DE112009003546T5 - Herstellung von hochfestem und hochschlagzähem Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit unter Verwendung einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung - Google Patents

Herstellung von hochfestem und hochschlagzähem Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit unter Verwendung einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung Download PDF

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Abstract

Offenbart hier sind eine Zusammensetzung aus einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung und ein Verfahren zur Herstellung einer hochfesten und hochschlagzähen Zusammensetzung aus einem Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit unter Verwendung der vorstehenden Zusammensetzung. Insbesondere ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung unter Verwendung eines modifizierten Polymers mit einem hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid als Verträglichmacher bereitgestellt. Gemäß dem offenbarten Verfahren wird eine Nanoton-Vormischung auf Kautschukbasis bereitgestellt und diese kann bei Zugabe zu Propylen unter vorteilhafter Verbesserung der Schlagzähigkeit eine durch Kautschukzugabe verursachte Abnahme des Biegemoduls verhindern. Zudem kann unter Verwendung eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropft-modifizierten Polymers mit einen hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid eine Zusammensetzung aus einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung mit ausgezeichneter Dispergierbarkeit in Polymer erhalten werden. Darüberhinaus kamen diese Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung mit einem hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid zur Herstellung eines Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposits mit minimierter Reduktion des Biegemoduls und verbesserter Schlagzähigkeit verwendet werden.

Description

  • [Fachgebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung aus einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung und ein Verfahren zur Herstellung von hochfesten und hochschlagzähen Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Kompositen unter Verwendung derselben und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung unter Verwendung eines modifizierten Polymers mit einem hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid als Verträglichmacher.
  • [Stand der Technik]
  • Seit Toyota Central Research and Development Laboratories 1997 durch vollständiges Abschälen von Ton mit einer hydrophilen Oberfläche von einem hydrophilen Nylon entwickelt, und das entwickelte Komposit in einem Autozahnriemengehäuse, einer Automobilkraftstoffleitung usw. eingesetzt hat, richten sich sehr viel Forschungsaktivitäten auf Nanokomposite.
  • Ein mit einem Kunststoffmaterial, insbesondere mit organischem Füllstoff verstärktes Polymerkomposit weist im Allgemeinen überragende mechanische Eigenschaften und ausgezeichnete Formbarkeit, Gewichtsreduktion oder dergleichen auf, wodurch konkurrierende Materialien wie Metall, Keramik, Holz usw. in einer Vielfalt von industriellen Anwendungen ersetzt werden. Insbesondere dehnt sich die Verwendung eines Polymerkomposits mit reduziertem Gewicht, Größenstabilität und/oder Wärmebeständigkeit, was in Automobilmaterialien, in der elektrischen und/oder elektronischen Industrie erforderlich ist, auf einen breiten Anwendungsbereich aus. Mit der Einführung von Hybridfahrzeugen achteten sich weitreichende Anstrengungen auf Verfahren zum Reduzieren des Fahruzeuggewichts. Zudem besteht in Zusammenhang mit dem umweltfreundlichen Zeitalter eine erhebliche Nachfrage nach Polymerkompositen, die leicht wiederverwertet werden können. Zum Vermindern des Gewichts und Verbessern der Wiederverwertbarkeit eines Polymerkomposits unter Beibehalt von verbesserten physikalischen Eigenschaften zogen jüngst Polymer/Ton-Nanokomposite Aufinerksamkeit auf sich, und zahlreiche Herangehensweisen an derartige Nanokomposite wurden vorgeschlagen. Diese Polymer/Ton-Nanokomposite weisen im Vergleich zu den existierenden Polypropylenkompositen, die typische anorganische Zusätze wie Talkum enthalten, überragende mechanische Eigenschaften wie eine hohe Festigkeit und ein leichtes Gewicht auf. Allerdings weisen die Polymer/Ton-Nanokomposite den Nachteil der deutlich reduzierten Schlagzähigkeit, die im Wesentlichen den existierenden Kompositen ähnelt, auf, was deren Verwendung erheblich einschränkt. Demzufolge wurden jüngst ausgedehnte Untersuchungen zur Verbesserung der Schlagzähigkeit von Polymer/Nanoton durchgeführt.
