JP3238491B2 - 熱可塑性樹脂の製造方法及び樹脂組成物 - Google Patents
熱可塑性樹脂の製造方法及び樹脂組成物Info
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Description
で製造されるスチレン−アクリロニトリル共重合体の製
造方法及び該共重合体と特定のグラフト共重合体を混合
・混練して得られる熱可塑性樹脂組成物に関するもので
ある。
は、雑貨や電気器具の成形材料及びABS樹脂の主原料
として幅広く使用されている。そして、スチレン−アク
リロニトリル共重合体の工業的な製造方法としては、乳
化重合法、懸濁重合法及び連続塊状重合法又は連続溶液
重合法が挙げられるが、現在では、製品中の夾雑物が少
ないことやコスト的、エネルギー的に有利であること等
により、連続塊状重合法又は溶液重合法が主流になって
いる。
連続塊状重合法で分子量分布を狭くしようとする試みと
しては、特公昭54-14627号公報が挙げられる。しかし、
この製造方法では、混合/反応器が特殊な形に限定され
ており普遍性がないばかりか、得られた共重合体が低分
子量領域までも含む分子量分布の制限が広いため実用的
でない。従って、従来の共重合体の製造方法では、スチ
レン−アクリロニトリル共重合体の生成する重合反応環
境下において、一般的な反応装置を用いて溶剤の種類や
量及び反応溶液中のポリマー濃度等を調整することによ
り生成する共重合体の分子量分布を制御することはでき
なかった。
塊状重合法又は溶液重合法において得られるスチレン−
アクリロニトリル共重合体の分子量分布を制御して特定
された共重合体を得る製造方法と、当該共重合体とジエ
ン系ゴム重合体に芳香族ビニル系単量体と芳香族ビニル
系単量体以外の単量体を共重合して得られるグラフト共
重合体を混合、混練して得られる熱可塑性樹脂組成物の
流動性と耐衝撃性のバランスを改良すべく、種々検討し
た結果、特定の重合反応環境下で製造されるスチレン−
アクリロニトリル共重合体と特定のグラフト共重合体を
組み合わせることにより、上記目的が達成できることを
見出し、本発明を完成するに至った。
ol] Δδ=δ1 −δ2 δ1 =Σφi ×(δi )1 φi :純成分iの容積比[-] (δi )1 :純成分iの溶解度パラメータ[(cal/cm3)
1/2] δ2 =Σmj ×(δj )2 mj :ポリマー中の構成モノマーjのモル比[-] (δj )2 :純ポリマーjの溶解度パラメータ[(cal/cm
3)1/2] R:気体定数(=1.987cal/mol.K) T:反応温度[K] y:反応溶液中のポリマー重量比[-]
合体(以下AS共重合体という)を連続塊状重合法又は
連続溶液重合法で使用される原料は、スチレン単量体と
アクリロニトリル単量体であり、それ以外の原料は、重
合反応環境を表すパラメータZが1.2以上にならない限
り任意である。そして、本発明のAS共重合体の製造方
法は、反応器へフィード原料中のアクリロニトリル単量
体の量が、重量比で10〜45重量%が好ましい。アクリロ
ニトリル単量体が10重量%未満の場合、得られる共重合
体の機械的物性や耐薬品性等が劣る。また、アクリロニ
トリル単量体が45重量%を超える場合には得られる共重
合体の耐熱安定性が充分でない。
ンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン及びジメチ
ルホルムアミド等が挙げられる。
が、反応器へのスチレン単量体及びアクリロニトリル単
量体を含めた全フィード量のうち50重量%を超えると反
応が遅延されることや溶剤の回収設備が大掛かりになる
ため好ましくない。
合体の分子量の調整が、反応温度やフィード原料の組成
及びフィード量で調整が不可能な場合、パラメータZが
1.2を超えてしまう場合、更には、生産性の向上を望む
場合には、溶剤の他にドデシルメルカプタン等のチオー
ル類、α−メチルスチレンダイマー、テルピノーレン等
の連鎖移動剤を添加すればよい。
は、この他にベンゾイルパーオキシド、アゾビスイソブ
チロニトリル等のラジカル重合開始剤、ステアリン酸、
ステアリン酸亜鉛及びエチレンビスステアリルアミド等
の滑剤並びにリン系やヒンダードフェノール系の熱安定
剤を添加してよい。
重合又は連続溶液重合の反応装置としては、ヘリカルリ
ボン翼、スクリュー翼及びピッチドパドル翼等の中・高
粘度用攪拌翼付きの完全混合槽型反応器の単独又は複数
と、塔式反応器、静止型混合器付き管型反応器及び横型
