JP6305038B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Description
従来から知られているPMMAの耐熱性向上技術としては、例えば、メタクリル酸メチル(以下、MMA)とα−メチルスチレンとの共重合樹脂(特許文献1)、MMAとスチレン、あるいは、α−メチルスチレンおよび無水マレイン酸との共重合樹脂(特許文献2)、MMA、α−メチルスチレン、および、マレイミドとの共重合樹脂(特許文献3)、等が挙げられる。
特許文献1〜3に記載の方法によれば、いずれも耐熱性は向上できるが、重合速度が著しく遅く重合に長時間を要するため、着色などが発生し透明性が損なわれる。
すなわち、本発明は、以下の合成樹脂組成物、および樹脂組成物を用いた成形品を提供するものである。
スチレン系単量体単位(b1)40〜70質量%、不飽和ジカルボン酸単量体単位(b2)10〜30質量%、ビニル系単量体単位(b3)10〜30質量%である特定のスチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)50〜90質量%からなる(A)と(B)の樹脂成分の合計100質量部に対し、りん系安定剤0.001〜1質量部、脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル化物0.01〜0.5質量部を含有し、得られた樹脂組成物のガラス転移温度が115℃以上かつ飽和吸水率が1.0%以下であることを特徴とする樹脂組成物である。
<2> 前記樹脂成分(A)および(b3)のビニル系単量体単位がメチルメタクリレートであることを特徴とする上記<1>に記載の樹脂組成物である。
<3> 前記(b1)のスチレン系単量体単位が、スチレンであることを特徴とする上記<1>〜<2>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<4> 前記(b2)の不飽和ジカルボン酸単量体単位が、無水マレイン酸であることを特徴とする上記<1>〜<3>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<5> 上記<1>〜<4>のいずれかに記載の樹脂組成物を含む成形品である。
本発明で用いられるビニル系単量体を含有する樹脂(A)としては、例えばアクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n―ブチル、アクリル酸2エチルヘキシル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2エチルヘキシル等のビニル系単量体を単独重合したものが挙げられ、特に単量体単位として、メタクリル酸メチルが好ましい。また、前記単量体単位を2種類以上含んだ共重合体でも良い。
樹脂(A)の質量平均分子量は、10,000〜500,000であり、好ましくは50000〜300000である。
本発明の樹脂組成物に用いられる前記(B)の樹脂成分は、スチレン系単量体単位(b1)、不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位(b2)とを含み、さらに共重合可能なビニル系単量体(b3)を含む。
スチレン系単量体とは、特に限定せず、任意の公知のスチレン系単量体を用いることが出来るが、入手の容易性の観点からスチレン、α―メチルスチレン、o―メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレン等が挙げられる。これらの中でも、相溶性の観点からスチレンが特に好ましい。これらのスチレン系単量体は2種以上を混合しても良い。
<不飽和ジカルボン酸無水物単量体>
不飽和ジカルボン酸無水物単量体としては、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、アコニット酸等の酸無水物が挙げられ、ビニル系単量体との相溶性の観点から無水マレイン酸が好ましい。これらの不飽和ジカルボン酸無水物系単量体は2種以上を混合しても良い。
<ビニル系単量体>
ビニル系単量体とは、例えばアクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n―ブチル、アクリル酸2エチルヘキシル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2エチルヘキシル等のビニル系単量体が挙げられる。ビニル系単量体との相溶性の観点からメタクリル酸メチル(MMA)が好ましい。これらのビニル系単量体は2種以上を混合しても良い。
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体の組成比率は、スチレン系単量体単位(b1)40〜70質量%、不飽和ジカルボン酸単量体単位(b2)10〜30質量%、ビニル系単量体単位(b3)10〜30質量%である。
本発明のビニル系単量体を含有する樹脂組成物は、所望によって脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル化物を含有することができる。脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル化物を含有することで、成形時の金型からの離型性をさらに向上することができる。
本発明の樹脂組成物は、所望によって酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤を含有することで、色相劣化や、熱滞留時の機械物性の低下が抑制できる。
なお、酸化防止剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
本発明のビニル系単量体を含む樹脂組成物は、所望によって紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤を含有することで、本発明のビニル系単量体を含む樹脂組成物の耐候性を向上できる。
製造例で得られた樹脂の物性測定および実施例ならびに比較例で得られた樹脂組成物の評価は以下のように行った。
あらかじめ標準ポリスチレンをクロロホルムに溶かしてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定した検量線を基準にして、ビニル系単量体を含有する樹脂(A)とスチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)を同様にGPCで測定した。両者の比較により、それぞれの重量平均分子量を算出した。GPCの装置構成は以下の通りである。
