CN117715971A - 热塑性弹性体组合物及其成型体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热塑性弹性体组合物及其成型体,其特征在于,相对于下述成分(A)~(E)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的P‑Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物;成分(A):聚烯烃;成分(B):乙烯/α‑烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶;成分(C):嵌段共聚物和/或其氢化物,该嵌段共聚物为具有以芳香族乙烯基化合物单元为主体的聚合物嵌段P和以共轭二烯单元为主体的聚合物嵌段Q的嵌段共聚物,且包含分别具有1个聚合物嵌段P和1个聚合物嵌段Q的P‑Q型二嵌段共聚物;成分(D):烃类橡胶用软化剂;成分(E):包含酚醛树脂的交联剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面平滑性和高温橡胶弹性优异的热塑性弹性体组合物及其成型体。
背景技术
热塑性弹性体是指通过加热软化而具有流动性,冷却后具有橡胶弹性的材料。具体而言,成型加工时,在加工温度下熔融,能够容易地与公知的热塑性树脂同样地进行成型加工,但成型加工后,在实际作为各种材料使用的温度下,具有与交联橡胶同样的物理性质。这样,热塑性弹性体具有与热塑性树脂同样的成型加工性的同时,又具有柔软性和独特的橡胶弹性,此外能够再利用,因此被广泛用于汽车部件、建筑部件、医疗用部件、电线包覆材料、杂货等用途。
利用这样的橡胶特性的部件大多在拉伸方向或压缩方向等施加外力而使用。在从寒冷地区这样的低温条件下至汽车内发动机室那样的高温条件下的较宽的使用温度区域中,具有橡胶弹性是特别重要的,迄今为止公开了许多研究。
专利文献1中公开了一种汽车用挡风雨条,其使用了包含烯烃系树脂、乙烯/α-烯烃共聚物橡胶、氢化芳香族乙烯基-共轭二烯化合物嵌段共聚物的热塑性弹性体组合物。
此外,专利文献2中公开了一种热塑性弹性体组合物,其包含乙烯基芳香族系共聚物橡胶、乙烯系共聚物橡胶、烯烃系树脂,成型外观和高温下的压缩永久变形优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-324200号公报
专利文献2:日本特开2011-184594号公报
发明内容
发明要解决的课题
热塑性弹性体及其成型体被用于汽车窗框密封用途等引人注目的部件。在这样的用途中,不仅要求橡胶弹性,还要求成型体的高外观设计性,要求平滑的表面外观。此外,在部件的组装工序中,介由双面胶带或粘接剂等进行与不同部件的接合的情况也较多,为了提高与双面胶带或粘接剂的密合度,成型体的表面需要平滑。即,要求不仅维持高温时的橡胶弹性、并且具有平滑的表面的热塑性弹性体及其成型体。
专利文献1中记载的热塑性弹性体组合物及汽车用挡风雨条成型体中,没有针对表面平滑性或高温下的橡胶弹性的记载,此外,专利文献2中记载的热塑性弹性体组合物中,虽然确认了挤出成型性,但没有具体提及表面平滑性,均仍有改善的空间。
作为提高热塑性弹性体组合物及其成型体的表面平滑性的手段,公知有增加烯烃系树脂的比率。但是,通过增加烯烃系树脂的比率相反会使橡胶弹性降低。
本发明是鉴于这样的现有问题而完成的,目的在于提供一种表面平滑性和高温下的橡胶弹性优异的热塑性弹性体组合物及其成型体。
用于解决课题的手段
为了解决所述课题,本发明人进行了研究,结果发现下述热塑性弹性体组合物可以解决所述课题,该热塑性弹性体组合物含有成分(A):聚烯烃;成分(B):乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶;成分(C):嵌段共聚物和/或其氢化物,该嵌段共聚物为具有以芳香族乙烯基化合物单元为主体的聚合物嵌段P和以共轭二烯单元为主体的聚合物嵌段Q的嵌段共聚物,且包含分别具有1个聚合物嵌段P和1个聚合物嵌段Q的P-Q型二嵌段共聚物;和成分(D):烃类橡胶用软化剂;(E):包含酚醛树脂的交联剂,相对于成分(A)~(E)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物。
即,本发明的主旨为如下所示。
[1]一种热塑性弹性体组合物,其特征在于,包含下述成分(A)~(E),相对于下述成分(A)~(E)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的下述P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物。
成分(A):聚烯烃
成分(B):乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶
成分(C):嵌段共聚物和/或其氢化物,该嵌段共聚物为具有以芳香族乙烯基化合物单元为主体的聚合物嵌段P和以共轭二烯单元为主体的聚合物嵌段Q的嵌段共聚物,且包含分别具有1个聚合物嵌段P和1个聚合物嵌段Q的P-Q型二嵌段共聚物
成分(D):烃系橡胶用软化剂
成分(E):包含酚醛树脂的交联剂。
[2]根据[1]所述的热塑性弹性体组合物,其中,相对于所述成分(A)和(B)的合计100质量份,包含50质量份以上300质量份以下的所述成分(D)。
[3]根据[1]或[2]所述的热塑性弹性体组合物,其中,JIS K6253(2006年度版)中的杜洛硬度A为95以下。
[4]根据[3]所述的热塑性弹性体组合物,其中,JIS K6253(2006年度版)中的杜洛硬度A为90以下。
[5]根据[1]或[2]所述的热塑性弹性体组合物,其中,JIS K6253(2006年度版)中的杜洛硬度A为45以上95以下。
[6]根据[5]所述的热塑性弹性体组合物,其中,JIS K6253(2006年度版)中的杜洛硬度A为45以上85以下。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,所述成分(C)为含有1质量%以上100质量%以下的所述P-Q型二嵌段共聚物的嵌段共聚物和/或其氢化物。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,相对于所述成分(A)和成分(B)的合计100质量%,成分(A)的含量为1质量%以上且小于50质量%。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,相对于所述成分(A)和(B)的合计100质量份,包含0.1质量份以上400质量份以下的所述成分(C)。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,所述成分(E)包含酚醛树脂和氯化锡。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,所述成分(A)的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算的重均分子量为270,000以上1,000,000以下。
[12]一种成型体,其由[1]~[11]中任一项所述的热塑性弹性体组合物成型而成。
发明效果
本发明的热塑性弹性体组合物的表面平滑性和高温下的橡胶弹性优异。因此,期待本发明的热塑性弹性体组合物适合用于汽车部件、建筑部件、医疗用部件、电线包覆材料、杂货等具体要求外观的汽车密封件、要求密封性的各种密封材料、护罩、垫片、衬垫。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明,但以下的说明为本发明的实施方式的代表例,本发明不限定于这些内容。另外,本发明中,“~”以包含其前后记载的数值作为下限值及上限值的含义而使用。
[热塑性弹性体组合物]
在一实施方式中,本发明的热塑性弹性体组合物的特征在于,相对于下述成分(A)~(E)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物。
成分(A):聚烯烃
成分(B):乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶
成分(C):嵌段共聚物和/或其氢化物,该嵌段共聚物为具有以芳香族乙烯基化合物单元为主体的聚合物嵌段P和以共轭二烯单元为主体的聚合物嵌段Q的嵌段共聚物,且包含分别具有1个聚合物嵌段P和1个聚合物嵌段Q的P-Q型二嵌段共聚物
