HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Diese Erfindung betriffi eine olefinische thermoplastische Elastomer-
Zusammensetzung. Insbesondere betriffi sie eine olefinische thermoplastische
Elastomer-Zusammensetzung, die überragende mechanische Eigenschaften besitzt
und als Ersatz für vulkanisierten Kautschuk verwendet werden kann.
-
US-A-3 536 652 (D1) betrifft vulkanisierten Kautschuk. Reihe I und II in Spalte 10
von D1 sind vulkanisierte Kautschuk-Zusammensetzungen. In Reihe I z.B. ist
Schwefel ein Vulkanisationsmittel; 2-Mercaptobenzoimidazol und
Tetramethylthiuramdisulfid sind Beschleuniger und Zinkoxid ist ein
Covulkanisationsmittel. Die Zusammensetzung der Reihe I ist nicht thermoplastisch,
sondern duroplastisch. "30-minütige Vulkanisation bei 307ºF" in der Überschrift
bedeutet die Vulkanisationsbedingungen für den Erhalt einer vollständig
vulkanisierten Zusammensetzung. Eine duroplastische Zusammensetzung kann
keiner Formgebung unterzogen werden, die auf thermoplastische
Zusammensetzungen angewandt wird. Duroplastische Zusammensetzungen
unterscheiden sich sehr stark von thermoplastischen Zusammensetzungen.
EP-A-0 052 469 (D2) nennt einen olefinischen Copolymer-Kautschuk, der eine
Mooney-Viskosität (ML&sub1;&sbplus;&sub4; 100ºC) von weniger als 60 aufweist. Vergleichsbeispiel 3
entspricht D2 und die Formbarkeit und das Austreten von Öl desselben sind
begrenzt.
-
EP-A-0 269 275 lehrt einen Copolymer-Kautschuk, der vorzugsweise eine Viskosität
von 10 bis 120 besitzt.
-
Thermoplastische Elastomere (im folgenden als "TPE" bezeichnet) wurden aufgrund
ihrer Eigenschaften, daß sie keine Vulkanisation erfordern und mit Hilfe von
Formgebungsmaschinen, die für thermoplastische Harze gängig sind, verarbeitet
werden können, zur Verwendung auf einer Vielzahl von Gebieten, wie z.B.
Automobilteilen, Haushalts-Geräten und allgemein einsetzbaren Gegenständen,
entwickelt. Unter diesen sind in US-Patent 3806558 olefinische TPE-
Zusammensetzungen und dergleichen offenbart. Diese Zusammensetzungen sind
jedoch vulkanisierten Kautschuken hinsichtlich Flexibilität, Zugfestigkeit beim Bruch,
Bruchdehnung und Druckverformung unterlegen und sind somit in ihren
Verwendungsmöglichkeiten als Ersatz für vulkanisierte Kautschuke beschränkt.
-
Um diese Eigenschaften zu verbessern, wurden vielfältige Versuche unternommen,
z.B. Verleihen von Flexibilität durch Zugabe von Mineralölen, wie z.B.
naphthenischen oder mit Peroxid nicht vulkanisierbaren Kohlenwasserstoff-
Kautschuken, wie z.B. Polyisobutylen, und Verbesserung der Druckverformung
durch Erhöhen des Vernetzungsgrades unter Verwendung eines Vernetzungs-
Hilfsmittels, wie z.B. Divinylbenzol (z.B. US-Patent 4212787).
-
Eine Verbesserung der Druckverformung dieser Zusammensetzungen durch
Erhöhen des Vernetzungsgrades führt jedoch zu einer Verringerung der Flexibilität
und Zugfestigkeit beim Bruch und Bruchdehnung bei Zugversuchen und außerdem
zu einem Austreten eines Weichmachers an der Oberfläche der
Zusammensetzungen. Es ist somit schwierig, olefinische TPE-Zusammensetzungen
mit gut ausgewogenen Eigenschaften herzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Das Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer olefinischen TPE-
Zusammensetzung mit geringer Härte, d.h. Shore A-Härte 90 oder weniger, die
hinsichtlich Flexibilität und mechanischer Eigenschaften, insbesondere Zugfestigkeit
beim Bruch, Bruchdehnung und Druckverformung hervorragend ist, als Ersatz für
vulkanisierten Kautschuk verwendet werden kann und gute Blasformbarkeit,
Extrudierbarkeit oder Spritzg ießfäh igkeit besitzt.
