JP2002146035A - 粉末耐衝撃性改良剤の製造方法 - Google Patents

粉末耐衝撃性改良剤の製造方法

Info

Publication number
JP2002146035A
JP2002146035A JP2001327724A JP2001327724A JP2002146035A JP 2002146035 A JP2002146035 A JP 2002146035A JP 2001327724 A JP2001327724 A JP 2001327724A JP 2001327724 A JP2001327724 A JP 2001327724A JP 2002146035 A JP2002146035 A JP 2002146035A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
population
polymer particles
weight
typically
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001327724A
Other languages
English (en)
Inventor
Morris Christopher Wills
モーリス・クリストファー・ウィルス
Chuen-Shyong Chou
チュエン−シュヨン・チョウ
Karen Casey
カレン・ケーシー
Joseph Robert Adamo
ジョゼフ・ロバート・アダモ
Fanwen Zeng
ファンウェン・ゼン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22919038&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2002146035(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Rohm and Haas Co filed Critical Rohm and Haas Co
Publication of JP2002146035A publication Critical patent/JP2002146035A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/003Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • C08F265/06Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F285/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to preformed graft polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/122Pulverisation by spraying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/126Polymer particles coated by polymer, e.g. core shell structures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/04Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2321/00Characterised by the use of unspecified rubbers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゴム相の重量分率が90重量%よりも多い高ゴ
ム耐衝撃性改良剤粉末組成物を提供すること。 【解決手段】(I)(a)ポリマー粒子の第一集団、お
よび(b)ポリマー粒子の第二集団を含み、ポリマー粒
子の第一集団の平均粒子直径が、第二の粒子集団の平均
粒子直径よりも少なくとも50%大きく、第一集団と第
二集団のポリマー粒子の総ゴム重量分率が、90重量%
よりも大きい、ポリマー粒子ディスパージョンを提供
し、(II)該ポリマー粒子ディスパージョンをスプレ
ードライする、ことを含む、粉末耐衝撃性改良剤の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、耐衝撃性改良剤として有用な、
高ゴム含有量の粉末組成物に関する。本発明はさらに、
粉末形態にスプレードライ可能な高ゴム含有量のプラス
チック添加剤ポリマー粒子ディスパージョンに関する。
本発明はさらに、耐衝撃性改良剤として有用な、高ゴム
含有量の粉末組成物の製造方法に関する。本発明はさら
に、ポリマー成分と、1以上の高ゴム含有量耐衝撃性改
良剤とを含む、ポリマー組成物に関する。
【0002】さまざまな成型品およびフィルムが1また
はそれ以上のさまざまなポリマー樹脂から加工される。
これらの樹脂は、それ自体はもろく、それらが製造され
る最終用途に必要とされる適当な耐衝撃性強度を持って
いないことが多い。その欠点を克服するために、これら
の樹脂、特にポリ塩化ビニルは、耐衝撃性強度を改良す
るプラスチック添加剤と一般にブレンドされる。このよ
うなプラスチック添加剤は産業界では典型的には「耐衝
撃性改良剤」として知られており、典型的には粉末形態
で供給される。
【0003】多くの樹脂において有用な多くの耐衝撃性
改良剤は、コア−シェルポリマー粒子組成物に基づいて
いる。これらのコア−シェルポリマー粒子は、典型的に
は硬いポリマー相(たとえばシェル)で取り囲まれた柔
らかいゴム状ポリマー相(たとえばコア)を含んでい
る。ゴム相の硬い相に対する重量比率は、熱可塑性プラ
スチックの耐衝撃性強度をできるだけ改良するのに効果
的的であるよう、通常できるだけ高くされる。しかし、
ゴム相の重量分率がコア−シェルポリマー粒子の総重量
に基づいて90重量%を越える(高ゴム)と、そのよう
な高ゴム含有量粒子を実際的な分離速度で自由流動性の
粉末(free−flowing powder)とし
て分離することは従来できなかった。
【0004】スプレードライは、コア−シェルポリマー
粒子をディスパージョンから自由流動性粉末として分離
するための経済的で安全な手段である。このプロセスの
間、コア−シェルポリマー粒子の水性ディスパージョン
は、加熱された空気の存在する室内で霧化され、水が除
去され、コア−シェルポリマー粒子が凝集されて乾燥粉
末粒子となる。90重量%以上の高いゴム相分率を有す
るポリマー粒子のディスパージョンをスプレードライす
る際には、以下にあげられるようないくつかの問題が存
在する。(1)粒子がスプレードライヤーの室内の壁に
固着すること、(2)輸送ライン入り口の上に粒子がブ
リッジングすること、(3)凝集、クランピング、およ
び流動の妨害のような許容されない粉末流動特性。
【0005】この課題を解決するための1つの方法が米
国特許第4278576号に開示されている。この特許
においては、Goldmanはステアリン酸塩でコーテ
ィングした炭酸カルシウム粒子(流動性改良剤)を、ス
プレードライ工程の前またはその間に高ゴム耐衝撃性改
良剤粒子と混ぜ、自由流動性耐衝撃性改良剤粉末を得て
いる。Goldmanは88重量%のゴムを含む耐衝撃
性改良剤粉末が、7重量%の流動性改良剤とともにスプ
レードライすることにより得られると例示しているが、
ゴム含有量を大きくし、流動性改良剤の含有量を減少さ
せることには大きな利点がある。たとえば、90重量%
よりも大きなゴム含有量を有する粉末耐衝撃性改良剤の
1つの利点は、マトリックス樹脂の耐衝撃性強度を向上
させる効率である。同様に、流動性改良剤を必要としな
いか、または必要とされる流動性改良剤の量を7重量%
未満にし、耐衝撃性改良剤の効果とその経済的効果を改
良する点で効果を有する。
【0006】本発明により解決される課題は、ゴム相の
重量分率が90重量%よりも多い高ゴム耐衝撃性改良剤
粉末組成物を提供することである。耐衝撃性改良剤が2
以上のポリマー粒子の集団として提供されるコア−シェ
ルポリマー粒子を含み、2つの集団の平均粒子直径が少
なくとも50%異なるときに、高ゴム耐衝撃性改良剤が
容易にスプレードライにより粉末にできることを見いだ
した。われわれはさらに、これらの新規な高ゴムコア−
シェルポリマー耐衝撃性改良剤は、単一集団の粒子を含
む同様のコア−シェルポリマーに比較して、スプレード
ライされた粉末を提供するために流動性改良剤を必ずし
も必要としないことを見いだした。さらに、我々はこれ
らの高ゴムコア−シェルポリマー耐衝撃性改良剤は、単
一集団の粒子を含む同様のコア−シェルポリマーに比較
して、非圧密性(compaction−free)の
粉末を提供するために、より少ない流動性改良剤しか必
要としないことを見いだした。
【0007】本発明の一つの目的は、(a)ポリマー粒
子の第一集団、および(b)ポリマー粒子の第二集団を
含み、ポリマー粒子の第一集団の平均粒子直径が、第二
の粒子集団の平均粒子直径よりも少なくとも50%大き
く、第一集団と第二集団のポリマー粒子の総ゴム重量分
率が、90重量%よりも大きい、粉末耐衝撃性改良剤組
成物を提供することである。本発明の他の目的は、ディ
スパージョン中のポリマー粒子の総ゴム含有量が90重
量%よりも大きい、粉末にスプレードライ可能な水性ポ
リマー粒子ディスパージョンを提供することである。
【0008】本発明の他の目的は、(I) (a)ポリ
マー粒子の第一集団、および(b)ポリマー粒子の第二
集団を含み、ポリマー粒子の第一集団の平均粒子直径
が、第二の粒子集団の平均粒子直径よりも少なくとも5
0%大きく、第一集団と第二集団のポリマー粒子の総ゴ
ム重量分率が、90重量%よりも大きい、ポリマー粒子
ディスパージョンを提供する工程、および(II)前記
ポリマー粒子ディスパージョンをスプレードライする工
程、を含む粉末耐衝撃性改良剤組成物を製造する方法を
提供することである。
【0009】本発明の他の目的は、(a)マトリックス
樹脂成分、および(b)(i)ポリマー粒子の第一集
団、および(ii)ポリマー粒子の第二集団を含み、ポ
リマー粒子の第一集団の平均粒子直径が、第二の粒子集
団の平均粒子直径よりも少なくとも50%大きく、第一
集団と第二集団のポリマー粒子の総ゴム重量分率が、9
0重量%よりも大きい、耐衝撃性改良剤、を含むポリマ
ー組成物を提供することである。
【0010】以下の記述から明らかに成るであろう、こ
れらおよび他の目的は、以下に示される本発明の種々の
実施態様により達成される。本明細書において用いられ
る「ゴム状」とは、そのガラス転移温度より高いポリマ
ーの熱力学的状態を意味する。本明細書において用いら
れる「〜由来の単位」とは、公知重合技術にしたがって
合成されるポリマー分子を意味し、ポリマーはその構成
モノマー「由来の単位」を含む。本明細書において用い
られる「分子量」とは、ゲル透過クロマトグラフィー法
により測定されるポリマー分子の重量平均分子量を意味
する。本明細書において用いられる「グラフトリンカ
ー」とは、あるタイプのポリマー分子と別のタイプのポ
リマー分子間に複数の共有結合を形成することができる
多官能性モノマーを意味する。本明細書において用いら
れる「クロスリンカー」とは、同じタイプのポリマー分
子間に2またはそれ以上の共有結合を形成することがで
きる多官能性モノマーを意味する。本明細書において用
いられる「アルキル(メタ)アクリレート」とは、アル
キルアクリレートとアルキルメタクリレートモノマー化
合物のいずれも意味する。本明細書において用いられる
「樹脂」とは、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の両者
を言う。
【0011】本明細書において用いられる「段」とは、
例えば「多段」ポリマーを得るさまざまな手段を提供す
る米国特許第3793402号;第3971835号;
第5534594号;および第5599854号などの
先行技術において用いられる意味を含む可能な限りの最
広義を含むことを意図する。本明細書において用いられ
る「部」とは、「重量部」を意味する。特記しない限
り、「全重量部」は合計100である必要はない。本明
細書において用いられる「重量%」とは、「100重量
部あたりの重量部」を意味し、合計は100である。本
明細書において用いられる「重量分率」とは、「重量