のセルフクリーニング式反応器等公知の反応器の単独又
は複数を組合せて用いればよい。
は、重合工程で生成する当該共重合体の少なくとも70重
量%が以下に示す〔式1〕で定義されたパラメータZが
1.2未満になるような反応環境下で生成することが好ま
しい。パラメータZが1.2未満となる反応環境下で生成
する当該共重合体が70重量%未満では、グラフト共重合
体と混合、混練して得られる熱可塑性樹脂組成物の流動
性と耐衝撃性のバランスが悪くなる。
ol] Δδ=δ1 −δ2 δ1 =Σφi ×(δi )1 φi :純成分iの容積比[-] (δi )1 :純成分iの溶解度パラメータ[(cal/cm3)
1/2] δ2 =Σmj ×(δj )2 mj :ポリマー中の構成モノマーjのモル比[-] (δj )2 :純ポリマーjの溶解度パラメータ[(cal/cm
3)1/2] R:気体定数(=1.987cal/mol.K) T:反応温度[K] y:反応溶液中のポリマー重量比[-] 但し、純成分とは、溶剤、未反応のスチレン及びアクリ
ロニトリル単量体を定義し、また、純ポリマーとは、ス
チレン及びアクリロニトリルのホモポリマーを定義する
ものである。
応工程出口の反応溶液中における当該共重合体の濃度は
40〜90重量%が好ましい。共重合体の濃度が40重量%未
満では生産効率が悪く、90重量%を超える場合には反応
溶液の粘度が高すぎるため共重合体の輸送が困難にな
る。
交換器にてプレヒート後、減圧状態のフラッシュタンク
に供給し分離する方法、反応溶液をベント付きの脱揮押
出機に供給し、加熱分離する方法等一般に採用されてい
る方法でよい。
るグラフト共重合体は、ジエン系ゴム重合体に芳香族系
ビニル単量体及び芳香族ビニル系以外のビニル系単量体
を共重合することにより得ることができる。本発明で使
用されるジエン系ゴム重合体としては、ポリブタジエ
ン、スチレン−ブタジエン共重合体、ブタジエン共重合
体、エチレン−プロピレン−ブタジエン共重合体、ブタ
ジエン−アルキルアクリレート共重合体、イソプレンゴ
ム及びクロロプレンゴム等のラテックスが挙げられる。
レン、α−メチルスチレン及びp−メチルスチレンのう
ち少なくとも1種類の単量体である。
は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ
化ビニル系単量体、エチルアクリレート、オクチルアク
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メチルメタクリレート、エチルメタ
クリレート等のアルキルメタクリレートのうち少なくと
も1種類の単量体が挙げられる。
体及び芳香族ビニル以外のビニル系単量体をグラフト重
合させる方法としては、塊状−懸濁重合法、乳化重合法
及び溶液重合法があり、ゴム濃度を最も高くできる乳化
重合法が好ましい。
ジエン系ゴム重合体の占める比率は、30〜80重量%が好
ましく、特に好ましくは40〜65重量%である。ゴム重合
体の占める比率が30重量%未満では、AS共重合体と混
合、混練して得られる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃強度
を充分発現させるために、グラフト重合体の混合比率を
上げなくてはならず効果的ではない。また80重量%を超
える場合グラフト重合体のグラフト率が低下するため、
成形品に供した場合、耐衝撃性が低下すると共に表面に
ゲルフラッシュが発生して表面光沢が低下する。
熱可塑性樹脂組成物は、一軸押出機、同方向二軸押出機
及び異方向二軸押出機等の混練用装置として一般的に知
られた装置で混合、混練することにより得られる。
とグラフト共重合体からなる熱可塑性樹脂組成物は、必
要に応じて酸化防止剤、滑剤及び安定剤等を添加するこ
ともできる。
体、そして、該共重合体を含有した熱可塑性樹脂組成物
は、耐衝撃性と流動性のすぐれ、この熱可塑性樹脂組成
物を成形することにより、電気・電子製品のハウジン
グ、自動車内装部品等に使用される。
説明する。なお、実施例中の部数は、重量部数を示すも
のであり、各種物性の測定はJIS規格に基づき測定し
た。
標準液とした内部標準法によりガスクロマトグラフィー
により測定した。 反応溶液中のポリマー濃度 :反応溶液をサン
プリングし、その重量を計量し、メチルエチルケトンに
溶解する。これをメタノールに滴下し、ポリマーを沈澱
後、乾燥して次式より求めた。 (反応溶液中のポリマー濃度)=(乾燥したポリマー
