JP2004339357A - 透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゴム状共重合体からなるゴム粒子分散相(A)1〜25質量%と、スチレン系単量体20〜70質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体30〜80質量%、及び他の共重合可能な単量体0〜40質量%を含む共重合体連続相(B)99〜75質量%を有し、成形品が下記の要件(a)等を満足する透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂。(a)鏡面金型で射出して得た成形品について表面粗さ計で測定を行ったときの最大高低差ΔHmaxが3200Å以下、かつ平均高低差ΔHaveが2000Å以下であること。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品が良好な実用透明性と耐衝撃性を持つ、透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に関する。
【0002】
【従来の技術】
ゴム変性ポリスチレン系樹脂は、機械強度および加工成形性に優れる材料であるため、食品容器、包装材料などの家庭用品、家電製品、OA機器のフレームなど様々な用途に用いられているが、一般のゴム変性ポリスチレン系樹脂は不透明なため、透明性が要求されるような製品分野への応用はできない。
樹脂の強度と透明性を満足するゴム変性ポリスチレン系樹脂を得るため、従来の技術ではポリスチレン系樹脂とスチレンーブタジエンブロック共重合体を混合する方法を採用しているが、樹脂成形品の強度を十分に向上させることができない。
透明性が良好な樹脂とは、樹脂成形品に90度の入射角度で光を当てた状態で(成形品表面と入射光との夾角)測定して、その透明性が良好であることをもって決めるが、このような方法で透明性が良好であると認められた成形品であっても、側斜面から成形品を観察したときには、その透明性が悪い場合がしばしばある。このような樹脂成形品は、実用上の透明性が十分ではなく、高い透明性が要求される製品に使用したとき、全体の印象が低下し、品位が劣る。
特許文献1には、スチレンーブタジエンブロック共重合体の存在状態で、スチレンとメタクリル酸メチルを共重合させる方法が提案されている。この方法によると樹脂成形品の透明性と機械強度を改善できるが、実用透明性の要求を満たしていない。
【特許文献1】
特開平4−180907号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、実用透明性と耐衝撃性に優れる成形品が得られる、透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、課題の解決手段として、ゴム状共重合体からなるゴム粒子分散相(A)1〜25質量%と、スチレン系単量体20〜70質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体30〜80質量%、及び他の共重合可能な単量体0〜40質量%を含む共重合体連続相(B)99〜75質量%を有し、成形品が下記の要件(a)及び(b)を満足することを特徴とする透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を提供する。
(a)鏡面金型で射出して得た成形品について表面粗さ計で測定を行ったときの最大高低差ΔHmaxが3200Å以下、かつ平均高低差ΔHaveが2000Å以下であること。
(b)成形品にアニール処理(120℃×40min)をしたとき、成形品の表面から1.8〜2.2μmの深さの箇所で透過型電子顕微鏡写真にて観察されるゴム状共重合体粒子のうち、長径が0.3μmより大きいゴム状共重合体粒子のアニール処理前の長径a/短径bの平均比率をA1とし、アニール処理後の長径a/短径bの平均比率をA2としたとき、A1/A2比が1.08〜2.35であること。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明は、ゴム状共重合体からなるゴム粒子分散相(A)と共重合体連続相(B)99〜75質量%とを有する透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂であり、この樹脂から得られる成形品が要件(a)及び(b)を満たすものである。
要件(a)
鏡面金型で射出して得た成形品について表面粗さ計で測定を行ったときの最大高低差ΔHmaxが3200Å以下、かつ平均高低差ΔHaveが2000Å以下であること。
【0006】
この中で最大高低差値ΔHmaxおよび平均高低差ΔHaveの測定方法は、以下のとおりである。
射出成形金型としてアクメ社の標準金型磨き基準であるアクメNo.2標準鏡面金型を採用し(日刊工業新聞社1989年出版の「プラスチック金型ハンドブック」の第4章第4.8.2の(2)射出成形用金型磨き基準を参照)、JIS B0601のRa法を用いて測定した表面粗さが0.1μmの鏡面金型を用いて樹脂を射出成形し、厚さ3mm、直径5.5cmの円形シート状成形物を得る。
射出成形条件として、射出温度は一般的に180℃〜300℃、好ましくは200℃〜280℃となるが、金型温度は一般的に20℃〜100℃、好ましくは40℃〜90℃となる。
そして表面粗度メーター(surface profiler)で成形品表面の平坦域を測定する。毎回の測定範囲(その長さ)は1,000μmとする。この範囲内の高さ(H)を測定する。その最高の高さ(Hmax)と最低の高さ(Hmin)との差をΔHi(高低差)、即ちΔHi=Hmax−Hminと表す。成形品表面の平坦域において異なる場所ごとに計20回測定を行い、20回のΔHiを得て、その平均値を取って平均高低差(ΔHave)を求める(即ち20回のΔHiの平均値)。20回の測定中に最大となるΔHiを最大高低差ΔHmaxと称する。要件(a)を満たすことで、樹脂成形品の実用透明性が良くなる。
要件(b)
成形品にアニール処理(120℃×40min)をしたとき、成形品の表面から1.8〜2.2μmの深さの箇所で透過型電子顕微鏡写真にて観察されるゴム状共重合体粒子のうち、長径が0.3μmより大きいゴム状共重合体粒子のアニール処理前の長径a/短径bの平均比率をA1とし、アニール処理後の長径a/短径bの平均比率をA2としたとき、A1/A2比が1.08〜2.35であること。
【0007】
A1/A2比は、好ましくは1.08〜2.2、より好ましくは1.1〜2.0である。要件(b)を満たすことにより、樹脂成形品の実用透明性および衝撃強度が良好となる。
【0008】
ゴム粒子分散相(A)を構成するゴム状共重合体は、適当量の有機溶媒存在下に、有機リチウム化合物を開始剤とし、ジエン系単量体とスチレン系単量体をアニオン重合反応させる方法を適用することで、ブロック共重合体として得られる。
上記ゴム状共重合体は、ムーニ粘度(ML1+4)が20〜80、溶液粘度(25℃におけるゴム状共重合体5質量%のスチレン溶液粘度)が3〜60cpsのものが好ましい。
またゴム状共重合体中のジエン系単位は、ジエン系単位中の1,2−ビニル構造の含有量が8質量%以上、ポリスチレンブロックの含有量が該ゴム状共重合物の5〜35質量%であるものが好ましい。上記のゴム状共重合物の構造としては、ホモポリマーブロック構造、部分ランダムーブロック構造、テーパーブロック構造、線状構造又は分岐状構造などいずれでも良い。
【0009】
ゴム粒子分散相(A)を構成するゴム状共重合体は、上記のブロック共重合物のほかに、100質量部のブロック共重合物に対して20質量部以下のジエン系ホモポリマーを含有するもの、または溶液重合法で得られたランダムスチレン−ブタジエンゴムを併用することができる。
上記のジエン系ホモポリマーの構造は、ローシス結合で、通常、結合中のシス/ビニル基の範囲は30%〜40%/5%〜40%となり、溶液粘度は5〜400cpsとなる(25℃におけるゴム状共重合体5質量%のスチレン溶液粘度)。上記のジエン系ホモポリマーの製造方法は公知の技術であり、米国特許第2,975,160号、第3,094,514号、第3,135,716号、第3,244,664号、第3,318,862号など、及び日本特開昭48−875号、特開昭48−46691号、特開昭49−36957号、特開昭55−40734号、特開昭57−40513号などがある。
【0010】
ゴム粒子分散相(A)を構成するゴム状共重合物としては、上述のもの以外にも1,2−ビニル基を含む25〜50質量%のスチレン−ブタジエン共重合物を併用することができ、良好な実用透明性と耐衝撃性を持つ透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂が得られる。
【0011】
