JP3390850B2 - 塊状重合absの存在下におけるオリゴカーボネートの縮合による混合系の製造 - Google Patents

塊状重合absの存在下におけるオリゴカーボネートの縮合による混合系の製造

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JP3390850B2 JP34454993A JP34454993A JP3390850B2 JP 3390850 B2 JP3390850 B2 JP 3390850B2 JP 34454993 A JP34454993 A JP 34454993A JP 34454993 A JP34454993 A JP 34454993A JP 3390850 B2 JP3390850 B2 JP 3390850B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】本発明は、塊状重合 ABS の存在下にお
けるオリゴカーボネートの縮合による、ポリカーボネー
トと塊状重合 ABS とからの重合体混合物の製造方法
に関するものである。 【0002】ポリカーボネートを形成させるためのオリ
ゴカーボネートの縮合は既に公知である(EP-A 432
580 を参照)。 【0003】熱可塑性混合物は通常は各成分を熔融状態
で混合し、均質化して製造するが、ある種の熱可塑性混
合物は工程温度の差異があまりに大きく、混合成分の 1
種または 2 種以上が分解を受けることを許容し得る場
合にのみ同時混和操作が可能であるので、この経路では
これまで到達し得なかった。この種の作業様式において
は、得られる混合物の全体としての性質の様相が混合成
分の一つの熱分解により不利益な影響を受ける可能性が
ある。 【0004】ポリカーボネートと ABS 重合体とを有
する熱可塑性成形用材料は公知である。たとえば DE
1 170 41 は、ポリカーボネートとアクリロニトリルお
よび芳香族ビニル炭化水素の単量体混合物をポリブタジ
エン(乳化重合 ABS)にグラフトさせたグラフト重
合体とを有する成形用材料の良好な加工性を記述してい
る。 【0005】米国特許 3 852 393 によれば、ポリカー
ボネートと塊状懸濁法により製造した ABS 重合体と
の混合物は、耐炎性成形用材料の製造に適している。 【0006】米国特許 4 624 986 によれば、塊状法ま
たは塊状懸濁法により製造した ABS 重合体とポリカ
ーボネートとを有する成形用材料は改良された低温特性
を示し、光沢が減少している。 【0007】その好ましい性質のために、ポリカーボネ
ートと ABS 重合体とを有する混合物は自動車技術
(乗員室要素)において、またデータシステム技術(ケ
ース要素)において広く使用されている。 【0008】一般にはポリカーボネートと ABS とは
部分的にのみ混和可能であり(特に商業的に最も重要な
形状、すなわちビスフェノール A ポリカーボネートと
ABS 重合体とにおいて)、このために 2 相系を形
成する結果となる。したがって、各相の完全な分散には
熔融物に対する高度の剪断または高い混合温度が必要で
ある。このことが、生成物の分解と変色とにつながる可
能性がある。 【0009】高分子量のポリカーボネートを用いて、あ
る種の応用面には不十分である混合物の強靭性をさらに
改良することが望ましい。この種のポリカーボネートの
高い熔融粘性は、この点に関する障害を構成する。 【0010】改良された性質を有するポリカーボネート
と ABS 重合体との混合物が、低分子量のポリカーボ
ネート(オリゴカーボネート)と塊状重合法または溶液
重合法により製造された ABS とを含む混合物の製
造、および減圧下でのこのオリゴカーボネートの縮合に
より得られることがここに見いだされた。 【0011】オリゴカーボネートと乳化重合法または塊
状懸濁重合法により製造した ABS グラフト重合体と
から製造した混合物と比較して、これらの混合物は改良
された強靭性値と優れた熱安定性とを特色としている。 【0012】したがって本発明は、オリゴカーボネート
(A)と ABS グラフト重合体(B)とを熔融状態
で、かつ、オリゴカーボネートを減圧下で縮合させて高
分子量のポリカーボネートを形成させる工程中で混合す
ることを特徴とする、ポリカーボネートおよび塊状重合
法または溶液重合法により製造した ABS グラフト重
合体の混合物の製造方法に関するものである。 【0013】この方法に関しては、混合と縮合とをバッ
チ方式で、または、好ましくは連続的に真空蒸発押出し
機中で、任意にオリゴカーボネートを単離することなく
実施するのが特に有利である。 【0014】成分 A オリゴカーボネートの製造は公知である。これは、式
(I)のジフェノールとジアリールカーボネートとの 1
50 ないし 350℃ の温度での反応の影響を受ける(たと
えば EP-A 432 580 を参照)。ジフェニルカーボネ
ートが好ましいジアリールカーボネートである。ジフェ
ノールのジアリールカーボネートに対する比率は 1:0.
