JP2628095B2 - コアシェルポリマー - Google Patents
コアシェルポリマーInfo
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Description
レン樹脂用耐衝撃性改良剤、その製造法、該耐衝撃性改
良剤を溶融混合してなる優れた耐衝撃性を有する該樹脂
組成物および樹脂成形物に関する。
材料(ギヤー、リールなど)として用いられているが、
得られる成形品の耐衝撃性が十分ではないので、これを
改良するための多くの試みがなされてきた。
性を有する他の樹脂が現在のところ存在しない。更に、
POM樹脂は熱的安定性が劣るため高温でのブレンドには
適していない。
れるコアシェルポリマーとして多くの提案がある。なか
でもゴム弾性体をコア(芯)とし、ガラス状ポリマーを
シェル(殻)とするコアシェルポリアーは、樹脂中への
分散状態が溶融混合条件の影響を受けにくいので、均一
分散の再現性が得られやくいという特徴をもっている。
ンテレフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンオキシ
ドそして、これらのポリマーアロイをはじめとする数多
くのマトリクス樹脂の衝撃改良剤として用いられてい
る。
M樹脂の熱分解を促進するような成分を含んでいた。こ
のため、従来のコアシェルポリマーは、POM樹脂とはブ
レンドすることさえ困難な状態であった。また、ブレン
ドができても熱的安定性に劣る組成物であった。
ば特開昭56−155453に開示されている。これはポリウレ
タンエラストマーとの熱可塑IPN(相互貫通高分子対)
を形成するPOM樹脂組成物であるが、十分な耐衝撃性を
得るには相当量のポリウレタンエラストマーを添加する
必要があり、そのため弾性率が大きく低下し、更に熱的
安定性や流動性も十分なものが得られないという問題点
を始めとして数多くの問題点がある。
乳化重合により得られたゴム状弾性体を含有するPOM樹
脂組成物が開示されている。しかし、この組成物の製造
には特殊なブレンド条件が示してあり、通常のブレンド
条件では十分に安定なPOM樹脂組成物は得られていな
い。また、乳化重合時における熱安定性の工夫もなされ
ていない。
タネートとを含有したPOM樹脂組成物が開示されてい
る。しかし、このコアシェルポリマーを用いてもPOM樹
脂組成物の分解が生じ、安定な樹脂組成物は得られな
い。
施例において使用されているコアシェルポリマーについ
ては、本比較例1において熱的安定性が劣ることを示し
ている。
られたゴム状弾性体を含有するPOM樹脂組成物が開示さ
れているが、これも乳化重合物には何等工夫もされてお
らず、熱的安定性に劣るものである。
組成物が開示されているが、これも熱的安定性に劣る。
ドはウェルド部の強度や伸度が低いことが欠点とされて
いる。POM樹脂は高い結晶性をもつポリマーである。例
えば、耐衝撃性改良のためにウレタンエラストマーをブ
レンドしたPOM樹脂組成物はウェルド強度および伸度が
著しく低いものとなってしまう。
にあって、必ずしも耐候性が良いとは言えない。特に、
耐衝撃性のためにウレタンエラストマーをブレンドした
POM樹脂組成物の耐候性は著しく低下する。
たときに、十分な耐衝撃性を有し、更に熱安定性にも優
れた効果を示す耐衝撃改良剤の開発が望まれている。
クスの中でも特に耐候性に劣る。上記した従来技術にお
いても、この点は特に改良されておらず、耐衝撃性と共
に耐候性も改良されたPOM樹脂組成物の開発が望まれて
いる。
るコアシェルポリマーについて鋭意研究したところ、そ
の重合時に用いる重合開示剤および界面活性剤がPOM樹
脂の熱的安定性に悪影響を及ぼしていることが解明し
た。
めに検討を重ねた。
溶融混合することで、前述した課題が一挙に解決される
ことを見いだし本発明を完成するに至ったものである。
ーからなり、 a)コア部が共役ジエン、C2-8アルキルアクリレートま
たはそれらの混合物、またはそれらおよびそれらと共重
合可能なモノマーとの混合物を乳化重合して得られるガ
ラス転移温度−30℃以下のゴム状ポリマーであり、 b)シェル部がメチルメタクリレートまたはそれおよび
それと共重合可能なモノマーを乳化重合して得られるガ
ラス転移温度60℃以上のガラス状ポリマーであり、 c)コア部とシェル部の重量比が50〜90:50〜10である
ポリオキシメチレン樹脂用耐衝撃性改良剤、その製造
法、それを含むポリオキシメチレン樹脂組成物及びそれ
を成形してなる樹脂成形物に関する。
とは、通常のアニオン定性試験によって検出されない程
度のことを示す。
リマー)5gを50ml三角フラスコに秤量し、イオン交換水
20mlを加え、マグネチックスターラーで3時間撹拌す
る。
に1%塩化バリウム水溶液0.5mlを加え、濁りの発生を
