DE112006000469T5

DE112006000469T5 - Schaumzusammensetzung und Schaum

Info

Publication number: DE112006000469T5
Application number: DE112006000469T
Authority: DE
Inventors: Keisuke Hiratsuka Chino; Tomoyuki Hiratsuka Sakai
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2008-01-10
Also published as: JPWO2006090687A1; US20090030099A1; WO2006090687A1; JP4040669B2

Abstract

Schaumzusammensetzung, umfassend:
ein thermoplastisches Elastomer (A), welches eine Seitenkette aufweist, die mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoff-enthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; und
ein Treibmittel (D).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft eine Schaumzusammensetzung und einen Schaum und genauer eine Schaumzusammensetzung, welche ein thermoplastisches Elastomer enthält, das die Charakteristik von wiederholtem und reproduzierbarem Durchlaufen von Vernetzen und Entnetzen durch Temperaturveränderung (hier nachstehend manchmal als „Recyclingvermögen" bezeichnet) aufweist.
STAND DER TECHNIK
Recycling von einmal verwendeten Materialien ist eine drängende Aufgabe in diesen Tagen für den Umweltschutz, das Einsparen von Ressourcen und aus anderen Erwägungen. Ein vernetzter Kautschuk (vulkanisierter Kautschuk) weist eine stabile dreidimensionale Netzwerkstruktur auf, welche durch kovalente Bindung einer makromolekularen Substanz und eines Vernetzungsmittels (Vulkanisierungsmittels) gebildet wird, und weist demgemäß sehr hohe Festigkeit auf. Eine Umformung eines solchen Materials ist jedoch aufgrund der Vernetzung durch die starke kovalente Bindung schwierig. Auf der anderen Seite verwenden thermoplastische Elastomere physikalisches Vernetzen und ein Formen eines solchen Materials wird leicht durch Wärmeschmelzen des Materials ohne die Notwendigkeit einer komplizierten Vulkanisierung und von Formschritten, einschließlich Vorformen, erreicht.
Ein typisches bekanntes Beispiel eines solchen thermoplastischen Elastomers ist ein thermoplastisches Elastomer, welches eine Harzkomponente und eine Kautschukkomponente enthält, und wobei die mikrokristalline Harzkomponente ein hartes Segment darstellt, welches als eine Vernetzungseinheit für die dreidimensionale Netzwerkstruktur wirkt, wobei eine plastische Verformung der Kautschukkomponente (weiches Segment) bei Raumtemperatur verhindert wird und sie bei einer erhöhten Temperatur erweicht oder schmilzt, wodurch eine plastische Verformung des Elastomers verursacht wird. Bin solches thermoplastisches Elastomer, welches die Harzkomponente enthält, leidet jedoch oft unter dem Verlust der Kautschukelastizität und deshalb besteht ein hoher Bedarf für ein Material, welches frei von einer solchen Harzkomponente ist und welchem Thermoplastizität verliehen werden kann.
Angesichts einer solchen Situation haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bereits gefunden, dass ein thermoplastisches Elastomer, welches durch Wasserstoffbrückenbindung vernetzbar ist und welches ein elastomeres Polymer mit einem Carbonyl-enthaltenden Rest und einem heterocyclischen Amin-enthaltenden Rest in seiner Seitenkette einschließt, wiederholt Vernetzen und Entnetzen durch Verändern der Temperatur durch die Verwendung der Wasserstoffbrückenbindung durchlaufen kann. Basierend auf einer solchen Entdeckung schlugen die Erfinder ein thermoplastisches Elastomer, welches durch Wasserstoffbrückenbindung vernetzbar ist und welches ein elastomeres Polymer mit (i) einem Carbonyl-enthaltenden Rest und (ii) einem heterocyclischen Amin-enthaltenden Rest in seiner Seitenkette einschließt; und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen thermoplastischen Elastomers, welches das Umsetzen eines elastomeren Polymers mit einem cyclischen Säureanhydridrest in seiner Seitenkette und einer heterocyclischen Amin-enthaltenden Verbindung bei einer Temperatur, welche das chemische Binden der heterocyclischen Amin-enthaltenden Verbindung an den cyclischen Säureanhydridrest ermöglicht, einbezieht, um dabei das thermoplastische Elastomer herzustellen, vor (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
Das thermoplastische Elastomer mit solchen Eigenschaften hat einen enormen industriellen und auf den Umweltschutz bezogenen Wert und es wird von einem solchen Material auch erwartet, dass es ein Material mit hoher Festigkeit nach dem Vernetzen und ausgezeichnetem Recyclingvermögen ohne Veränderung bei seinen physikalischen Eigenschaften sogar nach wiederholtem Vernetzen und Entnetzen ist.

Patentdokument 1: JP 2000-169527 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABENERFÜLLUNG DER ERFINDUNG
Jedoch sogar das wie vorstehend bezeichnete, in Patentdokument 1 beschriebene thermoplastische Elastomer litt unter einer übermäßig hohen Härte und Dichte und folglich erhöhtem Gewicht und relativer Dichte, als es als eine Zusammensetzung nach dem Mischen desselben mit einem Füllstoff und dergleichen verwendet wurde. Auch war eine solche Zusammensetzung gelegentlich in ihrer Beständigkeit gegen Druckverformung ungenügend, wenn sie für eine bestimmte Zeit unter Druck gesetzt und von dem Druck befreit wurde, und eine Verwendung der Zusammensetzung für Schaumanwendungen wie Abdeck- und Packmaterialien war schwierig.
Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schaum mit verringerter Härte und Dichte sowie verbesserter Beständigkeit gegen Druckverformung und eine Schaumzusammensetzung zur Herstellung eines solchen Schaums bereit zu stellen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABEN
Angesichts der wie vorstehend beschriebenen Situation führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine intensive Untersuchung zur Überwindung der wie vorstehend beschriebenen Probleme durch und fanden, dass ein Schaum, welcher aus einer Schaumzusammensetzung hergestellt wird, welche ein thermoplastisches Elastomer mit einer Seitenkette mit vorbestimmter Struktur und ein Treibmittel enthält, verringerte Härte und Dichte mit verbesserter Beständigkeit gegen Druckverformung aufweist, und die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage einer solchen Entdeckung vervollständigt. Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung die Schaumzusammensetzung und den Schaum wie in den nachstehenden Punkten (I) bis (XXX) beschrieben bereit.

(I) Schaumzusammensetzung, umfassend: ein thermoplastisches Elastomer (A), welches eine Seitenkette aufweist, die mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoffenthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; und ein Treibmittel (D).
(II) Schaumzusammensetzung, umfassend: eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung, umfassend ein thermoplastisches Elastomer (A), welches eine Seitenkette aufweist, die mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoffenthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; ein thermoplastisches Polymer (B) und ein internes Trennmittel (C); und ein Treibmittel (D).
(III) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (II), wobei das thermoplastische Polymer (B) eine MFR (Schmelzflussindex) von mindestens 0,01 g/10 min aufweist, gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg.
(IV) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehenden (II) oder (III), wobei der Gehalt des thermoplastischen Polymers (B) 1 bis 300 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
(V) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (II) bis (IV), wobei das thermoplastische Elastomer (A) und das thermoplastische Polymer (B) einen Löslichkeitsparameter (Sp)-Wert aufweisen, der die folgende Formel erfüllt: [Mathematische Formel 1]
wobei Sp(A) den Löslichkeitsparameter des thermoplastischen Elastomers (A) darstellt und Sp(B) den Löslichkeitsparameter des thermoplastischen Polymers (B) darstellt.
(VI) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (II) bis (V), wobei das interne Trennmittel (C) mindestens ein Bestandteil ist, der aus Fettsäureamid, Fettsäureester, Fettsäuremetallsalz und metallischer Verbindung ausgewählt ist.
(VII) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (II) bis (VI), wobei der Gehalt des internen Trennmittels (C) 0,1 bis 50 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
(VIII) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (II) bis (VII), wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Kapillarviskosität von mindestens 3000 Pa·s aufweist, gemessen bei 120°C und bei einer Scherrate von 60,8 s^–1.

Die Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A) enthält bevorzugt eine Iminogruppe und/oder einen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus, und einen Carbonyl-enthaltenden Rest, stärker bevorzugt eine Iminogruppe und einen Carbonyl-enthaltenden Rest, und noch stärker bevorzugt eine Iminogruppe, einen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und einen Carbonyl-enthaltenden Rest.

(IX) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (VIII), wobei die Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A) eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (1) dargestellt wird: [Chemische Formel 1]
wobei A ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ist; B eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, ist.
(X) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (IX), wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (1) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (2) oder (3) dargestellt wird, die an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet: [Chemische Formel 2]
wobei A ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ist, B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind.
(XI) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (VIII), wobei die Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A) eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (4) dargestellt wird: [Chemische Formel 3]
wobei E ein Stickstoff-enthaltender Heterocyclus ist, und B eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, ist.
(XII) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XI), wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (4) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (5) oder (6) dargestellt wird, die an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet: [Chemische Formel 4]
wobei E ein Stickstoff-enthaltender Heterocyclus ist, und B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind.
(XIII) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (VIII), (XI) und (XII), wobei der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus ein fünfgliedriger oder ein sechsgliedriger Ring ist.
(XIV) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XIII), wobei der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus ein Triazolring, Thiadiazolring, Pyridinring, Thiazolring, Imidazolring oder Hydantoinring ist.
(XV) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XI), wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (4) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, die durch die folgende Formel (7), Formel (8) oder (9), oder Formel (10) dargestellt wird: [Chemische Formel 5]
wobei B eine Einfachbindung ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, ist, und G und J unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, sind.
(XVI) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XV), wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (4) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, welche an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet und durch die folgende Formel (11) oder (12), eine der Formeln (13) bis (16), oder Formel (17) oder (18) dargestellt wird: [Chemische Formel 6]
wobei B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder Rest enthalten kann, sind, G und J unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, sind.
(XVII) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (XVI), wobei das Vernetzen an der kovalenten Vernetzungsstelle durch mindestens eine Bindung, welche aus Amid, Ester, Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, verwirklicht werden kann.
(XVIII) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (XVI), wobei das Vernetzen an der kovalenten Vernetzungsstelle durch mindestens eine Bindung, welche aus Amid, Ester, Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, verwirklicht wurde.
(XIX) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XVIII), wobei die kovalente Vernetzungsstelle einen tertiären Aminorest enthält.
(XX) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehenden (XVIII) oder (XIX), wobei die kovalente Vernetzungsstelle mindestens eine Struktur enthält, welche durch eine der folgenden Formeln (19) bis (21) dargestellt wird: [Chemische Formel 7]
wobei K, L, Q und R unabhängig voneinander eine Einfachbindung ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind, und T ein gegebenenfalls verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist, der ein Sauerstoffatom, Schwefelatom oder Stickstoffatom enthalten kann.
(XXI) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XX), wobei die kovalente Vernetzungsstelle mindestens eine Struktur enthält, welche durch eine der folgenden Formeln (22) bis (24) dargestellt wird, die an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet: [Chemische Formel 8]
wobei K, L, Q und R unabhängig voneinander eine Einfachbindung; ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom; oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder Rest enthalten kann, sind, und T ein gegebenenfalls verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist, der ein Sauerstoffatom, Schwefelatom oder Stickstoffatom enthalten kann.
(XXII) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehenden (XX) oder (XXI), wobei jedes T in den Formeln (19) bis (24) einen tertiären Aminorest enthält.
(XXIII) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (XVIII) bis (XXII), wobei die kovalente Vernetzungsstelle durch eine Umsetzung eines cyclischen Säureanhydridrests mit einer Hydroxygruppe, einem Aminorest und/oder einer Iminogruppe gebildet wird.
(XXIV) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (XXIII), wobei der Gehalt des Schaums 0,01 bis 10 Gew.-% in Bezug auf ein Gesamtgewicht der Schaumzusammensetzung beträgt.
(XXV) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (XXIV), welche bei einer Temperatur von nicht höher als 180°C geknetet werden kann.
(XXVI) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (XXV), welche ferner ein thermoplastisches Styrolelastomer umfasst.
(XXVII) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XXVI), wobei der Gehalt des thermoplastischen Styrolelastomers 1 bis 500 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
(XXVIII) Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (XXVII), welche ferner einen Füllstoff umfasst.
(XXIX) Schaumzusammensetzung gemäß vorstehendem (XXVIII), wobei der Gehalt des Füllstoffes 1 bis 200 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
(XXX) Schaum, erhalten durch Blähen der Schaumzusammensetzung gemäß einem der vorstehenden (I) bis (XXIX).

WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Wie nachstehend beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung sehr nützlich, da sie einen Schaum mit verringerter Härte und Dichte sowie verbesserter Beständigkeit gegen Druckverformung und eine Schaumzusammensetzung zur Herstellung eines solchen Schaums bereitstellen kann.
BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben.
Die Schaumzusammensetzung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine Schaumzusammensetzung, welche ein thermoplastisches Elastomer (A), das eine Seitenkette aufweist, welche mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoffenthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; und ein Treibmittel (D) umfasst.
Die Schaumzusammensetzung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine Schaumzusammensetzung, welche eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die ein thermoplastisches Elastomer (A), das eine Seitenkette aufweist, welche mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoffenthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; ein thermoplastisches Polymer (B); und ein internes Trennmittel (C); sowie ein Treibmittel (D) umfasst.
Als Nächstes werden das thermoplastische Elastomer (A), das thermoplastische Polymer (B), das interne Trennmittel (C) und das Treibmittel (D), welche in der Schaumzusammensetzung gemäß der ersten und der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden (hier nachstehend manchmal einfach als „die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung" bezeichnet), im Detail beschrieben.
<Thermoplastisches Elastomer (A)>
Das thermoplastische Elastomer (A), welches in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendet wird, ist ein natürliches oder synthetisches elastomeres Polymer mit einer Seitenkette, welche mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoffenthaltendem heterocyclischem Rest und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Seitenkette" eine Seitenkette oder einen terminalen Rest eines elastomeren Polymers und „mit einer Seitenkette, welche mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoff-enthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält" bedeutet, dass mindestens ein Bestandteil, der aus Iminogruppe, Stickstoff-enthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählt ist, sowie ein Carbonyl-enthaltender Rest an das Atom (welches typischerweise ein Kohlenstoffatom ist), welches die Hauptkette des elastomeren Polymers darstellt, durch eine chemisch stabile Bindung (zum Beispiel eine kovalente Bindung oder eine ionische Bindung) gebunden sind.
Das elastomere Polymer, welches die Hauptkette des thermoplastischen Elastomers (A) darstellt, ist nicht besonders eingeschränkt, solange es ein allgemein bekanntes natürliches oder synthetisches Polymer ist, dessen Glasübergangspunkt nicht höher als Raumtemperatur (25°C) ist.
Beispiele eines solchen elastomeren Polymers schließen Dienkautschuke wie natürlichen Kautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), 1,2-Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Chloroprenkautschuk (CR), Butylkautschuk (IIR) und Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM) und ihre hydrierten Produkte; Olefinkautschuke wie Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Acryl-Kautschuk (AEM), Ethylen-Buten-Kautschuk (EBM), chlorsulfoniertes Polyethylen, Acrylkautschuk, Fluorkautschuk, Polyethylenkautschuk und Polypropylenkautschuk; Epichlorhydrinkautschuk; Polysulfidkautschuk; Siliconkautschuk und Urethankautschuk ein.
Alternativ kann das elastomere Polymer ein elastomeres Polymer sein, welches eine Harzkomponente enthält, und Beispiele des elastomeren Polymers schließen gegebenenfalls hydrierte elastomere Polystyrolpolymere (zum Beispiel SBS, SIS und SEES), elastomere Polyolefinpolymere, elastomere Polyvinylchloridpolymere, elastomere Polyurethanpolymere, elastomere Polyesterpolymere und elastomere Polyamidpolymere ein.
Das wie vorstehend beschriebene elastomere Polymer kann ein flüssiges oder ein festes Polymer mit einem nicht-eingeschränkten Molekulargewicht sein und das elastomere Polymer kann in geeigneter Weise abhängig von der Verwendung, den erforderlichen physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung und eines Schaums gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform (welcher hier nachstehend einfach als „der erfindungsgemäße Schaum" bezeichnet wird) ausgewählt werden.
Wenn Wert auf die Fluidität der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung und des erfindungsgemäßen Schaums (welche manchmal zusammen als „der erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung)" bezeichnet werden können) nach ihrem Erwärmen (Entnetzen) gelegt wird, ist das elastomere Polymer bevorzugt flüssig, und zum Beispiel im Falle eines Dienkautschuks wie Isoprenkautschuk oder Butadienkautschuk kann ein solcher Dienkautschuk bevorzugt ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 1.000 bis 100.000 und stärker bevorzugt etwa 1.000 bis 50.000 aufweisen.
Wenn auf der anderen Seite Wert auf die Festigkeit des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) gelegt wird, ist das elastomere Polymer bevorzugt fest, und zum Beispiel im Falle eines Dienkautschuks wie Isoprenkautschuk oder Butadienkautschuk kann ein solcher Dienkautschuk bevorzugt ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 100.000 und stärker bevorzugt etwa 500.000 bis 1.500.000 aufweisen.
In der vorliegenden Erfindung ist das Gewichtsmittel des Molekulargewichts ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts (berechnet bezogen auf Polystyrol), welches durch Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wird, welche bevorzugt unter Verwendung von Tetrahydrofuran (THF) als das Lösungsmittel durchgeführt wird.
In der vorliegenden Erfindung können die wie vorstehend beschriebenen elastomeren Polymere als ein Gemisch von zwei oder mehr verwendet werden. In einem solchen Fall können die elastomeren Polymere in jedem Verhältnis abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, gemischt werden.
Wie vorstehend beschrieben kann das elastomere Polymer bevorzugt einen Glasübergangspunkt von nicht höher als 25°C aufweisen und wenn das elastomere Polymer zwei oder mehr Glasübergangspunkte aufweist oder wenn zwei oder mehr elastomere Polymere als ein Gemisch verwendet werden, ist mindestens einer der Glasübergangspunkte bevorzugt nicht höher als 25°C. Das elastomere Polymer weist bevorzugt einen solchen Glasübergangspunkt auf, dass der aus dem erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) geformte Gegenstand dann Kautschukelastizität bei Raumtemperatur aufweist.
In der vorliegenden Erfindung ist der Glasübergangspunkt derjenige, der durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC), welche bevorzugt mit einer Temperaturerhöhungsrate von 10°C/min durchgeführt wird, gemessen wird.
Ein solches elastomeres Polymer ist bevorzugt ein Dienkautschuk wie ein natürlicher Kautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), 1,2-Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM) oder Butylkautschuk (IIR); oder ein Olefinkautschuk wie Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Acryl-Kautschuk (AEM) oder Ethylen-Buten-Kautschuk (EBM), angesichts des Glasübergangspunktes des Kautschuks, welcher nicht höher als 25°C ist, und der Kautschukelastizität bei Raumtemperatur des aus dem erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) geformten Gegenstandes. Wenn zudem das verwendete elastomere Polymer ein Olefinkautschuk ist, wird der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) eine verbesserte Zugfestigkeit nach dem Vernetzen aufweisen und auch wird eine Verschlechterung der Zusammensetzung aufgrund der Abwesenheit der Doppelbindung unterdrückt.
In der vorliegenden Erfindung ist die Menge an Styrol, welche im Falle von Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) gebunden ist, oder der Hydrierungsgrad im Falle eines hydrierten elastomeren Polymers nicht besonders eingeschränkt, und eine solche Menge oder Grad können auf jedweden Wert abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, eingestellt werden.
Wenn ein Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM), ein Ethylen-Acryl-Kautschuk (AEM), ein Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) oder ein Ethylen-Buten-Kautschuk (EBM) für die Hauptkette des elastomeren Polymers verwendet wird, liegt der Ethylengehalt bevorzugt im Bereich von 10 bis 90 Mol-% und stärker bevorzugt 40 bis 90 Mol-%. Wenn der Ethylengehalt in einem solchen Bereich liegt, wird der resultierende Schaum (Zusammensetzung) eine verbesserte Beständigkeit gegen Druckverformung sowie eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit aufweisen.
Das thermoplastische Elastomer (A), welches in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendet wird, ist das wie vorstehend beschriebene elastomere Polymer mit einer Seitenkette, welche mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoffenthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählen Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält. Bevorzugt enthält die Seitenkette eine Iminogruppe und/oder einen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus zusammen mit einem Carbonyl-enthaltenden Rest, und stärker bevorzugt enthält die Seitenkette eine Iminogruppe und einen Carbonyl-enthaltenden Rest, und noch stärker bevorzugt enthält die Seitenkette eine Iminogruppe, einen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und einen Carbonyl-enthaltenden Rest.
Wenn die Seitenkette eine Iminogruppe und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, kann die Seitenkette in der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Struktur aufweisen, welche durch die folgende Formel (1) dargestellt wird: [Chemische Formel 9]
wobei A ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ist; B eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, ist.
Der Substituent A ist nicht besonders eingeschränkt, solange er ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ist.
Beispiele eines solchen Substituenten A schließen geradkettige Alkylreste wie Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe, Pentylgruppe, Octylgruppe, Dodecylgruppe und Stearylgruppe; verzweigte Alkylreste wie Isopropylgruppe, Isobutylgruppe, s-Butylgruppe, t-Butylgruppe, Isopentylgruppe, Neopentylgruppe, t-Pentylgruppe, 1-Methylbutylgruppe, 1-Methylheptylgruppe und 2-Ethylhexylgruppe; Aralkylreste wie Benzylgruppe und Phenetylgruppe; und Arylreste wie Phenylgruppe, Tolylgruppe (o-, m-, p-), Dimethylphenylgruppe und Mesitylgruppe ein.
Unter diesen sind die bevorzugten Alkylreste und inbesondere Butylgruppe, Octylgruppe, Dodecylgruppe, Isopropylgruppe und 2-Ethylhexylgruppe, angesichts der verbesserten Verarbeitbarkeit des resultierenden erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung).
Der Substituent B ist nicht besonders eingeschränkt, solange er eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, ist.
Zum Beispiel kann der Substituent B eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom oder ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist), ein Alkylenrest oder ein Aralkylenrest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten können; ein Alkylenetherrest (ein Alkylenoxyrest, zum Beispiel die Gruppe -O-CH₂CH₂-), ein Alkylenaminorest (zum Beispiel die Gruppe -NH-CH₂CH₂-) oder ein Alkylenthioetherrest (ein Alkylenthiorest, zum Beispiel die Gruppe -S-CH₂CH₂-), welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die ein solches Atom oder einen solchen Rest an ihrem terminalen Rest aufweisen; oder ein Aralkylenetherrest (Aralkylenoxyrest), ein Aralkylenaminorest oder ein Aralkylenthioetherrest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die ein solches Atom oder einen solchen Rest an ihrem terminalen Rest aufweisen, sein.
Im Aminorest NR' schließen Beispiele des Alkylrests, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe, Pentylgruppe, Hexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe, Decylgruppe und ihre Isomere ein.
Im Substituenten B können das Sauerstoffatom, das Schwefelatom oder der Aminorest NR' oder das Sauerstoffatom, der Aminorest NR', oder das Schwefelatom des Alkylenetherrests, Alkylenaminorests, Alkylenthioetherrests, Aralkylenetherrests, Aralkylenaminorests oder Aralkylenthioetherrests, welche 1 bis 20 Kohlenstofftome enthalten, die ein solches Atom oder Rest an ihrem terminalen Rest aufweisen, bevorzugt eine konjugierte Estergruppe, Amidgruppe, Imidgruppe, Thioestergruppe oder dergleichen zusammen mit der benachbarten Carbonylgruppe bilden.
Unter diesen ist der Substituent B bevorzugt ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom oder ein Aminorest; oder ein Alkylenetherrest, ein Alkylenaminorest oder ein Alkylenthioetherrest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, mit einem solchen Atom oder einen solchen Rest an ihrem terminalen Rest, und stärker bevorzugt ein Aminorest (NH), ein Alkylenaminorest (Gruppe -NH-CH₂-, Gruppe -NH-CH₂CH₂- oder Gruppe -NH-CH₂CH₂CH₂-) oder ein Alkylenetherrest (Gruppe -O-CH₂-, Gruppe -O-CH₂CH₂- oder Gruppe -O-CH₂CH₂CH₂-), welche ein konjugiertes System bilden.
Das thermoplastische Elastomer (A), welches in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendet wird, weist bevorzugt die Seitenkette mit der durch die Formel (1) dargestellten Struktur als eine Seitenkette, welche eine durch die Formel (2) oder (3) dargestellte Struktur enthält, die an die Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet, auf: [Chemische Formel 10]
wobei A ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ist, und B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom; oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind.
In dieser Formel ist der Substituent A im Allgemeinen der gleiche wie der Substituent A in der Formel (1) und der Substituent B und D sind unabhängig voneinander im Allgemeinen die gleichen wie der Substituent B in der Formel (1).
Jedoch sind die Beispiele wie vorstehend für den Substituenten B in der Formel (1), den Substituenten D in der Formel (3) beschrieben bevorzugt eine Einfachbindung; oder ein Alkylenrest oder ein Aralkylenrest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die ein Sauerstoffatom, einen Aminorest NR' oder ein Schwefelatom enthalten können und welche ein konjugiertes System mit dem Imidstickstoff bilden, und am stärksten bevorzugt ein solcher Alkylenrest. Genauer kann der Substituent D bevorzugt einen Alkylenaminorest oder einen Aralkylenaminorest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die ein Sauerstoffatom, einen Aminorest NR' oder ein Schwefelatom enthalten können, mit dem Imidstickstoff in der Formel (3) bilden, und am stärksten bevorzugt einen solchen Alkylenaminorest.
Beispiele des Substituenten D schließen eine Einfachbindung, einen Alkylenetherrest, einen Alkylenaminorest, einen Alkylenthioetherrest, einen Aralkylenetherrest, einen Aralkylenaminorest, einen Aralkylenthioetherrest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten und ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom oder einen Aminorest an ihrem terminalen Rest aufweisen; und Methylengruppe, Ethylengruppe, Propylengruppe, Butylengruppe, Hexylengruppe, Phenylengruppe und Xylylengruppe und ihre Isomere ein.
In der vorliegenden Erfindung wird die Seitenkette, welche die Iminogruppe und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält (welche typischerweise eine Seitenkette ist, welche die durch die Formel (1) oder die Formel (2) oder (3) dargestellte Struktur enthält), bevorzugt in einer Menge (Einbringungsmenge) von 0,1 bis 50 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% des Monomers, welches das elastomere Polymer darstellt, eingebracht. Wenn die Einbringungsmenge niedriger als 0,1 Mol-% ist, kann die Festigkeit nach dem Vernetzen nicht ausreichend sein, und wenn die Einbringungsmenge über 50 Mol-% liegt, kann die Vernetzungsdichte übermäßig hoch werden, was einen Verlust an Kautschukelastizität begünstigen kann. Wenn die Einbringungsrate in einem solchen Bereich liegt, wird die intermolekulare oder intramolekulare Wechselwirkung mit einem guten Ausgleich zwischen den Seitenketten des elastomeren Polymers auftreten, und der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) wird eine hohe Zugfestigkeit nach dem Vernetzen, ein hohes Recyclingvermögen und auch eine verbesserte Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen. Angesichts einer weiteren Verbesserung von solchen Eigenschaften wird die Seitenkette bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 30 Mol-% und stärker bevorzugt in einer Rate von 0,5 bis 20 Mol-% eingebracht.
Wenn in der vorliegenden Erfindung die Seitenkette einen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, kann die Seitenkette bevorzugt eine durch die folgende Formel (4) dargestellte Struktur enthalten: [Chemische Formel 11]
wobei E ein Stickstoff-enthaltender Heterocyclus ist, und B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind.
In dieser Formel kann der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus E jedweder der wie vorstehend beschriebenen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclen sein.
Die Substituenten B und D sind unabhängig voneinander im Allgemeinen die gleichen wie der Substituent B in der Formel (1).
Der verwendete Stickstoff-enthaltende Heterocyclus kann ein Heteroatom verschieden von dem Stickstoffatom wie ein Schwefelatom, Sauerstoffatom oder Phosphoratom enthalten, solange er das Stickstoffatom in dem Heterocyclus enthält. Eine heterocyclische Verbindung wird verwendet, da eine stärkere Wasserstoffbrückenbindung, welche die Vernetzung darstellt, gebildet wird, wenn eine heterocyclische Struktur verwendet wird, und der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) wird eine verbesserte Zugfestigkeit aufweisen.
Der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus kann auch einen Substituenten aufweisen. Beispiele des Substituenten schließen Alkylreste wie Methylgruppe, Ethylgruppe, (Iso)propylgruppe und Hexylgruppe; Alkoxyreste wie Methoxygruppe, Ethoxygruppe und (Iso)propoxygruppe; einen Rest, der ein Halogenatom wie Floratom, Chloratom, Bromatom oder Iodatom enthält; Cyanogruppe; Aminorest; aromatischen Kohlenwasserstoffrest; Estergruppe; Ethergruppe; Acylrest und Thioethergruppe ein. Diese können auch als eine Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Die Position der Substitution mit einem solchen Substituenten und die Anzahl der Substituenten sind nicht besonders eingeschränkt.
Darüber hinaus kann der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus entweder aromatisch oder nicht-aromatisch sein. Wenn jedoch der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus aromatisch ist, wird der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) eine höhere Zugfestigkeit sowie eine verbesserte mechanische Festigkeit nach dem Vernetzen aufweisen.
Der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus ist bevorzugt ein fünfgliedriger Ring oder ein sechsgliedriger Ring.
Beispiele eines solchen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus schließen Pyrrolidon, Pyrrolidon, Oxindol (2-Oxindol), Indoxyl (3-Oxindol), Dioxindol, Isatin, Indolyl, Phthalimidin, β-Isoindigo, Monoporphyrin, Diporphyrin, Triporphyrin, Azaporphyrin, Phthalocyanin, Hämoglobin, Uroporphyrin, Chlorophyll, Phylloerythrin, Imidazol, Pyrazol, Triazol, Tetrazol, Benzimidazol, Benzopyrazol, Benzotriazol, Imidazolin, Imidazolon, Imidazolidon, Hydantoin, Pyrazolin, Pyrazolon, Pyrazolidon, Indazol, Pyridoindol, Purin, Cinnolin, Pyrrol, Pyrrolin, Indol, Indolin, Oxylindol, Carbazol, Phenothiazin, Indolenin, Isoindol, Oxazol, Thiazol, Isoxazol, Isothiazol, Oxadiazol, Thiadiazol, Oxatriazol, Thiatriazol, Phenanthrolin, Oxazin, Benzoxazin, Phthalazin, Puteridin, Pyrazin, Phenazin, Tetrazin, Benzoxazol, Benzisoxazol, Anthranyl, Benzothiazol, Benzofurazan, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Anthrazolin, Naphthyridin, Thiazin, Pyridazin, Pyrimidin, Chinazolin, Chinoxalin, Triazin, Histidin, Triazolidin, Melamin, Adenin, Guanin, Thymin, Cytosin und Derivate davon ein. Unter diesen und insbesondere hinsichtlich des Stickstoff-enthaltenden fünfgliedrigen Rings sind die bevorzugten die folgenden Bindungen, ein Triazolderivat, welches durch die folgende Formel (25) dargestellt wird, und ein Imidazolderivat, welches durch die folgende Formel (26) dargestellt wird. Diese Verbindungen sind gegebenenfalls mit verschiedenen Substituenten wie vorstehend beschrieben substituiert und auch können diese Verbindungen hydriert oder dehydriert sein.
[Chemische Formel 12]
[Chemische Formel 13]
In den Formeln ist der Substituent X ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstofftome enthält, und er ist im Allgemeinen der gleiche wie der Substituent A in der Formel (1).
Bezüglich des Stickstoff-enthaltenden sechsgliedrigen Rings sind die bevorzugten die folgenden Verbindungen. Wie im Falle des fünfgliedrigen Rings sind diese Verbindungen gegebenenfalls mit verschiedenen Substituenten wie vorstehend beschrieben substituiert und auch können diese Verbindungen hydriert oder dehydriert sein.
[Chemische Formel 14]
Auch können der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus, der mit einem Benzolring kondensiert ist, oder der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus, der mit einem anderen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus kondensiert ist, verwendet werden. Bevorzugte Beispiele eines solchen kondensierten Rings sind nachstehend gezeigt. Wie im Falle wie vorstehend beschrieben sind diese kondensierten Ringe gegebenenfalls mit verschiedenen Substituenten wie vorstehend beschrieben substituiert und auch können diese Ringe hydriert oder dehydriert sein.
[Chemische Formel 15]
Unter solchen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclen ist die Verwendung eines Triazolrings, Thiadiazolrings, Pyridinrings, Thiazolrings, Imidazolrings oder Hydantoinrings angesichts des ausgezeichneten Recyclingvermögens, der Beständigkeit gegen Druckverformung, mechanischen Festigkeit und Härte des resultierenden erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) bevorzugt.
