JPH04234448A - ポリブテン−1を含む動的に部分架橋した熱可塑性エラストマー - Google Patents
ポリブテン−1を含む動的に部分架橋した熱可塑性エラストマーInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ストマー及びその製法に関する。ポリブテン−1ポリマ
ー、ポリオレフィン及びモノオレフィンコポリマーゴム
の配合物ガ知られている。米国特許第4,078,02
0 号には(a)場合により5%までのジエンを含む未
加硫エチレン−高級α−オレフィンコポリマー、(b)
結晶性イソタクチックポリプロピレン及び(c)結晶性
イソタクチックブテン−1ホモポリマーを含むそのよう
な組成物が開示されている。この文献の組成物は架橋さ
れていない。
分加硫した熱可塑性エラストマーの組成物が知られてい
る。例えば、米国特許第4,113,804 号にはブ
テン−1ポリマー並びに(1)エチレン、プロピレン及
び少くとも3個の炭素原子をもつ少くとも1種のモノオ
レフィンのインターポリマー、EPDM、(2)ポリエ
チレン及び(3)、場合により少くとも3個の炭素原子
をもつモノオレフィンの少くとも1種のポリマー、好ま
しくはポリプロピレンの実質的に加硫された(80〜9
0%)混合物を含む熱可塑性エラストマーを含む組成物
が開示されている。米国特許第4,247,652 号
には、(A)(i)過酸化物加硫可能オレフィンコポリ
マーゴム、(ii)過酸化物分解性オレフィンプラスチ
ック〔(i)と(ii)の合計は100部である〕、及
び(iii)過酸化物非加硫性炭化水素ゴム状物質及び
(又は)(iv) 鉱油を含む動的に部分加硫されたエ
ラストマー組成物並びに(B)オレフィンプラスチック
を含む熱可塑性エラストマー配合物が開示されている。 これら両特許においてブテンポリマーはブテン−1ポリ
マーの添加前に加硫又は部分加硫された熱可塑性エラス
トマー組成物とブレンドされる。
A)非晶性エチレン/α−オレフィンコポリマー及び(
B)(i)プロピレンと少くとも4個の炭素原子をもつ
α−オレフィンとの低結晶性コポリマー、(ii)1−
ブテンのホモポリマー又はコポリマー、あるいは(ii
i)成分(i)又は成分(ii)と少くとも3個の炭素
原子をもつα−オレフィンのホモポリマー又はコポリマ
ーとのポリマーからなる群から選ばれるポリマーを含む
動的に部分加硫した熱可塑性エラストマー組成物が開示
されている。好ましくは部分架橋は少くとも2つの重合
可能基をもつラジカル重合性モノマーのグラフトにより
行なわれる。
ブテン−1の添加及び動的部分加硫が改善された引張強
さ、伸び及びメルトフロー性をもつ組成物を与え、成形
及び押出物品例えば産業用ホース、自動車部品の製造及
びシーティングに有用であることが見いだされた。従っ
て本発明は、重量で、(a)プロピレンポリマー物質、
20〜70部、(b)非晶性エチレン−プロピレンコポ
リマーゴム(EPR)、20〜60部、(c)半結晶性
、低密度、実質的に線状のエチレン−プロピレンコポリ
マー、8〜30部(たゞし(a)+(b)+(c)の全
量は100部である)、及び(d)ポリブテン−1、(
a)+(b)+(c)100部を基にして2〜20部(
たゞしポリブテンと成分(b)との比は0.5未満であ
る)を含む動的に部分加硫した熱可塑性エラストマーを
提供する。
は重量による。成分(a)として本発明において使用さ
れるプロピレンポリマー物質には(i)90%以上、好
ましくは95〜98%のイソタクチック指数をもつ結晶
性ポリプロピレン;及び(ii)10%まで、好ましく
は約1%から約3%までのエチレン含量をもつエチレン
−プロピレンランダムコポリマーが含まれ、室温でキシ
レン中に約90〜約94%不溶である。プロピレンポリ
マー物質は20〜70部、好ましくは30〜50部の量
で存在する。
レン含量をもつ非晶性エチレン−プロピレンコポリマー
ゴムである。エチレン−プロピレンコポリマーゴムは2
0〜60部、好ましくは30〜50部の量で存在する。 成分(c)の半結晶性、低密度、実質的に線状のエチレ
ン−プロピレンコポリマーは実質的に90%以上、好ま
しくは95%以上がエチレン単位からなり、室温でキシ
レン中に不溶性である。本出願において用いた「半結晶
性」という語は、20℃/分で加熱した(c)の5〜1
0mg試料に関して示差走査熱量測定により決定される
(c)の融解熱から、400°Kにおける100%結晶
性ポリエチレンの融解熱がガウルほか(U.Gaur
and B.Wunderlich)、J.Phys.