ジエン系単量体としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンなどが挙げられる。上記化合物は単独または二種以上を併用しても良い。その中でも1,3−ブタジエン及び2−メチル−1,3−ブタジエンが好ましい。
【0012】
スチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、o−メチルスチレン、エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−第三−ブチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられる。上記のスチレン系単量体は、それぞれ単独または二種以上を併用しても良い。
【0013】
ゴム状共重合体の製造において触媒となる有機リチウム化合物は、その分子中にリチウム原子が1つ以上含まれる化合物で、エチルリチウム、n−ペンチルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、第二−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、シクロヘキシルリチウム、フェニルリチウム、ベンジルリチウム、第三−ブチルリチウム、トリメチレンージリチウム、テトラメチレンージリチウム、ブタジエンージリチウム及びペンタジエンージリチウムなどが挙げられる。それらは一種または二種以上を混合して使用することができる。
【0014】
ゴム状共重合体を重合する際の重合速度、1,2−ビニル構造の含有量、及びジエン系単量体とスチレン系単量体の反応性比率やランダム化状態などは、極性化合物またはランダム化剤によって調整することができる。上記極性化合物またはランダム化剤はエーテル類、アミン類、チオエーテル類、アルキルフェニルスルフォン酸類、アルコキサイドのカリウム塩またはナトリウム塩などから選べる。
【0015】
ゴム粒子分散相(A)におけるゴム粒子の質量平均粒子径は0.18〜1.0μmが好ましく、より好ましくは0.2〜0.6μmで、更に好ましくは0.23〜0.5μmである。
ゴム粒子径が0.78μm以上のものの含量は、ゴム粒子全体の0〜25質量%となることが好ましく、より好ましくは0〜17質量%で、更に好ましくは1〜15質量%である。ゴム粒子の質量平均粒子径またはゴム粒子径が0.78μm以上となる粒子分布量が、上述の範囲内にある時、良好な実用透明性、透明度および衝撃強度を持つ樹脂成形品が得られるので好ましい。
【0016】
上記ゴム粒子の質量平均粒子径およびゴム粒子径が0.78μmより大きい粒子含量は、透過型電子顕微鏡(超薄切片法)の写真から求められる。その質量平均粒子径は下式により算出することができる。
【0017】
【数1】
【0018】
(式中、niは粒径Diのゴム粒子の数を示す。)
【0019】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂において、ゴム状共重合体からなるゴム粒子分散相(A)の含有量は1〜25質量%であり、好ましくは8〜25質量%、より好ましくは12〜25質量%である。含有量が1質量%以上では樹脂成形品の衝撃強度が良好となり、一方25質量%以下では樹脂成形品の透明性および加工成形性が良好となる。
【0020】
共重合体連続相(B)は、スチレン単量体20〜70質量部、(メタ)アクリル酸エステル系単量体30〜80質量部、及び共重合可能な単量体0〜40質量部を含有する共重合体を含む。ここでいうスチレン系単量体とは、上記ゴム共重合体に使われるスチレン系単量体と同じである。
【0021】
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、メタクリル酸エステル類およびアクリル酸エステルがあるが、メタクリル酸エステルとしてはメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−ヒドロキシルエチル、メタクリル酸ジグリシジルなどが挙げられ、一方アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−メチルペンチル、アクリル酸2−エチルペンチル、アクリル酸オクチルなどが挙げられる。それらの中でメタクリル酸メチル及びアクリル酸メチルが好ましい。
【0022】
共重合可能な単量体の種類については特別な制限がなく、必要に応じて各共重合単量体の比率を調製することにより屈折率を調整することができ、最終的に樹脂から得られる成形品が透明になりさえすれば良い。共重合可能な単量体としては、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ブテン酸、桂皮酸、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和脂肪酸、マレイミド類単量体、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などの不飽和酸の無水物、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミドなどのアクリルアミド系の化合物が挙げられる。
【0023】
マレイミド類単量体としては、N−メチルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ヘキシルマレイミド、N−オクチルマレイミド、N−ドデシルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−2,3−ジメチルフェニルマレイミド、N−2,4−ジメチルフェニルマレイミド、N−2,3−ジエチルフェニルマレイミド、N−2,4−ジエチルフェニルマレイミド、N−2,3−ジブチルフェニルマレイミド、N−2,4−ジブチルフェニルマレイミド、N−2,6−ジメチルフェニルマレイミド、N−2,3−ジクロロフェニルマレイミド、N−2,4−ジクロロフェニルマレイミド、N−2,3−ジブロムフェニルマレイミド、N−2,4−ジブロムフェニルマレイミド等が挙げられる。特に好ましいのはN−フェニルマレイミドである。
【0024】
共重合体連続相(B)を構成する共重合体は、線状または分岐状構造の共重合体よりなるが、分岐状構造の共重合体の方が衝撃強度および加工性(流動性)のバランスにおいて優れている。分岐状構造の共重合体は、重合する時に一種または数種の多官能性不飽和ラジカル単量体、多官能性の重合開始剤、多官能性の連鎖移動剤の1種又は2種以上を併用することにより得られる。
【0025】
共重合体連続相(B)を構成する共重合体の質量平均分子量は特に限定はしないが、一般的には50,000〜300,000、好ましくは60,000〜200,000、より好ましくは70,000〜150,000である。
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂において、共重合体連続相(B)の含有量は99〜75質量%であり、好ましくは92〜75質量%、より好ましくは88〜75質量%である。
【0026】
本発明の樹脂における不溶分の含有量は特に限定されないが、一般的に樹脂中に2〜40質量%、好ましくは8〜35質量%、より好ましくは12〜30質量%である。また、本発明の樹脂における膨潤度は特に制限されないが、一般的に2〜25であり、好ましくは3〜20、より好ましくは5〜15である。
【0027】
樹脂の不溶分の含有量(質量%)およびその膨潤度の測定方法は、次のとおりである。
1gの樹脂をトルエンとアセトンの1:1の混合溶剤に溶かし、25℃にて24時間おき、遠心分離器(15,000rpm、20分間)で分離させる。その下層液を取り、膨脹後の不溶分の質量を測る。更にその不溶分を80℃、真空下12時間乾燥して、不溶分の質量を測定し、下記式により不溶分の含有質量%を算出する。
【0028】
不溶分含量(質量%)=(乾燥した不溶分質量/樹脂の質量)×100
【0029】
また膨潤度は、下記式により算出される。
膨潤度=膨張後不溶分の質量/乾燥後不溶分の質量
【0030】
本発明では、発明の効果を著しく損なわない範囲内において、例えば、着色剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤(三酸化アンチモンなど)、光安定剤、熱安定剤、可塑剤、滑剤、離型剤、粘度増加剤、帯電防止剤、酸化防止剤、導電剤などの添加剤を配合することができる。上記添加剤としては、例えば、鉱油、ステアリン酸ブチルのエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリジメチルシロキサン等の有機ポリシロキサン、高級脂肪酸およびその金属塩、立体障害アミン系酸化防止剤、ガラス繊維などが挙げられ、これらが単独または混合して使用することができる。上記成分は、必要に応じて、重合反応段階または反応完成後に添加混合することができる。
