DD283636A5 - Elastoplastische zusammensetungen und verfahren zu deren herstellungen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft elastoplastische Zusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellungen. Sie sind gekennzeichnet durch eine kontinuierliche kristalline Polyolefinphase und wenigstens zwei in der Polyolefinphase dispergierten polymeren Phasen, von denen eine aus einem dynamisch vernetzten EPDM-Kautschuk besteht und die andere aus einem amorphen thermoplastischen Styrenpolymeren, wobei der EPDM-Kautschuk ein Copolymeres von Propylen mit Ethylen und/oder mit einem alpha-Olefin der Formel CH2CHR, worin R ein Alkylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, mit einem copolymerisierbaren Dien ist und das Masseverhaeltnis zwischen Polyolefinharz und EPDM-Kautschuk im Bereich von etwa 10/90 bis etwa 75/25 liegt und das Masseverhaeltnis zwischen Styrenpolymeren und Polyolefin im Bereich von etwa 10/90 bis etwa 60/40. Erfindungsgemaesz haben hoechstens 80% der Teilchen der beiden dispergierten Phasen eine Maximalgroesze von 5 Mikrometer. Die erfindungsgemaeszen Zusammensetzungen werden hergestellt durch Mastizieren des Komponentengemisches unter kautschukdynamischen Vernetzungsbedingungen.{neuartige elastoplastische Zusammensetzung; leicht handhabbar; kontinuierliche kristalline Polyolefinphase; darin dispergiert dynamisch vernetzter EPDM-Kautschuk und amorphes thermoplastisches Styrenpolymer}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft elastoplastische Zusammensetzungen, die eine kontinuierliche kristalline Polyolefinphase enthalten und wenigstens zwei polymere Phasen, die in der Polyolefinmatrix dispergiert sind, von denen eine Phase aus einem dynamisch vernetzten EPOM-Kautschuk und die andere Phase aus einem amorphen und thermoplastischen Styrenpolymeren besteht.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
ElastoplastischeZusammensetzungen, die auf kristallinen Polymeren von Olefinen und dynamisch vernetzten EPDM-Kautschuk basieren sind aus der Literatur bekannt.
Derartige Zusammensetzungen und deren Herstellung durch Mischen der Komponenten unter kautschukdynamischen Vernetzungsbedingungen sind insbesondere in den US-Patenten 3806558,4130535 und 4311628 beschrieben.
Die durch das dynamische Vernetzungsverfahren hergestellten Zusammensetzungen zeigen den Nachteil, der für alle auf plastomeren Harzen und auf vernetzten Elastomeren basierenden Zusammensetzungen üblich ist, nämlich daß sie um so schwieriger zu beherrschen sind, je höher der Prozentsatz an darin enthaltener vernetzter elastomerer Komponente ist.
Beispielsweise sind Zusammensetzungen, die einen vernetzten EPDM-Kautschuk in einer Menge von mehr als 70-75 Masseanteile in %-enthalten, bezogen auf die Polyolefinphase, vollständig nicht mehr verarbeitbar.
Die am meisten interessierenden Vulkanisationssysteme, die für die Kautschukvernetzung verwendet werden, zeigen darüber hinaus den Nachteil von sich verstärkenden Korrosionserscheinungen an den Anlagen während des Mastizierens der Komponenten. *
Somit besteht die steigende Notwendigkeit, verfügbare elastoplastische Zusammensetzungen zu haben, die leicht handhabbar sind und nicht den Einsatz von Vernetzungssystemen erfordern, die zu den oben genannten Korrosionserscheinungen führen. Es wurde vorgeschlagen, im Falle von Zusammensetzungen aus einem kristallinen Olef inpolymeren und einem unvernetzten gesättigten Ethylen-Propylen-Kautschuk Styrenpolymere in diese Zusammensetzungen mit aufzunehmen, um die elastomeren Eigenschaften der Zusammensetzungen zu verbessern (veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 17137/83). Die in der japanischen Anmeldung aufgeführten Zusammensetzungen werden hergestellt durch Heißmischen des Polyolefins und des Kautschuks bei Arbeiten in Gegenwart von Styren und eines Peroxids.
