DE10084514B4 - Olefinic rubber composition - Google Patents
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Abstract
Olefinische
Kautschukzusammensetzung, enthaltend
(A) 1 bis 99 Gewichtsteile
eines Ethylen-α-Olefin-Copolymeren, das
Ethylen-Einheiten und C3-C20-α-Olefin-Einheiten aufweist
und
(B) 1 bis 99 Gewichtsteile eines olefinischen Harzes, wobei die
Gesamtmenge von (A) und (B) 100 Gewichtsteile beträgt, wobei
die Zusammensetzung einen Vernetzungsgrad von 50% oder mehr und
einen Quellungsgrad von 5 bis 40 aufweist,
wobei das olefinische
Harz (B) unter isotaktischem Homopolypropylen und isotaktischen
Copolymeren (Blockcopolymeren und statistischen Copolymeren) von
Propylen und einem anderen α-Olefin,
ausgenommen Ethylen, ausgewählt
ist, und die Zusammensetzung mit einem Vernetzungsinitiator (D)
oder mit (D) und einem Vernetzungshilfsmittel (E) vernetzt worden
ist, wobei der Vernetzungsinitiator (D) in einer Menge von 0,02
bis 3 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der aus (A) und (B) bestehenden
Zusammensetzung verwendet wurde und das Vernetzungshilfsmittel (E)
in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der
aus (A) und (B) bestehenden Zusammensetzung verwendet wurde; wobei
weiterhin
die olefinische Kautschukzusammensetzung...Olefinic rubber composition containing
(A) 1 to 99 parts by weight of an ethylene-α-olefin copolymer having ethylene units and C 3 -C 20 α-olefin units, and
(B) 1 to 99 parts by weight of an olefinic resin, wherein the total amount of (A) and (B) is 100 parts by weight, the composition having a degree of crosslinking of 50% or more and a degree of swelling of 5 to 40,
wherein the olefinic resin (B) is selected from isotactic homopolypropylene and isotactic copolymers (block copolymers and random copolymers) of propylene and another α-olefin other than ethylene, and the composition having a crosslinking initiator (D) or (D) and a Crosslinking aid (E) was crosslinked, wherein the crosslinking initiator (D) in an amount of 0.02 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the composition consisting of (A) and (B) composition was used and the crosslinking aid ( E) was used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the composition consisting of (A) and (B); where continues
the olefinic rubber composition ...
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine olefinische Kautschukzusammensetzung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine olefinische Kautschukzusammensetzung, die in bezug auf mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und Ölbeständigkeit verbessert ist.The The present invention relates to an olefinic rubber composition. In particular, the invention relates to an olefinic rubber composition, in terms of mechanical strength, heat resistance and oil resistance is improved.
Stand der TechnikState of the art
Die Herstellung von thermoplastischen Kautschukzusammensetzungen unter Anwendung einer sogenannten dynamischen Vernetzungsreaktion, bei der ein radikalisch vernetzbarer olefinischer Kautschuk und ein nicht-radikalisch vernetzbares olefinisches Harz, wie Polypropylen (PP), in Gegenwart eines radikalischen Polymerisationsinitiators unter Schmelzen und Vermischen in einem Extruder vernetzt werden, stellt eine aus dem Stand der Technik bekannte und für die Herstellung von Kraftfahrzeugteilen und dergl. weit verbreitete Technik dar.The Preparation of thermoplastic rubber compositions under Application of a so-called dynamic crosslinking reaction, in a radically crosslinkable olefinic rubber and a non-radically crosslinkable olefinic resin, such as polypropylene (PP), in the presence of a radical polymerization initiator be crosslinked under melting and mixing in an extruder, represents one known from the prior art and for the production Of motor vehicle parts and the like. Widely used technology.
Als derartige Typen eines olefinischen Kautschuks sind Ethylen-Propylen-Dien-Kautschukzusammensetzungen (EPDM) und olefinische Elastomerzusammensetzungen bekannt, die unter Verwendung eines Metallocen-Katalysators hergestellt werden (JP-A-8-120127, JP-A-9-137001, JP-A-9-104787 und JP-A-10-87912). Diese bekannten Zusammensetzungen erweisen sich jedoch nicht notwendigerweise als zufriedenstellend in bezug auf ihre mechanische Festigkeit. Somit sucht man nach olefinischen Kautschukzusammensetzungen, die für die praktische Anwendung geeignet sind. When Such types of olefinic rubber are ethylene-propylene-diene rubber compositions (EPDM) and olefinic elastomer compositions known under Using a metallocene catalyst (JP-A-8-120127, JP-A-9-137001, JP-A-9-104787 and JP-A-10-87912). These known compositions However, they are not necessarily satisfactory in terms of their mechanical strength. Thus one searches for olefinischen Rubber compositions suitable for practical use are suitable.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Im Hinblick auf den vorstehenden Sachverhalt soll erfindungsgemäß eine olefinische Kautschukzusammensetzung bereitgestellt werden, die nicht mit der vorstehend genannten in the With regard to the above facts, according to the invention an olefinic Rubber composition not provided with the mentioned above
Schwierigkeit behaftet ist, d.h. die verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist.difficulty Afflicted, i. which has improved mechanical properties.
Die Suche der Erfinder nach einer olefinischen Kautschukzusammensetzung mit hoher mechanischer Festigkeit hat zu dem Ergebnis geführt, dass überraschenderweise eine olefinische Kautschukzusammensetzung, die Ethylen und ein α-Olefin enthält und eine spezielle vernetzte Struktur aufweist, eine erheblich verbesserte mechanische Festigkeit besitzt. Dieser Befund diente als Grundlage der vorliegenden Erfindung.The The inventors search for an olefinic rubber composition with high mechanical strength has led to the result that, surprisingly an olefinic rubber composition containing ethylene and an α-olefin and a has a special networked structure, a significantly improved has mechanical strength. This finding served as a basis of the present invention.
Somit wird erfindungsgemäß eine teilweise oder vollständig vernetzte olefinische Kautschukzusammensetzung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.Consequently is a partial according to the invention or completely A crosslinked olefinic rubber composition according to claim 1 provided.
Beste Ausführungsform zur Durchführung der ErfindungBest embodiment to carry out the invention
Nachstehend findet sich eine ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung.below there is a detailed Description of the present invention.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält (A) ein Ethylen-α-Olefin-Copolymeres mit einer speziellen vernetzten Struktur und (B) ein olefinisches Harz.The Composition according to the invention contains (A) an ethylene-α-olefin copolymer with a special crosslinked structure and (B) an olefinic Resin.
Es ist wichtig, dass die Zusammensetzung einen Vernetzungsgrad von 50 % oder mehr, vorzugsweise von 60 oder mehr, insbesondere von 70 % oder mehr, ganz besonders von 80 % oder mehr und am meisten bevorzugt von 90 % oder mehr aufweist. Liegt der Vernetzungsgrad unter 50 %, so zeigt die Zusammensetzung eine geringe mechanische Festigkeit (Zugfestigkeit, bleibende Verformung und dergl.), eine geringe Ölbeständigkeit und eine geringe Wärmebeständigkeit.It is important that the composition has a degree of crosslinking of 50% or more, preferably 60 or more, more preferably 70% or more, most preferably 80% or more, and most preferably 90% or more. If the degree of crosslinking is less than 50%, the composition exhibits low mechanical strength (tensile strength, set and the like), low oil durability and low heat resistance.
Ferner ist es wesentlich, dass die Zusammensetzung einen Quellungsgrad von 5 bis 40, vorzugsweise von 10 bis 35, insbesondere von 10 bis 30, ganz besonders von 10 bis 25 und am meisten bevorzugt von 10 bis 20 aufweist. Der Quellungsgrad ist ein Index des Grads der Vernetzungsdichte. Herkömmliche olefinische Kautschukarten weisen einen Quellungsgrad von weniger als 5 auf, während die Erfinder feststellten, dass sich eine hervorragende Beschaffenheit in bezug auf mechanische Eigenschaften, Wärmebeständigkeit und Ölbeständigkeit nur erreichen lässt, wenn der Quellungsgrad zwischen 5 und 40 liegt. Diese Befunde dienten als Grundlage der vorliegenden Erfindung.Further It is essential that the composition has a degree of swelling from 5 to 40, preferably from 10 to 35, especially from 10 to 30, more particularly from 10 to 25 and most preferably from 10 to 20 has. The degree of swelling is an index of the degree of crosslink density. conventional olefinic rubbers have a degree of swelling of less than 5 on while The inventors found that it has an excellent texture in terms of mechanical properties, heat resistance and oil resistance only reachable when the degree of swelling is between 5 and 40. These findings served as the basis of the present invention.
