WO2015059219A1 - Thermoplastische elastomerenzusammensetzungen mit silikonölbeständigkeit - Google Patents
Thermoplastische elastomerenzusammensetzungen mit silikonölbeständigkeit Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015059219A1 WO2015059219A1 PCT/EP2014/072723 EP2014072723W WO2015059219A1 WO 2015059219 A1 WO2015059219 A1 WO 2015059219A1 EP 2014072723 W EP2014072723 W EP 2014072723W WO 2015059219 A1 WO2015059219 A1 WO 2015059219A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- tpe
- compound according
- weight
- hardness
- additive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
- C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
- C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/16—Ethylene-propylene or ethylene-propylene-diene copolymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08L67/025—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds containing polyether sequences
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
- C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/06—Polymer mixtures characterised by other features having improved processability or containing aids for moulding methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/04—Thermoplastic elastomer
Definitions
- the present invention relates to thermoplastic elastomer compositions which are resistant to silicone oils ⁇ .
- the thermoplastic elastomer compositions also referred to below as TPE compounds, moreover have a Shore A hardness of from 40 to 90 ShA and show very little change in mechanical parameters such as hardness, elongation at break, tensile strength and swelling behavior after storage in silicone oils.
- thermoplastic elastomer compositions according to the invention exhibit very good adhesion to thermoplastics such as, for example, polypropylenes (PP), polyethylenes (PE), polyamides (PA), polyethylene terephthalates (PET), polybutylene terephthalates (PBT), acrylonitrile-butadiene-styrene polymers (ABS),
- PP polypropylenes
- PE polyethylenes
- PA polyamides
- PET polyethylene terephthalates
- PBT polybutylene terephthalates
- ABS acrylonitrile-butadiene-styrene polymers
- PC Polycarbonates
- ASA acrylic ester-styrene-acrylonitrile polymers
- SAN styrene-acrylonitrile polymers
- POM polyoxymethylenes
- PC-ABS blends PC-ABS blends
- thermoplastic elastomers described herein follow the definitions as described in "G. Holden, H.R. Kricheldorf, R.P. Quirk (Eds.), Thermoplastic Elastomers, Carl Hanser Verlag, 3rd Ed., Kunststoff (2004) “or” http://en.wikipedia.org/wiki/Thermoplastic_elastomer "
- TPE and / or TPE compounds are usually treated with process oils, also known as plasticizers, in order to achieve certain degrees of hardness and to ensure good processability during production and further processing.
- process oils may include paraffinic oils, especially technical or medicinal white oils, native oils, such as soybean oil or rapeseed oil, alkylsulfonyl esters, in particular Alkylsulfonylphenylester, wherein the
- dialkyl or trialkyl esters of mellitic acid the alkyl substituents containing linear and / or branched alkyl chains having> 4 C atoms.
- alkyl esters of di-, tri- and higher polycarboxylic acids where the alkyl substituents are linear and / or branched alkyl chains, are also used as process oils. Examples include adipic di-2-ethylhexyl ester and tributyl-O-acetyl citrate.
- carboxylic acid esters of mono- and / or polyalkylene glycols can also be used as process oils, for example ethylene glycol adipate. As process oils and mixtures of the described classes of substances can be used.
- TPE or TPE compounds containing the described process oils have the disadvantage that deteriorate their mechanical properties on contact with oils or oily media and thus the components or moldings produced therefrom are no longer applicable. This deterioration of the mechanical properties occurs in particular after contact with silicone oils.
- the process oils are either extracted or the silicone oil can be absorbed. Sometimes both processes can take place, but one predominates. Through extraction, the volume shrinks, the component shows shrinkage. By absorption, the volume increases, the component shows swelling behavior.
- compounds of the structural formula mentioned are also referred to as linear siloxanes, more particularly diorganopolysiloxanes.
- silicone oils can be found both in technical applications, for example as compressor or pump oils, as well as in medical and cosmetic applications, where, for example, as foam-inhibiting substances or lubricants are used. It will be appreciated, therefore, that materials such as gaskets, housings, or other components that come in direct contact with silicone oils must remain consistent in their physical properties to meet the technical requirements.
- the object of the invention was therefore to provide TPE compounds which have a certain degree of hardness and a corresponding elasticity, are resistant to silicone oils and have good adhesion to thermoplastics. Furthermore, the compounds should be processable, in particular by injection molding, especially when using at least a 2-component process.
- the object has been achieved by a TPE compound comprising a thermoplastic elastomer (base TPE) and a polymeric additive which is phase compatible with the TPE, wherein the additive has a hardness lower by 5 to 50 ShA than the base TPE and wherein the polymer composition has a Shore A hardness of 40 to 90 ShA.
- the TPE compounds contain ⁇ 5% by weight of classic process oils or plasticizers, preferably ⁇ 2% by weight.
- the TPE compound contains no plasticizers or process oils, that is plasticizer-free.
- the polymer compositions have a Shore A hardness of 40 to 90 ShA.
- the compounds may contain further TPE, thermoplastic polymers and optionally further additives.
- TPE compounds containing at least one mixture of a basic TPE base TPE and a soft, polymeric, phase-compatible additive can achieve the desired Shore hardness with plasticizer additives ⁇ 5% by weight and additionally over the disadvantageous Influence of silicone oils or silicone oil-containing substances are resistant.
- the polymeric additive takes over the effect of classic plasticizers and process oils.
- the compounds according to the invention have very good adhesion to common thermoplastics (eg PP, PA, PC, ABS, ASA, SAN, PET, PBT, POM). The good adhesion is retained after storage in silicone oil.
- thermoplastics and elastomers which have TPE behavior.
- block copolymers which show TPE behavior due to their internal molecular structure
- polymer blends of thermoplastics and elastomers which have TPE behavior.
- thermoplastic and soft elastomeric domains are formed. When exposed to heat, the thermoplastic areas melt and the TPE can then be processed like a thermoplastic. Upon cooling, these hard areas solidify again, the material then shows elastic properties of the soft domains.
- TPE block copolymers may be mentioned styrene block copolymers (TPE-S), thermoplastic polyester elastomers (TPE-E), thermoplastic polyurethane elastomers (TPE-U), thermoplastic polyamide ⁇ elastomeric (TPE-A) and thermoplastic olefin elastomers (TPO) of block copolymers.
- TPE according to the invention which are composed of polymer blends, are polyolefin blends of uncrosslinked and / or poorly crosslinked polyolefins (TPE-0) and crosslinked or vulcanized polyolefins (TPE-V). In general, TPE-V generally also refers to polymer blends of thermoplastic polymers and crosslinked elastomers.
- TPE-S are triblock copolymers ABA wherein the A block is usually polystyrene and the B block is usually composed of polybutadiene, polyisoprene or polyisobutene (SBS, SIS, SiBS).
- the styrenic monomers may be partially or completely replaced by derivatives of styrene such as methylstyrene and tert-butylstyrene.
- the B-block may alternatively mixtures of dienes such as SIBS (B block of mixture of butadiene and isoprene).