95 ないし 1:1.75 である。 【0015】反応を加速するためには触媒を添加するこ
とができる。適当な触媒には、塩基性の有機化合物およ
び/または無機化合物、たとえばアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属の水酸化物、アルコラート、塩もしく
は水素化物、またはピリジンが含まれる。使用し得る他
の触媒には、有機リン化合物たとえばトリフェニルホス
フィンもしくは酸化トリフェニルホスフィン、または有
機金属化合物、たとえば酸化トリブチルスズが含まれ
る。 【0016】適当なオリゴカーボネート(A)は、式
(I): 【0017】 【化1】 【0018】式中、X は C1-C8-アルキリデンもしく
は C5-C12-シクロアルキリデン、または −S−、−
SO2− もしくは単結合であり、R はメチル、塩素ま
たは臭素であり、n は 0、1 または 2 であるに相当す
るジフェノールから合成される。 【0019】好ましいジフェノールには、たとえば以下
のものが含まれる:4,4-ジヒドロキシフェニル、4,4'-
ジヒドロキシフェニルスルフィド、1,1-ビス-(4-ヒドロ
キシフェニル)-シクロヘキサン、ビス-(4-ヒドロキシフ
ェニル)-メタン、2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-プ
ロパン、2,4-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-2-メチルブ
タン、2,2-ビス-(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-プ
ロパン、2,2-ビス-(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)-
プロパン、ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)
-メタン、2,2-ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニ
ル)-プロパン、ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェ
ニル)-スルホン、2,4-ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキ
シフェニル)-2-メチルブタン、2,2-ビス-(3,5-ジクロロ
-4-ヒドロキシフェニル)-プロパン、2,2-ビス-(3,5-ジ
ブロモ-4-ヒドロキシフェニル)-プロパン、および1,1-
ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロ
ヘキサン。 【0020】上に列記したものの中で特に好ましいジフ
ェノールには、2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-プロ
パンおよび 1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-
トリメチルシクロヘキサンが含まれる。 【0021】これらのジフェノールは、別個にでも混合
物中においても使用することができる。 【0022】本件オリゴカーボネートは好ましくは <
22,000 の平均分子量 Mw を、特に2000 ないし 20,000
の分子量 Mw を有する。 【0023】成分 B ABS グラフト重合体(B)は、 B.1 50 ないし 99 重量部の B.1.1 50 ないし 99 重量部のスチレン、α-メチル
スチレン、芳香環に置換基を有するスチレン、メタクリ
ル酸 C1-C8 アルキル、またはこれらの混合物、およ
び B.1.2 1 ないし 50 重量部のアクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、メタクリル酸 C1-C8 アルキル、
アクリル酸 C1-C8 アルキル、無水マレイン酸、N-ア
ルキル置換もしくは N-アリール置換マレイン酸イミド
またはこれらの混合物、を含む混合物の、 B.2 1 ないし 50 重量部の、B.1.1 または