Nachstehend werden die Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ausführlich beschrieben.below the components of the composition according to the invention are described in detail.
Erfindungsgemäß besteht das Ethylen-α-Olefin-Copolymere (A) aus Ethylen-Einheiten und C3-C20-α-Olefin-Einheiten.According to the invention, the ethylene-α-olefin copolymer (A) consists of ethylene units and C 3 -C 20 -α-olefin units.
Zu Beispielen für derartige C3-C20-α-Olefine gehören Propylen, Buten-1, Penten-1, Hexen-1, 4-Methylpenten-1, Hepten-1, Octen-1, Nonen-1, Decen-1, Undecen-1 und Dodecen-1. Unter diesen Olefinen werden Hexen-1, 4-Methylpenten-1 und Octen-1 bevorzugt. Octen-1 wird besonders bevorzugt. Octen-1 weist bei Zugabe einer geringen Menge eine hervorragende Wirkung in bezug auf die Erweichung des Copolymeren auf. Das dadurch gebildete Copolymere weist eine hohe mechanische Festigkeit auf.Examples of such C 3 -C 20 α-olefins include propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, heptene-1, octene-1, nonene-1, decene-1, Undecene-1 and dodecene-1. Among these olefins, preferred are hexene-1, 4-methylpentene-1 and octene-1. Octene-1 is particularly preferred. Octene-1, when added with a small amount, has an excellent softening effect on the copolymer. The copolymer thus formed has a high mechanical strength.
Das erfindungsgemäß verwendete Ethylen-α-Olefin-Copolymere wird vorzugsweise unter Verwendung eines bekannten Katalysators vom Metallocen-Typ oder vom Ziegler-Typ hergestellt.The used according to the invention Ethylene-α-olefin copolymers is preferably using a known catalyst metallocene type or Ziegler type.
Im allgemeinen bestehen Katalysatoren vom Metallocen-Typ aus einem Cyclopentadienyl-Derivat eines Metalls der Gruppe IV, wie Titan oder Zirkonium, und einem Cokatalysator. Sie zeigen nicht nur eine hohe Aktivität bei der Verwendung als Polymerisationskatalysator, sondern ergeben auch ein Polymeres mit einer engeren Molekulargewichtsverteilung und einer gleichmäßigeren Verteilung des C3-C20-α-Olefins, bei dem es sich um ein Comonomeres im Copolymeren handelt, als Katalysatoren vom Ziegler-Typ.In general, metallocene-type catalysts are composed of a Group IV metal cyclopentadienyl derivative such as titanium or zirconium and a cocatalyst. Not only do they exhibit high activity when used as the polymerization catalyst, but they also give a polymer with a narrower molecular weight distribution and a more uniform distribution of the C 3 -C 20 α-olefin, which is a comonomer in the copolymer, as catalysts of the Ziegler type.
Im erfindungsgemäß verwendeten Ethylen-α-Olefin-Copolymeren beträgt das Copolymerisationsverhältnis des α-Olefins vorzugsweise 1 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% und ganz besonders 20 bis 30 Gew.-%. Übersteigt das Copolymerisationsverhältnis des α-Olefins 50 Gew.-%, so verliert die gebildete Zusammensetzung in erheblichem Maße an Härte und Zugfestigkeit. Liegt das Verhältnis unter 1 Gew.-%, so zeigt die Zusammensetzung eine hohe Härte und tendiert zu einer geringeren mechanischen Festigkeit.in the used according to the invention Ethylene-α-olefin copolymers, the copolymerization ratio of the α-olefin is preferably 1 to 50 wt .-%, in particular 10 to 40 wt .-% and very particularly 20 to 30 wt .-%. exceeds the copolymerization ratio of the α-olefin 50 wt .-%, the composition formed in a considerable loses Dimensions Hardness and Tensile strenght. Is the relationship below 1% by weight, the composition shows high hardness and tends to lower mechanical strength.
Die Dichte von (A) liegt vorzugsweise im Bereich von 0,8 bis 0,9 g/cm3. Die Verwendung eines Ethylen-α-Olefin-Copolymeren mit einer Dichte im vorgenannten Bereich ergibt eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragender Flexibilität und einer geringen Härte.The density of (A) is preferably in the range of 0.8 to 0.9 g / cm 3 . The use of an ethylene-α-olefin copolymer having a density in the aforementioned range gives a thermoplastic resin composition excellent in flexibility and hardness.
Das erfindungsgemäß verwendete Ethylen-α-Olefin-Copolymere (A) weist vorzugsweise langkettige Verzweigungen des Moleküls auf. Das Vorliegen von langkettigen Verzweigungen im Molekül ermöglicht eine Verringerung der Dichte im Vergleich zum Verhältnis (Gew.-%) des copolymerisierten α-Olefins ohne eine Verringerung der mechanischen Festigkeit, was es ermöglicht, einen Kautschuk von geringer Dichte, geringer Härte und hoher Festigkeit zu erhalten. Olefinische Kautschuktypen mit langkettigen Verzweigungen des Moleküls sind in US-5 278 272 und dergl. beschrieben.The used according to the invention Ethylene-α-olefin copolymers (A) preferably long-chain branches of the molecule. The presence of long-chain Branches in the molecule allows a reduction in density compared to the ratio (wt%) of the copolymerized α-olefin without a reduction in mechanical strength, which makes it possible a rubber of low density, low hardness and high strength too receive. Olefinic rubber types with long-chain branching of the molecule are described in US 5,278,272 and the like.
Ferner weist das Ethylen-α-Olefin-Copolymere (A) vorzugsweise ein Schmelzpunktsmaximum bei Raumtemperatur oder darüber auf. Wenn das Copolymere ein Schmelzpunktsmaximum aufweist, ist es morphologisch im Temperaturbereich unterhalb des Schmelzpunkts stabilisiert und weist gute Handhabungseigenschaften und eine verringerte Klebrigkeit auf.Further has the ethylene-α-olefin copolymer (A) preferably a melting point maximum at room temperature or about that on. When the copolymer has a melting peak maximum it morphologically in the temperature range below the melting point stabilized and has good handling properties and a reduced Stickiness on.
Erfindungsgemäß liegt der Schmelzindex (A) vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 100 g/10 min (gemessen bei 190°C unter einer Last von 2,16 kg) und insbesondere von 0,2 bis 10 g/10 min.According to the invention the melt index (A) is preferably in a range of 0.01 to 100 g / 10 min (measured at 190 ° C under a load of 2.16 kg) and in particular from 0.2 to 10 g / 10 minute
Erfindungsgemäß weist (A) Ethylen-Einheiten und a-Olefin-Einheiten als wesentliche Komponenten auf. Gegebenenfalls können zusätzlich andere Vinyl-Monomereinheiten enthalten sein. Die einzige wesentliche Bedingung für (A) besteht lediglich darin, dass es Ethylen-Einheiten und α-Olefin-Einheiten aufweist, so dass diese Copolymeren, die durch Hydrieren von thermoplastischen Elastomeren auf der Basis von Polystyrol, Polyolefin, Polyester, Polyurethan, 1,2-Polybutadien oder Polyvinylchlorid gebildet worden sind und letztlich Diethylen-Einheiten und α-Olefin-Einheiten in ihrer Struktur enthalten, unter (A) fallen.In the present invention, (A) has ethylene units and α-olefin units as essential components. Optionally, other vinyl monomer units may additionally be included. The only essential condition for (A) is merely that it has ethylene units and α-olefin units, so that these copolymers obtained by hydrogenating Polysty-based polystyrene-based thermoplastic elastomers Role, polyolefin, polyester, polyurethane, 1,2-polybutadiene or polyvinyl chloride have been formed and ultimately contain diethylene units and α-olefin units in their structure, under (A) fall.
Als Komponente (A) kann erfindungsgemäß ein Gemisch von mehreren Typen verwendet werden. In diesem Fall ist eine weitere Verbesserung der Bearbeitbarkeit möglich.When Component (A) according to the invention may be a mixture of several Types are used. In this case, another improvement machinability possible.
