CN100451038C - 氢化共聚物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢化共聚物,其通过对含有共轭二烯单体单元和乙烯基芳族单体单元的非氢化共聚物进行加氢而制得,含有该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段(H),并且具有以下特性:(1)该乙烯基芳族单体单元的含量,相对于该氢化共聚物的重量,超过60重量%,小于90重量%;(2)该聚合体嵌段(H)的含量为该非氢化共聚物重量的1重量%~40重量%;(3)重均分子量大于10万,在100万以下;(4)该共轭二烯单体单元的双键的加氢率为85%以上;(5)在由该氢化共聚物得到的示差扫描热量测定(DSC)图中,在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰。
Description
技术领域
本发明涉及一种氢化共聚物。更具体说,涉及一种通过氢化含有共轭二烯单体单元和乙烯基芳族单体单元的非氢化共聚物而得到的、含有至少一个该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段(H)的氢化共聚物,该乙烯基芳族单体单元的含量、该聚合物嵌段(H)的含量、重均分子量及该共轭二烯单体单元双键的氢化率在特定的范围,并且在由该氢化共聚物所得到的差示扫描热量测定(DSC)图中,在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰。本发明的氢化共聚物富于柔软性,冲击回弹性和抗刮性优异,并且处理性(耐粘结性)良好。所谓“耐粘结性”,是指将树脂成型品层叠或将树脂薄膜卷起,这样长时间放置时,对于接触面粘合、无法简单剥下的粘着现象(粘结)的耐性。此外,本发明还涉及一种聚合物组合物,其包含上述氢化共聚物(a)及氢化共聚物(a)以外的热塑性树脂及/或氢化共聚物(a)以外的橡胶状聚合物成分(b)。使用本发明的优异的氢化共聚物的共聚物组合物,其为耐冲击性、成型加工性、耐磨耗性等优异的组合物。本发明的氢化共聚物及氢化共聚物组合物适宜用作发泡体、各种成型品、建筑材料、抗振防音材料及电线包覆材料等。
背景技术
由共轭二烯和乙烯基芳烃构成的共聚物,由于其在聚合物中含有不饱和双键,因此热稳定性、耐候性、耐臭氧性差。作为用于改善该问题的方法,目前已知的方法是对不饱和双键加氢。该方法已在例如日本国特开昭56-30447号公报、日本国特开平2-36244号公报等中公开。
另一方面,由共轭二烯和乙烯基芳烃构成的嵌段共聚物的氢化物,即使不硫化,在常温下也具有与硫化天然橡胶或合成橡胶同样的弹性,并且在高温下具有与热塑性树脂同样的加工性,因此广泛地应用于塑料改性、粘合剂、汽车部件和医疗器具等领域。近年来,一直尝试着用共轭二烯化合物和乙烯基芳烃构成的无规共聚物体现与上述特性相似的特性。
例如,日本国特开平2-158643号公报(对应于美国专利第5,109,069号)中公开了一种将共聚物进行氢化而得到的氢化二烯系共聚物与聚丙烯树脂的组合物,其中所氢化的共聚物为乙烯基芳烃含量为3~50重量%的共轭二烯化合物与乙烯基芳烃的无规共聚物,分子量分布(Mw/Mn)为10以下,并且共聚物中共轭二烯部分的乙烯基键量为10~90%。此外,日本国特开平6-287365号公报公开了一种将共聚物氢化而得到的氢化二烯系共聚物与聚丙烯树脂的组合物,其中所氢化的共聚物为乙烯基芳烃含量为5~60重量%的共轭二烯化合物与乙烯基芳烃的无规共聚物,并且共聚物中共轭二烯部分的乙烯基键量为60%以上。
人们一直尝试将上述氢化二烯系共聚物应用到以往软质氯乙烯树脂所应用的用途中。软质氯乙烯树脂存在着燃烧时的卤素问题,增塑剂所引起的环境激素问题等环境问题,因此其替代材料的开发成为当务之急。但是,将上述氢化二烯系共聚物用于软质氯乙烯树脂以往所应用的用途,其冲击回弹性、抗刮性等特性不理想。
此外,将上述氢化二烯系共聚物与各种热塑性树脂或橡胶状物质组合作为成型材料使用时,一直希望氢化二烯系共聚物的机械强度或成型加工性有所改善。
作为与氯乙烯树脂类相似的聚合物,WO98/12240中公开了一种将氢化嵌段共聚物作为基料的成型材料,其中该氢化嵌段共聚物由含有苯乙烯主体的嵌段和以丁二烯/苯乙烯为主体的嵌段的共聚物构成。进而,日本特开平3-185058号公报公开了一种由聚苯醚树脂、聚烯烃树脂和乙烯基芳族-共轭二烯无规共聚物氢化物构成的树脂组合物,其中上述芳族-共轭二烯无规共聚物的氢化物使用与上述WO98/12240同样的氢化共聚物。但是,在上述公报中公开的氢化共聚物均是具有结晶性的聚合物,因此缺乏柔软性,不适宜使用软质氯乙烯树脂的用途。
如上所述,由于软质氯乙烯树脂具有各种各样环境上的问题,因此开发其替代材料成为当务之急,而现实情况是尚未制得具有与软质氯乙烯树脂相匹敌的特性(柔软性和抗刮性等)的材料。
发明内容
为了解决上述课题不断进行锐意的研究,其结果是,本发明的发明人发现使用下述氢化共聚物能够解决上述课题,从而完成了本发明。该氢化共聚物是一种通过氢化含有共轭二烯单体单元和乙烯基芳族单体单元的非氢化共聚物而得到的、含有至少一个该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段(H)的氢化共聚物,该乙烯基芳族单体单元的含量、该聚合物嵌段(H)的含量、重均分子量及该共轭二烯单体单元双键的氢化率均在特定的范围,并且在由该氢化共聚物所得到的差示扫描热量测定(DSC)图中,在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰。
因此,本发明的一个目的在于提供一种富于柔软性、冲击回弹性和抗刮性优异并且处理性(耐粘结性)良好的氢化共聚物。
本发明的另一个目的在于提供一种将上述氢化共聚物和其他热塑性树脂及/或橡胶状聚合物进行共混而得到的、耐冲击性、拉伸强度、成型加工性、耐磨耗性等优异的氢化共聚物组合物。
本发明的上述及其他各目的、诸特征及诸优点将从参照附图所进行的以下详细说明及权利要求记载中清楚地看到。
附图说明
图1为在实施例18中制得的组合物的动态粘弹性谱图;
图2(a)为用于实施例35和36中所进行的中空模塑的粉末供给箱的正面示意图。
图2(b)为图2(a)的粉末供给箱的侧面示意图。
图2(c)为图2(a)的粉末供给箱的俯视示意图。
图2(d)为供给氢化共聚物组合物粉末的图2(a)的粉末供给箱的侧面示意图,其上连接有带粒状内表面的电铸镍模具(为了能看到粉末供给箱内部的粉末,有一部分箱体没有在图中表示)。
图3为实施例35和36中用于评价中空模塑材料成型性而制造的粉末中空模塑成型品的断面示意图。
符号说明
1.单轴旋转柄
2.旋转轴
3.粉末供给箱
4.带粒状内表面的电铸镍模具
5.氢化共聚物组合物粉末
6.粉末的中空模塑成型品的固定部
7.粉末的中空模塑成型品的底切部
发明详述
根据本发明的一个形态,提供了一种氢化共聚物,其特征在于:其为通过氢化含有共轭二烯单体单元和乙烯基芳族单体单元的非氢化共聚物而得到的、含有至少一个该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段(H)的氢化共聚物,并且具有下述(1)~(5)的特性。
(1)该乙烯基芳族单体单元的含量,相对于该氢化共聚物的重量,超过60重量%,不满90重量%;
(2)该聚合物嵌段(H)的含量为该非氢化共聚物重量的1重量%~40重量%;
(3)重均分子量大于10万,在100万以下;
(4)该共轭二烯单体单元双键的氢化率为85%以上;
(5)在由该氢化共聚物得到的示差扫描热量测定(DSC)图中,在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰。
为了更容易理解本发明,以下列举本发明的基本特征及优选形态。
1.一种氢化共聚物,其特征在于,通过氢化含有共轭二烯单体单元和乙烯基芳族单体单元的非氢化共聚物而得到,含有至少一个该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段(H),并且具有下述(1)~(5)的特性。
(1)该乙烯基芳族单体单元的含量,相对于该氢化共聚物的重量,超过60重量%,不满90重量%;
(2)该聚合体嵌段(H)的含量为该非氢化共聚物重量的1重量%~40重量%;
(3)重均分子量大于10万,在100万以下;
(4)该共轭二烯单体单元双键的氢化率为85%以上;
(5)在由该氢化共聚物得到的示差扫描热量测定(DSC)图中,在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰。
2.根据前项1记载的氢化共聚物,其特征在于,该非氢化共聚物为从由下式(1)~(4)所示嵌段共聚物构成的一组物质中选取的至少一种嵌段共聚物。
S-H (1)
S-H-S (2)
(S-H)m-X (3)及
(S-H)n-X-(H)p (4)
(式中,各S彼此独立,表示由该共轭二烯单体单元和该乙烯基芳族单体单元构成的无规共聚物嵌段,各H彼此独立,表示该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段,各X彼此独立,表示偶联剂残基,m表示2以上的整数,n和p彼此独立,表示1以上的整数。)
3.根据前项2记载的氢化共聚物,其特征在于:该非氢化共聚物为该式(1)表示的嵌段共聚物。
4.根据前项1~3中任何一项记载的氢化共聚物,其特征在于:其为发泡体。
5.根据前项1~3中任何一项记载的氢化共聚物,其特征在于:其为成型品。
6.根据前项5记载的氢化共聚物,其特征在于,其为多层薄膜或多层片材。
7.根据前项5记载的氢化共聚物,其特征在于,其为采用从挤出成型、注射成型、吹塑成型、气压成型、真空成型、发泡成型、多层挤出成型、多层注射成型、高频熔接成型及烧结搪塑中选取的方法制得的成型品。
8.根据前项1~3中任何一项记载的氢化共聚物,其特征在于:其为建筑材料、抗振防音材料或电线包覆材料。
9.一种交联氢化共聚物,其在硫化剂的存在下通过对前项1~3中任何一项记载的氢化共聚物进行交联而制得。
10.一种氢化共聚物组合物,其包含1~99重量份权利要求1记载的氢化共聚物(a)及99~1重量份从该氢化共聚物(a)以外的热塑性树脂及该氢化共聚物(a)以外的橡胶状聚合物中选取的至少一种聚合物(b)。
11.根据前项10记载的氢化共聚物组合物,其特征在于:其为发泡体。
12.根据前项10记载的氢化共聚物组合物,其特征在于:其为成型品。
13.根据前项12记载的氢化共聚物组合物,其特征在于:其为多层薄膜或多层片材。
14.根据前项12记载的氢化共聚物组合物,其特征在于:其为采用从挤出成型、注射成型、吹塑成型、气压成型、真空成型、发泡成型、多层挤出成型、多层注射成型、高频熔接成型及烧结搪塑中选取的方法制得的成型品。
15.根据前项10记载的氢化共聚物组合物,其特征在于:其为建筑材料、抗振防音材料或电线包覆材料。
16.一种交联氢化共聚物组合物,其在硫化剂的存在下通过对前项10记载的氢化共聚物组合物进行交联而制得。
以下对本发明进行详细地说明。
在本发明中,构成聚合物的各单体单元的命名根据的是衍生出该单体单元的单体的命名。例如,所谓乙烯基芳族单体单元,意味着将作为单体的乙烯基芳族化合物聚合而产生的聚合物构成单元,其分子结构为,来源于取代乙烯基的取代乙烯基的两个碳成为结合部位。此外,所谓共轭二烯单体单元,意味着将作为单体的共轭二烯聚合而产生的聚合物构成单元,其分子结构为,来源于共轭二烯单体的烯烃的两个碳成为结合部位。
本发明的氢化共聚物为通过氢化含有共轭二烯单体单元和乙烯基芳族单体单元的非氢化共聚物而得到的、含有至少一个该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段(H)的氢化共聚物。本发明的氢化共聚物的乙烯基芳族单体单元的含量,相对于该氢化共聚物的重量,大于60重量%,不满90重量%。如果乙烯基芳族单体单元的含量超过60重量%,可以发挥优异的耐粘结性(处理性)及抗刮性,如果不满90重量%,不仅柔软性、冲击回弹性优异,而且作为树脂状组合物时,具有优异的耐冲击性。优选的乙烯基芳族单体单元的含量为62~88重量%,更优选为64~86重量%。特别优选65~80重量%。此外,乙烯基芳族单体单元的含量可以使用紫外分光光度计进行测定。氢化聚合物的乙烯基芳族单体单元的含量可以测定氢化前的共聚物(非氢化共聚物)中的乙烯基芳族单体单元含量。
在本发明的氢化共聚物中,乙烯基芳族化合物单体单元的聚合物嵌段(H)(以下常常称为“乙烯基芳族聚合物嵌段(H)”)的含量为该非氢化聚合物重量的1重量%~40重量%。如果乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量在1重量%以上,则耐粘结性和冲击回弹性优异,如果在40重量%以下,则抗刮性优异。优选的乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量为5~35重量%,更优选为10~30重量%,特别优选13~20重量%。在本发明中,氢化共聚物中乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量的测定方法如下:以四氧化锇为催化剂,用叔丁基氢过氧化物对氢化前的共聚物进行氧化分解的方法(I.M.KOLTHOFF等,J.Polymer.Sci.1,429(1946)中记载的方法,以下常常称为“四氧化锇分解法”)求得乙烯基芳族聚合物嵌段成分的重量(但不包含平均聚合度约30以下的乙烯基芳族聚合物成分),通过下式求得乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量。
乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量(重量%)=(氢化前共聚物中乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的重量/氢化前共聚物的重量)×100。
此外,对于氢化后的聚合物,氢化共聚物中乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量也可以用核磁共振装置(NMR)(Y.Tanaka等.,RUBBERCHEMISTRY and TECHNOLOGY 54,685(1981)中记载的方法)直接测定,但在本发明中,将通过上述四氧化锇分解法求得的值规定为乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量。上述用四氧化锇分解法测定的氢化前的共聚物的乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量(称为“Os值”)与用NMR测定的氢化后的共聚物的乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量(称为“Ns值”)之间存在着相关关系。用乙烯基芳族聚合物嵌段(H)含量不同的各种共聚物进行研究,结果是该关系可以用下式表示。
Os值=-0.012(Ns值)2+1.8(Ns值)-13.0
因此,在本发明中,当用NMR法求得氢化后的聚合物的乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量时,根据上式将Ns值换算为Os值,作为乙烯基芳族聚合物嵌段(H)的含量。
本发明的氢化共聚物的重均分子量超过10万,在100万以下。如果重均分子量超过10万,耐粘结性、冲击回弹性及抗刮性优异,如果在100万以下,则成型加工性优异。优选的重均分子量为13万~80万,更优选为15万~50万。氢化共聚物的分子量用凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定,其为使用从市售的标准聚苯乙烯测定求得的校正曲线(使用标准聚苯乙烯的峰值分子量作成)求取的重均分子量。
从成型加工性方面出发,本发明的氢化共聚物的分子量分布优选1.5~5.0,更优选1.6~4.5,进一步优选1.8~4.0。与分子量同样,氢化共聚物的分子量分布可以用GPC测定求得,为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)。
在本发明的氢化共聚物中,基于共轭二烯单体单元的双键的85%以上被氢化。由于基于共轭二烯单体单元的双键的85%以上被氢化,因此可以发挥优异的耐粘结性和抗刮性。氢化双键的量优选85%以上,更优选90%以上,进一步优选92%以上,特别优选95%以上。氢化前的共聚物中基于共轭二烯单体单元的乙烯基键含量可以用红外分光光度计(Hampton法)求得,氢化共聚物的氢化率可以用核磁共振装置(NMR)求得。
本发明的氢化共聚物,其在用示差扫描热量测定(DSC)得到的DSC图上,在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰。这里所说的“在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰”意味着在该温度范围内没有出现由结晶所产生的峰,或即使发现由于结晶而产生的峰,但由该结晶产生的结晶峰热量不到3J/g,优选不到2J/g,更优选不到1J/g,特别优选无结晶峰热量。具有结晶峰的氢化共聚物,其柔软性极差,不适于作为本发明目的的向使用软质氯乙烯树脂的用途推广。为了得到上述在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰的氢化共聚物,可以使用用后述的乙烯基键量调整剂并在后述条件下进行聚合反应所得到的非氢化共聚物。
本发明的氢化共聚物的一个特征是富于柔软性,拉伸试验中100%模量低。推荐其100%模量为120kg/cm2以下,优选90kg/cm2以下,更优选60kg/cm2以下。
对于本发明的氢化共聚物的结构并无特别限定,可以使用任何结构的物质。但是,优选地,该非氢化共聚物为从下述式(1)~(4)所示的嵌段共聚物中选取的至少一种嵌段共聚物。
S-H (1)
S-H-S (2)
(S-H)m-X (3)及
(S-H)n-X-(H)p (4)