成分(D):烃系橡胶用软化剂
成分(E):包含酚醛树脂的交联剂。
在一实施方式中,本发明的热塑性弹性体组合物的特征在于,相对于下述成分(A)~(D)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的下述P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物。
成分(A):聚烯烃
成分(B):乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶
成分(C):嵌段共聚物和/或其氢化物,该嵌段共聚物为具有以芳香族乙烯基化合物单元为主体的聚合物嵌段P和以共轭二烯单元为主体的聚合物嵌段Q的嵌段共聚物,且包含分别具有1个聚合物嵌段P和1个聚合物嵌段Q的P-Q型二嵌段共聚物
成分(D):烃系橡胶用软化剂
即,本发明的热塑性弹性体组合物在含有所述成分(A)~(D)、进一步含有包含酚醛树脂的交联剂作为成分(E)的情况下,其特征在于,相对于成分(A)~(E)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物。
以下,“成分(A)~(E)的合计100质量%”在不包含成分(E)的情况下,相当于“成分(A)~(D)的合计100质量%”。
[P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物]
本发明的热塑性弹性体组合物中的相对于成分(A)~(E)的合计100质量%而言的P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物(有时称为“P-Q型(氢化)二嵌段共聚物”)的含量为0.05~2.0质量%。通过使本发明的热塑性弹性体组合物以所述比例含有P-Q型(氢化)二嵌段共聚物,可以兼具表面平滑性和高温下的橡胶弹性。
关于表现表面平滑性的机理,推测如下:与P-Q-P型相比,P-Q型(氢化)二嵌段共聚物由于聚合物嵌段Q的分子运动性高,因此容易在成型体表面析出,起到填补由成分(B)的凝聚形成的表面凹凸的作用,从而使表面凹凸均匀,表面平滑性提高。
从提高表面平滑性的观点考虑,P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的含有比例的下限优选为0.05质量%以上,更优选为0.1质量%以上,进一步优选为0.2质量%以上。另一方面,从维持高温下的橡胶弹性的观点考虑,其上限优选为2.0质量%以下,更优选为1.8质量%以下。
关于使本发明的热塑性弹性体组合物中的相对于成分(A)~(E)的合计100质量%而言的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的含量在所述范围内的方法,没有特别限定,优选选择含有1质量%以上、优选10质量%以上、更优选20质量%以上的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的物质作为后述成分(C)混合。关于成分(C)中包含的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物含量的上限,没有特别限定,通常为100质量%以下,优选为90质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为50质量%以下。
[成分(A)]
作为成分(A)聚烯烃,可举出聚丙烯、聚乙烯、聚1-丁烯、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物等乙烯系共聚物等,但由于耐热性、成型加工性等优异而适合使用聚丙烯。
聚丙烯是指相对于总单体单元而言的丙烯单元的含量大于50质量%的聚烯烃。
作为聚丙烯,其种类没有特别限制,可以使用丙烯均聚物、丙烯无规共聚物、丙烯嵌段共聚物等丙烯共聚物中的任一种。
聚丙烯为丙烯无规共聚物的情况下,作为与丙烯共聚的单体,可例示乙烯、1-丁烯、2-甲基丙烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯。此外,聚丙烯为丙烯嵌段共聚物的情况下,可举出多阶段聚合而得的丙烯嵌段共聚物,更具体而言,可举出第一阶段聚合聚丙烯、第二阶段聚合丙烯/乙烯共聚物而得的丙烯嵌段共聚物。
聚丙烯中的丙烯单元的含量优选为60质量%以上,更优选为75质量%以上,进一步优选为90质量%以上。通过使丙烯单元的含量在所述下限值以上,倾向于耐热性及刚性变得良好。另一方面,关于聚丙烯中的丙烯单元的含量的上限,没有特别限制,通常为100质量%。另外,聚丙烯的丙烯单元的含量可以通过红外光谱法求出。
关于成分(A)的聚丙烯的重均分子量通过凝胶渗透色谱(以下有时简称为GPC)法测定并以聚苯乙烯换算的值计,优选为270,000以上,更优选为300,000以上,进一步优选为320,000以上。另一方面,从表面平滑性的观点考虑,优选为1,000,000以下,更优选为950,000以下,进一步优选为900,000以下。
成分(A)的聚丙烯的重均分子量通过GPC法测定。测定条件的一例如下所示。
(1)装置:东曹制HLC-8321GPC/HT
(2)分离柱:TSKgel GMHHR-H(20)HT 3根
(3)测定温度:140℃
(4)载体:1,2,4-三氯苯
(5)流速:1.0mL/分钟
(6)试样浓度:1mg/mL
(7)试样注入量:300μL
(8)检测器:示差折光
(9)分子量标准物质:标准聚苯乙烯
此外,成分(A)的聚丙烯的熔体流动速率(测定温度230℃、测定负荷21.18N)没有限定,通常为0.1g/10分钟以上,从表面平滑性、成型性的观点考虑,优选为0.5g/10分钟以上。此外,上限通常为60g/10分钟以下,从橡胶弹性的观点考虑,优选为50g/10分钟以下,更优选为40g/10分钟以下。
关于成分(A)的聚烯烃的熔体流动速率,根据JIS K 7210(1999年),在测定温度230℃、测定负荷21.18N的条件下测定。
作为聚丙烯的制造方法,可采用使用公知的烯烃聚合用催化剂的聚合方法。例如,可举出使用齐格勒-纳塔系催化剂的多段聚合法。该多段聚合法中可以使用浆料聚合法、溶液聚合法、本体聚合法、气相聚合法等,这些方法可以组合2种以上来制造。
此外,聚丙烯也可以使用市售的相应品。作为市售的聚丙烯,可以从下述制造商等采购,可以适当选择。作为可获取的市售品,有日本聚丙烯公司的NOVATEC(注册商标)PP、Prime Polymer公司的Prime Polypro(注册商标)、住友化学公司的住友NOBLEN(注册商标)、SunAllomer公司的聚丙烯嵌段共聚物、LyondellBasell公司的Moplen(注册商标)、ExxonMobil公司的ExxonMobil PP、Formosa Plastics公司的Formolene(注册商标)、Borealis公司的Borealis PP、LG Chemical公司的SEETEC PP、A.Schulman公司的ASIPOLYPROPYLENE、INEOS Olefins&Polymers公司的INEOS PP、Braskem公司的BraskemPP、SAMSUNG TOTAL PETROCHEMICALS公司的Sumsung Total、Sabic公司的Sabic(注册商标)PP、TOTAL PETROCHEMICALS公司的TOTAL PETROCHEMICALS Polypropylene、SK公司的YUPLENE(注册商标)等。
本发明的热塑性弹性体组合物可以仅包含一种聚丙烯等聚烯烃,也可以包含所含单体单元的种类或含量、物性等不同的两种以上的聚丙烯等聚烯烃。
[成分(B)]
成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶是含有乙烯、α-烯烃和非共轭二烯化合物作为共聚成分的共聚物。在乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中存在作为乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶与烃系橡胶用软化剂的混合物(以下,有时也称为“充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶”)的充油型和不含烃系橡胶用软化剂的非充油型,在本实施方式中,意图指充油型的共聚物橡胶,但也可以适用低充油型或非充油型。即,在本发明中,成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶可以使用充油型和非充油型中的任一种,可以仅单独使用1种非充油型或充油型,也可以以任意的组合及比率使用2种以上,可以以任意的组合及比率使用1种或2种以上的充油型,和1种或2种以上的非充油型。
