JP2015131867A - Pc/abs系樹脂の伸び及び耐衝撃性向上用の共重合体、この共重合体とpc/abs系樹脂と樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明では、スチレン単量体単位45〜85質量%、無水マレイン酸単量体単位10〜20質量%、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位5〜45質量%である共重合体が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、ポリカーボネート樹脂(A)5〜95質量部、ABS樹脂(B)95〜5質量部、上記記載の共重合体(C)1〜30質量部を含む樹脂組成物(但しポリカーボネート樹脂とABS樹脂の合計を100質量部とする)が提供される。
本願明細書において、「〜」という記号は「以上」及び「以下」を意味し、例えば、「A〜B」なる記載は、A以上でありB以下であることを意味する。
装置名:SYSTEM−21 Shodex(昭和電工社製)
カラム:PL gel MIXED−Bを3本直列
温度:40℃
検出:示差屈折率
溶媒:テトラヒドロフラン
濃度:2質量%
検量線:標準ポリスチレン(PS)(PL社製)を用いて作製した。
重合様式においては特に限定はなく、溶液重合、塊状重合等公知の方法で製造できるが、溶液重合がより好ましい。溶液重合で用いる溶剤は、副生成物が出来難く、悪影響が少ないという観点から非重合性であることが好ましい。溶剤の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、1、4−ジオキサン等のエーテル類、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素などが挙げられるが、単量体や共重合体の溶解度、溶剤回収のし易さの観点から、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンが好ましい。溶剤の添加量は、得られる共重合体量100質量部に対して、10〜100質量部が好ましく、さらに好ましくは30〜80質量部である。10質量部以上であれば、反応速度および重合液粘度を制御する上で好適であり、100質量部以下であれば、所望の重量平均分子量(Mw)を得る上で好適である。
この樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂(A)は、好ましくは10〜90質量部であり、さらに好ましくは20〜80質量部である。また、ABS樹脂(B)は、好ましくは90〜10質量部であり、さらに好ましくは80〜20質量部である。さらに、共重合体(C)は、好ましくは5〜27質量部であり、さらに好ましくは7〜25質量部である。このような配合量の場合に、共重合体(C)による伸び及び耐衝撃性向上効果が特に高くなるからである。
攪拌機を備えた200L反応缶中にポリブタジエンラテックス143部(固形分35%、平均粒径350nm)、ステアリン酸ソーダ1部、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2部、テトラソジウムエチレンジアミンテトラアセチックアシッド0.01部、硫酸第一鉄0.005部、及び純水150部を仕込み、温度を50℃に加熱し、これにスチレン75%及びアクリロニトリル25%よりなる単量体混合物45部、t−ドデシルメルカプタン1.0部、キュメンハイドロパーオキサイド0.15部、を6時間で連続添加し、更に添加後65℃に昇温し2時間重合した。得られたラテックスに酸化防止剤(チバスペシャリティケミカル社製イルガノックス1076)0.3部を添加した後、5%塩化カルシウム水溶液300部と塩酸をpHが4となる様に添加して凝固させ、水洗、乾燥後白色粉末を得た。この粉末27部とAS樹脂(電気化学工業社製AS−XGS)73部を二軸押出機(東芝機械社製 TEM−35B)にて、シリンダー温度230℃で溶融混練してペレット化してABS樹脂を得た。
マレイン酸無水物が20質量%濃度となるようにメチルイソブチルケトンに溶解させた20%マレイン酸無水物溶液と、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートが2質量%となるようにメチルイソブチルケトンに希釈した2%t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート溶液とを事前に調製し、重合に使用した。
撹拌機を備えた120リットルのオートクレーブ中に、20%マレイン酸無水物溶液2.6kg、スチレン25kg、メチルメタクレリレート10kg、t−ドデシルメルカプタン30gを仕込み、気相部を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら40分かけて88℃まで昇温した。昇温後87℃を保持しながら、20%マレイン酸無水物溶液を1.9kg/時、および2%t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート溶液を375g/時の分添速度で各々連続的に8時間かけて添加し続けた。その後、2%t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート溶液の分添を停止し、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートを40g添加した。20%マレイン酸無水物溶液は、そのまま1.9kg/時の分添速度を維持しながら、8℃/時の昇温速度で4時間かけて120℃まで昇温した。20%マレイン酸無水物溶液の分添は、分添量が積算で22.8kgになった時点で停止した。昇温後、1時間120℃を保持して重合を終了させた。重合液は、ギヤーポンプを用いて二軸脱揮押出機に連続的にフィードし、メチルイソブチルケトンおよび微量の未反応モノマー等を脱揮処理して、ストランド状に押出し切断することによりペレット形状の共重合体(C−1)を得た。得られた共重合体(C−1)をC−13NMR法により組成分析を行った。さらにGPC装置にて分子量測定を行った。
