JP6827876B2 - 熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 Download PDF

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Description

本発明は、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品に関する。
成形品の耐衝撃性を向上させることによって、成形品の用途が拡大するだけでなく、成形品の薄肉化や大型化への対応が可能になる等、工業的な有用性が非常に高くなる。そのため、成形品の耐衝撃性の向上については、これまでに様々な手法が提案されている。これら手法のうち、ゴム質重合体と硬質樹脂とを組み合わせた樹脂材料を用いることによって成形品の耐衝撃性を高める手法は、すでに工業化されている。このような樹脂材料としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル(ASA)樹脂、アクリロニトリル−エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体−スチレン(AES)樹脂等が挙げられる。
成形品に高い意匠性が求められる場合には、上記のような樹脂材料から得られた成形品に塗装処理を行い、高い外観品質を得ている。しかし、塗装処理には、環境への負荷が大きい、工程が煩雑である、製造コストが高くなる、等の問題がある。そのため、成形品の塗装処理を省略することがある。この場合、成形品には、耐衝撃性等の機械物性以外に、例えば、下記の特性が要求される。
・直射日光にさらされても変色しにくいこと(耐候性)。
・傷が付かない、または傷が目立たないこと(耐傷付き性)。
耐候性の良好な成形品を得ることができる樹脂材料としては、ゴム質重合体としてエチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、アクリル酸エステル系ゴム、水素添加系ゴム(水素添加ブタジエン系ゴム等)、シリコーン系ゴム等を用いたものが知られている。
耐傷付き性の良好な成形品を得ることができる樹脂材料としては、ゴム質重合体の割合を低くして成形品の表面を硬くしたもの、潤滑剤(シリコーンオイル、オレフィンワックス等)を添加して成形品の表面の滑り性を良くしたもの等が知られている。
衝撃特性や透明性に優れた成形品を得ることができる樹脂材料として、例えば、下記のものが提案されている。
(1)ゴム質重合体の存在下に(メタ)アクリル酸エステルを含む単量体成分を重合して得られたグラフト共重合体の単独、または該グラフト共重合体と(メタ)アクリル酸エステルを含む単量体成分の(共)重合体との混合物からなるゴム強化熱可塑性樹脂と、(メタ)アクリル酸エステルおよびマレイミド系化合物の共重合体とを含む熱可塑性樹脂組成物(特許文献1)。
(2)スチレン系エラストマーであるゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル化合物およびシアン化ビニル化合物を含むビニル系単量体混合物を重合して得られたグラフト共重合体と、芳香族ビニル化合物およびシアン化ビニル化合物を重合して得られたスチレン系樹脂とを含む熱可塑性樹脂組成物(特許文献2)。
耐傷付き性、耐候性の良好な成形品を得ることができる樹脂材料として、例えば、下記のものが提案されている。
(3)ゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル化合物およびシアン化ビニル化合物を含むビニル系単量体混合物を重合して得られたグラフト共重合体と、硬質樹脂とを含み、かつゴム質重合体の割合を低くした熱可塑性樹脂組成物(特許文献3)。
国際公開第2003/080724号 特開2001−131369号公報 特開平11−001600号公報
しかし、(1)、(2)の熱可塑性樹脂組成物を用いた場合、成形品の衝撃性や透明性は向上するものの、成形品の耐候性や耐傷付き性が低く、成形品の用途が限られる。
(3)の熱可塑性樹脂組成物を用いた場合、成形品の表面の硬度が上がるために引っ掻き傷に対する耐傷付き性は改良されるものの、ゴム質重合体の割合が低くなるために成形品の耐衝撃性が低下する。
このように、成形品の耐衝撃性と、耐候性および耐傷付き性とを両立させることは困難であった。
さらに、(2)、(3)の熱可塑性樹脂組成物を用いた場合、成形品の発色性が劣る問題もあった。
本発明は、耐衝撃性、発色性、耐候性および耐傷付き性に優れる成形品が得られる熱可塑性樹脂組成物、並びに耐衝撃性、発色性、耐候性および耐傷付き性に優れる成形品を提供する。
本発明は、以下の態様を包含する。
〔1〕体積平均粒子径が0.18〜0.55μmである架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分と、(メタ)アクリル酸エステルの含有率が88〜100質量%であるビニル系単量体混合物(m1)の重合体であるビニル系重合体部分とからなるグラフト共重合体(A)と、
メタクリル酸エステルを含むビニル系単量体混合物(m2)の重合体であるメタクリル酸エステル樹脂(B)と、を含み、
前記架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有量が、当該熱可塑性樹脂組成物の総質量に対し、7〜30質量%である、熱可塑性樹脂組成物。
〔2〕前記メタクリル酸エステル樹脂(B)の含有量が、前記グラフト共重合体(A)と前記メタクリル酸エステル樹脂(B)との合計質量に対し、60〜90質量%である、〔1〕に記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔3〕前記〔1〕または〔2〕に記載の熱可塑性樹脂組成物を用いた成形品。
本発明の熱可塑性樹脂組成物によれば、耐衝撃性、発色性、耐候性および耐傷付き性に優れる成形品を得ることができる。
本発明の成形品は、耐衝撃性、発色性、耐候性および耐傷付き性に優れる。
洗車タオル磨耗による耐擦り傷性試験を説明する概略図である。
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「成形品」とは、熱可塑性樹脂組成物を成形してなるものを意味する。
「明度(L)」とは、JIS Z 8729において採用されているL表色系における色彩値のうちの明度の値(L)を意味する。
「SCE方式」とは、JIS Z 8722に準拠した分光測色計を用い、光トラップによって正反射光を除去して色を測る方法を意味する。
「熱可塑性樹脂組成物」
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、グラフト共重合体(A)とメタクリル酸エステル樹脂(B)とを含む。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、他の熱可塑性樹脂、各種添加剤を含んでいてもよい。
グラフト共重合体(A)は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分と、ビニル系単量体混合物(m1)の重合体であるビニル系重合体部分とからなる。換言すれば、グラフト共重合体(A)は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の存在下にビニル系単量体混合物(m1)を重合して得られたグラフト共重合体である。
グラフト共重合体(A)は、典型的には、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)を含む水性分散体中にてビニル系単量体混合物(m1)を重合して得られたものである。前記水性分散体は、典型的には、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)を含むオレフィン樹脂水性分散体(c)を架橋処理して得られたものである。
メタクリル酸エステル樹脂(B)は、メタクリル酸エステルを含むビニル系単量体混合物(m2)の重合体である。換言すれば、メタクリル酸エステルを含むビニル単量体混合物(m2)を重合して得られた重合体である。
