JP2002531654A - 乳化重合シリコーンゴム系耐衝撃性改良剤、その製造方法並びにブレンド - Google Patents
乳化重合シリコーンゴム系耐衝撃性改良剤、その製造方法並びにブレンドInfo
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Abstract
Description
ニル単量体(スチレン、アクリロニトリル等)をグラフト重合してなる形態のシ
リコーンゴム系耐衝撃性改良剤に関する。より具体的には、本発明は、かかるア
ルケニル重合体含有耐衝撃性改良剤を熱可塑性樹脂に用いて衝撃強さ及び耐候性
の向上した熱可塑性組成物を提供することに関する。
本明細書に取り込まれる)に記載の通り、約2ミクロン以下の所定の粒度を有す
るモノモーダルなオルガノポリシロキサン粒子の形態でオルガノポリシロキサン
の水性分散液が提供されている。この米国特許第5726270号で論じられて
いる通り、現在のオルガノポリシロキサン分散液の製造慣行では、既に存在する
オルガノポリシロキサン流体又は生ゴムを高剪断条件下で乳化することが多い。
代替法として、界面活性剤存在下、水中でシロキサン前駆体を回分式に攪拌する
ものもある。さらに別の乳化重合法として、米国特許第2891920号及び特
開昭62−141029号公報(昭和62年6月24日)に教示された方法など
があり、前者には塩基触媒を陽イオン界面活性剤と共に用いる方法が記載され、
後者はプレエマルションシクロシロキサン前駆体の連続式添加に関する。
々な方法を利用し得るが、これらの分散液は、粒度が小さい方が好ましいことが
多いパーソナルケア用品、接着剤及びコーティング等の用途に限定されることが
多かった。
以上のシリコーンエマルションゴムまで拡がるように乳化重合シリコーンゴム粒
子の水性分散液を製造することができれば望ましい。
してなる形態の低温耐衝撃性改良剤を提供できれば望ましい。
体をグラフト重合してなる形態の有効量の耐衝撃性改良剤と熱可塑性ポリマーと
を含んでなる熱可塑性組成物を提供できれば望ましい。
による一段階半連続法によって、体積平均粒度約400nm以上のシリコーンゴ
ム粒子を製造できるという発見に基づく。
トラシロキサン及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシリコーン
ゴムシロキサン前駆体を乳化重合条件下で長時間(例えば約2〜約12時間、好
ましくは約4〜約8時間)にわたって反応器に導入することをいう。
際して穏和及び/又は低剪断均質化条件を利用することも包含する。シリコーン
ゴムシロキサン前駆体の半連続式加工処理時に用いる攪拌の度合いによって、平
均粒度約400nm未満のシリコーンゴム粒子の形成を実質的に最小限に抑制す
る。
ケニル単量体をグラフト重合してアルケニルポリマーのシェルを形成すれば、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリイミド、ポリ
エーテルイミド及びポリアミド等の各種熱可塑性ポリマーに対する有用な耐衝撃
性改良剤を提供できる。
合物と攪拌下で接触するように反応器中にシリコーンゴムシロキサン前駆体を半
連続的に添加する工程、及び (2)体積平均粒度約400nm〜約2ミクロンのシリコーンゴム粒子を含む
シリコーンゴムラテックスを回収する工程 を含んでなる方法が提供される。
ミクロンのシリコーンゴム粒子を含むpH約3〜約9の水性シリコーンゴムラテ
ックスと(B)少なくとも1種の重合性アルケニル有機単量体を含む水性混合物
との反応を、当該グラフト共重合体の合計重量を基準として約15〜約75重量
%のアルケニルポリマーシェルを形成するのに十分な比率の混合物(B)を用い
て、実施する工程、 (2)工程(1)で得られたラテックスを凝固させる工程、及び (3)得られた固形物を回収し、洗浄し、しかる後に乾燥させる工程 を含んでなる方法も提供される。
ミクロンのシリコーンゴム粒子を含むpH約3〜約9の水性シリコーンゴムラテ
ックスと(B)重量比約90:10〜約50:50のスチレンとアクリロニトリ
ルを含む水性混合物との反応を、当該グラフト共重合体の合計重量を基準として
約15〜約75重量%のアルケニルポリマーシェルを形成するのに十分な比率の
混合物(B)を用いて実施する工程、 (2)工程(1)で得られたラテックスを凝固させる工程、及び (3)得られた固形物を回収し、洗浄し、しかる後に乾燥させる工程 を含んでなる方法も提供される。