Chem.Ref..Data 、10(1)、119
(1981)中に記載されたように293J/gである
と仮定して評価して約20〜約60%、好ましくは約2
5〜約50%の結晶化度と規定される。結晶化度パーセ
ントは(c)の融解熱を100%結晶性ポリエチレンの
融解熱で割り、100を乗ずることにより計算される。 成分(c)は8〜30部、好ましくは10〜20部の量
で存在する。
)の全量は100部である。成分(d)のポリブテン−
1は0.914〜0.919g/cm3 の密度を有し
、1〜100g/10分のメルトインデックスをもつ結
晶性イソタクチックポリブテンである。ポリブテン−1
は本発明において、(a)+(b)+(c)100部を
基にして2〜20部、好ましくは4〜15部の量で存在
する。ポリブテン−1と成分(b)との比は0.5未満
、好ましくは0.1〜0.3であろう。
,2−ポリブタジエン及び式
、−CONH2、−CN 、−NO2、−CH2CO
CH2COOR 、−CH(COOR)2(式中、Rは
6〜8個の炭素原子をもつアリール又は1〜4個の炭素
原子をもつアルキルである)の基であり、nは1又は2
であり、mはXの自由原子価に等しい数であり、R1
及びR2 は同一か又は異なり、水素、1〜4個の炭素
原子をもつアルキル又は5〜8個の炭素原子をもつシク
ロアルキルである〕のフラン誘導体から選ばれる少くと
も1つの架橋助剤を含む過酸化物加硫系を用いて行なわ
れる。
ジエンモノマーゴム(EPDM)中で160℃で3.3
〜20分、好ましくは7〜18分の半減期を有しなけれ
ばならない。本発明において使用される過酸化物の適当
な例には1,1′−ビス(t−ブチルペルオキシ)ジイ
ソプロピルベンゼン、ジクミルペルオキシド、n−ブチ
ル−4,4′−ビス(t−ブチルペルオキシ)バレラー
ト、2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)−2,5−
ジメチルヘキサンが含まれる。過酸化物は(a)+(b
)+(c)100部を基にして0.5〜3部、好ましく
は1〜2.5部の量で、液体又は固体支持形態で存在し
、市販されている。
00〜約13,000、好ましくは少くとも2,400
〜13,000の分子量を有する。1,2−ビニル含量
は少くとも50%、好ましくは50〜90%、最も好ま
しくは70〜90%である。存在する1,2−ポリブタ
ジエンの量は(a)+(b)+(c)100部を基にし
て2〜20部、好ましくは4〜12部である。1,2−
ポリブタジエンは液体又は固体支持形態で使用でき、両
形態で市販されている。
ン誘導体は該技術において知られ、米国特許第2,73
8,338 号に記載された方法により製造でき、その
方法が参照される。適当な例には、1,5−ジフルフリ
ル−1,4−ペンタジエン−3−オン、ジフルフラルア
ルドゼン、β−(α−フリル)アクロレイン、5−(α
−フリル)ペンタジエナール、α−フリルアクリルアミ
ド、α−フリルアクリロニトリル、β(α−フリル)ア
クリル酸及びそのエステル、フルフリルデンのエステル
などが含まれる。フラン誘導体は(a)+(b)+(c
)100部を基にして0.15〜2部、好ましくは0.