(式中,各S彼此独立,表示由该共轭二烯单体单元和该乙烯基芳族单体单元构成的无规共聚物嵌段,各H彼此独立,表示该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段,各X彼此独立,表示偶联剂残基,m表示2以上的整数,n和p彼此独立,表示1以上的整数。)
从生产率及柔软性的观点出发,特别优选使用该式(1)所示的嵌段共聚物。
此外,本发明的氢化共聚物可以为混合物,该混合物由具有不同结构的上述嵌段共聚物的氢化物构成。此外,在本发明的氢化共聚物中可以混合乙烯基芳族化合物聚合物。
在上述通式(1)~(4)中,该共聚物嵌段S中的乙烯基芳族单体单元的分布状态并无特别限定,无规共聚物嵌段S中的乙烯基芳族单体单元可以均一分布,也可以递变分布。此外,可以分别存在多个的乙烯基芳族单体单元均一分布部分及/或递变分布部分,也可以存在多个的乙烯基芳烃含量不同的链段。在上述式(3)中,m为2以上,优选2~10的整数。在上述式(4)中,n和p彼此独立,为1以上,优选1~10的整数。
在本发明中,共轭二烯单体为具有1对共轭双键的二烯烃,例如,列举1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(即异戊二烯)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯等。特别优选1,3-丁二烯和异戊二烯。可以使用这些物质的一种,也可以使用两种以上。此外,作为乙烯基芳族单体,例如列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、二乙烯基苯、1,1-二苯基乙烯、N,N-二甲基-对氨乙基苯乙烯、N,N-二乙基-对氨乙基苯乙烯等。可以使用这些物质的一种,也可以使用两种以上。
在本发明中,氢化前的共聚物的共轭二烯单体单元的微观结构(顺式、反式、乙烯基的比率)可以根据后述的极性化合物等的使用而任意改变。使用1,3-丁二烯作为共轭二烯单体时,一般推荐1,2-乙烯基键的量为5~80%,优选10~60%,更优选12~50%,为了得到特别富于柔软性的共聚物,特别优选12%以上。使用异戊二烯作为共轭二烯单体时或将1,3-丁二烯和异戊二烯并用时,推荐1,2-乙烯基键和3,4-乙烯基键的合计量一般为3~75%,优选5~60%。在本发明中,将1,2-乙烯基键和3,4-乙烯基键的合计量(当使用1,3-丁二烯作为共轭二烯时,为1,2-乙烯基键的量)规定为“乙烯基键的量”。
此外,在本发明中,从氢化共聚物的冲击回弹性等方面考虑,推荐氢化前的共聚物链中乙烯基键量的最大值和最小值的差不满10%,优选8%以下,更优选6%以下。此外,氢化前共聚物链中乙烯基键量的最大值和最小值的差可以用以下方法得到。例如,当逐次地将单体供给到反应器中,间歇进行氢化前的共聚物的聚合时,每次追加单体前从聚合物中取样,测定乙烯基键量,从得到的值计算出乙烯基键量的最大值与最小值的差。共聚物链中的乙烯基键可以均一分布,也可以递变分布。这里,乙烯基键量的差是由于聚合条件、即乙烯基键量调整剂(叔胺化合物或醚化合物等)的种类、量及聚合温度等的影响而产生的。因此,例如可以用共轭二烯聚合时的聚合温度对共聚物链中乙烯基键量的最大值和最小值的差进行控制。当叔胺化合物或醚化合物等乙烯基键量调整剂的种类和量一定时,进入聚合中的聚合物链的乙烯基键量由聚合温度决定。因此,在这种情况下,如果保持聚合温度一定进行聚合,得到乙烯基键均一分布的聚合物。而通过升温聚合得到的聚合物便成为了初期(低温聚合)高乙烯基键量、后半(高温聚合)低乙烯基键量的乙烯基键量不同的聚合物。因此,制造本发明的氢化聚合物时,推荐初期和后半的聚合温度的差为20℃以下,优选15℃以下,更优选10℃以下。
氢化前的共聚物(非氢化共聚物)可以例如在烃溶剂中使用有机碱金属化合物等聚合引发剂通过阴离子活性聚合进行制备。作为烃溶剂,包括例如正丁烷、异丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷等脂肪族烃类;环己烷、环庚烷、甲基环庚烷等脂环烃类;及苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳烃。
作为聚合引发剂,可以使用已知的一般对共轭二烯及乙烯基芳族化合物具有阴离子聚合活性的脂族烃碱金属化合物、芳烃碱金属化合物、有机氨基碱金属化合物等。作为碱金属,例如锂、钠、钾等,优选的有机碱金属化合物为碳数1~20的脂族及芳族烃锂化合物,例如1分子中含有1个锂的化合物或1分子中含有多个锂的二锂化合物、三锂化合物、四锂化合物。具体列举正丙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、二异丙烯基苯和仲丁基锂的反应生成物,以及二乙烯基苯和仲丁基锂以及少量1,3-丁二烯的反应生成物等。此外,也可以使用美国专利第5,708,092号说明书、英国专利第2,241,239号说明书、美国专利第5,527,753号说明书等中公开的有机碱金属化合物。
在本发明中,当以有机碱金属化合物作为聚合引发剂,进行共轭二烯单体和乙烯基芳族单体的共聚时,为了调整由进入聚合物中的共轭二烯单体单元产生的乙烯基键(即1,2-乙烯基键或3,4-乙烯基键)的量或共轭二烯与乙烯基芳族化合物的无规共聚性,可以使用叔胺化合物或醚化合物作为调整剂。叔胺化合物为用通式R1R2R3N(式中R1、R2、R3彼此独立,为碳数1~20的烃基或含有叔胺基的碳数1~20的烃基)表示的化合物,具体包括N,N-二甲基苯胺、N-乙基哌啶、N-甲基吡咯烷、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N’-四乙基乙二胺、1,2-二哌啶基乙烷、三甲基氨基乙基哌嗪、N,N,N’,N”,N”-五甲基亚乙基三胺、N,N’-二辛基-对苯二胺等。
此外,作为醚化合物,可以使用直链状醚化合物或环状醚化合物。作为直链状醚化合物,例如二甲醚、二乙醚、二苯醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚等乙二醇的二烷基醚化合物类;及二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚等二乙二醇的二烷基醚化合物类。此外,作为环状醚化合物,例如四氢呋喃、二恶烷、2,5-二甲基oxolane、2,2,5,5-四甲基oxolane、2,2-二(2-oxolanyl)丙烷、糠醇的烷基醚等。
在本发明中,以有机碱金属化合物为聚合引发剂将共轭二烯单体和乙烯基芳族单体共聚的方法,可以为间歇聚合,也可以为连续聚合,也可以是它们的组合。特别地,从成型加工性方面出发,为了将分子量分布调整到适当范围,推荐连续聚合法。聚合温度一般为0℃~180℃,优选30℃~150℃。聚合所需时间根据条件的不同而不同,通常为48小时以内,特别优选0.1~10小时。此外,聚合体系的气氛优选氮气等不活泼的气体氛围。聚合压力只要是在上述聚合温度范围内用以维持单体及溶剂为液相的足够的压力范围即可,并无特别限定。此外,必须留意聚合体系内不要有使催化剂及活性聚合物失活的杂质混入,例如水、氧气、二氧化碳等。
在本发明的氢化共聚物的制造过程中,在共聚物聚合结束时,可以用两官能以上的偶联剂进行偶联反应。两官能的偶联剂使用已知物质即可,并无特别限定。具体地,可以使用二甲基二氯硅烷、二甲基二溴硅烷等二卤化合物;苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸苯酯、邻苯二甲酸酯类等的酸酯类等。此外,当使用三官能以上的多官能偶联剂时,使用已知的物质即可,并无特别限定。具体地,可以使用三元以上的多元醇类;环氧化大豆油、二缩水甘油基双酚A等多元环氧化合物;式R4-nSiXn(其中,R彼此独立,为碳数1~20的烃基,X为卤素,n表示3~4的整数)所示的卤化硅化合物,例如甲基甲硅烷基三氯化物、叔丁基甲硅烷基三氯化物、四氯化硅及它们的溴化物等;式R4-nSnXn(其中,R彼此独立,为碳数1~20的烃基,X为卤素,n表示3~4的整数)所示的卤化锡化合物,具体有甲基锡三氯化物、叔丁基锡三氯化物、四氯化锡等多卤化物。此外,也可以使用碳酸二甲酯或碳酸二乙酯作为多官能偶联剂。
通过氢化用上述方法制造的共聚物从而得到本发明的氢化共聚物。加氢催化剂并无特别限定,可以使用以往用作加氢催化剂的以下化合物。
(1)将Ni、Pt、Pd、Ru等金属负载到碳、二氧化硅、氧化铝、硅藻土等上形成的负载型多相加氢催化剂;
(2)与有机铝等还原剂一起使用Ni、Co、Fe、Cr等有机酸盐或乙酰丙酮盐等过渡金属盐的所谓齐格勒型加氢催化剂;及
(3)Ti、Ru、Rh、Zr等有机金属化合物等的所谓有机金属络合物等的均相加氢催化剂。
作为具体的加氢催化剂,可以使用日本国特公昭42-8704号公报、日本国特公平1-37970号公报等中记载的加氢催化剂。优选的加氢催化剂为二茂钛化合物及二茂钛化合物与还原性有机金属化合物的混合物。
作为二茂钛化合物,可以使用日本国特开平8-109219号公报中记载的化合物。具体列举带有至少一个以上的含有双(环戊二烯基)钛二氯化物、单(五甲基环戊二烯基)钛三氯化物等(取代)环戊二烯基骨架、茚基骨架或芴基骨架的配体的化合物。此外,作为还原性有机金属化合物,例如有机锂等有机碱金属化合物、有机镁化合物、有机铝化合物、有机硼化合物或有机锌化合物等。
用于制造本发明氢化共聚物的氢化反应,一般在0~200℃,优选在30~150℃的温度范围内实施。用于氢化反应的氢气压力为0.1~15MPa,优选0.2~10MPa,更优选0.3~5MPa。此外,氢化反应时间通常为3分~10小时,优选10分~5小时。氢化反应可以使用间歇工艺、连续工艺、或将它们组合的任何一种工艺。
通过共聚物的氢化反应,得到含有氢化共聚物的溶液。必要时,从含有氢化共聚物的溶液中将催化剂残渣除去,将氢化共聚物从溶液中分离。作为分离溶剂的方法,其包括例如向氢化后的反应液中加入丙酮或醇等作为氢化共聚物不良溶剂的极性溶剂使聚合物沉淀从而将其回收的方法;在搅拌下将反应液投入热水中,通过汽提将溶剂除去从而将其回收的方法;或直接加热聚合物溶液从而将溶剂馏去的方法等。
可以向本发明的氢化共聚物中添加各种酚系稳定剂、磷系稳定剂、硫系稳定剂、胺系稳定剂等稳定剂。
本发明的氢化共聚物可以用α,β-不饱和羧酸或其衍生物,例如其酸酐、酯化物、酰胺化物、酰亚胺化物进行接枝改性。进行了该接枝改性的氢化共聚物也可以用于后述的组合物中。作为α,β-不饱和羧酸或其衍生物的具体实例,其包括例如马来酸酐、马来酰亚胺、丙烯酸或其酯、甲基丙烯酸或其酯、内-顺式-二环[2,2,1]-5-庚烷-2,3-二羧酸或其酸酐等。对于100重量份的氢化共聚物,α,β-不饱和羧酸或其衍生物的加成量一般为0.01~20重量份,优选0.1~10重量份。
在本发明的另一形态中,提供了一种氢化共聚物组合物,该氢化共聚物组合物包含1~99重量份本发明的氢化共聚物(a)、及99~1重量份从该氢化共聚物(a)以外的热塑性树脂及该氢化共聚物(a)以外的橡胶状聚合物中选取的至少一种聚合物(b)。
由于将本发明的氢化共聚物(a)与热塑性树脂或橡胶状聚合物等其它的聚合物(b)组合,因此可以得到适于各种成型材料的氢化共聚物组合物。在本发明的氢化共聚物组合物中,氢化共聚物(a)(以下常常称为″成分(a)″)和热塑性树脂及/或橡胶状聚合物(以下常常称为″成分(b)″)的配合比例,以成分(a)/成分(b)的重量比表示,其为1/99~99/1,优选2/98~90/10,更优选5/95~70/30。
将本发明的氢化共聚物(a)与热塑性树脂(b)共混时,得到耐冲击性和成型加工性优异的氢化共聚物组合物。
作为用于本发明氢化共聚物组合物的热塑性树脂(b),其包括例如乙烯基芳族单体单元含量超过60重量%的共轭二烯单体和乙烯基芳族单体的嵌段共聚树脂及其氢化物(但与本发明的氢化共聚物(a)不同);上述乙烯基芳族单体的聚合物;上述乙烯基芳族单体与其它乙烯基单体(例如乙烯、丙烯、丁烯、氯乙烯、偏氯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸及丙烯酸甲酯等丙烯酸酯、甲基丙烯酸及甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯、丙烯腈、甲基丙烯腈等)的共聚树脂;橡胶改性苯乙烯系树脂(HIPS);丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂(ABS);甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚树脂(MBS);聚乙烯;乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及其水解物等的由乙烯和其它能够共聚的单体构成的乙烯含量为50重量%以上的共聚物;乙烯-丙烯酸离聚物或氯化聚乙烯等聚乙烯系树脂;聚丙烯;丙烯-乙烯共聚物、丙烯-丙烯酸乙酯共聚物或氯化聚丙烯等聚丙烯系树脂、乙烯-降冰片烯树脂等环状烯烃系树脂、聚丁烯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚醋酸乙烯酯系树脂及其水解物等的由丙烯和其它能够共聚的单体构成的丙烯含量为50重量%以上的共聚物;丙烯酸及其酯或酰胺的聚合物;聚丙烯酸酯系树脂;丙烯腈及/或甲基丙烯腈的聚合物;作为由丙烯腈系单体与其它可以共聚的单体构成的、丙烯腈系单体含量为50重量%以上的共聚物的腈树脂;尼龙-46、尼龙-6、尼龙-66、尼龙-610、尼龙-11、尼龙-12、尼龙6-尼龙-12共聚物等聚酰胺系树脂;聚酯系树脂;热塑性聚氨酯系树脂;聚4,4’-二氧二苯基-2,2’-丙烷碳酸酯等聚碳酸酯系聚合物;聚醚砜或聚烯丙基砜等热塑性聚砜;聚甲醛系树脂;聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚等聚苯醚系树脂;聚苯硫醚、聚4,4’二亚苯基硫醚等聚苯硫醚系树脂;聚烯丙基化物(polyallylate)系树脂;聚醚酮聚合物或共聚物;聚酮系树脂;氟系树脂;聚羟基苯甲酰系聚合物;聚酰亚胺系树脂;1,2-聚丁二烯、反式聚丁二烯等聚丁二烯系树脂等。这些热塑性树脂(b)可以是结合了含有羟基、环氧基、氨基、羧酸基、酸酐基等极性基的原子团的物质。用于本发明的热塑性树脂(b)的数均分子量通常为1,000以上,优选5,000~500万,更优选1万~100万。此外,与上述本发明的加氢共聚物的分子量测定相同,热塑性树脂(b)的数均分子量可以用GPC进行测定。
此外,将本发明的加氢共聚物(a)与橡胶状聚合物(b)共混时,得到拉伸强度、伸长特性、成型加工性优异的加氢共聚物组合物。
作为用于本发明加氢共聚物组合物的橡胶状聚合物(b),其包括例如丁二烯橡胶及其氢化物;苯乙烯-丁二烯橡胶及其氢化物(但与本发明的氢化共聚物(a)不同);异戊二烯橡胶;丙烯腈-丁二烯橡胶及其氢化物;氯丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、乙烯-丁烯-二烯橡胶、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-己烯橡胶、乙烯-辛烯橡胶等烯烃系弹性体;以EPDM或EPM等作为软质相的烯烃系TPE;丁基橡胶;丙烯酸系橡胶;氟橡胶;硅橡胶;氯化聚乙烯橡胶;环氧氯丙烷橡胶;α,β-不饱和腈-丙烯酸酯-共轭二烯共聚橡胶;聚氨酯橡胶;多硫化橡胶;苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物及其氢化物;苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物及其氢化物;苯乙烯-丁二烯·异戊二烯嵌段共聚物及其氢化物等的苯乙烯含量在60重量%以下的苯乙烯系弹性体;天然橡胶等。这些橡胶状聚合物也可以为引入了官能团(羧基、羰基、酸酐基、羟基、环氧基、氨基、硅烷醇基、烷氧基硅烷基等)的改性橡胶。用于本发明的橡胶状聚合物(b)的数均分子量优选1万以上,更优选2万~100万,进一步优选3万~80万。此外,与上述本发明的氢化共聚物的分子量测定相同,橡胶状聚合物(b)的数均分子量可以用GPC进行测定。
作为上述成分(b)使用的热塑性树脂及橡胶状聚合物,必要时可以两种以上并用。两种以上并用时,可以使用两种以上的热塑性树脂或两种以上的橡胶状聚合物,或将热塑性树脂与橡胶状共聚物并用。具体说,为了提高树脂状组合物(即树脂占大部分的组合物)的冲击性,降低硬度,可以并用橡胶状聚合物,为了提高橡胶状组合物(即橡胶状聚合物占大部分的组合物)的强度或耐热性,可以并用树脂。
必要时可以在本发明的氢化共聚物及氢化共聚物组合物中配合任意的添加剂。添加剂只要是一般配合到热塑性树脂或橡胶状聚合物中的物质即可,无特别限定,可以例举的包括《橡胶塑料配合药品》(日本Rubber Digest Co.,Ltd.编)等中记载的物质。具体说,可以使用后述的补强性填充剂或硫酸钙、硫酸钡等无机填充机;炭黑、氧化铁等颜料;硬脂酸、二十二烷酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、亚乙基双硬脂酰胺等润滑剂;硬脂酰胺、芥酸酰胺、油酰胺、甘油单硬脂酸酯、硬脂醇、石油系蜡(例如微晶蜡)及低分子量乙烯基芳族树脂等防粘结剂;脱模剂;有机聚硅氧烷、矿物油等增塑剂;受阻酚系抗氧剂、磷系热稳定剂等抗氧剂;受阻胺系光稳定剂、苯并三唑系紫外线吸收剂;阻燃剂;抗静电剂;有机纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属晶须等补强剂;着色剂;及这些物质的混合物等。
对本发明的氢化共聚物组合物的制造方法无特别限定,可以利用已知的方法。可以使用例如用班伯里混炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏和挤压机、多螺杆挤出机等一般混合机的熔融混炼方法,或使用将各成分溶解或分散混合后,加热除去溶剂的方法等。为了制造本发明的氢化共聚物组合物,从生产率、良好的混炼性角度出发,优选使用挤出机的熔融混合法。氢化共聚物组合物的形状并无特别限定,可以为颗粒状、片状、丝束状、小片状等。此外,也可以在熔融混炼后将其作为直接成型品。
