JP2885915B2 - 成形用ポリブレンド組成物 - Google Patents

成形用ポリブレンド組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成形品製造用のエンジニアリングレジンとし
て有用なポリブレンド組成物に関する。より詳しくは、
本発明は耐衝撃性の改良された熱可塑性ポリブレンド組
成物に関する。
〔発明が解決しょうとする課題〕
本発明によって、オレフィンポリマー、ゴム改質スチ
レン樹脂、および相溶化剤(compatibilizer)から成る
成形用ポリブレンド組成物が提供される。また、本発明
はこのポリブレンド組成物と充填剤とから成る充填剤入
り熱可塑性樹脂組成物をも提供する。
〔課題を解決するための手段1〕 少くとも約50wt%のオレフィンポリマーが結晶性プロ
ピレンポリマーである。このオレフィンポリマーはポリ
ブレンドの約40〜80wt%を占める。
ポリブレンドの約5〜40wt%を占めるゴム改質スチレ
ン樹脂は、ランダム熱可塑性コポリマー約65〜95wt%
と、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴムお
よび共役ジエンゴムから成るグループから選択されるグ
ラフトされたゴム約5〜35wt%から成る。このランダム
熱可塑性コポリマーは、ビニル芳香族モノマー約35〜99
wt%、α,β−不飽和ジカルボン酸誘導体約1〜30wt
%、ならびに、不飽和ニトリル、α,β−不飽和モノカ
ルボン酸、α,β−不飽和モノカルボン酸のC1〜C4アル
キルエステル、およびこれらの混合物から成るグループ
から選択されるエチレン系不飽和モノマー0〜約35wt%
を含む。一つの好ましい実施例において、このランダム
熱可塑性コポリマーはスチレン/無水マレイン酸コポリ
マーである。
相溶化剤は、ポリブレンドの約3〜40wt%を占め、モ
ノビニル芳香族モノマー/共役ジエンブロックコポリマ
ー、水素化モノビニル芳香族モノマー/共役ジエンブロ
ックコポリマー、およびこれらの混合物から成るグルー
プから選択することができる。
〔発明の効果〕
本発明のポリブレンドは、コポリマーがグラフトされ
たゴムによって改質されていない、先行技術のオレフィ
ンポリマーとスチレンコポリマーとのポリブレンドに比
べると、著しく向上した耐衝撃性を有する。耐衝撃性向
上の大きさは、グラフトされるゴムをポリブレンド内に
単純にブレンドすることによって得られる耐衝撃性の向
上があまり大したものでないということを考えると、予
想外のものであった。本発明のポリブレンドにおける脆
性の著しい低下も、スチレン樹脂コポリマー成分のグラ
フトゴムがポリブレンド組成物全体の小さな部分しか占
めないということを考えると、やはり驚くべきことであ
る。
もう一つ予想しなかったことは、ゴム改質スチレン樹
脂の使用がこのポリブレンド組成物の他の物理的性質に
対してごく小さな影響しか与えないということである。
引張強さと曲げ強さは低下せず、また曲げ弾性率(曲げ
剛性)と耐熱性には重要でない変化が見られただけであ
る。通常、熱可塑性樹脂の耐衝撃性の大きな改質には、
その樹脂の他のいくつかの性質の大きな劣化が伴う。
〔課題を解決するための手段2〕 A.オレフィンポリマー 本発明の成形用ポリブレンド組成物は、約40〜80wt%
好ましくは約45〜80wt%のオレフィンポリマーを含むこ
とができる。オレフィンポリマーの少くとも約50wt%
(より好ましくは、少くとも約60wt%)が結晶性プロピ
レンポリマーである。この結晶性プロピレンポリマー
は、プロピレンのホモポリマーとすることができ、ある
いは、プロピレンと少量(好ましくは、約1〜20wt%)
の他のオレフィンたとえばエチレン、1−ブテン、4−
メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンそ
の他とのコポリマーとすることができる。この結晶性プ
ロピレンポリマーのみかけの結晶融点は約140〜180℃で
あるのが好ましい。この成分が完全に結晶性(すなわ
ち、アイソタクチック)であることは必要でない。
このポリブレンド組成物のオレフィンポリマー成分
は、結晶プロピレンポリマーのほかに、他の不飽和モノ
マーのポリマーおよびコポリマーを含むことができる。
そのような物質の例としては、ポリエチレン(低または
高密度)、ポリ(1−ブテン)、ポリ(4−メチル−1
−ペンテン)、4−メチル−1−ペンテンと線状または
枝分れα−オレフィンとのコポリマー、ポリ(3−メチ
ル−1−ブテン)、エチレン−プロピレン−ジエンポリ
マー(EPDMポリマー)、エチレンと1−ブテンとのコポ
リマー、エチレンと酢酸ビニルとのコポリマー、エチレ
ンとエチルアクリレートとのコポリマーその他、および
それらの混合物があるが、これらだけには限られない。
特に有用なオレフィンポリマーとしては、結晶性プロ
ピレンポリマー(ホモポリマーまたはコポリマー)とEP
DM(エチレンプロピレンジエンモノマー)コポリマー、
エチレン/プロピレンコポリマー、および/または高密
度ポリエチレンとのブレンドである耐衝撃性改良ポリプ
ロピレンがある。約60〜92.5wt%の結晶性プロピレンポ
リマー、約5〜27wt%のEPDM、おらび約2.5〜13wt%の
高密度ポリエチレンを含む耐衝撃性改良ポリプロピレン
の使用が特に望ましい。プロピレンホモポリマーとエチ
レン/プロピレンランダムまたはブロックコポリマーと
の混合物も本発明のポリブレンドに有効に使用すること
ができる。
前述のオレフィンポリマーを製造する方法は当業者に
は周知である。そのような方法の全般的な説明は、たと
えば、“Propylene Polymers"Encyclopedia of Polymer
Science and Engineering 2nd Ed.,Wiley−Interscien
ce,Vol 13,pp.464〜530(1988)、および“Olefin Poly
mers"Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technol
ogy 3rd Ed.,Wiley−Interscience,Vol.16,pp.385〜479
(1981)に見出される。これらの総説のすべての記載事
項を本明細書で参照する。
適当な市販プロピレンポリマーの例としては、Norche
m NPP8006−GF(Quantum Chemical Corp.が市販して
いる汎用プロピレンホモポリマー)、Norchem NPP875
2−HF(Quantum Chemical Corp.が市販している耐衝撃
性プロピレンコポリマー)、Escorene 1052(Exxon Ch
emical Co.が販売している汎用プロピレンホモポリマ
ー)、Huntsman 7525(Huntsman Polypropylene Corp.
