JP2002506106A - スチレンポリマーから製造されるポリマー混合物 - Google Patents
スチレンポリマーから製造されるポリマー混合物Info
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Abstract
Description
Sとジエンおよび芳香族ビニルモノマーから形成されるランダム軟質ブロックB
/Sとから構成され、少なくともブロック構造S−B/S−Sを含有する弾性ブ
ロックコポリマーであって、ジエン含有量が弾性ブロックコポリマー全体に対し
て50質量%より小さく、ブロックB/Sから構成される軟質相の割合が弾性ブ
ロックコポリマー全体に対して少なくとも60質量%である、弾性ブロックコポ
リマー、 P2)5〜89質量%の、芳香族ビニルモノマーおよびジエンから形成される
P1)とは異なるブロックコポリマー、 P3)10〜94質量%の、無色透明ポリスチレンまたは耐衝撃性改良ポリス
チレンまたはこれらの混合物、および、 P4)0〜84質量%の、前記ポリマー以外の添加物、 を含み、P1)〜P4)の各成分の合計が100%である、ポリマー混合物に関
する。
造のために使用する方法、および、その結果得られるファイバー、フィルムまた
は成形品に関する。
能な、エラストマーおよび熱可塑性プラスチックの混合物を開示している。使用
されるエラストマーは、ランダムスチレン−ブタジエン連鎖を含む柔軟な軟質ブ
ロックB/Sと、スチレンから形成される硬質ブロックSと、を有するスチレン
−ブタジエンブロックコポリマーである。これらのブロックコポリマーは、耐衝
撃性を改良するために熱可塑性プラスチック内で使用される。上記の熱可塑性プ
ラスチックは、特に、無色透明ポリスチレンまたは耐衝撃性改良ポリスチレンま
たはスチレン−ブタジエンブロックコポリマーである。これらを加工すると、機
械的特性が改良され、成形品の収縮が小さくなる。これらのポリマー混合物を柔
軟で透明なフィルムを製造するために使用する方法が、WO96/23823に
開示されている。
ブロックコポリマーを添加することにより増加させることができる。しかしなが
ら、この場合には一般的に剛性の低下が伴う。その上、ポリマーにおける耐衝撃
性を改良するために使用するブタジエンの割合が高くなると、耐熱性および耐侯
性が低下する。また、ゴムまたはブロックコポリマーの割合が高くなると、対応
する熱可塑性プラスチックの成型用混合物がより高価になる。
い極限引張強さの双方を有するポリマー混合物を提供することである。慣習的な
ポリスチレン混合物と比較すると、本発明のポリマー混合物は、ブタジエンの割
合が極めて低いポリマー混合物と同じ破断点伸びを有する。
発見した。
2〜62質量%の、特に好ましくは5〜35質量%の、芳香族ビニルモノマーか
ら形成される硬質ブロックSとジエンおよび芳香族ビニルモノマーから形成され
るランダム軟質ブロックB/Sとから構成され、少なくともブロック構造S−B
/S−Sを含有する弾性ブロックコポリマーを含む。但し、該弾性ブロックコポ
リマーにおいて、ジエン含有量は弾性ブロックコポリマー全体に対して50質量
%より小さく、ブロックB/Sから構成される軟質相の割合は弾性ブロックコポ
リマー全体に対して少なくとも60質量%である。
芳香族ビニル単位から形成されるブロックB/Sが、硬質相(ブロック型S)お
よび軟質相を形成するブロックから構成される芳香族ビニル−ジエンブロックコ
ポリマーにおける純粋なポリジエンブロックの代わりに、軟質相として存在する
点である。この場合、ポリマー鎖に沿った構造は、統計平均的には、均一であっ
ても不均一であってもよい。
ビニル化合物とジエンとのランダムコポリマーで軟質相を構成することによって
得られる。芳香族ビニル化合物とジエンとのランダムコポリマーは、極性助溶媒
またはカリウム塩存在下で重合を行うことにより得られる。