B.1.2 と共重合し得る、かつ < 10℃ のガラス転移
温度を有するゴムの存在下におけるグラフト重合により
得られる。ここで、グラフト重合体(B)は塊状重合法
または溶液重合法により製造する。 【0024】ゴム改質グラフト重合体(B)は、B.1.1
および B.1.2 に従う単量体から形成されたランダム
(共)重合体、および B.1.1 と B.1.2 とからのラン
ダム(共)重合体でグラフトされたゴム B.2 を含み、
(B)は、たとえば US-PS 3 243 481、US-PS
3 509 237、US-PS 3 660 535、US-PS 4 2
21 833 および US-PS 4 239 863 に記載されている
ような塊状重合法または溶液重合法により、公知の手法
で製造される。 【0025】単量体 B.1.1 の例にはスチレン、α-メ
チルスチレン、p-メチルスチレン、p-クロロスチレン
およびメタクリル酸メチルが含まれる。単量体 B.1.2
の例にはアクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタ
クリル酸メチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸 t
-ブチル、無水マレイン酸および N-フェニルマレイン
酸イミドが含まれる。 【0026】好ましい単量体 B.1.1 にはスチレン、α
-メチルスチレンおよびメタクリル酸メチルが含まれ
る。好ましい単量体 B.1.2 にはアクリロニトリル、無
水マレイン酸およびメタクリル酸メチルが含まれる。 【0027】特に好ましい単量体はスチレン(B.1.1)
およびアクリロニトリル(B.1.2)である。 【0028】ゴム改質グラフト重合体(B)に適したゴ
ム B.2 には、ジエンゴムおよびE(P)DM ゴム、
たとえばエチレン/プロピレンおよび任意にジエン、ア
クリル酸エステル、ポリウレタン、シリコーン、クロロ
プレンを基材とするもの、ならびにエチレン/酢酸ビニ
ルゴムが含まれる。 【0029】好ましいゴム B.2 にはジエンゴム(たと
えばブタジエン、イソプレン等を基剤とするもの)、ま
たは、ジエンの共重合体の混合物もしくはジエンと他の
共重合可能な単量体との混合物の共重合体(たとえば
B.1.1 および B.1.2 に従うもの)の混合物が含まれ
るが、前提として、成分 B.2 のガラス転移温度は 10
℃ 以下、好ましくは −10℃ 以下である。純粋なポリ
ブタジエンが特に好ましい。 【0030】必要ならば、かつ、成分 B のゴム特性が
これにより損なわれないならば、成分 B.2 は上記のも
のに加えて少量の、通常は B.2 を基準にして 5 重量
%未満の、好ましくは 2 重量%未満の架橋効果を有す
るエチレン性不飽和単量体をも含有していてもよい。架
橋効果を有するこの種の単量体の例には二(メタ)アク
リル酸アルキレンジオール、二(メタ)アクリル酸ポリ
エステル、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、シ
アヌル酸トリアリル、(メタ)アクリル酸アリル、マレ
イン酸ジアリルおよびフマル酸ジアリルが含まれる。 【0031】本件ゴム改質グラフト重合体 B.は、50
ないし 99 重量部の、好ましくは65 ないし 98 重量部
の、最も好ましくは 75 ないし 97 重量部の、50 ない
し99 重量部の、好ましくは 60 ないし 95 重量部の
B.1.1 に従う単量体と 1 ないし 50 重量部の、好まし
くは 5 ないし 40 重量部の B.1.2 に従う単量体とを
含む混合物の、1 ないし 50 重量部の、好ましくは 2
ないし 35 重量部の、最も好ましくは 3 ないし 25 重
量部のゴム成分 B.2 の存在下におけるグラフト重合に
より得られ、このグラフト重合は塊状重合法または溶液
重合法を用いて実施される。 【0032】本件ゴム改質グラフト重合体 B.の製造
には、グラフト重合の前にゴム成分B.2 が単量体 B.
1.1 と B.1.2 との混合物中に溶解した形状で存在する
ことが必須である。したがって、ゴム成分 B.2 は B.
