JPH0145499B2 - - Google Patents

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JPH0145499B2
JPH0145499B2 JP17467881A JP17467881A JPH0145499B2 JP H0145499 B2 JPH0145499 B2 JP H0145499B2 JP 17467881 A JP17467881 A JP 17467881A JP 17467881 A JP17467881 A JP 17467881A JP H0145499 B2 JPH0145499 B2 JP H0145499B2
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polyamide
shell
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JP17467881A
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Beia Matsushimo
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Monsanto Co
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Monsanto Co
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Publication date
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Publication of JPH0145499B2 publication Critical patent/JPH0145499B2/ja
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は熱可塑性ポリアミド組成物、そして更
に詳しくは耐衝撃性および耐久性を強化した弾性
多相重合体を含有する多相熱可塑性ポリアミドに
関する。 ポリアミドの衝撃強度の改善に関しては、多く
の従来技術が存在する。種々の添加剤がポリアミ
ドに添加されて若干の強靭性の改善が得られてい
る。これら添加剤の多くはその性質が弾性であ
る。例えばOwens氏等による米国特許第3668274
号明細書は、(A)共重合体またはターポリマーの第
1の交叉結合された弾性体相および(B)アミン反応
性部位好ましくはカルボン酸基を含有する最終剛
性相熱可塑性段階で変性されたポリアミドの衝撃
強度が中等度に改善されることを教示している。
この軟質の変性剤は剛性層でコーテイングされて
いて明らかにポリアミドの強靭性の大なる改善を
無効にしている。 米国特許第4167505号明細書は、前記米国特許
第3668274号の重合体変性剤が高分子量のポリア
ミドの衝撃強度の改善を与えるがしかし得られる
ブレンドは注入成型操作に必要な良好な流れ性質
を示さないことを認識しており、そして高いゴム
コア含量を有するOwens氏等のコアシエル重
合体はその融点以上でのナイロンの非常に低い粘
度の故に低分子量のナイロンと混合するかまたは
その中に分散することができず、そしてその結果
生ずる不充分な剪断の故に流体媒体中に粘稠な成
分を分散させるのが困難となることを教示してい
る。 ポリアミドの強靭さの改善の問題に対するその
他のアプローチは米国特許第4174358号明細書に
より与えられる。強靭化された多相ポリアミドは
ポリアミドと反応または水素結合しうる官能基例
えばカルボキシ基を含有する単量体との共重合ま
たは反応により変性された弾性体を包含せしめる
ことにより得られる。このアプローチはアクリレ
ート、ポリエチレン、エチレン−プロピレンゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエンゴムおよびエ
チレン−ビニルアセテート共重合体について使用
されている。得られる官能基導入されたバルクゴ
ムまたは弾性体は、ポリアミドマトリクス中に微
細に分散させるためには、非常に強い剪断を必要
とする。従つて加熱による流れおよび分散を可能
