TWI647262B - Polyolefin elastomer composition and foamed elastomer - Google Patents
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Abstract
聚烯烴彈性體組成物包括一共聚物、一不飽和脂肪族聚烯烴、一有機過氧化物和一丙烯酸金屬鹽，其中，該共聚物為一乙烯共聚物、一聚烯烴嵌段共聚物或其組合；該不飽和脂肪族聚烯烴與該共聚物的用量比為1：3至3：1；以該共聚物與該不飽和脂肪族聚烯烴的總量為100重量份，該有機過氧化物的用量為0.1重量份至1重量份，該丙烯酸金屬鹽的用量為0.1重量份至5重量份。以該聚烯烴彈性體組成物可製得高反撥彈性與低壓縮永久變形的發泡彈性體，並可省略以往製備發泡彈性體因結構強度不足而需二次壓製加工的步驟。
Description
本發明係關於一種發泡交聯型聚烯烴彈性體組成物及發泡彈性體，其特點是該發泡彈性體成型物具有舒服的觸感，並且可以在高發泡倍率下保有低壓縮變形與高反撥彈性的優點。
輕量化是許多產品追求的目標，連帶著使輕量化材料也備受關注，其中，以發泡技術製得的輕量化材料具有比重低以及柔軟性佳的優點，而被廣泛應用於建築內外裝潢材料、民生用品材料、車用內裝潢材料及門窗玻璃框、包裝材料和鞋子材料中。
然而，以發泡技術製得的發泡彈性體雖具有質輕的優點，但發泡也導致其結構性質被降低，在此技藝的人士努力研究於發泡組成物中添加適當的交聯劑，以強化樹脂間的交聯程度，進而提升樹脂的熔體強度，以便於保有發泡彈性體輕量化的同時減少結構性質的損失。
目前的發泡技術中，以乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物作為原料製作發泡彈性體的技術相對較為成熟，其優點是具有輕量、柔軟、便宜以及兼具一定的韌性；而缺點是該發泡彈性體難以兼顧各項性質，例如容易因長期使用受到壓縮而失去回彈性和較差的壓縮永久變形等。
以日本特許公開平第11-206406號的內容為例，其揭示了乙烯/乙酸乙烯基酯(ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA)和乙烯/丁烯共聚物(ethylene/butylene copolymer，EBM)、有機酸過氧化物、硫磺、發泡劑組成的發泡組成物，以該組成製成的交聯發泡彈性體，雖能略改善比重、材料回彈性與壓縮永久變形的問題，但仍性能不足。
另根據美國發明專利公告7189764號以及中華民國發明專利公告第247777號的內容為例，揭示調整乙烯/α-烯烴共聚物 (ethylene/alpha-olefin copolymer)或其混合物的比例，與有機酸過氧化物、交聯輔助劑 (較佳為異三聚氰酸三烯丙基酯 (triallylisocyanurate，TAIC)或三聚氰酸三烯丙基酯(triallylcyanurate，TAC))和發泡劑的發泡組成物，可改善發泡彈性體的發泡倍率、壓縮永久變形與抗撕裂強度，但仍未達最佳性能。
再根據美國發明專利公告第6720364號以及中華民國發明專利公告第574296號的內容，其公開了於乙烯/α-烯烴共聚物、乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物、高壓法低密度聚乙烯組成的發泡組合物中添加有機過氧化物、交聯輔助劑、有機金屬鹽化合物 (較佳為二丙烯酸鋅或二甲基丙烯酸鋅)和發泡劑，再經過二次壓製加工，可避免表面破泡，並藉以平衡發泡彈性體於重量、壓縮永久變形、抗撕裂強度與耐衝擊性的性質。
另根據美國發明專利公告第9493623號以及中華民國發明專利公告第415882號的內容，其公開了由乙烯共聚物、乙烯芳香族單體單元及具有不飽和鍵之共軛二烯單體單元聚合物組成的聚烯烴彈性體組成物，其可提升製得發泡彈性體的重量、柔軟性、壓縮永久變形和抗撕裂強度，也揭示在前述的聚烯烴彈性體組成物於製作成發泡彈性體時，為了維持發泡彈性體具有一定的結構強度，需要經過二次壓製加工，以提升發泡彈性體的結構強度，達到良好回彈性及成型穩定性等性質，可應用在鞋材中底。但以上提到需要二次壓製加工的步驟，不僅會使柔軟性降低，更會增加製程的加工時間、繁瑣程度與生產成本。
有鑑於上述問題，本發明的目的為提供一聚烯烴彈性體組成物及發泡彈性體，該發泡彈性體具有良好的反撥彈性和壓縮永久變形，且具有一定的結構強度。