ー、及び(D)当該熱可塑性ブレンドの重量を基準として約5〜約50重量%の
、アルケニルポリマーシェル約15〜約75重量%と体積平均粒度約400nm
〜約2ミクロンのシリコーンゴム粒子とを有するシリコーンゴムグラフト共重合
体、を含んでなる熱可塑性ブレンドも提供される。
可塑性ポリマーと、(D)当該熱可塑性ブレンドの重量を基準として約5〜約5
0重量%の、アルケニルポリマーシェル約15〜約75重量%と体積平均粒度約
400nm〜約2ミクロンのシリコーンゴム粒子とを有するシリコーンゴムグラ
フト共重合体とを混合する工程を含んでなる方法に関する。
、約30℃〜約110℃、好ましくは約75℃〜約95℃の温度で、複数のシリ
コーンゴム単量体の混合物を半連続式で加えることにより、乳化重合シリコーン
ゴムラテックスを最初に形成する。単量体の半連続式添加は、最大24時間にわ
たって、段階的及び滴下法で実施できる。有効量の界面活性剤を、攪拌水性混合
物の一部として反応器中に最初から用いてもよいし、或いは界面活性剤をシリコ
ーンゴム単量体と共に投入してもよい。
発明の実施に当たって使用し得る界面活性剤には、酸触媒−界面活性剤、例えば
アルキル−及びアルカリール−アリールスルホン酸のようなスルホン酸及び界面
活性スルホン酸塩と強鉱酸の混合物などがある。これら以外のスルホン酸系触媒
/界面活性剤は米国特許第3294725号及びCraigの米国特許第572
6270号に記載されている(これらの開示内容は文献の援用により本明細書に
取り込まれる)。
は各種のシリコーンゴム単量体を使用し得る。好ましいシリコーンゴム単量体に
は、例えばEncyclopedia of Polymer Science
and Engineering,第2版,第15巻205〜308頁(19
89年)(John Wiley and Sons社発行)に記載のオクタメ
チルシクロテトラシロキサンのようなシクロシロキサン類がある。架橋用シラン
には、トリメトキシメチルシラン及びトリエトキシフェニルシランのような三官
能性シラン並びにテトラエトキシシランのような四官能性シランがある。架橋用
シランは、シリコーンゴム単量体混合物の約0.1〜約30重量%で使用し得る
。有用な乳化重合性シリコーンゴム単量体は、例えば、ヘキサメチルシクロトリ
シロキサンやオクタメチルシクロテトラシロキサンのようなシクロアルキルシロ
キサン類であり、これらは約0.1〜約30重量%の架橋剤と共重合することが
できる。好適な架橋剤は、例えばテトラエトキシシランのようなテトラアルコキ
シシランであり、これを、γ−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン
のようなアルキルアクリロキシアルキルジアルコキシアルキルシランとさらに組
み合わせる。Encyclopedia of Polymer Scienc
e and Engineering,第2版,第15巻205〜308頁(1
989年)(John Wiley and Sons社発行)のHardma
n及びTorkelson著「Silicones」に、シリコーンゴム単量体
の総括的な一覧がある。
クスと共に、適当な重合性アルケニル単量体を1種類単独で或いはスチレン、シ
アヌル酸トリアリル、アクリロニトリル及びメタクリル酸メチルのような2種以
上のアルケニル単量体の混合物として用いることができる。スチレンとアクリロ
ニトリルの混合物を用いるときは、これらの重量比を約90:10〜約50:5
0とする。
。例えば、グラフト共重合体の合計重量を基準として約15〜約75重量%のア
ルケニル単量体を使用し得る。
、これは本発明を限定するものではない。特記しないかぎり、部はすべて重量を
基準としたものである。
量測定マイクロ波乾燥器を用いて恒量となるまで乾燥させた後で求められる。粒
度分布は、ガウス解析プロトコルを応用したNicomp 370 Submi
cron Particle Sizer装置を用いて得られる。
の原料供給流を7時間にわたって同時に滴下する。原料供給流の一方は、水30
0g中にドデシルベンゼンスルホン酸9.35gを溶解した溶液であり、第2の
原料供給流は931gのオクタメチルシクロテトラシロキサンである。得られた
反応混合物をさらに7時間加熱し攪拌する。次いで、室温まで冷却する。
ランを回分式に添加し、得られた混合物を86℃に再加熱し、86℃に12時間
保つ。反応混合物を室温まで放冷して、その特徴を明らかにする。固形分51.