In diesen Zusammensetzungen ist der Kautschuk u η vernetzt, wodurch die Verarbeitungsprobleme, die typisch sind für Zusammensetzungen, in denen der Kautschuk in vernetzten! Zustand vorhanden ist, nicht eintreten.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung neuartiger elastoplastischer Zusammensetzungen, die leicht handhabbar sind und die Nachteile bekannter Zusammensetzungen nicht aufweisen.
Darlegung des Wesens der Erfindung _
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Komponenten für Zusammensetzungen mit den gewünschten Eigenschaften aufzufinden sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Zusammensetzungen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß es möglich ist, elastoplastische Zusammensetzungen zu erhalten, die ein kristallines Olefinpolymeres und einen vernetzten EPDM-Kautschuk enthalten und die verbesserte Verarbeitungseigenschaften aufweisen auch bei Vorhandensein eines hohen Gehaltes an vernetzten! Kautschuk und bei denen die Verwendung eines zu Korrosionserscheinungen führenden Vernetzungssystems nicht erforderlich ist, wenn die Polyolefinphase neben dem vernetzten Kautschuk auch ein thermoplastisches und amorphes Styrenpolymeres in Form von dispergierten Teilchen enthält, von denen wenigstens 80% eine maximale Größe von vorzugsweise unter 8 Mikrometern aufweist.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten daher eine kontinuierliche kristalline Polyolefinphase und wenigstens zwei polymere Phasen, die in der Polyolefinphase dispergjert sind, von denen eine aus einem dynamisch vernetzten EPDM-Kautschuk und die andere aus einem amorphen thermoplastischen Styrenpolymeren besteht, worin der EPDM-Kautschuk ein Copolymeres von Propylen mit Ethylen und/oder einem alpha-Olefin der Formel CH2=CHR ist, worin R ein Alkylrest mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, und mit einem copolymerisierbaren Dien, wobei das Massenverhältnis zwischen Polyotefinharz und EPDM-Kautschuk im Bereich von 10/90 bis etwa 75/25 liegt und das Masseverhältnis zwischen Styrenpolymeren und Polyolefin im Bereich von etwa 10/90 bis etwa 60/40 liegt. Vorteilhafterweise weisen in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen wenigstens 80% der Teilchen des dispergierten EPDM-Kautschuks eine maximale Teilchengröße von unter5 Mikrometer auf. Es wird bevorzugt, daß die Teilchengröße beider dispergierter Phasen so ist, daß wenigstens 80% eine maximale Größe von weniger als 5 Mikrometer aufweisen, insbesondere von weniger als 2 Mikrometer. Die Bestimmung der Teilchengröße erfolgt durch Elektronenmikroskopie.
Die verwendeten Styrenpolymere sind alle amorphe Polymere und Copolymere thermoplastischer Art. Beispiele derartiger Polymerer sind „Kristair-Polystyren (PS), Schlagfest-Polystyren (HIPS), die thermoplastischen Copolymere von Styren mit Acrylnitril und Maleinsäureanhydrid, die partiell hydrierten Styren-Butadien-Blockcopolymere. Beispiele für partiell hydrierte Styren-Butadien-Blockcopolymere sind die durch die US-PS 4107130 beschriebenen.
