JP3723576B2 - 低いヘイズ値を有する熱可塑性の成形用材料 - Google Patents
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Description
(A)(A1)90から100重量%(Aに対して)のメチルメタクリラートおよび
(A2)0から10重量%(Aに対して)のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られるメチルメタクリラート重合体を10から60重量%、
(B)(B1)75から88重量%(Bに対して)のビニル芳香族単量体および
(B2)12から25重量%(Bに対して)のビニルシアニド
を含有する混合物を重合させることにより得られる共重合体を10から70重量%、
(C)(C1)(C11)65から90重量%の1,3−ジエンおよび
(C12)10から35重量%のビニル芳香族単量体
を含有する単量体混合物を重合させることにより得られる、40から80重量%(Cに対して)のコアと、
(C2)(C21)30から60重量%のビニル芳香族単量体、
(C22)40から60重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C23)0から2重量%の架橋単量体
を含有する単量体混合物(C21、C22、C23の各パーセンテージ合計100重量%)を重合させることにより得られる、10から30重量%(Cに対して)の第1グラフトシェルと、
(C3)(C31)70から98重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C32)2から30重量%のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られる、10から30重量%(Cに対して)の第2グラフトシェルと、
から得られるグラフト共重合体を15から50重量%含有し(A、B、Cの各パーセンテージ合計100重量%)、
必要に応じて、さらに
(D)A、B、Cの合計量に対して20重量%までの慣用の添加剤を含有し、かつ
第1グラフトシェルC2の第2グラフトシェルC3に対する割合が2:1から1:2であり、第1グラフトシェルC2の屈折率(nD−C2)が第2グラフトシェルC3の屈折率(nD−C3)より大きく、グラフトシェル全体の屈折率(nD−C2+nD−C3)が、コアの屈折率(nD−C1)より小さく、組成分C全体の屈折率(nD−C)と、マトリックスA、B全体の屈折率(nD−A+nD−B)との差が0.02またこれより小さくなされていることを特徴とする熱可塑性成形用材料に関する。
本発明は、さらに、この新規の熱可塑性成形用材料の製造方法、この成形用材料を成形体製造のために使用する方法、およびこれにより製造される成形体に関する。
欧州特許出願公開62223号公報は、硬質メチルメタクリラート重合体、硬質スチレン/アクリロニトリル重合体およびアルキル(メタ)アクリラートの軟質グラフト共重合体および必要に応じてさらにスチレン−ゴムから成る、高光沢、透明の、耐衝撃性、熱可塑性成形用材料を開示している。この熱可塑性成形用材料は、また良好な応力亀裂耐性を示すと記載されている。
しかしながら、若干の用途、ことに機器被覆パネル、例えば複写器その他の事務機器のパネルを製造するための熱可塑性成形用材料は良好な流動特性のほかに高い透明度と低いヘイズ(曇価、かすみ度)が要求される。
米国特許4083896号明細書には、ブタジエン、アクリロニトリルおよびスチレンを含有するゴムで変性された、硬質メチルメタクリラート重合体と、硬質スチレン/アクリロニトリルとの透明なブレンドが記載されている。しかしながら、この透明ブレンドは、前述した用途には容認され難い比較的高い黄変度を示す。
前述欧州特願公開62223号公報の成形用材料において使用され、アルキル(メタ)アクリラートの軟質グラフト共重合体を基礎とするゴムは、ことに耐衝撃性を増大させるために使用される。この種のゴムは、またポリビニルクロリド(PVC)を変性するためにも使用される(欧州特許出願公開82717号、オーストラリア特願公開9180−213号、西独特願公開3938877号各公報)。
さらに、英国特願公開2156365号公報は、メチルメタクリラートとスチレンを基礎とする共重合体が、ブタジエン、スチレン、メチルメタクリラートから成るグラフト共重合体(これは単一のグラフトシェルを有する)で変性され得ることを開示している。しかしながら、これにより得られるブレンドは、用途によっては、耐衝撃性が充分ではない。
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を回避、克服し、良好な耐衝撃性、良好な流動性およびさらに高い透明性、低いヘイズを示す熱可塑性成形用材料を提供することである。この熱可塑性成形用材料は、さらに極めて低い黄変度を示す成形体を製造し得るものでなければならない。
しかるに、この目的は、冒頭に掲記された熱可塑性成形用材料により達成されることが本発明者らにより見出された。その製造方法、その成形体製造のための用途およびこの新規熱可塑性成形用材料から製造される成形体も見出された。