Stärker bevorzugt kann das in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendete thermoplastische Elastomer (A) die Seitenkette mit der durch die Formel (4) dargestellten Struktur als eine Seitenkette mit einer durch die Formel (5) oder (6) dargestellten Struktur, welche an die Hauptkette an der α-Position oder der β-Position bindet, aufweisen: [Chemische Formel 16]
wobei E ein Stickstoff-enthaltender Heterocyclus ist, und B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind.
In dieser Formel kann der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus E jedweder der beispielhaften Stickstoff-enthaltenden Heterocyclen wie vorstehend beschrieben sein.
Die Substituenten B und D sind unabhängig voneinander im Allgemeinen die gleichen wie der Substituent B in der Formel (1).
Jedoch ist der Substituent D in der Formel (6) bevorzugt eine Einfachbindung, ein Alkylenrest oder ein Aralkylenrest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die ein Sauerstoffatom, einen Aminorest NR' oder ein Schwefelatom enthalten können und welche ein konjugiertes System mit dem Imidstickstoff bilden, und am stärksten bevorzugt eine Einfachbindung.
Genauer ist der Substituent D derjenige, der einen Alkylenaminorest oder einen Aralkylenaminorest, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die ein Sauerstoffatom, einen Aminorest NR' oder ein Schwefelatom enthalten können, mit dem Imidstickstoff in der Formel (6) bildet, und stärker bevorzugt ist der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus direkt (durch eine Einfachbindung) an den Imidstickstoff in der Formel (6) gebunden.
Wenn das in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendete thermoplastische Elastomer (A) eine Seitenkette, welche einen Triazolring, Imidazolring oder Thiazolring enthält, als die Seitenkette, welche den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus enthält, aufweist, kann das thermoplastische Elastomer (A) bevorzugt die Seitenkette mit der durch die Formel (4) dargestellten Struktur als eine Seitenkette, welche die durch die folgende Formel (7), die folgende Formel (8) oder (9), oder die folgende Formel (10) dargestellte Struktur enthält: [Chemische Formel 17]
und stärker bevorzugt als eine Seitenkette, welche die Struktur enthält, die an die Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet und durch die folgende Formel (11) oder (12), jede der folgenden Formel (13) bis (16), oder die folgende Formel (17) oder (18) dargestellt wird, aufweisen: [Chemische Formel 18]
wobei B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind, und G und J unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, sind.
In den Formeln sind die Substituenten B und D unabhängig voneinander im Allgemeinen die gleichen wie die Substituenten B und D in den Formeln (4) bis (6).
Bezüglich der Substituenten G und J schließen Beispiele Wasserstoffatom; und jene Substituenten, welche für den Substituenten A in der Formel (1) beschrieben werden, einschließlich geradkettige Alkylreste wie Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe, Pentylgruppe, Octylgruppe, Dodecylgruppe und Stearylgruppe; verzweigte Alkylreste wie Isopropylgruppe, Isobutylgruppe, s-Butylgruppe, t-Butylgruppe, Isopentylgruppe, Neopentylgruppe, t-Pentylgruppe, 1-Methylbutylgruppe, 1-Methylheptylgruppe und 2-Ethylhexylgruppe; Aralkylreste wie Benzylgruppe und Phenethylgruppe; Arylreste wie Phenylgruppe, Tolylgruppe (o-, m-, p-), Dimethylphenylgruppe und Mesitylgruppe, ein. Die Substituenten G und J können entweder gleich oder unterschiedlich sein.
In der vorliegenden Erfindung wird die Seitenkette, welche den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält (welche typischerweise eine Seitenkette ist, die die durch die Formel (4) oder die Formel (5) oder (6) dargestellte Struktur enthält), bevorzugt in einer Menge (Einbringungsmenge) von 0,1 bis 50 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% des Monomers, welches das elastomere Polymer darstellt, eingebracht. Wenn die Einbringungsmenge niedriger als 0,1 Mol-% ist, kann die Festigkeit nach dem Vernetzen nicht ausreichend sein, und wenn die Einbringungsmenge über 50 Mol-% liegt, kann die Vernetzungsdichte übermäßig hoch werden, was einen Verlust an Kautschukelastizität begünstigen kann. Wenn die Einbringungsrate in einem solchen Bereich liegt, wird die intermolekulare oder intramolekulare Wechselwirkung mit einem guten Ausgleich zwischen den Seitenketten des elastomeren Polymers auftreten, und der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) wird eine hohe Zugfestigkeit nach dem Vernetzen, ein hohes Recyclingvermögen und auch eine verbesserte Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen. Angesichts einer weiteren Verbesserung von solchen Eigenschaften wird die Seitenkette bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 30 Mol-% und stärker bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 20 Mol-% eingebracht.
In der vorliegenden Erfindung, wenn sowohl die Seitenkette, welche die Iminogruppe und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, als auch die Seitenkette, welche den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, vorhanden sind, werden diese Seitenketten bevorzugt in einer Gesamtmenge (Einbringungsmenge) von 0,1 bis 50 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% des Monomers, welches das elastomere Polymer darstellt, eingebracht; und diese Seitenketten werden bevorzugt in einem Einbringungsverhältnis (die Seitenkette, welche den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält/die Seitenkette, welche die Iminogruppe und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält) von 1/99 bis 99/1 und stärker bevorzugt 10/90 bis 90/10 eingebracht.
Wenn die Einbringungsrate und das Einbringungsverhältnis in einem solchen Bereich liegen, kann die mechanische Festigkeit wie Zugfestigkeit weiter verbessert werden und das Färben des Schaums (Zusammensetzung) aufgrund der Gegenwart des eingebrachten Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus kann gleichzeitig unterdrückt werden, ohne die Eigenschaften wie die hohe Zugfestigkeit nach dem Vernetzen, das hohe Recyclingvermögen und die verbesserte Beständigkeit gegen Druckverformung zu beeinträchtigen.
Als Nächstes wird die Bindungsposition des Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus für den Fall beschrieben, wenn das in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendete thermoplastische Elastomer (A) die Seitenkette aufweist, die den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus enthält. Für die Zweckmäßigkeit der Beschreibung ist der beschriebene Stickstoff-enthaltende Heterocyclus „eine Stickstoff-enthaltende n-gliedrige Ringverbindung (n ≥ 3)".
Die Bindungsposition („die 1- bis n-Position") wie nachstehend beschrieben ist die, welche auf die IUPAC-Nomenklatur bezogen ist. Wenn die Verbindung zum Beispiel 3 Stickstoffatome aufweist, welche jeweils ein freies Elektronenpaar aufweisen, wird die Bindungsposition durch die auf die IUPAC-Nomenklatur bezogene Reihenfolge bestimmt. Genauer wurden die Bindungspositionen in den vorstehend erwähnten Stickstoff-enthaltenden Heterocyclen, welche die fünfgliedrigen Ringe, die sechsgliedrigen Ringe und die kondensierten Ringe einschließen, gezeigt.
In dem thermoplastischen Elastomer (A) ist die Bindungsposition der Stickstoff-enthaltenden n-gliedrigen Ringverbindung, welche an das Copolymer direkt oder mit einem dazwischenliegenden organischen Rest bindet, nicht besonders eingeschränkt und das Binden kann an jeder Position (an der 1- bis n-Position) stattfinden. Bevorzugt ist die Bindungsposition die 1-Position oder 3- bis n-Position.
Wenn die Stickstoff-enthaltende n-gliedrige Ringverbindung ein Stickstoffatom enthält (zum Beispiel wie im Falle des Pyridinrings), ist die Bindungsposition bevorzugt die 3-Position bis (n-1)-Position, da es wahrscheinlicher ist, dass ein Chelat in dem Molekül gebildet wird, und die resultierende Schaumzusammensetzung wird bessere physikalische Eigenschaften, einschließlich Zugfestigkeit, aufweisen.
Wenn die Bindungsposition der Stickstoff-enthaltenden n-gliedrigen Ringverbindung in geeigneter Weise ausgewählt wird, wird das Vernetzen durch Wasserstofbrückenbindung, ionische Bindung, Koordinationsbindung oder dergleichen zwischen den Molekülen des thermoplastischen Elastomers gefördert, und das resultierende Produkt wird ein verbessertes Recyclingvermögen sowie ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen.
Wenn in der vorliegenden Erfindung die Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A) eine kovalente Vernetzungsstelle und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, wird die Vernetzung stärker bevorzugt an der kovalenten Vernetzungsstelle durch mindestens eine Bindung, welche aus Amid, Ester, Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, verwirklicht. Das in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendete thermoplastische Elastomer (A) kann auch dasjenige sein, wobei die Vernetzung durch eine solche Bindung verwirklicht wurde.
Die Seitenkette, welche die kovalente Vernetzungsstelle und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie eine Seitenkette ist, welche den Carbonyl-enthaltenden Rest aufweist und auch für die kovalente Vernetzungsstelle eine funktionelle Gruppe aufweist, welche zum Erzeugen von mindestens einer Bindung, die aus Amid, Ester, Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, durch Umsetzen mit „einer Verbindung, welche eine kovalente Bindung erzeugt" in der Lage ist.
In der vorliegenden Erfindung schließen Beispiele der „Verbindung, welche eine kovalente Bindung erzeugt" eine Polyaminverbindung, welche zwei oder mehrere Aminoreste und/oder Iminogruppen (zwei oder mehr in der Gesamtanzahl der Aminoreste und Iminogruppen, wenn beide Reste/Gruppen vorhanden sind) in einem Molekül enthält; eine Polyolverbindung, welche zwei oder mehr Hydroxygruppen in einem Molekül enthält; eine Polyisocyanatverbindung, welche zwei oder mehrere Isocyanat (NCO)-Gruppen in einem Molekül enthält; und eine Polythiolverbindung, welche zwei oder mehrere Thiolgruppen (Mercaptogruppen) in einem Molekül enthält, ein.
Beispielhafte Polyaminverbindungen schließen ein alicyclisches Amin, ein aliphatisches Polyamin, ein aromatisches Polyamin und ein Stickstoff-enthaltendes heterocyclisches Amin wie nachstehend gezeigt ein.
Beispielhafte alicyclische Amine schließen 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan, Bis-(4-aminocyclohexyl)methan, Diaminocyclohexan und Di-(aminomethyl)cyclohexan ein.
Beispielhafte aliphatische Polyamine schließen Methylendiamin, Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,2-Diaminopropan, 1,3-Diaminopentan, Hexamethylendiamin, Diaminoheptan, Diaminododecan, Diethylentriamin, Diethylaminopropylamin, N-Aminoethylpiperazin, Triethylentetramin, N,N'-Dimethylethylendiamin, N,N'-Diethylethylendiamin, N,N'-Diisopropylethylendiamin, N,N'-Dimethyl-1,3-propandiamin, N,N'-Diethyl-1,3-propandiamin, N,N'-Diisopropyl-1,3-propandiamin, N,N'-Dimethyl-1,6-hexandiamin, N,N'-Diethyl-1,6-hexandiamin und N,N',N''-Trimethylbis-(hexamethylen)triamin und Polyethylenimin ein.
Beispielhafte aromatische Polyamine und Stickstoff-enthaltende heterocyclische Amine schließen Diaminotoluol, Diaminoxylol, Tetramethylxylylendiamin, Tris-(dimethylaminomethyl)phenol, Metaphenylendiamin, Diaminodiphenylmethan, Diaminodiphenylsulfon und 3-Amino-1,2,4-triazol ein.
Die Polyaminverbindung kann gegebenenfalls mindestens eines ihrer Wasserstoffatome substituiert mit einem Alkylrest, einem Alkylenrest, einem Aralkylenrest, einer Oxygruppe, einem Acylrest, einem Halogenatom oder dergleichen aufweisen. Die Polyaminverbindung kann auch ein Heteroatom wie ein Sauerstoffatom oder Schwefelatom in seinem Gerüst einschließen.
Die Polyaminverbindung kann alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Wenn zwei oder mehrere Polyaminverbindungen verwendet werden, können sie in jedem Verhältnis abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, gemischt werden.
Von den vorstehend beschriebenen Polyaminverbindungen sind die bevorzugten Hexamethylendiamin, N,N'-Dimethyl-1,6-hexandiamin, Diaminodiphenylsulfon und Polyethylenimin, angesichts der beträchtlichen Wirkung bei der Verbesserung der Beständigkeit gegen Druckverformung und der mechanischen Festigkeit, insbesondere Zugfestigkeit.
Die Polyolverbindung ist bezüglich ihres Molekulargewichts und Gerüsts nicht besonders eingeschränkt, solange sie zwei oder mehr Hydroxygruppen aufweist, und Beispiele davon schließen Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, andere Polyole und Gemische davon wie nachstehend beschrieben ein.
Beispielhafte Polyetherpolyole schließen die Polyole ein, welche durch Zugeben von mindestens einem Bestandteil, der aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid und dergleichen ausgewählt ist, zu mindestens einem Bestandteil, der aus mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Glycerin, 1,1,1-Trimethyloipropan, 1,2,5-Hexantriol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 4,4'-Dihydroxyphenylpropan, 4,4'-Dihydroxyphenylmethan und Pentaerythritol ausgewählt ist; und Polyoxytetramethylenoxid hergestellt werden, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden können.
Beispielhafte Polyesterpolyole schließen Kondensationspolymere von einem oder mehreren Polyolen mit niedrigem Molekulargewicht wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, Cyclohexandimethanol, Glycerin und 1,1,1-Trimethylolpropan mit einer oder mehr Carbonsäuren mit niedrigem Molekulargewicht und oligomeren Säuren wie Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Dimersäure, und Ringöffnungspolymere wie Propiolacton und Valerolacton ein, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden können.
Beispielhafte andere Polyole schließen Polymerpolyole, Polycarbonatpolyole; Polybutadienpolyole, hydrierte Polybutadienpolyole, Acrylpolyole, und Polyole mit niedrigem Molekulargewicht wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, Polyethylenglycollaurylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)laurylamin), Polypropylenglycollaurylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-methyl-2-hydroxyethyl)laurylamin), Polyethylenglycoloctylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)octylamin), Polypropylenglycoloctylamin (zum Beispiel N,N-Bis-2-methyl-2-hydroxyethyl)octylamin), Polyethylenglycolstearylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)stearylamin) und Polypropylenglycolstearylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-methyl-2-hydroxyethyl)stearylamin ein, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden können.
Beispielhafte Polyisocyanatverbindungen schließen Diisocyanatverbindungen wie aromatische Polyisocyanate wie 2,4-Tolylendiisocyanat (2,4-TDI), 2,6-Tolylendiisocyanat (2,6-TDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (4,4'-MDI), 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (2,4'-MDI), 1,4-Phenylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat (XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), Tolidindiisocyanat (TODI) und 1,5-Naphthalindiisocyanat (NDI); aliphatische Polyisocyanate wie Hexamethylendiisocyanat (HDI), Trimethylhexamethylendiisocyanat (TMHDI), Lysindiisocyanat und Norbornandiisocyanatmethyl (NBDI); alicyclische Polyisocyanate wie Transcyclohexan-1,4-diisocyanat, Isophorondiisocyanat (IPDI), H₆XDI (hydriertes XDI), H₁₂MDI (hydriertes MDI) und H₆TDI (hydriertes TDI); Polyisocyanatverbindungen wie Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat; Carbodiimid-modifizierte Polyisocyanate von solchen Isocyanatverbindungen; Isocyanurat-modifizierte Polyisocyanate von solchen Isocyanatverbindungen; und Urethanvorpolymere, welche durch Umsetzen von solchen Isocyanatverbindungen mit den wie vorstehend beschriebenen Polyolverbindungen erhalten werden, ein, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden können.
Die Polythiolverbindung ist bezüglich ihres Molekulargewichts und Gerüsts nicht eingeschränkt, solange sie eine Verbindung ist, welche zwei oder mehr Thiolgruppen enthält, und beispielhafte Polythiolverbindungen schließen Methandithiol, 1,3-Butandithiol, 1,4-Butandithiol, 2,3-Butandithiol, 1,2-Benzoldithiol, 1,3-Benzoldithiol, 1,4-Benzoldithiol, 1,10-Decandithiol, 1,2-Ethandithiol, 1,6-Hexandithiol, 1,9-Nonandithiol, 1,8-Octandithiol, 1,5-Pentandithiol, 1,2-Propandithiol, 1,3-Propandithiol, Toluol-3,4-dithiol, 3,6-Dichlor-1,2-benzoldithiol, 1,5-Naphthalindithiol, 1,2-Benzoldimethanthiol, 1,3-Benzoldimethanthiol, 1,4-Benzoldimethanthiol, 4,4'-Thiobisbenzolthiol, 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 1,8-Dimercapto-3,6-dioxaoctan, 1,5-Dimercapto-3-thiapentan, 1,3,5-Triazin-2,4,6-trithiol (Trimercaptotriazin), 2-Di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazin, Trimethylolpropantris-(β-thiopropionat), Trimethylolpropantris-(thioglycolat) und Polythiol (Thiokol- oder Thiolmodifiziertes Polymer (Harz, Kautschuk, usw.)) ein, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden können.
Bevorzugte Beispiele der funktionellen Gruppe, welche zur Erzeugung von mindestens einer Bindung, welche aus Amid, Ester, Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, durch Umsetzen mit einer solchen „Verbindung, welche eine kovalente Bindung erzeugt" in der Lage ist, schließen einen cyclischen Säureanhydridrest, eine Hydroxygruppe, einen Aminorest, eine Carboxygruppe, Isocyanatgruppe und Thiolgruppe ein.
Andere Seitenketten, welche eine kovalente Vernetzungsstelle enthalten, sind nicht besonders eingeschränkt, solange sie diejenigen sind, welche eine solche funktionelle Gruppe enthalten.
In dem thermoplastischen Elastomer (A), welches in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendet wird, ist mindestens eine Vernetzung an der kovalenten Vernetzungsstelle bevorzugt, nämlich mindestens eine Vernetzung durch die kovalente Bindung zwischen der funktionellen Gruppe und der „Verbindung, welche eine kovalente Bindung erzeugt", welche in einem Molekül eingeschlossen ist, und insbesondere wenn eine Vernetzung durch mindestens eine Bindung, welche aus Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, gebildet wird, sind bevorzugt 2 oder mehr, stärker bevorzugt 2 bis 20 und am stärksten bevorzugt 2 bis 10 Vernetzungen in einem Molekül eingeschlossen.
In der vorliegenden Erfindung enthält die Vernetzung an einer solchen kovalenten Vernetzungsstelle bevorzugt einen tertiären Aminorest (-N=), angesichts der verbesserten Beständigkeit gegen Druckverformung und mechanischen Festigkeit (Dehnung bei Bruch und Bruchfestigkeit) des resultierenden erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung). Man nimmt an, dass diese Wirkung durch die Zunahme der Vernetzungsdichte aufgrund der Wasserstoffbrückenbindung (Wechselwirkung) des tertiären Aminorests mit dem Carbonyl-enthaltenden Rest und dem Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus realisiert wurde. Demgemäß sind von jenen, welche vorstehend gezeigt sind, bevorzugte Beispiele der „Verbindung, welche eine kovalente Bindung erzeugt" Polyethylenglycollaurylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)laurylamin), Polypropylenglycollaurylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-methyl-2-hydroxyethyl)laurylamin), Polyethylenglycoloctylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)octylamin), Polypropylenglycoloctylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-methyl-2-hydroxyethyl)octylamin), Polyethylenglycolstearylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)stearylamin und Polypropylenglycolstearylamin (zum Beispiel N,N-Bis-(2-methyl-2-hydroxyethyl)stearylamin).
In der vorliegenden Erfindung enthält die Vernetzung an der kovalenten Vernetzungsstelle bevorzugt mindestens eine durch eine der folgenden Formeln (19) bis (21) dargestellte Struktur: [Chemische Formel 19]
wobei K, L, Q und R unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom; oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder Rest enthalten kann, sind, T ein gegebenenfalls verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist, der ein Sauerstoffatom, Schwefelatom oder Stickstoffatom enthält. Stärker bevorzugt enthält T in den Formeln einen tertiären Aminorest.
In den Formeln sind die Substituenten K, L, Q und R unabhängig voneinander im Allgemeinen die gleichen wie der Substituent B in der Formel (1).
Der Substituent T ist bevorzugt ein gegebenenfalls verzweigter Kohlenwasserstoffrest, der 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, und Beispiele schließen Alkylenreste wie Methylengruppe, Ethylengruppe, 1,3-Propylengruppe, 1,4-Butylengruppe, 1,5-Pentylengruppe, 1,6-Hexylengruppe, 1,7-Heptylengruppe, 1,8-Octylengruppe, 1,9-Nonylengruppe, 1,10-Decylengruppe, 1,11-Undecylengruppe und 1,12-Dodecylengruppe; N,N-Diethyldodecylamin-2,2'-diyl, N,N-Dipropyldodecylamin-2,2'-diyl, N,N-Diethyloctylamin-2,2'-diyl, N,N-Dipropyloctylamin-2,2'-diyl, N,N-Diethylstearylamin-2,2'-diyl und N,N-Dipropylstearylamin-2,2'-diyl; Vinylengruppe; zweiwertige alicyclische Kohlenwasserstoffreste wie 1,4-Cyclohexylengruppe und Polyethyleniminrest; zweiwertige aromatische Kohlenwasserstoffreste wie 1,4-Phenylengruppe, 1,2-Phenylengruppe, 1,3-Phenylengruppe und 1,3-Phenylenbis-(methylen)gruppe; dreiwertige Kohlenwasserstoffreste wie Propan-1,2,3-triyl, Butan-1,3,4-triyl, Trimethylamin-1,1',1''-triyl und Triethylamin-2,2',2''-triyl; vierwertige Kohlenwasserstoffreste, welche durch die folgenden Formeln (27) und (28) dargestellt werden: [Chemische Formel 20]
und Substituenten, welche durch Kombinieren von zwei oder mehr solchen Substituenten gebildet werden, ein.
Zudem enthält in der vorliegenden Erfindung die Vernetzung an der kovalenten Vernetzungsstelle bevorzugt mindestens eine durch eine der folgenden Formeln (22) bis (24) dargestellte Struktur, welche an die Hauptkette des elastomeren Polymers an der α-Position oder β-Position bindet, und in diesen Formeln enthält T stärker bevorzugt einen tertiären Aminorest. Bevorzugte Beispiele der durch eine der Formeln (22) bis (24) dargestellten Struktur schließen Verbindungen ein, welche durch die Formeln (29) bis (40) dargestellt werden. [Chemische Formel 21]