如上所述,根据需要,通过配合各种添加剂,可以将本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物用到各种用途中。关于本发明的氢化共聚物及氢化共聚物组合物的具体形态,其适用于(i)补强性填充剂配合物、(ii)交联物、(iii)发泡体、(iv)多层薄膜及多层片材等成型品、(v)建筑材料、(vi)抗振防音材料、(vii)电线包覆材料、(viii)高频熔接性组合物、(ix)中空模塑材料、(x)粘合性组合物、(xi)沥青组合物,特别适宜用作(ii)交联物、(iii)发泡体、(iv)多层薄膜及多层片材等成型品、(v)建筑材料、(vi)抗振防音材料、(vii)电线包覆材料。以下,对上述具体的形态进行说明。
(i)补强性填充剂配合物
通过在本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物中配合从二氧化硅系无机填充剂、金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸化物、炭黑中选取的至少一种补强性填充剂(以下常常称为“成分(c)”),可以制备补强性填充剂配合物。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,补强性填充剂配合物中成分(c)的配合量为0.5~100重量份,优选5~100重量份,更优选20~80重量份。当使用本发明的氢化共聚物组合物制备补强性填充剂配合物时,对于100重量份作为成分(a)的本发明的氢化共聚物,包含0~500重量份,优选5~300重量份,更优选10~200重量份的热塑性树脂及/或橡胶状聚合物(成分(b))的氢化共聚物组合物是适宜的。
用作补强性填充剂的二氧化硅系无机填充剂为以化学式SiO2为构成单元的主成分的固体粒子,包括例如二氧化硅、粘土、滑石、高岭土、云母、硅灰石、蒙脱石、沸石、玻璃纤维等无机纤维状物质等。此外,也可以使用对表面进行疏水化处理的二氧化硅系无机填充剂、二氧化硅系无机填充剂和二氧化硅系以外的无机填充剂的混合物。作为二氧化硅系无机填充剂,优选二氧化硅及玻璃纤维。作为二氧化硅,可以使用称为干法白炭墨、湿法白炭墨、合成硅酸盐系白炭墨、胶体二氧化硅的物质等。优选平均粒径为0.01~150μm的物质,为了使二氧化硅分散到组合物中从而充分发挥其添加效果,平均分散粒径优选0.05~1μm,更优选0.05~0.5μm。
用作补强性填充剂的金属氧化物为以化学式MxOy(M为金属原子,x、y分别为1~6的整数)为构成单元主成分的固体粒子,例如氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锌等。此外,可以使用金属氧化物与金属氧化物以外的无机填充剂的混合物。
用作补强性填充剂的金属氢氧化物为氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锆、水合硅酸铝、水合硅酸镁、碱性碳酸镁、水滑石、氢氧化钙、氢氧化钡、氧化锡的水合物、硼砂等无机金属化合物的水合物等水合系无机填充材料,其中,优选氢氧化镁和氢氧化铝。
用作补强性填充剂的金属碳酸化物,其包括例如碳酸钙、碳酸镁等。
此外,作为补强性填充剂,可以使用FT、SRF、FEF、HAF、ISAF、SAF等各等级的炭黑,优选氮吸附比表面积50mg/g以上,DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸油量80ml/100g的炭黑。
在使用本发明氢化共聚物或氢化共聚物组合物的补强性填充剂配合物中,可以使用硅烷偶联剂(以下常常称为“成分(d)”)。硅烷偶联剂是使氢化共聚物与补强性填充剂之间的相互作用变得紧密的物质,是带有对氢化共聚物和补强性填充剂的一方或两方具有亲和性或结合性的基团的化合物。优选的硅烷偶联剂是具有多硫化物键的物质,所述多硫化物键含有与两个以上硫原子连接的硅烷醇基或烷氧基硅烷,所述硫原子可以以巯基形式存在.具体来讲,例如双-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-四硫化物、双[3-(三乙氧基甲硅烷基)-丙基]-二硫化物、双[2-(三乙氧基甲硅烷基)-乙基]-四硫化物、3-巯基丙基-三甲氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基氨基硫羰基四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物等。从实现目的作用效果的观点出发,硅烷偶联剂的配合量为补强性填充剂的0.1~30重量%,优选0.5~20重量%,更优选1~15重量%。
本发明的含有氢化共聚物或氢化共聚物组合物和补强性填充剂的补强性填充剂配合物,可以用硫化剂进行硫化(即进行交联),从而成为硫化组合物。作为硫化剂,可以使用有机过氧化物及偶氮化合物等自由基产生剂、肟化合物、亚硝基化合物、多胺化合物、硫、硫化合物(一氯化硫、二氯化硫、二硫醚化合物、高分子多硫化合物等)。对于100重量份的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,硫化剂的使用量的比例通常为0.01~20重量份,优选0.1~15重量份。
从臭气性或焦烧稳定性(在各成分混合时的条件下不发生交联、但达到交联反应条件时迅速交联的特性)方面出发,作为硫化剂使用的有机过氧化物(以下常常称为“成分(e)”)优选2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己炔-3、1,3-二(叔丁基过氧异丙基)苯、1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯、过氧化二叔丁基。除上述物质以外,还可以使用过氧化二枯基、过氧化苯甲酰、对氯过氧化苯甲酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧异丙基碳酸酯、过氧化二乙酰、过氧化月桂酰、叔丁基枯基过氧化物等。
此外,硫化时,作为硫化促进剂(以下常常称为“成分(f)”),可以使用必要量的次磺酰胺系、胍系、秋兰姆系、醛-胺系、醛-氨系、噻唑系、硫脲系、二硫代氨基甲酸盐系化合物等。此外,也可以使用必要量的氧化锌、硬脂酸等作为硫化助剂。
此外,使用上述有机过氧化物对补强性填充剂配合物进行交联时,特别地,作为硫化促进剂,也可以与有机过氧化物并用硫、对醌二亚肟、p,p’-二苯甲酰醌二肟、N-甲基-N-4-二亚硝基苯胺、亚硝基苯、二苯胍、三羟甲基丙烷-N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺等过氧交联用助剂(以下常常称为“成分(g)”);二乙烯基苯、氰脲酸三烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯等多官能性甲基丙烯酸酯单体;丁酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等多官能性乙烯基单体(以下常常称为“成分(h)”)等。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,该硫化促进剂通常为0.01~20重量份,优选0.1~15重量份的比例。
用硫化剂对补强性填充剂配合物进行硫化的方法为通常实施的方法,例如在120~200℃,优选在140~180℃的温度下进行硫化。硫化的补强性填充剂配合物在硫化物的状态下可以发挥耐热性、耐弯曲性和耐油性。
为了改善补强性填充剂配合物的加工性,可以配合橡胶用软化剂(以下常常称为“成分(i)”)。在橡胶用软化剂中,矿物油、液状或低分子量的合成软化剂是适宜的。其中,优选一般用于橡胶软化、增容、改善加工性的环烷系及/或链烷系加工油或增量油。矿物油系橡胶用软化剂为芳族环、环烷及链烷的混合物,链烷链的碳数占全部碳数50%以上的物质称为链烷系,环烷的碳数为30~45%的物质称为环烷系,芳族碳数超过30%的物质称为芳族系。可以将合成软化剂用于补强性填充剂配合物,可以使用聚丁烯、低分子量聚丁二烯、液体石蜡等。但优选上述矿物油系橡胶用软化剂。对于100重量份的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,橡胶用软化剂在补强性填充剂配合物中的配合量为0~100重量份,优选10~90重量份,更优选30~90重量份。橡胶用软化剂的量如果超过100重量份,则容易渗出,有可能在组合物表面产生斑痕。
本发明的含有氢化共聚物或氢化共聚物组合物的补强性填充剂配合物,可以用作建筑材料、电线包覆材料或抗振材料等。此外,其硫化组合物可以利用其特点,适用于轮胎或防振橡胶、皮带、工业用品、鞋、发泡体等。
(ii)交联物
在硫化剂的存在下,通过交联可以使本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物成为交联物(即交联氢化共聚物或交联氢化共聚物组合物)。通过对本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物进行交联,可以提高其耐热性[高温C-Set(压缩形变)]、耐弯曲性。制备本发明的氢化共聚物组合物的交联物时,用成分(a)/成分(b)的重量比表示,氢化共聚物(a)和热塑性树脂(b)及/或橡胶状聚合物(b)的配合比为10/90~100/0,优选20/80~90/10,更优选30/70~80/20。
本发明中对于交联的方法并无特别的限定,但优选进行所谓“动态交联”。所谓动态交联,是指在熔融的状态下将各种配合物在硫化剂反应的温度条件下进行混炼,从而使分散和交联同时进行,在 A.Y.Coran等的文献(Rub.Chem.and Technol.Vol.53.141-(1980))中有详细记述。动态交联通常使用班伯里密炼机或加压捏合机之类的密闭式混炼机、或单螺杆或双螺杆挤出机等进行。混炼温度通常为130~300℃,优选150~250℃,混炼时间通常为1~30分。作为用于动态交联的硫化剂,使用有机过氧化物或酚醛树脂交联剂,对于100重量份的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,其使用量通常为0.01~15重量份,优选0.04~10重量份。
用作硫化剂的有机过氧化物,可以使用上述的成分(e)。当使用有机过氧化物进行交联时,可以使用上述成分(f)作为硫化促进剂,可以并用上述成分(g)或成分(h)等。对于100重量份的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,这些硫化促进剂的使用量通常为0.01~20重量份,优选0.1~15重量份。
在不损害其目的的范围内,必要时可以在本发明的交联物中配合软化剂、耐热稳定剂、抗静电剂、耐候稳定剂、防老剂、填充剂、着色剂、润滑剂等添加物。为了调节最终制品的硬度、流动性,可以使用上述成分(i)作为配合的软化剂。软化剂可以在对各成分进行混炼时添加,也可以在氢化共聚物制造时预先使其含在该共聚物中(即制备充油橡胶)。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,软化剂的添加量通常为0~200重量份,优选10~150重量份,更优选20~100重量份。此外,可以使用上述成分(c)作为填充剂。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,填充剂的添加量通常为0~200重量份,优选10~150重量份,更优选20~100重量份。
推荐本发明的交联物进行动态交联,使其凝胶含量(不含无机填充材料等的不溶物等的不溶成分)为5~80重量%,优选10~70重量%,更优选20~60重量%。关于凝胶含量,用沸腾二甲苯通过索克斯累特回流提取器对1g交联物进行10小时的回流,用80目的金属网对残留物进行过滤,测定筛网上残留不溶物的干燥重量(g),将所求得的相对于1g试样的不溶物的比例(重量%)定为凝胶含量。凝胶含量可以通过改变硫化剂的种类或用量、硫化时的条件(温度、滞留时间、剪切等)进行调整。
与补强性填充剂配合物的硫化组合物同样,本发明的交联物适用于轮胎或抗振橡胶、皮带、工业用品、鞋、发泡体等,更可以用作医疗用器具材料或食品包装材料。
(iii)发泡体
本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物也可以用作发泡体。在这种情况下,通常制备在本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物中配合填充剂(以下常常称为“成分(j)”)的组合物,通过使其发泡可以制得发泡体。当使用本发明的氢化共聚物组合物制备发泡体时,适宜的氢化共聚物组合物包含热塑性树脂及/或橡胶状聚合物(成分(b)),所述热塑性树脂及/或橡胶状聚合物(成分(b))为成分(a)的氢化共聚物的5~95重量%,优选5~90重量%,更优选5~80重量%。
此外,填充剂(j)的配合量为构成发泡体的全体组合物的5~95重量%,优选10~80重量%,更优选20~70重量%。
作为用于本发明发泡体的填充剂(j),其包括例如上述补强性填充剂(成分(c))或硫酸钙、硫酸钡、钛酸钾晶须、云母、石墨、碳纤维等无机填充剂;木片、木粉、纸浆等有机填充剂。填充剂的形状无特别限定,可以使用鳞片状、球状、粒状、粉体、不定形状等的物质。必要时这些填充剂可以两种以上并用。也可以使用预先用硅烷偶联剂等进行了表面处理的填充剂。
用于制得本发明发泡体的发泡方法,包括化学方法和物理方法,只要是通过无机发泡剂或有机发泡剂等化学发泡剂或物理发泡剂(以下常常将两者称为“成分(k)”)的添加等,使气泡分布于组合物内部即可。
通过使组合物成为发泡材料,可以实现轻量化、提高柔软性、提高艺术性。作为无机发泡剂,其包括例如碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、亚硝酸铵、叠氮化合物、硼氢化钠、金属粉等。作为有机发泡剂,例如偶氮二碳酰胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二羧酸钡、N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺、N,N’-二亚硝基-N,N’-二甲基对苯二甲酰胺、苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、p,p’-氧双苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲等。作为物理发泡剂,例如戊烷、丁烷、己烷等烃;一氯甲烷、二氯甲烷等卤代烃;氮气、空气等气体;三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、三氯三氟乙烷、一氯二氟乙烷、氢氟化碳等氟化烃等。这些发泡剂也可以组合使用。对于100重量份本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,发泡剂的配合量为0.1~8重量份,优选0.3~6重量份,进一步优选0.5~5重量份。
必要时可以在本发明的发泡体中配合任意的添加剂。只要是一般配合于热塑性树脂或橡胶状聚合物中的物质,添加剂的种类并无特别限制。可以使用例如上述《橡胶塑料配合药品》(日本Rubber DigestCo.,Ltd.编)等中记载的各种添加剂。
此外,本发明的发泡体在必要时也可以进行交联。交联的方法可以列举添加过氧化物、硫等交联剂及必要时添加共交联剂等的化学方法、使用电子射线、放射线等的物理交联法。交联工艺可以列举放射线交联等静态方法(不进行混炼的交联方法)或动态交联法等。作为用于制得交联发泡体的具体方法,可以例如使用聚合物与发泡剂或交联剂的混合物制成片材,将该片材加热到160℃左右时,在发泡的同时也发生交联反应,从而制得交联的发泡体。作为交联剂,可以使用作为上述成分(e)的有机过氧化物或作为成分(f)的硫化促进剂,此外,可以将上述成分(g)或成分(h)等并用。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,这些硫化促进剂的使用量通常为0.01~20重量份,优选0.1~15重量份。
本发明的发泡体可以用于片材、薄膜或其他各种形状的注射成型品、中空成型品、气压成型品、真空成型品、挤出成型品等。特别适于要求具有柔软性的果实、蛋的包装材料、肉托盘、便当食品包装容器等。作为食品包装容器材料的一例,列举使PP等烯烃系树脂/PS等乙烯基芳族化合物聚合物或HIPS等橡胶改性苯乙烯系树脂/本发明的氢化共聚物或改性氢化共聚物(/必要时由共轭二烯和乙烯基芳族化合物构成的嵌段共聚物或其氢化物(与本发明的氢化共聚物不同))构成的组合物发泡而形成的发泡体。
此外,使用日本特开平6-234133号公报中公开的嵌入型模腔扩大法等方法将本发明的发泡体进行注射成型,也可以形成与硬质树脂成型品组合的缓冲性复合成型品。
(iv)多层薄膜及多层片材
本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物也可以用作多层薄膜或片材。由本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物构成的薄膜,在维持其耐热性、收缩性、热封性、透明性、防晕性的状态下,可以与用于赋予各种功能的其他树脂层层合。因此,通过使用本发明的多层薄膜或片材,可以提供进而具有优异的自粘着性或耐拉伸断裂扩展性、穿透强度、断裂伸长等机械强度、延伸性、捆扎性、回弹性、耐穿透性、耐拉伸断裂性、变形回复性、气体阻隔性的各种多层薄膜。该多层薄膜或片材也可以作为非氯乙烯系拉伸薄膜用于手工包装机或拉伸包装机等。作为包含由本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物构成的层的多层薄膜或片材,列举下述物质。