- TPE-S consisting of styrene and diene monomers can also be used as hydrogenated derivatives.
- TPE-E of the present invention are linear multiblock polyesters randomly distributed between high melting hard polyester blocks and low melting soft polyester blocks.
- the hard blocks form crystalline areas
- the soft blocks amorphous areas that cause elastic behavior at application temperatures of the TPE-E.
- the hard polyester blocks are composed of short-chain dicarboxylic acids having less than 4 C atoms or aromatic dicarboxylic acids or mixtures of
- Dicarboxylic acids Preference is given to aromatic dicarboxylic acids, particularly preferably isophthalic acid or terephthalic acid.
- the alcohol component is preferably also difunctional and consists of short-chain alkyl diols or short-chain polyoxyalkylene diols having less than 3 repeating units or mixtures of different diols.
- the soft polyester blocks consist of aliphatic or aromatic dicarboxylic acids, preferably of aromatic dicarboxylic acids, very particularly preferably of isophthalic acid or terephthalic acid.
- polyether diols such as polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene co-propylene glycols, polytetra- methylene glycols or soft polyester diols composed of alkanedicarboxylic acids, for example adipic acid or
- Sebacic acid and alkanediols, or polycaprolactone diols or aliphatic polycarbonate diols.
- TPE-U consist of linear, randomly structured polyurethanes with alternating hard, crystalline and soft, amorphous segments.
- the hard segments are made up of polymers of diisocyanates and short chain chain extenders (known to those skilled in the art as chain extenders) linked by urethane groups.
- chain extenders it is possible to use short-chain diols, such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol. Preferred as chain extenders
- the soft segments typically consist of long chain polyether diols or polyester diols.
- Polyether diols may be polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene co-propylene glycols, polytetramethylene glycols, preferably polytetramethylene glycol.
- Polyester diols are composed of alkanedicarboxylic acids, preferably adipic acid and alkanediols, for example ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol.
- polycaprolactone diols also find or aliphatic polycarbonate diols application as Weichseg ⁇ elements.
- the soft segments are linked to the hard segments via urethane groups.
- TPE-A of the present invention are characterized by having polyamides as the hard, crystalline segments.
- the soft, amorphous regions are made of polyethers and / or polyesters.
- polyesteramides, polyetheresteramides, polycarbonateesteramides and polyetherblockamides are made of polyesteramides, polyetheresteramides, polycarbonateesteramides and polyetherblockamides. Polyesteramides, Polyetheresteramides and
- Polycarbonate ester amides are formed by reaction of aromatic diisocyanates with aliphatic dicarboxylic acids which form the polyamide blocks and carboxyl-terminated aliphatic polyesters (resulting in polyester amides), carboxyl-terminated aliphatic polyester ethers (resulting in polyetheresteramides) and carboxyl-terminated polycarbonate diols (resulting in polycarbonate ester amides).
- Polyether block amides are formed by reaction of carboxyl ⁇ terminated polyamides and hydroxy-terminated polyether-ols. Preference is given as TPE-A polyether block amides, more preferably those with polytetramethylene glycol as a soft segment.
- TPE-0 according to the invention are intended to be of the type described in Chapter 5 of "G. Holden, H.R. Kricheldorf, R.P. Quirk (Eds.), Thermoplastic
- TPE-0 are composed of block copolymers of PP and PE.
- TPE-V according to the invention are described in Chapter 7 of "G. Holden, HR Kricheldorf, RP Quirk (Eds.), Thermoplastic Elasomers, Carl Hanser Verlag, 3rd ed., Kunststoff (2004). Preference is given to polymer blends of EPDM / PP, NR / PP (NR, natural rubber), NBR / PP, XIIR / PP (XIIR, networked
- Butyl rubber and EVA / PVDC (EVA, ethylene vinyl acetate). Particularly preferred is EPDM / PP.
- TPE-S, TPE-E, TPE-U and TPE-V from the series of the described TPE are preferred as base TPEs.
- TPE-S, TPE-E and TPE-V are particularly preferred.
- TPE compounds that are resistant to silicone oil contain one or more soft, polymeric, phase-compatible additives.
- Soft, polymeric, phase-compatible additives are understood as meaning those which have a molecular weight of at least 500 g / mol and consist of at least three repeat units. Further, the additives have a hardness lower by 5 to 50 ShA than the base TPE.
- the TPE compounds according to the invention, which consist of at least one base TPE and the additive, must have a Shore A hardness of 40 to 90 ShA, preferably 40 to 80 ShA, very particularly preferably 60 to 80 ShA.
- the TPE compounds made from mixtures of at least one TPE compound and at least one additive, must show no macroscopic phase separation or delamination after compounding, ie they should be phase-compatible or phase-stable.
- the person skilled in the art is familiar with the occurrence of macroscopic phase separation and can do so in terms of compatibility, ie a stable compound or an incompatibility and thus unstable and technically unusable compound.
- the phase separation can be visually recognized.
- TPEs Soft, polymeric, phase-compatible additives
- TPEs Soft, polymeric, phase-compatible additives
- copolymers which do not show any TPE behavior by themselves, but which fulfill the stated criteria, are also mentioned.
- acrylate copolymers such as a terpolymer of butyl acrylate-methyl methacrylate-acrylonitrile.
- phase compatibility between polar base TPEs such as TPE-E or TPE-U and polar additives or non-polar base TPE-S with TPE-0 as an additive.
- combinations between, for example, basic TPE-S and TPE-E as an additive may also be possible if the molecular structure and proportions of the components allow compatibility.
- TPEs TPE as they have been described in the base TPE are called, preferably TPE-S, TPE-E, TPE-U and TPE-V.
- optional thermoplastic Polymers are, for example, called PE, PP, PS, PA, PC, ABS, ASA, SAN, PET, PBT, POM, PPO (polyphenylene oxide). These thermoplastics may also be chemically modified, for example maleic anhydride-grafted PP.
- Preferred optional thermoplastic polymers are PP, PS and chemically modified PP.
- process auxiliaries, stabilizers or fillers can be added to the TPE compounds according to the invention.
- Process oils may be added as needed, but ⁇ 5% by weight, preferably ⁇ 2% by weight. According to another embodiment of the invention, no process oils are added.
- antistatic agents As process auxiliaries and stabilizers there may be mentioned antistatic agents, anti-foaming agents, lubricants, dispersants, release agents, anti-blocking agents, radical scavengers,
- Antioxidants biocides, fungicides, UV stabilizers, other light stabilizers, metal deactivators, further including additives such as foaming aids, propellants,
- the TPE compounds according to the invention comprising or consisting of at least one mixture of a basic TPE and a soft, polymeric, phase-compatible compound, are composed of a weight ratio of base TPE to additive of 5: 1 to 1: 5.
- the mixture is in one Ratio of 4: 1 to 1: 4 and more preferably from 3: 1 to 1: 3 base TPE / additive before.
- the phase-compatible additive is a TPE softer by 5 to 50 ShA.