Als olefinisches Harz (B) werden erfindungsgemäß isotaktische Homopolypropylene oder isotaktische Copolymere (Blockcopolymere und statistische Copolymere) von Propylen und anderen α-Olefinen, wie Buten-1, Penten-1, Hexen-1 und dergl., verwendet.When Olefinic resin (B) according to the invention is isotactic homopolypropylenes or isotactic copolymers (block copolymers and random copolymers) of propylene and other α-olefins, such as butene-1, pentene-1, hexene-1 and the like.
Mindestens eines dieser Harze wird in einem Anteil von 1 bis 99 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 5 bis 90 Gewichtsteilen und insbesondere von 20 bis 80 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kombination aus (A) und (B), verwendet. Wenn der Anteil von (B) weniger als 1 Gewichtsteil beträgt, so erweist sich die erhaltene Zusammensetzung als unbefriedigend in bezug auf Fluidität und Bearbeitbarkeit. Übersteigt dieser Anteil 99 Gewichtsteile, so mangelt es der Zusammensetzung an Flexibilität.At least one of these resins is used in a proportion of 1 to 99 parts by weight, preferably from 5 to 90 parts by weight and especially from 20 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the combination from (A) and (B). If the proportion of (B) is less than 1 part by weight, so the composition obtained proves unsatisfactory in terms of fluidity and machinability. Exceeds this Proportion of 99 parts by weight, the composition lacks flexibility.
Der Schmelzindex des erfindungsgemäß verwendeten olefinischen Harzes liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 100 g/10 min (gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg). Übersteigt der Schmelzindex den Wert von 100 g/10 min, so erweist sich die gebildete thermoplastische Elastomerzusammensetzung als unbefriedigend in bezug auf Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit. Liegt der Schmelzindex unter 0,1 g/10 min, so zeigt die Zusammensetzung eine schlechte Fluidität und ist in ihrer Verformbarkeit beeinträchtigt.Of the Melt index of the invention used Olefinic resin is preferably in the range of 0.1 to 100 g / 10 min (measured at 230 ° C under a load of 2.16 kg). exceeds the melt index the value of 100 g / 10 min, so proves the formed thermoplastic elastomer composition as unsatisfactory in terms of heat resistance and mechanical strength. If the melt index is below 0.1 g / 10 min, so the composition shows a bad fluidity and is impaired in their deformability.
Der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann je nach Bedarf zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit ein Weichmacher (C) zugesetzt werden.Of the composition according to the invention can be a plasticizer as needed to improve processability (C) are added.
Als Weichmacher (C) werden vorzugsweise Prozessöle, wie paraffinische und naphthenische Öle, verwendet. Ein derartiger Weichmacher wird in einer Menge von 5–500 Gewichtsteilen und vorzugsweise von 10–150 Gewichtsteilen verwendet, um die Härte und die Flexibilität der Zusammensetzung einzustellen. Liegt die Menge des Weichmachers unter 5 Gewichtsteilen, so mangelt es der Zusammensetzung an Flexibilität und Bearbeitbarkeit, während die Verwendung von mehr als 500 Gewichtsteilen des Weichmachers ein übermäßiges Ausbluten des Öls hervorrufen kann.When Plasticizers (C) are preferably process oils, such as paraffinic and naphthenic oils. Such a plasticizer is used in an amount of 5-500 parts by weight and preferably from 10 to 150 Parts by weight used to increase the hardness and flexibility of the composition adjust. If the amount of plasticizer is less than 5 parts by weight, Thus, the composition lacks flexibility and machinability, while the Use of more than 500 parts by weight of the plasticizer causes excessive bleeding of the oil can cause.
Bei Kombination eines speziellen Ethylen-α-Olefin-Copolymeren (A), eines olefinischen Harzes (B) und eines Weichmachers (C) gemäß den vorstehenden Ausführungen in einem bestimmten Verhältnis erweist sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung als verbessert in bezug auf das Gleichgewicht aus mechanischer Festigkeit und anderen Eigenschaften, wie Flexibilität und Bearbeitbarkeit und kann in vorteilhafter Weise zur Herstellung der angestrebten Gegenstände verwendet werden.at Combination of a specific ethylene-α-olefin copolymer (A), an olefinic Resin (B) and a plasticizer (C) according to the above in a certain ratio proves the composition of the invention as improved in terms of balance of mechanical strength and other properties, such as flexibility and machinability and can used advantageously for the production of the desired objects become.
Die erfindungsgemäß bereitgestellte Zusammensetzung muss teilweise durch einen Vernetzungsinitiator (D) oder durch (D) und ein Vernetzungshilfsmittel (E) vernetzt werden. Eine derartige Vernetzung trägt zu einer weiteren Verbesserung der Eigenschaften der Zusammensetzung bei, z.B. der Abriebbeständigkeit, der mechanischen Festigkeit und der Wärmebeständigkeit.The provided according to the invention Composition must be partially through a crosslinking initiator (D) or by (D) and a crosslinking aid (E) are crosslinked. Such networking contributes to a further improvement of the properties of the composition at, e.g. the abrasion resistance, mechanical strength and heat resistance.
Beim Vernetzungsinitiator (D) handelt es sich um ein phenolisches Vernetzungsmittel oder um ein radikalbildendes Mittel zur Durchführung einer dynamischen Vernetzung von (A), wofür beispielsweise organische Peroxide und organische Azoverbindungen bevorzugt werden. Die Verwendung von (D) führt zur Verbesserung der Eigenschaften der Zusammensetzung, z.B. der Abriebbeständigkeit, der mechanischen Festigkeit und der Wärmebeständigkeit.At the Crosslinking initiator (D) is a phenolic crosslinking agent or a radical-forming agent for performing dynamic crosslinking from (A), for what For example, organic peroxides and organic azo compounds to be favoured. The use of (D) improves the properties the composition, e.g. abrasion resistance, mechanical Strength and heat resistance.
Bei den organischen Peroxiden, die in vorteilhafter Weise für den vorgenannten Zweck verwendet werden können, handelt es sich um Produkte, deren einminütige Halbwertstemperatur T1 100 bis 250°C und insbesondere 150 bis 200°C beträgt. Ferner ist es bevorzugt, dass ihr Vernetzungswirkungsgrad ε, der aus der Wasserstoff-Extrahierbarkeit aus einem Pentadecan-Molekül berechnet wird, 20 bis 60 und insbesondere 30 bis 50 beträgt.The organic peroxides which can be advantageously used for the aforementioned purpose are products whose one-half half-life temperature T 1 is from 100 to 250 ° C and especially from 150 to 200 ° C. Further, it is preferable that their crosslinking efficiency ε calculated from the hydrogen extractability from a pentadecane molecule is 20 to 60, and more preferably 30 to 50.
Zu Beispielen für diese radikalischen Initiatoren gehören Peroxyketale, wie 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis-(tert.-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis-(tert.hexylperoxy)-cyclohexan, 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-cyclododecan, 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-cyclohexan, 2,2-Bis-(tert.-butylperoxy)-octan, n-Butyl-4,4-bis-(tert.-butylperoxy)-butan und n-Butyl-4,4-bis-(tert.-butylperoxy)-valerat; Dialkylperoxide, wie Di-tert.-butylperoxid, Dicumylperoxid, tert.-Butylcumylperoxid, α-,α'-Bis-(tert.-butylperoxy-m-isopropyl)-benzol, α-,α'-Bis-(tert.-butylperoxy)-diisopropylbenzol, 2,5-Dimethyl-2,5-bis-(tert.-butylperoxy)-hexan und 2,5-Dimethyl-2,5-bis-(tert.-butylperoxy)-hexin-3; Diacylperoxide, wie Acetylperoxid, Isobutyrylperoxid, Octanoylperoxid, Decanoylperoxid, Lauroylperoxid, 3,5,5-Trimethylhexanoylperoxid, Benzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und m-Toluoylperoxid; Peroxyester, wie tert.-Butylperoxyacetat, tert.-Butylperoxyisobutyrat, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxylaurat, tert.-Butylperoxybenzoat, Di-tert.-butylperoxyisophthalat, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(benzoylperoxy)-hexan, tert.-Butylperoxymaleinsäure, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat und Cumylperoxyoctat; und Hydroperoxide, wie tert.-Butylhydroperoxide, Cumolhydroperoxide, Diisopropylbenzolhydroperoxid, 2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid und 1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid.Examples of these radical initiators include peroxyketals such as 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert-hexylperoxy) -3,3,5- trimethylcyclohexane, 1,1-bis- (tert-hexylperoxy) -cyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) -cyclododecane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) -cyclohexane, 2,2- Bis (tert-butylperoxy) octane, n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) butane and n-butyl-4,4-bis (tert-butyl pero xy) valerate; Dialkyl peroxides, such as di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, α-, α'-bis (tert-butylperoxy-m-isopropyl) benzene, α-, α'-bis- (tert. butylperoxy) diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-bis (tertiarybutylperoxy) hexane and 2,5-dimethyl-2,5-bis (tertiarybutylperoxy) hexyn-3; Diacyl peroxides such as acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide and m-toluoyl peroxide; Peroxyesters, such as tert-butyl peroxyacetate, tert-butyl peroxyisobutyrate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl peroxybenzoate, di-tert-butyl peroxyisophthalate, 2,5-dimethyl-2,5-di - (benzoylperoxy) hexane, tert-butyl peroxymaleic acid, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate and cumyl peroxyoctate; and hydroperoxides such as tert-butyl hydroperoxides, cumene hydroperoxides, diisopropylbenzene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide and 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide.