17〜2部の量で使用される。
エラストマーは過酸化物加硫系を成分(a)(b)、(
c)及び(d)の混合物に加え、前記混合物を加硫条件
にさらすと同時に混合物を素練りして所望の動的部分加
硫をおこさせることにより得られる。成分(a)、(b
)及び(c)は、初めにプロピレンを重合して成分(a
)を形成し、次いで成分(a)の存在下にプロピレン及
びエチレンを単一又は一連のリアクター中で液相又は気
相で、あるいは液−気相で少くとも2段階で重合して成
分(b)及び(c)を形成することにより製造される均
一ブレンドを形成する。あるいは成分(a)、(b)及
び(c)をそれぞれ別個に製造し、次いで溶融混練によ
り混合することができる。
の程度がゲル含量に関して後記試験によりシクロヘキサ
ン中で少くとも80%で94%を超えないことを意味す
る。好ましくはゲル含量は85〜92%である。混合及
び(又は)素練り温度は、本発明の動的に部分加硫した
熱可塑性エラストマーの生成に対して約2〜30分間、
好ましくは3〜20分間160〜225℃、好ましくは
180〜215℃である。前記加硫条件で、EPDM中
160℃における理論半減期を基にして加硫剤の少くと
も97%、一般に98〜99%が消耗される。素練り又
はせん断操作はオープンロール、密閉式ミキサー〔例え
ばバンバリー又はハーケ(Haake)ミキサー〕、及
び−軸スクリュー又はこの軸スクリュー押出機中で行な
うことができる。
いて、成分(a)、(b)及び(c)の均一ブレンドは
前記のように2段階で製造され、第1段階は液体プロピ
レン中であり、第2段階は気相中であり、1990年4
月27日に提出された米国特許第515,936 号中
に示されるような触媒及び操作が使用され、その開示が
こゝに参照される。得られた均一ブレンドは成分(d)
に添加され、均一混合物が形成されるまで混合される。 次いで架橋助剤、前記のようなフラン誘導体又は1,2
−ポリブタジエンが添加され、混合が約1〜2分間続け
られる。 1,2−ポリブタジエンは液体又は固体形態で使用でき
る。1,2−ポリブタジエンが液体として添加されると
き、それは一般に2〜6分間にわたり25〜50%の小
増分で添加され、固体として添加されるとき、それは一
般に一度にすべて添加される。次いで過酸化物が添加さ
れ、約5〜7分間粘度に変化がなくなり、過酸化物が実
質的にすべて使用されたことを示すまで混合される。次
いで素練りがさらに1〜2分間続けられる。
はすべての成分のプレミックスにより製造される。この
方法によれば、すべての成分がタンブルブレンドにより
、例えばヘンシェルミル又はV−ブレンダー中でプレミ
ックスされる。次いでプレミックスが高強力ミキサーの
室に装荷され、約1〜3分間溶融して一定粘度が得られ
るまで混合され、素練りがさらに1〜2分間続けられる
。
フェニレン−ビスマレイミド及び(又は)硫黄供与体例
えばメルカプトベンゾチアゾール、ベンゾチアジルジス
フィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラ
メチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラ
ムヘキサスルフィド、N,N′−ジエチルチオ尿素、ア
ルキルフェノールジスルフィド及びジブチルジチオカル
バミン酸亜鉛を含むことができる。使用される他の共試
剤の量は(a)+(b)+(c)100部を基にして0
.5〜3部、好ましくは1〜2.5部の範囲内にあり、
硫黄供与体の量は約0.15〜3部、好ましくは0.1
7〜2部の範囲内である。本発明に使用される硫黄供与
体及びフェニレン−ビスマレイミドは市販されている。
体を含むとき、共試剤は一般に1,2−ポリブタジエン
とともに添加され、硫黄供与体は一般に過酸化物と組合
せて添加される。前記主成分に加えて、老化防止剤が一
般に熱可塑性エラストマー中に(a)+(b)+(c)
100部を基にして0.1〜0.9部の量で存在する。 本発明に使用される老化防止剤の適当な例はチオフェノ
ール類、4,4′−チオ−ビス(6−t−ブチル−m−
クレゾール;亜リン酸エステル類、亜リン酸トリスノニ
ルフェノール;フェノールエステル類、テトラキス〔メ
チレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒ
ドロシンナマート)〕メタン;チオジプロピオナート類
、ジラウリルチオプロピオナート;ヒドロキノン類、2
,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン;及びキノリン類、
2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンで
あり、すべて市販されている。
普通の添加剤例えばエクステンダー油例えばパラフィン
系及びナフテン系油を、エチレン−プロピレンゴム10
0部を基にして20〜100部、好ましくは25〜60
部、より好ましくは25〜50部の量で、又は酸化亜鉛
を(a)+(b)+(c)100部を基にして2〜6部
の量で含むことができる。
酸加亜鉛又は他の老化防止剤は過酸化物の添加前に添加
される。熱可塑性エラストマーがプレミックス法により
製造されるとき、エスクテンダー油は一般にプレミック
スがミキサーに装荷され、成分の溶融が始まった後添加
される。本発明は後記の発明の実施例についてより詳細
に示される。
の方法で測定した。 引張強さ ASTM D−4
12 25破断伸び AST
M D−412100%モジュラス ASTM
D−412200%モジュラス ASTM D−4
12ショアD硬さ ASTM D−2
240圧縮永久ひずみ ASTM D−3
