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TW201815980A - 熱塑性彈性體組成物及其製造方法 - Google Patents

熱塑性彈性體組成物及其製造方法 Download PDF

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TW201815980A
TW201815980A TW106116135A TW106116135A TW201815980A TW 201815980 A TW201815980 A TW 201815980A TW 106116135 A TW106116135 A TW 106116135A TW 106116135 A TW106116135 A TW 106116135A TW 201815980 A TW201815980 A TW 201815980A
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TW
Taiwan
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cross
compound
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TW106116135A
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English (en)
Inventor
知野圭介
鈴木宏明
Original Assignee
Jxtg能源股份有限公司
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

一種熱塑性彈性體組成物,其為含有由具有側鏈含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(A),及,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位,且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種,且,其含量為相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下之添加成份。

Description

熱塑性彈性體組成物及其製造方法
本發明為有關熱塑性彈性體組成物及其製造方法。
熱塑性彈性體,因於其成型加工時可於加工溫度形成熔融狀態,而可使依公知的樹脂成型法成型,而為產業上極為有用的材料。此類熱塑性彈性體,例如,特開2006-131663號公報(專利文獻1)中,揭示一種具有由側鏈上含有具有含羰基之基及含氮雜環的氫鍵結性交聯部位,與其他側鏈上含有共價鍵結性交聯部位之玻璃移轉點為25℃以下的彈性體性聚合物所形成之熱塑性彈性體。但,該些專利文獻1所記載之熱塑性彈性體,其就100%模數(modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度,或耐磨耗性之觀點而言,仍並非極為充份。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2006-131663號公報
本發明,為鑑於前述以往技術所具有的問題所提出者,而以提供一種更能提高100%模數(modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度,且可具有充份高度的耐磨耗性之熱塑性彈性體組成物為目的。
本發明者們,就達成前述目的經過重複深入研究結果,發現一種經由含有:由具有側鏈含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(A),及,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位,且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種,且,其含量相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下之添加成份,所得之熱塑性彈性體組成物時,於更能提高100%模數(modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度的同時,該組成物亦具有充份高度的耐磨耗性,因而完成本發明。
即,本發明之熱塑性彈性體組成物為含有:由具有側鏈含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之 氫鍵結性交聯部位」且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(A),及,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位,且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種,且,其含量為相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下之添加成份。
上述本發明之熱塑性彈性體組成物中,前述彈性體成份以由下述反應物(I)~(VI)所成之群所選出之至少1種的反應物為佳:
〔反應物(I)〕馬來酸酐變性彈性體性聚合物,與可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之吡啶、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之噻二唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之咪唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之異三聚氰酸酯、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之乙內醯脲、具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之烴化合物、三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺,及,聚醚聚醇中之至少1種的化合物之反應物
〔反應物(II)〕含羥基之彈性體性聚合物,與具有2個 以上由羧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物
〔反應物(III)〕含羧基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物
〔反應物(IV)〕含胺基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由羧基、環氧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物
〔反應物(V)〕含烷氧基矽烷基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由羥基、羧基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物
〔反應物(VI)〕含環氧基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物。
又,上述本發明之熱塑性彈性體組成物中,作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份,以由二烯系橡膠、二烯系橡膠之氫化物、烯烴系橡膠、可氫化之聚苯乙烯系彈性體性聚合物、聚烯烴系彈性體性聚合物、聚氯乙烯系彈性體性聚合物、聚胺基甲酸酯系彈性體性聚合物、聚酯系彈性體性聚合物,及,聚醯胺系彈性體性聚合物中所選出之至少1種所形成者為佳。
依本發明內容,可提供更能提高100%模數 (modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度,且可具有充份高度的耐磨耗性之熱塑性彈性體組成物。
[實施發明之形態]
以下,本發明將依適當的實施形態進行詳細說明。
本發明之熱塑性彈性體組成物為由含有:由具有側鏈含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(A),及,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位,且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種,且,其含量為相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下之添加成份 所形成者。
(彈性體成份)
該些彈性體成份,為由上述彈性體性聚合物(A)~(B)所成之群所選出之至少1種。該些彈性體性聚合物(A)~(B)中,「側鏈」係指彈性體性聚合物之側鏈及末端之意。又,「含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」之側鏈(以下,依情形之不同, 亦稱為「側鏈(a)」)」係指,於形成彈性體性聚合物的主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份)之原子(通常係為碳原子)上,以氫鍵結性交聯部位之方式,與含羰基之基及/或含氮雜環(更佳為含羰基之基及含氮雜環)形成化學性的安定鍵結(共價鍵結)之意。又,「側鏈上含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位」係指,含有具有氫鍵結性交聯部位之側鏈(以下,依情形之不同,亦稱為「側鏈(a’)」),與具有共價鍵結性交聯部位之側鏈(以下,依情形之不同,亦稱為「側鏈(b)」)等的二個側鏈,而於聚合物之側鏈上含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位之二者的情形外,亦包含含有具有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之側鏈(1個側鏈中含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之側鏈:以下,該些側鏈依情形之不同,亦稱為「側鏈(c)」),而於聚合物之側鏈上含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位之二者的情形之概念。
該些彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份:形成該主鏈部份之聚合物),只要為由一般的公知天然高分子或合成高分子,且其玻璃移轉點為室溫(25℃)以下之聚合物所形成者即可(即,由所謂之彈性體所形成者即可),而未有特別之限制。因此,彈性體性聚合物(A)~(B),可為例如,含有天然高分子或合成高分子等的玻璃移轉點 為室溫(25℃)以下的彈性體性聚合物作為主鏈,且,含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」之側鏈(a)者;含有天然高分子或合成高分子等的玻璃移轉點為室溫(25℃)以下的彈性體性聚合物作為主鏈,且,側鏈為具有氫鍵結性交聯部位之側鏈(a’)及具有共價鍵結性交聯部位之側鏈(b)者;含有天然高分子或合成高分子等的玻璃移轉點為室溫(25℃)以下的彈性體性聚合物作為主鏈,且,含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位之二者的側鏈(c)者;等。
該些彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份:形成該主鏈部份之聚合物),例如,天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、1,2-丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、氯平橡膠(chloroprene rubber)(CR)、丁基橡膠(IIR)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)等之二烯系橡膠及該些之氫化物;乙烯-丙烯橡膠(EPM)、乙烯-丙烯酸橡膠(AEM)、乙烯-丁烯橡膠(EBM)、氯磺化聚乙烯、丙烯酸基橡膠、氟橡膠、聚乙烯橡膠、聚丙烯橡膠等之烯烴系橡膠;環氧氯丙烷橡膠;多硫化橡膠;聚矽氧橡膠;胺基甲酸酯橡膠;等。
又,前述彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份:形成該主鏈部份之聚合物),可為由含有樹脂成份的彈性體性之聚 合物所形成者,例如,可氫化之聚苯乙烯系彈性體性聚合物(例如,SBS、SIS、SEBS等)、聚烯烴系彈性體性聚合物、聚氯乙烯系彈性體性聚合物、聚胺基甲酸酯系彈性體性聚合物、聚酯系彈性體性聚合物、聚醯胺系彈性體性聚合物等。
該些彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份),以由二烯系橡膠、二烯系橡膠之氫化物、烯烴系橡膠、可氫化之聚苯乙烯系彈性體性聚合物、聚烯烴系彈性體性聚合物、聚氯乙烯系彈性體性聚合物、聚胺基甲酸酯系彈性體性聚合物、聚酯系彈性體性聚合物,及,聚醯胺系彈性體性聚合物中所選出之至少1種為佳。又,該些前述彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份),就不具有容易老化之雙鍵的觀點,以二烯系橡膠之氫化物、烯烴系橡膠為佳,又就低費用、高反應性(馬來酸酐等的化合物具有多數個可進行二烯反應的雙鍵)之觀點,則以二烯系橡膠為佳。
又,彈性體性聚合物(A)~(B),可為液狀或固狀皆可,其分子量並未有特別之限定,可配合本發明之熱塑性彈性體組成物的使用用途或需求的物性等,作適當之選擇。
若重視本發明之熱塑性彈性體組成物於加熱(去交聯等)時的流動性時,上述彈性體性聚合物(A)~(B)以液狀為佳,例如,主鏈部份為異戊二烯橡膠、 丁二烯橡膠等的二烯系橡膠時,就使彈性體性聚合物(A)~(B)形成液狀成份時,該主鏈部份的重量平均分子量以1,000~100,000為佳,以1,000~50,000左右為特佳。
又,若重視本發明之熱塑性彈性體組成物的強度時,上述彈性體性聚合物(A)~(B)以固狀為佳,例如,主鏈部份為異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠等的二烯系橡膠時,就使彈性體性聚合物(A)~(B)形成固狀時成份時,該主鏈部份的重量平均分子量以100,000以上為佳,以500,000~1,500,000左右為特佳。
該些重量平均分子量,為使用凝膠滲透色層分析法(Gel permeation chromatography(GPC))所測定的重量平均分子量(聚苯乙烯換算)。測定中,以使用四氫呋喃(THF)作為溶劑使用者為佳。
本發明之熱塑性彈性體組成物中,前述彈性體性聚合物(A)~(B)可將2種以上混合使用。該情形中,各彈性體性聚合物相互間之混合比,可配合本發明之熱塑性彈性體組成物的用途或物性等為任意的比例。
又,前述彈性體性聚合物(A)~(B)之玻璃移轉點,如前所述,為25℃以下。彈性體性聚合物的玻璃移轉點為該範圍時,可使本發明之熱塑性彈性體組成物於室溫下顯示橡膠狀彈性。又,本發明中之「玻璃移轉點」,為使用差示掃描熱量測定(DSC-Differential Scanning Calorimetry)所測定之玻璃移轉點。測定時,升 溫速度以10℃/min為佳。
該些彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份),就使彈性體性聚合物(A)~(B)的玻璃移轉點為25℃以下,所得的熱塑性彈性體組成物所形成之成型物於室溫(25℃)下為顯示橡膠狀彈性之目的時,以天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、1,2-丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、丁基橡膠(IIR)等之二烯系橡膠;乙烯-丙烯橡膠(EPM)、乙烯-丙烯酸橡膠(AEM)、乙烯-丁烯橡膠(EBM)等之烯烴系橡膠;為佳。又,於前述彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈,分別使用烯烴系橡膠時,可提高所得熱塑性彈性體組成物之拉伸強度,且不存在雙鍵,故具有可充份抑制組成物之劣化的傾向。
可鍵結於彈性體性聚合物(A)~(B)所使用的前述苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)之苯乙烯量,或氫化彈性體性聚合物之氫化率等,並未有特別之限定,其可配合本發明之熱塑性彈性體組成物所使用之用途,或組成物所要求之物性等,調整為任意之比例。
又,上述彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈(作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份),於使用乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、乙烯-丙烯酸橡膠(AEM)、乙烯-丙烯橡膠(EPM)、乙烯-丁烯橡膠(EBM)時,就於室溫下可產生良好的橡膠狀彈性之觀 點,特別是以結晶化度未達10%(更佳為5~0%)者為佳。又,上述彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈,於使用乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、乙烯-丙烯酸橡膠(AEM)、乙烯-丙烯橡膠(EPM)、乙烯-丁烯橡膠(EBM)時,其乙烯基含量,較佳為10~90莫耳%,更佳為30~90莫耳%。乙烯基含量於該範圍時,可使於熱塑性彈性體(組成物)時之壓縮永久變形、機械強度,特別是使拉伸強度更優良,而為更佳。
又,前述彈性體性聚合物(A)~(B),就於室溫下可產生良好的橡膠狀彈性之觀點,以非晶性者為佳。又,該些彈性體性聚合物(A)~(B),可為部份具有結晶性(結晶構造)之彈性體,於該情形時,結晶化度亦以未達10%(特佳為5~0%)為佳。又,該些結晶化度,為使用X線繞射裝置(例如,理科公司製之商品名「MiniFlex300」之測定裝置,測定繞射波峰,並計算結晶性/非晶性所產生之散射波峰之積分比所可求得者。
又,上述彈性體性聚合物(A)~(B),如上所述般,側鏈為具有:含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」之側鏈(a);含有氫鍵結性交聯部位之側鏈(a’)及含有共價鍵結性交聯部位之側鏈(b);及含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位之側鏈(c);中之至少1種者。又,本發明中,側鏈(c)亦可稱為,具有側鏈(a’)之機能,且具有側鏈(b)之機能的側鏈者。以下,將說明各側鏈內容。
<側鏈(a’):含有氫鍵結性交聯部位之側鏈>
含有氫鍵結性交聯部位之側鏈(a’),為具有經由氫鍵結而形成交聯之基(例如,羥基、後述側鏈(a)所含之氫鍵結性交聯部位等),只要為可基於該基而形成氫鍵結之側鏈即可,其構造並未有特別之限制。其中,氫鍵結性交聯部位,係指經由氫鍵結而使聚合物相互間(彈性體相互間)形成交聯之部位。又,氫鍵結所產生之交聯,為需氫之受體(含有含獨立電子對的原子之基等),與氫之供給體(具備可與電氣陰性度較大的原子形成共價鍵結的氫原子之基等)接觸後方開始形成,故彈性體相互間的側鏈之間,未存在氫之受體與氫之供給體等二者時,將無法形成由氫鍵結產生之交聯。因此,於彈性體相互間的側鏈之間,經由存在氫之受體與氫之供給體二者時,氫鍵結性交聯部位方開始存在於反應系中。又,本發明中,於彈性體相互間的側鏈之間,於存在具有作為氫之受體的機能之部份(例如羰基等),與具有作為氫之供給體的機能之部份(例如羥基等)二者時,該側鏈的具有作為氫之受體的機能之部份與作為供給體的機能之部份,則可判斷其為氫鍵結性交聯部位。
該些側鏈(a’)中的氫鍵結性交聯部位,就可形成更強固的氫鍵結之觀點,以下述說明之「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」(側鏈(a)所含的氫鍵結性交聯部位)為佳。即,該側鏈(a’)以後 述的側鏈(a)為更佳。又,基於同樣的觀點,前述側鏈(a’)中之氫鍵結性交聯部位,以具有含羰基之基及含氮雜環之氫鍵結性交聯部位為更佳。
<側鏈(a):含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」之側鏈>
含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」之側鏈(a),只要為具有含羰基之基及/或含氮雜環者即可,其他之構成內容並未有特別之限定。該些氫鍵結性交聯部位,以具有含羰基之基及含氮雜環者為更佳。
該些含羰基之基,只要為含有羰基者即可,並未有特別之限定,其具體例如,醯胺、酯、醯亞胺、羧基、羰基等。該些含羰基之基,可為將於前述主鏈中導入含羰基之基而得之化合物,導入前述主鏈(主鏈部份之聚合物)之基者亦可。該些於前述主鏈中導入含羰基之基而得之化合物,並未有特別之限定,其具體例如,酮、羧酸及其衍生物等。
該些羧酸,例如,具有飽和或不飽和的烴基之有機酸,該烴基可為脂肪族、脂環族、芳香族等之任一者皆可。又,羧酸衍生物,具體而言,可列舉如,羧酸酐、胺基酸、硫代羧酸(含氫硫基之羧酸)、酯、胺基酸、酮、醯胺類、醯亞胺類、二羧酸及其單酯等。
又,前述羧酸及其衍生物等,具體而言,可 列舉如,丙二酸、馬來酸、琥珀酸、戊二酸、苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、p-苯基二乙酸、p-羥基安息香酸、p-胺基安息香酸、氫硫基乙酸等之羧酸及含有取代基的該些之羧酸;琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、苯二甲酸酐、丙酸酐、安息香酸酐等之酸酐;馬來酸酯、丙二酸酯、琥珀酸酯、戊二酸酯、乙酸乙基等之脂肪族酯;苯二甲酸酯、間苯二甲酸酯、對苯二甲酸酯、乙基-m-胺基苯甲酸酯、甲基-p-羥基苯甲酸酯等之芳香族酯;醌、蒽醌、萘醌等之酮;甘胺酸、酪氨酸、二甘氨酸、丙胺酸、纈氨酸(Valine)、白胺酸、絲氨酸(Serine)、蘇胺酸、離胺酸(Lysine)、天門冬酸、麩醯胺酸、半胱氨酸(Cysteine)、甲硫胺酸、脯氨酸(Proline)、N-(p-胺基苯甲醯基)-β-丙胺酸等之胺基酸;馬來醯胺、馬來醯胺酸(馬來單醯胺)、琥珀酸單醯胺、5-羥基戊醯胺、N-乙醯基乙醇胺、N,N’-六甲基雙(乙醯胺)、丙二醯胺、環絲氨酸、4-乙醯胺酚、p-乙醯胺安息香酸等之醯胺類;馬來醯亞胺、琥珀醯亞胺等之醯亞胺類;等。
該些之中,導入羰基(含羰基之基)而得之化合物,以琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、苯二甲酸酐等的環狀酸酐為佳,以馬來酸酐為特佳。
又,前述側鏈(a)具有含氮雜環時,前述含氮雜環,只要為直接或介由有機基導入前述主鏈者即可,其構成內容等並未有特別之限制。該些含氮雜環,只要為雜環內含有氮原子者時,亦可使用雜環內具有氮原子以外 的雜原子,例如,硫原子、氧原子、磷原子等之環。其中,前述側鏈(a)中使用含氮雜環時,具有雜環構造可使形成交聯的氫鍵結更為強固,而使所得的本發明之熱塑性彈性體組成物的拉伸強度更向上提升,而為更佳。
又,上述含氮雜環亦可具有取代基,該取代基,例如,甲基、乙基、(異)丙基、己基等之烷基;甲氧基、乙氧基、(異)丙氧基等之烷氧基;氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等之鹵素原子所形成之基;氰基;胺基;芳香族烴基;酯基;醚基;醯基;硫醚基;等,亦可將該些組合後使用。該些取代基之取代位置並未有特別之限定,取代基數目也未有任何限定。
此外,上述含氮雜環,可具有芳香族性亦可、不具有芳香族性亦可,但具有芳香族性時,可使所得的本發明之熱塑性彈性體組成物的壓縮永久變形或機械強度更向上提升,而為更佳。