本発明による新規の熱可塑性成形用材料は、その好ましい実施態様において、
(A)(A1)92から98重量%(Aに対して)のメチルメタクリラートおよび
(A2)2から8重量%(Aに対して)のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られるメチルメタクリラート重合体を20から50重量%、
(B)(B1)79から85重量%(Bに対して)のビニル芳香族単量体および
(B2)15から21重量%(Bに対して)のビニルシアニド
を含有する混合物を重合させることにより得られる共重合体を20から40重量%、
(C)(C1)(C11)70から85重量%の1,3−ジエンおよび
(C12)15から30重量%のビニル芳香族単量体
を含有する単量体混合物を重合させることにより得られる、50から75重量%(Cに対して)のコアと、
(C2)(C21)40から50重量%のビニル芳香族単量体、
(C22)40から55重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C23)0から1.2重量%の架橋単量体
を含有する単量体混合物(C21、C22、C23の各パーセンテージ合計100重量%)を重合させることにより得られる、10から25重合(Cに対して)の第1グラフトシェルと、
(C3)(C31)75から92重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C32)8から25重量%のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られる、10から25重量%(Cに対して)の第2グラフトシェルと
から得られるグラフト共重合体を
20から40重量%を含有し(A、B、Cの各パーセンテージ合計100重量%)、
必要に応じて、さらに
(D)A、B、Cの合計量に対して0から10重量%の慣用の添加剤を含有し、かつ
第1グラフトシェルC2の第2グラフトシェルC3に対する割合が2:1から1:2であり、第1グラフトシェルC2の屈折率(nD−C2)が第2グラフトシェルC3の屈折率(nD−C3)より大きく、全グラフトシェルの屈折率(nD−C2+nD−C3)が、コアの屈折率(nD−C1)より小さく、組成分C全体の屈折率(nD−C)と、マトリックスA、B全体の屈折率(nD−A+nD−B)との差が0.02またこれより小さくなされている。
新規の熱可塑性成形用材料に使用されるメチルメタクリラート重合体(A)は、メチルメタクリラート(MMA)の単独重合体でも、(A)に対して10重量%までのアクリル酸C1−C8アルキルエステルとMMAとの共重合体でもよい。
アクリル酸C1−C8アルキルエステル(A2)として適当であるのは、メチルアクリラート、エチルアクリラート、プロピルアクリラート、n−ブチルアクリラート、n−ペンチルアクリラート、n−ヘキシルアクリラート、n−ヘプチルアクリラート、n−オクチルアクリラート、2−エチルヘキシルアクリラートおよびこれらの混合物、ことにメチルアクリラート、エチルアクリラート、n−ブチルアクリラート、2−エチルヘキシルアクリラート、これらの混合物、なかんずくメチルアクリラートである。
メチルメタクリラート(MMA)重合体は、それ自体周知の方法(例えば、1975年、カルル、ハンゼル社刊、フィーウェク、エッセルの「クンストシュトフ、ハントブーフ」IX巻、ポリメタクリラートの項参照)により、塊状重合、溶液重合、ビーズ重合で製造されることができ、また商業的に入手可能である。重量平均分子量MWが60000から300000(クロロホルム中、光の散乱により測定)のMMAが好ましい。
組成分(B)は、ビニル芳香族単量体(B1)およびビニルシアニド(B2)の共重合体である。
適当なビニル芳香族単量体(B1)は、スチレン、C1−C8アルキルでモノないしトリ置換されたスチレン、例えばp−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレンであるが、ことにスチレンが好ましい。
ビニルシアニド(B2)としてはアクリロニトリルおよび/またはメタクリロニトリルが使用され得るが、アクリロニトリルが好ましい。
組成分(B)の組成を上記範囲外にすると、240℃以上の処理温度で、継ぎ目を有する不透明成形材料が通常得られる。
共重合体(B)は、公知の塊状重合法、溶液重合法、懸濁ないし乳濁重合法、ことに溶液重合法(英国特願公開1472195号公報参照)で製造され得る。ジメチルホルムアミド中で光の散乱により測定して、60000から300000の分子量MWを有する共重合体(B)が好ましい。
コア(C1)と、この上にもたらされる両グラフトシェル(C2)、(C3)とから成るグラフト共重合体(C)が、第3の組成分として使用される。
グラフト共重合体のコア(C1)は、室温において、トルエン中における膨潤を測定して、14から40、ことに20から35の膨潤度を示すものが好ましい。
このコアを形成する材料の1,3−ジエン(C11)としては、ブタジエンおよび/あるいはイソプレンが使用される。