5重量%及び体積平均粒度約700nm以上のシリコーンゴムラテックスが得ら
れる。
た上記シリコーンゴムラテックス1693gと蒸留水1751gとの80℃の攪
拌混合物を入れた5リットルガラス製反応器に、スチレンとアクリロニトリルの
混合物を2時間にわたって供給する。スチレンとアクリロニトリルの混合物は、
スチレン573gとアクリロニトリル286gと50/50エタノール/水混液
中の75%ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム溶液1.3gとペルオキシオク
タン酸t−アミル2.6gからなる。得られた反応混合物をさらに2時間85℃
に加熱する。次いで、混合物を室温まで放冷する。すると、シリコーンゴムグラ
フト共重合体ラテックスが得られる。このシリコーンゴムグラフト共重合体ラテ
ックスは全固形分40.4重量%で、体積平均粒度は741nmである。
ム水溶液中で、塩化カルシウム水溶液2部に対してラテックス1部を徐々に加え
ることにより凝固させる。得られたポリマー固形物を濾過し、周囲温度の蒸留水
で洗浄し、室温の真空炉で24時間、次いで70℃で24時間以上乾燥させる。
すると、微粉が得られる。
ーン系グラフト共重合体を形成する。実質的に同じシロキサン単量体を用いて比
較用シリコーンゴムラテックスを製造するが、これら比較用シリコーンゴムラテ
ックスは、本発明の実施法による半連続法では製造しない。
キサン反応物を8000rpmで5分間高剪断条件下で混合する。次いで、混合
物を7000psiの圧力下で2パスとしてホモジナイザーに2回通し、安定プ
レエマルションを形成する。80℃で6時間攪拌した後、室温まで放冷し、平均
粒度240nmのシリコーンゴムラテックスを形成する。上記手順と実質的に同
じ手順で、シリコーンゴムラテックスにスチレン及びアクリロニトリルをグラフ
トさせる。得られたシリコーンゴムグラフト共重合体ラテックスの全固形分は3
7重量%である。
に追加のシリコーンゴムシロキサン前駆体のプレエマルションを3時間にわたっ
て滴下することによって別のシリコーンゴムラテックスを製造する。3時間の後
反応の後、平均粒度170nmのシリコーンゴムラテックスが形成される。得ら
れたシリコーンゴムグラフト共重合体ラテックスの全固形分は35重量%である
。
をそれぞれベースとするシリコーン系グラフト共重合体からドライブレンドを製
造する。シリコーン系グラフト共重合体54部、重量比75:25のスチレン−
アクリロニトリル共重合体46部、Irganox 1076安定剤1部を用い
る。各ドライブレンドを、Welding Engineers社製20mm二
軸押出機を用いて設定温度450°F、400rpm、及び押出量15〜17l
bs/時で混練・押出し、ペレットを得る。Engel社製30トン射出成形機
をバレル設定温度450°F及び金型温度145°Fで用いてペレットを射出成
形して試験片を製造する。
社のMonitor/Impact機器モデル#43−02を室温で用いて、0
.125インチ幅の試験片6枚から得た平均値である。
Nはスチレン−アクリロニトリル共重合体を意味する。
剤を提供し、これを用いると衝撃強さ及び耐候性の向上した熱可塑性ブレンドの
製造できることを示している。
ト、ポリエステルカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド
、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、又はスチレンとアクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステルとの共
重合体、又はこれらの共重合体を始めとする他の熱可塑性ブレンドに向上した衝
撃強さ及び耐候性を付与するのに使用できる。このような耐衝撃性の改善された
ブレンドは、自動車、建築及び建設用途を始めとする良好な耐候性と低温衝撃強
さが要求される多くの用途、並びに庭園家具、ボート、標識、電気装置用もしく
はスマートネットワークインタフェイス装置(SNID)のような電気通信イン
ターフェイス装置用の屋外筐体等の製品に用いられる。
Claims (18)
- 【請求項1】 水性シリコーンゴムラテックスの製造方法であって、 (1)約30℃〜約110℃の温度で水と酸触媒−界面活性剤を含む反応混合
物と攪拌下で接触するように反応器中にシリコーンゴムシロキサン前駆体を半連
続的に添加する工程、及び (2)体積平均粒度約400nm〜約2ミクロンのシリコーンゴム粒子を含む
シリコーンゴムラテックスを回収する工程 を含んでなる方法。 - 【請求項2】 前記シロキサン前駆体を数時間にわたって反応器に添加する
、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記シロキサン前駆体を水及び酸触媒−界面活性剤と同時に
反応器に添加する、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記シロキサン前駆体がオクタメチルシクロテトラシロキサ
ンとγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランの混合物である、請求項1記載
の方法。 - 【請求項5】 前記酸触媒−界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸であ
る、請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 シリコーンゴム系グラフト共重合体の製造方法であって、 (1)約50℃〜約95℃の温度で、(A)体積平均粒度約400nm〜約2
ミクロンのシリコーンゴム粒子を含むpH約3〜約9の水性シリコーンゴムラテ
ックスと(B)少なくとも1種の重合性アルケニル有機単量体を含む水性混合物
との反応を、当該グラフト共重合体の合計重量を基準として約15〜約75重量
%のアルケニルポリマーシェルを形成するのに十分な比率の混合物(B)を用い
て、実施する工程、 (2)工程(1)で得られたラテックスを凝固させる工程、及び (3)得られた固形物を回収し、洗浄し、しかる後に乾燥させる工程 を含んでなる方法。 - 【請求項7】 シリコーンゴム系グラフト共重合体の製造方法であって、 (1)約50℃〜約95℃の温度で、(A)体積平均粒度約400nm〜約2
ミクロンのシリコーンゴム粒子を含むpH約3〜約9の水性シリコーンゴムラテ
ックスと(B)重量比約90:10〜約50:50のスチレンとアクリロニトリ
ルを含む水性混合物との反応を、当該グラフト共重合体の合計重量を基準として
約15〜約75重量%のアルケニルポリマーシェルを形成するのに十分な比率の
混合物(B)を用いて実施する工程、 (2)工程(1)で得られたラテックスを凝固させる工程、及び (3)得られた固形物を回収し、洗浄し、しかる後に乾燥させる工程 を含んでなる方法。 - 【請求項8】 前記シリコーンゴムラテックスが、オクタメチルシクロテト
ラシロキサンとγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランとの反応を実施する
ことで製造される、請求項6記載のシリコーンゴム系グラフト共重合体の製造方
法。 - 【請求項9】 請求項6記載の方法で製造されるシリコーンゴム系グラフト
共重合体。 - 【請求項10】 請求項7記載の方法で製造されるシリコーンゴム系グラフ
ト共重合体。 - 【請求項11】 熱可塑性ブレンドであって、(C)熱可塑性ポリマー、及
び(D)当該熱可塑性ブレンドの重量を基準として約5〜約50重量%の、アル
ケニルポリマーシェル約15〜約75重量%と体積平均粒度約400nm〜約2
ミクロンのシリコーンゴム粒子とを有するシリコーンゴムグラフト共重合体、を
含んでなる熱可塑性ブレンド。 - 【請求項12】 前記熱可塑性ポリマーが、少なくとも1種のポリエステル
、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリアミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、又はスチレンとアクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、アクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステルと
の共重合体、又はこれらの共重合体である、請求項11記載の熱可塑性ブレンド
。 - 【請求項13】 前記熱可塑性ポリマーがスチレンとアクリロニトリルとの
共重合体である、請求項11記載の熱可塑性ブレンド。 - 【請求項14】 スチレンとアクリロニトリルの重量比が約90:10〜約
50:50である、請求項13記載の熱可塑性ブレンド。 - 【請求項15】 請求項12記載の熱可塑性ブレンドから製造される製品。
- 【請求項16】 電気装置用又は遠隔通信インタフェイス装置用の屋外筐体
からなる請求項15記載の製品。 - 【請求項17】 熱可塑性ブレンドの製造方法であって、(C)熱可塑性ポ
リマーと、(D)当該熱可塑性ブレンドの重量を基準として約5〜約50重量%
の、アルケニルポリマーシェル約15〜約75重量%と体積平均粒度約400n
m〜約2ミクロンのシリコーンゴム粒子とを有するシリコーンゴムグラフト共重
合体とを混合する工程を含んでなる方法。 - 【請求項18】 前記熱可塑性ポリマーが、少なくとも1種のポリエステル
、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、又はスチレンとア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸エステル若しくはメタクリル
酸エステルとの共重合体、又はこれらの共重合体である、請求項17記載の方法
。
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