另外,此处,成分(B)为充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的情况下,该充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中包含的烃系橡胶用软化剂包含于作为成分(D)的烃系橡胶用软化剂中。
作为成分(B)中的α-烯烃,可举出丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十八碳烯等碳原子数3~20、更优选为碳原子数3~8的α-烯烃,这些没有特别限定。这些之中,从基于动态交联时的交联剂的交联性或抑制起霜等观点考虑,优选为丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯,更优选为丙烯、1-丁烯。另外,α-烯烃可以仅单独使用1种或以任意的组合及比率使用2种以上。
作为成分(B)的非共轭二烯化合物,可举出二环戊二烯、1,4-己二烯、环己二烯、环辛二烯、二环辛二烯、1,6-辛二烯、5-甲基-1,4-己二烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、1,3-环戊二烯、1,4-环己二烯、2-甲基-1,5-己二烯、6-甲基-1,5-庚二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、四氢茚、甲基四氢茚、5-异亚丙基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、亚乙烯基降冰片烯(vinylidene norbornene)、5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)等亚乙基降冰片烯、5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)等亚甲基降冰片烯等,但没有特别限于这些。其中,从基于动态交联时的交联剂的交联性等观点考虑,优选为二环戊二烯、亚乙基降冰片烯、亚乙烯基降冰片烯,更优选为二环戊二烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、亚乙烯基降冰片烯。另外,非共轭二烯可以仅单独使用1种或以任意的组合及比率使用2种以上。
作为乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的具体例,可举出乙烯/丙烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶、乙烯/丙烯/二环戊二烯共聚物橡胶、乙烯/丙烯/1,4-己二烯共聚物橡胶、乙烯/丙烯/5-乙烯基-2-降冰片烯共聚物橡胶等乙烯/丙烯/非共轭二烯共聚物橡胶(EPDM)、乙烯/1-丁烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶等,但没有特别限于这些。其中,从基于动态交联时的交联剂的交联性或抑制起霜等观点考虑,优选为乙烯/丙烯/非共轭二烯共聚物橡胶(EPDM)。另外,乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶可以仅单独使用1种或以任意的组合及比率使用2种以上。
乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中的乙烯单元的含量没有特别限定,优选为50~90质量%,更优选为55~85质量%,进一步优选为60~80质量%。当乙烯单元的含量在所述优选范围内时,存在易于得到机械强度、橡胶弹性优异的热塑性弹性体组合物的倾向。
此外,乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中的α-烯烃单元的含量没有特别限定,优选为9.5~49.5质量%,更优选为14~44质量%,进一步优选为18~38质量%。α-烯烃单元的含量在所述优选范围内时,存在易于得到机械强度、适度的柔软性、橡胶弹性优异的热塑性弹性体组合物的倾向。
进一步,乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中的非共轭二烯单元的含量没有特别限定,优选为0.5~30质量%,更优选为1~20质量%,进一步优选为2~10质量%。非共轭二烯单元的含量在所述优选范围内时,存在易于调整交联性或成型性,易于得到机械强度、橡胶弹性优异的热塑性弹性体组合物的倾向。
另外,成分(B)的各构成单元的含量可以通过红外光谱法求出。
在本发明中,作为成分(B),特别优选乙烯单元的含量为55~75质量%,丙烯单元的含量为15~40质量%,选自二环戊二烯、5-亚乙基-2-降冰片烯及亚乙烯基降冰片烯组成的组中的至少1种的非共轭二烯单元的含量为1~10质量%的乙烯/丙烯/非共轭二烯共聚物橡胶。
另外,作为成分(B)的制造方法,可以应用使用公知的烯烃聚合用催化剂的聚合方法。例如,可以通过使用齐格勒-纳塔系催化剂、茂金属系络合物或非茂金属系络合物等络合物系催化剂的浆料聚合法、溶液聚合法、本体聚合法、气相聚合法来制造。从表面平滑性的观点考虑,优选使用齐格勒-纳塔系催化剂来制造。与茂金属系络合物或非茂金属系络合物等络合物系催化剂相比,使用齐格勒-纳塔系催化剂制造的成分(B)由于一次结构的规则性相对较低,成分(B)的分子运动性高,因此存在表面平滑性容易变好的倾向。
在本发明中使用的成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中,非充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶(即未充油的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶)的门尼粘度(ML1+4、125℃)通常为45以上,优选为50以上。非充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物的门尼粘度(ML1+4、125℃)更优选为50~400,进一步优选为50~300。
另一方面,充油乙烯/α-烯烃/共轭二烯共聚物橡胶的门尼粘度(ML1+4、125℃)没有特别限定,优选为30~100,更优选为35~80。成分(B)的门尼粘度为所述下限值以上时,压缩永久变形良好,此外,从使得到的成型体的外观良好的观点考虑也优选,此外,从成型性的观点考虑,优选为所述上限值以下。
本发明中,关于成分(B)的充油前的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物和充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物的门尼粘度(ML1+4、125℃)的关系,如日本特开平1-103639号公报中的记载所示,由下述式表示。
计算式:log(ML1/ML2)=0.0066(ΔPHR)
ML1:充油前乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的门尼粘度
ML2:充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的门尼粘度
ΔPHR:乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶每100质量份的充油量
此外,成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的密度没有特别限定,优选为0.850g/cm3以上,更优选为0.855g/cm3以上,另一方面,优选为0.900g/cm3以下,更优选为0.890g/cm3以下。成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的密度在所述优选数值范围内时,存在易于得到加工性、成型性、柔软性等优异的热塑性弹性体组合物的倾向。另外,所述密度可以基于JIS K7112:1999来测定。