他のコア形成材料のビニル芳香族単量体(C12)としては、スチレンまたはα−位、ことに核において1個のC1−C8アルキル基(核置換の場合には複数個のアルキル基でもよい)、ことにメチルで置換されたスチレンが使用される。
このグラフト共重合体コア(C1)は、0℃より低いガラス転移点を有するのが好ましく、その平均粒度は30から250、ことに50から180nmである。これは一般的に乳濁重合により製造される(例えば、「エンサイクロピーディア、オブ、ポリマー、サイエンス、アンド、エンジニアリング」1巻、401頁以降参照)。
単量体(C21)、(C22)、場合によりさらに(C23)から得られるグラフトシェル(C2)が、上記コア(C1)上に形成される。
このビニル芳香族単量体(C21)としては、上述と同様に、スチレン、α−位、好ましくは核において1個のC1−C8アルキル基(核置換の場合は複数個のC1−C8アルキル基でもよい)、ことにメチルで置換されたスチレンが使用される。
グラフトシェル(C2)を構成するための第2の単量体、メタクリル酸C1−C8アルキルエステル(C22)として、メチルメタクリラート(MMA)、エチルメタクリラート、n−プロピルメタクリラート、イソプロピルメタクリラート、n−ブチルメタクリラート、イソブチルメタクリラート、s−ブチルメタクリラート、t−ブチルメタクリラート、ペンチルメタクリラート、ヘキシルメタクリラート、ヘプチルメタクリラート、オクチルメタクリラート、2−エチルヘキシル、ことにメチルメタクリラート、またはこれらの混合物が使用される。
慣用の架橋単量体(C23)、すなわち2官能性もしくは多官能性コモノマーとしては、ことにアルキレングリコールジ(メタ)アクリラート、例えばエチレンジ(メタ)アクリラート、プロピレンジ(メタ)アクリラート、ブチレンジ(メタ)アクリラート、アリルメタクリラート、グリセロール、トリメチロールプロパンまたはペンタエリトリトールの(メタ)アクリラートあるいはジもしくはトリビニルベンゼンのようなビニルベンゼンが使用され得る。
単量体(C31)および(C32)から構成されるさらに他のグラフトシェル(C3)が、上述の第1グラフトシェル(C2)上に形成される。単量体(C31)は、メタクリル酸のC1−C8アルキルエステルであり、単量体(C32)は、アクリル酸のC1−C8アルキルエステルである。
メタクリル酸C1−C8アルキルエステル(単量体C31)としては、メチルメタクリラート(MMA)、エチルメタクリラート、n−プロピルメタクリラート、イソプロピルメタクリラート、n−ブチルメタクリラート、イソブチルメタクリラート、s−ブチルメタクリラート、t−ブチルメタクリラート、ペンチルメタクリラート、ヘキシルメタクリラート、ヘプチルメタクリラート、オクチルメタクリラート、2−エチルヘキシルメタクリラート、ことにメチルメタクリラート、またはこれらの混合物が使用される。アクリル酸C1−C8アルキルエステル(C32)としては、メチルアクリラート(MA)、エチルアクリラート、プロピルアクリラート、n−ブチルアクリラート、イソブチルアクリラート、s−ブチルアクリラート、t−ブチルアクリラート、ペンチルアクリラート、ヘキシルアクリラート、ヘプチルアクリラート、オクチルアクリラート、2−エチルヘキシルアクリラート、ことにメチルアクリラート、またはこれらの混合物が使用される。
両グラフトシェル(C2)および(C3)は、コア(C1)の存在下に、公知の方法、ことに乳濁重合により形成される(上記「エンサイクロピーディア、オブ、ポリマー、サイエンス、アンド、エンジニアリング」1巻、401頁以降参照)。スィード(seed)法を使用すれば、両グラフトシェル形成時に新らたな粒子は形成されない。またスィード法は、両グラフトシェル形成段階における粒子の数およびタイプを、使用される乳化剤の量およびタイプで決定することを可能ならしめる。乳化重合は、通常、重合開始剤で開始される。
乳濁重合は、イオン性および非イオン性乳化剤が使用される。適当なイオン性乳化剤は、例えば、スルホこはく酸ジオクチルナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルフェニルポリエチレンスルホナート、長鎖カルボン酸塩およびスルホン酸塩である。適当な非イオン性乳化剤は、例えば脂肪アルコール、ポリグリコールエーテル、アルキルアリールポリグリコールエーテル、脂肪酸モノエタノールアミド、エトキシル化脂肪酸アミド、脂肪酸アミンである。使用される乳化剤総量は、乳濁グラフト共重合体合計量に対して0.05から5重量%が好ましい。
使用される重合開始剤は、アンモニウム、アルカリ金属のペルオキソニ硫酸塩、例えばペルオキソニ硫酸ナトリウム、開始剤複合剤、例えばペル硫酸ナトリウム、ナトリウムハイドロサルファイト、ペル硫酸カリウム、スルホキシル酸ナトリウムホルムアルデヒド、ペルオキソニ硫酸カリウム、硫酸ナトリウムジチオナイト/鉄(II)である。重合温度は、熱的に活性化されるべきアルカリ金属ペルオキソニ硫酸塩およびアンモニウムの場合には50から100℃、レドックス系として有効な開始剤複合剤の場合にはこれより低く、例20から50℃である。開始剤の総量は、製造される乳濁重合体に対して0.02から1.0重量%が好ましい。