%」と同意であり、合計は100である。本明細書にお
いて用いられる「固形分重量分率」とは、一定重量とな
るまで乾燥された水性粒子ディスパージョンの総重量に
基づく、乾燥残分の重量%をいう。本明細書において用
いられる「高ゴム」とは、90重量%よりも大きい1以
上のゴム成分を有する組成物をいう。本明細書において
用いられる「粒径」とは、粒子の集団の平均粒子直径を
いう。本明細書において用いられる「モード」とは、
「ラージモード」および「スモールモード」における粒
子の特定の集団を言う。本明細書において用いられる
「コア−シェル」とは、典型的に、内側ポリマー相に隣
接して外側に位置する少なくとも1つの外側ポリマー相
とを有するポリマー粒子を言う。該外側相は内側ポリマ
ー相(コア)の上に1つの相(シェル)または多数の相
(島)として位置することができる。
【0012】本明細書において用いられる「第一集団」
および「第二集団」とは、ポリマー粒子の2つの異なる
集団を定義するために便宜上使用されるものであり、プ
ロセスの順番とは関係がない。本明細書において用いら
れる「非圧密性」とは、ひとつかみの粉末組成物を手で
圧搾することによっては1つの固まりにすることができ
ない粉末組成物をいう。本明細書において用いられる
「組成」とは、化学組成をいう。本明細書において用い
られるすべての範囲は、両端の値を含み、組み合わせ可
能である。
【0013】本明細書において使用されるFox式は以
下の通りである。 1/Tg(計算値)=a/Tg(A)+b/Tg(b)
+c/Tg(c)+・・・ [式中、a、b、cなどはそれぞれA、B、Cなどのモ
ノマー成分の重量分率である。Tg(A)、Tg
(B)、Tg(C)などはモノマーA、B、Cなどから
誘導されるホモポリマーの、ケルビン温度で表されたガ
ラス転移温度である。]これらのガラス転移温度は、示
差走査熱量計(DSC)を使用して得られた結果により
定義される。摂氏温度はケルビン温度+273.15に
等しい。
【0014】以下に記載されるように、本発明の実施態
様は総ゴム含有量が90重量%よりも大きな、ポリマー
粒子の第一集団および第二集団を含む粉末コア−シェル
耐衝撃性改良剤の種々の態様、そのような耐衝撃性改良
剤の製造方法、およびそのような耐衝撃性改良剤を含む
プラスチック組成物を与える。
【0015】本発明は、総ゴム含有量が90重量%より
も大きなコア−シェル耐衝撃性改良剤粉末に伴う問題の
いくつかを解決する。これは、平均粒子直径が少なくと
も50%相違し、90重量%よりも大きいゴム含有量を
有する少なくとも2つのポリマー粒子集団を含む新規な
耐衝撃性改良剤を開発することにより達成される。この
新規な耐衝撃性改良剤はスプレードライにより粉末にす
ることができる。任意に、この新規な耐衝撃性改良剤は
適当な流動性改良剤とともにスプレードライされ、非圧
密性の粉末を提供することができる。
【0016】本発明の1つの態様においては、第一集団
のポリマー粒子、および第二集団のポリマー粒子を含む
新規な粉末耐衝撃性改良剤組成物が提供される。この態
様においては、ポリマー粒子の第一集団および第二集団
の総ゴム重量分率は、90重量%よりも大きい。この実
施態様においては、第一集団のポリマー粒子の平均粒子
直径は、第二集団のポリマー粒子の平均粒子直径よりも
少なくとも50%大きい。
【0017】本発明の他の実施態様においては、水、お
よび、少なくとも第一集団のポリマー粒子および第二集
団のポリマー粒子を含むポリマー粒子を含み、第一集団
と第二集団のポリマー粒子の総ゴム重量分率が、90重
量%よりも大きい、スプレードライ可能なポリマー粒子
ディスパージョンが提供される。この態様においては、
第一集団のポリマー粒子の平均粒子直径は、第二集団の
ポリマー粒子の平均粒子直径よりも少なくとも50%大
きい。この態様においては、第一集団と第二集団との間
のサイズ差は、単一の集団を有する耐衝撃性改良剤に比
較して、以下の利点を有する:改良された粉末流動特性
(低い圧密性)、高固形分の可能性(改良されたプロセ
ス効率)、低い水分含量(引き続く水分除去工程におけ
る利点)、および/または低いインプロセス粘度(改良
されたスプレードライ)。
【0018】本発明の異なる態様においては、組成物の
コア−シェルポリマー粒子の総ゴム重量分率が90重量
%よりも大きい粉末耐衝撃性改良剤組成物の製造方法が
提供される。この実施態様に包含されるプロセスは、少
なくとも以下の工程を含む。第1に第一集団のポリマー
粒子および第二集団のポリマー粒子を含むポリマー粒子
ディスパージョンが提供される。このポリマー粒子ディ
スパージョンがスプレードライされる。この実施態様で
は、ポリマー粒子の第一集団の平均粒子直径が、第二の
粒子集団の平均粒子直径よりも少なくとも50%大き
く、第一集団と第二集団のポリマー粒子の総ゴム重量分
率が、90重量%よりも大きい。
【0019】本発明のさらなる実施態様においては、マ
トリックス樹脂成分とコア−シェル耐衝撃性改良剤を含
み、耐衝撃性改良剤のコア−シェルポリマー粒子の総ゴ
ム重量分率が、90重量%よりも大きい、新規なポリマ
ー組成物を提供する。この実施態様においては、ポリマ
ー粒子は第一集団のポリマー粒子と第二集団のポリマー
粒子を有し、第一集団の平均粒子直径は、第二の粒子集
団の平均粒子直径よりも少なくとも50%大きい。この
場合、第一集団と第二集団との間のサイズ差は、単一の
集団の粒子に比較して、以下の利点を有する:小さな粒
子の集団が多くなると、ダストの問題を生ずることな
く、改良された耐衝撃性特性が観察される;典型的に
は、小さな粒子がより良好な耐衝撃性と加工特性をポリ
マー樹脂に付与する傾向がある。本発明のこれらの実施
態様では、スプレードライ可能なポリマー粒子ディスパ
ージョンは、任意に、流動性改良剤とともにスプレード
ライされ、非圧密性粉末が形成される。
【0020】90重量%よりも大きいゴム成分を有する
コア−シェルポリマー粒子を含む、本発明のスプレード
ライ可能なポリマー粒子ディスパージョンを製造するた
めに種々の方法を使用することができる。そのような高
ゴムのスプレードライ可能なディスパージョンを提供す
るための適当な手段の例としては、1つ(第一)の粒子
の集団の粒径が、他(第二)の粒子の集団の粒径よりも
少なくとも50%大きい場合に、ポリマー粒子の一部と
して、少なくとも2つのサイズの異なるポリマー粒子の
集団を用いることである。より高いゴム含有量が望まし
い場合には、粒子の第一集団の粒径は、第二集団のもの
よりも少なくとも100%大きく、より典型的には第二
集団のものよりも少なくとも200%大きく、さらによ
り典型的には第二集団のものよりも少なくとも250%
大きい。
【0021】しかしながら、粒子サイズの差が大きすぎ
る場合には、ある問題が起こることも観察されている。
したがって、本発明を実施する場合、第一の粒子集団の
粒子サイズは典型的には第二の粒子集団よりも1000
0%以上大きいものではなく;より典型的には第二集団
のものよりも1000%以上大きいものではなく;さら
により典型的には第二集団のものよりも300%以上大
きいものではない。これらのサイズの差は耐衝撃性改良
剤として有用なコア−シェルポリマー粒子を調製するの
に好ましい。よく流動する高ゴムのスプレードライ可能
なポリマー粒子ディスパージョンを製造する目的では、
好ましい一態様において、粒子サイズの差は700%か
ら1000%の範囲である。
【0022】本発明はディスパージョンの特定の固形分
重量分率を必要としないが、25重量%よりも大きなポ
リマー濃度を有する場合に、特定のプロセス上のおよび
経済上の利点が得られることが観察されている。本発明
を実施する場合、ディスパージョンの固形分の重量分率
は典型的には少なくとも25重量%であり、より典型的
には少なくとも40重量%であり、さらにより典型的に
は少なくとも50重量%である。同様に、固形分重量分
率は典型的には75重量%以下であり、より典型的には
65重量%以下である。
【0023】粒子サイズが異なる2つのポリマー集団の
組み合わせについては、3つの主な変数、すなわち、大
集団「モード」の重量百分率、大モードの粒子サイズお
よび小モードの粒子サイズが存在する。直径比(DR)
は大モードの直径(Dlarge)を小モードの直径
(Dsmall)で割ったものに等しい。理論的な観点
から、充填密度を最大にするためのDR最適値は、7か
ら10の範囲である。
【0024】充填因子が0.639であるランダムに充
填された理想的な単一モード球体と比較して、DRが1
0である大モードと小モード球体の組合せの充填因子は
0.835になり、無限大のDRでは充填因子は0.8
70になる。したがって、約10を越えてDRがさらに
増加すると充填密度は限界まで増加する。
【0025】大モードおよび小モードポリマー粒子の最
大充填因子を得るためには、大ポリマー粒子の重量百分
率は約73.5%でなければならない。この値は理想的
な系については単に充填効果を最大にするものである
が、大ポリマー粒子の重量百分率はポリマー粒子により
求められる性質により変化する。例えば、耐衝撃性改良
剤は粒子サイズが小さいほどポリマー樹脂によりよい耐
衝撃性を提供する傾向があり、したがって大耐衝撃性改
良剤ポリマー粒子の重量百分率は73.5%未満である
のが最も良い。
【0026】加えて、3またはそれ以上のポリマー粒子
の集団の組合せ「多集団」(粒子サイズが異なる)はさ
らに充填フラクションを、2つのポリマー粒子集団につ
いて理論値の87%を越えて増大させる。2集団系にお
ける間隙はさらに小さな粒子によりさらに充填され得る
ので、ポリマー粒子の「多集団」においてはさらなる増
加が期待される。
【0027】本発明の粉末耐衝撃性改良剤を、ポリマー
粒子ディスパージョンをスプレードライすることにより
提供する場合、ポリマー粒子ディスパージョンの粘度は
2000センチポイズ以下であるべきであり、典型的に
は1750センチポイズ以下、より典型的には1500
センチポイズ以下、さらにより典型的には1250セン
チポイズ以下である。これらの粘度はブルックフィール
ド粘度計、30rpmで#3スピンドルを使用して測定
される。2000センチポイズよりも大きな粘度を有す
るポリマー粒子ディスパージョンは、水性液体の添加な
どにより適当に希釈され、2000センチポイズ以下に
粘度が下げられる。同様に、剪断安定性を改良するため
に、界面活性剤をポリマー粒子ディスパージョンに添加
することもできる。平均粒子直径が50%相違する2つ
のポリマー粒子集団を使用することにより、ポリマー粒
子の1つの集団を有するものに比較して、非常に低い粘
度が提供される。すなわち、本発明のポリマーディスパ
ージョンはポリマー粒子の1つの集団を有するものに比
較して、非常に低い粘度を有し、より高いポリマー粒子
重量分率において容易にスプレードライすることができ
る。
【0028】本発明において、より大きなサイズのポリ
マー粒子集団は、典型的には平均粒子直径が10nmか
ら5000nmの範囲である。より典型的には、大サイ
ズの集団は平均粒子直径が50nmから1500nmの
範囲であり;更により好ましくは、100nmから10
00nmであり;さらにより好ましくは300nmから
600nmである。
【0029】耐衝撃性改良剤として有用な添加剤を提供
するためには、小集団の平均粒子直径は約100nmか
ら150nmの粒子サイズを有するのが好ましい。小集
団の重量分率を最大にすることが耐衝撃性を向上させる
のに望ましい。特に粒子の固体濃度が50%以下である
場合に、小モードの耐衝撃性改良剤粒子の平均粒子直径
は約100nmから120nmの範囲であるのが最も望
ましいことが多い。65%のより高い固形分(重量%)
で、小集団の平均粒子直径は約225nmから275n
mの範囲である。したがって、50%固形分の大集団は
約300nmから350nmの範囲であるのが最も望ま
しい。65%の濃度で、大集団の平均粒子直径は最も典
型的には500nmから600nmの範囲である。
【0030】任意に本発明の耐衝撃性改良剤は、加工助
剤として有用なポリマー粒子を含むことができる。典型
的には、加工助剤は25℃より高いガラス転移温度
(「Tg」)を示すポリマー組成物を有する。典型的に
は、加工助剤は約1000000g/モルより大きい分
子量(「MW」)を有するポリマー組成物を有する。よ
り典型的には、加工助剤は約3000000g/モルよ
り大きい分子量を有する。ある用途においては、たとえ