  • Bezüglich der Untersuchungen zur Verbesserung der Schlagzähigkeit einer Polypropylen/Nanokomposit-Zusammensetzung und eines Verfahrens zur Herstellung davon wird während der Herstellung eines Nanokomposits im Allgemeinen Kautschuk zugesetzt. Da allerdings die Zugabe von Kautschuk trotz Verbesserung der Schlagzähigkeit eine Abnahme des Biegemoduls verursacht, müssen noch andere Versuche der Entwicklung einer neuen Technik vorgeschlagen werden.
  • Es wurden im Stand der Technik Polypropylen/Nanokomposit-Zusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung wurden offenbart, beispielsweise offenbart die offengelegte koreanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-0095158 ein Verfahren zur Herstellung eines Polypropylen/Talkum/Kautschuk-Komposits, das die Zugabe von 5 bis 10 Gew.-% einer Polypropylen/Nanoton-Vormischung einschließt, um zu verhindern, dass der Biegemodul aufgrund einer Kautschukzugabe abnimmt. Gemäß dieser Technik wurde gefunden, dass eine eine Polypropylen/Nanoton-Vormischung einschließende Polypropylenharzzusammensetzung erhöhte mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Biegemodul usw. sowie eine mit derartigen mechanischen Eigenschaften vereinbare Schlagzähigkeit aufweist. Allerdings dient die vorstehende Verbesserung nur dazu, dass durch Zugabe einer Polypropylen/Nanoton-Vormischung verhindert wird, dass der Biegemodul abnimmt, allerdings kann ein grundlegendes Problem, d. h. die Reduktion des Biegemoduls aufgrund einer Kautschukzugabe nicht gelöst werden. Daher besteht immer noch Bedarf nach der Entwicklung von innovativen Materialien oder Techniken, die in der Lage sind, eine durch Kautschukzugabe verursachte Reduktion des Biegemoduls zu verhindern.
  • [Offenbarung]
  • [Technisches Problem]
  • Infolge von intensiven und umfangreichen Untersuchungen zum gleichzeitigen Verbessern der mechanischen Festigkeit und Schlagzähigkeit von vorstehend beschriebenen Polypropylen/Ton-Nanokompositen entwickelten die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung durch Mischen von Nanoton mit Kautschuk und modifizierten Polymeren, wodurch im Gegenzug unter Minimierung der durch die Kautschukzugabe verursachten Reduktion des Biegemoduls die Schlagzähigkeit auf ein gewünschtes Niveau verbessert wird.
  • Wird Nanoton in Kautschuk dispergiert bleibt der Nanoton selbst dann im Kautschuk, wenn der Kautschuk mit dispergiertem Nanoton Polypropylen zugesetzt und so verhindert wird, dass der Biegemodul aufgrund des Kautschuks abnimmt.
  • Zudem verwendet die vorliegende Erfindung eine modifizierte Kautschuk/Nanoton-Vormischung mit einem hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid. In diesem Fall wird Maleinsäureanhydrid mit hydrophilem Nanoton physikalisch oder chemisch kombiniert, um dessen Dispersion in einer hydrophoben Kautschukphase zu erleichtern, und eine Erhöhung des Gehalts an Maleinsäureanhydrid kann die Wirksamkeit der Nanoton-Dispersion verbessern.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung entwickelten ein Verfahren zum deutlichen Verbessern der Dispergierbarkeit von Nanoton, einschließend: Zugabe einer wie vorstehend hergestellten Zusammensetzung aus einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung zu einem Polypropylenharz und dann Unterziehen des Gemischs einer zweifachen Extrusion, wodurch die vorliegende Erfindung vollendet wurde.