ならしめるためには、このゴムは可溶性(すなわ
ち交叉結合なし)でなくてはならない。ゴム粒子
は可溶性でありかつ変形可能なのであるから、そ
れらの最終サイズは押出および成型の際の剪断の
強度に大きく依存する。所望される微細ゴム分散
を強力な剪断なしで得ることは困難であり、そし
て最終成型におけるゴム粒子サイズの制御は容易
には得られない。 米国特許第4221879号明細書は本質的にポリア
ミド、およびグラフトサブストレートとしてのポ
リブタジエンとその上にグラフト化されたアクリ
レートまたはメタクリレートとアクリロニトリル
および/またはアクリルアミド単量体との混合物
のグラフト生成物よりなる耐衝撃性ポリアミドを
開示している。そのグラフト化シエルは一般にそ
の性質が弾性体である。剛性のシエル例えばスチ
レン共重合体シエルを含有するグラフト生成物は
明らかにポリアミドとのその劣つた相溶性の故に
不満足なものであることが見出された。 本発明によれば、約5000〜約30000の範囲の数
平均分子量のポリアミドマトリクス樹脂55〜99重
量部、および50〜90重量%の交叉結合弾性体コア
および10〜50重量%の剛性熱可塑性重合体シエル
(これはシエル100重量部当り約1〜約25重量部の
共重合されたエチレン性不飽和カルボン酸単量
体、約20〜約80重量部の共重合されたスチレン、
約0〜約79重量部の共重合されたC1〜C8アルキ
ルアクリレートまたはメタクリレートおよび約0
〜約45重量部の共重合されたアクリロニトリルま
たはメタクリロニトリルを含有する)を包含する
多相コアシエル重量体1〜45重量部より本質的
になる多相熱可塑性組成物が提供される。 「本質的になる」との表現は、この組成物の基
本的かつ本質的特性がそれによつて有意に悪影響
を受けない限りは要求されるポリアミドマトリク
ス樹脂および多相コアシエル重合体の他にこの
強靭化組成物中にその他の成分を存在せしめうる
ことを意味している。 本発明の強靭化された組成物のポリアミドマト
リクス樹脂は当技術分野では周知であり、そして
これは一般にナイロンと呼ばれる約5000〜30000
の範囲の数平均分子量を有するこれら半結晶性お
よび無晶形樹脂を包含している。好ましくはこの
分子量は約8000〜20000の範囲にある。適当なポ
リアミドとしては米国特許第2071250号、同第
2071251号、同第2130523号、同第2130948号、同
第2241322号、同第2312966号、同第2513606号お
よび同第3393210号各明細書に記載されているも
のがあげられる。このポリアミド樹脂は4〜12個
の炭素原子を有する飽和ジカルボン酸と4〜14個
の炭素原子を有するジアミンとを等モル量で縮合
させて生成させることができる。過剰のジアミン
を使用して、ポリアミド中にカルボキシル末端基
より過剰のアミン末端基を与えることができる。
ポリアミドの例としてはポリヘキサメチレンアジ
パミド(66ナイロン)、ポリヘキサメチレンアゼ
ラミド(69ナイロン)、ポリヘキサメチレンセバ
カミド(610ナイロン)、ポリヘキサメチレンドデ
カノアミド(612ナイロン)およびビス(p−ア
ミノシクロヘキシル)メタンドデカノアミドがあ
げられる。ポリアミド樹脂はまたラクタムの環開
裂(例えばポリカプロラクタムおよびポリラウリ
ルラクタム)およびω−アミノカルボン酸の縮合
(例えばポリ−11アミノウンデカン酸)によつて
もまた製造することができる。2種またはそれ以
上の前記重合体、またはそれらの成分の共重合体
により製造されるコポリアミドもまた使用でき
る。好ましいポリアミドはナイロン6、ナイロン
6、6、およびナイロン6−ナイロン6、6の共
重合体である。好ましくはこのポリアミドは200
℃以上の融点を有する線形のものである。組成物
の99重量%までの大割合がポリアミドより構成さ
れたものでありうる。しかしながら好ましい組成
物は55〜95重量%、そしてより好ましくは65〜90
重量%のポリアミドを含有している。 ポリアミドの数平均分子量を5000〜30000好ま
しくは8000〜20000の範囲となるように選んで、
射出または押出成形技術によつて容易に成型させ
うるポリアミド組成物を生成させる。分子量を末
端基分析により測定される。 本発明の多相コアシエル重合体は交叉結合弾
性体コアおよび剛性熱可塑性重合体シエルを有す