量)/(反応溶液サンプル重量) ポリマーの分子量とその分布 :ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー ポリマー中のアクリロニトリル分:ケルダール法に
よる窒素定量分析値に基づく換算値
ルリボン翼付きの反応器にポンプによりスチレン、アク
リロニトリル及びエチルベンゼンを各々4.5kg/hr、 1.7
kg/hr 及び1.8kg/hrで供給した。反応溶液は、供給量と
同重量だけポンプにより連続的に抜き出され、気液分離
後の溶融ポリマー温度が210 ℃になるようにプレヒータ
ーで加熱し、30 torr に保たれたフラッシュタンクに送
液して未反応モノマーと溶剤を気液分離液、ペレットと
して回収した。この時の反応器出口サンプル溶液とペレ
ットの分析値及び各パラメータの計算値を表1に示す。
アクリロニトリル、エチルベンゼン及びt−ドデシルメ
ルカプタンに変更し、各々の供給量を5.8kg/hr、2.1kg/
hr、 1.1kg/hr 及び0.01kg/hr とし、反応器内温を144
℃に変更した以外は、実施例1−1の方法に従った。各
分析値と計算値を表1に示す。
アクリロニトリル、エチルベンゼン及びt−ドデシルメ
ルカプタンに変更し、各々の供給量を6.0kg/hr、2.2kg/
hr、0.8kg/hr及び0.02kg/hr とし、反応器内温を138 ℃
に変更した以外は、実施例1−1の方法に従った。各分
析値と計算値を表1に示す。
ニトリル及びエチルベンゼンの供給量を各々4.4kg/hr、
1.6kg/hr 及び1.1kg/hrとし、反応器内温を153 ℃とし
た以外は、実施例1−1の方法に従った。各分析値と計
算値を表1に示す。
ニトリル及びエチルベンゼンの供給量を各々4.6kg/hr、
1.6kg/hr及び0.8kg/hrとし、反応器内温を156℃とした
以外は、実施例1−1の方法に従った。各分析値と計算
値を表1に示す。
は、エチルベンゼンに包含されるものとした。 v1 :反応器内部での各成分の密度は、以下
の値を用い、反応溶液全体は、加成性が成り立つものと
して計算した。 スチレン :791g/l アクリロニトリル :668g/l エチルベンゼン :752g/l スチレン−アクリロニトリル共重合体:1037g/l δ1 、δ2 :各成分の溶解度パラメータは、以下の
値を用いた。 スチレン :9.3(cal/mol)1/2 アクリロニトリル :10.5(cal/mol)
1/2 エチルベンゼン :8.8(cal/mol)1/2 ポリスチレン :9.1(cal/mol)1/2 ポリアクリロニトリル:12.5(cal/mol)
1/2
作製した。 仕込み物質 仕込み部数 ポリブタジエンラテックス(固形分) 100部 スチレン 75部 アクリロニトリル 25部 t−ドデシルメルカプタン 1部 FeSO4.7H20 0.02部 EDTA.4Na塩 0.05部 ナトリウムホルムアルデヒドスルフォキシレート 0.2部 t−ブチルパーオキシアセテート 0.2部 クメンヒドロキシパーオキサイド 0.1部 ラウリル酸ソーダ 2.0部 H2O(ポリブタジエンラテックス中の水を含む) 263部 重合時間 6時間 重合温度 50℃→70℃ ポリブタジエンラテックスとスチレン及びアクリロニト
リルの単量体、t−ブチルパーオキシアセテート並びに
乳化剤は、4時間で等速連続添加し、重合温度を70℃
に昇温するとともにクメンヒドロキシパーオキサイドを
1時間等速添加した。更に、1時間70℃で重合反応を
継続し、グラフト重合体ラテックスを得た。重合反応終
了後、ヒンダードフェノール系酸化防止剤として2,6
−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールを、燐系安定
剤としてトリフェニルフォスファイトをグラフト重合体
ラテックス(固形分)100部に対しそれぞれ0.1部
づつ添加後、硫酸マグネシウムをグラフト重合体ラテッ
クス(固形分)100部に対し2部添加し乳化破壊を行
った。その後、遠心分離器で脱水し、乾燥機にて乾燥し
てグラフト重合体を得た。
重合体63部と上記グラフト重合体27部をダルメージスク
リュー付きの1軸押出機にて溶融、混練してペレット化
した。物性測定用のサンプルを作製して、その評価結果
を表2に示す。
重合体の代わりに、各々実施例1−2〜3及び比較例1
−1〜2のスチレン−アクリロニトリル共重合体を用い
た以外は、実施例2−1の方法に従った。物性測定用の