a.一种多层薄膜或片材,其含有至少一层由本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物构成的层;
b.上述a项的多层薄膜或片材,其特征在于,在两个最外层(即形成薄膜或片材两表面的层)中,至少一层由粘合性树脂(例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA))构成;
c.上述a项的多层薄膜或片材,其特征在于:至少一层由聚烯烃系树脂构成;
d.上述a项的多层薄膜或片材,其特征在于:至少一层由气体阻隔性树脂(例如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚酰胺系树脂等)构成,该气体阻隔性树脂在厚度25μm、温度23℃、湿度65%RH的条件下测定的氧气透过率为100cc/m2·24hrs·atm以下;
e.上述a项的多层薄膜或片材,其特征在于:至少一层由热封性树脂(例如聚乙烯、聚丙烯、尼龙系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、α-烯烃共聚物、氢化共聚物等)构成;
f.上述a~e项中任何一项记载的多层薄膜或片材,其特征在于:最外层以外的至少一层由粘合性树脂层构成。
g.一种拉伸薄膜,其由上述a~f项中任何一项记载的多层薄膜或片材组成;
h.一种热收缩性单向拉伸薄膜或热收缩性双向拉伸薄膜,其由上述a~f项中任何一项记载的多层薄膜或片材组成。
以下就本发明的多层薄膜或片材进行具体说明。
必要时可以使本发明的多层薄膜或片材中含有填充剂、稳定剂、防老剂、耐候性改进剂、紫外线吸收剂、增塑剂、软化剂、润滑剂、加工助剂、着色剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、防晕剂、防粘结剂、结晶核剂、发泡剂等。特别是为了抑制薄膜或片材的粘结,在上述添加剂中,添加芥酸酰胺、油酰胺、甘油单硬脂酸酯、石油系蜡(例如微晶蜡)等防粘结剂特别有效。稳定剂、防老剂、耐候性改进剂、紫外线吸收剂、润滑剂、着色剂、颜料、防粘结剂、结晶核剂等的添加量并无特别限制,从物性、经济性的综合性考虑,优选10重量份以下,特别优选5重量份以下。但对于通过大量添加而实现效果的材料,并无此限定。这些添加剂添加到制造薄膜或片材前的氢化共聚物或氢化共聚物组合物中即可。
当将本发明的氢化共聚物组合物用于本发明的多层薄膜或片材时,以成分(a)/成分(b)的重量比表示,推荐热塑性树脂(b)及/或橡胶状聚合物(b)与氢化共聚物(a)的配合比例为100/0~5/95,优选100/0~20/80,更优选100/0~40/60。
必要时本发明的多层薄膜或片材可以实施电晕、臭氧、等离子体等表面处理、防晕剂涂布、润滑剂涂布、印刷等。必要时本发明的多层薄膜或片材可以进行单轴或双轴等拉伸取向。本发明的多层薄膜或片材必要时可以用热、超声波、高频等方法进行熔接,用溶剂进行粘合等方法,使薄膜彼此之间或与其他热塑性树脂等材料粘合。
本发明的多层薄膜或片材的厚度并无特别限定,多层薄膜的优选厚度为3μm~0.3mm,进一步优选10μm~0.2mm,多层片材的优选厚度为超过0.3mm,3mm以下,进一步优选0.5mm~1mm。适宜用作拉伸薄膜或具有热收缩性的单轴拉伸薄膜或双轴拉伸薄膜用途的厚度优选5~100μm,进一步优选10~50μm。当将该薄膜用作食品包装用拉伸薄膜时,适宜用自动包装机或手动包装机进行包装。此外,作为用于成型容器的材料,优选具有100μm以上的厚度。本发明的多层薄膜或片材可以用真空成型、压缩成型、气压成型等热成型等方法,制造食品或电制品等的包装用容器或包装用支架。
本发明的氢化共聚物本身具有某种程度的自粘着性或粘合性,当要求本发明的多层薄膜或片材具有更强的自粘合性时,也可以使其成为配置了具有自粘合性的粘合层的多层薄膜或片材。粘合层优选使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂。作为EVA,优选醋酸乙烯含量为5~25重量%,在230℃、负荷为2.16kgf条件下测定的熔体流动指数(以下简写为MFR)为0.1~30g/分的EVA,特别优选醋酸乙烯含量为10~20重量%,MFR为0.3~10g/分的EVA。此外,也可以在本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物中适量添加适当的粘合赋予剂,形成粘合层。
除了由本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物构成的层外,以改善物性为目的,本发明的多层薄膜或片材可以与其他适当的薄膜,例如聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂等薄膜多层化。聚烯烃系树脂可以列举等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯、线性低密度聚乙烯(L-LDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯及/或丙烯与丁烯、己烯、辛烯等α-烯烃的嵌段、无规共聚物、聚甲基戊烯等。
可以设计热封层作为本发明的多层薄膜或片材的一部分。所谓热封层,为通过加热以及必要时的加压,实现与其他树脂密着性的树脂层。此外,当只有热封层无法获得足够的功能,在挤出加工性、薄膜成型性上存在难点,而且最佳密封条件的范围窄时,优选配置与热封层相邻的密封辅助层。可以将以聚烯烃系树脂为主成分的组合物用于热封层,聚烯烃系树脂的含量优选50~100重量%。作为配置于热封层的聚烯烃,使用聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、丁烯系树脂。特别地,乙烯系树脂列举乙烯-α-烯烃共聚物,α-烯烃为碳数3~10的化合物,包括例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯。具体地,可以使用线性低密度聚乙烯(L-LDPE)、线性中密度聚乙烯(M-LDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)等。本发明的氢化共聚物也可以用作热封层。
此外,为了调整热封强度、剥离感等,也可以使用添加剂。此外,当要求耐热性时,可以使用尼龙系树脂及乙烯-酯共聚物,例如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)等。使用密封辅助层时,优选构成密封层的树脂的结晶熔点比构成密封辅助层的树脂的结晶熔点高。
当层间粘接力不足时,可以在层间配置粘接层。作为粘接层,其包括例如乙烯-醋酸乙烯共聚物;乙烯-丙烯酸乙酯共聚物;用马来酸、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等改性的烯烃共聚物之类的热塑性聚合物的不饱和羧酸改性物或该酸改性物的金属改性物,以及包含它们的混合物;热塑性聚氨酯弹性体的共混树脂等。该层的厚度没有特别限定,可以根据目的或用途进行选择,但优选0.1~100μm,更优选0.5~50μm。
在本发明的多层薄膜或片材中也可以使用气体阻隔性树脂层(气体阻隔层)。作为气体阻隔性树脂,包括例如,当为厚度25μm的薄膜时,在23℃、相对湿度65%的条件下的氧气透过率为100cc/m2·24hr·atm以下,优选50cc/m2·24hr·atm以下的树脂。具体地,作为能够用于本发明的多层薄膜或片材的气体阻隔性树脂,可以例示的包括偏氯乙烯共聚物(PVDC)、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、由间苯二甲基二胺生成的聚酰胺等芳族尼龙及非晶尼龙、聚丙烯腈等以丙烯腈为主成分的共聚物。此外,还列举以偏氯乙烯共聚物为主体,乙烯和醋酸乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸或这些不饱和酸的烷基酯的共聚物、或MBS树脂的至少一种的共聚物等的混合树脂组合物、以皂化度95摩尔%以上的乙烯和乙烯醇共聚物为主体,聚酯弹性体、聚酰胺弹性体、乙烯和醋酸乙烯共聚物、乙烯和丙烯酸酯共聚物、皂化度不满95摩尔%的乙烯和乙烯醇共聚物等的混合树脂组合物、上述芳族尼龙或非晶尼龙与脂族尼龙等的混合树脂组合物。此外,必须要求柔软性时,特别优选乙烯/乙烯醇共聚体系。
当需要提高气体阻隔层和与其相邻的层之间的粘接性时,也可以在它们之间引入粘接性树脂层。
气体阻隔层的厚度可以根据包装对象或目的进行选择,并无特别限制,但一般为0.1~500μm,优选1~100μm,特别优选5~50μm。例如,当与聚偏氯乙烯共挤出时,从热稳定性和耐低温性角度出发,该层的厚度优选为薄膜整体的30%以下。例如,在由本发明的氢化共聚物与偏氯乙烯的两层构成的100μm的薄膜中,偏氯乙烯层的厚度为20μm左右即可。
与气体阻隔性树脂进行多层化的本发明的多层薄膜或片材,不仅具有本发明所规定的氢化共聚物,而且同时具有氧气阻隔性,是一种理想的多层薄膜或片材。用该多层薄膜或片材包装食品或精密机械等,能够减轻内装物的劣化、腐败、氧化等品质的降低。将该多层薄膜或片材成型,可以制得具有氧气阻隔性的容器。
当使本发明的多层薄膜成为热收缩性薄膜时,在40~100℃范围内的特定温度下,优选其热收缩率在横、纵的至少一个方向上的值为20~200%。如果不满20%,则低温收缩性不足,收缩处理后容易成为褶皱或松弛产生的原因,另一方面,如果超过200%,则在保管中产生收缩,尺寸发生变化。
为了制造本发明的多层薄膜或片材,可以采用一般使用吹胀薄膜制造装置或T形模头薄膜制造装置等的共挤出法、挤出涂布法(也叫挤出层压法)等成型方法。此外,也可以使用用这些装置制得的多层或单层薄膜或片材,采用干式层压法、夹层法、热熔层压法等已知技术,制造作为目的的多层薄膜或片材。此外,当本发明的多层薄膜为热收缩薄膜时,其制造方法无特别限制,可以使用已知的拉伸薄膜的制造方法。例如,可以对用T型模头法、管状法、吹胀法等挤出的片材或薄膜采用单轴拉伸、双轴拉伸、多轴拉伸等拉伸法而制得。作为单轴拉伸的例子,可以列举用拉幅器将挤出片材沿挤出方向和垂直方向拉伸的方法、将挤出管状薄膜沿圆周方向拉伸的方法等。作为双轴拉伸的例子,列举用辊将挤出片材沿挤出方向拉伸后,用拉幅器沿与挤出方向垂直的方向拉伸的方法;将挤出管状薄膜同时或分别沿挤出方向及圆周方向拉伸的方法等。此外,必要时可以进行热定形、电晕处理、等离子体处理等后处理。
进而,本发明的多层薄膜或片材的至少一层可以交联。交联处理采用电子射线、γ线、过氧化物等以往众所周知的方法。此外,也可以在交联处理后进行层合。
本发明的多层薄膜或片材的具体用途并无特别限定,可以用于包装用薄膜、袋子、包等。作为具有拉伸性的多层薄膜时,特别适宜用于食品包装用拉伸薄膜、托盘拉伸薄膜、保护薄膜等。作为阻隔性薄膜时,可以用于食品、饮料、精密机械、医药品等的包装。作为热收缩性薄膜时,可以用于收缩包装、收缩标签等。
(v)建筑材料
本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物也可以用作建筑材料。在这种情况下,优选在本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物中配合填充剂及/或阻燃剂。该建筑材料具有耐磨耗性、抗刮性、拉伸特性等优异的特性,特别适宜用作地板材料、壁材、天花板材、密封材料。此外,本发明的建筑材料也可以作为具有发泡体结构的成型品利用。
当使用本发明的氢化共聚物组合物制备建筑材料时,以成分(a)/成分(b)的重量比表示,上述成分(a)与上述成分(b)的配合比例为100/0~5/95,优选95/5~10/90,更优选95/5~20/80。
作为用于本发明建筑材料的填充剂,可以使用在“发泡体”项中例示的填充材料(成分(j))。
作为用于本发明建筑材料的阻燃剂(以下常常称为“成分(l)”),列举以含溴化合物等为主的卤素系阻燃剂、以芳族含磷化合物等为主的磷系阻燃剂、以金属氢氧化物等为主的无机阻燃剂等。
作为卤素系阻燃剂,可以列举四溴乙烷、八溴二苯醚、十溴二苯醚、六溴环十二烷、三溴新戊醇、六溴苯、十溴二苯基乙烷、三(三溴苯氧基)s-三嗪、三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯、二(三溴苯氧基)乙烷、亚乙基双(四溴邻苯二甲酰亚胺)、六溴苯、五溴乙苯、六溴联苯、十溴联苯氧化物、五溴一氯环己烷、四溴双酚A卤化物、四溴双酚A碳酸酯低聚物、四溴双酚A·双酚A低聚物、四溴双酚S、三(2,3-二溴丙基-1-)异氰脲酸酯、2,2-双[4-(2,3-二溴丙氧基)-3,5-二溴苯基]-丙烷、卤化环氧树脂、锑硅氧化物、三(氯乙基)磷酸酯、三(一氯丙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯、二(2,3-二溴丙基)磷酸酯、三(2-溴-3-氯丙基)磷酸酯、三(溴甲苯基)磷酸酯、三(三溴苯基)磷酸酯、三(二溴苯基)磷酸酯、三(三溴新戊基)磷酸酯、二乙基-N,N-二(2-羟乙基)氨甲基磷酸酯、卤化磷酸酯、氯化石蜡、氯化聚乙烯、全氯环十五烷酮、四溴双酚A、四溴邻苯二甲酸酐、二溴新戊醇、三溴苯酚、五溴苄基聚丙烯酸酯、六氯降冰片烯二酸、二溴甲苯缩水甘油醚、二溴苯基缩水甘油醚、六氯降冰片烯二酸酐、四氯邻苯二甲酸酐等。
但是,作为本发明所使用的阻燃剂,优选基本上不含卤素的阻燃剂。具体列举磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯基)酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸二甲苯基二苯酯、间苯二酚-二(二苯基磷酸酯)、2-乙基己基二苯基磷酸酯、二甲基甲基磷酸酯、磷酸三烯丙酯及其缩合物、磷酸铵及其缩合物、二乙基-N,N-双(2-羟乙基)氨甲基膦酸酯等磷系阻燃剂;氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、硼酸钡、高岭土、粘土、碳酸钙、明矾石、碱性碳酸镁、氢氧化钙、红磷、胍化合物、蜜胺化合物、三氧化锑、五氧化锑、锑酸钠、硅树脂等。
近年来,由于环境问题等原因,无机阻燃剂已成为了阻燃剂的主流。在无机阻燃剂中,优选的无机阻燃剂的例子包括氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙等金属氢氧化物;硼酸锌、硼酸钡等金属氧化物;碳酸钙、粘土、碱性碳酸镁、水滑石等主要是含水金属化合物等的物质。在本发明的建筑材料中,从提高阻燃性方面出发,在上述无机阻燃剂中优选氢氧化镁等金属氢氧化物。在上述阻燃剂中也可以含有其自身阻燃效果差、但通过与其他阻燃剂并用可以发挥优异协同效果的所谓阻燃助剂。
用于本发明建筑材料的填充剂及阻燃剂,也可以在用硅烷偶联剂等预先进行表面处理后再使用。
填充剂及/或阻燃剂的添加量为氢化共聚物或氢化共聚物组合物重量的5~95重量%,优选10~80重量%,更优选20~70重量%。必要时填充剂和阻燃剂可以两种以上并用。可以使用两种以上的填充剂或两种以上的阻燃剂,也可以将填充剂和阻燃剂并用。将填充剂与阻燃剂并用时,优选其合计量在上述范围内。
在本发明的建筑材料中,必要时可以配合上述以外的任意添加剂。只要是一般用于热塑性树脂或橡胶状聚合物的配合的物质,添加剂的种类则无特别限定。其包括例如炭黑、氧化钛等颜料或着色剂;硬脂酸、二十二烷酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、亚乙基双硬脂酰胺等润滑剂;脱模剂;有机聚硅氧烷;邻苯二甲酸酯系或己二酸酯化合物、壬二酸酯化合物等脂肪酸酯系;矿物油等增塑剂;受阻酚系抗氧剂、磷系热稳定剂等抗氧剂;受阻胺系光稳定剂;苯并三唑系紫外线吸收剂;抗静电剂;有机纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属晶须等补强剂或它们的混合物等。
必要时本发明的建筑材料可以进行交联。交联方法可以例示的包括添加过氧化物、硫等交联剂及必要时添加共交联剂等的化学方法,用电子射线或放射线等的物理交联法。交联工艺可以使用静态方法和动态方法中的任一种。此外,交联剂可以使用作为上述成分(e)的有机过氧化物或成分(f)的硫化促进剂,此外,可以并用上述成分(g)或成分(h)等。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,这些硫化促进剂的使用量通常为0.01~20重量份,优选0.1~15重量份。
此外,本发明的建筑材料也可以加工成发泡成型体使用。通过使本发明的建筑材料成为发泡成型体,可以实现轻量化,提高柔软性,增强艺术性等。使本发明建筑材料进行发泡的方法包括使用无机发泡剂、有机发泡剂等化学发泡剂的化学方法或使用物理发泡剂等的物理方法等,均通过添加发泡剂而使气泡分布于材料内部。发泡剂可以使用上述“发泡体”项中例示的发泡剂(成分(k))。对于100重量份本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,发泡剂的配合量为0.1~8重量份,优选0.3~6重量份,进一步优选0.5~5重量份。
本发明的建筑材料可以灵活地用作片材或薄膜等各种形状的注射成型品、中空成型品、气压成型品、真空成型品、挤出成型品等。此外,以改善由本发明建筑材料构成的成型品的外观性、耐磨耗性、耐候性、抗刮性等为目的,可以在成型品的表面进行印刷、涂装、压花等修饰等。
本发明的建筑材料与仅由烯烃系单体构成的树脂相比,具有优异的印刷性、涂装性,以进一步提高印刷性、涂装性等为目的,也可以进行表面处理。表面处理的方法并无特别限定,可以使用物理的方法、化学的方法等,例如可以进行电晕放电处理、臭氧处理、等离子体处理、火焰处理、酸碱处理等。其中,从实施的难易程度、成本、连续处理的可能性角度出发,优选电晕放电处理。
将本发明的建筑材料用作地板材料、壁材、天花板材等那样的具有薄膜、片材、瓷砖、板等平面结构的成型品时,可以使其具有单层结构和多层结构的任意一种结构。对于其他形状的成型品,必要时可以使其具有多层结构。当为多层结构时,可以将组成、组成分布、分子量、分子量分布等不同的本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物、填充剂或阻燃剂的种类或配合量不同的本发明的建筑材料、其他树脂成分或材料等用于各层。