-
Als Folge umfangreicher Untersuchung der Erfinder mit Hinblick darauf, die Nachteile
der herkömmlichen Verfahren zu überwinden, wurde festgestellt, daß eine durch
teilweises Vernetzen einer Mischung, die einen Öl-gestreckten olefinischen
Copolymer-Kautschuk umfaßt, der zuvor ein spezielles Mineralöl und einen
olefinischen Kunststoff enthielt, hergestellte Zusammensetzung überragende
Flexibilität und mechanische Eigenschaften besitzt. Diese Erfindung beruht auf
dieser Feststellung.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Diese Erfindung betrifft demnach eine teilweise vernetzte olefinische
thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung, welche eine (A) 40 bis 95 Gew.-%
eines Öl-gestreckten olefinischen Copolymer-Kautschuks, erhalten durch Strecken
mit Öl eines olefinischen Copolymer-Kautschuks mit einer Mooney-Viskosität (ML&sub1;&sbplus;&sub4;
100ºC) von 170 bis 300 mit 20 bis 150 Gewichtsteilen eines Mineralöls pro 100
Gewichtsteile olefinischer Copolymer-Kautschuk, und (B) 5 bis 60 Gew.-% eines
olefinischen Kunststoffes umfassende Mischung umfaßt, wobei die
Zusammensetzung in Gegenwart eines organischen Peroxids teilweise vernetzt
wurde.
-
Diese Erfindung wird unten erläutert.
-
(1) Die für (A) in dieser Erfindung verwendeten olefinischen Copolymer-Kautschuke
sind amorphe statistische elastische olefinische Copolymere, wie z.B. Ethylen-
Propylen-Copolymer-Kautschuke, Ethylen-Propylen-nicht-konjugiertes Dien-
Kautschuke, Ethylen-Buten-nicht-konjugiertes Dien-Kautschuke und Propylen-
Butadien-Copolymer-Kautschuke. Unter diesen sind
Ethylen-Propylen-nichtkonjugiertes Dien-Kautschuke (im folgenden als "EPDM" bezeichnet) besonders
bevorzugt. Die nicht-konjugierten Diene umfassen z.B. Dicyclopentadien, 1,4-
Hexadien, Cyclooctadien, Methylennorbornen und Ethylidennorbornen.
Ethylidennorbornen ist besonders bevorzugt.
-
Konkretere Beispiele sind Ethylen-Propylen-Ethylidennorbornen-Copolymer-
Kautschuke (im folgenden als "ENB" bezeichnet), die 10-55 Gew.-%, vorzugsweise
20-40 Gew.-%, Propylen und 1-30 Gew.-%, vorzugsweise 3-20 Gew.-%,
Ethylidennorbornen aufweisen und eine Mooney-Viskosität (ML&sub1;&sbplus;&sub4; 100ºC) von 170-
300 besitzen.
-
Wenn der Propylen-Gehalt weniger als 10 Gew.-% beträgt, nimmt die Flexibilität ab,
und wenn er mehr als 55 Gew.-% beträgt, verschlechtern sich die mechanischen
Eigenschaften. Wenn der Ethylidennorbornen-Gehalt weniger als 1 Gew.-% beträgt,
verschlechtern sich die mechanischen Eigenschaften, und wenn er mehr als 30
Gew.-% beträgt, nimmt die Spritzgießfähigkeit ab. Wenn die Mooney-Viskosität
(ML&sub1;&sbplus;&sub4; 100ºC) weniger als 170 beträgt, verschlechtern sich die mechanischen
Eigenschaften, und wenn sie mehr als 300 beträgt, nimmt das Erscheinungsbild der
Formgegenstände Schaden.
-
Die Verwendung yon EPDM mit einer Mooney-Viskosität (ML&sub1;&sbplus;&sub4; 100ºC) von 170-300
liefert aufgrund einer Zunahme der Vernetzungswirksamkeit eine Verbesserung der
mechanischen Eigenschaften, eine starke Erhöhung der Zugfestigkeit beim Bruch
und der Bruchdehnung und eine Verbesserung der Druckverformung. EPDM kann
mit Hilfe bekannter Verfahren hergestellt werden.
