JP2001524563A - エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーによる熱可塑性加硫ゴムの改良 - Google Patents
エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーによる熱可塑性加硫ゴムの改良Info
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Abstract
Description
相及び架橋可能なゴムから製造された熱可塑性加硫ゴムの破断点伸び及び靭性を
増加させることができる。エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーは、幾つかの
供給業者から、しばしばメタロセン触媒で重合されたポリマーと呼ばれる、単座
触媒からのポリマーとして、入手可能である。それらは、他のエチレンコポリマ
ーとは、コモノマーがポリマー鎖の実質的に全てにおいてかなり均一に分布して
いるのに対して、従来技術の熱可塑性エチレンコポリマーにおいてはコモノマー
がポリマー鎖の一部においては不釣り合いに増加されておりそしてコモノマーは
ポリマー鎖の一部においては不釣り合いに低減されておりその結果そのポリマー
の関して広い組成分布をもたらすという点で相違する。
ゴムの代替物として広く受け入れられるようになった。これらの用途の多くに対
して、前記熱可塑性加硫のゴムの破断点伸びを増加させること、及び熱可塑性加
硫ゴムが引張り試験において測定されるとき(応力歪曲線の下の面積によって測
定される)全体的靭性を増加させることは望ましい。
方を有することができるので、非常におもしろいポリマーである。ポリエチレン
の非晶質領域は、0℃より十分に低いガラス転移温度を有し室温でゴム状である
。ポリエチレンの結晶性領域は、結晶の特性とポリエチレンの密度に応じて、一
般的に約80℃と135℃の間の融点を有するより堅い物質である。ポリエチレ
ンの結晶性領域はより密度が高く、即ち、ポリマーの非晶質領域よりも高い密度
を有する。高密度ポリエチレンは、その低密度対応物よりも高い結晶性ポリマー
の非晶質ポリマーに対する相対比率を有する。一般的に、ポリマー鎖の枝分れと
コモノマーの組込みは、結晶構造が多くのコモノマー又は大きい鎖の枝分れを収
容できないという事実のために、ポリエチレン中の結晶度を低下させる。半結晶
性ポリエチレンの非晶質領域は、弾性及び塑性変形を経て応力又は歪に順応しそ
れによって結晶性領域の破壊を防ぐので、材料の靭性を付加する。
る、エチレン−プロピレン−ジエンポリメチレンとしても知られているエチレン
−プロピレン−ジエンポリマー(EPDM)は、これらの材料が室温において、
ポリエチレン又はポリプロピレンのように固体であるよりもむしろゴム状である
ように、ポリマー鎖中にエチレンとプロピレンの両方を十分に組み込んでいる。
して製造されてきた。特定比率のコモノマーがコポリマー中に存在するように、
様々な重合技術が使用されてきた。しかしながら、エチレンとコモノマーを熱可
塑性コポリマーへ真にランダムに重合する重合触媒又は重合系は僅かしか知られ
ていない。線状低密度ポリエチレンは、エチレン供給物と第2のオレフィン供給
物(一般的に4〜8の炭素原子)との比較的一定の供給比率を保つ重合を必要と
する。触媒は、幾つかの部位がその他の部位より効率的に第2のオレフィンを組
み入れるような幾つかの異なる活性部位を有する。異なる部位はまた異なるポリ
マー鎖長をもたらす可能性がある。これは、得られるポリマー中において広い分
子量分布と広い組成分布をもたらす。低密度ポリエチレンを製造するもう1つの
方法は、ポリエチレン鎖中の枝分れを促進する重合条件の使用を含み、前記枝分
れはポリエチレンの結晶化を混乱させそして結晶化の量を減少させ従って密度を
低下させる。
することによって、又はエチレンの熱可塑性ランダムコポリマーをポリプロピレ
ンとゴムからの予め形成された熱可塑性加硫ゴムとブレンドすることによって、
ポリプロピレン、ゴム、及びエチレンの熱可塑性ランダムコポリマーからの熱可
塑性加硫ゴムを調製することができる。エチレンの熱可塑性ランダムコポリマー
は、メタロセン触媒を含む単座触媒(single site catalyst)の開発の結果とし
