JP6984730B2 - スチレン系熱可塑性樹脂組成物、スチレン系熱可塑性樹脂組成物の製造方法、成形品及び成形品の製造方法 - Google Patents
スチレン系熱可塑性樹脂組成物、スチレン系熱可塑性樹脂組成物の製造方法、成形品及び成形品の製造方法 Download PDFInfo
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Description
(1)共役ジエン系ゴム質重合体の存在下、芳香族ビニル系単量体、アクリル酸エステル系単量体を少なくとも含む単量体混合物(a)をグラフト重合して得られるグラフト共重合体(A)、ならびに、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体を少なくとも含み、アクリル酸エステル系単量体を実質的に含有しない単量体混合物(b)を重合して得られるビニル系共重合体(B)を含有してなるスチレン系熱可塑性樹脂組成物であって、前記スチレン系熱可塑性樹脂組成物はアセトンに溶解しない物質を含み、該アセトン不溶分中には前記アクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位を含み、かつ、その含有割合(d1)がアセトン不溶分100質量%に対し1〜7質量%であるスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
(2)前記単量体混合物(a)が、メタクリル酸エステル系単量体を含んでいることを特徴とする前記(1)に記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
(3)前記単量体混合物(b)が、メタクリル酸エステル系単量体を含んでいることを特徴とする前記(1)または(2)に記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
(4)前記アセトン不溶分の質量から該不溶分に含まれる共役ジエン系ゴム質重合体に相当する質量を除いた質量を100質量%としたときの該不溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d2。質量%)と、前記スチレン系熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶分を100質量%としたときの該可溶分中のアクリル酸エステル系単量体単位に由来する構造単位の含有割合(d3。質量%)との比(d2/d3)が4〜75であることを特徴とする前記(1)から(3)のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
(5)前記グラフト共重合体(A)において、該グラフト共重合体(A)はアセトンに溶解しない物質を含み、該アセトン不溶分の質量から該不溶分に含まれる共役ジエン系ゴム質重合体に相当する質量を除いた質量を100質量%としたときの該不溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d4。質量%)と、該グラフト共重合体(A)に含まれるアセトン可溶分の質量を100質量%としたときの該可溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d5。質量%)との比(d4/d5)が2.0以下であることを特徴とする前記(1)から(4)のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
(6)前記グラフト共重合体(A)に用いられるアクリル酸エステル系単量体がアクリル酸n−ブチルまたはアクリル酸メチルであることを特徴とする前記(1)から(5)のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
(7)アクリル酸エステル系単量体の単独重合体が、該スチレン系熱可塑性樹脂組成物の質量を100質量%としたとき、0.0質量%〜0.5質量%であることを特徴とする前記(1)から(6)いずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
(8)前記(1)から(7)のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品。
(9)前記グラフト共重合体(A)が乳化重合法により製造されることを特徴とする前記(1)から(7)のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
(10)前記(9)に記載の製造方法により得られるスチレン系熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品の製造方法。
測定装置:Waters2695
カラム温度:40℃
検出器:RI2414(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:0.3ml/分(溶媒:テトラヒドロフラン)
カラム:TSKgel SuperHZM−M(6.0mmI.D.×15cm)、TSKgel SuperHZM−N(6.0mmI.D.×15cm)直列(いずれも東ソー(株)製)。
測定装置:Waters2695
カラム温度:40℃
検出器:RI2414(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:0.3ml/分(溶媒:テトラヒドロフラン)
カラム:TSKgel SuperHZM−M(6.0mmI.D.×15cm)、TSKgel SuperHZM−N(6.0mmI.D.×15cm)直列(いずれも東ソー(株)製)。
装置:(株)JEOL RESONANCE製 ECA−400
測定法:single 13C pulse with inverse gated 1H decoupling
観測周波数:100.53MHz
溶媒:クロロホルム−d
濃度:100mg/0.65ml(試料/クロロホルム−d)
化学シフト基準:Me4Si
温度:室温
観測幅:25126Hz
データ点:32768
パルス幅:4.66μs
遅延時間:10.0s
積算回数:5000回
試料回転数:15.0Hz 。