装置:Wates 2690
カラム:Shodex GPC KF−805L 8φ×300mm 2連結
展開溶媒:クロロホルム
流速:1ml/min
温度:30℃
検出器:UV・・・486nm スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)
RI・・・ビニル系単量体を含有する樹脂(A)
JIS−K7209 A法に準処し吸水率測定を行った。まずプレス成型で作成した60mm×60mm×1.0mmの試験片を作成し、それを50℃のオーブンに入れて乾燥させた。24時間後、試験片をオーブンから取り出し、23℃に温調したデシケーター中で冷却した。1時間後、試験片の重量を測定し、その後23℃の水中に投入した。300時間後、水中から試験片を取り出し、表面の水分を拭き取った後重量を測定した。水中投入後の重量と乾燥直後の重量の差を乾燥直後の重量で除し、その値に100を乗じることで、吸水率を算出した。吸水率1.0%以下で合格とした。
JIS K 5600−5−4に準拠し、表面に対して角度45度、荷重750gで樹脂(A)の表面に次第に硬度を増して鉛筆を押し付け、傷跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を鉛筆硬度として評価した。鉛筆硬度H以上で合格とした。
パーキンエルマー社製示差走査熱量計Pyris1型を用いて、窒素雰囲気下、25℃で1分間保持後、10℃/分の昇温速度下で測定し、接線法を用いて得られたDSC曲線における2つの接線の交点をガラス転移温度として求めた。ガラス転移温度が115℃以上で合格とした。
ビニル系単量体を含有する樹脂Aおよびスチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体Bについて、下記に示す材料を例示するが、これに限定されるわけではない。
A7:スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体:電気化学工業(株)KX−378
A8:スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体:電気化学工業(株)KX−381
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)としてKX−378(電気化学工業製、ガラス転移温度126℃、重量平均分子量:170,000、b1:b2:b3=65:15:20)50質量%とメチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)50質量%とりん系添加剤PEP36(ADEKA製) 500ppmおよびステアリン酸モノグリセリド(製品名:H−100、理研ビタミン製)2000ppmを仕込み、ブレンダーで20分混合後、スクリュー径26mmの2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混錬して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。ペレットは安定して製造できた。得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、118℃であった。吸水率は、0.8%であり、鉛筆硬度は、Hであった。
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)としてKX−378(電気化学工業製、重量平均分子量:170,000、b1:b2:b3=65:15:20)80質量%と、メチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)20質量%とりん系添加剤PEP36(ADEKA製) 500ppmおよびステアリン酸モノグリセリド(製品名:H−100、理研ビタミン製)0.2%を仕込み、ブレンダーで20分混合後、スクリュー径26mmの2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混錬して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。ペレットは安定して製造できた。得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、123℃であり、吸水率は0.55%であり、鉛筆硬度はHであった。
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)としてKX−378(電気化学工業製、重量平均分子量:170,000、b1:b2:b3=65:15:20)65質量%と、メチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)35質量%とりん系添加剤PEP36(ADEKA製) 500ppmおよびステアリン酸モノグリセリド(製品名:H−100、理研ビタミン製)0.2%を仕込みブレンダーで20分混合後、スクリュー径26mmの2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混錬して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。ペレットは安定して製造できた。得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、120℃であり、吸水率は0.65%であり、鉛筆硬度はHであった。
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)としてKX−381(電気化学工業製、重量平均分子量:185,000、b1:b2:b3=55:20:25)50質量%と、メチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)50質量%とりん系添加剤PEP36(ADEKA製) 500ppmおよびステアリン酸モノグリセリド(製品名:H−100、理研ビタミン製)0.2%を仕込みブレンダーで20分混合後、スクリュー径26mmの2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混錬して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。ペレットは安定して製造できた。得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、122℃であり、吸水率は0.9%であり、鉛筆硬度はHであった。