が販売している耐衝撃性プロピレンコポリマー)、Pro
−Fax SB786(Himont U.S.A.,Inc.が販売している中衝
撃性のプロピレンモノポリマー)、Unipol 7C56(Shel
l Chemicol Co.が販売している耐衝撃性プロピレンコポ
リマー)、Pro−Fax 6323(Himont U.S.A.,Inc.が販売
している汎用プロピレンホモポリマー)、およびRexene
17/57512A(Rexene Products Co.が販売している耐衝撃
性プロピレンコポリマー)がある。
本発明のポリブレンドのオレフィンポリマー成分の数
平均分子量は、好ましくは約10,000以上であり、さらに
好ましくは約50,000以上である。オレフィンポリマーは
約15g/10分(条件L)以下の溶融流量を有するのが好ま
しい。約12g/10分以下の溶融流量を有するオレフィンポ
リマーが特に好ましい。高分子量ポリプロピレン(すな
わち、15g/10分以下の溶融流量のポリプロピレン)と非
ゴム改質スチレン/無水マレイン酸コポリマーとのポリ
ブレンドを製造しようとする先行技術での努力は、成形
適性と成形品の外観とに関する問題のために成功しなか
った(特公昭63−205341号公報)。これに対して、本発
明のポリブレンドを使用すれば、通常の加工法により、
すぐれた表面外観と性質を有する成形品が容易に得られ
る。理論に拘束されることなく言えば、本発明のポリブ
レンドの相溶性と加工性とが先行技術のポリブレンドに
比べて大きいのは、スチレン樹脂成分内にグラフトされ
たゴムが存在することによると考えられる。本発明のポ
リブレンド内に高分子量オレフィンポリマーを使用でき
るということにより、観察される耐衝撃性の改良が可能
になったと思われる。高分子量オレフィンポリマーの使
用により、溶融強度も向上すると期待される。
B.ゴム改質スチレン樹脂 本発明の成形用ポリブレンド組成物は、さらに、約5
〜40wt%(さらに好ましくは、約10〜30wt%)のゴム改
質スチレン樹脂を含む。このゴム改質スチレン樹脂は、
約65〜95wt%(さらに好ましくは、約75〜90wt%)のラ
ンダム熱可塑性コポリマーと約5〜35wt%(さらに好ま
しくは、約10〜25wt%)のグラフトされたゴムとを含
む。
このランダム熱可塑性コポリマーは、約35〜99wt%の
ビニル芳香族モノマー、約1〜30wt%のα,β−不飽和
ジカルボン酸誘導体、および0〜約35wt%の第3のエチ
レン系不飽和モノマーから成る。このランダム熱可塑性
コポリマーは、約70〜99wt%のビニル芳香族モノマーと
約1〜30wt%のα,β−不飽和ジカルボン酸誘導体とか
ら成るのが好ましい。さらに好ましくは、ビニル芳香族
モノマーとα,β−不飽和ジカルボン酸誘導体との重量
比を約75:25〜95:5とする。
このランダム熱可塑性コポリマーには任意の適当なビ
ニル芳香族モノマーを使用することができるが、低コス
トと利用可能性とからスチレンが好ましいモノマーであ
る。使用できるその他のビニル芳香族モノマーの例とし
ては、アルメチルスチレン、アルエチルスチレン、アル
−t−ブチルスチレン、アルクロロスチレン、アルファ
−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルベンジル
クロライド、およびビニルナフタレン、ならびにその他
のアルキルまたはハロゲン置換スチレンがあるが、これ
らだけには限られない。ビニル芳香族モノマーの混合物
も使用できる。
好ましいα,β−不飽和ジカルボン酸誘導体は、α,
β−不飽和ジカルボン酸無水物である。代表的なα,β
−不飽和ジカルボン酸無水物としては、無水イタコン
酸、無水シトラコン酸、エチルマレイン酸無水物、メチ
ルイタコン酸無水物、クロロマレイン酸無水物、ブロモ
マレイン酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、およ
びもっとも好ましくは無水マレイン酸がある。しかし、
その他のα,β−不飽和ジカルボン酸誘導体も使用でき
る。これには、α,β−不飽和ジカルボン酸たとえばマ
レイン酸またはフマル酸、およびマレイミドたとえばN
−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−ト
リブロモ−フェニルマレイミド、その他が含まれる。必
要であれば、α,β−不飽和ジカルボン酸誘導体の混合
物も使用できる。
第3のエチレン系不飽和モノマーは、不飽和ニトリル
たとえばアクリルニトリルおよびメタクリロニトリル、
α,β−不飽和モノカルボン酸たとえばアクリル酸およ
びメタクリル酸、α,β−不飽和モノカルボン酸のC1
C4アルキルエステルたとえばメチルメタクリレートおよ
びエチルアクリレート、およびこれらの混合物から成る
グループから選択することができる。スチレン、無水マ
レイン酸、およびアクリロニトリルまたはメチルメタク
リレートのターポリマーは特に好ましい。
本発明の好ましい実施例において、ランダム熱可塑性
コポリマーはスチレン/無水マレイン酸コポリマーであ
る。ランダム熱可塑性コポリマーは、好ましくは、約3
0,000〜約500,000の数平均分子量または約0.1〜10g/10
分の溶融流量(条件L)を有する。
ゴム改質スチレン樹脂は、さらに、ランダム熱可塑性
コポリマーにグラフトされたゴム約5〜35wt%(好まし
くは、約10〜25wt%)を含む。このグラフトされるゴム
は、共役ジエンゴムおよびエチレンプロピレンジエンモ
ノマーゴムから成るグループから選択される。
本発明で使用するのに適した共役ジエンゴムは、好ま
しくは、少くとも約50wt%の共役ジエンを含み、約0℃
(さらに好ましくは、約−20℃)以下のガラス転移温度
を有する。そのようなゴムとしては、共役1,3−ジエン
たとえば1,3−ブタジエン(好ましいジエン)、イソプ
レン、クロロプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチ
ル−1,3−ブタジエンその他のホモポリマー、ランダム
ポリマー、およびブロックコポリマーがある。共役ジエ
ンゴムは、好ましくは、モノビニル芳香族モノマー/共
役ジエンブロックコポリマー、モノビニル芳香族モノマ
ー/共役ジエンランダムコポリマー、共役ジエンホモポ
リマー、およびこれらの混合物から成るグループから選
択される。
共役ジエンゴムは一つ以上の共重合性エチレン系不飽
和モノマーを含むことができる。もっとも好ましくは、
コモノマーは、モノビニル芳香族モノマーたとえばスチ
レン、アルメチルスチレン、アルエチルスチレン、アル
−t−ブチルスチレン、アルクロロスチレン、アルファ
−メチルスチレン、ビニルベンジルクロライド、ビニル
ナフタレン、その他、およびこれらの混合物である。し
かし、その他の共重合性エチレン系不飽和モノマーも使
用できる。たとえば、不飽和ニトリルモノマーたとえば
アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル、アルキル
アクリレートたとえばメチルメタクリレート、メチルア
クリレート、ブチルアクリレート、または2−エチルヘ
キシルメタクリレート、アクリルアミドたとえばアクリ
ルアミド、メタクリルアミド、またはブチルアクリルア
ミド、不飽和ケトンたとえばビニルメチルケトンまたは
メチルイソプロペニルケトン、α−オレフィンたとえば
エチレンまたはプロピレン、ビニルエステルたとえばビ
ニルアセテートまたはビニルステアレート、ビニル複素
環モノマーたとえばビニルピリジン、ビニルおよびビニ
リデンハロゲン化物たとえばビニルクロライドまたはビ
ニリデンクロライド、その他、およびこれらの混合物が
ある。本発明の一つの好ましい実施例において、1,3−
共役ジエンと一緒に使用するコモノマーは、ゴム改質ス
チレン樹脂のランダム熱可塑性コポリマーのビニル芳香
族モノマー成分と同じである。
ランダム熱可塑性コポリマーにグラフトさせるのに適
した共役ジエンゴムの代表例としては、スチレン/ブタ
ジエンおよびスチレン/イソプレンブロックコポリマー
がある。そのようなブロックコポリマーは線状、放射状
(radial)、または枝分れ構造とすることができる。線
状ブロックコポリマーは、ABA,AB(AB)nA,(AB)n、
または類似の構造とすることができる。ただし、これら
の式で、Aはモノビニル芳香族モノマーのブロックを示
し、Bは共役ジエンのブロックを示し、nは1〜10の整
数である。放射状ブロックコポリマーは(AB)nX構造を
有する。Xは多価の架橋剤(linking agent)である。
これらのタイプのブロックコポリマーは周知である。こ
れらのブロックコポリマーの製造、構造、および性質に
関する詳細は、たとえば、次の参考文献に見ることがで
きる。すなわち、“Styrene−Diene Block Copolymers"
Encyclopedia of Polymer Science and Technology 1st
Ed.,Suppl.,Wiley,pp508−530(1971),K.E.Snavely e
t al,Rubber World 169,45(1973)、および“Thermopl
astic Elastomers"Kirk−Othmer Encyclopedia of Chem
ical Technology3rd.,Vol.8,Wiley−Interscience,pp 6
27−632(1981)。
次の米国特許も前記のブロックコポリマー共役ジエン
ゴムについて述べている。これらの特許明細書のすべて
の記載事項を本明細書で参照する。すなわち、米国特許
第3,937,760号、第3,231,635号、第3,265,765号、第3,1
98,774号、第3,078,254号、第3,244,644号、第3,280,08
4号、第3,954,452号、第3,766,301号、第3,281,383号、
第4,640,968号、第4,503,188号、第4,485,210号、第4,3
90,663号、第4,271,661号、および第4,346,193号明細
書。現在では、適当なプロックコポリマーも営業供給元
から入手することができる。市販されているブロックコ
ポリマーゴムの例としては、Stereon 840A(Firestone
Synthetic Rubber and Latex Co.が販売している、約4
3%のスチレンを含み、数平均分子量約60,000を有す
る、線状のグレード付き(graded)スチレン/ブタジエ
ンマルチブロックコポリマー)、Stereon 730A(Fires
tone Synthetic Rubber and Latex Companyが販売して
いる、ブロック状の21%のスチレンを含めて合計30%の
スチレンを含み、数平均分子量140,000を有する、立体
特異性のテーパ付き(tapered)スチレン/ブタジエン
ブロックコポリマー)、Kraton D−1101(Shell Chem
icalが販売している、31%のスチレンを含む、線状のス
チレン/ブタジエン/スチレン3ブロックコポリマ
ー)、Kraton D−1107(Shell Chemicalが販売してい
る、14%のスチレンを含む、線状のスチレン/イソプレ
ン/スチレン3ブロックコポリマー)、およびKraton
D−1184(Shell Chemicalが販売している30%のスチレ
ンを含む、枝分れスチレン/ブタジエンマルチブロック
コポリマー)がある。
やはり本発明のゴム改質スチレン樹脂成分に共役ジエ
ンゴムとして使用するのに適当なものとしては、モノビ
ニル芳香族モノマーと共役ジエンのランダムコポリマー
がある。このタイプの特に好ましい共役ジエンゴムはス
チレン/ブタジエンゴム(SBR)である。共役ジエンの
ホモポリマーたとえばポリブタジエンおよびポリイソプ
レンもグラフトさせるゴムとして使用することができ
る。そのようなゴムはすべて当業者には周知であり、た
