JP2992330B2 - 粉体特性改良方法 - Google Patents
粉体特性改良方法Info
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Description
体の粉体特性の改良方法に関するものであり、ポリオル
ガノシロキサンに起因する粘着性を微粉体を添加するこ
とにより改良し、優れた粉体特性を有する粉末を得るた
めの粉体特性改良方法に関する。
ゴムを芯とするグラフト共重合体は粘着性を有するため
流動乾燥機や気流乾燥機中で乾燥する場合乾燥機中で滞
留し易く、又、バンカーに貯蔵した時取り出し口で詰ま
り易く、取り出し難いという取り扱い上の問題点を有し
ている。
を改良するために各種の方法が提案されている。例えば
特開平1−26663号には金属酸化物、塩化物、水酸化
物、炭酸塩、硫酸塩をグラフト共重合体に添加し粉体特
性を改良する方法が展示されている。又、特開平1−26
644号には滑剤を添加することにより粉体特性を改良す
る方法について開示されている。
重合体の粘着性を改良する提案はなく、上述の方法をポ
リオルガノシロキサン系グラフト共重合体に適用してみ
ても、これらの方法ではポリオルガノシロキサン系グラ
フト共重合体特有の粘着性による上述のような取り扱い
性を充分改善することはできず、粉体の輸送、計量、貯
蔵時に求められる粉体特性を付与できなかった。
フト共重合体の物性を維持しつつ粉体特性を改良する方
法について鋭意検討した結果、特定の粉体を添加するこ
とにより粉体特性を大幅に改良できることを見出し本発
明に到達した。即ち、本発明はポリオルガノシロキサン
成分1〜100重量%とポリアルキル(メタ)アクリレー
トゴム成分99〜0重量%とからなるポリオルガノシロキ
サン系ゴムに1種以上のビニル系単量体がグラフト重合
されてなるポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体
のラテックスを凝固して得られた該共重合体の粉体100
重量部に対し、燃焼加水分解法によって得られる二酸化
珪素あるいはその凝集体であり、平均粒子径が1μm以
下であり微粒子珪酸の表面に存在するシラノール基が10
0Å平方あたり2個以下である疎水性微粒子珪酸を0.005
〜10重量部添加することを特徴とする粉体特性改良方法
に関する。
グラフト共重合体とは、ポリオルガノシロキサンゴム成
分1〜100重量%とポリアルキル(メタ)アクリレート
ゴム成分99〜0重量%とからなる、ポリオルガノシロキ
サンゴムに一種以上のビニル系単量体がグラフト重合さ
れてなるポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体で
ある。
には乳化重合法が最適であり、まずポリオルガノシロキ
サンゴムを調製し、次にアルキル(メタ)アクリレート
ゴム合成用単量体を重合するのが好ましい。上記ポリオ
ルガノシロキサン系ゴムを構成するポリオルガノシロキ
サンゴム成分は、以下に示すオルガノシロキサン及びポ
リオルガノシロキサンゴム用架橋剤(以下架橋剤(I)
という)を用いて乳化重合により調製することができ、
その際更にポリオルガノシロキサンゴム用グラフト交叉
剤(以下グラフト交叉剤(I)という)を併用すること
もできる。オルガノシロキサンとしては、3員環以上の
各種の環状オルガノシロキサンが挙げられ、3〜6員環
のものが好ましく用いられる。この環状オルガノシロキ
サンの例としてヘキサメチルシクロトリシロキサン、オ
クタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロ
ペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサ
ン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサン、テ
トラメチルテトラフェニルシクロテトラシロキサン、オ
クタフェニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
これらは単独で又は二種以上混合して用いられる。これ
らの使用量は、ポリオルガノシロキサンゴム成分中50重
量%以上であることが好ましく、70重量%以上であるこ
とがより好ましい。架橋剤(I)としてはトリ又はテト
ラアルコキシシラン類が用いられ、具体例としてはトリ
エトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テト
ラブトキシシラン等を挙げることができる。これらの中
ではテトラアルコキシシランが好ましく、テトラエトキ
シシランが特に好ましい。架橋剤(I)の使用量はポリ
オルガノシロキサンゴム成分中0.1〜30重量%である。
サンゴム重合時に一緒に重合してゴム構造中に組みこま
れるための官能基即ち珪素についたアルコキシ基と、ゴ
ム重合時に反応せず、その後のポリオルガノシロキサン