Unter diesen Verbindungen werden 1,1-Bis-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, Di-tert.-butylperoxid, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-bis-(tert.-butylperoxy)-hexan und 2,5-Dimethyl-2,5-bis-(tert.-butylperoxy)-hexin-3 bevorzugt.Under these compounds are 1,1-bis- (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, Di-tert-butyl peroxide, Dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane and 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexyn-3 prefers.
Ein Vernetzungsinitiator (D) gemäß den vorstehenden Ausführungen wird in einer Menge von 0,02–3 Gewichtsteilen und vorzugsweise von 0,05–1 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der aus (A) und (B) bestehenden Zusammensetzung verwendet. Liegt die Menge von (D) unter 0,02 Gewichtsteilen, so ergibt sich eine unzureichende Vernetzung. Auch die Verwendung von (D) in einer Menge von mehr als 3 Gewichtsteilen ist nicht empfehlenswert, da sich dadurch keine zusätzliche Verbesserung der Eigenschaften der Zusammensetzung ergibt.One Crosslinking initiator (D) according to the above versions is in an amount of 0.02-3 parts by weight and preferably from 0.05-1 Parts by weight per 100 parts by weight of those consisting of (A) and (B) Composition used. If the amount of (D) is less than 0.02 parts by weight, this results in insufficient networking. Also the use of (D) in an amount of more than 3 parts by weight is not recommended because there is no additional Improves the properties of the composition.
Mono- und polyfunktionelle Monomere können als Vernetzungshilfsmittel (E) verwendet werden. Bei den monofunktionellen Monomeren handelt es sich vorzugsweise um radikalisch polymerisierbare Monomere vom Vinyltyp, wie aromatische Vinyl-Monomere, ungesättigte Nitril-Monomere, wie Acrylnitril und Methacrylnitril, Acrylester-Monomere, Methacrylester-Monomere, Acrylsäure-Monomere, Methacrylsäure-Monomere, Maleinsäureanhydrid-Monomere und N-substituierte Maleinimid-Monomere. Zu den polyfunktionellen Monomeren gehören Divinylbenzol, Triallylisocyanurat, Triallylcyanurat, Diacetondiacrylamid, Polyethylenglycoldiacrylat, Polyethylenglycoldimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat, Diisopropenylbenzol, p-Chinondioxim, p,p'-Dibenzoylchinondioxim, Phenylmaleinimid, Allylmethacrylat, N,N'-m-Phenylenbismaleinimid, Diallylphthalat, Tetraallyloxyethan und 1,2-Polybutadien. Diese Vernetzungshilfsmittel können in geeigneten Kombinationen verwendet werden.mono- and polyfunctional monomers be used as a crosslinking aid (E). At the monofunctional Monomers are preferably free-radically polymerizable Vinyl type monomers such as aromatic vinyl monomers, unsaturated nitrile monomers, such as acrylonitrile and methacrylonitrile, acrylic ester monomers, methacrylic ester monomers, Acrylic acid monomers, Methacrylic acid monomers, maleic anhydride monomers and N-substituted maleimide monomers. To the polyfunctional Monomers belong Divinylbenzene, triallylisocyanurate, triallylcyanurate, diacetonediacrylamide, Polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, Trimethylolpropane triacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, Diethylene glycol dimethacrylate, diisopropenylbenzene, p-quinone dioxime, p, p'-dibenzoylquinone dioxime, Phenylmaleimide, allyl methacrylate, N, N'-m-phenylene bismaleimide, diallyl phthalate, Tetraallyloxyethane and 1,2-polybutadiene. These crosslinking aids can be used in suitable combinations.
Ein oder mehrere Vernetzungshilfsmittel (E) gemäß den vorstehenden Ausführungen werden in einer Menge von 0,1–5 Gewichtsteilen und vorzugsweise von 0,5–2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der aus (A) und (B) bestehenden Zusammensetzung verwendet. Liegt die Menge von (E) unter 0,1 Gewichtsteil, so ergibt sich möglicherweise eine unbefriedigende Vernetzung der Zusammensetzung. Die Verwendung von (E) in einer Menge von mehr als 5 Gewichtsteilen ist ebenfalls unerwünscht, da sich dadurch keine weitere Verbesserung der Eigenschaften der Zusammensetzung ergibt und überflüssiges Vernetzungshilfsmittel in der Zusammensetzung verbleiben kann.One or more crosslinking aids (E) as described above are in an amount of 0.1-5 Parts by weight, and preferably 0.5-2 parts by weight per 100 parts by weight the composition consisting of (A) and (B) is used. Lies the amount of (E) less than 0.1 part by weight, may result an unsatisfactory crosslinking of the composition. The usage of (E) in an amount of more than 5 parts by weight is also undesirable, since this does not improve further the properties of the composition results and superfluous crosslinking aid can remain in the composition.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann auch andere Typen von Harzen und Elastomeren enthalten, sofern dadurch die Merkmale der Zusammensetzung nicht beeinträchtigt werden.The Composition according to the invention may also contain other types of resins and elastomers, provided that this does not affect the characteristics of the composition.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ferner einen anorganischen Füllstoff und einen Weichmacher in Mengen enthalten, die die Merkmale der Zusammensetzung nicht nachteilig beeinflussen. Zu geeigneten anorganischen Füllstoffen gehören Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Siliciumdioxid, Ruß, Glasfasern, Titanoxid, Ton, Glimmer, Talcum, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid und dergl. Als Weichmacher können Phthalsäureester, wie Dioctylphthalat (DOP), Polyethylenglycol und dergl. verwendet werden. Weitere Additive, wie organische oder anorganische Pigmente, Wärmeschutzmittel, Antioxidationsmittel, UV-Absorber, Lichtschutzmittel, flammhemmende Mittel, Siliconöle, Antiblockiermittel, Treibmittel, antistatisch ausrüstende Mittel, antibakterielle Mittel und dergl., können in geeigneter Weise verwendet werden.The Composition according to the invention may further include an inorganic filler and a plasticizer in quantities that do not contain the characteristics of the composition adversely affect. To suitable inorganic fillers belong Calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, carbon black, glass fibers, Titanium oxide, clay, mica, talc, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide and the like. As a plasticizer phthalates, such as dioctyl phthalate (DOP), polyethylene glycol and the like become. Other additives, such as organic or inorganic pigments, Heat protection products, Antioxidant, UV absorber, light stabilizer, flame retardant Agents, silicone oils, Anti-blocking agents, propellants, antistatic agents, antibacterial agents and the like, can be suitably used become.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist es möglich, sich herkömmlicher Verfahren unter Einsatz üblicher Mittel, wie Banbury-Mischer, Knetvorrichtungen, Einzelschneckenextruder, Doppelschneckenextruder und dergl., die üblicherweise bei der Herstellung von Harz- und Kautschukzusammensetzungen verwendet werden, zu bedienen. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein Doppelschneckenextruder für eine effiziente Durchführung der dynamischen Vernetzung verwendet. Ein derartiger Doppelschneckenextruder eignet sich besser für eine kontinuierliche Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, da er zu einem gleichmäßigen und feinen Dispergieren eines olefinischen Elastomeren und eines Harzes vom Propylentyp und zur Herbeiführung einer Vernetzungsreaktion unter Zugabe von anderen Komponenten geeignet ist.For the preparation of the composition of the present invention, it is possible to use conventional methods using conventional means such as Banbury mixers, kneaders, single screw extruders, twin screw extruders and the like commonly used in the production of resin and rubber compositions. According to the invention, a twin-screw extruder is preferably used for efficient dynamic crosslinking. Such a twin-screw extruder is more suitable for continuous production of the composition according to the invention, since it is suitable for uniformly and finely dispersing an olefinic elastomer and a propylene type resin and for effecting a crosslinking reaction with addition of other components.