95,方法B30 メルトフローI10 ASTM D−1283
,@230℃,10kg.wt. パーセントゲル含量は秤量した3.81cm×1.9c
m×0.20cmの試験片をシクロヘキサン約100m
l中に約23℃で48時間浸漬し、試料を取出し、真空
オーブル中80℃で恒量に(約72時間)乾燥すること
により測定した。%ゲルは次のように計算した。
の重量)/〔ゴムの初期重量(試料中)〕×100%実
施例1 この実施例は本発明の部分加硫熱可塑性エラストマー及
びその製造法を示す。ヘンシェルミル中の前記のように
製造した約92のイソタクチック指数を有する結晶性ポ
リプロピレン約40部、約50%のエチレン含量を有す
るエチレン−プロピレンコポリマーゴム約40部及び、
室温でキシレン中に不溶性であり、96%のエチレン含
量を有する半結晶性、低密度、実質的に線状のエチレン
−プロピレンコポリマー20部のブレンドにポリブテン
6部、1,2−ポリブタジエン5.5部、1,1′−ビ
ス(6−t−ブチル−ペルオキシ)−ジイソプロピルベ
ンゼン4.2部、酸化亜鉛6部、メルカプトベンゾチア
ゾール0.7部、N,N′−フェニレン−ビスマレイミ
ド2部及び4,4′−チオ−ビス(6−t−ブチル−m
−クレゾール)0.3部を加え、成分を約15〜30秒
間タンブルブレンドする。次いでタンブルブレンドした
混合物を、予め182℃の温度にセットしたハーケ密閉
混合ヘッド(モデル600E)に装荷し、同温度で約1
〜3分間混合する。油5部を加え、混合を30〜60秒
間続け、次いで残り5部の油を加える。混合をさらに4
5〜70秒間続け、次いでテトラキス〔メチレン(3,
5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマ
ート)〕メタン0.4部を加える。混合を均一混合物が
得られるまで続ける。
移し、上部熱盤で覆い、215℃で3分間10.5MP
aで圧縮成形する。熱盤をホットプレスから除き、室温
でプレス中に置き、10.5MPa下に約15分間冷却
し、次いで試験のために取出す。物理的性質は表I中に
示される。 比較例1 ポリプロピレン30部、55%エチレン、4.4%ジエ
ン、原料ムーニー粘度70を有する市販のエチレン−プ
ロピレン−エチリデンノルボルネンゴム60部、並びに
0.930の密度及び1.0のメルトインデックスを有
する市販の線状、低密度ポリエチレン10部をハーケ密
閉式ミキサー中へ導入し、187〜193℃で溶融する
まで約2分間混合する。ジクミルペルオキシド1.25
部を加え、約6分間混合を続ける。次いで4,4′−チ
オ−ビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)0.1部
を加え、さらに1分間混合する。得られた部分架橋熱可
塑性エラストマーは94.7%のゲル含量を有した。
ー100部をポリブテン1、25部に加え、190℃の
温度で約2〜3分間混合する。圧縮成形試料を実施例1
の操作に従って調製する。物理的性質は表I中に示され
る。
表 I 成 分
実施例1 比較例1ポリプロピレ
ン
40 30エ
チレン−プロピレンコポリマーゴム
40 60エチレン−プ
ロピレンコポリマー
20 −−線状、低密度ポリエ
チレン
−− 10ポリブテン−1
6 25過酸化
物(1)
4.2
−−過酸化物(2)
−− 1.251,2−ポリブ
タジエン
5.5 −−ZnO
6.0
−−N,N′−フェニレン−ビスマレイミド
2.0 −−
4,4′−チオ−ビス(6−t−ブチル− −m
−クレゾール)
0.3 0.
1メルカプトベンゾチアゾール
0.7 −
−テトラキス〔メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマート)〕メタン
0.4 −−SUNPAR 22
80(3)
10 −− 性 質 100%モジュラス、MPa
6.8
5.4引張強さ、 MPa
11.0
10.3伸び、
%
340 450ショアA
89 88%圧
縮ひずみ @100℃/22時間
52
70I10 @230℃
14
10%ゲル
88.3 94.9PBR/ゴム
比
0.16 0
.42━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━(1) 1,1′−ビス
(t−ブチル−ペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン;
市販 (2) ジクミルペルオキシド、市販(3) 石油
炭化水素油 実施例2 動的に部分加硫した熱可塑性エラストマーを、実施例1
の操作及び成分に従って製造するが、しかし、他の5部
のポリプロピレンを使用し、4部のポリブテン−1を6
部のポリブテン−1の代りに使用し、テトラキス〔メチ
レン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒド
ロシンナマート)〕メタンを、油の最後の添加後の代り
にポリブテン−1と同時又はほゞ同時に加える。物理的
性質は表II中に示される。
操作及び成分に従って製造するが、しかし6部のポリブ
テン−1を用いる。物理的性質は表II中に示される。 比較例2 動的に部分加硫した熱可塑性エラストマーを実施例2の
操作及び成分に従って製造するが、しかしポリブテン−
1が使用されない。物理的性質は表II中に示される。
表 2 成 分
実施例
2 実施例3 比較例2ポリプロピレン
40 40 40エチレ
ン−プロピレンコポリマーゴム 40
40 40エチレン−プロピ
レンコポリマー 20
20 20ポリブテン−1
4
6 −−ProF
ax 6501
5 5
5過酸化物 *
4.2
4.2 4.21,2−ポ
リブタジエン
5.5 5.5 5.