ゴム存在下でのポリアクリル(メタ)アクリレートゴム
重合時に反応してポリアクリル(メタ)アクリレートゴ
ムとポリオルガノシロキサンゴムとの間にグラフト結合
を形成させる官能基(例えばC−C不飽和結合、メルカ
プト基等)の両者を有する単量体をいう。
ェニル基を、R2は水素原子又はメチル基、nはO、1又
は2、pは1〜6の整数を示す。) で表される単位を形成しうる化合物等が用いられる。式
(I−1)の単位を形成しうる(メタ)アクリロイルオ
キシシロキサンはグラフト効率が高いため有効なグラフ
ト鎖を形成することが可能であり、耐衝撃性発現の点で
有利である。
クリロイルオキシシロキサンが特に好ましい。メタクリ
ロイルオキシシロキサンの具体例としては、β−メタク
リロイルオキシエチルジメトキシメチルシラン、γ−メ
タクリロイルオキシプロピルメトキシジメチルシラン、
γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシ
ラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルエトキジシ
エチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルジエ
トキシメチルシラン、δ−メタクリロイルオキシブチル
ジエトキシメチルシラン等が挙げられる。グラフト交叉
剤(I)の使用量はポリオルガノシロキサンゴム成分中
0〜10重量%である。
国特許第2891920号明細書、同第3294725号明細書等に記
載された方法を用いることができる。本発明の実施にあ
たってはオルガノシロキサンと架橋剤(I)及び所望に
よりグラフト交叉剤(I)の混合液をアルキルベンゼン
スルホン酸等のスルホン酸系乳化剤の存在下で、例えば
ホモジナイザー等を用いて水と剪断混合する方法により
製造することが好ましい。アルキルベンゼンスルホン酸
はオルガノシロキサンの乳化剤として作用すると同時に
重合開始剤ともなるので好適である。この際、アルキル
ベンゼンスルホン酸金属塩等を併用するとグラフト重合
を行う際にポリマーを安定に維持するのに効果があるの
で好ましい。
クスを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム等のアルカリ水溶液で中和し重合を停止させる。
リアルキル(メタ)アクリレートゴム成分は以下に示す
アルキル(メタ)アクリレート、ポリアルキル(メタ)
アクリレートゴム用架橋剤(以下架橋剤(II)という)
及びポリアルキル(メタ)アクリレートゴム用グラフト
交叉剤(以下グラフト交叉剤(II)という)を用いて合
成することができる。アルキル(メタ)アクリレートと
しては例えばメチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレー
ト、2−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアク
リレート及びヘキシルメタアクリレート、2−エチルヘ
キシルメタアクリレート、n−ラウリルメタクリレート
等のアルキルメタクリレートが挙げられ、これらの中で
はn−ブチルアクリレートが好ましく用いられる。
タクリレート、プロピレングリコールジメタクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−
ブチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
タ)アクリレートゴム重合時に一緒に重合してゴム構造
中に組み込まれるための官能基と、ゴム重合時には反応
せずに残ってその後のゴムへのグラフトのためのゴム存
在下でのモノマーの重合時に反応してグラフト鎖を形成
させるための官能基の両者を有する。即ち、反応性の異
なる複数の重合性官能基を有する単量体をいう。
ルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリ
ルイソシアヌレート等が挙げられる。アリルメタクリレ
ートは架橋剤(II)としても用いることができる。これ
ら架橋剤(II)並びにグラフト交叉剤(II)は単独又は
二種以上併用して用いられる。これら架橋剤(II)及び
グラフト交叉剤(II)の使用量は各々ポリアルキル(メ
タ)アクリレートゴム成分中0.1〜10重量%である。ア
リルメタクリレートを架橋剤(II)及びグラフト交叉剤
(II)の両者の目的で用いる場合は0.2〜20重量部用い
ればよい。
は、ポリオルガノシロキサンゴム成分のラテックス中へ
上記アルキル(メタ)アクリレート、架橋剤(II)及び
グラフト交叉剤(II)を添加し、これらのポリアルキル
(メタ)アクリレートゴム用単量体がポリオルガノシロ
キサンゴム中に浸透した状態でこれらの単量体を重合す
るとポリオルガノシロキサン成分とポリアルキル(メ
タ)アクリレート成分とが入り組んだ構造を作り複合ゴ
ム化し、実質上分離できない複合ゴムラテックスが得ら
れる。