如上所述,作为成分(B),也可以使用充油型的乙烯/α-烯烃/共轭二烯共聚物。在充油乙烯/α-烯烃/共轭二烯共聚物中,烃系橡胶用软化剂出于使乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶软化、使柔软性和弹性增加、并且使得到的热塑性弹性体组合物的加工性或流动性提高等的目的而使用。
作为充油乙烯/α-烯烃/共轭二烯共聚物橡胶中使用的烃系橡胶用软化剂,例如可举出矿物油系橡胶用软化剂、合成树脂系橡胶用软化剂等,这些之中,从与其他成分的亲和性的观点考虑,优选为矿物油系橡胶用软化剂。矿物油系橡胶用软化剂一般为芳香族系烃、环烷系烃及石蜡系烃的混合物,相对于全部碳原子,将石蜡系烃的碳的比例为50%以上者称为石蜡系油,将环烷系烃的碳的比例为30~45%者称为环烷系油,将芳香族系烃的碳的比例为35%以上者称为芳香族系油。这些之中,作为成分(B)的充油乙烯/α-烯烃/共轭二烯共聚物橡胶的烃系橡胶用软化剂,优选为石蜡系橡胶用软化剂(石蜡系油)。另外,烃系橡胶用软化剂可以仅单独使用1种或以任意的组合及比率使用2种以上。
作为成分(B)的充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中使用的石蜡系油,没有特别限定,40℃的动态粘度通常为20cSt(Centistokes)以上,优选为50cSt以上,且通常为800cSt以下,优选为600cSt以下。此外,适合使用倾点通常为-40℃以上,优选为-30℃以上,0℃以下的石蜡系油。进一步,适合使用闪点(COC)通常为200℃以上,优选为250℃以上,通常为400℃以下,优选为350℃以下的石蜡系油。
使用充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶作为成分(B)时的、乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶与烃系橡胶用软化剂的含有比率没有特别限定,相对于乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶100质量份,烃系橡胶用软化剂的含量通常为10质量份以上,优选为20质量份以上,另一方面,通常为200质量份以下,优选为160质量份以下,更优选为120质量份以下。
制备充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的方法(充油方法)没有特别限定,可以采用公知的方法。作为充油方法,例如可举出:使用混合辊或班伯里混炼机将乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶和烃系橡胶用软化剂机械性混炼进行充油的方法;在乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中添加规定量的烃系橡胶用软化剂,然后通过汽提法等方法脱溶剂的方法;利用亨舍尔混合机等对粒屑状的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶和烃系橡胶用软化剂的混合物进行搅拌使其含浸的方法等。从制备高分子量的充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的观点考虑,优选在成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的聚合反应溶液或悬浮液中添加规定量的烃系橡胶用软化剂后除去溶剂的方法。
另外,作为成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶,国内外的制造商大量市售有各种等级的产品,可以使用其市售品。作为市售品,例如可举出JSR公司制造的JSREPR、三井化学公司制造的三井EPT、住友化学公司制造的ESPRENE(注册商标)、ARLANXEO公司制造的Keltan(注册商标)、DOW CHEMICAL公司制造的NORDEL(注册商标)、KUMHOPOLYCHEM公司制造的KEP。
[成分(C)]
成分(C)是嵌段共聚物和/或其氢化物(以下有时称为“(氢化)嵌段共聚物”),该嵌段共聚物为具有以芳香族乙烯基化合物单元为主体的聚合物嵌段P(以下有时简称为“嵌段P”)和以共轭二烯单元为主体的聚合物嵌段Q(以下有时称为“嵌段Q”)的嵌段共聚物,且包含分别具有1个聚合物嵌段P和1个聚合物嵌段Q的P-Q型二嵌段共聚物。
此处,“以……为主体”是指构成该嵌段的单体单元的含量为50摩尔%以上。
构成嵌段P的单体的乙烯基芳香族化合物没有限定,优选为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯等苯乙烯衍生物。这些之中,更优选以苯乙烯为主体。另外,在该嵌段P中,也可以包含乙烯基芳香族化合物以外的单体作为原料。
构成嵌段Q的单体优选为单独的丁二烯、单独的异戊二烯、丁二烯及异戊二烯中的任一者。另外,嵌段Q中,也可以包含丁二烯及异戊二烯以外的单体作为原料。
成分(C)的嵌段共聚物中的嵌段P的含量没有限定,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上。另一方面,优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下。
成分(C)中的具有嵌段P及嵌段Q的共聚物的化学结构可以为直链状、支链状、放射状等中的任意,优选为下述式(1)或(2)表示的嵌段共聚物。
成分(C)可以是具有嵌段P和嵌段Q的嵌段共聚物的氢化物。下述式(1)或(2)表示的共聚物为氢化嵌段共聚物时,存在本发明的热塑性树脂弹性体的耐热老化性变得良好的倾向。
P-(Q-P)m (1)
(P-Q)n (2)
(式中,P表示嵌段P,Q表示嵌段Q,m表示1~5的整数,n表示1~5的整数。)
从降低作为橡胶高分子体的有序-无序转变温度的方面考虑,式(1)或(2)中m及n越大越好,从容易制造及成本的方面考虑,m及n越小越好。
本发明的热塑性弹性体组合物的特征在于,相对于成分(A)~(D)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物。
为了满足该要件,从表面平滑性的观点考虑,优选成分(C)的(氢化)嵌段共聚物中包含通常1质量%以上、优选为10质量%以上、更优选为20质量%以上的n为1的式(2)表示的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物。成分(C)中的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的含量的上限没有特别限定,可以为100质量%,从橡胶弹性良好的观点考虑,优选为90质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为50质量%以下。
成分(C)可以是P-Q型(氢化)二嵌段共聚物和P-Q型(氢化)二嵌段共聚物以外的上述式(1)或式(2)表示的(氢化)嵌段共聚物的混合物。出于橡胶弹性优异的目的,相比于式(2)表示的(氢化)嵌段共聚物,P-Q型(氢化)二嵌段共聚物以外的共聚物优选式(1)表示的(氢化)嵌段共聚物,更优选m为3以下的式(1)表示的(氢化)嵌段共聚物,进一步优选m为2以下的式(1)表示的(氢化)嵌段共聚物。
成分(C)的(氢化)嵌段共聚物的数均分子量没有限定,以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算的值计,优选为20,000以上,更优选为40,000以上。此外,优选为500,000以下,更优选为400,000以下。数均分子量为上述范围时,存在柔软性、成型性变得良好的倾向。
成分(C)的嵌段共聚物的制造方法只要能得到上述结构和物性则可以是任意方法,没有特别限定。成分(C)的嵌段共聚物可以通过例如使用锂催化剂等在惰性溶剂中进行嵌段聚合来制造。此外,嵌段共聚物的氢化可以采用在惰性溶剂中在氢化催化剂的存在下进行等公知的方法。
