DE3133574A1

DE3133574A1 - Polyprophlenharz-zusammensetzung

Info

Publication number: DE3133574A1
Application number: DE19813133574
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Chiba Fujishima; Kenichi Fujiwara
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1980-09-03
Filing date: 1981-08-25
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS5747344A; FR2489349B1; GB2085452A; FR2489349A1; BE890172A

Description

Die Erfindung betrifft neue Polypropylenharz-Zusamiisn= Setzungen mit sowohl einer ausgezeichnetes Schlagfestigkeit als auch ausgezeichneten Schweißeigenschaftea.

Einer der Nachteile von Polypropylen ist d®F₉ daß s Schlagfestigkeit gering ist. Zur Yerbesserung dieser schlechten Schlagfestigkeit von Polypropylen wurde b©~. reits ein Verfahren vorgeschlagen _s bei dem Polypropylen mit Polyäthylen niedriger Dichte, einem amorphen Äthylen/= Propylen-Copolymeren oder einem amorphen Äthylen/Propylen^i Dien-Terpolymeren gemischt wird₉ w±<& an sieh bekamst„ Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteilp daß dadurch zwar die Schlagfestigkeit verbessert wird_s daß 5©öoch die Schweißeigenschaften, di© ein ^ietitiger Falstor beim Formspritzen sind₉ stark verschlechtert (beeinträchtigt) werden.

Man ist daher seit langem ständig beaülitj, die schlechte Schlagfestigkeit von Polypropylen zu verbessern ₉ ©ihn© seine Schweißeigenschaften zu verscfelechtera. Zu di©s©a 2weck wurden bereits verschiedene ¥erfaiir©a vorgäsehla- gen, beispielsweise ein Verfahren_p bei dem ein spezifisches Propylen/Äthylen-Blockcopolymeres als Basishars

verwendet und diesem eine geringe Menge Polyäthylen niedriger Dichte zugesetzt wird, wie in der japanischen Patentpublikation 39 987/1976 beschrieben. Diese Verfahren ergeben jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse in Bezug auf die Verbesserung der Schweißeigenschaften.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, Polypropylenharz-Zusammensetzungen zu finden, die sowohl eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit als auch ausgezeichnete Schweißeigenschaften aufweisen.

Es wurde nun gefunden, daß dieses Ziel erfindungsgemäß erreicht werden kann durch Verwendung eines kristallinen Äthylen/Propylen-Blockcopolymeren als Basisharz und durch Zugabe eines elastischen Äthylen/Propyl-en/Dien-Terpolymeren mit einer Mooney-Viskosität (ML₁₊^, 100⁰C) von 70 bis 150.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Polypropylenharz-Zusammensetzung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie enthält oder besteht zu 50 bis 97 Gew.-% aus einem kristallinen Äthylen/Propylen-Blockcopolymeren und zu 50 bis 3 Gew.-% aus einem elastischen Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymeren mit einer Mooney-Viskosität (ML,. . , 100⁰C) von 70 bis 150.

Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Basisharz (Grundharz) handelt es sich um ein kristallines Äthylen/Propylen-Blockcopolymeres. Das Blockcopolymere hat vorzugsweise einen Schmelzindex (MI) von 0,2 bis 10 g/10 Minuten, insbesondere von 0,5 bis 8 g/10 Minuten, und einen Äthylengehalt von 3 bis 30 Gew.-#.

Bei dem in Kombination mit dem Basisharz verwendeten Harz

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handelt es sich um ein elastisches Ithylera/Propylen/= Dien-Terpolymeres mit einer Mooney-Viskosität (ML^ -„ 100⁰C) von 70 bis 150, vorzugsweise von 80 bis 120» Alle hier, angegebenen Mooney-Viskositäten wurden unter den gleichen oben angegebenen Bedingungen₉ d»h_e bei ML^ ^ und 100°C, bestimmt.