比較観察する(硫酸イオンの定性試験)。
りに0.1N硝酸銀水溶液を加え、濁りの発生を比較観察す
る(ハロゲンイオンの定性試験)。
同じ様に、通常定性試験として用いられる測定方法によ
って行なわれる。
が全く検出されないコアシェルポリマーが用いられる。
活性剤と発生すラジカルが中性である重合開示剤を用い
て行うことができる。ノニオン性界面活性剤としてはポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウ
リルエーテルなどのエーテル型、ポリオキシエチレンモ
ノステアレートなどのエステル型、ポリオキシエチレン
ソルビタンモノラウレートなどのソルビタンエステル
型、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック
コポリマーなどのブロックコポリマー型など広く一般に
使用されているノニオン性界面活性剤のほとんどが使用
可能である。その添加量は界面活性剤の粒子安定化能力
によって適宜選択される。
を発生することはなく、POM樹脂を分解することも少な
い。
ゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビスイソ酪酸
ジメチル、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)
二塩酸塩などのアゾ系重合開始剤、クメンハイドロパー
オキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキ
サイド、過酸化水素などの過酸化物が用いられる。
マー末端にアニオンを導入しないので、POM樹脂を分解
することは少ない。
アニオンを発生させない重合開始剤を使用するような反
応系で乳化重合を行えば、得られたコアシェルポリマー
は実質的にアニオンを含まないものが得られる。
改良剤を配合したPOM樹脂組成物は耐衝撃性に優れたも
のとなる。
用衝撃性改良剤は、先の段階の重合体を後の段階の重合
体が順次に被覆するような連続した多段階乳化重合法、
いわるるシード乳化重合法によって得る。
を反応器へ添加し、次に重合開始剤を添加することによ
り、乳化重合反応を開始させることが好ましい。
る。
ンまたはアルキル基の炭素数が2〜8であるアルキルア
クリレートあるいはそれらの混合物などが挙げられる。
以下のゴム状ポリマーを形成する。
ソプレン、クロロプレン等をあげることができるが、特
にブタジエンが好ましく用いられる。
て、例えばエチルアクリレート、プロピルアクリレー
ト、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレー
ト、2−エチルヘキシルアクリレート等をあげることが
できるが、特にブチルアクリレートが好ましく用いられ
る。
レートなどと共重合可能なモノマー、例えばスチレン、
ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニ
ル、芳香族ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロ
ニトリル等のシアン化ビニル、シアン化ビニリデン、メ
チルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のアルキ
ルメタクリレート等を共役ジエンおよび/またはアルキ
ルアクリレートと共重合させることもできる。
共役ジエンを含んでいても第一段目の全モノマー量の20
重量%以下である場合は架橋性モノマーおよびグラフト
化モノマーを少量用いることにより高い耐衝撃性を達成
することができる。
芳香族ジビニルモノマー、エチレングリコールジアクリ
レート、エチレングリコールジメタクリレート、ブチレ
ングリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアク
リレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、オリゴ
エチレングリコールジアクリレート、オリゴエチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジ
アクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート等のアルカンポリ
オールポリアクリレートまたはアルカンポリオールポリ
メタクリレート等をあげることができるが、特にブチレ
ングリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアク
リレートが好ましく用いられる。
ト、アリルメタクリレート、ジアリルマレエート、ジア
リルフマレート、ジアリルイタコネート等の不飽和カル