[In diesen Formeln sind die Substituenten K, L, Q und R unabhängig voneinander im Allgemeinen die gleichen wie die Substituenten K, L, Q und R in den Formeln (19) bis (21) und der Substituent T ist im Allgemeinen der gleiche wie der Substituent T in der Formel (19).] [Chemische Formel 22]

[In diesen Formeln stellt 1 eine ganze Zahl von mindestens 1 dar.]

[In diesen Formeln stellen 1, m und n unabhängig voneinander eine ganze Zahl von mindestens 1 dar.]

In der vorliegenden Erfindung wird die Vernetzung an der kovalenten Vernetzungsstelle bevorzugt durch die Umsetzung des cyclischen Säureanhydridrests mit der Hydroxygruppe oder dem Aminorest und/oder der Iminogruppe gebildet.
Das thermoplastische Elastomer (A), welches in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendet wird, weist bevorzugt einen Glasübergangspunkt von nicht höher als 25°C auf und wenn das elastomere Polymer zwei oder mehr Glasübergangspunkte aufweist oder wenn zwei oder mehr thermoplastische Elastomere als ein Gemisch verwendet werden, ist mindestens einer der Glasübergangspunkte bevorzugt nicht höher als 25°C. Wenn der Glasübergangspunkt nicht höher als 25°C ist, wird der Formkörper Kautschukelastizität bei Raumtemperatur aufweisen.
Die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung enthält mindestens ein solches thermoplastisches Elastomer. Wenn zwei oder mehr thermoplastische Elastomere verwendet werden, können sie in jedem Verhältnis abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für die Zusammensetzung erforderlich sind, gemischt werden.
Das Verfahren, welches zur Herstellung des thermoplastischen Elastomers (A), das in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendet wird, verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt und jedes Verfahren, welche allgemein auf dem Fachgebiet verwendet wird, kann ausgewählt werden.
Genauer, ein beispielhaftes bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des thermoplastischen Elastomers (A) mit der Seitenkette, welche die Iminogruppe und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, ist ein Herstellungsverfahren, welches den Reaktionsschritt (hier nachstehend als „Reaktionsschritt A" bezeichnet) des Umsetzens eines elastomeren Polymers mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, mit einer Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist, umfasst. Ein beispielhaftes bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des thermoplastischen Elastomers (A) mit der Seitenkette, welche den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, ist ein Herstellungsverfahren, welches den Reaktionsschritt (hier nachstehend als „Reaktionsschritt B" bezeichnet) des Umsetzens eines elastomeren Polymers mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, mit einer Verbindung, welche zum Einbringen eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, umfasst. Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung des thermoplastischen Elastomers (A) mit der Seitenkette, welche die Iminogruppe, den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, ist ein beispielhaftes bevorzugtes Verfahren ein Verfahren, welches sowohl den Reaktionsschritt A als auch den Reaktionsschritt B einschließt. Dieses Verfahren kann den Reaktionsschritt B als einen Schritt, der gleichzeitig mit dem Reaktionsschritt A durchgeführt wird, oder als einen Schritt, der vor oder nach dem Reaktionsschritt A durchgeführt wird, einschließen. Jedoch ist der Reaktionsschritt B bevorzugt als ein Schritt eingeschlossen, der nach dem Reaktionsschritt A durchgeführt wird.
Unterdessen schließen beispielhafte bevorzugte Verfahren zur Herstellung des thermoplastischen Elastomers (A) mit der Seitenkette, welche die kovalente Vernetzungsstelle und den Carbonyl-enthaltenden Rest enthält, ein Herstellungsverfahren, welches den Reaktionsschritt (hier nachstehend als „Reaktionsschritt C" bezeichnet) des Umsetzens des elastomeren Polymers mit einer Verbindung, welche zur Einbringung des cyclischen Säureanhydridrests wie nachstehend beschrieben in der Lage ist, umfasst, und ein Herstellungsverfahren, welches den Reaktionsschritt (hier nachstehend als „Reaktionsschritt D" bezeichnet) des weiteren Umsetzens des elastomeren Polymers mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, hergestellt durch das vorstehende Verfahren, mit der Verbindung, welche die kovalente Bindung wie vorstehend beschrieben erzeugt, umfasst, ein.
Als Nächstes werden das elastomere Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, die Verbindung, welche zur Einbringung der Iminogruppe in der Lage ist, die Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, und die Reaktionsschritte A bis D im Detail beschrieben.
(Elastomeres Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält)
Das elastomere Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, ist ein elastomeres Polymer, in welchem ein cyclischer Säureanhydridrest an ein Atom, welches die Hauptkette darstellt, in einer chemisch stabilen Weise gebunden (kovalent gebunden) ist, und ein solches elastomeres Polymer wird durch Umsetzen des elastomeren Polymers wie vorstehend beschrieben mit einer Verbindung, welche zum Einbringen eines cyclischen Säureanhydridrests in der Lage ist, hergestellt.
Beispielhafte Verbindungen, welche zur Einbringung eines cyclischen Säureanhydridrests in der Lage sind, schließen cyclische Säureanhydride wie Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid und Phthalsäureanhydrid ein.
In der vorliegenden Erfindung kann das verwendete elastomere Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, dasjenige sein, welches durch ein allgemein verwendetes Verfahren hergestellt wird, zum Beispiel durch ein Verfahren, bei welchem ein cyclisches Säureanhydrid mit dem elastomeren Polymer unter allgemein verwendeten Bedingungen wie Rühren unter Erwärmen pfropfpolymerisiert wird. Das elastomere Polymer kann auch ein kommerziell erhältliches Produkt sein.
Solche beispielhaften kommerziellen Produkte schließen Maleinsäureanhydrid-modifizierte Isoprenkautschuke wie LIR-403 (hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und LIR-410A (ein Prototyp, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.); modifizierte Isoprenkautschuke wie LIR-410 (hergestellt von Kuraray Co., Ltd.); Carboxy-modifizierte Nitrilkautschuke wie Krynac 110, 221 und 231 (hergestellt von Polysar Ltd.); Carboxy-modifizierte Polybutene wie CPIB (hergestellt von Nippon Petrochemicals Co., Ltd.) und HRPIB (ein Prototyp im Labor von Nippon Petrochemicals Co., Ltd.); Maleinsäureanhydrid-modifizierte Ethylen-Propylen-Kautschuke wie Nucrel (hergestellt von DuPont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.), Yukaron (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) und TAFMER M (zum Beispiel MA8510 (hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.)); Maleinsäureanhydrid-modifizierte Ethylen-Buten-Kautschuke wie TAFMER M (zum Beispiel MH7020 (hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.)); Maleinsäureanhydrid-modifizierte Polyethylene wie die ADTEX-Reihe (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EVA, Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EMA (hergestellt von Japan Polyolefins Co., Ltd.)), die HPR-Reihe (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EEA, Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EVA (hergestellt von Mitsui-DuPont Polyolefin)), die Bondfast-Reihe (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EMA (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.)), die Dumilan-Reihe (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EVOH (hergestellt von Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.)), BONDINE (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EEA (hergestellt von ATOFINA)), Tuftec (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes SEBS, M1943 (hergestellt von Asahi Kasei Corporation)), KRATON (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes SEBS, FG1901X (hergestellt von Kraton Polymers)), Tufprene (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes SBS, 912 (hergestellt von Asahi Kasei Corporation)), SEPTON (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes SEPS (hergestellt von Kuraray Co., Ltd.)), REXPEARL (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EEA, ET-182G, 224M, 234M (hergestellt von Japan Polyolefins Co., Ltd.)) und Auroren (Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EEA, 200S, 250S (hergestellt von Nippon Paper Chemicals Co., Ltd.)) und Maleinsäureanhydrid-modifizierte Polypropylene wie Admer (zum Beispiel QB550, LF128 (hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.)) ein.
(Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist)
Die Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist, ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie eine Verbindung mit einer Iminogruppe, welche keinen Teil einer cyclischen Verbindung wie eines Heterocyclus darstellt, und einem anderen Rest mit aktivem Wasserstoff (zum Beispiel Hydroxygruppe, Thiolgruppe, Aminorest, usw.) in ihrem Molekül ist. Beispiele schließen Alkylaminoalkohole wie N-Methylaminoethanol, N-Ethylaminoethanol, N-n-Propylaminoethanol, N-n-Butylaminoethanol, N-n-Pentylaminoethanol, N-n-Hexylaminoethanol, N-n-Heptylaminoethanol, N-n-Octylaminoethanol, N-n-Nonylaminoethanol, N-n-Decylaminoethanol, N-n-Undecylaminoethanol, N-n-Dodecylaminoethanol, N-(2-Ethylhexyl)aminoethanol, N-Methylaminopropanol und N-Methylaminobutanol; aromatische Aminoalkohole wie N-Phenylaminoethanol, N-Toluylaminoethanol, N-Phenylaminopropanol und N-Phenylaminobutanol; Alkylaminothiole wie N-Methylaminoethanthiol, N-Ethylaminoethanthiol, N-n-Propylaminoethanthiol, N-n-Butylaminoethanthiol, N-Methylaminopropanthiol und N-Methylaminobutanthiol; aromatische Aminothiole wie N-Phenylaminoethanthiol, N-Toluylaminoethanthiol, N-Phenylaminopropanthiol und N-Phenylaminobutanthiol; Alkyldiamine wie N-Methylethylendiamin, N-Ethylethylendiamin, N-n-Propylethylendiamin, N-Methylpropandiamin, N-Ethylpropandiamin, N-Methylbutandiamin, N,N'-Dimethylethylendiamin und N,N'-Diethylethylendiamin; aromatische Diamine wie N-Phenylethylendiamin, N-Phenylpropandiamin, N-Phenylbutandiamin und N,N'-Diphenylethylendiamin ein.
Unter diesen sind die bevorzugten N-n-Butylaminoethanol, N-n-Octylaminoethanol und N-n-Dodecylaminoethanol.
(Eine Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist)
Die Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, kann der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus selbst wie vorstehend beschrieben sein oder ein Stickstoff-enthaltender Heterocyclus, welcher einen Substituenten (zum Beispiel Hydroxygruppe, Thiolgruppe, Aminorest, usw.) aufweist, der sich mit einem cyclischen Säureanhydridrest wie Maleinsäureanhydrid umsetzt.
(Reaktionsschritt A)
Der Reaktionsschritt A ist der Schritt, in welchem die Verbindung, welche zum Einbringen einer Iminogruppe in der Lage ist, und das elastomere Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, gemischt werden, um eine Umsetzung (Ringöffnung des cyclischen Säureanhydridrests) bei einer Temperatur (zum Beispiel 60 bis 250°C), bei welcher die Verbindung und der cyclische Säureanhydridrest eine chemische Bindung eingehen können, zu fördern. Die Seitenkette des bei der Umsetzung erhaltenen thermoplastischen Elastomers (A) wird die durch die Formel (2) oder (3) dargestellte Struktur enthalten.
Die Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist, kann mit einem Teil oder dem gesamten cyclischen Säureanhydridrest in der Seitenkette des elastomeren Polymers umgesetzt werden. In diesem Kontext bedeutet „ein Teil" bevorzugt mindestens 1 Mol-%, stärker bevorzugt mindestens 10 Mol-% und am stärken bevorzugt 30 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% des cyclischen Säureanhydridrests. Wenn die Verbindung in einer Menge in einem solchen Bereich verwendet wird, werden vorteilhafte physikalische Eigenschaften (zum Beispiel Bruchbeständigkeitseigenschaften) vollständig entwickelt und die Beständigkeit gegen Druckverformung wird auch verbessert.
(Reaktionsschritt B)
Der Reaktionsschritt B ist der Schritt, in welchem eine Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, mit einem elastomeren Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, gemischt wird, um eine Umsetzung (Ringöffnung des cyclischen Säureanhydridrests) bei einer Temperatur (zum Beispiel 60 bis 250°C), bei welcher die Verbindung und der cyclische Säureanhydridrest eine chemische Bindung eingehen können, zu fördern. Die Seitenkette des bei dieser Umsetzung hergestellten thermoplastischen Elastomers (A) wird die durch die Formel (5) oder (6) dargestellte Struktur enthalten.
Die Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, kann mit einem Teil oder dem gesamten cyclischen Säureanhydridrest in der Seitenkette des elastomeren Polymers umgesetzt werden. In diesem Kontext bedeutet „ein Teil" bevorzugt mindestens 1 Mol-%, stärker bevorzugt mindestens 50 Mol-% und am stärken bevorzugt mindestens 80 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% des cyclischen Säureanhydridrests. Wenn die Verbindung in einer Menge in einem solchen Bereich verwendet wird, werden die Wirkungen der Einbringung des Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus vollständig entwickelt und die Zugfestigkeit und andere mechanische Festigkeit nach dem Vernetzen werden auch verbessert.
Wenn die Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist, und die Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, gleichzeitig verwendet werden, kann sowohl der Reaktionsschritt A als auch der Reaktionsschritt B durchgeführt werden. In einem solchen Fall können die Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist, und die Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, mit einem Teil oder dem gesamten cyclischen Säureanhydridrest in der Seitenkette des elastomeren Polymers umgesetzt werden. Obwohl die Menge von jeder Verbindung, welche mit dem cyclischen Säureanhydridrest umgesetzt wird, nicht besonders eingeschränkt ist, können diese Verbindungen bevorzugt in einer Gesamtmenge von mindestens 1 Mol-%, stärker bevorzugt mindestens 50 Mol-% und am stärksten bevorzugt mindestens 80 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% des cyclischen Säureanhydridrests umgesetzt werden. Wenn diese Verbindungen in Mengen in solchen Bereichen verwendet werden, wird das resultierende Produkt verbesserte Zugeigenschaften, Beständigkeit gegen Druckverformung und Zugfestigkeit nach dem Vernetzen aufweisen, ohne das Recyclingvermögen zu beeinträchtigen.
Das Verhältnis zwischen diesen Verbindungen, welche mit dem cyclischen Säureanhydridrest umgesetzt werden (die Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist:die Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist), liegt bevorzugt im Bereich von 1:99 bis 99:1, stärker bevorzugt 10:90 bis 99:1 und am stärksten bevorzugt 20:80 bis 90:10.
(Reaktionsschritt C)
Der Reaktionsschritt C ist der Schritt, in welchem ein elastomeres Polymer mit einer Verbindung, welche zur Einbringung eines cyclischen Säureanhydridrests in der Lage ist, umgesetzt wird, um ein elastomeres Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, herzustellen.
(Reaktionsschritt D)
Der Reaktionsschritt D ist der Schritt, in welchem ein elastomeres Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, mit einer Verbindung, welche zur Erzeugung einer kovalenten Bindung in der Lage ist, gemischt wird, um eine Umsetzung (Ringöffnung des cyclischen Säureanhydridrests) bei einer Temperatur (zum Beispiel 60 bis 250°C), bei welcher der cyclische Säureanhydridrest und die Verbindung eine chemische Bindung eingehen können, zu fördern. Die Seitenkette des bei dieser Umsetzung hergestellten thermoplastischen Elastomers wird die durch jedwede der Formeln (22) bis (24) dargestellte, Struktur enthalten.
Die Verbindung, welche eine kovalente Bindung erzeugt, kann mit einem Teil oder dem gesamten cyclischen Säureanhydridrest in der Seitenkette des elastomeren Polymers umgesetzt werden. In diesem Kontext bedeutet „ein Teil" bevorzugt mindestens 1 Mol-%, stärker bevorzugt mindestens 10 Mol-% und am stärken bevorzugt mindestens 30 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% des cyclischen Säureanhydridrests. Wenn die Verbindung in einem solchen Bereich verwendet wird, werden vorteilhafte physikalische Eigenschaften (zum Beispiel Bruchbeständigkeitseigenschaften) vollständig entwickelt und die Beständigkeit gegen Druckverformung wird auch verbessert.
Ein solches Herstellungsverfahren kann zum Beispiel auch ein Verfahren sein, in welchem ein elastomeres Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, und eine Verbindung, welche zur Einbringung einer Iminogruppe in der Lage ist, und/oder eine Verbindung, welche zur Einbringung eines Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus in der Lage ist, bei 60 bis 250°C in einer Walzenmühle, einer Knetvorrichtung, einem Einschneckenextruder, einem Doppelschneckenextruder, einer Universalmischvorrichtung oder dergleichen gemischt werden.
In einem solchen Herstellungsverfahren kann das Vorhandensein von verschiedenen nichtumgesetzten Resten (Strukturen) in der Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A), nämlich der cyclische Säureanhydridrest und die durch die Formeln (2), (3), (5) und (6) dargestellten Strukturen und dergleichen, durch allgemein verwendete analytische Mittel wie NMR- und IR-Spektroskopie bestätigt werden.
<Thermoplastisches Polymer (B)>
Das thermoplastische Polymer (B), welches in der Schaumzusammensetzung gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt, solange es thermoplastisch ist, und Beispiele des thermoplastischen Polymers (B) schließen Ethylen-Propylen-Copolymer, weiches Polyolefinharz, Propylen-Buten-Copolymer und Ethylen-Octen- oder Ethylen-Buten-Copolymer ein.
Beispiele eines solchen verwendeten thermoplastischen Polymers (B) schließen kommerziell erhältliche Produkte wie Ethylen-Propylen-Copolymer (TAFMER P0775, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.), Ethylen-Propylen-Copolymer (TAFMER P0080K, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.), weiches Polyolefinharz (M142E, hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd.), weiches Polyolefinharz (Catalloy-Reihe, hergestellt von SunAllomer Ltd.), weiches Polyolefinharz (NEWCON-Reihe, hergestellt von Japan Polypropylen Corporation), Propylen-Buten-Copolymer (VESTOPLAST, hergestellt von Degussa) und Ethylen-Octen- oder Ethylen-Buten-Copolymer (Engage-Reihe, hergestellt von DuPont Dow Elastomers Japan) ein.
