JP6341647B2 - グラフト共重合体の製造方法、および熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
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- Graft Or Block Polymers (AREA)
Description
このように熱可塑性樹脂成形品の金属化処理は多数の工程と専用の装置、高コストの処理剤を必要とするものであった。
このダイレクト蒸着法により金属化処理された成形品の意匠性は、樹脂材料の種類や金属化処理前の成形品の表面状態によって大きく変動する。ダイレクト蒸着法において、特に、表面曇りのない美麗な光輝外観を得ることは重要な課題の一つである。
より高レベルな光輝性を発現させるには、粒子径が5000Å以上の粗大粒子の割合を減らせばよいが、その場合は成形品の耐衝撃性が低下しやすくなり、ダイレクト蒸着法を適用した場合の光輝性と耐衝撃性を同時に満足することは困難であった。
[1] 分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム1〜20質量%と、(メタ)アクリル酸エステル単量体80〜99質量%(ただし、分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴムと(メタ)アクリル酸エステル単量体の合計を100質量%とする。)とをラジカル重合して得られる複合ゴム20〜50質量%に、芳香族アルケニル化合物単量体およびシアン化ビニル化合物単量体からなる群より選ばれる1種以上の単量体50〜80質量%(ただし、該単量体と複合ゴムの合計を100質量%とする。)をグラフト重合するグラフト共重合体の製造方法であって、前記分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴムは、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位0.2〜3モル%およびジメチルシロキサン単位97〜99.8モル%からなる直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン100質量部に対し、重合性不飽和基を2つ以上含む架橋剤5〜10質量部の存在下で、ラジカル反応により前記重合性不飽和基を架橋して得られ、前記架橋剤が、アリルメタクリレート、エチレングリコ−ルジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートからなる群より選ばれる1種以上である、グラフト共重合体の製造方法。
[2] [1]に記載のグラフト共重合体の製造方法によりグラフト共重合体を得る工程を有する、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐衝撃性、およびダイレクト蒸着後の光輝性に優れた成形品を得ることができる。
なお、以下の説明において、本発明のグラフト共重合体を含有する熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品を「成形品本体」といい、該成形品本体表面をダイレクト蒸着したものを「成形品」という。すなわち、「成形品」は、成形品本体と、成形品本体表面にダイレクト蒸着により形成された金属層とを有するものである。
本発明のグラフト共重合体(D)は、分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A)(以下、「(A)成分」ともいう。)と、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)とをラジカル重合して得られる複合ゴム(E)に、芳香族アルケニル化合物単量体およびシアン化ビニル化合物単量体からなる群より選ばれる1種以上の単量体(C)(以下、「(C)成分」ともいう。)をグラフト重合して得られる共重合体である。
なお、詳しくは後述するが、複合ゴム(E)は、(A)成分と、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)を主成分とするポリ(メタ)アクリル酸エステル(B)とが複合した複合ゴムである。
(A)成分は、分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴムである。
(A)成分は、直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)に対し、重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)の存在下で、ラジカル反応により前記重合性不飽和基を架橋して得られる。
直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)は、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位0.2〜3モル%およびジメチルシロキサン単位97〜99.8モル%からなる。
ビニル重合性官能基含有シロキサン単位が0.2モル%未満、ジメチルシロキサン単位が99.8モル%超であると、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(B)との複合化が不十分となる。その結果、成形品本体の表面に(A)成分がブリードアウトし、成形品本体および成形品の外観不良が発生する。一方、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位が3モル%超、ジメチルシロキサン単位が97モル%未満であると、成形品本体の耐衝撃性が低下する。
耐衝撃性と成形外観のバランスを考慮すると、直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)は、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位0.3〜2モル%およびジメチルシロキサン単位98〜99.7モル%からなることが好ましく、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位0.3〜1モル%およびジメチルシロキサン単位99〜99.7モル%からなることがより好ましい。
ビニル重合性官能基含有シロキサンとしては、ビニル重合性官能基を有し、かつジメチルシロキサンとシロキサン結合を介して結合しうるものであれば特に限定されない。
