CN112154185A - 甲基丙烯酸系树脂组合物和成型体 - Google Patents
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Abstract
一种甲基丙烯酸系树脂组合物,其含有甲基丙烯酸系树脂100质量份以及具有规定结构的化合物(D)0.001~0.2质量份,所述甲基丙烯酸系树脂包含甲基丙烯酸酯单体单元(A)50~97质量%、主链具有环结构的结构单元(B)3~30质量%和能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C)0~20质量%,所述甲基丙烯酸系树脂组合物满足下述(I)和(II)的条件。(I):甲基丙烯酸系树脂组合物的通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的重均分子量为6.5万~30万。(II):所述(D)成分和所述主链具有环结构的结构单元(B)以质量比计为25≤(B)/(D)≤1000。
Description
技术领域
本发明涉及甲基丙烯酸系树脂组合物和成型体。
背景技术
以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表的甲基丙烯酸系树脂的透明性高,因此,以往在光学材料、车辆用构件、建筑用材料、透镜、家庭用品、OA设备、照明设备等领域广泛地使用。其中,在导光板、以厚壁透镜为代表的导光体等光学构件材料领域,其具有作为热塑性树脂的特点的成型加工的容易性以及在该热塑性树脂中特别优异的透明性,因此,大多使用甲基丙烯酸系树脂。
作为与所述光学构件材料组合使用的光源,近年来主要使用LED。特别是,在导光体中,要求从光源发出的光线的直线性,因此优选使用LED。此外,要求直线性的原因是为了降低从导光体的入光侧端面的漏光并提高能量效率。
为了防止从导光体的入光侧端面的漏光,LED的发光面与导光体的入光侧端面越接近越优选。另一方面,从甲基丙烯酸系树脂对于LED的发热的耐热性的观点出发,接近也有限。此外,近年来,由于对设计导光体的长光程、提高亮度的要求提高,使用高输出LED具体地输出为1W以上的LED的设计的光学构件材料增加,但是,高输出LED的放热量比通常输出的LED更多,因此,具有使发光面与入光侧端面的接近变得更加困难的问题。
如上所述地,导光体特别是高输出LED用导光体具有在比以往更高温的条件下放置的倾向。
鉴于上述情况,从耐热性的观点出发,作为导光体等光学构件材料的材料,有时使用聚碳酸酯系树脂。
然而,当聚碳酸酯系树脂特别地用于户外用途时,与甲基丙烯酸系树脂相比,耐候性更差,因此,必须配合更大量的紫外线吸收剂,如果紫外线吸收剂的配合量不足,则会变黄,存在作为光学构件材料的功能下降的问题。
如上所述,对于聚碳酸酯系树脂,通过配合紫外线吸收剂来进行提高耐候性,但存在配合紫外线吸收剂导致光线透过率下降的倾向,具有不能满足前述设计长光程、提高亮度的要求的问题。
另外,在车辆用构件材料这样的不要求高度的透明性即高长光程透过率的用途中,提出使用包含甲基丙烯酸系单体单元和具有环状结构的单体单元的甲基丙烯酸系共聚体树脂的技术(例如,参照专利文献1)。
但是,在专利文献1中公开的甲基丙烯酸系共聚体树脂具有成型加工性不充分且不适于像导光体等那样的微细的或薄的光学构件材料的制造的问题。
进一步地,公开了通过使用甲基丙烯酸酯系单体、马来酰亚胺系单体以及苯乙烯系单体的树脂来改善长光程透过率的技术(例如,参照专利文献2)。
根据在专利文献2中公开的技术,导光体的长光程透过率显著改善,但是,从长期色相稳定性和改良长光程中的白色度的观点出发,具有需要进一步改善的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-024361号公报。
专利文献2:日本特开2016-210963号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述,要求具有实用上充分的光学特性且平衡良好地实现耐热性、热稳定性、外观性、耐候性、色相以及成型加工性的树脂材料,并且,像导光体、透镜那样要求高透明性的用途增加,但是,上述以往提出的树脂材料尚不充分,要求更高水平的特性。
因此,在本发明中,其目的在于,提供光学特性、耐热性、热稳定性、外观性、耐候性、色相和成型加工性优异的甲基丙烯酸系树脂组合物及其成型体。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决上述现有技术的问题进行潜心研究,其结果是完成了本发明。
即,本发明如下所述。
(1)一种甲基丙烯酸系树脂组合物,其中,所述甲基丙烯酸系树脂组合物含有甲基丙烯酸系树脂100质量份以及由下述通式(1)或(2)表示的化合物(D)0.001~0.2质量份,所述甲基丙烯酸系树脂包含甲基丙烯酸酯单体单元(A)50~97质量%、主链具有环结构的结构单元(B)3~30质量%和能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C)0~20质量%。
所述甲基丙烯酸系树脂组合物满足下述(I)和(II)的条件。
(I):甲基丙烯酸系树脂组合物的通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的重均分子量为6.5万~30万。
(II):所述(D)成分和所述主链具有环结构的结构单元(B)以质量比计为25≤(B)/(D)≤1000。
[化学式1]
(在所述式(1)中,R表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基,在各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
并且,在所述式(1)中,R’表示碳数为1~12的脂肪族烃基或碳数为6~18的芳香族烃基,在各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。)
[化学式2]
(在所述式(2)中,R、R’、R”分别独立地表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基,在各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
并且,R’、R”结合或不结合。)
(2)如前述(1)所述的甲基丙烯酸系树脂组合物,其中,所述(B)成分包含从由马来酰亚胺系结构单元(B-1)、戊二酸酐系结构单元(B-2)、戊二酰亚胺系结构单元(B-3)、内酯环结构单元(B-4)、以及酸酐结构单元(B-5)组成的组中选出的至少一种结构单元。
(3)一种成型体,其中,其是前述(1)或(2)所述的甲基丙烯酸系树脂组合物的成型体。
(4)如前述(3)所述的成型体,其中,其是光学构件。
(5)如前述(3)所述的成型体,其中,其是车辆用构件材料。
(6)如前述(5)所述的成型体,其中,厚度为0.03~3mm。
发明的效果
根据本发明,能够提供具有实用上充分的光学特性且耐热性、热稳定性、外观性、耐候性、色相和成型加工性优异的甲基丙烯酸系树脂组合物及包含其的成型体。
具体实施方式
下面,对用于实施本发明的方式(以下,称为“本实施方式”)详细地进行说明,但是本发明不限定于以下的记载,能够在其要旨范围内进行各种变形而实施。
需要说明的是,在下文中,将构成聚合物的构成单元称为“……单体单元”、和/或包含复数个该“……单体单元”的“……结构单元”,所述聚合物构成本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物中包含的甲基丙烯酸系树脂。
而且,有时也将该“~单体单元”的构成材料省略“单元”,简写为“~单体”。
(甲基丙烯酸系树脂组合物)
本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物,其含有甲基丙烯酸系树脂100质量份以及由下述通式(1)或(2)表示的化合物(D)0.001~0.2质量份,所述甲基丙烯酸系树脂包含甲基丙烯酸酯单体单元(A)50~97质量%、主链具有环结构的结构单元(B)3~30质量%和能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C)0~20质量%。
其满足下述(I)和(II)的条件。
(I):甲基丙烯酸系树脂组合物的通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的重均分子量为6.5万~30万。
(II):所述(D)成分和所述主链具有环结构的结构单元(B)以质量比计为25≤(B)/(D)≤1000。
[化学式3]
其中,在所述式(1)中,R表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基。各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
另外,在所述式(1)中,R’表示碳数为1~12的脂肪族烃基或碳数为6~18的芳香族烃基。各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
[化学式4]
其中,在所述式(2)中,R、R’、R”分别独立地表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基。
各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
另外,式(2)中,R’、R”结合或不结合。
(甲基丙烯酸系树脂)
本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物中使用的甲基丙烯酸系树脂是包含甲基丙烯酸酯单体单元(A)50~97质量%、主链具有环结构的结构单元(B)3~30质量%和能与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C)0~20质量%的甲基丙烯酸系树脂。
<甲基丙烯酸酯单体单元(A)>
作为构成所述甲基丙烯酸系树脂的甲基丙烯酸酯单体单元(A)(以下,有时记载为(A)单体单元),优选使用由下述通式(①)表示的单体单元。
[化学式5]
在所述通式(①)中,R1表示碳数为1~6的取代或未取代的烷基,该烷基可以被羟基取代。R1优选为甲基。
在所述通式(①)中,R2表示碳数为1~12的基团,优选为碳数为1~12的烃基,该烃基可以被羟基取代。R2优选为碳数为1~8的基团。
作为构成由前述通式(①)所示的甲基丙烯酸酯单体单元(A)的单体,没有特别的限定,优选使用由下述通式(②)表示的甲基丙烯酸酯单体。
[化学式6]
在所述通式(②)中,R1表示碳数1~6的取代或未取代的烷基,该烷基可以被羟基取代。R1优选为甲基。
在所述通式(②)中,R2表示碳数为1~12的基团,优选为碳数为1~12的烃基,该烃基可以被羟基取代。R2优选为碳数为1~8的基团。
作为形成甲基丙烯酸酯单体单元(A)的甲基丙烯酸酯单体,并不受以下物质的限定,例如,可举出甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸(2-乙基己酯)、甲基丙烯酸(叔丁基环己酯)、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸(2,2,2-三氟乙酯)等。
从耐热性、操作性、光学特性的观点出发,优选甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯,从获取的难易度等观点出发,优选甲基丙烯酸甲酯。
所述甲基丙烯酸酯单体可以单独地仅使用一种,也可以并用两种以上。
对于所述甲基丙烯酸系树脂的甲基丙烯酸酯单体单元(A),从维持高透明性的观点以及通过后述的主链具有环结构的结构单元(B)对本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物和本实施方式的成型体赋予充分的耐热性,赋予良好的色相的观点出发,需要在甲基丙烯酸系树脂中包含50质量%以上且97质量%以下的范围。优选为55质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量以上%,再进一步优选为80质量%以上,更进一步优选为90质量%以上。
另外,当需要赋予特别高的耐热性时,优选为96质量%以下,更优选为95质量%以下。
另外,从耐热性、成型时银纹的产生的抑制、色相的观点出发,在甲基丙烯酸系树脂组合物中,残留的甲基丙烯酸酯单体的量优选为1质量%以下,更优选为0.7质量%以下,进一步优选为0.5质量%以下,再进一步优选为0.3质量%以下,更进一步优选为0.2质量%以下。
<主链具有环结构的结构单元(B)>
从耐热性的观点出发,优选构成所述甲基丙烯酸系树脂的主链具有环结构的结构单元(B)(以下,有时记载为(B)结构单元)包含从由马来酰亚胺系结构单元(B-1)、戊二酸酐系结构单元(B-2)、戊二酰亚胺系结构单元(B-3)、内酯环结构单元(B-4)以及酸酐结构单元(B-5)组成的组中选出的至少一种结构单元。
主链具有环结构的结构单元(B)可以单独地仅使用一种,也可以组合两种以上。
[马来酰亚胺系结构单元(B-1)]
作为构成前述甲基丙烯酸系树脂的马来酰亚胺系结构单元(B-1),优选使用由下述通式(③)表示的结构单元。
[化学式7]
在所述通式(③)中,R1表示氢原子、碳数为1~12的烷基、碳数为1~12的环烷基、碳数为1~12的烷氧基以及碳数为6~12的芳基组成的组中选出的任一种基团,该烷基、烷氧基、环烷基、芳基的碳原子上也可以具有取代基。
作为用于形成马来酰亚胺系结构单元(B-1)的单体,并不受以下物质的限定,例如,可举出马来酰亚胺;N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等N-烷基取代的马来酰亚胺;N-苯基马来酰亚胺、N-甲基苯基马来酰亚胺、N-乙基苯基马来酰亚胺、N-丁基苯基马来酰亚胺、N-二甲苯基马来酰亚胺、N-羟苯基马来酰亚胺、N-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-(邻氯苯基)马来酰亚胺、N-(间氯苯基)马来酰亚胺、N-(对氯苯基)马来酰亚胺等N-芳基取代的马来酰亚胺。
作为用于形成所述马来酰亚胺系结构单元(B-1)的单体,从赋予耐热性、赋予耐湿热性的观点出发,优选为N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-甲基苯基马来酰亚胺、N-(邻氯苯基)马来酰亚胺、N-(间氯苯基)马来酰亚胺、N-(对氯苯基)马来酰亚胺,从获取的容易度、赋予耐热性的观点出发,更优选为N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺,进一步优选为N-苯基马来酰亚胺。
上述马来酰亚胺系结构单元(B-1)可以单独地仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
[戊二酸酐系结构单元(B-2)]
对于构成所述甲基丙烯酸系树脂的戊二酸酐系结构单元(B-2),将规定的单体与甲基丙烯酸系树脂聚合后,进行环化来形成。
作为(B-2)戊二酸酐系结构单元,优选使用由下述通式(④)表示的结构单元。
[化学式8]