以下、各成分((A)、(B)、(a)、(b)、(c)、(m1)、(m2)等)について説明する。
<エチレン・α−オレフィン共重合体(b)>
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)は、エチレンと炭素数が3以上のα−オレフィンとを公知の重合方法によって共重合することによって得られた、エチレン単位とα−オレフィン単位とを含む共重合体である。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)は、非共役ジエン単位をさらに含んでもよい。
α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ウンデセン、1−イコセン、1−ドコセン等が挙げられる。中でも、得られる成形品の耐衝撃性の点から、炭素数が3〜20のα−オレフィンが好ましく、プロピレンが特に好ましい。
非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、1,4−シクロヘプタジエン、1,5−シクロオクタジエン等が挙げられる。中でも、得られる成形品の耐衝撃性や耐傷付き性が優れることから、ジシクロペンタジエンおよび/または5−エチリデン−2−ノルボルネンが好ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)のエチレン単位の含有率は、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)を構成する全ての構成単位の合計を100質量%としたときに、45〜80質量%が好ましく、50〜75質量%がより好ましい。エチレン単位の含有率が前記範囲内であれば、成形品の耐傷付き性、耐衝撃性のバランスがさらに優れる。
エチレン単位とα−オレフィン単位の合計の含有率は、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)を構成する全ての構成単位の合計を100質量%としたときに、90〜100質量%が好ましく、95〜99質量%がより好ましい。エチレン単位とα−オレフィン単位の合計の含有率が前記範囲内であれば、成形品の耐傷付き性、耐衝撃性のバランスがさらに優れる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)の質量平均分子量(Mw)は、4×10〜35×10が好ましく、17×10〜32×10がより好ましい。質量平均分子量(Mw)が前記範囲内であれば、成形品の耐傷付き性、発色性、耐衝撃性が優れる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)の分子量分布(Mw/数平均分子量(Mn))は、1.0〜5.0が好ましく、1.9〜4.0がより好ましい。分子量分布(Mw/Mn)が前記範囲内であれば、成形品の耐傷付き性、耐衝撃性が優れる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定し、標準ポリスチレンで換算した値である。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)の製造方法は、限定されない。エチレン・α−オレフィン共重合体(b)は、通常、メタロセン触媒またはチーグラー・ナッタ触媒を用いてエチレンとα−オレフィンとを、またはエチレンとα−オレフィンと非共役ジエンとを共重合することによって製造される。
メタロセン触媒としては、遷移金属(ジルコニウム、チタン、ハフニウム等)にシクロペンタジエニル骨格を有する有機化合物、ハロゲン原子等が配位したメタロセン錯体と、有機アルミニウム化合物、有機ホウ素化合物等とを組み合わせた触媒が挙げられる。
チーグラー・ナッタ触媒としては、遷移金属(チタン、バナジウム、ジルコニウム、ハフニウム等)のハロゲン化物と有機アルミニウム化合物、有機ホウ素化合物等とを組み合わせた触媒が挙げられる。
重合方法としては、触媒(メタロセン触媒またはチーグラー・ナッタ触媒)の存在下に、エチレンとα−オレフィンとを、またはエチレンとα−オレフィンと非共役ジエンとを溶媒中で共重合させる方法が挙げられる。溶媒としては、炭化水素溶媒(ベンゼン、トルエン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等)が挙げられる。炭化水素溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、原料のα−オレフィンを溶媒として用いてもよい。重合の際、水素等の分子量調節剤を用いてもよい。
エチレン、α−オレフィン、非共役ジエンそれぞれの供給量、分子量調節剤の種類や量、触媒の種類や量、反応温度、圧力等の反応条件を変更することによって、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)のエチレン単位の含有率、質量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を調整することができる。
<オレフィン樹脂水性分散体(c)>
オレフィン樹脂水性分散体(c)は、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)を水性媒体に分散させたものである。
オレフィン樹脂水性分散体(b)は、その他の成分として、乳化剤、酸変性オレフィン重合体等を含有してもよい。
水性媒体としては、水、水と混和する有機溶剤(以下、「水混和性有機溶剤」ともいう。)、およびこれらの混合物が挙げられる。水混和性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;ポリアルキレングリコールのアルキルエーテル類;N−メチル−2−ピロリドン等のラクタム類等が挙げられる。水性媒体としては、水のみを用いるか、または水と水混和性有機溶剤との混合物を用いることが好ましい。
乳化剤としては、公知のものが挙げられ、例えば、長鎖アルキルカルボン酸塩、スルホコハク酸アルキルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられる。
オレフィン樹脂水性分散体(c)中の乳化剤の含有量は、得られる熱可塑性樹脂組成物の熱着色を抑制でき、オレフィン樹脂水性分散体(c)に分散しているエチレン・α−オレフィン共重合体(b)の粒子径制御が容易である点から、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)100質量部に対して1〜8質量部が好ましい。
酸変性オレフィン重合体としては、質量平均分子量が1,000〜5,000のオレフィン重合体(ポリエチレン、ポリプロピレン等)を、官能基を有する化合物(不飽和カルボン酸化合物等)で変性したものが挙げられる。不飽和カルボン酸化合物としては、例えば、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノアミド等が挙げられる。
酸変性オレフィン重合体の酸価は、20〜40mgKOH/gが好ましい。
オレフィン樹脂水性分散体(c)中の酸変性オレフィン重合体の含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)100質量部に対して、1〜40質量部が好ましい。酸変性オレフィン重合体の添加量が前記範囲内であれば、成形品の耐傷付き性と耐衝撃性のバランスがさらに優れる。
オレフィン樹脂水性分散体(c)の調製方法は、限定されない。調製方法としては、例えば、(M1)公知の溶融混練手段(ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機等)でエチレン・α−オレフィン共重合体(b)を溶融混練し、機械的せん断力を与えて分散させ、水性媒体に添加する方法;(M2)エチレン・α−オレフィン共重合体(b)を炭化水素溶媒(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等)に溶解し、水性媒体に添加して乳化させた後、十分に撹拌し、炭化水素溶媒を留去する方法等が挙げられる。オレフィン樹脂水性分散体(c)の調製の際に、その他の成分として酸変性オレフィン重合体、乳化剤等を添加してもよい。