とえば、“Butadiene Polymers"Encycloprdia of Polym
er Science and Engineering 2nd Ed.,Wiley−Intersci
ence,Vol.2,pp.537−590(1988)に述べてある。この参
考文献のすべての記載事項を本明細書で参照する。
グラフトさせるゴムはエチレンプロピレンジエンモノ
マー(EPDM)ゴムとすることもできる。そのような物質
は当業者には周知であり、またこれらは、エチレン、少
なくとも一つのC3〜C6α−オレフィン(好ましくはプロ
ピレン)、および少くとも一つの非共役ジエンのランダ
ムコポリマーである。この非共役ジエンは、少くとも6
個の炭素原子を含む線状の脂肪族ジエンであって、二つ
の末端二重結合を有するかまたは一つの末端二重結合と
一つの内部二重結合とを有するものとすることができ
る。あるいは、この非共役ジエンは、一方または両方の
二重係合が炭素環(carbocylicring)の一部となってい
る環状ジエンとすることができる。EPDMゴムの構造は、
必要に応じて、特に枝分れに関して、当業者に良く知ら
れているように特定の非共役ジエンを選択することによ
り変えることができる。特に好ましい非共役ジエンとし
ては、1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、ビ
ニルノルボルネン、ノルボルナジエン、および5−エチ
リデン−2−ノルボルネンがある。好ましくは、EPDMゴ
ムは、約40〜90モル%のエチレンと0.1〜7.5モル%の非
共役ジエンを含み、残りがプロピレンである。EPDMゴム
に関するさらに詳しい情報は、“Ethylene−Propylene
Elastomers"Encyclopedia of Polymer Science and Eng
ineering 2nd Ed.,Wiley−Interscience Vol.6,p.522
(1986)に見出される。この文献のすべての記載事項を
本明細書で参照する。
市販されている適当なEPDMゴムの例としては、Royale
ne 501(Uniroyal Chemicalの製品)、Nordel 2744
(E.I.duPont de Nemoursの製品)、およびEpsyn 40
−A(Copolymer Rubber and Chemical Corp.の製品)
がある。官能基をつけたEPDMゴム、たとえばペンダント
ヒドロキシ、アミド、アミノ、またはチオ基を有するゴ
ムも使用することができる。
重要なことは、スチレン樹脂のゴム成分なランダム熱
可塑性コポリマーに化学的にグラフトさせるのであり、
単にコポリマーと物理的に混合させるのではない、とい
うことである。本発明のポリブレンドの著しく大きな耐
衝撃性は、前記ゴムを、ランダムビニル芳香族モノマー
/α,β−カルボン酸誘導体コポリマーと単にブレンド
するだけでは実現できない。
ゴム改質スチレン樹脂の製造には任意の適当な方法を
使用することができる。たとえば、ビニル芳香族モノマ
ー,α,β−不飽和ジカルボン酸誘導体、および他のエ
チレン系不飽和モノマー(使用する場合)は、前記ゴム
の存在下で、生成されるランダム熱可塑性コポリマーへ
のこのゴムのグラフトが起こるような方法で共重合させ
ることができる。この方法は米国特許第3,919,354号お
よび第4,097,551号明細書に示してある。これらの明細
書のすべての記載事項を本明細書で参照する。ゴムは、
まず遊離基重合が始まる前に、ビニル芳香族モノマーに
溶解させる。次に、α,β−不飽和カルボン酸誘導体
を、α,β−不飽和ジカルボン酸誘導体の濃度を低く保
つのに十分な速度で、重合混合物に連続的に添加する。
ビニル芳香族モノマー、不飽和ジカルボン酸無水物、お
よび不飽和ニトリルのゴム改質ターポリマーを製造する
方法は、米国特許第4,223,096号明細書に記載されてい
る。同明細書のすべての記載事項を本明細書で参照す
る。他の方法、たとえば、ゴムとあらかじめ生成された
コポリマーとの反応性ブレンディングを行う方法も使用
できる。ランダム熱可塑性コポリマーとのグラフトを促
進するために、ゴムに官能基たとえばヒドロキシ、アミ
ド、アミノ、またはチオ基が存在するようにすることが
できる。そのような方法は、たとえば、米国特許第4,72
1,752号および第4,742,116号明細書に記載されている。
これらの明細書のすべての記載事項を本明細書で参照す
る。
本発明のポリブレンドのゴム改質スチレン樹脂として
使用するのに特に好ましいのは、ランダム熱可塑性コポ
リマーがスチレン/無水マレイン酸コポリマーであり、
ゴムがスチレン/ブタジエンブロックコポリマーである
樹脂である。適当な市販のゴム改質スチレン樹脂として
は、Dylark 250,Dylark 350,Dylark 378,およびDyla
rk 700(すべてARCO Chemical Companyの製品)があ
る。
C.相溶化剤 本発明の成形用ポリブレンドは、さらに、モノビニル
芳香族モノマー/共役ジエンブロックコポリマー、水素
化モノビニル芳香族モノマー/共役ジエンブロックコポ
リマー、およびこれらの混合物から成るグループから選
択される相溶化剤を約3〜40wt%含む。さらに好ましく
は、相溶化剤の量を、ポリブレンド全体の約3〜30wt%
とする。
モノビニル芳香族モノマーは、芳香環に直接結合した
ビニル官能基を含む一つ以上の化合物とすることができ
る。代表的なモノビニル芳香族モノマーは、スチレン
(好ましいそのようなモノマー)、アルアルキルスチレ
ンたとえばp−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレ
ン、およびo.p−ジメチルスチレン、アルハロスチレン
たとえばo−クロロスチレンおよびo.p−ジクロロスチ
レン、ビニルベンジルクロライド、ビニルナフタレン、
およびアルファ−メチルスチレン、その他、ならびにこ