Polystyren (PS und HIPS), die Copolymeren von Styren mit Acrylnitril mit bis zu 30 Masseanteile in % Acrylnitril, die Styren-Buten-Blockcopolymere (bekannt unter der Handelsbezeichnung KRATON8G 1652) sind die bevorzugten Materialien. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden in einem Verfahren hergestellt, bei dem das Olefinpolymere und das Styrenpolymere, homogen miteinander vermischt, dem EPDM-Kautschuk hinzugesetzt und mit diesem vermischt werden, und das Vernetzersystem zu dem erhaltenen homogenen Gemisch hinzugegeben wird, wobei die Mastizierung des Gemisches bei einer .Temperatur zwischen etwa 1500C und 2800C über einen Zeitraum bis zur Kautschukvernetzung fortgeführt wird. Um Dispersionen zu erhalten, in denen die Teilchengrößen die oben genannten Werte haben, ist es erforderlich, während der Homogenisierungsstufe des Styrenpolymeren mit den Polyolefinharzen geeignete Kompatibiiisierungsmitte! wie
-. Pfropfcopolymere von Styren an Polyolefinen, Pfropfcopolymere von EPDM-Kautschuk an Polystyren oder an Styren-Acrylnitril-
ij Copolymeren und die Styren-Propylen-Blockcopolymere einzusetzen. Diese Kompatibilisierungsmittel werden in einer Menge
eingesetzt, die allgemein im Bereich von 5 bis 50 Masseanteile in % liegt, berechnet auf die Polyolefin-Polystyrenmischung. Styren-Blockcopolymere, die Blöcke monomerer Einheiten enthalten, die mit den Polyolefinen kompatibel sind, wie z. B. die Styren-Ethylen-Blockcopolymeren, sind ebenfalls zur Herstellung von Dispersionen mit den gewünschten Dimensionscharakteristika geeignet.
Im Hinblick auf den Erhalt einer homogenen Dispersion der Polystyrenphase ist es ratsam, vorher eine Legierung mit dem Polyolefin herzustellen; eine solche Legierung wird dann zur Herstellung der elastoplastischen Zusammensetzungen der
Erfindung verwendet.
Zur Herstellung der Legierungen sind alle Methoden einsetzbar, die für das Erhalten einer innigen Mischung und Homogenisierung der Komponenten geeignet sind. Beispielsweise ist es möglich in einem Innenmischer oder in einem Extruder oder in einem System zu arbeiten, das aus einem Mischer und einem Granulator besteht.
Beispielsweise kann eine Legierung sehr gut hergestellt werden durch Trockenmischen des Polyolefins in einem Turbomischer und gegebenenfalls des HIPS-Polystyrens, in Gegenwart eines Peroxids und von Styren in solchen Mengen, daß sich der gewünschte Prozentsatz an Polystyren-Homopolymeren und an Pfropfcopolymeren von Styren an Polyolefin bildet Es wird bei Temperaturen gearbeitet, bei denen keine Erweichung und dementsprechende Verdickung des Polymeren auftreten kann. Im Hinblick auf die Größe der in den Legierungen vorhandenen dispergierten Styrenteilchen wurde gefunden, daß man fertige
Zusammensetzungen mit noch zufriedenstellenden Eigenschaften erhalten kann, wenn die dispergierte Phase oder wenigstens
80% davon eine maximale Größe von 40 Mikrometer aufweist.
Zu den nützlichen kristallinen Polyolefinharzen gehören (Hoch-, Mittel· oder Niederdruck-) Polyethylen und die Polymere der
alpha-Olefine der Formel CH2=CHR, worin R ein Alkylrest mit 1-8 Kohlenstoffatomen ist, hergestellt durch Verwendungstereospezifischer Ziegler-Natta-Katalysatoren.
Das bevorzugte Polymere ist Polypropylen mit hohem Isotaktizitätsindex. Weiterhin nützliche alpha-Olefine sind Polybuten, Poly-4-Methyl-1-penten, Polyhexen. In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann das Olefinpolymere in einer modifizierten Form im Vergleich zum Ausgangspolymeren vorhanden sein. Grund dafür sind die Wechselwirkungen zwischen Vernetzersystem, Styrenpolymeren
und EPDM-Kautschuk, die auch eine empfindliche Erniedrigung des kristallinen Schmelzpunktes (gemessen durch D. S. C.)hervorrufen kann.
Die EPDM-Kautschuke sind Copolymere von Propylen mit Ethylen und/oder mit einem anderen alpha-Olefin der allgemeinen Formel CH2=CHR, worin R ein Alkylrest mit 2-10 Kohlenstoffatomen ist, und mit einem Dienmonomeren, das vorzugsweise in
einer Menge von 1 bis 10 Masseanteile in % vorhanden ist, berechnet auf die Gesamtmasse des Copolymeren. Die bevorzugte
Dien ist ein nichtkonjugiertes Dien. Geeignete Dienmonomere sind zum Beispiel 1,4-Hexadien; 2-Methyl-1,4-pentadien; 1,4,9-Decatrien; 1,5-Cyclooctadien;
i-Methyl-i.ö-cyclooctadien; 1,4-Cyclopentadien; Dicyclopentadien; Ethylidennorbonen; 4-Methyl-1,4-hexadien; 5-Methyl-1,4-hexadien; sowie die substituierten Derivate solcher Monomeren.