為達上述目的，本發明的聚烯烴彈性體組成物包括： 一共聚物，該共聚物為一乙烯共聚物(ethylene copolymer)、一聚烯烴嵌段共聚物(olefin block copolymer)或其組合； 一不飽和脂肪族聚烯烴，該不飽和脂肪族聚烯烴的用量與該共聚物的重量比為1：3至3：1； 一有機過氧化物，以該共聚物與該不飽和脂肪族聚烯烴的總量為100重量份，該有機過氧化物的用量為0.1重量份至1重量份；以及 一丙烯酸金屬鹽，以該共聚物與該不飽和脂肪族聚烯烴的總量為100重量份，該丙烯酸金屬鹽的用量為0.1重量份至5重量份。 藉由上述技術手段，本發明的聚烯烴彈性體組成物可使製得的發泡彈性體具有足夠的結構強度，故可克服以往發泡彈性體因結構強度不足而需經二次壓製加工的處理步驟，在省略了二次壓製加工的步驟之後，可降低製程的加工時間和繁瑣程度，並達到降低生產成本的效果。
較佳的，該乙烯共聚物係選自於由下列所構成的群組：乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物(ethylene/vinyl acetate copolymer)、乙烯/辛烯共聚物(ethylene/octane copolymer)、聚乙烯(polyethylene，PE)、乙烯/α-烯烴共聚物(ethylene/α-olefin copolymer)、乙烯/α-烯烴非共軛二烯共聚物(ethylene/α-olefin non-conjugated diene copolymer)、乙烯/丙烯酸共聚物(ethylene/acrylic copolymer)、乙烯/甲基丙烯酸共聚物(ethylene/methyl acrylic copolymer)、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(ethylene/methyl acrylate copolymer)、乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物(ethylene/methyl methacrylate copolymer)、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(ethylene/ethyl acrylate copolymer)、乙烯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(ethylene/ethyl methacrylate copolymer)、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(ethylene/butyl acrylate copolymer)、乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(ethylene/butyl methacrylate copolymer)及其混合物。
更佳的，該共聚物係選自於由下列所構成的群組：乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、聚烯烴嵌段共聚物及其混合物。
更佳的，所述共聚物中可包含至少兩種種類的聚合物之組合，即該聚合物可以包含至少兩種乙烯共聚物之組合，亦可為包含至少兩種聚烯烴嵌段共聚物之組合，或可為包含至少一種乙烯共聚物與至少一種聚烯烴嵌段共聚物之組合。例如：該共聚物可以是乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物和乙烯/辛烯共聚物的組合、乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物和聚烯烴嵌段共聚物的組合或是乙烯/辛烯共聚物和聚烯烴嵌段共聚物的組合。
再更佳的，當該共聚物為混用兩種乙烯共聚物時，以該聚烯烴彈性體組成物製得的發泡彈性體可具有較佳的反撥彈性或較小的壓縮永久變形，且可依混合種類與比例不同來調整所需比重、硬度等特性。當該共聚物為混用乙烯共聚物和聚烯烴嵌段共聚物時，以該聚烯烴彈性體組成物製得的發泡彈性體可微調比重和硬度，且具有優秀的反撥彈性與壓縮永久變形。
較佳的，該不飽和脂肪族聚烯烴係選自於由下列所構成的群組：三元乙丙合成橡膠 (ethylene propylene diene monomer rubber，EPDM)、丁二烯橡膠 (polybutadiene rubber，BR)、丁基橡膠 (butyl rubber，IIR)、天然橡膠 (natural rubber，NR)、異戊二烯橡膠(Isoprene rubber，IR)及其混合物。