て、商業的に入手可能である。エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーは、現在
、かなり狭い分子量分布とかなり狭い組成分布を有する。平均コモノマー濃度は
、エチレンコポリマーの重量に基づいて約5〜約30重量%である。本技術分野
において知られているように、熱可塑性加硫ゴムは通常約15〜約75重量部の
熱可塑性相と約25〜約85重量部のゴム相を含む。それらは、さらに、様々な
量の硬化剤、可塑剤、充填剤、その他のを含むことができる。エチレンの熱可塑
性ランダムコポリマーは、熱可塑性加硫ゴム中においてポリプロピレン100部
当たり約5〜約150部の量で存在するのが望ましい。ゴムは、ブチルゴム、ハ
ロブチルゴム、パラメチルスチレンとイソブチレンのハロゲン化(例えば、臭素
化)コポリマー、EPDMゴム、及び天然ゴム又はジエン系ホモ又はコポリマー
ゴムのような、任意の炭化水素ゴムでよい。
塑性ランダムコポリマーは、過去において熱可塑性加硫ゴム中で使用されたその
他のエチレンコポリマーとは異なり、コポリマー中のコモノマーの組込みに関し
てずっとよりランダムである。過去において、2、5、又は10重量%より多く
のコモノマーを有するコポリマーは、ゴムであるか又はエチレン繰返し単位の少
ないコポリマーとエチレン繰返し単位にかなり富んだその他のコポリマーとの物
理的ブレンドであり、そのようなブレンドは、生成物の文献に記載されているよ
うなコモノマーとエチレンの相対的な重量パーセントを有した。本発明において
使用されるエチレンの熱可塑性ランダムコポリマーは、そのようなポリマーを製
造するために現在使用される、メタロセン触媒とも呼ばれる単座触媒のために、
約1.5又は1.7から3.5まで、より望ましくは約1.8から約3.0まで
、そして好ましくは約1.5又は1.9から2.8までの非常に狭い分子量分布
(Mw/Mn)を有することができる。この開示は、メタロセンを使用して製造
されたエチレンの熱可塑性ランダムコポリマーに限定されず、むしろこの開示に
おいて操作可能なランダムコポリマーを製造できる重合方法の例としてこれらの
商業的に入手可能なポリマーを使用する。さらに、分子量分布はこれらのポリマ
ーを同定する方法の1つとして記載されているが、熱可塑性加硫ゴム中のコポリ
マーの有効性に対する要件ではない。
コモノマーを有することができる。実施例においては、エチレンの熱可塑性ラン
ダムコポリマーは、しばしばプラストマーと呼ばれ、これはそれがプラスチック
とエラストマーの両方の特性をある程度有することを意味する。1種以上のコモ
ノマーからの繰返し単位の量は、エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーの約5
、10、15又は20から約30又は35重量%までであるのが望ましい。前記
1種以上のコモノマーからの繰返し単位の量が、約10から約25重量%までで
あるのがより望ましい。エチレンの前記熱可塑性ランダムコポリマー中のエチレ
ンの量は、約65又は70から約80、85、90又は95重量%までであるの
が望ましく、約65、70又は75から約80、85又は90重量%までである
のがより望ましい。1種以上のコモノマーは、単座触媒を使用してエチレンと共
重合可能な任意のエチレン性不飽和化合物でよい。1種以上のエチレン性不飽和
モノマーは、望ましくは約3又は4から約12個までの炭素原子を有し、より望
ましくは約3又は4から約8個までの炭素原子を有し、そして好ましくは当該特
定範囲の炭素原子を有するモノオレフィンである。そのようなコモノマーの例は
、エチルアクリレート、ブチルアクリレートのようなアルキルアクリレート;プ
ロピレン又はオクテンのようなモノオレフィン、その他を含む。
86から約0.91、0.92又は0.93g/cm3の密度を有し、より望ま
しくは約0.86又は0.87から約0.90、0.91又は0.92g/cm 3 の密度を有する。重合系、例えば、メタロセン触媒を含む単座触媒重合系は、
エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーにおいてエチレンと共にコモノマーを容
易に組み入れるので、コモノマーは個々のポリマー鎖内においてランダムに分布
し、そして個々のポリマー鎖はコモノマー組成においてかなり均一である。従来
技術のポリエチレンコポリマーと対照的に、ポリマー鎖内においてコモノマーか