ビニル重合性官能基としては、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(B)と交叉結合可能なものであれば特に限定されるものではないが、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(B)との反応性を考慮すると、メタクリル基、ビニル基、芳香族アルケニル基、メルカプト基、アゾ基などが好ましく、さらに好ましくはメタクリル基である。
これらビニル重合性官能基含有シロキサンは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらジメチルシロキサンは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
乳化剤としてはアニオン系乳化剤が好ましく、具体的にはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステルナトリウムなどが挙げられる。これらの中でも、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸系の乳化剤が好ましい。
これら乳化剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、後述するシロキサンラテックスの安定化作用にも優れている点で脂肪族置換ベンゼンスルホン酸が好ましく、n−ドデシルベンゼンスルホン酸が特に好ましい。また、n−ドデシルベンゼンスルホン酸と硫酸等の鉱酸とを併用すると、シロキサンラテックスの乳化剤成分に起因するグラフト共重合体(D)の着色を低減させることができる。
なお、酸触媒をシロキサン混合物と乳化剤と水とを混合するタイミングで混合する場合は、これらを混合した後に微粒子化することが好ましい。
シロキサン混合物と乳化剤と水と酸触媒とを混合する方法や、微粒子化したシロキサンラテックスと酸触媒とを混合する方法としては、例えば高速攪拌による混合、ホモジナイザー等の高圧乳化装置による混合などが挙げられる。中でも、ホモジナイザーを使用した方法は、シロキサンラテックスの粒子径の分布を小さくできるので好適である。
なお、微粒子化したシロキサンラテックスを酸触媒水溶液中に滴下する場合、酸触媒水溶液の温度は50℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましい。
直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)の質量平均粒子径は、レーザ回折・光散乱法により測定した値である。
重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)は、架橋剤の役割を果たす。
重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)としては、例えばアリルメタクリレート、エチレングリコ−ルジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリアリルイソシアヌレートが好ましい。
これら重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(A)成分は、上述したように、直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)に対し、重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)の存在下で、ラジカル反応により前記重合性不飽和基を架橋して得られる。
ラジカル反応には、通常、ラジカル重合開始剤を用いる。ラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤、酸化剤と還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤などが挙げられる。これらの中では、レドックス系開始剤が好ましく、特に硫酸第一鉄とエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩とロンガリッドとクメンヒドロペルオキシドとを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が好ましい。
(A)成分の質量平均粒子径は、レーザ回折・光散乱法により測定した値である。
複合ゴム(E)は、(A)成分と(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)とをラジカル重合して得られるものである。このようにして得られる複合ゴム(E)は、(A)成分と、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)を主成分とするポリ(メタ)アクリル酸エステル(B)とが複合した複合ゴムである。
ここで、「主成分」とは、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)に由来する単位を80質量%以上含むことである。
(b2)成分の存在下でラジカル重合を行う場合、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)に由来する単位と、架橋剤に由来する単位およびグラフト交叉剤に由来する単位の少なくとも一方とを有するポリ(メタ)アクリル酸エステル(B)と、(A)成分とが複合した複合ゴム(E)が得られる。
これら(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
グラフト交叉剤は、重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレートであり、具体的には、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
これら架橋剤およびグラフト交叉剤は、それぞれ1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、(b2)成分の存在下でラジカル重合を行う場合、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)と(b2)成分は個別に添加してもよいし、これらを予め混合して混合物とした後に、該混合物を(A)成分に一括または一定速度で添加してもよい。
耐衝撃性と顔料着色性のバランスを考慮すると、(A)成分の使用量は6〜20質量%が好ましく、10〜18質量%がより好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)の使用量は80〜94質量%が好ましく、82〜90質量%がより好ましい。
本発明のグラフト共重合体(D)は、複合ゴム(E)に(C)成分をグラフト重合して得られる。