Bei dem elastischen Terpolymeren beträgt ά@τ Propylengehalt vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-?i> und sein Diengehalt beträgt vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-^=

Zu Beispielen für Diene₉ die in dem elastischen Terpolymeren verwendet werden können, gehören Hexadien, Dicyclopentadien _t Äthylidennorbornen, Mathylennorbornen, Propy*» lennorbornen und Isopren, die in den üblichen Harzen auf Dienbasis verwendet werden„

Erfindungsgemäß ist es wesentlich? daß das elastische Ithylen/Propylen/Dien-Terpolymere mit einer Mooney-Viskosität von 70 bis 150, vorzugsweise von 80 bis 120_s in Kombination mit dem kristallinen Ithylen/Propylen-Blockcopolymeren als Basisharz (Grimdharz) verwendet wird. Nur diese Kombination ergibt eine Propylenharz-Zusamiien= Setzung .(eine Zusammensetzung auf Propylenharz-Basis)^ die sowohl eine ausgezeichnete Sehlagfestigkeit als auch ausgezeichnete Schweißeigenschaften aufweist»

Wenn nur das kristalline Ithylen/Propylen-Blockcopolyaere verwendet wird, kann die Schlagfestigkeit nicht verbessert werden. Wenn das kristalline Äthylen/Propylen-Blockcopoly« mere in Kombination mit einem elastischen Äthylsn/Propf·= len-Terpolymeren verwendet wirö₉ sind die Schweißeigenschaften der dabei erhaltenen Harzzusaraieiisetzuiig schlechter als diejenigen des als Basishars (Grundhars)

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verwendeten kristallinen Äthylen/Propylen-Blockcopolymeren, obgleich die Schlagfestigkeit verbessert ist. Das Ziel der vorliegenden Erfindung kann somit nicht erreicht werden.

Wenn die Mooney-Viskosität des elastischen Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymeren weniger als 70 beträgt, sind die Schweißeigenschaften schlechter als diejenigen des Äthylen/Propylen-Blockcopolymeren. Daher kann auch in diesem Falle das Ziel der Erfindung nicht erreicht werden. Wenn andererseits die Mooney-Viskosität mehr als 150 beträgt, treten unerwünschte Probleme auf. So wird es beispielsweise schwierig, beim Durchkneten eine gleichmäßige Dispersion zu erzielen und die Verformbarkeit wird schlechter. Für die vorliegende Erfindung ist es daher wichtig, daß die Mooney-Viskosität des elastischen Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymeren auf einen Wert innerhalb des Bereiches von 70 bis 150, vorzugsweise von 80 Ms 120, begrenzt ist.

Selbst wenn ein Polypropylen-Homopolymeres als Basisharz (Grundharz) verwendet und mit dem erfindungsgemäß verwendeten elastischen Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymeren gemischt wird, können die Schweißeigenschaften nicht verbessert werden.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß durch Einmischen des elastischen Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymeren mit einem spezifischen Mooney-Viskositäts-Bereich in das kristalline Äthylen/Propylen-Blockcopolymere eine Propylenharz-Zusammensetzung erhalten wird, die sowohl eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit als auch ausgezeichnete Schweißeigenschaften aufweist.

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Die erfindungsgemäße Polypropylenharz-Zusaamensetgimg enthält oder besteht zu 50 bis 97 Gew.-%, vorzugsweise zu 60 bis 95 Gew.-JKl, aus dem kristallinen Ithylen/Propylen-Blockcopolymeren und eu 50 bis 3 Gew.-^, vorzugsweise zu 40 bis 5 Gew.-#, aus dem elastischen Ä'thylen/Propylen/-Dien-Terpolymeren. Wenn die Meng© des elastischen Äthylen/·= Propylen/Dien-Terpolymeren weniger als 3 GeWo-?£ "beträgt _D wird die Schlagfestigkeit des Produktes schlechtes». Warna sie andererseits mehr als 50 Ge\>K~-% beträgt„ nimmt ii© Steifheit des Produktes ab und außerdem steigen die Pro-= duktkosten in unerwünschter Weise an.