らの繰返し単位が均一に分布し、ポリマー内において組成分布が均一であるため
、エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーは、従来技術のエチレンコポリマーと
比較して、動的走査熱量分析(dynamic scanning calorimetry)DSCのような
試験により、かなり狭い溶融温度範囲を有する傾向がある。これは、エチレンの
熱可塑性ランダムコポリマーが非常に均一な結晶構造を有し、従って、狭い温度
範囲内で溶融するということのためである。エチレンのランダムコポリマーは、
ほとんどのその他のエチレンコポリマーとは、コモノマー含有率が増加するに連
れて、ランダムコポリマーの動的走査熱量分析における溶融ピークが低下すると
いう点で異なる。ピークは、単一温度における吸熱的結晶溶融の最大量を表す。
従って、エチレンのランダムコポリマーは望ましくは約120℃未満のピーク溶
融温度を有し、より望ましくは約50〜約120℃、さらに望ましくは約55、
60、又は65から約105又は110℃まで、そして好ましくは約55、60
、又は65から約90、95、又は100℃までのピーク溶融温度を有する。従
来技術のエチレンコポリマーは、より広い範囲のコポリマー組成を有するので、
より広い温度範囲にわたって溶融する。
成するために使用される成分中に組み入れることができ、或いはゴム成分の加硫
の前にTPV組成物とブレンドすることができ、又は前記加硫後に添加すること
ができる。得られるブレンドの物理的特性は、エチレンの熱可塑性ランダムコポ
リマーがゴム相の加硫の前に添加されるか又は加硫の後に添加されるかに応じて
、変化するかもしれないし又は変化しないかもしれない。エチレンの熱可塑性ラ
ンダムコポリマーは、熱可塑性加硫ゴムのポリプロピレンを補うものとして考え
ることができ、或いは熱可塑性加硫ゴム中においてポリプロピレンを重量基準で
置換するものと考えることができる。ランダムコポリマーが加硫の前に添加され
る場合、エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーの大部分は得られる熱可塑性加
硫ゴムの熱可塑性相中に存在するが、それはゴム相と熱可塑性相の間の界面に不
均一に存在するかもしれない。エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーの結晶性
部分の溶融温度は、半結晶性のポリプロピレンのものよりも低いので、熱可塑性
加硫ゴム用の通常の加工/混合温度において熱可塑性加硫ゴム又はその成分と容
易に溶融ブレンドすることができる。
レンの100部当たり約5〜約150部の量で存在するのが望ましく、より望ま
しくはポリプロピレンの100部当たり約10〜約120部、さらに望ましくは
ポリプロピレンの100重量部当たり約10又は25〜約100部、そして好ま
しくはポリプロピレンの100重量部当たり約25〜約80重量部の量で存在す
る。従って、エチレンの熱可塑性ランダムコポリマーは熱可塑性加硫ゴムの熱可
塑性相の約20〜約60重量%の量で存在することができる。熱可塑性加硫ゴム
の熱可塑性相は熱可塑性プラスチックとゴム相のブレンド(充填剤、油、その他
を除く)の約15〜約75%でよいから、熱可塑性加硫ゴムの全重量に基づくエ
チレンの熱可塑性ランダムコポリマーのパーセンテージは、熱可塑性ポリプロピ
レンとゴム成分の組み合わされた重量(充填剤、油、その他を除く)か又は熱可
塑性加硫ゴムの重量に基づいて1又は2から約40又は50重量%までの範囲で
よい。
レンの熱可塑性ランダムコポリマー、及び架橋可能なゴムである。半結晶性ポリ
プロピレンの例は、ポリプロピレン、そのコポリマー、及びそれらの混合物であ
る。
向のない、EPDMゴムのようなポリオレフィンでよい。ゴムの例は、EPDM
ゴム、ブチルゴム、ハロブチルゴム、p−アルキルスチレンと4〜7個の炭素原
子のイソモノオレフィン(例えば、イソブチレン)のハロゲン化(例えば、臭素
化)コポリマー、天然ゴム、少なくとも1種のジエンモノマーのホモ又はコポリ
マー、又はそれらの組合わせを含む。流れ特性を改良するために、充填剤又は希
釈剤のような、又はポリマー系酸化防止剤のような添加物のような、少量のその
他のポリマーを添加することができる。油、充填剤、希釈剤、及び添加剤(後の
段落で説明する)のような非ポリマー系物質は多量に存在してよい。ブレンドに