キサン系ゴムとしてポリオルガノシロキサンゴム成分の
主骨格がジメチルシロキサンの繰り返し単位を有し、ポ
リアルキル(メタ)アクリレートゴム成分の主骨格がn
−ブチルアクリレートの繰り返し単位を有するポリオル
ガノシロキサン系ゴムが好ましく用いられる。
ロキサン系ゴム又はオルガノシロキサン系複合ゴムは、
ビニル系単量体とグラフト重合可能である。
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ア
ルケニル化合物;メチルメタクリレート、2−エチルヘ
キシルメタクリレート等のメタクリル酸エステル;メチ
ルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレ
ート等のアクリル酸エステル;アクリル酸、メタクリル
酸等の有機酸;グリシジルメタクリレート等のエポキシ
基含有エステル;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化合物などの各種ビニル系単量体
が挙げられる。これらは単独で又は二種以上組み合わせ
て用いられる。
ポリオルガノシロキサンゴム又はポリオルガノシロキサ
ン系ゴムとビニル系単量体の割合は、このポリオルガノ
シロキサン系グラフト共重合体の重量を基準にしてポリ
オルガノシロキサン系ゴム30〜95重量%、好ましくは40
〜90重量%、及びビニル系単量体5〜70重量%、好まし
くは10〜60重量%である。
ビニル系単量体をポリオルガノシロキサン系ゴムラテッ
クスに加え、ラジカル重合技術によって一段であるいは
多段で重合させて得られるポリオルガノシロキサン系グ
ラフト共重合体ラテックスを、塩化カルシウムや硫酸ア
ルミニウム等の金属塩を溶解した水中に投入し、塩析・
凝固することにより分離回収することができる。
ルガノシロキサン系グラフト共重合体の凝固粒子の粒度
を制御できる。塩析剤濃度が、高くなると凝固粒子径が
小さくなる。又、凝固温度を高くすると、凝固粒子径が
小さくなる。
得られる二酸化珪素あるいはその凝集体であり、平均粒
子径が1μm以下であり微粒子珪酸の表面に存在するシ
ラノール基が100Å平方当たり2個以下である疎水性微
粒子珪酸であり、ポリオルガノシロキサン系グラフト共
重合体を凝固した後、これにこの微粒子珪酸を添加す
る。
以下をこえると例えばこのグラフト共重合体を添加した
樹脂組成物からの成形品の耐衝撃性が低下し、好ましく
ない。
ましく、0.001μm未満であると微粒子珪酸の取り扱い
が困難となる傾向にある。
グラフト共重合体に付着することによりポリオルガノシ
ロキサンの粘着性を防止し、粉体特性の改良を図ること
ができる。
あり、微粒子珪酸の表面に存在するシラノール基の密度
が100Å平方当たり2個以下でなければならない。
て得られた微粒子珪酸を、結合水を持たない状態で、微
粒子珪酸の表面に存在するシラノール基が2個以下にな
るまでジメチルジクロロシランと反応させることにより
得ることができる。
ウムハイドライドとの反応により定量することができ
る。即ち、微粒子珪酸を圧力15mmHg以下、温度120℃で
3時間乾燥した後リチウムアルミニウムハイドライドと
反応させ、シラノール基と反応して発生する水素を定量
し、シラノール基の測定をする。
ラノール基が存在すると、このような微粒子珪酸を添加
したポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体はブロ
ッキング性などの粉体特性が著しく低下する。
ト共重合体の粉体に対して、0.05〜10重量部の範囲で用
いられる。好ましくは、0.1〜5重量部である。0.05重
量部未満では、粉体特性改良効果が少ない。又、10重量
部以上用いると、添加した微粒子物のために、例えばこ
のようなグラフト共重合体を用いた樹脂組成物からの成
形品の耐衝撃性が低下する等ポリオルガノシロキサン系
グラフト共重合体の性能が阻害される。
説明する。
68頁に記載の方法により、安息角、圧縮度、スパチュラ
角、均一度の四つの測定値を求め、それらの値より換算
表に従って点数をつけ、これらの点の和で表される指数
により評価した。値が大きいほど流動性が良い。
mφ×3cm)を作成し、30℃及び50℃で3時間型の中に保
持したのち、型より取り出し、このブロックに60Hzの振
動を与え、崩壊した粉末のうち16メッシュパスの粉末の
重量が元のブロックの重量の60%になる時間を測定しブ
ロッキング時間とした。この時間が短いほど粉体の流動
性は、良好である。
ュ、60メッシュ、100メッシュ、及び150メッシュの篩を
用いて、震盪台にて30分間振動し、各篩のオン分を測定
して求めた。
シプロピルジメトキシメチルシラン0.5部及びオクタメ
チルシクロテトラシロキサン97.5部を混合し、シロキサ
ン混合物100部を得た。ドデシルベンゼンスルホン酸及
びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムをそれぞれ0.