1.1 および B.1.2 中での溶解が不可能になるような程
度にまで架橋していてはならず、また、B.2 はグラフ
ト重合の開始前に個別の粒子の形状で存在していてはな
らない。B.の性質に対して有意の効果を有する B.2
の粒子の形態および架橋度の増加は、第 1 にグラフト
重合の過程において形成される(この関連では、たとえ
ばウルマン(Ullmann),工業化学事典(Enzyklopaedie
der technischen Chemie),19 巻,284ページ以下,
第 4 版,1980 を参照)。 【0033】B.1.1 と B.1.2 とから形成されるラン
ダム共重合体は、通常は部分的にゴム B.2 上に、また
はその中にグラフトして重合体 B.中に存在し、この
混合グラフト重合体は重合体 B.中で個別の粒子を形
成する。この関連では、B.1.1 と B.1.2 とから形成
された、ゴム上、またはゴム中にグラフトした共重合体
の B.1.1 と B.1.2 とから形成された全共重合体に対
する比率 − すなわちグラフト収率(= 実際にグラフ
トしたグラフト単量体の使用したグラフト単量体の全量
に対する重量比 × 100、%で表す)− は 2 ないし 40
%、好ましくは 3 ないし 30 %、最も好ましくは 4
ないし 20 %であるべきである。 【0034】得られるグラフトゴム粒子の平均粒子直径
(電子顕微鏡写真上で計数して測定する)は、0.05 な
いし 5 μm の、好ましくは 0.08 ないし 3.0 μm の範
囲内にある。 【0035】本発明記載の方法においては、ポリカーボ
ネートと塊状重合法または溶液重合法により製造した
ABS グラフト重合体との混合物(B)は、オリゴマ
ーポリカーボネート(A)から ABS グラフト重合体
の存在下に、以下のようにして製造する:オリゴマー
(A)を、(B)の存在下に 200 ないし 350℃ の温度
でさらに縮合させる。この縮合は通常の反応器、たとえ
ば撹拌容器、薄膜蒸発器、カスケード状態の撹拌容器、
押出し機、混練機、単純板反応器または高速板反応器中
で行わせることができる。好ましい具体例においては、
縮合を 0.01 ないし 100 ミリバールの、好ましくは 0.
05 ないし 50 ミリバールの圧力の真空蒸発器中で行わ
せる。 【0036】混合成分(B)は、(A + B の 100 %
を基準にして)0.1 ないし 99.9 重量%の、好ましくは
10 ないし 99 重量%の、最も好ましくは 25 ないし 7
5 重量%の量添加する。 【0037】ポリカーボネートと ABS グラフト重合
体との混合物は、たとえば SAN共重合体のような他
の熱可塑物、および通常の添加剤、たとえば安定剤、顔
料、流動促進剤、離型剤、帯電防止剤または難燃剤を含
有していてもよい。 【0038】本発明記載の混合系は、任意に添加剤を導
入したのちに、たとえばこれを射出成形機中で公知の手
法で成形して種々の物品を形成させることにより、加工
して成形品を形成させることができる。 【0039】本発明記載の方法により製造した生成物は
良好な固有の色彩を有し、溶媒を含有しない。これらは
特にその高い強靭性を特色としている。 【0040】以下に列記した実施例において、相対粘性
はポリカーボネートの塩化メチレン中の 0.5 重量%溶
液について測定した。 【0041】分子量はゲル透過クロマトグラフィー(G
PC)により測定した。 【0042】 【実施例】2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-プロパン
(ビスフェノール A)からのオリゴカーボネートの製
造。 【0043】2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-プロパ
ン(5310 g/22.5 モル)、ジフェニルカーボネート(50
56 g/23.63 モル)およびナトリウムフェノラート(26.