る弾性体ベースの複合共重合体物質である。 弾性体コアはジエン弾性体、エチレン−プロピ
レン−ジエンゴム、アクリル弾性体またはポリウ
レタン弾性体でありうる。ジエン弾性体としては
ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプ
レンおよびポリ(シアノブタジエン)があげられ
る。このジエンは約50重量%までのその他の単量
体例えばアルキルアクリレートおよびメタクリレ
ート、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロ
ニトリルおよび置換アクリロニトリル、ビニルエ
ーテル、ビニルアミド、ビニルエステルその他と
共重合させることができる。アクリル弾性体は、
50〜99.9重量部の炭素原子数1〜10個好ましくは
2〜8個を有するアルキルアクリレート、0〜40
重量部のその他のエチレン性不飽和単量体および
0.1〜5重量部のポリ不飽和交叉結合性単量体例
えばポリオールのポリアクリルおよびポリメタク
リルエステル例えばブチレンジアクリレートおよ
びジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレートその他、ビニルアクリレートお
よびメタクリレート、ジビニルおよびトリビニル
ベンゼンその他を包含する。場合により異つた比
率で重合に関与する2個またはそれ以上の追加の
重合性不飽和基を有するグラフト結合性単量体を
約0.1〜約5重量部の量で包含させることができ
る。グラフト結合性単量体は他の単量体と大約同
一の速度かまたはわずかにより遅い速度で重合す
る少くとも1個の反応性基を有していることが好
ましい。一方、残りの反応性基は実質的により遅
い速度で重合する。重合速度の差は弾性体コア中
に特に重合の後段階の間に、そして従つて弾性体
粒子の表面または表面近くにおいて残存不飽和水
準を生ずる結果となる。剛性熱可塑性シエルを次
いでこの弾性体表面で重合させた場合グラフト結
合性単量体により付与されたこの残存不飽和付加
重合性反応性基は次の反応に参加して、その結果
剛性シエルの少くとも一部を弾性体の表面に化学
的に結合させることとなる。交叉結合された弾性
体コアは、好ましくは約−25℃以下のガラス転移
温度、および弾性体に対する良好な「溶媒」すな
わち重合体の溶解度パラメーターに近い溶解度パ
ラメーターを有しそして極性および水素結合能力
において近似した溶媒中で測定して約2〜20の範
囲の膨潤指数を有している。すなわち、ポリブタ
ジエンに対しては膨潤指数測定に適当な溶媒とし
てはベンゼン、トルエンおよびテトラヒドロフラ
ンがあげられ、そしてアクリル弾性体に対しては
適当な溶媒としてはアセトン、ベンゼンおよびト
ルエンがあげられる。 弾性体状コアは塊状、乳化および溶液法で製造
される。塊状または溶液法で製造されたものは、
それへの剛性重合体シエルの付加重合の前に既知
の技術によつて水性エマルジヨンの状態に変換さ
れる。 剛性熱可塑性重合体シエルは、強度の水素結合
形成性基例えばヒドロキシ、カルボキシまたは第
一級または第二級アミン基を含有する共重合され
たエチレン性不飽和単量体を約1〜約20重量%の
量で含有している。使用しうる典型的単量体はカ
ルボン酸単量体例えばアクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、ア
コニツト酸、フマル酸およびマレイン酸、および
エチレン性不飽和二塩基性酸とC1〜C6アルコー
ルのモノエステル例えばモノメチルマレアート、
モノヘキシルマレアート、モノシクロヘキシルマ
レアート、モノメチルフマレート、モノブチルフ
マレートその他である。好ましいカルボン酸単量
体としては、エチレン性不飽和二塩基性酸とC1
〜C4アルコールのモノエステル例えばモノメチ
ル、モノエチルおよびモノブチルマレアートがあ
げられる。ヒドロキシ単量体としては前記カルボ
ン酸単量体のC1〜C4ヒドロキシアルキルエステ
ル例えば2−ヒドロキシエチルアクリレート、3
−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ−2−
(ヒドロキシエチルマレアート)、ジ−(2−ヒド
ロキシプロピル)フマレートその他があげられ
