JP4651272B2 - ゴム変性スチレン系樹脂組成物 - Google Patents
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Description
スチレン−ブタジエンブロック共重合体、あるいはスチレン−ブタジエンランダム共重合体中におけるスチレン量は、60質量%以下であることがゴム変性スチレン系樹脂組成物の良好な耐衝撃性と透明性を得るために好ましい。
さらに、グラフト重合によりグラフト共重合体を製造する際の重合開始剤の添加方法に関しては特に限定されないが、好ましくは各単量体の混合物の全量または一部と重合開始剤とを分添することで重合時の除熱を良好に行い、製品の諸物性を維持しながら安定製造を行うことができるため望ましい。
また、本発明のゴム変性スチレン系樹脂組成物の製造における酸化防止剤の添加量は、スチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、および必要に応じて用いられるこれらの単量体と共重合可能なビニル系単量体の合計100質量部に対し、0〜20000ppm、好ましくは10〜15000ppm、さらに好ましくは50〜12000ppm、特に好ましくは100〜11000ppm存在させる。酸化防止剤の添加により共重合樹脂を成形した際の色相を改善することができるが、酸化防止剤が20000ppmを越えると、樹脂を成形した際の外観が悪化する。
なお、酸化防止剤の配合方法については特に限定されなく、本発明のゴム変性スチレン系樹脂組成物を構成する樹脂の製造時、樹脂の混合時、あるいは樹脂の混合後に配合することができるが、好ましくは乳化重合で得られたグラフト共重合体の製造時、重合後に得られた乳化液に酸化防止剤を添加し、純水で希釈後昇温、凝固、脱水、水洗、乾燥することで、乾燥時における事故(粉塵爆発等)を未然に防ぐことができるので安定製造することができるため好ましい。
このようにして得られた本発明の熱可塑性樹脂組成物は、例えば、射出成形、圧縮成形および押出成形等の方法により各種成形体に加工され実用に供することができる。
(イ)スチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体の製造
参考例1:スチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体A−1
容量250リットルのオートクレーブに、純水100kgにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.5g、第三リン酸カルシウム250g、スチレン24kg、メチルメタクリレート76kgを入れ、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシイソブチレートを100g、t−ドデシルメルカプタン650gを添加し、回転数150rpmの撹拌下に混合液を分散させた。そしてこの混合液を温度90℃で8時間、130℃で2.5時間加熱重合させた。反応終了後、洗浄、脱水後乾燥し、ビーズ状のスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体A−1を得た。
参考例1において、t−ドデシルメルカプタンを950gに変更した以外はスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体A−1と同様に製造し、ビーズ状のスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体A−2を得た。
参考例1において、t−ドデシルメルカプタンを300gに変更した以外はスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体A−1と同様に製造し、ビーズ状のスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体A−3を得た。
参考例4:ゴム状弾性体ラテックスG−1
容積200リットルのオートクレーブに純水58kg、オレイン酸カリウム560g、ロジン酸カリウム1200g、炭酸カリウム1.2kg、過硫酸カリウム400gを加えて撹拌下で均一に溶解した。次いでt−ドデシルメルカプタン400g、ブタジエン80kgを加え、撹拌しながら温度60℃で30時間重合し、さらに70℃に昇温して24時間放置して重合を完結し、体積平均粒子径0.31μmのゴム状弾性体ラテックスG−1を得た。
容積200リットルのオートクレーブに純水65kg、オレイン酸カリウム560g、ロジン酸カリウム1200g、炭酸カリウム1.2kg、過硫酸カリウム400gを加えて撹拌下で均一に溶解した。次いでt−ドデシルメルカプタン400g、ブタジエン80kgを加え、撹拌しながら温度60℃で30時間重合し、さらに70℃に昇温して24時間放置して重合を完結し、体積平均粒子径0.22μmのゴム状弾性体ラテックスG−2を得た。