対する成分のほとんどの量は、1)半結晶性ポリプロピレンとゴムのブレンドの
100重量部当たり、又は2)ゴムの100重量部当たり、の量で特定される。
が望ましく、約7〜約75重量%がより望ましく、そして約8〜約60重量%が
好ましい。ゴムは、熱可塑性加硫ゴムの約5〜約70重量%であるのが望ましく
、約10〜約50重量%がより望ましく、そして約15〜約45重量%であるの
が好ましい。TPVに対するその他の成分、例えば、充填剤、油、硬化剤、加工
助剤、その他は、TPVの約0、1、2、又は10から約87、88、又は89
重量%までが望ましく、約0、1、2、又は15から約81、82、又は83重
量%までであるのがより望ましく、そして約0、1、2、又は25から約75、
76、又は79重量%までであるのが好ましい。
の100部当たり、約15〜約80重量部であるのが望ましく、約25〜約75
重量部であるのがより好ましく、そして約25〜約50重量部であるのが好まし
い。ゴムは、前記ブレンドの100重量部当たり、約20〜約85重量部である
のが望ましく、約25〜約75重量部であるのがより望ましく、そして約50〜
約75重量部であるのが好ましい。半結晶性ポリプロピレンの量がゴムの量に基
づく場合、半結晶性ポリプロピレンは、ゴムの100重量部当たり、約17.5
〜約320重量部であるのが望ましく、約33〜約300重量部であるのがより
望ましく、そして約33〜約200重量部であるのが好ましい。
用語は、半結晶性ポリプロピレンマトリックス中に十分分散された架橋されたゴ
ムの小粒子から、半結晶性ポリプロピレンと部分的に乃至完全に架橋されたゴム
との共連続相(co-continuous phases)又はそれらの組合わせまでの範囲内の混
合物を意味する。「熱可塑性加硫ゴム」という用語は、ゴム相が少なくとも部分
的に加硫(架橋)されていることを示す。
ができ、そして密閉式ミキサー中で再加工可能な組成物を意味する。半結晶性ポ
リプロピレン相の軟化点又は融点より高い温度に達すると、それらは、熱可塑性
プラスチック用の従来的成形又は形成条件下に熱可塑性ゴムの完全な編成(knit
ting)又は溶融を達成するように視覚的に見えるものを伴って、連続のシート及
び/又は成形品を形成することができる。
騰キシレン中の熱可塑性ゴムのサンプルから抽出可能であるのが望ましい。米国
特許第4,311,628号中に記載されている抽出可能なゴムの測定技術は、
引用によって本明細書中に組み入れられている。
−ナッタ触媒による、又はメタロセン触媒による、モノオレフィンモノマー(例
えば、2〜10個の炭素原子のもの)の重合からの半結晶性熱可塑性ポリマーを
含む。半結晶性ポリプロピレンは、任意のタクチシティー(例えば、アイソタク
チック及びシンジオタクチック)を有することができ、或いは耐衝撃性の改良さ
れたポリプロピレン又はランダムポリプロピレンコポリマーのようなコポリマー
でよい。繰返し単位に転化されるモノオレフィンモノマーは、少なくとも80、
85、又は93%が式CH2=C(CH3)−Hのモノオレフィンであるのが望
ましい。このポリプロピレンは、ホモポリマー並びに反応器コポリマーポリプロ
ピレンでよい。ポリプロピレンは少なくとも120℃の溶融温度ピークを有する
のが望ましい。
は、天然ゴム、EPDMゴム、ブチルゴム、ハロブチルゴム、p−アルキルスチ
レンとイソモノオレフィンのハロゲン化(例えば、臭素化)コポリマー、少なく
とも1種の共役ジエンのホモポリマー又はコポリマー、又はそれらの組合わせを
含むことができる。EPDM、ブチル、及びハロブチルゴムは、残留不飽和の少
ないゴムと呼ばれ、そして加硫ゴムが良好な熱安定性又は酸化安定性を必要とす
るとき好ましい。残留不飽和の少ないゴムは、不飽和を有する繰返し単位を10
重量%未満しか含んでいないのが望ましい。アクリレートゴム及びエピクロロヒ
ドリンゴムはゴムから除外されるのが望ましい。本発明の目的に関して、コポリ
マーは、2種以上のモノマーからのポリマーを定義するために使用され、そして
ポリマーは1以上の異なるモノマーからの繰返し単位を有することができる。
M型ゴムは、一般的に、2〜10個の炭素原子、好ましくは2〜4個の炭素原子
を有する少なくとも2種の異なるモノオレフィンモノマー、及び5〜20個の炭
素原子を有する少なくとも1種の多不飽和オレフィンの重合から誘導されるター