Erfindungsgemäß liegen (A) und (B) vorzugsweise in fein verteilter Form vor, z.B. als Pellets, Pulver oder Krümel.According to the invention (A) and (B) preferably in finely divided form, e.g. as pellets, Powder or crumbs.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann beispielsweise unter Ausführung folgender Stufen hergestellt werden. (A) und (B) werden gründlich vermischt und in den Einfülltrichter eines Extruders gegeben. Sowohl (A) als auch (B) können schon am Anfang zugegeben werden oder sie können auf halber Strecke des Extruderbetriebs zugesetzt werden. (C) kann auf halber Strecke des Extruderbetriebs oder portionsweise zugegeben werden, wobei eine Portion am Anfang und die restliche Portion in der Mitte des Vorgangs zugegeben werden. Ein Teil von (A) und (B) können in der Mitte des Extrudiervorgangs zugegeben werden. Die zugeführten Materialien werden im Extruder unter Erwärmen geschmolzen und verknetet, wobei (A) sowie der Vernetzungsinitiator und das Vernetzungshilfsmittel einer Vernetzungsreaktion unterliegen. Anschließend wird (C) zugegeben und das Gemisch wird geschmolzen und verknetet, um die Vernetzungsreaktion, den Mischvorgang und das Dispergieren in ausreichendem Maße vorzunehmen. Sodann wird die gebildete Zusammensetzung aus dem Extruder entnommen und zu Pellets aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung pelletisiert.The Composition according to the invention For example, under execution following stages are produced. (A) and (B) are thoroughly mixed and in the hopper given an extruder. Both (A) and (B) can already can be added at the beginning or they can be halfway through the extruder operation be added. (C) can be halfway through the extruder operation or in portions, with one serving at the beginning and the remaining portion should be added in the middle of the process. Part of (A) and (B) can be added in the middle of the extrusion process. The supplied materials are heated in the extruder melted and kneaded, wherein (A) and the crosslinking initiator and the crosslinking aid undergo a crosslinking reaction. Subsequently (C) is added and the mixture is melted and kneaded, about the crosslinking reaction, the mixing process and the dispersion sufficiently make. The formed composition is then removed from the extruder taken and pelletized into pellets of the composition of the invention.
Erfindungsgemäß werden
der Vernetzungsgrad und der Quellungsgrad der Zusammensetzung folgendermaßen definiert.
Die Zusammensetzung mit einem Gewicht WO wird 20 Stunden in 200
ml o-Dichlorbenzol unter Rückfluss
erwärmt.
Anschließend
wird die Lösung
filtriert und das Gewicht (W1) der gequollenen Zusammensetzung
wird gemessen. Sodann wird die gequollene Zusammensetzung unter
Vakuum bei 100°C getrocknet
und ihr Gewicht (W2) wird erneut bestimmt.
Der Vernetzungsgrad und der Quellungsgrad werden durch die folgenden
Gleichungen wiedergegeben:
Sowohl der Vernetzungsgrad als auch der Quellungsgrad können durch geeignete Auswahl und Einstellung des Typs und der Menge des Vernetzungsinitiators und des Vernetzungshilfsmittels, der Reaktionstemperatur, des Reaktionssystems, der Art der Zugabe des Weichmachers und dergl. gesteuert werden.Either the degree of crosslinking as well as the degree of swelling can be determined by suitable selection and adjusting the type and amount of crosslinking initiator and the crosslinking aid, the reaction temperature, the reaction system, the nature of the addition of the plasticizer and the like are controlled.
Beispielsweise lässt sich der Vernetzungsgrad erhöhen, indem man die Menge des Vernetzungsinitiators oder des Vernetzungshilfsmittels steigert und die Umsetzung für eine verlängerte Zeitspanne bei einer möglichst niedrigen Temperatur, jedoch nicht unter der Zersetzungstemperatur des Vernetzungsinitiators durchführt. Ferner lässt sich der Quellungsgrad erhöhen, indem man die Reaktionsgeschwindigkeit unter Verwendung eines polyfunktionellen Vernetzungshilfsmittels mit wenigen funktionellen Gruppen oder eines polymerisierbaren Vinyl-Monomeren steuert. Eine Erhöhung des Vernetzungsgrads und des Quellungsgrads lässt sich auch durch Maßnahmen, wie eine Verminderung der Menge des Vernetzungsinitiators, Verwendung eines bifunktionellen, statt eines trifunktionellen Vernetzungshilfsmittels, Verwendung eines Monomeren vom Vinyl-Typ, z.B. eines Methacrylsäureester-Monomeren oder eines aromatischen Vinyl-Monomeren, und Durchführung der Umsetzung bei einer niedrigen Temperatur erreichen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass eine übermäßige Zugabe an Vernetzungsinitiator und Vernetzungshilfsmittel zwar eine Erhöhung des Vernetzungsgrads bewirkt, jedoch den Quellungsgrad vermindert, wodurch es nicht mehr möglich ist, die erfindungsgemäßen Bedingungen zu erfüllen. Ferner bewirkt die Verwendung eines Vernetzungsinitiators und eines Vernetzungshilfsmittels mit übermäßig hoher Aktivität oder bei übermäßig hohen Temperaturbedingungen zwar eine Erhöhung des Vernetzungsgrads, vermindert aber den Quellungsgrad und macht somit eine Erfüllung der erfindungsgemäßen Bedingungen unmöglich.For example let yourself increase the degree of crosslinking, by reducing the amount of crosslinking initiator or crosslinking aid boosts and implementation for an extended one Time span at one possible low temperature, but not below the decomposition temperature of the crosslinking initiator. Further leaves increase the degree of swelling, by adjusting the reaction rate using a polyfunctional Crosslinking aid with few functional groups or one polymerizable vinyl monomers. An increase in the Degree of crosslinking and the degree of swelling can also be such as a reduction in the amount of crosslinking initiator, use a bifunctional, rather than a trifunctional, crosslinking aid, Use of a vinyl-type monomer, e.g. a methacrylic acid ester monomer or an aromatic vinyl monomer, and implementation achieve the reaction at a low temperature. However, it is to point out that an excessive addition Although it is true that the crosslinking initiator and crosslinking aids increase the Vernied degree causes, but reduces the degree of swelling, which it is no longer possible is the conditions of the invention to fulfill. Furthermore, the use of a crosslinking initiator and a Crosslinking agent with excessively high activity or at excessively high Temperature conditions, although an increase in the degree of crosslinking, but reduces the degree of swelling and thus makes a fulfillment of conditions according to the invention impossible.
Wenn andererseits der Vernetzungsinitiator und das Vernetzungshilfsmittel mit (A), worin vorher eine geringe Menge an (C) absorbiert worden ist, vermischt werden, ist es möglich, den Vernetzungsgrad zu erhöhen und gleichzeitig ein Absinken des Quellungsgrads zu verhindern, da die Vernetzungsreaktion gemäßigt abläuft.If on the other hand, the crosslinking initiator and the crosslinking aid with (A), wherein previously a small amount of (C) has been absorbed is to be mixed, it is possible to increase the degree of crosslinking and at the same time to prevent a decrease in the degree of swelling, because the crosslinking reaction is moderate.
Um
erfindungsgemäß den gewünschten
Vernetzungs- und Quellungsgrad (als spezifische Herstellungsparameter
des Reaktionsschemas) zu erreichen, ist es wichtig, dass der durch
die nachstehende Gleichung angegebene Mischgrad M im Bereich von
10 × 106 ≤ M ≤ 1 000 × 106 liegt:
- D
- den Innendurchmesser (mm) des Extruderzylinders bedeutet;
- Q
- die Austragegeschwindigkeit (kg/h) bedeutet; und
- N
- die Schneckendrehzahl (U/min) bedeutet.
- D
- the inner diameter (mm) of the extruder cylinder;
- Q
- the discharge rate (kg / h) means; and
- N
- the screw speed (rpm) means.