装置: Chemagnetics社製 CMX−300 Infinity
測定法: DD/MAS法
観測周波数: 75.18829MHz
化学シフト基準:ポリジメチルシロキサン
温度:100℃
観測幅: 30003Hz
データ点: 16384
パルス幅:4.2μs
遅延時間: 140s
積算回数: 1200回
試料回転数: 10.0kHz 。
また、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶分を100質量%としたときのアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d3。質量%)は以下の方法により求めることができる。
測定装置:(株)島津製作所製
ポンプ LC−6A
フラクションコレクター FRC−10A
カラム温度:45℃
検出器:RID−10A(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:2.8ml/分(溶媒:クロロホルム)
カラム:Shodex K2002(20.0mmI.D.×30cm)、Shodex K2003(20.0mmI.D.×30cm)直列(いずれも昭和電工(株)製)。
装置:(株)JEOL RESONANCE製 ECA−400
測定法:single pulse
観測周波数:399.78MHz
溶媒:クロロホルム−d
濃度:各分取物/0.65ml(試料/クロロホルム−d)
化学シフト基準:Me4Si
温度:室温
観測幅:8000Hz
データ点:32768
パルス幅:6.45μs
遅延時間:15.0s
積算回数:64回
試料回転数:15.0Hz 。
サンプル約0.03gをテトラヒドロフラン約15gに溶解し、約0.2質量%の溶液を用いて測定したGPCクロマトグラムから、ポリメタクリル酸メチルを標準物質として換算することにより求めた。なお、GPC測定は、下記条件により測定した。
機器:Waters2695
カラム温度:40℃
検出器:RI2414(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:0.3ml/分(溶媒:テトラヒドロフラン)
カラム:TSKgel SuperHZM−M(6.0mmI.D.×15cm)、TSKgel SuperHZM−N(6.0mmI.D.×15cm)直列(いずれも東ソー(株)製)。
グラフト共重合体(A)約1gにアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流する。この溶液を8000r.p.m(10000G)で40分間遠心分離した後、不溶分を濾過することにより、アセトン不溶分を得た。得られたアセトン不溶分を80℃で5時間減圧乾燥させた後、その質量(下記式ではnとする)を測定し、下記式よりグラフト率を算出した。ここで、mは、用いたグラフト共重合体(A)のサンプル質量であり、Xはグラフト共重合体(A)に含まれる共役ジエン系ゴム質重合体相当部の含有量(質量%)である。
グラフト率(%)={[(n)−((m)×X/100)]/[(m)×X/100]}×100。
樹脂組成物約1gにアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を12000r.p.mで20分間遠心分離した後、不溶分を濾過し、アセトン不溶分を得た。得られたアセトン不溶分は80℃で5時間減圧乾燥した。
装置: Chemagnetics社製 CMX−300 Infinity
測定法: DD/MAS法
観測周波数: 75.18829MHz
化学シフト基準:ポリジメチルシロキサン
温度:100℃
観測幅: 30003Hz
データ点: 16384
パルス幅:4.2μs
遅延時間: 140s
積算回数: 1200回
試料回転数: 10.0kHz 。
上記(3)の手法によって得られたアセトン不溶分について前述と同様の条件における13C固体NMR分析行い、NMRのスペクトルチャートに現れる各ピークの面積比から成分比を算出した
(5)スチレン系熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶分を100質量%としたときの該可溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d3。質量%)
樹脂組成物約1gにアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を12000r.p.mで20分間遠心分離した後、不溶分を濾過し、濾液をロータリーエバポレーターで濃縮し、アセトン可溶分を得た。得られたアセトン可溶分は80℃で5時間減圧乾燥した。
装置:(株)JEOL RESONANCE製 ECA−400
測定法:single 13C pulse with inverse gated 1H decoupling
観測周波数:100.53MHz
溶媒:クロロホルム−d
濃度:100mg/0.65ml(試料/クロロホルム−d)
化学シフト基準:Me4Si
温度:室温
観測幅:25126Hz
データ点:32768
パルス幅:4.66μs
遅延時間:10.0s
積算回数:5000回
試料回転数:15.0Hz 。
グラフト共重合体(A)約1gにアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を12000r.p.mで20分間遠心分離した後、不溶分を濾過し、アセトン不溶分を得た。また、濾液をロータリーエバポレーターで濃縮し、アセトン可溶分を得た。得られたアセトン不溶分およびアセトン可溶分をそれぞれ80℃で5時間減圧乾燥した。
得られたアセトン可溶分について、上記(5)と同様の条件で13C−NMR分析を行い、NMRのスペクトルチャートに表れる各ピーク強度比から求めた。
凍結粉砕したスチレン系熱可塑性樹脂組成物約2gにメタノール80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を12000r.p.mで20分間遠心分離した後、不溶分を濾過し、メタノール不溶分を得た。また、濾液をロータリーエバポレーターで濃縮し、メタノール可溶分を得た。得られたメタノール不溶分およびメタノール可溶分をそれぞれ80℃で5時間減圧乾燥した。
