JP2002069114A - α−メチルスチレン系共重合体の製造法 - Google Patents

α−メチルスチレン系共重合体の製造法

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JP2002069114A
JP2002069114A JP2000262059A JP2000262059A JP2002069114A JP 2002069114 A JP2002069114 A JP 2002069114A JP 2000262059 A JP2000262059 A JP 2000262059A JP 2000262059 A JP2000262059 A JP 2000262059A JP 2002069114 A JP2002069114 A JP 2002069114A
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methylstyrene
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polymerization
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Koji Suzumura
浩二 鈴村
Seishu Tateoka
聖秀 楯岡
Tatsuo Ishikawa
達夫 石川
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 色相に優れ、荷重たわみ温度が高く、成形
性、機械特性にも優れたα−メチルスチレン系共重合体
の製造法を提供する。 【解決手段】 重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ
イソブチレート及びt−ブチルパーオキシ−2−エチル
ヘキサノエートのいずれか1種以上と、10時間半減期
温度(ベンゼン溶液中)が90〜102℃であるパーオ
キシケタール系重合開始剤1種以上を併用し、重合する
α−メチルスチレン系共重合体の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、α−メチルスチレ
ン系共重合体の製造法に関し、より詳細には色相にすぐ
れ、荷重たわみ温度が高く、成形性、機械特性にも優れ
たα−メチルスチレン系共重合体の製造法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】アクリロニトリル−スチレン共重合体
(以下、AS樹脂と略す)の耐熱性、特に荷重たわみ温
度を向上させるため、第3成分として高Tg成分を共重
合する手法が一般的に用いられている。たとえばN−フ
ェニルマレイミドなどに代表されるマレイミド系モノマ
ーや、アクリル酸などに代表される不飽和カルボン酸系
モノマー、α−メチルスチレンなどが上記の第3成分に
該当する。
【0003】しかし、マレイミド系モノマーの利用は、
そのモノマーの毒性から取扱いに注意が必要であり、ま
たコスト高になるといった問題点が発生する。不飽和カ
ルボン酸モノマーの場合は、特に水系懸濁重合において
分散系のpH変動が極めて大きいことから、分散安定性
が大幅に低下するという問題を有している。そこで特に
α−メチルスチレンを利用する研究がこれまで多くなさ
れてきた。
【0004】しかしα−メチルスチレンは、スチレンと
異なり重合反応性が低く、特に水系懸濁重合や塊状重合
においては、通常一般に使用されている重合開始剤では
分子量が上がりにくいため、機械強度が低下したり、荷
重たわみ温度が低くなるといった問題を有していた。水
系乳化重合を用いた場合、高分子量体が得られやすく、
満足しうる重合目的物が得られやすいが、界面活性剤の
残存による熱劣化や着色、塩析などの後処理工程におけ
る生産性の低下など、問題点が数多く残っている。そこ
で特に水系懸濁重合法や塊状重合法を用いて、高分子量
体を得る手法が数多く検討されている。
【0005】例えば特開昭60−206810号公報で
は、多官能性有機過酸化物の利用を提案している。例え
ばジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレ
ートの利用がこの手法に該当するが、このような開始剤
を利用した場合、樹脂が着色しやすく、また得られる樹
脂の分子量は必ずしも高いとは言えない。
【0006】特開昭62−13413号公報では、2種
類の10時間半減期温度が異なるアルキルパーエステル
系有機過酸化物の利用を提案している。この手法で得ら
れる樹脂は分子量も高く、十分な荷重たわみ温度を有し
ていると報告されているが、本発明者が実際に試作して
みたところ分子量は十分に高いとはいえず、また樹脂の
着色が目立つために必ずしも優れた手法とはいえない。
さらに重合開始剤の添加量が多いため、コスト高にな
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは上述した問
題を鋭意検討した結果、特定の重合開始剤を併用し重合
することで、色相にすぐれ、荷重たわみ温度が高く、成
形性、機械特性にも優れたα−メチルスチレン系共重合
体が得られることを見出し、本発明に至ったものであ
る。すなわち本発明はα−メチルスチレンを使用するこ
とによって発生する分子量の低下や荷重たわみ温度、機
械強度の低下などの問題点を解決し、色相にすぐれ、荷
重たわみ温度が高く、成形性、機械特性にも優れたα−
メチルスチレン系共重合体の製造法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は総量を100重
量部としてα−メチルスチレン55〜70重量部、アク
リロニトリル25〜30重量部及びスチレン20〜0重
量部からなる混合物を共重合するに際し、重合開始剤が
t−ブチルパーオキシイソブチレート及びt−ブチルパ
ーオキシ−2−エチルヘキサノエートのいずれかを1種
以上と、10時間半減期温度(ベンゼン溶液中)が90
〜102℃であるパーオキシケタール系重合開始剤の1
種以上を併用し重合するα−メチルスチレン系共重合体
の製造法に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、総量を100重量部と
して、α−メチルスチレン55〜70重量部、アクリロ
ニトリル25〜30重量部、及びスチレン20〜0重量
部からなる混合物の共重合に適用される。本発明におい
て、使用するアルキルパーエステル系重合開始剤は、t
−ブチルパーオキシイソブチレート及びt−ブチルパー