Liegt M unter unter 10 × 106, so findet eine dynamische Vernetzung nicht mit der gewünschten Rate statt, wobei der Vernetzungsgrad weniger als 50% beträgt und sich eine geringe mechanische Festigkeit der Zusammensetzung ergibt. Übersteigt andererseits M den Wert von 1000 × 106, so lässt sich ein Vernetzungsgrad von 50% aufgrund einer übermäßigen Scherkraft nicht erreichen, weswegen die Zusammensetzung eine geringe mechanische Festigkeit aufweist.If M is less than 10 × 10 6 , dynamic crosslinking does not occur at the desired rate, the degree of crosslinking being less than 50% and resulting in low mechanical strength of the composition. On the other hand, when M exceeds 1000 × 10 6 , a crosslinking degree of 50% can not be obtained due to an excessive shearing force, and therefore, the composition has a low mechanical strength.
Erfindungsgemäß ist es
als Maßnahme
zur Erzielung des gewünschten
Vernetzungs- und Quellungsgrads im Zusammenhang mit der Reaktionstemperatur
erforderlich, den Schmelz- und Mischvorgang unter Schmelztemperaturbedingungen
durchzuführen,
die folgende Bedingungen erfüllen:
Insbesondere wird in einem Schmelzextruder mit einer Länge L in Düsenrichtung mit der Materialzuführöffnung als Bezugspunkt die Extruderzone mit einer Länge von 0,1L bis 0,5L von der Materialzuführöffnung auf die Temperatur T2 (°C) eingestellt und der Schmelz- und Mischvorgang wird bei dieser Temperatur durchgeführt. Nach diesem Vorgang wird die Extruderzone nunmehr auf die Temperatur T3 (°C) eingestellt und der Schmelz- und Mischvorgang wird fortgesetzt. Dabei ist es besonders wünschenswert, dass T1 150–250°C beträgt und T1 oder T2 in jeder Zone des Schmelzextruders eine einheitliche Temperatur bedeuten oder einen Temperaturgradienten aufweisen.More specifically, in a melt extruder having a length L in the nozzle direction with the material supply port as a reference point, the extruder zone having a length of 0.1L to 0.5L is set from the material supply port to the temperature T 2 (° C), and the melting and mixing operation becomes effective carried out this temperature. After this process, the extruder zone is now set to the temperature T 3 (° C) and the melting and mixing process is continued. It is particularly desirable that T 1 is 150-250 ° C and T 1 or T 2 in each zone of the melt extruder mean a uniform temperature or have a temperature gradient.
Erfindungsgemäß wird zur Ausführung einer wichtigen und bevorzugten Technik bezüglich des Verfahrens der Zugabe eines Weichmachers (C) zur Erzielung der gewünschten Vernetzungs- und Quellungsgrade ein Extruder mit einem Hauptzufuhrabschnitt und mehreren, für eine Nebenzufuhr geeigneten Zufuhrabschnitten durchgeführt, wobei diese Abschnitte in unterschiedlichen Abständen vom Extruderende angeordnet sind. Wenn (A), (B) und (C) zur Durchführung der. dynamischen Vernetzung geschmolzen und vermischt werden, wird (C) in unterteilten Mengen in mehreren Zufuhrabschnitten zugeführt. Dabei ist es wichtig, dass (C) auf die jeweiligen mehreren Zufuhrabschnitte aufgeteilt wird. Eine derartige unterteilte Zufuhr von (C) trägt zur Verringerung der Schmelzviskosität während der dynamischen Vernetzung im frühen Stadium des Extruders bei, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit gesteuert und der Quellungsgrad erhöht wird.According to the invention is for execution an important and preferred technique regarding the method of addition a plasticizer (C) to achieve the desired levels of crosslinking and swelling Extruder with one main feed section and several, for a secondary feed suitable feed sections are performed, these sections at different intervals are arranged from the extruder end. If (A), (B) and (C) are used to carry out the. dynamic cross-linking melted and mixed, (C) supplied in divided quantities in several feed sections. there It is important that (C) on the respective multiple feed sections is split. Such a divided feed of (C) contributes to the reduction the melt viscosity while the dynamic networking in the early Stage of the extruder, thereby increasing the reaction rate controlled and the degree of swelling is increased.
Der Quellungsgrad kann durch Steigerung oder Verminderung der Unterteilungsfrequenz der Zufuhr von (C) gesteuert werden.Of the Degree of swelling can be achieved by increasing or decreasing the subdivision frequency the supply of (C) are controlled.
Die auf die vorstehende Weise erhaltene olefinische Kautschukzusammensetzung kann durch beliebige herkömmliche Formgebungsverfahren zu verschiedenen Gegenständen geformt werden. Als bevorzugte Formgebungsverfahren werden das Spritzgießen, das Extrudieren, das Pressformen, das Blasformen, das Kalandrieren und die Schaumformgebung verwendet. The olefinic rubber composition obtained in the above manner can by any conventional Shaping process are formed into various objects. As preferred molding method be the injection molding, extruding, press forming, blow molding, calendering and the foam molding used.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlich beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Die zur Bewertung der verschiedenen Eigenschaften in den Beispielen und Vergleichsbeispielen herangezogenen Testverfahren werden nachstehend erläutert.below the invention will be described with reference to examples and comparative examples described in detail, however, the invention is not limited to these examples. To evaluate the different properties in the examples and Comparative Examples are shown below explained.
(1) Vernetzungsgrad und Quellungsgrad(1) degree of crosslinking and swelling
Die
Zusammensetzung mit einem Gewicht (W0) wird
20 Stunden in 200 ml o-Dichlorbenzol unter Rückfluss erwärmt. Anschließend wird
die Lösung
filtriert und das Gewicht (W1) der gequollenen
Zusammensetzung wird bestimmt. Sodann wird die gequollene Zusammensetzung
unter Vakuum bei 100°C
getrocknet und das Gewicht (W2) wird erneut
bestimmt. Der Vernetzungsgrad und der Quellungsgrad werden durch
die folgenden Gleichungen wiedergegeben:
(2) Oberflächenhärte(2) surface hardness
Vier Folien mit einer Dicke von 2mm werden übereinander gelegt. Die Oberflächenhärte des Stapels wird gemäß ASTM D2240, Typ A, in einer Atmosphäre von 23°C gemessen.Four Foils with a thickness of 2mm are placed one above the other. The surface hardness of Stack is made according to ASTM D2240, Type A, in an atmosphere of 23 ° C measured.
(3) Reißfestigkeit (kp/cm2)(3) Tear strength (kp / cm 2 )
Bestimmt gemäß JIS K6251 bei 23°CCertainly according to JIS K6251 at 23 ° C
(4) Reibdehnung (%)(4) friction strain (%)
Bestimmt gemäß JIS K6251 bei 23°CCertainly according to JIS K6251 at 23 ° C
(5) Lichtechtheit(5) lightfastness
Bestimmt durch ein Verfahren auf der Basis von JIS K7102 unter Verwendung eines ATLAS CI35W Bewitterungsgeräts der Firma Atlas Electric Devices Co., USA, als Gerät zum Testen der Lichtechtheit. Die Testfolie wurde mit Xenon-Licht (Wellenlänge 340 nm; Energie: 0,30 W/m2) 300 Stunden unter folgenden Bedingungen bestrahlt: Innentemperatur des Testgeräts 55°C, Feuchtigkeit 55% und kein Regen. Nach der Bestrahlung wird das Erscheinungsbild der Folie visuell begutachtet und gemäß folgendem Bewertungsschema bewertet:
- ⦾:
- hervorragend
- O:
- gut
- Δ:
- gut, aber ziemlich raues Griffgefühl
- X:
- allgemein raues Griffgefühl und Glanzlosigkeit
- ⦾:
- outstanding
- O:
- Good
- Δ:
- good, but rather rough feel
- X:
- generally rough feel and lack of brightness
(6) Wärmestabilität(6) heat stability
Die Folie wurde 100 Stunden in einen auf 120°C eingestellten Geer-Ofen gelegt. Das Verhältnis des Werts der Reißdehnung (gemessen gemäß JIS K6251) nach dem Wärmetest zum ursprünglichen Wert wurde als Retention (%) der Reißdehnung definiert und als Maß für die Wärmestabilität herangezogen.The Film was placed in a Geer oven set at 120 ° C for 100 hours. The relationship the value of the elongation at break (measured according to JIS K6251) after the heat test to the original one Value was defined as retention (%) of elongation at break and as Measured for the thermal stability used.
(7) Beständigkeit gegen Ausbluten(7) durability against bleeding
Der Formkörper wurde 100 Stunden in einer Atmosphäre von 120°C belassen. Sodann wurde die Oberfläche des Gegenstands visuell begutachtet und bewertet.