入れ、また重合の過程でルイス塩基を使用すると、ガラス転移温度(Tg)に影
響が現れる。軟質ブロックB/Sのガラス転移温度は、−50〜25℃の範囲で
あるのが好ましく、−50〜5℃の範囲であるのがより好ましく、−50〜−1
5℃の範囲であるのが特に好ましい。
以上であるのが特に好ましい。
が好ましく、5000〜50000g/molの範囲であるのがより好ましい。
ブロックSのモル質量が、10000〜20000g/molの範囲であるのが
特に好ましい。1分子におけるブロックSのモル質量は変化しても良い。
範囲であり、20000〜150000g/molの範囲であるのが好ましい。
良い。
−B/S−S]2である。ここで、Xは2官能性カップリング剤の基であり、Yは
2官能性開始剤の基である。ランダムブロックB/S自身もまた、サブブロック
(B/S)1−(B/S)2−(B/S)3−・・・に細分化されていても良い。 ランダムブロックは2〜15個のランダムサブブロックを含有するのが好ましく
、3〜10個のランダムサブブロックを含有するのが特に好ましい。ランダムブ
ロックB/Sが極めて多数のサブブロック(B/S)nに細分化されていると、 サブブロック(B/S)n内の構成に勾配があったとしても(工業的な条件下の アニオン重合においては、勾配が生じるのを避けることは困難である)、B/S
ブロック全体はほとんど完全なランダムポリマーとして振舞うという重要な利点
が得られる(下記参照)。従って、ルイス塩基を理論的な量より少なく使用する
ことができる。ルイス塩基を理論的な量より少なく使用すると、1,4−ジエン
架橋の割合が増加し、ガラス転移温度Tgが低下し、ポリマーが架橋する傾向が
減少する。
、Sは芳香族ビニルブロックを表し、B/Sはジエン単位と芳香族ビニル単位か
らランダムに形成されたブロックで構成される軟質相を表す。このとき、軟質相
は、ブロック(B/S)1−(B/S)2に細分化されていても良い。ここで添え
字1および2は、芳香族ビニル/ジエンの比率が個々のブロックB/Sにおいて
異なるという意味において、または、芳香族ビニル/ジエンの比率が(B/S) 1 (B/S)2の範囲内で1つのブロック内で連続的に変化するという意味におい
て、異なる構造を表す。このときの各サブブロックのガラス転移温度Tgは、2
5℃より低い。
S)nに細分化されている軟質ブロックB/Sが好ましい。
以上のブロックB/Sおよび/またはSを有するブロックコポリマーが好ましい
。
ルスチレンおよびビニルトルエンおよびこれらの化合物の混合物が挙げられる。
ジエンとしては、ブタジエンおよびイソプレン、ピペリレン、1−フェニルブタ
ジエンおよびこれらの化合物の混合物が好ましい。
に好ましい。以下に示す質量および体積に関するデータの全てはこの組み合わせ
に基づいている。スチレンおよびブタジエンの技術的等価物を使用する場合には
、データを適切に計算しなおす必要がある。
タジエンを含むのが好ましい。ブタジエンの割合が35〜70%であり、スチレ
ンの割合が65〜30%である軟質ブロックB/Sが特に好ましい。
リマー全体に対するジエンの質量割合は15〜50質量%であり、これに対応し
て芳香族ビニル化合物の質量割合は85〜50質量%である。特に好ましいブロ
ックコポリマーとして、25〜40質量%のジエンおよび75〜60質量%の芳
香族ビニル化合物のモノマー構成を持つブタジエン−スチレンブロックコポリマ
ーが挙げられる。
4007に開示されているように、非極性溶媒中で、極性助溶媒またはカリウム
塩を添加してアニオン重合を行うことによって得られる。
質量割合は、60〜95質量%であり、60〜80質量%であるのが好ましく、
65〜75質量%であるのが特に好ましい。芳香族ビニルモノマーから形成され
るブロックSは硬質相を形成し、その質量割合は、軟質相の質量割合に対応して