-
(2) Das in dieser Erfindung verwendete Mineralöl ist eine zur Verbesserung der
Verarbeitbarkeit und der mechanischen Eigenschaften zuzugebende Erdölfraktion
mit hohem Siedepunkt, die z.B. paraffinische, naphthenische und aromatische
Erdölfraktionen umfaßt. Eine paraffinische Erdölfraktion ist bevorzugt. Wenn die
aromatische Komponente zunimmt, wird die Färbeeigenschaft verstärkt. Dies ist
nicht erwünscht, da die Verwendbarkeit für transparente Gegenstände oder helle
Gegenstände beschränkt ist.
-
(3) Der Öl-gestreckte olefinische Copolymer-Kautschuk (A) sollte 20-150
Gewichtsteile, vorzugsweise 30-120 Gewichtsteile, eines Mineralöls pro 100
Gewichtsteile olefinischer Copolymer-Kautschuk umfassen. Wenn die Menge des
Mineralöls weniger als 20 Gewichtsteile beträgt, nimmt die Fließfähigkeit der
olefinischen TPE-Zusammensetzung ab und insbesondere nehmen die
Verarbeitbarkeit durch Strangpressen und die Spritzgießfähigkeit Schaden. Wenn sie
dagegen mehr als 150 Gewichtsteile beträgt, nimmt die Plastizität stark zu, was zu
einer Verschlechterung der Verarbeitbarkeit führt, und außerdem verschlechtern sich
die Eigenschaften des Produkts.
-
Die Mooney-Viskosität (ML&sub1;&sbplus;&sub4; 100ºC) des Öl-gestreckten olefinischen Copolymer-
Kautschuks (A) sollte 30-150, vorzugsweise 40-100, betragen. Wenn sie weniger als
30 beträgt, nehmen die mechanischen Eigenschaften Schaden, und wenn sie mehr
als 150 beträgt, wird die Formgebung schwierig.
-
Das Zumischen einer großen Menge eines Mineralöls zu EPDM mit einer Mooney-
Viskosität von 170-300 liefert eine olefinische TPE-Zusammensetzung, die
Flexibilität, eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit aufgrund einer Zunahme der
Fließfähigkeit und eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften
gewährleistet.
-
Mineralöle sind als Fließfähigkeitsverbesserer in einer olefinischen TPE-
Zusammensetzung gängig. Gemäß der von den Erfindern durchgeführten
Untersuchung ist ein TPE-Produkt jedoch nicht zufriedenstellend, wenn kein
Ölgestreckter EPDM verwendet wird. Wenn kein Öl-gestreckter EPDM verwendet wird,
führt die Zugabe eines Mineralöls in einer Menge von bis zu 40 Gewichtsteilen oder
mehr pro 100 Gewichtsteile EPDM mit anderen Worten zum Austreten des
Mineralöls an der Oberfläche der TPE-Zusammensetzung, was unabhängig von der
Viskosität des EPDM Fleckenbildung und Klebrigkeit der Produkte zur Folge hat.
Dagegen erhält man ein TPE-Produkt, das hinsichtlich Eigenschaften wie
Zugfestigkeit beim Bruch, Bruchdehnung und Druckverformung hervorragend ist und
weder ein Austreten eines Mineralöls noch Fleckenbildung oder Klebrigkeit auf der
Oberfläche zeigt, wenn ein Öl-gestreckter EPDM verwendet wird, wobei der EPDM
20-150 Gewichtsteile eines Mineralöls pro 100 Gewichtsteile EPDM mit einer
Mooney-Viskosität (ML&sub1;&sbplus;&sub4; 100ºC) von 170 bis 300 enthält. Man nimmt an, daß der
Grund dafür, daß trotz einer großen Menge eines Mineralöls kein Mineralöl an der
Oberfläche austritt, darin liegt, daß die Verwendung von EPDM mit hoher Mooney-
Viskosität zu einem Ansteigen der Obergrenze für eine zulässige
Ölverstreckungsmenge eines Mineralöls und zu einer gleichmäßigen Dispergierung
des vorher geeignet zugegebenen Mineralöls in EPDM führt.
