DE3532357A1 - Thermoplastische elastomere - Google Patents

Thermoplastische elastomere

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    • C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials

Description

Die Erfindung betrifft thermoplastische Elastomere aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polypropylen (PP), einem Extenderöl und wenigstens einer weiteren Komponente.
Thermoplastische Elastomere aus EPDM und PP sind bekannt: sie zeichnen sich durch eine verhältnismäßig große Härte aus und werden deswegen oft mit Extenderöl gestreckt und so weicher eingestellt. Ölgestreckte thermoplastische Elastomere aus EPDM und PP sind ebenfalls bekannt, beispielsweise aus EP-OS 52 469 und der darin genannten weiteren Literatur.
Das Extenderöl, im allgemeinen ein naphthenisches oder paraffinisches Öl, hat die nachteilige Eigenschaft, aus dem thermoplastischen Elastomer, bzw. aus den daraus hergestellten Formkörpern, zu einem Teil langsam auszuschwitzen, was erstens zu einer unangenehm klebrigen Oberfläche und zweitens zu einer Verhärtung oder Versprödung des Materials führt. Eine Verringerung der Ölmenge um den später ausgeschwitzten Betrag hilft nicht, da weiterhin Öl ausschwitzt, wenn auch in geringerem Umfang, und die Härte der Polymermischung nicht wie gewohnt eingestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung war daher, ölgestreckte thermoplastische Elastomere bereitzustellen, bei denen die Ölausschwitzung wenigstens auf ein akzeptables Maß verringert ist.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst wird, daß man der Polymermischung aus EPDM, PP und Extenderöl ein weiteres Polymer in geringer Menge zumischt.
Gegenstand der Erfindung sind daher Mischungen aus
48 bis 88 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer,
10 bis 50 Gew.-% Polypropylen und
 2 bis 20 Gew.-% eines dritten Polymers, die 10 bis 60 Gew.-% Extenderöl enthalten, wobei sich die Prozentangaben auf die Summe von EPDM, PP und dem dritten Polymer beziehen.
In diesen Mischungen können die Kautschukanteile soweit vulkanisiert sein, daß eine Verarbeitung auf Maschinen, wie sie für die Verarbeitung von thermoplastischen Stoffen bekannt sind, noch möglich ist.
Für die Vulkanisation der Kautschukanteile eigenen sich alle aus der statischen Vulkanisation dieser Produkte bekannten Vulkanisationsmittel wie Schwefelverbindungen, Phenolharze, Peroxide usw.
Für eine erfindungsgemäße Anwendung sind EPDM-Kautschuke mit einem Ethylen-/Propylengewichtsverhältnis von 80:20 bis 40:60 und Mooney-Viskositäten (ML 1+4, 100°C) von 30-100 geeignet. Das EPDM enthält 1 bis 15 Gew.-% Dien.
Bevorzugt werden Produkte mit einem Ethylen-/Propylen- Verhältnis von 70:30 bis 50:50 eingesetzt.
Als Polypropylen eignen sich die bekannten isotaktischen Polypropylene bzw. deren Copolymerisate mit z. B. Ethylen (maximal 5 Gew.-% von der Gesamtmonomermenge) und Schmelzindices (MFI230/2,16) der Produkte zwischen 0,5 und 15, vorzugsweise zwischen 3 und 10.
Geeignete dritte, die Ölmigration reduzierende Polymere sind z.B. Blockcopolymerisate aus wenigstens zwei unterschiedlichen Blöcken A und B, wobei A vorzugsweise ein Polystyrolblock und B vorzugsweise ein Block aus Butadien oder Isopren, der nachträglich partiell oder total hydriert sein kann, ist.
Bevorzugte Produkte haben einen Styrolanteil von 10-40 Gew.-%, von dem wenigstens 80 Gew.-% als Blockeinheiten eingebaut sind. Die Viskositäten einer 20-gew.-%igen Lösung dieser Produkte in Toluol bei 25°C betragen 1 bis 2,5 Pa·s.
Bevorzugt sind Diblock- und Triblockpolymere. Die Blockcopolymeren sind bekannt, ebenso die Ethylen-Propylen- Dien-Terpolymeren, bei denen als Dien-Komponente vor allem Dicyclopentadien und Ethylidennorbornen in Frage kommen, und das Polypropylen.
Vorzugsweise enthält die Polymermischung 60 bis 80 Gew.-% EPDM, 15 bis 30 Gew.-% PP und 3 bis 10 Gew.-% des dritten Polymeren sowie 20 bis 40 Gew.-% Extenderöl.
Die beanspruchten thermoplastischen Polymeren können weiterhin übliche Bestandteile wie Füllstoffe, Vulkanisationschemikalien, Alterungsschutzmittel, Farbstoffe und ähnliches enthalten.
Die beanspruchten Mischungen können in jedem geeigneten Aggregat, z. B. Innenmischer (Banbury-Mischer), Extruder-Mischer, Transfer-Mischer, hergestellt werden.
Beispiel
In einem auf 79°C geheizten 2 l Banbury-Mischer, werden EPDM, Polypropylen, gegebenenfalls Blockcopolymerisat und Peroxid bei 120 Upm 1,5-2 Min. gemischt. Dabei steigt die Temperatur auf 170°C. Bei dieser Temperatur wird weitere 2 Min. gemischt und dann die angegebene Menge Öl und gegebenenfalls Stabilisator zugegeben. Es wird weiter gemischt bis alles Öl eingearbeitet ist (ca. 3 Min.). Im Verlauf dieser Zeit steigt die Temperatur auf 205-210°C. Der Batch wird ausgeworfen und auf einem auf 170°C geheizten Walzwerk zu einem 4 mm dicken Fell ausgewalzt. Nach dem Erkalten wird in einer Schneidmühle granuliert. Aus dem Granulat werden Spritzplatten der Größe 110 × 75 × 6 mm hergestellt, an denen die Ölmigration wie folgt bestimmt wird:
Unter standardisierten Bedingungen wird die Oberfläche mit Aceton abgewaschen und luftgetrocknet. Dann wird die Platte bei 50°C 24 Stunden getempert und anschließend wieder in Aceton gelegt und so der Ölfilm abgewaschen. Der Acetonextrakt wird zur Trockne eingedampft und der Rückstand in mg/cm2 berechnet.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.
Darin sind Blockpolymer I ein Butadien-Styrol-Blockcopolymer vom Typ A-B mit einem Gehalt von 30 Gew.-% Styrol, davon 24%-Punkte Blockanteil, und einer Viskosität η von 1,43 dl/g in Toluol bei 25°C; Blockcopolymer II ein Butadien-Styrol-Blockpolymer vom Typ A-B-A mit einem Gehalt von 28 Gew.-% Styrol, davon ≦λτ 25 %-Punkte Blockanteil, und einer Lösungsviskosität (25 gew.-%ig in Toluol, 25°C) von 1,2 Pa·s: Blockcopolymer III ein hydriertes Blockcopolymer II mit einer Lösungsviskosität (25 gew.-%ig in Toluol, 25°C) von 1,2 Pa·s: und Blockcopolymer IV ein Butadien-Styrol- Blockcopolymer vom Typ A-B-A, Segment B hydriert, mit einem Styrolgehalt von 14 Gew.-%, davon ≦λτ 13 %-Punkte Blockanteil, mit einer Lösungsviskosität (25 gew.-%ig in Toluol, 25°C) von 1,3 Pa·s.
B bezeichnet stets den Butadienblock.
Das eingesetzte EPDM bestand aus 54 Gew.-% Ethylen, 42,5 Gew.-% Propylen und 3,5 Gew.-% Dicyclopentadien und hatte eine Mooney-Viskosität (ML 1+4, 100°C) von 82 ME.
Das eingesetzte Polypropylen hatte einen Schmelzindex MFI230/2,16 von 4.
Tabelle 1