更佳的，該不飽和脂肪族聚烯烴係選自於由下列所構成的群組：三元乙丙合成橡膠、丁二烯橡膠及其混合物。
較佳的，該有機過氧化物係選自於由下列所構成的群組：過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)、二(叔丁基過氧異丙基)苯 (bis(
tert-butylperoxyisopropyl)benzene)、過氧化苯甲酸叔丁酯 (
tert-butyl peroxybenzoate)、過氧化二(甲基苯甲醯) (di(methylbenzoyl)peroxide)及其混合物。
較佳的，當該有機過氧化物的用量為0.1重量份至1重量份時，能有利於最適化所製得之發泡彈性體的比重、控制硬度規格並改善發泡彈性體壓縮永久變形的比例。更佳的，該有機過氧化物的用量為0.2重量份至0.5重量份。
較佳的，該聚烯烴彈性體組成物包括一發泡劑，該發泡劑可以為偶氮化合物、亞硝基化合物或磺醯肼類化合物，其中，偶氮化合物可以為偶氮二甲醯胺、偶氮二羧酸醯胺、偶氮二異丁腈、偶氮二甲酸二異丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基苯或偶氮二甲酸鋇；亞硝基化合物可以為N,N′-二亞硝基五次甲基四胺或N,N′-二甲基-N,N′-二亞硝基對苯二甲醯胺；磺醯肼類化合物可以為4,4′-二磺醯肼二苯醚、對苯磺醯肼、3,3′-二磺醯肼二苯碸、4,4′-二苯二磺醯肼、1,3-苯二磺醯肼、1,4-苯二磺醯肼。
較佳的，該丙烯酸金屬鹽的用量為0.1重量份至5重量份。更佳的，該丙烯酸金屬鹽的用量為1重量份至2.5重量份。
較佳的，該丙烯酸金屬鹽為丙烯酸鋅鹽類化合物，該丙烯酸鋅鹽類化合物包括經取代或未經取代的該丙烯酸鋅鹽類化合物。具體來說，該未經取代的丙烯酸鋅鹽類化合物可為丙烯酸鋅鹽，該經取代的丙烯酸鋅鹽類化合物可為2-甲基丙烯酸鋅鹽、2-乙基丙烯酸鋅鹽、2-丙基丙烯酸鋅鹽、2-丁基丙烯酸鋅鹽、2-戊基丙烯酸鋅鹽、2-己基丙烯酸鋅鹽或其混合物，但非僅限於此。
較佳的，該丙烯酸金屬鹽可另包括一分散劑，該分散劑為聚四氟乙烯蠟或經聚四氟乙烯改性的聚乙烯蠟；更佳的，以丙烯酸金屬鹽之總重為基準，該分散劑之添加量為0.1重量百分比至5重量百分比。當該丙烯酸金屬鹽添加有分散劑時，可使發泡彈性體的交聯均勻，改善壓縮永久變形。
較佳的，該聚烯烴彈性體組成物可包括一添加劑以幫助材料的熱穩定性與交聯均勻性，該添加劑包括碳數為12至20的脂肪酸、脂肪酸金屬鹽(例如：硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇等)、聚乙烯蠟(PE Wax)、氧化鋅、尿素、滑石粉、碳酸鈣、二氧化鈦、高嶺土或其組合。更佳的，該添加劑可為硬酯酸、硬脂酸鋅和氧化鋅。
為達前述目的，本發明另提供一種發泡彈性體，其是由前述的聚烯烴彈性體組成物製備而得。
藉由上述技術手段，該發泡彈性體可兼顧適當的結構強度以及高反撥彈性與低壓縮永久變形的特性，而具有更廣的應用層面，例如運動用品、交通運輸、建築材料或民生用品，且可直接作為握把、座椅軟墊、瑜珈墊、鞋墊或鞋子中底的材料。
具體而言，該發泡彈性體可藉由前述聚烯烴彈性體組成物經由模壓發泡、模內發泡或射出發泡等加工方式成型。
較佳的，該發泡彈性體的比重為0.1 g/cm
3至0.25 g/cm
3。
更佳的，當該發泡彈性體的比重為大於或等於0.15 g/cm
3且小於0.20 g/cm
3時，該發泡彈性體可具有37C至40C的邵氏硬度、68%至76%的反撥彈性、25%至32%的壓縮永久變形以及8 kg/cm至12 kg/cm的撕裂強度；當該發泡彈性體的比重為大於或等於0.20 g/cm
3且小於等於0.25 g/cm
3時，該發泡彈性體可具有38C至40C的邵氏硬度、68%至71%的反撥彈性、29%至34%的壓縮永久變形以及9 kg/cm至13 kg/cm的撕裂強度。
較佳的，該發泡彈性體的邵氏硬度為35C至45C。
較佳的，該發泡彈性體的反撥彈性為60%至80%。更佳的，該發泡彈性體的反撥彈性為65%至80%。
較佳的，該發泡彈性體的壓縮永久變形為20%至40%。更佳的，該發泡彈性體的壓縮永久變形為20%至35%。
較佳的，該發泡彈性體的比重低於0.2 g/cm