ばPVC発泡体を調製する場合には、加工助剤は約60
00000より大きな分子量を有することができる。
【0031】任意に、本発明の耐衝撃性改良剤は、以下
のような他のプラスチック添加剤を含むことができる:
ワックス;顔料;不透明剤;剥離クレイ;トナー;帯電
防止剤;金属;難燃剤;熱安定剤;補助安定剤;酸化防
止剤;セルロース材料;他の耐衝撃性改良剤;加工助
剤;潤滑加工助剤;内部滑剤;外部滑剤;オイル;レオ
ロジー改良剤;パウダーフロー助剤;メルトフロー助
剤;分散助剤;UV安定剤;可塑剤;フィラー;光学改
良剤;表面粗さ改良剤;表面化学改良剤;接着性改良
剤;表面硬化剤;相溶化剤;拡散バリヤー改良剤;剛化
剤;柔軟剤;離型剤;加工改良剤;発泡剤;断熱材;熱
導体;絶縁体;導電体;生分解剤;帯電防止剤;内部用
離型剤;カップリング剤;難燃剤;煤煙抑制剤;防滴
剤;着色剤、およびこれらの組み合わせなど。これらの
任意のプラスチック添加剤は、粉末の後ブレンド、コス
プレードライ、および共凝集などの種々の粉末プロセス
により、本発明のスプレードライされた粉末に引き続い
て添加することができる。
【0032】本明細書において用いられる「寸法的(d
imensionally)」とは、粒子のサイズおよ
び/または形状を意味する。その形状に関しては、耐衝
撃性改良剤のコア−シェルポリマー粒子を構成する粒子
は典型的には球状である。しかしながら、これらは任意
の適当な形態であることができる。さまざまな形状のコ
ア−シェルポリマー粒子は、ポリマー粒子技術分野で公
知のプロセスにより調製することができる。このような
粒子の適当な形状の例としては:ゴム状コア/硬質シェ
ル不均質粒子、硬質シェル/ゴム状コア粒子、より複雑
な(例えば三段、硬質/軟質/硬質;四段軟質/硬質/
軟質/硬質など)形態を有する粒子;アスペクト比が
1:1より大きな楕円体粒子;ラズベリー形粒子;多ロ
ーブ形粒子;ダンベル形粒子;凝集した粒子;二裂粒
子;中空球粒子などが挙げられる。
【0033】本発明を実施する場合に、コア−シェルポ
リマー粒子のゴム成分の重量%は90重量%より大き
く、典型的には少なくとも92重量%であり、より典型
的には少なくとも93重量%であり、さらにより典型的
には少なくとも94重量%である。コア−シェルポリマ
ー粒子のゴム成分の重量%は100重量%未満であり、
典型的には98重量%以下であり、より典型的には96
重量%以下である。重量%は耐衝撃性改良剤のポリマー
粒子の合計重量に基づく。
【0034】非圧密性である本発明の耐衝撃性改良剤粉
末を調製するために、コア−シェルポリマー粒子ディス
パージョンを流動性改良剤とともにスプレードライする
ことが好ましい。本発明の非圧密性耐衝撃性改良剤粉末
中の流動性改良剤の重量%は、典型的には1.5重量%
より大きく、より典型的には2重量%より大きく、さら
により典型的には3重量%より大きい。同様に、粉末耐
衝撃性改良剤中の流動性改良剤の重量%は、10重量%
以下であり、より典型的には8重量%以下であり、さら
により典型的には5重量%以下である。上記の重量%
は、ポリマー粒子と流動性改良剤とを含有する耐衝撃性
改良剤の合計重量に基づく。ディスパージョンをスプレ
ードライするために1以上の流動性改良剤が使用される
場合には、上記の流動性改良剤の重量%は、使用される
すべての流動性改良剤の合計重量%である。
【0035】90重量%のゴム含有量を有する本発明の
コア−シェルポリマー粒子は、本発明により耐衝撃性改
良剤粉末を調製するために、典型的には流動性改良剤を
必要としない。しかし、非圧密性である耐衝撃性改良剤
粉末を調製するために、本発明のコア−シェルポリマー
粒子ディスパージョンは、少なくとも1.5重量%の流
動性改良剤とともにスプレードライされることができ
る。高いゴム含有量を有する耐衝撃性改良剤は、典型的
にはより大きな最低量の流動性改良剤を必要とする。9
1−93重量%のゴム含有量のコア−シェルポリマー粒
子は、典型的には少なくとも2重量%の流動性改良剤を
必要とし、94重量%のゴム含有量のコア−シェルポリ
マー粒子は、典型的には少なくとも2.5重量%の流動
性改良剤を必要とし、95−96重量%のゴム含有量の
コア−シェルポリマー粒子は、典型的には少なくとも4
重量%の流動性改良剤を必要とし、100重量%のゴム
含有量のコア−シェルポリマー粒子は、典型的には少な
くとも8重量%の流動性改良剤を必要とする。上記の重
量%は、ポリマー粒子と流動性改良剤とを含有する耐衝
撃性改良剤の合計重量に基づく。
【0036】多量の流動性改良剤は、所望の改良された
乾燥および流動特性を達成するための助けとなるが、多
すぎる流動性改良剤は典型的には耐衝撃性改良効果を減
少される。したがって、非圧密性粉末が所望の場合に
は、最低量の流動性改良剤のみを加えることが望まし
い。典型的には、非圧密性粉末は、非圧密性でない粉末
よりも、より望ましい。
【0037】スプレードライは種々の設計の任意のもの
で行うことができる。コア−シェルポリマー粒子ディス
パージョンは、ホイールまたはノズルにより霧化され、
乾燥ガスが霧化室の頂部または底部から導入されること
ができる。乾燥ガスは典型的には加熱された空気または
窒素であり、出口温度と乾燥ガスのウェットバルブ温度
との間の粉末温度を提供する。本発明のアクリル−コア
−シェルポリマー組成物については、自由流動性粉末を
提供するために、粉末温度は80℃未満に維持され、典
型的には65℃未満、より典型的には55℃未満に維持
される。同様に、自由流動性粉末を効果的な生産速度で
提供するためには、粉末温度は20℃より高く維持さ
れ、典型的には30℃より高く、より典型的には40℃
より高い温度に維持される。
【0038】スプレードライプロセスにおいては、任意
に流動性改良剤が霧化室内に、ポリマー粒子と流動性改
良剤との合計に基づいて所望の重量%を与えるような割
合で、別のガス流れにより霧化室内に吹き込まれること
ができ、または霧化室内に供給されることができる。流
動性改良剤は典型的には、0.005から10ミクロン
の範囲の粒径を有する不活性な粒状物質である。有機お
よび無機流動性改良剤のどちらも本発明において使用す
ることができる。多くの適当な流動性改良剤が商業的に
利用することができる。有機流動性改良剤としては、典
型的には、スプレードライ条件温度よりも高い軟化温度
を有する硬いポリマー粒子(たとえばポリメチルメタア
クリレート)があげられる。セルロース繊維、木材およ
びナッツシェルのような植物産品からの粉末も、流動性
改良剤として加えることができる。好適な無機流動性改
良剤としては、典型的には種々の組成物があげられ、た
とえばガラスビーズ;金属、炭酸カルシウム、アルミナ
3水塩、マイカ、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウ
ム;タルク;アルミナシリケートのようなクレイ;セラ
ミック;沈殿アモルファスシリカ;溶融シリカ;珪藻
土;二酸化チタンのような顔料があげられる。ステアリ
ン酸被覆および非被覆の両者の炭酸カルシウム流動性改
良剤が典型的に使用される。「アンチブロッキング剤」
または「フィラー」として知られる種々の粒状組成物
も、流動性改良剤として有用である。流動性改良剤が化
学的に不活性であり、実質的にプロセス条件におけるプ
ラスチック組成物中に一般に見いだされる他のすべての
成分と非反応性であることが望ましい。
【0039】本発明のスプレードライされた粉末は、少
なくとも10ミクロン、典型的には少なくとも25ミク
ロン、より典型的には少なくとも50ミクロン、さらに
より典型的には少なくとも100ミクロンの平均粒子直
径を有する。本発明のスプレードライされた粉末は最大
1000ミクロン、典型的には最大750ミクロン、よ
り典型的には最大500ミクロン、さらにより典型的に
は最大250ミクロンの平均粒子直径を有する。100
0ミクロンよりも大きな粉末粒子は、典型的には好まし
くなく、実質的に粉末耐衝撃性改良剤製品からフィルタ
ーにより除かれる。本発明のスプレードライされた粉末
は、自由流動性および低いダストにより特徴付けられ
る。典型的には、これらの粉末特性は、水分含量が15
重量%未満、典型的には10重量%未満、より典型的に
は5重量%未満、さらにより典型的には3重量%未満、
最も典型的には1重量%未満の時に達成される。
【0040】本発明の1つの変法には、1以上の他の公
知のプラスチック添加剤組成物を、粉末または水性形態
で加えることが含まれる。これらの添加剤は任意に組成
物に、最終のスプレードライ工程の前に、間に、または
その後に、高速ミキサー、ブレンダー、ニーダー、押出
機、流動乾燥床などの標準的な装置を使用してブレンド
することができる。熱可塑性プラスチック配合物中に典
型的にブレンドされる他の成分、たとえば潤滑剤、熱安
定剤、ワックス、染料、顔料、フィラーなどが、水性溶
液、液体、粉末またはペレットの形態で、上記の混合手
段を使用して混合されることができる。
【0041】本発明で使用されるコア−シェルポリマー
粒子の2またはそれ以上の集団は、ポリマー化学の分野
で公知の多くの方法により提供することができる。1つ
の方法としては、たとえばエマルション重合により調製
され、それぞれが独自の粒径を有する別個のポリマー粒
子ディスパージョンをブレンドすること、および、あら
かじめ重合された粒子の集団の存在下に第二の粒子の集
団をその場(in−situ)で形成することがあげら
れる。他の方法では、フリーラジカルエマルション重合
手法において、プロセス中の異なるポイントにおいてポ
リマーシードを提供し、コア−シェルポリマー粒子の2
以上の集団を提供することを含む。
【0042】本明細書で提供されるポリマー粒子ディス
パージョンの製造方法において、ポリマー粒子の重量%
は、典型的には少なくとも25重量%、より典型的には
少なくとも40重量%、さらにより典型的には少なくと
も50重量%である。本明細書で提供されるポリマー粒
子ディスパージョンの製造方法において、ポリマー粒子
の重量%は、典型的には75重量%以下、より典型的に
は65重量%以下、さらにより典型的には60重量%以
下である。
【0043】コア−シェルポリマー粒子の2以上の集団
は、第二または引き続くポリマー粒子の集団が、第一ま
たは先立つ集団の存在下に作られる、エマルション重合
プロセスによっても提供することができる。手順の例を
以下に記載する。反応混合物中の少なくとも1つのシー
ドポリマー粒子集団で開始し、追加の石けんを加え、モ
ノマー混合物および開始剤の一部を加えて、異なるサイ
ズのポリマー粒子の第二または引き続く集団を形成す
る。次いで、モノマー混合物中の残りのモノマーを重合
し、50%よりも多く平均粒子直径が異なる少なくとも
2のポリマー粒子の集団を得る。
【0044】スプレードライ可能なポリマー粒子ディス
パージョンがエマルションの形態である場合、ディスパ
ージョンはさらに界面活性剤、乳化剤、安定剤、イオン
塩、酸または塩基、オリゴマー性物質を含むことができ
る。エマルション形態において、ポリマー粒子は典型的
には、エマルションプロセスにより合成されるか、また
は別の重合プロセスで調製され、その後乳化される。よ
り典型的には、アクリル、ジエン、ビニルハライド、ビ
ニル芳香族、エチレン−ビニルアセテート、およびそれ
らの組み合わせに基づくような種々のエチレン性不飽和
モノマーを使用して、ポリマー粒子はエマルション重合
法により調製される。
【0045】スプレードライ可能なポリマー粒子ディス
パージョンは、(a)ポリマー粒子の第一の集団および
ポリマー粒子の第二の集団を含む水性エマルション重合
反応混合物を提供する工程、および(b)水性エマルシ
ョン重合反応混合物中の1以上のエチレン性不飽和モノ
マーの第一のグループを重合し、ポリマー粒子の集団の
少なくとも1つの平均粒子直径を増大させる工程の少な
くとも2つの工程を必要とするプロセスを使用して提供
することができる。このプロセスは1以上のエチレン性
不飽和モノマーの第一のグループの一部が重合された
後、第一および第二のポリマー粒子の集団の平均粒子直
径が少なくとも50%異なることを必要とするが、典型
的には平均粒子直径が少なくとも100%異なり、より
典型的には平均粒子直径が少なくとも200%異なる。
【0046】スプレードライ可能なポリマー粒子ディス
パージョンは、前述したプロセスに関連するプロセスを
使用して提供することもできる。この関連したプロセス