在所述通式(④)中,R1和R2分别独立地表示氢原子或碳数为1~6的取代或未取代的烷基,该烷基可以被羟基取代。
上述戊二酸酐系结构单元(B-2)可以单独地仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
对戊二酸酐系结构单元(B-2)的形成方法没有特别的限定,例如,可举出使由下述通式(⑤)表示的结构的单体与构成上述甲基丙烯酸酯单体单元(A)的单体共聚后,通过存在/不存在催化剂条件下的加热处理进行环化的方法。
[化学式9]
在所述通式(⑤)中,R1代表氢原子、碳数为1~6的取代或非取代的烷基,该烷基可以被羟基取代。
在所述通式(⑤)中,R2表示氢原子或叔丁基。
另外,只要在能发挥本发明效果的范围内,由通式(⑤)表示的结构的单体也可以以未反应的形式残留在甲基丙烯酸系树脂中。
[戊二酰亚胺系结构单元(B-3)]
构成所述甲基丙烯酸系树脂的戊二酰亚胺系结构单元(B-3)能够在甲基丙烯酸系树脂聚合后形成。
作为(B-3)戊二酰亚胺系结构,优选使用由下述通式(⑥)表示的结构单元。
[化学式10]
在所述通式(⑥)中,R1和R2分别独立地代表氢原子或碳数为1~6的取代或非取代的烷基,该烷基可以被羟基取代。
另外,在通式(⑥)中,R3表示从由氢原子、碳数为1~6的取代或非取代的烷基、以及碳数为6~18的取代或非取代的芳基组成的组中选出的任一种。
特别优选地,R1、R2及R3都是甲基。
上述戊二酰亚胺系结构单元(B-3)可以单独地仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
对上述戊二酰亚胺系结构单元(B-3)的含量没有特别的限定,能够在从耐热性、成型加工性、光学特性等观点出发适当确定。
以甲基丙烯酸系树脂作为100质量%,戊二酰亚胺系结构单元(B-3)的含量优选为1~50质量%,更优选为3~30质量%,进一步优选为3~20质量%。
需要说明的是,戊二酰亚胺系结构单元(B-3)的含量例如能够通过国际公开第2015/098096号的[0136]~[0137]记载的方法来计算。
从该甲基丙烯酸系树脂的物性、成型加工性、色调等的平衡的观点出发,包含戊二酰亚胺系结构单元(B-3)的甲基丙烯酸系树脂的酸值优选为0.50mmol/g以下,更优选为0.45mmol/g以下。
需要说明的是,酸值例如能够通过日本特开2005-23272号公报中记载的滴定法等来计算。
戊二酰亚胺系结构单元(B-3)能够通过以下公知的方法得到:使甲基丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸共聚后,在高温条件下与氨、胺、尿素或非取代尿素反应的方法;使甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-苯乙烯共聚体或甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚体与氨或胺反应的方法;使聚甲基丙烯酸酐与氨或胺反应的方法等公知的方法。
具体而言,可举出考蒲启科(R.M.Kopchik)的美国专利第4246374号说明书中记载的方法等。
另外,通过将马来酸酐等酸酐、该酸酐与碳数为1~20的直链或支链的醇的半酯、α,β-乙烯式不饱和羧酸分别与甲基丙烯酸酯单体共聚之后进行酰亚胺化的方法,也能够形成所述戊二酰亚胺系结构单元(B-3)。
进一步,作为其他优选戊二酰亚胺系结构单元(B-3)的形成方法,也可举出使(甲基)丙烯酸酯以及根据需要的芳香族乙烯基单体、其他乙烯单体聚合后,进行酰亚胺化反应从而得到包含戊二酰亚胺系结构单元(B-3)的甲基丙烯酸系树脂的方法。
在酰亚胺化反应工序中,优选使用酰亚胺化剂,根据需要,可以添加闭环促进剂。
此处,作为酰亚胺化剂,能够使用氨或伯胺。
作为伯胺,例如,能够优选使用甲胺、乙胺、正丙胺、环己基胺等。
作为实施酰亚胺化反应的方法,没有特别的限定,能够使用以往公知的方法,例如,可举出使用挤出机、横向双轴反应装置、批量式反应槽的方法。作为挤出机,没有特别的限定,优选使用单轴挤出机、双轴挤出机或多轴挤出机。更优选使用将2台双轴挤出机串联排列成的串联型反应挤出机。
另外,在制造包含所述戊二酰亚胺系结构单元(B-3)的甲基丙烯酸系树脂时,除了酰亚胺化反应工序以外,还可以包括用酯化剂进行处理的酯化工序。
通过包含酯化工序,能够将在酰亚胺化工序中副产的在甲基丙烯酸系树脂中含有的羧基转化成酯基,能够将甲基丙烯酸系树脂的酸值调节至期望的范围。
此处,作为酯化剂,只要在能够发挥本申请的发明效果的范围内就没有特别的限定,能够优选使用二甲基碳酸酯、三甲基乙酸酯。对酯化剂的用量没有特别的限制,相对于甲基丙烯酸系树脂100质量份,优选为0~12质量份。
另外,除了酯化剂,还可以将三甲胺、三乙胺、三丁胺等脂肪族叔胺作为催化剂并用。
[内酯环结构单元(B-4)]
构成所述甲基丙烯酸系树脂的内酯环结构单元(B-4)能够通过将规定的单体与甲基丙烯酸酯单体共聚后实施形成内酯环的工序来形成。
作为(B-4)结构单元,优选使用由下述通式(⑦)表示的结构单元。
[化学式11]
在所述通式(⑦)中,R1、R2以及R3分别独立地表示氢原子或碳数为1~20的有机基团。需要说明的是,该有机基团可以含有氧原子。
上述内酯环结构单元(B-4)可以单独地仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为含有内酯环结构单元(B-4)的甲基丙烯酸系树脂的制造方法,没有特别的限定,例如,可举出在使侧链具有羟基的单体具体地由下述通式(⑧)表示的结构的单体(2-(羟甲基)丙烯酸甲酯等)与上述甲基丙烯酸酯单体等具有酯基的单体共聚后,在存在/不存在规定的催化剂下,对得到的共聚物进行加热处理,将内酯环结构导入聚合物的方法。
[化学式12]
在所述通式(⑧)中,R1表示氢原子或碳数为1~6的取代或未取代的烷基,该烷基可以被羟基取代。
在通式(⑧)中,R2表示碳数为1~12的基团,优选为碳数为1~12的烃基,该烃基可以被羟基取代。
特别优选地,R1是氢原子,R2是甲基。
另外,只要在能发挥本发明效果的范围内,由通式(⑧)表示的结构的单体也可以以未反应的形式残留在甲基丙烯酸系树脂中。
[酸酐结构单元(B-5)]
构成所述甲基丙烯酸系树脂的酸酐结构单元(B-5)例如能够使用马来酸酐等酸酐、该酸酐与碳数为1~20的直链或支链的醇的半酯、α,β-乙烯式不饱和羧酸等来形成。
作为上述甲基丙烯酸系树脂中包含的“主链具有环结构的结构单元(B)”,从热稳定性、成型加工性的观点出发,优选包括从由马来酰亚胺系结构单元(B-1)以及戊二酰亚胺系结构单元(B-3)组成的组中选出的至少一种结构单元,更优选包括马来酰亚胺系结构单元(B-1)。
在马来酰亚胺系结构单元(B-1)中,从获取的容易度的观点出发,优选N-环己基马来酰亚胺系的结构单元和/或N-芳基取代的马来酰亚胺系的结构单元,从成型体的色相的观点出发,更优选N-环己基马来酰亚胺系的结构单元。
从耐热性以及热稳定性的观点出发,将甲基丙烯酸酯单体单元(A)与主链具有环结构的结构单元(B)的合计量设为100质量%时,使用马来酰亚胺系结构单元(B-1)的情况下的含量优选为小于50质量%,更优选为小于40质量%,进一步优选为小于35质量%,再进一步优选为1~30质量%,更进一步优选为2~20质量%。
从本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物的耐热性、热稳定性、强度以及流动性的观点出发,主链具有环结构的结构单元(B)在甲基丙烯酸系树脂中包含30质量%以下。
从本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物的赋予耐热性和热稳定性的观点出发,甲基丙烯酸系树脂中的所述主链具有环结构的结构单元(B)的含量为3质量%以上,优选为4质量%以上,更优选为5质量%以上。
另外,从平衡良好地保持作为成型体需要的强度、流动性的观点出发,甲基丙烯酸系树脂中的所述主链具有环结构的结构单元(B)的含量为30质量%以下,优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为14质量%以下,再进一步优选为10质量%以下。
从使成型体的黄色度、透过率良好的观点出发,将甲基丙烯酸系树脂设为100质量%时,甲基丙烯酸系树脂以及来自残留在甲基丙烯酸系树脂组合物中的(B)成分的单体成分的含量优选为0.5质量%以下,更优选为0.3质量%以下,进一步优选为0.2质量%以下,再进一步优选为0.15质量%以下,更进一步优选为0.1质量%以下。
另外,优选保持残留的单体量较低,但当极力减少残留的单体时,有时工序变繁杂等对生产性产生影响。当考虑色相和生产性时,来自残留的(B)成分的单体的含量优选为0.001质量%以上,更优选为0.005质量%以上,进一步优选为0.011质量%以上,再进一步优选为0.02质量%以上。
<能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C)>
在所述甲基丙烯酸系树脂中,在耐候性、流动性、耐药品性以及热稳定性等中,从得到更优异的树脂、赋予其他特性的观点出发,优选使其他乙烯基系单体单元共聚。
例如,可举出丙烯酸酯单体单元(C-1)、氰化乙烯基系单体单元(C-2)。
[丙烯酸酯单体单元(C-1)]
作为用于形成构成所述甲基丙烯酸系树脂的丙烯酸酯单体单元(C-1)的单体,没有特别的限定,优选由下述通式(⑨)表示的丙烯酸酯单体。
[化学式13]
在所述通式(⑨)中,R1表示氢原子或碳数为1~12的烷氧基,R2表示碳数为1~18的烷基、碳数为1~18的环烷基或碳数为1~18的芳基。
作为用于形成所述丙烯酸酯单体单元(C-1)的单体,从提高耐候性、耐热性、流动性、热稳定性的观点出发,在本实施方式的成型体用甲基丙烯酸系树脂中,优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯,丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯等,更优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯,从获取的容易度的观点出发,进一步优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯。
丙烯酸酯单体单元(C-1)可以单独地仅使用一种,也可以并用两种以上。
从耐热性和热稳定性的观点出发,当将(A)甲基丙烯酸酯单体单元与(B)主链具有环结构的结构单元的合计量设为100质量%时,使用丙烯酸酯单体单元(C-1)的情况下的含量优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下。
[氰化乙烯基系单体单元(C-2)]
在所述甲基丙烯酸系树脂中,作为(C)其他乙烯基系单体单元,从获得容易获取且耐药品性更优异的甲基丙烯酸系树脂的观点出发,优选氰化乙烯基系单体单元(C-2)。
作为用于形成构成所述甲基丙烯酸系树脂的氰化乙烯基系单体单元(C-2)的单体,并不受以下物质的限定,例如,可举出丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氰乙烯等,特别地,从获取的容易度、赋予耐药品性的观点出发,优选丙烯腈。
氰化乙烯基系单体单元(C-2)可以单独地仅使用一种,也可以并用两种以上。
从保持耐溶剂性、耐热性的观点出发,将(A)甲基丙烯酸酯单体单元与(B)主链具有环结构的结构单元的合计量设为100质量%时,使用氰化乙烯基系单体单元(C-2)的情况下的含量优选为15质量%以下,更优选为12质量%以下,进一步优选为10质量%以下。
[除(C-1)~(C-2)以外的单体单元(C-3)]
作为构成所述甲基丙烯酸系树脂的除(C-1)~(C-2)以外的用于形成“能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C-3)”的单体,并不受以下物质的限定,例如,可举出苯乙烯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等酰胺类;二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯等用丙烯酸或甲基丙烯酸将乙二醇或其寡聚物的两个末端羟基酯化而成的酯;二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸酯等用丙烯酸或甲基丙烯酸将两个醇的羟基酯化而成的酯;用丙烯酸或甲基丙烯酸将三羟甲基丙烷、季戊四醇等的多价醇衍生物酯化而成的酯;二乙烯基苯等多官能单体等。
从获取的容易程度的观点出发,在用于构成“(C)能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元”的单体中,优选从由丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈组成的组中选出的至少一种。另外,将本实施方式的成型体作为光学构件时,从保持在长度为100mm以上的长光程中的透过率、色相的观点出发,优选丙烯酸甲酯。
从提高上述(B)主链具有环结构的结构单元赋予本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物以及成型体耐热性的效果等、根据选择的单体将由该单体形成的单体单元的含量设为合适的范围,实现特性上的平衡的观点出发,以甲基丙烯酸系树脂作为100质量%,能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C)的含量为0~20质量%,优选为0~18质量%,更优选为0~15质量%。
特别地,当使用具有复数个反应性双键的交联性多官能(甲基)丙烯酸酯作为(C)其他乙烯基系单体单元时,从流动性的观点出发,(C)其他乙烯基系单体单元的含量优选为0.5质量%以下,更优选为0.3%质量以下,进一步优选为0.2质量%以下。
(化合物(D))
相对于甲基丙烯酸系树脂100质量份,本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物包含0.001质量份以上且0.2质量份以下的由下述通式(1)或(2)表示的化合物(D)。
[化学式14]
此处,在所述式(1)中,R表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基。各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
另外,在所述式(1)中,R’表示碳数为1~12的脂肪族烃基或碳数为6~18的芳香族烃基。各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
[化学式15]
此处,在所述式(2)中,R、R’、R”分别独立地表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基。
各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子。
另外,在所述式(2)中,R’、R”结合或不结合。
本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物成型时,从抑制长期滞留时的YI值的变化度的观点出发,优选(D)化合物具有琥珀酰亚胺骨架,式(1)中,更优选具有R为氢原子的3-羟基琥珀酰亚胺骨架。
