JP2007277368A - ジエン系ゴムグラフト共重合体とこれを含む熱可塑性樹脂組成物およびジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法 - Google Patents

ジエン系ゴムグラフト共重合体とこれを含む熱可塑性樹脂組成物およびジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法 Download PDF

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尚志 庄子
Takaharu Nakamura
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Abstract

【課題】熱可塑性樹脂に添加した場合にその熱的安定性を低下させることなく耐衝撃性を付与でき、かつ、酸基含有共重合体による凝集肥大化が可能なジエン系ゴムを含んでいるために短時間での製造が可能なジエン系ゴムグラフト共重合体の提供。
【解決手段】アルキルスルホン酸塩類、アルキルアリールスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルアリール硫酸塩類、アルキル燐酸塩類、アルキルアリール燐酸塩類からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)と、酸基含有共重合体(B)とを含有するジエン系ゴムに、少なくとも1種のビニル系単量体をグラフト重合したジエン系ゴムグラフト共重合体。
【選択図】なし

Description

本発明は熱可塑性樹脂の耐衝撃性改質剤として好適に使用されるジエン系ゴムグラフト共重合体とこれを含む熱可塑性樹脂組成物およびジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法に関する。
熱可塑性樹脂は種々の分野で使用されているが、1種類の樹脂だけでは所望の性能が得られない場合などには、他の樹脂等と組み合わされて使用されることがある。
例えば、熱可塑性樹脂組成物に、ゴム成分を含むグラフト重合体粒子を耐衝撃性改質剤として配合し、耐衝撃性を向上させようとすることは従来から広く行われている。具体的には、塩化ビニル樹脂に添加する耐衝撃性改質剤としては、メチルメタアクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ブチルアクリレート−メチルメタアクリレート共重合体などが提案され、メタアクリル樹脂に添加する耐衝撃性改質剤としては、ブチルアクリレート−スチレン−メチルメタアクリレート共重合体などが提案されている。また、ポリカーボネート樹脂に添加する耐衝撃性改質剤としては、メチルメタアクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ブチルアクリレート−メチルメタアクリレート共重合体などが提案され、ポリブチレンテレフタレート樹脂に添加する耐衝撃性改質剤としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)などが提案されている。これらの組成物のなかでは、工業的に利用されているものも多い。
上述の耐衝撃性改質剤の中で、メチルメタアクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)などのジエン系ゴムグラフト共重合体は、乳化重合により製造される有用な耐衝撃性改質剤であって、通常、コア部を形成するジエン系ゴムの存在下でビニル系単量体をグラフト重合して、シェル部を形成する方法で得られることから、コアシェル型グラフト共重合体と呼ばれている。
このようなジエン系ゴムグラフト共重合体の発現する耐衝撃性は、コア部を形成しているジエン系ゴムの粒子径に依存し、ジエン系ゴムの粒子径が大きいほど耐衝撃性が良好となることが知られている。
ところが、ジエン系ゴムの粒子径とこれを構成するジエン系単量体の重合速度との間には相関があり、粒子径の大きなジエン系ゴムを得ようとすると、ジエン系単量体の重合速度が低下してジエン系ゴムの重合に長時間を要し、結果的にジエン系ゴムグラフト共重合体の生産性も低下してしまう傾向にある。
このような背景から、粒子径の大きなジエン系ゴムを短時間で製造する方法が検討されていて、例えば、脂肪酸系界面活性剤を使用した乳化重合により、まず、粒子径の小さなラテックス粒子を含むゴムラテックスを製造した後、これに例えば無機塩などの電解質、硫酸などの酸性物質、または酸基含有共重合体を添加して、脂肪酸系界面活性剤を部分的に失活させることにより、ラテックス粒子を凝集肥大化し、その粒子径を大きくする方法が提案されている(例えば特許文献1参照。)
特開2003−261629号公報
しかしながら、このような方法で得られた粒子径の大きなジエン系ゴムにビニル系単量体をグラフト重合し、得られたジエン系ゴムグラフト共重合体を耐衝撃性改質剤として他の熱可塑性樹脂に添加した場合、耐衝撃性の向上効果は得られたとしても、熱可塑性樹脂の熱的安定性が低下し、高温条件下において熱可塑性樹脂が分解してしまうことがあった。