芳香族アルケニル化合物単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられる。
シアン化ビニル化合物単量体としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等である。
他の単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキルアクリレート;N−フェニルマレイミド等のマレイミド化合物などが挙げられる。
光輝性と顔料着色性のバランスを考慮すると、複合ゴム(E)の使用量は30〜50質量%が好ましく、40〜50質量%がより好ましい。また、(C)成分の使用量は50〜70質量%が好ましく、50〜60質量%がより好ましい。
また、グラフト重合を行う際には、得られるグラフト共重合体(D)の分子量やグラフト率を制御するため、各種公知の連鎖移動剤を添加してもよい。
凝固剤としては、例えば塩化カルシウムまたは酢酸カルシウム等の金属塩などが挙げられる。
グラフト共重合体(D)の体積平均粒子径は、レーザ回折・光散乱法により測定した値である。
顔料着色性と耐衝撃性のバランスを考慮すると、グラフト共重合体(D)のグラフト率は50〜70質量%がより好ましく、50〜60質量%がさらに好ましい。
グラフト共重合体(D)のグラフト率は、以下のようにして測定できる。
グラフト共重合体(D)1gを80mLのアセトンに添加し、65〜70℃ にて3時間加熱還流し、得られた懸濁アセトン溶液を遠心分離機にて14,000rpm、30分間遠心分離して、沈殿成分(アセトン不溶成分)とアセトン溶液(アセトン可溶成分)を分取する。そして、沈殿成分(アセトン不溶成分)を乾燥させてその質量(Y(g))を測定し、下記式(1)によりグラフト率を算出する。なお、式(1)におけるYは、グラフト共重合体(D)のアセトン不溶成分の質量(g)、XはYを求める際に使用したグラフト共重合体(D)の全質量(g)、ゴム分率はグラフト共重合体(D)の複合ゴム(E)の固形分換算での含有割合である。
グラフト率(質量%)={(Y−X×ゴム分率)/X×ゴム分率}×100 ・・・(1)
以上説明した本発明のグラフト共重合体(D)は、上述した複合ゴム(E)に特定量の(C)成分をグラフト重合して得られるものである。複合ゴム(E)は、(A)成分と、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)を主成分とするポリ(メタ)アクリル酸エステル(B)とが複合化したものである。また、(A)成分は、特定の構成単位からなる直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)を特定量の架橋剤(重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2))で架橋したものである。このような構成のグラフト共重合体(D)は、耐衝撃性、およびダイレクト蒸着後の光輝性に優れた成形品を得ることができる熱可塑性樹脂組成物の材料として好適である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上述した本発明のグラフト共重合体(D)を含有する。
グラフト共重合体(D)の含有量は、熱可塑性樹脂組成物100質量%中、20〜50質量%が好ましい。グラフト共重合体(D)の含有量が20質量%以上であれば、熱可塑性樹脂組成物中のゴム量が十分な量となるため、成形品本体の耐衝撃性がより高まる傾向にある。一方、グラフト共重合体(D)の含有量が50質量%以下であれば、成形品本体の顔料着色性を良好に維持できる。
耐衝撃性と顔料着色性のバランスを考慮すると、グラフト共重合体(D)の含有量は、30〜40質量%がより好ましい。
他の熱可塑性樹脂としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−N−フェニルマレイミド共重合体、α−メチルスチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリフェニレンエーテル−ポリスチレン複合体などが挙げられる。
添加剤としては、染料、顔料、安定剤、補強剤、充填材、難燃剤などが挙げられる。
以上説明した本発明の熱可塑性樹脂組成物は、本発明のグラフト共重合体(D)を含有するので、耐衝撃性、およびダイレクト蒸着後の光輝性に優れた成形品を得ることができる。
よって、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、ダイレクト蒸着用として好適である。
本発明により得られる成形品は、上述した熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品本体と、成形品本体表面にダイレクト蒸着により形成された金属層とを有するものである。
熱可塑性樹脂組成物の成形方法としては、例えば、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法、インフレーション成形法などが挙げられる。成形品本体の形状に特に制限はない。
成形品本体表面にダイレクト蒸着する方法としては、例えば、真空蒸着やスパッタリング処理などが挙げられる。その際に使用する金属としては、例えば、アルミニウム、クロムなどが挙げられる。
成形品の金属層表面には、保護の目的でシリコーン系塗料を塗装したり、シリカ等を蒸着させたりして、被膜を形成させるトップコート処理が施されてもよい。
本発明により得られる成形品は、成形品本体が上述した熱可塑性樹脂組成物からなるため、耐衝撃性、およびダイレクト蒸着後の光輝性に優れる。しかも、本発明により得られる成形品は、アンダーコート等の特殊な前処理を施さずに、ダイレクト蒸着により金属層を形成できるものであり、多数の工程と専用の装置、高コストの処理剤を使用しなくても得られるものである。
本発明により得られる成形品の工業的な用途例としては、車両部品、特にヘッドランプやテールランプ、指示灯、フォグランプ等の車両用ランプハウジング、照明機器ハウジング等の家電部品、OA機器ハウジング、インテリア部材等が挙げられる。
オクタメチルシクロテトラシロキサン98部、γ−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン2部を混合してシロキサン混合物100部を得た。これにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.67部を溶解した蒸留水300部を添加し、ホモミキサーにて10000回転/分で2分間攪拌した後、ホモジナイザーに300kg/cm2の圧力で1回通し、安定な予備混合オルガノシロキサンラテックスを得た。