前記(M1)の方法において、溶融混練する際の温度条件としては、150〜250℃が好ましい。
酸変性オレフィン重合体の添加方法は、限定されない。例えば、前記(M1)の方法において、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)と酸変性オレフィン重合体とを混合し、溶融混練する方法、前記(M2)の方法において、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)と酸変性オレフィン重合体とを炭化水素溶媒に溶解する方法等が挙げられる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)と酸変性オレフィン重合体との混合方法は、特に限定されない。混合方法としては、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機等を用いた溶融混練法等が挙げられる。この場合、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)と酸変性オレフィン重合体とを混合する工程が、それらの混合物を溶融混練する工程を兼ねてもよい。
乳化剤の添加方法は、特に限定されない。例えば、酸変性オレフィン重合体の添加方法と同様の方法が挙げられる。また、前記(M1)または(M2)の方法において、水性媒体に乳化剤を添加する方法、前記(M2)の方法において、炭化水素溶媒に乳化剤を溶解する方法等が挙げられる。
オレフィン樹脂水性分散体(c)を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(b)の体積平均粒子径は、成形品の耐衝撃性と発色性が優れる点から、0.18〜0.55μmであり、0.19〜0.50μmが好ましく、0.20〜0.45μmがより好ましい。
体積平均粒子径は、後述する実施例に記載の方法で測定される。
なお、オレフィン樹脂水性分散体(c)を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(b)の体積平均粒子径が、そのまま熱可塑性樹脂組成物中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の体積平均粒子径を示すことを、電子顕微鏡の画像解析によって確認している。
オレフィン樹脂水性分散体(c)に分散しているエチレン・α−オレフィン共重合体(b)の体積平均粒子径を制御する方法としては、乳化剤の種類または使用量、酸変性オレフィン重合体の種類または含有量、混練時に加えるせん断力、温度条件等を調整する方法が挙げられる。
<架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)>
架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)は、架橋構造を有するエチレン・α−オレフィン共重合体である。具体的には、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)に架橋構造を形成したものである。典型的には、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)またはオレフィン樹脂水性分散体(c)中に分散しているエチレン・α−オレフィン系共重合体(b)を架橋処理することにより得られたものである。架橋構造を有することで、成形品の耐衝撃性がさらに優れる。
架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)のゲル含有率は、成形品の耐衝撃性の点から、35〜75質量%が好ましく、40〜70質量%がより好ましい。
本発明におけるゲル含有率とは、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)をトルエンで膨潤させた場合の、膨潤前の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)に対する、乾燥させたトルエン不溶解分の割合である。詳しくは、実施例に記載の方法により求められる。
架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分は粒状である。
熱可塑性樹脂組成物中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の体積平均粒子径は、0.18〜0.55μmであり、0.19〜0.50μmが好ましく、0.20〜0.45μmがより好ましい。この体積平均粒子径が前記範囲内であれば、成形品の耐衝撃性と発色性が優れる。
架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)は、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)またはオレフィン樹脂水性分散体(c)を架橋処理することにより得られる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)またはオレフィン樹脂水性分散体(c)の架橋処理は、公知の方法によって行うことができる。架橋処理の方法としては、(M3)有機過酸化物と、必要に応じて多官能性化合物とを添加して架橋処理を行う方法、(M4)電離性放射線によって架橋処理を行う方法等が挙げられ、成形品の耐衝撃性、発色性の点から、(M3)の方法が好ましい。
(M3)の方法としては、具体的には、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)またはオレフィン樹脂水性分散体(c)に、有機過酸化物と、必要に応じて多官能性化合物とを添加し、加熱する方法等が挙げられる。
例えば、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)に、有機過酸化物と、必要に応じて多官能性化合物とを添加し、溶融混練し、粉砕すると、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の粉体が得られる。オレフィン樹脂水性分散体(c)に、有機過酸化物と、必要に応じて多官能性化合物とを添加して架橋処理すると、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の水性分散体が得られる。
有機過酸化物および多官能性化合物の添加量、加熱温度、加熱時間等を調整することによって、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)のゲル含有率を調整できる。
加熱温度は、有機過酸化物の種類によって異なる。加熱温度は、有機過酸化物の10時間半減期温度の−5℃〜+30℃が好ましい。
加熱時間は、3〜15時間が好ましい。
有機過酸化物は、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)に架橋構造を形成させるためのものである。有機過酸化物としては、例えば、ペルオキシエステル化合物、ペルオキシケタール化合物、ジアルキルペルオキシド化合物等が挙げられる。有機過酸化物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機過酸化物としては、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)のゲル含有率を調整しやすい点から、ジアルキルペルオキシド化合物が特に好ましい。
ジアルキルペルオキシド化合物の具体例としては、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3等が挙げられる。