かかる事情に鑑みて本発明者らは検討したところ、ジエン系ゴムの乳化重合時に使用されこのジエン系ゴムに含まれる脂肪族系界面活性剤が、このような熱可塑性樹脂の熱的安定性低下を引き起こしていることを勘案し、脂肪族系界面活性剤を他の界面活性剤に変更することについて検討した。ところが、他の界面活性剤を使用した際には、特許文献1に記載されているような酸基含有共重合体を使用したとしても、ラテックス粒子が凝集肥大化せず、そのため粒子径の大きなジエン系ゴムを長時間の重合により製造せざるを得ない場合があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、熱可塑性樹脂に添加した場合にその熱的安定性を低下させることなく耐衝撃性を付与でき、かつ、酸基含有共重合体による凝集肥大化が可能なジエン系ゴムを含んでいるために短時間での製造が可能なジエン系ゴムグラフト共重合体とこれを含む熱可塑性樹脂組成物およびジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法の提供を課題とする。
本発明者らはかかる現状に鑑み、鋭意検討した結果、特定の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体を採用することにより、酸基含有共重合体と必要に応じて使用される無機塩とにより凝集肥大化されたジエン系ゴムを短時間で製造でき、しかもこのジエン系ゴムにビニル系単量体をグラフト重合したジエン系ゴムグラフト共重合体は、熱可塑性樹脂に対してその熱的安定性を低下させることなく耐衝撃性を付与できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明のジエン系ゴムグラフト共重合体は、アルキルスルホン酸塩類、アルキルアリールスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルアリール硫酸塩類、アルキル燐酸塩類、アルキルアリール燐酸塩類からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)と、酸基含有共重合体(B)とを含有して構成されるジエン系ゴムに、少なくとも1種のビニル系単量体をグラフト重合したことを特徴とする。
本発明のジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法は、アルキルスルホン酸塩類、アルキルアリールスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルアリール硫酸塩類、アルキル燐酸塩類、アルキルアリール燐酸塩類からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)と、酸基含有共重合体(B)とを含有して構成されるジエン系ゴムに、少なくとも1種のビニル系単量体をグラフト重合することを特徴とする。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、前記ジエン系ゴムグラフト共重合体1〜99質量%と、少なくとも1種の他の熱可塑性樹脂99〜1質量%とを含有することを特徴とする。
本発明によれば、熱可塑性樹脂に添加した場合にその熱的安定性を低下させることなく耐衝撃性を付与でき、かつ、酸基含有共重合体による凝集肥大化が可能なジエン系ゴムを含んでいるために短時間での製造が可能なジエン系ゴムグラフト共重合体とこれを含む熱可塑性樹脂組成物およびジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法を提供できる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のジエン系ゴムグラフト共重合体は、ジエン系ゴムに、少なくとも1種のビニル系単量体をグラフト重合したものであって、ジエン系ゴムは、特定の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)と、酸基含有共重合体(B)とを含有して構成されている。
ここでジエン系ゴム質重合体(A)としては、ポリブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリル−ブタジエンゴム、エチリデンノルボルネンやジシクロペンタジエンなどの共役ジエンゴムを導入してなるエチレン−プロピレン−非共役ジエンゴムなどの公知のゴムが挙げられ、アルキルスルホン酸塩類、アルキルアリールスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルアリール硫酸塩類、アルキル燐酸塩類、アルキルアリール燐酸塩類からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤を含有するものである。このような界面活性剤の具体例としては、例えば、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
このような界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)を使用して得られる本発明のジエン系ゴムグラフト共重合体によれば、これを耐衝撃性改質剤として他の熱可塑性樹脂に添加した場合、耐衝撃性の向上効果が得られるとともに、熱可塑性樹脂の熱的安定性を低下させることがない。また、このような界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)であれば、後述のような酸基含有共重合体(B)による粒子の凝集肥大化が可能である。