对本发明建筑材料的使用形态并无特别限制,但当用作地板材料、壁材或天花板材时,可以用作用于包覆混凝土、金属、木材等结构材料的最外层部分的包覆材料。将本发明的建筑材料用于制造地板材料、壁材和天花板材时,可以以片材、薄膜、瓷砖、板等形状提供,使用粘合剂、粘接材料、钉、螺钉等方法与结构材料等基材接合。此外,作为密封材料,本发明的建筑材料也可以用于提高密闭性的密封垫片等。作为具体的用途,其可以用于一般住宅、写字楼、商业设施、公共设施等的瓷砖等的地板材料、内壁材料、天花板内壁材料、窗框密封垫片等。
(vi)抗振防音材料
本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物也可以用作抗振防音材料。在这种情况下,优选在本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物中配合填充剂及/或阻燃剂。本发明的抗振防音材料富于柔软性、具有优异的抗振性、防音性、耐磨耗性、抗刮性、强度等特性。
当使用本发明的氢化共聚物组合物制备抗振防音材料时,以成分
(a)/成分(b)的重量比表示,上述成分(a)与上述成分(b)的配合比例为100/0~5/95,优选95/5~10/90,更优选95/5~20/80。
作为用于本发明抗振防音材料的填充剂,可以使用在“发泡体”项中例示的填充材料(成分(j))。此外,作为阻燃剂,可以使用在“建筑材料”项中例示的阻燃剂(成分(l))。优选的阻燃剂也与建筑材料的情况下的相同。
用于本发明抗振防音材料的填充剂及阻燃剂,也可以在用硅烷偶联剂等表面处理剂预先进行表面处理后再使用。
填充剂及/或阻燃剂的添加量为氢化共聚物或氢化共聚物组合物的5~95重量%,优选10~80重量%,更优选20~70重量%。必要时填充剂和阻燃剂可以两种以上并用。可以使用两种以上的填充剂或两种以上的阻燃剂,也可以将填充剂和阻燃剂并用。将填充剂与阻燃剂并用时,优选其合计量在上述范围内。
在本发明的抗振防音材料中,必要时可以配合上述以外的任意添加剂。添加剂的种类,只要是一般用于热塑性树脂或橡胶状聚合物的配合的物质即可,并无特别限定。例如可以使用上述《橡胶塑料配合药品》(日本国Rubber Digest Co.,Ltd.编)等中记载的各种添加剂。
必要时本发明的抗振防音材料可以进行交联。交联方法可以例示的包括添加过氧化物、硫等交联剂及必要时添加共交联剂等的化学方法,用电子射线或放射线等的物理交联法。交联工艺也可以使用静态方法和动态方法中的任一种。此外,交联剂可以使用作为上述成分(e)的有机过氧化物或成分(f)的硫化促进剂,此外,可以并用上述成分(g)或成分(h)等。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,这些硫化促进剂的使用量通常为0.01~20重量份,优选0.1~15重量份。
此外,本发明的抗振防音材料也可以加工成发泡成型体使用。通过使本发明的抗振防音材料成为发泡成型体,可以实现轻量化,提高柔软性,增强艺术性等。使本发明抗振防音材料进行发泡的方法包括使用无机发泡剂、有机发泡剂等化学发泡剂的化学方法和使用物理发泡剂等的物理方法,均通过发泡剂的添加等使气泡分布于材料内部。发泡剂可以使用上述“发泡体”项中例示的发泡剂(成分(k))。对于100重量份本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,发泡体的配合量为0.1~8重量份,优选0.3~6重量份,进一步优选0.5~5重量份。
本发明的抗振防音材料可以灵活地用作片材或薄膜等各种形状的注射成型品、中空成型品、气压成型品、真空成型品、挤出成型品等。此外,以提高由本发明抗振防音材料构成的成型品的外观性、耐磨耗性、耐候性、抗刮性等为目的,可以在成型品的表面进行印刷、涂装、压花等修饰。
本发明的抗振防音材料与仅由烯烃系单体构成的树脂相比,具有优异的印刷性、涂装性,以进一步提高印刷性、涂装性等为目的,也可以进行表面处理。表面处理的方法并无特别限定,可以使用物理的方法、化学的方法等,例如可以进行电晕放电处理、臭氧处理、等离子体处理、火焰处理、酸碱处理等。其中,从实施的难易程度、成本、连续处理的可能性方面出发,优选电晕放电处理。
将本发明的抗振防音材料用作地板材料、壁材、天花板材等那样的具有薄膜、片材、瓷砖、板等平面结构的成型品时,可以使其具有单层结构和多层结构的任意一种结构。对于其他形状的成型品,必要时可以使其具有多层结构。当为多层结构时,可以将组成、组成分布、分子量、分子量分布等不同的本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物、填充剂或阻燃剂的种类或配合量不同的本发明的抗振防音材料、其他树脂成分或材料等用于各层。通过将彼此不同的多个共聚物层合,可以在宽的温度范围内发挥抗振防音性能。
(vii)电线包覆材料
本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物也可以用作电线包覆材料。在这种情况下,优选在本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物中配合填充剂及/或阻燃剂。由于本发明的电线包覆材料具有优异的电绝缘性、可挠性、可剥离性,因此适宜用作电线、电力电缆、通信电缆、送电用电缆等的包覆用材料。
当使用本发明的氢化共聚物组合物制备电线包覆材料时,以成分
(a)/成分(b)的重量比表示,上述成分(a)与上述成分(b)的配合比例为100/0~5/95,优选95/5~10/90,更优选95/5~20/80。
作为用于本发明电线包覆材料的填充剂,可以使用在“发泡体”项中例示的填充材料(成分(j))。此外,作为阻燃剂,可以使用在“建筑材料”项中例示的阻燃剂(成分(l))。优选的阻燃剂也与建筑材料的情况下的相同。
用于本发明电线包覆材料的填充剂及阻燃剂,也可以在用硅烷偶联剂等表面处理剂预先进行表面处理后再使用。
填充剂及/或阻燃剂的添加量为氢化共聚物或氢化共聚物组合物的5~95重量%,优选10~80重量%,更优选20~70重量%。必要时填充剂和阻燃剂可以两种以上并用。可以使用两种以上的填充剂或两种以上的阻燃剂,也可以将填充剂和阻燃剂并用。将填充剂与阻燃剂并用时,优选其合计量在上述范围内。
在本发明的电线包覆材料中,必要时可以配合任意的添加剂。添加剂的种类,只要是一般用于热塑性树脂或橡胶状聚合物的配合的物质,并无特别限定。例如可以使用上述《橡胶塑料配合药品》(日本国Rubber Digest Co.,Ltd.编)等中记载的各种添加剂。
本发明的电线包覆材料,必要时可以进行交联。交联的电线包覆材料与交联前相比,由于反复脉冲引起的绝缘破坏电压的降低进一步得以改善,而且到绝缘破坏产生时的反复脉冲的外加次数进一步延长。交联方法可以例示的包括添加过氧化物、硫等交联剂及必要时添加共交联剂等的化学方法,用电子射线或放射线等的物理交联法。交联工艺也可以使用静态方法和动态方法中的任一种。此外,交联剂可以使用作为上述成分(e)的有机过氧化物或成分(f)的硫化促进剂,此外,可以并用上述成分(g)或成分(h)等。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,这些硫化促进剂的使用量通常为0.01~20重量份,优选0.1~15重量份。
此外,本发明的电线包覆材料也可以加工成发泡成型体使用。通过使本发明的电线包覆材料成为发泡成型体,可以实现轻量化,提高柔软性,增强艺术性等。使本发明电线包覆材料进行发泡的方法包括使用无机发泡剂、有机发泡剂等化学发泡剂的化学方法或使用物理发泡剂等的物理方法等,均通过发泡剂的添加等使气泡分布于材料内部。发泡剂可以使用上述“发泡体”项中例示的发泡剂(成分(k))。对于100重量份本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,发泡体的配合量为0.1~8重量份,优选0.3~6重量份,进一步优选0.5~5重量份。
(viii)高频熔接性组合物
可以使用本发明的氢化共聚物,制备具有以下α或β组成的高频熔接性组合物。
α)100重量份本发明的氢化共聚物、以及1~50重量份从乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物及分子链中含有羟基的化合物中选取的至少一种成分(以下常常成为“成分(m)”),或
β)100重量份本发明的氢化共聚物、1~50重量份成分(m)、以及5~150重量份从与上述成分(m)不同的热塑性树脂及橡胶状聚合物中选取的至少一种成分。
所谓“高频熔接性组合物”,是指使用高频或微波可以熔接的组合物,即可以高频熔接成型的组合物。
从最终组合物的柔软性或密封性、特别是高频熔接可适性、挤出加工性等方面考虑,用于本发明的高频熔接性组合物的乙烯-丙烯酸酯共聚物,其丙烯酸酯含量优选5重量%以上,特别优选5~20重量%。
作为用于乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等,最优选丙烯酸乙酯。
从最终组合物的柔软性或密封性、特别是高频熔接可适性、挤出加工性等方面考虑,用于本发明的高频熔接性组合物的乙烯-醋酸乙烯共聚物,其醋酸乙烯含量优选5重量%以上,特别优选5~20重量%。
此外,作为分子链中含有羟基的化合物,例如多元醇化合物、酚化合物、乙烯醇系树脂、两末端含有羟基的树脂及羟基接枝聚烯烃系树脂等。
所谓多元醇化合物,是指分子内含有2个以上羟基的化合物,具体例子包括聚乙二醇、聚丙二醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、3,4-己二醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、九庚糖醇酐、1,2,4-丁三醇、1,2,6-己三醇、戊糖醇类(核糖醇、阿拉伯糖醇、D-阿拉伯糖醇、L-阿拉伯糖醇、D,L-阿拉伯糖醇等、木糖醇等)、己糖醇类(蒜糖醇、卫矛醇、半乳糖醇、葡萄糖醇、D-葡萄糖醇、L-葡萄糖醇、D,L-葡萄糖醇、D-甘露糖醇、L-甘露糖醇、D,L-甘露糖醇、阿卓糖醇(altritol)、D-阿卓糖醇、L-阿卓糖醇、D,L-阿卓糖醇、艾杜糖醇、D-艾杜糖醇、L-艾杜糖醇等)、丁糖醇类(赤藓醇、苏糖醇(threitol)、D-苏糖醇、L-苏糖醇、D,L-苏糖醇)、麦芽糖醇、乳糖醇等。其中,特别优选聚乙二醇、季戊四醇类、甘油、三羟甲基丙烷。
酚化合物是指分子内含有一个或两个以上羟基的芳族化合物,具体例子包括苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、3,5-二甲苯酚、甲基异丙基苯酚、百里酚、α-萘酚、β-萘酚、儿茶酚、间苯二酚、氢醌、二羟甲基苯酚、连苯三酚、均苯三酚等。其中,优选儿茶酚、二羟甲基苯酚等二元酚或连苯三酚等三元酚。
所谓乙烯醇系树脂,是指用苛性钠、苛性钾等对醋酸乙烯树脂进行皂化反应所得到的聚乙烯醇树脂(PVA)或使以乙烯、丙烯为代表的α-烯烃和醋酸乙烯共聚物进行皂化反应而得到的α-烯烃-醋酸乙烯共聚物皂化物树脂。通常公知,由于聚合容易,使用乙烯作为α-烯烃成分,与聚乙烯醇树脂同样使乙烯-醋酸乙烯树脂进行皂化反应,得到乙烯-乙烯醇共聚物树脂(EVOH)。上述PVA有大量产品在市场上出售,可以使用这些产品。市售产品的例子包括日本(株)クラレ的“Poval”(商品名),日本合成化学(株)的“Cohsenol”(商品名)。此外,作为EVOH,优选乙烯含量为15~90摩尔%的乙烯-醋酸乙烯共聚物进行皂化所得到的皂化度30~100%的聚合物。与其相当的市售产品的例子有日本Kuraray Co.,Ltd.的“EVAL”(商品名),日本合成化学(株)的“SOARNOL”(商品名)等。
所谓两端含有羟基的树脂,是指在聚丁二烯、聚并戊二烯及石油树脂等两末端含有羟基、羧基的烃化物。其分子量为10,000以下,优选5,000以下。两端含有羟基树脂可以使用市售产品。市售产品的例子有日本三菱化成(株)制的“Polytail H(商品名)、日本出光石油化学(株)制“Epol”(商品名)等。
所谓羟基接枝聚烯烃系树脂,是指使用有机过氧化物等使羟基接枝到聚丙烯等聚烯烃上的接枝改性聚烯烃,市售产品有日本三洋化成(株)“Umex”(商品名)。
上述成分(m)可以单独使用,也可以使用两种以上的混合物。
在本发明的高频熔接性组合物中,必要时可以配合任意添加剂。添加剂的种类,只要是一般用于热塑性树脂或橡胶状聚合物的配合的物质,并无特别限定。例如可以使用上述《橡胶塑料配合药品》(日本Rubber Digest Co.,Ltd.编)等中记载的各种添加剂。
本发明的高频熔接性组合物具有优异的柔软性、耐磨耗性、抗刮性,并且用高频或微波可以熔融粘着。该高频熔融粘着性组合物自身或配合各种添加剂后,可以用于片材、薄膜、无纺布或纤维状成型品等各种形状的注射成型品、中空成型品、气压成型品、真空成型品、挤出成型品。这些成型品在食品包装材料、医疗用器具材料、家电制品及其零件、汽车零件、工业零件、家庭用品、玩具等的原料、鞋用原料等用途领域通过使基材高频熔接而利用。
(ix)中空模塑材料
本发明的氢化共聚物可以用作中空模塑材料。具体地,本发明提供了一种具有适宜仪表盘等汽车内装用表皮等表皮材料的加工性、抗刮性的中空模塑材料、由该中空模塑材料构成的中空模塑用粉末及其构成的表皮材料。
作为本发明的中空模塑材料,使用含有本发明的氢化共聚物(a)和热塑性树脂(b)及/或橡胶状聚合物(b)的氢化共聚物组合物。以成分(a)/成分(b)的重量比表示,氢化共聚物组合物中成分(b)的配合量为50~97/50~3,优选70~95/30~5,更优选80~90/20~10。
在本发明的中空模塑材料中,必要时可以配合任意添加剂。添加剂的种类,只要是一般用于热塑性树脂或橡胶状聚合物配合的物质,并无特别限定。例如可以使用上述《橡胶塑料配合药品》(日本RubberDigest Co.,Ltd.编)等中记载的各种添加剂。
为了维持成型加工性及发挥优异的耐热性,优选地,本发明的中空模塑材料使用有机过氧化物等交联剂对由成分(a)和成分(b)构成的氢化共聚物组合物进行交联。优选该交联体的凝胶成分含量为50~98%,更优选70~95%的范围内。这里的凝胶成分含量是,例如将5mg(记为W1)交联的氢化共聚物组合物装入试样瓶中,向其中加入50ml甲苯,用组合式铝块加热器在120℃进行12小时萃取,其后用不锈钢金属网进行过滤,将金属网上的未溶解部分在105℃下干燥5小时后称量(记为W2),根据下式求得的值。
凝胶成分含量=(W2/W1)×100
交联剂是为了在氢化共聚物组合物中引入交联结构从而赋予其耐热性而使用的物质,可以使用上述成分(e)的有机过氧化物,成分(f)的硫化促进剂,可以并用上述成分(g)或成分(h)等。对于100重量份氢化共聚物组合物,有机过氧化物等交联剂的使用量通常为0.1~7重量份,优选0.5~5重量份,对于100重量份氢化共聚物组合物,交联助剂的使用量通常为0.03~5重量份,优选0.05~4重量份。
为了导入交联结构,例如,使用将氢化共聚物组合物和有机过氧化物等交联剂以及必要时添加的交联助剂进行干混后,用加压捏合机在120~230℃进行熔融混炼的方法,或用双螺杆挤出机进行连续熔融混炼的方法等。
希望本发明的中空模塑材料为平均粒径50~500μm,优选60~450μm的粉末。该粉末可以通过用涡轮式粉碎机、针式粉碎机、锤碎机等粉碎机将本发明的中空模塑材料进行微粉碎而制得。在这种情况下,通常为常温粉碎,也可以使用冷媒或冷却设备将其冷却到-60℃以下的温度进行机械粉碎。由于成为了平均粒径50~500μm的粉末,因此粉末流动性提高,如果成型该粉末,可以制得无针孔、表面平滑的成型品。如果粉末的平均粒径不足50μm,则粉末的流动性差,而且将其成型得到的成型品的表面外观差。另一方面,如果粉末的粒径超过500μm,则熔融成型性差,有产生针孔的倾向。
在本发明中,通过将中空模塑成型材料供给例如压缩成型、辊成型、挤出成型、注射成型等各种成型加工工艺,或将中空模塑成型材料粉碎得到的粉末供给粉末中空模塑,可以制造表皮材料。
参照图2(a)~2(d)对粉末中空模塑进行具体说明。将粉末中空模塑成型材料的粉末投入到与单轴旋转粉末中空模塑成型装置相连的不锈钢制四方形容器3(以下称为“粉末供给箱3”)中,其中单轴旋转粉末中空模塑成型装置带有单轴旋转柄1,随后,将预先加热到180~300℃,优选200~280℃的带有底切部分(与模具的开闭方向相对,作为连接装置的部分)的电铸模具4用夹板安装到该该粉末供给箱3的上部(参照图2(d))。使支撑于成型装置的旋转轴2的单轴旋转柄1旋转,反复进行同时使粉末供给箱3和电铸模具4向左右各旋转5次的操作。其后,用木锤等对电铸模具4敲击数次,使过剩的粉末5掉落。将电铸模具4从粉末供给箱3上取下,在250~450℃,优选300~430℃的加热炉中加热5~60秒,优选10~30秒,使氢化共聚物组合物熔融。随后将模具水冷,从模具中取出成型品。
用本发明中空模塑材料及由中空模塑材料构成的中空模塑用粉末制得的表皮材料,可以用作作为汽车内装材料的仪表盘、天花板、门、座位、柱、方向盘、把手等、家具、杂货、房屋的内衬等的表皮材料。
(x)粘合性组合物
在本发明的氢化共聚物及氢化共聚物组合物中配合增粘剂(以下常常称为“成分(n)”),可以制备粘合性组合物。由于该粘合性组合物具有优异的粘合力等粘合特性的综合性能及高温加热下的熔融粘度稳定性,因此可以用于例如粘合带、粘合性片材或薄膜、粘合性标签表面保护片材或薄膜的粘合层、粘合剂。
用本发明的氢化共聚物组合物制备粘合性组合物时,以成分(a)/成分(b)的重量比表示,氢化共聚物组合物中成分(a)与成分(b)的配合比例为50/50~97/3、优选60/40~95/5,更优选70/30~90/10。