コア(C1)の製造の場合にも、またグラフトシェル(C2)、(C3)の製造の場合にも、さらに重合制御剤も使用され得る。重合制御剤としては、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンのようなアルキルメルカプタンを使用し得る。重合制御剤の使用量割合は、それぞれの重合反応体に対して、0.01から1.0重量%である。
なお、本発明方法において使用されるべき乳濁グラフト共重合体は、まず、各単量体、架橋剤、乳化剤、開始剤、制御剤、緩衝剤から成る混合物を、窒素充満反応器中に導入し、攪拌しながら室温における不活性条件をもたらし、次いで、この混合物を15から120分間にわたり、重合反応温度まで加熱することにより製造される。これにより最低限95%の転化率で重合が行なわれる。各単量体、架橋剤、乳化剤、開始剤、制御剤は、当初に導入された水溶液材料に給送材料として完全に、もしくは部分的に添加され得る。
必要に応じて、15から120分の反応時間後に、あらかじめ形成されたコア(C1)の存在下において、単量体を給送しながら、乳濁重合により、グラフトシェル(C2)、(C3)を形成する。
乳濁グラフト共重合体は、生成ゴムから、沈殿、濾別、乾燥のような周知の方法で分離される。沈殿のためには、例えば塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウムのような無機塩の水溶液、マグネシウムホルマート、カルシウムホルマート、亜鉛ホルマートのような蟻酸塩の水溶液、硫酸、燐酸のような無機酸の水溶液、アンモニア水溶液、アミン水溶液、その他のアルカリ水溶液、例えば水酸化ナトリウム、カリウムの水溶液が使用される。
乾燥は、例えば、凍結乾燥、噴霧乾燥、流動床乾燥、循環流炉乾燥などにより行なわれる。
グラフト共重合体(C)は、10から40、ことに12から35の膨潤度SIを示すのが好ましい。この膨潤度は、室温におけるトルエン中の膨潤を測定して決定される。
慣用の適当な添加剤(D)は、組成分(A)、(B)、(C)に易溶性の物質、ことに着色剤、滑剤、帯電防止剤などである。
組成分(A)、(B)、(C)および場合により(D)は、通常行なわれているように、200から300℃、ことに200から280℃において、溶融状態において混合される。
本発明による熱可塑性成形用材料は、ことに第1グラフトシェル(C2)の第2グラフトシェル(C3)に対する割合が2:1から1:2であり、第1グラフトシェルの屈折率(nD−C2)が第2グラフトシェルの屈折率(nD−C3)より大きく、好ましくは、最低限2%、ことに最低限3%大きいことにおいて特徴的である。
さらに本発明による熱可塑性成形用材料は、ことに全グラフトシェルの屈折率(nD−C2+nD−C3)と、コアの屈折率(nD−C1)より小さく、好ましくは最低限0.1%、ことに1.0%小さいことにおいて特徴的である。また組成分C全体の屈折率(nD−C)と、マトリックスA、B全体の屈折率(nD−A+nD−B)との間の差を、0.02またはこれより小さくすること、好ましくは0.015またはこれより小さくすることも必要である。
本発明による熱可塑性成形用材料のさらに他の実施態様において、グラフトシェル全体の屈折率(nD−C2+nD−C3)と、コアのそれ(nD−C1)との間の差は、0.03より小さい。すなわち[nD−C1)−(nD−C2+nD−C3)]<0.03である。この実施態様による熱可塑性成形用材料は、ことに低い黄変度を示す。
本発明の熱可塑性成形用材料は、主として射出成形ないし吹込成形により、成形体になされ得る。しかしながら、この熱可塑性成形用材料は、また圧縮成形、カレンダー、押出または真空成形に附されることもできる。本発明の熱可塑性成形用材料は、ことに良好な応力亀裂耐性、耐衝撃性および透明性において秀れており、また極めて低いヘイズ値を示し、著しい黄変をもたらさない。
(実施例)
以下の実施例1から8および対比例V1からV10の熱可塑性成形用材料は、以下のようにして製造され、またその特性は以下のようにして測定された。
まず、屈折率nD 25は、アッベ屈折計を使用し、固体屈折率測定法(例えば1961年、ミュンヘン、ベルリンのウルバン、ウント、シュヴァルツェンベルク社刊、E.エルスト編「ウルマンス、エンツィクロペディ、デル、テヒニッシェン、ヘミー」2/1巻、486頁参照)により測定された。
耐衝撃性aNは、ISO179により測定。
多方向耐衝撃性Wgは、ISO6603−2により測定。
メルトボリュームインデックスMVIは、DIN53735により測定。
透過度tは、DIN5036(2mm)により測定。
ヘイズ値は、同じくDIN5036(2mm)により測定。
黄変度YIは、ASTM−D1925により測定。
エッジ黄変度は、2mm厚さの円盤を視学的観察により測定。
耐衝撃性aNは、チャーピー法、すなわち、2支点上に載置された標準テスト試料を、その中間部分に加えられた衝撃力で破壊し、これに要したエネルギー(kJ)を、臨界面積に基づき、耐衝撃性aN(寸法kJ/m2)として定義される。
光透過度t(寸法%)は、試料透過光の入射光密度に対する率として定義される。2mm厚さのテスト試料に対する400から900nm範囲の波長作用として測定される。