- the TPE compounds may contain other TPE, thermoplastic polymers and / or other additives. Further optional TPEs are added in the range from 0 to 20% by weight, based on the total mixture, with preferably less than 15% by weight being added. Addition amounts of thermoplastics are in the range of 0 to 30 wt.%, Preferably 0 to 25 wt.% And particularly preferably 0 to 20 wt.%. Fillers from 0 to 25% by weight, preferably 0 to 20% by weight and in particular 0 to 15% by weight, are added from the list of possible further additives.
- process stabilizers and antioxidants are in the range of 0 to 0.5 wt.%, Preferably 0 to 0.2 wt.% And particularly preferably 0.05 to 0.1 wt.%.
- the preparation of the compounds is carried out by means of conventional mixing units. Suitable units may be extruder, internal mixer or kneader. Ensure the homogeneous distribution of the individual raw materials of the respective compound. Preferred aggregates are extruders, in particular twin-screw extruders.
- the target hardness of the TPE compounds of the invention are in the range of 40 to 90 ShA, preferably 40 to 80 ShA, most preferably from 60 to 80 ShA.
- the TPE compounds according to the invention are outstandingly suitable, for example, for use in components and moldings which Injection molding or in multi-component injection molding process are produced and have a high resistance to silicone oils and adhere well.
- the present invention also relates to the use of the TPE compounds according to the invention for the production of various products in typical application fields of TPE. These are automotive interior and exterior components and molded articles, industrial equipment, industrial tools, bathroom faucets, home appliances, medical consumables and appliances, sporting goods, sanitary ware and cosmetics containers. Generally sealing materials which are to block media. These media may be lubricants and their mixtures or preparations of consumer goods containing silicone oils.
- Examples A to F were prepared and measured accordingly.
- the corresponding proportions by weight of the components used can be taken from the following Table 1.
- FIG. 4 shows a visual comparison of a phase-compatible TPE compound versus a non-stable TPE compound 3.
- TPE-E / TPE-U compounds adhere to the following thermoplastics: PC, ABS, ASA, PET.
- a test specimen with a diameter of 30 mm and a thickness of 2 +/- 0.05 mm was used.
- an S2 specimen with a thickness of 2 +/- 0.05 mm was used.
- test specimens were placed in polydimethylsiloxane Dow Corning ® 200 FLUID, 50 CST and at 55 +/- 2 ° C at 100% wetting of the test specimen (Vollquellung) stored.
- the removal of the Test specimens were carried out after 1, 7, 21 and 30 days (reaching a limit after about 21 days).
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Elastomerenzusammensetzungen, welche beständig gegen Silikonöle sind. Die thermoplastischen Elastomerenzusammensetzungen, im Weiteren auch TPE Compounds genannt, weisen zudem eine Shore-A-Härte von 40 bis 90 ShA auf und zeigen nach Lagerung in Silikonölen sehr geringe Veränderung von mechanischen Kenngrößen wie Härte, Bruchdehnung, Zugfestigkeit und dem Quellverhalten. Zudem zeigen die erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomerenzusammensetzung sehr gute Haftung auf thermoplastischen Kunststoffen wie beispielsweise Polypropylenen (PP), Polyethylenen (PE), Polyamiden (PA), Polyethylenterephthalat (PET) Polybutylenterephthalat (PBT), Acrylnitril-Butadien-Styrol Polymeren (ABS), Polycarbonaten (PC), Acrylester-Styrol-Acrylnitril Polymeren (ASA), Styrol- Acrylnitril Polymeren (SAN), Polyoxymethylenen (POM) oder deren Blends wie beispielsweise PC-ABS Blends (PC/ABS).
Description
Thermoplastische Elastomerenzusammensetzungen mit
Silikonölbeständigkeit
Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Elastomerenzusammensetzungen, welche beständig gegen Silikon¬ öle sind. Die thermoplastischen Elastomerenzusammensetzungen, im Weiteren auch TPE Compounds genannt, weisen zudem eine Shore-A-Härte von 40 bis 90 ShA auf und zeigen nach Lagerung in Silikonölen sehr geringe Veränderung von mechanischen Kenngrößen wie Härte, Bruchdehnung, Zugfestigkeit und dem Quellverhalten. Zudem zeigen die erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomerenzusammensetzungen sehr gute Haftung auf thermoplastischen Kunststoffen wie beispielsweise Polypropylenen (PP) , Polyethylenen (PE) , Polyamiden (PA) , Polyethylenterephthalaten (PET) , Polybutylenterephthalaten (PBT) , Acrylnitril-Butadien-Styrol Polymeren (ABS) ,
Polycarbonaten (PC) , Acrylester-Styrol-Acrylnitril Polymeren (ASA) , Styrol-Acrylnitril Polymeren (SAN) , Polyoxymethylenen (POM) oder deren Blends wie beispielsweise PC-ABS Blends (PC/ABS) .
Die hierin beschriebenen thermoplastischen Elastomere (TPE) folgen den Definitionen wie sie in „G. Holden, H. R. Kricheldorf, R. P. Quirk (Eds.), Thermoplastic Elastomers, Carl Hanser Verlag, 3rd Ed., Munich (2004)" oder „http ://en. wikipedia . org/wiki/Thermoplastic_elastomer"
beschrieben sind.
TPE und/oder TPE Compounds werden üblicherweise mit Prozessölen, auch Weichmacher genannt, versetzt, um bestimmte Härtegrade zu erreichen und eine gute Verarbeitbarkeit während der Herstellung und der Weiterverarbeitung zu gewährleisten. Typische Prozessöle können dabei paraffinische Öle, insbesondere technische oder medizinische Weißöle, native Öle,
wie beispielsweise Soja- oder Rapsöl, Alkylsulfonylester, insbesondere Alkylsulfonylphenylester , wobei die
Alkylsubst ituenten lineare und/oder verzweigte Alkylketten mit >5 C-Atomen enthalten. Ferner Di - oder Trialkylester der Mellitsäure, wobei die Alkylsubst ituenten lineare und/oder verzweigte Alkylketten mit >4 C-Atomen enthalten. Des Weiteren finden auch Alkylester von Di-, Tri- und höheren Polycarbonsäuren, wobei die Alkylsubst ituenten lineare und/oder verzweigte Alkylketten sind, als Prozessöle Verwendung. Als Beispiele seien genannt Adipinsäuredi-2- ethylhexylester und Tributyl-O-acetylcitrat . Weiterhin können auch Carbonsäureester von Mono- und/oder Polyalkylenglykolen als Prozessöle eingesetzt werden wie beispielsweise Ethylenglykoladipat . Als Prozessöle können auch Mischungen der beschriebenen Substanzklassen eingesetzt werden.
Die TPE oder TPE Compounds, die die beschriebenen Prozessöle enthalten, haben jedoch den Nachteil, dass sich bei Kontakt mit Ölen oder öligen Medien ihre mechanischen Eigenschaften verschlechtern und damit die daraus hergestellten Bauteile oder Formkörper nicht mehr einsetzbar sind. Diese Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften tritt insbesondere nach Kontakt mit Silikonölen auf. Dabei werden die Prozessöle entweder extrahiert oder das Silikonöl kann absorbiert werden. Teilweise können beide Prozesse stattfinden, wobei jedoch einer überwiegt. Durch Extraktion schwindet das Volumen, das Bauteil zeigt Schrumpf. Durch Absorption erhöht sich das Volumen, das Bauteil zeigt Quellverhalten .
