JP6498760B2 - 熱可塑性加硫物組成物 - Google Patents
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Description
チャン、オスカー・オーおよびウール、ユジーン・アール
関連出願の相互参照
本出願は、2014年10月24日に出願された米国特許仮出願第62/068,057号の優先権を主張し、その開示内容はその参照によって本明細書に完全に取り込まれる。
技術分野
(i)少なくとも部分的に架橋され、熱可塑性樹脂の連続相内に分散されたエラストマー成分、
(ii)1種以上の添加物、
(iii)上記の1種以上の添加物のプロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーキャリアー樹脂、および
(iv)動的加硫反応のあり得る副生成物および/またはあり得る未反応硬化剤組成物。
他の実施形態では、マスターバッチは、加工処理の間にではあるが、動的加硫の後に添加されてもよい。ある実施形態では、(先に記載されたマスターバッチ中の1種以上の添加物に加えて)他の添加物が、加工処理の間に、動的加硫の前にまたはその後に、直接の添加としてか、あるいは追加のマスターバッチ(これは、従来のキャリアー樹脂またはプロピレンに基いたもしくはエチレンに基いたコポリマーキャリアー樹脂を含んでいてもよい。)を介した添加として、含まれてもよい。
エラストマー成分
熱可塑性樹脂
硬化剤組成物
マスターバッチ
マスターバッチ中のカーボンブラック粒子
マスターバッチ中の他の添加物
プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーキャリアー樹脂
プロピレン−α−オレフィンコポリマーキャリアー樹脂
エチレン−α−オレフィンコポリマーキャリアー樹脂
エチレン-プロピレンゴムキャリアー樹脂
マスターバッチの形成
追加のTPV添加物
TPV配合物の組成
・(数種の)熱可塑性樹脂は、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24および25重量%のいずれか1つの最低値から約12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54および55重量%のいずれか1つの最高値までの範囲の量でTPV配合物中に存在してもよい。
・(数種の)エラストマー成分は、約3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30および35重量%のいずれか1つの最低値から約35、40、45、50、55、60、65、70、75および80重量%のいずれか1つの最高値までの範囲の量でTPV配合物中に存在してもよいが、ただし最高値が最低値以上であり、かつ(数種の)エラストマー成分は約20〜約300phrの範囲内でTPV配合物中に存在することを条件とする。
・(数種の)硬化剤は、約0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9および1.0重量%のいずれか1つの最低値から約1.0、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12および13重量%のいずれか1つの最高値までの範囲の量でTPV配合物中に存在してもよいが、ただし最高値が最低値以上であり、かつ(数種の)硬化剤は約0.5〜約25phrの範囲内でTPV配合物中に存在することを条件とする。
・マスターバッチは、約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9および10重量%のいずれか1つの最低値から約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27および27.5重量%のうちのいずれか1つの最高値までの範囲の量でTPV配合物中に存在してもよいが、ただし最高値が最低値以上であり、かつカーボンブラックマスターバッチが約10〜約50phrの範囲内でTPV配合物中に存在することを条件とする。すでに前に記載されたようなマスターバッチ中に数種の添加物が存在する場合には、そのマスターバッチは約30、35、40、45、50、55および60重量%のいずれか1つの数値までの量で存在してもよいが、ただしカーボンブラックマスターバッチが約10〜約350phrの範囲内でTPV配合物中に存在することを条件とする。