  • [Technische Lösung]
  • Zum Lösen der vorstehenden Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung bereit:
    • (1) Eine Zusammensetzung aus einer Nanotonvormischung, einschließend 20 bis 70 Gew.-% Kautschukharz, 10 bis 50 Gew.-% Nanoton und 20 bis 50 Gew.-% mit Maleinsäureanhydrid gepfropft-modifiziertes Polymer.
    • (2) Die Zusammensetzung aus der Nanotonvormischung gemäß vorstehendem Punkt (1), wobei das modifizierte Polymer ein mit Maleinsäure gepfropftes Polypropylenharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 100.000 und enthaltend 4 bis 8 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polypropylenharz, ist.
    • (3) Die Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung gemäß vorstehendem Punkt (1), wobei das Kautschukharz mindestens eines ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Polypropylen-Ethylen-Copolymer, einem Polyethylen-Octen-Copolymer, einem Polyethylen-Butadien-Copolymer und EPDM.
    • (4) Die Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung gemäß vorstehendem Punkt (3), wobei das Polyethylen-Octen-Copolymer einen Schmelzflussindex von 0,1 bis 40 g/10 Min, einen Octengehalt von 1 bis 20 Gew.-% und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 300.000 aufweist.
    • (5) Die Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung gemäß vorstehendem Punkt (1), wobei der Nanoton ein Organton ist, der in einer Zwischenschicht substituierte organische Oniumionen enthält und einen Zwischenschichtabstand von 10 bis 50 Å aufweist;
    • (6) Die Zusammnensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung gemäß vorstehendem Punkt (5), wobei der organische Ton mindestens einer ist, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: einem Tetraalkylammoniumsalz; einem quartären Ammoniumsalz, umfassend Alkyl- und Alylgruppen; einem Tetraalkylphosphoniumsalz; Montmorillonit, Hectorit, Bentonit, Saponit oder Magadiit, mit eingefügtem quartären Ammoniumsalz, umfassend Alkyl- und Arylgruppen; und synthetischem Glimmer.
    • (7) Bin Polypropylen/Nanoton/Kautschuk Komposit, einschließend: 1 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung gemäß einem der vorstehenden Punkt (1) bis (6); und 50 bis 99 Gew.-% Polypropylenharz, wobei des Weiteren ein Kautschukharz in einer Menge von 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammsentzung, eingeschlossen ist.
    • (8) Das Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit nach vorstehendem Punkt (7), wobei das Kautschukharz mindestens eines ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einen Polypropylen-Ethylen-Copolymer, einem Polyethylen-Octen-Copolymer, einem Polyethylen-Butadien-Copolymer und EPDM.
    • (9) Das Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit nach vorstehendem Punkt (7), wobei das Komposit ein hochfestes und hochschlagzähes Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit mit einem Biegemodul von 10.000 bis 19.000 kg/cm2, einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur von 100 bis 140°C, einer Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur (–30°C) im Bereich von 3 bis 10 kgcm/cm und einer spezifischen Dichte von 0,91 bis 1,0 ist.
    • (10) Das Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit nach vorstehendem Punkt (7), des Weiteren einschließend mindestens einen Zusatz, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Antioxidationsmitteln, UV-Stabilisatoren, Flammschutzmitteln, Farbstoffen und Weichmachern.
  • [Vorteilhafte Wirkungen]
  • Wird eine Nanoton-Vormischung auf Kautschukbasis hergestellt und Propylen zugesetzt, kann unter Verbesserung der Schlagzähigkeit eine durch die Kautschukzugabe verursachte Abnahme des Biegemoduls verhindert werden. Zudem kann die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung aus einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung mit ausgezeichneter Dispergierbarkeit in Polymer, die unter Verwendung von mit Maleinsäureanhydrid gepfropftmodifiziertem Polymer mit einem hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid hergestellt wird, sowie ein Polypropylen/Nanoton/Kautschuk Komposit, das unter Verwendung der vorstehenden Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung mit einem hohen Gehalt an Maleinsäureanhydrid hergestellt wird, bereitstellen, wodurch die Abnahme des Biegemoduls minimiert und die Schlagzähigkeit erhöht wird.