【0031】
エステル系可塑剤または鉱油の使用量は、樹脂100質量部に対し、一般に0〜5質量部で、特に0.05〜2質量部が好ましく、また、有機ポリシロキサンの使用量は、樹脂100質量部に対し、一般的に0〜0.5質量部で、0.002〜0.2質量部がより好ましい。
【0032】
本発明では、樹脂成形品の透明性を著しく損なわない範囲で、更に他の樹脂を配合することができる。例えば、スチレン系−(メタ)アクリレート系−アクリロニトリル系共重合体、スチレン系−(メタ)アクリレート系共重合体、スチレン系−(メタ)アクリレート系−アクリロニトリル系−マレイミド系共重合体、スチレン系−(メタ)アクリレート系−マレイミド系共重合体、(メタ)アクリレート系−マレイミド系共重合体、またはジエン系ゴム変性した前記の共重合体、例えばスチレン系‐ジエン系‐(メタ)アクリレート系‐アクリルニトリル系共重合物、スチレン系‐ジエン系‐(メタ)アクリレート系共重合物、スチレン系‐ジエン系‐(メタ)アクリレート系‐アクリルニトリル系‐マレイミド系共重合物、スチレン系‐ジエン系‐(メタ)アクリレート系‐マレイミド系共重合物、(メタ)アクリレート系‐ジエン系‐マレイミド系共重合物などが挙げられる。
【0033】
他の樹脂の使用量は、透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂100質量部に対し、0〜200質量部であり、樹脂の種類を選択し、使用量を調整することによって、樹脂成形品の耐熱性、剛性および流動加工性等を調整することができる。
【0034】
本発明のゴム変性ポリスチレン系樹脂の重合法としては、塊状または溶液重合法を適用することが好ましい。塊状または溶液重合法を適用することで、良好な透明度および加工性を有する成形品が得られ、またゴム粒子径が0.78μm以上となる粒子分布量を1〜15質量%に調整することが容易となり、衝撃強度の高い成形品を得ることができる。良好な加工性とは、例えば熱安定性が良い、および金型汚れが少ないなどが挙げられる。
【0035】
本発明のゴム変性ポリスチレン系樹脂の製造法としては、ゴム状共重合体の存在下において、スチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、及び必要に応じて他の共重合単量体を添加し、バッチ式または連続式塊状または溶液グラフト重合反応をさせる方法を適用できるが、とりわけ連続式製法を用いれば、良好な安定的透明度および衝撃強度を持つ成形品が得られるので好ましい。
連続式溶液重合の場合、先ず、上記のゴム状共重合体、単量体及び適切な溶剤を用いて原料混合溶液を調合する。この原料混合溶液は公知の高剪断力、高攪拌速度の溶解槽内で溶解させる。
この溶解槽としては、テープ状螺旋攪拌ブレード、スパイラル攪拌ブレードまたはその他の高剪断力を生じる攪拌ブレードを備えたものとし、十分に時間をかけて上記のゴム状共重合体を完全に溶かしてゴム溶液とした後、ポンプによって反応器へ送出するものでなければならない。
前記の原料溶液または単量体溶液を別々に、連続的に第一反応器、第二反応器、及び必要に応じて次の反応器へフィードする。このとき、必要に応じて各反応器に連鎖移動剤、重合開始剤を添加してグラフト重合反応を行わせる。
【0036】
上記の反応器としては、連続攪拌式反応器(CSTR)、またはプラグフロー式反応器、またはスタティックミキサー型(タイプ)の反応器のいずれかまたはこれらの2種以上を組合わせることができる。反応温度を70〜230℃に制御すると、最終単量体の転化率を30〜95%にすることができるが、50〜90%が好ましい。
【0037】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂の重合において、第一反応器は連続攪拌式の反応器(CSTR)を用いることが好ましく、そして第二反応器及び次の反応器に引き継がせるが、後続の反応器は、連続攪拌式反応器、プラグフロー式反応器またはスタティックミキサー型(タイプ)の反応器であっても良い。良好な実用透明性を得るには、第1の反応器は連続攪拌式反応器(CSTR)を採用し、一方最後の反応器はプラグフロー式反応器を採用することが好ましいが、最も好ましくは、最終反応器をプラグフロー式反応器とし、その前の反応器をいずれもCSTRとすることである。
【0038】
一般的に、第一反応器における単量体転化率は約1〜40質量%となることが好ましく、より好ましくは2〜35質量%、更に好ましくは3〜30質量%である。第一の反応器の単量体転化率は、使用するゴム共重合体の含有量の種類、粘度に応じて適宜選定される。重合時における単量体の最終転化率は一般に60〜98%となるが、良好な実用透明性を得るには好ましくは70〜98%で、最も好ましくは82〜97%である。
【0039】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を重合する際に用いられる溶剤としては、芳香族系炭化水素化合物ではトルエン、エチルベンゼン、ジメチルベンゼン、ケトン類ではブタノン、エステル類では酢酸エチルが好ましい。その他に本発明ではn−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素化合物を溶剤の一部として使用することもできる。
【0040】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂の製造の際、使用する重合開始剤の添加量は、100質量部の単量体に対し、0〜2質量部で、特に0.001〜0.7質量部がより好ましく、具体的には下記の種類の開始剤が挙げられる。
【0041】
(I)アルキルパーオキサイド類:t−ブチルクミルパーオキサイド(以下はPer butyl Cと称す)、α,α’‐ビス(ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(以下はPer butyl Pと称す)、1,3−ビス(ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(以下はPX−14と称す)。
【0042】
(II)パーオキシエステル類:ジーt−ブチルパーオキシヘキサヒドロ−テレフタレート(略称BPHTP)など。
【0043】
(III)パーカーボネート類:〔ジエチレングリコールビス(t‐ブチルパーオキシカルボネート)、カヤレンO−50(日本化薬社製)〕など。
【0044】
(IV)ジアシルパーオキサイド類:m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物の混合物(以下はNyper BMT−K40と称す)など。
【0045】
(V)パーオキシケタール類:4,4’−ジ−t−ブチルパーオキシバレリアン酸−n−ブチルエステル(TX−17と称す)など、が挙げられる。
【0046】
良好な実用透明性の樹脂成形品を得るには、上記した5種類の開始剤から選ばれる二種類または二種類以上を併用することが好ましく、最も好ましいのは、それらの三種類または三種類以上の併用である。特に(I)、(II)、(III)の三種類の併用である。
【0047】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂の製造の際、使用する連鎖移動剤の添加量は、モノマー100質量部に対して0〜2質量部であり、好ましくは0.01〜0.7質量部である。具体例としては、メチルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン(略称TDM)、n−プロピルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、t−ノニルメルカプタン等が挙げられる。
【0048】
その他の例としては、ペンタフェニルエタン、α−メチルスチレンダイマー、テルピノレン等が挙げられる。
【0049】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂の製造の際、使用する多官能性不飽和ラジカル単量体の添加量は、単量体100質量部に対し、0〜1質量部であり、好ましくは0.005〜0.6質量部である。具体例としては、下記のものが挙げられる。
【0050】
1)ジビニルベンゼン、1,2,4−トリビニルベンゼン、1,3,5−トリビニルベンゼンなどの多官能ビニル。
【0051】
2)エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−プロピレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート(略称PGDMA)、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2−ビス−(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパンなどのジメタクリレート。