・任意的な(数種の)追加のTPV添加物は、約0、5、10、15、20、25、30、35および40重量%のいずれか1つの最低値から約30、35、40、45、50、55、60および65重量%のいずれか1つの最高値までの範囲の量でTPV配合物中に存在してもよいが、ただし最高値が最低値以上であり、かつ(数種の)添加物が約0〜約300phrの範囲内でTPV配合物中に存在することを条件とする。
TPV配合物を加工処理する工程
得られた熱可塑性加硫物
[実施例]
実施形態
熱可塑性樹脂、エラストマー成分、硬化剤およびカーボンブラックマスターバッチのそれぞれをチャンバーに導入する工程、および
該エラストマー成分の少なくとも一部を熱可塑性加硫物を形成するように動的加硫する工程であって、該エラストマー成分が少なくとも部分的に加硫され該熱可塑性樹脂を含んでいる連続相中に分散される工程
を含む方法であって、
該カーボンブラックマスターバッチが(i)約0.850〜約0.920g/cm3の密度、ならびに(ii)190℃および2.16kgの荷重でASTM D1238によって測定された約0.05〜約50g/10分のメルトインデックスを有する、プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーを含んでいるキャリアー樹脂中に分散されたカーボンブラック粒子を含んでいる、方法。
該エラストマー成分の少なくとも一部の当該動的加硫の後に、該熱可塑性加硫物を200米国メッシュまたはそれよりも細かいスクリーンを通させる工程をさらに含む、実施形態1に記載の方法。
該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーおよび該カーボンブラック粒子を溶融混合する工程、および
該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーキャリアー樹脂中に分散された該カーボンブラック粒子を含んでいる複数のマスターバッチペレットを、該マスターバッチペレットがその後に該チャンバーに導入されて該カーボンブラックマスターバッチとして使用されるように形成する工程、
をさらに含む、実施形態1または2に記載の方法。
該複数のマスターバッチペレットを形成する工程が、該溶融混合された、該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーおよび該カーボンブラック粒子を水中ペレット化する工程を含む、実施形態3に記載の方法。
該チャンバーがミキサー、ミルおよび押出機から成る群から選ばれる、実施形態1〜4のいずれか1形態に記載の方法。
該動的加硫が、該熱可塑性樹脂、該エラストマー成分、該硬化剤および該カーボンブラックマスターバッチを溶融混合することによって少なくとも部分的に実施される、実施形態1〜5のいずれか1形態に記載の方法。
該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーが、プロピレン−α−オレフィンコポリマー、エチレン−α−オレフィンコポリマー、EPゴムおよびこれらの任意の組み合わせから成る群から選ばれる、実施形態1〜6のいずれか1形態に記載の方法。
該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーが、約50重量%〜約99重量%のプロピレン由来単位ならびにエチレンおよびC4〜C10アルファオレフィンのうちの1種に由来する約1重量%〜約35重量%のコモノマー単位を含んでおりかつ約75J/g以下の融解熱を有するプロピレン−α−オレフィンコポリマーである、実施形態7に記載の方法。
該熱可塑性加硫物が、該熱可塑性加硫物の重量基準で4重量%以下のプロピレン−α−オレフィンコポリマーを含んでいる、実施形態8に記載の方法。
該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーが、約60重量%〜約99重量%のエチレン由来単位ならびにブテンおよびオクテンのうちの1種に由来する約1重量%〜約40重量%のコモノマー由来単位を含んでいるエチレン−α−オレフィンコポリマーである、実施形態7に記載の方法。
該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーが、約45重量%〜約85重量%のエチレン由来単位および約0.5重量%〜約10.0重量%のジエン由来コモノマーを含んでいるEPゴムである、実施形態7に記載の方法。