オキシ−2−エチルヘキサノエートのいずれか一種以上
とされる。これらの重合開始剤は任意の割合で混合して
使用することも可能であるが、t−ブチルパーオキシイ
ソブチレート単独で用いるのが好ましい。
【0010】パーオキシケタール系重合開始剤の10時
間半減期温度(ベンゼン溶液中)は90〜102℃とさ
れる。10時間半減期温度が90℃よりも低い重合開始
剤は、一般に入手が極めて困難である。また102℃よ
り高いと、重合率を十分上げるためには重合温度を高く
する必要が生じ、この際樹脂への着色が生じやすくなる
ので好ましくない。
【0011】ここで10時間半減期温度が90〜102
℃のパーオキシケタール系重合開始剤としては、1,1
−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,5,5−トリメチ
ルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−
ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−
ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタンなどが該当する
が、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,5,5
−トリメチルシクロヘキサンが好ましい。
【0012】重合に際し、アルキルパーエステル系重合
開始剤の使用量は混合物に対して0.5〜1.0重量%
であることが好ましい。0.5重量%未満では十分に重
合率が上昇しないため好ましくない。また1.0重量%
より多いとコスト高になり、また水系懸濁重合の際には
分散安定性が低下するなどといった問題が生じ好ましく
ない。パーオキシケタール系重合開始剤の使用量は、混
合物に対して0.01〜0.1重量%であるのが好まし
い。0.01重量%未満では、十分に重合率が上昇しな
いため好ましくない。また0.1重量%より多いと、樹
脂の分子量の低下が生じるため好ましくない。
【0013】上述のモノマー混合物の重合方法は特に限
定されるものではなく、一般的な水系懸濁重合や塊状重
合の条件が採用される。たとえば水系懸濁重合の場合、
使用するアルキルパーエステル系重合開始剤の10時間
半減期温度よりも0〜10℃高い温度で1段階目の重合
を行い、粒子が完全硬化した後、使用するパーオキシケ
タール系重合開始剤の10時間半減期温度よりも5〜2
5℃高い温度で2段階目の重合を実施することで色相に
すぐれ、荷重たわみ温度が高く、成形性、機械特性にも
優れたα−メチルスチレン系共重合体を製造することが
できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を用いて更に具体的に
説明する。なお、実施例は本発明の具体的態様を例示し
たものであり、本発明の範囲はこれらに制限されるもの
ではない。また実施例で用いた各種物性の測定法、評価
法は以下の通りである。
【0015】1)重合率 下記条件でガスクロマトグラフィー(GC)測定を行い
評価した。 CG本体 :Hitachi G−3000 記録計 :Hitachi D−2500 カラム :DB−WAX(φ0.25mm×60m) キャリアーガス:窒素ガス 内部標準 :シクロヘキサノン
【0016】2)分子量 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を
使用した。検出器にはRl(示差屈折率計)を使用し、
溶離液にはテトラヒドロフランを用いた。カラム温度2
5℃にて測定し、ポリスチレン換算分子量を求めた。
【0017】3)色相 射出成形で得られた厚さ2mmの試験片を目視し、4段
階評価を行った。 ◎:透明で無色 ○:透明でわずかに着色 △:透明だが目ではっきりと確認できるほど着色 ×:白濁して不透明である、あるいは着色が激しい これら評価のうち、◎がもっとも優れており、○は実際
の使用にも問題ないレベルである。
【0018】4)荷重たわみ温度 JIS K7207に従い実施した。試験片は射出成形
し、測定前に室温雰囲気下デシケーターで乾燥したもの
を使用した。
【0019】5)曲げ試験 JIS K7116に従い実施した。試験片は射出成形
したものを使用した。
【0020】[実施例1]6リットルのオートクレーブ
に撹拌装置を取りつけ、モノマーとしてスチレン160
g、アクリロニトリル480g、α−メチルスチレン9
60g、アルキルパーエステル系重合開始剤としてt−
ブチルパーオキシイソブチレートを混合物に対し0.7
重量%、およびパーオキシケタール系重合開始剤として
1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,5,5−ト
リメチルシクロヘキサンを混合物に対し0.077重量
%配合し、十分撹拌を行った。これに蒸留水1660
g、第三リン酸カルシウム3.38g(固形分)を入
れ、80℃で14時間、続いて95℃で3時間水系懸濁
重合を行った。得られた懸濁ビーズをろ過し、80℃で
12時間乾燥して目的の共重合体を得た。
【0021】次いで、この共重合体を、2軸押出し機を
用いて250℃で溶融混練し、長さ2mm程度のペレッ
トとした。そして得られたペレットを下記の条件で加熱
成形し成形品を得た。 ペレット乾燥 :80℃×3時間 シリンダー温度:250℃ 射出圧力 :520kg/cm2 金型温度 :45℃
【0022】[実施例2]アルキルパーオキシエステル
系重合開始剤として、t−ブチルパーオキシ−2−エチ
ルヘキサノエートを混合物に対し0.7重量%使用した
以外は実施例1と全く同様に行った。
【0023】[実施例3]アルキルパーオキシエステル
系重合開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレー
ト、パーオキシケタール系重合開始剤として、2,2−
ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタンを混合物に対し
0.077重量%を用いた以外は実施例1と全く同様に
行った。
【0024】[実施例4]アルキルパーエステル系重合
開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレートを混
合物に対し0.5重量%、パーオキシケタール系重合開
始剤として1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,
5,5−トリメチルシクロヘキサンを混合物に対し0.