【0052】
3)トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレートなどのトリメタクリレート。
【0053】
4)エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ジプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ジブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキシレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート(略称PGDA)、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2−ビス(4−アクリロキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパンなどのジアクリレート。
【0054】
5)トリメチロールプロパントリアクリレート、トリエチロールエタントリアクリレートなどのトリアクリレート。
【0055】
6)テトラメチロールメタンテトラアクリレートなどのテトラアクリレート。
7)マレイミド基を複数個、好ましくは2個有する多官能マレイミド単量体、例えば、N,N’−1,3−フェニレンジマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、ビスフェノールAのビス(4,4’−マレイミドフェニル)エーテル。
【0056】
上記重合反応の後、反応器から反応物を取出し、予熱器と脱揮発装置により未反応の単量体、溶剤などの揮発分を除去し、ポリマーを回収することにより、本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得ることができる。
【0057】
上記の予熱器における温度は200〜280℃に制御するが、良好な実用透明性および色相を得るには245〜270℃であるのが好ましい。
一方脱揮発装置としては、脱揮発槽、一軸または二軸の排出口付押出機がある。必要に応じて上記押出機に脱揮補助剤、例えば水、シクロヘキサン、二酸化炭素などを加えることもあり、その補助剤の使用量は一般に10質量部以下である(押出機へのフィード量100質量部に対して)。
押出機は、必要に応じて混練ゾーン、推進ゾーンなどを設け、スクリューの回転速度は120〜350rpmであり、押出し機の温度は160〜300℃であるが良好な実用透明性および色相を得るには240〜260℃が好ましい。
本発明においては、排出口付二軸押出機が好ましい。また、真空手段付脱揮タンクも使える。上記の脱揮タンクは、一つまたは数個直列して使うことができ、温度は180〜320℃に制御するが、良好な実用透明性および色相を得るには好ましくは200〜300℃、最も好ましいのは235〜260℃である。タンクの真空度は300Torr以下に制御するものとし、好ましくは200Torr以下、更に好ましくは100Torr以下である。その他、脱揮発手段には例えば薄膜蒸発器(Thin film evaporator)を採用することができる。
【0058】
前記脱揮発装置での処理によって、樹脂中に含まれる残留単量体、溶剤、二量体、三量体などの揮発分が1質量%以下にまで減らすことが好ましく、より好ましくは0.8質量%以下、良好な実用透明性を有する成形品を得るには0.5質量%以下にまで減らすことが好ましい。
【0059】
また、本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂の製造の際、必要に応じて上記の脱揮発工程を経た樹脂を押出機に入れて再度押出しを行うが、押出時に、必要に応じて酸化防止剤、滑剤などの添加剤を加える。その添加量は0〜0.5質量部(100質量部の樹脂に対して)であるが、好ましくは0.001〜0.2質量部のt−アミル基類の過酸化物を併用添加することで、それを使えば良好な実用透明性および色相を有する成形品が得られる。
【0060】
上記のt−アミル基類の過酸化物の具体例としては、ジ−t−アミルパーオキサイド、1,1−ジ−(t−アミルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ−(t−アミルパーオキシ)プロパン、エチレン−3,3−ジ−(t−アミルパーオキシ)ブチレートが挙げられ、中でもジ−t−アミルパーオキサイドが好ましい。
【0061】
本発明の目的とする良好な実用透明度および衝撃強度を有する成形品を得るには、下記の少なくとも3種の重合条件を組み合わせることが好ましい。
【0062】
(A)少なくとも2種の重合開始剤を併用する。開始剤の種類は、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、パーカーボネート、ジアシルパーオキサイド、パーオキシケタール類である。
【0063】
(B)特定重合反応器または最終添加率の選択および重合反応器の配列を行う。一般に反応器は3〜6基連続式となる重合反応器が好ましく、より好ましくは第1基反応器を連続攪拌式反応器(CSTR)とし、最後の反応器をプラグフロー式反応器とし、最も好ましくは最終反応器をプラグフロー式反応器とし、その前の反応器をいずれもCSTRとすることである。また最終転化率は60〜98%であるが、好ましくは70〜98%で最も好ましくは82〜97%である。
【0064】
(C)脱揮発を完了した樹脂を再度押出機で押出しを行うが、特にt−アミル基類過酸化物を添加して樹脂と混合してから押出することが好ましい。
【0065】
(D)特定の脱揮発工程および残留揮発成分:
(D1)脱揮発予熱器の温度:一般に200〜280℃であるが245〜270℃が好ましい。
(D2)脱揮発槽温度:一般に180〜320℃であるが235〜260℃が好ましい。
(D3)排出口を付けた脱揮発器による脱揮発:一般に温度は160〜300℃で、好ましくは240〜260℃である。上記の排出口の圧力は300Torr以下である。好ましくは10質量%以下の脱揮発補助剤、例えば水を加えることである。
(D4)樹脂に残留する揮発分のコントロール:一般に1質量%以下にコントロールするが、最も好ましくは0.25質量%以下である。
【0066】
(E)特定のゴム状重合体の選択:例えば低い粘度のスチレン−ブタジエン系ブロック共重合物、ランダムスチレン−ブタジエン共重合物が使われるが、特に1,2−ビニル基含量の高い(例えば少なくとも25%以上、好ましくは28%以上であること)スチレン系‐ブタジエン系共重合物の使用または上記数種ゴムの併用が好ましい。
【0067】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂の製造の際、上記の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の操作条件の中から少なくとも3項目を選ぶことが好ましくが、良好な実用透明性を持つ成形品を得るには4項目または4項目以上の採用が好ましく、特に(A)、(C)、(D)または(A)、(B)、(D)、(E)の組合せが最も好ましい。
【0068】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂の成形方法は特に限定されないが、射出成形、圧縮成形の各種成形品、押出し成形、ブロー成形、熱成形、真空成形および中空成形による成形品、例えば押出しボードシート、薄膜成形品などがあり、処方により高流動性、高耐熱性の要求に達するよう設計することができる。
【0069】
樹脂及び必要に応じて配合される他の成分の添加混合は、例えばバンバリーミキサー、ロール混練機、一軸または二軸押出機などの一般の溶融混練機でを用いて、一般に160℃〜280℃、好ましくは180℃〜250℃の温度で混練する。各配合成分の添加順序には特に制限が無い。
【実施例】
【0070】
以下における各物性は、下記の方法により測定した。
(1)透明度および実用透明性
射出温度220℃、金型温度50℃で射出成形した厚さ3mm、直径5.5cmの試験片シートを用いて、ASTM D−1003に準拠して透明性を測定する。観測視線と同試験片(水平面)との夾角を90度(即ち垂直の真上から試験片を観測)として観測したときの透明度がHaze(900)となる。観測視線と同試験片(水平面)との夾角を30度(即ち30度の傾斜から試験片を観測)として観測したときの透明度がHaze(300)となる。実用透明性は、Haze(300)−Haze(900)の差で表す。その差が小さいほど、実用透明性がよいことを表す。