-
Die Ölverstreckung von EPDM erfolgt durch bekannte Verfahren, z.B. mechanisches
Kneten von EPDM und einem Mineralöl in einem Walzen- oder einem Banbury-
Mischer; oder Zugabe einer vorgegebenen Menge eines Mineralöls zu einer EPDM-
Lösung, gefolgt von Entfernung des Lösungsmittels, z.B. durch
Wasserdampfdestillation. Letzteres ist bevorzugt. Durch Verwendung einer mit Hilfe eines
Polymerisationsverfahrens erhaltenen EPDM-Lösung wird eine einfache
Handhabung bewerkstelligt.
-
(4) Der in dieser Erfindung verwendete olefinische Kunststoff (B) ist Polypropylen
oder ein Copolymer von Propylen und 0:-Olefin mit 2 oder mehr Kohlenstoffatomen.
Das α-Olefin mit 2 oder mehr Kohlenstoffatomen umfaßt z.B. Ethylen, 1-Buten, 1-
Penten, 3-Methyl-1-buten, 1-Hexen, 1-Decen, 3-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-penten
und 1-Octen.
-
Die Schmelzflußrate dieser Polymere sollte 0,1-100 g/10 Min., vorzugsweise 0,5-50
9110 Min. betragen. Wenn die Schmelzflußrate weniger als 0,1 g/10 Min. oder mehr
als 100 gil 0 Min. beträgt, treten Probleme hinsichtlich der Verarbeitbarkeit auf.
-
Wenn die Menge des olefinischen Kunststoffes (B) in der olefinischen TPE-
Zusammensetzung dieser Erfindung weniger als 5 Gew.-% beträgt, nimmt die
Fließfähigkeit ab, was ein schlechteres Erscheinungsbild von Formgegenständen zur
Folge hat, und wenn sie mehr als 60 Gew.-% beträgt, verringert sich die Flexibilität.
-
(5) Organische Peroxide, die eine teilweise Vernetzung einer den Öl-gestreckten
olefinischen Copolymer-Kautschuk und den olefinischen Kunststoff umfassenden
Mischung bewirken, umfassen z.B.
-
2, 5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan,
-
2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexin-3,
-
1,3-Bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol,
-
1,1-Di(t-butylperoxy)-3,5,5-trimethylcyclohexan,
-
2,5-Dimethyl-2,5-di(peroxybenzoyl)hexin-3 und Dicumylperoxid. Unter diesen ist 2,5-
Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan im Hinblick auf Geruch und Anvulkanisation
besonders bevorzugt.
-
Die Zugabemenge des organischen Peroxids kann im Bereich von 0,005-2,
Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,01-0,6 Gewichtsteilen, pro insgesamt 100
Gewichtsteile des Öl-gestreckten olefinischen Copolymer-Kautschuks und des
olefinischen Kunststoffes ausgewählt werden. Wenn sie weniger als 0,005
Gewichtsteile beträgt, ist die Vernetzungswirkung gering, und wenn sie mehr als 2,
Gewichtsteile beträgt, ist die Steuerung der Reaktion schwierig und des weiteren ist
eine derartige Menge aus wirtschaftlicher Sicht nicht vorteilhaft.
-
(6) Bei der Herstellung des Zusammensetzung dieser Erfindung kann ein
Vernetzungshilfsmittel zum Zeitpunkt des Bildens einer teilweisen Vernetzung mit
organischem Peroxid zugegeben werden. Beispiele für das Vernetzungshilfsmittel
sind Peroxid-Vernetzungsbeschleuniger, wie z.B. N,N'-m-Phenylenbismaleimid,
Toluylenbismaleimid, p-Chinondioxim, Nitrobenzol, Diphenylguanidin und
Trimethybipropan, und polyfunktionelle Vinylmonomere, wie z.B. Divinylbenzol,
Ethylenglykoldimethacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat,
Trimethybipropantrimethacrylat und Allylmethacrylat. Durch Zugabe einer derartigen Verbindung
finden eine gleichmäßige und sanfte Vernetzungsreaktion und eine Reaktion
zwischen dem olefinischen Copolymer-Kautschuk und dem olefinischen Kunststoff
statt, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften verbessern.