このような特定の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)は、通常、上記界面活性剤を乳化剤として使用した公知の乳化重合により製造される。
乳化重合の際には、通常の開始剤、分子量調整剤、電解質などの重合助剤を用いることができる。開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩や、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどの有機化酸化物と還元剤成分とを組み合わせたレドックス系などが挙げられる。分子量調整剤としては、メルカプタン類(t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタンなど)や、α−スチレンダイマーなどが挙げられる。電解質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムなどの塩基性物質や、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、硫酸カリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸4カリウムなどが挙げられる。これらの重合助剤は、1種単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。また、これら重合助剤の使用量にも制限はないが、一般的には、乳化重合で得られるゴムラテックスの固形分(ラテックス粒子)100質量部に対して、開始剤は0.1〜1.0質量部、分子量調整剤は0〜1.0質量部、電解質は0.02〜1.0質量部の範囲で用いられる。
乳化重合の際のモノマー、界面活性剤および重合助剤の添加方法についても特に制限はなく、これらを最初にまとめて添加する初期一括添加や、モノマーや界面活性剤を連続的に添加したり、逐次添加したりする方法のいずれの方法も採用できる。重合温度についても制限はないが、好ましくは50〜80℃の範囲とされる。
また、界面活性剤を含有するジエン系ゴム質重合体(A)の製造方法としては、このように界面活性剤を乳化剤として使用した乳化重合に限定されず、別途製造されたジエン系ゴム質重合体(A)に上記界面活性剤を加え、ホモジナイザー等により乳化する方法も例示できる。
こうして得られる界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)の質量平均粒子径は、通常、0.01〜0.3μmである。
ジエン系ゴムは、上述したジエン系ゴム質重合体(A)と、酸基含有共重合体(B)とを含有して構成されるものであって、好ましくは、上述のような乳化重合によって得られた界面活性剤を含有するジエン系ゴム質重合体(A)のラテックスに、酸基含有共重合体(B)をラテックスの状態で加えるとともに、これに必要に応じて無機塩(C)を加えることにより得られる。このような方法によれば、ジエン系ゴム質重合体(A)の粒子が酸基含有共重合体(B)の作用により凝集肥大化し、粒子径の大きなジエン系ゴムが短時間で得られる。このように凝集肥大化されたジエン系ゴムの質量平均粒子径は、好ましくは0.08〜0.8μmであり、得られるジエン系ゴムグラフト共重合体の耐衝撃性の面からは、0.1〜0.6μmであることがより好ましい。
酸基含有共重合体(B)は、不飽和酸単量体と不飽和カルボン酸エステル単量体とを含む単量体混合物を乳化重合することにより得られる。単量体混合物には、必要に応じて不飽和酸単量体および不飽和カルボン酸エステル単量体と共重合可能な少なくとも1種の他の単量体が含まれてもよい。
不飽和酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸などが挙げられ、不飽和カルボン酸エステル単量体としては、炭素数1〜12のアルキルエステルを有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。
単量体混合物中の不飽和酸単量体の量には特に制限はないが、3〜40質量%が好ましい。3質量%以上であると、十分な肥大化能を有する酸基含有共重合体(B)が得られ、40質量%以下であると、酸基含有共重合体(B)のラテックスを乳化重合によりトラブル(凝塊物の生成、ラテックスの増粘など)なく製造でき、工業的に好適である。
酸基含有共重合体(B)のラテックスを調製する際の乳化重合は、公知の界面活性剤、開始剤を使用した一般の方法で実施できる。例えば単量体混合物の供給方法については、一段階で行ってもよいし、単量体混合物を複数に分割して多段階に供給してもよい。単量体混合物を複数に分割する際には、分割された各単量体混合物をそれぞれ同一組成としてもよいし異なる組成としてもよい。
酸基含有共重合体(B)の量は、ジエン系ゴム質重合体(A)に対して、0.1〜15質量部が好ましく、さらには0.5〜5質量部が好ましい。