从将本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物在成型时在高温下长时间反复暴露时的YI值的变化度抑制得较小的观点出发,相对于甲基丙烯酸系树脂100质量份,化合物(D)的含量为0.001质量份以上,优选为0.005质量份以上,更优选为0.01质量份以上,进一步优选为0.015质量份以上,再进一步优选为0.02质量份以上,更进一步优选为0.03质量份以上。
另外,将本实施方式的成型体作为光学构件时,从保持长光程中的高透过率以及高白度的观点出发,相对于甲基丙烯酸系树脂100质量份,化合物(D)的含量为0.2质量份以下,优选为0.15质量份以下,更优选为0.12质量份以下,进一步优选为0.11质量份以下,再进一步优选为0.1质量份以下。
通过含有规定量的化合物(D),将甲基丙烯酸系树脂组合物置于高温环境下时,热分解被抑制,将本实施方式的成型体作为光学构件时,实现长光程中的变黄性的降低,能得到提高透过率稳定性的效果。
从连续成型时的YI的稳定性、降低长光程中的变黄性、提高透过率稳定性的效果的观点以及减少成型加工时的银纹等的观点出发,本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物中的化合物(D)与主链具有环结构的结构单元(B)的质量比为25≤(B)/(D)≤1000的范围。
从降低甲基丙烯酸系树脂组合物的成型体的3mm~220mm的范围内的厚度的变黄度依赖性即测定3mm~220mm之间的规定的厚度的成型片的YI值时的各厚度间的YI值的变化值的观点出发,所述(B)/(D)优选为800以下,更优选为700以下,进一步优选为600以下,再进一步优选为500以下。
另外,从甲基丙烯酸系树脂组合物的耐热性的观点出发,优选为30以上,更优选为45以上,进一步优选为50以上。
(甲基丙烯酸系树脂以及甲基丙烯酸系树脂组合物的特性)
下面,记载甲基丙烯酸系树脂以及甲基丙烯酸系树脂组合物的特性。
<重均分子量、分子量分布>
从能得到机械强度、耐溶剂性、流动性更优异的甲基丙烯酸系树脂组合物的观点出发,所述甲基丙烯酸系树脂以及本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物的重均分子量(Mw)为6.5万~30万。
通过将甲基丙烯酸系树脂组合物的重均分子量设为所述范围,甲基丙烯酸系树脂以及本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物的夏比冲击强度等机械强度以及流动性优异。
从保持机械强度的观点出发,所述重均分子量为6.5万以上,优选为7万以上,更优选为8万以上,进一步优选为10万以上。
另外,从确保成型加工时的流动性、减少成型时的形变、赋予长光程透过率的观点出发,所述重均分子量优选为25万以下,更优选为20万以下,进一步优选为15万以下,再进一步优选为13万以下,更进一步优选为12万以下。
另外,从流动性与机械强度、耐溶剂性的平衡的观点出发,甲基丙烯酸系树脂的分子量分布(重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn))优选为1.5~5。更优选为1.5~4.5,进一步优选为1.6~4,再进一步优选为1.6~3,更进一步优选为1.6~2.5。
需要说明的是,重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)能够通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定。具体而言,预先使用单分散的重均分子量、数均分子量以及峰值分子量已知的且能作为试样获取的标准甲基丙烯酸树脂以及首先使高分子量成分洗脱的分析凝胶柱,根据洗脱时间与重均分子量作成校正曲线。然后,根据得到的校正曲线,能够求出作为测定对象的甲基丙烯酸系树脂试样的重均分子量及数均分子量。
具体而言,能够通过后述实施例记载的方法来进行测定。
(甲基丙烯酸系树脂的制造方法)
所述甲基丙烯酸系树脂的制造方法只要能得到满足本实施方式的要求的甲基丙烯酸系树脂,就没有特别的限定。
所述甲基丙烯酸系树脂能够使用用于形成甲基丙烯酸酯单体单元(A)、主链具有环结构的结构单元(B)以及根据需要使用的能够与上述甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯系单体单元(C)的各单体,通过本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法、沉淀聚合法、乳液聚合法而制造。
优选使用本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法,更优选使用溶液聚合法、悬浮聚合法,进一步优选使用悬浮聚合法。
而且,甲基丙烯酸系树脂的制造可以是连续式,也可以是批量式。
而且,在甲基丙烯酸系树脂的制造方法中,优选通过自由基聚合对单体进行聚合。
在甲基丙烯酸系树脂的聚合反应中,也可以使用聚合引发剂。
聚合引发剂只要在聚合温度条件下分解而产生活性自由基即可,但是需要在滞留时间的范围内达到必要的聚合转化率,要选择那种满足聚合温度条件下的半衰期为0.6~60分钟、优选满足1~30分钟的聚合引发剂。但是,即使对于聚合温度条件下的半衰期超过60分钟的聚合引发剂,通过一次性或以10分钟左右的时间投入规定量,从而能够作为产生适于本实施方式的活性自由基量的聚合引发剂来使用。在该情况下,为了达到所需的聚合转化率,选择在聚合温度条件下的半衰期满足60~1800分钟,优选满足260~900分钟的聚合引发剂。
适合使用的聚合引发剂能够根据聚合温度、聚合时间适当地选择,例如,能适合使用日本油脂株式会社《有机过氧化物》资料第13版、阿科玛吉富株式会社((アトケム吉富)(株))技术资料以及和光纯药工业株式会社《偶氮聚合引发剂》(《Azo PolymerizationInitiators》)等中记载的引发剂,上述半衰期能够通过记载的各个常数等容易地求得。
作为前述聚合引发剂,在进行自由基聚合的情况下,能够举出以下物质,但不限于此,例如:二叔丁基过氧化物、月桂酰过氧化物、硬脂酰过氧化物、苯甲酰过氧化物、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯、二月桂酰过氧化物、过氧化二枯基、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(过氧化叔丁基)环己烷(例如,Perhexa(注册商标)C)、乙酰过氧化物、辛酰过氧化物(カプリエルパーオキサイド)、2,4-二氯苯甲酰过氧化物、异丁基过氧化物、乙酰环己基磺酰过氧化物、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化二碳酸异丙酯、过氧化二碳酸异丁酯、过氧化二碳酸仲丁酯、过氧化二碳酸正丁酯、过氧化二碳酸2-乙基己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,2-三甲基丙基酯、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷(例如,Perhexa(注册商标)25B)、过氧化异丙基单碳酸叔丁基酯、过氧化异丙基单碳酸叔戊基酯、过氧化异丙基单碳酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧化异丙基单碳酸1,1,2-三甲基丙基酯、过氧化异壬酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧化异壬酸1,1,2-三甲基丙基酯、过氧化苯甲酸叔丁基酯等有机过氧化物、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二(二甲基戊腈)、偶氮二环己烷腈、1,1-偶氮双(1-环己烷甲腈)、2,2’-偶氮双-4-甲氧-2,4-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双-2,4-二甲基戊腈、2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈、1,1’-偶氮二(1-乙酰氧基-1-苯基乙烷)、二甲基-2,2’-偶氮二异丁酸酯、4,4’-偶氮双-4-氰基戊酸等偶氮系化合物等的、通常的自由基聚合引发剂。
可以将这些自由基聚合引发剂与适当的还原剂组合,用作氧化还原体系引发剂。
这些聚合引发剂能够单独使用一种,也能够组合两种以上使用。
对聚合引发剂而言,可以添加为了以聚合反应器得到所希望的聚合率所需的量。
在聚合反应中,通过增加聚合引发剂的供给量,能够提高聚合度,但是,由于使用大量的聚合引发剂,甲基丙烯酸系树脂的整体的分子量有下降的趋势,而且,由于聚合时的放热量增大,因此,有时因过热而导致聚合稳定性下降。
对聚合引发剂而言,从容易得到期望的分子量且确保聚合稳定性的观点出发,相对于使用的全部单体的总量100质量份,优选在0~1质量份的范围内使用,更优选0.001~0.8质量份,更优选0.01~0.5质量份。
聚合引发剂的添加量也能够考虑进行聚合的温度以及聚合引发剂的半衰期,进行适当选择。
在甲基丙烯酸系树脂的聚合反应中,作为任意选择地分子量调节剂,能够使用链转移剂、引发-转移-终止剂(Iniferter)等。
在甲基丙烯酸系树脂的制造工序中,在不损害本发明的效果的范围内,能够对制造的甲基丙烯酸系树脂的分子量进行控制。
作为链转移剂以及引发-转移-终止剂(Iniferter),并不限定为以下的物质,例如能够举出烷基硫醇类、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、三乙胺等链转移剂;二硫代氨基甲酸酯类、三苯基甲基偶氮苯、四苯基乙烷衍生物等引发-转移-终止剂(Iniferter),能够通过使用上述物质对甲基丙烯酸系树脂的分子量进行控制,进一步地,能够通过调节这些链转移剂、引发-转移-终止剂(Iniferter)的添加量来控制甲基丙烯酸系树脂的分子量。
在使用这些链转移剂、引发-转移-终止剂的情况下,从操作性、稳定性的观点出发,优选使用烷基硫醇类,可举出以下物质,但不限于此,例如:正丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇、正十八烷基硫醇、巯基乙酸-2-乙基己酯(2-ethylhexyl thioglycolate)、二巯基乙酸乙二醇酯、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(巯基乙酸酯)等。
这些分子量调节剂能够根据所要求的甲基丙烯酸系树脂的分子量适宜地添加,但是,通常,相对于使用的全部单体的总量100质量份,在0.001质量份~3质量份的范围内使用。
另外,作为其他控制甲基丙烯酸系树脂的分子量的方法,可举出改变聚合方法的方法、调节聚合引发剂的量的方法、改变聚合温度的方法等。
这些的分子量的控制方法可以单独地仅使用一种方法,也可以联用两种以上的方法。
上述甲基丙烯酸系树脂中,在出于调节分子量的目的之外,出于提高甲基丙烯酸系树脂的热稳定性的目的,也可以使用链转移剂(分子量调节剂),作为供使用的链转移剂,只要能够发挥本发明的效果,则对其种类及使用方法就没有限定。
<基于悬浮聚合法的制造方法>
在通过有机悬浮聚合法、无机悬浮聚合法等悬浮聚合制造甲基丙烯酸系树脂的情况下,使用后述的搅拌装置,经过聚合工序、洗涤工序、脱水工序、干燥工序制造粒子状的甲基丙烯酸系树脂。
通常,优选使用采用水作为介质的水系悬浮聚合法。
[聚合工序]
在聚合工序中,使用规定的搅拌装置,在该搅拌装置中供给作为适当原料的单体、悬浮剂、根据需要供给聚合引发剂、其它添加剂进行聚合,得到甲基丙烯酸系树脂的浆料。
作为用于通过悬浮聚合法得到甲基丙烯酸系树脂的聚合工序中使用的搅拌装置,例如,可举出内部具有倾斜浆状翼、平浆翼、螺旋浆翼、锚状翼、法德尔翼(ファウドラー翼,Pfaudler)(后退翼)、涡轮翼、布马丁翼(ブルマージン翼,Brumargin)、最大混合翼(マックスブレンド翼,Maxblend)、泛能式(フルゾーン翼,Full-zone)翼、带状翼、超级混合翼(スーパーミックス翼,Super-Mix)、多层翼(インターミグ翼,Intermig)、特殊翼、轴流翼等搅拌翼的搅拌装置、内部具有铲刀叶片的搅拌装置、内部具有切碎机叶片的搅拌装置、内部具有圆盘型、缺口圆盘型或者螺杆型等旋转盘的搅拌装置等公知的搅拌装置。
聚合时的搅拌速度也依赖于使用的搅拌装置的种类、搅拌翼的搅拌效率、聚合槽的容量等,考虑到能够得到适当的粒径、能够降低粒径小于0.15mm的甲基丙烯酸系树脂成分的含量、实现聚合稳定性的提高等,优选为1~500转/分钟左右。
只要添加甲基丙烯酸系树脂的原料混合物时的温度是能够发挥本发明效果的范围即可,优选为0℃以上且使用的原料的沸点以下。如果是高温,添加时原料容易挥发,因此,构成得到的甲基丙烯酸系树脂的共聚体的组成发生改变,如果是小于0℃的低温,由于添加原料后的升温花费时间,因此,优选在一定程度的温度下进行原料混合物的添加。
具体而言,优选为0℃以上且85℃以下,更优选为10℃以上且85℃以下,进一步优选为30℃以上且85℃以下,再进一步优选为50℃以上且80℃以下,更进一步优选为60℃以上且80℃以下。
如果考虑生产性、凝集体的生成量,悬浮聚合工序中的温度优选为40℃以上且90℃以下。更优选为50℃以上且85℃以下,进一步优选为60℃以上且85℃以下,再进一步优选为65℃以上且83℃以下。
从有效地抑制聚合时的发热且降低后述的凝集体的产生以及降低残留的单体的观点出发,悬浮聚合中的聚合时间优选为20分钟以上且240分钟以下。更优选为30分钟以上且210分钟以下,进一步优选为45分钟以上且180分钟以下,再进一步优选为60分钟以上且180分钟以下,更进一步优选为90分钟以上且150分钟以下。
另外,从降低残留的单体的观点出发,优选在聚合工序后升温至比聚合温度更高的温度,保持规定时间。
从能够提高聚合度的观点出发,保持时的温度优选为比聚合温度更高的温度,优选从聚合温度升温5℃以上。
在升温的情况下,从防止得到的聚合体凝集的观点出发,优选为得到的甲基丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度以下。
具体而言,其为120℃以下,优选为100℃以下,更优选为80℃以上且100℃以下,进一步优选为85℃以上且100℃以下,再进一步优选为88℃以上且100℃以下,更进一步优选为90℃以上且100℃以下。
通过根据上述聚合温度、保持温度以及后述的保持时间进行聚合,经过后述的干燥工序后,能够生成休止角小的聚合物粒子。
如果考虑残留的单体的降低效果,升温后保持在该温度的时间优选为15分钟以上且360分钟以下,更优选为30分钟以上且240分钟以下,进一步优选为30分钟以上且180分钟以下,再进一步优选为30分钟以上且150分钟以下,更进一步优选为30分钟以上且120分钟钟以下。
另外,以降低残留的单体为目的,在不影响聚合稳定性的范围内在聚合时能够使用有机溶剂。作为能够优选使用的有机溶剂,只要是能使得到的甲基丙烯酸系树脂能够溶解的溶剂即可,优选地,能够使用二甲苯、甲苯、乙苯等芳香族烃系溶剂。
将使用的单体总量作为100质量份时,有机溶剂的用量优选为15质量份以下,更优选为10质量份以下,进一步优选为8质量份以下,再进一步优选为6质量份以下。
