[Mp(A1)/Mp(A2)]滿足1/10~8/10。
- 如請求項1至6中任一項之熱塑性彈性體組成物,其係使該烯烴系橡膠(I)與該氫化嵌段共聚物(II)的聚合物嵌段(B)交聯而成。
- 如請求項1至7中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中該烯烴系橡膠(I)係選自包含(I-1)乙烯與1種以上碳數3~20的α-烯烴的共聚物橡膠或其交聯物、以及(I-2)乙烯、1種以上碳數3~20的α-烯烴與1種以上非共軛多烯(nonconjugated polyene)的共聚物橡膠或其交聯物之群組的至少一種。
- 如請求項1至8中任一項之熱塑性彈性體組成物,其中該聚烯烴系樹脂(III)係選自包含聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚(1-丁烯)及聚(4-甲基-1-戊烯)之群組的至少一種。
- 一種構件,其具有由如請求項1至9中任一項之熱塑性彈性體組成物所構成的部位(X1)。
- 如請求項10之構件,其除了該部位(X1)以外,亦具有由與如請求項1至9中任一項之熱塑性彈性體組成物不同的材料所構成的部位(Y1)。
- 如請求項11之構件,其中該部位(Y1)的材料為加硫橡膠或動態交聯型烯烴系熱塑性彈性體(TPV)。
- 如請求項10之構件,其除了該部位(X1)以外,亦具有由如請求項1至9中任一項之熱塑性彈性體組成物(其中,可與形成該部位(X1)之熱塑性彈性體組成物相同或相異)所構成的部位(X2)。
- 如請求項10至13中任一項之構件,其中該部位(X1)係藉由射出成形所得到的部位。
- 一種耐候密封件(weather seal),其含有如請求項10至14中任一項之構件。
- 一種耐候密封件,其含有構件,該構件具有由如請求項1至9中任一項之熱塑性彈性體組成物所構成的部位(X1),且除了該部位(X1)以外,亦具有由與如請求項1至9中任一項之熱塑性彈性體組成物不同的材料所構成的部位(Y1);或除了該部位(X1)以外,亦具有如請求項1至9中任一項之熱塑性彈性體組成物(其中,可與形成該部位(X1)之熱塑性彈性體組成物相同或相異)所構成的部位(X2),該耐候密封件具有包含該部位(X1)之角部、與包含該部位(X2)或(Y1)之直線部。
- 如請求項15或16之耐候密封件,其係汽車用、船舶用或飛機用。
- 一種耐候密封件用角構件,其具有由如請求項1至9中任一項之熱塑性彈性體組成物所構成的部位(X1)。
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