れらの混合物である。好ましい共役ジエンは1,3−ブタ
ジエンであるが、他のそのような化合物たとえばクロロ
プレン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、1,3−
ペンタジエン、その他、およびこれらの混合物も使用す
ることができる。
本発明で使用するのに適した相溶化剤は、主として一
つ以上の共役ジエン(またはそれらの水素化誘導体)の
反復単位から成る少なくとも一つの“軟質”のゴム状B
ブロックと、主として一つ以上のモノビニル芳香族モノ
マーの反復単位から成る少なくとも一つの“硬質”の熱
可塑性Aブロックとを含む。“軟質”のブロックは約0
℃以下のガラス転移温度を有する。さらに好ましくは、
Tgは約−20℃以下とする。この相溶化剤は線状、枝分
れ、または放射状構造を有することができる。線状相溶
化剤はABA,AB(AB)nA,(AB)n,または類似の構造を有
することができる。ここで、nは1〜10の整数である。
放射状相溶化剤は(AB)nX構造を有することができる。
ここで、Xは多価の架橋剤(linking agent)である。
一つの好ましい実施例において、相溶化剤は線状の3ブ
ロック構造を有するスチレン/ブタジエンまたは水素化
スチレン/ブタジエンブロックコポリマーである。その
ような相溶化剤に含まれるスチレンの量は約10〜60wt%
の範囲で変わるのが好ましく、また全体の分子量は約3
5,000〜300,000の範囲にあるのが好ましい。本発明のポ
リブレンドで相溶化剤として使用するのに適したブロッ
クコポリマーは周知である。そのような物質は、たとえ
ば、“Styrene−Diene Block Copolymers"Encyclopedia
of Polymer Science and Technology 1st Ed.,Suppl.,
Wiley,pp.508−570(1971),K.E.Snavely et al Rubber
World 169,45(1973),および“Thermoplastic Elast
omers"Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Techno
logy 3rd Ed.,Vol,8,Wiley−Interscience,pp.627−632
(1981)に述べてある。
次の米国特許の代表例には、相溶化剤として有効な、
ここで適当なモノビニル芳香族モノマー/共役ジエンブ
ロックコポリマーの製造とそれらの性質について述べて
ある。これらの明細書のすべての記載事項を本明細書で
参照する。すなわち、米国特許第3,265,765号、第3,93
7,760号、第3,251,905号、第3,287,333号、第3,281,383
号、第3,692,874号、第4,346,193号、第4,371,661号、
第4,390,663号、第4,485,210号、第4,503,188号、第4,6
40,968号、第3,078,254号、第3,778,490号、第3,639,52
1号、第3,903,201号、第3,149,182号、第3,231,635号、
第3,390,207号、第3,567,798号、第3,594,452号、第3,6
39,523号、および第3,890,408号明細書である。
水素化モノビニル芳香族モノマー/共役ジエンブロッ
クコポリマーである相溶化剤は、次の米国特許に示され
ている方法で得ることができる。これらの明細書のすべ
ての記載事項を本明細書で参照する。すなわち、米国特
許第3,595,942号、第3,700,633号、第3,333,024号、第
3,706,817号、第3,415,759号、第3,507,934号、第3,64
4,588号、第3,670,054号、第3,700,748号、第3,792,005
号、第3,792,127号、および米国再発行特許第27,145号
明細書である。
市販のブロックコポリマーもポリブレンド相溶化剤と
して使用することができる。たとえば、Kraton G−16
52(Shell Chemicalが販売している、29%のスチレンを
含む線状水素化スチレン/ブタジエン3ブロックコポリ
マー)、Kraton G−1657X(Shell Chemicalが販売し
ている、13%のスチレンと35%の2ブロックコポリマー
を含む線状水素化スチレン/ブタジエン3ブロックコポ
リマー)、SOL T−168(Enichemが販売している、43%
のスチレンを含む放射状スチレン/ブタジエンブロック
コポリマー)、およびSOL T−192(Enichemが販売して
いる、25%のスチレンを含むスチレン/イソプレンブロ
ックコポリマー)などがある。
D.ポリブレンドを製造する方法 オレフィンポリマー、ゴム改質スチレン樹脂、および
相溶化剤のブレンディングは、相溶化ポリブレンドを製
造する任意の方法で実施することができる。生成される
相溶化ポリブレンドは寸法的に安定であり、また成形と
後続使用とにおいて表層剥離を示さない。一つの方法で
は、ポリブレンド成分を共通の溶剤に溶解させてから、
この溶液を、どの成分も溶解しない非溶剤と一緒にする
ことによって、ポリブレンドを沈澱させる。しかし、好
ましい方法は、高温において、大せん断ミキサー(high
shear mixer)内で、グラニュールおよび/または粉末
の形の成分を均質に混合するものである。均質混合は、
大せん断押出し配合機、たとえば、好ましくは少くとも
20:1のL/D比と約3または4:1の圧縮比とを有する1軸ま
たは2軸スクリュー配合押出し機または熱可塑性樹脂押
出し機を使用することによって達成できる。ポリブレン
ドは直接に成形機に供給することができ、あるいは後続
加工のためにペレットの形にすることもできる。
混合温度はブレンドすべきそれぞれの成分に応じて選
択する。たとえば、一般に好ましいのは、もっとも高い
融点または軟化点と有する成分の融点または軟化点より