別途、試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および撹拌装置を備えた反応器内に、ドデシルベンゼンスルホン酸10部と蒸留水90部とを注入し、10%のドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を調製した。
このドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を85℃に加熱した状態で、予備混合オルガノシロキサンラテックスを4時間に亘って滴下し、滴下終了後1時間温度を維持し、冷却した。次いでこの反応物を水酸化ナトリウム水溶液で中和し、直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)のラテックスを得た。シロキサン混合物の配合組成を表1に示す。
得られた直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)のラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、17.7%であった。また、ラテックス中の直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)の質量平均粒子径を測定したところ、0.05μmであった。質量平均粒子径の測定結果を表1に示す。
なお、直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)の質量平均粒子径は、マイクロトラック(日機装株式会社製、「ナノトラック150」)を用いて測定した。
オクタメチルシクロテトラシロキサン97部、トリメトキシメチルシラン1部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン2部を混合してシロキサン混合物100部を用いた以外は、製造例1と同様にして予備混合オルガノシロキサンを調製した。
製造例1と同様にして調製したドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を85℃に加熱した状態で、予備混合オルガノシロキサンを4時間に亘って滴下し、滴下終了後1時間温度を維持し、冷却した。次いでこの反応物を水酸化ナトリウム水溶液で中和し、分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−1)のラテックスを得た。
得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−1)のラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、18.2%であった。また、ラテックス中の分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−1)の質量平均粒子径を(a−1)と同様にして測定したところ、0.05μmであった。
表1にシロキサン混合物の配合組成と、質量平均粒子径の測定結果を示す。
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および撹拌装置を備えた反応器内に、製造例1で得た直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)のラテックスを固形分換算で7部と蒸留水90.37部とを混合した後、トリアリルイソシアヌレート0.21部、クメンヒドロペルオキシド0.21部を添加混合して80℃まで昇温した。内部の液温が80℃となった時点で、硫酸第一鉄0.00005部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.00015部およびロンガリッド0.1部を蒸留水10部に溶解させた水溶液を添加し、1時間この状態を維持することで分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−2)のラテックスを得た。直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)100部に対するトリアリルイソシアヌレートの使用量を表2に示す。
得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−2)のラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、5.8%であった。また、ラテックス中の分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−2)の質量平均粒子径を(a−1)と同様にして測定したところ、0.05μmであった。質量平均粒子径の測定結果を表2に示す。
トリアリルイソシアヌレートの量を0.42部に変更した以外は、製造例3と同様にして分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−3)のラテックスを得た。
得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−3)のラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、5.8%であった。また、ラテックス中の分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−3)の質量平均粒子径を(a−1)と同様にして測定したところ、0.05μmであった。
表2に直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)100部に対するトリアリルイソシアヌレートの使用量と、質量平均粒子径の測定結果を示す。
トリアリルイソシアヌレートの量を0.63部に変更した以外は、製造例3と同様にして分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−4)のラテックスを得た。
得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−4)のラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、5.8%であった。また、ラテックス中の分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−4)の質量平均粒子径を(a−1)と同様にして測定したところ、0.05μmであった。