【0071】
(2)樹脂成型品表面粗さの測定
アクメ社射出成形用のアクメNo.2標準鏡面金型を採用し、鏡面金型の表面についてJIS B0601のRa法を用いて測定した表面粗さ度は0.1μmとなる。前記鏡面金型を用い、厚さ3mm、直径5.5cmの円板試験片を射出成形する。そして表面粗さ計(surface profiler、機種Tencor Alpha step 500)で試験片の表面粗さ度を20回測定し、その最大高低差ΔHmaxおよび平均高低差ΔHaveを得る。
【0072】
(3)アイゾッド衝撃強度(IZOD)
ASTM D−256に準拠して測定する(23℃にてノッチ付1/4インチ肉厚のシート)
【0073】
(4)ゴム粒子の質量平均粒径およびゴム粒子径が0.78μmより大きい粒子の含量測定
樹脂試験片を透過型電子顕微鏡で25,000倍の写真(12cm×9.5cm)を撮り、下記式で計算する。
【0074】
【数2】
【0075】
(5)樹脂中に残留する揮発分の測定(即ち残留単量体および溶剤)
1gの樹脂ペレットを取り10mlのDMF(ジメチルフォルムアミド)に溶かしてからGC(ガスクロマトグラフィー)を用いて測定をする。
【0076】
(6)成形品のアニール処理前後のゴム粒子A1/A2比率の測定法
上記(2)の物性測定に使われる射出成形試験片を用い、透過型電子顕微鏡(超薄切片法)を使って測定する。成形品の表面から1.8〜2.2μmの箇所について透過型電子顕微鏡で25,000倍の写真(12cm×9.5cm)を撮り、写真上のゴム状重合体粒子中から、その長径が0.3μmより大きいゴム粒子を選び、それぞれの長径aと短径bの比率を測り、下記式からその平均値A1を計算する。
【0077】
【数3】
【0078】
ここでaiはゴム粒子の長径、biはゴム粒子の短径、nは長径が0.3μmより大きいゴム粒子の数を表す。
上記の長径とは、同じゴム粒子において距離が一番離れている両端からなる長軸(直線)の長さを指す。一方短径とは、上記のゴム粒子の長軸と垂直の方向上に一番離れている両端からなる短軸(直線)の長さを指す。理想的な楕円状ゴム粒子についてはゴム粒子の長短径は、その楕円形の長短径となる。
別に、上記成形品を120℃×40mins条件下にてアニール処理した後、前述と同じく透過型電子顕微鏡(超薄切片法)で撮った25,000倍の写真上のゴム粒子中からゴム粒子の長径が0.3μmより大きいゴム粒子を選び、それぞれ長径aと短径bの比率を測り、上記同様にその平均値A2を計算する。得られたA1、A2から、A1/A2比を求める。
【0079】
前述のゴム粒子の形態については、成形品の表面に平行な面上にて測定を行う。即ち超薄切片法を用いて、成形品の表面に、平行方向に逐層に切込みを入れ、このとき、各切片の厚さは0.05〜0.09μmとし、同じ方法で1.8〜2.2μmの深さまで切り込む。そこの切片を取り、処理後電子顕微鏡でゴム状重合体粒子を観察する。
【0080】
実施例1
ゴム状共重合体14.1質量部〔スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン/ブタジエン含有量=25/75質量%、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)〕、スチレン単量体40質量部、メタクリル酸メチル57質量部、アクリルニトリル3.0質量部、エチルベンゼン38質量部、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部、およびt−ブチルクミルパーオキサイド(日本油脂Perbutyl C)0.018質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物の混合物(日本油脂Nyper BMT−K40)0.002質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.095質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の連続式完全混合型反応器(CSTR)へ送込んだ。
反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ100℃、106℃、120℃、130℃、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpm、90rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は65%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度は250℃とした。そして真空設備を設置した温度を240℃に制御された脱揮発槽を経て、顆粒状樹脂を得た。
得られた顆粒状樹脂に更に0.02質量%のジ−t−アミルパーオキサイドを混合した後、押出機で押出して本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
【0081】
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.12質量%であり、その他測定した物性、透明度、実用透明度Haze(300)−Haze(900)および衝撃強度を表1に示す。
【0082】
実施例2
ゴム状共重合体13.7質量部〔スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン/ブタジエン含量=25/75質量%、1,2−ビニル基構造含量=25%、ムーニー粘度=49(ML1+4、100℃)〕、スチレン単量体37質量部、メタクリル酸メチル60質量部、アクリルニトリル3.0質量部、エチルベンゼン38質量部、n−ドデシルメルカプタン0.12質量部、およびt−ブチルクミルパーオキサイド(日本油脂Perbutyl C)0.006質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物の混合物(日本油脂Nyper BMT−K40)0.1質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.02質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプを用いて直列した4基の連続攪拌式反応器(CSTR)へ送込んだ。
反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ90℃、100℃、120℃、130℃、攪拌速度はそれぞれ250rpm、200rpm、150rpm、90rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合物溶液の単量体転化率は66%であり、前述の重合物溶液を加熱した予熱器の温度は250℃とした。そして真空設備を設置した温度を230℃に制御された脱揮発槽を経て、顆粒状樹脂を得た。得られた顆粒状樹脂に更に0.03質量%のジ−t−アミルパ−オキサイドを混合させ押出機で押出して本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.142質量%であり、その他測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0083】
実施例3
ゴム状共重合物14.4質量部〔以下の(1)、(2)、(3)三種類のゴムを(1)/(2)/(3)=95/3/2の質量比で併用した。三種のゴムは、(1)スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)。(2)スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=68/32、1,2−ビニル基構造含量=13%、溶液粘度=5.5cps(共重合物含量は5質量%のトルエン溶液、25℃)。(3)スチレン−ブタジエンゴム、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=13%、溶液粘度=85cps、旭化成社のTufdene 2100R。〕、スチレン単量体41質量部、メタクリル酸メチル55質量部、アクリルニトリル4.0質量部、エチルベンゼン38質量部、n−ドデシルメルカプタン0.12質量部、およびt−ブチルクミルパーオキサイド(日本油脂Perbutyl C)0.02質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物混合物(日本油脂Nyper BMT−K40)0.09質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.02質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の連続攪拌式反応器(CSTR)へ送込んだ。