[洗涤工序]
优选对经过上述聚合工序而得到的甲基丙烯酸系树脂的浆料进行酸洗涤、水洗、碱洗涤等操作以除去悬浮剂。
对于进行这些洗涤操作的次数,从作业效率和悬浮剂的除去效率出发,选择最合适的次数即可,既可以进行一次也可以反复进行复数次。
对于进行洗涤时的温度,考虑到悬浮剂的除去效率、目标甲基丙烯酸系树脂的着色程度等,选择最合适的温度即可,优选为20~100℃。更优选为30~95℃,进一步优选为40~95℃。
另外,从洗涤效率、降低甲基丙烯酸系树脂粒子的休止角的效果、工序简便的观点出发,洗涤时的每次洗涤时间优选为10~180分钟,更优选为20~150分钟。
只要洗涤时使用的洗涤液的pH是能够除去悬浮剂的范围即可,优选为pH1~12。
从悬浮剂的除去效率、得到的甲基丙烯酸系树脂的色调的观点出发,进行酸洗涤时的pH优选为pH1~5,更优选为pH1.2~4。
作为此时使用的酸,只要是能够除去悬浮剂的酸即可,没有特别地规定,能够使用以往公知的无机酸、有机酸。
作为优选使用的酸,作为无机酸,例如,可举出盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、硼酸等,也可以分别用水等稀释的稀释溶液来使用。作为有机酸,例如,可举出具有羧基、磺基、羟基、巯基、烯醇的有机酸。
如果考虑悬浮剂的除去效果、得到的甲基丙烯酸系树脂的色调,更优选为硝酸、硫酸、具有羧基的有机酸。
在所述酸洗涤后,从目标甲基丙烯酸系树脂的色调、降低树脂粒子的休止角的观点出发,优选进一步进行水洗、碱洗涤。
进行碱洗涤时碱溶液的pH优选为pH7.1~12,更优选为pH7.5~11、进一步优选为7.5~10.5。
作为用于碱洗涤的碱性成分,优选使用四烷基氢氧化铵、碱金属氢氧化物、碱土类金属氢氧化物等。更优选为碱金属氢氧化物、碱土类金属氢氧化物,进一步优选为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡,再进一步优选为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙,更进一步优选为氢氧化钠、氢氧化钾。这些碱性成分能够用水等稀释并调节pH来使用。
[脱水工序]
对得到的甲基丙烯酸系树脂的聚合体浆料进行脱水,作为分离甲基丙烯酸系树脂粒子的方法,能够应用以往公知的方法。
例如,可举出使用利用离心力甩掉水的离心分离机的脱水方法、在多孔带上、过滤膜上吸引除去水并分离甲基丙烯酸系树脂粒子的方法等。
[干燥工序]
经过上述脱水工序得到的含水状态的甲基丙烯酸系树脂能够通过公知的方法实施干燥处理来进行回收。
例如,可举出通过从热风机、吹气加热器等向槽内送入热风进行干燥的热风干燥、在对体系内进行减压的基础上根据需要升温从而进行干燥的真空干燥、通过使得到的聚合体在容器中旋转从而使水分飞散的桶式干燥、利用离心力干燥的旋转干燥等。
这些方法既可以仅单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
如果考虑得到的甲基丙烯酸系树脂的操作性、色调等,得到的甲基丙烯酸系树脂的含有水分量优选为0.01质量%~1质量%,更优选为0.05质量%~1质量%,进一步优选为0.1质量%~1质量%,再进一步优选为0.27质量%~1质量%。
得到的甲基丙烯酸系树脂的含有水分量能够使用卡尔-费休法测定。
当使用上述悬浮聚合法制造甲基丙烯酸系树脂时,得到的甲基丙烯酸系树脂通常为大致球状,有时一部分形成凝集体。
在本说明书中,凝集体是指使得到的聚合体通过1.68mm目筛时残留于筛上的残渣物。
当凝集体残留在甲基丙烯酸系树脂中时,存在得到的甲基丙烯酸系树脂的色调下降的倾向。从该观点出发,甲基丙烯酸系树脂中的凝集体的含量优选为1.2质量%以下,更优选为1.0质量%以下。
凝集体的含量能够通过测定使其通过1.68mm目筛而残留在筛上的物质在80℃的干燥烘箱中干燥12小时后的质量,用得到的质量除以原料的合计量,从而以凝集物生成量(质量%)的形式算出。
如果考虑成型、挤出时的作业性等,使用上述悬浮聚合法得到的甲基丙烯酸系树脂的平均粒径优选为0.1mm以上,如果也考虑成型得到的成型片的色调,更优选为0.1mm以上且1mm以下,进一步优选为0.1mm以上且0.5mm以下,再进一步优选为0.1mm以上且0.4mm以下。
平均粒径能够通过以下方法测定:例如使用根据JIS-Z8801的筛(东京筛网公司(东京スクリーン)制JTS-200-45-44(筛孔500μm),34(筛孔425μm),35(筛孔355μm),36(筛孔300μm),37(筛孔250μm),38(筛孔150μm),61(接盘)),使用筛分试验机TSK B-1,测定通过振动力MAX进行筛分10分钟时残留在各筛上的粒子质量,求出质量为50%时的粒径。
<根据溶液聚合法的制造方法>
下面,作为甲基丙烯酸系树脂的优选的制造方法,例如,也能够举出日本特开2017-125185号公报记载的溶液聚合法。
(其他成分)
<其他树脂>
只要本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物能够发挥本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物要求的特性,也可以组合含有公知的其他树脂。
作为其他树脂,可举出热塑性树脂,作为该热塑性树脂,并不受以下物质的限定,例如,可举出丙烯酸系橡胶等橡胶质聚合体、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、间规聚苯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、ABS树脂、丙烯酸系树脂、AS树脂、BAAS系树脂、MBS树脂、AAS树脂、生物降解性树脂、聚碳酸酯-ABS树脂的合金、聚亚烷基芳香酯系树脂(聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等)、聚酰胺系树脂、聚苯醚系树脂、聚苯硫醚系树脂、酚醛系树脂等。
特别地,从提高流动性的观点出发,优选AS树脂、BAAS树脂,从提高耐冲击性的观点出发,优选丙烯酸系橡胶质聚合体、ABS树脂、MBS树脂,而且,从提高耐药品性的观点出发,优选聚酯树脂。
在需要赋予耐热性、赋予耐冲击性、调整光学特性的情况下,优选聚碳酸酯系树脂。此外,丙烯酸系树脂与所述甲基丙烯酸系树脂的相溶性良好,在保持透明性的状态下调整流动性、耐冲击性等特性时优选丙烯酸系树脂。
所述各种热塑性树脂可以单独地仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
在本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物中,在组合使用上述甲基丙烯酸系树脂和前述其它树脂的情况下,配合比例只要在能体现本发明效果的范围内即可,但是考虑到赋予特性的效果,相对于前述甲基丙烯酸系树脂和其它树脂的合计量100质量%,在配合通用丙烯酸系树脂作为其它树脂的情况下,其它树脂的配合比例优选为95质量%以下,更优选为85质量%以下,进一步优选为80质量%以下,再进一步优选为75质量%以下。
另外,在配合丙烯酸系树脂以外的树脂作为其它树脂的情况下,相对于前述甲基丙烯酸系树脂和其它树脂的合计量100质量%,优选为50质量%以下,更优选为45质量%,进一步优选为40质量%以下,再进一步优选为30质量%以下,更进一步优选为20质量%以下。
而且,考虑到配合其他树脂时的特性赋予效果,作为配合其他树脂的情况下的配合量的下限值,优选为0.1质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为2质量%以上,再进一步优选为3质量%以上,更进一步优选为5质量%以上。
其他树脂的种类、含量能够根据在组合使用其他树脂的情况中所期待的效果合适地选择。
<添加剂>
在本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物中,也可以任意选择地配合其它添加剂。只要添加剂能够发挥本发明的效果,就没有特别的限定,根据目的合适地选择即可。
作为添加剂,不受以下物质的限定,例如,可举例紫外线吸收剂、热稳定剂、光稳定剂等各种稳定剂;可塑剂(链烷烃系操作油、环烷酸系操作油、芳香族系操作油、链烷烃、有机聚硅氧烷、矿物油);阻燃剂(例如,有机磷化合物、红磷、无机系磷酸盐等磷系、卤系、二氧化硅系、硅酮系等);阻燃助剂(例如,氧化锑类、金属氧化物、金属氢氧化物等);固化剂(二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、二乙基氨基丙基胺、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、薄荷烯二胺(メンセンジアミン)、异佛尔酮二胺、N-氨基乙基哌嗪、间二甲苯二胺、间苯二胺、二氨基苯基甲烷、二氨基二苯砜、双氰胺、己二酸二酰肼等胺类、苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂等酚醛树脂类、液状聚硫醇、聚硫化物等聚硫醇、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、均苯四酸酐、甲基环己烯四羧酸酐、十二烷基琥珀酸酐、偏苯三酸酐、氯菌酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇双(偏苯三酸酐)等酸酐等);固化促进剂(2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等咪唑类、三苯膦、三丁基膦等有机膦类、苄基二甲基胺、2-二甲基氨基甲基苯酚、2,4,6-三(二氨基甲基)苯酚、四甲基己二胺等叔胺类、三苯基膦四苯基硼酸盐、四苯基鏻四苯基硼酸盐、三乙胺四苯基硼酸盐等硼盐、1,4-苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基-1,4-苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌等醌化合物等);抗静电剂(例如,聚酰胺弹性体、季铵盐系、吡啶衍生物、脂肪族磺酸盐、芳香族磺酸盐、芳香族磺酸盐共聚物、硫酸酯盐、多元醇的部分酯、烷基二乙醇胺、烷基二乙醇酰胺、聚亚烷基二醇衍生物、甜菜碱系、咪唑啉衍生物等);导电性赋予剂;应力缓和剂;脱模剂(醇、以及醇与脂肪酸的酯、醇与二羧酸的酯、硅油等);结晶促进剂;水解抑制剂;润滑剂(例如,硬脂酸、山嵛酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁等高级脂肪酸、及其金属盐、乙撑双硬脂酰胺等高级脂肪酸酰胺类等);冲击赋予剂;滑动性改良剂(低分子量聚乙烯等烃系、高级醇、多元醇、聚二醇、聚甘油、高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、脂肪酸酰胺、脂肪酸与脂肪族醇的酯、脂肪酸与多元醇的全酯或部分酯、脂肪酸与聚二醇的全酯或部分酯、硅酮系、氟树脂系等);相容性剂;成核剂;填料等强化剂;流动调节剂;染料(亚硝基染料、硝基染料、偶氮染料、二苯乙烯偶氮染料、酮亚胺染料、三苯基甲烷染料、呫吨染料、吖啶染料、喹啉染料、甲炔/聚甲炔染料、噻唑染料、吲达胺/靛酚染料、吖嗪染料、噁嗪染料、噻嗪染料、硫化染料、氨基酮/氧基酮染料、蒽醌染料、靛系染料、酞菁染料等染料);敏化剂;着色剂(氧化钛、碳黑、钛黄、氧化铁系颜料、群青、钴蓝、氧化铬、尖晶石绿、铬酸铅系颜料、镉系颜料等无机颜料、偶氮色淀颜料、苯并咪唑酮颜料、苯胺颜料(diarylide)、缩合偶氮颜料等偶氮系颜料、酞菁蓝、酞菁绿等酞菁系颜料、异吲哚啉酮颜料、喹啉酮颜料、喹吖啶酮颜料、苝颜料、蒽醌颜料、芘酮颜料、二恶嗪紫等缩合多环系颜料等有机系颜料、磷片状的铝的金属颜料、为了改良焊接外观而使用的球状的铝颜料、珍珠调制金属颜料用的云母粉、其他通过金属镀敷或溅射被覆玻璃等无机物的多面体粒子的颜料等金属颜料等);增粘剂;抗沉降剂;防流挂剂;填充剂(玻璃纤维、碳纤维等纤维状增强剂、以及玻璃珠、碳酸钙、滑石、粘土等);消泡剂(硅酮系消泡剂、界面活性剂、聚醚、高级醇等有机系消泡剂等);偶联剂;光扩散性微粒;防锈剂;抗菌/防霉剂;防污剂;导电性高分子等。
<光稳定剂>
本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物中可以添加光稳定剂,用于使耐候性更好。
作为光稳定剂,能够适合添加受阻胺系光稳定剂(HALS)。
作为适合使用的光稳定剂,可举出例如,双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基/十三烷基-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、{1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基/β,β,β’,β’-四甲基-3,9-[2,4,8,10-四氧杂螺(5,5)十一烷]二乙基}-1,2,3,4丁烷四羧酸酯等,但不限于以上物质。
另外,可举出琥珀酸二甲基-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶缩聚物、N,N’-双(3-氨基丙基)乙二胺-2,4-双[N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4哌啶基)氨基]-6-氯-1,3,5-三嗪缩合物、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]、聚[{6-(1,1,3-三甲基戊基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(N-甲基-2,2,6,6-四甲基-哌啶基)亚氨基}亚辛基{(N-甲基-2,2,6,6-四甲基-哌啶基)亚氨基}]、聚[(6-吗啉-S-三嗪-2,4-二)[1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基]亚氨基]-六亚甲基[(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚氨基]]、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)亚氨基}]、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯与甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯的混合物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二甲酰基六亚甲基二胺、二丁基胺1,3,5-三嗪与N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基-1,6-六亚甲基二胺与N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁基胺的缩聚物、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇与β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷-3,9-二乙醇的反应物、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇与β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷-3,9-二乙醇的反应物、双(1-十一烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)碳酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯等。