必要に応じて使用される無機塩(C)としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛、ニッケルおよびアルミニウムの中から選ばれた少なくとも1種の金属を含むものが挙げられ、好ましくは硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、リン酸ナトリウム、リン酸マグネシウムなどを1種以上使用できる。
無機塩の量は、ジエン系ゴム質重合体(A)に対して、0.1〜5質量部が好ましく、さらには0.5〜3.0質量部が好ましい。
本発明のジエン系ゴムグラフト共重合体は、上述したジエン系ゴムに、少なくとも1種のビニル系単量体をグラフト重合することにより製造できる。
ビニル系単量体としては、ジエン系ゴムにグラフト共重合可能な単量体であればよく、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸エステルなどが挙げられる。芳香族ビニルの中では、スチレン、α−メチルスチレンなどが好ましく、シアン化ビニル化合物の中では、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが好ましく、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステルの中では、アクリル酸、メタクリル酸、炭素数1〜12のアルキルエステルを有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルなどが好ましい。
また、ビニル系単量体を選択する際には、得られたジエン系ゴムグラフト共重合体を配合し改質する熱可塑性樹脂の種類を考慮してもよく、例えば熱可塑性樹脂との相溶性、配合後の熱可塑性樹脂組成物の屈折率などに鑑みて、任意の混合比で2種以上を組み合わせてもよい。
ジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合のいずれを採用してもよいが、乳化重合、すなわち、乳化グラフト重合が好ましい。具体的には、攪拌機を具備した反応容器に、ジエン系ゴムのラテックスを加え、さらにビニル系単量体、重合開始剤、水を加え、必要に応じて連鎖移動剤や酸化還元剤を仕込み、加熱攪拌すればよい。
ここで使用する重合開始剤、連鎖移動剤、酸化還元剤の種類には特に制限がなく、公知のものが使用できる。また、各原料の反応容器への添加方法についても特に制限がなく、重合開始前の一括添加の他、分割添加してもよい。
グラフト重合後、ラテックスからのジエン系ゴムグラフト共重合体の分離、回収の方法も一般の方法で行うことができ、好ましくは、加熱した酸の水溶液にラテックスを投入し、凝固すればよい。ついで、回収したグラフト共重合体を公知の方法で乾燥することにより、粉末状のジエン系ゴムグラフト共重合体を得ることができる。
ジエン系ゴムグラフト共重合体におけるジエン系ゴムとビニル系単量体との比率は、これらの合計を100質量%と際に、ジエン系ゴムが1〜95質量%で、ビニル系単量体が99〜5質量%であることが好ましく、耐衝撃性の観点からみれば、ビニル系単量体が40〜90質量%であることがさらに好ましく、特に好ましくは60〜85質量%である。85重量%以下であると、ジエン系ゴムグラフト共重合体をラッテクスから分離、回収する際におけるジエン系ゴムグラフト共重合体の凝固性が良好である。
上述したジエン系ゴムグラフト共重合体は、耐衝撃性改質剤として、他の種々の熱可塑性樹脂に配合することができる。
このような熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル樹脂(PVC)、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂等の硬質、半硬質、軟質の含塩素系樹脂;ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のオレフィン系樹脂;ポリスチレン(PS)、ハイインパクトポリスチレン(HIPS)、(メタ)アクリレート−スチレン共重合体(MS)、スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS)、スチレン−無水マレイン酸共重合体(SMA)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS)、アクリレート−スチレン−アクリロニトリル樹脂(ASA)、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン樹脂(AES)等のスチレン系樹脂(St系樹脂);ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂(Ac系樹脂);ポリカーボネート系樹脂(PC系樹脂);ポリアミド系樹脂(PA系樹脂);ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂(PEs系樹脂);ポリ乳酸樹脂、熱可塑性ポリビニルアルコール樹脂、ポリブチレンサクシネート、その他生分解性を有する天然原料、石油原料由来の環境適応樹脂(一般に生分解性樹脂と称されるもの);(変性)ポリフェニレンエーテル系樹脂(PPE系樹脂)、ポリオキシメチレン系樹脂(POM系樹脂)、ポリスルフォン系樹脂(PSO系