In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das thermoplastische Polymer (B) bevorzugt einen MFR (Schmelzflussindex) von mindestens 0,01 g/10 min und stärker bevorzugt 0,1 bis 100 g/10 min gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg, aufweisen.
Die MFR ist der Wert, der gemäß „Plastics-Testing method for melt mass-flow rate (MFR) of thermoplastics" definiert in JIS K 7210:1999 gemessen wurde.
Wenn der MFR in einem solchen Bereich liegt, wird die Viskositätseinstellung der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung, welche das thermoplastische Elastomer (A), das thermoplastische Polymer (B) und das interne Trennmittel (C) wie nachstehend beschrieben enthält, ermöglicht und folglich wird auch die Einstellung der Schaumbildungsrate der resultierenden Schaumzusammensetzung ermöglicht.
In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform beträgt der Gehalt des thermoplastischen Polymers (B) bevorzugt 1 bis 300 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 10 bis 300 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform können das thermoplastische Elastomer (A) und das thermoplastische Polymer (B) angesichts der vorteilhaften Kompatibilität zwischen dem thermoplastischen Elastomer (A) und dem thermoplastischen Polymer (B) bevorzugt einen Löslichkeitsparameter (Sp)-Wert aufweisen, der die folgende Ungleichung erfüllt: [Mathematische Formel 2]
wobei Sp(A) den Löslichkeitsparameter des thermoplastischen Elastomers (A) darstellt und Sp(B) den Löslichkeitsparameter des thermoplastischen Polymers (B) darstellt.
<Internes Trennmittel (C)>
Das interne Trennmittel (C), welches in der Schaumzusammensetzung gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt, solange es eine Verbindung ist, welche zur Verringerung der Klebrigkeit der Zusammensetzung in der Lage ist, und Beispiele schließen Fettsäureamide, Fettsäureester, Fettsäuremetallsalze und metallische Verbindungen ein, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden können.
Genauer kann das verwendete interne Trennmittel (C) ein kommerziell erhältliches Produkt wie ein Gemisch eines Fettsäureamids, eines Fettsäureesters und eines Metallsalzes einer Fettsäure (zum Beispiel Struktol HT 204, hergestellt von Schill Seilacher) sein.
In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform beträgt der Gehalt des internen Trennmittels (C) bevorzugt 0,1 bis 50 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 0,1 bis 20 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die thermoplastische Elastomerzusammensetzung, welche das thermoplastische Elastomer (A), das thermoplastische Polymer (B) und das interne Trennmittel (C) enthält, bevorzugt eine Kapillarviskosität von mindestens 3000 Pa·s und stärker bevorzugt mindestens 5000 Pa·s aufweisen, gemessen bei 120°C und bei einer Scherrate von 60,8 s^–1.
In der vorliegenden Erfindung ist die Kapillarviskosität der Wert, der gemäß „Plastics- Testing method of flow characteristics of plastics using capillary rheometers" definiert in JIS K 7199: 1999 gemessen wird.
Wenn die Kapillarviskosität in einem solchen Bereich liegt, wird die resultierende Schaumzusammensetzung eine verbesserte Schaumbildungsrate aufweisen und das resultierende Produkt wird ein verringertes Gewicht und eine verbesserte Polstereigenschaft aufweisen.
In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine verbesserte Oberflächentextur aufweisen, wenn sie aus einem Extruder extrudiert wird, da sie das thermoplastische Polymer (B) und das interne Trennmittel (C) enthält. Man nimmt an, dass diese Wirkung durch die Verbesserung beim Fließvermögen, was durch das thermoplastische Polymer (B) verwirklicht wurde, kombiniert mit der Verringerung der Klebrigkeit, was durch das interne Trennmittel (C) verwirklicht wurde, erreicht wurde.
<Treibmittel (D)>
Das in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendete Treibmittel (D) ist nicht besonders eingeschränkt, solange es ein Gas erzeugt, wenn es mit einem Material gemischt und Wärme oder dergleichen ausgesetzt wird, um dabei in dem Produkt Blasen zu bilden, und solche Treibmittel werden im Allgemeinen in physikalische Treibmittel und chemische Treibmittel klassifiziert.
Beispielhafte physikalische Treibmittel schließen anorganische Treibmittel wie Stickstoff, Luft, Kohlendioxid, Ammoniak, Wasser und Hohlglasballon; und organische Treibmittel wie Pentan, Dichlorethan und CFC ein.
Beispielhafte chemische Treibmittel schließen anorganische Treibmittel wie dasjenige, welches durch die Umsetzung zwischen einer Säure und Natriumbicarbonat arbeitet, und thermolytische Treibmittel wie Carbonat; und organische Treibmittel wie dasjenige, welches durch die Umsetzung von zum Beispiel einer Isocyanatverbindung arbeitet, und ein thermolytisches Treibmittel, in welchem mindestens eines verwendet wird, welches aus Azoverbindung, Hydrazinderivat, Semicarbazidverbindung, Azid, Nitrosoverbindung, Triazolverbindung, Tetrazolverbindung und Bicarbonat ausgewählt ist, ein.
Beispielhafte thermolytische organische chemische Treibmittel schließen Azodicarbonamid (ADCA), Diazoaminobenzol (C₆H₅N=NHC₆H₅), N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin (DPT), 4,4'-Oxybis-(benzolsulfonylhydrazid) (OBSH), Hydrazodicarbonamid (HDCA), Bariumazodicarboxylat (Ba/AC), Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃), Ammoniumcarbonat ((NH₄)₂CO₃) und Aluminiumacetat (Al(CH₃COO)₃) ein, welche kommerziell erhältliche Produkte wie ADCA (Handelsname VINYFOR), DPT (Handelsname CELLULAR), OBSH (Handelsname NEOCELLBORN), DPT/ADCA (Handelsname EXCELLAR), ADCA/OBSH (Handelsname SPANGCELL) oder NaHCO₃ (Handelsname CELLBORN), welche von Eiwa Chemical Ind. Co., Ltd. hergestellt werden, sein können.
Wenn ein solches Treibmittel (D) mit dem thermoplastischen Elastomer (A) eingebracht wird, wird der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) eine verringerte Härte und Dichte sowie ein verringertes Gewicht und eine verbesserte Polstereigenschaft aufweisen. Obwohl solche Wirkungen bezogen auf die Einbringung des Treibmittels erreicht werden, sind die Wirkungen in dem erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung), der das thermoplastische Elastomer (A) verwendet, im Vergleich zum Beispiel mit dem Schaum (Zusammensetzung), welcher ein dynamisch vernetztes thermoplastisches Elastomer (TPV) verwendet, stärker unterschiedlich.
Genauer enthält er im Falle des dynamisch vernetzten thermoplastischen Elastomers (TPV) eine große Menge an vernetztem Kautschuk und demgemäß weist die Matrix wenig Raum für das thermoplastische Harz auf und es ist weniger wahrscheinlich, dass das Schäumen sogar bei einer hohen Temperatur (zum Beispiel bei einer Temperatur von bis zu 200°C) stattfindet. Hingegen weist der erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) ein verbessertes Schaumbildungsvermögen sowie eine verbesserte Zugfestigkeit nach dem Vernetzen auf, da, wie nachstehend beschrieben wird, das thermoplastische Elastomer bei einer Temperatur von etwa 80 bis 200°C entnetzt ist, was in einem verbesserten Schaumbildungsvermögen resultiert, wogegen es bei einer Temperatur von nicht höher als 80°C vernetzt ist, was in einer verbesserten Zugfestigkeit resultiert. Während das dynamisch vernetzte thermoplastische Elastomer, welches einen Kautschuk (vernetzten Kautschuk) einschließt, unter dem Problem des Verlustes der Oberflächenglattheit und -glanzes nach dem Schäumen leidet, leidet der erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) zudem aufgrund des Nichtvorhandenseins des vernetzten Kautschuks nicht unter einem solchen Problem.
In der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung beträgt der Gehalt des Treibmittels (D), welches zu dem thermoplastischen Elastomer (A) gegeben wird, bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-% und am stärksten bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Schaumzusammensetzung. Wenn der Gehalt des Treibmittels in einem solchen Bereich liegt, wird der resultierende erfindungsgemäße Schaum eine vorteilhafte Härte und Dichte sowie eine verbesserte Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen.
Die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung kann bevorzugt angesichts der Verbesserung der Druckverformung ein thermoplastisches Styrolelastomer und angesichts der Verbesserung der Verstärkungswirkung und der Verarbeitbarkeit einen Füllstoff enthalten.
Als Nächstes werden das thermoplastische Styrolelastomer und der Füllstoff, welche gegebenenfalls in die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung aufgenommen werden können, im Detail beschrieben.
<Thermoplastisches Styrolelastomer>
Das thermoplastische Styrolelastomer, welches gegebenenfalls in die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung eingebracht werden kann, ist ein bekanntes thermoplastisches Styrolelastomer, welches als ein Blockcopolymer aus einer aromatischen Vinylverbindung und einem konjugierten Dien erhalten wird.
Angesichts der Verbesserung der Beständigkeit gegen Druckverformung ist das in der vorliegenden Erfindung verwendete thermoplastische Styrolelastomer bevorzugt dasjenige, welches an seinem terminalen Rest eine Stelle aufweist, welche mit aromatischem Vinyl blockpolymerisiert ist, was einer Vernetzungsstelle und einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 100.000 entspricht.
Solche beispielhaften aromatischen Vinylverbindungen schließen Styrol, α-Methylstyrol, 3-Methylstyrol und 4-Propylstyrol ein, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden können.
Beispielhafte konjugierte Diene schließen Butadien, Isopren und Gemische davon ein.
Wenn ein solches thermoplastisches Styrolelastomer eingebracht wird, wird die resultierende Schaumzusammensetzung eine verbesserte Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen. Dies ist vermutlich so, weil das thermoplastische Styrolelastomer, welches nicht kompatibel und schlecht fließfähig ist, eine unabhängige Phase bildet, und das thermoplastische Styrolelastomer, welches eine hohe Affinität zu Öl aufweist, in die Vernetzungsstruktur des thermoplastischen Elastomers (A) eingebracht wird, wenn das thermoplastische Styrolelastomer das Öl absorbiert hat.
In der vorliegenden Erfindung ist das bei der Herstellung des thermoplastischen Styrolelastomers verwendete Herstellungsverfahren nicht besonders eingeschränkt. Jedoch ist ein beispielhaftes bevorzugtes Verfahren die Herstellung, bei welcher das Polymer (Block (A)), welches durch Polymerisieren der aromatischen Vinylverbindung erhalten wird, mit dem Polymer (Block (B)), welches durch Polymerisieren des konjugierten Diens erhalten wird, copolymerisiert wird.
Der Block (A) kann bevorzugt ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 3.000 bis 50.000 aufweisen. Wenn das Molekulargewicht in einem solchen Bereich liegt, wird das resultierende thermoplastische Styrolelastomer eine verbesserte mechanische Festigkeit aufweisen und die unter Verwendung des thermoplastischen Styrolelastomers hergestellte erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung wird eine hohe Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen.
Der Block (B) kann bevorzugt ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 10.000 bis 200.000 aufweisen. Wenn das Molekulargewicht in einem solchen Bereich liegt, wird die Viskosität während dem Schmelzmischen im Verlauf des Erhaltens der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung unter Verwendung des resultierenden thermoplastischen Styrolelastomers vorteilhaft sein und folglich wird auch die Viskosität während dem Schmelzmischen der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung vorteilhaft sein.
Das als ein Blockcopolymer erhaltene thermoplastische Styrolelastomer weist mindestens einen Block (A) und mindestens einen Block (B) auf und die Form des Blocks kann durch A-(B-A)_n oder (A-B)_m dargestellt werden. Von diesen Formen ist angesichts des vorteilhaften Fließvermögens und der mechanischen Eigenschaften A-B-A bevorzugt und auch akzeptabel ist die Kombination von A-B und A-B-A.
In der vorliegenden Erfindung ist das thermoplastische Styrolelastomer bevorzugt dasjenige, welches einen Styrolgehalt von 10 bis 60 Gew.-% und stärker bevorzugt 30 bis 50 Gew.-% aufweist. Wenn der Styrolgehalt in einem solchen Bereich liegt, wird die Viskosität während dem Schmelzmischen im Verlaufe des Erhaltens der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung vorteilhaft sein und die resultierende erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung wird eine verbesserte mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen.
Beispielhafte thermoplastische Styrolelastomere schließen hydriertes Styrol-Isopren-Blockcopolymer (SEPS: Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer), Styrol-Ethylen-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer (hier nachstehend als „SEEPS" bezeichnet) und Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymer (hier nachstehend als „SEES" bezeichnet) ein.
In der vorliegenden Erfindung schließen solche beispielhaften thermoplastischen Styrolelastomere kommerziell erhältliche Produkte wie SEPTON 2006 (SEPS, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) und SEPTON 4055 (SEEPS, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) ein.
In der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung beträgt der Gehalt des thermoplastischen Styrolelastomers bevorzugt 1 bis 500 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 30 bis 200 Gewichtsteile und am stärksten bevorzugt 50 bis 150 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A). Wenn der Gehalt des thermoplastischen Styrolelastomers in einem solchen Bereich liegt, wird die resultierende erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung eine verbesserte mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen.
<Füllstoff>
Der Füllstoff, der gegebenenfalls in die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung eingebracht wird, enthält bevorzugt Ruß und/oder Kieselsäure. Der Typ des Rußes kann in geeigneter Weise abhängig von der Verwendung der Zusammensetzung ausgewählt werden. Ruß wird im Allgemeinen abhängig vom Durchmesser des Teilchens in harten Kohlenstoff und weichen Kohlenstoff eingeteilt. Der weiche Kohlenstoff hat eine niedrige Verstärkungswirkung auf den Kautschuk, wogegen der harte Kohlenstoff eine hohe Verstärkungswirkung auf den Kautschuk hat. In der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines harten Kohlenstoffs mit einer hohen Verstärkungswirkung bevorzugt.
Der Gehalt des Rußes (wenn der Ruß alleine verwendet wird) beträgt bevorzugt 1 bis 200 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 10 bis 100 Gewichtsteile und am stärksten bevorzugt 20 bis 80 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Die verwendete Kieselsäure ist nicht besonders eingeschränkt und beispielhafte Kieselsäuren schließen Quarzstaub, kalzinierte Kieselsäure, gefällte Kieselsäure, pulverisierte Kieselsäure, geschmolzene Kieselsäure und Diatomeenerde ein. Der Gehalt (wenn Kieselsäure alleine verwendet wird) beträgt 1 bis 200 Gewichtsteile, bevorzugt 10 bis 100 Gewichtsteile und am stärksten bevorzugt 20 bis 80 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A). Unter diesen ist die bevorzugte die gefällte Kieselsäure.
Wenn der verwendete Füllstoff Kieselsäure ist, kann sie mit einem Silankupplungsmittel verwendet werden. Beispielhafte Silankupplungsmittel schließen Bis-(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (Si69), Bis-(triethoxysilylpropyl)disulfid (Si75), γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan und Vinyltrimethoxysilan ein. Die Aminosilanverbindung, wie sie nachstehend beschrieben wird, kann auch verwendet werden.
Wenn sowohl Ruß als auch Kieselsäure verwendet werden, beträgt der Gehalt (Gesamtmenge des Rußes und der Kieselsäure) bevorzugt 1 bis 200 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 10 bis 100 Gewichtsteile und am stärksten bevorzugt 20 bis 80 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Die Füllstoffe, welche verschieden von dem Ruß und der Kieselsäure sind und in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet werden können, schließen Eisenoxid, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Bariumoxid, Magnesiumoxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zinkcarbonat, Talkton, Kaolinton und kalzinierten Ton ein. Der Gehalt eines solchen Verstärkungsmittels beträgt bevorzugt 10 bis 100 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 20 bis 80 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Der Füllstoff, der gegebenenfalls in der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung verwendet wird, ist bevorzugt ein Füllstoff mit darin eingebrachtem Aminorest (hier nachstehend einfach als „Füllstoff mit eingebrachtem Aminorest" bezeichnet).
Beispiele des Füllstoffes, welcher als die Grundlage des Füllstoffes mit eingebrachtem Aminorest (hier nachstehend manchmal einfach als „Füllstoffgrundlage" bezeichnet) verwendet wird, schließen Kieselsäuren wie Quarzstaub, kalzinierte Kieselsäure, gefällte Kieselsäure, pulverisierte Kieselsäure, geschmolzene Kieselsäure und Diatomeenerde; Ruß, Eisenoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Bariumoxid, Magnesiumoxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zinkcarbonat, Talkton, Kaolinton und kalzinierten Ton ein und die bevorzugten sind Kieselsäure, Ruß und Calciumcarbonat und der am stärksten bevorzugte ist Kieselsäure, angesichts der Einfachheit der Einbringung des Aminorests und der Einfachheit der Einstellung der Rate (Anteils) der Einbringung.
Der in die Füllstoffgrundlage eingebrachte Aminorest (hier nachstehend manchmal einfach als „Aminorest" bezeichnet) ist nicht besonders eingeschränkt und solche beispielhaften Aminoreste schließen einen aliphatischen Aminorest, einen aromatischen Aminorest, einen Aminorest, der einen Heterocyclus darstellt, und ein Gemisch von solchen Aminoresten ein.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Aminorest, der in einer aliphatischen Aminverbindung eingeschlossen ist, als ein aliphatischer Aminorest bezeichnet; ein Aminorest, der an einen aromatischen Rest gebunden ist, welcher in einer aromatischen Aminverbindung eingeschlossen ist, wird als ein aromatischer Aminorest bezeichnet; und ein Aminorest, der in einer heterocyclischen Aminverbindung eingeschlossen ist, wird als ein heterocyclischer Aminorest bezeichnet.
Unter diesen sind die bevorzugten ein heterocyclischer Aminorest, ein Gemisch von Aminoresten, welches den heterocyclischen Aminorest enthält, und ein aliphatischer Aminorest, und die stärker bevorzugten sind ein heterocyclischer Aminorest und ein aliphatischer Aminorest, angesichts eines geeigneten Grades der Wechselwirkung mit dem thermoplastischen Elastomer (A) und folglich einer wirksamen Dispersion in dem thermoplastischen Elastomer.