当中,从光稳定剂的热稳定性的观点出发,更适合使用含有3个以上环结构的双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸酯、二丁基胺1,3,5-三嗪与N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基-1,6-六亚甲基二胺与N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁基胺的缩聚物、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇与β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷-3,9-二乙醇的反应物、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇与β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷-3,9-二乙醇等。
<热稳定剂>
作为所述热稳定剂,不受以下物质的限定,例如,可举例(a)受阻酚系防氧化剂、(b-1)磷系防氧化剂、(b-2)硫系防氧化剂等。
本实施方式的甲基丙烯酸系树脂能够合适地用于熔融挤出、注射成型、膜成型用途等各种用途。加工时经历的热历程因加工方法而异,有经历从挤出机这种几十秒左右乃至厚部件的成型加工、片状成型这种几十分钟~几小时的各种热历程。
经历长时间的热历程时,为了得到期望的热稳定性,需要增加热稳定剂量添加量。从抑制热稳定剂的渗出、防止在膜的制膜时膜向辊贴附的观点出发,优选并用复数种热稳定剂,例如,优选将从(b-1)磷系防氧化剂以及(b-2)硫系防氧化剂中选出的至少一种与(a)受阻酚系防氧化剂并用。
这些防氧化剂可以使用一种或并用两种以上。
作为前述热稳定剂,从使空气中的热稳定性更加优异的观点出发,优选使用了(a)受阻酚系防氧化剂和(b-2)硫系防氧化剂的二元体系、或使用了(a)受阻酚系防氧化剂和(b-1)磷系防氧化剂的二元体系,特别是使经过短期及长期后空气中的热稳定性优异的观点出发,更优选使用了(a)受阻酚系防氧化剂和(b-1)磷系防氧化剂和(b-2)硫系防氧化剂这三种的三元体系。
作为热稳定剂,不受以下物质的限定,例如,可举例季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(均三甲苯基-2,4,6-三基)三对甲酚、4,6-双(辛基硫代甲基)邻甲酚、4,6-双(十二烷基硫基甲基)邻甲酚、亚乙基双(氧化乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基间甲苯基)丙酸酯]、六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、1,3,5-三[(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲苯)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、2,6-二叔丁基-4-(4,6-双(辛基硫代)-1,3,5-三嗪-2-基胺)苯酚、丙烯酸2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基酯、丙烯酸2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯基酯等。
特别优选季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、丙烯酸2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基酯。
而且,作为所述热稳定剂的(a)受阻酚系防氧化剂,也可以使用市售的苯酚系防氧化剂,作为这种市售的苯酚系防氧化剂,不受以下物质的限定,例如,可举例Irganox(注册商标)1010(イルガノックス1010:季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯],巴斯夫公司制造)、Irganox 1076(イルガノックス1076:十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,巴斯夫公司制造)、Irganox 1330(イルガノックス1330:3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(均三甲苯基-2,4,6-三基)三对甲酚,巴斯夫公司制造)、Irganox 3114(イルガノックス3114:1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮,巴斯夫公司制造)、Irganox 3125(イルガノックス3125,巴斯夫公司制造)、ADKSTAB(注册商标)AO-60(アデカスタブAO-60,季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯],ADEKA公司制造)、ADK STAB AO-80(3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷,ADEKA公司制造)、Sumilizer(注册商标)BHT(スミライザーBHT,住友化学制造)、Cyanox(注册商标)1790(シアノックス1790,氰特公司(サイテック)制造)、Sumilizer GA-80(スミライザーGA-80,住友化学制造)、Sumilizer GS(スミライザーGS:丙烯酸2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基酯,住友化学制造)、Sumilizer GM(スミライザーGM:丙烯酸2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯基酯,住友化学制造)、维生素E(卫材公司(エーザイ)制造)等。
在这些市售的受阻酚系防氧化剂中,从对甲基丙烯酸系树脂赋予热稳定性的效果的观点出发,优选Irganox 1010、ADK STAB AO-60、ADK STAB AO-80、Irganox 1076、Sumilizer GS等。
这些防氧化剂可以单独地仅使用一种,也可以并用两种以上。
而且,作为用作所述热稳定剂的(b-1)磷系防氧化剂,不受以下物质的限定,例如,可举例三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基)乙酯亚磷酸、四(2,4-二叔丁基苯基)(1,1-联苯基)-4,4’-二基双亚膦酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2,4-叔丁基苯基)(1,1-联苯基)-4,4’-二基双亚膦酸酯、二叔丁基-间甲苯-亚膦酸酯、4-[3-[(2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂磷杂庚环)-6-基氧基]丙基]-2-甲基-6-叔丁基苯酚等。
此外,也可以使用市售的磷系防氧化剂作为前述(b-1)磷系防氧化剂,作为这种市售的磷系防氧化剂,不受以下物质的限定,例如,可举例Irgafos(注册商标)168(イルガフォス168:三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,巴斯夫公司制造)、Irgafos 12(イルガフォス12:三[2-[[2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂磷杂庚环-6-基]氧基]乙基]胺,巴斯夫公司制造)、Irgafos 38(イルガフォス38:双(2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基)乙酯亚磷酸,巴斯夫公司制造)、ADK STAB-329K(アデカスタブ329K,ADEKA制造)、ADKSTAB PEP-36(アデカスタブPEP-36,ADEKA制造)、ADK STAB PEP-36A(アデカスタブPEP-36A,ADEKA制造)、ADK STAB PEP-8(アデカスタブPEP-8,ADEKA制造)、ADK STAB HP-10(アデカスタブHP-10,ADEKA制造)、ADK STAB 2112(アデカスタブ2112,ADEKA公司制造)、ADKSTAB 1178(アデカスタブ1178,ADEKA制造)、ADK STAB 1500(アデカスタブ1500,ADEKA制造)、Sandstab P-EPQ(科莱恩公司(クラリアント)制造)、Weston 618(ウェストン618,GE制造)、Weston 619G(ウェストン619G,GE制造)、Ultranox 626(ウルトラノックス626,GE制造)、Sumilizer GP(スミライザーGP:4-[3-[(2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂磷杂庚环)-6-基氧基]丙基]-2-甲基-6-叔丁基苯酚,住友化学制造)、HCA(9,10-二氢-9-氧基-10-磷杂菲-10-氧化物,三光株式会社制造)等。
在这些市售的磷系防氧化剂中,从对甲基丙烯酸系树脂赋予热稳定性的效果、与多种防氧化剂的并用效果的观点出发,优选Irgafos 168、ADK STAB PEP-36、ADK STABPEP-36A、ADK STAB HP-10、ADK STAB 1178,特别优选ADK STAB PEP-36A、ADK STAB PEP-36。
这些磷系防氧化剂可以单独地仅使用一种,也可以并用两种以上。
而且,作为用作所述热稳定剂的(b-2)硫系防氧化剂,不受以下物质的限定,例如,可举例2,4-双(十二烷基硫代甲基)-6-甲基苯酚(Irganox1726,巴斯夫公司制造)、(Irganox1520L,巴斯夫公司制造)、2,2-双{〔3-(十二烷基硫基)-1-氧基丙氧基〕甲基}丙烷-1,3-二基双〔3-十二烷基硫基〕丙酸酯〕(ADK STAB AO-412S,ADEKA公司制造)、2,2-双{〔3-(十二烷基硫基)-1-氧基丙氧基〕甲基}丙烷-1,3-二基双〔3-十二烷基硫基〕丙酸酯〕(KEMINOX PLS,ケミノックスPLS,化学专业化成株式会社(ケミプロ化成株式会社)制造)、二(十三烷基)3,3’-硫代二丙酸酯(AO-503,ADEKA公司制造)等。
在这些市售的硫防氧化剂中,从对甲基丙烯酸系树脂赋予热稳定性的效果、与多种防氧化剂的并用效果的观点、操作性的观点出发,优选ADK STAB AO-412S、KEMINOX PLS。
这些硫系防氧化剂可以单独地仅使用一种,也可以并用两种以上。
热稳定剂的含量只要是能够得到提高热稳定性的效果的量即可,含量过剩时,有产生加工时渗出等问题的危险,因此,相对于甲基丙烯酸系树脂100质量份,优选为5质量份以下,更优选为3质量份以下,进一步优选为1质量份以下,进一步更优选为0.8质量份以下,更进一步优选为0.01~0.8质量份,特别优选为0.01~0.5质量份。
另外,从抑制甲基丙烯酸系树脂的热分解,抑制所得到的成型体的色调劣化,抑制热稳定剂的挥发而抑制成型加工时产生银线的观点出发,相对于100质量份的前述甲基丙烯酸系树脂,优选包含0.01~2质量份(优选为0.02~1质量份)的(a)受阻酚系防氧化剂,并且包含合计为0.01~2质量份(优选为0.01~1质量份)的(b-1)磷系防氧化剂和(b-2)硫系防氧化剂。另外,从相同的观点出发,相对于100质量份的前述甲基丙烯酸系树脂,优选包含0.01~2质量份(优选为0.02~1质量份)的(a)受阻酚系防氧化剂,并且包含合计为0.01~2质量份(优选为0.01~1质量份)的(b-1)磷系防氧化剂和/或(b-2)硫系防氧化剂。
<润滑剂>
作为所述润滑剂,不受以下物质的限定,例如,可举例脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪酸金属盐、烃系润滑剂、醇系润滑剂等。
作为能够被用作所述润滑剂的脂肪酸酯,没有特别的限定,可以使用以往公知的物质。
作为脂肪酸酯,例如,可使用月桂酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、花生酸、二十二烷酸等碳数12~32的脂肪酸与棕榈醇、硬脂醇、二十二烷醇等一元脂肪族醇、丙三醇、季戊四醇、二季戊四醇、脱水山梨糖醇等多元脂肪族醇的酯化合物、脂肪酸与多碱性有机酸以及一元脂肪族醇或多元脂肪族醇的复合酯化合物等。
作为这种脂肪酸酯系润滑剂,例如,可举例棕榈酸鲸蜡醇酯、硬脂酸丁基酯、硬脂酸硬脂基酯、柠檬酸硬脂基酯、甘油单辛酸酯、甘油单癸酸酯、甘油单十二酸酯、甘油单棕榈酸酯、甘油二棕榈酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油三硬脂酸酯、甘油单油酸酯、甘油二油酸酯、甘油三油酸酯、甘油单亚油酸酯、甘油单山嵛酸酯、甘油单12-羟基硬脂酸酯、甘油二12-羟基硬脂酸酯、甘油三12-羟基硬脂酸酯、甘油二乙酰单硬脂酸酯、甘油柠檬酸脂肪酸酯、季戊四醇己二酸硬脂酸酯、褐煤酸部分皂化酯、季戊四醇四硬脂酸酯、二季戊四醇六硬脂酸酯、脱水山梨糖醇三硬脂酸酯等。
这些脂肪酸酯系润滑剂能够单独地仅使用一种,或组合使用两种以上。
作为脂肪酸酯系润滑剂的市售品,不受以下物质的限定,例如,可举例理研维生素公司(理研ビタミン社)制造RIKEMAL(リケマール,注册商标)系列、Poem(ポエム,注册商标)系列、RIKESTER(リケスター,注册商标)系列、RIKEMASTER(リケマスター,注册商标)系列、花王公司制造EXCEL(エキセル,注册商标)系列、RHEODOL(レオドール,注册商标)系列、EXCEPARL(エキセパール,注册商标)系列、COCONARD(ココナード,注册商标)系列,更具体而言,可举例RIKEMAL S-100、RIKEMAL H-100、Poem V-100、RIKEMAL B-100、RIKEMAL HC-100、RIKEMAL S-200、Poem B-200、RIKESTER EW-200、RIKESTER EW-400、EXCEL S-95、RHEODOL MS-50等。
对于脂肪酸酰胺系润滑剂,没有特别的限制,可以使用以往公知的脂肪酸酰胺系润滑剂。