对粘合性组合物中使用的增粘剂无特别限定,可以使用多萜系树脂、氢化松香系萜烯系树脂、萜烯-酚系树脂、脂族环状烃树脂等已知的增粘性树脂。这些增粘剂可以2种以上混合使用。作为增粘剂的具体例,可以使用《橡胶塑料配合药品》(日本Rubber Digest Co.,Ltd.编)中记载的物质,例如作为多萜系树脂的Clearon P105或P125、作为脂族环状烃树脂的Arkon P-90或P-115等。对于100重量份的氢化共聚物或氢化共聚物组合物,增粘剂的使用量为20~400重量份,优选50~350重量份。其使用量如果不足20重量份,则难以付与粘合性组合物的粘合性,此外,如果超过400重量份,则会引起粘合性组合物的软化点降低,任何情况下都会产生损害粘合性特性的倾向。
此外,可以将已知的环烷系、链烷系的加工油及它们的混合物作为软化剂添加到粘合性组合物中。具体的软化剂的例子为在“补强性填充剂配合物”项中例示的橡胶用软化剂(成分(i))。通过添加软化剂,粘合性组合物的粘度下降,因此加工性提高,而且粘合性也提高。对于100重量份氢化共聚物或氢化共聚物组合物,软化剂的使用量优选0~200重量份,更优选0~150重量份。如果超过200重量份,则存在显著损害粘合性组合物保持力的倾向。
此外,必要时可以在粘合性组合物中添加上述《橡胶塑料配合药品》(日本Rubber Digest Co.,Ltd.编)中记载的抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂等稳定剂。此外,除了上述稳定剂外,还可以在粘合性组合物中添加氧化铁红、二氧化钛等颜料;石蜡、微品蜡、低分子量聚乙烯蜡等蜡类;无定形聚烯烃、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等聚烯烃系或低分子量的乙烯基芳族热塑性树脂;天然橡胶;聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸橡胶、异戊二烯-异丁烯橡胶、聚戊烯(polypentenamer)橡胶、及苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯系嵌段共聚物及它们的氢化嵌段共聚物等合成橡胶。
粘合性组合物的制造方法无特别限定,可以使用用已知的混合机、捏合机等在加热下均匀混合的方法进行制备。
粘合性组合物显示出良好的熔融粘度、粘合力,此外熔融粘度变化率也小,具有粘合特性优异的综合性能。利用这些特征,可以用于各种粘合带、标签类、压敏性薄板、压敏性片材、表面保护片材和薄膜、各种轻量塑料成型品固定用里面粘合剂、地毯固定用里面粘合剂、瓷砖固定用里面粘合剂、粘合剂等,特别适宜粘合带用、粘合性片材和薄膜用、粘合性标签用、表面保护片材和薄膜用、粘合剂用。
(ix)沥青组合物
通过在本发明的氢化共聚物中配合沥青(以下常常称为″成分(o)″),可以制备沥青组合物。该沥青组合物的伸长率、高温贮藏稳定性等沥青特性的综合性良好,利用该特性,可以用作例如道路铺装用沥青组合物、屋顶和防水片材用沥青组合物及密封剂用沥青组合物。
用于沥青组合物的沥青,列举作为精炼石油时的副产物(石油沥青)或天然产物(天然沥青)而得到的物质,或将它们与石油类混合而得到的物质等,是其主成分被称作沥青(地沥青)的物质。具体地,可以使用直馏沥青、半氧化沥青、氧化沥青、添加焦油、木沥青、油的稀释沥青、沥青乳剂等。这些物质可以两种以上混合使用。
用于沥青组合物的优选沥青,为按照JIS K2207测定的针入度为30~300,优选40~200,更优选45~150的直馏沥青。对于100重量沥青,本发明的氢化共聚物在沥青组合物中的含量为0.5~50重量份,优选1~30重量份,更优选3~20重量份。
必要时可以在沥青组合物中配合各种添加剂。例如可以添加碳酸钙、碳酸镁、滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、玻璃纤维、玻璃珠等无机填充剂;有机纤维、苯并呋喃-茚树脂等有机补强剂;有机过氧化物、无机过氧化物等交联剂;钛白、炭黑、氧化铁等颜料;染料;阻燃剂;抗氧剂;紫外线吸收剂;抗静电剂;润滑剂;链烷系加工油剂、环烷系加工油剂、芳族加工油剂、石蜡、有机聚硅氧烷、矿物油等软化剂;增塑剂;苯并呋喃-茚树脂、萜烯树脂等的增粘树脂等作为添加剂。
此外,作为添加剂也可以使用无规聚丙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等聚烯烃系树脂、低分子量的乙烯基芳族热塑性树脂、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸橡胶、异戊二烯-异丁烯橡胶、及本发明的氢化共聚物以外的苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物或其氢化物、苯乙烯-异戊二烯系嵌段共聚物或其氢化物等合成橡胶、硫等硫化剂、硫化助剂、其它的增量剂或这些物质的混合物。特别地,将沥青组合物用于道路铺装时,通常与矿物质的碎石、砂、矿渣等骨料混合使用。
如上所述,本发明的氢化共聚物和氢化共聚物组合物可以用于各种用途,当用作成型品使用时,成型方法可以使用挤出成型、注射成型、中空成型、气压成型、真空成型、发泡成型、多层挤出成型、多层注射成型、高频熔接成型、及中空模塑等。成型品的实例有片材、薄膜、管、无纺布或纤维状成型品、合成皮革等。由本发明的氢化共聚物及氢化共聚物组合物构成的成型品可以用于食品包装材料、医疗用器具材料、家电制品及其零件、电子装置及其零件、汽车零件、工业零件、家庭用品、玩具等的原料、鞋用原料、纤维原料、粘合剂用原料、沥青改性剂等。作为汽车零件的具体实例,其包括side mall、索环、球形捏手、挡风雨条、窗框及其密封剂、扶手、门把手、方向盘把手、控制箱、头靠、仪表盘、缓冲器、偏导器、安全气袋装置的存储盖(storage cover)等。医疗用具的具体实例包括血液袋、血小板保存袋、输液(药液)袋、人工透析用袋、医疗用管等。此外,还可以用于粘合带、片、薄膜基材、表面保护薄膜基材及该薄膜用粘合剂、地毯用粘合剂、弹性包装用薄膜、热收缩性薄膜、包覆钢管用包覆材料、密封剂等。
在与上述各种用途对应的组合物的说明中,对成型品已进行了说明,下面以多层挤出成型品及多层注射成型品为例,对本发明的成型品进行具体说明。
多层挤出成型品
使用本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物的多层挤出成型品,是将多层片材进行热成型而得到的多层挤出成型品,所述多层片材通过将本发明的氢化共聚物、氢化共聚物组合物或上述本发明的其他组合物(例如补强性填充剂配合物、交联物或建筑材料)与热塑性树脂及/或橡胶状聚合物共挤出而制造。此外,也是对上述多层薄膜和片材进行热成型而得到的多层挤出成型品。
共挤出法使用共有1个模头的2台以上的挤出机,将本发明的氢化共聚物、氢化共聚物组合物或本发明的其他组合物投入到1台以上的挤出机中,将热塑性树脂及/或橡胶状聚合物投入到另外的1台以上的挤出机中,从而制造多层片材。对该多层片材进行热成型,例如真空成型、气压成型,从而制得多层挤出成型品。共挤出模头可以使用多重模头(multimanifold die)、combining、适配模(adapter die)、多缝模等。也可以使用多缝模等制得多层中空成型品、多层管状成型品。
在本发明的多层挤出成型品中,作为使用的热塑性树脂及橡胶状聚合物,可以使用用于本发明氢化共聚物组合物的成分(b)例示的物质。
本发明的多层挤出成型品可以用于汽车内外装零件、家具零件、家电和办公自动化设备关连零件、食品包装材料和容器、医疗用材料等。特别地,多层管状成型品可以用于医疗用管(例如血液回路管、点滴用输液管、导尿管等)、橡胶软管等家庭用软管、自动销售机用管等。
多层注射成型品
使用本发明的氢化共聚物或氢化共聚物组合物的多层注射成型品,是用双色注射成型法或多层嵌入注射成型法将本发明的氢化共聚物、氢化共聚物组合物或上述本发明的其他组合物(例如补强性填充剂配合物、交联物或建筑材料)与热塑性树脂及/或橡胶状聚合物成型而得到的多层注射成型品。
多层注射成型使用2台以上的注射成型机,将本发明的氢化共聚物、氢化共聚物组合物或上述本发明的其他组合物投入到1台以上的注射成型机中,将热塑性树脂及/或橡胶状聚合物投入到另外的1台以上的注射成型机中,首先成型后者。然后将其嵌入注射成型前者的模具中,注射成型前者,从而使其一体化。
为了成型本发明的多层注射成型品,可以单独或组合使用双色注射成型机和嵌入注射成型机。作为双色注射成型机,优选一般装有core-back模具的成型机,或称为DC型机的模具旋转180度的类型的成型机。作为嵌入注射成型机,优选竖式系统成型机,即带有自动嵌入装置、制品取出装置的、还包括前处理、后加工的复合自动成型机等。
在本发明的多层注射成型品中,作为所使用的热塑性树脂及橡胶状聚合物,可以使用在本发明的氢化共聚物组合物中所使用的成分(b)例示的物质。
此外,在本发明中,也可以制得与金属零件组合的多层注射成型品。用于本发明多层注射成型品的金属零件的材质、形状并无特别限制。代表物质为铁、不锈钢、铜、黄铜、镍等构成的零件,例如螺钉、金属芯等。
本发明的多层注射成型品相互的密着性良好,可以广泛用于汽车的内外装零件、家具零件、家电和办公自动化设备关连零件等。
实施发明的最佳形态
以下结合参考例、实施例及比较例对本发明进行具体说明,但本发明并不限于这些例子。
I.氢化共聚物
在实施例1~6及比较例1~8中,制造非氢化共聚物,对其进行氢化制得氢化共聚物。
涉及非氢化共聚物或氢化共聚物的特性或物性用以下的方法进行测定。
I-1)苯乙烯含量
非氢化共聚物及氢化共聚物的苯乙烯含量用紫外分光光度计(装置名:UV-2450;日本岛津制作所制)进行测定。
I-2)聚苯乙烯嵌段(H)含量(Os值)
非氢化共聚物的聚苯乙烯嵌段(H)含量用I.M.Kolthoff等,J.Polym.Sci.1,429(1946)中记载的四氧化锇分解法进行测定。将0.1g锇酸流解在125ml叔丁醇中得到的溶液用于非氢化共聚物的分解。(这里将测得的聚苯乙烯嵌段含量称为“Os值”。)
对氢化共聚物的聚苯乙烯嵌段(H)含量进行测定时,使用核磁共振装置(装置名:JMN-270WB;日本电子社制),根据Y.Tanaka等,RUBBER CHEMISTRY and TECHNOLOGY 54,685(1981)中记载的方法进行测定。具体来说,以30mg氢化共聚物溶解于1g含重氢的氯仿中得到的物质作为试样,测定1H-NMR。从全积分值、化学位移6.9~6.3ppm的积分值和化学位移7.5-6.9ppm的积分值求得用NMR得到的氢化共聚物的聚苯乙烯嵌段含量(Ns值),其后将Ns值换算为Os值。计算方法如下所示。
嵌段苯乙烯(St)强度:(6.9~6.3ppm)积分值/2
无规苯乙烯(St)强度:(7.5~6.9ppm)积分值-3(嵌段St强度)
乙烯-丁烯(EB)强度:全积分值-3{(嵌段St强度)+(无规St强度)}/8
用NMR得到的聚苯乙烯嵌段含量(Ns值)=104(嵌段St强度)/[104{(嵌段St强度)+(无规St强度)}+56(EB强度)]
Os值=-0.012(Ns)2+1.8(Ns)-13.0
I-3)非氢化共聚物及非氢化共聚物的乙烯基键量
用红外分光光度计(装置名:FT/IR-230;日本分光社制),在共聚物的情况下用Hampton法算出,在均聚物的物情况下用Morello法算出。
I-4)共轭二烯单体单元的双键的加氢率
加氢率用核磁共振装置(装置名:DPX-400;德国BRU KER社制)进行测定。
I-5)重均分子量及分子量分布
氢化共聚物及氢化共聚物的分子量及分子量分布用GPC装置(美国Waters Corporation制)进行测定。溶剂使用四氢呋喃,在35℃进行测定。使用用市售的标准聚苯乙烯制作的校正曲线(通过测定标准聚苯乙烯的峰值分子量而作成),由GPC色谱的峰值分子量求得重均分子量。此外,分子量分布为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)。
I-6)结晶峰及结晶峰热量
氢化共聚物的结晶峰及结晶峰热量用DSC(装置名:DSC3200S;日本MAC Science Co.,Ltd.制)进行测定。以30℃/分的升温速度从室温升温至150℃,其后以10℃/分的降温速度降温到-100℃,测定结晶曲线,确认有无结晶峰。此外,有结晶峰时,将该峰出现的温度定为结晶峰温度,测定结晶峰热量。
I-7)Dunlop冲击回弹性
Dunlop冲击回弹性根据BS 903的Dunlop冲击回弹性试验,在23℃进行测定。
I-8)抗刮性(铅笔刮痕试验)
根据JIS K5400的铅笔刮痕试验对抗刮性进行测定。使用硬度HB的铅笔,在温度为23℃、负荷为200g的条件下对由氢化共聚物构成的试样进行刮划。根据以下基准对刮划后的状态用目视进行判定。
刮划后的状态 | |
◎: | 没有损伤 |
△: | 稍有损伤 |
×: | 有明显损伤 |
I-9)氢化共聚物的耐粘结性
耐粘结性用以下方法进行测定。在直径5cm的金属圆筒中装入60g由氢化共聚物构成的、相同形状(直径约3mm×3mm的圆筒状)的试样颗粒,在其上面加载1160g的重量。在该状态下,在加温到42℃的吉尔烘箱中加温20小时后,观察圆筒中颗粒的粘附状态。具体来说,由于从圆筒中取出的颗粒块散开(但耐粘结性差的物质仍保持块状,不散开),因此测定由3粒以上颗粒构成的块的重量,求得颗粒块的重量与颗粒总重量(60g)的比(%)。耐粘结性好否用下述基准进行评价。此外,在各试样颗粒中添加相当于1500ppm的硬脂酸钙,进行评价。
I-10)100%模量
将100%模量作为柔软性的指标。根据JIS K6251,测定氢化共聚物压缩试验片的拉伸特性,测定100%拉伸时的应力(以下称为100%模量)。100%模量越小,则柔软性越好,优选其为120kg/cm2以下。
I-11)耐打痕性
对于由氢化共聚物构成的厚度为2mm的压缩试验片(片材),使前端为长10mm、宽1mm的长方形并且重量为500g的楔子从10cm的高度落下。用表面粗糙形状测定器(日本(株)东京精密社制),通过激光扫描测定片材上伤痕的深度(单位μm)。伤痕深度在40μm以下的试样,耐打痕性非常好。
参考例1
<加氢催化剂的制备>
在以下实施例及比较例中,用于非氢化共聚物及非氢化共聚物加氢反应的加氢催化剂用下述方法制备。
将1升干燥、精制的环己烷装入用氮气置换的反应容器中,添加100毫摩尔双(η5-环戊二烯基)二氯化钛。一边对反应容器内的混合物进行充分搅拌,一边向其中添加含有200毫摩尔三甲基铝的正己烷溶液,在室温下使其反应大约3天,制得含有钛的加氢催化剂。
实施例1
使用2台内容积为10升的带有搅拌装置及夹套的槽型反应器,用以下的方法进行非氢化共聚物的连续聚合。
向第一台反应器的底部分别以4.51升/hr供给丁二烯浓度为24重量%的环己烷溶液,以5.97升/hr供给苯乙烯浓度为24重量%的环己烷溶液,以2.0升/hr供给正丁基锂的环己烷溶液,所述正丁基锂的环己烷溶液的浓度调整为,每100重量份单体(丁二烯和苯乙烯的总量),正丁基锂的量为0.077重量份,进而供给N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的环己烷溶液,其供给速度为,相对于每1摩尔正丁基锂,N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的量为0.44摩尔,在90℃下进行连续聚合。反应温度通过夹套温度进行调整,反应器底部附近的温度约为88℃,反应器上部附近的温度约为90℃。在聚合反应器中的平均滞留时间约为45分钟,丁二烯的转化率约为100%,苯乙烯的转化率为99%。
将从第一台反应器中流出的聚合物溶液供给第二台反应器的底部,与此同时以2.38升/hr的供给速度向第二台底部供给苯乙烯浓度为24重量%的环己烷溶液,在90℃下进行连续聚合,制得共聚物(非氢化共聚物)。第二台出口处苯乙烯的转化率为98%。
对连续聚合制得的非氢化共聚物进行分析,其结果为:苯乙烯含量为67重量%,聚苯乙烯嵌段(H)含量为20重量%,丁二烯部分的乙烯基键量为14重量%。
随后,向连续聚合制得的非氢化共聚物中添加相对于100重量份非氢化共聚物的钛为100ppm的上述加氢催化剂,在氢气压为0.7MPa、65℃的温度下进行氢化反应。反应结束后添加甲醇,随后添加相对于100重量份聚合物的用量为0.3重量份的十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯作为稳定剂,制得氢化共聚物(聚合物-1)。
聚合物-1的加氢率为99%,重均分子量为20万,分子量分布为1.9。此外,用NMR法测定的聚合物-1的Ns值为21重量%,由Ns值求得的聚苯乙烯嵌段含量(Os值)为20重量%。进而,用与上述相同的NMR法计算苯乙烯含量,其为67重量%。此外,DSC的测定结果为无结晶峰。聚合物-1的特性示于表1。
实施例2
除了将供给到第一台中的丁二烯溶液的供给量变为3.38升/hr,苯乙烯溶液的供给量变为6.87升/hr,将供给到第二台中的苯乙烯溶液的供给量变为2.95升/hr外,用与实施例1相同的方法进行连续聚合,制得非氢化共聚物。随后,与实施例1相同进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-2)。聚合物-2的特性示于表1。
实施例3
除了将正丁基锂的供给量变为-相对于100重量份单体,浓度为0.067重量份-以外,用与实施例1相同的方法进行连续聚合,制得非氢化共聚物。随后,与实施例1相同进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-3)。聚合物-3的特性示于表1。
比较例1
除了将供给到第一台中的苯乙烯溶液的供给量变为2.06升/hr,将供给到第二台中的苯乙烯溶液的供给量变为1.37升/hr外,用与实施例1相同的方法进行连续聚合,制得非氢化共聚物。随后,与实施例1相同进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-4)。聚合物-4的特性示于表1。
比较例2
使用市售的苯乙烯-丁二烯无规共聚物(商品名:Asaprene 6500;日本Elastomer Co.,Ltd.制)作为基料聚合物,与实施例1同样进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-5)。聚合物-5的特性示于表1。此外,发现聚合物-5在35℃具有热量为4.7J/g的结晶峰。