Claims (7)

1. Thermoplastische Elastomere aus 48 bis 88 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), 10 bis 50 Gew.-% Polypropylen (PP) und 2 bis 20 Gew.-% eines dritten Polymers sowie 10 bis 60 Gew.-% Extenderöl, wobei sich die Prozentangaben auf die Summe von EPDM, PP und dem dritten Polymer beziehen, und gegebenenfalls weiteren üblichen Bestandteilen.
2. Thermoplastische Elastomere nach Anspruch 1 aus 60 bis 80 Gew.-% EPDM, 15 bis 30. Gew-% PP und 3 bis 10 Gew.-% des dritten Polymeren sowie 20 bis 40 Gew.-% Extenderöl.
3. Thermoplastische Elastomere nach Anspruch 1, wobei das dritte Polymer ein Blockcopolymerisat aus wenigstens zwei unterschiedlichen Blöcken A und B ist.
4. Thermoplastische Elastomere nach Anspruch 3, wobei A ein Polystyrolblock und B ein Block aus Butadien oder Isopren, der nachträglich partiell oder total hydriert sein kann, ist.
5. Thermoplastische Elastomere nach Anspruch 1, wobei das EPDM ein Ethylen/Propylen-Gewichtsverhältnis von 80:20 bis 40:60, eine Mooney-Viskosität ML 1+4, 100°C von 30 bis 100 und einen Dien-Gehalt von 1 bis 15 Gew.-% hat.
6. Thermoplastische Elastomere nach Anspruch 1, wobei das Polypropylen einen Schmelzindex MFI230/2,16 von 0,5 bis 15 hat.
7. Thermoplastische Elastomere nach Anspruch 4, wobei das dritte Polymer einen Styrolanteil von 10 bis 40 Gew.-% hat, von dem wenigstens 80 Gew.-% als Blockeinheiten eingebaut sind, und dessen 20-gew.-%ige Lösung in Toluol bei 25°C eine Viskosität von 1 bis 2,5 Pa·s hat.
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