JP2021134284A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)(A)と(B)の合計を100重量部として、
ゴム質重合体(a)の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体(b1)、シアン化ビニル系単量体(b2)を含有するビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合してなるグラフト共重合体(A)20〜40重量部および、
少なくとも芳香族ビニル系単量体(c1)およびシアン化ビニル系単量体(c2)を含有するビニル系単量体混合物(c)を共重合してなるビニル系共重合体(B)60〜80重量部を含む熱可塑性樹脂組成物であり、
前記熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶分(C)全体の重量平均分子量が100,000〜200,000、シアン化ビニル単量体単位の平均含有量が29〜35重量%であり、アセトン可溶分(C)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(d1)の割合が20〜45重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(d2)の割合が50〜80重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(d3)の割合が10重量%未満であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
(2)ビニル系共重合体(B)が、ビニル系共重合体(B−1)とビニル系共重合体(B−2)の混合物であり、ビニル系共重合体(B−1)のアセトン可溶分(C−1)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(e1)の割合が60〜85重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(e2)の割合が10〜30重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(e3)の割合が15重量%未満であり、
ビニル系共重合体(B−2)のアセトン可溶分(C−2)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(f1)の割合が10重量%未満、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(f2)の割合が80重量%以上、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(f3)の割合が10重量%未満であることを特徴とする(1)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
(3)(1)または(2)に記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を構成するグラフト共重合体(A)は、ゴム質重合体(a)の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体(b1)、シアン化ビニル系単量体(b2)を含有するビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合して得られるものである。ビニル系単量体混合物(b)は、前記(b1)、(b2)と共重合可能な他の単量体をさらに含有してもよい。
シアン化ビニル系単量体単位:−C≡N伸縮に帰属される2240cm−1のピーク
アセトン不溶分のシアン化ビニル系単量体単位の含有量は、アセトン不溶分中の芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体の合計を100重量%としたとき、耐薬品性向上の観点から20重量%以上が好ましく、25重量%以上がより好ましい。また、加工時の熱による黄変を抑制するという観点から、40重量%以下が好ましく、35重量%以下がより好ましい。
測定装置:Waters2695
カラム温度:40℃
検出器:RI2414(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:0.3ml/分(溶媒:テトラヒドロフラン)
カラム:TSKgel SuperHZM−M(6.0mmI.D.×15cm)、TSKgel SuperHZM−N(6.0mmI.D.×15cm)直列(いずれも東ソー)。
グラフト率(%)={[(n)−((m)×X/100)]/[(m)×X/100]}×100。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を構成するビニル系共重合体(B)は、少なくとも芳香族ビニル系単量体(c1)およびシアン化ビニル系単量体(c2)を含有するビニル系単量体混合物(c)を共重合して得られるものであり、各々の単量体組成比が異なる2種以上の共重合体の組み合わせでもよく、重量平均分子量の異なる2種以上の共重合体の組み合わせでもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、アセトン可溶分(C)全体の重量平均分子量が100,000〜200,000、シアン化ビニル単量体単位の含有量が29〜35重量%であり、アセトン可溶分(C)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(d1)の割合が20〜45重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(d2)の割合が50〜80重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(d3)の割合が10重量%未満である。