又,該些含氮雜環,並未有特別之限制,就使氫鍵結更強固,更能提升壓縮永久變形或機械強度之觀點,以5員環、6員環為佳。該些含氮雜環,具體而言,可列舉如,吡咯啉(pyrroline)、吡咯啶酮、羥吲哚(oxindole)(2-羥吲哚(oxindole))、吲哚酚(indoxyl)(3-羥吲哚(oxindole))、二羥吲哚(dioxindole)、靛紅(isatin)、吲哚基、苄甲內醯胺(phthalimidine)、β-異靛(isoindigo)、單卟啉、二卟啉、三卟啉、氮雜卟啉、酞青、血紅蛋白(Hemoglobin)、尿卟啉 (uroporphyrin)、葉綠素、葉紅素、咪唑、吡唑、三唑、四唑、苯併咪唑、苯併吡唑、苯併三唑、咪唑啉、咪唑酮(imidazolone)、咪唑啉酮(imidazolidone)、乙內醯脲、吡唑啉、吡唑酮(pyrazolone)、吡唑啉酮(pyrazolidone)、吲唑、並吲哚(pyridoindole)、嘌呤、辛啉(cinnoline)、吡咯、二氫吡咯(pyrroline)、吲哚、吲哚啉、吲哚酮、咔唑、啡噻(phenothiazine)、假吲哚(indolenine)、異吲哚、噁唑、噻唑、異噁唑、異噻唑、噁二唑、噻二唑、噁三唑、噻三唑、啡啉(phenanthroline)、噁、苯併噁、呔、喋啶、吡、啡、四、苯併噁唑、苯併異噁唑、鄰胺基苯甲(酸)(anthranilic(acid))、苯併噻唑、苯併呋呫(furazan)、吡啶、喹啉、異喹啉、吖啶、啡啶、蒽唑啉(Anthrazoline)、1,5-二氮萘(naphthyridine)、噻、嗒、嘧啶、喹唑啉、喹噁啉(quinoxaline)、三、組胺酸、三偶氮離胺酸、三聚氰胺、腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶(thymine)、胞嘧啶(Cytosine)、羥基乙基異三聚氰酸酯及該些之衍生物等。該些之中,含氮5員環特別是以下述之化合物(以化學式記載之環狀構造)、下述通式(10)所表示之三唑衍生物及下述通式(11)所表示之咪唑衍生物為較佳之例示。又,該些可具有上述各種的取代基亦可、氫化或解離者亦可。
上述通式(10)及(11)中之取代基X、Y、Z,各自獨立為氫原子、碳數1~30之烷基、碳數7~20之芳烷基、碳數6~20之芳基或胺基。又,上述通式(10)中之X及Y中之任一者不為氫原子,同樣地,上述通式(11)中之X、Y及Z中之至少一個不為氫原子。
該些取代基X、Y、Z,除氫原子、胺基以外,具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基、十二烷基、硬脂基等之直鏈狀之烷基;異丙基、異丁基、s-丁基、t-丁基、異戊基、新戊基、t-戊基、1-甲丁基、1-甲基庚基、2-乙基己基等之分支狀之烷基;苄基、苯乙基等之芳烷基;苯基、甲苯基(o-、m-、p-)、二甲苯基、三甲苯基等之芳基;等。
該些之中,取代基X、Y、Z為烷基時,特別是丁基、辛基、十二烷基、異丙基、2-乙基己基時,以其可使所得本發明之熱塑性彈性體組成物具有良好加工性,而為較佳。
又,含氮6員環,以下述化合物為較佳之例示。該些中,亦可具有上述各種的取代基(例如,前述含氮雜環所可具有的取代基),氫化或解離者亦可。
又,亦可使用上述含氮雜環與苯環或含氮雜環相互間形成縮合者,具體而言,以下述縮合環為較佳之例示。該些之縮合環中可具有上述各種之取代基,加氫或解離者亦可。
該些含氮雜環,其中就所得的本發明之熱塑性彈性體組成物具有優良的回收性、壓縮永久變形、硬度及機械強度,特別是拉伸強度之目的,以由三唑環、異三聚氰酸酯環、噻二唑環、吡啶環、咪唑環、三環及乙內醯脲環中所選出之至少1種為佳,以由三唑環、噻二唑環、吡啶環、咪唑環及乙內醯脲環中所選出之至少1種為佳。
又,前述側鏈(a)中,含有上述含羰基之基及上述含氮雜環等二者時,上述含羰基之基及上述含氮雜 環,可以互相獨立之側鏈的方式導入主鏈,但又以介由與上述含羰基之基與上述含氮雜環為相異之基而鍵結的1個側鏈之方式導入主鏈者為佳。因此,側鏈(a)以由具有上述含羰基之基及上述含氮雜環的含有氫鍵結性交聯部位之側鏈,以1個側鏈之方式導入主鏈者為佳,又以含有下述通式(1)所表示之構造部份的側鏈作為1個側鏈之方式導入主鏈者為更佳:
〔式(1)中,A為含氮雜環,B為單鍵;氧原子、式:NR’(R’為氫原子或碳數1~10之烷基)所表示之胺基或硫原子;或可含有該些原子或基之有機基〕。
如此,以前述側鏈(a)之前述氫鍵結性交聯部位,為含有上述通式(1)所表示之構造部份者為佳。
其中,上述式(1)中之含氮雜環A,具體而言,可列舉如,上述例示之含氮雜環等。又,上述式(1)中之取代基B,具體而言,可列舉如,單鍵;氧原子、硫原子或式:NR’(R’為氫原子或碳數1~10之烷基)所表示之胺基(又,以下、簡便上,依情形之差異,式:NR’所表示之胺基亦僅稱為「胺基NR’」);可含有該些 原子或基的碳數1~20之伸烷基或伸芳烷基;末端具有該些原子或基的碳數1~20之伸烷醚基(伸烷氧基,例如,-O-CH2CH2-基)、伸烷胺基(例如,-NH-CH2CH2-基等)或伸烷硫醚基(伸烷硫基,例如,-S-CH2CH2-基);末端具有該些的碳數1~20之伸芳烷醚基(伸芳烷氧基)、伸芳烷胺基或伸芳烷基硫醚基;等。
其中,選擇作為上述胺基NR’中之R’的碳數1~10之烷基,包含其異構物,可列舉如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。上述式(1)中之取代基B中之氧原子、硫原子及胺基NR’;及;末端具有該些原子或基的碳數1~20之伸烷醚基、伸烷胺基、伸烷硫醚基,或,伸芳烷醚基、伸芳烷胺基、伸芳烷基硫醚基等之氧原子、胺基NR’及硫原子,以可與鄰接之羰基組合形成共軛系之酯基、醯胺基、醯亞胺基、硫酯基等為佳。
該些之中,前述取代基B,以可形成共軛系之氧原子、硫原子或胺基;末端具有該些原子或基的碳數1~20之伸烷醚基、伸烷胺基或伸烷硫醚基為佳,以胺基(NH)、伸烷胺基(-NH-CH2-基、-NH-CH2CH2-基、-NH-CH2CH2CH2-基)、伸烷醚基(-O-CH2-基、-O-CH2CH2-基、-O-CH2CH2CH2-基)為特佳。
又,側鏈(a)為含有具有上述含羰基之基及上述含氮雜環的含有氫鍵結性交聯部位之側鏈時,具有上述含羰基之基及上述含氮雜環的前述氫鍵結性交聯部位, 以下述式(2)或(3)所表示的1個之側鏈,為於α位或β位導入上述聚合物主鏈之側鏈者為更佳。
〔式中,A為含氮雜環,B及D各自獨立為單鍵;氧原子、胺基NR’(R’為氫原子或碳數1~10之烷基)或硫原子;或可含有該些原子或基之有機基〕。
其中,含氮雜環A與上述式(1)之含氮雜環A基本上為相同之內容,取代基B及D各自獨立與上述式(1)之取代基B基本上為相同之內容。但,上述式(3)中之取代基D,於上述式(1)之取代基B所例示之內容中,以單鍵;可與含有氧原子、氮原子或硫原子的碳數1~20之伸烷基或伸芳烷基的共軛系者為更佳,以單鍵為特佳。即,以可與上述式(3)之氮醯亞胺共同形成含有氧原子、氮原子或硫原子的碳數1~20之伸烷胺基或伸芳烷胺基者為佳,以含氮雜還直接鍵結(單鍵)於上述式(3)的氮醯亞胺者為特佳。具體而言,上述取代基D,例如,單鍵;上述 末端具有氧原子、硫原子或胺基的碳數1~20之伸烷醚或伸芳烷醚基等;包含其異構物,可列舉如,伸甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基、伸苯基、二甲苯基等。
又,側鏈(a)為含有具有上述含羰基之基及上述含氮雜環的含有氫鍵結性交聯部位之側鏈時,前述側鏈(a)之前述氫鍵結性交聯部位,以含有下述通式(101)所表示之構造部份者為佳:
〔式(101)中,A為含氮雜環〕。
該些式(101)中之含氮雜環A,與上述式(1)之含氮雜環A於基本上為相同之內容。又,該些側鏈(a)之前述氫鍵結性交聯部位,就高模數(modulus)、高斷斷強度之觀點,以具有下述通式(102)所表示之構造者為更佳:
又,前述側鏈(a)以上述通式(102)所表示之基為特佳。
上述熱塑性彈性體所具有的上述含羰基之基與上述含氮雜環之比例,並未有特別之限定,一般於1:1~3:1之範圍(更佳為1:1、2:1或3:1)時,容易形成互補之相互作用,又,以其容易製造而為較佳。
該些含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」之側鏈(a),相對於主鏈部份100莫耳%,以導入0.1~50莫耳%之比例(導入率)為佳,以導入1~30莫耳%之比例為更佳。該些側鏈(a)之導入率未達0.1莫耳%時,於交聯時會有拉伸強度不充份之情形,另外,超過50莫耳%時,因交聯密度過高,而會有失去橡膠彈性之情形。即,導入率於上述範圍內時,經由上述熱塑性彈性體的側鏈相互間之相互作用,於分子間可有效率地形成交聯,而可提高交聯時之拉伸強度,與優良的回收性,而為更佳。
上述導入率,於側鏈(a)為各自獨立地導入含有具有上述含羰基之基的氫鍵結性交聯部位之側鏈(a-i)與含有具有上述含氮雜環的氫鍵結性交聯部位之側鏈 (a-ii)的情形時,依含有該含羰基之基的側鏈(a-i)與含有該含氮雜環的側鏈(a-ii)之比例,將該些設定為一組而以1個側鏈(a)之方式算出。又,側鏈(a-i)及(a-ii)中之任一者為過剩的情形時,可以較多一方的側鏈為基準,計算上述導入率即可。
又,上述導入率,例如,主鏈部份為乙烯-丙烯橡膠(EPM)之情形時,以伸乙基及伸丙基單體單位設為100單位時,導入側鏈部份之單體約為0.1~50單位左右。
又,側鏈(a)為,於反應後形成前述主鏈的聚合物(彈性體性聚合物形成用之材料)上,使用作為官能基之具有環狀酸酐基(更佳為馬來酸酐基)的聚合物(側鏈具有環狀酸酐基的彈性體性聚合物),使前述官能基(環狀酸酐基),與,與該環狀酸酐基反應而形成氫鍵結性交聯部位的化合物(導入含氮雜環而得之化合物)進行反應,而形成氫鍵結性交聯部位,使聚合物的側鏈作為側鏈(a)者為佳。該些導入含氮雜環而得之化合物,可為上述所例示之含氮雜環亦可,具有可與馬來酸酐等的環狀酸酐基產生反應的取代基(例如,羥基、硫醇基、胺基等)的含氮雜環亦可。
以下,將對於側鏈(a)中之含氮雜環的鍵結位置進行說明。又,氮雜環於簡便上亦稱為「含氮n員環化合物(n≧3)」。
以下說明之鍵結位置(「1~n位」),為依 據IUPAC命名法標示者。例如,具有3個具非共價電子對的氮原子之化合物時,為依IUPAC命名法為基礎,依順位決定鍵結位置。具體上,例如上述所例示之5員環、6員環及縮合環之含氮雜環上所標示之鍵結位置。
該些側鏈(a)中,直接或介由有機基與共聚物鍵結的含氮n員環化合物之鍵結位置,並未有特別之限定,其可為任意之鍵結位置(1位~n位)。較佳為,其之1位或3位~n位。
含氮n員環化合物所含之氮原子為1個(例如,吡啶環等)時,就容易形成螯合物、作為組成物時可使拉伸強度等物性更為優良之觀點,於分子內以3位~(n-1)位為佳。選擇含氮n員環化合物的鍵結位置時,彈性體性聚合物,於彈性體性聚合物相互間的分子之間,可經由氫鍵結、離子鍵結、配位鍵結等而容易形成交聯,而具有使回收性優良,與機械特性,特別是使拉伸強度更優良之傾向。
<側鏈(b):含有共價鍵結性交聯部位之側鏈>
本說明書中,「含有共價鍵結性交聯部位之側鏈(b)」係指,於形成彈性體性聚合物之主鏈的原子(通常為碳原子)上,共價鍵結性交聯部位(經與後述含胺基之化合物等的「生成共價鍵結之化合物」等進行反應,而生成由醯胺、酯、內酯、胺基甲酸酯、醚、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個鍵結之官能基等)形 成化學安定化之鍵結(共價鍵結)之意。又,側鏈(b)為含有共價鍵結性交聯部位之側鏈,但除具有共價鍵結性部位以外,可再具有可形成氫鍵結之基,於側鏈間因氫鍵結而形成交聯之情形時,可被利用作為後述之側鏈(c)(又,彈性體相互間之側鏈間,不含有可形成氫鍵結的氫之供給體,與氫之受體等二者時,例如,反應系中僅存在含有酯基(-COO-)的側鏈時,因酯基(-COO-)相互間並未特別形成氫鍵結,故該基並不具有作為氫鍵結性交聯部位之機能。另外,例如,如羧基或三唑環般,於彈性體相互間的側鏈上,分別含有具有作為氫鍵結的氫之供給體的部位,與作為氫之受體的部位等二者的構造時,因於彈性體相互間的側鏈之間會形成氫鍵結,故會形成含有氫鍵結性交聯部位者。又,例如,彈性體相互間的側鏈之間,因酯基與羥基為共存,故經由該些基而於側鏈之間形成氫鍵結時,該形成氫鍵結之部位則為氫鍵結性交聯部位。因此,可依據側鏈(b)所具有的構造本身,或側鏈(b)所具有的構造與其他側鏈所具有的取代基之種類,而將其作為側鏈(c)予以使用)。又,其中所稱之「共價鍵結性交聯部位」,係指經由共價鍵結而使聚合物相互之間(彈性體相互間)形成交聯之部位。
該些含有共價鍵結性交聯部位之側鏈(b)並未有特別之限制,可列舉如,以由側鏈具有官能基的彈性體性聚合物(形成前述主鏈部份之聚合物),與,可與前述官能基反應而形成共價鍵結性交聯部位之化合物(生成 共價鍵結之化合物)進行反應,所形成的含有共價鍵結性交聯部位者為佳。該些側鏈(b)的前述共價鍵結性交聯部位中之交聯,以由醯胺、酯、內酯、胺基甲酸酯、醚、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個的鍵結所形成者為佳。因此,構成前述主鏈的聚合物所具有的前述官能基,以由醯胺、酯、內酯、胺基甲酸酯、醚、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個鍵結之官能基為佳。
該些「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」,例如,1分子中具有2個以上的胺基及/或亞胺基(於同時具有胺基及亞胺基時,該些之基合計為2個以上)的聚胺化合物;1分子中具有2個以上的羥基之聚醇化合物;1分子中具有2個以上的異氰酸酯(NCO)基之聚異氰酸酯化合物;1分子中具有2個以上的硫醇基(氫硫基)之聚硫醇化合物;1分子中具有2個以上的環氧基之聚環氧化合物;1分子中具有2個以上的羧基之聚羧基化合物;1分子中具有2個以上的烷氧基矽烷基之聚烷氧矽烷基化合物;等。其中,「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」為,依該化合物所具有的取代基之種類,或利用該化合物進行反應時,反應的進行程度等,而將前述氫鍵結性交聯部位及前述共價鍵結性交聯部位等二者導入而得之化合物(例如,利用具有3個以上的羥基之化合物,經由共價鍵結形成交聯部位之情形中,依反應進行之程度,也會產生側鏈具有官能 基的彈性體性聚合物的該官能基與2個的羥基進行反應,剩餘的1個的羥基仍以羥基殘留之情形,於該情形中,形成氫鍵結性的交聯部位,亦可一併導入其中)。因此,其中所例示之「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」中,也包含「形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物」。基於該些觀點,於形成側鏈(b)之情形,可由「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」之中,配合目的之設計而適當選擇化合物、適度地控制反應進行之程度等,而形成側鏈(b)即可。又,形成共價鍵結性交聯部位的化合物具有雜環時,也可有效率地同時製造氫鍵結性的交聯部位,後述的側鏈(c),也可有效率地形成前述具有共價鍵結性交聯部位之側鏈。因此,具有該雜環的化合物的具體例,將以適合製造側鏈(c)的化合物之內容,於側鏈(c)中一併說明。又,側鏈(c),就其構造內容,可稱為側鏈(a)或側鏈(b)等側鏈的較佳形態。
該些可被利用作為「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」的聚胺化合物,例如,以下所示之脂環族胺、脂肪族聚胺、芳香族聚胺、含氮雜環胺等。
該些脂環族胺,具體而言,可列舉如,1-胺基-3-胺基甲基-3,5,5-三甲基環己烷、雙-(4-胺基環己基)甲烷、二胺基環己烷、二-(胺基甲基)環己烷等。
又,前述脂肪族聚胺,並未有特別之限制, 可列舉如,伸甲二胺、伸乙二胺、伸丙二胺、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基戊烷、伸六甲基二胺、二胺基庚烷、二胺基十二烷、二伸乙基三胺、二乙胺基丙胺、N-胺基乙基哌嗪、三伸乙四胺、N,N’-二甲基伸乙二胺、N,N’-二乙基伸乙二胺、N,N’-二異丙基伸乙二胺、N,N’-二甲基-1,3-丙烷二胺、N,N’-二乙基-1,3-丙烷二胺、N,N’-二異丙基-1,3-丙烷二胺、N,N’-二甲基-1,6-己烷二胺、N,N’-二乙基-1,6-己烷二胺、N,N’,N”-三甲基雙(伸六甲基)三胺等。
前述芳香族聚胺及前述含氮雜環胺,並未有特別之限制,可列舉如,二胺基甲苯、二胺基二甲苯、四甲基二甲苯二胺、參(二甲胺基甲基)酚、間苯二胺、二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯基碸、3-胺基-1,2,4-三唑等。
又,前述聚胺化合物中,其1個以上的氫原子可被烷基、伸烷基、伸芳烷基、氧基、醯基、鹵素原子等所取代,又,其骨架上,可含有氧原子、硫原子等的雜原子。
又,前述聚胺化合物,可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。2種以上合併使用時的混合比,可配合本發明之熱塑性彈性體(組成物)所使用的用途、本發明之熱塑性彈性體(組成物)所要求的物性等調整至任意的比例。
上述所例示之聚胺化合物中,以伸六甲基二胺、N,N’-二甲基-1,6-己烷二胺、二胺基二苯基碸等,具 有高度的壓縮永久變形、機械強度,特別是拉伸強度的改善效果,而為更佳。
前述聚醇化合物,只要為具有2個以上的羥基之化合物時,其分子量及骨架等並未有特別之限定,例如,以下所示之聚醚聚醇、聚酯聚醇、其他之聚醇、及該些之混合聚醇等。
該些聚醚聚醇,具體而言,可列舉如,由乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丙三醇、1,1,1-三羥甲基丙烷、1,2,5-己烷三醇、1,3-丁烷二醇、1,4-丁烷二醇、4,4’-二羥基苯基丙烷、4,4’-二羥基苯基甲烷、季戊四醇等的多元醇所選出之至少1種,加成由環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、苯乙烯氧化物等所選出之至少1種而得之聚醇;聚氧伸四甲基氧化物;等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
前述聚酯聚醇,具體而言,可列舉如,乙二醇、丙二醇、丁烷二醇戊烷二醇、己烷二醇、環己烷二甲醇、丙三醇、1,1,1-三羥甲基丙烷及其他的低分子聚醇的1種或2種以上,與戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、二聚物酸及其他的低分子羧酸或低聚物酸之1種或2種以上而得的縮合聚合物;戊酮內酯、戊內酯等之開環聚合物;等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
其他之聚醇,具體而言,可列舉如,聚合物聚醇、聚碳酸酯聚醇;聚丁二烯聚醇;氫化聚丁二烯聚 醇;丙烯酸聚醇;乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁烷二醇、戊烷二醇、己烷二醇、聚乙二醇月桂胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)月桂胺)、聚丙二醇月桂胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)月桂胺)、聚乙二醇辛胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)辛胺)、聚丙二醇辛胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)辛胺)、聚乙二醇硬脂胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)硬脂胺)、聚丙二醇硬脂胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)硬脂胺)等之低分子聚醇;等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
前述聚異氰酸酯化合物,可列舉如,2,4-伸甲苯基二異氰酸酯(2,4-TDI)、2,6-伸甲苯基二異氰酸酯(2,6-TDI)、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(4,4’-MDI)、2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(2,4’-MDI)、1,4-伸苯基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯(XDI)、四甲基二甲苯二異氰酸酯(TMXDI)、甲苯胺二異氰酸酯(TODI)、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)等的芳香族聚異氰酸酯、伸六甲基二異氰酸酯(HDI)、三甲基伸六甲基二異氰酸酯(TMHDI)、離胺酸二異氰酸酯、降莰烷二異氰酸酯甲基(NBDI)等的脂肪族聚異氰酸酯、反式環己烷-1,4-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、H6XDI(氫化XDI)、H12MDI(氫化MDI)、H6TDI(氫化TDI)等的脂環式聚異氰酸酯等之二異氰酸酯化合物;聚伸甲基聚伸苯基聚異氰酸酯等之聚異氰酸酯化合物;該些之異氰 酸酯化合物的碳二醯亞胺變性聚異氰酸酯;該些之異氰酸酯化合物的異三聚氰酸酯變性聚異氰酸酯;該些之異氰酸酯化合物與上述所例示的聚醇化合物進行反應而得之胺基甲酸酯預聚合物;等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
聚硫醇化合物,只要為具有2個以上的硫醇基之化合物時,其分子量及骨架等並未有特別之限定,其具體例,可列舉如,甲烷二硫醇、1,3-丁烷二硫醇、1,4-丁烷二硫醇、2,3-丁烷二硫醇、1,2-苯二硫醇、1,3-苯二硫醇、1,4-苯二硫醇、1,10-癸烷二硫醇、1,2-乙烷二硫醇、1,6-己烷二硫醇、1,9-壬烷二硫醇、1,8-辛烷二硫醇、1,5-戊烷二硫醇、1,2-丙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、甲苯-3,4-二硫醇、3,6-二氯-1,2-苯二硫醇、1,5-萘二硫醇、1,2-苯二甲烷硫醇、1,3-苯二甲烷硫醇、1,4-苯二甲烷硫醇、4,4’-硫代雙苯硫醇、2,5-二氫硫基-1,3,4-噻二唑、1,8-二氫硫基-3,6-二氧雜辛烷、1,5-二氫硫基-3-硫代戊烷、1,3,5-三-2,4,6-三硫醇(三氫硫基-三)、2-二-n-丁胺基-4,6-二氫硫基-s-三、三羥甲基丙烷參(β-硫化丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(硫化乙醇酸酯)、聚硫醇(硫醇或硫醇變性高分子(樹脂、橡膠等))、三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
又,前述聚環氧化合物,只要為具有2個以上的環氧基之化合物時,其分子量及骨架等並未有特別之限 定,其具體例,可列舉如,雙酚A二縮水甘油醚(雙酚A型環氧樹脂)、雙酚F二縮水甘油醚(雙酚F型環氧樹脂)、3,4-環氧基環己基甲基-3’,4’-環氧基環己烷羧酸酯、DCPD型環氧樹脂、環氧基酚醛清漆樹脂、鄰甲酚-酚醛清漆型環氧樹脂等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
又,前述聚羧基化合物,只要為具有2個以上的羧基之化合物時,其分子量及骨架等並未有特別之限定,其具體例,可列舉如,草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、丙烷三羧酸、苯三羧酸等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
又,前述聚烷氧矽烷基化合物,為含有2個以上的烷氧基矽烷基之化合物時,其分子量及骨架等並未有特別之限定,其具體例,可列舉如,三-(三甲氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸酯、雙(三乙氧基矽烷基丙基)四硫醚、1,6-雙(三甲氧基矽烷基)己烷、雙〔3-(三甲氧基矽烷基)丙基〕胺等,該些可單獨使用1種,或將2種以上合併使用亦可。
該些可與「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」進行反應之構成前述主鏈的聚合物所具有的官能基,以可生成(生成:形成)由醯胺、酯、內酯、胺基甲酸酯、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個的鍵結的官能基為佳,該官能基, 以環狀酸酐基、羥基、胺基、羧基、異氰酸酯基、硫醇基等為較佳之例示。
又,具有前述側鏈(b)的彈性體性聚合物(B)為,於該側鏈(b)的部份中,前述共價鍵結性交聯部位中之交聯,即,1分子中至少具有1個由前述官能基與上述「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」進行反應所形成的共價鍵結所生成之交聯,特別是,經由內酯、胺基甲酸酯、醚、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個的鍵結所形成之交聯時,以具有2個以上者為佳,以具有2~20個者為較佳,以具有2~10個者為更佳。