67部溶解した蒸留水200部を上記混合シロキサンに加
え、ホモミキサーにより10,000rpmで予備攪拌した後、
ホモジナイザーで200kg/cm2の圧力で乳化させ、オルガ
ノシロキサンラテックスを得た。この混合液をコンデン
サー及び攪拌翼を備えたセパラブルフラスコに移し、攪
拌混合しながら80℃で5時間加熱した後室温で放置し、
48時間後に水酸化ナトリウム水溶液でこのラテックスの
pHを7.5に中和することにより重合を停止させ、ポリオ
ルガノシロキサンラテックスを得た。このラテックスの
ポリオルガノシロキサンゴムへの重合率は、88.6%であ
り数平均粒子径は0.22μmであった。このポリオルガノ
シロキサンラテックスを35部採取し、攪拌機を備えたセ
パラブルフラスコの中に入れ、蒸留水175部を加え、窒
素置換を行った後50℃に昇温し、n−ブチルアクリレー
ト78.4部、アリルメタクリレート1.6部及びtert−ブチ
ルヒドロパーオキサイド0.3部の混合液を添加した。つ
いで硫酸第一鉄0.002部、エチレンジアミン四酢酸二ナ
トリウム塩0.006部、ロンガリット0.3部及び蒸留水10部
の混合液を仕込み、その後内温70℃で2時間保持するこ
とによりラジカル重合させ、複合ゴムラテックスを得
た。この複合ゴムにメチルメタクリレート10部とtert−
ブチルヒドロパーオキサイド0.024部の混合液を15分間
にわたって滴下し内温60℃で2時間保持することにより
複合ゴムへのグラフト重合を行った。メチルメタクリレ
ートの重合率は99.5%でありグラフト重合体の数平均粒
子径は0.24μmであった。このラテックスを5%濃度の
塩化カルシウム水溶液中へ、ラテックスと水溶液との比
率が1:2となるように40℃で添加し、その後90℃まで昇
温し凝固した。冷却した後ろ過分離し、80℃で一晩乾燥
し粉末状のポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体
を得た。この粉末の粒度分布を測定したところ、16メッ
シュ、30メッシュ、60メッシュ、100メッシュ及び150メ
ッシュのオン分がそれぞれ、1.8、7.0、45.8、37.3及び
6.9%であり、150メッシュパス分が1.2%であった。
製R−972、平均粒子径0.020μm、シラノール基密度10
0Å平方当たり1.2個)を0.5部添加し均一に混合し、粉
体特性の改良された粉末を得た。流動性指数、ブロッキ
ング性について調べた結果を第1表に示す。
ト共重合体粉末に、微粒子珪酸(日本アエロジル(株)
製アエロジル200、平均粒子径0.012μm、シラノール基
密度100Å平方当たり2.6個)を0.5部添加し均一に混合
した。流動性指数、ブロッキング性について調べた結果
を第1表に示す。ポリオルガノシロキサン系グラフト共
重合体の場合は、通常の微粒子珪酸では、粉体特性改良
効果が小さいことが分かる。
ト共重合体粉末に、疎水性微粒子珪酸(日本アエロジル
(株)製R−972)をそれぞれ0.10部、2.0部添加したサ
ンプルを作成し、流動性指数、ブロッキング性について
測定した。
キサン系グラフト共重合体の流動性指数、ブロッキング
性について測定し、比較例2の結果を得た。これに疎水
性微粒子珪酸R−972を0.01部添加した場合の流動性指
数、ブロッキング性について測定し、比較例3の結果を
得た。疎水性微粒子珪酸R−972の添加量が、0.05部未
満では、粉体特性改良効果が少ないことが分かる。
ト共重合体の凝固条件を変更し、150メッシュパス分(1
00μm以下)が23.5%である凝固粒子を得た。即ち、凝
固剤として、硫酸アルミニウムをグラフト共重合体に対
し10重量%用い、凝固温度を30℃とした。
シュのオン分は、それぞれ1.1、2.1、15.2、23.2及び3
4.9%であった。
性指数、ブロッキング性について測定し第1表の結果を
得た。100μm以下の微粒子が増大すると粉体特性改良
効果が小さくなることが分かる。
クスを203部採取し、攪拌機を備えたセパラブルフラス