成分(C)的(氢化)嵌段共聚物也可以使用市售品。作为市售品,例如可举出科腾聚合物公司制造“KRATON”系列、旭化成化学公司制造“Tuftec(注册商标)”系列、Kuraray公司制造“SEPTON(注册商标)”系列、中国台湾合成橡胶公司制造“TAIPOL”系列、LCY公司制造“Globalprene”系列,可以适当选择使用相应的产品。
成分(C)可以仅使用1种,也可以将共聚成分组成或物性等不同的2种以上混合使用。
[成分(D)]
从使柔软性或弹性增加的同时、使加工性或流动性提高的观点考虑,本发明的热塑性弹性体组合物优选含有烃系橡胶用软化剂作为成分(D)。另外,该成分(D)包括使用充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶作为所述成分(B)时其中包含的烃系橡胶用软化剂,但在使用充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶作为成分(B)的情况下,也优选与该充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶分开地另外添加烃系橡胶用软化剂作为成分(D)。在该情况下,另外添加的烃系橡胶用软化剂可以使用与成分(B)的充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中的烃系橡胶用软化剂相同、同种类、不同种类的烃系橡胶用软化剂中的任意。成分(E)的交联剂中包含烃系橡胶用软化剂的情况也同样。
作为成分(B)之外另外添加的烃系橡胶用软化剂,可以使用与所述充油乙烯/α-烯烃/共轭二烯共聚物橡胶中使用的烃系橡胶用软化剂同样的物质。这些之中,优选为石蜡系橡胶用软化剂(石蜡系油)。烃系橡胶用软化剂可以单独使用1种或以任意的组合及比率使用2种以上。
作为成分(B)之外另外添加的石蜡系油,没有特别限定,40℃的动态粘度通常为10cSt(Centistokes)以上,优选为20cSt以上,通常为800cSt以下,优选为600cSt以下。此外,适合使用倾点通常为-40℃以上,优选为-30℃以上,为0℃以下的石蜡系油。此外,适合使用倾点通常为-40℃以上,优选为-30℃以上,为0℃以下的石蜡系油。进一步,适合使用闪点(COC)通常为200℃以上,优选为210℃以上,通常为400℃以下,优选为350℃以下的石蜡系油。
另外,使用充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶作为成分(B)时,通过另外添加烃系橡胶用软化剂作为成分(D),可以任意地调整成分(D)的烃系橡胶用软化剂的含有比例而不依赖于充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶中的烃系橡胶用软化剂的含有比例。
成分(D)的烃系橡胶用软化剂可以使用市售品。作为成分(D)的市售品,例如可举出JX日矿日石能源公司制造的“日石聚丁烯(注册商标)HV”系列、出光兴产公司制造的“DIANA(注册商标)PROCESS OIL PW”系列,这些之中,可以适当地选择使用。
[成分(E)]
本发明的热塑性弹性体组合物含有包含酚醛树脂的交联剂作为成分(E)。
成分(E)的交联剂是在动态热处理中使所述成分(B)在树脂组合物中部分交联的交联剂,由此实现动态交联型热塑性弹性体组合物。作为所述交联剂,可以从公知的交联剂中适当地选择使用,例如作为优选的交联剂,可举出选自由酚醛树脂、有机过氧化物、氢化硅化合物、多官能乙烯基化合物、多官能(甲基)丙烯酸酯化合物及氯化锡组成的组中的至少1种,作为更优选的交联剂,可举出酚醛树脂与氯化锡、有机过氧化物与多官能乙烯基化合物或多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的组合,但在本发明中,其中,使用酚醛树脂作为必须成分。另外,交联剂可以仅单独使用1种酚醛树脂或将酚醛树脂与其他交联剂的2种以上以任意的组合及比率使用。
作为成分(E)的酚醛树脂,可举出作为非卤素系酚醛树脂的烷基苯酚甲醛等、作为卤素系酚醛树脂的溴化烷基苯酚甲醛等。这些酚醛树脂可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为成分(E)的酚醛树脂,特别优选非卤素系酚醛树脂,具体优选为下述式(I)表示的酚醛树脂。
[化学式1]
(式中,X选自作为二价连接基团的-CH2-或-CH2-O-CH2-,r为0~20的整数,R为碳原子数小于20、优选碳原子数为1~12的有机基团。)
作为所述非卤素系酚醛树脂的制品例,可举出田冈化学工业公司制造的Tackirol201、202(商品名)、群荣化学工业公司制造的PR-4507(商品名)、Hoechst公司制造的Vulkaresat 510E、532E、Vulkaresen E、105E、130E、Vulkaresol 315E(商品名)、Rohm&Haas公司制造的Amberol ST 137X(商品名)、Sumitomo Durez公司制造的Sumiliteresin PR-22193(商品名)、Anchor Chem.公司制造的Symphorm-C-100、C-1001(商品名)、荒川化学工业公司制造的Tamanol 531(商品名)、Schenectady Chem.公司制造的SchenectadySP1045、SP1059(商品名)、U.C.C公司制造的CRR-0803(商品名)、UNION SHOWAK.K.公司制造的CRM-0803(商品名)、Bayer公司制造的Vulkadur A(商品名)等。
作为成分(E)的非卤素系酚醛树脂,特别优选使用下述式(II)表示的对辛基苯酚甲醛树脂,其中,最优选使用重均分子量为2,500~4,000的下述式(II)表示的对辛基苯酚甲醛树脂。作为所述非卤素系酚醛树脂,可以利用作为上述Tackirol(注册商标)201、202贩卖的产品。
[化学式2]
(式中,r为0~20的整数。)
作为成分(E)的有机过氧化物,可举出芳香族系有机过氧化物、脂肪族系有机过氧化物等。具体而言,可举出二叔丁基过氧化物、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)-3-己炔、1,3-双(叔丁基过氧化异丙基)苯、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷等二烷基过氧化物类;过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酰)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酰)-3-己炔等过氧化酯类;过氧化乙酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化对氯苯甲酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰等氢过氧化物类,但不特别限定于这些。这些之中,优选为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷。
此外,除了所述酚醛树脂或有机过氧化物以外,也可以使用其他交联剂,例如可举出甲基氢硅等氢化硅化合物,硫、对醌二肟、对二亚硝基苯、1,3-二苯基胍等过氧化物用助剂;二乙烯基苯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯等多官能乙烯基化合物;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、烯丙基(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;N,N’-m-亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-m-甲苯双马来酰亚胺等具有双马来酰亚胺结构的化合物;三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、氯化锡(SnCl2)。这些之中,优选为二乙烯基苯。
另外,交联剂可以仅单独使用1种或以任意的组合及比率使用2种以上。例如,优选对于有机过氧化物,并用上述多官能乙烯基化合物或多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。此外,酚醛树脂交联剂可与通常的活化剂一起使用。作为此处可用的活化剂,例如可使用氯化亚锡、氯化铁、氯化石蜡、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯那样的卤素供体,以及氧化铁、氧化钛、氧化镁、二氧化硅、氧化锌那样的吸酸剂。酚醛树脂被卤化的情况下,也可以不使用卤素供体。