比较例3
除了将供给到第一台中的丁二烯溶液的供给量变为1升/hr,苯乙烯溶液的供给量变为10升/hr,将供给到第二台中的苯乙烯溶液的供给量变为1升/hr外,用与实施例1相同的方法进行连续聚合,制得非氢化共聚物。随后,与实施例1同样进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-6)。聚合物-6的特性示于表1。
比较例4
除了将正丁基锂的供给量变为-相对于100重量份单体,浓度为0.2重量份-以外,用与实施例1相同的方法进行连续聚合,制得非氢化共聚物。随后,与实施例1同样进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-7)。聚合物-7的特性示于表1。
比较例5
除了将加氢率调整为80%以外,用与实施例1相同的方法制得氢化共聚物(聚合物-8)。聚合物-8的特性示于表1。
实施例4
使用1台内容积为10升的带有搅拌装置及夹套的槽型反应器,用以下的方法进行非氢化共聚物的连续聚合。
向反应器的底部分别以13.3升/hr供给含有作为单体的丁二烯和苯乙烯的环己烷溶液(丁二烯/苯乙烯的重量比为30/70,单体浓度为22重量%),以1.0升/hr供给正丁基锂的环己烷溶液,所述正丁基锂的环己烷溶液的浓度调整为,相对于100重量份单体,正丁基锂的量为0.067重量份,进而供给N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的环己烷溶液,其供给速度为,相对于每1摩尔正丁基锂,N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的量为0.82摩尔,在90℃下进行连续聚合,制得共聚物(非氢化共聚物)。反应温度通过夹套温度进行调整,反应器底部附近的温度约为87℃,反应器上部附近的温度约为90℃。在聚合反应器中的平均滞留时间约为45分钟,丁二烯的转化率约为100%,苯乙烯的转化率约为96%。
对连续聚合制得的非氢化共聚物进行分析,其结果为:苯乙烯含量为67重量%,聚苯乙烯嵌段含量为1重量%,丁二烯部分的乙烯基键量为14重量%。
随后,向连续聚合制得的非氢化共聚物中添加相对于100重量份非氢化共聚物的钛为100ppm的上述加氢催化剂,在氢气压为0.7MPa,65℃的温度下进行氢化反应。反应结束后添加甲醇,随后添加相对于100重量份聚合物的用量为0.3重量份的十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯作为稳定剂,制得氢化共聚物(聚合物-9)。
聚合物-9的加氢率为99%,重均分子量为19万,分子量分布为1.9。此外,用NMR法测定的氢化聚合物的Ns值为8.2重量%,由Ns值求得的聚苯乙烯嵌段含量(Os值)为1重量%。此外,DSC的测定结果为无结晶峰。聚合物-9的特性示于表1。
实施例5
除了将含有单体的环己烷溶液的丁二烯/苯乙烯的重量比变为23/77外,用与实施例4相同的方法进行连续聚合,制得非氢化共聚物。随后,与实施例4同样进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-10)。聚合物-10的特性示于表1。
实施例6
向内容积为10升的带有搅拌装置及夹套的槽型反应器中添加3.3升环己烷、16ml正丁基锂浓度为15重量%的环己烷溶液以及N,N,N’,N’-四甲基乙二胺,使得相对于1摩尔正丁基锂,N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的量为0.82摩尔。其后,将反应器的内部温度设定为90℃,将含有丁二烯和苯乙烯作为单体的环己烷溶液(丁二烯/苯乙烯的重量比为35/65,单体浓度为30重量%)供给到反应器中,进行1小时间歇聚合,制得共聚物(非氢化共聚物)。当单体的供给量达到790g时,停止供给单体。此外,聚合温度的变化控制在±2℃以内。此外,聚合开始约30分钟后,丁二烯和苯乙烯的转化率约为100%。
对制得的非氢化共聚物进行分析,其结果为:苯乙烯含量为65重量%,聚苯乙烯嵌段(H)含量为8重量%,丁二烯部的乙烯基键量为13重量%。
随后,与实施例4同样进行氢化反应,制得氢化共聚物(聚合物-11)。聚合物-11的特性示于表1。
比较例6
使用1台与实施例1中相同的反应器。向反应器中投入含有6.5重量份苯乙烯的环己烷溶液(浓度为24重量%),添加相对于100重量份单体的用量为0.070重量份的正丁基锂(15重量%的环己烷溶液)和相对于1摩尔正丁基锂的用量为1.1摩尔的四甲基乙二胺,在50℃下聚合1小时。随后添加含有87重量份丁二烯的环己烷溶液(浓度为24重量%),在50℃下聚合1小时。此外,添加含有6.5重量份苯乙烯的环己烷溶液(浓度为24重量%),在50℃下聚合1小时,制得共聚物(非氢化共聚物)。随后,与实施例1相同进行氢化反应,制得嵌段结构为H-B-H(H为聚苯乙烯嵌段,B为氢化聚丁二烯嵌段)的氢化共聚物(聚合物12)。
聚合物12的分子量为21万,分子量分布为1.1,苯乙烯含量为13重量%,聚苯乙烯嵌段含量为13重量%,丁二烯部的乙烯基键量为73重量%,加氢率为99%。根据苯乙烯含量与嵌段苯乙烯量的分析值,苯乙烯的嵌段率为100%。
比较例7
使用1台与实施例1中相同的反应器。向反应器的底部分别以13.0升/hr供给丁二烯浓度为24重量%的环己烷溶液,以1.0升/hr供给正丁基锂的环己烷溶液,所述正丁基锂的环己烷溶液的浓度调整为,相对于100重量份单体,正丁基锂的量为0.160重量份,进而供给N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的环己烷溶液,其供给速度为,相对于每1摩尔正丁基锂,N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的量为1.1摩尔,进行连续聚合,制得聚合物。反应温度通过夹套温度进行调整,反应器上部附近的温度约为90℃。在聚合反应器中的平均滞留时间约为45分钟,丁二烯的转化率约为100%。随后,与实施例1相同进行氢化反应,制得氢化聚合物(聚合物13)。
聚合物13的分子量为18万,分子量分布为1.9,苯乙烯含量为0重量%,丁二烯部的乙烯基键量为22重量%。
比较例8
向内容积为10升的带有搅拌装置及夹套的槽型反应器中投入含有33.5重量份苯乙烯的环己烷溶液(浓度20wt%),添加相对于100重量份单体的用量为0.170重量份的正丁基锂(15重量%环己烷溶液)和相对于1摩尔正丁基锂的用量为0.35摩尔的四甲基乙二胺,在70℃下聚合30分钟。随后,添加含有33重量份丁二烯的环己烷溶液(浓度20wt%),在70℃下聚合1小时,然后添加含有苯乙烯33.5重量份的环己烷溶液(浓度20wt%),在70℃下聚合30分钟,制得嵌段共聚物(非氢化共聚物)。制得的嵌段共聚物的苯乙烯含量为67重量%,聚苯乙烯嵌段(H)含量为65重量%,丁二烯部的乙烯基键量为40重量%。根据苯乙烯含量与苯乙烯嵌段含量的分析值,苯乙烯的嵌段率为97%。
随后,向非氢化共聚物中添加相对于100重量份非氢化共聚物的钛为100ppm的上述加氢催化剂,在氢气压为0.7MPa,65℃的温度下进行氢化反应,制得嵌段结构为H-B-H的氢化共聚物(聚合物14)。
聚合物14的加氢率为98%,重均分子量为7万,分子量分布为1.1。
II.树脂状聚合物组合物
在实施例7~9及比较例9~12中,制造树脂状聚合物组合物(即显示作为树脂的特性的组合物)。
树脂状聚合物组合物的特性用以下方法进行测定。
II-1)Izod冲击强度(耐冲击性)
按照JIS K7110,在23℃下测定Izod冲击强度(带有缺口)。
H-2)加工特性
根据下述评价标准,用目视对注射成型得到的成型品的外观进行评价。
○:注射成型品外观良好
?:注射成型品表面有流痕
II-3)拉伸特性(拉伸强度和伸长率)
按照ASTM D638进行测定。在拉伸速度为5mm/分下进行。
实施例7、8及比较例9~11
制造表2所示组成的聚合物组合物。
使用PPE(对2,6-二甲苯酚进行氧化聚合而制得的比浓粘度0.43的聚苯醚)和HIPS(高抗冲聚苯乙烯)(商品名:475D;日本A&Mスチレン(株)制)作为热塑性树脂,用聚合物1、9、5和6作为氢化共聚物。通过用双螺杆挤出机(装置名:PCM30;日本池贝铁工社制)对氢化共聚物和热塑性树脂进行混炼、造粒,制得组合物。挤出条件为机筒温度300℃,螺杆转速150rpm。
将所制得的组合物注射成型,制备试验片。测定试验片的物性,其结果示于表2。
表2
NB:没有被破坏。
实施例9及比较例12
使用HIPS(高抗冲聚苯乙烯)(商品名:475D;日本A&Mスチレン(株)制)及均聚PP(聚丙烯)(商品名:L500A;日本MontellSDK Sunrise Ltd.制)作为热塑性树脂,用聚合物1作为氢化共聚物。
在实施例9中,通过用双螺杆挤出机(装置名:PCM30;日本池贝铁工社制)将6重量份聚合物1与70重量份HIPS和30重量份均聚PP一起混炼、造粒,制得组合物。在比较例12中,除了不使用氢化共聚物外,其余基本上与实施例9相同,制造组合物。挤出条件为机筒温度220℃,螺杆转速250rpm。将制得的组合物注射成型,制备试验片。
对试验片的物性进行测定,其结果为:含氢化共聚物的实施例9组合物的拉伸强度为300Kg/cm2、伸长率为13%,显示出优异的性能。另一方面,没有添加氢化共聚物的比较例12的组合物的拉伸强度为270Kg/cm2,伸长率仅为3%。
III.橡胶状聚合物组合物
在实施例10~21及比较例13~19中,制造橡胶状聚合物组合物(即显示出作为橡胶的特性的组合物)。
橡胶状聚合物组合物的物性用以下的方法进行测定。
III-1)硬度
按照JIS K6253,用A型硬度计测定10秒后的值。
III-2)拉伸应力、拉伸强度、断裂伸长率
按照JIS K6251(使用3号哑铃形试验片)进行测定。使用日本岛津制作所制AGS-100D型拉伸试验机,在拉伸速度为500mm/分下进行测定。
III-3)Dunlop冲击回弹性
与I-6)同样进行测定。
III-4)抗刮性
使用学振磨耗试验器(装置名:AB-301型;日本テスタ一产业株式会社制),用摩擦布カナキン3号绵,在500g负荷的条件下,在成型片材表面(光泽镜面)摩擦100次,用光泽度计测定摩擦前后的光泽度变化。抗刮性根据以下的基准进行判定。
光泽度变化 | |
◎: | 0~-5以内 |
○: | 超过-5,-10以内 |
△: | 超过-10,-50以内 |
×: | 超过-50 |
III-5)耐磨耗性
使用学振磨耗试验器(装置名:AB-301型;日本テスタ一产业株式会社制),用摩擦布カナキン3号绵,以500g负荷在成型片材表面(皮革的粒状表面)摩擦,测定摩擦后的体积减少量。耐磨耗性根据以下基准进行判定。
摩擦次数10000次后的体积减少量 | |
◎: | 0.01ml以下 |
○: | 超过0.01,0.05ml以下 |
△: | 超过0.05,0.10ml以下 |
×: | 超过0.1ml |
III-6)加热变形性
按照JIS K6723,进行加热变形试验。变形率(%)越小,则耐热性越好。
实施例10~13
使用以下橡胶状聚合物成分,制造表3所示组成的橡胶状聚合物组合物。
SEBS:苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的氢化物(商品名:タフテツクH1221;日本旭化成(株)制),
SIS:苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(商品名:ハイブラ-5127;日本クラレ(株)制),
SEPS:苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的氢化物(商品名:ハイブラ-7125;日本クラレ(株)制)及
TPO:烯烃系弹性体(商品名:住友TPE820;日本住友化学(株)制)。
使用聚合物1作为氢化共聚物。
通过用双螺杆挤出机(装置名:PCM30;日本池贝铁工社制)将70重量份聚合物1与30重量份橡胶状聚合物混炼、造粒,制得组合物。挤出条件为:机筒温度230℃,螺杆转速300rpm。将制得的组合物压缩成型,制备试验片。
测定各试验片的拉伸特性,其结果示于表3。
表3
实施例14~18及比较例13~19
用表4所示的以下化合物制造聚合物组合物。
PVC:聚氯乙烯弹性体(商品名:スミフレツクスK580CF1;日本住友ベ一クライト株式会社制),
PP:聚丙烯树脂(230℃、2.16kg条件下测定的MFR为13g/分)(商品名:PM801A;日本サンアロマ一制),
PPE:聚苯醚树脂[合成比浓粘度为0.54的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚得到的],及
Mg(OH)2:氢氧化镁(商品名:キスマ5A;日本协和化学工业株式会社制)。
用亨舍尔混合机将表4所示的各成分混合后,用双螺杆挤出机在230℃(实施例15、17和18,比较例14~18)或270℃(实施例16)的条件下进行熔融混炼,制得组合物的颗粒。为了抑制片材的粘结,在氢化共聚物中添加1重量%芥酸酰胺和0.4重量%的微晶蜡。双螺杆挤出机的螺杆转速为300rpm。将制得的组合物压缩成型,作成2mm厚的成型片材,制得试验片。
此外,在实施例14中只使用聚合物1,比较例13中只使用聚合物4,比较例19中只使用聚氯乙烯弹性体,在200℃下进行压缩成型,作成2mm厚的片材。
测定各试验片的物性,其结果示于表4。
抗刮性及耐磨耗性优异的本发明的橡胶状聚合物组合物可以用于建筑材料及电线包覆材料。
此外,用ARES动态分析器(装置名:ARES-2KFRTN1-FCO-STD;日本レオメトリツク サイエンテイフイツク エフ イ一(株)制),在扭转模式(测定频率:1Hz)下求得实施例18组合物的动态粘弹性谱图。动态粘弹性谱图如图1所示。
实施例18的组合物,其动态粘弹性谱图中tanδ峰位于室温附近,意味着其耐振性良好。显示出如此优异耐振性的组合物可以用于抗振防音材料或建筑材料。
实施例19~21
用以下成分制造表5所示组成的橡胶状聚合物组合物。
SEBS:苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物的氢化物(商品名:タフテツクH1221;日本旭化成(株)制),
SEPS:苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的氢化物(商品名:セプトンS4055;日本クラレ(株)制),
无规PP:无规聚丙烯(商品名:PC630A;日本モンテルエスデイ一ケ一サンライズ社制),及
软化剂:加工油(商品名:PW-90;日本出光兴产(株)制)。
按表5的组成使用氢化共聚物、橡胶状聚合物(SEBS或SEPS)和热塑性树脂(PP),通过用双螺杆挤出机(装置名:PCM30;日本池贝铁工社制)将所有成分混炼、造粒,从而制得组合物。挤出条件为:机筒温度230℃,螺杆转速300rpm。与实施例14相同,将制得的组合物压缩成型,制得2mm厚的试验片。测定试验片的物性,其结果示于表5。
表5
IV阻燃性组合物
在实施例22中,制造阻燃性组合物。
实施例22
使用聚合物1作为氢化共聚物,使用氢氧化镁(商品名:キスマ5A;日本协和化学工业株式会社制)作为阻燃剂。用亨舍尔混合机将40重量份聚合物1与60重量份氢氧化镁混合后,用双螺杆挤出机(装置名:PCM30;日本池贝铁工社制)进行熔融混炼,制得组合物的颗粒。熔融混炼的温度为220℃,螺杆转速250rpm。将制得的组合物压缩成型,作成2mm厚的成型片材,从而制得试验片。
分别用上述III-1)、III-2)及III-5)的方法对制得的试验片的硬度、拉伸特性(含伸长率)及耐磨耗性进行测定,用按照UL94进行的燃烧性试验对阻燃性进行评价。具体来说,将试验片切成细长片(127mm×12.7mm),按照UL94进行燃烧性试验。并且根据UL94的判定基准进行等级划分。评价结果示于表6。
表6
该组合物非常适宜用作需要具有阻燃性的建筑材料或电线包覆材料。
V交联氢化其聚物
在实施例23及24中,制造交联氢化共聚物。
交联氢化共聚物的物性用以下方法测定。
V-1)硬度
用上述III-1)中记载的方法进行测定。
V-2)拉伸特性(含伸长率)
用上述III-2)中记载的方法进行测定。
V-3)压缩永久形变
按照JIS K6262进行压缩永久形变试验。测定条件为温度70℃,22小时。
V-4)耐弯曲性
按照JIS K6260进行龟裂发生试验。在长150mm×宽25mm、厚6.3mm的细长片上打入半径为2.38mm的小孔,测定100,000次弯曲后的龟裂长度(mm)。测定温度为23℃。
实施例23和24
使用表7所示有机过氧化物作为交联剂,对氢化共聚物进行动态交联,从而制得交联氢化共聚物。使用聚合物1作为氢化共聚物,使用パ一ヘキシン25B(商品名)(日本油脂(株)制)或パ一ヘキサ25B(商品名)(日本油脂(株)制)作为有机过氧化物。将氢化共聚物与有机过氧化物混合后,用双螺杆挤出机(装置名:PCM30;日本池贝铁工社制)进行熔融混炼,制得交联氢化共聚物的颗粒。熔融混炼的温度在实施例23中为220℃,在实施例24中为210℃,螺杆的转速均为250rpm。将交联氢化共聚物压缩成型,制成2mm厚的成型片材作为试验片。此外,另外制成6.3mm厚的片材,作为耐弯曲试验用试验片。测定试验片的物性,其结果示于表7。
表7
VI发泡体
在实施例25~27中,用以下成分制造发泡体。
热塑性树脂:HIPS(商品名:475D;日本A&Mスチレン(株)制)、
滑石:ミクロエ一スP-4(商品名)(日本タルク制)、
交联剂:过氧化物(商品名:パ一クミルD;日本油脂(株)制)、
交联助剂:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(商品名:サンエステルTMP;日本三新化学制),及
发泡剂(1):混合丁烷(正丁烷65%和异丁烷35%的混合物)
发泡剂(2):偶氮二甲酰胺(商品名:ビニホ一ルAC#3;日本永和化成制)。
实施例25