3且撕裂強度為5 kg/cm至15 kg/cm。更佳的，該發泡彈性體的比重低於0.2 g/cm
3且撕裂強度為8 kg/cm至15 kg/cm。
以下，列舉數種實施例之聚烯烴彈性體組成物及發泡彈性體的實施方式，並以下列方式進行比重、硬度、反撥彈性、壓縮永久變形以及撕裂強度的特性測試。 1. 比重：根據美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Materials，ASTM)所訂定的D792標準，將發泡彈性體裁切成尺寸為3×2.5×1公分的試驗片，並置於溫度為23±2°C、濕度為50±10%的環境下至少40小時，再於23±2°C的溫度下以電子式天平(廠牌：Percisa、型號：125A SCS)秤重，取三組數據後平均並計算比重。 2. 硬度：根據ASTM所訂定的D2240標準，將發泡彈性體裁切為厚度至少為6毫米的圓形或方形的試驗片，並使該試驗片的中心距離各邊至少12毫米，再使用硬度計(廠牌：TECLOCK、型號：GS-701N TYPE C)於23±2°C的溫度下進行測定，荷重為5公斤，讀取值為5秒，並取五組數據之平均值作為測量而得的硬度。 3. 反撥彈性：根據ASTM所訂定的D2632標準，將發泡彈性體裁切為厚度為12.5±0.5毫米的試驗片，並使該試驗片的中心距離各邊至少14毫米，接著，於23±2°C的溫度下使用垂直彈性試驗機(廠牌：高鐵科技、型號：GT-7042-V1)，使28克的衝擊錘自40公分的高度落於發泡彈性體上，再以尺規目視讀取發泡彈性體的回彈高度，共測定3組試驗片，每片試驗片測定6次，取第4至第6次的回彈高度平均。 4. 壓縮永久變形：根據ASTM所訂定的D395標準，將發泡彈性體裁切為直徑為29.0±0.5毫米的圓形試驗片，測定前將永久壓縮歪度測定器(廠牌：高鐵科技、型號：GT-7049)置於烘箱50°C下預熱至少2小時，另將試驗片置於溫度為23±2°C、濕度為50±10%的環境下至少3小時，接著，以永久壓縮歪度測定器壓縮試驗片至原本厚度的50%，並於50°C的溫度下持續壓縮6小時，於釋放壓力30分鐘後測定試驗片的厚度，至少測定2組試驗片，計算其平均值後計算壓縮永久變形，壓縮永久變形的計算公式如下： C
B=[(t
o-t
i)/(t
o-t
n)]×100%； C
B= 壓縮永久變形百分比(方法B)； t
o= 試驗片初始厚度(original thickness of the specimen)； t
i= 試驗片最終厚度(final thickness of the specimen)； t
n= 壓縮環厚度(thickness of the space bars used)。 5. 撕裂強度：根據ASTM所訂定的D624標準，將發泡彈性體以模具C型刀具裁切為厚度為1公分的試驗片，於23±2°C的溫度環境下使用拉力試驗機(廠牌：高鐵科技、型號：AI-7000S)並以500±50毫米每分鐘的拉伸速度對試驗片進行測定，測定數量為3組，並取3組數據之平均值作為撕裂強度。
實施例
1
至
10
：聚烯烴彈性體組成物的製備
齊備共聚物(A)、不飽和脂肪族聚烯烴(B)、有機過氧化物(C)、丙烯酸金屬鹽(D)、發泡劑(E)和添加劑，該添加劑為硬酯酸、硬脂酸鋅和氧化鋅。
於以下實施例中，該共聚物(A)可以選用自：乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物(A1)(台灣聚合公司出品的EVATHENE UE-634)、乙烯/辛烯共聚物(A2)(購自DOW，商品名：Engage 8200)、乙烯/辛烯共聚物(A3)(購自DOW，商品名：Engage 8150)、聚烯烴嵌段共聚物(A4)(購自DOW，商品名：Infuse 9530)或其混合物。該不飽和脂肪族聚烯烴(B)可以選用自：三元乙丙橡膠(B1)(購自DOW，商品名：Nordel IP 4570)、三元乙丙橡膠(B2)(購自Sabic，商品名：PDM 756)、順丁二烯橡膠(B3)(購自Lanxess，商品名：Buna CB23)或其混合物。該有機過氧化物(C)可以選用自：過氧化二異丙苯(C1)(購自鈞泰化工公司，商品名：ACEOX DCP)、二(2-叔丁基過氧異丙基)苯(C2)(購自鈞泰化工公司，商品名：ACEOX BIBP)或其混合物。該丙烯酸金屬鹽(D)可以選用自：硬丙烯酸鋅鹽組成物(D1)(含92wt%丙烯酸鋅/8wt%硬脂酸鋅；使用三晃股份有限公司出品的K-CURE 339)、丙烯酸鋅鹽組成物(D2)(含91.5wt%丙烯酸鋅/7.5wt%硬脂酸鋅/1wt%聚四氟乙烯改性的聚乙烯蠟；使用三晃股份有限公司出品的K-CURE 339F)或其混合物。該發泡劑(E)選用自偶氮二甲醯胺(購自鈞泰化工公司，商品名：ACEOX AC3000)。