1 mg/0.001 モルパーセント)を 25 l の撹拌容器中で
15 分にわたって 180℃ に加熱した。物体の温度が 100
℃ に達したところで、撹拌しながら 100 ミリバールの
真空を適用した。温度を 180℃ に 1 時間維持し、遊離
したフェノールをカラムを通じて蒸留除去した。さらに
1 時間にわたって温度を 250℃ に上昇させ、ついで圧
力を 30 分にわたって 10 ミリバールに低下させた。そ
の後の縮合を270℃ で、高真空(1 ミリバール)下で行
った。窒素でフラッシュしたのち、オリゴカーボネート
を容器から除去した。 【0044】ゲル透過クロマトグラフィー/フーリエ変
換/IR 組合わせ分析法を用いて平均分子量(重量平
均)を測定し、オリゴカーボネートまたはポリカーボネ
ートは 1768 ないし 1775 cm-1 の波数範囲で検出し
た。この方法で測定したオリゴカーボネートの重量平均
分子量は 16.800 g/モルであった。 【0045】実施例 1(本発明記載のもの) 60 部のオリゴカーボネートと 40 部のマグナム(Magnu
m)3405 塊状重合 ABS(ダウ(Dow)の製品)を蒸発
押出し機(ZSK 32、ウェルナー・ウント・フライデ
ラー(Werner und Pfleiderer)の製品)中、100 rpm
の回転速度で、4kg/時の流通量で混和した。物体の温度
は 295℃ であり、蒸発ヘッドにおける圧力は 0.7 ミリ
バールであった。 【0046】上記の塊状重合 ABS はアクリロニトリ
ル、ブタジエンおよびスチレンを22.0:10.2:67.9 の
比で含有していた。平均粒子直径は 0.2 ないし 2 μm
であり、アセトン中のミクロゲル含有量は 20.4 重量%
であった。 【0047】得られたポリカーボネートの(重量平均)
分子量は 29,500 g/モルであった。 実施例 2(比較例) 60 部のオリゴカーボネート、16 部の、72:28 のスチ
レン/アクリロニトリル比とジメチルホルムアミド中、
20℃ において(n)= 0.55 dl/g の制限粘度とを有す
るスチレン/アクリロニトリル共重合体、および 24 部
の、45 重量部のスチレンおよびアクリロニトリル(重
量比 72:28)を含む単量体混合物を 55重量部の粒状ポ
リブタジエンゴムにグラフトさせて形成させた乳化重合
グラフト重合体(平均粒状寸法 d50 = 0.4 μm、乳化
重合により製造したもの[DE-OS 3 738 143 に従っ
てグラフト重合体 B II と同様にして製造した])
を、実施例 1 の記述と同様にして混和した。 【0048】混和中の物体の温度は 285℃ であった。
ポリカーボネートの平均分子量は 17,500 g/モルであ
った。 【0049】したがって、乳化重合グラフト重合体を用
いては、オリゴカーボネートの分子量の有意の増加は得
られなかった。 【0050】実施例 3(比較例) 60 部の 24,900 g/モルの分子量を有するポリカーボネ
ートと 40 部の、実施例 2 で使用したものと同様の 24
部の乳化重合グラフト重合体および 16 部のスチレン
/アクリロニトリル重合体を含む混合物とを ZSK 32
型の双軸押出し機中で混和した。混和中の物体の温度
は 264℃ であり、流通量は 5 kg/時であった。 【0051】ポリカーボネート分画の平均分子量は 19,
800 g/モルであった(使用したポリカーボネートの分
解)。 【0052】リン酸エステルを基剤とする熱安定剤を添
加してこの試験を繰り返した場合には、ポリカーボネー
トは分解しなかった。混和中の物体の温度は 266℃ で
あり、流通量は 5 kg/時であった。ポリカーボネート分
画の平均分子量は 26,000 g/モルであった。 【0053】実施例 4(比較例) 60 部の 24,800 g/モルの分子量を有するポリカーボネ
ートと 40 重量部のダウマグナム 3405 ABS とを、
実施例 3 と同様にして、熱安定剤を添加して混和し
た。物体の温度は 264℃ であり、流通量は 5 kg/時で
あった。ポリカーボネート分画の分子量は 24,400 であ
った(僅かな分解)。 【0054】この混合物は、有意に明るい色調により実
施例 3 のものとは明確に異なっていた。 【0055】以下の値は、ISO 180 に従って室温で
測定した、生成物のノッチ棒強靭性試験で得られたもの