光学的透過性が実用価値について重要である透明プラスチックは、そのヘイズ値で評価される。ヘイズ値(寸法%)は、材料サンプルに入射出した光束方向から、テスト試料中に生ずる散乱のために生ずる透過光偏向部分の割合として定義され、2mm厚さのテスト試料について測定される。
黄変度YIは、ASTM−D1925による透過スペクトルから算出される色度座標に基づく。発光体D65と広視野標準光測計が、測定の基礎を成す。
ベース部分、すなわちコア(C1)の膨潤度(SI)およびゲル分の測定は、以下のように行う。
0.3gのゴム状コア(C1)を室温において50mlのトルエンに溶解させ、24時間放置する。膨潤剤分解後に湿潤ゲルを秤量し、定常重量まで乾燥する。湿潤ゲル質量の乾燥ゲル質量に対する商として膨潤度を求め、ゲル分は乾燥ゲル質量の試料重量100%に対する商として求められる。
グラフト共重合体(Ca)から(Ch)(後述)の平均粒度および粒度分布は、積分質量分布から算出される。平均粒度は、すべての場合において、Kolloid−Z,und Z−Polymere 250(1972)782−796におけるW.ショルタンおよびH.ランゲの分析超遠心法により測定される重量平均粒度である。超遠心測定により試料粒径の積分質量分布が求められ、これから、特定寸法に等しいかまたはこれより小さい径を有する粒子の重量パーセントを求めることができる。d50で表わされる積分質量分布の平均粒径は、粒子の50重量%がd50値に対応する径より小さい粒径を有することを意味する。この場合、全粒子の50重量%の粒子が、同様にしてd50値より大きい粒径を有する。
以下の製造方法により製造されたグラフト共重合体(C)が、以下の実施例1から8および対比例V1からV10において使用された。
使用されたグラフト共重合体は、すべて以下のコア(C1)を構成するベース(I)、(II)または(III)を経て製造された。
ベース(I)
186重量部の水と0.4重量部のパラフィンスルホナートから成る溶液を、窒素ガス雰囲気下に置き、これに、73重量部のブタジエン、27重量部のスチレンおよび1重量部のt−ドデシルメルカプタンから成る混合物を、0.2重量部のペルオキソニ硫酸カリウムと共に、攪拌しながら、70℃の温度で添加した。重合は最低限95%の転化率が達成されるまで行なわれた。
このベース(I)から成るコア(C1I)は、平均粒径143nmであり、そのトルエン中膨潤度SIは23であり、ゲル分は88%であった。
ベース(II)
ベース(I)と同様に、ただしブタジエンとスチレンの混合物の代わりにブタジエンのみを使用してベース(II)を調製した。
このベース(II)から成るコア(C1II)は126nmの平均粒子径d50を有し、そのトルエン中膨潤度は25、ゲル含有分85%であった。
ベース(III)
ベース(I)と同様に、ただしブタジエン76重量部と、スチレン24重量部から成る混合物を使用してベース(III)を調製した。
このベース(III)から得られるコア(C1III)は135nmの平均粒子径d50を有し、そのトルエン中膨潤度SIは、23、ゲル含有分は87%であった。
以下の各グラフト共重合体(Ca)から(Cc)は、上記ベース(I)およびベース(II)から得られたコアC1IおよびコアC1IIの2段階グラフト共重合体により製造された。実施例1、2、3の重合体および対比例重合体CV1からCV7においては、以下に述べられるこのグラフト共重合体により製造された。
なお、ここでは下記略号が使用される。すなわち、Bu(ブタジエン)、S(スチレン)、MMA(メチルメタクリラート)、MA(メチルアクリラート)、MDA(ブタンジオールジアクリラート)、BA(ブチルアクリラート)である。
グラフト共重合体C a
まず200重量部のベース(I)を窒素ガス充満反応器に装填し、10.4重量部のスチレン、9.4重量部のMMA、0.2重量部のBDAを70℃においてこれを添加した。この乳濁液に、10重量部の水中における0.1重量部のパラフィンスルホナート、0.04重量部のペルオキソニ硫酸カリウムを添加し、第1グラフトシェル(C2a)を得た。
約15分後に、さらに8重量部のMMAおよび2重量部のBAを添加して、重合を60分間継続して、第2グラフトシェル(C3a)を得た。
グラフト共重合体C b
上記グラフト共重合体Caと同様の条件下に、ただし、ベース(I)170重量部に対して、第1グラフトシェル(C2b)調製用に10.4重量部のスチレン、9.4重量部のMMA、0.2重量部のBDAを、第2グラフトシェル(C3b)調製用に16重量部のMMA、4重量部のBAをそれぞれ使用して、グラフト共重合体Cbを製造した。
グラフト共重合体C c
ベース(I)200重量部に対して、第1グラフトシェル(C2c)調製用に5.2重量部のスチレン、4.7重量部のMMA、0.1重量部のBDAを、第2グラフトシェル(C3c)調製用に16重量部のMMA、4重量部のBAをそれぞれ使用したほかは、グラフト共重合体Caの場合と同じ条件下において、グラフト共重合体Ccを製造した。
対比例重合体CV1
上述の本発明によるグラフト共重合体Caと同様に、ただしベース(I)200重量部に対して、第1グラフトシェル(C2V1)調製用に13重量部のスチレン、11.7重量部のMMA、0.25重量部のBDAを、第2グラフトシェル(C3V1)調製用に4重量部のMMA、1重量部のBAを使用して対比グラフト共重合体CV1を製造した。