Silikonöle im Sinne der Erfindung sind chemische Verbindungen der allgemeinen Strukturformel HnR(3_n) Si- [0-SiR2] y-0-SiR(3-m) Hm,
wobei R Alkylgruppen, bevorzugt Methylgruppen, n, m = 1 bis 3 und y= 1 bis 1000 sein können. Allgemein werden Verbindungen der genannten Strukturformel auch als lineare Siloxane, genauer Diorganopolysiloxane bezeichnet. Des weiteren sind unter dem Begriff Silikonöle auch cyclische Silikonöle der allgemeinen Strukturformel -[0-SiR2]z _ zu verstehen. Dabei sind R Alkylgruppen, bevorzugt Methyl und z = 3 bis 8, bevorzugt 4 bis 6. Anwendungen von Silikonölen finden sich sowohl in technischen Applikationen zum Beispiel als Kompressor- oder Pumpenöle, als auch in medizinischen und kosmetischen Applikationen, wo sie beispielweise als schaumhemmende Substanzen oder Gleitmittel eingesetzt werden. Es ist ersichtlich, dass daher Materialien wie Dichtungen, Gehäuse oder andere Bauteile, die in direkten Kontakt mit Silikonölen treten, beständig hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften bleiben müssen, um die technischen Anforderungen zu erfüllen.
Aufgabe der Erfindung war es deshalb, TPE Compounds bereitzustellen, die einen gewissen Härtegrad und eine entsprechende Elastizität aufweisen, beständig gegen Silikonöle sind und dabei gute Haftung zu thermoplastischen Kunststoffen aufweisen. Weiterhin sollen die Compounds insbesondere im Spritzgussverfahren verarbeitbar sein, vor allem in Anwendung eines mindestens 2-Komponenten Verfahrens.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein TPE Compound, umfassend ein thermoplastisches Elastomer (Basis-TPE) und ein polymeres Additiv, welches phasenkompatibel zum TPE ist, wobei das Additiv eine um 5 bis 50 ShA niedrigere Härte als das Basis- TPE aufweist und wobei die Polymerzusammensetzung eine Shore- A-Härte von 40 bis 90 ShA aufweist.
Die TPE Compounds enthalten dabei <5 Gew.% klassische Prozessöle oder Weichmacher, bevorzugt <2 Gew.%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das TPE Compound keine Weichmacher bzw. Prozessöle, ist also weichmacherfrei. Die Polymerzusammensetzungen weisen eine Shore-A-Härte von 40 bis 90 ShA auf. Des weiteren können die Compounds weitere TPE, thermoplastische Polymere und optional weitere Additive enthalten . Überraschend wurde gefunden, dass die Verwendung von TPE Compounds, enthaltend mindestens eine Mischung aus einem Basis-TPE Basis-TPE und einem weichen, polymeren, phasenkompatiblen Additiv die gewünschte Shore-Härte mit Weichmacherzusätzen <5 Gew.% erzielen können und zusätzlich gegenüber dem nachteiligen Einfluss von Silikonölen oder silikonölhaltigen Substanzen resistent sind. In beiden Fällen übernimmt das polymere Additiv die Wirkung der klassischen Weichmacher und Prozessöle. Zusätzlich hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die erfindungsgemässen Compounds sehr gute Haftung auf gängigen Thermoplasten (z.B. PP, PA, PC, ABS, ASA, SAN, PET, PBT, POM) aufweisen. Die gute Haftung bleibt nach Lagerung in Silikonöl erhalten .
Bei einer Standardmessung in Anlehnung an die DIN ISO 1817 Vorschrift, konnte nach 30 Tagen Einfluss von Silikonölen bei 55°C geringe Veränderung in den mechanischen Eigenschaften wie der Härte, der Bruchdehnung, der Zugfestigkeit festgestellt werden. Ebenso zeigt das Bauteil, das aus dem erfindungsgemäßen Compound hergestellt wurde, geringes Schrumpf- oder Quellverhalten. Der Fachmann spricht von
„beständig" im Zusammenhang mit Volumenänderung des Bauteils oder Fomkorpers bei Änderungen <5 Vol.%.
Unter erfindungsgemäßen TPE sind sowohl Blockcopolymere, die auf Grund ihres inneren molekularen Aufbaus TPE-Verhalten zeigen, als auch Polymermischungen aus Thermoplasten und Elastomeren zu verstehen, die TPE-Verhalten aufweisen. In beiden Fällen bilden sich harte, thermoplastische und weiche, elastomere Domänen aus. Bei Wärmeeinwirkung schmelzen die thermoplastischen Bereiche auf, das TPE lässt sich dann wie ein Thermoplast verarbeiten. Bei Abkühlung erstarren diese harten Bereiche erneut, das Material zeigt dann elastische Eigenschaften der weichen Domänen. Als erfindungsgemäße TPE- Blockcopolymere seien genannt Styrolblockcopolymere (TPE-S) , Thermoplastische Polyesterelastomere (TPE-E) , Thermoplastische Polyurethanelastomere (TPE-U) , Thermoplastische Polyamid¬ elastomere (TPE-A) und Thermoplastische Olefinelastomere (TPO) aus Blockcopolymeren . Erfindungsgemäße TPE, die sich aus Polymermischungen zusammensetzen sind Polyolefinmischungen unvernetzter und/oder wenig vernetzter Polyolefine (TPE-0) und vernetzter oder auch vulkanisierter Polyolefine (TPE-V) . Generell versteht man unter TPE-V aber auch allgemein Polymermischungen aus thermoplastischen Polymeren und vernetzten Elastomeren.
TPE-S sind Triblockcopolymere A-B-A wobei der A-Block üblicherweise Polystyrol ist und der B-Block üblicherweise aus Polybutadien, Polyisopren oder Polyisobuten aufgebaut ist (SBS, SIS, SiBS) . Alternativ können im A-Block die Styrol- Monomere teilweise oder vollständig durch Derivate von Styrol, wie beispielsweise -Methylstyrol und tert-Butylstyrol , ersetzt werden. Der B-Block kann auch alternativ Mischungen
von Dienen enthalten wie SIBS (B-Block aus Mischung von Butadien und Isopren) . Weiterhin können TPE-S bestehend aus Styrol- und Dien-Monomeren auch als hydrierte Derivate zum Einsatz kommen. Bevorzugt sei hier Polystyrol-block- poly (ethylen-co-butylen) -block-polystyrol (SEBS) und
Polystyrol-block-poly (ethylen-co- (ethylen-propylen) ) -block- polystyrol (SEEPS) genannt.