首先，將共聚物(A)、不飽和脂肪族聚烯烴(B)、丙烯酸金屬鹽(D)和添加劑加入捏合機(廠牌：利拿機械，型號：KD-3-20)中，以80°C至125°C的溫度、40 rpm的轉速熔融混煉5分鐘，再加入有機過氧化物(C)和發泡劑(E)，並於80°C至125°C的溫度、40 rpm的轉速熔融混煉5分鐘，形成一聚烯烴彈性體組成物。
各實施例的聚烯烴彈性體組成物中共聚物(A)、不飽和脂肪族聚烯烴(B)、有機過氧化物(C)、丙烯酸金屬鹽(D)的成分用量列於表1中；於各實施例中，該聚烯烴彈性體組成物中發泡劑(E)的用量固定為3.35重量份，硬脂酸固定為0.44重量份，硬脂酸鋅固定為0.67重量份，氧化鋅固定為1.11重量份，藉以探討共聚物(A)、不飽和脂肪族聚烯烴(B)、有機過氧化物(C)、丙烯酸金屬鹽(D)的成分用量對其發泡彈性體之特性的影響。
比較例
1
至
4
：聚烯烴彈性體組成物的製備
比較例1至4大致採用如實施例1至10的方法製備聚烯烴彈性體組成物，其差異在於比較例1至4的聚烯烴彈性體組成物中僅含有共聚物(A)、有機過氧化物(C)、丙烯酸金屬鹽(D)、發泡劑(E)和添加劑，並未添加不飽和脂肪族聚烯烴(B)。
各比較例的聚烯烴彈性體組成物中共聚物(A)、有機過氧化物(C)、丙烯酸金屬鹽(D)的成分用量列於表1中；且該聚烯烴彈性體組成物中發泡劑(E)的用量以及硬脂酸、硬脂酸鋅和氧化鋅等添加劑的用量與實施例1至10相同。 表1：實施例1至10和比較例1至4的聚烯烴彈性體組成物中各成份的重量份。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 聚烯烴彈性體組成物中各成份之重量份 </td></tr><tr><td> 共聚物(A) </td><td> 不飽和脂肪族聚烯烴(B) </td><td> 有機過氧化物(C) </td><td> 丙烯酸金屬鹽(D) </td></tr><tr><td> (A1) </td><td> (A2) </td><td> (A3) </td><td> (A4) </td><td> (B1) </td><td> (B2) </td><td> (B3) </td><td> (C1) </td><td> (C2) </td><td> (D1) </td><td> (D2) </td></tr><tr><td> E1 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.50 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E2 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E3 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td></tr><tr><td> E4 </td><td> 25 </td><td> 25 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E5 </td><td> 25 </td><td> 0 </td><td> 25 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E6 </td><td> 25 </td><td> 25 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E7 </td><td> 25 </td><td> 25 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E8 </td><td> 25 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 25 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.22 </td><td> 2.5 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E9 