該エラストマー成分がエチレン−プロピレン−ジエンエラストマー(EPDM)を含んでいる、実施形態1〜11のいずれか1形態に記載の方法。
該チャンバーに可塑剤、プロセス油、フィラー、加工助剤、酸捕捉剤およびこれらの任意の組み合わせから成る群から選ばれた1種以上の添加物を導入する工程をさらに含む、実施形態1〜12のいずれか1形態に記載の方法。
熱可塑性加硫物を調製する方法であって、
(i)熱可塑性樹脂および硬化剤が存在する状態で熱可塑性加硫物を形成するように少なくともエラストマー成分の一部を動的加硫する工程であって、該エラストマー成分が少なくとも部分的に加硫され、該熱可塑性樹脂を含んでいる連続相中に分散される工程、および
(ii)カーボンブラックマスターバッチを該熱可塑性加硫物中に導入する工程であって、該カーボンブラックマスターバッチが、プロピレン−α−オレフィンコポリマーを含んでいるキャリアー樹脂中に分散されたカーボンブラック微粒子を含んでおり、該プロピレン−α−オレフィンコポリマーが、約50重量%〜約99重量%のプロピレン由来単位ならびにエチレンおよびC4〜C10アルファオレフィンのうちの1種に由来する約1重量%〜約35重量%のコモノマー単位を含んでおりかつ約75J/g以下の融解熱を有する工程、
を含む方法。
該カーボンブラックマスターバッチを該熱可塑性加硫物中に導入する工程が、該熱可塑性加硫物が該動的加硫の後で溶融状態に留まっている間に、該カーボンブラックマスターバッチと該熱可塑性加硫物とをブレンドする工程を含む、実施形態14に記載の方法。
該カーボンブラックマスターバッチを該熱可塑性加硫物に導入する前に、複数の熱可塑性加硫物ペレットを形成するように該熱可塑性加硫物をペレット化する工程をさらに含む、実施形態14に記載の方法。
該カーボンブラックマスターバッチと該熱可塑性加硫物とをブレンドする工程が、該熱可塑性加硫物ペレットと該カーボンブラックマスターバッチとを溶融混合する工程を含む、実施形態16に記載の方法。
該プロピレン−α−オレフィンコポリマーと該カーボンブラックとを溶融混合し、該プロピレン−α−オレフィンコポリマーキャリアー樹脂中に分散された該カーボンブラックを含んでいる複数のマスターバッチペレットを、該マスターバッチペレットが該熱可塑性加硫物に導入されるカーボンブラックマスターバッチとして使用されるように形成する工程をさらに含む、実施形態14〜17のいずれか1形態に記載の方法。
該カーボンブラックマスターバッチを導入した後で、該熱可塑性加硫物を200米国メッシュまたはそれよりも細かいスクリーンを通させる工程をさらに含む、実施形態14〜18のいずれか1形態に記載の方法。
該カーボンブラックマスターバッチを導入した後で、該熱可塑性加硫物が、該熱可塑性加硫物の重量基準で4重量%以下の該プロピレン−α−オレフィンコポリマーを含んでいる、実施形態14〜19のいずれか1形態に記載の方法。
該熱可塑性加硫物が、該熱可塑性加硫物の1インチ×18インチ(2.54cm×45.72cm)の押し出された細片に9個以下の染みの表面染み計測数を有する、実施形態1〜13のいずれか1形態に記載の方法。
該熱可塑性加硫物が、該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーを含む全てのキャリアー樹脂が代わりにホモポリプロピレンキャリアー樹脂であること以外は同一の熱可塑性加硫物と比較して約2%〜約15%速い押し出し処理速度を有する、実施形態1〜13および21のいずれか1形態に記載の方法。
該熱可塑性加硫物が、該熱可塑性加硫物の1インチ×18インチの押し出された細片に9個以下の染みの表面染み計測数を有する、実施形態14〜20のいずれか1形態に記載の方法。
該熱可塑性加硫物が、該プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーを含む全てのキャリアー樹脂が代わりにホモポリプロピレンキャリアー樹脂であること以外は同一の熱可塑性加硫物と比較して約2%〜約15%速い押し出し処理速度を有する、実施形態14〜20および23のいずれか1形態に記載の方法。
実施形態1〜24のいずれか1形態に記載の方法によって形成された熱可塑性加硫物。
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂、エラストマー成分、硬化剤およびカーボンブラックマスターバッチのそれぞれをチャンバーに導入する工程、および