-
Die Zugabemengen des Peroxid-Vernetzungshilfsmittels und des polyfunktionellen
Vinylmonomers können im Bereich von 0,01-4,0 Gewichtsteilen pro insgesamt 100
Gewichtsteile des Öl-gestreckten olefinischen Copolymer-Kautschuks und des
olefinischen Kunststoffes ausgewählt werden. Die bevorzugte Zugabemenge beträgt
0,05-2,0 Gewichtsteile. Wenn sie weniger als 0,01 Gewichtsteil beträgt, entfaltet sich
die Wirkung nur schwer, und wenn sie mehr als 4 Gewichtsteile beträgt, ist dies aus
wirtschaftlicher Sicht nicht bevorzugt.
-
(7) Ein geeignetes Verfahren für den Erhalt der vorliegenden TPE-
Zusammensetzung durch tejlweises Vernetzen einer Mischung des Öl-gestreckten
olefinischen Copolymer-Kautschuks und des olefinischen Kunststoffes wird unten
erläutert.
-
Öl-gestreckter Copolymer-Kautschuk (A), olefinischer Kunststoff (B) und ein
organisches Peroxid und, falls erforderlich, ein Vernetzungshilfsmittel werden in
einem speziellen Verhältnis gemischt und die resultierende Mischung wird einer
dynamischen Wärmebehandlung, nämlich Schmelzen und Kneten, unterzogen. Als
Misch- und Knetapparat können bekannte Knetapparate, wie z.B. ein Banbury-
Mischer vom nicht-offenen Typ, ein Doppelschneckenextruder und dergleichen
verwendet werden. Das Kneten kann bei einer Temperatur von 150-300ºC 1-30
Minuten lang durchgeführt werden. Falls erforderlich können weiter Hilfsstoffe, wie
z.B. anorganische Füllstoffe, Antioxidationsmittel, Bewitterungsmittel, Antistatika und
Farbpigmente zugegeben werden.
-
Ein vorzuziehendes Verfahren für das Mischen und Kneten des Öl-gestreckten
olefinischen Copolymer-Kautschuks (A), des olefinischen Kunststoffes (B) und von
organischem Peroxid umfaßt ausreichend homogenes Kneten der Mischung von
Ölgestrecktem olefinischem Copolymer-Kautschuk (A) und olefinischem Kunststoff (B),
falls erforderlich weiter mit dem Vernetzungshilfsmittel und den Hilfsstoffen, in einem
vorgegebenen Verhältnis bei 150-250ºC mit Hilfe eines bekannten nicht-offenen
Knetapparats, wie z.B. eines Banbury-Mischers, dann ausreichendes Mischen der
resultierenden Zusammensetzung mit einem organischen Peroxid mit Hilfe eines
geschlossenen Mischers, wie z.B. eines Freifallmischers oder eines Supermischers,
und anschließende dynamische Wärmebehandlung der resultierenden Mischung bei
200-300ºC mit Hilfe eines kontinuierlichen Doppelschneckenextruders, der eine
starke Knetkraft bereitstellt.
-
Die Hilfsstoffe können in einer beliebigen Stufe während der Herstellung der
vorliegenden Zusammensetzung oder zum Zeitpunkt der Verarbeitung der
Zusammensetzung oder bei Verwendung der verarbeiteten Gegenstände
zugegeben werden.
-
Diese Erfindung wird mit Hilfe der folgenden nicht-beschränkenden Beispiele
erläutert.
-
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Testverfahren zur
Messung der Eigenschaften sind wie folgt.
-
(1) Mooney-Viskosität (ML&sub1;&sbplus;&sub4; 100ºC) (im folgenden als "Viskosität" bezeichnet):
ASTM D-927-57T.
-
Für EPDM wurde diese anhand der folgenden Formel errechnet.
-
log (ML&sub1;/ML&sub2;) = 0,0066 (ΔPHR)
-
ML&sub1; : Viskosität von EPDM
-
ML&sub2; : Viskosität von Öl-gestrecktem EPDM
-
ΔPHR: Ölverstreckungsmenge pro 100 Gewichtsteile EPDM
-
(2) Härte: ASTM D-2240 (Typ A, Augenblickswert)
-
(3) Zugfestigkeit beim Bruch: JIS K-6301 (JIS-Hantel Nr.3, Zugrate 200 mm/Min.)
-
(4) Bruchdehnung: wie für die Zugfestigkeit beim Bruch.
-
(5) Druckverformung: JIS K-6301 (70ºC, 22 Std., Kompressionsrate 25%)
-
(6) Schmelzflußrate (MFR): JIS K-7210 (230ºC, 2,16 kg)
-
(7) Blasformbarkeit: Es wurde eine Blasformmaschine CAUTEX(R)-N838 von The
Japan Steel Works, Ltd. verwendet.