Beispiele für Olefinmonomere der Formel CH2=CHR sind Propylen, 1-Buten, 1-Penten, i-Hexen^-Methyl-i-penten.S-MethyM-
penten, 3,3-Dimethyl-1-buten, 3-Methyl-1-hexen und 2,4,4-Trimethyl-1-penten.
Die Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren, die 25 bis 50 Masseanteile in % copolymerisierte Propyleneinheiten enthalten, sind
bevorzugt.
In den Zusammensetzungen liegt das Olefinpolymer/EPDM-Kautschuk-Verhältnis im Bereich von etwa 10/90 bis etwa 75/25,
z. B. von etwa 10/90 bis etwa 60/40 und vorzugsweise von 15/85 bis 50/50; das Styrenpolymer/Polyolefin-Verhältnis Hegt im allgemeinen im Bereich von etwa 10/90 bis etwa 60/40 und vorzugsweise von 30/70 bis 50/50.
Das Verhältnis zwischen der Gesamtmasse des Polyolefins und des Styrenpolymeren und der Masse des EPDM-Kautschuks liegt
im allgemeinen von 20/80 bis 70/30 und vorzugsweise von 25/75 bis 60/40.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können mineralische Füllstoffe, Ruß, färbende Pigmente, Weichmacher, Stabilisatoren, Extenderweichmacheröle und im allgemeinen alle üblichen Bestandteile elastoplastischer Zusammensetzungen
mit EPDM-Kautschuken vorhanden sein. Die Zusammensetzungen werden hergestellt durch Mastizieren homogener Gemischeder Komponenten unter EPDM-Kautschuk-dynamischen Vernetzungsbedingungen.
Es ist möglich, nach den dynamischen Vernetzungsmethoden zu arbeiten, die in den US-Patenten 4130535 und 4311628
beschrieben sind, unter Verwendung der dort beschriebenen Vernetzungssysteme.
Es wurde allerdings gefunden-und das ist ein weiteres Merkmal der Erfindung—daß es nicht erforderlich ist, zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Vernetzungssysteme korrosiver Art einzusetzen, wie jene, die ein Phenolharz undeinen Aktivator enthalten.
Ein völlig unerwartetes Ergebnis besteht darin, daß es ausreichend ist, ein nichthalogeniertes phenolisches Harz alleine ohne Verwendung von Aktivatoren wie hydrierte Zinnsalze und organische Säuren wie Oxal-, Salicyl-, Malon- und Succinsäure
einzusetzen.
Nichthalogenierte phenolische Harze sind in den-US-Patenten 3287440,370984 und 4311628 beschrieben. Derartige einsetzbare nichthalogenierte Harze sind auch handelsüblich, beispielsweise können sie unter den Namen FXRA-148
erworben werden.
DieTemperaturbedingungen, unter denen die Mastizierung durchgeführt wird (im Bereich von 150 bis 28O0C) und die eingesetzte Scherrate (300-40Os"1) sind weiterhin wesentlich geringer als die bisher benutzten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird ein homogenes Gemisch von Olefinpolymeren, Styrenpolymeren mit dem EPDM-Kautschuk und gegebenenfalls mit Füllstoffen hergestellt, indem man bei einer Temperatur arbeitet, die zum Schmelzen
des Olefinpolymeren ausreicht, und über eine Zeit, die zum Erhalt eines homogenen Gemisches ausreicht. Das phenolische Harzwird anschließend zugegeben und die Mastizierung bei einer Temperatur durchgeführt, bei der die Kautschukvernetzungeintritt.