反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ90℃、100℃、120℃、127℃、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpm、120rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合物溶液の転化率は68%であり、前述の重合物溶液を加熱した予熱器の温度を260℃とした。そして真空設備を設置した温度を250℃に制御された脱揮発槽を経て、顆粒状樹脂を得た。得られた顆粒状樹脂に更に0.015質量%のジ−t−アミルパーオキサイドを混合させ押出し機で押出して本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.16質量%であり、その他測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0084】
実施例4
ゴム状共重合体19.3質量部〔以下の(1)、(2)二種類のゴムを(1)/(2)=93/7の質量比で併用した。二種のゴムは、(1)スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)。(2)スチレン−ブタジエンゴム、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=30%、ムーニー粘度=55(ML1+4、100℃)、旭化成社のTufdene 2330。〕、スチレン単量体38質量部、メタクリル酸メチル58質量部、アクリルニトリル4.0質量部、エチルベンゼン80質量部、n−ドデシルメルカプタン0.14質量部、およびα,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(日本油脂Perbutyl P)0.009質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物の混合物(日本油脂Nyper BMT−K40)0.135質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.005質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の反応器へ送込んだ。
第1〜3基の反応器は連続攪拌式反応器(CSTR)、第4反応器はプラグフロー式反応器(PFR)で、反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ90℃、100℃、125℃、128℃(入口の温度)〜155℃(出口の温度)、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpm、30rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は90%であり、前述の重合物溶液を加熱した予熱器の温度を230℃とした。そして真空設備を設置した温度を220℃に制御された脱揮発槽を経て、最後に押出し温度を250℃に制御した排出口付き二軸押出機で押出して、本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.22質量%であり、その他測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0085】
実施例5
ゴム状共重合体18.1質量部〔以下の(1)、(2)二種類のゴムを(1)/(2)=93/7の質量比で併用した。二種類のゴムは、(1)スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)。(2)スチレン−ブタジエンゴム、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=30%、ムーニー粘度=55(ML1+4、100℃)、旭化成社のTufdene 2330。〕、スチレン単量体36質量部、メタクリル酸メチル61質量部、アクリルニトリル3.0質量部、エチルベンゼン63.6質量部、n−ドデシルメルカプタン0.16質量部、およびα,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(日本油脂Perbutyl P)0.005質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物混合物(日本油脂Nyper BMT−K40)0.002質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.13質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の反応器へ送込んだ。
第1〜3基の反応器は連続攪拌式反応器(CSTR)、第4反応器はプラグフロー式反応器(PFR)で、反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ98℃、105℃、126℃、128℃(入口の温度)〜150℃(出口の温度)、攪拌速度はそれぞれ310rpm、210rpm、150rpm、30rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は85%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度は260℃とした。そして真空設備を設置した温度を240℃に制御された脱揮発槽を経て、最後に225℃押出し温度にて排出口付き二軸押出機で押出して、本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.14質量%であり、その他測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0086】
実施例6
ゴム状共重合体18.3質量部〔以下の(1)、(2)二種類のゴムを(1)/(2)=93/7の質量比で併用した。二種類のゴムは、(1)スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)。(2)スチレン−ブタジエンゴム、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=30%、ムーニー粘度=55(ML1+4、100℃)、旭化成社のTufdene 2330。〕、スチレン単量体39質量部、メタクリル酸メチル58質量部、アクリルニトリル3.0質量部、エチルベンゼン50.7質量部、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部、およびα,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(日本油脂社のPerbutyl P)0.025質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物混合物(日本油脂社のNyper BMT−K40)0.002質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.1質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の反応器へ送込んだ。
第1〜3基の反応器は連続攪拌式反応器(CSTR)、第4反応器はプラグフロー式反応器(PFR)で、反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ100℃、106℃、124℃、126℃(入口)〜151℃(出口)、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpm、30rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は85%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度は240℃とした。そして真空設備を設置した温度を220℃に制御された脱揮発槽を経て、最後に230℃押出し温度にて排出口付き二軸押出機で、且つ押出機へ0.5質量%の水を脱揮補助剤として加えて押出して、本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.15質量%であり、その他測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0087】
実施例7