又,前述側鏈(b)的共價鍵結性交聯部位中之交聯,為含有三級胺基鍵結(-N=)、酯鍵結(-COO-),其就更容易改善所製得之熱塑性彈性體(組成物)的壓縮永久變形及機械強度(斷裂伸度、斷裂強度)等理由,而為較佳。又,該情形中,對於三級胺基鍵結(-N=)、酯鍵結(-COO-),為含有具有含可形成氫鍵結之基的側鏈之彈性體時(例如,另外存在具有含羥基等之側鏈的彈性體之情形等),前述共價鍵結性交聯部位,則具有作為後述側鏈(c)之機能。例如,具有作為前述側鏈(a’)的前述側鏈(a)之彈性體性聚合物(B)之情形(即,彈性體性聚合物(B)為具有側鏈(a)及(b)等二者之彈性體性聚合物之情形)中,共價鍵結性交聯部位中之交聯為具有前述三級胺基鍵結及/或前述酯鍵結時,該些之 基,與側鏈(a)(具有含羰基之基及/或含氮雜環之側鏈)中之基會形成氫鍵結(相互作用),而可使交聯密度更為提高。又,就形成含有該些三級胺基鍵結(-N=)、酯鍵結(-COO-)的構造之側鏈(b)的觀點,「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」,於上述所例示之內容中,又以聚乙二醇月桂胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)月桂胺)、聚丙二醇月桂胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)月桂胺)、聚乙二醇辛胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)辛胺)、聚丙二醇辛胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)辛胺)、聚乙二醇硬脂胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)硬脂胺)、聚丙二醇硬脂胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)硬脂胺)為佳。
又,即使利用依上述方式形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物),也會有配合反應的進行度或取代基的種類、使用原料的化學計量比等,而一併導入氫鍵結性之交聯部位的情形,故有關前述共價鍵結性交聯部位的較佳構造,將一併於側鏈(c)中的共價鍵結性交聯部位之較佳構造中說明。
<側鏈(c):含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之側鏈>
該些側鏈(c)為,1個側鏈中含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之側鏈。該些側鏈(c)所 含的氫鍵結性交聯部位,以與側鏈(a’)中所說明之氫鍵結性交聯部位為相同之內容、與側鏈(a)中的氫鍵結性交聯部位為相同之內容者為佳。又,側鏈(c)所含的共價鍵結性交聯部位,可利用與側鏈(b)中的共價鍵結性交聯部位為相同之內容(其較佳之交聯亦為相同之內容)。
該些側鏈(c),以由側鏈具有官能基的彈性體性聚合物(形成前述主鏈部份之聚合物),與,可與前述官能基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物(導入氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之化合物)進行反應,所形成之側鏈為佳。
該些形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物(導入氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之化合物),又以具有雜環(特佳為含氮雜環)且可形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)為佳,其中,又以含雜環之聚醇、含雜環之聚胺、含雜環之聚硫醇等為較佳。
又,含有該些雜環之聚醇、聚胺及聚硫醇,除具有雜環(特佳為含氮雜環)者以外,亦可適當地利用與前述「可形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」中所說明的聚醇、聚胺及聚硫醇為相同之內容。又,該些含雜環之聚醇,並未有特別之限制,可列舉如,雙、參(2-羥基乙基)異三聚氰酸酯、麴酸 (kojic acid)、二羥基二噻烷(dithiane)、三羥基乙基三等。又,前述含雜環之聚胺,並未有特別之限制,可列舉如,乙胍、哌嗪、雙(胺基丙基)哌嗪、苯併胍、三聚氰胺等。又,該些含雜環之聚硫醇,可列舉如,二氫硫基噻二唑、三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯等。如前所述,側鏈(c),以由側鏈具有官能基的彈性體性聚合物(形成前述主鏈部份之聚合物),與含有雜環之聚醇、聚胺及聚硫醇等進行反應,而製得之側鏈為佳。
又,與「形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物(導入氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之化合物)」進行反應的構成前述主鏈的聚合物所具有的官能基,以可生成(生成:形成)由醯胺、酯、內酯、胺基甲酸酯、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個的鍵結之官能基為佳,該些官能基,以環狀酸酐基、羥基、胺基、羧基、異氰酸酯基、硫醇基等為較佳例示。
又,具有前述側鏈(c)之彈性體性聚合物(B),於該側鏈(c)之部份中,於1分子中至少具有1個前述共價鍵結性交聯部位中之交聯,特別是,經由內酯、胺基甲酸酯、醚、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個的鍵結所形成之交聯時,以具有2個以上者為佳,以具有2~20個者為較佳,以具有2~10個者為更佳。又,前述側鏈(c)的共價鍵結性交聯部位中之交聯,為 含有三級胺基鍵結(-N=)、酯鍵結(-COO-),其就可改善所得熱塑性彈性體(組成物)的壓縮永久變形及機械強度(斷裂伸度、斷裂強度)等理由,而為較佳。
(側鏈(b)~(c)中的共價鍵結性交聯部位之較佳構造)
有關側鏈(b)及/或(c),共價鍵結性交聯部位中之交聯,為含有三級胺基鍵結(-N=)、酯鍵結(-COO-)時,該些鍵結部位具有作為氫鍵結性交聯部位之機能時,就可高度改善所得的熱塑性彈性體(組成物)之壓縮永久變形及機械強度(斷裂伸度、斷裂強度)之理由,而為較佳。如前所述,具有共價鍵結性交聯部位之側鏈中的三級胺基鍵結(-N=)或酯鍵結(-COO-),於與其他側鏈之間,形成氫鍵結時,含有該三級胺基鍵結(-N=)、酯鍵結(-COO-)的共價鍵結性交聯部位,亦具備有氫鍵結性交聯部位,故具有作為側鏈(c)之機能。
又,例如,具有作為前述側鏈(a’)的前述側鏈(a)之彈性體性聚合物(B),於含有前述三級胺基鍵結及/或前述酯鍵結的具有共價鍵結性交聯部位之情形中,前述三級胺基鍵結及/或前述酯鍵結,與前述側鏈(a)中之基形成氫鍵結(相互作用)時,可使交聯密度再度向上提升。其中,與構成前述主鏈的聚合物所具有的官能基進行反應,而可形成含有前述三級胺基鍵結及/或前述酯鍵結的共價鍵結性交聯部位之化合物(可形成氫鍵 結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物)可列舉如,以聚乙二醇月桂胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)月桂胺)、聚丙二醇月桂胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)月桂胺)、聚乙二醇辛胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)辛胺)、聚丙二醇辛胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)辛胺)、聚乙二醇硬脂胺(例如,N,N-雙(2-羥基乙基)硬脂胺)、聚丙二醇硬脂胺(例如,N,N-雙(2-甲基-2-羥基乙基)硬脂胺)為較佳之例示。
前述側鏈(b)及/或側鏈(c)的上述共價鍵結性交聯部位中之交聯,以含有至少1個下述通式(4)~(6)之任一者所表示之構造者為佳,式中之G,以含有三級胺基鍵結、酯鍵結者為較佳(又,以下之構造中,含有氫鍵結性交聯部位時,具有該構造之側鏈,可被使用作為側鏈(c))。
上述通式(4)~(6)中,E、J、K及L各自獨立為單鍵;氧原子、胺基NR’(R’為氫原子或碳數1~10之烷基)或硫原子;或可含有該些之原子或基的有機基;G為可含有氧原子、硫原子或氮原子之直鏈狀、支鏈狀或環狀之碳數1~20的烴基。
其中,取代基E、J、K及L各自獨立,基本上與上述通式(1)之取代基B為相同之內容。
又,取代基G,例如,伸甲基、伸乙基、1,3-伸丙基、1,4-伸丁基、1,5-伸戊基、1,6-伸己基、1,7-伸庚基、1,8-伸辛基、1,9-伸壬基、1,10-伸癸基、1,11-伸十一烷基、1,12-伸十二烷基等之伸烷基;N,N-二乙基十二烷胺-2,2’-二基、N,N-二丙基十二烷胺-2,2’-二基、N,N-二乙基辛胺-2,2’-二基、N,N-二丙基辛胺-2,2’-二基、N,N-二乙基硬脂胺-2,2’-二基、N,N-二丙基硬脂胺-2,2’-二基;伸乙烯基;1,4-伸環己基等之2價的脂環式烴基;1,4-伸苯基、1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,3-伸苯基雙(伸甲基)基等之2價的芳香族烴基;丙烷-1,2,3-三基、丁烷-1,3,4-三基、三甲胺-1,1’,1”-三基、三乙胺-2,2’,2”-三基等之3價的烴基;異三聚氰酸酯基、三基等之含有氧原子、硫原子或氮原子之3價的環狀烴;下述式(12)及(13)所表示之4價的烴基;及該些組合所形成之取代基;等。又,該些式中之取代基G,就具有高耐熱性、經由氫鍵結而可形成高強度之觀點,以具有異三聚氰酸酯基(異三聚氰酸酯環)之構造者為佳。又,該些式中之取代基G,就具有高耐熱 性、經由氫鍵結而可形成高強度之觀點,以下述通式(111)所表示之基及下述通式(112)所表示之基為較佳。
此外,前述側鏈(c)的上述共價鍵結性交聯部位中之交聯,以至少含有1個鍵結於上述上述彈性體性聚合物之主鏈上之α位或β位的下述式(7)~(9)之任一者所表示之構造為佳,式中之G又以含有三級胺基者為較佳(式(7)~(9)所示構造中為含有羥基與羰基,亦稱為含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之構造,具有該構造之側鏈,為具有作為側鏈(c)之機能)。
式(7)~(9)中,取代基E、J、K及L各自獨立,基本上與上述式(4)~(6)之取代基E、J、K及L為相同之內容,取代基G,基本上與上述式(4)~(6)中之取代基G為相同之內容。
又,該些式(7)~(9)之任一者所表示之構造,具體而言,例如,以下述式(14)~(25)所表示之構造為較佳之例示。
(式中,l表示1以上之整數)。
(式中,l、m及n,各自獨立表示1以上之整數)。
又,前述側鏈(b)及(c)中,上述共價鍵結性交聯部位中之交聯,以由環狀酸酐基,與羥基或胺基及/或亞胺基進行反應而形成者為佳。例如,反應後形成主鏈部份的聚合物,於具有作為官能基的環狀酸酐基(例如馬來酸酐基)時,亦可使該聚合物之環狀酸酐基,與具 有羥基或胺基及/或亞胺基的前述形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)進行反應,使經由共價鍵結而形成交聯部位的聚合物之間產生交聯之方式,作為所形成之交聯。
又,該些側鏈(b)及(c)中,前述共價鍵結性交聯部位中之交聯,以由醯胺、酯、內酯、胺基甲酸酯、醚、脲鍵結、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個的鍵結所形成者為較佳。
以上,為對側鏈(a’)、側鏈(a)、側鏈(b)、側鏈(c)等進行之說明,該些聚合物中的側鏈之各基(構造)等,可使用NMR、IR圖譜等通常使用的分析手段予以確認。
又,前述彈性體性聚合物(A)為,具有前述側鏈(a)的玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物,前述彈性體性聚合物(B)為,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位之玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(側鏈為,具有側鏈(a’)及側鏈(b)等二者之聚合物,或側鏈上至少含有1個側鏈(c)之聚合物等)。該些彈性體成份,可單獨使用前述彈性體性聚合物(A)~(B)中之1種,或,也將該些中之2種以上混合使用。
又,彈性體性聚合物(B),可為具有側鏈(a’)及側鏈(b)等二者之聚合物,亦可為具有側鏈(c)之聚合物,該些彈性體性聚合物(B)的側鏈所含有 之氫鍵結性交聯部位,就可形成更強固的氫鍵結之觀點,以「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」(更佳為具有含羰基之基及含氮雜環之氫鍵結性交聯部位)為佳。
又,該些彈性體性聚合物(A)及(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,以由下述反應物(I)~(VI)所成之群所選出之至少1種為佳。
〔反應物(I)〕
馬來酸酐變性彈性體性聚合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「彈性體性聚合物(E1)」),與,由可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之吡啶、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之噻二唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之咪唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之異三聚氰酸酯、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之乙內醯脲、具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之烴化合物、三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺,及,聚醚聚醇中之至少1種的化合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「化合物(M1)」)之反應物
〔反應物(II)〕
含羥基之彈性體性聚合物(以下,依情況之不同亦僅 稱為「彈性體性聚合物(E2)」),與,具有2個以上由羧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「化合物(M2)」)之反應物
〔反應物(III)〕
含羧基之彈性體性聚合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「彈性體性聚合物(E3)」),與,具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「化合物(M3)」)之反應物
〔反應物(IV)〕
含胺基之彈性體性聚合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「彈性體性聚合物(E4)」),與,具有2個以上由羧基、環氧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「化合物(M4)」)之反應物
〔反應物(V)〕
含烷氧基矽烷基之彈性體性聚合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「彈性體性聚合物(E5)」),與,具有2個以上由羥基、羧基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「化合物(M5)」)之反應物
〔反應物(VI)〕含環氧基之彈性體性聚合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「彈性體性聚合物(E6)」), 與,具有2個以上由硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物(以下,依情況之不同亦僅稱為「化合物(M6)」)之反應物。
該些彈性體性聚合物(E1)~(E6),可依通常進行之方法,例如,於可形成上述彈性體成份之主鏈部份的聚合物上,依通常進行之條件,例如,經由加熱下之攪拌等,將可配合目的設計而可導入官能基的化合物(例如,馬來酸酐等),進行接枝聚合等方法,而可製得。又,該些彈性體性聚合物(E1)~(E6),亦可使用市售物品。
又,該些彈性體性聚合物(E1)~(E6)之玻璃移轉點,以與前述彈性體成份相同般,以25℃以下為佳。彈性體性聚合物的玻璃移轉點為該範圍時,可使所得的本發明之熱塑性彈性體組成物於室溫下顯示出橡膠狀彈性。又,該些彈性體性聚合物(E1)~(E6)之主鏈部份的重量平均分子量之較佳範圍,為與前述彈性體性聚合物(A)及(B)之主鏈部份的重量平均分子量的較佳範圍為相同。
該些馬來酸酐變性彈性體性聚合物(E1),例如,LIR-403(Kurare公司製)、LIR-410A(Kurare公司試作品)等之馬來酸酐變性異戊二烯橡膠;Nucrel(三井杜邦聚化學公司製)、Ukuron(三菱化學公司製)、Tafmer M(例如,MP0610(三井化學公司製)、MP0620(三井化學公司製))等之馬來酸酐變性乙烯-丙烯橡 膠;Tafmer M(例如,MA8510、MH7010、MH7020(三井化學公司製)、MH5010、MH5020(三井化學公司製)、MH5040(三井化學公司製))等之馬來酸酐變性乙烯-丁烯橡膠;Adtex系列(馬來酸酐變性EVA、馬來酸酐變性EMA(日本聚烯烴公司製))、HPR系列(馬來酸酐變性EEA、馬來酸酐變性EVA(三井‧杜邦聚烯烴公司製))、Bondfast系列(馬來酸酐變性EMA(住友化學公司製))、Dumine系列(馬來酸酐變性EVOH(武田藥品工業公司製))、Bondine(乙烯‧丙烯酸酯‧馬來酸酐三元共聚物(Adfina公司製))、Tuftec(馬來酸酐變性SEBS、M1943(旭化成公司製))、Kuradon(馬來酸酐變性SEBS、FG1901,FG1924(Kuradon聚合物公司製))、Tufprene(馬來酸酐變性SBS、912(旭化成公司製))、Septon(馬來酸酐變性SEPS(Kurare公司製))、Luxpal(馬來酸酐變性EVA、ET-182G、224M、234M(日本聚烯烴公司製))、Aurorene(馬來酸酐變性EVA、200S、250S(日本製紙化學公司製))等之馬來酸酐變性聚乙烯;Admer(例如,QB550、LF128(三井化學公司製))等之馬來酸酐變性聚丙烯;等。
又,該些馬來酸酐變性彈性體性聚合物(E1),就具有高分子量與高強度之觀點,以馬來酸酐變性乙烯-丙烯橡膠、馬來酸酐變性乙烯-丁烯橡膠為較佳。
該些含羥基之彈性體性聚合物(E2),例如,含羥基之BR、含羥基之SBR、含羥基之IR、含羥基之天然 橡膠、聚乙烯基醇、乙烯乙烯基醇共聚物等。
該些含羥基之彈性體性聚合物(E2)之中,就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以兩末端形成羥基之彈性體性聚合物為佳,其中,又以含羥基之BR、含羥基之IR、乙烯乙烯基醇共聚物為較佳,以含羥基之BR為更佳。
該些含羧基之彈性體性聚合物(E3),例如,含羧基之BR、含羧基之SBR、含羧基之IR、含羧基之天然橡膠、聚丙烯酸、伸乙基丙烯酸共聚物、聚甲基丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸共聚物等。
該些含羧基之彈性體性聚合物(E3),就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以含羧基之IR、伸乙基丙烯酸共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物為佳,以含羧基之IR為較佳。
此外,該些含胺基之彈性體性聚合物(E4),可列舉如,含胺基之BR、含胺基之SBR、含胺基之IR、含胺基之天然橡膠、含胺基之聚乙烯亞胺等。
該些含胺基之彈性體性聚合物(E4),就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以含胺基之聚乙烯亞胺為較佳。
又,含胺基之彈性體性聚合物(E4),其胺價以1~50mmol/g為佳,以5~40mmol/g為較佳,以10~30mmol/g為更佳。該些胺價未達前述下限時必須大量添加,且因交聯密度降低而會有造成物性降低之傾向,另 外,超過前述上限時,僅少量添加即會有造成交聯密度過高之傾向。又,該些胺價可使用經由電位差滴定法所測定之值。
又,該些含烷氧基矽烷基之彈性體性聚合物(E5),例如,含烷氧基矽烷基之BR、含烷氧基矽烷基之SBR、含烷氧基矽烷基之IR、含烷氧基矽烷基之天然橡膠、含烷氧基矽烷基之聚乙烯、含烷氧基矽烷基之聚丙烯等。
該些含烷氧基矽烷基之彈性體性聚合物(E5),就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以含烷氧基矽烷基之聚乙烯為較佳。
該些含環氧基之彈性體性聚合物(E6),例如,含環氧基之BR、含環氧基之SBR、含環氧基之IR、含環氧基之天然橡膠等。
該些含環氧基之彈性體性聚合物(E6),就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以含環氧基之SBR為較佳。
又,作為該些化合物(M1)之具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之烴化合物,例如,前述聚醇化合物、聚硫醇化合物、聚胺化合物之中,主骨架為由烴化合物所形成者。該些主骨架的烴基,以脂肪族烴化合物(更佳為碳數1~30之脂肪族烴化合物)為佳。又,作為該些化合物(M1)之具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之烴 化合物,就工業上容易取得、具有優良的高交聯密度之觀點,以季戊四醇、乙烷二硫醇、乙烷二胺為佳,以季戊四醇為較佳。
又,作為化合物(M2)之具有2個以上由羧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物,可適當地使用前述聚羧基化合物、聚烷氧矽烷基化合物、聚異氰酸酯化合物,其中,就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以2,6-吡啶二羧酸、2,4-吡啶二羧酸、二甲苯二異氰酸酯(XDI)為較佳。
此外,作為化合物(M3)之具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物,可適當地使用前述之聚醇化合物、聚硫醇化合物、聚胺化合物,其中,就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以三羥基乙基異三聚氰酸酯、2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三、三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯為較佳。
又,作為化合物(M4)之具有2個以上由羧基、環氧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物,可適當地使用前述聚羧基化合物、聚環氧化合物、聚烷氧矽烷基化合物、聚異氰酸酯化合物,其中,就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以2,6-吡啶二羧酸、2,4-吡啶二羧酸、三-(2,3-環氧基丙基)-異三聚氰酸酯為較佳。
又,作為化合物(M5)之具有2個以上由羥 基、羧基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物,可適當地使用前述聚醇化合物、聚羧基化合物,其中,就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,以三羥基乙基異三聚氰酸酯、2,6-吡啶二羧酸、2,4-吡啶二羧酸為較佳。
此外,作為化合物(M6)之具有2個以上由硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物,可適當地使用前述聚硫醇化合物、聚胺化合物,其中,又以三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯、2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三為較佳。
又,前述彈性體性聚合物(E1)~(E6)之主鏈,與前述彈性體性聚合物(A)及(B)之主鏈之說明為相同之內容(其較佳者亦為相同之內容)。製造該些各反應物所使用的彈性體性聚合物(E1)~(E6)中,各聚合物所具有的官能基(馬來酸酐基、羥基、羧基、胺基、烷氧基矽烷基、環氧基)部份,與製造各反應物時所使用的化合物(M1)~(M6)所具有的取代基進行反應,而形成具有由化合物(M1)~(M6)的主骨架所衍生之構造的側鏈,基本反應之前後,其主鏈並未產生變化,因而前述反應物(I)~(VI)之主鏈(前述彈性體性聚合物(A)及(B)之主鏈),為由彈性體性聚合物(E1)~(E6)之主鏈所生成者。