ポリマーである。前記モノオレフィンは、望ましくは式CH2=CH−Rを有し
、式中RはH又は1〜12個の炭素原子のアルキルであり、そして好ましくはエ
チレン及びプロピレンである。少なくとも2種のモノオレフィン(そして好まし
くはエチレンとプロピレン)からの繰返し単位は、ポリマー中に25:75〜7
5:25(エチレン:プロピレン)の重量比率で存在し、ポリマーの約90から
約99.6重量%を構成するのが望ましい。多不飽和オレフィンは、直鎖、枝分
れ、環式、架橋環、二環式、縮合環二環式化合物、その他でよく、そして好まし
くは非共役ジエンである。非共役多不飽和オレフィンからの繰返し単位がゴムの
約0.4〜約10重量%であるのが望ましい。
個の炭素原子を有するイソモノオレフィンのハロゲン化(例えば、臭素化)コポ
リマーでよい。「ブチルゴム」は、イソブチレンからの繰返し単位から主になる
が、架橋のための部位を提供するモノマーの少数の繰返し単位を含む、ポリマー
として定義される。架橋のための部位を提供するモノマーは、共役ジエン又はジ
ビニルベンゼンのような多不飽和モノマーでよい。ブチルゴムの約90〜約99
.5重量%がイソブチレンの重合から誘導された繰返し単位であり、そして繰り
返し単位の約0.5〜約10重量%が4〜12個の炭素原子を有する少なくとも
1種の多不飽和モノマーからのものであるのが望ましい。多不飽和モノマーがイ
ソプレン又はジビニルベンゼンであるのが好ましい。ポリマーは、架橋中の反応
性をさらに改良するためにハロゲン化されてもよい。ハロゲンは、ハロゲン化さ
れたポリマーの重量に基づいて、約0.1〜約10重量%の量で存在するのが好
ましく、約0.5〜約3.0重量%の量で存在するのがより好ましく、ハロゲン
が塩素又は臭素であるのが好ましい。p−アルキルスチレン(約9〜12個の炭
素原子を有する)及びイソモノオレフィン(4〜7個の炭素原子を有する)の臭
素化コポリマーは、ハロゲン化の前のコポリマーの重量に基づいて、望ましくは
約88〜約99重量%、より望ましくは約92〜約98重量%のイソモノオレフ
ィン、及び望ましくは約1〜約12重量%、より望ましくは約2〜約8重量%の
p−アルキルスチレンを有する。アルキルスチレンがp−メチルスチレンであり
、イソモノオレフィンがイソブチレンであるのが望ましい。ハロゲン化されたコ
ポリマーの重量に基づいて、臭素のパーセントが、約2〜約8重量であるのが望
ましく、約3〜約8重量%がより望ましく、そして約5〜約7.5重量%が好ま
しい。ハロゲン化されるコポリマーは、補完的な量であり、即ち、約92〜約9
8重量%であり、より望ましくは約92〜約97重量%、そして好ましくは約9
2.5〜約95重量%である。これらのコポリマーは、エクソン・ケミカル・カ
ンパニー(Exxon Chemical Co.)から市販されている。
のようなその他のゴムを動的加硫ゴム中において使用することができる。これら
のゴムは、EPDM及びブチルゴムよりも不飽和の量が多い。天然ゴム及びジエ
ンの前記ホモポリマー又はコポリマーは、所望により部分的に水素添加して熱及
び酸化安定性を増加させることができる。合成ゴムはコモノマーに応じて非極性
又は極性になり得る。ジエンのホモポリマー又はコポリマーは、4〜8個の炭素
原子を有する少なくとも1種の共役ジエンモノマーからの繰返し単位を少なくと
も50重量%有するのが望ましい。コモノマーを使用することができ、コモノマ
ーは、8〜12個の炭素原子を有するビニル芳香族モノマー(1種以上)及びア
クリロニトリル又は3〜8個の炭素原子を有するアルキル置換アクリロニトリル
モノマー(1種以上)を含む。使用されるのが望ましいその他のコモノマーは、
不飽和カルボン酸、不飽和ジカルボン酸、ジカルボン酸の不飽和無水物を有する
モノマーからの繰返し単位を含み、そしてジビニルベンゼン、アルキルアクリレ
ート、及び3〜20個の炭素原子を有するその他のモノマーを含む。合成ゴムの
例は、合成ポリイソプレン、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、
ブタジエン−アクリロニトリルゴム、その他を含む。アミン官能化、カルボキシ
ル官能化、又はエポキシ官能化された合成ゴムを使用することができ、これらの
例は、マレエート化EPDM及びエポキシ官能化天然ゴムを含む。これらの材料
は市販されている。
度より高い温度まで加熱された混合器中において、半結晶性ポリオレフィン(1