5〜40質量%であり、20〜40質量%であるのが好ましく、25〜35質量
%であるのが特に好ましい。
特性を有するが、マイグレーションを起こす可能性のある低分子量の可塑剤をま
ったく用いずに製造できる。これらは、高い酸素透過度Poおよびおよび水蒸気
透過度Pwを示し、それぞれ2000(cm3・100μm/m2・d・bar)
および10(g・100μm/m2・d・bar)より大きな値を示す。ここで PoおよびPwは、それぞれ、分圧差1barおよび1日あたりの標準厚100
μmのフィルム1m2中を透過する、酸素量(cm3)および水蒸気量(g)を表
す。
ましくは18〜78質量%の、特に好ましくは25〜55質量%の、ジエンおよ
び芳香族ビニルモノマーから形成され、P1)とは異なるブロックコポリマーを
含む。
00MPaより大きい点で、P1)と異なる。
5〜40質量%、特に10〜30質量%、スチレンが60〜95質量%、特に7
0〜90質量%、に相当するブタジエン含有量を有する、靭性および剛性の高い
スチレン−ブタジエンコポリマーが好ましい。ブロックコポリマーP2)として
は、非弾性的な、星型分岐ブロックコポリマーが特に好ましい。この他には、成
分P2)として、芳香族ビニルモノマーから形成される硬質ブロックSを鎖末端
に有するブロックコポリマーが好ましい。
00であり、150000〜500000が好ましい。これらは直鎖状でも分岐
状でも良く、一般的な連鎖アニオン重合法で得られる。成分P2)として好適な
分岐状ブロックコポリマーの合成は、例えばEP−A−0046862に開示さ
れている。
)(Phyllips Petroleum社製)およびFinaclear(
登録商標)(Fina社製)、という名前の市販品である直鎖状または星型スチ
レン−ブタジエンブロックコポリマーもまた、好適なポリマーの例である。
好ましくは20〜80質量%の、特に好ましくは40〜70質量%の、無色透明
ポリスチレンまたは耐衝撃性改良ポリスチレンまたはこれらの混合物を含む。
、構造および特性については、総説文献(A.Echte,F.Haaf,J.
Hambrecht;Angew.Chem.(Int.Ed.Engl.)2
0,(1981) 344−361およびKunststoffhandbuc
h、Vol.4、Polystyrol、Carl Hanser Verla
g(1996))に詳細に記載されている。その上、使用される耐衝撃性改良ポ
リスチレンは、特別なポリブタジエンゴム、例えば、通常のゴムと比べて1,4
−シスおよび1,4−トランス構造の割合、または1,2−架橋および1,4−
架橋構造の割合が異なるゴムを使用して、構造的に変更することもできる。ポリ
ブタジエンゴムの代わりに、例えばエチレン−プロピレン−ジエンコポリマー(
EPDMゴム)または水素化ジエンゴムのような別のジエンゴムまたはエラスト
マーを使用することも可能である。好適な標準ポリスチレンはアニオン重合法ま
たはラジカル重合法によって合成される。重合法に影響されるポリマーの不均質
性は、この場合はあまり重要ではない。好適なものとして、モル質量Mwが50
000〜500000g/molのトルエン可溶成分を有する標準ポリスチレン
または耐衝撃性改良ポリスチレンが挙げられ、所望により、鉱物油、安定化剤、
静電防止剤、難燃剤またはロウのような添加剤で改良したものでも良い。
ましくは0〜60質量%の、特に好ましくは0〜30質量%の、上記ポリマー以
外の添加物を含んでいても良い。
剤、熱分解抑制剤、紫外線分解抑制剤、滑剤、離型剤、染料および顔料のような
着色剤、繊維状および粉末状のフィラー、繊維状および粉末状の強化剤、増核剤
、可塑剤等のような上記ポリマー以外の添加物を、一般的には70質量%以下、
好ましくは40質量%以下の割合で、含んでいても良い。
物、例えば塩化物、臭化物およびヨウ化物、立体障害のあるフェノール、ヒドロ