Vorzugsweise ist der EPDM-Kautschuk vollständig vernetzt. Vollständige Vernetzung des Kautschuks bedeutet, daß der Kautschuk zu weniger als 2% mit Cycloliexan bei Zimmertemperatur extrahierbar ist oder zu weniger als 4% mit siedendem Xylen (hinsichtlich der Verfahren zur Extrahierbarkeit in Cyclohexan und Xylen wird Bezug genommen auf die US-PS Der Misch- und/oder Mastizierungsprozeß kann in einem Innenmischer oder in einem Extruder oder in einem System, bestehend
aus Innenmischer und Granulator durchgeführt werden.
Es ist auch möglich in einer Mehrzahl von nacheinander geschalteten Vorrichtungen zu arbeiten, wobei in den ersten das innige Vermischen und Homogenisieren der Zusammensetzung erfolgt, während das Vernetzen in den anderen vonstatten geht. Die Mastizierungstemperatur, bei der die Vernetzung erfolgt, liegt im allgemeinen im Bereich von 150 bis 280°C, vorzugsweise
im Bereich von 180 bis 2200C.
Ausführungsbeispiel
Die folgenden Beispiele dienen der Erläu terung der Erfindung und sind nicht als Beschränkung des Schutzumf anges anzusehen. Beispiel 1
Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung eines reaktiven Gemisches, das zur Herstellung von Polypropylen-Polystyrenlegierungen verwendet wird,die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeignet sind.
Tabelle 1
Zusammensetzungen des reaktiven Gemisches und daraus erhaltener thermoplastischer Legierungen
Thermopiatische Legierung
Zusammensetzung des reaktiven Gemisches (Masseteile)
Polypropylen (PP)
(Moplen®FLX020)
t-Butylperoxypivalat
(in Lösung bei 15%)
Schlagfest-Polystyren (HIPS)
Styren
lrganox®1010(+)
SHT(++)
64,2 1,0
34,5 0,2 0,1
49,1
1,2
34,6
14,8
0,2
0,1
Legierungs- Polypropylen 60 45
zusammen Polystyren(PS) 30 —
setzung HIPS + PS — 45
{Masseteile) PP-g-PS-Pfropfcopolymeres + PP-g-s 10 —
PP-g-HIPS-Pfropfcopolymeres + PP-g-s - 10
(*) ein phenolischer Stabilisator von Ciba-Geigy (auf Basis von Pentaervthrityl-tetrakis(3,5-ditert-butyl-4-hydroxy-
phenyl-propionat) ·
(··) Synthetisches Hydrotalcit
Die Legierungen wurden unter Trockenbedingungen hergestellt unter Verwendung eines in Stickstoffatmosphäre arbeitenden Turbomischers. Zu den Polypropylen in Schuppenform und zu dem gegebenenfalls vorhandenen HIPS in Pelletform wird das Peroxid gegeben
und im Anschluß daran unter Erhitzen und in kleinen Schüben das Styren. Nachdem das Styren vollständig innerhalb von 1
Stunde hinzugegeben worden war, wurde zwei weitere Stunden unter leichtem Kühlen gerührt, um die Tem pe ratur unter 130 °C
zu halten, ein Erweichen und nachfolgendes Verdickendes Polymeren zu vermeiden.
Die Produkte wurden allmählich abgekühlt und mit Irganox® 1010 und 0,1 % SHT stabilisiert. Anschließend wurden sie bei 210°C
extrudiert.
Selektive Extraktionen mit Methylethylketon und Chloroform und nachfolgender Infrarotanalyse, durchgeführt an
verschiedenen Fraktionen, ergaben in beiden Produkten die Anwesenheit von etwa 10% des Polystyren-g-Polypropylen-
Pfropfcopolymeren. Die maximale Größe der dispergieren Styrenpolymerphase war zu wenigstens 80% geringer als
2 Mikrometer.
Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzungen und die Hauptmerkmale der elastoplastischen Zusammensetzungen, hergestellt aus
den in Tabelle 1 definierten polymeren Legierungen.