実施例1で得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂100質量部、およびメタクリル酸メチル−ブタジエンゴム−スチレングラフト共重合体(乳化重合法で得られた粉状で呉羽社のKCB650L)を混練して押出した後、得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.1質量%となり、その他の物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0088】
実施例8
ゴム状共重合体18.3質量部〔以下の(1)、(2)二種類のゴムを(1)/(2)=93/7の質量比で併用した。二種類のゴムは、(1)スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)。(2)スチレン−ブタジエンゴム、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=30%、ムーニー粘度=55(ML1+4、100℃)、旭化成社のTufdene 2330。〕、スチレン単量体40.5質量部、メタクリル酸メチル58質量部、アクリル酸n−ブチル1.5質量部、エチルベンゼン50.7質量部、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部、およびα,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(日本油脂社のPerbutyl P)0.025質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物混合物(日本油脂社のNyper BMT−K40)0.002質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.1質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4つの反応器へ送込んだ。
第1〜3基の反応器は連続攪拌式反応器(CSTR)、第4反応器はプラグフロー式反応器(PFR)で、反応器容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ100℃、106℃、125℃、127℃(入口の温度)〜151℃(出口の温度)、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpm、30rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は86%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度を240℃にした。そして真空設備を設置した温度が220℃に制御された脱揮発槽を経て、最後に235℃押出し温度にて排出口付き二軸押出機で、且つ0.5質量%の水を脱揮補助剤として押出機へ加えて押出して、本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.152質量%であり、その他の測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0089】
比較例1
ゴム状共重合体13質量部〔スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)〕、スチレン単量体38質量部、メタクリル酸メチル58質量部、アクリルニトリル4質量部、エチルベンゼン37.7質量部、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部、およびジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.1質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した3基の連続攪拌式反応器(CSTR)へ送込んだ。
反応器容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ95℃、105℃、125℃、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpmに制御された。第3反応器の出口にて重合体溶液の転化率は62%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度を240℃にした。そして真空設備を設置し温度を220℃に制御された脱揮発槽を経て、透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分が0.38質量%であり、その他の測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0090】
比較例2
ゴム状共重合体14.3質量部〔スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)〕、スチレン単量体38質量部、メタクリル酸メチル60質量部、アクリルニトリル2質量部、エチルベンゼン38.1質量部、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部、およびジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.115質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の連続攪拌式反応器(CSTR)へ送込んだ。
反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ100℃、106℃、124℃、134℃、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpm、120rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は66%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度は230℃とした。そして真空設備を設置し温度を220℃に制御された脱揮発槽を経て、最後に225℃押出し温度にて排出口付きの二軸押出機で、且つ押出機に1質量%の水を脱気補助剤として加えて押出して、透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られた透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分が0.15質量%であり、その他の測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0091】
比較例3
ゴム状共重合体17.8質量部〔以下の(1)、(2)二種類のゴムを(1)/(2)=90/10の質量比で併用した。二種類のゴムは、(1)スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)。(2)ブタジエンゴム、1,2−ビニル基構造含量=11%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)、シス型構造は35%、奇美社のPR 255〕、スチレン単量体36質量部、メタクリル酸メチル61質量部、アクリルニトリル3質量部、エチルベンゼン39.3質量部、n−ドデシルメルカプタン0.12質量部、およびt−ブチルクミルパーオキサイド(日本油脂社のPerbutyl C)0.005質量部、m−トルオイルおよびベンゾイルの過酸化物混合物(日本油脂社のNyper BMT−K40)0.08質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の反応器へ送込んだ。
第1〜3基の反応器は連続攪拌式反応器(CSTR)、第4基反応器はプラグフロー式反応器(PFR)で、反応器容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ90℃、105℃、124℃、126℃(入口の温度)〜150℃(出口の温度)、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、100rpm、30rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は84%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度は260℃とした。そして真空設備を設置した温度が255℃に制御された脱揮発槽を経て、ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られたゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分は0.24質量%であり、その他の測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0092】