る。アミド単量体としてはアクリルアミド、メタ
クリルアミドおよびモノN−アルキルアクリルア
ミドおよびメタクリルアミドでのそのアルキル基
が1〜4個の炭素原子を含有しているものがあげ
られる。アミノ基含有剛性重合体シエルとして
は、ビニルアミンとN−ビニルイミド(例えば弾
性体コアへのグラフト重合後にポリ(N−ビニル
イミド)を部分水解することによつて得られるN
−ビニルサクシイミドおよびN−ビニルフタルイ
ミド)の共重合体およびアミノ単量体(例えばエ
チレンイミンを剛性シエル中に相当する共重合さ
れたカルボン酸単量体を含有する多相コアシエ
ル重合体と反応させることにより得られる2−ア
ミノエチルアクリレート、2−アミノエチルメタ
クリレートおよびメチル−2−アミノエチルマレ
アート)の共重合体があげられる。 熱可塑性重合体シエルの形成のための共単量体
は剛性重合体のガラス転移温度が少くとも約35℃
となるように選ばれる。それらは有利には少くと
も約9.5cal1.5/cm0.5の溶解度パラメーターすなわ
ち中等度ないし高度に極性の剛性熱可塑性重合体
を生成するように選ばれる。 比較的高い溶解度パラメーターおよび強度に水
素結合性の共単量体により与えられる極性および
水素結合特性の組合せは剛性熱可塑性重合体のポ
リアミドマトリクスに対するある程度の相容性を
与える。従つて、ポリアミドマトリクス中のコア
シエル重合体の分散性は強化されその結果最初
の弾性体ラテツクスと大約同一サイズの弾性体粒
子の均一な分散が容易に達成され、そして弾性体
に由来するポリアミドの衝撃強度の改善が最適化
されると信じられる。好ましくは溶解度パラメー
ターは少くとも約10cal1.5/cm0.5、そして約
16cal1.5/cm0.5以下である。溶解度パラメーター
は便利には剛性熱可塑性重合体の溶解性分画につ
いて固有粘度法によつてかまたは交叉結合重合体
に関しての膨潤法によつて測定される。共単量体
は、エチレン性モノ不飽和単量体例えばC1〜C8
アルキルアクリレートおよびメタクリレート、ス
チレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、
ビニルエステル、アクリロニトリルまたはビニル
イミドから選ぶことができる。好ましい共単量体
の中にはメチルメタクリレート、スチレン、α−
メチルスチレン、アクリロニトリルおよびメタク
リロニトリルがある。強く水素結合する単量体の
比率が低い場合には、高比率の極性単量体例えば
メチルメタクリレート、アクリロニトリルまたは
メタクリロニトリルが溶解度パラメーターおよび
ポリアミドマトリクス重合体とのシエル重合体の
相溶性を増大させる。しかしながら、強度に水素
結合性の単量体の比率が高い場合には、非極性単
量体例えばスチレンを唯一の共単量体として使用
することができる。好ましい剛性重合体組成物の
中には、シエル100重量部当り約1〜約25重量部
の共重合されたエチレン性不飽和カルボン酸、約
20〜約80重量部の共重合されたスチレン、約0〜
約79重量部のエチレン性不飽和C1〜C8アルキル
アクリレートまたはメタクリレートおよび約0〜
約45重量部のアクリロニトリルまたはメタクリロ
ニトリルを包含するエチレン性不飽和カルボン酸
単量体、スチレン、C1〜C8アルキルアクリレー
トまたはメタクリレート、およびアクリロニトリ
ルまたはメタアクリロニトリルを包含する少くと
も約35℃のガラス転移温度の組成物がある。好ま
しくはエチレン性不飽和カルボン酸はC1〜C4
ルコールのモノマレアートおよびモノフマレー
ト、およびアクリルおよびメタクリル酸よりなる
群から選ばれる。 多相コアシエル重合体は、コアから分離した
剛性重合体の不連続粒子よりはむしろ弾性体コア
のまわりに剛性熱可塑性重合体のシエルを形成さ
せるのに好都合な既知の技術によつて、弾性体コ
アのエマルジヨンの存在下に、シエル共単量体を
乳化重合させることにより製造される。弾性体コ
ア上でのこのシエル共単量体の乳化重合は、好ま
しくはエマルジヨンから凝固させそして乾燥され
た重合体に関して、ポリアミドの融点より10℃高
い温度で、そして1000秒-1の剪断速度で測定した
場合のコアシエル重合体のみかけの溶融粘度が
ポリアミドのみかけの溶融粘度の約10倍を越えな
いように、そして好ましくはポリアミドのみかけ