Der Aminorest ist bezogen auf seinen Substitutionsgrad nicht besonders eingeschränkt und er kann jedweder der primären (-NH₂), sekundären (Iminogruppe, >NH), teritären (>N-) und quartären (>N⁺<) Aminoreste sein.
Wenn der Aminorest jedoch ein primärer Aminorest ist, neigt die Wechselwirkung mit dem thermoplastischen Elastomer (A) zu einer Steigerung und eine Gelbildung kann abhängig von den bei der Herstellung der Zusammensetzung verwendeten Bedingungen stattfinden.
Unterdessen, wenn der Aminorest ein tertiärer Aminorest ist, neigt die Wechselwirkung mit dem thermoplastischen Elastomer (A) zu einer Schwächung und die resultierende Schaumzusammensetzung kann eine nicht ausreichende Verbesserung bei der Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen.
Angesichts der wie vorstehend beschriebenen Situation ist der Aminorest bevorzugt ein primärer oder ein sekundärer Aminorest und stärker bevorzugt ein sekundärer Aminorest.
Demgemäß ist der Aminorest bevorzugt ein heterocyclischer Aminorest, ein Gemisch von Aminoresten, welches einen heterocyclischen Aminorest enthält, oder ein primärer oder sekundärer aliphatischer Aminorest, und stärker bevorzugt ein heterocyclischer Aminorest oder ein primärer oder sekundärer aliphatischer Aminorest.
Die Füllstoffgrundlage kann mindestens einen Aminorest auf ihrer Oberfläche aufweisen. Jedoch kann der Füllstoff bevorzugt zwei oder mehr Aminoreste aufgrund einer stärkeren Verbesserung bei der Beständigkeit gegen Druckverformung der resultierenden Schaumzusammensetzung aufweisen.
Wenn zwei oder mehr Aminoreste vorhanden sind, ist mindestens einer der zwei oder mehr Aminoreste bevorzugt ein heterocyclischer Aminorest und stärker bevorzugt kann der Füllstoff auch einen primären oder einen sekundären Aminorest (aliphatischen Aminorest, aromatischen Aminorest oder heterocyclischen Aminorest) aufweisen.
Der Typ und der Grad der Substitution des Aminorests können in geeigneter Weise abhängig von den für die Zusammensetzung erforderlichen physikalischen Eigenschaften ausgewählt werden.
Der Füllstoff mit eingebrachtem Aminorest wird durch Einbringung des Aminorests in die Füllstoffgrundlage erhalten.
Das bei der Einbringung des Aminorests verwendete Verfahren ist nicht besonders eingeschränkt und beispielhafte Verfahren schließen Oberflächenbehandlungen (zum Beispiel Oberflächenmodifizierung und Oberflächenbeschichtung), welche allgemein bei verschiedenen Füllstoffen, Verstärkungsmitteln und dergleichen verwendet werden, ein. Bevorzugte Verfahren schließen das Verfahren, bei welchem eine Verbindung, die eine funktionelle Gruppe, welche zur Umsetzung mit der Füllstoffgrundlage in der Lage ist, und einen Aminorest aufweist, mit dem Füllstoff umgesetzt wird (Oberflächenmodifizierung), das Verfahren, bei welchem die Oberfläche der Füllstoffgrundlage mit einem Polymer mit einem Aminorest beschichtet wird (Oberflächenbeschichtung), und ein Verfahren, bei welchem eine Verbindung mit einem Aminorest im Verlaufe der Synthese des Füllstoffes umgesetzt wird, ein.
Die Füllstoffe mit eingebrachtem Aminorest können entweder alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Füllstoffe mit eingebrachtem Aminorest in Kombination verwendet werden, können sie abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, in jedem Verhältnis gemischt werden.
Der Gehalt des Füllstoffes mit eingebrachtem Aminorest beträgt bevorzugt 1 bis 200 Gewichtsteile und stärker bevorzugt mindestens 10 Gewichtsteile und am stärksten bevorzugt mindestens 30 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Falls notwendig kann die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung ein Polymer, welches verschieden von dem thermoplastischen Elastomer (A) und dem thermoplastischen Polymer (B) ist, eine Aminorest-enthaltende Verbindung, welche verschieden von dem Füllstoff mit eingebrachtem Aminorest ist, eine Verbindung, welche ein Metallelement enthält (hier nachstehend einfach als „Metallsalz" bezeichnet), ein Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polymer, ein Mittel gegen Alterung, ein Antioxidationsmittel, ein Pigment (Farbstoff), einen Weichmacher, ein thixotropes Mittel, ein UV-Absorptionsmittel, ein Flammschutzmittel, ein Lösungsmittel, ein grenzflächenaktives Mittel (einschließlich eines Egalisierhilfsmittels), ein Dispergiermittel, ein Dehydratisierungsmittel, ein Antikorrosionsmittel, ein klebrigmachendes Mittel, ein antistatisches Mittel und einen Füllstoff und andere Additive enthalten, solange der Vorteil der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst wird.
Die verwendeten Additive können jene sein, welche allgemein auf dem Fachgebiet verwendet werden, und nichteinschränkende solche beispielhaften Additive sind wie nachstehend beschrieben.
Das Polymer, welches verschieden von dem thermoplastischen Elastomer (A) und dem thermoplastischen Polymer (B) ist, ist bevorzugt dasjenige mit einer Glasübergangstemperatur von nicht höher als 25°C aus dem gleichen Grund wie vorstehend beschrieben. Beispielhafte solche Polymere schließen natürlichen Kautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Butadienkautschuk (BR), 1,2-Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Acryl-Kautschuk (AEM), Ethylen-Buten-Kautschuk (EBM), gegebenenfalls hydriertes elastomeres Polystyrolpolymer (zum Beispiel SBS, SIS und SEBS), elastomeres Polyolefinpolymer, elastomeres Polyvinylchloridpolymer, elastomeres Polyurethanpolymer, elastomeres Polyesterpolymer und elastomeres Polyamidpolymer ein und die bevorzugten sind ein Polymer wie IIR, EPM oder EBM, welche keine ungesättigte Bindung enthalten, oder ein Polymer, welches wenige ungesättigte Bindungen enthält (zum Beispiel EPDM). Auch bevorzugt sind Polymere mit einer Stelle, welche zum Bilden einer Wasserstoffbrückenbindung in der Lage ist, zum Beispiel ein Polyester, ein Polylacton und ein Polyamid.
Die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung kann ein oder mehrere Polymere, welche verschieden von dem thermoplastischen Elastomer (A) sind, enthalten und der Gehalt eines solchen Polymers beträgt bevorzugt 0,1 bis 100 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 1 bis 50 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Als Nächstes wird die Aminorest-enthaltende Verbindung, welche verschieden von dem Füllstoff mit eingebrachtem Aminorest ist, beschrieben.
Der Aminorest in der Aminorest-enthaltenden Verbindung ist im Wesentlichen der gleiche wie derjenige, der für den Füllstoff mit eingebrachtem Aminorest beschrieben wurde, und die Anzahl der Aminoreste in der Verbindung ist nicht besonders eingeschränkt, solange mindestens ein Aminorest vorhanden ist. Jedoch kann die Aminorest-enthaltende Verbindung bevorzugt zwei oder mehr Aminoreste enthalten, angesichts der Bildung von zwei oder mehr Vernetzungen mit dem thermoplastischen Elastomer (A), um dabei die physikalischen Eigenschaften zu verbessern.
Der Aminorest in der Aminorest-enthaltenden Verbindung ist bezüglich seines Substitutionsgrades nicht besonders eingeschränkt und er kann jedweder der primären (-NH₂), sekundären (Iminogruppe, >NH), teritären (>N-) und quartären (>N⁺<) Aminoreste wie im Falle des Aminorests in dem Füllstoff mit eingebrachtem Aminorest sein und der Aminorest kann in geeigneter Weise abhängig von dem Recyclingvermögen und den physikalischen Eigenschaften wie der Beständigkeit gegen Druckverformung, mechanischen Festigkeit und Härte, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, ausgewählt werden. Wenn ein sekundärer Aminorest ausgewählt wird, neigt der resultierende Schaum (Zusammensetzung) zum Aufweisen einer hohen mechanischen Festigkeit, wogegen die Auswahl eines tertiären Aminorests in einer Neigung zu einem hohen Recyclingvermögen resultiert. Insbesondere wenn zwei sekundäre Aminoreste vorhanden sind, wird der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) ein ausgezeichnetes und gut ausgeglichenes Recyclingvermögen und Beständigkeit gegen Druckverformung aufweisen.
Wenn die Aminorest-enthaltende Verbindung zwei oder mehr Aminoreste enthält, beträgt die Anzahl der primären Aminoreste in der Aminorest-enthaltenden Verbindung bevorzugt nicht mehr als zwei und stärker bevorzugt nicht mehr als eins. Wenn drei oder mehr primäre Aminoreste vorhanden sind, kann die Vernetzung (Bindung), welche durch solche Aminoreste und eine funktionelle Gruppe in dem thermoplastischen Elastomer (A) (insbesondere Carboxygruppe, welche ein Carbonyl-enthaltender Rest ist) gebildet wird, übermäßig beständig sein, was das ausgezeichnete Recyclingvermögen beeinträchtigt.
In anderen Worten, der Substitutionsgrad des Aminorests, die Anzahl der Aminoreste und die Struktur der Aminorest-enthaltenden Verbindung können in geeigneter Weise eingestellt und unter Berücksichtigung der Bindungsstärke zwischen der funktionellen Gruppe in dem thermoplastischen Elastomer (A) und dem Aminorest in der Aminorest-enthaltenden Verbindung ausgewählt werden.
Beispielhafte bevorzugte Aminorest-enthaltende Verbindungen schließen sekundäre aliphatische Diamine wie N,N'-Dimethylethylendiamin, N,N'-Diethylethylendiamin, N,N'-Diisopropylethylendiamin, N,N'-Dimethyl-1,3-propandiamin, N,N'-Diethyl-1,3-propandiamin, N,N'-Diisopropyl-1,3-propandiamin, N,N'-Dimethyl-1,6-hexandiamin, N,N'-Diethyl-1,6-hexandiamin und N,N',N''-Trimethylbis-(hexamethylen)triamin; tertiäre aliphatische Diamine wie Tetramethyl-1,6-hexandiamin; Polyamine, welche ein aromatisches primäres Amin und ein heterocyclisches Amin enthalten, wie Aminotriazol und Aminopyridin; geradkettige Alkylmonoamine wie Dodecylamin; und tertiäre heterocyclische Diamine wie Dipyridyl angesichts der beträchtlichen Verbesserung bei der Beständigkeit gegen Druckverformung, mechanischen Festigkeit und dergleichen ein.
Unter diesen sind die bevorzugten die sekundären aliphatischen Diamine, Polyamine, welche ein aromatisches primäres Amin und ein heterocyclisches Amin enthalten, und tertiären heterocyclischen Diamine.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten kann eine Aminorest-enthaltende Polymerverbindung als die Aminorest-enthaltende Verbindung verwendet werden.
Die Aminorest-enthaltende Polymerverbindung ist nicht besonders eingeschränkt und Beispiele schließen Polymere wie Polyamid, Polyurethan, Harnstoffharz, Melaminharz, Polyvinylamin, Polyallylamin, Polyacrylamid, Polymethacrylamid, Polyaminostyrol und Aminorest-enthaltendes Polysiloxan sowie Polymere, welche durch Modifizieren von verschiedenen Polymeren mit einer Aminorest-enthaltenden Verbindung erhalten werden, ein.
Diese Polymere sind bezüglich ihres mittleren Molekulargewichts, Molekulargewichtsverteilung, Viskosität und anderen physikalischen Eigenschaften nicht besonders eingeschränkt und sie können jedwede gewünschten physikalischen Eigenschaften abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, aufweisen.
Die Aminorest-enthaltende Polymerverbindung ist bevorzugt ein Polymer, welches durch Polymerisieren (durch Polyaddition oder Polykondensation) einer Aminorest-enthaltenden, kondensierbaren oder polymerisierbaren Verbindung (Monomer) hergestellt wird. Stärker bevorzugt ist die Aminorest-enthaltende Polymerverbindung ein Aminorest-enthaltendes Polysiloxan, welches entweder ein Homokondensat einer Silylverbindung mit einem hydrolysierbaren Substituenten und dem Aminorest oder ein Cokondensat einer solchen Silylverbindung mit einer Silylverbindung ohne einen Aminorest ist, angesichts der Einfachheit der Verfügbarkeit und der Herstellung und der Einfachheit der Einstellung des Molekulargewichts und der Einstellung der Rate der eingebrachten Aminoreste.
Die Silylverbindung mit einem hydrolysierbaren Substituenten und dem Aminorest ist nicht besonders eingeschränkt und beispielhafte Verbindungen sind Aminosilanverbindungen, welche Aminosilanverbindungen mit einem aliphatischen primären Aminorest einschließen, wie γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, Aminopropylmethyldimethoxysilan, γ-Aminopropylmethyldiethoxysilan und 4-Amino-3,3-dimethylbutyltrimethoxysilan (diese Verbindungen werden von Nippon Unicar Co., Ltd. hergestellt); Aminosilanverbindungen mit einem aliphatischen sekundären Aminorest wie N,N-Bis-[(3-trimethoxysilyl)propyl]amin, N,N-Bis-{(3-triethoxysilyl)propyl]amin, N,N-Bis-[(3-tripropoxysilyl)propyl]amin (diese Verbindungen werden von Nippon Unicar Co., Ltd. hergestellt), 3-(n-Butylamino)propyltrimethoxysilan (Dynasilane 1189, hergestellt von Degussa-Hüls) und N-Ethylaminoisobutyltrimethoxysilan (Silquest A-Link 15-Silan, hergestellt von OSi Specialties); Aminosilanverbindungen mit einem aliphatischen primären und einem aliphatischen sekundären Aminorest wie N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan und N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan (hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd.); Aminosilanverbindungen mit einem aromatischen sekundären Aminorest wie N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan (hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd.); und Aminosilanverbindungen mit einem heterocyclischen Aminorest wie Imidazoltrimethoxysilan (hergestellt von Japan Energy Corporation) und Triazolsilan, hergestellt durch Umsetzen von Aminotriazol mit einer Epoxysilanverbindung, einer Isocyanatsilanverbindung oder dergleichen in der Gegenwart oder Abwesenheit eines Katalysators bei einer Temperatur von niedriger als die Raumtemperatur.
Unter diesen sind Aminoalkylsilanverbindungen wie Aminosilanverbindungen mit einem aliphatischen primären Aminorest, Aminosilanverbindungen mit einem aliphatischen sekundären Aminorest und Aminosilanverbindungen mit einem aliphatischen primären und einem aliphatischen sekundären Aminorest angesichts ihrer hohen Wirksamkeit bei der Verbesserung der Beständigkeit gegen Druckverformung und anderer physikalischer Eigenschaften bevorzugt.
Die Silylverbindung ohne Aminorest ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie eine Verbindung ist, die unterschiedlich von der Silylverbindung mit einem hydrolysierbaren Substituenten und dem Aminorest ist und welche keinen Aminorest enthält. Beispiele davon schließen Alkoxysilanverbindungen und halogenierte Silanverbindungen ein. Unter diesen sind Alkoxysilanverbindungen angesichts ihrer Verfügbarkeit, Einfachheit der Handhabung und ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften des resultierenden Cokondensats bevorzugt.
Beispielhafte Alkoxysilanverbindungen schließen Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetrabutoxysilan, Tetraisopropoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyltributoxysilan, Methyltriisopropoxysilan, Phenyltrimethoxysilan und Dimethyldimethoxysilan ein.
Beispielhafte halogenierte Silanverbindungen schließen Tetrachlorsilan und Vinyltrifluorsilan sein.
Unter diesen sind die bevorzugten Tetraethoxysilan und Tetramethoxysilan, angesichts des niedrigen Preises und der sicheren Handhabung.
Die Silylverbindungen mit einem hydrolysierbaren Substituenten und dem Aminorest und die Silylverbindungen ohne Aminorest können entweder alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Solche Aminorest-enthaltenden Polymerverbindungen können entweder alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Wenn zwei oder mehr solche Aminorest-enthaltenden Polymerverbindungen in Kombination verwendet werden, kann ihr Mischungsverhältnis in geeigneter Weise abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaumes (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, ausgewählt werden.
Der Gehalt der Aminorest-enthaltenden Polymerverbindung kann durch die Anzahl (Äquivalent) an Stickstoffatomen in der Verbindung mit Bezug auf die Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A) wie bei der Aminorest-enthaltenden Verbindung definiert werden. Es können jedoch einige Aminoreste vorhanden sein, welche zum wirksamen Aufbau einer Wechselwirkung mit dem thermoplastischen Elastomer (A) abhängig von der Struktur, dem Molekulargewicht und dergleichen der Polymerverbindung nicht in der Lage sind.
Demgemäß beträgt der Gehalt der Aminorest-enthaltenden Polymerverbindung bevorzugt 1 bis 200 Gewichtsteile, stärker bevorzugt mindestens 5 Gewichtsteile und am stärksten bevorzugt mindestens 10 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Das Metallsalz ist nicht besonders eingeschränkt, solange es eine Verbindung ist, welche mindestens ein Metallelement enthält, und das Metallsalz ist bevorzugt eine Verbindung, welche mindestens ein aus Li, Na, K, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga und Al ausgewähltes Metallelement enthält.
Beispiele des Metallsalzes schließen ein Salz einer gesättigten C₁-C₂₀-Fettsäure wie Formiat, Acetat und Stearat von mindestens einem der vorstehend erwähnten Metallelemente; ein Salz einer ungesättigten Fettsäure wie (Meth)acrylat; ein Metallalkoxid (ein Reaktionsprodukt mit einem Alkohol, der 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthält); ein Nitrat, ein Carbonat, ein Hydrogencarbonat, ein Chlorid, ein Oxid, ein Hydroxid eines solchen Metalls und einen Komplex mit einem Diketon ein.
Der „Komplex mit einem Diketon" wie hier verwendet ist ein Komplex, in welchem ein 1,3-Diketon (zum Beispiel Acetylaceton) oder dergleichen mit einem Metallatom koordiniert hat.
Unter diesen ist das Metallelement bevorzugt Ti, Al oder Zn und das Metallsalz ist bevorzugt ein Salz einer gesättigten Fettsäure, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, wie Acetat oder Stearat, ein Metallalkoxid (ein Reaktionsprodukt mit einem Alkohol, der 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthält), ein Oxid, ein Hydroxid und ein Komplex mit einem Diketon, und stärker bevorzugt ein Salz einer gesättigten Fettsäure, welche 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, wie Stearat, ein Metallalkoxid (ein Reaktionsprodukt mit einem Alkohol, der 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthält) und ein Komplex mit einem Diketon, angesichts einer größeren Verbesserung bei der Beständigkeit gegen Druckverformung des resultierenden erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung).
Die Metallsalze können entweder alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Metalle in Kombination verwendet werden, können sie in jedwedem Verhältnis abhängig von der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, verwendet werden.