有機過酸化物の添加量は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)のゲル含有率を35〜75質量%の範囲に調整しやすい点から、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)100質量部に対して0.1〜5質量部が好ましい。
多官能性化合物は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)のゲル含有率を調整するために、必要に応じて有機過酸化物と併用されるものである。
多官能性化合物としては、ジビニルベンゼン、メタクリル酸アリル、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレンジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等が挙げられ、ゲル含有率を調整しやすい点から、ジビニルベンゼンが好ましい。多官能性化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
多官能性化合物の添加量は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)のゲル含有率を35〜75質量%に調整しやすい点から、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)100質量部に対して0.1〜5質量部が好ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)を架橋処理して架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)を得る場合、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)に酸変性オレフィン重合体が添加されてもよい。
酸変性オレフィン重合体は、オレフィン樹脂水性分散体(c)の説明で挙げたものと同様である。酸変性オレフィン重合体の添加量は、オレフィン樹脂水性分散体(c)中の酸変性オレフィン重合体の含有量と同様に、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)100質量部に対して、1〜40質量部が好ましい。
酸変性オレフィン重合体の添加方法は、限定されない。エチレン・α−オレフィン共重合体(b)と酸変性オレフィン重合体とを混合した後に架橋処理をしてもよいし、エチレン・α−オレフィン共重合体(b)と酸変性オレフィン重合体とをそれぞれ架橋処理した後に混合してもよい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(b)と酸変性オレフィン重合体との混合方法は、特に限定されない。混合方法としては、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュー押出機等を用いた溶融混練法等が挙げられる。
前記水性分散体中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の体積平均粒子径は、0.18〜0.55μmであり、0.19〜0.50μmが好ましく、0.20〜0.45μmがより好ましい。この体積平均粒子径が前記範囲内であれば、成形品の耐衝撃性と発色性が優れる。
なお、オレフィン樹脂水性分散体(c)を有機過酸化物によって架橋処理した架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の水性分散体中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の体積平均粒子径は、オレフィン樹脂水性分散体(c)中のエチレン・α−オレフィン共重合体(b)の体積平均粒子径に対して変化はない。
また、グラフト共重合体(A)が架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の水性分散体を用いて得られたものである場合、この水性分散体中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の体積平均粒子径が、熱可塑性樹脂組成物中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の体積平均粒子径を示すことを、電子顕微鏡の画像解析によって確認している。
<ビニル系単量混合物(m1)>
ビニル系単量体混合物(m1)は、単量体として少なくとも、(メタ)アクリル酸エステルを含む。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを意味する。
ビニル系単量体混合物(m1)は、必要に応じて、(メタ)アクリル酸エステル以外の他のビニル系単量体をさらに含んでもよい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、アクリル酸エステル(アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル等)、メタクリル酸エステル(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル等)等が挙げられ、成形品の発色性、耐衝撃性の点から、メタクリル酸メチルが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
他のビニル系単量体としては、芳香族ビニル化合物(スチレン、α−メチルスチレン、o−,m−またはp−メチルスチレン、ビニルキシレン、p−t−ブチルスチレン、エチルスチレン等)、シアン化ビニル化合物(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、マレイミド系化合物(N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド等)等が挙げられる。他のビニル系単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ビニル系単量体混合物(m1)において、(メタ)アクリル酸エステルの含有率は、88〜100質量%であり、90〜100質量%が好ましく、95〜99質量%がより好ましい。(メタ)アクリル酸エステルの含有率が前記範囲内であれば、成形品の耐候性が優れる。(メタ)アクリル酸エステルの含有率は、ビニル系単量体混合物(m1)の総質量(100質量%)に対する(メタ)アクリル酸エステルの質量の割合である。
<グラフト共重合体(A)>
グラフト共重合体(A)は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分と、ビニル系単量体混合物(m1)の重合体であるビニル系重合体部分とからなる。
グラフト共重合体(A)においては、前記架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有割合が40〜80質量%、前記ビニル系重合体部分の含有割合が20〜60質量%であることが好ましく、前記架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有割合が50〜75質量%、前記ビニル系重合体部分の含有割合が50〜25質量%であることがより好ましい。各含有割合は、グラフト共重合体(A)の総質量(100質量%)に対する割合である。
換言すれば、グラフト共重合体(A)は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)40〜80質量%の存在下に、ビニル系単量体混合物(m1)20〜60質量%(ただし、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)とビニル系単量体混合物(m1)の合計は100質量%である。)を重合して得られたものであることが好ましく、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)50〜75質量%の存在下に、ビニル系単量体混合物(m1)50〜25質量%を重合して得られたものであることがより好ましい。