作为脂肪酸酰胺系润滑剂,例如,可举例月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺、羟基硬脂酸酰胺等饱和脂肪酸酰胺;油酸酰胺、芥酸酰胺、蓖麻油酸酰胺等不饱和脂肪酸酰胺;N-硬脂基硬脂酸酰胺、N-油烯基油酸酰胺、N-硬脂基油酸酰胺、N-油烯基硬脂酸酰胺、N-硬脂基芥酸酰胺、N-油烯基棕榈酸酰胺等取代酰胺;羟甲基硬脂酸酰胺、羟甲基山嵛酸酰胺等羟甲基酰胺;亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双癸酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺(亚乙基双硬脂基酰胺)、亚乙基双异硬脂酸酰胺、亚乙基双羟基硬脂酸酰胺、亚乙基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双羟基硬脂酸酰胺、N,N’-二硬脂基己二酸酰胺、N,N’-二硬脂基癸二酸酰胺等饱和脂肪酸双酰胺;亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N’-二油烯基己二酸酰胺、N,N’-二油烯基癸二酸酰胺等不饱和脂肪酸双酰胺;间亚二甲苯基双硬脂酸酰胺、N,N’-二硬脂基间苯二甲酸酰胺等芳香族系双酰胺等。
这些脂肪酸酰胺系润滑剂能够单独使用一种或组合使用两种以上。
作为脂肪酸酰胺系润滑剂的市售品,不受以下物质的限定,例如,可举例DIAMIDO(ダイヤミッド,注册商标)系列(日本化成公司制造)、酰胺系列(日本化成公司制造)、Nikkaamid(ニッカアマイド,注册商标)系列(日本化成公司制造)、羟甲基酰胺系列、双酰胺系列、Slipax(スリパックス,注册商标)系列(日本化成公司制造)、花王蜡(カオーワックス)系列(花王公司制造)、脂肪酸酰胺系列(花王公司制造)、亚乙基双硬脂酸酰胺类(大日化学工业公司制造)等。
脂肪酸金属盐是指高级脂肪酸的金属盐,不受以下物质的限定,例如,可举例硬脂酸锂、硬脂酸镁、硬脂酸钙、月桂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锶、硬脂酸钡、月桂酸钡、蓖麻油酸钡、硬脂酸锌、月桂酸锌、蓖麻油酸锌、2-乙基己糖酸锌、硬脂酸铅、2碱性硬脂酸铅、环烷酸铅、12-羟基硬脂酸钙、12-羟基硬脂酸锂等,其中,由于使本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物的加工性优异、并且透明性极其优异,因此特别优选硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌。
作为脂肪酸金属盐的市售品,例如,可举例堺化学工业公司制造的SZ系列、SC系列、SM系列、SA系列等。从保持透明性的观点出发,使用脂肪酸金属盐的情况下的配合量,在本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物中优选为0.2质量%以下。
上述润滑剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上使用。
作为供于使用的润滑剂,优选分解开始温度为200℃以上的润滑剂。分解开始温度能够通过采用TGA的1%减量温度测定。
润滑剂的含量只要是能够得到作为润滑剂的效果的量即可,含量过剩的情况下,有产生加工时因发生渗出、螺杆滑动而导致的挤出不良等问题的危险,因此,相对于甲基丙烯酸系树脂100质量份,优选为5质量份以下,更优选为3质量份以下,进一步优选为1质量份以下,进一步更优选为0.8质量份以下,更进一步优选为0.01~0.8质量份,特别优选为0.01~0.5质量份。
如果以上述范围的量添加,则抑制因润滑剂添加导致的透明性的下降,并且有抑制在膜的制膜时向金属辊贴附的倾向,并且在底漆塗布、硬涂布等对成型品的二次加工后的长期可靠性试验中难以产生剥离等问题,因而优选。
<紫外线吸收剂>
作为前述紫外线吸收剂,不受以下物质的限定,例如,可举例苯并三唑系化合物、苯并三嗪系化合物、苯甲酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氧代二苯甲酮系化合物、苯酚系化合物、噁唑系化合物、丙二酸酯系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、内酯系化合物、水杨酸酯系化合物、苯并恶嗪酮系化合物等。
作为苯并三唑系化合物,不受以下物质的限定,可举例2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-苯并三唑-2-基-4,6-二叔丁基苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-叔丁基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔丁基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺基甲基)苯酚、甲基3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯/聚乙二醇300的反应生成物、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链以及侧链十二烷基)-4-甲基苯酚、2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-C7-9侧链以及直链烷基酯。
作为苯并三嗪系化合物,不受以下物质的限定,可举例2-单(羟基苯基)-1,3,5-三嗪化合物、2,4-双(羟基苯基)-1,3,5-三嗪化合物、2,4,6-三(羟基苯基)-1,3,5-三嗪化合物,具体而言,可举例2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羟基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-己基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-苄基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-丁氧基乙氧基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-己基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-苄基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-乙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-丁氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-丙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-甲氧基羰基丙基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-乙氧基羰基乙基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-(1-(2-乙氧基己基氧基)-1-氧代丙烷-2-基氧基)苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-己基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-苄基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-乙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-丁氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-丙氧基乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-甲氧基羰基丙基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-乙氧基羰基乙基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-3-甲基-4-(1-(2-乙氧基己基氧基)-1-氧代丙烷-2-基氧基)苯基)-1,3,5-三嗪等。
其中,从与甲基丙烯酸系树脂的相溶性高、紫外线吸收特性优异的方面出发,可举出优选具有2,4-双(2,4-二甲基苯基)-6-[2-羟基-4-(3-烷氧基-2-羟基丙基氧基)-5-α-枯基苯基]-s-三嗪骨架(“烷氧基”是指辛氧基、壬氧基、癸氧基等长链烷氧基)的紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,特别是从与甲基丙烯酸系树脂的相溶性、加热时的挥发性的观点出发,优选苯并三唑系化合物、苯并三嗪系化合物。
这些紫外线吸收剂可以单独地仅使用一种,也可以并用两种以上。
而且,所述紫外线吸收剂的熔点(Tm)优选为80℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为130℃以上,进一步更优选为160℃以上。
前述紫外线吸收剂在以20℃/分钟的速度从23℃升温至260℃的情况下的质量减少比例优选为50%以下,更优选为30%以下,进一步优选为15%以下,进一步更优选为10%以下,更进一步优选为5%以下。
前述紫外线吸收剂的配合量只要是不妨碍耐热性、耐湿热性、热稳定性、以及成型加工性且发挥本发明效果的量即可,在过大量地加入的情况下,有可能产生在加工时渗出等的问题,因此,相对于甲基丙烯酸系树脂100质量份,优选为5质量份以下,更优选为3质量份以下,进一步优选为2.5质量份以下,更进一步优选为2质量份以下,再进一步优选为1.8质量份以下,另外,从发挥配合的效果的观点出发,优选为0.01质量份以上。
(甲基丙烯酸系树脂组合物的特性)
<耐热性>
作为耐热性的指标,能够使用维卡软化温度。
从实际使用时的耐热性的观点出发,本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物的维卡软化温度优选为113℃以上,更优选为115℃以上。
(甲基丙烯酸系树脂组合物的制造方法)
本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物能够通过熔融混炼前述甲基丙烯酸系树脂、由所述通式(1)或(2)表示的化合物(D)以及根据需要作为除甲基丙烯酸系树脂以外的树脂的其他树脂、各种添加剂来制造。
作为制造甲基丙烯酸系树脂组合物的方法,例如,可举出使用挤出机、加热辊、捏合机、滚筒混合机、班伯里密炼机等混炼机进行混炼的方法。其中,从生产性的观点出发,优选利用挤出机进行的混炼。
混炼温度根据构成甲基丙烯酸系树脂的聚合物、混合的其它树脂的优选加工温度而定即可,参考标准是140~300℃的范围,优选为180~280℃的范围。
另外,以减少挥发分为目的,优选在挤出机上设置排气口。
(成型体)
本实施方式的成型体是上述本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物的成型体。
本实施方式的成型体适合作为导光板、导光体等光学构件、车辆用构件材料使用。
从操作性、强度优异的观点、以及将本实施方式的成型体用作光学构件的情况下光学特性也优异的观点出发,本实施方式的成型体的厚度优选为0.01~10mm,也可以是0.01~1mm。从抑制双折射的观点出发,更优选为8mm,进一步优选为5mm以下,再进一步优选为3mm以下,更进一步优选为2mm以下。
在作为射出成型体使用的情况下,优选为0.02mm以上,更优选为0.05mm以上。
在本实施方式的成型体是车辆用构件材料的情况下,从轻量化、强度以及成型加工性的观点出发,该成型体的厚度优选为0.03~3mm,更优选为0.5~3mm,进一步优选为0.8~2.8mm。
(成型体的特性)
<透明性>
作为透明性的指标,能够使用全光线透过率
本实施方式的成型体中的全光线透过率根据用途合适地进行优化即可,但是在要求透明性的用途中使用的情况下,从视觉识别性的观点出发,2m的厚度下的全光线透过率优选为80%以上。更优选为85%以上,进一步优选为88%以上,特别优选为90%以上。
全光线透过率越高越优选,但是在实际使用上,即使为94%以下也能够充分地确保视觉识别性。
<滞留时的YI值的变化率>
通常,在对树脂组合物进行实施成型加工等热历程的处理时,有时长时间在高温下暴露。此时,热历程有可能导致变黄。
通过使用本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物,能够抑制对受到短时间的热历程和受到长时间的热历程时的各YI值进行对比时的变化率(δYI)。
例如,使用后述的实施例和比较例中得到的甲基丙烯酸系树脂以及甲基丙烯酸系树脂组合物,通过射出成型机(EC-100SX,东芝机械株式会社制)在成型温度280℃、模具温度60℃的条件下,制作厚度3mm×宽度20mm×长度220mm的试验片时,将射出成型的循环时间(射出时间+冷却时间)设为常规循环(c)45秒和假定在成型机内滞留的(d)270秒时,使用成型稳定开始起第11次喷射至第15次喷射之间的试验片,对在循环时间(c)和(d)下得到的试验片各5个分别进行220mm长光程YI值的测定,通过对它们进行对比能够估算所述(δYI)。
具体而言,求出根据所述(c)的条件制成的5个试验片的YI值的平均值以及根据所述(d)的条件制成的5个试验片的YI值的平均值,通过下述式算出YI值的变化率,能够作为评价指标。
YI值的变化率(δYI)=((d)的YI值的平均值-(c)的YI值的平均值))/(c)的YI值的平均值×100(%)
YI值的变化率优选为20%以下,更优选为18%以下,进一步优选为15%以下,再进一步优选为13%以下,更进一步优选为10%以下。
需要说明的是,YI值是使用色差计(有限会社东京电色社制造,TC-8600A,光源:10-C)按照JIS K 7105标准来测定的。
<透过率的厚度依赖性>
本实施方式的成型体在3mm~220mm条件下的透过率的衰减率下优选为40%以下,更优选为33%以下,进一步优选为15%以下,再进一步优选为11%以下。
<根据成型体的厚度的ΔYI值的差(:变黄度(ΔYI)的厚度依赖性)>
对于本实施方式的成型体,厚度为3mm~220mm的ΔYI优选为40以下,更优选为15以下,进一步优选为5以下,再进一步优选为2以下。
<耐光性>
作为耐光性的评价基准,通过氙灯耐光性试验机实施48小时的促进暴露试验前后的试样的色差(ΔE*)优选为5以下,更优选为4以下,进一步优选为3以下。
由此,能够得到对来自具有可见光的短波长区域至紫外区域的发光波长分布的光源的光也难以引起着色、变质、恶化的性能、即耐光性优异的树脂组合物,能够更充分地发挥本发明的作用效果。
色差ΔE*能够按照JIS Z8730使用色差计测定。
作为氙灯耐光试验机,例如能够使用以下的试验机。
测定装置:MAX303(朝日分光株式会社社制)。
灯/UV:MeModular UV-VIS(ミーモジュルUV-VIS)。
灯距离:100mm。
放射强度:49.5mw/cm2。
波长:365nm。
温度:室温。
试样:板厚3mm。
<外观性>
成型体的外观性例如能够通过有无气泡、有无条纹不均、有无银纹等进行评价,具体而言,能够通过后述实施例记载的方法进行评价。