対比例重合体CV2
上述の本発明によるグラフト共重合体Caと同様に、ただしベース(I)200重量部に対して、第1グラフトシェル(C2V1)調製用に、2.6重量部のスチレン、2.35重量部のMMA、0.05重量部のBDA、0.025重量部のパラフィンスルホナート、0.01重量部のペルオキソニ硫酸カリウムを、第2グラフトシェル調製用に、20重量部のMMA、5重量部のBAを使用して、グラフト共重合体(CV2)を製造した。
対比例重合体CV3
13重量部のスチレン、2重量部のBA、15重量部のMMAを、200重量部のベース(I)に70℃で行なったほかは、実施例1と同様にして重合を完結した。第2グラフトシェル(C3)は形成しなかった。
対比例重合体CV4
70℃において、170重量部の上記ベース(II)に対し、10.4重量部のMMA、9.4重量部のスチレン、0.2重量部のBDA、0.1重量部のパラフィンスルホナート、0.04重量部のペルオキソ硫酸カリウムを添加して実施例1と同様に反応させて、第1グラフトシェル(C2V4)を形成した。10重量部のスチレンおよび10重量部のMMAを、70℃において第1グラフトシェル(C2V4)と共に重合させて、第2グラフトシェル(C3V4)を形成した。
対比例重合体CV5
第2グラフトシェル形成のために10重量部のMMAを使用したほかは、実施例1と同様にしてグラフト共重合体(CV5)を製造した。
対比例重合体CV6
上記ベース(II)170重量部に対し、18重量部のスチレン、2重量部のBA、0.2重量部のBDAを70℃に添加し、この乳濁液に、さらに0.1重量部のパラフィンスルホナート、0.04重量部のペルオキソニ硫酸カリウムを添加して、第1グラフトシェル(C2v6)を形成した。
約15分後に、10重量部のスチレン、10重量%のMMAを添加し、再び60分間重合させて、第2グラフトシェル(C3v6)を形成した。
対比例重合体CV7
上記ベース(I)155重量部に対し、0.12部のパラフィンスルホナート、0.045重量部のペルオキソペルニ硫酸カリウム、19.8重量部のスチレンおよび2.2重量部のBAを70℃で添加し、第1グラフトシェル(C2V7)を得た。次いで23重量部のMMAを添加し、60分間重合させて、第2グラフトシェル(C3v7)を形成した。
本発明による新規のグラフト共重合体CaからCcと、上述の対比例重合体CV1からCV7の製造において、それぞれ、さらに1時間重合させた。
次いで重合反応混合物から析出沈殿させ、60℃において水で洗浄し、減圧下に24時間乾燥させて、本発明によるグラフト共重合体CaからCc、対比例重合体CV1からCV7を得た。
下表1に各グラフト共重合体CaからCc、およびCV1からCV7のそれぞれの組成(重量部)を示す。
表1
(Ca)73のBuと27のSから成るC1I(コア)を70、
52のSと、47のMMAと、1のBDAとから成るC2a(第1グラフトシェル)を20、
80のMMAと20のBAから成るC3a(第2グラフトシェル)を10。
(Cb)C1Iを60、
52のSと、47のMMAと、1のBDAとから成るC2bを20、
80のMMAと20のBAから成るC3bを20。
(Cc)C1Iを70、
52のSと、47のMMAと、1のBDAから成るC2cを10、
80のMMAと20のBAから成るC3cを20。
(CV1)C1Iを70、
52のSと、47のMMAと、1のBDAとから成るC2v1を25、
80のMMAと20のBAから成るC3v1を5。
(CV2)C1Iを70、
52のSと、47のMMAと、1のBDAとから成るC2v2を5、
80のMMAと20のBAから成るC3v2を25。
(CV3)C1Iを70、
43のSと、50のMMAと、7のBAとから成るC2v3を30。
(CV4)C1Iを60、
47のSと、52のMMAと、1のBDAとから成るC2v4を20、
50のSと、50のMMAとから成り、(nD−C2)<(nD−C3)であるC3v4を20。
(CV5)C1Iを70、
52のSと、47のMMAと1のBDAとから成るC2v5を20、
100のMMAから成るC3v5を10。
(CV6)C1IIを60、
90のSと、10のBAと、1のBDAとから成るC2v6を20、
50のSと50のMMAとから成るC3v6を20。
(CV7)C1Iを55、
90のSと10のBAから成るC2v7を22、
MMAのみから成るC3v7を23。
上記グラフト共重合体Ca−Cc、C1−CV7を、250℃の溶融状態において、それぞれ組成分(A1)および(B1)と混合して熱可塑性成形用材料を製造した。
このようにして製造された実施例1から8と、対比例V1からV10との熱可塑性成形用材料は、(A1)、(B1)とグラフト共重合体(Ca)−(Ch)から構成され、250℃における溶融状態で得られた粉末であり、
94:6の割合のメチルメタクリラート(MMA)とメチルアクリラート(MA)から得られたメチルメタクリラート重合体(A1)(nD25=1.492、MW=110000g/モル)を28.16重量%、