架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有割合が前記範囲内であれば、成形品の耐衝撃性、発色性の物性バランスがさらに優れる。
グラフト共重合体(A)のグラフト率は、成形品の耐衝撃性、発色性のバランスの点から、20〜100質量%が好ましい。
グラフト率は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
グラフト共重合体(A)の製造方法としては、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の存在下に、ビニル系単量体混合物(m1)を重合する方法が挙げられる。
ビニル系単量体混合物(m1)の重合方法としては、公知の重合方法(乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法等)が挙げられる。
乳化重合法によるグラフト共重合体(A)の製造方法としては、例えば、ビニル系単量体混合物(m1)に有機過酸化物を混合した混合物を、オレフィン樹脂水性分散体(c)または架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の水性分散体に対して連続的に添加し、乳化重合する方法が挙げられる。
乳化重合の重合条件は、特に限定されず、例えば、50〜90℃で1.5〜3.5時間の重合条件が挙げられる。
有機過酸化物は、有機過酸化物と遷移金属と還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤として用いるのが好ましい。
重合の際に、連鎖移動剤、乳化剤等を状況に応じて用いてもよい。
レドックス系開始剤としては、重合反応条件を高温下にする必要がなく、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の劣化等を避け、成形品の耐衝撃性の低下を回避できる点から、有機過酸化物と硫酸第一鉄とキレート剤と還元剤とを組み合わせたものが好ましい。
有機過酸化物としては、クメンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド等が挙げられる。
レドックス系開始剤としては、t−ブチルヒドロペルオキシドと、硫酸第一鉄と、ピロリン酸ナトリウムと、デキストロースとからなるものがより好ましい。
連鎖移動剤としては、メルカプタン類(オクチルメルカプタン、n−またはt−ドデシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−またはt−テトラデシルメルカプタン等)、アリル化合物(アリルスルフォン酸、メタアリルスルフォン酸、これらのナトリウム塩等)、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられ、分子量を調整することが容易な点から、メルカプタン類が好ましい。連鎖移動剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
連鎖移動剤の添加方法は、一括、分割、連続のいずれでもよい。
連鎖移動剤の添加量は、ビニル系単量体混合物(m1)100質量部に対して2.0質量部以下が好ましい。
乳化剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、高級アルコールの硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸スルホン酸塩、リン酸系塩、脂肪酸塩、アミノ酸誘導体塩等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、通常のポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルエーテル型、アルキルフェニルエーテル型等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アニオン部にカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等を有し、カチオン部にアミン塩、第4級アンモニウム塩等を有するものが挙げられる。
乳化剤の添加量は、ビニル系単量体混合物(m1)100質量部に対して10質量部以下が好ましい。
乳化重合法によって得られるグラフト共重合体(A)は、水性媒体中に分散した状態である。
グラフト共重合体(A)を含む水性分散体からグラフト共重合体(A)を回収する方法としては、例えば、水性分散体に析出剤を添加し、加熱、撹拌した後、析出剤を分離し、析出したグラフト共重合体(A)を水洗、脱水、乾燥する析出法が挙げられる。
析出剤としては、例えば、硫酸、酢酸、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等の水溶液が挙げられる。析出剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
グラフト共重合体(A)を含む水性分散体に、必要に応じて酸化防止剤を添加してもよい。
グラフト共重合体(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<ビニル系単量体混合物(m2)>
ビニル系単量体混合物(m2)は、単量体として少なくとも、メタクリル酸エステルを含む。
ビニル系単量体混合物(m2)は、必要に応じて、メタクリル酸エステル以外の他のビニル系単量体をさらに含んでもよい。
メタクリル酸エステルとしては、例えば、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−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ペンジル、メタクリル酸フェニル等が挙げられる。成形品の耐熱性および耐衝撃性がさらに優れる点から、メタクリル酸メチルおよびメタクリル酸エチルの少なくとも一方を含むことが好ましい。メタクリル酸エステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
他のビニル系単量体としては、例えば、アクリル酸エステル、マレイミド化合物、シアン化ビニル化合物、芳香族ビニル化合物等が挙げられる。これらのビニル系単量体の具体例としては前記ビニル系単量体混合物(m1)で挙げたものと同様のものが挙げられる。成形品の耐候性がさらに優れる点から、アクリル酸エステルが好ましい。他のビニル系単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ビニル系単量体混合物(m2)において、メタクリル酸エステルの含有率は、成形品の耐傷付き性、発色性がさらに優れる点から、50〜100質量%が好ましく、80〜100質量%がより好ましい。メタクリル酸エステルの含有率は、ビニル系単量体混合物(m2)の総質量(100質量%)に対するメタクリル酸エステルの質量の割合である。
<メタクリル酸エステル樹脂(B)>
メタクリル酸エステル樹脂(B)は、ビニル系単量体混合物(m2)の重合体であり、ビニル系単量体混合物(m2)を重合することによって得られる。
ビニル系単量体混合物(m2)がメタクリル酸エステルを含むため、メタクリル酸エステル樹脂(B)は、メタクリル酸エステル由来の単位を含む。
なお、ビニル系単量体混合物(m2)が2種以上の単量体を含む場合、メタクリル酸エステル樹脂(B)は、典型的には、それら2種以上の単量体由来の単位がランダムに配列したランダム共重合体である。
メタクリル酸エステル由来の単位の含有率は、成形品の耐傷付き性、発色性がさらに優れる点から、メタクリル酸エステル樹脂(B)を構成する全単位の合計質量(100質量%)に対し、50〜100質量%が好ましく、80〜100質量%がより好ましい。
メタクリル酸エステル樹脂(B)の質量平均分子量は、50,000〜200,000が好ましく、60,000〜120,000がより好ましい。