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.22 </td><td> 2.5 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> E10 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 50 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.22 </td><td> 0 </td><td> 2.5 </td></tr><tr><td> C1 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> C2 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.25 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> C3 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.50 </td><td> 0 </td><td> 2.2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> C4 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0.22 </td><td> 2.5 </td><td> 0 </td></tr></TBODY></TABLE>
實施例
11
至
20
和比較例
5
至
8
：發泡彈性體的製備
將實施例1至10和比較例1至4的聚烯烴彈性體組成物經造粒機(廠牌：利拿機械，型號：KD-FR-50)切成長度約為3毫米的膠粒或經雙滾輪混合機(廠牌：旭豐，型號：HF-2RM)壓延成膠片。
接著，將製得的膠粒或膠片置於金屬模具中，於160°C至170°C的溫度、150 kg/cm
2至170 kg/cm
2的壓力下加熱10至20分鐘，可依序製得實施例11至20和比較例5至8的發泡彈性體，並使該等發泡彈性體經前述方法測試後的比重、硬度、回撥彈性、壓縮永久變形和撕裂強度結果列於表2中。 表2：實施例11至20和比較例5至8的發泡彈性體的特性。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 發泡彈性體的特性 </td></tr><tr><td> 比重 (g/cm<sup>3</sup>) </td><td> 硬度 (shore C) </td><td> 反撥彈性 (%) </td><td> 壓縮永久變形(%) </td><td> 撕裂強度(kg/cm) </td></tr><tr><td> E11 </td><td> 0.23 </td><td> 38 </td><td> 71 </td><td> 29 </td><td> 13 </td></tr><tr><td> E12 </td><td> 0.17 </td><td> 37 </td><td> 71 </td><td> 32 </td><td> 12 </td></tr><tr><td> E13 </td><td> 0.16 </td><td> 39 </td><td> 70 </td><td> 30 </td><td> 11 </td></tr><tr><td> E14 </td><td> 0.17 </td><td> 37 </td><td> 74 </td><td> 25 </td><td> 9 </td></tr><tr><td> E15 </td><td> 0.19 </td><td> 38 </td><td> 76 </td><td> 29 </td><td> 10 </td></tr><tr><td> E16 </td><td> 0.17 </td><td> 39 </td><td> 75 </td><td> 27 </td><td> 9 </td></tr><tr><td> E17 </td><td> 0.20 </td><td> 40 </td><td> 68 </td><td> 34 </td><td> 9 </td></tr><tr><td> E18 </td><td> 0.19 </td><td> 40 </td><td> 68 </td><td> 32 </td><td> 8 </td></tr><tr><td> E19 </td><td> 0.16 </td><td> 38 </td><td> 70 </td><td> 31 </td><td> 8 </td></tr><tr><td> E20 </td><td> 0.17 </td><td> 39 </td><td> 71 </td><td> 29 </td><td> 9 </td></tr><tr><td> C5 </td><td> 0.13 </td><td> 28 </td><td> 50 </td><td> 82 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> C6 </td><td> 0.16 </td><td> 30 </td><td> 54 </td><td> 70 </td><td> 5 </td></tr><tr><td> C7 </td><td> 0.20 </td><td> 35 </td><td> 57 </td><td> 65 </td><td> 6 </td></tr><tr><td> C8 </td><td> 0.17 </td><td> 33 </td><td> 55 </td><td> 68 </td><td> 5 </td></tr></TBODY></TABLE>
根據表1和表2的結果，在添加了不飽和脂肪族聚烯烴並控制各成分的用量之後，本發明實施例11至20的發泡彈性體可具有37C至40C的邵氏硬度、68%至76%的反撥彈性、25%至34%的壓縮永久變形以及8 kg/cm至13 kg/cm的撕裂強度，相較於比較例5至8的發泡彈性體具有較高的反撥彈性、較低的壓縮永久變形以及較高的撕裂強度，據此，本發明製得的發泡彈性體具有適當的結構強度、低壓縮永久變形以及優異反撥彈性的性質，而可擴展其應用性。
並且，由於本發明聚烯烴彈性體組成物製成的發泡彈性體具有適當的比重及硬度，故不需經二次壓製加工即可優於先前技術的反撥彈性與壓縮永久變形，可節省加工時間和繁瑣程度，達到降低生產成本的效果。
根據實施例11和17的結果，當發泡彈性體的比重為大於或等於0.20且小於或等於0.25時，該發泡彈性體可具有38C至40C的邵氏硬度、68%至71%的反撥彈性、29%至34%的壓縮永久變形以及9 kg/cm至13 kg/cm的撕裂強度。
根據實施例12至16和18至20的結果，當發泡彈性體的比重為大於或等於0.15且小於0.20時，該發泡彈性體可具有37C至40C的邵氏硬度、68%至76%的反撥彈性、25%至32%的壓縮永久變形以及8 kg/cm至12 kg/cm的撕裂強度。
據此，使用者可自行根據需求選用適當的比重與硬度的發泡彈性體，且該發泡彈性體可以達到大於或等於68%的反撥彈性、小於或等於34%的壓縮永久變形以及大於或等於8 kg/cm的撕裂強度。
進一步比較，由實施例1、2、11和12的結果可得知，當聚烯烴彈性體組成物中有機過氧化物(C)的用量較多時，可獲得較佳之壓縮永久變形。
由實施例2、3、12和13或是實施例9、10、19和20的結果可得知，使用不同的丙烯酸金屬鹽時亦會影響發泡彈性體的特性；以實施例2和實施例3為例，實施例2和實施例3中添加的丙烯酸金屬鹽(D)皆為丙烯酸鋅鹽，其差異在於實施例3使用的丙烯酸鋅鹽另添加了聚四氟乙烯蠟或經聚四氟乙烯改性的聚乙烯蠟的分散劑，其改善了丙烯酸鋅鹽的分散性與反應性，由表2的結果可得知，實施例13的發泡彈性體的硬度與壓縮永久變形獲得了改善；類似的，以實施例9和實施例10中，實施例9和實施例10中添加的丙烯酸金屬鹽(D)皆為丙烯酸鋅鹽，其差異在於實施例10使用的丙烯酸鋅鹽另添加了聚四氟乙烯蠟或經聚四氟乙烯改性的聚乙烯蠟的分散劑，由表2的結果可得知，實施例20的發泡彈性體的硬度與壓縮永久變形亦獲得了改善。
當混用至少二種共聚物(A)時，可提升發泡彈性體的反撥彈性並降低壓縮永久變形；以實施例2、4、12和14的結果可得知，實施例4的聚烯烴彈性體組成物混用了兩種乙烯聚合物 (即乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物(A1)和乙烯/辛烯共聚物(A2))，可使實施例14的發泡彈性體較佳的反撥彈性和較低的壓縮永久變形；類似的，由實施例2、5、12和15的結果亦可得知，實施例5混用了兩種乙烯共聚物 (即乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物(A1)和乙烯/辛烯共聚物(A3))，可使實施例15的發泡彈性體具有較佳的反撥彈性和較低的壓縮永久變形。