-
Innendurchmesser eines Dorns; etwa 25 mm
-
Aufblasverhältnis: etwa 2,0, Blasebalg-artige Form.
-
Die Formbarkeit wurde anhand der Gleichmäßigkeit der Dicke und der
Oberflächentextur eines Formprodukts beurteilt.
-
Die Rangstufen für die Beurteilung sind wie folgt:
-
: hervorragend
-
Δ : gut
-
X : schlecht
-
(8) Spritzgießfähigkeit: Es wurde eine Spritzgußmaschine FS-75N von Nissei
Plastic Industrial Co., Ltd. verwendet.
-
Formgebungstemperatur: 220ºC,
-
Formtemperatur: 50º0,
-
Spritzen: 10 Sek., Abkühlen: 30 Sek.,
-
Spritzdruck: Minimaler Fülldruck, der zum vollständigen Einfüllen der
-
Zusammensetzung in eine Form erforderlich ist; + 2,5 kg/cm²,
-
Abmessung der Form: 150 mm x 90 mm x 2 mm, Punktanguß
-
Die Beurteilung basierte auf Fließmarkierungen und Einsackstellen.
-
Die Rangstufen für die Beurteilung sind wie folgt:
-
: hervorragend
-
Δ : nur auf begrenzten Teilen aufgetreten.
-
X : auf der gesamten Oberfläche aufgetreten.
-
(9) Strangpreßbarkeit: Es wurde ein USV-Extruder mit 25 mm Durchmesser von
Union Plastics Co., Ltd. verwendet.
-
Es wurde eine vollgängige Schnecke mit einer Drehzahl von 30 UpM
verwendet.
-
Es wurden Schlitzdüsen und Profildüsen verwendet.
-
Die Beurteilung erfolgte anhand der Oberflächentextur beim Strangpressen für
eine mit Hilfe einer Schlitzdüse erhaltene Folie und anhand der
Reproduzierbarkeit des Randbereichs für Profildüsen.
-
Die Rangstufen für die Beurteilung sind wie folgt:
-
: hervorragend
-
Δ : gut
-
X : schlecht
-
(10) Austreten von Öl: Ein spritzgegossenes Produkt wurde 24 Stunden lang bei
70ºC in einem Ofen belassen und das Austreten von Öl an der Oberfläche des
Formprodukts wurde visuell beurteilt.
-
Die Rangstufen für die Beurteilung sind wie folgt:
-
: kein Austreten
-
Δ : geringfügiges Austreten
-
X : beträchtliches Austreten
Beispiel 1
-
200 Gewichtsteile Öl-gestreckter EPDM (Viskosität = 53), erhalten durch Zugabe
eines Mineralöls (DIANA(R) PROCESS OIL PW-380 von Idemitsu Kosan Co.) in einer
Menge von 100 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile EPDM zu einer 5 Gew.-%igen
Lösung von EPDM (Viskosität = 242, Propylen = 28 Gew.-%, lodzahl = 12, ENB) in
Hexan und anschließende Desolvatation der Mischung durch
Wasserdampfdestillation, und 30 Gewichtsteile Polypropylen (MFR = 12 g/10 Min.)
wurden bei 170-200ºC 7 Minuten lang mit Hilfe eines Banbury-Mischers geknetet
und dann wurde aus dem gekneteten Produkt mit Hilfe eines Extruders eine
pelletisierte Vormischung hergestellt.
-
Dann wurden 100 Gewichtsteile dieser Vormischung mit Hilfe eines Henschel-
Mischers 10 Minuten lang homogen mit 0,6 Gewichtsteilen 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-
butylperoxy)hexan (im folgenden als "organisches Peroxid" bezeichnet) gemischt.
-
Die resultierende Mischung wurde mit Hilfe eines Doppelschneckenextruders, der
eine starke Knetkraft bereitstellt, 70 Sekunden lang einer dynamischen
Wärmebehandlung bei 250ºC ± 10ºC unterzogen. Eigenschaften und Formbarkeit
der resultierenden Pellets wurden beurteilt.
-
Eine durch Spritzgießen erhaltene Platte mit einer Dicke von 2 mm wurde zur
Messung der Härte, Zugfestigkeit und Druckverformung verwendet.