は以下の少なくとも2つの工程を必要とする。(a)ポ
リマー粒子の第一の集団およびポリマー粒子の第二の集
団を含む水性エマルション重合反応混合物を提供する工
程、および(b)水性エマルション重合反応混合物中の
1以上のエチレン性不飽和モノマーの第一のグループを
重合し、1以上のエチレン性不飽和モノマーの第一のグ
ループの一部が重合された後、ポリマー粒子の第三の集
団を形成する工程。このプロセスは1以上のエチレン性
不飽和モノマーの第一のグループの一部が重合された
後、第一および第二のポリマー粒子の集団の平均粒子直
径が少なくとも50%異なることを必要とするが、典型
的には平均粒子直径が少なくとも100%異なり、より
典型的には平均粒子直径が少なくとも200%異なる。
【0047】上記のプロセスにおいて、工程(a)の水
性エマルション重合反応混合物中のコア−シェルポリマ
ー粒子の第一および第二の集団を、ポリマー粒子の第一
および第二の集団のディスパージョンを混合することに
より提供することができる。この場合、ディスパージョ
ンの混合は、ポリマー粒子の第一および第二の集団の別
個のディスパージョンを混合することにより提供するこ
とができる。上記のプロセスにおいて、工程(a)の水
性エマルション重合反応混合物中のポリマー粒子の第一
および第二の集団を、ポリマー粒子の第一および第二の
集団のディスパージョンを混合することにより提供する
ことができる。この場合、ディスパージョンの混合は、
ポリマー粒子の1つの集団を、ポリマー粒子の他の集団
のディスパージョン中に形成することにより提供するこ
とができる。上記のプロセスにおいて、工程(a)の水
性エマルション重合反応混合物中のポリマー粒子の第一
および第二の集団は、実質的に同時にポリマー粒子の第
一および第二の集団をディスパージョン中で形成するこ
とにより行われる、ポリマー粒子の第一および第二の集
団のディスパージョンを混合することにより提供され
る。
【0048】ポリマー粒子の2つの集団が存在するこれ
らのプロセスにおいて、両者の集団のサイズが工程
(b)の間に増大することができる。同様に、ポリマー
粒子の第三の集団が形成される態様においては、ポリマ
ー粒子の第一および第二の集団の少なくとも1つのサイ
ズが工程(b)の間に増大することができる。しかし、
ポリマー粒子の第三の集団が形成される間に、ポリマー
粒子の第一および第二の集団の両者のサイズが工程
(b)の間に増大することも可能である。これは石けん
を追加して第二のモードを作った後に、追加の石けんを
加えてポリマー粒子の第三の集団を作ることにより達成
することができる。
【0049】本発明において使用されるコア−シェルポ
リマー粒子ディスパージョンを提供するための他のプロ
セスにおいては、3以上のポリマーシード粒子が、反応
混合物に提供されることができる。1つの特定の実施態
様においては、第三のポリマーシード粒子が最初の2つ
に加えられる。ポリマー粒子の多集団も、さらに多くの
ポリマーシード粒子を使用して調製することができる。
したがって、2集団および3集団のコア−シェルポリマ
ー粒子ディスパージョンを、ポリマー粒子の第一および
第二集団の少なくとも1つは実質的に工程(b)中にサ
イズが大きくならないようにして提供することができ
る。これは、ポリマー粒子の1つがモノマーで溶解され
ない様にすること、たとえば高度に架橋したポリマー粒
子を提供するか、またはポリマータイプをモノマーと溶
解しない様に選択する、により提供される。別法とし
て、1つのシード集団における重合速度は第二のシード
集団におけるよりも実質的に速い場合は、(速度論的理
由から)第二の集団はこれらの条件下で典型的には成長
しない。
【0050】さらに、3集団プロセスにおいて、ポリマ
ー粒子の第一および第二集団のいずれも工程(b)中に
サイズが典型的には大きくならない。前記のように、サ
イズが大きくならないポリマー粒子の2集団を提供する
ことが可能であるが、過剰の石鹸を添加することによ
り、さらにサイズが大きくなり得る1またはそれ以上の
モードが得られる。別法として、2つの異なるモードに
おいて独立した重合が起こるように、独立したモードを
大きな膨潤した粒子および小さなエマルジョンポリマー
粒子を用いて調製することができる。ポリマー粒子のさ
まざまな集団を提供するための、成長するポリマー粒子
と成長しないポリマー粒子の他の組合せが考えられる。
【0051】2および3粒子集団を有するスプレードラ
イ可能なポリマー粒子ディスパージョンのこれらの製造
法のいずれにおいても、総ポリマー粒子重量に基づくポ
リマー粒子の第一集団の重量分率は少なくとも5重量%
であり、典型的には少なくとも10重量%であり、より
典型的には少なくとも15重量%であり、さらに典型的
には少なくとも20重量%である。同様に、総ポリマー
粒子重量に基づくポリマー粒子の第二集団の重量分率は
少なくとも5重量%であり、典型的には少なくとも10
重量%であり、より典型的には少なくとも15重量%で
あり、さらに典型的には少なくとも20重量%である。
典型的には、小さい方の集団の重量分率は、総ポリマー
粒子重量に基づいて少なくとも20重量%である。典型
的には、小さい方の集団の重量分率は、総ポリマー粒子
重量に基づいて最大60重量%である。
【0052】2または3の粒子集団を有するスプレード
ライ可能なポリマー粒子ディスパージョンにおいて、第
一集団および第二集団のポリマー粒子の化学組成は実質
的に同じであってもまたは異なっていてもよい。それら
は物理的にも実質的に同じであっても、異なっていても
よい。物理的違いの例は、エチレン性不飽和モノマー
は、Fox式によるTgが異なるポリマーを形成するこ
とである。典型的には、ゴム状ポリマーは25℃未満の
Tgを有する。25℃より低いポリマーTgを提供する
ために、典型的なモノマーとしては:C1からC18ア
ルキルアクリレート、例えばブチルアクリレート、エチ
ルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート;ジ
エンモノマー;ビニルアセテートモノマー;およびその
コポリマーが挙げられる。
【0053】本発明において使用されるコア−シェルポ
リマーでは、外側のポリマー相を形成するために使用さ
れるエチレン性不飽和モノマーは、Fox式によるTg
が少なくとも25℃であるポリマーを形成する。これは
硬いポリマーを形成するための典型的な特徴である。2
5℃より高いTgについては、典型的なモノマーとして
は:C1−C4アルキルメタクリレート:ビニル芳香族
モノマー;アクリロニトリルモノマー、およびそのコポ
リマーなどが挙げられる。当業者らは、本発明で使用さ
れるコア−シェルポリマー粒子集団の1またはそれ以上
の具体例において、「硬質」対「軟質」、および「脆
性」対「ゴム状」ポリマー相を調製する目的で、種々の
エチレン性不飽和モノマーをさまざまな比において組み
合わせることができる。
【0054】2または3の粒子集団を製造するためのプ
ロセスにおいて、1またはそれ以上のエチレン性不飽和
モノマーの第二群を、少なくとも第一および第二のポリ
マー粒子集団の存在下で重合して第一および第二のポリ
マー粒子の集団の表面付近にポリマーを提供することを
含む第三の工程(c)を含むことができる。この追加の
工程において、1またはそれ以上のエチレン性不飽和モ
ノマーの第二群は、1またはそれ以上のエチレン性不飽
和モノマーの第一群と同一であるかまたは異なっていて
もよい。さまざまな性質の耐衝撃性改良剤において、た
とえばコアゴム状物における架橋度;ポリマーシェルの
下にある相、例えばコアとのグラフト結合度;ポリマー
シェルの分子量;およびモルホロジー(例えば、シェル
または粒子のコア中への拡散)を制御する。この追加の
工程において、1またはそれ以上のエチレン性不飽和モ
ノマーの第一群の少なくとも一部が重合した後に、1ま
たはそれ以上のエチレン性不飽和モノマーの第二群を重
合させる。本発明で使用されるコア−シェルポリマー粒
子を調製するために、コア、シェル、共重合体相(in
terpolymer phase)、モノマー、クロ
スリンカー、およびグラフトリンカーの任意の組合せが
可能である。
【0055】エチレン性不飽和モノマーの第二群が重合
するこれらの態様において、モノマーの第一群の本質的
にすべてが重合した後にモノマーの第二群を重合させる
ことは本発明に含まれる。この工程はモルホロジーの制
御に有用である。本発明で使用されるスプレードライ可
能なポリマー粒子ディスパージョンの調製において、モ
ノマーの第一群はゴム状コアポリマーを形成し、モノマ
ーの第二群は硬質シェルポリマーを形成することは本発
明の範囲に含まれる。ゴム状コアモノマーとしては、例
えばアルキルアクリレートが挙げられる。ゴム状コアモ
ノマーはまた、モノマーに基づいて1%から5%の量に
おいて1またはそれ以上のクロスリンカーを含むことが
できる。ゴム状モノマーがジエンモノマーを含む場合に
は、ジエンモノマーは自己架橋する傾向があるので、ク
ロスリンカーは必要がない。このような自己架橋は、当
該分野で公知のように反応条件および反応後条件に依存
する。硬質シェルモノマーは、具体例として、メチルメ
タクリレートおよびスチレンを含むことができる。
【0056】コア/シェルタイプのポリマー粒子を製造
するため、第一群が完全に重合する前に、モノマーの第
二群を反応混合物に添加することができ、したがって第
一および第二群からの両モノマーが反応混合物中に同時
に存在させることができる。この状況において、モノマ
ーの第二群は必ずしも第一群からの未重合モノマーと共
重合する必要はなく、モノマーの第二群の少なくとも一
部が、モノマーの第一群からの未重合モノマーの一部と
共重合するのが望ましいことが多い。同様に、モノマー
の第二群の少なくとも一部が、モノマーの第一群からの
未重合モノマーの実質的に全部と共重合するのが望まし
いことが多い。このプロセスは、当業界で公知のよう
に、モノマーの反応比を比較することにより、分離コポ
リマー、交互コポリマー、ブロックコポリマー、または
ランダムコポリマーのいずれかを調製するために制御す
ることができる。
【0057】スプレードライ可能なポリマー粒子ディス
パージョンがエマルジョン形態である一具体例に関し
て、リアクタント(例えば、モノマー、イニシエータ
ー、乳化剤、および任意の連鎖移動剤など)を典型的に
はリアクター中液体メディア(例えば、水性メディア)
と組み合わせて混合物を形成する。その後、および/ま
たは同時に、混合物を液体メディアの存在下で反応させ
る。リアクタントをゆっくり(セミバッチプロセスにお
けるように徐々に)、時間をかけて、連続して、または
「ショット」(バッチ)としてすばやくリアクター中に
添加することができる。ポリマー粒子を調製するための
乳化重合技術は、典型的には適当なリアクター中で行わ
れ、この中で、リアクタント(モノマー、イニシエータ
ー、乳化剤、pH緩衝剤、塩、酸、塩基、任意の連鎖移
動剤など)を適当に組合せ、混合し、水性メディア中で
反応させ、熱が反応領域内外に伝達される。
【0058】スプレードライ可能なポリマー粒子ディス
パージョンがエマルジョン形態であるさらなる具体例に
おいて、プロセスは、少なくとも以下の工程を含む。ま
ず、第一および第二のポリマー粒子集団を含む水性乳化
重合反応混合物を得る。反応混合物中に提供されるこれ
らのポリマー粒子を乳化重合分野の技術者らは「ポリマ
ーシード粒子」、「シード粒子」、または単に「シー
ド」と称する。一工程において形成されるポリマー粒子
はさらに別の工程においてシード粒子として用いること
ができることも当業者には公知である。次に、1または
それ以上のエチレン性不飽和モノマーの第一群を水性エ
マルジョン中で重合させ:ポリマー粒子の第一および第
二集団の平均粒子直径が互いに少なくとも50%異なる
ようにする。ポリマー粒子集団が反応混合物中に生じた
後、ポリマー粒子集団の一方または両方の「グローアウ
ト(grow out)」のためにモノマーを続いて添
加する。本発明において、両シード粒子集団が「グロー
アウト」する場合、このグローアウトは同時または異な
る時点で起こると考えられる。
【0059】ポリマーシードのグローアウトの方法は当
業界で一般的である。これらの方法は、10nmから1
500nmの範囲の粒子サイズを有するポリマー粒子の
調製に有用である。典型的には、反応混合物に添加され
るとすぐにモノマーの重合を開始する条件でモノマーお
よびイニシエーターを反応混合物に添加する。典型的に