表2に直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)100部に対するトリアリルイソシアヌレートの使用量と、質量平均粒子径の測定結果を示す。
トリアリルイソシアヌレートの量を0.84部に変更した以外は、製造例3と同様にして分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−5)のラテックスを得た。
得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−5)のラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、5.8%であった。また、ラテックス中の分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−5)の質量平均粒子径を(a−1)と同様にして測定したところ、0.05μmであった。
表2に直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)100部に対するトリアリルイソシアヌレートの使用量と、質量平均粒子径の測定結果を示す。
(a1−1):製造例1で得られた直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)
(A−1):製造例2で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−1)
(A−2):製造例3で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−2)
(A−3):製造例4で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−3)
(A−4):製造例5で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−4)
(A−5):製造例6で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−5)
(a1)成分:直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)
(a2)成分:重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)
<複合ゴム(E)の製造>
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および撹拌装置を備えた反応器内に、製造例4にて得た分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−3)のラテックスを固形分換算で7部と蒸留水90.37部とを混合し、この反応器に窒素気流を通じることによって、雰囲気の窒素置換を行ない80℃まで昇温した。ブチルアクリレート43部、蒸留水105部、アルケニルコハク酸ジカリウム0.725部、アリルメタクリレート0.258部、1,3−ブチレンジメタクリレート0.086部およびクメンヒドロペルオキシド0.14部の混合物を添加した。硫酸第一鉄0.00008部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.00023部およびロンガリッド0.17部を蒸留水10部に溶解させた水溶液を添加し、ラジカル重合を開始した。アクリレート成分の重合により、液温は78℃まで上昇した。30分間70℃で維持し、アクリレート成分の重合を完結させ分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴムとブチルアクリレートゴム(ポリ(メタ)アクリル酸エステル)とが複合した複合ゴム(E−1)のラテックスを得た。
引き続き、反応液内部の液温を70℃に維持しながら、アルケニルコハク酸ジカリウム0.2部、硫酸第一鉄0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.003部およびロンガリッド0.318部を蒸留水10部に溶解させた水溶液を添加した。次いでアクリロニトリル10部、スチレン30部およびt−ブチルヒドロペルオキシド0.18部の混合液を80分間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度75℃の状態を20分間保持した後、アクリロニトリル2.5部、スチレン7.5部、ノルマルオクチルメルカプタン0.02部およびt−ブチルヒドロペルオキシド0.045部の混合液を20分間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度75℃の状態を20分間保持した後、クメンヒドロペルオキシド0.048部添加し30分間75℃で保持後冷却し、複合ゴム(E−1)に、アクリロニトリル−スチレン共重合体をグラフト重合させたグラフト共重合体(D−1)のラテックスを得た。
得られたラテックス中のグラフト共重合体(D−1)の体積平均粒子径を測定したところ、0.14μmであった。
なお、ラテックス中のグラフト共重合体(D−1)の体積平均粒子径は、マイクロトラック(日機装株式会社製、「ナノトラック150」)を用いて測定した。
得られたグラフト共重合体(D−1)のグラフト率を求めたところ、70質量%であった。
なお、グラフト共重合体(D−1)のグラフト率は、以下のようにして求めた。
すなわち、グラフト共重合体(D−1)1gを80mLのアセトンに添加し、65〜70℃ にて3時間加熱還流し、得られた懸濁アセトン溶液を遠心分離機(日立工機社製「CR21E」)にて14,000rpm、30分間遠心分離して、沈殿成分(アセトン不溶成分)とアセトン溶液(アセトン可溶成分)を分取した。そして、沈殿成分(アセトン不溶成分)を乾燥させてその質量(Y(g))を測定し、下記式(1)によりグラフト率を算出した。なお、式(1)におけるYは、グラフト共重合体(D−1)のアセトン不溶成分の質量(g)、XはYを求める際に使用したグラフト共重合体(D−1)の全質量(g)、ゴム分率はグラフト共重合体(D−1)の複合ゴム(E−1)の固形分換算での含有割合である。
グラフト率(質量%)={(Y−X×ゴム分率)/X×ゴム分率}×100 ・・・(1)
得られたグラフト共重合体(D−1)40部と、懸濁重合法によって調製したアクリロニトリル−スチレン共重合体22部およびN−フェニルマレイミド−アクリロニトリル−スチレン共重合体38部とをヘンシェルミキサーを用いて混合し、この混合物を260℃に加熱した押出機に供給し、混練してペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得た。