-
Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 2
-
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 140 Gewichtsteile
Ölgestreckter EPDM (Viskosität = 93), hergestellt durch Zugabe eines Mineralöls (PW-
380) in einer Menge von 40 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile EPDM zu einer 4
Gew.-%igen Lösung von EPDM (Viskosität = 170, Propylen = 30 Gew.-%, lodzahl =
14, ENB) in Hexan und anschließende Desolvatation der Mischung durch
Wasserdampfdestillation, und 20 Gewichtsteile Polypropylen (MFR = 12 g/10 Min.)
verwendet wurden.
-
Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 3
-
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 2,5 Gewichtsteile N,N'-m-
Phenylenbismaleimid (im folgenden als "BM" bezeichnet) insgesamt 230
Gewichtsteilen des Öl-gestreckten EPDM und des Polypropylens bei der Herstellung
einer Vormischung zugegeben wurden und 0,3 Gewichtsteile organisches Peroxid
100 Gewichtsteilen der Vormischung zugegeben wurden. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 4
-
In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Vormischung aus 170 Gewichtsteilen
Öl-gestrecktem EPDM (Viskosität = 85), hergestellt durch Zugabe eines Mineralöls
(PW-380) in einer Menge von 70 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile EPDM zu
einer 6 Gew.-%igen Lösung von EPDM (Viskosität = 246, Propylen = 38 Gew.-%,
Iodzahl = 10, ENB) in Hexan, 25 Gewichtsteilen Polypropylen (MFR = 12 g/10 Min.)
und 2 Gewichtsteilen BM hergestellt.
-
Anschließend wurde Beispiel 1 wiederholt, mit der Ausnahme, daß 0,3 Gewichtsteile
organisches Peroxid 100 Gewichtsteilen der Vormischung zugegeben wurden. Die
Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 5
-
Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 2 Gewichtsteile BM insgesamt
160 Gewichtsteilen des Öl-gestreckten EPDM und des Polypropylens bei der
Herstellung einer Vormischung zugegeben wurden und 0,3 Gewichtsteile
organisches Peroxid 100 Gewichtsteilen der Vormischung zugegeben wurden. Die
Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 6
-
Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Vormischung in einem
Mischungsverhältnis von 55 Gewichtsteilen Polypropylen (MFR = 12 g/10 Min.) und
3 Gewichtsteilen BM pro 200 Gewichtsteile Öl-gestreckter EPDM hergestellt wurde.
Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 7
-
Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Vormischung in einem
Mischungsverhältnis von 15 Gewichtsteilen Polypropylen (MFR = 12 g/10 Min.) und
2,5 Gewichtsteilen BM pro 200 Gewichtsteile Öl-gestreckter EPDM hergestellt
wurde. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 8
-
Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 0,6 Gewichtsteile organisches
Peroxid verwendet wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 9
-
Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 20 Gewichtsteile calcinierte
Tonerde (SATINETONE SPECAL(R) von Engelherd Industries, Ltd.) als
anorganischer Füllstoff bei der Herstellung einer Vormischung zugegeben wurden
und die Menge an BM auf 3 Gewichtsteile geändert wurde. Die Ergebnisse der
Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 10
-
Beispiel 9 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 35 Gewichtsteile calcinierte
Tonerde (TRANSLINK(R) 37 von Engelherd Industries, Ltd.) verwendet wurden. Die
Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 11
-
Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Menge an organischem
Peroxid auf 0,08 Gewichtsteile geändert wurde. Die Ergebnisse der Beurteilung sind
in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 12
-
Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Menge an BM auf 1,2
Gewichtsteile geändert wurde und die Menge an organischem Peroxid auf 0,04 Teile
geändert wurde. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 13
-
Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß Öl-gestreckter EPDM, der mit
Hilfe einer bei 100-120ºC gehaltenen Walze mit Öl gestreckt worden war, verwendet
wurde. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 14
-
Beispiel 5 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß Öl-gestreckter EPDM, der mit
Hilfe einer bei 100-120ºC gehaltenen Walze mit Öl gestreckt worden war, verwendet
wurde. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
-
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß, anstelle des Öl-gestreckten
EPDM, EPDM und das Mineralöl getrennt bei der Herstellung einer Vormischung mit
Hilfe eines Banburv-Mischers verwendet wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung
sind in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
-
Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß, anstelle des Öl-gestreckten
EPDM, EPDM und das Mineralöl getrennt bei der Herstellung einer Vormischung mit
Hilfe eines Banbury-Mischers verwendet wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung
sind in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 3
-
Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß EPDM (Viskosität = 85,
Propylen = 50 Gew.-%, Iodzahl = 8, ENB) und das Mineralöl getrennt bei gleichem
Mischungsverhältnis bei der Herstellung einer Vormischung mit Hilfe eines Banbury-
Mischers verwendet wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 2
gezeigt.