再更進一步比較混用兩種乙烯聚合物作為共聚物(A)以及混用乙烯共聚物和聚烯烴嵌段共聚物作為共聚物(A)的情況，同時比較實施例4、5、8、14、15和18的結果可得知，當該共聚物為混用兩種共聚物時，該聚烯烴彈性體組成物製得的發泡彈性體具有較佳的反撥彈性和較小的壓縮永久變形；當該共聚物為混用乙烯共聚物和聚烯烴嵌段共聚物時，該聚烯烴彈性體組成物可製得具有可微調比重和硬度(邵氏硬度37C至40C)且仍具有較佳的反撥彈性與壓縮永久變形的發泡彈性體。
綜合上述，本發明的聚烯烴彈性體組成物可用以製得兼具適當結構強度以及高反撥彈性與低壓縮永久變形特性的發泡彈性體，並可省略以往製造發泡彈性體時二次壓制加工的步驟。
無
無
無
Claims (13)
- 一種聚烯烴彈性體組成物，其包括： 一共聚物，該共聚物為一乙烯共聚物、一聚烯烴嵌段共聚物或其組合； 一不飽和脂肪族聚烯烴，該不飽和脂肪族聚烯烴與該共聚物的用量比為1：3至3：1； 一有機過氧化物，以該共聚物與該不飽和脂肪族聚烯烴的總量為100重量份，該有機過氧化物的用量為0.1重量份至1重量份；以及 一丙烯酸金屬鹽，以該共聚物與該不飽和脂肪族聚烯烴的總量為100重量份，該丙烯酸金屬鹽的用量為0.1重量份至5重量份。
- 如請求項1所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該乙烯共聚物係選自於由下列所構成的群組：乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、聚乙烯、乙烯/α-烯烴共聚物、乙烯/α-烯烴非共軛二烯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物及其混合物。
- 如請求項2所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該共聚物是選自於由下列所構成的群組：乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、聚烯烴嵌段共聚物及其混合物。
- 如請求項1所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該不飽和脂肪族聚烯烴係選自於由下列所構成的群組：三元乙丙合成橡膠、丁二烯橡膠、丁基橡膠、天然橡膠、異戊二烯橡膠及其混合物。
- 如請求項4所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該不飽和脂肪族聚烯烴係選自於由下列所構成的群組：三元乙丙合成橡膠、丁二烯橡膠及其混合物。
- 如請求項1所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該有機過氧化物係選自於由下列所構成的群組：過氧化二異丙苯、二(叔丁基過氧異丙基)苯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二(甲基苯甲醯)及其混合物。
- 如請求項1所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該丙烯酸金屬鹽組成物為丙烯酸鋅鹽類化合物。
- 如請求項7所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該丙烯酸鋅鹽類化合物為丙烯酸鋅鹽、2-甲基丙烯酸鋅鹽、2-乙基丙烯酸鋅鹽、2-丙基丙烯酸鋅鹽、2-丁基丙烯酸鋅鹽、2-戊基丙烯酸鋅鹽、2-己基丙烯酸鋅鹽或其混合物。
- 如請求項1至8中任一項所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該丙烯酸金屬鹽包括一分散劑，以該丙烯酸金屬鹽之總重為基準，該分散劑之添加量為0.1重量百分比至5重量百分比。
- 如請求項9所述之聚烯烴彈性體組成物，其中該分散劑為聚四氟乙烯蠟或經聚四氟乙烯改性的聚乙烯蠟。
- 一種發泡彈性體，其是由如請求項1至10中任一項所述的聚烯烴彈性體組成物製備而得。
- 如請求項11所述之發泡彈性體，其中該發泡彈性體的反撥彈性為60%至80%。
- 如請求項11或12所述之發泡彈性體，其中該發泡彈性體的壓縮永久變形為20%至40%。
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