メタクリル酸エステル樹脂(B)の質量平均分子量(Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定し、標準ポリスチレンで換算した値である。
メタクリル酸エステル樹脂(B)は、ビニル系単量体混合物(m2)を重合することによって得られる。
ビニル系単量体混合物(m2)の重合方法は、特に限定されない。重合方法としては、公知の重合方法(乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法等)が挙げられる。
乳化重合法によるメタクリル酸エステル樹脂(B)の製造方法としては、例えば、反応器内にビニル系単量体混合物(m2)と乳化剤と重合開始剤と連鎖移動剤とを仕込み、加熱して重合し、メタクリル酸エステル樹脂(B)を含む水性分散体を得て、この水性分散体から析出法によってメタクリル酸エステル樹脂(B)を回収する方法が挙げられる。
乳化重合の重合条件は、特に限定されず、例えば、40〜120℃で1〜15時間の重合条件が挙げられる。
乳化剤としては、通常の乳化重合用乳化剤(ロジン酸カリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等)が挙げられる。
重合開始剤としては、有機、無機の過酸化物系開始剤が挙げられる。
連鎖移動剤としては、メルカプタン類、α−メチルスチレンダイマー、テルペン類等が挙げられる。
析出法としては、水性分散体からグラフト共重合体(A)を回収するときと同様の方法を採用できる。
懸濁重合法によるメタクリル酸エステル樹脂(B)の製造方法としては、例えば、反応器内にビニル系単量体混合物(m2)と懸濁剤と懸濁助剤と重合開始剤と連鎖移動剤とを仕込み、加熱して重合し、メタクリル酸エステル樹脂(B)を含むスラリーを得て、このスラリーを脱水、乾燥してメタクリル酸エステル樹脂(B)を回収する方法が挙げられる。
懸濁重合の重合条件は、特に限定されず、例えば、40〜120℃で1〜15時間の重合条件が挙げられる。
懸濁剤としては、トリカルシウムフォスファイト、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
懸濁助剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
重合開始剤としては、有機ペルオキシド類が挙げられる。
連鎖移動剤としては、メルカプタン類、α−メチルスチレンダイマー、テルペン類等が挙げられる。
メタクリル酸エステル樹脂(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<他の熱可塑性樹脂>
他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアリレート、液晶ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド(例えばナイロン)等が挙げられる。
<各種添加剤>
各種添加剤としては、酸化防止剤、滑剤、加工助剤、顔料、染料、充填剤、シリコーンオイル、パラフィンオイル等が挙げられる。
<各成分の含有量>
熱可塑性樹脂組成物において、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有量(ゴム含有量)は、熱可塑性樹脂組成物の総質量(100質量%)に対し、7〜30質量%であり、10〜25質量%が好ましく、11〜20質量%がより好ましい。ゴム含有量が前記範囲の下限値以上であれば、成形品の耐衝撃性や耐傷付き性が優れる。ゴム含有量が前記範囲の上限値以下であれば、成形品の発色性、耐候性が優れる。
メタクリル酸エステル樹脂(B)の含有量は、グラフト共重合体(A)とメタクリル酸エステル樹脂(B)との合計質量に対し、60〜90質量%が好ましく、65〜85質量%がより好ましく、68〜80質量%がさらに好ましい。
したがって、グラフト共重合体(A)の含有量は、グラフト共重合体(A)とメタクリル酸エステル樹脂(B)との合計質量に対し、10〜40質量%が好ましく、15〜35質量%がより好ましく、20〜32質量%がさらに好ましい。
メタクリル酸エステル樹脂(B)の含有量が前記範囲内であれば、成形品の耐衝撃性、発色性、耐傷付き性のバランスがより優れる。
<熱可塑性樹脂組成物の製造方法>
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、グラフト共重合体(A)と、メタクリル酸エステル樹脂(B)と、必要に応じて他の成分(他の熱可塑性樹脂、添加剤)を混合することにより得られる。
<作用効果>
以上説明した本発明の熱可塑性樹脂組成物にあっては、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分と、(メタ)アクリル酸エステル化合物を特定の含有率で含むビニル系単量体混合物(m1)の重合体であるビニル系重合体部分とからなるグラフト共重合体(A)と;メタクリル酸エステルを含むビニル系単量体混合物(m2)の重合体であるメタクリル酸エステル樹脂(B)とを含み、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有量が特定の範囲内であるため、耐衝撃性、発色性、耐候性および耐傷付き性に優れる成形品を得ることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐傷付き性や耐候性に優れる成形品を得ることができるため、車両内外装部品での使用も可能である。
「成形品」
本発明の成形品は、本発明の熱可塑性樹脂組成物を公知の成形方法によって成形加工して得られる。
成形方法としては、例えば、射出成形法、プレス成形法、押出成形法、真空成形法、ブロー成形法等が挙げられる。
成形品の用途としては、車輌内装・外装部品、事務機器、家電、建材等が挙げられ、車輌内装・外装部品が好適である。
以下、具体的に実施例を示す。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。以下において、特に記載のない場合、「%」は「質量%」、「部」は「質量部」を意味する。
後述する実施例および比較例における各種測定および評価方法は、以下の通りである。
<エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の質量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)の測定方法>
GPC装置(GPC:Waters社製「GPC/V2000」、カラム:昭和電工社製「Shodex AT−G+AT−806MS」)を用い、o−ジクロロベンゼン(145℃)を溶媒として、ポリスチレン換算での質量平均分子量(Mw)、数平均分子量分子量(Mn)を測定し、分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
<メタクリル酸エステル樹脂(B)の質量平均分子量(Mw)の測定方法>
GPC(GPC:東ソー社製「HLC8220」、カラム:東ソー社製「TSK GEL SuperHZM−H」を用い、テトラヒドロフラン(THF:40℃)の溶媒として、ポリスチレン換算での質量平均分子量(Mw)を測定した。
<酸価の測定方法>
JIS K 2501に準拠して酸価を測定した。
<体積平均粒子径の測定方法>
マイクロトラック(日機装社製「ナノトラック150」)を用い、測定溶媒として純水を用いて体積平均粒子径(MV)を測定した。
なお、オレフィン樹脂水性分散体(c)に分散しているエチレン・α−オレフィン共重合体(b)や、水性分散体に分散している架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の体積平均粒子径が、そのまま熱可塑性樹脂組成物中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の体積平均粒子径を示すことを、電子顕微鏡の画像解析によって確認している。
<ゲル含有率の測定方法>