種以上)(例えば、ポリプロピレン)、ゴム、及びその他の成分(充填剤、可塑
剤、潤滑剤、安定剤、その他)を溶融混合することによって製造される。選択的
な充填剤、可塑剤、添加剤、その他は、この段階で又は後で添加することができ
る。十分に混合されたブレンドを形成するための十分な溶融状態での混合の後、
加硫剤(硬化剤又は架橋剤としても知られている)が一般的に添加される。幾つ
かの態様において、液体、例えば、ゴムプロセス油との溶液中の加硫剤、又はそ
の他の成分と相溶性のマスターバッチ中の加硫剤を添加するのが好ましい。混合
中の混合トルク又は混合エネルギー要求を監視することによって、加硫の進行を
追うのが簡便である。混合トルク又は混合エネルギー曲線は一般的に最大値を通
過し、その後ブレンドの二次加工適性を改良するために混合を幾分より長く続け
ることができる。所望により、動的加硫が終了した後、成分の幾つかを添加する
ことができる。エチレンの熱可塑性ランダムコポリマー(1種以上)は、加硫の
前、間、又は後に添加することができる。混合器から排出した後、加硫されたゴ
ム及び熱可塑性プラスチックを含むブレンドを、混練り、細断、押出し、ペレッ
ト化、射出成形、又は任意のその他の望ましい技術によって加工することができ
る。通常、ゴム相(1つ以上)が架橋される前に、充填剤及び可塑剤の一部をゴ
ム相又は半結晶性ポリプロピレン相に分散させるのが望ましい。ゴムの架橋(加
硫)は、混合温度、剪断速度、及び硬化剤用に存在する活性剤に応じて、数分以
内に起り得る。適する硬化温度は、半結晶性ポリプロピレン相に関して約120
℃又は150℃から約250℃までを含み、より好ましい温度は、約150℃又
は170℃から約225℃又は250℃までである。混合装置は、バンバリー(
登録商標)ミキサー、ブラベンダー(登録商標)ミキサー、及び特定の混合押出
機を含むことができる。
ブラックのような粒状充填剤、シリカ、二酸化チタニウム、着色顔料、クレー、
酸化亜鉛、ステアリン酸、安定剤、劣化防止剤、難燃剤、加工助剤、接着剤、粘
着性付与剤、可塑剤、ワックス、不連続繊維(木材セルロース繊維など)、及び
エキステンダー油を含む。エキステンダー油が使用される場合、エキステンダー
油は、半結晶性ポリプロピレンとゴムのブレンドの100重量部当たり、約5か
ら約300重量部の量で存在することができる。エキステンダー油(例えば、炭
化水素油及びエステル可塑剤)の量は、前記ゴム100重量部当たり、約30〜
250重量部、より望ましく約70〜200重量部としても表すことができる。
非黒色充填剤が使用される場合、非黒色充填剤とポリマーの間の界面を相溶化す
るためにカップリング剤を含有させるのが望ましい。カーボンブラックが存在す
る場合、その望ましい量は、ゴムの100重量部当たり、約5〜約250重量部
である。
成形品、及び成形部材のような様々な物品を製造するために有用である。それら
は、押出し、射出成形、吹込み成形、及び圧縮成形技術によって物品を製造する
のに特に有用である。それらは、また、熱可塑性樹脂そして特にポリオレフィン
樹脂を改質するためにも有用である。これらの組成物は、ゴムで改質された熱可
塑性樹脂を製造する従来的な混合装置を使用して、熱可塑性樹脂とブレンドする
ことができる。改質された熱可塑性樹脂の特性は、ブレンドされた熱可塑性加硫
ゴム組成物の量に依存する。
測定される。これらの特性は、残留伸び(TS)、極限引張り強さ(UTS)、
50%モジュラス(M50)、100%モジュラス(M100)、及び破断点極
限伸び(UE)を含む。引裂強さは、ASTM D623に従って測定される。
硬度は、ショアーA又はショアーDスケールを使用して5秒間の遅延で、AST
M D2240に従って測定される。圧縮永久歪(CS)は、100℃で22時
間サンプルを圧縮することによって、ASTM D−395、方法Bに従って測
定される。油膨潤度(oil swell)(OS)(重量の変化パーセント)は、サン プルをIRM 903油中に浸漬することによってASTM D−471に従っ
て決定され、特に指示しない限り、125±2℃で24時間である。本発明の特
に好ましい組成物は、約50%以下の残留伸び値を有するゴム状組成物であり、
このような組成物は、ASTM基準、V.28、756頁(D1566)によっ
て定義されるゴムの定義を満足している。より好ましい組成物は、60以下のシ