TPE-E der vorliegenden Erfindung sind lineare Multiblock- Polyester mit statistischer Verteilung von hochschmelzenden, harten Polyesterblöcken und niedrigschmelzenden, weichen Polyesterblöcken. Dabei bilden die harten Blöcke kristalline Bereiche, die weichen Blöcke amorphe Bereiche, die bei Anwendungstemperaturen der TPE-E elastisches Verhalten bedingen. Die harten Polyesterblöcke sind aufgebaut aus kurzkettigen Dicarbonsäuren mit weniger als 4 C-Atomen oder aromatischen Dicarbonsäuren oder Mischungen von
Dicarbonsäuren. Bevorzugt sind aromatische Dicarbonsäuren, besonders bevorzugt Isophthalsäure oder Terephthalsäure . Die Alkoholkomponente ist bevorzugt ebenfalls difunkt ioneil und besteht aus kurzkettigen Alkyldiolen oder kurzkettigen Polyoxyalkylendiolen mit weniger als 3 Wiederholungseinheiten oder Mischungen unterschiedlicher Diole. Bevorzugt sind kurzkettige Diole wie Ethylenglykol , 1 , 3-Propandiol , 1,4- Butandiol, 1 , 4-Cyclohexandimethanol , besonders bevorzugt ist 1 , 4-Butandiol . Die weichen Polyesterblöcke bestehen aus aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren, bevorzugt aus aromatischen Dicarbonsäuren, ganz besonders bevorzugt aus Isophthalsäure oder Terephthalsäure. Um weiche Bereiche bei den TPE-E zu erzeugen werden unterschiedliche Dioltypen verwendet, Polyetherdiole wie Polyethylenglykole, Poly- propylenglykole, Polyethylen-co-propylenglykole, Polytetra-
methylenglykole oder weiche Polyesterdiole aufgebaut aus Alkandicarbonsäuren, beispielweise Adipinsäure oder
Sebacinsäure, und Alkandiolen, oder Polycaprolactondiole oder aliphatische Polycarbonatdiole . Es können jedoch auch Mischungen von Diolen eingesetzt werden. Bevorzugt sind harte TPE-E Bereiche, aufgebaut aus Terephthalsäure und kurzkettigen Diolen, besonders bevorzugt 1 , 4-Butandiol , kombiniert mit weichen Bereichen, bevorzugt aufgebaut aus Terephthalsäure und Polyetherdiolen, ganz besonders bevorzugt aus Polytetra- methylenglykol .
Erfindungsgemäße TPE-U bestehen aus linearen, statistisch aufgebauten Polyurethanen mit alternierenden harten, kristallinen und weichen, amorphen Segmenten. Die harten Segmente sind aufgebaut aus Polymeren von Diisocyanten und kurzkettigen Kettenverlängerern (dem Fachmann als chain extender bekannt) , die über Urethangruppen miteinander verknüpft sind. Als Diisocyante finden beispielsweise 4,4X- Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocanat (HDI), H12-MDI Anwendung, wobei MDI bevorzugt ist. Als Kettenverlängerer können kurzkettige Diole eingesetzt werden wie Ethylenglykol , Diethylenglykol , 1 , 4-Butandiol , 1,6- Hexandiol. Bevorzugt als Kettenverlängerer sind
Diethylenglykol und 1 , 4-Butandiol , besonders bevorzugt 1,4- Butandiol. Die weichen Segmente bestehen typischerweise aus langkettigen Polyetherdiolen oder Polyesterdiolen .
Polyetherdiole können sein Polyethylenglykole, Polypropylen- glykole, Polyethylen-co-propylenglykole, Polytetramethylen- glykole, bevorzugt Polytetramethylenglykol. Polyesterdiole sind aufgebaut aus Alkandicarbonsäuren, bevorzugt Adipinsäure und Alkandiolen, beispielsweise Ethylenglykol, 1 , 4-Butandiol , 1 , 6-Hexandiol . Des weiteren finden auch Polycaprolactondiole
oder aliphatische Polycarbonatdiole Anwendung als Weichseg¬ mente. Die Weichsegmente sind über Urethangruppen an die Hartsegmente geknüpft. TPE-A der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass Sie als harte, kristalline Segmente Polyamide besitzen. Die weichen, amorphen Bereiche bestehen aus Polyethern und/oder Polyestern. Man unterscheidet Polyesteramide, Polyetheresteramide, Polycarbonatesteramide und Polyether- block-amide. Polyesteramide, Polyetheresteramide und
Polycarbonatesteramide werden durch Reaktion von aromatischen Diisocanaten mit aliphatischen Dicarbonsäuren, die die Polyamidblöcke bilden, und carboxylterminierten aliphatischen Polyestern (resultierend in Polyesteramiden) , carboxyl- terminierten aliphatischen Polyesterethern (resultierend in Polyetheresteramiden) und carboxylterminierten Polycarbonat- diolen (resultierend in Polycarbonatesteramiden) gebildet. Polyether-block-amide werden durch Reaktion von carboxyl¬ terminierten Polyamiden und hydroxyterminierten Polyetherdi- olen gebildet. Bevorzugt sind als TPE-A Polyether-block-amide, besonders bevorzugt solche mit Polytetramethylenglykol als Weichsegment .
Als erfindungsgemäße TPE-0 sollen von den in Kapitel 5 von „G. Holden, H. R. Kricheldorf, R. P. Quirk (Eds.), Thermoplastic
Elasomers, Carl Hanser Verlag, 3rd Ed., Munich (2004)" beschriebenen Polymeren bevorzugt die Blockcopolymere gelten (Kap. 5.3) . Besonders bevorzugt für die hier beschriebene
Anwendung seien TPE-0 aufgebaut aus Blockcopolymeren von PP und PE.
Erfindungsgemäße TPE-V sind in Kapitel 7 von „G. Holden, H. R. Kricheldorf, R. P. Quirk (Eds.) , Thermoplastic Elasomers, Carl Hanser Verlag, 3rd Ed., Munich (2004)" beschrieben. Bevorzugt sind dabei Polymerblends aus EPDM/PP, NR/PP (NR, Naturkautschuk), NBR/PP, XIIR/PP (XIIR, vernetzter
Butylkautschuk) und EVA/PVDC (EVA, Ethylenvinylacetat) . Besonders bevorzugt ist EPDM/PP.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen TPE Compounds sind aus der Reihe der beschrieben TPE als Basis-TPE bevorzugt TPE-S, TPE-E, TPE-U und TPE-V. TPE-S, TPE-E und TPE-V sind dabei besonders bevorzugt.