又,該些反應物(I)~(VI)中,就工業上容易取得、具有優良物性之觀點,又以實施例所列舉之內容(有關後述各實施例中,表1或表2所記載之彈性體成 份)為佳。
又,前述反應物(I),就工業上容易取得、機械強度、壓縮永久變形具有高度均衡性之觀點,以使用馬來酸酐變性彈性體性聚合物,與,由可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之吡啶、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之噻二唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之咪唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之異三聚氰酸酯、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之乙內醯脲、三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺,及,聚醚聚醇中之至少1種的化合物之反應物為較佳。
又,以前述彈性體成份被含有的聚合物,因不具雙鍵,故不易劣化,就引起異三聚氰酸酯環相互間及異三聚氰酸酯環與其他的氫鍵結部位,或與前述添加成份的氫鍵結等之相互作用等觀點,以該聚合物之主鏈為烯烴系共聚物,且該聚合物之側鏈具有異三聚氰酸酯環者為佳。該些主鏈為烯烴系共聚物且該側鏈具有異三聚氰酸酯環之聚合物,例如,經馬來酸酐變性而得之烯烴系共聚物所形成之馬來酸酐變性彈性體性聚合物(更佳為馬來酸酐變性乙烯-丙烯橡膠、馬來酸酐變性乙烯-丁烯橡膠),與三羥基乙基異三聚氰酸酯之反應物為較佳之例示。
又,以前述彈性體成份被含有的聚合物,如 前述般,主鏈為烯烴系共聚物且側鏈具有異三聚氰酸酯環者時,於該熱塑性彈性體組成物的紅外線吸收圖譜中,烯烴系樹脂(此處所稱「烯烴系樹脂」,為包含作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份的烯烴系共聚物。又,例如,作為添加成份之含有不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之情形,或前述彈性體成份為含有複數聚合物且其中一個聚合物之主鏈為由烯烴系共聚物以外的烯烴系樹脂所形成之情形中,前述「烯烴系樹脂」為包含反應系中所包含的全部烯烴系樹脂(不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂、形成主鏈之烯烴系共聚物、形成主鏈之烯烴系共聚物以外的烯烴系樹脂等))的C-H伸縮振動所衍生之波長2920cm-1附近的波峰之吸收強度(A),與前述異三聚氰酸酯環中的羰基所衍生之波長1695cm-1附近的波峰之吸收強度(B)之比(〔吸收強度(B)〕/〔吸收強度(A)〕)以0.01以上(更佳為0.012~10,更較佳為0.015~5)為佳。該些紅外線吸收圖譜(IR圖譜)中之波峰(A)的強度與波峰(B)的強度之強度比若未達前述下限時,會降低組成物中具有異三聚氰酸酯環的側鏈之存在比例,而因反應系中的交聯密度降低,因而會造成機械強度等物性降低之傾向。又,前述強度比超過前述上限時,因反應系中的彈性體成份的分支過多,而會使反應系全體的交聯密度下降,因而會有降低機械特性之傾向。又,該些熱塑性彈性體組成物之紅外線吸收圖譜(IR圖譜),為使用具備全反射型單位之IR測定裝置(例如, Thermo公司製之「NICOLET380」),又,使用含有前述聚合物(主鏈為烯烴系共聚物且側鏈具有異三聚氰酸酯環之聚合物。以前述彈性體成份被含有的聚合物)的熱塑性彈性體組成物40g,為使表面平滑而施以厚度2mm加壓成型所製得之測定用試料,經使用全反射測定(ATR)法,進行400~4000cm-1之波數數值的紅外線吸收圖譜(紅外線衰減全反射(FTIR-ATR)圖譜)之測定所求得之吸收圖譜之圖型。經該些測定,得知側鏈的異三聚氰酸酯環中之羰基的紅外線吸收圖譜之波峰出現於波長1695cm-1附近(約略1690~1700cm-1之範圍),組成物中的烯烴系樹脂(包含前述主鏈(基底聚合物)之烯烴系共聚物)的C-H伸縮振動的紅外線吸收圖譜之波峰為出現於波長2920cm-1附近(約略2910~2930cm-1之範圍)。
又,以含有馬來酸酐變性之烯烴系共聚物所形成之馬來酸酐變性彈性體性聚合物(更佳為馬來酸酐變性乙烯-丙烯橡膠或馬來酸酐變性乙烯-丁烯橡膠),與三羥基乙基異三聚氰酸酯之反應物,且,不含有其他烯烴系樹脂之熱塑性彈性體組成物為例說明,前述反應物,於製造該反應物時,馬來酸酐變性彈性體性聚合物中之酸酐基,與三羥基乙基異三聚氰酸酯之羥基進行反應而形成側鏈,其形成於聚合物之側鏈上導入異三聚氰酸酯環者,但如上所述般,因該聚合物(反應物)之側鏈的異三聚氰酸酯環中之羰基所衍生之紅外線吸收圖譜的波峰出現於波長1695cm-1附近(1690~1700cm-1之範圍),另外,該聚合 物(反應物)之主鏈(基底聚合物)之烯烴系共聚物的C-H伸縮振動所衍生之波峰出現於波長2920cm-1附近(2910~2930cm-1之範圍),故於含有該反應物的前述組成物中,求取波長1695cm-1附近之波峰,與波長2920cm-1附近的波峰之強度比時,即可得知於前述聚合物(反應物)中導入異三聚氰酸酯環之側鏈(上述例示之情形,基本上所形成的側鏈為具有氫鍵結性交聯部位與共價鍵結性交聯部位等二者)的比例,並可經由該方式類推反應系全體的交聯密度。又,含有其他烯烴系樹脂之情形(例如後述之含有不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之情形等)中,於求取波長1695cm-1附近之波峰,與波長2920cm-1附近的波峰之強度比時,即可得知相對於存在於反應系中的烯烴系樹脂之總量而言,導入有異三聚氰酸酯環之側鏈的比例,並可類推反應系全體之交聯密度。因此,該些強度比於前述下限值以上時,具有異三聚氰酸酯環之側鏈的存在比例為極充份者,而可使反應系全體具有充份交聯密度,因而可得到充份的機械強度等之物性。
製造該些彈性體性聚合物(A)~(B)之方法並未有特別之限制,如上所述般,可將由側鏈(a);側鏈(a’)及側鏈(b);及,側鏈(c);所成之群所選出之至少1種,適當地使用可將其以玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物的側鏈之方式導入的公知方法。例如,可採用例如製造彈性體性聚合物(B)之特開2006-131663號公報所記載之方法。又,如上所述般,欲製得具 備有側鏈(a’)及側鏈(b)之彈性體性聚合物(B)時,例如,可將側鏈具有作為官能基之環狀酸酐基(例如馬來酸酐基)的彈性體性聚合物,與,可與前述環狀酸酐基進行反應而形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物),與,可與前述環狀酸酐基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物(導入含氮雜環而得之化合物)的混合物(混合原料),同時導入各個側鏈之方法。
又,製造該些彈性體性聚合物(A)~(B)之方法,例如,可使用側鏈具有官能基(例如環狀酸酐基等)之彈性體性聚合物(例如,以彈性體性聚合物(E1)~(E6)為較佳之例示),將該彈性體性聚合物,與,可與前述官能基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物,及,可與前述官能基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物,及,可與前述官能基反應而形成共價鍵結性交聯部位之化合物的混合原料中之至少1種的原料化合物(例如,前述化合物(M1)~(M6)為較佳之例示)進行反應,以製造具有前述側鏈(a)之彈性體性聚合物;具有側鏈(a’)及側鏈(b)之彈性體性聚合物;及/或具有前述側鏈(c)之彈性體性聚合物(前述彈性體性聚合物(A)~(B))之方法。又,該些反應時所採用之條件(溫度條件或環境條件等)並未有特別之限制,其可配合官能基或與該官能基進行反應之化合物(形成氫鍵結性交聯部位之化合物及/或形成共價鍵結性交聯部位的化合物)之種類作適當之設定即可。又,前述彈性體性聚合 物(A)之情形,亦可將具有氫鍵結部位之單體進行聚合而製得。
側鏈具有該些官能基(例如環狀酸酐基)之彈性體性聚合物,以可形成前述彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈的聚合物,且側鏈具有官能基者為佳。其中,「側鏈含有官能基之彈性體性聚合物」係指,形成主鏈之原子與官能基(上述官能基等,例如,環狀酸酐基等)形成化學性安定鍵結(共價鍵結)之彈性體性聚合物之意,其亦可適當使用彈性體性聚合物(例如公知之天然高分子或合成高分子)與導入官能基而得之化合物進行反應而得之聚合物。
又,該些官能基,以可生成由醯胺、酯、內酯、胺基甲酸酯、醚、硫代胺基甲酸酯及硫醚所成之群所選出的至少1個的鍵結之官能基為佳,其中,又以環狀酸酐基、羥基、胺基、羧基、異氰酸酯基、硫醇基等為佳,就組成物中所添加之成份可以更有效率地分散之觀點,以使用環狀酸酐基為特佳。又,該些環狀酸酐基,以琥珀酸酐基、馬來酸酐基、戊二酸酐基、苯二甲酸酐基為佳,其中,就容易導入聚合物側鏈、工業上容易取得等觀點,以馬來酸酐基為較佳。又,前述官能基為環狀酸酐基之情形,例如,導入前述官能基之化合物,可使用琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、苯二甲酸酐及該些之衍生物等的環狀酸酐,將官能基導入彈性體性聚合物(例如公知之天然高分子或合成高分子)亦可。
又,可與前述官能基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物並未有特別之限制,以使用前述「形成氫鍵結性交聯部位之化合物(導入含氮雜環而得之化合物)」為佳。又,可與前述官能基反應而形成共價鍵結性交聯部位之化合物並未有特別之限制,以使用前述「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」為佳。又,形成氫鍵結性交聯部位之化合物(導入含氮雜環而得之化合物),及,形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物),亦可適當使用可與前述官能基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物(例如,含有含氮雜環之聚醇、聚胺、聚硫醇等)。
又,製造該些彈性體成份(彈性體性聚合物(A)~(B))之方法,於使用側鏈具有官能基(例如環狀酸酐基)之彈性體性聚合物,將該彈性體性聚合物,與,可與前述官能基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物,及,可與前述官能基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物及可與前述官能基反應而形成共價鍵結性交聯部位之化合物的混合原料中之至少1種的原料化合物進行反應,而製得具有前述側鏈(a)之前述彈性體性聚合物(A)、側鏈上含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位的前述彈性體性聚合物(B)之方法時,亦可採用將側鏈具有官能基的彈性體性聚合物,於前述原料化合物進行反應之前,將添加成份與側鏈具有官能基的彈性體 性聚合物混合,隨後添加前述原料化合物,進行反應而可於製造彈性體成份的同時,形成組成物之方法(先添加添加成份之方法)。
又,就使添加成份之分散性更為提升,而得到更高度的耐熱性之觀點,於製造彈性體成份(彈性體性聚合物(A)~(B))時,可採用先添加添加成份之方法,於製造彈性體成份時使添加成份予以分散為佳。
製造作為前述彈性體成份(彈性體性聚合物(A)~(B))之前述反應物(I)~(VI)時,其方法並未有特別之限制,其可適當地使用例如,適當地選擇彈性體性聚合物(E1)~(E6),與,與其進行反應之化合物(M1)~(M6),配合形成目的設計的側鏈之方式進行適當反應而製得反應物(I)~(VI)之方法,該些反應條件(溫度條件或環境條件等),可配合作為欲製得之反應物的原料之彈性體性聚合物(E1)~(E6)的官能基或主鏈之種類,甚至可配合進行反應之化合物(M1)~(M6)之種類作適當之設定。
製造該些反應物(I)~(VI)時,例如,可配合目的之設計,將由彈性體性聚合物(E1)~(E6)適當地選出之聚合物添加於加壓混練器,於攪拌中,添加由可與該聚合物進行反應所使用的化合物(M1)~(M6)中適當地選出之化合物,使其進行反應予以製得,此時,可對反應進行所使用之溫度作適當之設定即可。又,製造前述反應物(I)~(VI)時,亦可使用由製造反應物 (I)~(VI)所使用的彈性體性聚合物(E1)~(E6)所適當選出之聚合物,於與由前述化合物(M1)~(M6)所選出之化合物進行反應之前,將該聚合物與添加成份混合,隨後再添加前述化合物,使其進行反應,而可於製造彈性體成份的同時,形成組成物之方法(先添加添加成份之方法)。又,就使添加成份之分散性更為提升,而得到更高的耐熱性之觀點,於製造含有反應物(I)~(VI)之組成物的情形,又以使用先添加前述添加成份之方法為佳。
(添加成份)
本發明之熱塑性彈性體組成物中,與前述彈性體成份之組合中,為含有由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種的添加成份。
該些作為添加成份使用之膨脹石墨,並未有特別之限定,其可使用公知的膨脹石墨。其中,膨脹石墨,只要為受到熱而產生膨張之石墨即可,其可適當地使用可於石墨(例如,天然鱗狀石墨、熱分解石墨、凝析石墨(kish graphite)等)之層間插入化合物等之物質。可插入該些石墨之層間的化合物,可列舉如,硫酸、硝酸等酸,或該些酸之混合物等。該些膨脹石墨,可適當地使用市售物品,例如,可使用富士石墨工業公司製之EXP-50系列、EXP-80系列;伊藤石墨工業公司製之953240系列、 9550系列、9510系列;Kore化學公司製之5099SS-3、60CA-60;中越石墨工業公司製SMF,EMF,SFF,SS;等。
該些膨脹石墨以粉末狀者為佳,其平均粒徑以0.1~100nm為佳,以1~80nm為較佳。該些平均粒徑未達前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。
又,前述作為添加成份之奈米碳管,可列舉如,單層奈米碳管、多層奈米碳管等。該些奈米碳管,就可產生更高物性之觀點,以單層奈米碳管為佳。
該些奈米碳管,以平均直徑0.1~100nm(更佳為0.4~50nm)者為佳。該些平均粒徑未達前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。又,該些奈米碳管,以平均長度為1nm~1mm(更佳為10~100nm)者為佳。又,該些奈米碳管,其長徑比以1~1000(更佳為10~100)者為佳。該些長度或長徑比未達前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。該些奈米碳管可適當地使用市售物品,例如,可使用 巴工業公司製之ED、EP,HP;名城奈米碳公司製之EC1.0,EC1.5,EC2.0;丸紅資訊系統公司製之9000,9100,9110;日本Zeon公司製之ZeonanoSG101;該些之分散液或聚合物母料(masterbatch)品;等。
又,前述作為添加成份之富勒烯並未有特別之限制,其可適當使用公知之物質。又,該些富勒烯為僅由形成閉殼空洞狀的多數碳原子所構成,為叢集之總稱。該些富勒烯,例如,C60、C70、C76、C78、C82、C84、C90、C94,及,C96等的碳叢集所形成之富勒烯。該些富勒烯中,就工業上容易取得、低費用等之觀點,以C60富勒烯、C70富勒烯、及上述富勒烯之混合物(C60富勒烯及C70富勒烯之混合物)為佳,以上述富勒烯之混合物為特佳。又,該些富勒烯可適當地使用市售物品,例如,可使用Frontier Carbon公司製之奈米系列等。
前述作為添加成份之石墨烯,並未有特別之限定,其可適當地使用公知的石墨烯。該些石墨烯就可高分散化、產生更高強度之觀點,以使用石墨烯之奈米粒子(石墨烯奈米粉末)為佳。該些石墨烯之奈米粒子,其平均粒徑以0.1~1000nm為佳,以1~300nm為較佳。該些平均粒徑未達前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。
又,該些石墨烯可適當地使用市售物品,例 如,可使用XG Sciences公司製之鱗片上石墨烯粉末;NanoIntegris公司製之奈米石墨烯水溶液;Graphos公司製之氧化石墨烯G-GOSiO‧Sol-GO‧GO;NiSiNa Materials公司製之機能性氧化石墨烯Rap GO、Rap bGO、Metal/GO、Rap rGO;EM日本公司製石墨烯奈米粉末;和光藥品公司製石墨烯;等。
前述作為添加成份之矽酸鹽系天然奈米纖維,並未有特別之限制,其可適當使用由公知的矽酸鹽所形成之天然奈米纖維。該些矽酸鹽系天然奈米纖維,例如,式:SiO2‧Al2O3‧2H2O、Al2SiO3(OH)4所表示之矽酸鹽(絲狀鋁英石(Imogolite))、式:(Mg,Al)2[Si4O10](OH)-4H2O所表示之矽酸鹽(坡縷石(Palygorskite))、式:SiO2‧Al2O3所表示之矽酸鹽(鋁英石(Allophane))等。
該些矽酸鹽系天然奈米纖維,以平均直徑(外徑之平均)為0.1~10nm(更佳為1~7nm)者為佳。又,矽酸鹽系天然奈米纖維為中空形狀時,以其內徑之平均直徑(內徑之平均)為0.1~8nm(更佳為0.3~6nm)者為佳。該些直徑未達前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。又,該些矽酸鹽系天然奈米纖維,以平均長度為1nm~5μm(更佳為5nm~3μm)者為佳。又,該些矽酸鹽系天然奈米纖維,其長徑比以1~1000(更佳為10~100)者為佳。該些長度或長徑比未達 前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。
該些矽酸鹽系天然奈米纖維,就工業上容易取得、低費用等之觀點,以絲狀鋁英石(Imogolite)、坡縷石(Palygorskite)為佳,以絲狀鋁英石(Imogolite)為特佳。又,該些矽酸鹽系天然奈米纖維,可適當地使用市售物品,例如,可使用Astec公司製Trompa、園藝用鹿沼土等。
前述作為添加成份之倍半矽氧烷為,主鏈骨架為由Si-O鍵結所形成之矽氧烷系的化合物,且具有下述式所表示之倍半矽氧烷構造者為佳,-(RSiO3/2)n- 〔式中,R表示可具有取代基之烷基,n表示整數〕。
又,亦可為聚合物形式。該些倍半矽氧烷構造中之式中的作為R之烷基,以碳數1~30者為佳,以1~20者為較佳。該些碳數未達前述下限時,因不安定而容易分解,而有不易配合之傾向,另一方面,超過前述上限時,因立體障礙過大,而會降低與矽氧烷鍵結之相互作用,而不易分散,又,分子過大時,將會形成異物形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。又,該些倍半矽氧烷構 造中之式中的作為R之烷基所具有的取代基,可列舉如,甲基、乙基、丙基、己基、苯基、乙烯基等。
又,該些倍半矽氧烷構造中之n所表示之整數,以2~100為佳,以8~50為較佳。該些整數n未達前述下限時,將會形成液狀,而會有無法作為填料作用之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。
又,該些倍半矽氧烷以粒子狀者為佳,其平均粒徑以0.1~300nm為佳,以0.5~100nm為較佳。該些平均粒徑未達前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。又,該些倍半矽氧烷,可適當地使用市售物品,例如,可使用信越聚矽氧公司製之KMP-590、KMP-591;Azmax公司製之SST系列;Sigma-Aldrich公司製之POSS;等。
此外,前述作為添加成份之層狀鈦酸化合物,並未有特別之限制,其可適當使用公知之物質。該些層狀鈦酸化合物,可列舉如,下述式所表示之化合物等:MlTinOm〔式中,M表示金屬,l、n、m表示1~30之整數〕。
該些層狀鈦酸化合物,例如,鈦酸鉀K2Ti6O13、鈦酸鋇BaTiO3、鈦酸鍶SrTiO3、鈦酸鈣CaTiO3、鈦酸鎂MgTiO3、鈦酸鉛PbTiO3、鈦酸鋁Al2TiO5、鈦酸鋰Li4Ti5O12等。該些層狀鈦酸化合物,以粒子狀者為佳,其平均粒徑以0.1~500nm為佳,以0.5~300nm為較佳。該些平均粒徑未達前述下限時,將因過度微細而難分散,而會造成物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因過大而會形成異物,形成破壞之源點,而會有造成拉伸物性等降低之傾向。又,該些層狀鈦酸化合物,可適當地使用市售物品,例如,可使用大塚化學公司製之Tismo、Terras、DentellWK;鈦工業公司製之SW-100,SW-300,TC-100;富士鈦工業公司製鈦酸化合物;堺化學工業公司製鈦酸化合物;等。
又,該些添加成份可單獨使用1種,或將2種以上組合使用皆可。又,該些作為添加成份之膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物之中,就工業上容易取得、低費用等之觀點,以膨脹石墨與層狀鈦酸化合物為較佳,以膨脹石墨為更佳。
(組成物)
本發明之熱塑性彈性體組成物,為含有前述彈性體成份,與前述添加成份者。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物,具有極 高度之拉伸強度(以100%模數(modulus)及斷裂強度作為指標之拉伸強度),與具有極高度之耐磨耗性的理由仍尚未明確,但本發明者們推測為以下之內容。即,本發明者推測,首先,因本發明中,彈性體成份為含有至少含有具有氫鍵結性交聯部位之側鏈的彈性體性聚合物(側鏈中,含有側鏈(a);側鏈(a’)及側鏈(b);及側鏈(c)中至少1種之聚合物)者。故首先,該些彈性體性聚合物因可與前述添加成份組合,或於添加成份之間可產生經由氫鍵結等之相互作用等,故可更均勻且高度地分散於聚合物中。因此,該些反應系中為高度分散的前述添加成份與氫鍵結性交聯部位經由相互作用(形成新的氫鍵結等),藉由導入前述作為添加成份之成份的表面,而與彈性體成份形成面交聯。如前所述,前述添加成份為,其中任一者皆可於氫鍵結性交聯部位之間形成面交聯者(即所謂面交聯劑)。因此,形成該些面交聯時,可抑制應力集中於交聯點,而與未含有前述添加成份的情形相比較時,可得到更高的斷裂強度(至斷裂為止的拉伸強度)。又,如上所示,經由反應系中為高度分散的前述添加成份與氫鍵結性交聯部位之相互作用(形成新的氫鍵結等),而可使與氫鍵結性交聯部位經由相互作用所形成的交聯密度更均勻化,而可抑制應力集中於交聯點,而形成耐磨耗性更高的組成物。
另一方面,若不使用側鏈上具有氫鍵結性的交聯部位的彈性體性聚合物(A)及(B)中之至少1種作 為彈性體成份,而僅使用其他彈性體成份時,例如,使用與前述添加成份之組合時,如上所述般,將無法得到有效之效果。對此點進行研究檢討時,首先,一般的熱塑性彈性體,可區分為利用高分子分子鏈間的物理性相互作用所造成的擬似性交聯的形態(經由高分子的分子間力等的相互作用而形成具有弱物理性鍵結之形態),與熱塑性樹脂之基質中分散橡膠之形態等2種。利用該些擬似性交聯形態的熱塑性彈性體,其代表性物體,例如,嵌段聚合物或胺基甲酸酯彈性體等具有軟鏈段與硬鏈段之聚合物等。其中,如上所述般,於未導入具有側鏈的聚合物,而僅利用、擬似性交聯形態的熱塑性彈性體中,添加前述添加成份等填料時,因擬似性交聯點中的相互作用(高分子分子鏈間的物理性相互作用)受到前述添加成份所阻礙,反而會造成高分子的機械性強度降低,而無法達到作為橡膠製品使用的程度。如前所述,由僅利用擬似性交聯的形態之熱塑性彈性體所形成之以往的熱塑性彈性體,將其單純地與前述添加成份組合時,於該組成物中,反而會阻礙擬似性交聯的形成,而降低組成物的機械性強度(拉伸應力等)。又,熱塑性樹脂之基質中,分散有橡膠的形態之熱塑性彈性體中,由該組成內容中得知,前述添加成份等填料,僅得以基質相之形態導入。其中,由不具有上述側鏈的熱塑性樹脂所形成之基質,於基質中並不會形成與前述添加成份之相互作用。因此,單純地導入前述添加成份時,將會造成於某一部份中導入高濃度的前述添加成份, 而另一部份則完全未導入前述添加成份之狀態。其結果,基於前述添加成份濃度之差異,將於彈性體內部中生成硬度之差異,反而會降低機械強度等。因此,熱塑性樹脂之基質中分散有橡膠的形態之熱塑性彈性體中,於使用側鏈不含有氫鍵結性之交聯部位的聚合物之情形,即使單純地導入前述添加成份時,前述添加成份也無法充份分散,而會造成組成物的機械性強度(斷裂強度等)降低。基於該些觀點,本發明者們推測,於彈性體性聚合物(A)及(B),未被利用至作為母體的彈性體成份時,除不僅於前述添加成份之間不會形成相互作用以外,基於前述添加成份之存在,反而會使機械性強度降低,而無法達成作為彈性體(橡膠)所具有的充份之特性。