使用聚合物1作为氢化共聚物制造发泡片材。向100重量份聚合物1中添加2重量份滑石、0.3重量份硬脂酸锌,用混合器进行混合。将制得的混合物供给挤出机(单螺杆:L/D=30),在230℃下进行熔融混炼,通过设置在挤出机中段的发泡剂注入孔将混合丁烷(65%的正丁烷与35%的异丁烷的混合物)注入到该熔融混合物中,使丁烷量为聚合物的3重量%。随后,在挤出机螺杆的后段冷却到160℃,通过口模挤出并使其发泡,制得发泡体。
实施例26
使用由50重量份聚合物1和50重量份热塑性树脂(HIPS(商品名:スタイロン475D;日本A&M スチレン(株)制))构成的组合物,与实施例25同样,添加发泡剂,制得发泡体。
实施例27
制造交联的发泡体。用班伯里混炼机将100重量份聚合物1、10重量份滑石、0.7重量份交联剂(过氧化物)、0.3重量份交联助剂、1.5重量份氧化锌、0.5重量份硬脂酸、0.5重量份硬脂酸锌、2.5重量份发泡剂(偶氮二甲酰胺)进行混炼,其后用开炼机进一步混炼后,成型为12mm厚的片材。其后,将该片材加热到160℃,使其发泡14分钟,制得发泡倍率(由密度测定算出)约4倍的发泡体。
VII多层薄膜
在实施例28~31中,用以下成分制造多层薄膜。
EVA:乙烯/醋酸乙烯共聚物(商品名:NUC-3753;日本ユニカ一社制)、
EVOH:乙烯/乙烯醇共聚物、
PP:聚丙烯(商品名:F-226D;日本グランドポリマ一社制)及粘合性聚烯烃:アドマ一NF500(商品名)(日本三井化学社制)。
多层薄膜的物性用以下方法进行测定。
VII-1)拉伸试验
按照JIS K-6251(使用1号型哑铃形试验片),使用日本岛津制作所制AGS-100D型拉伸试验机,以500mm/分的拉伸速度进行测定。
VII-2)弹性回复
弹性回复性是将薄膜沿宽度方向拉伸10%后,将前端曲率半径为12.5mm的棒压入直径45mm的薄膜面,作为1分钟内回复的边界深度而求得。进行5次试验,用5次试验的平均值表示。
VII-3)全光透过率和雾度
按照JIS-K-7361-1,用雾度计(装置名:NDH-2000;日本电饰社制),用厚度2mm的试验片进行测定。
VII-4)热收缩率
将100mm四方的薄膜试样装入温度设定在80℃的空气烘箱型恒温层中,在自由收缩状态进行10分钟处理,求得薄膜的收缩量。热收缩率用收缩量除以原始尺寸所得值的百分率表示。单轴拉伸时测定拉伸方向的值,双轴拉伸时分别测定纵向和横向两方向的值。
VII-5)氧气透过性
按照JIS-K-7126,用B法(等压法)进行测定。
VII-6)剥离试验
进行T型剥离试验。用夹具夹住密封宽度15mm的热封(120℃)的薄膜试样的未密封部分,在拉伸速度为300/分的条件下进行拉伸试验。测定密封部分剥离时的强度,作为剥离强度。
实施例28
使用三层用T型模头与单螺杆挤出机相组合的三层薄膜挤出成型机,制成厚度为30μm、层构成为EVA/聚合物1/EVA(各层的厚度比为20%/60%/20%)的三层薄膜。
该薄膜的评价结果示于表8。
表8
注:MD:机器方向(挤出方向)
TD:垂直方向(与挤出方向垂直的方向)
实施例29
将聚合物1作为两表面层,使用5层T型模头进行挤出,成为聚合物1/粘合性聚烯烃/EVOH/粘合性聚烯烃/聚合物1的5层、厚度约为60μm的薄膜。调制,使得从外层开始各层的厚度比为35%/7.5%/15%/7.5%/35%。此外,为了抑制挤出时薄膜粘结,在聚合物1中添加1重量%的芥酸酰胺和1重量%的甘油单硬脂酸酯。测定该薄膜的氧气透过度,其值良好,为0.62cc/m2·24hr·atm。
实施例30
用与实施例28相同的方法制造原反薄膜(用于在后面加工以制备薄膜的薄膜),该薄膜由层构成为EVA/聚合物1/PP(各层的厚度比为20%/60%/20%)的3层构成。以纵向3.2倍、横向2.8倍将所制得的原反薄膜同时沿上述两方向拉伸,制得厚度约60μm的薄膜。80℃的热收缩率良好,纵向为45%,横向为40%。
实施例31
用与实施例28相同的方法制成层构成为PP/聚合物1(各层厚度比为50%/50%)的2层薄膜,得到厚度为30μm的薄膜。使两片薄膜重合以使由聚合物1构成的各热封层成为内侧,宽度为15mm,在120℃下进行热封。对热封的薄膜进行剥离试验,剥离强度为2kg,表明其具有良好的密封性。
VIII高频熔接性组合物
在实施例32~34中,制得高频熔接性组合物。
高频熔接性组合物的物性用以下的方法进行测定。
VIII-1)介电特性
用厚度为0.5mm的片材,根据ASTM D 150,在频率为100MHz的条件下测定介电常数、介电损失正切、损失系数。
VIII-2)透明性
目视判定厚度为0.5mm片材的透明性。
实施例32~34
用以下成分制造表9所示组成的高频熔接性组合物。
PP:聚丙烯树脂(商品名:PL500A;日本モンテルエスデイ一ケ一サンライズ社制)
PEG:聚乙二醇
EVA:乙烯/醋酸乙烯共聚物(商品名:NUC-3195;日本ユニカ一社制)。
将聚合物1用作氢化共聚物,使用φ30mm的双螺杆挤出机(装置名:PCM30;日本池贝铁工社制)将各成分熔融混炼,通过造粒制得组合物。挤出在熔融混炼温度为210℃、螺杆转速为200rpm的条件下进行。然后使用压缩成型机,在压缩温度为200℃,压缩压力为100kg/cm2的条件下对上述颗粒进行压缩成型,制得0.5mm厚的成型片材。制得组合物的特性示于表9。
表9
IX中空模塑材料
在实施例35及36中,制造中空模塑材料。
中空模塑材料的物性用以下方法测定。
IX-1)凝胶成分含量
将5mg交联的组合物(记为W1)装入试样瓶中,然后向其中加入50ml甲苯,用组合式铝块加热器在120℃进行12小时萃取,其后用不锈钢金属网对萃取物进行过滤,回收金属网上的未溶解部分,然后将未溶解部分在105℃下干燥5小时后称量(记为W2),用W1和W2根据下式求得凝胶成分含量。
凝胶成分含量=(W2/W1)×100
IX-2)粉末的平均粒径
将氢化共聚物组合物的颗粒进行机械粉碎,对粉碎得到的粉末的平均粒径进行测定。使用以下所示的5种尺寸(X1~X5)的JIS Z8801的标准筛(框架直径200mm、深45mm),用带有锤的筛振动机(日本饭田制作所制)对100g的粉末振动15分钟。其后,测定各筛中残存的粉末重量(Y1~Y5)。用X1~X5及Y1~Y5的值,根据下式求得平均粒径。
平均粒径=(Y1×X1+Y2×X2+Y3×X3+Y4×X4+Y5×X5)/(Y1+Y2+Y3+Y4+Y5)
这里X1~X5如下所示。
X1:500μm(Tyler标准32目)
X2:250μm(Tyler标准60目)
X3:180μm(Tyler标准80目)
X4:106μm(Tyler标准150目)
X5:75μm(Tyler标准200目)
此外,Y1~Y5分别为对应于X1~X5的残存粉末重量。
IX-3)粉末中空模塑性
为了评价粉末中空模塑成型性,使用图2(a)~2(d)所示装置制造粉末中空模塑品。图2(a)~2(c)分别为表示粉末供给箱正面、侧面及上部的示意图,图2(d)为装入了氢化共聚物组合物粉末的粉末供给箱和安装在其上部的中空模塑用的带有粒状内表面的电铸镍模具的侧面示意图,图3为中空模塑成型品的断面图。
将2kg氢化共聚物组合物粉末投入到安装在单轴旋转粉末中空模塑装置上的300mm ×300mm、深200mm的不锈钢制四方形容器(以下称为“粉末供给箱”)3中,所述单轴旋转粉末中空模塑装置带有单轴旋转柄1,随后,将预先加热到230℃的带有底切部分的阶梯形状的带有粒状内表面的电铸镍模具4用夹板安装到该粉末供给箱3的上部(参照图2(d))。使支撑于成型装置旋转轴2上的单轴旋转柄1旋转,反复进行同时使粉末供给箱3和带粒状内表面的电铸镍模具4向左右各旋转5次的操作。其后,用木锤将带粒状内表面的电铸镍模具4敲打2~3次,使过剩的粉末5掉落。将带粒状内表面的电铸镍模具4从粉末供给箱3上取下,在300℃的加热炉中加热30秒,使氢化共聚物组合物熔融。随后将模具水冷,从模具中取出成型品6(参照图3)。然后,基于制得的成型品的性状,用以下基准对氢化共聚物组合物粉末的粉末中空模塑性进行评价。
成型品的性状
○:成型品无针孔。
×:成型品针孔明显,而且内面不平滑。
IX-4)耐热性试验
从IX-3)中粉末中空模塑成型得到的成型品上切出50mm×50mm四方的试验片。在试验片的上面盖三层纱布,在40mmφ×500g的负荷下,在115℃的烘箱中放置24小时。将试验片取出,目视观察试验片表面的损伤情况,根据以下基准对耐热性进行评价。
损伤情况
○:成型品表面无纱布痕迹
×:清楚地看到成型品表面上有纱布痕迹
IX-5)柔软性
从IX-3)中粉末中空模塑成型得到的成型品上切出50mm×50mm四方的试验片。将试验片折曲180度,目视观察该折曲部分有无发白,根据以下的基准对柔软性进行评价。
有无白化痕
○:成型品的折曲部分无白化痕。
×:成型品的折曲部分有白化痕。
实施例35
将80重量份氢化共聚物(聚合物1)、20重量份聚丙烯(230℃的MFR为50g/10分的结晶性聚丙烯)(商品名:K7750;日本チツソ(株)制)干混。随后,用加压捏合机(装置名:DS3-7.5MHH-E;日本森山制作所制)对干混物进行混炼,用辊将其压成片后,制得粒料。将该粒料与液氮一起导入粉碎机(装置名:タ一ボミルT-400型;日本タ一ボ工业社制),进行冷冻粉碎,制得粉末。该粉末的100重量%通过了32目的筛子。对粉末的粉末中空模塑性进行评价,制得的成型品的重量为260g,厚度为1.1mm,无针孔,甚至在成型品的固定部和底切部(参照图3的6和7)都充分再现清晰的压花花样,是壁厚均一性优异的制品。耐热性良好,无纱布痕迹。柔软性良好,折曲部无白化现象。结果示于表10。
实施例36
在80重量份氢化共聚物(聚合物1)、20重量份乙烯/醋酸乙烯共聚物(190℃的MFR为20g/10分)(商品名:ウルトラセン633;日本东ソ一(株)制)中配合3.5重量份2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-己炔-3(商品名:パ一ヘキン25B-40;日本油脂(株)制)作为有机过氧化物,进行干混。随后,用加压捏合机(装置名:DS3-7.5MHH-E;日本森山制作所制)对干混物进行混炼,用辊将其压成片后,制得交联的组合物粒料。交联的组合物的凝胶成分含量为88%。将该粒料与液氮一起导入粉碎机(装置名:タ一ボミルT-400型;日本タ一ボ工业社制),进行冷冻粉碎,制得粉末。该粉末的100重量%通过了32目的筛子。对粉末的粉末中空模塑性进行评价,制得的成型品的重量为260g,厚度为1.1mm,无针孔,甚至在成型品的固定部和底切部(参照图3的6和7)都充分再现清晰的压花花样,是壁厚均一性优异的制品。耐热性良好,无纱布痕迹。柔软性良好,折曲部无白化现象。结果示于表10。
表10
评价结果 | 实施例35 | 实施例36 |
粉末平均粒径(μm) | 160 | 165 |
粉末成型性 | ○ | ○ |
耐热性 | ○ | ○ |
柔软性 | ○ | ○ |
X粘合性组合物
在实施例37中,制造粘合性组合物。
粘合性组合物的物性用以下方法进行测定。
X-1)熔融粘度(cP)
使用布氏粘度计,测定180℃时粘合性组合物的熔融粘度。
X-2)软化点(环&球法)
按照JIS-K2207,测定粘合性组合物的软化点。将试样填充到规定的环上,将环在水中水平放置,将3.5g的球置于试样的中央。以5℃/分的速度使液温上升,测定由于球的重量而使试样接触到环台底板时的温度。
X-3)熔融粘度变化率
使用布氏粘度计,将180℃下刚刚混炼后的粘合性组合物的熔融粘度记为η0,将粘合性组合物在180℃的温度氛围下放置48小时后的180℃的熔融粘度记为η1,按下式求得熔融粘度变化率,作为热稳定性的尺度。
熔融粘度变化率(%)=[(η1-η0)/η0]×100
X-4)粘着力
在熔融状态下将粘合性组合物取出,用涂布器将其涂布到聚酯薄膜上,使厚度达到50μm,制成粘合带试样。将25mm宽的粘合带试样粘贴到不锈钢板上,以300mm/分的剥离速度测定180度剥离力。
实施例37
用聚合物1作为氢化共聚物,使用clearon P-105(商品名)(日本YASUHARA CHEMICAL CO.,LTD.制)作为增粘剂,使用Diana加工油PW-90(商品名)(日本出光兴产制)作为软化剂。对于100重量份的聚合物1,配合300重量份的增粘剂和100重量份的软化剂,在180℃下,在带有搅拌器的1升容器中熔融混炼2小时,制得热熔型粘合性组合物。在粘合性组合物中,相对于100重量份聚合物1,配合1重量份的2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯作为稳定剂。
制得的粘合性组合物在180℃时的熔融粘度为10,500,软化点为116℃,熔融粘度变化率(%)为9.5%,粘着力为1,400gf/10mm。
XI.沥青组合物
在实施例38及比较例20中制造沥青组合物。
沥青组合物的物性用以下方法进行测定。
XI-1)软化点
除了将水替换为甘油外,其余与X-2)相同进行测定。
XI-2)伸长率
按照JIS-K 2207进行测定。将试样注入模具中,制成规定的形状后,用恒温水浴保持在15℃。然后以5cm/分的速度对试样进行拉伸,测定试样断裂时的伸长距离。
XI-3)高温贮藏稳定性
使刚刚制造后的沥青组合物流入内径50mm、高130mm的铝罐中直到装满,在180℃的烘箱中加热24小时。取出铝罐,使其自然冷却,从温度降到室温的沥青组合物的上端和下端各4cm的部分取样,分别测定其软化点。将上层部分和下层部分的软化点差作为高温贮藏稳定性的尺度。软化点差越小,则高温贮藏稳定性越好。
实施例38及比较例20
制造表11所示组成的沥青组合物。将400g直馏沥青60-80(日本石油(株)制)投入750ml的金属罐中,将金属罐充分浸于180℃的油浴中。然后,在搅拌的同时,将规定量的氢化共聚物一点一点投入到熔融状态的沥青中。将全部氢化共聚物投入后,以5,000rpm的旋转速度搅拌90分钟,制得沥青组合物。
制得的沥青组合物的特性示于表11。
表11
从表11可以看到,本发明的沥青组合物,在软化点、伸长、高温贮藏稳定性方面显示出优异的综合性能。另一方面,比较例20的沥青组合物的伸长非常低。
产业上的利用可能性
本发明的氢化共聚物,富于柔软性,冲击回弹性和抗刮性优异,并且处理性(耐粘结性)良好。此外,将本发明的氢化共聚物与其它热塑性树脂或橡胶状聚合物共混所得到的氢化共聚物组合物,具有优异的耐冲击性、拉伸强度、成型加工性等。利用这些特征,本发明的氢化共聚物、氢化共聚物组合物及它们的交联物,可以有利地用于补强性填充剂配合物、发泡体、多层薄膜和片材、建筑材料、抗振防音材料、电线包覆材料、高频熔接性组合物、中空成型材料、粘合性组合物、沥青组合物等。此外,用本发明的氢化共聚物、聚合物组合物或上述材料注射成型或挤出成型所得到的各种形状的成型品,可以有利地用于汽车部件(汽车内装材料、汽车外装材料)、食品包装容器等各种容器、家电用品、医疗器械部件、工业部件、玩具等。
Claims (16)
1.一种氢化共聚物,其特征在于,通过对含有共轭二烯单体单元和乙烯基芳族单体单元的非氢化共聚物进行加氢而制得,含有至少一个该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段H,并且具有下述(1)~(5)的特性:
(1)该乙烯基芳族单体单元的含量,相对于该氢化共聚物的重量,超过60重量%,低于90重量%;
(2)该聚合物嵌段H的含量为该非氢化共聚物重量的1重量%~40重量%;
(3)重均分子量大于10万,在100万以下;
(4)该共轭二烯单体单元的双键的加氢率为85%以上;
(5)在由该氢化共聚物得到的示差扫描热量测定DSC图中,在-50~100℃的范围内基本上不存在结晶峰。
2.根据权利要求1记载的氢化共聚物,其特征在于,该非氢化共聚物为从下述式(1)~(4)所示嵌段共聚物中选取的至少一种嵌段共聚物,
S-H (1)
S-H-S (2)
(S-H)m-X (3)及
(S-H)n-X一(H)p (4)
式中,各S彼此独立,表示由该共轭二烯单体单元和该乙烯基芳族单体单元构成的无规共聚物嵌段,各H彼此独立,表示该乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段,各X彼此独立,表示偶联剂残基,m表示2以上的整数,n和p彼此独立,表示1以上的整数。
3.根据权利要求2记载的氢化共聚物,其特征在于,该非氢化共聚物为该式(1)所示的嵌段共聚物。
4.根据权利要求1~3中任何一项记载的氢化共聚物,其特征在于,其为发泡体。
5.根据权利要求1~3中任何一项记载的氢化共聚物,其特征在于,其为成型品。
6.根据权利要求5记载的氢化共聚物,其特征在于,其为多层薄膜或多层片材。
7.根据权利要求5记载的氢化共聚物,其特征在于,其为采用从挤出成型、注射成型、吹塑成型、气压成型、真空成型、发泡成型、高频熔接成型及烧结搪塑中选取的方法制得的成型品。
8.根据权利要求1~3中任何一项记载的氢化共聚物,其特征在于,其为建筑材料、抗振防音材料或电线包覆材料。
9.一种交联氢化共聚物,其通过在硫化剂的存在下对权利要求1~3中任何一项记载的氢化共聚物进行交联而制得。
10.一种氢化共聚物组合物,其包含1~99重量份的权利要求1记载的氢化共聚物(a)和99~1重量份的从该氢化共聚物(a)以外的热塑性树脂及该氢化共聚物(a)以外的橡胶状聚合物中选取的至少一种聚合物(b)。
11.根据权利要求10记载的氢化共聚物组合物,其特征在于,其为发泡体。
12.根据权利要求10记载的氢化共聚物组合物,其特征在于,其为成型品。
13.根据权利要求12记载的氢化共聚物组合物,其特征在于,其为多层薄膜或多层片材。
14.根据权利要求12记载的氢化共聚物组合物,其特征在于,其为采用从挤出成型、注射成型、吹塑成型、气压成型、真空成型、发泡成型、高频熔接成型及烧结搪塑中选取的方法制得的成型品。
15.根据权利要求10记载的氢化共聚物组合物,其特征在于,其为建筑材料、抗振防音材料或电线包覆材料。
16.一种交联氢化共聚物,其通过在硫化剂的存在下对权利要求10记载的氢化共聚物组合物进行交联而制得。
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