- ⦾:
- hervorragend
- O:
- gut
- Δ:
- geringfügiges Anhaften einer öligen Substanz an der Oberfläche des Gegenstands
- X:
- starkes Anhaften einer öligen Substanz an der Oberfläche des Gegenstands, sehr klebrige Beschaffenheit.
- ⦾:
- outstanding
- O:
- Good
- Δ:
- slight adhesion of an oily substance to the surface of the article
- X:
- strong adhesion of an oily substance to the surface of the object, very sticky texture.
(8) Erscheinungsbild(8) Appearance
Die Oberfläche des Gegenstands wurde visuell begutachtet und bewertet.
- ⦾:
- hervorragend
- O:
- gut
- Δ:
- geringfügiges Anhaften einer öligen Substanz an der Oberfläche des Gegenstands
- X:
- starkes Anhaften einer öligen Substanz an der Oberfläche des Gegenstands, sehr klebrige Beschaffenheit.
- ⦾:
- outstanding
- O:
- Good
- Δ:
- slight adhesion of an oily substance to the surface of the article
- X:
- strong adhesion of an oily substance to the surface of the object, very sticky texture.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden folgende Materialien als Komponenten verwendet.In Examples and Comparative Examples were as follows used as components.
(i) Ethylen-α-Olefin-Copolymere(i) ethylene-α-olefin copolymers
1) Ethylen-Octen-1-Copolymeres (EOM-1)1) ethylene-octene-1 copolymer (EOM-1)
Hergestellt unter Verwendung eines Metallocen-Katalysators gemäß JP-A-3-163088. Das Ethylen/Octen-1-Gewichtsverhältnis des Copolymeren beträgt 72/28 (dieses Copolymere wird als EOM-1 bezeichnet).Produced using a metallocene catalyst according to JP-A-3-163088. The ethylene / octene-1 weight ratio of Copolymer is 72/28 (this copolymer is referred to as EOM-1).
2) Ethylen-Octen-1-Copolyaneres (EOM-2)2) ethylene-octene-1-copolyaneres (EOM-2)
Hergestellt nach einem Verfahren unter Verwendung eines üblichen Ziegler-Katalysators. Das Ethylen/Octen-1-Gewichtsverhältnis des Copolymeren beträgt 72/28 (dieses Copolymere wird als EOM-2 bezeichnet).Produced according to a method using a conventional Ziegler catalyst. The ethylene / octene-1 weight ratio of Copolymer is 72/28 (this copolymer is referred to as EOM-2).
(3) Ethylen/Propylen/Dicyclopentadien-Copolymeres (EPDM-1)(3) Ethylene / propylene / dicyclopentadiene copolymer (EPDM-1)
Hergestellt nach einem Verfahren unter Verwendung eines Metallocen-Katalysators gemäß JP-A-3-163088. Das Ethylen/Propylen/Dicyclopentadien-Gewichtsverhältnis des Copolymeren beträgt 72/24/4 (dieses Copolymere wird als EPDM-1 bezeichnet).Produced according to a method using a metallocene catalyst according to JP-A-3-163088. The ethylene / propylene / dicyclopentadiene weight ratio of the copolymer is 72/24/4 (this copolymer is referred to as EPDM-1).
(4) Ethylen/Propylen/Dicyclopentadien-Copolymeres (EPDM-2)(4) Ethylene / propylene / dicyclopentadiene copolymer (EPDM-2)
Hergestellt nach einem Verfahren unter Verwendung eines üblichen Ziegler-Katalysators. Das Ethylen/Propylen/Dicyclopentadien-Gewichtsverhältnis des Copolymeren beträgt 72/24/4 (dieses Copolymere wird als EPDM-2 bezeichnet).Produced according to a method using a conventional Ziegler catalyst. The ethylene / propylene / dicyclopentadiene weight ratio of Copolymer is 72/24/4 (this copolymer is referred to as EPDM-2).
(ii) Olefinharz(ii) Olefin resin
- Polypropylen, isotaktisches Polypropylen (mit der Bezeichnung PP), Produkt der Firma Nippon Polychem Co., Ltd.Polypropylene, isotactic polypropylene (denoted PP), product of Nippon Polychem Co., Ltd.
(iii) Paraffinöl(iii) paraffin oil
- DIANA-Process Oil PW-380 (mit der Bezeichnung MO), Produkt der Firma Idemitsu Kosan Co., Ltd.DIANA Process Oil PW-380 (designated MO), product Company Idemitsu Kosan Co., Ltd.
(iv) Vernetzungsinitiatoren(iv) networking initiators
- 1) 2,5-Dimethyl-2,5-bis-(tert.-butylperoxy)-hexan (Handelsbezeichnung: PERHEXA 25B (mit der Bezeichnung POX-1), Produkt der Firma NOF CORPORATION.1) 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane (Trade name: PERHEXA 25B (designated POX-1), product the company NOF CORPORATION.
- 2) 2,5-Dimethyl-2,5-bis-(tert.-butylperoxy)-hexin-3 (Handelsbezeichnung: PERHEXYNE 25B (mit der Bezeichnung POX-2), Produkt der Firma NOF CORPORATION.2) 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexyn-3 (trade name: PERHEXYNE 25B (designated POX-2), product of NOF CORPORATION.
(v) Vernetzungshilfsmittel(v) crosslinking aids
- 1) Divinylbenzol (mit der Bezeichnung DVB), Produkt der Firma Wako Pure Chemicals Co., Ltd.1) divinylbenzene (designated DVB), Product of Wako Pure Chemicals Co., Ltd.
- 2) Triallylisocyanurat (mit der Bezeichnung TAIC), Produkt der Firma Nippon Kasei KK2) Triallyl isocyanurate (designated TAIC), product of Company Nippon Kasei KK
- 3) N,N'-m-Phenylenbismaleinimid (mit der Bezeichnung PMI), Produkt der Firma Ouchi Shinko Kagaku KK3) N, N'-m-Phenylenebismaleimide (named PMI), product of the company Ouchi Shinko Kagaku KK
- 4) Methylmethacrylat (mit der Bezeichnung MMA), Produkt der Firma Asahi Chemical Industries Co., Ltd.4) Methyl methacrylate (designated MMA), product of Company Asahi Chemical Industries Co., Ltd.
- 5) Styrol (mit der Bezeichnung ST), Produkt der Firma Asahi Chemical Industries Co., Ltd.5) Styrene (designated ST), product of Asahi Chemical Industries Co., Ltd.
Beispiele 1-8 und Vergleichsbeispiele 1–4Examples 1-8 and Comparative Examples 1-4
Ein Doppelschneckenextruder (40 mmΦ, L/D = 47) mit einer Zufuhröffnung in der Mitte des Zylinders und eine doppelgängige Schnecke mit den Mischabschnitten vor und nach der Zufuhröffnung wurden verwendet.A twin-screw extruder (40 mmφ, L / D = 47) with a feed opening in the center of the cylinder and a double-flighted screw with the mixing sections before and after the feed opening were used.
Ein Gemisch der Komponenten (A)/PP/POX-1/DVB/MO = 65/35/0,5/1,0/45 (Gewichtsteile) wurde mit Ausnahme von MO in den Doppelschneckenextruder eingespeist. Anschließend wurde das MO in den Extruder mit einer Pumpe durch die Zufuhröffnung in der Mitte des Extruders eingespeist. Das Gemisch wurde unter den folgenden Bedingungen geschmolzen und extrudiert: Schmelzextrusionstemperatur = 220°C; Austragegeschwindigkeit Q = 12 kg/h; Innendurchmesser des Extruderzylinders D = 25 mm; L/D (L: Extruderlänge (mm)) 47; Schneckendrehzahl N = 280 U/min.One Mixture of components (A) / PP / POX-1 / DVB / MO = 65/35 / 0.5 / 1.0 / 45 (parts by weight) was fed to the twin-screw extruder except MO. Subsequently The MO was fed into the extruder with a pump through the feed opening fed to the center of the extruder. The mixture was added to the melted and extruded following conditions: melt extrusion temperature = 220 ° C; Discharge rate Q = 12 kg / h; Inner diameter of the extruder cylinder D = 25 mm; L / D (L: extruder length (mm)) 47; Screw speed N = 280 rpm.