81:19の割合のスチレンとアクリロニトリルから得られた共重合体(B1)(MW=250000g/モル、nD25=1.575、23℃、0.5%濃度のジメチルホルムアミド溶液で測定した粘度数100)を35.84重量%、
グラフト共重合体Ca−ChまたはCV1−CV10を36重量%を含有する。
(A1)と(B1)はマトリックスを構成し、Ca−ChないしCV1−CV10はゴムを構成する。マトリックスの屈折率(nD−A+nD−B)は、1.5400を示した。
下表2は、実施例1から3、対比例V1からV7における(C2)、(C3)のそれぞれの量割合、第1グラフトシェル(C2)の屈折率(nD−C2)、第2グラフトシェル(C3)の屈折率(nD−C3)、グラフトシェル全体の屈折率(nD−C2+nD−C3)、コアの屈折率(nD−C1)、組成物C全体の屈折率(nD−C)および組成分(C)全体の屈折率(nD−C)をマトリックス全体の屈折率(nD−A+nD−B)との差をそれぞれ示す。
表3
下表3は、実施例1から3、対比例V1からV7の各熱可塑性成形用材料について、耐衝撃性aN、多方向耐衝撃性Wg、メルト、ボリューム、インデックスMVI、透過度t、ヘイズ値、黄変度YIをそれぞれ示す。
実施例1〜3の新規の成形材料は応力亀裂耐性、88%を超過する光透過率、4%未満のヘイズ、並びに高レベルの衝撃強さおよび優れた流動挙動を示す。
実施例4から8、対比例V8においては、まず下表4に示される量のベース(I)、(II)または(III)を反応器に装填し、窒素ガスを充満させてから、前記表1に示される第1グラフトシェル(C2)用コモノマーを、70℃においてこれに添加し、次いで、コモノマー量に対し、0.5重量部のパラフィンスルホナート、0.2重量部のペルオキソニ硫酸カリウムを添加した。約15分後に、下表4に示される第2グラフトシェル(C3)用のコモノマーを添加し、最低限度98%転化率に達するまで重合させた。
生成共重合体を析出沈殿させ、60℃において水で洗浄し、減圧下で24時間乾燥させた。これにより得られた各グラフト共重合体を、(A1)、(B1)と共に250℃において溶融状態として、熱可塑性成形用材料を得る。
下表5はグラフト共重合体Cd−Ch、CV8−CV10の組成を重量部で示す。
(Cd)73のBuと27のSから成るC1I(コア)を79、
52のSと、47のMMAと、1のBDAから成るC2d(第1グラフトシェル)を11、
80のMMAと20のBAから成るC3d(第2グラフトシェル)を10。
(Ce)C1Iを70、
50のSと、49のMMAと、1のBDAとから成るC2eを20。80のMMAと20のBAからなるC3eを10.
(Cf)C1Iを70、
70のSと、29のMMAと、1のBDAとから成るC2fを20、
80のMMAと20のBAから成るC3fを10。
(Cg)C1Iを70、
80のSと、19のMMAと、1のBDAとから成るC2gを20、
80のMMAと20のBAとから成るC3gを10。
(Ch)C1Iを60、
50のSと、49のMMAと、1のBDAとから成るC2hを25、
90のMMAと10のBAとから成るC3hを15。
(CV8)76のBuと24のSとから成るC1IIIを50、
100のSから成るC2v8を30、
98のMMAと2のBAとから成るC3v8を20。
下表6において、実施例1から8、対比例V5、V6、V8における、スチレンとメチルメタクリラートのそれぞれの量割合、シェル全体(C2+C3)の屈折率(nD−C2+nD−C3)と、コアC1の屈折率(nD−C1)間の差、組成分C全体の屈折率(nD−C)と、マトリックス全体(A+B)の屈折率(nD−A+nD−B)との差を示す。
下表7は、実施例4から8、対比例V5、V6、V8の熱可塑性成形用材料に関して、耐衝撃性aN、多方向耐衝撃性Wg、透過性t、ヘイズ値、黄変度YI、メルト、ボリューム、インデックスMVIを示す。
実施例4〜8の新規の成形材料は高い耐衝撃性を有し、透明かつ流動性であり、ヘイズをほとんど示さず、黄色度指数が低く、端部の黄色化もほとんど観察されなかった。
Claims (8)
- (A)(A1)90から100重量%(Aに対して)のメチルメタクリラートおよび
(A2)0から10重量%(Aに対して)のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られるメチルメタクリラート重合体を10から60重量%、
(B)(B1)75から88重量%(Bに対して)のビニル芳香族単量体および
(B2)12から25重量%(Bに対して)のビニルシアニド
を含有する混合物を重合させることにより得られる共重合体を10から70重量%、
(C)(C1)(C11)65から90重量%の1,3−ジエンおよび
(C12)10から35重量%のビニル芳香族単量体
を含有する単量体混合物を重合させることにより得られる、40から80重量%(Cに対して)のコアと、
(C2)(C21)30から60重量%のビニル芳香族単量体、
(C22)40から60重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C23)0から2重量%の架橋単量体