Vergleichsbeispiel 4
-
Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß EPDM (Viskosität = 36,
Propylen = 20 Gew.-%, lodzahl = 15, ENB) und das Mineralöl getrennt bei gleichem
Mischungsverhältnis bei der Herstellung einer Vormischung mit Hilfe eines Banbury-
Mischers verwendet wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 2
gezeigt.
Vergleichsbeispiel 5
-
Beispiel 5 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß, anstelle des Öl-gestreckten
EPDM, EPDM und Mineralöl getrennt bei der Herstellung einer Vormischung mit
Hilfe eines Banbury-Mischers verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2
gezeigt.
Vergleichsbeispiel 6
-
Beispiel 5 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß EPDM (Viskosität = 85,
Propylen = 50 Gew.-%, Iodzahl = 8, ENB) und das Mineralöl getrennt bei gleichem
Mischungsverhältnis bei der Herstellung einer Vormischung mit Hilfe eines Banbury-
Mischers verwendet wurden. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 2
gezeigt.
Vergleichsbeispiel 7
-
Beispiel 6 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß, anstelle des Öl-gestreckten
EPDM, EPDM und Mineralöl getrennt bei gleichem Mischungsverhältnis bei der
Herstellung einer Vormischung mit Hilfe eines Banburv-Mischers verwendet wurden.
-
Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 8
-
Beispiel 7 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß, anstelle des Öl-gestreckten
EPDM, EPDM und Mineralöl getrennt bei gleichem Mischungsverhältnis bei der
Herstellung einer Vormischung mit Hilfe eines Banbury-Mischers verwendet wurden.
-
Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 9
-
Beispiel 10 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß, anstelle des Öl-gestreckten
EPDM, EPDM und Mineralöl getrennt bei gleichem Mischungsverhältnis bei der
Herstellung einer Vormischung mit Hilfe eines Banbury-Mischers verwendet wurden.
-
Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 1
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 2
Tabelle 2 (Fortsetzung)
-
Die Tabellen zeigen, daß verglichen mit den Vergleichsbeispielen in den Beispielen
Verbesserungen der Zugfestigkeit beim Bruch, der Bruchdehnung und der
Druckverformung im Bereich geringer Härte zu erkennen sind. Des weiteren sind
Verbesserungen hinsichtlich der Verarbeitbarkeit und des Austretens von Öl an der
Oberfläche von Formgegenständen in den Beispielen zu erkennen.
-
Gemäß dieser Erfindung werden olefinische TPE-Zusammensetzungen
bereitgestellt, die zusätzlich zu Verbesserungen hinsichtlich mechanischer
Eigenschaften, wie z.B. Zugfestigkeit beim Bruch, Bruchdehnung, hinsichtlich
Verarbeitbarkeit und Austreten von Öl an der Oberfläche von Formgegenständen
verbessert sind und als Ersatz für vulkanisierte Kautschuke verwendet werden
können.
-
Verwendungsmöglichkeiten der olefinischen TPE-Zusammensetzung als Ersatz für
vulkanisierte Kautschuke sind wie folgt; Automobilteile, wie z.B. Dichtungen,
Deckenmaterialien, Innenfolien, Stoßstangeneinfassungen, Seitenleisten, Luftspoiler,
Luftschläuche und verschiedene Verstärkungen; Hoch- und Tiefbaumaterialien, wie
z.B. Wasserstopper, Fugenfülimaterialien und Fensterrahmen für Gebäude;
Sportartikel, wie z.B. Griffe von Golfschlägern und Tennisschlägern; industrielle
Bauteile, wie z.B. Schlauchleitungen und Dichtungen, und Geräte für den Haushalt,
wie z.B. Schläuche und Verstärkungen.