Der Vernetzungsgrad und der Quellungsgrad wurden durch geeignete Wahl und Einstellung des Typs und der Menge des Vernetzungsinitiators und des Vernetzungshilfsmittels, der Reaktionstemperatur und des Reaktionssystems auf der Grundlage der vorstehenden Bedingungen gesteuert. Dabei wurde zur Erhöhung des Vernetzungsgrads die Zufuhr des Vernetzungsinitiators oder des Vernetzungshilfsmittels gesteigert und die Umsetzung für eine verlängerte Zeitspanne bei einer Temperatur, die möglichst nieder war, aber nicht unter der Zersetzungstemperatur des Radikalinitiators lag, durchgeführt. Andererseits wurden zur Erhöhung des Quellungsgrads, wozu es wesentlich ist, die Reaktionsgeschwindigkeit gering zu halten, Techniken, wie eine Verringerung der Zufuhr des Vernetzungsinitiators und die Durchführung der Umsetzung bei niedrigen Temperaturen, herangezogen. Der Vernetzungsgrad wurde erhöht, wobei die Verringerung des Quellungsgrads durch Vermischen von POX und DVB mit (A), in dem eine geringe Menge an MO vorher absorbiert worden war, geprüft wurde.Of the Degree of crosslinking and the degree of swelling were by suitable choice and adjusting the type and amount of crosslinking initiator and the crosslinking aid, the reaction temperature and the reaction system controlled on the basis of the above conditions. there was to increase the Degree of crosslinking, the supply of the crosslinking initiator or the crosslinking aid increased and the implementation for an extended one Time span at a temperature that was as low as possible, but not below the decomposition temperature of the radical initiator. on the other hand were to increase the degree of swelling, to which it is essential, the reaction rate to keep down techniques, such as reducing the intake of Networking initiator and implementation of the reaction at low Temperatures used. The degree of crosslinking was increased, wherein reducing the degree of swelling by mixing POX and DVB with (A), in which a small amount of MO has been previously absorbed was, checked has been.
Die auf diese Weise erhaltenen Kautschukzusammensetzungen wurden durch Pressformen bei 200°C zu 2 mm dicken Folien verarbeitet. Die mechanischen Eigenschaften der Folien wurden bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.The Rubber compositions obtained in this way were characterized by Press-forming at 200 ° C 2 mm thick films processed. The mechanical properties of the Slides were evaluated. The results are summarized in Table 1.
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Zusammensetzungen, die den erfindungsgemäßen Bedingungen zur Erzielung des gewünschten Vernetzungsgrads und des gewünschten Quellungsgrads entsprechen, sich durch ihre mechanische Festigkeit, z.B. ihre Reißfestigkeit und Reißdehnung, auszeichnen. Ferner ist festzustellen, dass die Ethylen-α-Olefin-Copolymeren aus Ethylen und C3-C20-α-Olefinen, die unter Verwendung eines Metallocen-Katalysators hergestellt worden sind, insbesondere ein Ethylen-Octen-1-Copolymeres, das unter Verwendung eines Katalysators vom Metallocen-Typ hergestellt worden ist, eine besonders hervorragende mechanische Festigkeit ergibt.From Table 1 it can be seen that the compositions which correspond to the conditions according to the invention for achieving the desired degree of crosslinking and the desired degree of swelling are distinguished by their mechanical strength, for example their tear strength and elongation at break. It should also be noted that the ethylene-α-olefin copolymers of ethylene and C 3 -C 20 α-olefins prepared using ei In particular, an ethylene-octene-1 copolymer prepared by using a metallocene-type catalyst gives a particularly excellent mechanical strength.
Beispiele 9–11 und Vergleichsbeispiele 5–7Examples 9-11 and Comparative Examples 5-7
Das
Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass
der Mischgrad M gemäß den nachstehenden
Angaben abgeändert
wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
- L:
- Extruderlänge (mm) in Düsenrichtung mit der Materialzufuhröffnung als Bezugspunkt;
- D:
- Innendurchmesser (mm) des Extruderzylinders;
- Q:
- Austragegeschwindigkeit (kg/h);
- N:
- Schneckendrehzahl (U/min);
- L:
- Extruder length (mm) in the nozzle direction with the material feed opening as reference point;
- D:
- Inner diameter (mm) of the extruder barrel;
- Q:
- Discharge rate (kg / h);
- N:
- Screw speed (rpm);
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass ein Vernetzungsgrad und ein Quellungsgrad, die den erfindungsgemäßen Bedingungen entsprechen, erzielt werden, indem man die Herstellung mit einem Mischgrad M im Bereich von 10 × 106 ≤ M ≤ 1000 × 106 durchführt.It can be seen from Table 2 that a degree of crosslinking and a degree of swelling corresponding to the conditions of the present invention can be obtained by carrying out the preparation with a mixing degree M in the range of 10 × 10 6 ≦ M ≦ 1000 × 10 6 .
Beispiele 12–23 und Vergleichsbeispiele 8–9Examples 12-23 and Comparative Examples 8-9
Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Schmelzen und Mischen zunächst bei der Temperatur T2 (°C) und anschließend bei der Temperatur T3 (°C) gemäß den nachstehenden Angaben durchgeführt wurden. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 aufgeführt.The procedure of Example 2 was repeated except that the melting and mixing were carried out first at the temperature T 2 (° C) and then at the temperature T 3 (° C) as indicated below. The results are shown in Tables 3 and 4.
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass ein Vernetzungsgrad und ein Quellungsgrad, die den erfindungsgemäßen Bedingungen entsprechen, erzielt werden können, indem man die Herstellung unter den folgenden Schmelztemperaturbedingungen durchführt:
- T1:
- 1-Minuten-Halbwertstemperatur (°C) von (C)
- T 1 :
- 1-minute half-life temperature (° C) of (C)
Tabelle 4 zeigt, dass durch Verwendung von trifunktionellem TAIC im Vergleich zur Verwendung von bifunktionellem DVB oder PMI die Vernetzungsdichte erhöht wird, während der Quellungsgrad verringert und die Retention des Weichmachers zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Ausbluten erhöht wird.table Figure 4 shows that by using trifunctional TAIC in comparison to use bifunctional DVB or PMI, the crosslink density elevated will, while reduces the degree of swelling and the retention of the plasticizer to improve the resistance increased against bleeding becomes.
Ferner ist festzustellen, dass trifunktionelles TAIC zwar geringfügig das Erscheinungsbild des Produkts beeinträchtigt, dessen Verwendung in Kombination mit dem monofunktionellen Monomeren MMA aber das Gleichgewicht zwischen Erscheinungsbild und Beständigkeit gegenüber Ausbluten verbessert.Further It should be noted that although trifunctional TAIC has a slightly lower Appearance of the product is impaired, its use in Combination with the monofunctional monomer MMA but the balance between Appearance and durability across from Bleeding improved.
Beispiele 24–26Examples 24-26
Das
Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass
die Zufuhr von 45 Gewichtsteilen MO gemäß den Angaben in Tabelle 5
unterteilt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle
5 
Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass bei Aufteilung von MO die Schmelzviskosität während der dynamischen Vernetzung im vorderen Stadium des Extruders abnimmt, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit sinkt, und infolgedessen der Quellungsgrad unter Beibehaltung des Vernetzungsgrads steigt.Out Table 5 shows that when MO is divided, the melt viscosity during the dynamic cross-linking in the front stage of the extruder decreases, whereby the reaction rate decreases, and consequently the Degree of swelling increases while maintaining the degree of crosslinking.
Gewerbliche VerwertbarkeitCommercial usability
Die erfindungsgemäße olefinische Kautschukzusammensetzung, die eine hohe mechanische Festigkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine hohe Ölbeständigkeit aufweist, eignet sich für zahlreiche Anwendungszwecke, wie Kraftfahrzeugteile, Innenzierteile in Kraftfahrzeugen, Airbag-Deckel, Maschinenteile, Teile von elektrischen Geräten, Kabel, Schläuche, Bänder, Spielzeuge, verschiedene Güter, Gegenstände für den täglichen Gebrauch, Baumaterialien, Folien, Filme und dergl., und stellt somit eine Bereicherung auf dem Gebiet der Industrie dar.The olefinic according to the invention Rubber composition having high mechanical strength, a high heat resistance and a high oil resistance has, is suitable for numerous applications, such as automotive parts, interior trim in motor vehicles, airbag covers, machine parts, parts of electrical Devices, Cables, hoses, bands Toys, various goods, objects for the daily Use, building materials, films, films and the like, and thus provides an enrichment in the field of industry.
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