Die erfindungsgemäße Polypropylenharg°Zusammen'setzung kann übliche Hilfszusätze, wie z.B. Antioxidationsmittel, Warmestabilisatoren, ültraviolettabsorptionsmittel uad Färbemittel, enthalten. Außerdem können geeignete Mengen (in der Regel 0 bis 50 Gew.»%, bezogen auf di© Zusammensetzung) an Füllstoffen, wie Calciumcarbonat, Kaolin ₉ TaIk₈, Asbest und Glasfasern, zugegeben werden«

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Polypropylen-= harz-Zusammensetzung, die sowohl eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit als auch ausgezeichnet© Schweißeigenschaf=· ten aufweist, werden das kristalline Ithylen/Propylen= Blockcopolymere und das elastische Itbylen/Propylta/= Dien-Terpolyinere sowie erforderlichenfalls die Hilfszu= Sätze und Füllstoffe miteinander gemischt vsna vollständig durchgeknetet bei einer Temperatur won-170 Ms 230⁰C unter Verwendung eines Extruders, eines Coknet©rs_a ©ines Banbury-Mischers oder dgl., und dann werden sie im allgemeinen pelletisiert. Beim Spritzgießen der dabei ©rhal=· tenen Pellets bei einer Temperatur voa 200 Ms 300^QC (sr·= hält man einen Formkörper, .der sowohl ausgezeichnete Schweißeigensehaften als auch eine ausgezeichnete Schlag=·

festigkeit aufweist. Der Formkörper kann mit Vorteil in einer geeigneten Form als Teil mit dem Schweißteil für Fahrzeuge, elektrische Geräte und dgl. verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Polypropylenharz-Zusammensetzung eignet sich auch für die Verwendung beim Blasformen.

Die Erfindung wird in dem folgenden Beispiel näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel

Entsprechend den in der folgenden Tabelle I angegebenen Formulierungen wurden die Komponenten miteinander gemischt und durchgeknetet unter Verwendung eines Banbury-Mischers und die dabei erhaltene Mischung wurde zu einer Folie verformt. Die auf diese Weise erhaltene Folie wurde unter Verwendung einer Folien-Pelletisiervorrichtung pulverisiert oder pelletisiert und die dabei erhaltenen Pellets wurden formgespritzt zur Herstellung eines Probestückes. Außerdem wurde das formgespritzte Produkt zerschnitten zur Herstellung einer Probe zur Durchführung des Izod-Schlagtests. Mit diesen Probestücken wurden physikalische Tests durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben.

Die Zugfestigkeit, die Zugdehnung und die Izod-Kerbschlagzähigkeit (Schlagfestigkeit) als generelle physikalische Eigenschaften wurden unter Anwendung üblicher Testverfahren (entsprechend den Jn JIS K 7113 und K 7110 definierten Verfahren) bestimmt.

Hinsichtlich der Schweißeigenschaften wurde der Zugdeh-

nungstest durchgeführt unter Verwendung eines Probestückes (Typ Hantel Nr. 2, Dicke 2 mm) gemäß JIS K 7113, und der Zug-Schlagfestigkeits-Test wurde durchgeführt unter Verwendung eines Probestückes (Typ L) gemäß ASTM D 1822»

Die in der folgenden Tabelle I verwendeten Symbole haben die folgenden Bedeutungen:

PP Propylenhomopolymeres (MI-3,5» Dicht© (D) - O₅91

g/cm³)
BPP-1 Äthylen/Propylen-Blockcopolyraeres (851=2 _ff 3 ₉. B ^

0,91, Äthylengehalt =10 Qew.-?0 BPP-2 Äthylen/Propylen-Blockcopolymeres (MI » 2₉8_B "B-

0,91, Äthyl engehalt = 9,7 Gew. -Ji) EPR-1 elastisches Äthylen/Propylen-Copolymeres (Mooney-

Viskosität β AO, Propylengehalt = 49 Ge\i<.-*%) EPR-2 elastisches Äthylen/Propylen-Copolymeres (Mooney-