比較例4
ゴム状共重合体11.7質量部〔以下の(1)、(2)、(3)三種類のゴムを(1)/(2)/(3)=60/35/5の質量比で併用した。三種類のゴムは、(1)スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)。(2)ブタジエンゴム、ムーニー粘度=47(ML1+4、100℃)、1,2−ビニル基構造含量は11%で、奇美社のPR−225。(3)スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=68/32、1,2−ビニル基構造含量=13%、溶液粘度=5.5cps(共重合体含量は5質量%のトルエン溶液)〕、スチレン単量体41質量部、メタクリル酸メチル55質量部、アクリルニトリル4.0質量部、エチルベンゼン37.2質量部、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部、ベンゾイルパーオキサイド0.005質量部、およびジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.095質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の連続攪拌式反応器(CSTR)へ送込んだ。
反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ95℃、100℃、124℃、132℃、攪拌速度はそれぞれ200rpm、150rpm、100rpm、90rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は55%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度を225℃にした。そして真空設備を設置した温度が210℃に制御された脱揮発槽を経て、ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られたゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分が0.45質量%であり、その他測定した物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0093】
比較例5
ゴム状共重合体12.4質量部〔スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=68/32、1,2−ビニル基構造含量=13%、溶液粘度=5.5cps(共重合体含量は5質量%のトルエン溶液)〕、スチレン単量体37質量部、メタクリル酸メチル60質量部、アクリルニトリル3質量部、エチルベンゼン56.2質量部、n−ドデシルメルカプタン0.16質量部、およびジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.115質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基の連続攪拌式反応器(CSTR)へ送込んだ。
反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ100℃、106℃、120℃、130℃、攪拌速度はそれぞれ300rpm、250rpm、150rpm、120rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は65%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度は255℃とした。そして真空設備を設置した温度を250℃に制御された脱揮発槽を経て、ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られたゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分が0.3質量%であり、測定したその他の物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0094】
比較例6
ゴム状共重合体14.1質量部(スチレン−ブタジエンブロック共重合物、スチレン/ブタジエン=25/75、1,2−ビニル基構造含量=15%)、スチレン単量体40質量部、メタクリル酸メチル57質量部、アクリルニトリル3質量部、エチルベンゼン38質量部、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部、およびベンゾイルパーオキサイド0.08質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート0.155質量部より原料溶液を成し、35kg/hrの流量にて連続にポンプで直列した4基のへ送込んだ。
第1〜3基反応器は連続攪拌式反応器(CSTR)、第4基反応器はプラグフロー式反応器で、反応器の容積は何れも40リットルであり、反応器の反応温度はそれぞれ102℃、108℃、126℃、128℃(入口の温度)〜153℃(出口の温度)、攪拌速度はそれぞれ300rpm、200rpm、150rpm、30rpmに制御された。第4反応器の出口にて重合体溶液の転化率は88%であり、前述の重合体溶液を加熱した予熱器の温度は260℃とした。そして真空設備を設置した温度が260℃に制御された脱揮発槽を経て、ゴム変性ポリスチレン系樹脂を得た。
得られたゴム変性ポリスチレン系樹脂に残留する揮発分が0.22質量%であり、測定したその他の物性、透明度、実用透明度および衝撃強度を表1に示す。
【0095】
以上に述べた内容は、本発明の比較的良い実施例を示すもので、本発明の実施範囲を限定するものではない。本発明の特許請求の範囲および発明の詳細な説明に基づいて行う、簡単な同じような変更または修飾はすべて本発明特許の範囲に含まれるべきものである。
【表1】
【発明の効果】
本発明の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂は、ゴム状共重合体からなるゴム粒子分散相(A)と、スチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体及び他の共重合可能な単量体からなる共重合体連続相(B)より構成されるゴム変性ポリスチレン系樹脂であって、要件(a)及び(b)を満たすものであるため、良好な実用透明性および機械的強度を有する成形品が得られる。
Claims (5)
- ゴム状共重合体からなるゴム粒子分散相(A)1〜25質量%と、スチレン系単量体20〜70質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体30〜80質量%、及び他の共重合可能な単量体0〜40質量%を含む共重合体連続相(B)99〜75質量%を有し、成形品が下記の要件(a)及び(b)を満足することを特徴とする透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂。
(a)鏡面金型で射出して得た成形品について表面粗さ計で測定を行ったときの最大高低差ΔHmaxが3200Å以下、かつ平均高低差ΔHaveが2000Å以下であること。
(b)成形品にアニール処理(120℃×40min)をしたとき、成形品の表面から1.8〜2.2μmの深さの箇所で透過型電子顕微鏡写真にて観察されるゴム状共重合体粒子のうち、長径が0.3μmより大きいゴム状共重合体粒子のアニール処理前の長径a/短径bの平均比率をA1とし、アニール処理後の長径a/短径bの平均比率をA2としたとき、A1/A2比が1.08〜2.35であること。 - ゴム粒子分散相(A)において、ゴム重合体粒子径が0.78μm以上の粒子がゴム粒子全体の0〜25質量%を占める請求項1記載の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂。
- ゴム状重合体粒子の質量平均粒径が0.18〜1.0μmである請求項1又は2記載の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂。
- A1/A2比が1.08〜2.2である請求項1〜3のいずれかに記載の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂。
- A1/A2比が1.10〜2.0である請求項1〜3のいずれかに記載の透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂。
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