も高いが、しかし成分の熱崩壊が重大になる温度よりも
低い溶融ブレンド温度を選択することである。一般に、
約190℃〜300℃のブレンド温度が適当である。
ブレンディングの順序は臨界的でない。たとえば、ポ
リブレンドのすべての成分を一つの工程で混合させるこ
ともできるし、あるいは、相溶化剤をオレフィンポリマ
ーとプレブレンドすることもできる。さらにもう一つの
変化として、相溶化剤の一部をオレフィンポリマーとプ
レブレンドし、残りを、最終ポリブレンドを製造すると
きに添加することもできる。その他のこのような変形は
当業者には明らかであろう。
本発明の成形用ポリブレンドには、任意の標準的な熱
可塑性樹脂添加剤たとえば充填剤、補強剤、着色剤、滑
剤、帯電防止剤、安定剤、難燃剤、酸化防止剤、粘着防
止剤、および/または他の配合剤を添加することができ
る。
本発明のポリプレンドに混合することのできる充填剤
の例としては、無機充填剤たとえば炭酸カルシウム、ド
ロマイト、シリケート、シリカ、タルク、カオリン、マ
イカ、リン酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化チタ
ン、その他、有機充填剤たとえばグラスファイバ(スト
ランドおよびチョップトファイバを含む)、炭酸繊維、
黒鉛繊維、芳香族ポリアミド繊維、セラミック繊維、お
よびホウ素繊維があるが、これだけには限られない。ポ
リブレンドと充填剤との重量比は約0.5:1〜20:1とする
のが好ましい。
以上の説明から、当業者は本発明の本質的特徴を容易
に確認することができ、また、本発明の意図と範囲を逸
脱することなく、いろいろな用途、条件、および実施態
様に合わせて本発明のいろいろな変形および変更を行う
ことができるであろう。
〔実施例〕
以下に示す実施例は本発明の成形用ポリブレンドをさ
らに説明するためのものであるが、いかなる意味におい
ても本発明を制限するものではない。
A.ポリブレンド成分の説明 オレフィンポリマーA−1は、Escorene 1042ポリプ
ロピレン(Exxon Chemicalが販売している、溶融流量1.
9g/10分を有するプロピレンホモポリマー)と、IM−756
5耐衡撃性改良剤〔Uniroyal Chemical Companyが販売し
ているEPDM(1:1比率のエチレンとプロピレンを含む)
とHDPE(高密度ポリエチレン)との2:1ブレンド〕との7
5:25ブレンドである。
オレフィンポリマーA−2は、Escorene 1042ポリプ
ロピレンとIM−7565耐衡撃性改良剤との85:15ブレンド
である。
オレフィンポリマーA3は、Escorene 1042である。
オレフィンポリマーA−4は、Marlex HGH−050であ
る。これは、Phillipsが販売している、溶融流量5.0g/1
0分を有するプロピレンホモポリマーである。
オレフィンポリマーA−5は、Tenite P64MZ−007で
ある。これは、Eastmanが販売している、溶融流量8.0g/
10分を有するプロピレンコポリマーである。
オレフィンポリマーA−6は、Fina 3662である。こ
れは、Fina Oilが販売している、溶融流量12g/10分を有
するプロピレンホモポリマーである。
オレフィンポリマーA−7は、Norchem NPP 8404HJ
である。これは、Quintum Chemical Corp.が販売してい
る、溶融流量3を有するプロピレンコポリマーである。
スチレン樹脂B−1は、約14wt%の無水マレイン酸を
含むが、グラフトされたゴムを含まない、スチレン/無
水マレイン酸ランダムコポリマーである。B−1は溶融
流量約1.6g/10分(条件L)を有する。
スチレン樹脂B−2は、米国特許第3,9191,354号明細
書の方法に従って製造した、約13wt%の無水マレイン酸
を含むゴム改質スチレン/無水マレイン酸ランダムコポ
リマーである。B−2は、溶融流量約1.0g/10分(条件
L)を有し、また約15wt%のグラフトされたスチレン/
ブタジエンブロックコポリマーゴムを含む。
スチレン樹脂B−3は、溶融流量約1.5g/10分を有
し、かつ10wt%の無水マレイン酸と5wt%のDiene 35N
F(Firestone Synthetic Rubber and Latexが販売して
いる、約35%のシス形、1,4−配置を有するポリブタジ
エンゴム)とを含むスチレン/無水マレイン酸ランダム
コポリマーである。これは米国特許第3,919,354号明細
書の方法に従って製造したものである。
スチレン樹脂B−4は、約20wt%のKrynac 34.50
(Polysarが販売している、34%のアクリロニトリルを
含むアクリロニトリル/ブタジエンゴム)を含む50/20/
15/5スチレン/p−メチルスチレン/無水マレイン酸/無
水シトラコン酸ランダムコポリマーである。これは米国
特許第3,919,354号明細書の方法に従って製造したもの
である。
スチレン樹脂B−5は、20wt%の無水マレイン酸と25
wt%のAmeripol 4616(B.F.Goodrichが販売している、
23.5%のスチレンを含むスチレン/ブタジエンランダム
コポリマーゴム)とを含むスチレン/無水マレイン酸ラ
ンダムコポリマーである。これは、米国特許第3,919,35
4号明細書の方法に従って製造したものである。
スチレン樹脂B−6は、65wt%のスチレン、24wt%の
無水マレイン酸、および11wt%のアクリロニトリルを含
むターポリマーであって、16wt%のポリブタジエンゴム
をグラフトさせたものである。これは、米国特許第4,22
3,096号明細書の例5に従って製造したものである。
相溶化剤C−1はKraton G−1652である。これは、
29%のスチレンを含む線状水素化スチレン/ブタジエン
ブロックコポリマーであって、Shell Chemical Company
が販売している。
相溶化剤C−2はSol T−166である。これは、約3
0%のスチレンを含み、数平均分子量約80,000を有する