前記エラストマー成分の少なくとも一部を熱可塑性加硫物を形成するように動的加硫する工程であって、前記エラストマー成分が少なくとも部分的に加硫され、前記熱可塑性樹脂を含んでいる連続相中に分散される工程
を含む方法であって、
前記カーボンブラックマスターバッチが(i)0.850〜0.920g/cm3の密度、ならびに(ii)190℃および2.16kgの加重でASTM D1238によって測定された0.05〜50g/10分のメルトインデックスを有する、プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーを含んでいるキャリアー樹脂中に分散されたカーボンブラック粒子を含んでいるとともに、
前記プロピレンに基いたまたはエチレンに基いたコポリマーが、65重量%〜99重量%のプロピレン由来単位ならびにエチレンおよびC 4 〜C 10 アルファオレフィンのうちの1種に由来する1重量%〜35重量%のコモノマー単位を含んでおりかつ75J/g以下の融解熱を有するプロピレン−α−オレフィンコポリマーであり、さらに前記熱可塑性加硫物が、前記可塑性加硫物の重量基準で4重量%以下の前記プロピレン−α−オレフィンコポリマーを含んでいる、方法。 - 前記エラストマー成分の少なくとも一部の前記動的加硫の後に、前記熱可塑性加硫物を200米国メッシュ(74ミクロン)またはそれよりも細かいスクリーンに通す工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記熱可塑性加硫物が、
(a)前記熱可塑性加硫物の1インチ×18インチ(2.54cm×45.72cm)の押し出された細片に9個以下の染みの表面染み計測数、および
(b)前記プロピレンに基いたもしくはエチレンに基いたコポリマーを含む全てのキャリアー樹脂が代わりにホモポリプロピレンキャリアー樹脂であること以外は同一の熱可塑性加硫物と比較して2%〜15%速い押し出し処理速度であって、前記ホモポリプロピレンキャリアー樹脂が10〜35g/10分の範囲のメルトフローレートおよび0.945g/cm 3 の密度を有する、押し出し処理速度、
の一方または両方を有する、請求項1または2に記載の方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記熱可塑性加硫物を形成するように前記熱可塑性樹脂および前記硬化剤が存在する状態で前記エラストマー成分の少なくとも一部を動的加硫する工程であって、前記エラストマー成分が少なくとも部分的に加硫され、前記熱可塑性樹脂を含んでいる連続相中に分散される工程、および
前記カーボンブラックマスターバッチを前記熱可塑性加硫物中に導入する工程であって、前記カーボンブラックマスターバッチが、プロピレン−α−オレフィンコポリマーを含んでいるキャリアー樹脂中に分散されたカーボンブラック微粒子を含んでおり、前記プロピレン−α−オレフィンコポリマーが、65重量%〜99重量%のプロピレン由来単位ならびにエチレンおよびC4〜C10アルファオレフィンのうちの1種に由来する1重量%〜35重量%のコモノマー単位を含んでおりかつ75J/g以下の融解熱を有する工程、
を含む方法。 - 前記カーボンブラックマスターバッチを前記熱可塑性加硫物中に導入する工程が、前記熱可塑性加硫物が前記動的加硫の後で溶融状態に留まっている間に、前記カーボンブラックマスターバッチと前記熱可塑性加硫物とをブレンドする工程を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記カーボンブラックマスターバッチを前記熱可塑性加硫物に導入する前に複数の熱可塑性加硫物ペレットを形成するように、前記熱可塑性加硫物をペレット化する工程をさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記カーボンブラックマスターバッチを導入した後で、前記熱可塑性加硫物を200米国メッシュ(74ミクロン)またはそれよりも細かいスクリーンを通させる工程をさらに含む、請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記カーボンブラックマスターバッチを導入した後で、前記熱可塑性加硫物が、前記熱可塑性加硫物の重量基準で4 重量%以下の前記プロピレン−α−オレフィンコポリマーを含んでいる、請求項4〜7のいずれか1項に記載の方法。
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