容積200リットルのオートクレーブに純水85kg、オレイン酸カリウム1200g、水酸化カリウム200g、過硫酸カリウム50gを加えて撹拌下で均一に溶解した。次いでt−ドデシルメルカプタン100g、ジビニルベンゼン35g、ブタジエン50kgを加え、撹拌しながら温度60℃で20時間放置して重合を完結し、体積平均粒子径0.08μmのゴム状弾性体ラテックスG−3を得た。
参考例6のゴム状弾性体ラテックスG−3をマントンゴーリン式加圧凝集肥大機を利用して、ラテックスを凝集肥大化させ、体積平均粒子径0.22μmのゴム状弾性体ラテックスG−4を得た。
参考例8:グラフト共重合体含有重合体B−1
参考例4のゴム状弾性体ラテックスG−1を固形分換算で30kg計量して容積200Lのオートクレーブに移し、純水90kgを加え、撹拌しながら窒素気流下で温度50℃に昇温した。ここに硫酸第一鉄1.5g、エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム3g、ナトリウム・ホルムアルデヒドスルホキシレート100gを純水2kgに溶解したものを加え、スチレン7.5kg、メチルメタクリレート22.5kg、t−ドデシルメルカプタン60gからなる混合物と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド60g、オレイン酸カリウム450gを純水8kgに分散した溶解液とを別々に6時間かけて連続添加した。添加終了後、温度を70℃に昇温して、さらにジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド30g添加した後2時間放置して重合を終了させた。
得られた乳化液にn−オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート300gを加え、純水で固形分を15質量%に希釈した後に温度70℃に昇温し、激しく撹拌しながら希硫酸を加えて塩析を行い、その後温度を95℃に昇温して凝固させ、次に脱水、水洗、乾燥して粉末状のグラフト共重合体含有重合体B−1を得た。
参考例8において、ゴム状弾性体ラテックスがゴム状弾性体G−1を固形分換算で24kgおよびゴム状弾性体G−3を固形分換算で6kgに変更された以外は、グラフト共重合体含有重合体B−1と同様に製造し、粉末状のグラフト共重合体含有重合体B−2を得た。
参考例8において、ゴム状弾性体ラテックスがゴム状弾性体G−1を固形分換算で18kgおよびゴム状弾性体G−4を固形分換算で12kgに変更された以外は、グラフト共重合体含有重合体B−1と同様に製造し、粉末状のグラフト共重合体含有重合体B−3を得た。
参考例8において、ゴム状弾性体ラテックスがゴム状弾性体G−1を固形分換算で21kgおよびゴム状弾性体G−3を固形分換算で9kgに変更された以外は、グラフト共重合体含有重合体B−1と同様に製造し、粉末状のグラフト共重合体含有重合体B−4を得た。
参考例8において、ゴム状弾性体ラテックスがゴム状弾性体G−1を固形分換算で18kgおよびゴム状弾性体G−2を固形分換算で12kgに変更された以外は、グラフト共重合体含有重合体B−1と同様に製造し、粉末状のグラフト共重合体含有重合体B−5を得た。
参考例8において、ゴム状弾性体ラテックスがゴム状弾性体G−2を固形分換算で30kgに変更された以外は、グラフト共重合体含有重合体B−1と同様に製造し、粉末状のグラフト共重合体含有重合体B−6を得た。
参考例8において、ゴム状弾性体ラテックスがゴム状弾性体G−1を固形分換算で9kgおよびゴム状弾性体G−3を固形分換算で21kgに変更された以外は、グラフト共重合体含有重合体B−1と同様に製造し、粉末状のグラフト共重合体含有重合体B−7を得た。
参考例1〜3で製造したスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体および参考例8〜14で製造したグラフト共重合体含有重合体を表1、2で示した割合で配合してヘンシェルミキサーで混合した後、二軸押出機(東芝機械(株)製 TEM−35B)にてシリンダー温度220℃で溶融混合してペレット化した。得られた試料ペレットを用いて、下記の測定方法に従い、各分析値測定および各物性値測定を行った。各測定値を表1、2に示した。
あらかじめ質量測定しておいた試料ペレット(質量をAとする)をメチルエチルケトン(MEK)中にて温度23℃で24時間撹拌し、その後遠心分離機でMEKに対する不溶分の分離を実施し、遠心分離操作後30分静置した。遠心分離機の操作条件は次の通りである。
温度:−9℃
回転数:20000rpm
時間:60分
遠心分離させた溶液の上澄み液と沈殿物とを分離し、沈殿物を真空乾燥機で乾燥した後、質量測定して(質量をBとする)次の数9式、数10式により連続相と分散相の質量比を求めた。