另外,在作为交联剂而贩卖的产品中,有包含相当于所述成分(D)的烃系橡胶用软化剂、填充材料的产品,但使用的交联剂中包含烃系橡胶用软化剂的情况下,该烃系橡胶用软化剂包括在作为成分(D)的烃系橡胶用软化剂中。此外,后述的填充材料也同样。
作为成分(E)的酚醛树脂、特别是非卤素系酚醛树脂,优选与氯化亚锡等氯化锡一起作为成分(E)使用。
在情况下,从酚醛树脂的活化效果和良好的橡胶弹性的观点考虑,优选相对于酚醛树脂100质量份,作为成分(E)的酚醛树脂与氯化锡的比例为氯化锡10~100质量份,特别优选为20~50质量份。
[含有比例]
本发明的热塑性弹性体组合物中,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量%,成分(A)的含量优选为1质量%以上且小于50质量%,更优选为3质量%以上45质量%以下。若成分(A)的含量在所述下限以上,则成型性和高温下的橡胶弹性良好,为优选。若成分(A)的含量在所述上限以下,则柔软性良好,为优选。
本发明的热塑性弹性体组合物的特征在于,相对于成分(A)~(E)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物。因此,本发明的热塑性弹性体组合物的成分(C)的含量只要根据其P-Q型(氢化)二嵌段共聚物含量而为满足该条件的含量即可。
具体而言,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,成分(C)的含量优选为0.1质量份以上。若成分(C)的含量在所述下限以上,则表面平滑性良好,为优选。另一方面,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,成分(C)的含量优选为400质量份以下,更优选为200质量份以下,进一步优选为100质量份以下,特别优选为50质量份以下。若成分(A)的含量在所述上限以下,则高温橡胶弹性良好,为优选。
本发明的热塑性弹性体组合物中,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,优选含有50质量份以上300质量份以下的成分(D),更优选含有70质量份以上250质量份以下的成分(D)。若成分(D)的含量在所述下限以上,则成型性和橡胶弹性良好,为优选。若成分(D)的含量在所述上限以下,则耐油渗出性良好,为优选。
另外,此处,使用充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶作为成分(B)的情况下,成分(D)的含量是指成分(B)中的烃系橡胶用软化剂和成分(B)之外另外添加的作为成分(D)的烃系橡胶用软化剂的合计含量,在后述的成分(E)中包含烃系橡胶用软化剂的情况下,为也包括该烃系橡胶用软化剂的合计含量。
本发明的热塑性弹性体组合物中,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,优选含有0.5质量份以上10质量份以下的成分(E)。若成分(E)的含量在所述下限以上,则橡胶弹性良好,为优选。若成分(E)的含量在所述上限以下,则成型性良好,为优选。
从同样的观点考虑,本发明的热塑性弹性体组合物中,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,优选含有1质量份以上10质量份以下的作为成分(E)的酚醛树脂。若酚醛树脂的含量在所述下限以上,则橡胶弹性良好,为优选。若酚醛树脂的含量在所述上限以下,则成型性良好,为优选。
[其他成分]
本发明的热塑性弹性体组合物中,除成分(A)~(E)以外,在不损害本发明的效果的范围内,可以根据需要配合其他成分。
作为其他成分,例如可举出除成分(A)~(C)以外的热塑性树脂或弹性体等树脂、抗氧化剂、填充材料、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、中和剂、爽滑剂、防雾剂、防粘连剂、增滑剂、分散剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂、导电性赋予剂、金属钝化剂、分子量调节剂、抗菌剂、防霉剂、荧光增白剂等各种添加物。这些任意物质可以单独使用或并用。
作为除成分(A)~(C)以外的热塑性树脂,例如可举出聚苯醚系树脂;尼龙6、尼龙66等聚酰胺系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂;聚氧亚甲基均聚物、聚氧亚甲基共聚物等聚氧亚甲基系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯系树脂、聚烯烃树脂(其中,不包括相当于成分(A)或成分(B)的树脂)。此外,作为除成分(A)~(C)以外的弹性体,例如可举出聚酯系弹性体;聚丁二烯。
作为抗氧化剂,例如可举出酚系抗氧化剂、亚磷酸盐系抗氧化剂、硫醚类抗氧化剂。使用抗氧化剂的情况下,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,通常以0.01~3.0质量份的范围使用。
作为填充材料,例如可举出玻璃纤维、中空玻璃微球、碳纤维、滑石、碳酸钙、粘土、云母、钛酸钾纤维、二氧化硅、金属皂、二氧化钛、炭黑等。使用填充材料的情况下,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,通常以0.1~50质量份使用。
作为爽滑剂,例如可举出脂肪酰胺、脂肪酸金属盐、有机聚硅氧烷。使用爽滑剂的情况下,相对于成分(A)和成分(B)的合计100质量份,通常以0.01~5.0质量份的范围使用。
[热塑性弹性体组合物的制造方法]
关于本发明的热塑性弹性体组合物,如上所述,将以规定量含有成分(A)、成分(B)、成分(C)及成分(D)和视需要而使用的其他成分等的组合物,优选在作为成分(E)的包含酚醛树脂的交联剂的存在下,进行动态热处理来制造。
本发明中“动态热处理”是指在交联剂的存在下以熔融状态或半熔融状态进行混炼。该动态热处理优选通过熔融混炼来进行,作为用于该目的的熔融混炼装置,例如可使用非开放型班伯里密炼机、混合辊、捏合机、双螺杆挤出机。这些之中,优选使用双螺杆挤出机。作为使用该双螺杆挤出机的制造方法的优选方式,向具有多个原料供给口的双螺杆挤出机的原料供给口(料斗)中供给各成分并进行动态热处理。
进行动态热处理时的温度通常为80~300℃,优选为100~250℃。此外,进行动态热处理的时间通常为0.1~30分钟。
在通过双螺杆挤出机对本发明的热塑性弹性体组合物进行动态热处理来制造的情况下,优选在双螺杆挤出机的滚筒半径(R(mm))、螺杆转速(N(rpm))及排出量(Q(kg/小时))之间保持下述式(i)的关系的同时挤出,更优选在保持下述式(ii)的关系的同时挤出。
2.6<NQ/R3<22.6 (i)
3.0<NQ/R3<20.0 (ii)
在双螺杆挤出机的滚筒半径(R(mm))、螺杆转速(N(rpm))及排出量(Q(kg/小时))之间的所述关系大于所述下限值,因为能高效地制造热塑性弹性体组合物而优选。另一方面,所述关系小于所述上限值,因为对由剪切产生的发热、成为外观不良原因的异物的产生进行抑制而优选。
另外,在本发明的热塑性弹性体组合物的制造中,也可以用成分(D)的烃系橡胶用软化剂的至少一部分对成分(B)的乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶进行处理,将成分(B)以充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的方式使用。
作为用成分(B)和成分(D)来制造充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的方法(充油方法),可以使用与制备上述充油乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的方法同样的方法。
[热塑性弹性体组合物的物性]