5ZnO
6
6 6N,N′−フェニレン−ビ
スマレイミド 2 2
24,4′−チオ−ビス(6−t−
ブチル− −m−クレゾール)
0.3 0.
3 0.3メルカプトベンゾチアゾール
0.7
0.7 0.7テトラキス〔メチレ
ン(3,5−ジ−t −ブチル−4−ヒドロキシヒド
ロシン ナマート)〕メタン
0.4 0.4
0.4SUNPAR 2280**
10
10 10 性 質 100%モジュラス、MPa
8.0 7.9
8.3引張強さ、 MPa
12.9 14.
0 12.4伸び、
% 331
357 330ショアD
38 38 38
%圧縮永久ひずみ 100℃/22時間
55 56
56I10 @230℃
8.7
8.2 3.8%ゲル
93.3 91.4 91.9
PBR/ゴム比
0.11 0.17
−−━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━━━* 1,1′−ビ
ス(t−ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、
40% %分散体、市販 ** 石油炭化水素油 開示した本発明の他の特徴、利点及び態様は前記開示を
読んだ後当業者に容易に明らかであろう。これに関して
本発明の特定の態様がかなり詳細に記載されているけれ
ども、これらの態様の変形及び改変を、説明し、特許請
求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱する
ことなく行なうことができる。
Claims (8)
- 【請求項1】 重量で、(a)(i)90%以上のイ
ソタクチック指数を有する結晶性ポリプロピレン及び(
ii)約10%までのエチレン含量を有するエチレン−
プロピレンランダムコポリマーからなる群から選ばれる
プロピレンポリマー物質、20〜70部、(b)非晶性
エチレン−プロピレンコポリマーゴム、20〜60部、
(c)室温でキシレン不溶性の半結晶性、低密度、実質
的に線状のエチレン−プロピレンコポリマー、8〜30
部(たゞし(a)+(b)+(c)の全量は100部で
ある)、及び(d)ポリブテン−1、(a)+(b)+
(c)100部を基にして2〜20部(たゞしポリブテ
ン−1とゴムとの比は0.5未満である)を含む動的に
部分加硫した熱可塑性エラストマー。 - 【請求項2】 プロピレンポリマー物質30〜50部
を含む、請求項1に記載の動的に部分加硫した熱可塑性
エラストマー。 - 【請求項3】 プロピレンポリマー物質がポリプロピ
レンである、請求項2に記載の動的に部分加硫した熱可
塑性エラストマー。 - 【請求項4】 非晶性エチレン−プロピレンコポリマ
ーゴム30〜50部を含む、請求項1に記載の動的に部
分加硫した熱可塑性エラストマー。 - 【請求項5】 半結晶性、低密度、実質的に線状のエ
チレン−プロピレンコポリマー10〜20部を含む、請
求項1に記載の動的に部分加硫した熱可塑性エラストマ
ー。 - 【請求項6】 ポリブテン−1を4〜15部を含む、
請求項1に記載の動的に部分加硫した熱可塑性エラスト
マー。 - 【請求項7】 (a)ポリプロピレン、30〜50部
、(b)非晶性エチレン−プロピレンコポリマーゴム、
30〜50部、(c)半結晶性、低密度、実質的に線状
のエチレン−プロピレンコポリマー、10〜18部、及
び(d)ポリブテン−1、(a)+(b)+(c)10
0部を基にして4〜15部を含む、請求項1に記載の動
的に部分加硫した熱可塑性エラストマー。 - 【請求項8】 (a)ポリプロピレン、40部、(b
)非晶性エチレン−プロピレンコポリマーゴム、40部
、(c)半結晶性、低密度、実質的に線状のエチレン−
プロピレンコポリマー、20部、及びポリブテン−1、
(a)+(b)+(c)100部を基にして2〜6部を
含む、請求項1に記載の動的に部分加硫した熱可塑性エ
ラストマー。
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