JP2019522710A - 多段ポリマー及び2種の異なる(メタ)アクリルポリマーを含む組成物、その製造方法、並びに前記組成物を含む物品 - Google Patents
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Abstract
Description
a)(メタ)アクリルポリマー(P1)、
b)多段ポリマー、及び
c)(メタ)アクリルポリマー(P2)、
を含むポリマー組成物であって、(メタ)アクリルポリマー(P1)が100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とするポリマー組成物は、同じ重量の多段ポリマーで(メタ)アクリルポリマー(P1)を含まない組成物よりも、多段ポリマーの分散性がより良好なことが判明した。
a)(メタ)アクリルポリマー(P1)、
b)多段ポリマー、及び
c)(メタ)アクリルポリマー(P2)、
を含むポリマー組成物であって、(メタ)アクリルポリマー(P1)が100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とするポリマー組成物は、(メタ)アクリルポリマー(P1)を含まない組成物よりも、多段ポリマーの分散性がより良好であり、耐衝撃性も良好であることが判明した。
a)(メタ)アクリルポリマー(P1)、
b)多段ポリマー、及び
c)(メタ)アクリルポリマー(P2)、
を含むポリマー組成物であって、(メタ)アクリルポリマー(P1)が100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とするポリマー組成物は、耐衝撃性が改質された物品を製造するために使用可能なことが判明した。
a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルポリマー(P2)とを混合する工程
を含むポリマー組成物の製造方法により、
(メタ)アクリルポリマー(P1)を含まない組成物よりも、組成物中への多段ポリマーのより良好な分散性が得られることが判明した。
a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルポリマー(P2)とを混合する工程
を含むポリマー組成物の製造方法により、
(メタ)アクリルポリマー(P1)を含まない組成物よりも、組成物中への大量の多段ポリマーのより良好な分散性が得られることが判明した。
a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、モノマーM1とを混合する工程
を含むポリマー組成物の製造方法であって、
(メタ)アクリルポリマー(P1)が100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とするポリマー組成物の製造方法により、同じ重量の多段ポリマーで(メタ)アクリルポリマー(P1)を含まない組成物よりも、より高い水準で、より良好な多段ポリマーの分散性が得られることが判明した。
a)(メタ)アクリルポリマー(P1)、
b)多段ポリマー、及び
c)(メタ)アクリルポリマー(P2)、
を含むポリマー組成物であって、(メタ)アクリルポリマー(P1)が、100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とする、ポリマー組成物に関する。
a)(メタ)アクリルポリマー(P1)、
b)多段ポリマー、及び
c)(メタ)アクリルポリマー(P2)、
を含むポリマー組成物であって、(メタ)アクリルポリマー(P1)が、100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有し、(メタ)アクリルポリマー(P2)が、(メタ)アクリルポリマー(P1)よりも大きい重量平均分子量Mwを有する、ポリマー組成物に関する。
a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルポリマー(P2)とを混合する工程
を含む、ポリマー組成物の製造方法に関する。
a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルモノマー又はビニルモノマー又はこれらの混合物から選択されるモノマー(M1)とを混合する工程、
c)モノマー(M1)を重合させる工程
を含む、ポリマー組成物の製造方法に関する。
a)(メタ)アクリルポリマー(P1)、
b)多段ポリマー、及び
c)(メタ)アクリルポリマー(P2)、
を含むポリマー組成物の使用であって、(メタ)アクリルポリマー(P1)が100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とする使用に関する。
本発明によるポリマー組成物は、a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)、b)多段ポリマー、及びc)(メタ)アクリルポリマー(P2)を含む。
(メタ)アクリルポリマー(P1)は、100,000g/mol未満、好ましくは90,000g/mol未満、より好ましくは80,000g/mol未満、さらにより好ましくは70,000g/mol未満、有利には60,000g/mol未満、より有利には50,000g/mol未満、さらにより有利には40,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する。
(メタ)アクリルポリマー(P2)は、(メタ)アクリルポリマー(P1)とは異なる。その違いは基本的に、重量平均分子量若しくはポリマーの組成であるか、又はその双方である。組成とは、各モノマーの性質若しくはモノマーの量、又はこれら両方の観点で、(メタ)アクリルポリマー(P1)及び(P2)の双方のモノマー組成を意味する。2種のポリマーが共通のモノマーを有し、かつ異なるコモノマーを有するか、又はコモノマーが同じ場合、コモノマーの相対的な量は、(メタ)アクリルポリマー(P1)及び(P2)の双方において異なる。この差は好ましくは、少なくとも5重量%、より好ましくは10重量%である。
本発明による多段ポリマーは、ポリマー組成において異なる少なくとも2つの段階構造を有する。