  • [Beste Ausführungsform]
  • Zum Verhindern der Reduktion des Biegemoduls aufgrund einer Kautschukzugabe verwendet die vorliegende Erfindung kein typisches Polypropylen als zum Herstellen einer Nanoton-Vormischung erforderliches Polymerharz, sondern wendet einen mit Octen copolymerisierten Polyethylenkautschuk an.
  • Normales Polypropylen weist einen Schmelzpunkt von etwa 164°C auf und beim Unterziehen des Polypropylens einer Extrusion sollte die Extruderzylindertemperatur bei einer Temperatur von 170 bis 200°C gehalten werden. Allerdings hat die Extrusion einer Nanotonvormischung Nachteile wie eine Verschlechterung der gesamten physikalischen Eigenschaften, einschließlich z. B. einer durch hohen Nanotongehalt verursachten erheblichen Wärmeerzeugung, Carbonisierung eins in den Nanoton eingefügten organischen Modifikators, was im Gegenzug große Gasmengen erzeugt, Zersetzung von Hauptketten aufgrund einer Oxidation von Polypropylen oder dergleichen zur Folge.
  • Im Gegensatz dazu weist ein mit Octen polymerisierter Polyethylenkautschuk einen Schmelzpunkt von 38 bis 80°C auf und kann selbst unter Verwendung eines Extruderzylinders mit einer vorbestimmten Temperatur von weniger als 200°C, wobei es sich hierbei um eine Zersetzungstemperatur eines organischen Nanoton-Modifikators handelt, extrudiert werden, wodurch eine ausgezeichnete Wärmestabilität erzielt wird.
  • Die in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Kautschuk/Nanoton-Vormischung kann durch Zugabe einer hohen Konzentration an Nanoton zum Verbessern von Biegemodul und Festigkeit von Kautschuk einen verstärkten Biegemodul und Festigkeit aufweisen. Es zeigte sich, dass eine derartige Kautschuk/Nanoton-Vormischung mit einer verstärkten Festigkeit die Schlagzähigkeit verbessern kann, während die Abnahme des Biegemoduls verhindert wird, wenn die Vormischung Polypropylen zugesetzt wird.
  • Erfindungsgemäß, insbesondere unter Verwendung eines modifizierten mit mindestens 4 Gew.-% Maileinsäureanhydrid copolymerisierten Polymers kann die Nanodispersion maximiert warden. Ein derartiger Nanoton weist eine geschichtete Struktur mit einer Dicke von 1 nm auf, und beim Dispergieren von Nanoton mit einer Größe von 8 μm wird dieser Nanoton abgeschiefert, wodurch etwa 3.000 oder mehr Nanotonschichten erzeugt werden. Da der Nanotonabschieferungsgrad direkt die Festigkeit beeinflusst, verwendet die vorliegende Erfindung einen Verträglichmacher, der eine große Menge Maleinsäureanhydrid enthält, um die Abschieferung von Nanoton, der in einem hydrophoben Harz oder Polypropylenharz hydrophil ist, zu maximieren. Bezüglich der Herstellung einer Nanotonvormischung stellt Maleinsäureanhydrid einem modifizierten Polymer eine hydrophile Gruppe bereit, wodurch die Nanotonabschieferung erleichtert wird. Daher ist unter Berücksichtigung des relative großen Oberflächenbereichs des Nanotons eine große Menge an modifiziertem Polymer (copolymerisiert mit Maleinsäureanhydrid) erforderlich, um die Dispergierbarkeit von Nanoton zu maximieren.