は、ポリマー粒子サイズはシードサイズの増加に伴って
増加する。したがって、シードサイズが10nmから1
500nmまで変化し得る。この態様において、シード
サイズは典型的には少なくとも30nm、より典型的に
は少なくとも50nm、最も典型的には少なくとも70
nmであり、最も典型的には少なくとも100nmであ
る。
【0060】本発明のスプレードライ可能なポリマー粒
子ディスパージョンを提供する一例は、1つのポリマー
シードと過剰の石鹸を反応混合物中に提供して、モノマ
ーの添加により、第二のポリマー粒子集団が形成される
ものである。この例において、第二のポリマー粒子集団
を形成するのに必要な過剰の石鹸の量は、石鹸の種類、
およびミセルを形成するための反応メディアの条件によ
って異なる。モノマーおよびイニシエーターを反応混合
物中に連続してまたは同時に添加することにより、第二
のポリマー粒子集団が形成される。この後、前記のよう
な1またはそれ以上のさらなる「グローアウト」工程を
行う。さらなるシード粒子集団を提供するさらなる工程
と、それに続くグローアウトも本発明の範囲に含まれる
と考えられる。
【0061】さらなる具体例は、2またはそれ以上のサ
イズのシードが提供され、その後に膨潤プロセスがある
場合である。2またはそれ以上のサイズのシードは前記
のようにして得ることができる。膨潤プロセスは、典型
的には乳化モノマー、またはモノマーの混合物を水性反
応メディア中に存在するシード粒子に添加することを含
み、シード粒子がモノマーで膨潤した後にポリマーを形
成する。イニシエーターは典型的にはモノマー混合物中
に存在するか、または反応混合物にその後添加される。
次に、モノマーを膨潤後重合させる。このプロセスによ
り、平均ポリマー直径の上限はない。
【0062】2つのポリマーシード粒子集団を形成する
さらなる具体例は、1つのモードのポリマーシード粒子
を部分的に凝集(当業界で一般的なように「ミクロアグ
ロメレート」)させることにより得られる。この例にお
いて、シード粒子は異なる程度で凝集し、これにより多
モードのシード粒子集団が形成される。このようなミク
ロアグロメレーション(microagglomera
tion)工程は、典型的にはポリマー粒子固形分が4
0%未満であることを必要とするが、このようなミクロ
アグロメレートしたシード粒子にさらなる膨潤および/
またはグローアウト工程を行うと、固体分率が少なくと
も40%であるスプレードライ可能なポリマー粒子ディ
スパージョンが形成される。
【0063】粒子サイズが異なる2つのポリマー粒子集
団の組合せの調製は、サイズおよび/または組成が異な
る2つのシードを用いて得ることができる。粒子の最終
サイズはシードの出発サイズおよび出発組成に依存す
る。シードが同じ組成であるならば、これらは典型的に
は「マスアップテーク(mass uptake)」と
同じような速度で成長および/または膨潤する。「マス
アップテーク」とは、追加のモノマーおよび/またはポ
リマーから生じるポリマー粒子の質量の増加を意味す
る。
【0064】マスアップテークの程度は、当業者に一般
的なポリマーの熱力学則にしたがって評価できる。例え
ば、シード組成が異なる場合、マスアップテークの速度
は一般に異なる。シードは同じ組成であるが、異なるサ
イズである場合、より大きなシード粒子は一般にマスア
ップテーク中大きいままである。同様に、シード中のポ
リマーの分子量が増加すると、一般に最終ポリマー粒子
が小さくなる。一般に、ポリマー粒子サイズを制御する
これらおよび他のガイドラインは当業者に一般的なポリ
マー熱力学の原則および反応速度論にしたがって平衡膨
張度の計算から評価できる。
【0065】典型的には、100nmから50000n
mまでの範囲の粒子サイズは、膨潤プロセスを用いて得
ることができる。より典型的には、1000nmから5
000nmまでの範囲のポリマー粒子は膨潤プロセスに
より容易に調製される。1またはそれ以上のこれらの方
法を組み合わせて、本発明のスプレードライ可能なポリ
マー粒子ディスパージョンを調製することができる。当
業者らは、この明細書を読むと彼らの要求に最もよくあ
った特定のプロセスを容易に決定することができるであ
ろう。
【0066】スプレードライ可能なポリマー粒子ディス
パージョンがエマルジョン形態であるさらなる具体例に
おいて、プロセスは少なくとも以下の工程を含む。ま
ず、ポリマー粒子の第一集団および第二集団を含む水性
乳化重合反応混合物が提供される。次に、1またはそれ
以上のエチレン性不飽和モノマーの第一群を水性エマル
ジョン中で重合させて、第三のポリマー粒子集団が形成
される。第三の集団は、前記態様において記載したよう
に過剰のせっけんを添加することにより形成され、シー
ド粒子が形成されるか、またはこれらは別々に添加する
ことができる。第一、第二および/または第三のポリマ
ー粒子集団の膨潤および/またはグローアウトの工程は
前記態様に記載されている手順に従う。
【0067】ポリマー粒子集団のこれらの様々な調製法
は、以下の群の1またはそれ以上の液体を含むことがで
きる:モノマー、溶剤、非溶剤、連鎖移動剤、開始剤、
石鹸、緩衝溶液、ポリマー粒子の凝集を防止する安定
剤、クロスリンカー、グラフトリンカー、水性相におけ
る重合を防止する水性相抑制剤。したがって、本発明の
本発明のスプレードライ可能なポリマー粒子ディスパー
ジョンは典型的には1またはそれ以上のこれらの液体を
含む。
【0068】本発明の範囲内のものとして意図されるポ
リマー粒子組成物の例としては、以下のポリマー組成物
が挙げられる:ジエン、ジエン/ビニル芳香族、または
架橋ジエン/ビニル芳香族モノマー由来のポリマー:
(C1〜C20)アルキル(メタ)アクリレート由来の
ポリマー;(C1〜C20)アルキル(メタ)アクリレ
ート由来のコポリマー(例えば、ブチルアクリレートと
混合された2−エチルヘキシルアクリレート);コモノ
マー比が異なる(C1〜C20)アルキル(メタ)アク
リレート由来のコポリマー;コモノマー比が異なり、ガ
ラス転移温度が異なる(たとえば高Tg(75℃以上)
ポリマーおよび低Tg(0℃未満)ポリマー)(C1〜
C20)アルキル(メタ)アクリレート由来のコポリマ
ー;エチレン−ビニルアセテート(「EVA」)タイプ
のコポリマー;塩素化ポリエチレン(「CPE」);オ
レフィン由来のポリマー;(C1〜C20)アルキル
(メタ)アクリレート由来のコポリマー、および該コポ
リマーEVAまたは塩素化ポリエチレン(「CPE」)
またはポリオレフィンとを含むブレンド。
【0069】ポリマー粒子の異なる組成の具体例は、耐
衝撃性とUV抵抗性のバランスが望まれる場合である。
この場合には、以下のプロセスにより異なる組成物を提
供することができる:ジエン含有耐衝撃性改良剤とアク
リルベースの耐衝撃性改良剤のエマルションブレンド。
【0070】コア−シェルポリマー粒子の異なるタイプ
の具体例は、第一集団および第二集団が耐衝撃性改良剤
として有用であり、さらなる1以上の集団が加工助剤と
して有用である場合である。種々のポリマー添加剤の組
み合わせは、当業者には容易に構想することができる。
スプレードライ可能なポリマー粒子ディスパージョン
は、耐衝撃性とUV抵抗性のバランスを取るために、ポ
リマー粒子を含むことができる。この場合、異なる組成
は以下のプロセスにより得られる:ジエン由来の耐衝撃
性改良剤とアクリル由来の耐衝撃性改良剤のエマルジョ
ンブレンド。高固形分物を調製する目的で、直径が少な
くとも50%異なるポリマー粒子の第一および第二集団
を調製するために、直径が異なる2種のジエン誘導ポリ
マーシード粒子で出発することが含まれる。ジエンタイ
プのモノマーを続いてこれらのシード粒子の存在下で重
合させて、ジエン由来のポリマー粒子の第一および第二
集団を形成する。さらなるシード粒子は、ジエン由来の
ポリマー粒子の第一および第二集団を含む反応メディア
に添加されるかまたは、該反応メディア中で形成される
かのいずれかである。続いて、さらなるタイプの1また
はそれ以上のモノマー、例えば(C1−C20)アルキ
ル(メタ)アクリレートの重合はさらなるシード粒子上
または粒子中に形成される。
【0071】本発明で使用されるスプレードライ可能な
ポリマー粒子ディスパージョンにおいて、追加のプラス
チック添加剤成分を直接添加、乳化、あるいは水または
適当な溶剤中懸濁化剤による懸濁化(所望により剪断応
力を適用)によりポリマー添加剤の粒子ディスパージョ
ン中に容易に組み入れることができる。これらの任意成
分の量は、液体成分の0から100重量%の範囲であ
り;典型的には0から20重量%;最も典型的には0か
ら10重量%の範囲である。乳化安定剤の量は、液体成
分の0から100重量%の範囲であり;典型的には0か
ら5重量%;最も典型的には0.01から2重量%の範
囲である。消泡剤の量はディスパージョン中の水の量の
0から100重量%の範囲であり;典型的には0から1
0重量%;最も典型的には0から5重量%の範囲であ
る。
【0072】スプレードライ可能なポリマー粒子ディス
パージョンの調製法の一態様において、固体または液体
滑剤を水または他の非溶剤中に界面活性剤と剪断混合を
用いて乳化させることにより、固体または液体滑剤粒子
の分散液をスプレードライ可能なポリマー粒子ディスパ
ージョン中に組み入れることができる。滑剤エマルジョ
ンを次にスプレードライ可能なポリマー粒子ディスパー
ジョン中に混合する。同様の方法で、固体または液体滑
剤を、別の態様としてスプレードライ可能なポリマー粒
子ディスパージョンの1またはそれ以上の他の成分を含
むエマルジョン、ラテックス、分散液、または懸濁液中
に乳化させることができる。一具体例は、2またはそれ
以上のコア−シェルポリマー粒子の集団を含む高固形分
エマルジョン中に界面活性剤を添加し、剪断混合するこ
とにより、滑剤を乳化させることができる。同様に、熱
安定剤はたいてい典型的には水中に溶解しない液体、オ
イル、固体として提供されるので、熱安定剤もこれらの
手順に従って乳化させ、スプレードライ可能なポリマー
粒子ディスパージョンに添加することができる。スプレ
ードライ可能なポリマー粒子ディスパージョンは、安定
剤および潤滑剤を含むことかでき、これらは有機溶剤を
使用して水成分中に加えることができる。安定剤および
滑剤は典型的には水中に溶解しないので、有機溶剤、お
よび/またはこれらの溶解または分散を助ける石鹸を用
いることにより、これらをスプレードライ可能なポリマ
ー粒子ディスパージョンの液体成分中に組み入れること
ができる。この点において、さまざまな溶剤/オイル/
水性相/石鹸の組合わせを用いて、1またはそれ以上の
添加剤、例えば安定剤と滑剤の、スプレードライ可能な
ポリマー粒子ディスパージョンの水成分中の分散液また
は溶液を提供することができる。
【0073】本発明の耐衝撃性改良剤粉末は、たとえ
ば、マトリックス樹脂成分およびコア−シェル耐衝撃性
改良剤成分を含む新規なポリマー組成物の調製をはじめ
として、種々の方法で使用することができる。本発明の
ブレンドはマトリックス樹脂と本発明の耐衝撃性改良剤
粉末を含み、耐衝撃性改良剤の樹脂に対する重量比率は
1:99から99:1の範囲である。これらのブレンド
はプラスチック加工の分野で公知のブレンド方法により
容易に調製することができる。たとえば、本発明のプラ
スチック添加剤粉末と熱可塑性プラスチック樹脂粉末ま
たはペレットとを、押出機を使用して溶融加工すること
によりブレンドすることができる。
【0074】本発明のブレンドは、添加剤と樹脂の比率
が3:97から30:70の範囲であるときに、本質的
に耐衝撃性が改良された熱可塑性プラスチックとして有
用である。本発明のブレンドは多量の本発明の粉末とブ
レンドされて、本発明の本発明の耐衝撃性改良剤が濃縮
されたペレットを調製することができる。本発明のブレ
ンドは公知のプラスチック加工装置を使用してブレン
ド、押出、およびペレット化の工程により、ペレットに
加工することもできる。そのようなペレットは本発明の
耐衝撃性改良剤粉末と1以上の樹脂を、粉末と樹脂との
重量比率が10:90から80:20の範囲で容易に含
むことができる。本発明のブレンドはたとえば、カレン
ダーされたシート、熱成形されたシート、射出成形され
た物品、ブロー成形された物品、押し出し成形された物
品などの、多くの用途を有する。耐衝撃性改良剤の屈折
率が透明樹脂の屈折率と注意深く一致させられた場合、
得られた耐衝撃性改良剤は透明性を必要とする用途にお