又,本發明中,本發明者發現於側鏈含有含共價鍵結性交聯部位之彈性體成份時(例如,含有彈性體性聚合物(B)時),經含有共價鍵結性交聯部位之側鏈時,可產生更高水準的耐壓縮永久變形性者。又,彈性體成份中,存在氫鍵結性交聯部位與共價鍵結性交聯部位時(含有彈性體性聚合物(B)之情形、含有彈性體性聚合物(B)與其他彈性體性聚合物的混合物之情形、含有彈性體性聚合物(A)與彈性體性聚合物(B)的混合物之情形、使用彈性體性聚合物(A)與彈性體性聚合物(B)以外的具有側鏈(b)之彈性體性聚合物的混合物之情形等)中,基於存在氫鍵結性交聯部位與共價鍵結性交聯部位之原因,於使用時,可同時產生經由共價鍵結所生 成之更高度的機械強度,與氫鍵結經由加熱時之開裂所產生之更高度的流動性(成型性)。因此,本發明者推測其可配合側鏈的種類適當地變更組成內容,亦可適當地發揮出配合用途所需之特性。又,如上所述般,彈性體性聚合物(B)以外的具有側鏈(b)之彈性體性聚合物,可使用側鏈具有官能基(例如環狀酸酐基)的彈性體性聚合物,將該彈性體性聚合物,與,可與前述官能基反應而形成共價鍵結性交聯部位之化合物(生成共價鍵結之化合物)進行反應,而製造具有前述側鏈(b)的前述彈性體性聚合物之方法而可製得。又,於該情形中,形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物),可使用前述「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」。
以上,為說明經由本發明之熱塑性彈性體組成物所可達到之本發明的效果之理由等,以下將再對本發明之熱塑性彈性體組成物的較佳實施形態(各成份之含有比例的適當條件等)進行說明。
本發明之熱塑性彈性體組成物為含有前述彈性體成份,與前述添加成份者。其中,本發明之熱塑性彈性體組成物中,前述添加成份之含量(含有由2種以上組合的複數成份之情形時,為該些之總量),相對於前述彈性體成份100質量份,為20質量份以下。該些添加成份之含量超過前述上限時,因過多而容易引起分散不良或形成異物,而造成拉伸強度等降低。該些熱塑性彈性體組成物 中,添加成份之含量(總量),相對於前述彈性體成份100質量份,以0.1~10質量份為較佳,以0.5~5質量份為更佳,以1~3質量份為特佳。該些添加成份之含量未達前述下限時,因添加成份之含量過少,而會有無法得到充份效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,將因交聯過強,反而會使伸度或強度降低,而會有不易被利用於各種用途(實用性降低低下)之傾向。
又,該些添加成份為多層之成份時,又以單層之形態存在於組成物中者為佳。該些單層狀形態之添加成份之存在狀態,可使用透過型電子顯微鏡(TEM)測定組成物表面之方式予以確認。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物,可配合所使用的彈性體成份之種類,適當地配合用途賦予特性。例如,使用彈性體性聚合物(A)作為彈性體成份的熱塑性彈性體組成物時,可於組成物中賦予側鏈(a)所衍生之特性,特別是可提高斷裂伸度、斷裂強度、流動性等。又,使用彈性體性聚合物(B)作為彈性體成份之熱塑性彈性體組成物時,可於組成物中賦予側鏈中之共價鍵結性交聯部位所衍生之特性,故特別是可提高對壓縮永久變形之耐性(耐壓縮永久變形性)。又,含有彈性體性聚合物(B)作為彈性體成份之熱塑性彈性體組成物時,於組成物中,除共價鍵結性交聯部位所衍生之特性以外,亦可賦予氫鍵結性交聯部位(側鏈(a’)中所說明之氫鍵結性交聯部位)所衍生之特性,而可於保持流動性(成型性)之 狀態,使耐壓縮永久變形性再向上提升,其可將側鏈之種類或聚合物(B)之種類等做適當之變更,將配合用途所期待之特性,更有效率地發揮。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物,可分別製造將使用彈性體性聚合物(A)作為彈性體成份之熱塑性彈性體組成物,與使用彈性體性聚合物(B)作為彈性體成份之熱塑性彈性體組成物之後,將該些混合,而作為彈性體成份為含有彈性體性聚合物(A)及(B)之熱塑性彈性體組成物。又,本發明中,彈性體成份,只要至少含有彈性體性聚合物(A)及(B)者即可,但組成物中存在共價鍵結性交聯部位,而可更有效率地利用共價鍵結性交聯部位之特性的觀點,亦可與彈性體性聚合物(B)以外之具有側鏈(b)的其他之彈性體性聚合物混合使用。例如,使用由彈性體成份為彈性體性聚合物(A),與彈性體性聚合物(B)以外之具有側鏈(b)的其他之彈性體性聚合物之組合的情形,其與利用由組成物中所含的側鏈所衍生之側鏈上含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位之彈性體性聚合物(B)的熱塑性彈性體組成物,幾乎可賦予相同之特性。又,製造彈性體成份為含有彈性體性聚合物(A)及(B)的熱塑性彈性體組成物之情形,或製造含有彈性體性聚合物(A)及彈性體性聚合物(B)以外之具有側鏈(b)的其他彈性體性聚合物的熱塑性彈性體組成物之情形,可經由適當地變更各成份(例如彈性體性聚合物(A)與彈性體性聚合物(B)之各成 份)之比例,而適當地發揮所期待之特性。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物作為彈性體成份時之含有彈性體性聚合物(A)及(B)之情形,彈性體性聚合物(A)與彈性體性聚合物(B)之含有比例,依質量比(〔聚合物(A)〕:〔聚合物(B)〕),以1:9~9:1為佳,以2:8~8:2為較佳。該些聚合物(A)之含有比例未達前述下限時,會有流動性(成型性)、機械強度不充份之傾向,另外,超過前述上限時,對於壓縮永久變形之耐性會有降低之傾向。
此外,本發明之熱塑性彈性體組成物,為含有彈性體性聚合物(A)外,再含有其他聚合物之彈性體性聚合物(B)以外之具有側鏈(b)的其他之彈性體性聚合物(以下,依情況之不同亦稱為「彈性體性聚合物(C)」)之情形,彈性體性聚合物(A)與彈性體性聚合物(C)之含有比例,依質量比(〔彈性體性聚合物(A)〕:〔彈性體性聚合物(C)〕),以1:9~9:1為佳,以2:8~8:2為較佳。該些聚合物(A)之含有比例未達前述下限時,流動性(成型性)、機械強度會有不充份之傾向,另一方面,超過前述上限時,對壓縮永久變形之耐性會有降低之傾向。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物中,組成物中存在側鏈(a’)與側鏈(b)等二者之情形,該側鏈(a’)之全量與側鏈(b)之全量與,以質量比為基準時,以達1:9~9:1者為佳,以2:8~8:2者為較佳。該 些側鏈(a’)之全量未達前述下限時,流動性(成型性)、機械強度會有不充份之傾向,另一方面,超過前述上限時,對壓縮永久變形之耐性會有降低之傾向。又,該些側鏈(a’)為包含側鏈(a)之概念。因此,僅含有側鏈(a’)之側鏈(a)的情形,上述質量比,以於組成物中存在側鏈(a)與側鏈(b)等二者為佳。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物,可配合必要性,於無損本發明目的之範圍,含有前述彈性體成份以外之聚合物成份(以下,亦僅稱為「他之聚合物」)、石蠟油、補強劑(填充劑)、氫鍵結性補強劑(填充劑)、導入胺基而得之填充劑(以下,亦僅稱為「胺基導入填充劑」)、導入該胺基之填充劑以外的含胺基之化合物、含有金屬元素之化合物(以下,亦僅稱為「金屬鹽」)、馬來酸酐變性聚合物、抗老化劑、抗氧化劑、顏料(染料)、前述石蠟油以外的可塑劑、搖變劑、紫外線吸收劑、難燃劑、溶劑、界面活性劑(包含均染劑)、分散劑、脫水劑、抗鏽劑、接著劑、抗靜電劑、黏土、有機黏土、抗菌劑、防黴劑、填料等之各種添加劑等。該些添加劑等,並未有特別之限制,而可適當使用一般所使用的成份(公知成份)。例如,前述其他之聚合物的石蠟油、補強劑、抗老化劑、抗氧化劑、顏料(染料)、可塑劑等,可適當使用以下所記載之成份。
前述其他之聚合物,可適當地使用彈性體性聚合物(B)以外之具有側鏈(b)的其他之彈性體性聚合 物;不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂;不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物;等。又,其中所稱之「化學鍵結性之交聯部位」,係指經由氫鍵結、共價鍵結等的化學鍵結而形成交聯之部位。因此,本發明中所稱之「不具有化學鍵結性之交聯部位」,係指不具有經由化學鍵結(例如氫鍵結、共價鍵結等)而形成交聯之狀態。
該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂(以下,亦僅稱為「不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂」),可適當地使用經由化學鍵結而形成交聯點的不含有官能基(例如,羥基、羰基、羧基、硫醇基、醯胺基、胺基),且不含有高分子鏈相互間進行直接交聯的鍵結部位(經由共價鍵結之交聯部位等)者。又,該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂,至少為不具有如上所述之側鏈(a)、側鏈(a’)、側鏈(b)、側鏈(c)等的聚合物。
又,其中所稱之「α-烯烴系樹脂」,係指α-烯烴之均聚物、α-烯烴之共聚物。其中所稱之「α-烯烴」,係指α位具有碳-碳雙鍵之烯烴(末端具有碳-碳雙鍵之烯烴:又,該烯烴可為直鏈狀者亦可、支鏈狀者亦可,又以碳數為2~20(更佳為2~10)為佳),例如,乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等。
該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴 系樹脂,只要為α-烯烴之聚合物(聚α-烯烴:可為均聚物亦可、共聚物亦可)即可,並未有特別之限制,例如,聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-乙烯-丁烯共聚物等。該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之中,就對作為母體之彈性體的相溶性之觀點,又以聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物為佳。又,該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂,可單獨使用1種,或將2種以上組合使用皆可。
該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂,以結晶化度為10%以上者為佳,以10~80%者為較佳,以10~75%者為更佳。該些結晶化度未達前述下限時,因樹脂性質極為低落,故使用其製作更高度的機械特性、流動性者時,會有困難之傾向,另一方面,於超過前述上限時,因樹脂的性質過強,故會有不易使機械特性以更高水準之狀態均衡且充份發揮之傾向。又,該些結晶化度,為使用X線繞射裝置(例如,理科公司製之商品名「MiniFlex300」之測定裝置,測定繞射波峰,並計算結晶性/非晶性所產生之散射波峰之積分比所可求得者。
又,該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂,以依JIS K6922-2(2010年發行)為基準所測定之190℃、2.16kg荷重中的熔體流動速率(MFR)為40g/10分鐘以上者為佳。該些熔體流動速率(MFR)未達前述下限時,即使添加於組成物中,也會有不易提升流動性之傾向。又,該些熔體流動速率(MFR),為依 JIS K6922-2(2010年發行)所記載之B法為基準所測定之值,熔體流動速率測定裝置為使用東洋精機製作所製之商品名「Melt Indexer G-01」,於該裝置的爐體內添加前述α-烯烴系樹脂3g之後,使溫度於190℃下保持5分鐘後,於維持190℃下,依荷重2.16kg之條件,由連接於前述爐體底部的直徑1mm、長8mm之筒狀開口(orifice)構件之開口部,以測定10分鐘之間所流出的組成物之質量(g)(於前述爐體內中,溫度於190℃下保持5分鐘後,開始荷重起,開始測定流出之彈性體的質量)之方式而求得。
此外,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之重量平均分子量(Mw),以1萬以上、200萬以下為佳,以3萬以上、150萬以下為較佳,以5萬以上、125萬以下為更佳。該些重量平均分子量未達前述下限時,其機械強度會有降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將會降低對彈性體成份之相溶性,而會有容易引起相分離之傾向。
又,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之數平均分子量(Mn),以1萬以上、200萬以下為佳,以3萬以上、150萬以下為較佳,以5萬以上、125萬以下為更佳。該些數平均分子量未達前述下限時,其機械強度會有降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,將會降低對彈性體成份之相溶性,而會有容易引起相分離之傾向。
又,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯 烴系樹脂之分子量分佈的分散度(Mw/Mn)以5以下為佳,以1~3為較佳。該些分子量分佈之分散度(Mw/Mn)之值未達前述下限時,流動性會有降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,對彈性體成份之相溶性會有降低之傾向。
又,如上所述般,α-烯烴系樹脂之重量平均分子量(Mw)或前述數平均分子量(Mn)及分子量分佈之分散度(Mw/Mn),可使用所謂凝膠滲透色層分析(GPC)法予以求得。又,測定該些分子量等之具體裝置或條件,為使用島津製作所製「Prominence GPC系統」。
又,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之玻璃移轉點,以-150~5℃為佳,以-125~0℃為較佳。該些玻璃移轉點未達前述下限時,因熔點過低而會有造成耐熱性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,添加於彈性體成份之後的橡膠彈性會有容易降低之傾向。又,此處所稱「玻璃移轉點」,如前所述般,為使用差示掃描熱量測定(DSC-Differential Scanning Calorimetry)所測定之玻璃移轉點。該些DSC測定時,升溫速度以10℃/min為佳。
製造該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之方法,並未有特別之限制,其可適當地使用公知的方法。又,該些α-烯烴系樹脂,亦可使用市售物品,例如,可適當地使用三井化學公司製之商品名「Tafmer」;日本聚乙烯公司製之商品名「Novatec HD」 「Novatec LD」「Novatec LL」「Kernel」;Prime聚合物公司製之商品名「Hynex」「Neonex」「Ult-Zex」「Evolue」「Primepolypro」「Polyfine」「Moston L」;Sunallomer公司製之PP等。
本發明之熱塑性彈性體組成物中,再含有前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之情形,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之含量(含有比例),相對於前述彈性體成份100質量份,以800質量份以下為佳,以5~700質量份為較佳,以10~600質量份為更佳,以25~500質量份為特佳,以50~400質量份為最佳。該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之含量未達前述下限時,流動性會有降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,壓縮永久變形會有降低之傾向。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物中,再含有前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之情形,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之含量,相對於前述組成物之總量,以1~90質量%為佳,以3~80質量%為較佳,以5~70質量%為更佳。該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂之含量未達前述下限時,流動性會有降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,壓縮永久變形會有降低之傾向。
又,前述其他之聚合物,就其為不會干擾作為母體的彈性體之交聯反應的成份之觀點,以不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物為佳。又,本發明 者們認為,使用該些苯乙烯嵌段共聚物時,基本上,因不會干擾作為母體的彈性體性聚合物(前述彈性體成份)之交聯構造或製造時之交聯反應等,故不會阻礙已交聯的作為母體的彈性體構造之原有的物性,而可於充份維持前述彈性體成份所衍生之特性之狀態,使苯乙烯嵌段共聚物所衍生之優良機械特性(特別是拉伸特性、壓縮永久變形等),反應(賦予)於本發明之熱塑性彈性體組成物,而可製得具有更高度特性之聚合物。
適用作為該些本發明之熱塑性彈性體組成物之成份的前述苯乙烯嵌段共聚物,為不具有化學鍵結性之交聯部位者。此處所稱「不具有化學鍵結性之交聯部位的」,為與前述α-烯烴系樹脂中所說明之內容具有相同之意義。因此,不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物,可適當地使用經由化學鍵結而形成交聯點的不含有官能基(例如,羥基、羰基、羧基、硫醇基、醯胺基、胺基),且不含有高分子鏈相互間進行直接交聯的鍵結部位(經由共價鍵結之交聯部位等)者。又,該些不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物,至少為不具有如上所述之側鏈(a)、側鏈(a’)、側鏈(b)、側鏈(c)等的聚合物。
又,此處所稱之「苯乙烯嵌段共聚物」,只要為任一部位上具有苯乙烯嵌段構造之聚合物即可。又,一般而言,苯乙烯嵌段共聚物,可使用具有苯乙烯嵌段構造,於常溫下,該苯乙烯嵌段構造之部位產生凝集而形成 物理性交聯點(擬物理性交聯點),且於加熱時,該擬物理性交聯點會產生崩壞等的具有熱塑性且常溫下具有橡膠般之特性(彈性等)者。
又,該些不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物(以下,依情形之不同,亦僅稱為「不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物」),就兼具橡膠彈性與熱塑性之觀點,以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯基-丙烯基-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯基-乙烯基-丙烯基-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯基-丁烯基-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、該些之氫化物(即,氫化物)為佳,以SEBS、SEEPS為較佳。該些苯乙烯嵌段共聚物可單獨使用1種,或將2種以上組合使用皆可。
又,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物,以苯乙烯含量為20~40質量%(更佳為25~37質量%)之苯乙烯嵌段共聚物為佳。該些苯乙烯含量未達前述下限時,因苯乙烯嵌段成份降低而會有造成熱塑性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,因烯烴成份降低而會有造成橡膠彈性降低之傾向。又,該些苯乙烯嵌段苯乙烯嵌段共聚物中之苯乙烯含量,可依JIS K6239(2007年發行)所記載之IR法為基準的方法予以測定。
此外,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的 苯乙烯嵌段共聚物之重量平均分子量(Mw),以20萬以上、70萬以下為佳,以30萬以上、60萬以下為較佳,以35萬以上、55萬以下為更佳。該些重量平均分子量未達前述下限時,耐熱性會有降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,與彈性體性聚合物之相溶性會有降低之傾向。
又,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之數平均分子量(Mn),以10萬以上、60萬以下為佳,以15萬以上、55萬以下為較佳,以20萬以上、50萬以下為更佳。該些數平均分子量未達前述下限時,耐熱性會有降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,與彈性體性聚合物(前述彈性體成份)之相溶性會有降低之傾向。
又,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之分子量分佈的分散度(Mw/Mn),以5以下為佳,以1~3為較佳。又,該些重量平均分子量(Mw)或前述數平均分子量(Mn)及分子量分佈之分散度(Mw/Mn),可依凝膠滲透色層分析(GPC)法予以求得。又,測定該些分子量等之具體裝置或條件,可使用島津製作所製之「Prominence GPC系統」。
又,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之玻璃移轉點,以-80~-40℃為佳,以-70~-50為較佳。該些玻璃移轉點未達前述下限時,因熔點過低而會有造成耐熱性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,橡膠彈性會有降低之傾向。又,此處所稱「玻璃 移轉點」,如前所述般,為使用差示掃描熱量測定(DSC-Differential Scanning Calorimetry)所測定之玻璃移轉點。該些DSC測定時,升溫速度以10℃/min為佳。
製造前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之方法,並未有特別之限制,其可適當地使用公知的方法。又,該些苯乙烯嵌段共聚物,亦可使用市售物品,例如,可適當地使用Kuradon公司製之商品名「G1633」「G1640」「G1641」「G1642」「G1643」「G1645」「G1650」「G1651」「G1652」「G1654」「G1657」「G1660」;Kurare公司製之商品名「S4055」「S4077」「S4099」「S8006」「S4044」「S8006」「S4033」「S8004」「S8007」「S8076」;旭化成公司製之商品名「TuftecH1041」「TuftecN504」「TuftecH1272」「TuftecM1911」「TuftecM1913」「TuftecMP10」;Aron化成公司製之商品名「AR-710」「AR-720」「AR-731」「AR-741」「AR-750」「AR-760」「AR-770」「AR-781」「AR-791」;等。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物中,尚含有前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物時,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之含量(含有比例),相對於前述彈性體成份100質量份,以10~400質量份以下為佳,以15~350質量份為較佳,以20~300質量份為更佳,以30~250質量份為特佳。該些不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之 含量未達前述下限時,因不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物的含量過少,特別是就流動性及加工性之觀點,會有無法得到充份效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,經交聯而得的彈性體所形成之母體構造的特性(前述彈性體成份所衍生之特性)會有降低之傾向。