ビニル系共重合体(B−2)のアセトン可溶分(C−2)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(f1)の割合が10重量%未満、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(f2)の割合が80重量%以上、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(f3)の割合が10重量%未満である組み合わせを選択することが特に好ましい。
芳香族ビニル系単量体単位:ベンゼン核の振動に帰属される1605cm−1のピーク
シアン化ビニル系単量体単位:−C≡N伸縮に帰属される2240cm−1のピーク
芳香族ビニル系単量体単位:ベンゼン核の振動に帰属される1605cm−1のピーク
シアン化ビニル系単量体単位:−C≡N伸縮に帰属される2240cm−1のピーク
ゴム質重合体ラテックスを水媒体で希釈、分散させ、レーザ散乱回折法粒度分布測定装置“LS 13 320”(ベックマン・コールター株式会社)により粒子径分布を測定した。その粒子径分布より、ゴム質重合体(a)の重量平均粒子径を算出した。
グラフト共重合体(A)サンプル約1g(m:サンプル質量)にアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を13000r.p.mで20分間遠心分離した後、不溶分を濾過した。得られたアセトン不溶分を80℃で5時間減圧乾燥させ、その質量(n)を測定し、下記式よりグラフト率を算出した。ここで、Xはグラフト共重合体(A)のゴム質重合体含有率である。
グラフト率(%)={[(n)−(m)×X]/[(m)×X]}×100。
(2)で得られたグラフト共重合体(A)のアセトン可溶分、ビニル系共重合体(B)、熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶部分(C)(グラフト共重合体(A)を熱可塑性樹脂組成物とし、(2)と同様な操作で得られる)、各々のサンプル約0.03gをテトラヒドロフラン約15gに溶解し、約0.2重量%の溶液を調製した。下記条件により測定したGPCクロマトグラムより、ポリスチレンを標準物質として換算した重量平均分子量を算出した。
機器:Waters2695
カラム温度:40℃
検出器:RI2414(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:0.3ml/min(溶媒:テトラヒドロフラン)
カラム:TSKgel SuperHZM−M(6.0mmI.D.×15cm)、TSKgel SuperHZM−N(6.0mmI.D.×15cm)直列(いずれも東ソー)。
熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶分(C)を230℃で加熱プレスし作製した厚み30±5μmのフィルムについて、FT−IR分析を行い、FT−IRチャートに現れる下記ピークの強度比からアクリロニトリル単量体単位の平均含有量を求めた。
スチレン単量体単位:ベンゼン核の振動に帰属される1605cm−1のピーク
アクリロニトリル単量体単位:−C≡N伸縮に帰属される2240cm−1のピーク。
熱可塑性樹脂組成物からアセトン不溶分を濾過した濾液をロータリーエバポレーターで濃縮することにより採取したアセトン可溶分(C)5gをアセトン80mlに溶解させた後、シクロヘキサンを徐々に添加し、白濁したところで添加をやめた。この白濁溶液を13000r.p.mで20分間遠心分離した後、上澄みを分離し、不溶分を得た。不溶分は80℃で5時間減圧乾燥させ、その重量を測定した。
スチレン単量体単位:ベンゼン核の振動に帰属される1605cm−1のピーク
アクリロニトリル単量体単位:−C≡N伸縮に帰属される2240cm−1のピーク。
80℃の温度の熱風乾燥機中で3時間乾燥した熱可塑性樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度230℃に設定した日精樹脂工業(株)製射出成形機PS60E−12Aで成形して得た短冊状試験片(長さ127mm、幅12.7mm、厚さ1.5mm)を、熱風乾燥機内で温度80℃24時間アニール処理を行い、室温23℃湿度50%環境下で24時間放置した後、図1に示した1/4楕円治具に沿わせて固定後、試験片表面に資生堂(株)製日やけ止め用乳液「アネッサ パーフェクトUV スキンケアミルク」を試験片全面に塗布した。室温23℃湿度50%にて72時間放置後、試験片上に発生したクラックの位置から、数式1に基づいて臨界歪み値ε(%)を算出した。
t:試験片の厚み(mm)、X:クラック発生点の長軸方向長(mm)
(a、b、tは定数で、a=127、b=38、t=1.5)
80℃の温度の熱風乾燥機中で3時間乾燥した熱可塑性樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度250℃に設定した日精樹脂工業(株)製射出成形機PS60E−12Aで成形し、プレート試験片(長さ90mm、幅50mm、厚さ2.5mm)を得た。室温23℃湿度50%にて24時間放置後、サカタインクスエンジニアリング社製積分球分光光度計CE−7000AでD65光源、10°視野の条件にてプレート試験片のYI値を測定した。