である: 実施例 1(本発明記載のもの) 74 kJ/m2 実施例 2(比較例) 35 kJ/m2 実施例 3(比較例) − 安定剤なし 34 kJ/m2 − 安定剤添加 48 kJ/m2 実施例 4(比較例) 51 kJ/m2 実施例 1(本発明記載のもの): オリゴカーボネート + 塊状重合 ABS:高い強靭性 実施例 2(比較例): オリゴカーボネート + 乳化重合 ABS:オリゴカー
ボネートのその上の縮合なし、したがって低い強靭性 実施例 3(比較例): 高分子量 PC および乳化重合 ABS − 熱安定剤なし:高分子量 PC の分解 − 熱安定剤添加:実質上分解なし、しかし、本発明記
載の実施例 1 より低い強靭性 実施例 4(比較例): 高分子量 PC + 塊状重合 ABS:実質上分解なし、
しかし低い強靭性、貧弱な色彩。 【0056】本発明の主なる特徴および態様は以下のと
おりである。 【0057】1. オリゴカーボネート(A)と ABS
グラフト重合体(B)とを熔融状態で、かつ、オリゴ
カーボネートを減圧下で縮合させて高分子量のポリカー
ボネートを形成させる工程中で混合することを特徴とす
る、ポリカーボネートと塊状重合法または溶液重合法に
より製造した ABS グラフト重合体との混合物の製造
方法。 【0058】2. 上記のオリゴカーボネートを式
(I) 【0059】 【化2】 【0060】式中、X は C1-C8-アルキリデンもしく
は C5-C12-シクロアルキリデン、または −S−、−
SO2− もしくは単結合を表し、R はメチル、塩素ま
たは臭素を表し、n は 0、1 または 2 であるに相当
し、< 22,000 の平均分子量(重量平均)Mw を有する
ジフェノールから合成することを特徴とする 1 記載の
方法。 【0061】3. 上記の ABS グラフト重合体
(B)を、 B.1 50 ないし 99 重量部の B.1.1 50 ないし 99 重量部のスチレン、α-メチル
スチレン、芳香環に置換基を有するスチレン、メタクリ
ル酸 C1-C8-アルキル、またはこれらの混合物、およ
び B.1.2 1 ないし 50 重量部のアクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、メタクリル酸 C1-C8-アルキル、
アクリル酸 C1-C8-アルキル、無水マレイン酸、N-ア
ルキル置換もしくは N-アリール置換マレイン酸イミド
またはこれらの混合物、を含む混合物から、 B.2 1 ないし 50 重量部の、B.1.1 または
B.1.2 と共重合し得る、かつ < 10℃ のガラス転移
温度を有するゴムの存在下における塊状重合工程または
溶液重合工程中でのグラフト重合により得ることを特徴
とする 1 記載の方法。 【0062】4. 上記の ABS グラフト重合体
(B)を 0.1 ないし 99.9 重量%(A+B の 100 重
量%を基準にして)の量添加することを特徴とする 1
記載の方法。 5. 上記の ABS グラフト重合体(B)を 10 ない
し 90 重量%(A +Bの 100 重量%を基準にして)の
量添加することを特徴とする 1 記載の方法。 【0063】6. 成分 B.2 がポリブタジエンである
ことを特徴とする 1 記載の方法。 【0064】7. 1 ないし 7 に記載した方法により製
造した、ポリカーボネートと ABSグラフト重合体
(B)とを含む重合体混合物。
フロントページの続き (72)発明者 デイーター・ビツトマン ドイツ連邦共和国51061ケルン・ボルフ スカウル4 (72)発明者 デイーター・フライターク ドイツ連邦共和国47802クレーフエル ト・ハーゼンハイデ10 (72)発明者 カルステン−ヨゼフ・イデル ドイツ連邦共和国47802クレーフエル ト・アムシユバルツカンプ38 (56)参考文献 特開 平4−178456(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 55/02 C08G 64/30 C08L 69/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 オリゴカーボネート(A)と ABS グ
    ラフト重合体(B)とを熔融状態で、かつ、オリゴカー
    ボネートを減圧下で縮合させて高分子量のポリカーボネ
    ートを形成させる工程中で混合することを特徴とする、
    ポリカーボネートと塊状重合法または溶液重合法により
    製造した ABS グラフト重合体との混合物の製造方
    法。
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