对于本实施方式的成型体,将本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物在80℃温度下干燥24小时后,在用射出成型机、测定用模具而成型的50个试验片中,在试验片的表面发现银纹的试验片的个数优选为10个以下,更优选为5个以下,进一步优选为2个以下。
需要说明的是,成型体有无银纹能够通过后述实施例中记载的方法进行评价。
(成型体的制造方法)
本实施方式的成型体能够通过使用本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物进行成型而制造。
作为成型体的制造方法,能够使用射出成型、片状成型、吹塑成型、注射吹塑成型、吹胀成型、T模成型、压制成型、挤出成型、发泡成型、铸塑成型等公知的方法,也能够使用压空成型、真空成型等二次加工成型法。
另外,也能够举出使用加热辊、捏合机、班伯里密炼机、挤出机等混炼机对甲基丙烯酸系树脂组合物进行混炼制造,然后,冷却,粉碎,进一步通过传递成型、射出成型、压缩成型等进行成型的方法作为成型体的制造方法的一个示例。
(成型体的用途)
本实施方式的甲基丙烯酸系树脂组合物能够适合作为光学构件、车辆用构件材料等各种成型体的材料使用。
作为成型体的用途,例如,可举出家庭用品、OA设备、AV设备、电池电装用构件材料、照明设备、指示器、内饰板、仪表板、热控制板、门板等车辆内装板;车窗玻璃升降器开关等开关;时钟罩、仪表罩、仪表刻度盘、仪表指针、平视显示器用罩、平视显示器用棱镜镜头、变速杆罩等车辆内装构件材料;防擦板、立柱装饰件、后牌照装饰件、后角装饰件、前格栅、尾灯罩、雾灯罩、前灯罩、滑轨罩、前灯非球面透镜(PES透镜)或前灯、尾灯的内透镜等透镜类;标志、刀型天线、海豚天线、鱼翅天线、导光棒、遮挡板、导流罩(HOOD DEFLECTOR,バグガード)等车辆外装用构件材料等汽车构件用途构件材料;外壳用途构件材料、卫生洁具代替品等卫生用途构件材料;液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、场致发射显示器、背投电视等显示器中使用的导光板、扩散板、偏光板保护膜、1/4波长板、1/2波长板、视角控制膜、液晶光学补偿膜等的位相差膜、显示器前面板、显示器基板、透镜、触摸面板等,而且,能够适合用于在太阳电池中使用的透明基板等。
此外,在光通信系统、光交换系统、光测量系统的领域中,也能够用于波导、透镜、光纤、光纤的包覆材料、LED的透镜、透镜盖等。另外,也能够作为其他树脂的改性材料使用。
实施例
下面,举出具体的实施例和比较例对本实施方式进行说明,本实施方式并不限定于后述的实施例。
(原料)
在后述的实施例和比较例中使用的原料如下所示。
(构成甲基丙烯酸系树脂的单体)
<(A)甲基丙烯酸酯单体>
(A-1):甲基丙烯酸甲酯(MMA)。
旭化成株式会社制造(作为阻聚剂,添加了2.5ppm的中外贸易株式会社制造的2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚(2,4-di-methyl-6-tert-butylphenol))。
<(B)主链具有环结构的结构单元>
(B-1):N-苯基马来酰亚胺(N-PMI):株式会社日本触媒制。
(B-2):N-环己基马来酰亚胺(N-CMI):通过下述制造方法进行合成。
在具有温度计、迪安-斯塔克管、滴液漏斗以及搅拌机的烧瓶中加入马来酸酐和每单位质量该马来酸酐6倍量的邻二甲苯,升温至55℃并搅拌,制备马来酸酐的均匀的邻二甲苯溶液。
接着,在55℃条件下,在搅拌条件下在该马来酸酐溶液中花费30分钟滴下全部包含相对于马来酸酐以摩尔比计为当量的环己基胺和质量与其相等的邻二甲苯的溶液,制备N-环己基马来酰胺酸的邻二甲苯的浆料液。
然后,在上述浆料液中加入作为酸催化剂的质量与环己基胺相等的正磷酸、作为阻聚剂的相对于N-环己基马来酰胺酸为200ppm的二丁基二硫代氨基甲酸铜,加热,在搅拌下保持140℃,一边通过迪安-斯塔克管将反应生成的水蒸馏除去至反应体系外,一边进行8小时的反应。
反应结束后,在140℃条件下从反应液分离除去分离至下层的酸催化剂层。
接着,用3质量%硫酸水洗涤反应液2次,用离子交换水进行2次洗涤,在10mmHg的减压下从有机层除去邻二甲苯,进一步在5mmHg的减压下,通过在内温130~150℃的条件下进行蒸馏纯化,得到以白色N-环己基马来酰亚胺为主要成分的原料。
(B-3):戊二酰亚胺骨架。
通过制造例6的方法导入戊二酰亚胺骨架。
<(C)乙烯基系单体>
(C-1):苯乙烯(St):旭化成株式会社制。
(C-2):甲基丙烯酸(MAA):东京化成工业株式会社制。
<(D)化合物>
(D-1):N-环己基-2-羟基琥珀酰亚胺。
通过使用所述(B-2)生产时得到的蒸馏时的初馏物反复进行重结晶纯化,得到(D-1)成分的针状结晶。
(有机溶剂)
间二甲苯:三井化学株式会社制。
(其他)
正辛基硫醇(n-octylmercaptan,NOM):阿科玛公司(アルケマ(株)社)制,作为链转移剂使用。
Perhexa C-75(EB):日油株式会社制,纯度75%(加入乙苯25%),作为聚合引发剂使用。
过氧化2-乙基己酸叔丁酯:日油株式会社制,作为聚合引发剂使用。
磷酸三钙(calcium phosphate):日本化学工业株式会社制,作为悬浮剂使用。
碳酸钙(calcium calbonate):白石工业株式会社制,作为悬浮剂使用。
月桂基硫酸钠(sodium lauryl sulfate):和光纯药株式会社制,作为悬浮助剂使用。
(添加剂)
(a-1):ADKSTAB AD2112,株式会社ADEKA社制。
(a-2):ADKSTAB AO-80,株式会社ADEKA社制。
(a-3):TINUVIN P,巴斯夫公司制。
(a-4):对于三菱炭黑#2600,使用硬脂酸锌实施表面涂覆处理。首先,量取三菱炭黑#2600的1.5倍质量的涂覆剂,加热至熔点以上即160℃,使其熔融后,将规定量的炭黑投入该熔液中,进行搅拌。需要说明的是,硬脂酸锌的熔点约为140℃。充分地搅拌使其分散后,进行冷却,得到表面经涂覆的炭黑。
下面,记载了甲基丙烯酸系树脂以及甲基丙烯酸系树脂组合物的特性的测定方法。
(I.甲基丙烯酸系树脂组合物的重均分子量的测定)
通过下述装置和条件对后述的制造例中制造的甲基丙烯酸系树脂、实施例和比较例中制造的甲基丙烯酸系树脂组合物的重均分子量(Mw)进行测定。
·测定装置:东槽株式会社制,凝胶渗透色谱(HLC-8320GPC)。
·测定条件:
色谱柱:TSK guardcolumn SuperH-H 1根,TSKgel SuperHM-M 2根,TSKgelSuperH2500 1根,按顺序串联使用。在本柱中,高分子量洗脱快,低分子量洗脱慢。
展开溶剂:四氢呋喃,流速;0.6mL/分钟,作为内标,添加0.1g/L的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)。
检测器:RI(差示折射)检测器。
检测灵敏度:3.0mV/分钟。
色谱柱温度:40℃。
样本:0.02g甲基丙烯酸系树脂的四氢呋喃20mL溶液。
注入量:10μL。
校正曲线用标准样品:使用单分散的重量峰值分子量已知的且分子量不同的以下10种聚甲基丙烯酸甲酯(聚合物实验室(Polymer Laboratories)制造,PMMA校正试样盒M-M-10(产品型号))。
重量峰值分子量(Mp)
标准试样1 | 1916000 |
标准试样2 | 625500 |
标准试样3 | 298900 |
标准试样4 | 138600 |
标准试样5 | 60150 |
标准试样6 | 27600 |
标准试样7 | 10290 |
标准试样8 | 5000 |
标准试样9 | 2810 |
标准试样10 | 850 |
在上述条件下,测定相对于甲基丙烯酸系树脂的洗脱时间的RI检测强度。
基于GPC洗脱曲线中的区域面积和三次近似式的校正曲线,求出甲基丙烯酸系树脂组合物的重均分子量(Mw)。
(II.聚合体的单体单元的组成以及残量单体量的测定)
<II-1.单体单元的组成的测定
对通过聚合得到的甲基丙烯酸系树脂,实施NMR和FT-IR测定,确认了单体单元和结构单元的组成。
NMR:日本电子株式会社制,JNM-ECA500。
FT-IR:使用日本分光社制造,IR-410,ATR法(Dura Scope(金刚石衰减全反射技术)(ATR结晶:金刚石/ZnSe),分辨率:4cm-1)。
<II-2.残留的单体量的测定>
使用GC通过校正曲线法实施测定。
(III.物性测定)
下面,记载了甲基丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂组合物的评价方法。
<III-1.耐热性;维卡(VICAT)软化温度的测定>
按照ISO306 B50,使用采用后述的实施例和比较例中得到的树脂颗粒成型的4mm厚试验片,进行维卡软化温度(℃)的测定,作为耐热性评价的指标。
<III-2.透明性(光学特性);全光线透过率的测定>
使用后述的实施例和比较例中得到的树脂颗粒通过射出成型而成型3mm厚的试验片,按照JIS K7361-1标准进行全光线透过率的测定。
将与一般的市售丙烯酸树脂(PMMA)同等水平的全光线透过率为90%以上评价为优选。
<III-3.YI值的变化度(δYI)>
使用后述的实施例和比较例中得到的甲基丙烯酸系树脂组合物以及甲基丙烯酸系树脂,通过射出成型机(EC-100SX,东芝机械株式会社制),通过成型温度280℃、模具温度60℃的条件,制成厚度3mm×宽度20mm×长度220mm的试验片。
射出成型的循环时间(射出时间+冷却时间)设为(c)45秒或(d)270秒。
使用成型稳定开始起第11次喷射至第15次喷射之间的试验片,对在循环时间(c)、(d)下得到的试验片各5个分别进行220mm长光程YI值的测定。
然后,求得(c)的5个试验片的YI值平均值以及(d)的5个试验片的YI值平均值,根据((d)的YI值的平均值-(c)的YI值的平均值))/(c)的YI值的平均值×100(%),算出220mm长光程中的YI值的变化度(δYI)。
需要说明的是,YI值是使用色差计(有限会社东京电色社制造,TC-8600A,光源:10-C)按照JIS K 7105标准来测定的。
<长期滞留评价结果>
将上述YI值的变化度δYI为10%以下的情况评价为“◎”,将大于10%且13%以下的情况评价为“○”,将20%以下的情况评价为“△”,将大于20%的情况评价为“×”。
<(III-4)银纹的有无>
在80℃条件下使后述实施例以及比较例中得到的甲基丙烯酸系树脂组合物以及甲基丙烯酸系树脂干燥24小时后,用以下记载的射出成型机、测定用模具、成型条件,评价有无银纹。
具体而言,在下述条件下将树脂射出到模具表面的中心部,射出结束40秒后取出螺旋状的成型品,评价有无发生银纹。
切换树脂后,废弃20次喷射的部分,使用从第21次喷射至第70次喷射之间的50个,实施评价。
射出成型机:EC-100SX(东芝机械株式会社制)
测定用模具:在模具的表面从表面的中心部以阿基米德螺旋状掘入深度2mm、宽12.7mm的槽的模具
成型条件
树脂温度:290℃。
模具温度:70℃。
最大射出压力:75MPa。
射出时间:20秒。
银纹有无的评价
◎:在50个中发现银纹的样品为2个以下。
○:在50个中发现银纹的样品为5个以下。
△:在50个中发现银纹的样品为10个以下。
×:在50个中发现银纹的样品大于10个。
<(III-5)脱模性的评价>
在80℃条件下使后述实施例以及比较例中得到的甲基丙烯酸系树脂组合物、甲基丙烯酸系树脂干燥24小时后,用以下记载的射出成型机、测定用模具、成型条件,进行脱模性的评价。
具体而言,切换树脂后,废弃15次喷射的部分,使用第16次喷射至第45次喷射之间的30个实施评价。
射出成型机:EC-100SX(东芝机械株式会社制)。
测定用模具:厚度3mm×宽度20mm×长度220mm的长光程试验片模具。
树脂温度:280℃。
模具温度:70℃。
脱模性评价
◎:在30个中观察到脱模不良的样品为1个以下。
○:在30个中观察到脱模不良的样品为3个以下。
△:在30个中观察到脱模不良的样品为7个以下。
×:在30个中观察到脱模不良的样品大于7个。
<(III-6)耐候性(耐湿热性)的评价、耐候性(色差(ΔE*))的测定>
作为耐候性评价的指标,测定暴露试验前后的试样的色差(ΔE*)。
使用所述(III-5)中成型的3mm厚的试验片,使用JIS K7350-4的方法进行暴露试验。
暴露条件,黑色面板的温度设定为63±3℃,水的喷雾时间设定为(18±0.5)分钟,喷雾停止时间设定为(102±0.5)分钟,总暴露时间为2040小时。
进行试样片的设置,以使前述3mm厚的试验片的20mm×220mm的面成为暴露面。
此外,将暴露后的试验片水洗后,测定其物体颜色。
作为色差,使用ΔE*的值。按照JIS Z8730,使用色差计对上述平板状的评价用试样的暴露面进行测定。具体而言,测量从暴露面向厚度方向的透过光的色差ΔE*。
将暴露2040小时ΔE*小于3评价为优选。
<耐候性评价>
在上述评价中,将ΔE*为2以下的情况评价为“◎”,将大于2且小于2.5的情况评价为“○”,将2.5以上且小于3的情况评价为“△”,将3以上的情况评价为“×”。
<(III-7)耐光性(疝灯)的评价>
使用后述的实施例和比较例中得到的甲基丙烯酸系树脂组合物以及甲基丙烯酸系树脂,对100mm×100mm×3mm的平板进行成型,使用下述装置进行耐光性的评价。
作为耐光性的评价基准,测定48小时的暴露试验前后的试样的色差(ΔE*)。
作为色差,使用ΔE*的值。按照JIS Z8730,使用色差计,对上述平板状的评价用试样的暴露面进行测定。具体而言,测量从暴露面向厚度方向的透过光的色差ΔE*。
测定装置:MAX303(朝日分光株式会社制)。
灯/UV:MeModular UV-VIS(ミーモジュルUV-VIS)。
灯距离:100mm。
放射强度:49.5mw/cm2。
波长:365nm。
温度:室温。
试样:板厚3mm。
<耐光性评价>
在上述评价中,将ΔE*为3以下的情况评价为“◎”,将大于3且4以下的情况评价为“○”,将大于4且5以下的情况评价为“△”,将大于5的情况评价为“×”。
<IV.综合评价>
在上述评价中,将耐候性以及长期滞留成型和通常成型时的YI差变化度(ΔYI)特别小、判断为最适于光学构件用途、车载构件材料用途的情况记作“5”,将判断为适合于光学构件用途、车载构件材料用途的情况记作“4”,将判断为加热滞留时的色调变化适合于对此不介意的用途的情况记作“3”,将判断为适合于车辆内装用途等不重视耐候性的用途的情况记作“2”,将在任意评价中观察到不良、判断为不适于车载用途、光学构件用途的情况记作“1”。
下面,记载了甲基丙烯酸系树脂的制造例。
(制造例1)
在具有已装有4片倾斜桨翼的搅拌机的容器中,投入水2kg、磷酸三钙65g、碳酸钙39g、月桂基硫酸钠0.39g,得到混合液(a)。
然后,在具有已装有3片后退翼的搅拌机的60L的反应器中投入水26kg,升温至75℃,投入所述混合液(a),然后,投入预先混合95质量份的甲基丙烯酸甲酯(A-1)、5质量份的环己基马来酰亚胺(B-2)、0.295质量份的链转移剂正辛基硫醇、0.25质量份的聚合引发剂过氧化2-乙基己酸叔丁酯的单体混合液22kg。
保持约75℃进行悬浮聚合,投入原料混合物后,约120分钟后观测放热峰。然后,以1℃/min的速度升温至97℃后,熟化120分钟,实质上结束聚合反应。