ョアーD硬度、又は18MPa以下の100%モジュラス、又は250MPa未
満のヤング率を有するゴム状組成物である。
れた、ポリエチレン及び熱可塑性ランダムエチレンコポリマーに関する追加的な
実験データを提供する。エチレンホモポリマー及び全くランダムではないエチレ
ンコポリマーの幾つかが熱可塑性加硫ゴム又はそれらの先駆体とブレンドされて
いるものは、対照例である。熱可塑性加硫ゴム又はそれらの先駆体とブレンドさ
れたエチレンの熱可塑性ランダムコポリマーの例は本発明の実施例である。
かの熱可塑性加硫ゴムの組成を示す。表Xも幾つかのエチレンポリマー又はコポ
リマーを示す。
いう商品名は、DuPont Dow Elastomersによって使用されている。表I中におい ては、エクソンからの幾つかの実験的ポリマー(例えば、SLPという接頭辞を
有するもの)が実験において使用されたが、同様な市販のエチレンコポリマーが
Exactの商品名で現在入手可能である。
度は、使用される特定の熱可塑性ランダムエチレンコポリマーに応じて熱可塑性
ランダムエチレンコポリマーの添加から増加するか又は減少する可能性がある。
引張り強さは、通常、極限伸び及び相対的靭性と共に増加する。油膨潤度及び1
00℃での圧縮永久歪は、典型的には、熱可塑性ランダムエチレンコポリマーの
添加に伴って増加する。対照サンプル(Cという接頭辞を有する)は、一般に、
熱可塑性ランダムエチレンコポリマーを含まない熱可塑性加硫ゴムである。
ド及びそれらの物理的特性を示す。これらのコポリマーは、それらがエチレンと
1−オクテンとのコポリマーであるという点で、表IIIのものと異なる。
ブレンドを示す。これらの例においては、極限伸びが増加する。
。ブレンドの破断点伸びと靭性は、一般的にエチレンコポリマーを含まない対照
例よりも小さい。Vistalon(登録商標)808及び4709については伸びと靭
性の増加が存在するが、それらは油膨潤度の増加のように、その他の特性に悪影
響を与えている。
エチレンコポリマーとのブレンドを示す。この表の目的は、熱可塑性ランダムエ
チレンコポリマーを硬化の前又は後に添加できること、及び物理的特性の幾つか
の変化が予期できることを示すことである。一般的に、硬化の後添加された場合
、熱可塑性ランダムエチレンコポリマーは、より低い最終ブラベンダートルク、
わずかにより高い破断点伸び、及びより高い伸びの結果としてのわずかにより高
い靭性を生じると考えられる。油膨潤度は、加硫後の熱可塑性ランダムエチレン
コポリマーの添加から減少することが期待される。
かの追加のエチレンポリマー又はコポリマーを示す。
マーのブレンドの物理的特性を示す。極限伸びは、熱可塑性ランダムエチレンコ
ポリマーの方が、その他のコポリマー及びホモポリマーよりも、より劇的に増加
した。
ポリマーとの相違をよりよく説明するために、表XIIを作成した。示されている 物理的特性は、熱可塑性プラスチックとエチレンホモポリマー又はコポリマーと
のブレンドについての極限伸びと100%モジュラスである。第1と第3の例は
、本発明の開示による熱可塑性ランダムエチレンコポリマーである。第2及び第
4の例は、本発明の開示の熱可塑性ランダムエチレンコポリマーの説明の範囲内
ではない。これらのデータから分るように、極限伸びは、第1及び第3の例の方
が、本発明の開示の範囲外であるその他の例よりも劇的によくなる。100%モ
ジュラスのデータから分るように、第1及び第3の組成物は、本発明の開示の範
囲外である第2及び第4の例よりも、より低いモジュラスを有し、即ち、より柔
軟である。
を使用するTPVが、ランダムエチレンコポリマー(プラストマー)とブレンド
されたとき、改善された極限伸び及び引張り強さを有するだろうことを示すため
に、作成された。
はそれらに限定されず、むしろ添付の請求の範囲の範囲によって限定される。
Claims (18)
- 【請求項1】 約20〜約85重量部のゴム及び約15〜約80重量部の半
結晶性ポリプロピレンであって、前記重量部が前記ゴムと前記ポリプロピレンの
100重量部に基づくものであるもの、及び 熱可塑性ランダムエチレンコポリマー、 を含む熱可塑性加硫ゴム組成物であって、 前記ポリプロピレンの前記ランダムエチレンコポリマーに対する重量比率が約
100:5〜100:150であり、前記ランダムエチレンコポリマーが、前記
ランダムエチレンコポリマーの重量に基づいて、約70〜約95重量%のエチレ