コの中に入れ、蒸留水100部を加え、窒素置換を行った
後70℃に昇温し、ついで硫酸第一鉄0.002部、エチレン
ジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.006部、ロンガリット
0.3部及び蒸留水10部の混合液を仕込み、スチレン30
部、アクリロニトリル10部及びtert−ブチルヒドロパー
オキサイド0.3部の混合液を添加し、その後内温70℃で
2時間保持することによりラジカル重合させ、ポリオル
ガノシロキサンラテックスを得た。
へ、ラテックスと水溶液との比率が1:2となるように40
℃で添加し、その後90℃まで昇温し凝固した。冷却した
後ろ過分離し、80℃で一晩乾燥し粉末状のポリオルガノ
シロキサングラフト共重合体を得た。この粉末の粒度分
布を測定したところ、16メッシュ、30メッシュ、60メッ
シュ、100メッシュ及び150メッシュのオン分がそれぞ
れ、2.4、10.2、31.6、45.3及び3.4%であり、150メッ
シュパス分が、7.1%であった。
製R−972)を0.5部添加し均一に混合し、粉体特性の改
良された粉末を得た。流動性指数、ブロッキング性につ
いて調べた結果を第1表に示す。
も、疎水性微粒子珪酸(日本アエロジル(株)製R−97
2)は、粉体特性改良に効果があるのが分かった。
重合体のブロッキング性を改良することができ、ポリマ
ー粉体の貯蔵や輸送のブロッキング現象を防止すること
ができる。
Claims (1)
- 【請求項1】ポリオルガノシロキサンゴム成分1〜100
重量%〜ポリアルキル(メタ)アクリレートゴム成分99
〜0重量%とからなるポリオルガノシロキサン系ゴムに
1種以上のビニル系単量体がグラフト重合されてなるポ
リオルガノシロキサン系グラフト共重合体のラテックス
を凝固して得られた該共重合体の粉体100重量部に対
し、燃焼加水分解法によって得られる二酸化珪素あるい
はその凝集体であり、平均粒子径が1μm以下であり微
粒子珪酸の表面に存在するシラノール基が100Å平方あ
たり2個以下である疎水性微粒子珪酸を0.05〜10重量部
添加することを特徴とする粉体特性改良方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2315561A JP2992330B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 粉体特性改良方法 |
EP91119665A EP0487006B1 (en) | 1990-11-20 | 1991-11-18 | Method for improving powder characteristics |
DE1991626597 DE69126597T2 (de) | 1990-11-20 | 1991-11-18 | Verfahren zur Verbesserung von Pulvercharakteristika |
AU87937/91A AU646105B2 (en) | 1990-11-20 | 1991-11-18 | Graft copolymer composition containing silica |
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JP2315561A Expired - Lifetime JP2992330B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 粉体特性改良方法 |
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-
1990
- 1990-11-20 JP JP2315561A patent/JP2992330B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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