架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の水性または溶媒分散体を希硫酸にて凝固させ、水洗、乾燥して得られる凝固粉試料[D1]0.5gを、200mL、110℃のトルエン中に5時間浸漬し、次いで、200メッシュ金網にて濾過し、残渣を乾燥し、その乾燥物[D2]の質量を測定し、下記式(1)から、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)のゲル含有率を求めた。
ゲル含有率(%)=乾燥物質量[D2](g)/凝固粉試料質量[D1](g)×100 ・・・(1)
<グラフト率の測定方法>
グラフト共重合体(A)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(2)からグラフト率を算出した。なお、式(2)におけるYは、グラフト共重合体(A)のアセトン不溶成分の質量(g)、Xは、Yを求める際に用いたグラフト共重合体(A)の全質量(g)、ゴム分率は、グラフト共重合体(A)の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の固形分の含有割合である。
グラフト率(%)={(Y−X×ゴム分率)/X×ゴム分率}×100 ・・・(2)
<物性評価用成形品の作製1>
熱可塑性樹脂組成物のペレットを、射出成型機(東芝機械社製、「IS55FP−1.5A」)によりシリンダー温度200〜270℃、金型温度60℃の条件で射出成形して、100×100mm(厚さ3mm)の黒着色板を得た。これを成形品(Ma1)とした。
<物性評価用成形品の作製2>
熱可塑性樹脂組成物のペレットを、射出成型機(東芝機械社製、「IS55FP−1.5A」)によりシリンダー温度200〜270℃、金型温度60℃の条件で射出成形して、縦80mm、横10mm、厚さ4mmの荷重たわみ温度測定用成形品を得た。これを成形品(Ma2)とした。
<発色性の評価>
成形品(Ma1)の明度Lを、分光測色計(コニカミノルタオプティプス社製「CM−3500d」(以下同様))を用いて、SCE方式にて測定した。こうして測定されたLを「L(ma)」とした。Lが低いほど黒色となり、発色性が良好である。
<耐候性の評価>
成形品(Ma1)について、アイスーパーUVテスター(岩崎電気(株)製SUV−W151型)を用い、ブラックパネル温度63℃、サイクル条件360分(照射240分、暗黒120分、切替時水シャワー有)の条件で144時間処理した。処理後の成形品(Mb)の表面の明度Lを、分光測色計を用いて、SCE方式にて測定した。こうして測定されたLをL(mb)とし、耐候性の判定指標ΔLを下記式(3)から算出した。ΔL(mb−ma)の絶対値が大きいほど耐候性に劣る。
ΔL(mb−ma)=L(mb)−L(ma)・・・(3)
<耐傷付き性の評価>
図1に示すように、先端部11が半球形に形成された棒状の治具10を用意し、先端部11に、洗車タオル(株式会社ジョイフル製洗車用タオル3p)12を被せた。成形品(Ma1)13の表面に対して、棒状の治具10が直角になるように、洗車タオル12が被せられた先端部11を接触させ、先端部11を成形品(Ma1)13の表面において水平方向(図中、両矢印方向)に摺動させ、100回往復させた。その際、加える荷重は1kg(9.8N)とした。100回往復させた後、傷を付けた成形品(Mc)の表面の明度Lを、分光測色計を用いて、SCE方式にて測定した。こうして測定されたLをL(mc)とし、耐傷付き性の判定指標ΔLを下記式(4)から算出した。ΔL(mc−ma)の絶対値が大きいほど傷が目立ちやすく耐傷付き性に劣る。
ΔL(mc−ma)=L(mc)−L(ma)・・・(4)
<耐衝撃性>
成形品(Ma2)について、ISO 179規格にしたがい、23℃の条件でシャルピー衝撃試験(ノッチ付)を行い、シャルピー衝撃強度を測定した。
後述する実施例および比較例では、下記のエチレン・α−オレフィン共重合体(b)、オレフィン樹脂水性分散体成分(c)、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)、グラフト共重合体(A)、メタクリル酸エステル樹脂(B)を用いた。
<エチレン・α−オレフィン共重合体(b)>
(エチレン・プロピレン共重合体(b−1)の調製)
撹拌機付き20Lステンレス重合槽を十分に窒素置換した。その後、脱水精製したヘキサン10Lを添加し、8.0mmol/Lに調製したエチルアルミニウムセスキクロリド(Al(C1.5・Cl1.5)のヘキサン溶液を、5L/hの量で連続的に1時間供給した。その後、さらに触媒として0.8mmol/Lに調整したVO(OC)Clのヘキサン溶液を5L/hの量で、ヘキサンを5L/hの量で連続的に供給した。一方、重合槽上部から、重合槽内の重合液が常に10Lになるように重合液を連続的に抜き出した。バブリング管を用いてエチレンを2000L/hの量で、プロピレンを1000L/hの量で、水素を8L/hの量で供給し、重合反応を35℃で行った。
前記条件で重合反応を行い、エチレン・プロピレン共重合体(b−1)を含む重合溶液を得た。得られた重合溶液を、塩酸で脱灰した後に、メタノールに投入してエチレン・プロピレン共重合体(b−1)を析出させ、析出物を回収して乾燥させ、エチレン・プロピレン共重合体(b−1)を得た。エチレン・プロピレン共重合体(b−1)のポリマー性状を表1に示す。
Figure 0006827876
<オレフィン樹脂水性分散体成分(c)>
(オレフィン樹脂水性分散体(c−1)の調製)
エチレン・プロピレン共重合体(b−1)100部と、酸変性オレフィン重合体として無水マレイン酸変性ポリエチレン(三井化学社製、「三井ハイワックス 2203A」、質量平均分子量:2,700、酸価:30mg/g)20部と、アニオン系乳化剤としてオレイン酸カリウム5部とを混合して混合物を得た。
この混合物を、2軸スクリュー押出機(池貝社製、「PCM30」、L/D=40)のホッパーから4kg/hで供給し、該2軸スクリュー押出機のベント部に設けられた供給口より、水酸化カリウム0.5部とイオン交換水2.4部を混合した水溶液を連続的に供給しながら、220℃に加熱して溶融混練して押出した。押出された溶融混練物を、2軸スクリュー押出機の先端に取り付けられた冷却装置に連続的に供給し、90℃まで冷却した。そして、この2軸スクリュー押出機先端より吐出させた固体を、80℃の温水中に投入し、連続的に分散させて、固形分濃度40%付近まで希釈して、オレフィン樹脂水性分散体(c−1)を得た。オレフィン樹脂水性分散体(c−1)に分散しているエチレン・α−オレフィン共重合体(b)の体積平均粒子径を表2に示す。
(オレフィン樹脂水性分散体(c−2)〜(c−5)の調製)
表2に示すように、乳化する際の水酸化カリウムの添加部数とイオン交換水の添加部数を変更した以外は、オレフィン樹脂水性分散体(c−1)と同様にして、オレフィン樹脂水性分散体(c−2)〜(c−5)を得た。
各オレフィン樹脂水性分散体(c−2)〜(c−5)に分散しているエチレン・α−オレフィン共重合体(b)の体積平均粒子径を表2に示す。
Figure 0006827876
<架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)>
(架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)の調製)
オレフィン樹脂水性分散体(c−1)(固形分として100部)に固形分濃度が35%になるようにイオン交換水を加え、有機過酸化物としてt−ブチルクミルペルオキシド1部、多官能性化合物としてジビニルベンゼン1部を添加し、130℃で5時間反応させて、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)の水性分散体を調製した。架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)の体積平均粒子径、ゲル含有率を表3に示す。
(架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−2)〜(a−5)の調製)