いて有用である。
【0075】本発明の耐衝撃性改良剤は典型的には、ポ
リ塩化ビニル(PVC)、および塩素化PVC(CPV
C)にブレンドされ、耐衝撃強度を改良する。本発明の
耐衝撃性改良剤は、PVC製品の耐衝撃強度と耐候性が
必要とされる、PVCサイディング、窓用異形材、およ
び他の外装建造物製品の製造に特に有用である。PVC
配合物中に、樹脂100部に対して4から20部(ph
r)の範囲で本発明の耐衝撃性改良剤が存在する場合
に、耐衝撃性改良剤はPVCサイディングを製造するた
めに有用である。
【0076】耐衝撃性改良剤粉末はPVC以外の多くの
樹脂、たとえばアルキル(メタ)アクリレート、芳香族
ビニル(たとえばスチレン)、および/または(メタ)
アクリロニトリル、ポリ(エチレンテレフタレート)ま
たはポリ(ブチレンテレフタレート)などの芳香族ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタ
ール、およびポリオレフィンなどのポリマーおよびコポ
リマーに基づく熱可塑性プラスチックをはじめとする多
くの樹脂に、ブレンドすることができる。耐衝撃性改良
剤はこれらの熱可塑性プラスチック樹脂の1以上の種々
のブレンドおよびアロイと混合することができる。その
ようなブレンドの用途はさまざまであるが、ビニルサイ
ディングおよび窓用異形材のような建築および構造物に
使用される物品、機器またはコンピューターの操作パネ
ルまたはハウジング、ドアパネルまたはバンパーなどの
自動車用部品などがあげられる。耐衝撃性改良剤は熱硬
化性樹脂と混合することもできる。
【0077】実施例 実施例においては以下の略号が使用される。 MMA=メチルメタアクリレート BA=ブチルアクリレート SLS=ラウリル硫酸ナトリウム(28%) ALMA=アリルメタアクリレート t−BHP=t−ブチルヒドロペルオキシド SSF=ホルムアルデヒドスルホキシレートナトリウム NaPS=過硫酸ナトリウム NaSO=硫酸ナトリウム DIW=脱イオン水 wt%=モノマー総量に対する重量% ppm=モノマー総量に対するppm nm=ナノメートル ℃=摂氏
【0078】実施例1 以下の手順により、90重量%よりも多いポリブチルア
クリレートゴム状成分を有するスプレードライ可能なポ
リマー粒子ディスパージョンが調製された。攪拌機、熱
電対、並びに加熱および冷却手段を有する反応器内でエ
マルション重合反応が行われた。反応器に、55℃の1
562部のDIW、および1260部の架橋したポリブ
チルアクリレートポリマーシードディスパージョン(平
均粒子直径230nm、固形分50.8重量%)を加え
た。反応器内容物は窒素で30分、スパージされた。ス
パージ後、100部のDIWで希釈された1.4部の酒
石酸を反応器に加えた。ただちに、70.3部のSLS
(28%)を反応器に加えた。SLSチャージの後に窒
素スイープがされた。2231.7部のDIW、11
7.1部のSLS、6321.1部のBA、44.6部
のALMAを含むモノマーエマルションがつくられた。
50℃で、反応器に893.6部のモノマーエマルショ
ンが加えられた。この最初のモノマーエマルションのチ
ャージの後、1.12部のt−BHPが加えられ、反応
が開始された。反応温度は60℃に上昇し、さらに15
分間、バッチをピーク温度に保持した。この最初のモノ
マーエマルションのチャージの後、65.1部のSL
S、および248.5部のDIWが残りのモノマーエマ
ルションに加えられた。反応器内容物は53℃に冷却さ
れ、ついで1295.2部のモノマーエマルションの第
2のチャージが反応器に加えられた。ただちに、2.0
8部のt−BHPが加えられ、反応が開始された。反応
温度は75℃以上に上昇し、さらに15分間、バッチを
ピーク温度に保持した。保持の後、2155部のDIW
で希釈された20部の硫酸ナトリウムが反応器に加えら
れた。この添加の後、反応器は45℃に冷却され、つい
で2220.6部のモノマーエマルションが反応器に加
えられた。ただちに、3.57部のt−BHPが加えら
れ、反応が開始された。反応温度は上昇し、ピーク温度
は85℃を越えた。さらに15分間、バッチをピーク温
度に保持した。反応器内容物は55℃に冷却され、残り
のモノマーエマルション(2138.3部)が反応器に
加えられた。ただちに、3.43部のt−BHPが加え
られ、反応が開始された。反応温度は上昇し、ピーク温
度は80℃を越えた。バッチをピーク温度に3分間保持
した。3分後、48.2部のDIWで希釈された1.1
6部のt−BHPと1.01部のSSFが反応器に加え
られた。反応器内容物はさらに30分間、同じ温度に保
持された。
【0079】260.3部のDIW、15.6部のSL
S、および447.2部のMMAを含む第2のモノマー
エマルションがつくられた。30分の保持の後、反応器
内容物は53℃に冷却された。53℃で、第2のモノマ
ーエマルションが全部反応器に加えられた。ただちに、
52部のDIWで希釈された0.9部のSSFと、つづ
いて0.9部のNaPSが反応器に加えられ、反応が開
始された。バッチ温度は55℃に上昇した。窒素スイー
プがピーク温度で停止された。反応器内容物はさらに6
0分間、ピーク温度で保持された。反応器は40℃に冷
却され、反応器内容物は400ミクロンのフィルターを
通してろ過された。ポリマー粒子ディスパージョンの最
終固形分は49重量%であった。キャピラリー ハイド
ロダイナミック フロー フラクショネイション(CH
DF)を使用して、平均粒子直径とコア−シェルポリマ
ー粒子ディスパージョンの2つのポリマー集団の重量%
を測定した。ポリマー粒子の第一集団および第二集団の
平均粒子直径は、それぞれ330nmおよび110nm
であった。ポリマー粒子の合計に基づく、ポリマー粒子
の第一集団および第二集団の重量%は、それぞれ35%
および65%であった。得られたコア−シェルポリマー
は94重量%の内側ゴム相、および6重量%の外側硬質
ポリマー相を有していた。
【0080】実施例2 上記のポリマー粒子ディスパージョンを46.9重量%
の固形分に希釈し、4.0から4.5重量%の、平均粒
子直径が60から90nmのMultiflex MM
Ultrafine P炭酸カルシウム(Whita
ker、Clark and Daniels、Sou
th Plainfield、NJ)を使用して、スプ
レードライした。スプレーノズルを取り付けたタワース
プレードライヤーが以下の操作条件で使用され、粉末温
度はほぼ49℃とされた。ノズル圧力:1550psi
(10.6MPa)、エマルション供給速度:1806
部/時、粉末速度:800部/時、流動性改良剤が粉末
としてドライヤーに供給され、エマルションスプレーと
接触したときに雲(cloud)を形成するようにし
た、流動性改良剤の供給速度は最終の耐衝撃性改良剤粉
末中の流動性改良剤が4.0から4.5重量%となるよ
うに維持された。230ミクロンの平均粒子直径と、3
25g/Lの粉末密度を有する自由流動性の耐衝撃性改
良剤粉末が得られた。非圧密性の粉末であることが、手
で圧搾した時に、得られた粉末が互いに固着して1つの
固まりにならないことにより確認された。
【0081】実施例3 実施例1のポリマー粒子ディスパージョンは、流動性改
良剤の重量%が2.5重量%にされたことを除き、実施
例2に示されたものと同じ条件でスプレードライされ
た。得られた粉末は自由流動性であったが、非圧密性で
はなかった。
【0082】実施例4−12 実施例1に記載された手順にほぼ沿って、94重量%の
ゴム含有量を有する、いくつかのスプレードライ可能な
粒子ディスパージョンを調製した。ディスパージョンは
以下の点で異なっている:総粒子固形分の重量%、それ
ぞれの集団の重量分率、およびそれぞれの集団の平均粒
子直径。これらのディスパージョンのそれぞれは、流動
性改良剤を用いずに、自由流動性粉末にスプレードライ
することが可能であった。これらの添加剤は表1に示さ
れる。
【0083】実施例13−14 実施例1に記載された手順にほぼ沿って、94重量%の
ゴム含有量を有する、スプレードライ可能な粒子ディス
パージョンを調製した。ディスパージョンを調製するた
めのシード粒子は330nmであり、ディスパージョン
は以下の点で異なっている:総粒子固形分の重量%、そ
れぞれの集団の重量分率、およびそれぞれの集団の平均
粒子直径。これらのディスパージョンのそれぞれは、流
動性改良剤を用いずに、自由流動性粉末にスプレードラ
イすることが可能であった。これらのディスパージョン
は表1に示される。
【0084】実施例15−24 実施例4−14のスプレードライ可能な粒子ディスパー
ジョンも、実施例2に記載された一般的な手法により、
流動性改良剤とともに耐衝撃性改良剤粉末にスプレード
ライされた。これらの実施例では、流動性改良剤はステ
アリン酸でコーティングされた炭酸カルシウム(Win
nofil S)であった。粉末特性の結果は、94重
量%のゴム含有量を有する非圧密性の耐衝撃性改良剤粉
末を提供するために必要とされる流動性改良剤の量は、
1.6重量%よりも多いことを示している。これらの実
施例のいくつかにおいては、アクリル加工助剤エマルシ
ョンが、ディスパージョンとブレンドされ、一緒にスプ
レードライされた。追加の界面活性剤(SLS)がディ
スパージョンに加えられ(ディスパージョンの総重量に
基づく重量%)、スプレードライの間の剪断力安定性を
保証した。これらの結果は表2に示される。
【0085】
【表1】
【0086】[a] ブルックフィールド粘度計で、3
0RPM、#3スピンドルで測定された。 [b]実施例10,11および12の混合物について粘
度が測定された。 [c]実施例13および14の混合物について粘度が測
定された。
【0087】
【表2】
【0088】[a]2段ポリマー粒子の加工助剤ディス
パージョンは、米国特許第3833686号の実施例1
の手順にしたがって調製された。ただし、1段目の組成
は60%MMAと40%EA、2段目の組成はMMA;
1段目と2段目の重量比は1:3;平均粒子直径は25
0nm;粒子ディスパージョンの固形分は54%。GP
Cにより測定されたMwは120万g/mol。DSC
により測定されたポリマー全体のTgは97℃。この加
工助剤の1PHRが、固形分に基づいて、7PHRのコ
ア−シェルポリマーとスプレードライの前にブレンドさ
れた。 [b]2段ポリマー粒子の加工助剤ディスパージョン
は、米国特許第3833686号に開示された手順にし
たがって調製された。ただし、1段目の組成は55%M
MA、35%EA、10%のBMA、2段目の組成は8
8%MMA、6%EA、6%BMA;1段目と2段目の
重量比は1:3;平均粒子直径は170nm;粒子ディ
スパージョンの固形分は48%。GPCにより測定され
たMwは320万g/mol。DSCにより測定された
ポリマー全体のTgは90℃。この加工助剤の0.78
PHRが、固形分に基づいて、7PHRのコア−シェル
ポリマーとスプレードライの前にブレンドされた。
【0089】耐衝撃性試験 実施例15−24により調製された耐衝撃性改良剤粉末
が、ポリ塩化ビニル(PVC)と7PHRでブレンドさ
れ、表3の配合のマスターバッチを得た。上記の混合物
を混合して成形して得られた片を、BSIシャルピー法
により、種々の試験温度において、1つの片当たり10
のバーを使用して、耐衝撃性を試験した。片は、市販の
耐衝撃性改良剤粉末を使用して調製された同様の片に比
較して、同等ないし良好な耐衝撃強度を示した。
【0090】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チュエン−シュヨン・チョウ アメリカ合衆国ペンシルバニア州19002, アンブラー,キングズリー・コート・1208 (72)発明者 カレン・ケーシー アメリカ合衆国ペンシルバニア州19438, ハーレーズビル,キャンドルウッド・ウエ イ・416 (72)発明者 ジョゼフ・ロバート・アダモ アメリカ合衆国ペンシルバニア州18964, スーダートン,アレンタウン・ロード・ 381 (72)発明者 ファンウェン・ゼン アメリカ合衆国ニュージャージー州08502, ベル・ミード,ハドナット・レーン・48 Fターム(参考) 4F070 AA32 AB08 AC16 AE30 CB02 CB13 DA34 DC11 4J002 BC02W BD03W BF02W BG04W BN07X BN12X BN14X DE206 FD206