測定装置:(株)島津製作所製
ポンプ LC−6A
フラクションコレクター FRC−10A
カラム温度:45℃
検出器:RID−10A(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:2.8ml/分(溶媒:クロロホルム)
カラム:Shodex K2002(20.0mmI.D.×30cm)、Shodex K2003(20.0mmI.D.×30cm)直列(いずれも昭和電工(株)製)。
装置:(株)JEOL RESONANCE製 ECA−400
測定法:single pulse
観測周波数:399.78MHz
溶媒:クロロホルム−d
濃度:各分取物/0.65ml(試料/クロロホルム−d)
化学シフト基準:Me4Si
温度:室温
観測幅:8000Hz
データ点:32768
パルス幅:6.45μs
遅延時間:15.0s
積算回数:64回
試料回転数:15.0Hz 。
樹脂組成物ペレットを80℃の熱風乾燥機中で3時間乾燥した後、シリンダー温度を230℃に設定した住友重機械工業(株)製SE−50DU成形機内に充填し、即時に厚さ3mmの角板成形品を成形した。東洋精機(株)製直読ヘイズメーターを使用して、得られた角板成形品各5枚について、ヘイズ、全光線透過率を測定し、その数平均値を算出した。
樹脂組成物ペレットを80℃の熱風乾燥機中で3時間乾燥した後、シリンダー温度を230℃に設定した住友重機械工業(株)製SE−50DU成形機内に充填し、即時に厚さ4mmのダンベル試験片を成形した。得られたダンベル試験片各7個について、ISO179に準拠した方法でシャルピー衝撃強度を測定し、その数平均値を算出した。
樹脂組成物ペレットを80℃の熱風乾燥機中で3時間乾燥した後、ISO1133に準拠し、220℃、98Nの条件でメルトフローレートを測定した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量部を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン5.1質量部、メタクリル酸メチル12.9質量部、アクリル酸n−ブチル2.0質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量部を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン5.2質量部、メタクリル酸メチル12質量部、アクリル酸n−ブチル2.0質量部、アクリロニトリル0.8質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量部を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン6.2質量部、メタクリル酸メチル12.8質量部、アクリル酸n−ブチル1.0質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量部を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン5.1質量部、メタクリル酸メチル11.9質量部、アクリル酸n−ブチル3.0質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン4.5質量部、メタクリル酸メチル15.5質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量部を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン9.75質量部、アクリル酸n−ブチル2.0質量部、アクリロニトリル3.25質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量部を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン11.25質量部、アクリロニトリル3.75質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
撹拌翼を備えた反応槽に、ポリブタジエンラテックス40質量部(固形分換算)、純水90質量部、ラウリン酸ナトリウム0.4質量部、ブドウ糖0.4質量部、ピロリン酸ナトリウム0.3質量部、硫酸第一鉄0.005質量を仕込み、窒素置換後、60℃に温度調節し、撹拌しながら、スチレン6.0質量部、メタクリル酸メチル10.0質量部、アクリル酸n−ブチル4.0質量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。
アクリル酸n−ブチルを懸濁重合して得られたスラリーを洗浄・脱水・乾燥工程を経て、アクリル酸n−ブチルの単独重合体を得た。得られたアクリル酸n−ブチルの単独重合体の数平均分子量は13,000であった。
単量体蒸気の蒸発乾留用コンデンサーおよびヘリカルリボン翼を有する2m3の完全混合型重合槽と、単軸押出機型予熱機と、2軸押出機型脱モノマー機と、脱モノマー機の下流(出口)側先端から1/3長手前のバレル部にサイドフィードするように接続された2軸押出機型フィーダーとからなる連続式塊状重合装置を用いて、以下の方法によりビニル系共重合体(B−1)およびスチレン系熱可塑性樹脂組成物の製造を実施した。
製造例1で製造したグラフト共重合体(A−1)に代えて製造例2で製造したグラフト共重合体(A−2)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
製造例1で製造したグラフト共重合体(A−1)に代えて製造例3で製造したグラフト共重合体(A−3)を用いたこと以外は実施例1と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
製造例1で製造したグラフト共重合体(A−1)に代えて製造例4で製造したグラフト共重合体(A−4)を用いたこと以外は実施例1と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
2軸押出機型フィーダーにより、製造例9で製造したアクリル酸エステル系単量体の単独重合体を0.6kg/時で供給した以外は実施例1と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。