Neben mindestens einem Basis-TPE beinhalten TPE Compounds, die silikonölbeständig sind, ein oder mehrere weiche, polymere, phasenkompatible Additive. Unter weichen, polymeren, phasenkompatiblen Additiven sind solche zu verstehen die mindestens ein Molgewicht von 500 g/mol aufweisen und aus mindestens drei Wiederholungseinheiten bestehen. Ferner weisen die Additive eine um 5 bis 50 ShA niedrigere Härte als das Basis-TPE auf. Die erfindungsgemäßen TPE Compounds, die aus mindestens einem Basis-TPE und dem Additiv bestehen, müssen dabei eine Shore A Härte von 40 bis 90 ShA, bevorzugt 40 bis 80 ShA, ganz besonders bevorzugt von 60 bis 80 ShA aufweisen. Gleichzeitig dürfen die TPE Compounds, aus Mischungen mindestens eines TPE Compounds und mindestens eines Additivs, nach der Compoundierung keine makroskopische Phasenseparierung oder Delamination zeigen, sollen also phasenkompatibel oder phasenstabil sein. Dem Fachmann ist das Auftreten von makroskopischer Phasenseparierung geläufig und er kann diese im Sinne einer Verträglichkeit, sprich eines stabilen Compounds oder einer Unverträglichkeit und damit instabilen
und technisch nicht nutzbaren Compound, bewerten. Die Phasenseparierung kann visuell erkannt werden.
Als weiche, polymere, phasenkompatible Additive seien genannt TPE, die eine um 5 bis 50 ShA geringere Härte als das Basis- TPE aufweisen und phasenkompatibel zum Basis-TPE sind. Ferner sind aber auch Copolymere, die für sich selbst kein TPE- Verhalten zeigen, jedoch die genannte Kriterien erfüllen, genannt. Beispielsweise Acrylatcopolymere wie ein Terpolymer aus Butylacrylat-Methylmethacrylat-Acrylnitril .
Die Vorauswahl eines Additivs im Hinblick auf Verträglichkeit ist durch den Fachmann möglich, sollte jedoch von Fall zu Fall durch ein Experiment geprüft werden. Hierzu sei beispielweise genannt, das Phasenverträglichkeit zwischen polaren Basis-TPE, wie TPE-E oder TPE-U und polaren Additiven oder unpolaren Basis-TPE-S mit TPE-0 als Additiv gegeben sein kann. Jedoch können auch Kombinationen zwischen beispielsweise Basis-TPE-S und TPE-E als Additiv möglich sein, wenn molekularer Aufbau und Mengenverhältnisse der Komponenten Verträglichkeit zulassen .
Zur Herstellung der beschriebenen TPE Compounds, mit <5 Gew.% Prozessöl, bevorzugt <2 Gew.% und ganz besonders bevorzugt ohne Prozessöl, können neben dem Basis-TPE und dem phasenkompatiblen Additiv optional weitere TPE und/oder thermoplastische Polymere und/oder weitere Additive zugegeben werden . Als weitere TPE seien TPE, wie sie bei den Basis-TPE beschrieben worden sind genannt, bevorzugt TPE-S, TPE-E, TPE-U und TPE-V. Als zusätzliche, optionale thermoplastische
Polymere seien beispielsweise genannt PE, PP, PS, PA, PC, ABS, ASA, SAN, PET, PBT, POM, PPO (Polyphenylenoxid) . Diese Thermoplaste können auch chemisch modifiziert vorliegen, beispielsweise mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes PP . Bevorzugte optionale thermoplastische Polymere sind PP, PS und chemisch modifizierte PP .
Als weitere Additive können den erfindungsgemäßen TPE Compounds ProzesshilfStoffe, Stabilisatoren oder Füllstoffe zugegeben werden. Prozessöle können bei Bedarf zugegeben werden, jedoch <5 Gew.%, bevorzugt <2 Gew.%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden keine Przessöle zugesetzt .
Als Prozesshilfstoffe und Stabilisatoren seien genannt Antistatika, Ant ischäummittel , Gleitmittel, Dispergiermittel, Trennmittel, Anti-Blocking-Agienzien, Radikalfänger,
Antioxidantien, Biozide, Fungizide, UV-Stabilisatoren, sonstige Lichtschutzmittel, Metalldesakt ivatoren, des Weitern auch Additive wie Schäumhilfen, Treibmittel,
Flammschutzmittel, Rauchgasunterdrücker, Schlagzähmodifika- toren, Haftmittel, Anti-Fogging Hilfen, Farbstoffe, Farb¬ pigmente, Farbmasterbatches , Viskosität smodifikatoren . Als Füllstoffe seien beispielsweise Kaolin, Glimmer, Calcium- sulfat, Calciumcarbonat, Silicate, Silika, Talkum, Ruß, Graphit oder synthetische Fasern erwähnt.
Die erfindungsgemäßen TPE Compounds, umfassend oder bestehend aus mindestens einer Mischung aus einem Basis-TPE und einem weichen, polymeren, phasenkompatiblen Compound, setzen sich aus einem Gewichtsverhältnis von Basis-TPE zu Additiv von 5:1 bis 1:5 zusammen. Bevorzugt liegt die Mischung in einem
Verhältnis von 4:1 bis 1:4 und besonders bevorzugt aus 3:1 bis 1:3 Basis-TPE/Additiv vor. In der ganz besonderen Ausführungsform ist das phasenkompatible Additiv ein um 5 bis 50 ShA weicheres TPE .
Ferner können die TPE Compounds weitere TPE, thermoplastische Polymere und/oder weitere Additive enthalten. Weitere optionale TPE werden im Bereich 0 bis 20 Gew.% bezogen auf die Gesamtmischung zugegeben, wobei bevorzugt unter 15 Gew.% zugegeben werden. Zugabemengen von Thermoplasten liegen im Bereich von 0 bis 30 Gew.%, bevorzugt 0 bis 25 Gew.% und besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.%. Aus der Liste der möglichen weiteren Additive werden Füllstoffe von 0 bis 25 Gew.%, bevorzugt 0 bis 20 Gew.% und insbesondere 0 bis 15 Gew.% zugegeben. Im TPE Compound enthaltene UV-Stabilisatoren, Prozessstabilisatoren und Antioxidantien liegen im Bereich von 0 bis 0,5 Gew.%, bevorzugt 0 bis 0,2 Gew.% und besonders bevorzugt 0,05 bis 0,1 Gew.%. Die Herstellung der Compounds wird mittels üblicher Mischaggregate durgeführt. Geeignete Aggregate können dabei Extruder, Innenmischer oder Kneter sein. Sicherzustellen ist die homogene Verteilung der einzelnen Rohstoffe des jeweiligen Compounds. Bevorzugte Aggregate sind Extruder, insbesondere Doppelschneckenextruder.
Die Sollhärte der erfindungsgemäßen TPE Compounds liegen im Bereich von 40 bis 90 ShA, bevorzugt 40 bis 80 ShA, ganz besonders bevorzugt von 60 bis 80 ShA.
Die erfindungsgemäßen TPE Compounds eignen sich beispielsweise hervorragend für den Einsatz in Bauteilen und Formkörpern, die
im Spritzguss bzw. im mehrkomponenten Spritzguss Verfahren hergestellt werden und die eine hohe Beständigkeit gegenüber Silikonölen aufweisen und dabei gut haften. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen TPE Compounds zur Herstellung von diversen Produkten in typischen Anwendungsfeldern von TPE. Diese sind Bauteile und Formkörper im Automobilinnen und -außenbereich, Industriegeräte, Industriewerkzeuge, Badarmaturen, Haushaltsgeräte, medizinische Verbrauchsartikel und Geräte, Sportartikel, Behälter für Hygieneartikel und Kosmetika. Generell Dichtungsmaterialien die gegenüber Medien sperren sollen. Diese Medien können sein Schmierstoffe und deren Mischungen oder Zubereitungen von Verbrauchsgütern, die Silikonöle enthalten.