关于由本发明的热塑性弹性体组合物成型而成的成型体,从具有容易良好地控制高温下的橡胶弹性的倾向的方面考虑,根据JIS K6253(2006年度版)(Duro-A)测定的杜洛硬度A(15秒后值)优选为95以下,更优选为90以下,特别优选为85以下。另一方面,从具有容易良好地控制表面平滑性的倾向的方面考虑,优选为20以上,更优选为25以上,特别优选为45以上。
从兼具高温下的橡胶弹性和表面平滑性的观点考虑,上述杜洛硬度A(15秒后值)优选设为45~90、45~85。
[成型体·用途]
本发明的热塑性弹性体组合物可以通过通常用于热塑性弹性体组合物的成型方法,例如注射成型、挤出成型、中空成型、压缩成型等各种成型方法来制成成型体。这些之中,适合为注射成型、挤出成型。此外,也可以在进行这些成型后进行层叠成型、热成型等二次加工而制成成型体。
本发明的热塑性弹性体组合物在表面平滑性及高温下的橡胶弹性方面优异,可以用于汽车领域(密封件、缓冲件、护套等)、建筑领域(衬垫、垫片等)、其他各种杂货领域、运动用品(高尔夫球杆或网球拍得把手类等)、工业用部件(软管、衬垫等)、家电部件(软管、垫片类等)、医疗用部件(医疗用容器、衬垫、垫片等)、食品用部件(容器、垫片等)、医疗用机器部件、电线包覆材料、其他杂货等广泛的领域。其中,在要求外观的汽车密封件、要求密封性的各种密封材料、护罩、垫片、衬垫中,适合使用由本发明的热塑性弹性体组合物构成的成型体。
实施例
以下,使用实施例对本发明的内容进一步具体进行说明,但本发明只要不超出其主旨,则不受以下实施例限定。以下实施例中的各种制造条件、评价结果的值具有作为本发明的实施方式中的上限或下限的优选值的含义,优选的范围可以为由前述上限或下限的值与下述实施例的值或实施例彼此的值的组合所规定的范围。
[原材料]
以下实施例、比较例中使用的原材料如下所示。
[成分(A)]
(A-1):丙烯均聚物/日本聚丙烯公司制造NOVATEC(注册商标)PP FY6
丙烯单元含量:100质量%
MFR(230℃、21.18N):2.5g/10分钟
重均分子量:520,000
(A-2):丙烯均聚物/日本聚丙烯公司制造NOVATEC(注册商标)PP MA3
丙烯单元含量:100质量%
MFR(230℃、21.18N):11g/10分钟
重均分子量:360,000
[成分(B)]
(B-1)+(D)混合物:充油乙烯/丙烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(成分(B-1)100质量份和成分(D)40质量份的混合物)/三井化学公司制造3072EPM
门尼粘度ML1+4(125℃):51
(B-1):乙烯/丙烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物
门尼粘度ML1+4(125℃):94
乙烯单元含量:64质量%
5-亚乙基-2-降冰片烯单元含量:5.4质量%
密度:0.88g/cm3
聚合催化剂:茂金属催化剂
(B-2)+(D-1)混合物:充油乙烯/丙烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(成分(B-2)100质量份和成分(D-1)100质量份的混合物)
门尼粘度ML1+4(125℃):64
密度:0.86g/cm3
(B-2):乙烯/丙烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物
门尼粘度ML1+4(125℃):293
乙烯单元含量:67质量%
5-亚乙基-2-降冰片烯单元含量:4.5质量%
聚合催化剂:齐格勒-纳塔催化剂
(D-1):石蜡系油/出光兴产公司制
DIANA(注册商标)PROCESS OIL PW-90
40℃的动态粘度:95.54cSt
倾点:-15℃
闪点:272℃
[成分(C)]
(C-1):芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的氢化嵌段共聚物/科腾聚合物公司制KRATON G1657
苯乙烯嵌段P含量:13质量%
数均分子量:76,500
P-Q型氢化二嵌段共聚物含量:29质量%
(C’-1):芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的氢化嵌段共聚物/科腾聚合物公司制KRATON G1651
苯乙烯嵌段P含量:33质量%
数均分子量:220,000
P-Q型氢化二嵌段共聚物含量:小于1质量%
[成分(D)]
(D-1):石蜡系油/出光兴产公司制DIANA(注册商标)PROCESS OIL PW-90
40℃的动态粘度:95.54cSt
倾点:-15℃
闪点:272℃
(D-2):石蜡系油/出光兴产公司制DIANA(注册商标)PROCESS OIL PW-32
40℃的动态粘度:30.60cSt
倾点:-17.5℃
闪点:222℃
[成分(E)]
(E-1)+(D-2)混合物:酚醛树脂(成分(E-1)30质量份和成分(D-2)70质量份的混合物
(E-1):两末端为羟甲基的烷基苯酚甲醛树脂/田冈化学工业公司制Tackirol(注册商标)201
(D-2):石蜡系油/出光兴产公司制DIANA(注册商标)PROCESS OIL PW-32
40℃的动态粘度:30.60cSt
倾点:-17.5℃
闪点:222℃
(E-2):氯化亚锡/富士胶片和光纯药工业公司制
[成分(F)]
(F-1):填充材料/竹原化学工业公司制滑石PHSH
[成分(G)]
(G-1):抗氧化剂/BASF Japan公司制Irganox(注册商标)1076
[成分(H)]
(H-1):吸酸剂/富士胶片和光纯药工业公司制氧化锌
[评价方法]
以下的实施例、比较例中的热塑性弹性体组合物的评价方法如下所示。
另外,在下述(1)~(3)的测定中,使用各热塑性弹性体组合物,并利用同轴往复式螺杆注塑成型机(东芝机械公司制“IS130”),在注射压力50MPa、料筒温度220℃、模具温度40℃的条件下对各热塑性弹性体组合物进行注射成型,得到厚2mm×宽120mm×长120mm的片材。
在(2)的压缩永久变形的测定中,根据JIS K6262,将对得到的片材(厚2mm×宽120mm×长120mm)进行冲压而得的TypeA圆盘:重叠6片制作试验片,使用该试验片进行测定。
在(3)的剥离强度的测定中,将OKAMOTO公司制造的牛皮纸胶带No.204切削成长度120mm,将胶带的粘合面20mm部分粘贴在得到的片材(厚2mm×宽120mm×长120mm),胶带的剩余100mm的粘合面彼此贴合作为把持部,然后,制作切削为宽15mm的试验片,使用该试验片进行测定。
此外,在(4)的表面粗糙度测定中,用IKG制造的直径40mm的单螺杆挤出机(L/D=28、压缩比=2.0、全螺杆)并使用宽25mm、厚1mm的片状模具,将成型温度分别设为料斗下:170℃、料筒:180℃~200℃、模具:200℃,在螺杆转速:30rpm的条件下进行成型,使用得到的片材进行测定。
(1)杜洛硬度A
参考JIS K6253(Duro-A),测定硬度(15秒后)。
(2)压缩永久变形
参考JIS K6262,在70℃、22小时、25%压缩条件下进行测定。
(3)剥离强度
在剥离角度180度、剥离速度100mm/min的条件下测定剥离强度。剥离强度越大,判断表面平滑性越优异。
(4)表面粗糙度
参考JIS B0601(2001)的标准,测定均方根表面粗糙度。表面粗糙度的值越小,判断表面平滑性越优异。
在实施例1~5、比较例1~6中,通过(4)的表面粗糙度评价表面平滑性。
在实施例6~8、比较例7~16中,通过(3)的剥离强度评价表面平滑性。
[实施例/比较例]
<实施例1>
利用亨舍尔混合机,将成分(A-1)42质量份、成分(B-1)+(D)混合物81质量份(具体为成分(B-1):58质量份、(D):23质量份)、成分(C-1)2质量份、成分(E-2)0.8质量份、成分(F-1)7质量份、成分(G)0.2质量份、成分(H)0.4质量份混合1分钟。利用重量式供料器将混合物投入同向双螺杆挤出机(日本制钢所“TEX30”、L/D=52.5、筒体数:14)的上游供给口。将剩余的成分(E-1)+(D-2)混合物8.5质量份(具体为成分(E-1):2.5质量份、(D-2):6质量份)和(D-1)43质量份分别利用添液泵从挤出机的中途的供给口供给,以合计25kg/h的排出量使上游部至下游部升温至140~200℃的范围进行熔融混炼,进行颗粒化来制造热塑性弹性体组合物。对于得到的热塑性弹性体组合物,实施前述(1)、(2)、(4)的评价。得到的评价结果示于表-1中。