サンプルを作製して、その評価結果を表2に示す。
の熱可塑性樹脂の製造方法は、まずスチレン−アクリロ
ニトリル共重合体の重合反応環境下において溶剤の種類
や量を選択することにより、〔式1〕で定義されたパラ
メータZを特定の範囲に限定することにより、分子量分
布の狭い当該共重合体が得られる。更に、この共重合体
と特定のグラフト重合体を混合、混練して得られる熱可
塑性樹脂組成物は、耐衝撃性と流動性のバランスが優れ
ているので、成形品として工業用部品及び家庭用部品と
して有用である。
Claims (3)
- 【請求項1】 連続塊状重合法又は連続溶液重合法によ
りスチレンーアクリロニトリル共重合体を製造するに際
し、重合工程で生成する当該共重合体の少なくとも70
重量%が〔式1〕で定義されるパラメータZが1.2未
満になるように制御された反応環境下で合成し、未反応
モノマー及び溶剤の分離後に得られた当該共重合体のポ
リスチレン換算の重量平均分子量Mwと数平均分子量M
nの比Mw/Mnが2.3以下であるスチレンーアクリ
ロニトリル共重合体の製造方法。 〔式1〕 Z=1.8V1×(Δδ)2 /RT+1.1y V1:未反応モノマーと溶媒の混合溶液の分子容[cm3/m
ol] Δδ=δ1−δ2 δ1 =Σφi×(δi)1 φi :純成分iの容積比[−] (δi)1 :純成分iの溶解度パラメータ[(cal/cm3)
1/2] δ2=Σmj×(δj)2 mj:ポリマー中の構成モノマーjのモル比[−] (δj)2:純ポリマーjの溶解度パラメータ[(cal/cm
3)1/2] R:気体定数(=1.987cal/mol.K) T:反応温度[K] y:反応溶液中のポリマー重量比[−] - 【請求項2】 請求項1に記載された方法で製造された
スチレン−アクリロニトリル共重合体。 - 【請求項3】 請求項2に記載された スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体とジエン系ゴム重合体に芳香族ビニ
ル系単量体及び芳香族ビニル系単量体以外の単量体を共
重合して得られるグラフト共重合体を含有してなる熱可
塑性樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27059092A JP3238491B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 熱可塑性樹脂の製造方法及び樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27059092A JP3238491B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 熱可塑性樹脂の製造方法及び樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06116306A JPH06116306A (ja) | 1994-04-26 |
JP3238491B2 true JP3238491B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=17488236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27059092A Expired - Lifetime JP3238491B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 熱可塑性樹脂の製造方法及び樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3238491B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6376020B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2018-08-22 | 東レ株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP27059092A patent/JP3238491B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06116306A (ja) | 1994-04-26 |
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