此外,本發明之熱塑性彈性體組成物中,尚含有前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物時,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之含量,相對於熱塑性彈性體組成物之總量,以5~60質量%為佳,以7~45質量%為較佳,以10~30質量%為更佳。該些不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之含量未達前述下限時,因前述苯乙烯嵌段共聚物之含量過少,特別是就流動性及加工性之觀點,會有無法得到充份效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,經交聯而得的彈性體所形成之母體構造的特性(前述彈性體成份所衍生之特性)會有降低之傾向。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物中,前述其他之聚合物,例如,前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂及前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物以外,也可以適當地使用其他種類之聚合物。該些其他種類之聚合物,例如,聚四氟乙烯(PTFE)、聚異丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸硬脂酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸丙酯、氟橡膠、聚矽氧橡膠(MQ)、氧化聚丙烯、聚二甲基矽氧 烷、丁基橡膠(IIR)、聚氯乙烯、天然橡膠(NR)、聚異戊二烯(IR:異戊二烯橡膠)、聚丁二烯(BR:丁二烯橡膠)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、聚苯乙烯等。
又,前述石蠟油,就可使組成物各種的諸物性不會降低、使流動性更為提升等觀點,可將其作為本發明之熱塑性彈性體組成物所再含有的其他成份(添加劑)。又,該些石蠟油,與前述苯乙烯系嵌段聚合物合併使用時,因油成份可被吸收入嵌段聚合物內,因可同時以極高水準兼具添加油而改善加工性(提高流動性),與添加苯乙烯系嵌段聚合物而提高之機械特性,而得以更充份地維持機械特性或耐熱性之狀態,形成具有更高度的壓出加工性或射出成型性等生產加工性之物。又,使用石蠟油時,例如,由加熱之孔口(例如具有直徑1mm開口部者等)壓出時,由孔口的開口部所壓出之扭轉狀熱塑性彈性體組成物之形狀(股線(Strand)形狀)為具有充份均勻粗度,故具有可製得表面未出現起毛狀態之優良壓出加工性之傾向。該些石蠟油並未有特別之限制,而可適當地使用公知的石蠟油。
又,該些石蠟油,相對於該油而言,可依ASTM D3238-85為基準進行相關的環分析(n-d-M環分析),所分別求取的對石蠟碳數之全碳數的百分率(石蠟部:CP)、對環烷碳數之全碳數的百分率(環烷部:CN),及,對芳香族碳數之全碳數的百分率(芳香族部:CA)之情形中,對石蠟碳數之全碳數的百分率(CP)以 60%以上為佳。
又,該些石蠟油,於依JIS K 2283(2000年發行)為基準所測定之40℃中之動黏度,以50mm2/s~700mm2/s者為佳,以150~600mm2/s者為較佳,以300~500mm2/s者為更佳。該些動黏度(ν)未達前述下限時,會有容易引起油滲出之傾向,另一方面,超過前述上限時,會有無法賦予充份流動性之傾向。又,該些石蠟油之動黏度,為使用於40℃之溫度條件下,依JIS K 2283(2000年發行)為基準所測定之值,例如,可採用使用JIS K 2283(2000年發行)為基準的Cannon-Fenske式黏度計(例如柴田科學公司製之商品名「SO系列」),於40℃的溫度條件下自動測定所得之值。
此外,該些石蠟油,於使用依JIS K2256(2013年發行)為基準的U字管法所測定的苯胺點,以80℃~145℃為佳,以100~145℃為較佳,以105~145℃為更佳。又,該些石蠟油之苯胺點,為使用依JIS K2256(2013年發行)為基準的U字管法所測定之值,例如,可採用JIS K2256(2013年發行)為基準的苯胺點測定裝置(例如田中科學機器公司製之商品名「aap-6」)所測定之值。
又,該些石蠟油,可適當地使用市售物質,例如,可適當地使用JX日鑛日石能量公司製之商品名「Super-Oil M系列P200」、「Super-Oil M系列P400」、「Super-Oil M系列P500S」;出光興產公司製之商品名 「Diana製程油PW90」、「Diana製程油PW150」、「Diana製程油PW380」;日本Sun石油公司製之商品名「SUNPAR系列(110、115、120、130、150、2100、2280等)」;Mobile公司製之商品名「Gargoyle_Arcti系列(1010、1022、1032、1046、1068、1100等)」;等。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物中,再含有前述石蠟油時,前述石蠟油之含量,相對於前述彈性體成份100質量份,以10~600質量份為佳,以50~550質量份為較佳,以75~500質量份為更佳,以100~400質量份為特佳。該些石蠟油之含量未達前述下限時,石蠟油之含量過少時,會有無法充份得到添加石蠟油所可得到之效果(特別是提高流動性及加工性之效果)的傾向,另一方面,超過前述上限時,會有容易引發石蠟油滲出之傾向。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物中,再含有前述石蠟油時,前述石蠟油之含量,相對於熱塑性彈性體組成物之總量,以20~60質量%為佳,以25~55質量%為較佳,以35~55質量%為更佳。該些石蠟油之含量未達前述下限時,因石蠟油之含量過少,特別是就流動性及加工性之觀點,會有無法得到充份效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,會有容易引發石蠟油滲出之傾向。
此外,本發明之熱塑性彈性體組成物就改善流動性、機械特性之觀點,以含有前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂、前述石蠟油及前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之組合者為佳。 即,本發明之熱塑性彈性體組成物,以含有前述彈性體成份、前述添加成份、前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂、前述石蠟油及前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物者為較佳。
如前所述,含有前述彈性體成份、前述添加成份、前述α-烯烴系樹脂、前述石蠟油及前述苯乙烯嵌段共聚物之情形,具有可將耐磨耗性、斷裂強度,及耐壓縮永久變形性等特性,以更高水準且均衡地發揮之傾向。可達成該些效果之理由雖仍未確認,但本發明者推測應為下述理由。即,本發明者們推測,首先,使用前述石蠟油與前述苯乙烯嵌段共聚物組合時,因該些之相溶性極高,故含有前述苯乙烯嵌段共聚物的反應系中,石蠟油可以充份且均勻地分散。又,因前述苯乙烯嵌段共聚物與前述α-烯烴系樹脂具有高度相溶性,故於反應系中也可均勻地分散。又,含有該些前述苯乙烯嵌段共聚物與前述α-烯烴系樹脂之反應系中,因前述彈性體成份對於兩者皆具有高相溶性,故於組成物中,前述彈性體成份會形成充份且均勻分散之成份。又,如前所述,因前述彈性體成份與前述添加成份經相互作用而形成面交聯,故伴隨彈性體成份之分散,添加成份也可以充份分散之狀態存在。如前所述,含有前述彈性體成份、前述添加成份、前述α-烯烴系樹脂、前述石蠟油及前述苯乙烯嵌段共聚物之情形,各成份可形成以更充份之分散狀態。因此,對熱塑性彈性體組成物之特性具有強大影響的前述彈性體成份之狀態,可以前述添 加成份相互作用之狀態(經由面交聯而形成更強鍵結之狀態)充份地分散,而得以均衡且充份發揮更高度的機械強度或耐熱性。此外,該些反應系中,可經由前述α-烯烴系樹脂之原因,而可達成更高度的流動性(加熱時之流動性)。又,前述苯乙烯嵌段共聚物,因可經由添加量而調節機械強度,故也可調整至所期待的機械物性。因此,於含有前述彈性體成份、前述添加成份、前述α-烯烴系樹脂、前述石蠟油及前述苯乙烯嵌段共聚物的反應系中,可充份地得到可發揮出更高水準且具均衡性的耐磨耗性、拉伸強度、耐壓縮永久變形性等特性之效果。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物中,可再含有的前述補強劑(填充劑),可列舉如,碳黑、二氧化矽、碳酸鈣等。二氧化矽以使用濕式二氧化矽者為佳。
又,前述抗老化劑,例如,可適當地使用受阻酚(hindered phenol)系、脂肪族及芳香族之受阻胺(hindered amine)系等化合物。又,前述抗氧化劑,例如,可適當地使用丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基苯甲醚(BHA)等。又,前述顏料,例如,可適當地使用氧化鈦、氧化鋅、群青、氧化鐵紅、鋅鋇白(lithopone)、鉛、鎘、鐵、鈷、鋁、鹽酸鹽、硫酸鹽等的無機顏料、偶氮顏料、銅酞青顏料等的有機顏料等,又,前述可塑劑,例如,可適當地使用由安息香酸、苯二甲酸、偏苯三甲酸、苯均四酸、己二酸、癸二酸、富馬酸、馬來酸、依康酸、枸橡酸等的衍生物起,至聚酯、聚醚、環氧系等。 又,前述可塑劑(軟化劑),就使流動性更為提升之觀點,可適當地使用可使用於熱塑性彈性體之成份,例如,可使用油類。又,該些添加劑等,亦可適當地使用特開2006-131663號公報所例示之內容。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物,於含有前述彈性體成份、前述添加成份、前述不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂、前述石蠟油及前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物以外的其他成份(例如,前述添加劑等)時,前述其他成份之含量並未有特別之限制,於聚合物類、補強材(填充劑)之情形,其分別相對於前述彈性體成份100質量份,以400質量份以下為佳,以20~300質量份為較佳。該些其他之成份的含量未達前述下限時,使用其他成份時,會有無法充份達成效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,雖依所使用的成份種類而有所差異,但仍會有基質的彈性體之效果降低、物性降低等傾向。
前述的其他之成份,為其他添加劑時(為聚合物類、補強材(填充劑)以外成份之情形),前述其他之成份的含量,分別以相對於前述彈性體成份100質量份,為20質量份以下為佳,以0.1~10質量份為較佳。該些其他之成份的含量未達前述下限時,使用其他成份時,會有無法充份達成效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,對基質的彈性體之反應會產生不良影響,反而會有造成物性降低之傾向。
本發明之熱塑性彈性體組成物,經由加熱(例如加熱至100~250℃)後,會使於氫鍵結性交聯部位所形成之氫鍵結,或含有其他交聯之構造(含有苯乙烯嵌段共聚物之情形時,為物理性交聯等)形成解離等而軟化,而賦予其流動性。其理由推測主要為,因加熱而會降低分子間或分子內所形成的側鏈相互間之相互作用(主要為氫鍵結之相互作用)所造成之結果。又,本發明中,於側鏈上,因至少含有含氫鍵結性交聯部位之彈性體成份等,故經由加熱賦予其流動性後,再予放置時,因解離之氫鍵結會再度形成鍵結而硬化,故具有該組成內容時,熱塑性彈性體組成物可更有效率地產生再循環性。
又,本發明之熱塑性彈性體組成物,以依JIS K6922-2(2010年發行)為基準所測定之230℃、10kg荷重中之熔體流動速率(MFR)為2g/10分鐘以上為佳,以4g/10分鐘以上為較佳,以8g/10分鐘以上為更佳。該些熔體流動速率(MFR)未達前述下限時,會有無法產生充份加工性之情形的傾向。又,該些熔體流動速率(MFR),為依JIS K6922-2(2010年發行)所記載之B法為基準所測定之值,熔體流動速率測定裝置為使用東洋精機製作所製之商品名「Melt Indexer G-01」,於該裝置的爐體內添加3g熱塑性彈性體組成物之後,將溫度設定為230℃,保持5分鐘後,於維持230℃下,依10kg荷重之條件,由連接於前述爐體底部的直徑1mm、長8mm之筒狀開口(orifice)構件之開口部,以測定(於前述爐體內,將 溫度設定為230℃,保持5分鐘後開始荷重,並開始測定所流出的彈性體之質量)10分鐘之間所流出的彈性體之質量(g)的方式而求得。
此外,本發明之熱塑性彈性體組成物,減少5%重量時之溫度以320℃以上為佳,以325℃以上為較佳。該些減少5%重量時之溫度未達前述下限時,會有耐熱性劣化之傾向。又,該些減少5%重量時之溫度,可依下述方式求得,準備10mg之熱塑性彈性體組成物作為測定試料,使用熱重量測定裝置(TGA)作為測定裝置,以升溫速度10℃/min之條件加熱,測定由初期重量(10mg)減少5%重量時之溫度的方式而求得。
本發明之熱塑性彈性體組成物,例如,可使橡膠彈性活化,而使用於各種的橡膠用途上。或使用其作為熱熔膠接著劑,或使用含有其之添加劑時,可提高耐熱性及回收性,而為較佳。本發明之熱塑性彈性體組成物,可適用於:熱熔膠接著劑或含有其之添加劑、自動車用橡膠零件、橡皮管、帶、薄片、抗震橡膠、輥、襯料、橡膠布、密封材料、手提袋、緩衝材料、醫療用橡膠(注射器墊圈、套筒、導管)、墊圈(家電用、建築用)、瀝青改質劑、鞋類、夾具類、玩具、靴、涼鞋、鑰匙墊、齒輪、PET瓶蓋墊、影印機用橡膠零件、墊材、塗料‧塗覆材、印刷用塗料等用途。
上述自動車用橡膠零件,具體而言,可列舉如,輪胎胎面、汽車構架、側壁、內襯、踏墊、皮帶部等 之輪胎各部;外裝之散熱器格柵、側邊防撞條、裝飾(支柱、後架、整流罩頂部)、空力皮套件(氣壩、擾流板)、輪蓋、氣密條、皮帶條、排氣縫條、進氣口、膨脹罩、換氣口零件、防碰撞零件(檔泥板、側邊飾板、其他(車窗、罩、皮帶))、標示類;車門、車燈、雨刷之氣密條、玻璃滑槽、玻璃滑槽道等之內裝窗框用零件;空氣傳導橡皮管、冷卻橡皮管、煞車橡皮管;曲軸套、器門桿套、頂罩墊圈、A/T油冷橡皮管、變速箱油、P/S橡皮管、P/S油封等之潤滑油系零件;燃料橡皮管、排放控制橡皮管、進料橡皮管、膜片類等之燃料系零件;引擎腳座、汽油幫浦腳座等之抗震用零件;CVJ套筒、齒桿與小齒輪套筒等之套筒類;A/C橡皮管、A/C封條等之空調用零件;正時皮帶、發動機用皮帶等帶狀零件;車窗密封底漆、乙烯基塑溶膠底漆、嫌氣性底漆、車體底漆、點焊底漆等之底漆類;等。
又,橡膠改質劑,例如,於室溫下會引起冷流現象之樹脂或橡膠中含有抗流動劑時,可防止壓出時之流動或冷流現象。
本發明之熱塑性彈性體組成物,除為可具有更高度的耐熱性的同時,依斷裂強度為基準時,為具有更高拉伸特性者。又,該些熱塑性彈性體組成物中,經由變更組成內容時,也可適當地發揮配合用途的必要特性(例如,自體修復性等特性)。如前所述,經由適當地變更組成內容時,而可配合熱塑性彈性體組成物之用途,而可將 必要之特性均衡地適當發揮,因此,如上所述般,於使用於各種用途時,可配合該用途所需的必要特性,將組成物中的成份之種類(組成內容)適當地變更使用為佳。
以上,為對本發明之熱塑性彈性體組成物的說明,以下內容,將說明製造本發明之熱塑性彈性體組成物之方法中,較適合使用之方法。
適合製造本發明之熱塑性彈性體組成物之方法,例如,包含:將側鏈具有官能基的彈性體性聚合物(E),與由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種的添加成份進行混合而製得混合物之第一步驟,與於前述混合物中,添加與前述環狀酸酐基反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物(I),及,與前述化合物(I)及前述環狀酸酐基進行反應而形成共價鍵結性交聯部位的化合物(II)之混合原料中之至少1種的原料化合物(M),經前述彈性體性聚合物(E)與前述原料化合物(M)反應結果,而製得熱塑性彈性體組成物之第二步驟;其中,前述第二步驟中所得之前述熱塑性彈性體組成物為含有,由具有側鏈含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(A),及,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及 共價鍵結性交聯部位,且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種,且,其含量為相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下之添加成份,而得之組成物,及,於前述第一步驟中,為以前述熱塑性彈性體組成物中的前述添加成份之含量相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下之比例使用前述添加成份,將前述彈性體性聚合物(E),與前述添加成份混合之方法等。以下,將對該些方法,分為第一步驟與第二步驟之方式分別說明。
(第一步驟)
第一步驟為,將側鏈具有環狀酸酐基之彈性體性聚合物(E),與前述添加成份混合而製得混合物之步驟。
其中,「側鏈具有官能基的彈性體性聚合物(E)」係指,形成聚合物之主鏈的原子上之官能基(例如環狀酸酐基)形成化學性安定鍵結(共價鍵結)之彈性體性聚合物之意,例如,可適當地利用可形成前述彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈部份的聚合物,與導入官能基(例如環狀酸酐基)之化合物進行反應之方式而可製 得。
又,可形成該些主鏈部份的聚合物,只要為一般的公知天然高分子或合成高分子,且其玻璃移轉點為室溫(25℃)以下之聚合物所形成者即可(即,由所謂之彈性體所形成者即可),而未有特別之限制。
可形成該些彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈部份的聚合物,例如,天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、1,2-丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、氯平橡膠(chloroprene rubber)(CR)、丁基橡膠(IIR)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)等之二烯系橡膠及該些之氫化物;乙烯-丙烯橡膠(EPM)、乙烯-丙烯酸橡膠(AEM)、乙烯-丁烯橡膠(EBM)、氯磺化聚乙烯、丙烯酸基橡膠、氟橡膠、聚乙烯橡膠、聚丙烯橡膠等之烯烴系橡膠;環氧氯丙烷橡膠;多硫化橡膠;聚矽氧橡膠;胺基甲酸酯橡膠;等。
又,可形成該些彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈部份的聚合物,亦可為含有樹脂成份之彈性體性之聚合物,例如,可氫化之聚苯乙烯系彈性體性聚合物(例如,SBS、SIS、SEBS等)、聚烯烴系彈性體性聚合物、聚氯乙烯系彈性體性聚合物、聚胺基甲酸酯系彈性體性聚合物、聚酯系彈性體性聚合物、聚醯胺系彈性體性聚合物等。
此外,可形成該些彈性體性聚合物(A)~ (B)之主鏈部份的聚合物,以由二烯系橡膠、二烯系橡膠之氫化物、烯烴系橡膠、可氫化之聚苯乙烯系彈性體性聚合物、聚烯烴系彈性體性聚合物、聚氯乙烯系彈性體性聚合物、聚胺基甲酸酯系彈性體性聚合物、聚酯系彈性體性聚合物,及,聚醯胺系彈性體性聚合物中所選出之至少1種所形成者為佳。又,該些聚合物,就容易導入適合作為環狀酸酐基的馬來酸酐基之觀點,以二烯系橡膠為佳,就耐老化性之觀點,以烯烴系橡膠為佳。
又,可導入前述官能基(例如環狀酸酐基)之化合物,例如,琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、苯二甲酸酐及該些之衍生物等的環狀酸酐。
又,第一步驟所使用的彈性體性聚合物(E)為側鏈具有環狀酸酐基之彈性體性聚合物時,該環狀酸酐基,以琥珀酸酐基、馬來酸酐基、戊二酸酐基、苯二甲酸酐基為佳,其中,就對原料具有高反應性,且容易取得工業上之原料等觀點,以馬來酸酐基為較佳。
此外,該側鏈具有些環狀酸酐基之彈性體性聚合物,可依通常進行之方法,例如,於可形成彈性體性聚合物(A)~(B)之主鏈部份的聚合物上,依通常進行之條件,例如,可使用加熱下之攪拌等,而使環狀酸酐接枝聚合之方法而可製得。又,該側鏈具有些環狀酸酐基之彈性體性聚合物,亦可使用市售物品。
該側鏈具有些環狀酸酐基之彈性體性聚合物之市售物品,例如,LIR-403(Kurare公司製)、LIR- 410A(Kurare公司試作品)等之馬來酸酐變性異戊二烯橡膠;LIR-410(Kurare公司製)等之變性異戊二烯橡膠;Krynac 110、221、231(Polysa公司製)等之羧基變性腈橡膠;CPIB(日石化學公司製)、HRPIB(日石化學公司實驗試作品)等之羧基變性聚丁烯;Nucrel(三井杜邦聚化學公司製)、Ukuron(三菱化學公司製)、Tafmer M(例如,MP0610(三井化學公司製)、MP0620(三井化學公司製))等之馬來酸酐變性乙烯-丙烯橡膠;Tafmer M(例如,MA8510、MH7010、MH7020(三井化學公司製)、MH5010、MH5020(三井化學公司製)、MH5040(三井化學公司製))等之馬來酸酐變性乙烯-丁烯橡膠;Adtex系列(馬來酸酐變性EVA)、乙烯‧甲基丙烯酸酯‧馬來酸酐共聚物(日本聚烯烴公司製)、HPR系列(馬來酸酐變性EEA、馬來酸酐變性EVA(三井‧杜邦聚烯烴公司製))、Bondfast系列(馬來酸酐變性EMA(住友化學公司製))、Dumine系列(馬來酸酐變性EVOH(武田藥品工業公司製))、Bondine(乙烯‧丙烯酸酯‧馬來酸酐三元共聚物(Adfina公司製))、Tuftec(馬來酸酐變性SEBS、M1943(旭化成公司製))、Kuradon(馬來酸酐變性SEBS、FG1901,FG1924(Kuradon聚合物公司製))、Tufprene(馬來酸酐變性SBS、912(旭化成公司製))、Septon(馬來酸酐變性SEPS(Kurare公司製))、Luxpal(馬來酸酐變性EVA、ET-182G、224M、234M(日本聚烯烴公司製))、Aurorene(馬來酸酐變性 EVA、200S、250S(日本製紙化學公司製))等之馬來酸酐變性聚乙烯;Admer(例如,QB550、LF128(三井化學公司製))等之馬來酸酐變性聚丙烯;等。
又,該側鏈具有些環狀酸酐基之彈性體性聚合物,以馬來酸酐變性彈性體性聚合物(E1)為佳,其中,就高分子量且高強度之觀點,以馬來酸酐變性乙烯-丙烯橡膠、馬來酸酐變性乙烯-丁烯橡膠、乙烯‧甲基丙烯酸酯‧馬來酸酐共聚物為較佳。又,側鏈具有前述環狀酸酐基之彈性體性聚合物,可單獨使用1種,或將2種以上組合使用皆可。
又,第一步驟所使用的彈性體性聚合物(E),以前述彈性體性聚合物(E1)~(E6)為佳。
此外,第一步驟所使用的前述添加成份,為與上述本發明之熱塑性彈性體組成物中所說明者為相同之內容(其較佳者亦為相同之內容)。
又,本發明中,前述彈性體性聚合物(E)與後述原料化合物(M)進行反應結果,形成最終產物(目的產物)之熱塑性彈性體組成物中的彈性體成份(彈性體性聚合物(A)及/或(B)),前述彈性體性聚合物(E)之主鏈部份,即可以該彈性體成份之方式包含於聚合物之主鏈部份。
又,第一步驟,為製得將前述彈性體性聚合物(E),前述添加成份混合而得之混合物。其中,於前述彈性體性聚合物(E)中添加該添加成份時,為使前述 添加成份得以充份分散,可預先使彈性體性聚合物(E)塑化後,再添加前述添加成份之方法為佳。
如前所述,使前述彈性體性聚合物(E)塑化之方法,並未有特之限制,例如,可適當地將該些於可進行塑化之溫度(例如100~250℃左右)下,使用滾筒、捏合機、壓出機、萬能攪拌機等進行單純混練之方法。該些彈性體性聚合物(E)進行塑化時的溫度等之條件,並未有特別之限制,其可配合所含有的成份之種類(彈性體性聚合物(E)之種類等)等,作適當之設定即可。
又,該些混合物之製造步驟中,以最後所得之熱塑性彈性體組成物中的前述添加成份之含量,相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下(更佳為0.1~10質量份、更較佳為0.5~5質量份、特佳為1~3質量份)之比例,使用前述添加成份,將前述彈性體性聚合物(E)與前述添加成份混合者為佳。該些添加成份之含量超過前述上限時,因交聯過強,反而會有使伸度或強度降低之傾向,另一方面,未達前述下限時,因前述添加成份之量過少,而會有造成使用前述添加成份所可達成之效果降低的傾向。
又,該些混合物中,前述添加成份之含量,相對於前述彈性體性聚合物(E)100質量份,以20質量份以下為佳,以0.5~5質量份為較佳,以1~3質量份為更佳。該些含量未達前述下限時,因前述添加成份之量過少,而會有造成使用前述添加成份所可達成之效果降低的 傾向。另一方面,超過前述上限時,因交聯過強,反而會有使伸度或強度降低之傾向。又,使用該些含量之前述添加成份時,可使最後所得之熱塑性彈性體組成物中的前述添加成份之含量為前述範圍內之值。
此外,形成該些混合物時所使用的前述添加成份之量,相對於前述彈性體性聚合物(E)中之官能基1mmol,前述添加成份以0.01g~2.0g(更佳為0.02~1.0g)之比例含有為佳。相對於該些彈性體性聚合物(E)中的官能基1mmol,添加成份之比例未達前述下限時,因添加成份之量過少,而會有造成效果降低之傾向。另一方面,超過前述上限時,因交聯過強,反而會有使伸度或強度降低之傾向。又,添加成份之含量為該些比例之範圍內時,可對於官能基之導正具有相互作用,而可使前述添加成份得到更高分散性之傾向。