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(I)(a)ポリマー粒子の第一集団、お
    よび(b)ポリマー粒子の第二集団を含み、 ポリマー粒子の第一集団の平均粒子直径が、第二の粒子
    集団の平均粒子直径よりも少なくとも50%大きく、第
    一集団と第二集団のポリマー粒子の総ゴム重量分率が、
    90重量%よりも大きい、ポリマー粒子ディスパージョ
    ンを提供し、(II)該ポリマー粒子ディスパージョン
    をスプレードライする、 ことを含む、粉末耐衝撃性改良剤の製造方法。
  2. 【請求項2】 ポリマー粒子の第一集団が10nmから
    5000nmの範囲の平均粒子直径を有する、請求項1
    記載の粉末耐衝撃性改良剤の製造方法。
  3. 【請求項3】 ポリマー粒子の第一集団が100nmか
    ら1000nmの範囲の平均粒子直径を有する、請求項
    2記載の粉末耐衝撃性改良剤の製造方法。
  4. 【請求項4】 ポリマー粒子の第一集団(a)の平均粒
    子直径が、粒子の第二集団(b)の平均粒子直径より
    も、少なくとも100%大きい、請求項1記載の粉末耐
    衝撃性改良剤の製造方法。
  5. 【請求項5】 ポリマー粒子ディスパージョンが、工程
    (II)で流動性改良剤とともにスプレードライされ
    る、請求項1記載の粉末耐衝撃性改良剤の製造方法。
  6. 【請求項6】 流動性改良剤の量が、粉末耐衝撃性改良
    剤の合計量に基づいて、1.5重量%よりも多い、請求
    項5記載の粉末耐衝撃性改良剤の製造方法。
  7. 【請求項7】 第一集団と第二集団のポリマー粒子の総
    ゴム重量分率が、100%未満である、請求項6記載の
    粉末耐衝撃性改良剤の製造方法。
  8. 【請求項8】 ポリマー粒子ディスパージョンの総重量
    に基づいて、ポリマー粒子が合計して50重量%よりも
    多い量で存在する、請求項1記載の粉末耐衝撃性改良剤
    の製造方法。
  9. 【請求項9】 ポリマー粒子の第二集団がエマルション
    重合プロセスにより提供され、ポリマー粒子の第二集団
    がポリマー粒子の第一集団の存在下で作られる、請求項
    8記載の粉末耐衝撃性改良剤の製造方法。
  10. 【請求項10】 粒子ディスパージョンの粘度が200
    0センチポイズ未満である、請求項1記載の粉末耐衝撃
    性改良剤の製造方法。
JP2001327724A 2000-10-25 2001-10-25 粉末耐衝撃性改良剤の製造方法 Pending JP2002146035A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24351300P 2000-10-25 2000-10-25
US60/243513 2000-10-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002146035A true JP2002146035A (ja) 2002-05-22