樹脂)、ポリアリレート系樹脂(PAr系樹脂)、ポリフェニレン系樹脂(PPS系樹脂)、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(PU系樹脂)等のエンジニアリングプラスチックス;スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、フッ素系エラストマー、1,2−ポリブタジエン、トランス1,4−ポリイソプレン等の熱可塑性エラストマー(TPE);PC/ABS等のPC系樹脂/St系樹脂アロイ、PVC/ABS等のPVC系樹脂/St系樹脂アロイ、PA/ABS等のPA系樹脂/St系樹脂アロイ、PA系樹脂/TPEアロイ、PA/PP等のPA系樹脂/ポリオレフィン系樹脂アロイ、PBT系樹脂/TPE、PC/PBT等のPC系樹脂/PEs系樹脂アロイ、ポリオレフィン系樹脂/TPE、PP/PE等のオレフィン系樹脂どうしのアロイ、PPE/HIPS、PPE/PBT、PPE/PA等のPPE系樹脂アロイ、PVC/PMMA等のPVC系樹脂/Ac系樹脂アロイ等のポリマーアロイが挙げられる。これらは1種単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
これらの中でも、ジエン系ゴムグラフト共重合体の配合により、その熱的安定性を低下させることなく耐衝撃性を付与できる効果が高いことから、熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂(PC系樹脂);ポリアミド系樹脂(PA系樹脂);ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂(PEs系樹脂);ポリ乳酸樹脂、熱可塑性ポリビニルアルコール樹脂、ポリブチレンサクシネート、その他生分解性を有する天然原料、石油原料由来の環境適応樹脂(一般に生分解性樹脂と称されるもの);(変性)ポリフェニレンエーテル系樹脂(PPE系樹脂)と、これらのアロイが挙げられ、特に好ましいものは、ポリカーボネート系樹脂(PC系樹脂)樹脂、あるいはこれを含むアロイである。例としては、PC/ABS、PC/ASなどのPC系樹脂/スチレン系樹脂、及びこれとPTFE含有アクリル共重合体を含むアロイが挙げられる。
このように他の熱可塑性樹脂にジエン系ゴムグラフト共重合体を配合して得られる熱可塑性樹脂組成物中では、ジエン系ゴムグラフト共重合体の含有量が1〜99質量%で、熱可塑性樹脂の含有量が99〜1質量%であることが好ましい。より好ましいジエン系ゴムグラフト共重合体の含有量は1〜90質量%であり、さらに好ましくは1〜60質量%である。このような範囲であると、熱可塑性樹脂の熱的安定性を低下させるなどの影響を与えることなく、耐衝撃性を付与することができる。
なお、熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて染料、顔料、安定剤、補強剤、充填剤、難燃剤、発泡剤、滑剤、可塑剤などを配合することができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法には特に制限がなく、原料の混合には、ヘンシェルミキサーやタンブラーミキサーなどが利用でき、溶融混練には、単軸または二軸押出機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、ミキシングロールなどの混練機を利用することができる。
このようにして製造された熱可塑性樹脂組成物は各種用途に製造でき、熱可塑性樹脂がポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂である場合には、例えば照明、看板、窓材、車輌部品などに好適に利用することができる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
なお、以下の例中におけるラテックス中の粒子の質量平均粒子径は、CHDF2000型粒度分布測定装置(Matec Applied sciences社製、キャリア液流量1.4ml/min、検出器UV波長220nm)を用いて、質量基準粒子径分布を測定し、得られた質量基準粒子径分布より、質量平均粒子径(μm)を算出した。
(参考例1)
<酸基含有共重合体ラテックスの合成>
下記成分を攪拌機および還流冷却管を備えた反応容器に仕込み、70℃で1.5時間加熱攪拌し、重合させた。
ブチルアクリレート 25質量部
オレイン酸カリウム 2質量部
ジオクチルスルホコハク酸ソーダ 1質量部
クメンヒドロパーオキサイド 0.1質量部
ナトリウムホルムアルデヒドスルホオキシレート 0.3質量部
脱イオン水 200質量部
引き続き、
ブチルアクリレート 60質量部
メタクリル酸 15質量部
クメンヒドロパーオキサイド 0.3質量部
からなる混合物を1時間かけて滴下し、その後1時間加熱攪拌を続けて、酸基含有共重合体ラテックスを得た。
(実施例)
(1)ジエン系ゴム質重合体の製造
攪拌機を備えたオートクレーブに、界面活性剤であるアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液、開始剤であるジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、連鎖移動剤であるt−ドデシルメルカプタン、乳化安定剤として水酸化カリウムを下記の各量ずつ加え、オートクレーブ内を窒素置換した。ついで下記の量の液化ブタジエンを加えて密封し、50℃に昇温した。