<实施例2~4及比较例1~3>
如表-1所示,对成分(A)~(E)(比较例3中,成分(C')代替成分(C))的配合组成进行变更,除此以外,与实施例1同样地得到热塑性弹性体组合物的颗粒。使用得到的热塑性弹性体组合物实施与实施例1同样的评价。得到的评价结果示于表-1中。
表-1中,相对于成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)的合计(比较例3中为成分(A)、(B)、(C’)、(D)、(E)的合计)100质量%而言的P-Q型氢化二嵌段共聚物的含量仅记载为“P-Q型氢化二嵌段共聚物的含量”。在后述的表-2~表-5中也同样。
[表1]
<表-1>
※热塑性弹性体组合物中使用的(B-1)+(D)混合物中的成分(D)和另外添加的成分(D-1)和(E-1)+(D-2)混合物中的成分(D-2)的合计
<实施例5及比较例4~6>
如表-2所示,对成分(A)~(E)(比较例6中,成分(C’)代替成分(C))的配合组成进行变更,除此以外,与实施例1同样地得到热塑性弹性体组合物的颗粒。使用得到的热塑性弹性体组合物,实施与实施例1同样的评价。得到的评价结果示于表-2中。
[表2]
<表-2>
※热塑性弹性体组和物中使用的(B-1)+(D)混合物中的成分(D)和另外添加的成分(D-1)和(E-1)+(D-2)混合物中的成分(D-2)的合计
<实施例6及比较例7~9>
如表-3所示,使用(B-2)+(D-1)混合物代替(B-1)+(D)混合物,除此以外,分别与实施例1同样地得到热塑性弹性体组合物的颗粒。使用得到的热塑性弹性体组合物,实施前述(1)~(3)的评价。得到的评价结果示于表-3中。
[表3]
<表-3>
※热塑性弹性体组合物中使用的(B-2)+(D-1)混合物中的成分(D-1)和另外添加的成分(D-1)和(E-1)+(D-2)混合物中的成分(D-2)的合计
<实施例7及比较例10~12>
如表-4所示,使用(B-2)+(D-1)混合物代替(B-1)+(D)混合物,除此以外,分别与实施例1同样地得到热塑性弹性体组合物的颗粒。使用得到的热塑性弹性体组合物,实施前述(1)~(3)的评价。得到的评价结果示于表-4中。
[表4]
<表-4>
※热塑性弹性体组合物中使用的(B-2)+(D-1)混合物中的成分(D-1)和另外添加的成分(D-1)和(E-1)+(D-2)混合物中的成分(D-2)的合计
<实施例8~9及比较例13~14>
如表-5所示,使用(B-2)+(D-1)混合物代替(B-1)+(D)混合物,除此以外,与实施例1同样地得到热塑性弹性体组合物的颗粒。使用得到的热塑性弹性体组合物,实施前述(1)~(3)的评价。得到的评价结果示于表-5中。
[表5]
<表-5>
※热塑性弹性体组合物中使用的(B-2)+(D-1)混合物中的成分(D-1)和另外添加的成分(D-1)和(E-1)+(D-2)混合物中的成分(D-2)的合计
[评价结果]
如表-1~5所示可知,属于以规定比例包含P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的本发明的热塑性弹性体组合物的实施例1~9具有良好的压缩永久变形(高温下的橡胶弹性)和表面平滑性。
另一方面,比较例1、4、7、10、13,14为不含P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的例子,比较例1、4的表面粗糙度比实施例差,比较例7、10、13、14的剥离强度比实施例差,表面平滑性差。比较例2、5、8、11是P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的含量为2.6质量%的例子,压缩永久变形大,高温下的橡胶弹性差。比较例3、6、9、12为使用成分(C’-1)代替实施例中的成分(C-1),含有少于0.04的P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的例子,比较例3、6的表面粗糙度比实施例差,比较例9、12的剥离强度比实施例差,表面平滑性差。成分(C)中包含的作为P-Q型(氢化)二嵌段共聚物以外的成分的P-Q-P型(氢化)三嵌段共聚物在成型体表面也形成凝聚体,关于比较例3、6、9、12,由于P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的含量少,因此P-Q型(氢化)二嵌段共聚物的聚合物嵌段Q在表面析出的比例比实施例减少,因此推测表面平滑性恶化。
详细地并且参照特定的实施方式对本发明进行了说明,但是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下施加各种变更、修正,这对本领域技术人员而言是显而易见的。本申请基于2021年6月30日申请的日本发明专利申请(特愿2021-108343),其内容在此作为参照而被引用。
产业上的可利用性
本发明的热塑性弹性体组合物在高温下的橡胶弹性和表面平滑性方面优异。本发明的热塑性弹性体组合物通过具有良好的高温橡胶弹性和表面平滑性而对于汽车部件、建筑部件、医疗用部件、电线包覆材料、杂货等,具体对于在要求外观的汽车密封件、要求密封性的各种密封材料、护罩、垫片、衬垫有用。
Claims (12)
1.一种热塑性弹性体组合物,其特征在于,包含下述成分(A)~(E),相对于下述成分(A)~(E)的合计100质量%,包含0.05~2.0质量%的下述P-Q型二嵌段共聚物和/或其氢化物,
成分(A):聚烯烃
成分(B):乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶
成分(C):嵌段共聚物和/或其氢化物;该嵌段共聚物为具有以芳香族乙烯基化合物单元为主体的聚合物嵌段P和以共轭二烯单元为主体的聚合物嵌段Q的嵌段共聚物,且包含分别具有1个聚合物嵌段P和1个聚合物嵌段Q的P-Q型二嵌段共聚物
成分(D):烃系橡胶用软化剂
成分(E):包含酚醛树脂的交联剂。
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体组合物,其中,相对于所述成分(A)和(B)的合计100质量份,包含50质量份以上300质量份以下的所述成分(D)。
3.根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体组合物,其中,2006年度版的JIS K6253中的杜洛硬度A为95以下。
4.根据权利要求3所述的热塑性弹性体组合物,其中,2006年度版的JIS K6253中的杜洛硬度A为90以下。
5.根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体组合物,其中,2006年度版的JIS K6253中的杜洛硬度A为45以上95以下。
6.根据权利要求5所述的热塑性弹性体组合物,其中,2006年度版的JIS K6253中的杜洛硬度A为45以上85以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,所述成分(C)为含有1质量%以上100质量%以下的所述P-Q型二嵌段共聚物的嵌段共聚物和/或其氢化物。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,相对于所述成分(A)和成分(B)的合计100质量%,成分(A)的含量为1质量%以上且小于50质量%。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,相对于所述成分(A)和(B)的合计100质量份,包含0.1质量份以上400质量份以下的所述成分(C)。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,所述成分(E)包含酚醛树脂和氯化锡。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的热塑性弹性体组合物,其中,所述成分(A)的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算的重均分子量为270,000以上1,000,000以下。
12.一种成型体,其由权利要求1~11中任一项所述的热塑性弹性体组合物成型而成。
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