の溶融粘度の1〜8倍の範囲となるように制御さ
れる。ナイロン6、6組成物に対してはこのみか
けの溶融粘度の測定のための温度は260℃である。
重合度は便利には適当量の連鎖移動剤例えばメル
カプタン、ポリハロゲン化合物またはアリル化合
物を添加することにより制御することができる。 弾性体コアエマルジヨンは好ましくは0.3μまた
はそれ以上の重量平均粒子直径のものであり、そ
してコア弾性体に付加された重量から計算された
剛性重合体シエルの厚さは、凝固および乾燥時の
コアシエル粒子の焼結(シンター)を阻止しそ
してポリアミド中のコアシエル重合体の均一な
分散の形成を容易ならしめるためには、少くとも
約0.025μであるのが好ましいより好ましくは粒子
直径は約0.3〜約0.8μの範囲であり、そして更に
より好ましくはそれは約0.4〜約0.7μの範囲であ
つてその結果凝固および乾燥段階の間のエマルジ
ヨン粒子の集塊化および焼結を阻止するに必要な
剛性重合体シエルの割合は最小ならしめられる。 弾性体コアが乳化重合により製造されたブタジ
エン重合体またはアクリル重合体を包含している
場合には、粒子サイズは一般に約0.1〜約0.2μの
範囲内である。種植え技術はより大なる粒子サイ
ズのエマルジヨンを与えうる。しかしながら、大
なる粒子サイズの形成に好ましい乳化重合条件は
容器の汚れを生ぜしめそしてポリアミド中の多相
コアシエル重合体の微細な均一な分散物の形成
を低下させるような有意の弾性体コアの凝固を生
ぜしめるから、一般には0.1〜0.2μ粒子サイズの
エマルジヨンを制御しつつ集塊化させることによ
つて約0.3〜約0.8μの範囲の大粒子サイズのブタ
ジエンおよびアクリル弾性体コアエマルジヨンを
生成させるのが好ましい。集塊化は任意の通常の
手段例えば適当量の水溶性カルボン酸またはその
ような酸の無水物の添加によつて達成できる。集
塊化されたエマルジヨンを次いで適当な乳化剤の
添加によつて安定化させる。 多相コアシエル重合体中の弾性体コアの量は
約50〜約90重量部の範囲であり、その際それに適
用される剛性重合体シエルの量は約10〜約50重量
部でありうる。より好ましくは弾性体コアの量は
約60〜約80重量部の範囲でありそして剛性重合体
シエルの量は約20〜約40重量部の範囲である。 剛性重合体シエルの重合は、エマルジヨン中に
実質的数の新しい「種子」または粒子が形成する
ことのないように、弾性体コアエマルジヨンの表
面においてかまたはその上での重合に都合のよい
条件下で実施される。これは一般には乳化剤また
は開始剤の量を制御しそして単量体、乳化剤およ
び開始剤の添加速度を制御することによつて達成
される。好ましくはコア弾性体エマルジヨンの形
成後にはそれ以上の乳化剤は添加されない。重合
が実質的に完了したら、多相コアシエル重合体
は任意の便利な方法例えば凍結、凝固溶媒例えば
場合により少量の強酸例えば塩酸を含有するメタ
ノールの添加、または多価金属塩例えば硫酸マグ
ネシウムまたは硫酸アルミニウムの水性溶液の添
加によつて凝固せしめられる。凝固されたエマル
ジヨンを水で完全に洗つて乳化剤および塩を除去
しそして好ましくは剛性重合体シエルのガラス転
移温度より少くとも約10℃低い温度で乾燥させ
る。 ポリアミドおよび多相コアシエル重合体のブ
レンドは、ポリアミドの融点よりも約5〜約100
℃高い範囲の温度で密閉系中でそれらを溶融ブレ
ンドすることによつて製造される。一軸または双
軸押出成形材をこのブレンド過程に対して有利に
使用することができる。本発明の組成物の利点は
それらを一軸(single screw)押出成形機中でブ
レンドさせることの容易さおよびポリアミド中の
多相コアシエル重合体の均一なミクロン以下の
分散が形成されることの容易さにある。そのよう
な効果は弾性体コア上への剛性シエルのグラフト
重合後に得られるラテツクス粒子が、溶融ブレン
ド法によつてポリアミド中に分散された場合にも
それらの形状およびサイズを保持しうる場合にの
み達成することができると信じられる。これを達
成させるためには、ラテツクスの凝固により得ら
れる重合体クラムがグラフト化ラテツクスの粒子
に崩壊しうるべきである。換言すれば、乾燥後の
クラムはその再分散を可能ならしめるに充分なだ
けゆるい集塊(クラスター)を有していなくては