ンからの繰返し単位及び約5〜約30重量%の1種以上のその他のエチレン性不
飽和モノマーからの繰返し単位を含み、 前記ゴムが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、ハ
ロブチルゴム、p−アルキルスチレンと少なくとも1種の4〜7個の炭素原子を
有するイソモノオレフィンのハロゲン化ゴムコポリマー、4〜8個の炭素原子を
有する共役ジエンのゴムホモポリマー、又は4〜8個の炭素原子を有する少なく
とも1種の共役ジエンからの繰返し単位を少なくとも50重量%有するゴムコポ
リマー、又はそれらの組合わせを含む、 熱可塑性加硫ゴム組成物。 - 【請求項2】 前記ゴムが、少なくとも前記半結晶性ポリプロピレンの存在
下に動的に加硫されたものであり、それによって前記熱可塑性加硫ゴムが形成さ
れた、請求項1の組成物。 - 【請求項3】 前記ランダムエチレンコポリマーが、約50℃〜約120℃
の間のピーク溶融温度を有する、請求項2の組成物。 - 【請求項4】 前記ランダムエチレンコポリマーが、約70〜約90重量%
のエチレンからの繰返し単位と約10〜約30重量%の3〜8個の炭素原子を有
する少なくとも1種のモノオレフィンからの繰返し単位を含む、請求項3の組成
物。 - 【請求項5】 前記ピーク溶融温度が約55℃から約110℃までである、
請求項3の熱可塑性加硫ゴム組成物。 - 【請求項6】 前記ピーク溶融温度が約55℃から約100℃までである、
請求項3の熱可塑性加硫ゴム組成物。 - 【請求項7】 前記ピーク溶融温度が約55℃から約90℃までである、請
求項3の熱可塑性加硫ゴム組成物。 - 【請求項8】 前記ランダムエチレンコポリマーが、約70〜約90重量%
のエチレンからの繰返し単位と約10〜約30重量%の3〜8個の炭素原子を有
する少なくとも1種のモノオレフィンからの繰返し単位を含む、請求項5の組成
物。 - 【請求項9】 前記ランダムエチレンコポリマーが、約65〜約85重量%
のエチレンからの繰返し単位と約15〜約35重量%の3〜8個の炭素原子を有
する少なくとも1種のモノオレフィンからの繰返し単位を含む、請求項7の組成
物。 - 【請求項10】 前記ゴムが、エチレン−プロピレン−ジエンゴムを含む、
請求項1の組成物。 - 【請求項11】 前記ゴムが、ブチルゴム、ハロブチルゴム、又はp−アル
キルスチレンとイソブチレンのハロゲン化ゴムコポリマーを含む、請求項1の組
成物。 - 【請求項12】 前記ゴムが、天然ゴムを含む、請求項1の組成物。
- 【請求項13】 前記ゴムが、4〜8個の炭素原子を有する共役ジエンのゴ
ムホモポリマー又は4〜8個の炭素原子を有する少なくとも1種の共役ジエンか
らの繰返し単位を少なくとも50重量%有するゴムコポリマー又はそれらの組合
わせを含む、請求項1の組成物。 - 【請求項14】 熱可塑性加硫ゴム組成物の製造方法であって、 約20〜約85重量部のゴム及び約15〜約80重量部の半結晶性ポリプロピ
レンであって、前記重量部が前記ゴムと前記半結晶性ポリプロピレンの100重
量部に基づくものであるもの、及び熱可塑性ランダムエチレンコポリマーをブレ
ンドすること、ここで、 前記ポリプロピレンの前記ランダムエチレンコポリマーに対する重量比率が約
100:5〜100:150であり、前記ランダムエチレンコポリマーが、前記
ランダムエチレンコポリマーの重量に基づいて、約70〜約95重量%のエチレ
ンからの繰返し単位及び約5〜約30重量%の1種以上のその他のエチレン性不
飽和モノマーからの繰返し単位を含み、及び 前記半結晶性ポリプロピレン、又は前記ランダムエチレンコポリマー、又はそ
れらの組合わせとのブレンドの後、前記ゴムを動的に加硫すること、 を含む方法。 - 【請求項15】 前記ランダムエチレンコポリマーが、約50℃から約12
0℃までのピーク溶融温度を有する、請求項14の方法。 - 【請求項16】 前記ランダムエチレンコポリマーが、約55℃から約10
0℃までのピーク溶融温度を有する、請求項14の方法。 - 【請求項17】 前記ランダムエチレンコポリマーが、約55℃から約90
℃までのピーク溶融温度を有する、請求項14の方法。 - 【請求項18】 前記ゴムが加硫された後、前記熱可塑性ランダムエチレン
コポリマーが添加され、そしてブレンドされる、請求項14の方法。
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