又,該些混合物中,又就增加流動性、機械強度之觀點,可再含有不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂、石蠟油、不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物等。該些不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂、石蠟油及不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物,分別與上述本發明之熱塑性彈性體組成物中所說明之不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂、石蠟油及不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物為相同之內容(其各個較佳之例示亦為相同之內容)。
又,如前所述,再含有不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂及/或石蠟油及/或不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之情形中,彈性體性聚合物(E),與前述添加成份,與不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂及/或石蠟油及/或不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物之添加順序,並未有特別之限制,就使前述添加成份的分散性更向上提升之觀點,以製得含有前述彈性體性聚合物(E),與前述α-烯烴系樹脂及/或前述石蠟油及/或前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物的混合物之前驅體之後,再於該前驅體中添加前述添加成份者為佳。
又,前述混合物中含有前述α-烯烴系樹脂(不具有化學鍵結性之交聯部位的α-烯烴系樹脂)時,前述α-烯烴系樹脂之含量,相對於前述彈性體成份100質量份,以800質量份以下(更佳為5~700質量份、更較佳為10~600質量份、特佳為25~500質量份、最佳為50~400質量份)為佳。該些α-烯烴系樹脂之含量超過前述上限時,機械特性(斷裂強度、壓縮永久變形)會有降低之傾向,另一方面,未達前述下限時,流動性會有降低之傾向。又,該些混合物中,前述α-烯烴系樹脂之含量,相對於彈性體性聚合物(E)100質量份,以800質量份以下(更佳為5~700質量份、更較佳為10~600質量份、特佳為25~500質量份、最佳為35~400質量份)為佳。該些含量未達前述下限時,機械特性(斷裂強度、壓縮永久變 形)會有降低之傾向,另一方面,未達前述下限時,流動性會有降低之傾向。
又,前述混合物中含有前述石蠟油時,石蠟油含量,相對於前述彈性體成份100質量份,以600質量份以下為佳,以10~600質量份為較佳,以50~550質量份為更佳,以75~500質量份為特佳,以100~400質量份為最佳。又,前述混合物中含有前述不具有化學鍵結性之交聯部位的苯乙烯嵌段共聚物時,相對於前述彈性體成份100質量份,以600質量份以下為佳,以10~600質量份為較佳,以15~550質量份為更佳,以20~500質量份為特佳,以30~400質量份為最佳。
又,於配合最後所得的熱塑性彈性體組成物之用途等時,於無損本發明目的之範圍,於前述化合物中,可再含有前述彈性體成份、前述α-烯烴系樹脂及前述苯乙烯嵌段共聚物以外之聚合物、補強劑(填充劑)、導入胺基而得之填充劑(以下,亦僅稱為「胺基導入填充劑」)、導入該胺基之填充劑以外的含胺基之化合物、含有金屬元素之化合物(以下,亦僅稱為「金屬鹽」)、馬來酸酐變性聚合物、抗老化劑、抗氧化劑、顏料(染料)、可塑劑、搖變劑、紫外線吸收劑、難燃劑、溶劑、界面活性劑(包含均染劑)、分散劑、脫水劑、抗鏽劑、接著劑、抗靜電劑、填料等之各種添加劑等的其他之成份。如前所述,於前述混合物中含有其他成份時,可使於最後所製得之熱塑性彈性體組成物中,適當地含有該些成 份。又,該些添加劑等,並未有特別之限制,其可適當地使用一般常用之成份。又,該些添加劑等,可適當地使用上述本發明之熱塑性彈性體組成物中所說明之成份。
又,該些其他之成份的含量中,前述其他之成份為聚合物類、補強材(填充劑)時,相對於前述彈性體成份100質量份,以500質量份以下為佳,以20~400質量份為較佳。該些其他之成份的含量未達前述下限時,使用其他成份時,會有無法充份達成效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,雖依所使用的成份種類而有所差異,但仍會有基質的彈性體之效果降低、物性降低等傾向。
又,其他之成份,為其他添加劑時(為聚合物類、補強材(填充劑)以外成份之情形),前述其他之成份的含量相對於前述彈性體成份100質量份,以20質量份以下為佳,以0.1~10質量份為較佳。該些其他之成份的含量未達前述下限時,使用其他成份時,會有無法充份達成效果之傾向,另一方面,超過前述上限時,對基質的彈性體之反應會產生不良影響,反而會有造成物性降低之傾向。
(第二步驟)
第二步驟為,於前述混合物中,添加與前述環狀酸酐基反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物(I),及,與前述化合物(I)及前述環狀酸酐基進行反應而形成共價 鍵結性交聯部位的化合物(II)之混合原料中之至少1種的原料化合物(M),經前述聚合物與前述原料化合物進行反應之方式,而製得熱塑性彈性體組成物之步驟。
與前述環狀酸酐基進行反應而形成氫鍵結性交聯部位之化合物(I),可適當地使用與上述本發明之熱塑性彈性體組成物中所說明之形成氫鍵結性交聯部位之化合物(導入含氮雜環而得之化合物)為相同之化合物,例如,可為上述本發明之熱塑性彈性體組成物中所說明之含氮雜環之化合物,或,前述含氮雜環上與馬來酸酐等的環狀酸酐基進行反應的取代基(例如,羥基、硫醇基、胺基等)所鍵結之化合物(具有前述取代基之含氮雜環)皆可。又,該些化合物(I),可使用形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物(可同時導入氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物)(又,具有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的側鏈,亦可稱為具有氫鍵結性交聯部位之側鏈的較佳形態之一)。
又,該些化合物(I)之內容,並未有特別之限制,其可配合目的聚合物中的側鏈之種類(側鏈(a)或側鏈(a’)),如上所述般,可適當地使用選擇使用由化合物(I)中的適合之化合物。該些化合物(I),就可得到更高反應性之觀點,以可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基的三唑、吡啶、噻二唑、咪唑、異三聚氰酸酯、三及乙內醯脲為佳,以具有前述取代基的三 唑、吡啶、噻二唑、咪唑、異三聚氰酸酯、三及乙內醯脲為較佳,以具有前述取代基的三唑、異三聚氰酸酯、三為更佳,以具有前述取代基的三唑為特佳。又,可具有該些取代基的三唑、吡啶、噻二唑、咪唑及乙內醯脲,例如,4H-3-胺基-1,2,4-三唑、胺基吡啶、胺基咪唑、胺基三、胺基異三聚氰酸酯、羥基吡啶、羥基乙基異三聚氰酸酯等。
又,與前述環狀酸酐基進行反應而形成共價鍵結性交聯部位的化合物(II),其可適當地使用與上述本發明之熱塑性彈性體組成物中所說明的「形成共價鍵結性交聯部位的化合物(生成共價鍵結之化合物)」為相同之化合物(適合作為該化合物者亦為相同之內容)。又,該些化合物(II)可使用形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物(可同時導入氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物)(又,具有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的側鏈,亦可稱為具有共價鍵結性交聯部位之側鏈的較佳形態之一)。
該些化合物(II),就耐壓縮永久變形性之觀點,以三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺、聚醚聚醇為佳,以三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺為較佳,以三羥基乙基異三聚氰酸酯為更佳。
又,前述化合物(I)及/或(II),就導入氫鍵結性交聯部位之觀點,以使用具有羥基、硫醇基、胺 基及亞胺基中之至少1種的取代基之化合物為佳。此外,前述化合物(I)及/或(II),就可更有效率地於組成物中導入氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者之觀點,以使用可與前述官能基(例如前述環狀酸酐基)進行反應,而形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物(可同時導入氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物)為佳。該些形成氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位等二者的化合物,可適當地使用前述含雜環之聚醇、前述含雜環之聚胺、前述含雜環之聚硫醇,其中,又以三羥基乙基異三聚氰酸酯為特佳。
又,前述原料化合物(M)(化合物(I)及/或化合物(II))之添加量中,該些之總量(僅使用一者之化合物之情形,為該一者化合物之量),相對於前述混合物中的前述彈性體性聚合物(E)100質量份,以0.1~10質量份為佳,以0.3~7質量份為較佳,以0.5~5.0質量份為更佳。該些化合物(I)及化合物(II)之添加量(以質量份為基準之量)未達前述下限時,因量過少而無法提高交聯密度,而會有無法產生所期待之物性的傾向,另一方面,超過前述上限時,因量過多而造成分支過多,而會有降低交聯密度之傾向。
又,前述原料化合物(M)(化合物(I)及/或化合物(II))之添加量(化合物(I)及/或化合物(II)之總量:僅使用一者之化合物之情形,為該一者化 合物之量),並未有特別之限制,於該化合物中含有胺、醇等活性氫之情形中,相對於前述官能基(例如前述環狀酸酐基)100莫耳%,該化合物中之胺、醇等的活性氫以20~250莫耳%之量為佳,以50~150莫耳%之量為較佳,以80~120莫耳%之量為更佳。該些添加量未達前述下限時,會降低所導入的側鏈之量,因不易製得交聯密度極高之產物,故會有使拉伸強度等的物性降低之傾向,另一方面,超過前述上限時,因所使用的化合物之量過多,造成分支過多,反而會有使交聯密度降低之傾向。
使用化合物(I)及化合物(II)等二者之情形,化合物(I)及化合物(II)之添加順序並未有特別之限制,先添加任何一者皆可。又,使用化合物(I)及化合物(II)等二者之情形,化合物(I),可與側鏈具有前述官能基(例如前述環狀酸酐基)的彈性體性聚合物中之前述官能基(例如前述環狀酸酐基)的一部份進行反應。如此,於未反應的前述官能基(未反應的官能基)上,經與化合物(II)反應而可形成共價鍵結性交聯部位。此處所稱之一部份,以相對於官能基(例如前述環狀酸酐基)100莫耳%為1莫耳%以上、50莫耳%以下為佳。於該範圍時,於所製得之彈性體性聚合物(B)中,可充份發揮導入化合物(I)所衍生之基(例如含氮雜環等)的效果,而具有可使回收性再向上提升之傾向。又,化合物(II),可就達成適當個數(例如,1分子中為1~3個)之經由共價鍵結產生之交聯的方式,與前述環狀酸酐基進 行反應者為佳。
經前述聚合物與前述原料化合物(化合物(I)及/或化合物(II))進行反應時,可使前述聚合物所具有的官能基(例如前述環狀酸酐基)與前述原料化合物(M)(前述化合物(I)及/或化合物(II))形成化學鍵結。該些前述聚合物(E)與前述原料化合物(M)進行反應(使環狀酸酐基開環)時之溫度條件並未有特別之限制,可配合前述化合物與環狀酸酐基之種類,調整至可使該些進行反應之溫度即可,就可瞬間進行軟化反應之觀點,以100~250℃為佳,以120~230℃為較佳。
經由該些反應,因可於前述化合物(I)與環狀酸酐基進行反應之處,至少可形成氫鍵結性交聯部位,故可於前述聚合物之側鏈上,含有氫鍵結性交聯部位(具有含羰基之基及/或含氮雜環之部位,更佳為具有含羰基之基及含氮雜環之部位)。經由該些反應所形成(導入)之側鏈,亦可為含有上述式(2)或(3)所表示之構造者。
又,經由該些反應,於前述化合物(II)與環狀酸酐基進行反應之部位中,至少會形成共價鍵結性交聯部位,故可使前述聚合物的側鏈形成為含有共價鍵結性交聯部者(側鏈(b)或側鏈(c))。隨後,經由該些反應,可使所形成之側鏈形成為含有上述式(7)~(9)所表示之構造者。
又,該些聚合物中之側鏈的各基(構造), 即,未反應之環狀酸酐基、上述式(2)、(3)及(7)~(9)所表示之構造等,可使用NMR、IR圖譜等通常使用的分析手段予以確認。
又,該些反應所使用的前述原料化合物(M),以前述化合物(M1)~(M6)為佳。使用該些化合物(M1)~(M6)時,即可製得前述反應物(I)~(VI)。
又,本發明中,就與官能基之反應得以更有效率地進行之觀點,具有前述反應所使用的官能基之彈性體性聚合物(E),與前述原料化合物(M)之組合,可為下述組合(I)~(VI): 馬來酸酐變性彈性體性聚合物(E1)與前述化合物(M1)之組合(I);含羥基之彈性體性聚合物(E2)與前述化合物(M2)之組合(II);含羧基之彈性體性聚合物(E3)與前述化合物(M3)之組合(III);含胺基之彈性體性聚合物(E4)與前述化合物(M4)之組合(IV);含烷氧基矽烷基之彈性體性聚合物(E5)與前述化合物(M5)之組合(V);及含環氧基之彈性體性聚合物(E6)與前述化合物(M6)之組合(VI);中之任一種之情形時,以其可選擇使用前述彈性體性聚合 物(E)與原料化合物(M)而為較佳。依此方式,經由使前述彈性體性聚合物(E)與原料化合物(M)組合進行反應時,前述彈性體成份可為由前述反應物(I)~(VI)所成之群所選出之至少1種的反應物。
依此方式,即可製得含有:具有含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」之側鏈(a),且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(A),及,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位,且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與相對於前述彈性體成份100質量份,含有比例為20質量份以下之前述添加成份,所得之組成物。
又,依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物中的彈性體性聚合物(A)、彈性體性聚合物(B),各聚合物中之側鏈(a)、側鏈(a’)、側鏈(b)、側鏈(c),為分別與環狀酸酐基進行反應所衍生之側鏈(例如,含有上述式(2)、(3)及(7)~(9)所表示之構造的側鏈等)以外,其他皆與上述本發明之熱塑性彈性體組成物中所說明之彈性體性聚合物(A)、彈性體性聚合物(B)為相同之內容。
又,本發明中,就取得之容易性、高度之反應性等觀點,前述側鏈具有官能基的彈性體性聚合物為馬 來酸酐變性彈性體性聚合物(E1);前述原料化合物(M)為:可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之吡啶、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之噻二唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之咪唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之異三聚氰酸酯、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之乙內醯脲、三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺,及,聚醚聚醇中之至少1種的化合物;且,前述彈性體成份為由前述馬來酸酐變性彈性體性聚合物(E1)與前述原料化合物之反應物(反應物(I)的較佳實施形態)所成之群所選出之至少1種為佳。即,本發明中,前述彈性體成份,以馬來酸酐變性彈性體性聚合物(E1),與,由可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之吡啶、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之噻二唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之咪唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之異三聚氰酸酯、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之乙內醯脲、三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺,及,聚醚聚醇中之至少1種的化合物(由前述化合物(M1)所選出之化合物)之反應物所成之群所選出之至 少1種為佳。
又,就具有高反應效率、所形成之鍵結為氫鍵結及共價鍵結,可與添加成份進行更高度的相互作用之觀點,前述彈性體成份,以由馬來酸酐變性彈性體性聚合物(E1)與具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之烴化合物中之至少1種的化合物之反應物(I’)及前述反應物(II)~(VI)所成之群所選出之至少1種的反應物為佳。
經使用包含該些第一步驟及第二步驟之方法,可有效率地製造具有極高度之拉伸強度及極高度之耐摩擦性的本發明之熱塑性彈性體組成物。
又,本發明中,例如,可分別於製造
使用彈性體性聚合物(A)作為彈性體成份之熱塑性彈性體組成物,與使用彈性體性聚合物(B)作為彈性體成份之熱塑性彈性體組成物之後,將該些混合而製得含有作為彈性體成份之彈性體性聚合物(A)及(B)之熱塑性彈性體組成物。又,製造作為彈性體成份的含有彈性體性聚合物(A)及(B)之組合的熱塑性彈性體組成物時,可適當地變更彈性體性聚合物(A)與彈性體性聚合物(B)之比例,經由適當地變更存在於組成物中的氫鍵結性交聯部位與共價鍵結性交聯部位之比例等,而可發揮出所期待的特性。
以上,為將製造本發明之熱塑性彈性體組成 物之方法中之一較佳例示方法,作為本發明之熱塑性彈性體組成物的製造方法之說明,但製造本發明之熱塑性彈性體組成物之方法,並不僅限定於上述本發明之熱塑性彈性體組成物之製造方法,亦可使用其他適合之方法。該些其他方法,例如可適當地使用將前述彈性體性聚合物(D),與前述聚合物(Z),與前述原料化合物,與前述添加成份同時添加形成混合物,使前述彈性體性聚合物(D)與前述原料化合物進行反應而製得熱塑性彈性體組成物之方法;形成前述彈性體性聚合物(D),前述聚合物(Z),與前述原料化合物之混合物,於該混合物中,使前述彈性體性聚合物(D)與前述原料化合物進行反應,而形成彈性體成份之後,於含有該彈性體成份的混合物中添加前述添加成份之方法等。
[實施例]
以下,將以實施例及比較例為基礎,對本發明作更具體的說明,但本發明並不受以下的實施例所限定。
首先,將說明各實施例及各比較例所得的熱塑性彈性體組成物特性的評估方法。
<斷裂強度及100%模數(modulus)之測定>
首先,分別使用各實施例及各比較例所得的熱塑性彈 性體組成物42g,將該該熱塑性彈性體置入依溫度:200℃、預熱3分鐘之條件下加熱的厚度2mm、縱150mm、橫150mm的鑄型內之後,經溫度:200℃、壓力:18MPa、加壓時間:5分鐘之加熱加壓條件所實施之加壓後,使用水冷冷卻加壓以壓力:18MPa、加壓時間:2分鐘之條件實施加壓,再由鑄型取出,分別形成2mm厚之薄片(厚度2mm、縱150mm、橫150mm)。其次,使用上述方式所得之2mm厚之各薄片(厚度2mm、縱150mm、橫150mm),分別製得3號啞鈴狀的試驗片,依JIS K6251(2010年發行)為基準,進行拉伸速度500mm/分鐘之拉伸試驗,而測定其室溫(25℃)下的斷裂強度(TB)〔單位:MPa〕及100%模數(modulus)(M100)〔MPa〕。
<耐磨耗性>
首先,分別使用各實施例及各比較例所得的熱塑性彈性體組成物15g,使用專用的模型(專用模具),分別製得直徑16.0mm、厚度8mm之圓盤狀試料。其次,分別使用所得圓盤狀之試料,依JIS K6264-2(2005年發行)為基準,使用DIN磨耗試驗機(迴轉圓筒型磨耗試驗機:安田精機公司製之商品名「DIN磨耗試驗機」,依溫度:室溫(25℃)、荷重:2.5N、旋轉鼓迴轉速度:40rpm、試料橫向輸送速度:2.8mm/sec之條件下,進行耐磨耗試驗,並測定磨耗量(體積基準:相對於磨耗前的總體積,經試驗後被磨耗掉的體積之比例(體積%))。又,該磨耗量 越少時,表示其為耐磨耗性越高者。
(實施例1)
首先,將苯乙烯嵌段共聚物(苯乙烯-乙烯基-丁烯基-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS):Kuradon公司製之商品名「G1633」、分子量:40萬~50萬、苯乙烯含量:30質量%)20.0g投入加壓捏合機中,於180℃之條件下進行混練時,將石蠟油(JX日鑛日石能量公司製之商品名「Super-Oil M系列P500S」、動黏度:472mm2/s、Cp值:68.7%、苯胺點:123℃)40.0g滴入前述加壓捏合機中,使苯乙烯-乙烯基-丁烯基-苯乙烯嵌段共聚物與石蠟油進行1分鐘之混合。其次,於前述加壓捏合機中,再投入馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer MH5040」、結晶化度:4%)10.0g、α-烯烴系樹脂之乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」、結晶化度:10%、MFR:35g/10分鐘(2.16kg、190℃)、Mw:100000)7.5g及抗老化劑(Adeka公司製之商品名「AO-50」)0.078g,將溫度設定180℃下單純進行2分鐘之混練,而製得第一混合物(含有PP與馬來醯化EBM之混合物)。又,經由該單純混練之步驟,使前述第一混合物形成塑化。其次,再將奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g,加入前述加壓捏合機中的前述第一混合物中,經由180℃、4分鐘之混練,而製得第二 混合物。其次,將三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g加入前述加壓捏合機中的前述第二混合物中,於180℃間混合8分鐘,而製得熱塑性彈性體組成物。
又,該些組成物中,所使用的原料化合物經紅外線分光分析結果,得知經由馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物中的馬來酸酐基與三羥基乙基異三聚氰酸酯進行反應,而形成含有下述式(26)所表示之構造的側鏈(以下,依情形之不同,亦僅稱為「側鏈(i)」)、含有下述式(27)所表示之構造的側鏈(以下,依情形之不同,亦僅稱為「側鏈(ii)」),及,含有下述式(28)所表示之構造的側鏈(以下,依情形之不同,亦僅稱為「側鏈(iii)」)中,具有以前述側鏈(iii)為主的彈性體性聚合物(又,有關該些側鏈(i)~(iii),於考慮所使用的原料的化學計量時,明確得知其為主要形成側鏈(iii),但依聚合物側鏈位置等,而形成側鏈(i)及/或側鏈(ii)。以下,經由所使用的原料,所製得之將經由反應而形成的側鏈之種類為主的側鏈(iii)之彈性體性聚合物時,依情形之不同,亦僅稱為「具有以側鏈(iii)為主的彈性體性聚合物」)。又,該些彈性體性聚合物,因主鏈為由乙烯-丁烯共聚物(乙烯與丁烯)所形成,故得知其為玻璃移轉點為25℃以下者。又,該些彈性體性聚合物,由所使用的原料種類(馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物)得知,其可視為SP值為8.0者。
〔式(26)~(28)中,α及β所示之碳,為表示該些之碳的位置(α位或β位)中之任一者,為鍵結於彈性體性聚合物之主鏈之意〕。
將依此方式所製得之熱塑性彈性體性組成物42g,導入加熱至200℃的薄片形成用之模具(厚度2mm、縱150mm、橫150mm)內,於不施加壓力下進行3分鐘預熱,其次於200℃之條件下,以16MPa、5分鐘加壓而成型,其次,使用水冷加壓,以16MPa下冷卻2分鐘之方 式,製得前述熱塑性彈性體組成物之薄片(厚度2mm、縱150mm、橫150mm)。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物的特性評估結果係如表1所示。
(實施例2)
除使用矽酸鹽系的天然奈米纖維(Astec公司製之商品名「絲狀鋁英石(Imogolite)」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。
(實施例3)
除使用層狀鈦酸化合物(東京化成公司製之商品名「鈦酸鉀」、化學式:K2Ti6O13、粉末狀)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。