ならない。そしてこのゆるさは弾性体粒子が固体
塊に焼結するのを阻止する剛性重合体シエルによ
り促進される。 ブレンドされていないポリアミドに比較した場
合の本発明の多相熱可塑性組成物の強靭性の改善
はより高い切欠けアイゾツド値および多軸駆動ダ
ート試験における脆性破壊%の減少により示され
る。アイゾツト値は熱可塑性組成物中の弾性体コ
ア物質の量の上昇と共に着実に上昇し、そしてこ
れは弾性体含量が組成物の12〜18重量%範囲の場
合には300〜1000J/mノツチの範囲にある。すな
わち500J/mノツチの値が容易に得られる。ごく
わずかな弾性体濃度が多軸駆動ゲート試験におけ
る脆性破壊の%を減少させ、そして弾性体含量が
10重量%またはそれ以上である場合にはその%は
ゼロまで減少される。例えば−40℃およびそれ以
下の低温における切欠け衝撃強度のかなりの改善
もまた観察される。 本発明の組成物は1種またはそれ以上の通常の
添加剤例えば安定剤、および酸化的、熱的および
紫外線分解に対する抑制剤、潤滑剤および離型
剤、着色剤、核形成剤および可塑剤によつて変性
させることができる。50重量%までのガラス繊維
または繊維性および粒子状無機充填剤はポリアミ
ド組成物のモジユラスおよび熱変形抵抗性を実質
的程度だけ上昇させうる。 熱可塑性組成物を製造するいずれかの段階で安
定剤をこの組成物中に包含させることができる。
好ましくは安定剤は組成物を保護されうる前に分
解が開始するのを除外させるために、初期に包含
せしめられる。そのような安定剤は組成粉と相溶
性でなくてはならない。本発明の物質中で有用な
酸化および熱に対する安定剤としては、ポリアミ
ド、弾性体および付加重合体中に一般に使用され
ているものがあげられる。それらとしては例えば
第一銅ハライド(例えば塩化物、臭化物および沃
化物)およびまた立体障害フエノール、ヒドロキ
ノン、ホスフアイトおよびこれらの群のものの
種々の置換体およびそれらの組合せ物と組合せた
第族金属例えばナトリウム、カリウムおよびリ
チウムのハライドがあげられる。紫外線安定剤と
しては種々の置換レゾルシノール、サリシレー
ト、ベンゾトリアゾール、ベンゾフエノンその他
をあげることができる。 適当な潤滑剤および離型剤はステアリン酸、ス
テアリンアルコール、ステアリンアミドがあげら
れ、そして有機染料としてはニトロシンその他が
あげられる。適当な顔料としては二酸化チタン、
硫化カドミウム、硫セレン化カドミウム、フタロ
シアニン、ウルトラマリンブルー、カーボンブラ
ツクその他があげられる。適当な繊維性および粒
子状充填剤および補強剤としては、炭素繊維、ガ
ラス繊維、無晶形シリカ、アスベスト、珪酸カル
シウム、珪酸アルミニウム、炭酸マグネシウム、
カオリン、チヨーク、粉末石英、雲母、長石その
他があげられる。核形成剤としてはタルク、弗化
カルシウム、ナトリウムフエニルホスフイネー
ト、アルミナおよび微細分割ポリテトラフルオロ
エチレンその他があげられる。組成物の重量基準
で約20重量%までの可塑剤としてはジオクチルフ
タレート、ジベンジルフタレート、ブチルベンジ
ルフタレート、炭化水素油、N−ノルマルブチル
ベンゼンスルホンアミド、N−エチルo−および
p−トルエンスルホンアミドその他があげられ
る。 この強靭化された熱可塑性組成物は熱可塑性物
品の成形に使用される通常の成形法によつて広範
囲の有用物品すなわち成型パーツおよび押出成形
品例えばチユーブ、フイルム、シート、繊維およ
び配向繊維、積層体およびワイヤコーテイングに
加工することができる。 次の実施例は本発明を説明するがここに部およ
び%は特に記載されていない限りは重量基準であ
る。 弾性体コア重合体の調製 ポリブタジエンラテツクスは、70℃においてレ
ドツクス開始剤を使用して98%変換率までブタジ
エンを重合させることによつて製造される。この
ラテツクスは42%の固体分含量および0.13μの重
量平均粒子サイズを有している。200重量部のこ
のラテツクスに対して60重量部の砕氷と混合した
1.1重量部の無水酢酸を迅速に加え、そしてこの
ラテツクスを約15秒間激しく撹拌しそして30分間
静かに放置する。次いでこの集塊化したラテツク
スを「ガフアク(Gafac)」 610(GAF社製品)
の名称で発売されているグリコール分子当り約9
個のエチレンオキシド単位を有するアルキルフエ