然后,冷却至50℃,为了使悬浮剂溶解而投入20质量%硫酸。
然后,将聚合反应溶液通过1.68mm目筛而除去凝集物,滤除水分,将得到的浆料脱水,得到珠状聚合物,用水洗涤得到的珠状聚合物后,与上述同样地脱水,进而用离子交换水反复进行洗涤、脱水而进行洗涤,得到聚合物粒子。平均粒径为0.29mm。
使用靠近模具的部分的料筒温度270℃、混炼部料筒温度260℃、从树脂投入至混炼部设定为230℃的3个排气口的φ37mm挤出机,一边在树脂投入部与混炼部之间添加树脂量的4质量%的量的纯化水,一边以200rpm、树脂量换算为12kg/小时的条件对得到的聚合物粒子进行脱挥处理,得到树脂颗粒。
(制造例2)
在具有已装有4片倾斜桨翼的搅拌机的容器中,投入水2kg、磷酸三钙65g、碳酸钙39g、月桂基硫酸钠0.39g,得到混合液(a)。
然后,在具有已装有3枚后退翼的搅拌机的60L的反应器中投入水26kg,升温至75℃,投入所述混合液(a),然后,投入预先混合90质量份的甲基丙烯酸甲酯(A-1)、5质量份的环己基马来酰亚胺(B-2)、5质量份的苯乙烯、0.24质量份的链转移剂正辛基硫醇、0.20质量份的聚合引发剂过氧化2-乙基己酸叔丁酯的单体混合液22kg。
保持约75℃进行悬浮聚合,投入原料混合物后,约120分钟后观测放热峰。
然后,以1℃/min的速度升温至93℃后,熟化120分钟,实质上结束聚合反应。
然后,冷却至50℃,为了使悬浮剂溶解而投入20质量%硫酸。
然后,将聚合反应溶液通过1.68mm目筛而除去凝集物,滤除水分,将得到的浆料脱水,得到珠状聚合物,用水洗涤得到的珠状聚合物后,与上述同样地脱水,进而用离子交换水反复进行洗涤、脱水而进行洗涤,得到聚合物粒子。
使用靠近模具的部分的料筒温度270℃、混炼部料筒温度260℃、从树脂投入至混炼部设定为230℃的3个排气口的φ37mm挤出机,一边在树脂投入部与混炼部之间添加树脂量的4质量%的量的纯化水,一边以200rpm、树脂量换算为12kg/小时的条件对得到的聚合物粒子进行脱挥处理,得到树脂颗粒。
(制造例3)
在具有已装有4片倾斜桨翼的搅拌机的容器中,投入水2kg、磷酸三钙65g、碳酸钙39g、月桂基硫酸钠0.39g,得到混合液(a)。
然后,在具有已装有3枚后退翼的搅拌机的60L的反应器中投入水26kg,升温至75℃,投入所述混合液(a),然后,投入预先混合89质量份的甲基丙烯酸甲酯(A-1)、11质量份的环己基马来酰亚胺(B-2)、5质量份的间二甲苯、0.208质量份的链转移剂正辛基硫醇、0.25质量份的聚合引发剂过氧化2-乙基己酸叔丁酯的单体混合液22kg。
保持约75℃进行悬浮聚合,投入原料混合物后,约120分钟后观测放热峰。
然后,以1℃/min的速度升温至93℃后,熟化120分钟,实质上结束聚合反应。
然后,冷却至50℃,为了使悬浮剂溶解而投入20质量%硫酸。
然后,将聚合反应溶液通过1.68mm目筛而除去凝集物,滤除水分,将得到的浆料脱水,得到珠状聚合物,用水洗涤得到的珠状聚合物后,与上述同样地脱水,进而用离子交换水反复进行洗涤、脱水而进行洗涤,得到聚合物粒子。平均粒径为0.29mm。
使用靠近模具的部分的料筒温度270℃、混炼部料筒温度260℃、从树脂投入至混炼部设定为230℃的3个排气口的φ37mm挤出机,一边在树脂投入部与混炼部之间添加树脂量的4质量%的量的纯化水,一边以200rpm、树脂量换算为12kg/小时的条件对得到的聚合物粒子进行脱挥处理,得到树脂颗粒。
得到的颗粒的重均分子量为13万,通过NMR求出的组成是MMA单元:90质量%;CMI单元:10质量%。
(制造例4)使用溶液聚合的制造例
在具备安装有桨翼的搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮导入管的1.25m3的反应釜中,加入470kg的甲基丙烯酸甲酯(A-1)、39kg的N-苯基马来酰亚胺(B-1)、41kg的N-环己基马来酰亚胺(B-2)、450.0kg的间二甲苯、以及相对于全部单体的总量100质量份为1200质量ppm的正辛基硫醇,溶解,制备原料溶液。对其通入氮,一边搅拌,一边升温至125℃。
另外,制备混合0.23kg的Perhexa C-75和1.82kg的间二甲苯的聚合引发剂进料液。
原料溶液达到127℃后,按照(1)~(6)的程序,开始聚合引发剂进料液(聚合引发剂混合液)的供给(添加)。
(1)0.0~0.5小时:供给速度1.00kg/小时。
(2)0.5~1.0小时:供给速度0.50kg/小时。
(3)1.0~2.0小时:供给速度0.41kg/小时。
(4)2.0~3.0小时:供给速度0.36kg/小时。
(5)3.0~4.0小时:供给速度0.14kg/小时。
(6)4.0~7.0小时:供给速度0.13kg/小时。
合计用7小时供给聚合引发剂(B时间=7小时)后,进一步继续反应2小时,从开始添加聚合引发剂时起至8小时后为止,进行聚合反应。
聚合反应中,内温控制为127±2℃。测定得到的聚合液的聚合转化率,结果为MMA单元:94.1质量%;PMI单元:95.5质量%;CMI单元:93.2质量%。总计,聚合转化率为93%。
将该聚合溶液供给至预先加热到170℃的由管状热交换器和气化槽构成的浓缩装置,使溶液中包含的聚合物的浓度提高到70质量%。
将得到的聚合溶液供给传热面积为0.2m2的薄膜蒸发机,进行脱挥。此时,在装置内温度为275℃、供给量25L/小时、旋转数300rpm、真空度25Torr条件下实施,并将脱挥后的聚合物使用齿轮泵进行升压,从拉丝模头挤出,进行水冷、裁断,得到树脂颗粒。
得到的颗粒的重均分子量为12万,通过NMR求出的组成为,MMA单元:86质量%;PMI单元:7质量%;CMI单元:7质量%。
(制造例5)
在具有已装有4片倾斜桨翼的搅拌机的容器中,投入水2kg、磷酸三钙65g、碳酸钙39g、月桂基硫酸钠0.39g,得到混合液(a)。
然后,在具有已装有3枚后退翼的搅拌机的60L的反应器中投入水26kg,升温至75℃,投入所述混合液(a),然后,投入预先混合95质量份的甲基丙烯酸甲酯(A-1)、5质量份的环己基马来酰亚胺(B-2)、0.389质量份的链转移剂正辛基硫醇、0.25质量份的聚合引发剂过氧化2-乙基己酸叔丁酯的单体混合液22kg。
保持约75℃进行悬浮聚合,投入原料混合物后,约120分钟后观测放热峰。
然后,以1℃/min的速度升温至97℃后,熟化120分钟,实质上结束聚合反应。
然后,冷却至50℃,为了使悬浮剂溶解而投入20质量%硫酸。
然后,将聚合反应溶液通过1.68mm目筛而除去凝集物,滤除水分,将得到的浆料脱水,得到珠状聚合物,用水洗涤得到的珠状聚合物后,与上述同样地脱水,进而用离子交换水反复进行洗涤、脱水而进行洗涤,得到聚合物粒子。平均粒径为0.29mm。
使用靠近模具的部分的料筒温度250℃、混炼部料筒温度240℃、从树脂投入至混炼部设定为220℃的3个排气口的φ37mm挤出机,一边在树脂投入部与混炼部之间添加树脂量的3质量%的量的纯化水,一边以200rpm、树脂量换算为10kg/小时的条件对得到的聚合物粒子进行脱挥处理,得到树脂颗粒。得到的树脂的重均分子量Mw为6万。
(制造例6)
在具备安装有桨翼的搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮导入管的200L的反应釜中,加入69.1kg的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、5.32kg的苯乙烯(St)、9.57kg的甲基丙烯酸(MAA)、56.0kg的间二甲苯、以及正辛基硫醇0.105kg,制备原料溶液。对其通入氮,一边搅拌,一边升温至117℃
另外,制备混合了0.029kg的Perhexa 25B和0.10kg的间二甲苯的聚合引发剂进料液A以及混合了0.0098kg的Perhexa 25B和0.10kg的间二甲苯的聚合引发剂进料液B。
原料溶液温度达到117℃时,以供给速度0.774kg/小时进行10分钟的聚合引发剂进料液A的供给,反应2小时。接着,以0.110kg/小时的供给速度进行聚合引发剂进料液B的供给10分钟,进一步继续反应10小时,合计12小时20分钟,实施聚合反应,完成反应。
将得到的聚合液供给设定为280℃的高温真空室,除去未反应物以及溶剂,进行六元环酸酐的生成。
该生成共聚体的基于NMR所得的组成分析结果是MMA单元:78质量%;St单元:7质量%;MAA单元:3质量%;六元环酸酐单元:12质量%。
将如此得到的共聚体颗粒0.5kg投入内容积5升的高压釜,接着投入N,N-二甲基甲酰胺3.0kg,搅拌,溶解。相对于六元环酸酐单元量,投入含2当量氨的28%氨水,在150℃温度条件下反应2小时。
抽出反应液,投入正己烷中,使聚合物析出。进而,在10torr的挥发炉内,以250℃将该聚合物处理2小时。
最终得到的共聚物为微黄色透明,根据利用元素分析的氮含量定量、NMR、IR,组成为MMA单元:78质量%;St单元:7质量%;MAA单元:3质量%;戊二酰亚胺系结构单元:12质量%。反复上述操作,得到评价所需的树脂颗粒。
(制造例7)
通过手动混合,对于上述(制造例4)中得到的树脂颗粒100质量份,将0.04质量份的(D-1)、0.03质量份的(a-3)TINUVIN P、0.05质量份的(a-1)ADKSTAB AD 2112、0.1质量份的(a-2)ADKSTAB AO-80、0.15质量份的Macrolex Violet 3R(德国朗盛公司(ランクセス)制)、0.04质量份的Diaresin yellow H2G(三菱化学公司(三菱ケミカル)制)、0.3质量份的Macrolex Green 5B(德国朗盛公司(ランクセス)制)、0.06质量份的Diaresin Blue L(三菱化学公司(三菱ケミカル)制)以及0.15质量份的炭黑(a-4)混合,使用东芝机械株式会社生产的带排气口(3处)的Φ26mm双轴挤出机TEM-26SS(L/D=48,使用四孔模具,模具设定温度250℃,筒的设定温度250℃;出口侧、料斗的横筒设定温度220℃),在吐出量12kg/小时、水浴温度为60℃(水接触距离约为20cm)、旋转数180rpm的条件下进行熔融混炼,制造颗粒状的甲基丙烯酸系树脂组合物。
(实施例1)
通过手动混合,对于上述(制造例1)中得到的甲基丙烯酸系树脂100质量份,将0.04质量份的(D-1)、0.03质量份的(a-3)TINUVIN P、0.05质量份的(a-1)ADKSTAB AD 2112以及0.1质量份的(a-2)ADKSTAB AO-80混合,使用东芝机械株式会社生产的带排气口(3处)的Φ26mm双轴挤出机TEM-26SS(L/D=48,使用四孔模具,模具设定温度250℃,筒的设定温度250℃;出口侧、料斗的横筒设定温度220℃),在吐出量12kg/小时、水浴温度为60℃(水接触距离约为20cm)、旋转数180rpm的条件下进行熔融混炼,制造颗粒状的甲基丙烯酸系树脂组合物。
得到的甲基丙烯酸系树脂组合物中的甲基丙烯酸系树脂的重均分子量为10万。
另外,残留的甲基丙烯酸甲酯量为1200ppm,残留的N-环己基马来酰亚胺量为600ppm。
使用得到的甲基丙烯酸系树脂组合物颗粒,进行上述物性评价。
此外,使用实施例1中得到的甲基丙烯酸系树脂组合物颗粒制成4mm厚的试验片,对于4mm厚的试验片,按照ISO179/1eU标准测定夏比冲击强度(无缺口),结果为16kJ/m2。
(实施例2~10)、(比较例1~3)
使用表1记载的树脂通过与实施例1的方法相同的方法制造甲基丙烯酸系树脂组合物,实施评价。
将评价结果示于表1。
表1
如表1所示,可知:当甲基丙烯酸系树脂的重均分子量为规定的范围内,(D)成分的含量为规定的范围,质量比(B)/(D)为规定的范围内时,具有在实际使用上的充分的光学特性,在耐热性、热稳定性、外观性、耐候性、成型加工性优异。
本申请基于2018年5月18日向日本特许厅提出的日本专利申请(日本特愿2018-096368),将其内容作为参照引入于此。
工业上利用的可能性
本发明的甲基丙烯酸系树脂组合物以及包含该甲基丙烯酸系树脂组合物的成型体作为家庭用品、OA设备、AV设备、电池电装用构件材料、照明设备、指示器、内饰板、仪表板、热控制板、门板等车辆内装板;车窗玻璃升降器开关等开关;时钟罩、仪表罩、仪表刻度盘、仪表指针、平视显示器用罩、平视显示器用棱镜镜头、变速杆罩等车辆内装构件材料;防擦板、立柱装饰件、后牌照装饰件、后角装饰件、前格栅、尾灯罩、雾灯罩、前灯罩、滑轨罩、前灯非球面透镜(PES透镜)或前灯或尾灯的内透镜等透镜类;标志、刀型天线、海豚天线、鱼翅天线、导光棒、遮挡板、导流罩(HOOD DEFLECTOR,バグガード)等车辆外装用构件材料等汽车构件用途构件材料;外壳用途构件材料、卫生洁具代替等卫生用途构件材料;液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、场致发射显示器、背投电视等显示器中使用的导光板、扩散板、偏光板保护膜、1/4波长板、1/2波长板、视角控制膜、液晶光学补偿膜等位相差膜、显示器前面板、显示器基板、透镜、触摸屏等透明基板、装饰膜等、太阳电池中使用的透明基板、光通信系统、光交换系统、光测量系统的领域中的导波路、透镜、光纤、光纤的包覆材料、LED的透镜、透镜罩等构件材料的材料具有工业实用性。
Claims (6)
1.一种甲基丙烯酸系树脂组合物,其中,
所述甲基丙烯酸系树脂组合物含有甲基丙烯酸系树脂100质量份和由下述通式(1)或(2)表示的化合物(D)0.001~0.2质量份,
所述甲基丙烯酸系树脂包含甲基丙烯酸酯单体单元(A)50~97质量%、主链具有环结构的结构单元(B)3~30质量%、和能够与甲基丙烯酸酯单体共聚的其他乙烯基系单体单元(C)0~20质量%,
所述甲基丙烯酸系树脂组合物满足下述(I)和(II)的条件,
(I):甲基丙烯酸系树脂组合物的通过凝胶渗透色谱法GPC测定的重均分子量为6.5万~30万,
(II):所述(D)成分和所述主链具有环结构的结构单元(B)以质量比计为25≤(B)/(D)≤1000,
在所述式(1)中,R表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基,在各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子;
并且,在所述式(1)中,R’表示碳数为1~12的脂肪族烃基或碳数为6~18的芳香族烃基,在各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子,
在所述式(2)中,R、R’、R”分别独立地表示氢原子、碳数为1~12的脂肪族烃基或芳香族烃基,在各碳原子上具有或不具有硫原子、氮原子、氧原子、磷原子;并且,R’、R”结合或不结合。
2.如权利要求1所述的甲基丙烯酸系树脂组合物,其中,所述(B)成分包含从由马来酰亚胺系结构单元(B-1)、戊二酸酐系结构单元(B-2)、戊二酰亚胺系结构单元(B-3)、内酯环结构单元(B-4)、以及酸酐结构单元(B-5)组成的组中选出的至少一种结构单元。
3.一种成型体,其中,其是权利要求1或2所述的甲基丙烯酸系树脂组合物的成型体。
4.如权利要求3所述的成型体,其中,其是光学构件。
5.如权利要求3所述的成型体,其中,其是车辆用构件材料。
6.如权利要求5所述的成型体,其中,厚度是0.03~3mm。
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