表3に示すようにオレフィン樹脂水性分散体(c)の種類を変更した以外は、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)と同様にして、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−2)〜(a−5)の水性分散体を得た。架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−2)〜(a−5)の体積平均粒子径、ゲル含有率を表3に示す。
Figure 0006827876
<グラフト共重合体(A)>
(グラフト共重合体(A−1)の調製)
撹拌機付きステンレス重合槽に、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)の水性分散体(架橋エチレン・プロピレン共重合体(a−1)の固形分として70部)を入れ、そこに、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)の固形分濃度が30%になるようにイオン交換水を加え、さらに硫酸第一鉄0.006部、ピロリン酸ナトリウム0.3部およびデキストロース0.6部を仕込み、温度を73℃とした。次いで、メタクリル酸メチル29部およびアクリル酸メチル1部およびt−ブチルヒドロペルオキシド0.34部を150分間連続的に添加し、重合温度を73℃に保ち乳化重合を行い、体積平均粒子径0.40μmのグラフト共重合体(A−1)を含む水性分散体を得た。グラフト共重合体(A−1)を含む水性分散体に酸化防止剤を添加し、硫酸にて固形分の析出を行い、洗浄、脱水、乾燥の工程を経て、粉状のグラフト共重合体(A−1)を得た。グラフト共重合体(A−1)のグラフト率を測定したところ30%であった。また、後述する実施例1等でグラフト共重合体(A−1)を用いて得た熱可塑性樹脂組成物中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)の体積平均粒子径を電子顕微鏡により確認したところ、0.40μmであった。
(グラフト共重合体(A−2)〜(A−9)の調製)
表4〜5に示すように、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の種類、またはビニル系単量体混合物(m1)を構成する単量体の種類と量を変更した以外は、グラフト共重合体(A−1)と同様にして、グラフト共重合体(A−2)〜(A−9)を得た。グラフト共重合体(A−2)〜(A−9)のグラフト率を表4〜5に示す。
(グラフト共重合体(A−10)の調製)
撹拌機付きステンレス重合槽に、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a−1)の水性分散体(架橋エチレン・プロピレン共重合体(a−1)の固形分として70部)を入れ、そこに、架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の固形分濃度が30%になるようにイオン交換水を加え、さらに硫酸第一鉄0.006部、ピロリン酸ナトリウム0.3部およびフラクトース0.35部を仕込み、温度を80℃とした。次いで、スチレン19.8質量部、アクリロニトリル10.2質量部およびクメンハイドロパーオキサイド0.6質量部を150分間連続的に添加し、重合温度を80℃に保ち乳化重合を行い、平均粒子径0.40μmのグラフト共重合体(A−10)を含む水性分散体を得た。グラフト共重合体(A−10)を含む水性分散体に酸化防止剤を添加し、硫酸にて固形分の析出を行い、洗浄、脱水、乾燥の工程を経て、粉状のグラフト共重合体(A−10)を得た。グラフト共重合体(A−10)のグラフト率を測定したところ30%であった。また、後述する比較例6でグラフト共重合体(A−10)を用いて得た熱可塑性樹脂組成物中の架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)の平均粒子径を電子顕微鏡により確認したところ、0.40μmであった。
Figure 0006827876
Figure 0006827876
<メタクリル酸エステル樹脂(B)>
(メタクリル酸エステル樹脂(B−1)の調製)
撹拌機付きステンレス重合槽にイオン交換水150部、メタクリル酸メチル98部、アクリル酸メチル2部、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)0.2部、n−オクチルメルカプタン0.24部、カルシウムヒドロオキシアパタイト0.47部、アルケニルコハク酸カリウム0.003部を仕込んだ。重合槽の内温を75℃にして3時間反応させ、90℃に昇温し1時間反応させた。内容物を抜き出し、遠心脱水機で洗浄し、乾燥させて粉状のメタクリル酸エステル樹脂(B−1)を得た。得られたメタクリル酸エステル樹脂(B−1)の組成は、メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=98/2(質量比)、質量平均分子量は98,200であった。
〔実施例1〜10、比較例1〜6〕
表6〜7に示す配合でグラフト共重合体(A)及びメタクリル酸エステル樹脂(B)を混合し、グラフト共重合体(A)とメタクリル酸エステル樹脂(B)の合計100部に対して、カーボンブラック0.8部を混合して着色し、30mmφの真空ベント付き2軸押出機(池貝社製「PCM30」)で、シリンダー温度240℃、93.325kPa真空にて溶融混練を行い、熱可塑性樹脂組成物を得た。
溶融混練後に、ペレタイザー(創研社製「SH型ペレタイザー」)を用いて熱可塑性樹脂組成物をペレット化し、各種成形品(Ma1、Ma2)を成形し、耐衝撃性、発色性、耐傷付き性、耐候性を評価した。結果を表6〜7に示す。
表6〜7中、ゴム含有量は、各熱可塑性樹脂組成物の総質量に対する架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有量である。
Figure 0006827876
Figure 0006827876
実施例1〜10の熱可塑性樹脂組成物から得られた成形品は、耐衝撃性、発色性、耐傷付き性、耐候性が優れていた。
したがって、本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いると、耐衝撃性、発色性、耐傷付き性、耐候性に優れた成形品が得られ、車輌内外装部品、事務機器、家電、建材等の用途に適用できることがわかる。
一方、比較例1〜6の熱可塑性樹脂組成物から得られた成形品は、耐衝撃性、発色性、耐傷付き性、耐候性のいずれか一以上の特性が劣っていた。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いた成形品は、車輌内外装部品、事務機器、家電、建材等として有用である。
10 治具
11 先端部
12 洗車タオル
13 成形品(Ma1)

Claims (3)

  1. 体積平均粒子径が0.18〜0.55μmである架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分と、(メタ)アクリル酸エステルの含有率が88〜100質量%であるビニル系単量体混合物(m1)の重合体であるビニル系重合体部分とからなるグラフト共重合体(A)と、
    メタクリル酸エステルを含むビニル系単量体混合物(m2)の重合体であるメタクリル酸エステル樹脂(B)と、を含み、
    前記架橋エチレン・α−オレフィン共重合体(a)部分の含有量が、当該熱可塑性樹脂組成物の総質量に対し、7〜30質量%である、熱可塑性樹脂組成物。
  2. 前記メタクリル酸エステル樹脂(B)の含有量が、前記グラフト共重合体(A)と前記メタクリル酸エステル樹脂(B)との合計質量に対し、60〜90質量%である、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物を用いた成形品。
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