ブタジエン 100質量部
t-ドデシルメルカプタン 0.5質量部
アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム 1.2質量部
ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド 0.3質量部
水酸化カリウム 0.013質量部
脱イオン水 180質量部
硫酸第一鉄0.0005質量部、エチレンジアミン四酢酸・二ナトリウム塩0.0015質量部、ロンガリット0.17質量部を含む酸化還元触媒水溶液を加えた後、65℃で8時間重合させることにより、ジエン系ゴム質重合体ラテックスを得た。
得られたラテックス中の粒子の質量平均粒子径は0.09μm、固形分は35.2質量%であった。
(2)凝集肥大化およびグラフト重合
このジエン系ゴム質重合体ラテックス100質量部と脱イオン水71質量部を、攪拌機および還流冷却管を備えた反応容器に仕込み、40℃に昇温した。次いで、硫酸ナトリウム0.35質量部、参考例で製造した酸基含有共重合体ラテックス4質量部を加え、30分攪拌した。
得られたラテックス中の粒子の質量平均粒子径は0.22μmであった。
次いで、反応容器を70℃に昇温し、ロンガリット0.3質量部を含む水溶液を加え、引き続き、
メタクリル酸メチル 3.6質量部
アクリル酸ブチル 0.4質量部
t−ブチルハイドロパーオキサイド 0.01質量部
の混合物を50分かけて滴下し、さらに60分加熱攪拌を続け、
引き続き
スチレン 5.0質量部
t−ブチルハイドロパーオキサイド 0.02質量部
の混合物を60分かけて滴下し、さらに60分加熱攪拌を続け、
引き続き
メタクリル酸メチル 1.0質量部
t−ブチルハイドロパーオキサイド 0.004質量部
の混合物を10分かけて滴下し、さらに60分加熱攪拌を続けた。
滴下後15分の時点で硫酸第一鉄0.00001質量部、エチレンジアミン四酢酸・二ナトリウム塩0.00003質量部、ロンガリット0.003質量部を含む酸化還元触媒水溶液を加え、t−ブチルハイドロパーオキサイド0.004質量部を加えグラフト重合を行った。
得られたジエン系ゴムグラフト共重合体を凝固して回収した後、乾燥することにより、粉末状のジエン系ゴムグラフト共重合体を得た。
(3)熱可塑性樹脂組成物の製造
そして、このジエン系ゴムグラフト共重合体と、ポリカーボネート系樹脂と、AS樹脂と、PTFE含有アクリル共重合体とを配合して押出し、熱可塑性樹脂組成物を得た。
なお、熱可塑性樹脂組成物中におけるジエン系ゴムグラフト共重合体の含有量は2.9質量%、ポリカーボネート系樹脂の含有量は77.3重量%、AS樹脂の含有量は19.3重量%、PTFE含有アクリル共重合体の含有量は0.5質量%とした。
得られた熱可塑性樹脂組成物をペレタイズした後に射出成型して、耐衝撃性試験用の試験片を得てアイゾット(Izod)衝撃強度(ASTM−256)を測定した。
また、ペレタイズした後に、高温高湿で処理して(温度120℃、湿度100%条件下で60時間放置)、この処理前後のメルトフローレイトを測定し(JIS−K7210)、熱可塑性樹脂組成物の加水分解性試験を行った。
これらの結果を表1に示す。また、ジエン系ゴム質重合体ラテックスの調製に要した時間(重合時間)を表2に示す。
(比較例1)
攪拌機を備えたオートクレーブに、界面活性剤である脂肪酸カリウム水溶液、開始剤であるジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、連鎖移動剤であるt−ドデシルメルカプタン、硫酸ナトリウムを下記の各量加え、オートクレーブ内を窒素置換した。次いで液化ブタジエンを下記の量加えて密封し、50℃に昇温した。
ブタジエン 100質量部
t−ドデシルメルカプタン 0.4質量部
牛脂酸カリウム 0.75質量部
不均化ロジン酸カリウム 0.75質量部
ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド 0.3質量部
硫酸ナトリウム 0.39質量部
脱イオン水 120質量部
硫酸第一鉄0.0036質量部、デキストロース0.24質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部を含む酸化還元触媒水溶液を加えた後、55℃で8時間重合させることによりジエン系ゴム質重合体ラテックスを得た。
得られたラテックスの粒子の質量平均粒子径は0.1μm、固形分は32.1質量%であった。
こうして得られたジエン系ゴム質重合体に対して、実施例の(2)と同様にして凝集肥大化およびグラフト重合を実施した。そして、こうして得られたジエン系ゴムグラフト共重合体を用いた以外は実施例の(3)と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造した。
得られた熱可塑性樹脂組成物について、アイゾット(Izod)衝撃強度試験と加水分解性試験を実施例と同様にして測定した。結果を表1に示す。
(比較例2)