得られた熱可塑性樹脂組成物を用いて、以下に示す耐衝撃性および光輝性の評価を行った。結果を表3に示す。
(耐衝撃性の評価)
ペレット状の熱可塑性樹脂組成物から、シリンダー温度260℃、金型温度60℃に設定した射出成形機によって試験片(成形品本体)を成形した。この試験片のシャルピー衝撃強度をISO 179に準拠して、23℃雰囲気下で測定した。
ペレット状の熱可塑性樹脂組成物から、射出成形機(株式会社日本製鋼所製、「JSW−75EIIP」)を用い、シリンダー設定温度250℃、金型温度60℃、射出速度5g/secの条件で、100mm×100mm×2mmの板状の成形品本体を成形した。
次いで、得られた成形品本体上に、真空蒸着機(アルバック機工株式会社製、「VPC−1100」)により、膜形成速度1.0nm/秒で膜厚約50nmのアルミニウム蒸着膜(金属層)を形成した。このようにしてダイレクト蒸着を行った成形品について、反射率計(有限会社東京電色製、「TR−1100AD」)を用いて拡散反射率を測定した。拡散反射率が小さいほど、光輝性に優れることを意味する。
(A)成分を表1に示す種類のものに変更した以外は、実施例1と同様にしてグラフト共重合体を製造し、熱可塑性樹脂組成物を得た。なお、比較例3では、(A)成分の代わりに、製造例1で得られた直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)を用いた。
得られた熱可塑性樹脂組成物を用いて、実施例1と同様にして耐衝撃性および光輝性の評価を行った。結果を表3に示す。
(A)成分:分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A)
(a1)成分:直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)
(b1)成分:(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1)
(b2)成分:架橋剤およびグラフト交叉剤の少なくとも一方
(C)成分:芳香族アルケニル化合物単量体およびシアン化ビニル化合物単量体からなる群より選ばれる1種以上の単量体(C)
(A−1):製造例2で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−1)
(A−2):製造例3で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−2)
(A−3):製造例4で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−3)
(A−4):製造例5で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−4)
(A−5):製造例6で得られた分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−5)
(a1−1):製造例1で得られた直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1−1)
「(b2)/((b1)+(b2))×100」は、(b1)成分と(b2)成分の合計100質量%中の、(b2)成分の使用量(質量%)である。
「(E):(C)」は、複合ゴム(E)と(C)成分との合計を100質量%とした場合の、複合ゴム(E)と(C)成分の使用量(質量%)の比率である。
具体的には、比較例1の場合、直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)100質量部に対する、重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)の量が3質量部と少なかったため架橋が不十分であり、ダイレクト蒸着後の光輝性に劣っていた。
比較例2の場合、直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)100質量部に対する、重合性不飽和基を2つ以上含むアルキル(メタ)アクリレート(a2)の量が12質量部と多かったため必要以上に架橋が進行し、耐衝撃性に劣っていた。
比較例3の場合、分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A)の代わりに直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン(a1)を用いて複合ゴム(E)を製造したため、耐衝撃性およびダイレクト蒸着後の光輝性の両方に劣っていた。
比較例4の場合、シロキサン混合物中に架橋剤を添加し、ポリオルガノシロキサンの製造と同時に架橋を行って得た分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム(A−1)を用いて複合ゴム(E)を製造したため、耐衝撃性に劣っていた。
Claims (2)
- 分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴム1〜20質量%と、(メタ)アクリル酸エステル単量体80〜99質量%(ただし、分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴムと(メタ)アクリル酸エステル単量体の合計を100質量%とする。)とをラジカル重合して得られる複合ゴム20〜50質量%に、芳香族アルケニル化合物単量体およびシアン化ビニル化合物単量体からなる群より選ばれる1種以上の単量体50〜80質量%(ただし、該単量体と複合ゴムの合計を100質量%とする。)をグラフト重合するグラフト共重合体の製造方法であって、
前記分岐鎖状架橋ポリオルガノシロキサンゴムは、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位0.2〜3モル%およびジメチルシロキサン単位97〜99.8モル%からなる直鎖状未架橋ポリオルガノシロキサン100質量部に対し、重合性不飽和基を2つ以上含む架橋剤5〜10質量部の存在下で、ラジカル反応により前記重合性不飽和基を架橋して得られ、
前記架橋剤が、アリルメタクリレート、エチレングリコ−ルジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートからなる群より選ばれる1種以上である、グラフト共重合体の製造方法。 - 請求項1に記載のグラフト共重合体の製造方法によりグラフト共重合体を得る工程を有する、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
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