Viskosität » 70, Propylengehalt - 26 Gew.-%) EPDM-1 elastisches Äthylen/Propylen/Äthylidennorbornen= Terpolymeres (Mooney-Viskosität a 65, Propylenge=·

halt = 43 Gew.-ft), Äthylidennorbornengehalt =

5 Gew.-So)
EPDM-2 elastisches Äthylen/Propylen/Äthylidennorboraen-Terpolymeres (Mooney-Viskosität = 88, Propylengehalt = 28 Gew.-%, Äthylidennorbornengehalt = 5

Gew.-%)
EPDM-3 elastisches Äthylen/Propylen/Hexadiea-Terpolymeres

(Mooney-Viskosität = 97, Propylengehalt = 27 Gew.-5ό, Hexadiengehalt = 3

Tabelle I

•gemischte Komponenten (Gew.-Teile) ·.
Zusammensetzung

^Nr· PP BPP-I BPP-2 EPR-I " EPR-2 -·EPDM-I EPDM-2 EPDM-3

2 - xuu - - _ _ - 15

3 - - . 100 - - - · ' - ■ 15

4 — lui) — — _ _.ßQ

5*

6* 100

100	-
100
-	100
-	100
-	100
-	100
-	100
mm	100

15 O

7* - inn - - . 15 - - ■ '

⁸* - 100 15 - · - ·'·-■_

9* 100 - 15 - -

Vergleichsbeispiele

CO CO CT

	Tabelle	II	Zug dehnung	Schlagfestigkeit (kg.cm/cm) 23°C -30⁰C	11	Schweißeigenschaften	Zugschlag festigkeit (kg.cm/cnr)
	allgemeine physikalische Eigenschaften	700	80	10	Zugdeh nung	122
Zusammenset Nr.	'Zugfβ- zung stigkeit (kg/cm)	700	81	. 10	670 .	176
1	320	700 ·	82	30	660	123
2	310	700	" ' " 85 1	5	96	178
3	310	600	14 ·	-	126	iio
4	340	-	-	10	72	36
5*	280	700	81 .	11	8	136
6*	-	700	82	10	17 ·	. HS '
7*	310	700	81		21	123
8*	310		23
9*	310

Aus den Ergebnissen der vorstehenden Tabelle II ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzungen Nr. 1 bis 4 sowohl eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit als auch ausgezeichnete Schweißeigenschaften aufwiesen, verglichen mit den Vergleichs-Polypropylenharz-Zusammensetzungen Nr. 5 bis 9, die außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims

Patentansprüche

m Polypropylenharz-Zusaiamensetzufigg, dadurch gekennzeichnet ·, daß sie enthält 50 "bis 97 Gew.-?i eines kristallinen Äthylen/Propylen^Bloekco-= polymeren und 50 bis 3 Gew.-$ einea elastischen Äthylen/-Propylen/Dien-Terpolymeren mit einer Mooney-Yiskosität , 10O⁰C) von 70 Ms 150.

2 · Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekei zeichnet, daß sie enthält 60 bis 95 Gew. =96 des kristallinen Äthylen/Propylen-Blockcopolyfflerea und 40 bis 5 ßew.-% des elastischen Äthylen/Propylen/Dien-Terpoly= meren mit einer Mooney-Viskosität (ML₁^₉ 100⁰C) von 80 bis 120.

3. Zusammensetzung -nach Anspruch 1 ©der 2, dadurch gii kennzeichnet, daß das kristallite Äthylen^ Blockcopolymere einen Schmelsindex (MI) 10 g/10 Hinuten und einen lthyl©agehalt r,-?6 aufweist.

4, Zusammensetzung nach eia©© der lasprüeh© dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Propylen/Dien-Terpolymere einen Propylengehalt ^oa 20 Ms 60 Gev?,-=% aufweist„

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5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienkomponente des elastischen Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymeren ausgewählt wird aus der Gruppe Hexadien, Dicyclopentadien, Äthylidennorbornen, Methylennorbornen, Propylennorbornen und Isopren.