(比較例1)
除使用碳黑(東海石墨公司製之商品名「Seasuto KH(N339)」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表1所示。
(比較例2)
除使用二氧化矽(日本二氧化矽公司製之商品名「Nipusil AQ」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表1所示。
(比較例3)
除使用氧化鈦(堺化學工業股份有限公司製之商品名「A-110」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表1所示。
由表1所示結果得知,實施例1~3與比較例1~3進行比較時,相對於於實施例1~3中所使用的添加成份(奈米碳管、天然奈米纖維,或,層狀鈦酸化合物),比較例1~3中所使用的替代前述添加成份之填料(碳黑、二氧化矽或氧化鈦)內容,其組成內容為不同,故使用前述添加成份之情形(實施例1~3),與使用填料(碳黑、二氧化矽或氧化鈦)之情形(比較例1~3)相比較時,不僅確認出以100%模數(modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度為具有更高水準者以外,其磨耗量為更低,因而確認其為具有更高耐磨耗性者。由該些結果得知,確認本發 明(實施例1),為更能提高100%模數(modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度,且可具有充份高度的耐磨耗性者。
(實施例4)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用季戊四醇(日本合成化學公司製之商品名「Neulizer P」)0.102g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g,再以天然奈米纖維(Astec公司製之商品名「絲狀鋁英石(Imogolite)」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物與季戊四醇之反應物所形成,側鏈為由馬來酸酐基與季戊四醇之羥基進行反應而形成的具有含羧酸酯基(鍵結部份)的交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例5)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品 名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、以2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三(日本觸媒公司製之商品名「苯併胍」)0.282g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g,再使用層狀鈦酸化合物(東京化成公司製之商品名「鈦酸鉀」、化學式:K2Ti6O13、粉末狀)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物與2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三之反應物所形成,側鏈為由馬來酸酐基與2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三中之胺基(-NH2)進行反應所形成的具有含三環與醯胺鍵結(式:-CONH-)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例6)
除使用三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯(SC有機化學公司製之商品名「三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯」)0.527g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈 性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由馬來酸酐基與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯中之硫醇基(-SH)進行反應所形成的側鏈具有含異三聚氰酸酯環,與硫酯(式:-CO-S-所表示之基)、羧基的交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例7)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用羥基兩末端聚丁二烯(出光興產公司製之商品名「Polybd R-45HT」、羥基當量:1400)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用2,6-吡啶二羧酸(Air‧Water公司製之商品名「2,6-吡啶二羧酸」)0.597g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g,再使用天然奈米纖維(Astec公司製之商品名「絲狀鋁英石(Imogolite)」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性 的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由羥基兩末端聚丁二烯與2,6-吡啶二羧酸之反應物所形成,側鏈為由羥基與2,6-吡啶二羧酸中之羧基進行反應所形成,側鏈上為具有含吡啶環與羧酸酯基(鍵結部份)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例8)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用含羧基之聚異戊二烯(Kurare公司製之商品名「LIR-410」、羧基當量:4000)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、將三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)的使用量由0.262g變更為0.218g,再使用層狀鈦酸化合物(東京化成公司製之商品名「鈦酸鉀」、化學式:K2Ti6O13」粉末狀)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含羧基之聚異戊二烯與三羥基乙基異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由羧基與三羥基乙基異三聚氰酸酯之羥基進行反應所形成、側鏈 上為具有含異三聚氰酸酯環,與羧酸酯基(鍵結部份)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例9)
除使用含羧基之聚異戊二烯(Kurare公司製之商品名「LIR-410」、羧基當量:4000)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g,再使用季戊四醇(日本合成化學公司製之商品名「Neulizer P」)0.0085g替代、三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含羧基之聚異戊二烯與三羥基乙基異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由羧基與季戊四醇之羥基進行反應所形成的側鏈具有含羧酸酯基(鍵結部份)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例10)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用含羧基之聚異戊二烯(Kurare公司製之商品名「LIR- 410」、羧基當量:4000)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三(日本觸媒公司製之商品名「苯併胍」)0.234g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g,再使用天然奈米纖維(Astec公司製之商品名「絲狀鋁英石(Imogolite)」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含羧基之聚異戊二烯與2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三之反應物所形成,側鏈為由羧基與2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三中之胺基(-NH2)進行反應所形成的具有含三環與醯胺鍵結(式:-CONH-)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成。
(實施例11)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用含羧基之聚異戊二烯(Kurare公司製之商品名「LIR-410」、羧基當量:4000)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用三-〔(3-氫硫基 丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯(SC有機化學公司製之商品名「三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯」)0.438g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g,再使用層狀鈦酸化合物(東京化成公司製之商品名「鈦酸鉀」、化學式:K2Ti6O13」、粉末狀)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含羧基之聚異戊二烯與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由羧基與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯中之硫醇基(-SH)進行反應所形成的側鏈上具有含異三聚氰酸酯環,與硫酯(式:-CO-S-所表示之基)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例12)
除使用含胺基之聚乙烯亞胺(日本觸媒公司製之商品名「環氧SP-200」、胺價:18mmol/g)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用2,6-吡啶二羧酸(Air‧Water公司製之商品名「2,6-吡啶二羧酸」)1.504g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業 公司製之商品名「Tanac」)0.262g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含胺基之聚乙烯亞胺與2,6-吡啶二羧酸之反應物所形成,側鏈為由胺基與2,6-吡啶二羧酸中之羧基進行反應所形成的側鏈具有含吡啶環與醯胺鍵結(式:-CONH-所表示之鍵結部位)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例13)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用含胺基之聚乙烯亞胺(日本觸媒公司製之商品名「環氧SP-200」、胺價:18mmol/g)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用三環氧基丙基異三聚氰酸酯(三-(2,3-環氧基丙基)-異三聚氰酸酯:日產化學化學公司製之商品名「Tepic」)1.784g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g、使用天然奈米纖維(Astec公司製之商品名「絲狀鋁英石(Imogolite)」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g 以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含胺基之聚乙烯亞胺與三環氧基丙基異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由胺基與三環氧基丙基異三聚氰酸酯中之環氧基進行反應所形成的側鏈具有含有含異三聚氰酸酯環與羥基與亞胺鍵結之交聯構造所形成(側鏈為由含有氫鍵結性交聯部位與共價鍵結性交聯部位等二者的側鏈所形成)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例14)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用含烷氧基矽烷基之聚乙烯(三菱化學公司製之商品名「Linklon」)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、將三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)之使用量由0.262g變更為0.087g,再使用層狀鈦酸化合物(東京化成公司製之商品名「鈦酸鉀」、化學式:K2Ti6O13粉末狀)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同 方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含烷氧基矽烷基之聚乙烯與三羥基乙基異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由烷氧基矽烷基與三羥基乙基異三聚氰酸酯中之羥基(羥基)進行反應所形成的側鏈具有含有含異三聚氰酸酯環與矽氧鍵結之交聯構造所形成(側鏈為由含有氫鍵結性交聯部位與共價鍵結性交聯部位等二者的側鏈所形成)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例15)
除使用含烷氧基矽烷基之聚乙烯(三菱化學公司製之商品名「Linklon」)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用季戊四醇(日本合成化學公司製之商品名「Neulizer P」)0.034g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含烷氧基矽烷基之聚乙烯與季戊四醇之反應物所形成,側鏈為由烷氧基矽烷基與三羥基乙基異三聚氰酸酯中之羥基(羥基)進行反應所形成的側鏈具有含有含矽氧鍵結之交聯構造所形成(側鏈為 由含有氫鍵結性交聯部位與共價鍵結性交聯部位等二者的側鏈所形成)之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例16)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用含烷氧基矽烷基之聚乙烯(三菱化學公司製之商品名「Linklon」)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三(日本觸媒公司製之商品名「苯併胍」)0.094g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g,再使用天然奈米纖維(Astec公司製之商品名「絲狀鋁英石(Imogolite)」)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由含烷氧基矽烷基之聚乙烯與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由烷氧基矽烷基與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯中之硫醇基(-SH)進行反應所形成的側鏈具有含異三聚氰酸酯環與氫硫基矽烷鍵 結之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
(實施例17)
除使用高密度聚乙烯(HDPE:日本聚乙烯製之商品名「HJ590N」)15.0g替代乙烯-丁烯共聚物(EBM:三井化學公司製之商品名「Tafmer DF7350」)7.5g、使用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之環氧化物(Daicel公司製之商品名「Epolando」)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三(日本觸媒公司製之商品名「苯併胍」)0.936g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g,再使用層狀鈦酸化合物(東京化成公司製之商品名「鈦酸鉀」、化學式:K2Ti6O13粉末狀)0.03g替代奈米碳管(日本Zeon公司製之商品名「ZeonanoSG101」)0.03g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之環氧化物與2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三之反應物所形成,側鏈為由環氧基與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯中之硫醇基(-SH)進行反應所形成的側鏈具有含異三聚氰酸酯環與羥基、亞胺鍵結之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所 形成)。
(實施例18)
除使用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之環氧化物(Daicel公司製之商品名「Epolando」)10.0g替代馬來酸酐變性乙烯-丁烯共聚物(馬來醯化EBM)10.0g、使用三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯(SC有機化學公司製之商品名「三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯」)1.75g替代三羥基乙基異三聚氰酸酯(日星產業公司製之商品名「Tanac」)0.262g以外,其他皆依與實施例1相同方法製得熱塑性彈性體組成物。依此方式所製得之熱塑性彈性體組成物之特性的評估結果係如表2所示。
又,彈性體成份為由苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之環氧化物與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯之反應物所形成,側鏈為由環氧基與三-〔(3-氫硫基丙醯氧)-乙基〕-異三聚氰酸酯中之硫醇基(-SH)進行反應所形成的側鏈具有含異三聚氰酸酯環,與羥基、硫醚基之交聯構造者(由氫鍵結性交聯部位與具有共價鍵結性交聯部位者所形成)。
由表1及表2所示結果明確得知,除彈性體成份之種類以外,由其他與實施例1具有相同組成內容的實施例6、9、12、15、18所得的熱塑性彈性體組成物中,任一者皆可得到與實施例1為同等程度之拉伸強度及耐磨耗性,此外,與比較例1~3所得之熱塑性彈性體組成物比較時,亦確認出可達成更高度的拉伸強度及耐磨耗性。基於該些結果,確認經由組合上述彈性體性聚合物(A)及上述彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與添加成份(奈米碳管、矽酸鹽系之天然奈米纖維或層狀鈦酸化合物)時,可達成更高度的拉伸強度及耐磨耗性。又,實施例4~5、7~8、10~11、13~14、16~17所得的熱塑性彈性體組成物,與由任一者皆具有與實施例1為相同組成內容之實施例6、9、12、15、18所得的熱塑性彈性體組成物相比較時,皆可達成更高度的拉伸強度及耐磨耗性,因此依本發明內容,可提供一更能提高100%模數(modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度,且可具有充份高度的耐磨耗性者。
[產業上利用性]
如以上所說明般,依本發明內容,可提供一更能提高100%模數(modulus)及斷裂強度為基準的拉伸強度,且可具有充份高度的耐磨耗性之熱塑性彈性體組成物。
因此,本發明之熱塑性彈性體組成物,如上 所述般,因可使各種特性均衡地充份發揮,故極適合使用於製造例如,電氣‧電子、家電、化學、醫藥品、玻璃、土石、鋼鐵、非鐵金屬、機械、精密機器、化妝品、纖維、礦業、紙漿、紙、建築‧土木‧建設、食料‧飲料、一般消費財‧服務、運送用機器、建機、電氣機器、設備(產業、空調、供水、家用燃料電池(Ene-Farm))、金屬、媒體、資訊、通信機器、照明、顯示器、農業、漁業、林業、水產業、農業企業、生物科技、奈米科技、等領域中所利用的各種橡膠零件(更具體而言,為自動車周邊之商品、橡皮管、帶、薄片、抗震橡膠、輥、襯料、橡膠布、密封材料、手提袋、緩衝材料、醫療用橡膠(注射器墊圈、套筒、導管)、墊圈(家電用、建築用)、瀝青改質劑、熱熔膠接著劑、鞋類、夾具類、玩具、靴、涼鞋、鑰匙墊、齒輪、PET瓶蓋墊、影印機用之橡膠零件、墊材、塗料‧塗覆材、印刷用塗料等用途之商品等)之材料等。

Claims (3)

  1. 一種熱塑性彈性體組成物,其特徵為,含有由具有側鏈含有「具有含羰基之基及/或含氮雜環之氫鍵結性交聯部位」且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(A),及,側鏈含有氫鍵結性交聯部位及共價鍵結性交聯部位,且玻璃移轉點為25℃以下之彈性體性聚合物(B)所成之群所選出之至少1種的彈性體成份,與由膨脹石墨、奈米碳管、富勒烯、石墨烯、矽酸鹽系天然奈米纖維、倍半矽氧烷及層狀鈦酸化合物所成之群所選出之至少1種,且,其含量為相對於前述彈性體成份100質量份為20質量份以下之添加成份。
  2. 如請求項1之熱塑性彈性體組成物,其中,前述彈性體成份為由下述反應物(I)~(VI)所成之群所選出之至少1種的反應物:〔反應物(I)〕馬來酸酐變性彈性體性聚合物,與,由可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之吡啶、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之噻二唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之咪唑、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之異三聚 氰酸酯、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之三 、可具有羥基、硫醇基及胺基中至少1種的取代基之乙內醯脲、具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之烴化合物、三羥基乙基異三聚氰酸酯、硫醯胺,及,聚醚聚醇中之至少1種的化合物之反應物;〔反應物(II)〕含羥基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由羧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物;〔反應物(III)〕含羧基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由羥基、硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物;〔反應物(IV)〕含胺基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由羧基、環氧基、烷氧基矽烷基及異氰酸酯基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物;〔反應物(V)〕含烷氧基矽烷基之彈性體性聚合物,與具有2個以上由羥基、羧基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物;〔反應物(VI)〕含環氧基之彈性體性聚合物,與,具有2個以上由硫醇基及胺基中所選出之至少1種的取代基之化合物之反應物。
  3. 如請求項1或2之熱塑性彈性體組成物,其中,作為聚合物主鏈而含有的前述彈性體成份,為由二烯系橡膠、二烯系橡膠之氫化物、烯烴系橡膠、可氫化之聚苯乙烯系彈性體性聚合物、聚烯烴系彈性體性聚合物、聚氯乙烯系彈性體性聚合物、聚胺基甲酸酯系彈性體性聚合物、聚酯系彈性體性聚合物,及,聚醯胺系彈性體性聚合物中所選出之至少1種所形成。
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