Der Gehalt eines solchen Metallsalzes beträgt bevorzugt 0,05 bis 3,0 Äquivalente, stärker bevorzugt 0,1 bis 2,0 Äquivalente und am stärksten bevorzugt 0,2 bis 1,0 Äquivalente in Bezug auf die Carbonylgruppe in dem thermoplastischen Elastomer (A). Wenn der Gehalt des Metallsalzes in einem solchen Bereich liegt, wird der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) verbesserte physikalische Eigenschaften wie Beständigkeit gegen Druckverformung, mechanische Festigkeit und Härte aufweisen.
Das verwendete Metallsalz kann in jedweder möglichen Form des Metalls, einschließlich dem Hydroxid, Metallalkoxid, Carboxylat und dergleichen, vorliegen. Wenn das Salz zum Beispiel ein Hydroxid ist und das Metall Eisen ist, können Fe(OH)₂ und Fe(OH)₃ entweder alleine oder als ein Gemisch verwendet werden.
Obwohl das Metallsalz bevorzugt eine Verbindung ist, welche mindestens ein aus Li, Na, K, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga und Al ausgewähltes Metallelement enthält, können zudem auch andere Metallelemente in einer Menge einschlossen sein, welche die Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst. Obwohl der Gehalt des Metallelements, welches verschieden von den vorstehend erwähnten Metallelementen ist, nicht besonders eingeschränkt ist, wird ein solches Metallelement bevorzugt in einer Menge von 1 bis 50 Mol-% in Bezug auf alle Metallelemente in dem Metallsalz eingebracht.
Das Maleinsäureanhydrid-modifizierte Polymer ist ein Polymer, welches durch Modifizieren des elastomeren Polymers wie vorstehend beschrieben mit Maleinsäureanhydrid hergestellt wird. Obwohl die Seitenkette des Maleinsäureanhydrid-modifizierten Polymers eine funktionelle Gruppe enthalten kann, welche verschieden von dem Maleinsäureanhydridrest und dem Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus ist, enthält die Seitenkette bevorzugt nur den Maleinsäureanhydridrest.
Der Maleinsäureanhydridrest wird nicht in die Hauptkette des elastomeren Polymers eingebracht, er wird aber (zur Modifizierung) in die Seitenkette oder dem terminalen Rest des elastomeren Polymers eingebracht. Zudem ist der Maleinsäureanhydridrest ein cyclischer Säureanhydridrest und dieser cyclische Säureanhydridrest (Einheit) wird keine Ringöffnung durchlaufen.
Demgemäß ist ein Beispiel des Maleinsäureanhydrid-modifizierten thermoplastischen Polymers ein thermoplastisches Elastomer ohne Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus, aber mit einem cyclischen Säureanhydridrest in der Seitenkette wie in der Formel (41) gezeigt: [Chemische Formel 26]
wobei X eine Ethylengruppe oder Propylengruppe ist; und 1, m und n unabhängig voneinander eine Zahl im Bereich von 0,1 bis 80 sind. Spezielle Beispiele eines solchen elastomeren Polymers sind jene, welche für das elastomere Polymer mit einem cyclischen Säureanhydridrest in der Seitenkette beschrieben wurden.
Der Grad der Modifizierung mit Maleinsäureanhydrid beträgt bevorzugt 0,1 bis 50 Mol-%, stärker bevorzugt 0,3 bis 30 Mol-% und am stärksten bevorzugt 0,5 bis 10 Mol-% in Bezug auf 100 Mol-% der Hauptketteneinheit des elastomeren Polymers, angesichts der Fähigkeit zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Druckverformung, ohne nachteilig das ausgezeichnete Recyclingvermögen zu beeinflussen.
Die Maleinsäureanhydrid-modifizierten Polymere können entweder alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Maleinsäureanhydrid-modifizierte Polymere in Kombination verwendet werden, kann ihr Mischungsverhältnis in geeigneter Weise abhängig von der Verwendung der erfindungsgemäßen (Schaum) Zusammensetzung und den physikalischen Eigenschaften und anderen Faktoren, welche für den erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) erforderlich sind, ausgewählt werden.
Der Gehalt eines solchen Maleinsäureanhydrid-modifizierten Polymers beträgt bevorzugt 1 bis 100 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 5 bis 50 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A). Wenn der Gehalt des Maleinsäureanhydrid-modifizierten Polymers in einem solchen Bereich liegt, wird der resultierende erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) eine verbesserte Verarbeitbarkeit und mechanische Festigkeit aufweisen.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomers (A) und insbesondere im Reaktionsschritt A oder B, wenn ein elastomeres Polymer mit einer Seitenkette, welche einen cyclischen Säureanhydridrest enthält, nicht umgesetzt verbleibt, kann es sein, dass das verbleibende Elastomer, welches mit dem Carbonyl-enthaltenden Rest modifiziert ist, nicht entfernt wird, sondern als solches in dem erfindungsgemäßen Schaum (Zusammensetzung) eingeschlossen wird.
Beispiele des Mittels gegen Alterung schließen gehinderte Phenolverbindungen und aliphatische und aromatische gehinderte Aminverbindungen ein.
Beispiele des Antioxidationsmittels schließen Butylhydroxytoluol (BHT) und Butylhydroxyanisol (BHA) ein.
Beispiele des Pigments schließen anorganische Pigmente wie Titandioxid, Zinkoxid, Ultramarin, Eisenrot, Lithopon, Blei, Cadmium, Eisen, Cobalt, Aluminium, Hydrochlorid und Sulfat; organische Pigmente wie Azopigment und Kupferphthalocyaninpigment ein.
Beispiele des Weichmachers schließen Derivate von Benzoesäure, Phthalsäure, Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure und Zitronensäure; Polyesterweichmacher; Polyetherweichmacher und Epoxyweichmacher ein.
Beispiele des thixotropen Mittels schließen Bentonit, Siliciumdioxid, Kieselsäuerderivate und Harnstoffderivate ein.
Beispiele des UV-Absorptionsmittels schließen 2-Hydroxybenzophenon-UV-Absorptionsmittel, Benzotriazol-UV-Absorptionsmittel und Salicylsäureester-UV-Absorptionsmittel ein.
Beispiele des Flammschutzmittels schließen Phosphor-Flammschutzmittel wie TCP; Halogen-Flammschutzmittel wie chloriertes Paraffin und Perchlorpentacyclodecan; Antimon-Flammschutzmittel wie Antimonoxid; und Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid ein.
Beispiele des Lösungsmittels schließen Kohlenwasserstoffe wie Hexan und Toluol; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Tetrachlormethan; Ketone wie Aceton und Methylethylketon; Ether wie Diethylether und Tetrahydrofuran; und Ester wie Ethylacetat ein.
Beispiele des grenzflächenaktiven Mittels (Egalisierhilfsmittels) schließen Polybutylacrylat, Polydimethylsiloxan, modifizierte Silikonverbindungen und grenzflächenaktive Fluormittel ein.
Ein Beispiel des Dehydratisierungsmittels schließt Vinylsilan ein.
Beispiele des Antikorrosionsmittels schließen verschiedene Antikorrosionspigmente wie Zinkphosphat, Gerbsäurederivate, Phosphorsäureester und basische Sulfonate ein.
Beispiele des klebrigmachenden Mittels schließen bekannte Silankupplungsmittel, Silanverbindungen, welche einen Alkoxysilylrest enthalten, Titankupplungsmittel und Zirkoniumkupplungsmittel und genauer Trimethoxyvinylsilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltris-(2-methoxyethoxy)silan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan ein.
Beispiele des antistatischen Mittels schließen im Allgemeinen quartäre Ammoniumsalze und hydrophile Verbindungen wie Polyglycole und Ethylenoxidderivate ein.
Der Gehalt des Weichmachers beträgt bevorzugt 0,1 bis 100 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 1 bis 80 Gewichtsteile, noch stärker bevorzugt 1 bis 50 Gewichtsteile und am stärksten bevorzugt 1 bis 30 Gewichtseile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A). Der Gehalt an anderen Additiven liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 50 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 1 bis 30 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 1 bis 10 Gewichtsteilen und am stärksten bevorzugt 1 bis 5 Gewichtsteilen in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Obwohl einige der thermoplastischen Elastomere (A) selbstvernetzbar sind, können die thermoplastischen Elastomere (A) in Kombination mit einem Vulkanisierungsmittel, einem Vulkanisierungshilfsmittel, einem Vulkanisierungsbeschleunigungsmittel, einem Vulkanisierungsverzögerungsmittel oder dergleichen verwendet werden, solange die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
Beispiele des Vulkanisierungsmittels schließen Schwefel-Vulkanisierungsmittel, organische Peroxid-Vulkanisierungsmittel, Metalloxid-Vulkanisierungsmittel, Phenolharz-Vulkanisierungsmittel und Chinondioxim-Vulkanisierungsmittel ein.
Beispielhafte Schwefel-Vulkanisierungsmittel schließen pulverisierten Schwefel, gefällten Schwefel, hoch dispergierbaren Schwefel, oberflächenbehandelten Schwefel, unlöslichen Schwefel, Dimorpholindisulfid und Alkylphenoldisulfide ein.
Beispielhafte organische Peroxid-Vulkanisierungsmittel schließen Benzoylperoxid, t-Butylhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)hexan und 2,5-Dimethylhexan-2,5-di-(peroxylbenzoat) ein.
Andere Vulkanisierungsmittel schließen Magnesiumoxid, Bleiglätte (Bleioxid), p-Chinondioxim, Tetrachlor-p-benzochinon, p-Dibenzoylchinondioxim, Poly-p-dinitrosobenzen und Methylendianilin ein.
Beispiele des Vulkanisierungshilfsmittels schließen Zinkoxid, Magnesiumoxid, Amine; Fettsäuren wie Acetylsäure, Propionsäure, Butansäure, Stearinsäure, Acrylsäure und Maleinsäure; Zinksalze von Fettsäuren wie Zinkacetylat, Zinkpropionat, Zinkbutanoat, Zinkstearat, Zinkacrylat und Zinkmaleat ein.
Beispiele des Vulkanisierungsbeschleunigungsmittels schließen Thiuram-Vulkanisierungsbeschleunigungsmittel wie Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD) und Tetraethylthiuramdisulfid (TETD); Aldehydammoniak-Vulkanisierungsbeschleunigungsmittel wie Hexamethylentetramin; Guanidin-Vulkanisierungsbeschleunigungsmittel wie Diphenylguanidin; Thiazol-Vulkanisierungsbeschleunigungsmittel wie 2-Mercaptobenzothiazol und Dibenzothiazyldisulfid (DM); und Sulfenamid-Vulkanisierungsbeschleunigungsmittel wie N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid und N-t-Butyl-2-benzothiazylsulfenamid ein. Ein Alkylphenolharz oder sein Halogenid können auch verwendet werden.
Beispiele des Vulkanisierungsverzögerungsmittels schließen organische Säuren wie Phthalsäureanhydrid, Benzoesäure, Salicylsäure und Acetylsalicylsäure; Nitrosoverbindungen wie N-Nitrosodiphenylamin, N-Nitrosophenyl-β-naphthylamin und ein Polymer von N-Nitrosotrimethyldihydrochinolin; Halogenide wie Trichlormelanin; 2-Mercaptobenzimidazol und N-(Cyclohexylthio)phthalimid (SANTOGARD PVI) ein.
Der Gehalt eines solchen Vulkanisierungsmittels beträgt bevorzugt 0,1 bis 20 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 1 bis 10 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A).
Die verwendeten Vulkanisierungsbedingungen, wenn die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung permanent vernetzt wird (unter Verwendung eines Vulkanisierungsmittels), sind nicht besonders eingeschränkt und eine geeignete Bedingungskonstellation kann abhängig von den in die Zusammensetzung eingebrachten Komponenten und dergleichen ausgewählt werden. Eine bevorzugte Vulkanisierungsbedingung ist die Durchführung der Vulkanisierung bei einer Temperatur von 130 bis 200°C für 5 bis 60 Minuten.
Wenn die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung auf eine Temperatur von etwa 80 bis 200°C erwärmt wird, wird die dreidimensionale Vernetzung (Vernetzungsstruktur) dissoziiert werden und die Schaumzusammensetzung wird etwas Weichheit und Fluidität gewinnen, vermutlich aufgrund der Schwächung der intermolekularen oder intramolekularen Wechselwirkung zwischen den Seitenketten.
Wenn man die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung, welche weicher und fluider wurde, bei einer Temperatur von etwa 80°C oder niedriger stehen lässt, wird die dissoziierte dreidimensionale Vernetzung (Vernetzungsstruktur) ihre Vernetzung wiedergewinnen, wobei sie vulkanisiert wird. Das Recyclingvermögen der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung wird durch die Wiederholung von solchen Schritten verwirklicht.
Eine solche erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung kann bevorzugt bei einer Temperatur von nicht höher als 180°C geknetet werden. Ein solches Vermögen, bei einer Temperatur von nicht höher als 180°C geknetet zu werden, ist bevorzugt, da herkömmliche bekannte Treibmittel (insbesondere organische chemische Treibmittel) derart designed sind, dass sie bei einer Temperatur von höher als 180°C Schäumen verursachen. Wenn das eingebrachte Treibmittel dasjenige ist, welches bei einer Temperatur von nicht höher als 180°C Schäumen verursacht, sollte die Zusammensetzung bei einer Temperatur geknetet werden, welche nicht höher als eine solche Schaumbildungstemperatur ist.
Das Verfahren, welches zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schaums (Zusammensetzung) verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt und beispielhafte Verfahren schließen ein Verfahren, bei welchem das thermoplastische Elastomer (A) und das Treibmittel mit optionalen Additiven in einer Walzenmühle, einer Knetvorrichtung, einem Einschneckenextruder, einem Doppelschneckenextruder, einer Universalmischvorrichtung oder dergleichen geknetet werden und das geknetete Gemisch auf eine Temperatur von gleich oder höher als die Schaumbildungstemperatur des Treibmittels (zum Beispiel durch Heißpressen) erwärmt wird; und ein Verfahren, bei welchem die Bestandteile in einem Einschneckenextruder, einem Doppelschneckenextruder oder dergleichen gemischt und gleichzeitig mit der Extrusion geschäumt werden, ein.
Wie in den Beispielen genauer beschrieben wird die Zusammensetzung bei einer Temperatur von 160 bis 180°C für mehrere Minuten geknetet und in eine Form bei etwa 200°C für einige Minuten bis einige Dutzend Minuten heißgepresst und dann kaltgepresst, wobei auf Raumtemperatur erniedrigt wird. Insbesondere wird die Schaumzusammensetzung, welche das thermoplastische Polymer (B) und das interne Trennmittel (C) enthält, gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform gleichzeitig mit der Extrusion geschäumt, indem der Harzdruck unmittelbar vor der Düse der Extruderaufgabevorrichtung erhöht wird, zum Beispiel auf einen Druck von mindestens 5 MPa, wie in den Beispielen beschrieben wird.
Der erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) weist ein ausgezeichnetes Schaumbildungsvermögen auf und als eine Konsequenz weist das resultierende Produkt eine niedrige Härte sowie niedrige Dichte auf. Der erfindungsgemäße Schaum (Zusammensetzung) weist auch eine verbesserte Beständigkeit gegen Druckverformung aufgrund der Verwendung des thermoplastischen Elastomers (A) auf und wegen solchen vorteilhaften Eigenschaften ist er zur Verwendung als ein Material für eine Abdeckung oder Verpackung angepasst.
Beispiele
Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme auf die Beispiele, welche den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränken, detaillierter beschrieben.
(Beispiel 1)
Zuerst wurden 100 g Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Ethylen-Propylen-Copolymer (TX-1215, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., hier nachstehend als „maleiertes EPM1" bezeichnet) (Maleinsäureanhydridgerüst, 10,2 mMol) und 100 g Ethylen-Propylen-Copolymer (TAFMER P(0180), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., hier nachstehend abgekürzt als „EPM1") in eine Knetvorrichtungsanordnung bei 180°C eingebracht und für 4 Minuten mastiziert. Als Nächstes wurden 0,64 g N-n-Octylaminoethanol (NYMEEN C-201, hergestellt von NOF CORPORATION) zugegeben und das Gemisch wurde für 7 Minuten geknetet. Dann wurden 0,72 g 4H-3-Amino-1,2,4-triazol (ATA, hergestellt von Nippon Carbide Industries Co., Inc.) zugegeben und das Gemisch wurde für 5 Minuten geknetet. Der Inhalt (Kautschuk) wurde aus der Knetvorrichtung entfernt und wieder in die Knetvorrichtung zum Kneten für 5 Minuten gegeben, wobei das thermoplastische Elastomer 1 hergestellt wurde.
Als Nächstes wurden 2 g Azodicarbonamid (AZ VI-8, hergestellt von Otsuka Chemical Co., Ltd.) in die Knetvorrichtung gegeben und mit dem thermoplastischen Elastomer 1 bei 160°C für 5 Minuten geknetet, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung 1 hergestellt wurde.
Die so hergestellte thermoplastische Elastomerzusammensetzung 1 wurde in eine Form mit einer Schaumbildungsrate von 1,5 gegeben und Heißpressen bei 200°C für 10 Minuten und dann Kaltpressen (Pressen mit Kühlen durch einen Wassermantel) für 7 Minuten ausgesetzt, wobei Schaum 1 hergestellt wurde.
(Vergleichsbeispiel 1)
Das in Beispiel 1 hergestellte thermoplastische Elastomer 1 wurde bei 200°C für 10 Minuten heißgepresst, wobei der gepresste Gegenstand 1 hergestellt wurde.
(Vergleichsbeispiel 2)
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde unter Verwendung von 200 g dynamisch vernetztem thermoplastischem Elastomer (Santoprene 121-68W228 (Schaumqualität), hergestellt von Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.) anstelle des thermoplastischen Elastomers 1 wiederholt, wobei Schaum 2 hergestellt wurde.
<Relative Dichte>
Von dem so hergestellten gepressten Gegenstand 1, Schaum 1 und Schaum 2 wurden ihre relative Dichte (g/cm³) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachstehend gezeigt.
<JIS-A-Härte>
Probeplatten (Dicke, 2 cm; Länge, 15 cm; Breite, 15 cm) wurden unter Verwendung des gepressten Gegenstandes 1, Schaum 1 beziehungsweise Schaum 2 hergestellt. Für jeden Typ der Probenplatte wurden 3 Probenplatten aufeinander platziert und bei 200°C für 20 Minuten heißgepresst. Die JIS-A-Härte wurde gemäß JIS K6253 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachstehend gezeigt.
<Zugeigenschaften>
Flächengebilde mit einer Dicke von 2 mm wurden unter Verwendung des gepressten Gegenstandes 1, Schaum 1 beziehungsweise Schaum 2 hergestellt.
Hantelförmige Nr. 3-Teststücke wurden aus den Flächengebilden ausgestanzt und ein Zugtest wurde gemäß JIS K6251 bei einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/min durchgeführt, wobei der 100 %-Modul (M₁₀₀) [MPa], die Bruchfestigkeit (T_B) [MPa] und die Dehnung bei Bruch (E_B) [%] bei Raumtemperatur gemessen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachstehend gezeigt.
<Schaumbildungsvermögen>
(1) Zustand von geschäumten Zellen
Das Schaumbildungsvermögen wurde durch visuelles Bestätigen des Zustandes der geschäumten Zellen im Schaum 1 und Schaum 2 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachstehend gezeigt.
(2) Oberfläche des Schaums
Das Schaumbildungsvermögen wurde durch visuelles Bestätigen des Zustandes der Schaumoberfläche im Schaum 1 und Schaum 2 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachstehend gezeigt.
<Druckverformung (C-Set)>
Flächengebilde mit einer Dicke von 2 mm wurden unter Verwendung des gepressten Gegenstandes 1, Schaum 1 beziehungsweise Schaum 2 hergestellt. Für jeden Typ wurden 7 Flächengebilde aufeinander geklebt und bei 200°C für 20 Minuten heißgepresst, wobei ein Probezylinder (Durchmesser, 29 mm; Dicke, 12,5 mm) hergestellt wurde.