Family

ID=22919038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001327724A Pending JP2002146035A (ja) 2000-10-25 2001-10-25 粉末耐衝撃性改良剤の製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6900254B2 (ja)
EP (1) EP1201692B1 (ja)
JP (1) JP2002146035A (ja)
KR (1) KR20020032358A (ja)
BR (1) BR0104728A (ja)
DE (1) DE60108042T2 (ja)
TW (1) TW572912B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003192711A (ja) * 2001-12-14 2003-07-09 Rohm & Haas Co ポリマー粒子組成物の調製方法
JP2005048162A (ja) * 2003-06-26 2005-02-24 Exploit Des Prod Pour Les Ind Chim Sepc:Soc 新規な粉末ポリマー、その調製方法および増粘剤としての使用方法
JP2005171253A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Arkema Inc 改善されたシェル被覆及び粘着防止特性のための親水性シェルを有するコア−シェルポリマー
JP2017511422A (ja) * 2014-04-16 2017-04-20 アーケマ・インコーポレイテッド 熱可塑性配合物での高ゴム衝撃改質剤の使用

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1459871B1 (de) * 2003-03-15 2011-04-06 Evonik Degussa GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Mikrowellenstrahlung sowie dadurch hergestellter Formkörper
KR100512367B1 (ko) 2003-08-05 2005-09-05 주식회사 엘지화학 그라프트 공중합체 라텍스 및 그의 건조 분말 제조방법
JP4154358B2 (ja) 2003-08-21 2008-09-24 ローム アンド ハース カンパニー ポリマーの製造方法
DE102005013439A1 (de) * 2005-03-21 2006-09-28 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polymerisatpulvern
PT1984442E (pt) * 2006-02-14 2010-06-28 Arkema France Modificadores híbridos do comportamento ao impacto e método para a sua preparação
KR101010089B1 (ko) * 2006-02-22 2011-01-24 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 수지 조성물 및 필름
AU2007227599A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Dow Global Technologies Inc. An impact resistant rigid vinyl chloride polymer composition and method of making the same
US8030376B2 (en) 2006-07-12 2011-10-04 Minusnine Technologies, Inc. Processes for dispersing substances and preparing composite materials
KR100865497B1 (ko) * 2006-12-28 2008-10-27 제일모직주식회사 충격보강제, 그 제조방법 및 이를 이용한 내스크래치성메타크릴레이트계 수지 조성물
CA2639276A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-05 Tecton Products, Llc Pultrusion with abrasion resistant finish
US9085679B2 (en) 2009-02-26 2015-07-21 Arkema Inc. Composite polymer modifiers
EP2754692B1 (en) * 2011-08-31 2018-02-21 Sekisui Plastics Co., Ltd. Resin particle aggregate, method for manufacturing same and application of same
US20150210047A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 Inhance Technologies LLC Articles having improved surface adhesion and methods of making the same
FR3019550B1 (fr) * 2014-04-07 2020-11-20 Arkema France Composition de poudre de polymere et son procede de preparation
FR3019549B1 (fr) 2014-04-07 2020-10-02 Arkema France Composition de poudre de polymere a etapes multiples, son procede de preparation et son utilisation
US10472472B2 (en) 2014-09-23 2019-11-12 The Boeing Company Placement of modifier material in resin-rich pockets to mitigate microcracking in a composite structure
US10662302B2 (en) 2014-09-23 2020-05-26 The Boeing Company Polymer nanoparticles for improved distortion capability in composites
US10808123B2 (en) 2014-09-23 2020-10-20 The Boeing Company Nanoparticles for improving the dimensional stability of resins
US9587076B2 (en) 2014-09-23 2017-03-07 The Boeing Company Polymer nanoparticles for controlling resin reaction rates
US10160840B2 (en) 2014-09-23 2018-12-25 The Boeing Company Polymer nanoparticles for controlling permeability and fiber volume fraction in composites
US10072126B2 (en) * 2014-09-23 2018-09-11 The Boeing Company Soluble nanoparticles for composite performance enhancement
DE102016015356B4 (de) 2016-12-22 2020-10-29 Institut für Kunststofftechnologie und -recycling e.V. Verwendung einer Zusammensetzung zur Schlagzähmodifizierung von Pulverlacken

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3833686A (en) * 1969-10-09 1974-09-03 Rohm & Haas Sequentially produced alkyl acrylate polymers blended with poly(vinyl halides)
US3971835A (en) * 1970-07-17 1976-07-27 Rohm And Haas Company Vinyl halide polymer impact modifiers
US3793402A (en) * 1971-11-05 1974-02-19 F Owens Low haze impact resistant compositions containing a multi-stage,sequentially produced polymer
US4278576A (en) * 1978-12-05 1981-07-14 Rohm And Haas Company Isolation and improvement of impact modifier polymer powders
US4334039A (en) * 1981-03-23 1982-06-08 Monsanto Company Process for preparing polymeric polyblends having a rubber phase as particles with a bimodal particle size distribution
DE3405651A1 (de) 1984-02-17 1985-08-22 Röhm GmbH, 6100 Darmstadt Pulverfoermige emulsionspolymerisate und verfahren zu ihrer herstellung
FR2610328B1 (fr) 1987-01-30 1989-08-25 Charbonnages Ste Chimique Matiere interpolymere renforcatrice de matrices thermoplastiques rigides, preparation de cette matiere interpolymere et compositions renforcees correspondantes
US5534594A (en) * 1994-12-05 1996-07-09 Rohm And Haas Company Preparation of butadiene-based impact modifiers
JP3664575B2 (ja) 1997-08-19 2005-06-29 株式会社カネカ メタクリル酸エステル系樹脂組成物及びそれを成形してなるフィルム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003192711A (ja) * 2001-12-14 2003-07-09 Rohm & Haas Co ポリマー粒子組成物の調製方法
JP2005048162A (ja) * 2003-06-26 2005-02-24 Exploit Des Prod Pour Les Ind Chim Sepc:Soc 新規な粉末ポリマー、その調製方法および増粘剤としての使用方法
JP2012144729A (ja) * 2003-06-26 2012-08-02 Exploitation De Produits Pour Les Industries Chimiques Seppic:Soc 新規な粉末ポリマー、その調製方法および増粘剤としての使用方法
JP2005171253A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Arkema Inc 改善されたシェル被覆及び粘着防止特性のための親水性シェルを有するコア−シェルポリマー
JP4677225B2 (ja) * 2003-12-09 2011-04-27 アーケマ・インコーポレイテッド 改善されたシェル被覆及び粘着防止特性のための親水性シェルを有するコア−シェルポリマー
JP2017511422A (ja) * 2014-04-16 2017-04-20 アーケマ・インコーポレイテッド 熱可塑性配合物での高ゴム衝撃改質剤の使用

Also Published As

Publication number Publication date
DE60108042T2 (de) 2005-12-15
DE60108042D1 (de) 2005-02-03
US6900254B2 (en) 2005-05-31
TW572912B (en) 2004-01-21
EP1201692A1 (en) 2002-05-02
EP1201692B1 (en) 2004-12-29
KR20020032358A (ko) 2002-05-03
BR0104728A (pt) 2002-06-25
US20020072552A1 (en) 2002-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002146035A (ja) 粉末耐衝撃性改良剤の製造方法
JP5015371B2 (ja) プラスチック添加剤組成物、その製造方法およびブレンド
JP4733884B2 (ja) 粉末耐衝撃性改良剤組成物
US6875808B2 (en) Multiple polymeric additive systems: compositions, processes, and products thereof
JPH05247313A (ja) エマルジョンポリマーの共マイクロ凝集体
MXPA01004766A (es) Aditivos de plasticos: proceso mejorado, productos y articulos que contienen los mismos.
US6881787B2 (en) High solids polymeric additive systems: compositions, processes, and products thereof
US6884844B2 (en) Multimodal polymer particles and uses thereof
JP2023060107A (ja) ワンパックポリマー変性剤
JP2002146214A (ja) 機能性液固添加剤系
US6989410B2 (en) Processes for preparing multimodal polymer particle compositions
JP2002265504A (ja) 水性ディスパージョンの調製方法
MXPA03007286A (es) Coagulacion de particulas a partir de emulsiones, por la formacion in situ de un agente coagulante.
JP2002308942A (ja) ポリマー組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041004

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20061017

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070521

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070810

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070810

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070822

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070823

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070828

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080128

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080414

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080417

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080724