Tabelle 2
Elastische und rehologische Eigenschaften der elastoplastischen Zusammensetzungen
Probe 1 2 3
(Vergleich)
Ethylen-Propylen-Ethyliden-
Norbonen-Terpolymeres*
(Dutral®TER537E2) 64 64 64
Polypropylen
(Moplen®Q30P 6,5 - —
Schlagfest-Polystyren 6,5 - —
Thermoplastische Legierung
2 von Tabelle 1 — 13 —
Thermoplastische Legierung
1 von Tabelle 1 — — 13
Master FX-RA-148 (Schenectady)** 7,2 7,2 7,2
p-Toluensulfonsäure 0,4 0,4 0,4
Zinkoxid 7,4 7,4 7,4
Öl 8 8 8
PP/(PP + EPDM)-Verhältnis 0,169 0,155 0,196
Druck kp/cm2 (KPa), gemessen im
TR15 bei 2300C und Abzugsmenge 150 110 75
von 9,5cm3/Minute (15 000) (11000) (7 500)
Erscheinungsbild d. Extrudates nicht/weich weich weich
Zugspannung bei 23°C
und bei 200% [%] bricht 20 20
Kompression bei 1000C, 22Std. I%] 45 27 23
enthält 50 Masseanteile in % Extenderöl
Master-FX-RA-148 besteht aus 50% Phenolharz SP1045,50% Bariumsulfat
Die hier vorgestellten Zusammensetzungen wurden hergestellt analog wie die der folgenden Beispiele durch Einfuhren der polymeren Komponenten in einen Brabender-Innenmischer und, nach einem kurzen Mischzeitraum, Hinzusetzen des Vernetzungssystems sowie im Anschluß daran des Zinkoxids und des Extenderöls. Danach wurde 3 Minuten bei einer Temperatur von 200°C gemischt. Anschließend wurde die Zusammensetzung aus dem Innenmischer entfernt und wie folgt untersucht:
- Verarbeitbarkeit, durch Messen des Kopfdruckes während des Extrusionstests in einem Extruder. In diesen Tests wurde mit einem Extruder vom Typ TR15 gearbeitet (Einzelschraube, 15mm Durchmesser) und bei einerTemperatur von 2300C mit einer 2,5mm ID-Düse bei einem L/D-Verhältnis = 20 und einer Abzugsmenge von 9,5cm3/Minute.
- Zugspannung bei 200%, gemessen bei 23°C, gemäß ASTM D-412
- Kompression nach 22 Stunden bei 100"C, gemäß ASTM D-395.
Die Vorteile, die sich durch Verwendung der Legierungen ergeben, die die amorphe Styrenphase enthalten werden auch für die härteren elastoplastischen Zusammensetzungen mit höheren kristallines Olefinharz/elastomeres Terpolymer-Verhältnissen (siehe Tabelle 3) sichtbar.
Dutral® TER 537 E2 ist ein EPDM-Kautschuk; Moplen® Q 3OP ist Polypropylen.
Tabelle 3
Elastische und Theologische Eigenschaften von elastoplastischen Zusammensetzungen auf Basis der thermoplastischen Legierung
(Vergleich)
3 (Vergleich)
Dutral® TER 537 E2* 59 59 52 52
Moplen® Q 30 P 18 — 25 -
Thermoplastische Legierung
2(sieheTabelle1) — 18 - 25
Master FX-RA-148 (Schenectady) 7,2 7,2 7,2 7,2
p-Toluensulfonsäure 0,4 0,4 0,4 0,4
Zinkoxid 7,4 7,4 7,4 7,4
Öl 8 8 8 8
PP/(PP + EPDM)-Verhältnis 0,379 0,215 0,490 0,302
Druck in kg/cm2 (KPa)
gemessen im TR15 bei 2300C
bei einer Abzugsmenge von 50 25 40 25
9,5cm3/Minute (5 000) (2 500) (4 000) (2 500)
Zugspannung bei 230C und
bei200%{%] bricht bricht bricht bricht
Kompression bei 1000C,
22h [%] 36 34 64 55
Shore A-Härte 70 70 85 85
* enthält 50 Masseanteile in % Extenderöl.
In den elastoplastischen Zusammensetzungen von Tabelle 2 (Proben 2 und 3) und Tabelle 3 (Proben 2 und 4) hatten mehr als 90% der Teilchen der dispergieren Phase eine Maximalgröße von unter 2 Mikrometer.