  • Eine erfindungsgemäße Kautschuk/Nanoton-Vormischung umfasst: 20 bis 70 Gew.-% Kautschukharz; 10 bis 50 Gew.-% Nanoton; und 20 bis 50 Gew.-% modifiziertes Polymer, wobei das modifizierte Polymer ein mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polypropylenharz mit einen Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 100.000 und enthaltend 4 bis 8 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polypropylenharz, ist.
  • Ein erfindungsgemäßes hochfestes und hochschlagzähes Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit umfasst: 50 bis 99 Gew.-% Polypropylen; und 1 bis 50 Gew.-% der vorstehenden Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung und kann durch Zugabe von 1 bis 40 Gew.-% Kautschukharz zu einem Gemisch aus Polypropylen und der Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung und dann Schmelzen und Mischen desselben hergestellt werden.
  • Zur Herstellung einer Nanoton-Vormischung werden, wenn der Gehalt des Kautschukharzes weniger als 20 Gew.-% beträgt, die Mengen von Nanoton und/oder des mit Maleinsäureanhydrid copolymerisierten modifizierten Polymers äußerst erhöht, wodurch Schwierigkeiten bei der Extrusion verursacht werden. demgegenüber ist, wenn der Gehalt des Kautschukharzes 70 Gew.-% übersteigt, die Menge an Nanoton zu klein, wodurch Schwierigkeiten beim Verhindern der Reduktion des Biegemoduls von Kautschuk verursacht werden. Daher kann die Menge des Kautschukharzes geeigneterweise im Bereich von 20 bis 70 Gew.-% liegen.
  • [Ausführungsformen der Erfindung]
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele besser verständlich. Diese Beispiele sind zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, sollen aber den Umfang der Erfindung nicht beschränken.
  • BEISPIELE
  • Beispiel 1: Herstellung einer Zusammensetzung aus einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung
    • (A) Als Kautschukkomponente wurden 30, 40 bzw. 50 Gew.-% Ethylen-Octen-Copolymere, jeweils mit einem Schmelzflussindex von 0,8 g/10 Min. und einem Octengehalt von 12,5% verwendet;
    • (B) als Verträglichmacher wurden 30 Gew.-% modifiziertes Polypropylen mit einem Maleinsäureanhydridgehalt von 4 Gew.-% und einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 40.000 verwendet; und
    • (C) als organische Nanotonkomponente wurden 20, 30 bzw. 40 Gew.-% oganische Nanotone I.44P (hergestellt von Nanoco, USA) verwendet.
  • Die vorstehenden Komponenten wurden in einem relativen Mischverhältnis gemischt, in einen Henschel-Mischer eingebracht und dann 2 Minuten lang ausreichend, d. h. bei 500 UpM 1 Minute lang und dann bei 1500 UpM 1 Minute lang gemischt. Als Nächstes wurde unter Verwendung eines gleichsinnig drehenden biaxialen Extruders mit einem L/D-Verhältnis von 40 bei 160 bis 180°C unter Verarbeitungsbedingungen von 500 UpM eine Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung hergestellt. Gemäß den Bildungsverhältnissen sind drei hergestellte Zusammensetzungen in der folgenden Tabelle 1 durch M/B1, M/B2 und M/B3 dargestellt.
  • TABELLE 1
    Figure 00090001
  • Beispiel 2: Herstellung eines Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposits
    • (A) 5, 10, 15, 20 bzw. 25 Gew.-% der in Beispiel 1 hergestellten Kautschuk/Nanoton-Vormischungen (M/B3); und
    • (B) als Polypropylenharzkomponente 95, 90, 85, 80 bzw. 75 Gew.-%
  • Polypropylene, copolymerisiert mit 7,7 Gew.-% Ethylen, wobei jedes davon einen Schmelzflussindex von 35 g/10 Min. und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 216.000 aufweist, wurden durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben gemischt und verarbeitet, wodurch jeweilige Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposite hergestellt wurden.
  • Unter Verwendung von jedem der hergestellten Komposite als Probenstück wurden deren physikalischen Eigenschaften gemäß den folgenden ASTM-Standards gemessen. Die Messergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt.