ジエン系ゴムグラフト共重合体を含まない以外は実施例と同じ組成の熱可塑性樹脂組成物を製造した。
得られた熱可塑性樹脂組成物について、アイゾット(Izod)衝撃強度試験と加水分解性試験を実施例と同様にして測定した。結果を表1に示す。
(比較例3)
攪拌機を備えたオートクレーブに第一単量体として以下の各成分を仕込み、43℃に昇温した。硫酸第一鉄0.003質量部、デキストローズ0.3質量部を含む触媒水溶液を加えた後さらに65℃まで昇温した。
第一単量体:
1,3−ブタジエン 23.65部
スチレン 1.25部
t−ドデシルメルカプタン 0.15部
p−メンタンハイドロパーオキサイド 0.1部
ピロリン酸ナトリウム 0.5部
ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム 0.15部
脱イオン水 70部
重合開始から1時間後にp−メンタンハイドロパーオキサイド0.2部を添加し、その直後から下記第二単量体、脱イオン水、界面活性剤を2時間で連続滴下した。
第二単量体:
1,3−ブタジエン 70.75部
スチレン 3.75部
t−ドデシルメルカプタン 0.45部
界面活性剤、脱イオン水:
ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム 0.8部
脱イオン水 75部
重合開始から20時間反応させて、ジエン系ゴム質重合体ラテックスを得た。このジエン系ゴム質重合体ラテックス中の粒子の質量平均粒子径は0.16μm、固形分は34.0質量%であった。
ブタジエン系ゴム重合体ラテックスを100質量部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.03部を窒素置換したフラスコ内に仕込み、内温を70℃に保持した。次いで、
メタクリル酸メチル 7.6質量部
スチレン 0.05質量部
t−ブチルハイドロパーオキサイド 0.03質量部
メタクリル酸エチル 1.0質量部
の混合物を1時間かけて滴下し、その後2時間保持した。
次いで、
メタクリル酸メチル 0.8質量部
メタクリル酸エチル 0.2質量部
t−ブチルハイドロパーオキサイド 0.004質量部
の混合物を15分かけて滴下し、その後2時間保持した。
得られたジエン系ゴムグラフト共重合体を凝固して回収した後、乾燥することにより、粉末状のジエン系ゴムグラフト共重合体を得た。
こうして得られたジエン系ゴムグラフト共重合体を用いた以外は実施例の(3)と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造した。
そして、実施例と同様にして、アイゾット衝撃強度試験、加水分解性試験を行った。結果を表1に示す。また、ジエン系ゴム質重合体ラテックスの調製に要した時間(重合時間)を表2に示す。
Figure 2007277368
Figure 2007277368
表1に示すように、実施例の熱可塑性樹脂組成物はアイゾット衝撃強度が高く、耐衝撃性に優れていた。また、高温高湿処理前後のメルトフローレイトに大きな差がなく、加水分解性が低い、すなわち、熱的安定性に優れていることが示された。さらに、表2に示すように、粒子径の大きな粒子を含むジエン系ゴム質重合体ラテックスを短時間で調製することができた。
一方、界面活性剤として脂肪酸系のものを使用した比較例1では、耐衝撃性は優れていたものの、高温高湿処理後にメルトフローレイトが大きく増加し、加水分解性が高く、熱的安定性が低いことが示された。
また、ジエン系ゴム系グラフト共重合体が配合されていない比較例2では、耐衝撃性が非常に悪かった。
また、特定の界面活性剤を使用しているものの、酸基含有共重合体を含まず、凝集肥大化の工程が実施されなかった比較例3では、耐衝撃性に優れるものの、粒子径の大きな粒子を含むジエン系ゴム質重合体ラテックスの調製には非常に長時間を要した。

Claims (3)

  1. アルキルスルホン酸塩類、アルキルアリールスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルアリール硫酸塩類、アルキル燐酸塩類、アルキルアリール燐酸塩類からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)と、酸基含有共重合体(B)とを含有するジエン系ゴムに、少なくとも1種のビニル系単量体をグラフト重合したことを特徴とするジエン系ゴムグラフト共重合体。
  2. アルキルスルホン酸塩類、アルキルアリールスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルアリール硫酸塩類、アルキル燐酸塩類、アルキルアリール燐酸塩類からなる群より選ばれる1種以上の界面活性剤を含むジエン系ゴム質重合体(A)と、酸基含有共重合体(B)とを含有するジエン系ゴムに、少なくとも1種のビニル系単量体をグラフト重合することを特徴とするジエン系ゴムグラフト共重合体の製造方法。
  3. 請求項1に記載のジエン系ゴムグラフト共重合体1〜99質量%と、少なくとも1種の他の熱可塑性樹脂99〜1質量%とを含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。

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