Die Erfindung soll nun anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei diese nur als Erläuterung dienen und nicht einschränkend auf den Schutzumfang der Erfindung zu betrachten sind.
Ausführungsbeispiele
1. Herstellung der Compounds
Sämtliche erfindungsgemäß entwickelten und geprüften Compounds wurden auf einem Doppelschneckenextruder mit gleichläufigen Schnecken und einer Schmelzepumpe hergestellt. Der Schneckendurchmesser beträgt 27 mm, das L/D-Verhältnis 46. Der Extruder besitzt acht temperierbare Extruderzonen. Die Drehzahl der Schnecke liegt zwischen 100 und 800 Umdrehungen pro Minute. Anschließend wird unter Wasser granuliert.
2. Ergebnisse
Wie vorstehend beschrieben, wurden die Beispiele A bis F hergestellt und entsprechend vermessen. Die entsprechenden Gewichtsanteile der eingesetzten Komponenten können der folgenden Tabelle 1 entnommen werden.
Tabelle 1 : Zusammensetzung der Compounds und Messergebnisse
Haftung auf ABS N/mm 4 41 30
Haftung auf PP N/mm 14 16
Quellungsergebnis :
silikonölbeständig nein ja ja ja nein ja
Alle gemäß oben dargestellter Vorschrift hergestellten TPE Compounds liegen in den gewünschten Sollhärtenbereichen.
Die Messung der Silikonölbeständigkeit erfolgte in Anlehnung an die DIN ISO 1817. 30 Tage wurde bei 55°C unter Einfluss eines Silikonöls (DOW CORNING® 200 FLUID, 50 CST) die Volumenänderung bzw. mechanischen Eigenschaften des Prüfkörpers gemessen. Diese Bedingungen werden üblicherweise für Gebrauchsgegenstände, die ihren Einsatz bei Raumtemperatur haben, verwendet. Nach 14 Tagen wird ein Plateau in der Veränderung der mechanischen Eigenschaften erreicht, was sich im weiteren Zeitverlauf kaum noch verändert. Nach 30 Tagen konnte keine signifikante Veränderung in den mechanischen Eigenschaften, wie Härte, Bruchdehnung, Zugfestigkeit sowie keine Volumen oder Gewichtsveränderung festgestellt werden. Sämtliche Daten der TPE Compounds vor, während und nach der Beständigkeitsprüfung in Silikonöl können den nachfolgenden Figuren 1 bis 3 entnommen werden. Figur 4 zeigt einen visuellen Vergleich eines phasenkompatibles TPE Compounds gegenüber eines nicht-stabilen TPE Compounds
3. Haftung
Die TPE-E / TPE-U Compounds haften auf den folgenden Thermoplasten: PC, ABS, ASA, PET.
Die TPE-S / TPE-0 basierende Mischungen haften auf PP . 4. Prüfnormen zu den durchgeführten Tests
5. Bestimmung des Quellverhaltens
Für die Bestimmung der Volumenzunahmewurde ein Probekörper mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 2 +/- 0,05 mm verwendet . Für die Bestimmung der Reißfestigkeit und -dehnung wurde ein S2 Probekörper mit einerDicke von 2 +/- 0,05 mm verwendet .
Die Probekörper wurden in Polydimethylsiloxan DOW CORNING® 200 FLUID, 50 CST eingelegt und bei 55 +/- 2°C bei 100% Benetzung der Probekörper (Vollquellung) gelagert. Die Entnahme der
Probekörper erfolgte nach 1, 7, 21 und 30 Tagen (Erreichen eines Grenzwertes nach ca. 21 Tagen) .
Claims
TPE Compound, umfassend ein thermoplastisches Elastomer (Basis-TPE) und ein polymeres Additiv, welches phasenkompatibel zum TPE ist, wobei das Additiv eine um 5 bis 50 ShA niedrigere Härte als das Basis-TPE aufweist und wobei die Polymerzusammensetzung eine Shore-A-Härte von 40 bis 90 ShA besitzt.
TPE Compound nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das TPE ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus TPE-A, TPE-S, TPE-E, TPE-U, TPE-0 und TPE-V.
TPE Compound nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis Basis- TPE/Additiv im Bereich von 5:1 bis 1:5 liegt.
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass weniger als 5 Gew.% Prozessöle in der Zusammensetzung enthalten sind.
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Additiv ein Molgewicht von mindestens 500 g/mol und mindestens 3 Wiederholungseinheiten aufweist.
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Additiv ein TPE oder ein Copolymer ohne TPE-Verhalten ist, das eine um 5 bis 50 ShA geringeren Härte als das Basis-TPE aufweist.
7. TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-TPE ein TPE-E und das Additiv ein TPE-U ist.
8. TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Compoundzusammenset zung bei Einfluss von Silikonöl weniger als 5 Vol% Volumenveränderung zeigt.
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis
weitere TPE, thermoplastische Polymere und/oder
Additive in dem TPE Compound enthalten sein können
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei als weitere Additive Füllstoffe, , Stabilisatoren und/oder Prozesshilfsstoffe in dem TPE Compound vorhanden sein können .
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die weiteren Additive ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Antistatika, Ant ischäummittel , Gleitmittel,
Dispergiermittel, Trennmittel, Anti-Blocking-Agienzien, Radikalfänger, Antioxidantien, Biozide, Fungizide, UV- Stabilisatoren, sonstige Lichtschutzmittel, Metalldesakt ivatoren, des Weitern auch Additive wie Schäumhilfen, Treibmittel, Flammschutzmittel, Rauchgasunterdrücker, Schlagzähmodifi-katoren, Haftmittel, Anti-Fogging Hilfen, Farbstoffe, Farbpigmente, Farbmasterbatches , Viskosität smodifikatoren, Kaolin, Glimmer, Calciumsulfat , Calciumcarbonat, Silicate, Silika, Talkum, Ruß, Graphit oder synthetische Fasern und deren Kombinationen enthalten kann.
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die weiteren TPE im Bereich von 0-20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des TPE Compound, enthalten sind.
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die weiteren thermoplastischen Polymere im Bereich von 0-30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des TPE Compound, enthalten sind.
TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Füllstoffe im Bereich von 0-25 Gew.%, UV-Stabilisatoren, Prozessstabilisatoren und Antioxidantien im Bereich von 0 bis 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des TPE Compound, enthalten sind. Verwendung des TPE Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Bauteile oder Formkörper im Automobilinnen und - außenbereich, von Industriegeräten, Industriewerkzeugen, Badarmaturen und Haushaltsgeräten, medizinischen Verbrauchsartikeln und Geräten, Sportartikel, Behälter für Hygieneartikel und Kosmetika, Dichtungsmaterialien oder Zubereitungen von Verbrauchsgütern, die Silikonöle
enthalten .