Beispiel 2
Tabelle 4 weist die Zusammensetzungen verschiedener Legierungen aus, die für die Herstellung der elastoplastischen Zusammensetzungen eingesetzt wurden.
Tabelle 4
Zusammensetzungen der Legierungen für die Herstellung elastoplastischer Zusammensetzungen
Legierung
Moplen Q30P UltrastyrW275* UltrastyrAESY42*
50 50
50 50
* Ultrastyr* W275 ist «in Polystyren, gepfropft mit 10%Dutral TER 044;
** Ultrastyr* AES Y42 ist «in Styren-Acrylnitril-Copolymeres (75% S -25% AN», gepfropft mit 30% Dutral TER (EPDM-Kautschuk).
Tabelle 5 weist Zusammensetzungen und Haupteigenschaften der aus den oben genannten Legierungen hergestellten Zusammensetzungen aus. Bei Legierung 1 ist die Maximalgröße von mehr als 80% der in Legierung 1 dispergieren Phase 40 Mikrometer.
Tabelle 5 Elastische und Theologische Eigenschaften elastoplastischer Zusammensetzungen
Probe 1
DutralTER537E2* Thermoplastische Legierung 1 (sieheTab.4) Thermoplastische Legierung 2 (siehe Tab. 4) Master FX-RA-148 (Schenectady)
p-ToluensulfonsäureZinkoxid
Öl
PPZ(PP + EPDM)-Verhältnis
Druck in kg/cm2 (KPa) gemessen in TR15 bei 2300C und Abzugsmenge von 9,5cm3/Minute Erscheinungsbild des Extrudates Zugspannung bei 23°C und 200% [%]
Kompression bei 1OQ0C, 22h [%]
* enthält SO Masseanteile in % Extenderöl
Beispiel 3 Tabelle 6 weist die Zusammensetzungen einiger Legierungen aus, die für die Herstellung elastoplastischer Zusammensetzungen
verwendet wurden.
64 64
13 —
- 13
7,2 7,2
0,4 0,4
7,4 7,4
8 8
0,169 0,169
80 110
(8 000) (11 000)
weich weich
21 20
27 25
Tabelle 6
Zusammensetzung der für die Herstellung elastoplastischer Zusammensetzungen verwendeter Legierungen
Legierung 1 2 3 4
MoplenQ30P KratonG1652 42 58 50 50 62 38 69 31
Tabelle 7 weist die Zusammensetzung und Eigenschaften der mit diesen Legierungen hergestellten Zusammensetzungen aus. Bei den Legierungen 1 bis 4 haben mehr als 90% der Teilchen der dispergierten (Poiystyren-) Phase eine maximale Größe von unter 1—2 Mikrometer.
Tabelle 7 Elastische und Theologische Eigenschaften von Zusammensetzungen auf Basis thermoplastischer Legierungen der Tabelle
Probe 1 2 3 4 5 6
(Vergleich) (Vergleich)
Dutral TER 537 E2 (50% Öl) 64 64 64 64 70,8 66
MoplenQ30P - - - - 6,2 11
Legierung 1 13 - — - — -
Legierung 2 — 13 - - — —
Legierung 3 — - 13 — — —
Legierung 4 — - — 13 — —
Master FX-RA-148 7,2 7,2 7,2 7,2 7,2 7,2
p-Toluensulfonsäure 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
Zinkoxid 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4
Öl 8 8 8 8 8 8
PPZ(PP + EPDM)-Verhältnis 0,147 0,169 0,200 0,219 0,15 0,25
Druck in kgZcm2 (KPa) gemessen
imTR15bei2300C bei einer 130 115 90 70 90 55
Abzugsmenge von 9,5 cm3Zmin (13 000) (11 500) (9000) (7 000) (9 000) (5 500)
Erscheinungsbild weich weich weich weich schmelz- schmelz-
des Extrudates bruch bruch
Zugspannung bei 230C und 200
%(%] — - 16 — bricht bricht
Kompression bei 100°C,22h
[%I 23 22 24 25 16 24
Auch diese Zusammensetzungen erweisen sich als sehr interessant, da sie ausgezeichnete elastische Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen zeigen sowie eine gute Verarbeitbarkeit.