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)としてKX−381(電気化学工業製、重量平均分子量:185,000、b1:b2:b3=55:20:25)80質量%と、メチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)20質量%とりん系添加剤PEP36(ADEKA製) 500ppmおよびステアリン酸モノグリセリド(製品名:H−100、理研ビタミン製)0.2%を仕込み、ブレンダーで20分混合後、スクリュー径26mmの2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混錬して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。ペレットは安定して製造できた。得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、129℃であり、吸水率は0.60%であり、鉛筆硬度はHであった。
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)としてKX−381(電気化学工業製、重量平均分子量:185,000、b1:b2:b3=55:20:25)65質量%と、メチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)35質量%とりん系添加剤PEP36(ADEKA製) 500ppmおよびステアリン酸モノグリセリド(製品名:H−100、理研ビタミン製)0.2%を仕込みブレンダーで20分混合後、スクリュー径26mmの2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混錬して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。ペレットは安定して製造できた。得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、124℃であり、吸水率は0.75%であり、鉛筆硬度はHであった。
メチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)のみを材料とし、実施例1と同様にペレット化を行なった。ペレットは安定して製造できた。得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、105℃であり、吸水率は2.1%であり、鉛筆硬度は3Hであった。
スチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)としてKX−378(電気化学工業製、重量平均分子量:00000、b1:b2:b3=65:15:20)25質量%と、メチルメタクリレート樹脂パラペットHR−L(クラレ製)75質量%とを仕込みブレンダーで20分混合後、スクリュー径26mmの2軸押出機を用い、シリンダー温度260℃で溶融混錬して、ストランド状に押出してペレタイザーでペレット化した。ペレットは安定して製造できた。
得られたペレットは透明であり、ガラス転移温度は、113℃であり、吸水率は1.1%であり、鉛筆硬度は2Hであった。
Claims (8)
- 質量平均分子量が10,000〜500,000のビニル系単量体を構成単位とする樹脂(A)50〜10質量%、
スチレン系単量体単位(b1)40〜70質量%、不飽和ジカルボン酸単量体単位(b2)10〜30質量%、ビニル系単量体単位(b3)10〜30質量%である特定のスチレン−不飽和ジカルボン酸系共重合体(B)50〜90質量%
からなる(A)と(B)の樹脂成分の合計100質量部に対し、
りん系安定剤0.001〜1質量部、および、脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのフルエステル化物0.01〜0.5質量部を含有し、
前記スチレン系単量体単位(b1)が、スチレン、α―メチルスチレン、o―メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、及び、t−ブチルスチレンのいずれかを含み、
前記ビニル系単量体単位(b3)が、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n―ブチル、アクリル酸2エチルヘキシル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、及び、メタクリル酸2エチルヘキシルのいずれかを含み、
前記樹脂組成物のガラス転移温度が115℃以上かつ飽和吸水率が1.0%以下であることを特徴とする樹脂組成物。 - 前記樹脂成分(A)および(b3)のビニル系単量体単位がメチルメタクリレートを含むことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記(b1)のスチレン系単量体単位が、スチレンを含むことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記(b2)の不飽和ジカルボン酸単量体単位が、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、及び、アコニット酸のいずれかを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記(b2)の不飽和ジカルボン酸単量体単位が、無水マレイン酸を含むことを特徴とする請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記脂肪族アルコールが、炭素数30以下の1価または多価の飽和アルコールを含み、前記脂肪族カルボン酸が、炭素数6〜36のモノまたはジカルボン酸を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- JIS K 5600−5−4に準拠した鉛筆硬度がH以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物を含む成形品。
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