を含有する単量体混合物(C21、C22、C23の各パーセンテージ合計100重量%)を重合させることにより得られる、10から30重量%(Cに対して)の第1グラフトシェルと、
(C3)(C31)70から98重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C32)2から30重量%のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られる、10から30重量%(Cに対して)の第2グラフトシェルと、
から得られるグラフト共重合体を15から50重量%
含有し(A、B、Cの各パーセンテージ合計100重量%)、
必要に応じて、さらに
(D)A、B、Cの合計量に対して20重量%までの慣用の添加剤を
含有し、かつ
第1グラフトシェルC2の第2グラフトシェルC3に対する割合が2:1から1:2であり、
第1グラフトシェルC2の屈折率(nD−C2)が第2グラフトシェルC3の屈折率(nD−C3)より大きく、
グラフトシェル全体の屈折率(nD−C2+nD−C3)が、コアの屈折率(nD−C1)より小さく、
組成分C全体の屈折率(nD−C)と、マトリックスA、B全体の屈折率(nD−A+nD−B)との差が0.02またはこれより小さくなされている
混合物を含有する熱可塑性成形用材料。 - グラフト共重合体Cのグラフトシェル全体の屈折率と、コアの屈折率との差[(n D −C1)−(n D −C2+n D −C3)]が、0.03より小さいことを特徴とする、請求項1の熱可塑性成形用材料。
- (A)メチルメタクリラート(A1)とアクリル酸C 1−C8アルキルエステル(A2)とを含有するメチルメタクリラート重合体を20から50重量%、
(B)ビニル芳香族単量体(B1)とビニルシアニド(B2)との共重合体を20から40重量%、および
(C)コア(C1)、第1グラフトシェル(C2)および第2グラフトシェル(C3)を含有するグラフト共重合体を20から40重量%
含有し(A、B、Cの各パーセンテージ合計100重量%)、
必要に応じてさらに
(D)慣用の添加剤
を含有する混合物を含有することを特徴とする、請求項1または2の熱可塑性成形用材料。 - 使用されるビニル芳香族単量体がスチレンであることを特徴とする、請求項1から3のいずれかの熱可塑性成形用材料。
- グラフト共重合体Cが10から40の膨潤度S1を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかの熱可塑性成形用材料。
- (A)(A1)90から100重量%(Aに対して)のメチルメタクリラートおよび
(A2)0から10重量%(Aに対して)のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られるメチルメタクリラート重合体を10から60重量%、
(B)(B1)75から88重量%(Bに対して)のビニル芳香族単量体および
(B2)12から25重量%(Bに対して)のビニルシアニド
を含有する混合物を重合させることにより得られる共重合体を10から70重量%、
(C)(C1)(C11)65から90重量%の1,3−ジエンおよび
(C12)10から35重量%のビニル芳香族単量体
を含有する単量体混合物を重合させることにより得られる、40から80重量%(Cに対して)のコアと、
(C2)(C21)30から60重量%のビニル芳香族単量体、
(C22)40から60重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C23)0から2重量%の架橋単量体
を含有する単量体混合物(C21、C22、C23の各パーセンテージ合計100重量%)を重合させることにより得られる、10から30重量%(Cに対して)の第1グラフトシェルと、
(C3)(C31)70から98重量%のメタクリル酸C1−C8アルキルエステルおよび
(C32)2から30重量%のアクリル酸C1−C8アルキルエステル
を含有する混合物を重合させることにより得られる、10から30重量%(Cに対して)の第2グラフトシェルと、
から得られるグラフト共重合体を15から50重量%
含有し(A、B、Cの各パーセンテージ合計100重量%)、
必要に応じて、さらに
(D)A、B、Cの合計量に対して20重量%までの慣用の添加剤
を含有し、かつ
第1グラフトシェルC2の第2グラフトシェルC3に対する割合が2:1から1:2であり、
第1グラフトシェルC2の屈折率(nD−C2)が第2グラフトシェルC3の屈折率(nD−C3)より大きく、
グラフトシェル全体の屈折率(nD−C2+nD−C3)が、コアの屈折率(nD−C1)より小さく、
組成分C全体の屈折率(nD−C)と、マトリックスA、B全体の屈折率(nD−A+nD−B)との差が0.02またはこれより小さくなされている
混合物を、200から300℃の温度において溶融状態で混合することを特徴とする、請求項1から5のいずれかの熱可塑性成形用材料の製造方法。 - 請求項1から5のいずれかの熱可塑性成形用材料を、成形体製造のために使用する方法。
- 請求項1から5のいずれかの熱可塑性成形用材料から得られる成形体。
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