Beispiel 4
Beispiel 4 betrifft Zusammensetzungen, in denen ein nichthalogeniertes phenolisches Harz allein als Vernetzer eingesetzt wird. 'Tabelle 8 zeigt die Zusammensetzungen und die Eigenschaften derartiger Zusammensetzungen.
Tabelle 8
Zusammensetzung und Eigenschaften von elastoplastischen Zusammensetzungen, vernetzt in Abwesenheit von p-Toluensulfonsäure
Probe 1 2 3
(Vergleich)
DutralTER 537 E2 (50% Öl) 68 68 71,5
MoplenQ30P 8,5 8,5 9
UltrastyrW275 4 — -
KratonG1652 - 4 -
Master FX-RA-148. 4 4 4
Zinkoxid 7,5 7,5 7,5
Öl 8 8 8
PP/(PP + EPDMl-Verhältnis) 0,200 0,200 0,20
Druck in kg/cm2, gemessen im
TR15 bei 2300C und einer
Abgangsmenge von 9,5cm3/min 100 100 80
Erscheinungsbild des Extrudats weich weich Schmelzbruch
Zugspannung bei 23°C bei 200%
[%] 14 14 bricht
Kompression bei 1000C,22h
[%] 16 18 20
Shore A-Härte 56 50 58

Claims (11)

1. Elastoplastische Zusammensetzungen, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche kristalline Polyolefinphase und wenijjstens zwei in der Polyolefinphase dispergierten polymeren Phasen, von denen eine aus einem dynamisch vernetzten EPDM-Kautschuk besteht und die andere aus einem amorphen thermoplastischen Styrenpolymeren, wobei der EPDM-Kautschuk ein Copolymeres von Propylen mit Ethylen und/oder mit einem alpha-Olefin der Formel CH2=CHR, worin R ein Alkylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, mit einem copolymerisierbaren Dien ist, und das Masseverhältnis zwischen Polyolefinharz und EPDM-Kautschuk im Bereich von etwa 10/90 bis etwa 75/25 liegt und das Masseverhältnis zwischen Styrenpolymeren und Polyolefin im Bereich von etwa 10/90 bis etwa 60/40.
2. Zusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 80% der Teilchen der beiden dispergierten Phasen eine Maximalgröße von 5 Mikrometer haben.
3. Zusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der EPDM-Kautschuk voll vernetzt ist.
4. Zusammensetzungen nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin hoch isotaktisches Polypropylen ist und das Styrenpolymere ausgewählt wird unter Polystyren, Schlagfest-Polystyren und Copolymeren von Styren mit Acrylnitril, die bis zu 30 Masseanteile in % Acrylnitril enthalten.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Styrenpolymere ein Styren-Ethylen-Buten-Styren-Block-Copolymeres ist.
6. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Styrenpolymere mit dem Olefinpolymeren durch Verwendung eines Pf ropf-Copolymeren von Styren an einem Polyolefin kompatibilisiert ist.
7. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompatibilisierungsmittel ein Pf ropf-Copolymeres eines EPDM-Kautschuks an Polystyren oder an einem Copolymeren von Styren mit Acrylnitril ist
8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzungen ein Extenderöl und einen mineralischen Füllstoff enthalten.
9. Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefinpolymere und das Styrenpolymere, homogen miteinander vermischt, dem EPDM-Kautschuk hinzugesetzt und mit ihm vermischt werden und das Vernetzungssystem der daraus resultierenden homogenen Mischung hinzugesetzt wird, und die Mastizierung der Mischung bei einer Temperatur zwischen etwa 15O0C und 2800C über einen solchen Zeitraum fortgeführt wird, in dem die Kautschukvernetzung erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der EPDM-Kautschuk einer dynamischen Vernetzung in Anwesenheit eines Vernetzungssystems unterzogen wird, das aus einem nichthalogenierten phenolischen Harz besteht und in einer Menge von 1 bis 10 Masseteilen auf 100 Masseteilen Kautschuk eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der EPDM-Kautschuk vollständig vernetzt ist.
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