ボン酸アリルエステル等をあげることができるが、特に
アリルメタクリレートが好ましく用いられる。
それぞれ第一段目の全モノマー量の0.01〜5重量%、好
ましくは0.1〜2重量%の範囲で用いられる。
の50〜90重量%の範囲が好ましい。コアがこの重量範囲
よりも少ないとき、あるいはこえて多いときは生成する
コアシェルポリマーを溶融混合して得られる樹脂組成物
の耐衝撃性改良の効果が十分ではないことがある。
は、低温耐衝撃性改良の効果が十分ではないことがあ
る。
メタクリレート、メチルメタクリレートと共重合可能な
モノマーが挙げられる。
はメチルメタクリレートとメチルメタクリレートと共重
合可能なモノマーの混合物であり、ガラス転移温度60℃
以上のガラス状ポリマーを形成する。
て、例えばエチルアクリレート、ブチルアクリレート等
のアルキルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチ
ルメタクリレート等のアルキルメタクリレート、スチレ
ン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビ
ニル、芳香族ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル等のシアン化ビニル、シアン化ビニリデン等
のビニル重合性モノマーをあげることができるが、特に
好ましくはエチルアクリレート、スチレン、アクリロニ
トリルが用いられる。
%の範囲が好ましい。この最外殻相がこの重量範囲より
も少ないとき、あるいはこえて多いとき、生成するコア
シェルポリマーを溶融混合して得られる樹脂組成物の耐
衝撃性改良の効果は十分ではないことがある。
ていてもよい。例えば、グリシジルメタクリレートや不
飽和カルボン酸などのような官能基を有する重合モノマ
ー、メチルメタクリレートなどのようなガラス状ポリマ
ーを形成する重合モノマー、ブチルアクリレートなどの
ゴム状ポリマーを形成する重合モノマーなどをシード乳
化重合することによって中間相が形成される。
によって種々選択することができる。
すれば良い。例えば、ガラス状ポリマーを中間相とする
場合はその重合割合をシェルの一部として算出すればよ
く、ゴム状ポリマーの場合はコアの一部として算出すれ
ばよい。
は、例えばコアとシェルの間にもう一つの層が存在して
いる多層系構造をとるものや、中間相がコア中で細かな
粒状となって分散しているサラミ構造をとるものが挙げ
られる。サラミ構造を有するコアシェルポリマーにおい
ては更に極端な場合は、分散するべき中間相がコアの中
心部において新たな芯を形成していることもある。この
ような構造のコアシェルポリマーはスチレンに代表され
るモノマーを中間相構成モノマーとして使用した場合に
生じることがある。
場合、耐衝撃性改良の他に、曲げ弾性率の向上、熱変形
温度の上昇、外観(表面はく離およびパール光沢の抑
制、屈折率変化による色調の変化)も改善される。
撃性改良剤は、例えば、次のような方法により、粒状、
フレーク状あるいは粉体として取り出すことができる。
シード乳化重合法によりラテックスを製造する。
る。
した溶媒や界面活性剤などの多くを除くことができる。
用いることもできる。
ラテックスからコアシェルポリマーを取り出す方法の一
つである。
出機、及びペレタイザーによりペレット状にしてもよい
し、あるいはそのままで耐衝撃改良剤として樹脂に溶融
混合することができる。
対して、上記したコアシェルポリマーからなるPOM樹脂
用耐衝撃性改良剤5〜100重量部、好ましくは10〜80重
量部を溶融混合したものである。
と、得られた樹脂組成物の耐衝撃性改良の効果が認めら
れないことがあり、100重量部より多いと、得られた樹
脂組成物は剛性、耐熱性の著しく損なわれたものとなる
ことがある。
リマー、およびホルムアルデヒドまたはその環式オリゴ
マーと主鎖中に少なくとも2個の隣接炭素原子をもつオ
キシアルキレン基とのコポリマーなどを示し、ポリオキ
シメチレンホモポリマー樹脂、ポリオキシメチレンコポ
リマー樹脂いずも使用できる。
採用される。
て、しかも極端に粘度が低くない適当な温度範囲が選ば
れる。
は単軸もしくは多軸の押出機を用いることによって行う
ことができる。
他の樹脂を含有していてもよい。
剤、耐候性付与剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐熱性付
与剤、着色剤、補強剤、界面活性剤、無機充填剤、滑剤
等をあげることができる。
溶融混合することにより、優れた耐衝撃性を示す。
樹脂組成物は、従来のコアシェルポリマー耐衝撃改良剤
を用いた樹脂組成物に比べて十分な熱的安定性を持ち、
ウレタンエラストマーを用いた樹脂組成物に比べて良好
な流動性、熱的安定性、外観を示す。