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/778,449 US20160272813A1 (en) | 2013-10-23 | 2014-10-23 | Thermoplastic elastomer compositions resistant to silicone oil |
| EP14786947.3A EP3060592A1 (de) | 2013-10-23 | 2014-10-23 | Thermoplastische elastomerenzusammensetzungen mit silikonölbeständigkeit |
| CN201480070222.9A CN105829374A (zh) | 2013-10-23 | 2014-10-23 | 耐硅油的热塑性弹性体组合物 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013017518 | 2013-10-23 | ||
| DE102013017518.6 | 2013-10-23 | ||
| DE201310018101 DE102013018101A1 (de) | 2013-10-23 | 2013-12-03 | Thermoplastische Elastomerenzusammensetzungen mit Silikonölbeständigkeit |
| DE102013018101.1 | 2013-12-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015059219A1 true WO2015059219A1 (de) | 2015-04-30 |
Family
ID=52774910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2014/072723 Ceased WO2015059219A1 (de) | 2013-10-23 | 2014-10-23 | Thermoplastische elastomerenzusammensetzungen mit silikonölbeständigkeit |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160272813A1 (de) |
| EP (1) | EP3060592A1 (de) |
| CN (1) | CN105829374A (de) |
| DE (1) | DE102013018101A1 (de) |
| WO (1) | WO2015059219A1 (de) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106867231A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-20 | 美瑞新材料股份有限公司 | 一种原位增容制备tpu合金材料的工艺 |
| WO2020126804A1 (en) | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Actega Ds Gmbh | Thermoplastic elastomer composition |
| CN111286293B (zh) * | 2020-04-10 | 2021-12-03 | 厦门马特高科新能源有限公司 | 一种蓄电池pp塑壳胶黏剂及其制备方法 |
| CN112210182B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-06-16 | 上海金发科技发展有限公司 | 一种户外使用的asa复合材料及其制备方法 |
| CN112745631B (zh) * | 2020-12-29 | 2024-01-09 | 成都金发科技新材料有限公司 | 一种增韧耐划伤abs/pet合金及其制备方法 |
| CN115386177B (zh) * | 2022-07-29 | 2025-12-23 | 广州仕天材料科技有限公司 | 用于玩具制造的高光耐划伤的abs材料及制备方法与应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1031588A1 (de) * | 1999-02-25 | 2000-08-30 | Bayer Aktiengesellschaft | Weiche, thermoplastische Formmassen |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2021603A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-05 | Ici Ltd | Thermoplastic polyurethane compositions |
| US4251642A (en) * | 1979-08-15 | 1981-02-17 | Borg-Warner Corporation | Compatible polyurethane blends |
| DE3241666A1 (de) * | 1982-11-11 | 1984-05-17 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Gut entformbare und nicht blockende, thermoplastische polyurethan-elastomere, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung |
-
2013
- 2013-12-03 DE DE201310018101 patent/DE102013018101A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-10-23 EP EP14786947.3A patent/EP3060592A1/de not_active Withdrawn
- 2014-10-23 US US14/778,449 patent/US20160272813A1/en not_active Abandoned
- 2014-10-23 CN CN201480070222.9A patent/CN105829374A/zh active Pending
- 2014-10-23 WO PCT/EP2014/072723 patent/WO2015059219A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1031588A1 (de) * | 1999-02-25 | 2000-08-30 | Bayer Aktiengesellschaft | Weiche, thermoplastische Formmassen |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Thermoplastic Elasomers", 2004, CARL HANSER VERLAG |
| "Thermoplastic Elastomers", 2004, CARL HANSER VERLAG |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013018101A1 (de) | 2015-04-23 |
| EP3060592A1 (de) | 2016-08-31 |
| CN105829374A (zh) | 2016-08-03 |
| US20160272813A1 (en) | 2016-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3060592A1 (de) | Thermoplastische elastomerenzusammensetzungen mit silikonölbeständigkeit | |
| EP0857185B1 (de) | Transparente, nicht-blockende folie | |
| DE3854150T2 (de) | Thermoplastische Polyurethane mit hoher Glasübergangstemperatur. | |
| EP0462471B1 (de) | Verwendung von thermoplastischen Zusammensetzungen aus Polyurethanen und partiell vernetzten Alkylacrylatcopolymeren | |
| DE19822387C1 (de) | Mischungen, enthaltend thermoplastisches Polyurethan | |
| DE60208143T2 (de) | Thermoplastische Elastomer-Mischung, geformter Gegenstand und ein daraus geformter zusammengesetzter Gegenstand | |
| EP1181333A1 (de) | Thermoplastische elastomerzusammensetzung | |
| WO2009017868A1 (en) | Compositions of thermoplastic polyurethane (tpu), polybutadiene and polydiene-based tpu | |
| EP0799286A1 (de) | Formteile aus pu-schmelzklebstoffen | |
| DE69928511T2 (de) | Polyesterurethan-elastomere und verfahren zu deren herstellung | |
| EP3303471B1 (de) | Härteeinstellung von thermoplastischen elastomerzusammensetzungen durch kombination von thermoplasten und thermoplastischen elastomeren | |
| EP2586807A1 (de) | Thermoplastische Polyurethane und deren Verwendung | |
| DE2854407A1 (de) | Thermoplastischer chemiewerkstoff und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE69406675T2 (de) | Haftzusatz für pvc-materialien | |
| DE102019114612A1 (de) | Fluorhaltige additive für nicht-fluorierte thermoplastische polymere | |
| DE102017122314A1 (de) | Thermoplastische Elastomerzusammensetzung auf Styrol-Blockcopolymer-Basis mit niedriger Dichte und guten mechanischen Eigenschaften | |
| DE2854408A1 (de) | Thermoplastische polyaetherpolyurethane mit verbesserter thermostabilitaet | |
| EP0101900B1 (de) | Formmassen aus Vinylchloridpolymerisaten, ABS-Polymerisation und polymeren Weichmachern mit hoher Alterungsbeständigkeit | |
| EP3941952B1 (de) | Thermoplastische elastomerzusammensetzung mit niedriger dichte und guten mechanischen eigenschaften durch verwendung von unbeschichteten glashohlkugeln | |
| DE3042089C2 (de) | ||
| DE3030804A1 (de) | Polymerisatgemisch | |
| EP4646463A1 (de) | Kunststoffzusammensetzung | |
| DE3448259C2 (de) | Fahrzeuginnenteil aus Kunststoff | |
| EP4010423B1 (de) | Durchsichtige zusammensetzung | |
| WO1998036019A1 (de) | Verfahren zur modifizierung von produkten oder halbzeugen aus formmassen bestehend aus mischungen thermoplastischer kunststoffe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14786947 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 14778449 Country of ref document: US |
|
| REEP | Request for entry into the european phase |
Ref document number: 2014786947 Country of ref document: EP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2014786947 Country of ref document: EP |