80℃の温度の熱風乾燥機中で3時間乾燥した熱可塑性樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度250℃に設定した日精樹脂工業(株)製射出成形機PS60E−12Aでシリンダー25mmの位置まで計量した後、30分間熱滞留させた。30分経過後、成形したプレート試験片(長さ90mm、幅50mm、厚さ2.5mm)を、室温23℃湿度50%にて24時間放置後、サカタインクスエンジニアリング社製積分球分光光度計CE−7000AでD65光源、10°視野の条件にてプレート試験片のYI値を測定した。初期YI値と250℃、30分間熱滞留後に成形したプレート試験片のYI値の差をΔYI値とした。
各実施例および比較例により得られた熱可塑性樹脂組成物ペレットを80℃の熱風乾燥機中で3時間乾燥した後、測定温度220℃、荷重98Nの条件で、ISO113に準拠した方法によりメルトフローレートを測定した。
撹拌翼を備えた内容量20m3の反応器に、ポリブタジエンラテックス(ゴムの重量平均粒子径0.30μm、ゲル含有率85%)60重量部(固形分換算)、純水120重量部、ラウリン酸ナトリウム0.4重量部、ブドウ糖0.2重量部、ピロリン酸ナトリウム0.2重量部、硫酸第一鉄0.01重量部を仕込み、窒素置換後、60℃に温調し、撹拌しながら、スチレン6.6重量部、アクリロニトリル2.6重量部およびt−ドデシルメルカプタン0.046重量部の単量体混合物を30分間かけて初期添加した。
初期添加する単量体混合物をスチレン7.4重量部、アクリロニトリル1.8重量部およびt−ドデシルメルカプタン0.046重量部とし、連続追添加した単量体混合物をスチレン24.6重量部、アクリロニトリル6.2重量部およびt−ドデシルメルカプタン0.154重量部としたこと以外は、参考例1と同様な方法で、パウダー状のグラフト共重合体(A−2)を得た。グラフト共重合体(A−2)のグラフト率は38%、アセトン可溶分の重量平均分子量は80,000、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は20重量%であった。
初期添加する単量体混合物をスチレン6.0重量部、アクリロニトリル3.2重量部およびt−ドデシルメルカプタン0.046重量部とし、連続追添加した単量体混合物をスチレン20.0重量部、アクリロニトリル10.8重量部およびt−ドデシルメルカプタン0.154重量部としたこと以外は、製造例1と同様な方法で、パウダー状のグラフト共重合体(A−3)を得た。グラフト共重合体(A−3)のグラフト率は40%、アセトン可溶分の重量平均分子量は78,000、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は34重量%であった。
単量体蒸気の蒸発乾留用コンデンサーおよびヘリカルリボン翼を有する2m3の完全混合型重合槽と、単軸押出機型予熱機と、2軸押出機型脱モノマー機からなる連続式塊状重合装置を用いて、以下の方法によりビニル系共重合体(B−1)の製造を実施した。
まず懸濁重合用の媒体としてメタクリル酸メチル−アクリルアミド共重合体を製造した。具体的製造方法は以下のとおりである。
20Lのオートクレーブに前記メタクリル酸メチル−アクリルアミド二元共重合体水溶液6重量部、純水150重量部を入れて400rpmで攪拌し、系内を窒素ガスで置換した。70℃まで昇温後、アクリロニトリル28.9重量部、スチレン11.1重量部、アゾビスイソブチロニトリル0.32重量部、t−ドデシルメルカプタン0.063重量部およびn−オクチルメルカプタン0.094重量部の単量体混合物を、反応系を攪拌しながら30分かけて添加し、重合反応を開始した。単量体混合物を添加後、1時間経過したところで、スチレンを供給ポンプを使用して15重量部添加した。その後、30分間隔でスチレンを1回あたり15重量部として3回を反応容器に添加した。全ての単量体の添加後60分かけて100℃に昇温した。到達後30分間100℃に維持した後、冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行って、ビーズ状のビニル系共重合体(B−3)を得た。重量平均分子量は320,000、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は27重量%であった。
初期に添加する単量体混合物のt−ドデシルメルカプタンを0.32部とし、n−オクチルメルカプタンを添加しないこと以外は、参考例5と同様な方法でビニル系共重合体(B−4)を得た。重量平均分子量は130,000、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は27重量%であった。
単量体混合物をスチレン72重量部、アクリロニトリル28重量部、n−オクチルメルカプタン0.30重量部としたこと以外は、参考例4と同様な方法でビニル系共重合体(B−5)を得た。得られたビニル系共重合体(B−5)の重量平均分子量100,000であった。また、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は28重量%であった。
単量体混合物をスチレン67重量部、アクリロニトリル33重量部、n−オクチルメルカプタン0.16重量部としたこと以外は、参考例4と同様な方法でビニル系共重合体(B−6)を得た。得られたビニル系共重合体(B−6)の重量平均分子量170,000であった。また、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は33重量%であった。
単量体混合物をスチレン74重量部、アクリロニトリル26重量部、n−オクチルメルカプタン0.06重量部としたこと以外は、参考例4と同様な方法でビニル系共重合体(B−7)を得た。得られたビニル系共重合体(B−7)の重量平均分子量170,000であった。また、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は26重量%であった。