前記の遠心分離させた溶液の上澄み液を分取してメタノールを加え、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(連続相)を沈殿させた。この沈殿物を採取し、下記記載のGPC測定条件で測定した。
装置名:SYSTEM−21 Shodex(昭和電工社製)
カラム:PL gel MIXED−Bを3本直列
温度:40℃
検出:示唆屈折率
溶媒:テトラハイドロフラン
濃度:2質量%
検量線:標準ポリスチレン(PS)(PL社製)を用いて作製し、重量平均分子量はPS換算値で表した。
先の測定の前処理で得られたスチレン−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体からなる連続相(MEK可溶分)を重クロロホルムに溶解させてFT−NMR(日本電子社製FX−90Q型)を用いて、構成単量体単位を求めた。
試料ペレット約1gをN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)100g中で24時間撹拌し、さらにDMFを加えて適当な濃度になるように希釈し、レーザー回析散乱法粒子径分布測定機(COULTER社LS230型)を使用して測定した。
試料ペレットを東芝機械(株)社製射出成形機(IS−80CNV)を用いて、シリンダー温度245℃で成形し、80×10×4mm厚、タイプAノッチ(ノッチ45度、2mm深さ、r=0.24)の試験片を作成し、ISO−179に準拠して測定した(単位:kJ/m2)。
試料ペレットを用いてISO−1133に準拠して、温度220℃、荷重10kgの条件で測定した(単位:g/10分)。
東芝機械(株)社製射出成形機(IS−50EP)を用いて、試料ペレットをシリンダー温度220℃、金型温度60℃の条件で成形し、55×90×3mm寸法の角板試験片を作成した。この試験片について、ISO 14782に準拠して曇り度を測定した(単位:%)。
川口鐵工(株)社製射出成形機(K125−I)を用いて、試料ペレットをシリンダー温度200℃、金型温度40℃の条件で350×100×2mm寸法の角板を成形し、目視にて成形品外観を評価した。
◎・・充填不良、ガス焼け、波紋状のフローマーク等の成形不良がなく、全体的に透明感および光沢感のある成形品。
○・・充填不良、ガス焼け、波紋状のフローマーク等の成形不良はないが、成形品の流動末端部で、透明感または光沢感が若干劣る成形品。
△・・充填不良、ガス焼け、波紋状のフローマーク等の成形不良はないが、全体的に透明感または光沢感が若干劣る成形品。
×・・充填不良、ガス焼け、波紋状のフローマーク等の成形不良があるか、透明感または光沢感が明らかに劣る部分のある成形品。
Claims (5)
- (I)スチレン、メチルメタクリレートを重合してなるスチレン−メチルメタクリレート共重合体の連続相61〜77質量%と、(II)ゴム状弾性体に、スチレン、メチルメタクリレートをグラフト重合してなるグラフト共重合体含有重合体の分散相39〜23質量%とを含有するゴム変性スチレン系樹脂組成物であって、
分散相の体積平均粒子径が0.2〜0.3μm未満で、体積粒子径分布の中位径が0. 3μm以上であり、かつ連続相の重量平均分子量(Mw)とその構成単量体単位から求められる数1式のXが数2式の範囲にあり、分散相の体積平均粒子径が0.31μmであるゴム状弾性体ラテックスG−1と、体積平均粒子径が0.22μmであるゴム状弾性体ラテックスG−2、体積平均粒子径が0.08μmであるゴム状弾性体ラテックスG−3、または体積平均粒子径が0.22μmであるゴム状弾性体ラテックスG−4から選択される1種とからなる、2種類のゴム状弾性体ラテックスにグラフト重合されたグラフト共重合体含有重合体であり、かつ連続相の重量平均分子量(Mw)が84000〜87000であることを特徴とするゴム変性スチレン系樹脂組成物。
- 分散相の体積粒子径分布において、粒子径0.1μm未満が5〜15%であることを特徴とする請求項1記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
- 重合開始剤を分添して得たグラフト共重合体を用いることを特徴とする請求項1又は2記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
- 酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤を使用したグラフト共重合体を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物を成形してなる成形体。
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