一次粒子である本発明によるポリマー粒子は、15nm〜900nmの重量平均粒径を有する。ポリマーの重量平均粒径は好ましくは、20nm〜800nm、より好ましくは25nm〜600nm、さらにより好ましくは30nm〜550nm、さらになお好ましくは35nm〜500nm、有利には40nm〜400nm、さらにより有利には75nm〜350nm、有利には80nm〜300nmである。一次ポリマー粒子はアグロメレート化して、多段ポリマーを含むポリマー粉末になるか、又は(メタ)アクリルポリマー(P1)及び多段ポリマーを含むポリマー粉末になる。
多層構造を有するポリマー粒子は、0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む少なくとも1つの層(A)と、30℃超のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含むもう1つの層(B)とを備える。
第一の実施態様においてポリマー(A1)は、アルキルアクリレートからのモノマーを少なくとも50重量%含む(メタ)アクリルポリマーである。
第二の実施態様においてポリマー(A1)は、シリコーンゴム系のポリマーである。このシリコーンゴムは例えば、ポリジメチルシロキサンである。より好ましくは、第二の実施態様におけるポリマー(A1)のガラス転移温度Tgは、−150〜0℃、さらにより好ましくは−145〜−5℃、有利には−140〜−15℃、より有利には−135〜25℃である。
第三の好ましい実施態様において、0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)は、イソプレン又はブタジエン由来の重合単位を少なくとも50重量%含み、段(A)は、多層構造を有するポリマー粒子の最も内側の層である。言い換えると、ポリマー(A1)を含む段(A)が、ポリマー粒子のコアである。
ポリマー(B1)については、二重結合を有するモノマー及び/又はビニルモノマーを含むホモポリマー及びコポリマーを挙げることができる。ポリマー(B1)は好ましくは、(メタ)アクリルポリマーである。
本発明による多段ポリマーの製造方法は、以下の工程:
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)の乳化重合により重合を行い、0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む少なくとも1つの層(A)を得る工程、
b)モノマー又はモノマー混合物(Bm)の乳化重合により重合を行い、少なくとも30℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程、
を含み、
モノマー又はモノマー混合物(Am)、及びモノマー又はモノマー混合物(Bm)は、前述のポリマー(A1)及びポリマー(B1)についての組成に従ったモノマーから選択する。
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)の乳化重合により重合を行い、0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む1つの層(A)を得る工程、
b)モノマー又はモノマー混合物(Bm)の乳化重合により重合を行い、少なくとも30℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む層(B)を得る工程、
を交互に含む多工程法である。
本発明による(メタ)アクリルポリマー(P1)の製造方法は、各(メタ)アクリルモノマー(P1m)を重合させる工程を含む。各(メタ)アクリルモノマー(P1m)は、(メタ)アクリルポリマー(P1)について、また、(メタ)アクリルポリマー(P1)の2つの好ましい実施態様について、先に規定したものと同じである。
バッチ法については、開始剤系、又は開始剤系の一部を導入する直前、又はその直後に、モノマーの混合物を一回で導入する。
半バッチ法については、モノマー混合物を複数回、又は開始剤の添加に並行して連続的に(開始剤も複数回、又は連続的に添加される)、規定の添加期間(30から500分の範囲であり得る)にわたって添加する。
(メタ)アクリルポリマー(P1)及び多段ポリマーを含むポリマー組成物を製造するための第一の好ましい実施態様による方法は、以下の工程:
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)の段(A)における乳化重合により重合を行い、0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む、段(A)における1つの層を得る工程、
b)モノマー又はモノマー混合物(Bm)の乳化重合により重合を行い、この段階で、少なくとも30℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む、段(B)における層を得る工程、
c)モノマー又はモノマー混合物(P1m)の乳化重合により重合を行い、少なくとも30℃のガラス転移温度を有する(メタ)アクリルポリマー(P1)を含む、この更なる段における層を得る工程
を含み、本製造方法は、(メタ)アクリルポリマー(P1)が、100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とする。
a)モノマー又はモノマー混合物(Am)の乳化重合により重合を行い、0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む、段(A)における1つの層を得る工程、
b)モノマー又はモノマー混合物(Bm)の乳化重合により重合を行い、この段階で、少なくとも30℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む、段(B)における層を得る工程、
c)モノマー又はモノマー混合物(P1m)の乳化重合により重合を行い、少なくとも30℃のガラス転移温度を有する(メタ)アクリルポリマー(P1)を含む、この更なる段における層を得る工程
を含み、本製造方法は、(メタ)アクリルポリマー(P1)が、100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とする。