スチレン/ブタジエンブロックコポリマーであって、En
ichemが販売している。
相溶化剤C−3は、米国特許第3,281,383号明細書の
例IV−3に従って製造した、スチレンを40%含む放射状
(star)ブロックコポリマーである。
相溶化剤C−4は、Kraton D−1111である。これ
は、Shell Chemicalが販売している、21%のスチレンを
含む線状スチレン/イソプレンブロックコポリマーであ
る。
相溶化剤C−5は、Kraton D−1184である。これ
は、Shell Chemicalが販売している、30%のスチレンを
含む枝分れスチレン/ブタジエンマルチブロックコポリ
マーである。
相溶化剤C−6は、米国特許第3,937,760号明細書の
例Iに従って製造した、計算平均値5.3ブロックと、ス
チレン:ブタジエンの重量比1:3.4とを有する線状スチ
レン/ブタジエンブロックコポリマーである。
B.ブレンディング手順 ポリブレンドは、Egan1.5″単軸スクリュー/単−ベ
ントの押出し機(L/D=24:1)と下記の条件とを用い
て、表Iに示す成分を溶融ブレンドすることによって製
造した。
rpm:165 真空:50Torr スクリュータイプ:層ブレンド(Stratablend)スク
リュー ホッパーのど:水冷 帯域温度 ℃(゜F) 1 243.3(470) 2 243.3(470) 3 243.3(470) 4 243.3(470) ダイ 243.3(470) 実施例10〜12では、第1の工程で、オレフィンポリマ
ーA−3−を約1/3の相溶化剤とプレブレンドしてか
ら、第2の工程で、スチレン樹脂および残りの相溶化剤
とブレンドした。
物理的性質を試験するための成形試料を、Reed5オン
ス100トン射出成形機と下記の条件とを用いた射出成形
によって得た。
帯域1 243.3℃(470゜F) 帯域2 243.3℃(470゜F) 帯域3 243.3℃(470゜F) ノズル 235.0℃(465゜F) 射出成形圧 44.2atm(650psi) 保持圧力 30.6atm(450psi) 背圧 6.8atm(100psi) 型締時間 45秒 金型温度 48.9℃(120゜F) スクリュー速度 60rpm 射出前進設定(Injection Forward Setting) 8秒 開型 8秒 閉型 45秒 クッシヨン 6.35mm(1/4インチ) 射出能力 104.8mm(4 1/8インチ) 溶融温度 248℃(480゜F) 成形試料の物理的性質は、標準的なASTM法で測定した
(第1表)。
いろいろな割合の各種オレフィンポリマー、ゴム改質
スチレン樹脂、および相溶化剤の本発明の範囲内での使
用を示すために、第2表に示す組成を有するポリブレン
ド(実施例16〜19)を実施例1〜12に関して述べた手順
で製造した。これらのポリブレンドは、成形して熱可塑
性樹脂製品としたときに、本発明によって達成されうる
有益な耐衝撃性を示すと期待される。
C.考案 本発明によるゴム改質スチレン/無水マレイン酸ラン
ダム熱可塑性コポリマーを含む実施例2および4のポリ
ブレンドは、グラフトされたゴムを有しないスチレン/
無水マレイン酸コポリマーを含む比較例1および3のポ
リブレンドに比べて、ノッチ付アイゾッドおよび圧入衝
撃(penetration impact)強さの2〜3倍の上昇を示し
た。脆性のこの著しい低下は、ポリブレンド中のゴム総
量の小さな増大だけによって達成された。これらの実施
例で使用した相溶化剤は線状水素化スチレン/プタジエ
ンブロックコポリマーである。
実施例5および6では、30%のスチレンを含むスチレ
ン/ブタジエンブロックコポリマーを、相溶化剤として
使用した。この場合にも、非グラフトランダムコポリマ
ーのかわりにゴム改質スチレン樹脂を用いることによ
り、耐衝撃性に予期しない改良がもたらされた。ゴムの
総量はポリブレンドの21.7%から24.7%に増大しただけ
であるにもかかわらず、ノッチ付アイゾッドも圧入衝撃
強さも少くとも約3倍に向上した。実現された耐衝撃性
の向上を考えると、実施例6のポリブレンドの耐熱性が
比較的5のポリブレンドの耐熱性と同程度であるという
のは驚くべきことである。本発明の利点と効果は、実施
例8および9のポリブレンドで得られた物理的性質と比
較例7のポリブレンドの物理的性質とを比較することに
より、さらに明らかになる。比較例7では、耐衝撃性改
良ポリプロピレンを、グラフトゴムを含まないスチレン
/無水マレイン酸コポリマーとブレンドした。得られた
ポリブレンドの衝撃強さは割合に低い(2.6ノッチ付ア
イゾッド)。しかし、実施例8においては、同程度の無
水物含有量と分子量のゴム改質スチレン/無水マレイン
酸コポリマー樹脂の使用により、耐衝撃性の非常に大き
な改良がなされた。これは、実施例8のポリブレンドに
おけるゴムの総量が比較例7におけるそれと比較して全
体としては減少しているということ(24.5%対26%)を
考えると、意外なことである。さらに、実施例8のポリ
ブレンドにおける脆性の大きな低下にもかかわらず、引
張強さ、曲げ強さ、曲げ弾性率、または耐熱変形性の重
大な低下は見られない。このように、本発明のポリブレ
ンドは、先行技術の組成物によっては達成できない、各
種性質のすぐれた全体的バランスを有している。ゴム改
質スチレン樹脂の使用の著しい効果は、スチレン樹脂そ
のものの衝撃強さが割合に低い(実施例13)ということ
を考えると、さらに驚くべきことである。
耐衝撃性のさらに大きな改良は、実施例9のポリブレ
ンドにおいて、実施例8の非水素化スチレン/ブタジエ
ンブロックコポリマーのかわりに水素化スチレン/ブタ
ジエンブロックコポリマー相溶化剤を使用することによ
って実現された。この場合も、ポリブレンドの他の物理
的性質は悪影響を受けない。
比較例10と実施例12のポリブレンドは、実施例12にお
いてはスチレン樹脂成分として改良スチレン/無水マレ
イン酸コポリマーを使用しているという点だけが異な