同様に、組成はマレイン酸無水物、スチレン、メチルメタクレリレートの添加量を変えることで、また、分子量はt−ドデシルメルカプタンの添加量を変えることで、組成及び重量平均分子量が異なる種々の共重合体(C−2)〜(C−9)及び比較共重合体(CC−1)〜(CC−4)を得た。これらの共重合体の組成及び重量平均分子量の分析結果を表1に示す。
上記のポリカーボネート樹脂(A)、ABS樹脂(B)、及び共重合体(C)を表2〜表3に示す配合でヘンシェルミキサーを用いて混合した後、二軸押出機(東芝機械社製 TEM−35B)にて、シリンダー温度260℃で溶融混練してペレット化して樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物について、以下の評価を行った。評価結果を表2〜表3に示す。
JIS K7161−1994及びJIS K7162−1994に準拠し、射出成形したダンベル形の成形片を用い、島津製作所オートグラフAG−Xplusを用い、引張速度50mm/minにて引張破壊時呼びひずみを測定し、伸びの特性値とした。
A:伸び変化率が150%以上
B:伸び変化率が130%以上150%未満
C:伸び変化率が115%以上130%未満
D:伸び変化率が100%以上115%未満
E:伸び変化率が100%未満
シャルピー衝撃強度は、JIS K7111−1:2012に基づき、ノッチなし試験片を用い、打撃方向はエッジワイズを採用して測定した。なお、測定機は東洋精機製作所社製デジタル衝撃試験機を使用した。
A:シャルピー衝撃強度変化率が270%以上
B:シャルピー衝撃強度変化率が200%以上270%未満
C:シャルピー衝撃強度変化率が130%以上200%未満
D:シャルピー衝撃強度変化率が100%以上130%未満
E:シャルピー衝撃強度変化率が100%未満
射出成形機(東芝機械社製IS−50EPN)を用いて、シリンダー温度230℃、金型温度40℃の成形条件で、直径30mm、高さ50mmの円柱状成形品のサンプルを50個作製し、目視にて、シルバー、フローマーク、ガス焼け、着色、気泡などの外観不良が発生したサンプル数を数えることによって、外観評価を行った。評価基準は、以下の通りである。
A:外観不良のサンプル数が0個
B:外観不良のサンプル数が1〜2個
C:外観不良のサンプル数が3〜4個
D:外観不良のサンプル数が5〜6個
E:外観不良のサンプル数が7個以上
比較例1は、共重合体(C)中の無水マレイン酸単量体単位の含有量が少なすぎたために、伸び向上と耐衝撃性向上がどちらも不十分であった。
比較例2は、共重合体(C)中の無水マレイン酸単量体単位の含有量が多すぎたために、伸び向上と耐衝撃性向上がどちらも不十分であった。また、成形品の外観も良好でなかった。
比較例3は、共重合体(C)のMwが小さすぎたために、伸び向上と耐衝撃性向上がどちらも不十分であった。
比較例4は、共重合体(C)のMwが大きすぎたために、伸び向上が不十分であった。
比較例5は、共重合体(C)の添加量が多すぎたために、伸び向上と耐衝撃性向上がどちらも不十分であった。
比較例6は、樹脂組成物がABS樹脂(B)を含まなかったために、伸び向上と耐衝撃性向上がどちらも不十分であった。
比較例7は、樹脂組成物がポリカーボネート樹脂(A)を含まなかったために、伸び向上と耐衝撃性向上がどちらも不十分であった。
実施例1〜12では、無水マレイン酸単量体単位の含有量が5〜25質量%であり且つMwが5万〜30万である共重合体(C)を1〜30質量部添加したので、伸び向上及び耐衝撃性向上がどちらも大きく、かつ成形品の外観も良好であった。
さらに、実施例1〜4では、組成がスチレン単量体単位45〜85質量%、無水マレイン酸単量体単位10〜20質量%、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位5〜45質量%であり且つMwが10万〜20万である共重合体(C)を1〜30質量部添加したので、伸び向上及び耐衝撃性向上がどちらも非常に大きく、かつ成形品の外観も非常に良好であった。
Claims (3)
- スチレン単量体単位と無水マレイン酸単量体単位を必須とするスチレン−無水マレイン酸系共重合体であって、無水マレイン酸単量体単位5〜25質量%、重量平均分子量(Mw)5万〜30万である、ポリカーボネート樹脂とABS樹脂からなる樹脂組成物の伸び及び耐衝撃性向上用の共重合体。
- スチレン単量体単位45〜85質量%、無水マレイン酸単量体単位10〜20質量%、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位5〜45質量%からなる請求項1に記載の共重合体。
- ポリカーボネート樹脂(A)5〜95質量部、ABS樹脂(B)95〜5質量部、請求項1又は請求項2に記載の共重合体(C)1〜30質量部を含む樹脂組成物(但しポリカーボネート樹脂とABS樹脂の合計を100質量部とする)。
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