(メタ)アクリルポリマー(P1)及び多段ポリマーを含むポリマー組成物を製造するための第二の好ましい実施態様による方法は、以下の工程:
a)(メタ)アクリルポリマー(P1)及び多段ポリマーを混合する工程、
b)前の工程においてポリマー粉末の形態で得られた混合物を回収する工程、
を含み、ここで(メタ)アクリルポリマー(P1)及び工程(a)における多段ポリマーは、水相における分散体の形態である。
(メタ)アクリルポリマー(P1)及び多段ポリマーを含む、本製造方法の2つの実施態様によるポリマー粉末は、1μm〜500μmの体積メジアン粒径D50を有する。ポリマー粉末の体積メジアン粒径は好ましくは、10μm〜400μmであり、より好ましくは15μm〜350μm、有利には20μm〜300μmである。
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルポリマー(P2)とを混合する工程
を含む。
a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルモノマー又はビニルモノマー又はこれらの混合物から選択されるモノマー(M1)とを混合する工程、
c)モノマー(M1)を重合させる工程
を含む。
モノマー(M1)は、少なくとも0℃〜60℃の範囲の温度で液状モノマーである。(メタ)アクリルモノマー(M1)は、1つの炭素二重結合C=Cを含む。
1. 100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する段階、
2. 100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、段階1の多段ポリマーとを含む組成物を、モノマー(M1)、例えばメチルメタクリレート、及び任意選択的な架橋剤、任意選択的な少なくとも1種のコモノマーM及び少なくとも1種のラジカル開始剤と混合する段階、
3. 段階2で得られた混合物を型に流し込み、その後温度サイクルに従ってこの混合物を加熱して、キャストシートを得る段階
を含む。
ラジカル開始剤は、ジアシルペルオキシド、ペルオキシエステル、ジアルキルペルオキシド、ペルオキシアセタール、又はアゾ化合物から選択することができる。ラジカル開始剤として適しているのは例えば、イソプロピルカーボネート、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、カプロイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、tert−ブチルペルベンゾエート、tert−ブチルペル−2−エチルヘキサノエート、クミルヒドロペルオキシド、1,1−ジ(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、tert−ブチペルオキシイソブチレート、tert−ブチルペルアセテート、tert−ブチルペルピバレート、アミルペルピバレート、1,1−ジ(t−アミルペルオキシ)シクロヘキサン、tert−ブチルペルオクトエート、アゾジイソブチロニトリル(AIBN)、アゾジイソブチロアミド、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ−ペンタン酸)又は1,1’−アゾビス(シアノシクロヘキサン)である。上記リストから選択されるラジカル開始剤の混合物を使用することが、本発明の範囲から外れることは無い。好ましいラジカル開始剤は、1,1−ジ(t−アミルペルオキシ)シクロヘキサンである。
粘度測定
粘度は、Anton Paar社のレオメータMCR 301によって測定する。クエット形状を用いる。温度は20℃、剪断速度は0.1s−1から100s−1までである。
ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、熱機械分析が可能な装置によって測定する。Rheometrics Company社製のRDAII“RHEOMETRICS DYNAMIC ANALYSER”を使用した。熱機械分析によって、温度との関数で試料の粘弾性変化、適用されるひずみ又は変形が、正確に測定される。この装置は、ひずみを一定に保ちながら、温度変化について制御されたプログラムの間、試料の変形を連続的に記録する。
その結果は、温度との関数で、弾性モジュール(G’)、弾性モジュール損失、及びtanδを描くことによって得られる。Tgは、tanδから導かれる値がゼロに等しい場合、tanδの曲線で読み取られる温度の値よりも高い。
ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって測定する。
多段重合後の一次粒子の粒径は、Zetasizerにより測定する。
回収後のポリマー粉末の粒径は、MALVERN社のMalvern Mastersizer 3000によって測定する。
重量平均粉末粒径、粒径分布、及び微粒子の比率を評価するためには、300mmのレンズ付きのMalvern Mastersizer 3000装置を使用する(0.5から880μmの範囲を測定)。
Claims (23)
- a)(メタ)アクリルポリマー(P1)、
b)多段ポリマー、及び
c)(メタ)アクリルポリマー(P2)、
を含むポリマー組成物であって、(メタ)アクリルポリマー(P1)が、100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有することを特徴とする、ポリマー組成物。 - (メタ)アクリルポリマー(P1)が、5,000g/mol〜70,000g/molの重量平均分子量Mwを有することを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P2)が、50,000g/molを上回る、好ましくは60,000g/molを上回る、より好ましくは70,000g/molを上回る、さらにより好ましくは80,000g/molを上回る、有利には90,000g/molを上回る、より有利には100,000g/molを上回る、さらにより有利には105,000g/molを上回る、重量平均分子量Mwを有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P2)が、(メタ)アクリルポリマー(P1)より重要な重量平均分子量Mwを有し、より好ましくは、その差が少なくとも10,000g/molであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P2)が、105,000g/mol〜10,000,000g/molの重量平均分子量Mwを有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P2)が架橋していることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P2)のガラス転移温度Tgが、60℃〜150℃であることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P2)が、重合したメチルメタクリレートを少なくとも50重量%含むことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
- 多段ポリマーが、
a)0℃未満のガラス転移温度を有するポリマー(A1)を含む1つの段(A)、
b)少なくとも30℃のガラス転移温度を有するポリマー(B1)を含む1つの段(B)、
を含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。 - 段(A)が第一の段であり、ポリマー(B1)を含む段(B)がポリマー(A1)を含む段(A)にグラフトされていることを特徴とする、請求項9に記載の組成物。
- ポリマー(A1)及び(B1)が、アクリルポリマー又はメタクリルポリマーであることを特徴とする、請求項9又は10に記載の組成物。
- ポリマー(A1)が、イソプレン又はブタジエン由来のポリマー単位を少なくとも50重量%含むことを特徴とする、請求項9又は10に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P1)が、C1からC12アルキル(メタ)アクリレートから選択されるモノマーを少なくとも50重量%含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P1)が、50重量%から100重量%までのメチルメタクリレート、好ましくは80重量%から100重量%までのメチルメタクリレート、さらにより好ましくは80重量%から99.8重量%までのメチルメタクリレートと、0.2重量%から20重量%までのC1からC8アルキルアクリレートモノマーとを含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P1)が、官能性モノマーを0重量%〜50重量%含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
- (メタ)アクリルポリマー(P1)が、官能性モノマーを1重量%〜30重量%含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
- 官能性コモノマーが、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリル酸若しくはメタクリル酸、これらの酸から誘導されるアミド、例えばジメチルアクリルアミド、2−メトキシエチルアクリレート若しくはメタクリレート、2−アミノエチルアクリレート若しくはメタクリレートが任意選択的に四級化されていてよく、ホスホネート基若しくはホスフェート基を有するアクリレート又はメタクリレートのモノマー、アルキルイミダゾリジノン(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートから選択され、好ましくは、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートのポリエチレングリコール基は、400g/molから10,000g/molまでの範囲の分子量を有することを特徴とする、請求項15又は16に記載の組成物。
- a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルポリマー(P2)とを混合する工程
を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載のポリマー組成物を製造するための方法。 - a)100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する工程、
b)前の工程の組成物と、(メタ)アクリルモノマー若しくはビニルモノマー又はこれらの混合物から選択されるモノマー(M1)とを混合する工程、
c)モノマー(M1)を重合させる工程
を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載のポリマー組成物を製造するための方法。 - 液状混合物が、20℃で1s−1の剪断速度で、10mPa.s〜200,000mPa.sの動的粘度を有することを特徴とする、請求項19に記載の方法。
- 工程b)の組成物に、開始剤も添加することを特徴とする、請求項19又は20に記載の方法。
- 以下の段階:
1. 100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、多段ポリマーとを含む組成物を調製する段階、
2. 100,000g/mol未満の重量平均分子量Mwを有する(メタ)アクリルポリマー(P1)と、段階1の多段ポリマーとを含む組成物を、モノマー(M1)、例えばメチルメタクリレート、及び任意選択的な架橋剤、任意選択的な少なくとも1種のコモノマーM及び少なくとも1種のラジカル開始剤と混合する段階、
3. 段階2で得られた混合物を型に流し込み、その後温度サイクルに従ってこの混合物を加熱して、キャストシートを得る段階
を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載のポリマー組成物を製造するための方法。 - 耐衝撃性が改質されたポリマー物品を製造するための、請求項1から17のいずれか一項に記載された、又は請求項18から22のいずれか一項に記載の方法によって得られるポリマー組成物の使用。
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