    • – Schmelzflussindex: gemessen bei 230°C unter 2,16 kg gemäß ASTM D1228;
    • – Dichte: gemessen unter Verwendung eines Probenstücks mit einer Dicke von 2 mm gemäß ASTM D1505;
    • – Biegefestigkeit und Biegemodul: gemessen unter Verwendung eines Probenstücks mit einer Dicke von 6 mm bei einer Spannweite von 100 mm und einer Fadengeschwindigkeit von 5 mm/Min. gemäß ASTM D790;
    • – Wärmeformbeständigkeitstemperatur (heat deflection temperature; HDT): Messungt der Temperatur, bei welcher eine Verformung beginnt, unter Verwendung eines HDT-Tests bei einer Belastung von 4,6 kg.
  • TABELLE 2
    Figure 00100001
  • Wie in nachstehendem Vergleichsbeispiel 1 beschrieben zeigt das zugesetzten Kautschuk enthaltende Polypropylen/Kautschuk-Komposit eine deutliche Abnahme des Biegemoduls, wenn der Kautschukgehalt erhöht wird. Demgegenüber zeigte des in Beispiel 1 hergestellte Produkt durch Zugabe der Kautschuk/Nanoton-Vormischung in derselben Menge wie der Kautschuk in Vergleichsbeispiel 1 ein überraschendes Ergebnis dahingehend, dass der Biegemodul verbessert ist, während die Schlagzähigkeit gleich bleibt. Die Zunahme des Biegemoduls erfolgt aufgrund der Zugabe eines Nanotons in einem erhöhten Anteil des M/B3-Gehalts.
  • Vergleichsbeispiel 1: Herstellung eines Polypropylen/Nanoton-Komposits
    • (A) Als Kautschukkomponente wurden 5, 10, 15, 20 bzw. 25 Gew.-% Ethylen-Octen-Copolymer, wobei jedes einen Schmelzflussindex von 0,8 g/10 Min. und einen Octengehalt von 12,5 Gew.-% aufweist, verwendet; und
    • (B) als Polypropylenharzkomponente wurden 95, 90, 85, 80 bzw. 75 Gew.-% Polypropylen, copolymerisiert mit 7,7 Gew.-% Ethylen, wobei jedes einen Schmelzflussindex von 35 g/10 Min. und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 216.000 aufweist, durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben gemischt und verarbeitet, wodurch jeweilige Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposite hergestellt wurden.
  • Gemäß den Bildungsverhältnisse sind die hergestellten Produkte in der folgenden Tabelle 3 durch PR1, PR2, PR3, PR4 bzw. PR5 dargestellt. Diese Produkte wurden einer Prüfung der physikalischen Eigenschaften gemäß denselben Verfahren wie in Beispiel 2 beschrieben unterzogen.
  • TABELLE 3
    Figure 00120001
  • Beispiel 3: Herstellung eines Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposits
    • (A) 17,5 bzw. 25 Gew.-% der in Beispiel 1 hergestellten Kautschuk/Nanoton-Vormischungen 3 (M/B3); und
    • (B) als Polypropylenharzkomponente 68, 8 bzw. 59 Gew.-% Propylenycopolymerisiert mit 7,7, Gew.-% Ethylen, wobei jedes davon einen Schmelzflussindex von 35 g/10 Min. und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 216.000 aufweist; und
    • (C) ALS Kautschukkomponente 13,7 bzw. Gew.-% Ethylen-Octen-Copolymere, wobei jedes davon einen Octengehalt von 12,5 Gew.-% aufweist, wurden durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben gemischt und verarbeitet, wodurch jeweilige Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposite hergestellt wurden. Gemäß der Bildungsverhältnisse sind die hergestellten Produkte in der folgenden Tabelle 4 durch NCP1 bzw. NCP2 dargestellt. Diese Produkte wurden einer Prüfung der physikalischen Eigenschaften gemäß denselben Verfahren wie in Beispiel 2 beschrieben unterzogen.