単量体混合物をスチレン72重量部、アクリロニトリル28重量部、n−オクチルメルカプタン0.09重量部としたこと以外は、参考例4と同様な方法でビニル系共重合体(B−8)を得た。得られたビニル系共重合体(B−8)の重量平均分子量170,000であった。また、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は28重量%であった。
単量体混合物をスチレン70重量部、アクリロニトリル30重量部、n−オクチルメルカプタン0.12重量部としたこと以外は、参考例4と同様な方法でビニル系共重合体(B−9)を得た。得られたビニル系共重合体(B−9)の重量平均分子量170,000であった。また、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は30重量%であった。
単量体混合物をスチレン64重量部、アクリロニトリル36重量部、n−オクチルメルカプタン0.21重量部としたこと以外は、参考例4と同様な方法でビニル系共重合体(B−10)を得た。得られたビニル系共重合体(B−10)の重量平均分子量170,000であった。また、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は36重量%であった。
単量体混合物をスチレン62重量部、アクリロニトリル38重量部、n−オクチルメルカプタン0.24重量部としたこと以外は、参考例4と同様な方法でビニル系共重合体(B−11)を得た。得られたビニル系共重合体(B−11)の重量平均分子量170,000であった。また、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量は36重量%であった。
参考例に記載のグラフト共重合体(A)、ビニル系共重合体(B)表1に示した重量部数で配合し、スクリュー径40mmのベント付単軸押出機((株)池貝製FS40)を用いて、シリンダー設定温度230℃、スクリュー回転数80rpmの条件で溶融混練し、樹脂組成物のペレットを得た。得られた樹脂組成物のペレットからアセトン可溶分(C)を抽出し、重量平均分子量、アクリロニトリル単量体単位の平均含有量、アクリロニトリル単量体単位含有量組成の重量割合、メルトフローレートを求めた。また、所定の条件で成形した各試験片について、臨界歪み値ε、初期YI値、ΔYI値を求めた。
b:治具の短軸(mm)
X:クラック発生点の長軸方向長(mm)
Claims (3)
- (A)と(B)の合計を100重量部として、
ゴム質重合体(a)の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体(b1)、シアン化ビニル系単量体(b2)を含有するビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合してなるグラフト共重合体(A)20〜40重量部および、
少なくとも芳香族ビニル系単量体(c1)およびシアン化ビニル系単量体(c2)を含有するビニル系単量体混合物(c)を共重合してなるビニル系共重合体(B)60〜80重量部を含む熱可塑性樹脂組成物であり、
前記熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶分(C)全体の重量平均分子量が100,000〜200,000、シアン化ビニル単量体単位の平均含有量が29〜35重量%であり、
アセトン可溶分(C)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(d1)の割合が20〜45重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(d2)の割合が50〜80重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(d3)の割合が10重量%未満であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。 - 前記ビニル系共重合体(B)が、ビニル系共重合体(B−1)とビニル系共重合体(B−2)の混合物であり、
ビニル系共重合体(B−1)のアセトン可溶分(C−1)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(e1)の割合が60〜85重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(e2)の割合が10〜30重量%、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(e3)の割合が15重量%未満であり、
ビニル系共重合体(B−2)のアセトン可溶分(C−2)全体を100重量%として、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%未満である成分(f1)の割合が10重量%未満、シアン化ビニル単量体単位の含有量が31重量%以上35重量%以下である成分(f2)の割合が80重量%以上、シアン化ビニル単量体単位の含有量が35重量%を超える成分(f3)の割合が10重量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。 - 請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品。
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