キノン、これらの群の種々な置換物、およびこれらの混合物を、本発明の熱可塑
性成形用混合物の質量を基礎として1質量%までの濃度で組み合わせた、周期律
表の第I族の金属、例えばナトリウム、カリウムおよび/またはリチウムの塩化
物が挙げられる。
、ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノンが挙げられ、これらは一般的には成
形用混合物を基礎として2質量%までの量で使用される。
ミウム、フタロシアニン、ウルトラマリンブルー、カーボンブラックのような顔
料を、着色剤として使用することもでき、繊維状および粉末状のフィラー、繊維
状および粉末状の強化剤を使用することもできる。後者の例は、カーボンファイ
バー、ガラスファイバー、無定形シリカ、アスベスト、珪酸カルシウム(ウォラ
ストナイト)、珪酸アルミニウム、炭酸マグネシウム、カオリン、白亜、粉末石
英、雲母および長石が挙げられる。このようなフィラーおよび着色剤の割合は、
一般的には50質量%までの範囲であり、35質量%までの範囲であるのが好ま
しい。
ィン酸ナトリウム、アルミナ、シリカおよびナイロン2,2が挙げられる。
肪酸、これらの塩(例えば、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸亜鉛)
またはエステル(例えば、ステアリン酸ステアリルまたはテトラステアリン酸ペ
ンタエリトリトール)およびアミド誘導体(例えば、エチレンビスステアリルア
ミド)が挙げられ、これらは一般的には1質量%までの量で使用できる。フィル
ム加工性を改良するために、0.1質量%までの量の鉱物を基礎とする密着防止
剤を、本発明の新規な成形用混合物に添加しても良い。これらの例としては、無
定形または結晶性シリカ、炭酸カルシウム、および珪酸アルミニウムが挙げられ
る。
チルベンジル、炭化水素油、N−n−ブチルベンゼンスルホンアミドおよびo−
またはp−トリルエチルスルホンアミドが挙げられる。
公知である難燃剤はいずれも添加することができ、特に赤燐および/またはリン
化合物を基礎とした難燃剤を添加することができる。
る。好ましい形態においては、成分P2)の融解物に、成分P1)および所望に
よりP3)を添加する。
は例えばブラベンダーミキサーまたはバンバリーミキサーのような他の慣用的な
可塑化装置も、この目的のために効果的に使用することができる。
び良好な耐熱性を示す。
り、例えば分出シート、伸縮ベローズ、柔軟ベローズ、マット、カバー、床剤、
靴底、床一面のカーペット裏地、人工レザー、吹込成形品、押出形材、射出成形
品、押出管および3次元吹込成形品に、適している。
本発明のポリマー混合物は、3相系の存在にもかかわらず透明である。これらの
ポリマー混合物の降伏応力は、P2)の比率に応じて直線的に増加する。従って
、例えば、フィルムまたは例えば射出成形品のような他の応用品における硬度、
靭性または柔軟性を調整することができる。
存して、透明、耐衝撃性改良ポリスチレンから熱可塑性エラストマー(TPE)
までの特性の範囲を包含することができる。これらは、特に透明フィルム用とし
て適している。
マー混合物は、純粋な耐衝撃性改良ポリスチレンよりも高い応力亀裂抵抗を示す
。
反応器を、これにまず窒素を通し、次にシクロヘキサンにs−ブチルリチウムお
よび1,1−ジフェニルエチレン(モル比1:1)を溶解させた熱溶液を通し、
乾燥して、準備した。22.8lのシクロヘキサンおよび42mlの開始剤であ
るs−ブチルリチウムを、65.8mlのテトラヒドロフランとともに反応器に
入れ、以下の表1に示す量のスチレン(S)およびブタジエン(B)を、所定の
時間周期プログラムに従って添加した。表中のデータは、重合所要時間(分)、開
始温度TI(℃)および最終温度TF(℃)であり、重合所要時間は常にモノマー供
給所要時間と比べて長かったことを指摘しておく。