Dieser Probezylinder wurde mit einer speziellen Einspannvorrichtung um 25% zusammengepresst und man ließ ihn bei 70°C für 22 Stunden stehen. Die Druckverformung wurde dann gemäß JIS K6262 gemessen. Tabelle 1

	Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Maleiniertes EPM1	100	100	-
EPM1	100	100	-
NYMEEN C-201	0,64	0,64	-
ATA	0,72	0,72	-
Santoprene	-	-	200
Azodicarbonamid	2	0	2
Knetzeit	160°C, 5 min	-	160°C, 5 min
Heißpressen	200°C, 10 min	-	200°C, 10 min
Kaltpressen	7 min	-	7 min
Schaumbildungsrate	1,5	-	1,5
Relative Dichte (g/cm³)	0,44	0,89	0,45
JIS-A-Härte	38	68	39
Zugeigenschaften
M₁₀₀ (MPa)	0,66	1,8	0,04
T_B (MPa)	0,97	3,2	0,04
E_B (%)	406	614	80
Schaumbildungsvermögen
Zustand der geschäumten Zellen	Einheitlich	-	Nicht einheitlich
Schaumoberfläche	Gut	-	Schlecht
Druckverformung (%)	43	58	48

Wie in Tabelle 1 gezeigt wies der in Beispiel 1 erhaltene Schaum eine vorteilhafterweise verringerte relative Dichte und Härte im Vergleich zur Probe von Vergleichsbeispiel 1, welche das Treibmittel nicht enthielt, auf. Die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse zeigten auch, dass der in Beispiel 1 erhaltene Schaum bei allen von Zugeigenschaften, Schaumbildungsvermögen und Beständigkeit gegen Druckverformung im Vergleich zum Schaum von Vergleichsbeispiel 2, welcher unter Verwendung des dynamisch vernetzten thermoplastischen Elastomers hergestellt worden war, ausgezeichnet war.
(Beispiele 2 bis 7 und Referenzbeispiele 1 und 2)
Das thermoplastische Elastomer (A), das thermoplastische Polymer (B) und das interne Trennmittel (C) sowie das thermoplastische Styrolelastomer, der Füllstoff, das Paraffinöl, das Phenolmittel gegen Alterung, der N-n-Octylaminoethanol (NYMEEN C-201, hergestellt von NOF CORPORATION) und das 4H-3-Amino-1,2,4-trtazol (ATA, hergestellt von Nippon Carbide Industries Co., Inc.) wurden in den in Tabelle 2 gezeigten Mengen in Gewichtsteilen gemischt, wobei eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung hergestellt wurde, welche dann in eine Extruderzugabevorrichtung (Modell PEX-25-28; Typ, eine Schnecke; Schneckendurchmesser, 25 mm; LID, 28; Düsendurchmesser, 1 mm; hergestellt von Pla Giken Co., Ltd.) mit dem Treibmittel (D) in der in Tabelle 2 gezeigten Menge in Gew.-% gegeben wurde. Das Gemisch wurde dann bei der vorher bestimmten Zylindertemperatur (Cl, 140°C; C2, 160°C; C3, 100°C; C4, 100°C; Adapter, 100°C; Düse, 100°C) und beim Harzdruck vor der Düse auf dem in Tabelle 2 gezeigten Level extrudiert und geschäumt, wobei der Schaum hergestellt wurde.
Der MFR des gemischten thermoplastischen Polymers (B), die Kapillarviskosität der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und die Schaumbildungsrate und äußere Erscheinung des resultierenden Schaums wurden durch die Verfahren wie nachstehend beschrieben gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
<MFR(Schmelzflussindex)>
Der MFR des thermoplastischen Polymers (B) wurde bei 230°C unter der Last 2,16 kg gemäß dem Verfahren gemessen, welches in JIS K 7210: 1999, „Plastics-Testing method for melt mass-flow rate (MFR) of thermoplastics" definiert wird.
<Kapillarviskosität>
Die Kapillarviskosität der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung wurde bei 20°C und bei einer Scherrate von 60,8 s^–1 gemäß dem Verfahren gemessen, welches in JIS K 7199: 1999, „Plastics-Testing method of flow characteristics of plastics using capillary rheometers" definiert wird.
<Schaumbildungsrate des Schaums>
Die relative Dichte des durch das Extrusionsschäumen hergestellten Schaums wurde vor und nach dem Schäumen gemessen und Vergleichsberechnungen unterworfen, um seine Schaumbildungsrate zu bestimmen.
<Äußere Erscheinung des Schaums>
Die äußere Erscheinung des durch das Extrusionsschäumen hergestellten Schaums wurde durch visuelle Untersuchung und Berühren der äußeren Oberfläche bestimmt. Die Probe mit der Oberfläche mit rauer Textur wurde als „schlecht" eingestuft und diejenige mit leicht rauer Textur wurde als „mäßig" eingestuft. Diejenige ohne raues Anfühlen wurde als „gut" eingestuft und diejenige mit glänzender Oberfläche wurde als „ausgezeichnet" eingestuft. Der Schaum mit der Bewertung, welche nicht schlechter als „mäßig" ist, ist für seine praktische Verwendung akzeptabel.
Die vorstehend in Tabelle 2 gezeigten Komponenten sind wie nachstehend beschrieben.

– Thermoplastisches Elastomer (A1): maleiniertes EPM1
– Thermoplastisches Polymer (B1): Ethylen-Propylen-Copolymer (TAFMER P0775, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.)
– Thermoplastisches Polymer (B2): weiches Polyolefinharz (M142E, hergestellt von Idemitsu Kosan Co, Ltd.)
– Thermoplastisches Polymer (B3): Ethylen-Propylen-Copolymer (TAFMER P0080K, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.)
– Internes Trennmittel (C1): ein Gemisch von Fettsäureamid, Fettsäureester und Fettsäuremetallsalz (Struktol HT 204, hergestellt von Schill Seilacher)
– Thermoplastisches Styrolelastomer: SEPTON 4077 (SEEPS); Styrolgehalt, 30 Gew.-%; hergestellt von Kuraray Co., Ltd.
– Füllstoff: leichtes Calciumcarbonat, hergestellt von Maruo Calcium Co., Ltd.
– Paraffinöl: PW-100, hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd.
– Phenolmittel gegen Alterung: Pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat] (IRGANOX 1010, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals)
– ATA: 4H-3-Amino-1,2,4-triazol, hergestellt von Nippon Carbide Industries Co., Inc.
– NYMEEN C-201: N-n-Octylaminoethanol, hergestellt von NOF CORPORATION
– Treibmittel: OBSH (NEOCELLBORN, hergestellt von Eiwa Chemical Ind. Co., Ltd.)

Wie in Tabelle 2 gezeigt waren die Schäume, welche durch das Extrusionsschäumen in den Beispielen 2 bis 7 erhalten wurden, bei der äußeren Erscheinung und dem Schaumverhältnis im Vergleich mit den in den Referenzbeispielen 1 und 2 erhaltenen Schäumen, welche das interne Trennmittel (C) nicht enthielten, ausgezeichnet. Ein Vergleich des in Beispiel 5 erhaltenen Schaums mit den Schäumen der anderen Beispiele zeigt auch, dass ein Anstieg beim Harzdruck vor der Düse der Extruderaufgabevorrichtung in der besseren äußeren Erscheinung des Schaumprodukts resultiert.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie vorstehend beschrieben kann die vorliegende Erfindung einen Schaum mit verringerter Härte und Dichte und einer verbesserten Beständigkeit gegen Druckverformung sowie eine Schaumzusammensetzung zur Herstellung eines solchen Schaums bereitstellen und ist deshalb nützlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Schaums mit verringerter Härte und Dichte und einer verbesserten Beständigkeit gegen Druckverformung sowie einer Schaumzusammensetzung zur Herstellung eines solchen Schaums. Diese Aufgabe wird durch eine nachstehend beschriebene Schaumzusammensetzung gelöst. Die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung umfasst ein thermoplastisches Elastomer, welches eine Seitenkette aufweist, die eine Iminogruppe und/oder einen Stickstoff-enthaltenden Heterocyclus, und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; und ein Treibmittel.

Claims

Schaumzusammensetzung, umfassend: ein thermoplastisches Elastomer (A), welches eine Seitenkette aufweist, die mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoff-enthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; und ein Treibmittel (D).
Schaumzusammensetzung, umfassend: eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung, umfassend ein thermoplastisches Elastomer (A), welches eine Seitenkette aufweist, die mindestens einen aus Iminogruppe, Stickstoffenthaltendem Heterocyclus und kovalenter Vernetzungsstelle ausgewählten Bestandteil und einen Carbonyl-enthaltenden Rest enthält; ein thermoplastisches Polymer (B) und ein internes Trennmittel (C); und ein Treibmittel (D).
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 2, wobei das thermoplastische Polymer (B) einen MFR (Schmelzflussindex) von mindestens 0,01 g/10 min aufweist, gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Gehalt des thermoplastischen Polymers (B) 1 bis 300 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das thermoplastische Elastomer (A) und das thermoplastische Polymer (B) einen Löslichkeitsparameter (Sp)-Wert aufweisen, der die folgende Formel erfüllt: [Mathematische Formel 1]
wobei Sp(A) den Löslichkeitsparameter des thermoplastischen Elastomers (A) darstellt und Sp(B) den Löslichkeitsparameter des thermoplastischen Polymers (B) darstellt.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das interne Trennmittel (C) mindestens ein Bestandteil ist, der aus Fettsäureamid, Fettsäureester, Fettsäuremetallsalz und metallischer Verbindung ausgewählt ist.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Gehalt des internen Trennmittels (C) 0,1 bis 50 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die thermoplastische Elastomerzusammensetzung eine Kapillarviskosität von mindestens 3000 Pa·s aufweist, gemessen bei 120°C und bei einer Scherrate von 60,8 s^–1.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A) eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (1) dargestellt wird: [Chemische Formel 1]
wobei A ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ist; B eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, ist.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 9, wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (1) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (2) oder (3) dargestellt wird, die an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet: [Chemische Formel 2]
wobei A ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ist; B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Seitenkette des thermoplastischen Elastomers (A) eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (4) dargestellt wird: [Chemische Formel 3]
wobei E ein Stickstoff-enthaltender Heterocyclus ist und B eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, ist.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 11, wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (4) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, welche durch die folgende Formel (5) oder (6) dargestellt wird, die an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet: [Chemische Formel 4]
wobei E ein Stickstoff-enthaltender Heterocyclus ist, und B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, 11 und 12, wobei der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus ein fünfgliedriger oder ein sechsgliedriger Ring ist.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 13, wobei der Stickstoff-enthaltende Heterocyclus ein Triazolring, Thiadiazolring, Pyridinring, Thiazolring, Imidazolring oder Hydantoinring ist.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 11, wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (4) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, die durch die folgende Formel (7), Formel (8) oder (9) oder Formel (10) dargestellt wird: [Chemische Formel 5]
wobei B eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder Rest enthalten kann, ist, und G und J unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, sind.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 15, wobei die Seitenkette, welche die durch die Formel (4) dargestellte Struktur enthält, eine Struktur enthält, welche an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet und durch die folgende Formel (11) oder (12), eine der Formeln (13) bis (16) oder Formel (17) oder (18) dargestellt wird: [Chemische Formel 6]
wobei B und D unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind, G und J unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest, der 1 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, ein Aralkylrest, der 7 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Arylrest, der 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, sind.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Vernetzen an der kovalenten Vernetzungsstelle durch mindestens eine Bindung, welche aus Amid, Ester, Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, verwirklicht werden kann.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Vernetzen an der kovalenten Vernetzungsstelle durch mindestens eine Bindung, welche aus Amid, Ester, Lacton, Urethan, Ether, Thiourethan und Thioether ausgewählt ist, verwirklicht wurde.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 18, wobei die kovalente Vernetzungsstelle einen tertiären Aminorest enthält.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei die kovalente Vernetzungsstelle mindestens eine Struktur enthält, welche durch eine der folgenden Formeln (19) bis (21) dargestellt wird: [Chemische Formel 7]
wobei K, L, Q und R unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind, und T ein gegebenenfalls verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist, der ein Sauerstoffatom, Schwefelatom oder Stickstoffatom enthalten kann.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 20, wobei die kovalente Vernetzungsstelle mindestens eine Struktur enthält, welche durch eine der folgenden Formeln (22) bis (24) dargestellt wird, die an eine Hauptkette an der α-Position oder β-Position bindet: [Chemische Formel 8]
wobei K, L, Q und R unabhängig voneinander eine Einfachbindung, ein Sauerstoffatom, ein Aminorest NR' (wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, ist) oder ein Schwefelatom, oder ein organischer Rest, der ein solches Atom oder einen solchen Rest enthalten kann, sind, und T ein gegebenenfalls verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist, der ein Sauerstoffatom, Schwefelatom oder Stickstoffatom enthalten kann.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei jedes T in den Formeln (19) bis (24) einen tertiären Aminorest enthält.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die kovalente Vernetzungsstelle durch eine Umsetzung eines cyclischen Säureanhydridrests mit einer Hydroxygruppe, einem Aminorest und/oder einer Iminogruppe gebildet wird.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei der Gehalt des Schaums 0,01 bis 10 Gew.-% in Bezug auf ein Gesamtgewicht der Schaumzusammensetzung beträgt.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, welche bei einer Temperatur von nicht höher als 180°C geknetet werden kann.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25, ferner umfassend ein thermoplastisches Styrolelastomer.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 26, wobei der Gehalt des thermoplastischen Styrolelastomers 1 bis 500 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, ferner umfassend einen Füllstoff.
Schaumzusammensetzung gemäß Anspruch 28, wobei der Gehalt des Füllstoffes 1 bis 200 Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Elastomers (A) beträgt.
Schaum, erhalten durch Blähen der Schaumzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29.