2軸押出機型フィーダーにより、製造例9で製造したアクリル酸エステル系単量体の単独重合体を1.8kg/時で供給した以外は実施例1と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物ペレットを得た。
単量体蒸気の蒸発乾留用コンデンサーおよびヘリカルリボン翼を有する2m3の完全混合型重合槽と、単軸押出機型予熱機と、2軸押出機型脱モノマー機と、脱モノマー機の下流(出口)側先端から1/3長手前のバレル部にサイドフィードするように接続された2軸押出機型フィーダーとからなる連続式塊状重合装置を用いて、以下の方法によりビニル系共重合体(B−2)およびスチレン系熱可塑性樹脂組成物の製造を実施した。
[実施例8]
製造例1で製造したグラフト共重合体(A−1)に代えて製造例8で製造したグラフト共重合体(A−8)を用いたこと以外は実施例1と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
製造例1で製造したグラフト共重合体(A−1)に代えて製造例5で製造したグラフト共重合体(A−5)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
ビニル系共重合体(B−1)に代えて、単量体混合物の組成をスチレン26.3質量%、アクリロニトリル4.0質量%、メタクリル酸メチル59.7質量%、アクリル酸n−ブチル10.0質量%としたこと以外は実施例1記載のビニル系共重合体の製造方法と同様の方法により得たビニル系共重合体(B−3)を用いて、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
製造例6で製造したグラフト共重合体(A−6)に代えて製造例7で製造したグラフト共重合体(A−7)を用いたこと以外は実施例7と同様の方法により、スチレン系熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
Claims (10)
- 共役ジエン系ゴム質重合体の存在下、芳香族ビニル系単量体およびアクリル酸エステル系単量体を少なくとも含む単量体混合物(a)をグラフト重合して得られるグラフト共重合体(A)、ならびに、芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を少なくとも含み、アクリル酸エステル系単量体を実質的に含有しない単量体混合物(b)を重合して得られるビニル系共重合体(B)を含有してなるスチレン系熱可塑性樹脂組成物であって、前記スチレン系熱可塑性樹脂組成物はアセトンに溶解しない物質を含み、該アセトン不溶分中には前記アクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位を含み、かつ、その含有割合(d1)がアセトン不溶分100質量%に対し1〜7質量%であるスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
- 前記単量体混合物(a)が、メタクリル酸エステル系単量体を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
- 前記単量体混合物(b)が、メタクリル酸エステル系単量体を含んでいることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
- 前記アセトン不溶分の質量から該不溶分に含まれる共役ジエン系ゴム質重合体に相当する質量を除いた質量を100質量%としたときの該不溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d2。質量%)と、前記スチレン系熱可塑性樹脂組成物のアセトン可溶分を100質量%としたときの該可溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d3。質量%)との比(d2/d3)が4〜75であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
- 前記グラフト共重合体(A)において、該グラフト共重合体(A)はアセトンに溶解しない物質を含み、該アセトン不溶分の質量から該不溶分に含まれる共役ジエン系ゴム質重合体に相当する質量を除いた質量を100質量%としたときの該不溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d4。質量%)と、該グラフト共重合体(A)に含まれるアセトン可溶分の質量を100質量%としたときの該可溶分中のアクリル酸エステル系単量体に由来する構造単位の含有割合(d5。質量%)との比(d4/d5)が2.0以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
- 前記グラフト共重合体(A)に用いられるアクリル酸エステル系単量体がアクリル酸n−ブチルまたはアクリル酸メチルであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物。
- アクリル酸エステル系単量体の単独重合体の含有量が、前記スチレン系熱可塑性樹脂組成物の質量を100質量%としたとき、0.0質量%〜0.5質量%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スチレン系熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品。
- 前記グラフト共重合体(A)が乳化重合法により製造されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のスチレン系熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 請求項9に記載の製造方法により得られるスチレン系熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品の製造方法。
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