反応が終了した(モノマーを消費した)後、エタノールを混合液が透明になるま
で滴下し、混合液を1.5倍過剰の蟻酸で酸性化した。最後に、34gの市販の
安定化剤(アクリル酸2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ
−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニル(Irganox(登録商標)30
52、Ciba−Geigy、Basel))および82gの亜燐酸トリス(ノ
ニルフェニル)を添加した。
で処理し、顆粒状にした。流動ミキサー中で、顆粒と10gの表面滑剤であるビ
スステアリルアミド(Acrawax)とを混合した。
ラフィーを用いて測定した(Mp=最大ピークを示す点でのモル質量)。
yrolux(登録商標)693 D BASF社製)。成分P2−2) 溶融体積速度MFR(200℃/5kg)が11cm3/10分であり、引張 弾性率が1550MPaであるスチレン−ブタジエンブロックコポリマー(St
yrolux(登録商標)684 D BASF社製)。成分P3−1) 溶融体積速度MFR(200℃/5kg)が3cm3/10分であり、引張弾 性率が3300MPaである標準ポリスチレン(ポリスチレン 158 K B
ASF社製)。成分P3−2) 溶融体積速度MFR(200℃/5kg)が2.5cm3/10分であり、引 張弾性率が3300MPaである標準ポリスチレン(ポリスチレン 165 H BASF社製)。成分P3−3) 溶融体積速度MFR(200℃/5kg)が3cm3/10分であり、引張弾 性率が1800MPaである高耐衝撃性ポリスチレン(ポリスチレン 486
M BASF社製)。
er&Pfleiderer製ZSK25)中で200℃、通過量10kg/h
の条件で溶融し、均質化し、水槽中に押出した。顆粒を乾燥した後、所定の標準
評価試料を得るために射出成形した。
定した、ポリマー混合物の特性を示す。
形機(Battenfeld;スクリュー直径45mm、スクリュー長さ25D
、融解温度214℃)中で、ロール温度60℃で冷却ロール工程により製造した
。
た。
形した。弾性率、降伏応力、破壊応力、降伏伸びおよび破断点伸びは、ISO3
167に従った引張試験試料を用いてISO527に従って引張試験によって測
定した。
撃強さはISO179/1eAに従って、80×10×4mmの大きさの射出成
形品を用いて試験した。
、65°および85°で測定した。目盛(SD)100は、この場合は、界面で
の全反射を意味する。目盛100より大きな値は、上方側および下方側での反射
を意味する。相対透明度は、4mmの厚みの射出成形品に関して空気を基準とし
て測定した。
仕様にしたがって測定した。落錘試験は、DIN53443に従い、行った。
をも含むフィルム5〜7は、優れた剛性および靭性の両方を示した。
質量割合は、60〜95質量%であり、60〜80質量%であるのが好ましく、
65〜75質量%であるのが特に好ましい。芳香族ビニルモノマーから形成され
るブロックSは硬質相を形成し、その質量割合は、軟質相の質量割合に対応して
5〜40質量%であり、20〜40質量%であるのが好ましく、25〜35質量
%であるのが特に好ましい。
特性を有するが、マイグレーションを起こす可能性のある低分子量の可塑剤をま
ったく用いずに製造できる。これらは、高い酸素透過度Poおよびおよび水蒸気
透過度Pwを示し、それぞれ2000(cm3・100μm/m2・d・bar)
および10(g・100μm/m2・d・bar)より大きな値を示す。ここで PoおよびPwは、それぞれ、分圧差1barおよび1日あたりの標準厚100
μmのフィルム1m2中を透過する、酸素量(cm3)および水蒸気量(g)を表
す。
ましくは18〜78質量%の、特に好ましくは25〜55質量%の、ジエンおよ