る。この置換えは、ポリブレンド中のゴムの総量を31か
ら34に増大させるだけであるが、ノッチ付アイゾッド耐
衝撃性の4倍の上昇をもたらす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−78252(JP,A) 特開 昭54−133544(JP,A) 特開 昭60−133039(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 23/00 - 23/36 C08L 25/00 - 25/18 C08L 51/04 - 51/06 C08L 53/00 - 53/02

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)少なくとも50wt%が結晶性プロピレ
    ンポリマーであるオレフィンポリマー40〜80wt%、 (b)(i)35〜99wt%のビニル芳香族モノマー、 (ii)1〜30wt%のα,β−不飽和ジカルボン酸誘導
    体、 (iii)不飽和ニトリル、α,β−不飽和モノカルボン
    酸、α,β−不飽和モノカルボン酸のc1〜c4アルキルエ
    ステル、およびこれらの混合物から成るグループから選
    択される、0〜35wt%のエチレン系不飽和モノマー、 のランダム熱可塑性コポリマー65〜95wt%と、共役ジエ
    ンゴムおよびエチレンプロピレンジエンモノマーゴムか
    ら成るグループから選択されるグラフトされたゴム5〜
    35wt%とから成る、ゴム改質スチレン樹脂5〜40wt%、 (c)モノビニル芳香族モノマー/共役ジエンブロック
    コポリマー、水素化モノビニル芳香族モノマー/共役ジ
    エンブロックコポリマー、およびこれらの混合物から成
    るグループから選択される相溶化剤3〜40wt%、 から成ることを特徴とする成形用ポリブレンド組成物。
  2. 【請求項2】前記ランダム熱可塑性コポリマーが、70〜
    99wt%のビニル芳香族モノマーと1〜30wt%のα,β−
    不飽和ジカルボン酸誘導体とのコポリマーである、請求
    項1記載のポリブレンド組成物。
  3. 【請求項3】前記オレフィンポリマーが、60〜92.5wt%
    結晶性プロピレンポリマー、5〜27wt%のエチレンプロ
    ピレンジエンモノマーゴム、および2.5〜13wt%の高密
    度ポリエチレンのブレンドである、請求項1記載のポリ
    ブレンド組成物。
  4. 【請求項4】前記オレフィンポリマーが結晶性ポリプロ
    ピレンである、請求項1記載のポリブレンド組成物。
  5. 【請求項5】前記ランダム熱可塑性コポリマーの前記ビ
    ニル芳香族モノマーがスチレンである、請求項1記載の
    ポリブレンド組成物。
  6. 【請求項6】前記ランダム熱可塑性コポリマーのα,β
    −不飽和ジカルボン酸誘導体が無水マレイン酸である、
    請求項1記載のポリブレンド組成物。
  7. 【請求項7】前記ランダム熱可塑性コポリマーがスチレ
    ンと無水マレイン酸のランダム熱可塑性コポリマーであ
    る、請求項1記載のポリブレンド組成物。
  8. 【請求項8】前記グラフトされたゴムがスチレン/ブタ
    ジエンブロックコポリマーである、請求項1記載のポリ
    ブレンド組成物。
  9. 【請求項9】前記相溶化剤がスチレン/ブタジエンブロ
    ックコポリマーである、請求項1記載のポリブレンド組
    成物。
  10. 【請求項10】前記相溶化剤が水素化スチレン/ブタジ
    エンブロックコポリマーである、請求項1記載のポリブ
    レンド組成物。
  11. 【請求項11】(a)少なくとも60wt%が結晶性プロピ
    レンポリマーであるオレフィンポリマー45〜80wt%、 (b)(i)75〜95wt%のスチレン、 (ii)5〜25wt%の無水マレイン酸、 のランダム熱可塑性コポリマー75〜90wt%と、モノビニ
    ル芳香族モノマー/共役ジエンブロックコポリマーゴム
    10〜25wt%とから成り、前記ゴムが前記ランダム熱可塑
    性コポリマーにグラフトされ、かつ少なくとも50wt%の
    共役ジエンを含む、ゴム改質スチレン樹脂10〜30wt%、 (c)スチレン/ブタジエンブロックコポリマーと水素
    化スチレン/ブタジエンブロックコポリマーから成るグ
    ループから選択される相溶化剤3〜30wt%から成ること
    を特徴とする成形用ポリブレンド組成物。
  12. 【請求項12】前記オレフィンポリマーが、60〜92.5wt
    %の結晶性ポリプロピレン、5〜27wt%のエチレンプロ
    ピレンジエンゴム、および2.5〜13wt%の高密度ポリエ
    チレンのブレンドである、請求項11記載のポリブレンド
    組成物。
  13. 【請求項13】前記オレフィンポリマーが結晶性ポリプ
    ロピレンである、請求項11記載のポリブレンド組成物。
  14. 【請求項14】前記ブロックコポリマーゴムがスチレン
    /ブタジエンブロックコポリマーである、請求項11記載
    のポリブレンド組成物。
  15. 【請求項15】前記相溶化剤が、線状3ブロック構造を
    有しかつ10〜60wt%のスチレンと40〜90wt%のブタジエ
    ンを含む水素化スチレン/ブタジエンブロックコポリマ
    ーである、請求項11記載のポリブレンド組成物。
  16. 【請求項16】重量比0.5:1〜20:1の請求項1のポリブ
    レンド組成物と充填剤から成る充填剤入り熱可塑性樹脂
    組成物。
  17. 【請求項17】重量比0.5:1〜20:1の請求項11のポリブ
    レンド組成物と充填剤から成る充填剤入り熱可塑性樹脂
    組成物。
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