  • TABELLE 4
    Figure 00130001
  • Die Kautschukkomponente wurde zugesetzt, um experimentell aufzuzeigen, dass ein hochfestes und hochschlagfestes Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit hergestellt werden kann, das selbst dann, wenn neben der erfindungsgemäßen Kautschuk/Nanoton-Vormischung zusätzlich Kautschuk enthalten ist, eine verbesserte Schlagzähigkeit ohne Abnahme der Festigkeit aufweist.
  • Verglichen mit Vergleichsbeispiel 1 ist ersichtlich, dass die in Beispiel 3 hergestellten erfindungsgemäßen Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposite ausgezeichnete Ergebnisse wie eine deutliche Zunahme des Biegemoduls von 4.350 kg/cm2 bzw. 3.200 kg/cm2 bei demselben Kautschukgehalt aufweisen, wenngleich sie einen deutlich hohen Gesamtkautschukgehalt von 20 bzw. 25 Gew.-% durch Zugabe von Kautschukkomponenten aufweisen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ASTM D1228; [0023]
    • ASTM D1505 [0023]
    • ASTM D790 [0023]

Claims (10)

  1. Zusammensetzung aus einer Kautschuk/Nanoton-Vormischung, umfassend: 20 bis 70 Gew.-% Kautschukharz; 10 bis 50 Gew.-% Nanoton; und 20 bis 59 Gew.-% mit Maleinsäureanhydrid gepfropft-modifiziertes Polymer.
  2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das modifizierte Polymer ein mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polypropylenharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 100.000 und enthaltend 4 bis 8 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polypropylenharzes, ist.
  3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Kautschukharz mindestens eines ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Propylen-Ethylen-Copolymer, einem Polyethylen-Octen-Copolymer, einem Polyethylen-Butadien-Copolymer und EPDM.
  4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Polyetbylen-Octen-Copolymer einen Schmelzflussindex von 0,1 bis 40 g/10 Min., einen Octengehalt von 1 bis 20 Gew.-% und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 300.000 aufweist.
  5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Nanoton ein Organoton ist, der in einer Zwischenschicht substituierte organische Oniumionen enthält und einen Zwischenschichtabstand von 10 bis 50 Å aufweist.
  6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei der organoton mindestens einer ist, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: einem Tetraalkylammnoniumsalz; einem quartären Ammoniumsalz, umfassend Alkyl- und Arylgruppen; einem Tetraalkylphospboniumsalz; Montmorillonit, Hectorit, Bentonit, Saponit oder Magadiit, mit eingefügtem quartären Ammoniumsalz, umfassend Alkyl- und Arylgruppen; und synthetischem Glimmer.
  7. Polypropylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit, umfassend: 1 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung aus der Kautschuk/Nanoton-Vormischung, wie dargelegt in einem der Ansprüche 1 bis 6; und 50 bis 99 Gew.-% Polypropylenharz, wobei des Weiteren ein Kautschukharz in einer Menge von 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung eingeschlossen ist.
  8. Komposit nach Anspruch 7, wobei das Kautschukharz mindestens eines ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Polypropylen-Ethylen-Copolymer, einem Polyethylen-Octen-Ccopolymer, einem Polyethylen-Butadien-Ccopolymer und EPDM.
  9. Komposit nach Anspruch 7, wobei das Komposit ein hochfestes und hochschlagzähes Propylen/Nanoton/Kautschuk-Komposit mit einem Biegemodul von 10.000 bis 19.000 kg/cm2, einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur von 100 bis 140°C, einer Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur (–30°C) im Bereich von 3 bis 10 kgcm/cm und einer spezifischen Dichte von 0,91 bis 1,0 ist.
  10. Komposit nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend mindestens einen Zusatz, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Antioxidationsmitteln, UV-Stabilisatoren, Flammschutzmitteln, Farbstoffen und Weichmachern.
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