077重量%配合した以外はすべて実施例1と同様に行
った。
【0025】[実施例5]アルキルパーエステル系重合
開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレートを混
合物に対し1.0重量%、およびパーオキシケタール系
重合開始剤として1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)3,5,5−トリメチルシクロヘキサンを混合物に
対し0.077重量%配合した以外はすべて実施例1と
同様に行った。
【0026】[実施例6]6リットルのオートクレーブ
に撹拌装置を取りつけ、モノマーとしてアクリロニトリ
ル480g、α−メチルスチレン1120g、アルキル
パーエステル系重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ
イソブチレートを混合物に対し0.7重量%、およびパ
ーオキシケタール系重合開始剤として1,1−ビス(t
−ブチルパーオキシ)3,5,5−トリメチルシクロヘ
キサンを混合物に対し0.077重量%配合し、十分撹
拌を行った。これに蒸留水1660g、第三リン酸カル
シウム3.38g(固形分)を入れ、75℃で20時
間、続いて115℃で2時間水系懸濁重合を行った。得
られた懸濁ビーズをろ過し、80℃で12時間乾燥して
目的の共重合体を得た。以後実施例1と同様の操作を行
い目的物を得た。
【0027】[比較例1]アルキルパーオキシエステル
系重合開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレー
ト、パーオキシケタール系重合開始剤として、4,4−
ビス(t−ブチルパーオキシ)バレリック酸n−ブチル
エステルを混合物に対し0.077重量%用いた以外は
実施例1と全く同様に行った。
【0028】[比較例2]アルキルパーエステル系重合
開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレートを混
合物に対し1.5重量%、t−ブチルパーオキシ−3,
5,5−トリメチルヘキサノエートを混合物に対し0.
01重量%用いた以外は実施例1と全く同様に行った。
【0029】[比較例3]アルキルパーエステル系重合
開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレートを混
合物に対し1.5重量%、t−ブチルパーオキシ−3,
5,5−トリメチルヘキサノエートを混合物に対し0.
01重量%用いた以外は実施例6と全く同様に行った。
【0030】[比較例4]アルキルパーエステル系重合
開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレートを混
合物に対し0.3重量%、およびパーオキシケタール系
重合開始剤として1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)3,5,5−トリメチルシクロヘキサンを混合物に
対し0.077重量%配合した以外はすべて実施例1と
同様に行った。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【表3】
【0034】
【表4】
【0035】
【発明の効果】本発明により、分子量の低下、荷重たわ
み温度及び機械強度の低下などの問題点を解決し、色相
にすぐれ、荷重たわみ温度が高く、成形性及び機械特性
にも優れたα−メチルスチレン系共重合体を製造するこ
とができる。
フロントページの続き Fターム(参考) 4J015 BA05 BA07 4J100 AB02R AB03P AM02Q CA04 CA05 FA03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 総量を100重量部としてα−メチルス
    チレン55〜70重量部、アクリロニトリル25〜30
    重量部及びスチレン20〜0重量部からなる混合物を共
    重合するに際し、重合開始剤がt−ブチルパーオキシイ
    ソブチレート及びt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘ
    キサノエートのいずれかを1種以上と、10時間半減期
    温度(ベンゼン溶液中)が90〜102℃であるパーオ
    キシケタール系重合開始剤の1種以上を併用し重合する
    ことを特徴とするα−メチルスチレン系共重合体の製造
    法。
  2. 【請求項2】 パーオキシケタール系重合開始剤が、
    1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,5,5−ト
    リメチルシクロヘキサンである請求項1に記載のα−メ
    チルスチレン系共重合体の製造法。
  3. 【請求項3】 アルキルパーエステル系重合開始剤の量
    が、混合物に対し0.5〜1.0重量%であり、パーオ
    キシケタール系重合開始剤の量が混合物に対し0.01
    〜0.10重量%である請求項1又は請求項2に記載の
    α−メチルスチレン系共重合体の製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2670797B1 (de) 2011-01-31 2015-03-18 United Initiators GmbH & Co. KG Peroxidabmischungen für die beschleunigte vernetzung von ethylenvinylacetat

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