た樹脂組成物を提供することが可能である。
が、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもので
はない。
す。また、第1表および第2表に示した数値も重量部で
表されている。
(製)エマルゲン950) E950 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(花王
(製)エマルゲン985) E985 ポリオキシエチレンラウリルエーテル(第一工業製薬
(製)ノイゲンYX−500) YX500 ポリオキシエチレンモノステアレート(日本油脂(製)
ノニオンS−40) S40 ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(日本油
脂(製)ノニオンLT−221) LT221 ソジウムジオクチルスルホサクシネート(第一工業製薬
(製)ネオコールP) NP オレイン酸カリウム(花王(製)OSソープ) OS 炭酸水素ナトリウム SBC 2,2′−アゾビス(メチルイソブチレート)(和光純薬
(製)V601) V601 2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩
(和光純薬(製)V50) V50 過酸化水素 H2O2 ビタミンC VC 加硫酸ナトリウム SPS [実施例1]コアシェルポリマーAの製造 5リットル還流冷却器付重合容器内にDIW1125g、E950
の10%水溶液135gを仕込み、窒素気流下で撹はんしなが
ら70℃に昇温した。次の組成からなる一段目モノマー混
合物の90g、E950の10%水溶液45gおよびDIW90gからなる
混合液をディスパーにて十分に乳化した後、添加し、10
分間かけて分散させた後、3.6gのV601を添加してシード
粒子を重合した。
%水溶液1500g、DIW525gを添加混合したモノマー乳化液
を250分かけて連続フィードし、シード重合を行った。
の重合にはいった。
1125gを200分かけて連続フィードし、シード重合を行っ
た。
シュのステンレス金網で濾過し、コアシェルポリマーラ
テックスを得た。
ターで濾過した後、60℃にて一昼夜送風乾燥して、コア
シェルポリマーAを得た。
の10水溶液66gを仕込み、窒素気流下で撹はんしながら7
0℃に昇温した。次の組成からなる一段目モノマー混合
物の77gを添加し、10分間かけて分散させた後、V50の2
%水溶液154gを添加してシード粒子を重合した。
%水溶液440g、DIW440gを添加混合したモノマー乳化液
を180分かけて連続フィードし、シード重合を行なっ
た。
マー乳化液1120gを60分かけて連続フィードし、シード
重合を行なった。
シュのステンレス金網で濾過し、コアシェルポリマーラ
テックスを得た。
ターで濾過した後、60℃にて一昼夜送風乾燥して、コア
シェルポリマーBを得た。
の10%水溶液20gを仕込み、窒素気流下で撹はんしなが
ら35℃に昇温した。VAc35g、EA15gからなるモノマー混
合物50gを添加し、10分間かけて分散させた後、H2O23%
水溶液12gおよびVC2%水溶液12gを添加してシード粒子
を重合した。
g、DIW95gを添加混合したモノマー乳化液を240分かけて
連続フィードし、さらにH2O23%水溶液72.5gおよびVC2
%水溶液72.5gを300分かけて連続フィードして、シード
重合を行なった。なお、モノマー乳化液のフィード中は
35℃から40℃を保つように冷却した。その温度のまま、
フィード終了後、1時間熟成し、二段目の重合にはいっ
た。
フィードし、次の組成の二段目モノマー乳化液431gを90
分かけて連続フィードし、シード重合を行なった。な
お、モノマー乳化液のフィード中は35℃から40℃を保つ
ように冷却した。
却した後、300メッシュのステンレス金網で濾過し、コ
アシェルポリマーラテックスを得た。
ターで濾過した後、60℃にて一昼夜送風乾燥して、コア
シェルポリマーCを得た。
%水溶液240gを仕込み、窒素気流下で撹拌しながら70℃
に昇温した。
し、10分間かけて分散させた後、V50の2%水溶液135g
を添加してシード粒子を重合させた。
溶液178gとDIW680gを混合した溶液を420分間かけて連続
フィードして、シード重合を行なった。
に昇温して一時間熟成した。
の重合に入った。
マー混合液480gを90分間かけて、連続フィードし、シー
ド重合を行なった。
した後、300メッシュのステンレス金網でろ過し、コア
シェルポリマーラテックスを得た。
ターをろ過した後、60℃にて一昼夜送風乾燥してコアシ
ェルポリマーDを得た。
様の方法によりコアシェルポリマーE〜Jを製造した。
を90部と実施例1で製造したコアシェルポリマーAを10
部、水分量0.03%以下となるまで乾燥した後、池貝鉄工