び芳香族ビニルモノマーから形成され、P1)とは異なるブロックコポリマーを
含む。
性率が100MPaより大きい点で、P1)と異なる。
5〜40質量%、特に10〜30質量%、スチレンが60〜95質量%、特に7
0〜90質量%、に相当するブタジエン含有量を有する、靭性および剛性の高い
スチレン−ブタジエンコポリマーが好ましい。ブロックコポリマーP2)として
は、非弾性的な、星型分岐ブロックコポリマーが特に好ましい。この他には、成
分P2)として、芳香族ビニルモノマーから形成される硬質ブロックSを鎖末端
に有するブロックコポリマーが好ましい。
00であり、150000〜500000が好ましい。これらは直鎖状でも分岐
状でも良く、一般的な連鎖アニオン重合法で得られる。成分P2)として好適な
分岐状ブロックコポリマーの合成は、例えばEP−A−0046862に開示さ
れている。
)(Phyllips Petroleum社製)およびFinaclear(
登録商標)(Fina社製)、という名前の市販品である直鎖状または星型スチ
レン−ブタジエンブロックコポリマーもまた、好適なポリマーの例である。
Claims (8)
- 【請求項1】P1)1〜85質量%の、芳香族ビニルモノマーから形成さ
れる硬質ブロックSとジエンおよび芳香族ビニルモノマーから形成されるランダ
ム軟質ブロックB/Sとから構成され、少なくともブロック構造S−B/S−S
を含有する弾性ブロックコポリマーであって、ジエン含有量が弾性ブロックコポ
リマー全体に対して50質量%より小さく、ブロックB/Sから構成される軟質
相の割合が弾性ブロックコポリマー全体に対して少なくとも60質量%である、
弾性ブロックコポリマー、 P2)5〜89質量%の、芳香族ビニルモノマーおよびジエンから形成される
、P1)とは異なるブロックコポリマー、 P3)10〜94質量%の、無色透明ポリスチレンまたは耐衝撃性改良ポリス
チレンまたはこれらの混合物、および、 P4)0〜84質量%の、前記ポリマー以外の添加物、 を含み、P1)〜P4)の各成分の合計が100%である、ポリマー混合物。 - 【請求項2】2〜62質量%のP1)、18〜78質量%のP2)、20
〜80質量%のP3)、および0〜60質量%のP4)を含むことを特徴とする
、請求項1に記載のポリマー混合物。 - 【請求項3】5〜35質量%のP1)、25〜55質量%のP2)、40
〜70質量%のP3)、および0〜30質量%のP4)を含むことを特徴とする
、請求項1に記載のポリマー混合物。 - 【請求項4】使用されるブロックコポリマーP2)が、100%より大き
い破断点伸びおよび100MPaより大きい弾性率を有するブロックコポリマー
であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー混合物。 - 【請求項5】使用されるブロックコポリマーP2)が、60〜95質量%
の芳香族ビニルモノマーおよび40〜5質量%の共役ジエンから形成される、非
弾性的な星型分岐ブロックコポリマーであることを特徴とする、請求項1〜4の
いずれかに記載のポリマー混合物。 - 【請求項6】使用されるブロックコポリマーP2)が、芳香族ビニルモノ
マーから形成される硬質ブロックSを鎖末端に有するブロックコポリマーである
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のポリマー混合物。 - 【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載のポリマー混合物を、ファイ
バー、フィルムまたは成形品の製造のために使用する方法。 - 【請求項8】請求項1〜6のいずれかに記載のポリマー混合物から得られ
るファイバー、フィルムまたは成形品。
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