(株)製の二軸押出機PCM−30を用いて、シリンダー温
度200℃、ダイヘッド温度200℃で溶融混合してPOM樹脂
組成物(1)のペレットを得た。
組成物(2)〜(14)を製造した。
0を80部と実施例1で製造したコアシェルポリマーAを2
0部を用いて、実施例1と同様にして、第2表に示す組
成のPOM樹脂組成物(15)を製造した。
コポリマー樹脂を使用して、POM樹脂組成物(16)を製
造し、そのペレットを得た。
−680)とPOMコポリマー樹脂を使用して、POM樹脂組成
物(17)を製造し、そのペレットを得た。
物(18)の製造 5リットル還流冷却器付重合容器内にDIW1125g、NP1
%水溶液50g、SBC1%水溶液100gを仕込み、窒素気流下
で撹はんしながら70℃に昇温した。
し、10分間かけて分散させた後、SPS2%水溶液200gを添
加してシード粒子を重合した。
液1125g、SBC1%水溶液100gを添加混合したモノマー乳
化液を120分かけて連続フィードし、シード乳化重合を
行った。
の重合にはいった。
ー乳化液775gを45分かけて連続フィードし、シード乳化
重合を行った。
シュのステンレス金網で濾過し、コアシェルポリマーラ
テックスを得た。
ターで濾過した後、60℃にて一昼夜送風乾燥して、コア
シェルポリマーNを得た。
を使用して、POM樹脂組成物(18)を製造し、そのペレ
ットを得た。
の方法によりコアシェルポリマーKを製造した。
組成物(19)を製造した。
自体の熱的安定性もかなり悪いものであった。
日精樹脂(株)射出成型機TS−100を用いてシリンダー
温度、ノズル温度それぞれ200℃にて成形した。
m厚及び6.4mm厚のアイゾット衝撃試験片を作成した。こ
れらの試験片により23℃における衝撃値をJIS K7110に
準拠しは方法で測定した。
較例1および3)では辛うじてペレットは得られるもの
の、それを用いての成形は不可であり、また、POM樹脂
組成物(17)(比較例2)ではウェルド伸度保持率、耐
候性、熱的安定性、流動性に問題があった。
が2点試験片の両端に持つものと、1点片端に持つもの
の引張り破断伸度の比をJIS K7113に準拠した引張り試
験方法で測定した。
ーメーターで100時間暴露し、その前後の色差(△E)
を日本電色工業製Σ80カラー測定機により測定した。
〜Kについて、それらに含まれるアニオンを検出した。
を50ml三角フラスコに秤量し、イオン交換水20mlを加
え、マグネチックターラーで3時間撹拌する。
に1%塩化バリウム水溶液0.5mlを加え、濁りの発生を
比較観察した(硫酸イオンの定性試験)。
くアニオンが検出されなかった。
された。
を50ml三角フラスコに秤量し、イオン交換水20mlを加
え、マグネチックスターラーで3時間撹拌する。
に1%塩化バリウムの代りに0.1N硝酸銀水溶液を加え、
濁りの発生を比較観察した(ハロゲンイオンの定性試
験)。
くアニオンが検出されなかった。
が該コアシェルポリマー中に含まれていることが判明し
ており、このコアシェルポリマー中にはカルボン酸アニ
オンが存在していることが明らかである。
Claims (4)
- 【請求項1】実質的にアニオンが検出されないコアシェ
ルポリマーからなり、 a)コア部が共役ジエン、C2-8アルキルアクリレートま
たはそれらの混合物、またはそれらおよびそれらと共重
合可能なモノマーとの混合物を乳化重合して得られるガ
ラス転移温度−30℃以下のゴム状ポリマーであり、 b)シェル部がメチルメタクリレートまたはメチルメタ
クリレートおよびそれと共重合可能なモノマーを乳化重
合して得られるガラス転移温度60℃以上のガラス状ポリ
マーであり、 c)コア部とシェル部の重量比が50〜90:50〜10である
ポリオキシメチレン樹脂用耐衝撃性改良剤。 - 【請求項2】乳化重合をノニオン性界面活性剤および発
生するラジカルが中性である重合開始剤を用いて行なう
ことを特徴とする請求項1)記載のポリオキシメチレン
樹脂用耐衝撃性改良剤の製造法。 - 【請求項3】ポリオキシメチレン樹脂100重量部と、請
求項1)記載のポリオキシメチレン樹脂用耐衝撃性改良
剤5〜100重量部を含むポリオキシメチレン樹脂組成
物。 - 【請求項4】請求項3)記載のポリオキシメチレン樹脂
組成物を成形してなるポリオキシメチレン樹脂成形物。
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KR100840219B1 (ko) | 2001-08-03 | 2008-06-23 | 도레이 가부시끼가이샤 | 수지 조성물 및 그것으로 이루어진 성형품, 필름 및 섬유 |
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