ノキシポリエチレングリコールのモノおよびジホ
スフエートエステルの混合物2重量部を徐々にそ
して注意して加えることにより安定化させる。乳
化剤は水酸化ナトリウム溶液の添加によつてPH12
に調整された10%水性溶液として加えられる。集
塊化させたラテツクスを静かに撹拌して表面活性
剤をその上に均一に分布させる。この集塊化ラテ
ツクスは29%のゴム固体分を含有している。集塊
化ラテツクスの重量平均粒子サイズは0.5μであ
る。 同様にしてポリブタジエンラテツクス200重量
部に0.6部、0.8部および1.2部の無水酢酸を加える
ことによつて0.29μ、0.4μおよび0.64μ重量平均粒
子サイズを有する集塊化ポリブタジエンラテツク
スが製造される。 多相コアシエル重合体の製造 0.5μ重量平均粒子サイズのポリブタジエン100
重量部を含有する集塊化ラテツクスを温度制御装
置、2個の目盛つき保持タンク(単量体およびパ
ーサルフエート溶液添加用)、バツフル、テフロ
ンブレード撹拌機および冷却器を付した反応容器
に仕込み、そして水で約20%固体分まで希釈す
る。約15〜20分間スパージヤーを通してそれに窒
素を泡として通すことにより、このバツチを置換
する。この間バツチをしずかに撹拌しそして80℃
とする。 39重量部のスチレン、18重量部のアクリロニト
リル、3重量部のモノエチルマレアートおよび
0.75重量部のテルピノレンを含有する単量体混合
物および36重量部の水中に0.90部のパーサルフエ
ートを含有する過硫酸カリウムの水性溶液が製造
される。 この単量体混合物およびパーサルフエート溶液
を保持タンクに仕込み、そしてこれもまた約5〜
10分間窒素を泡として通すことにより置換され
る。窒素雰囲気を全重合過程にわたつて容器およ
びタンク中に保持する。 容器内容が80℃に達した時点で約10〜15%の単
量体/開始剤仕込物をバツチに加える。このバツ
チを約15分撹拌する。この時間の終りに、単量体
および触媒の流れの連続的添加を開始させる。2
個の流れの添加速度を調整して、約4時間で添加
を完了させる。次いで更に1時間80℃で重合を続
ける。単量体変換は95%である。重合の終りに、
このバツチをチーズクロスを通して過する。一
般に重合過程の間追加の乳化剤を加えないという
事実にもかかわらず、ほとんど凝固物は得られな
い。この過したラテツクスは、ユニロイヤル社
発売の「ポリガード(Polygard) 」の商品名
の混合アルキル化アリールホスフアイト25重量%
および「イオノール(Ionol)」の商品名でシエ
ル・ケミカル・コーポレイシヨンにより発売され
ている2,6−ジ第三級ブチル−4−メチルフエ
ノール12.5重量%を含有する水性エマルジヨンを
加える。添加される量は仕込まれるポリブタジエ
ン100部当り2部のポリガードおよび1部のイオ
ノールを与えるようにされる。得られる安定化さ
れたラテツクスを95〜98℃で硫酸マグネシウム6
水和物の3%水性溶液にそれを加えることによつ
て凝固させる。ラテツクス1容量部当り2〜3容
量部の硫酸マグネシウム溶液を使用する。凝固さ
れた物質をフイルター上で数回冷過水で洗う。
ほとんどの水は真空過または遠心により除去さ
れる。残存する水を60〜70℃の真空オーブン中で
除去する。水分の痕跡量がドライアイス/アセト
ントラツプ中に検出できなくなるまで乾燥をつず
ける。 弾性体コアの剛性体シエルに対する比は1:
0.6である。グラフト化効率は28%である。剛性
シエルの可溶性分画の固有粘度は0.32である。多
相重合体のみかけの溶融粘度は260℃そして103
-1の剪断速度において5.8キロポアズ(K−
poise)である。この例は表1に例1として記載
されている。同一条件下におる表2のポリアミド
1のみかけの溶融粘度は1.5キロポアズである。 同様に、同一の方法によつて適当な粒子サイズ
のポリブタジエンラテツクスを選択することによ
つて、異つたコアシエル比および異つた剛性重
合体シエル組成の多相コアシエル重合体が製造
される。
The present invention relates to thermoplastic polyamide compositions, and more particularly to multiphase thermoplastic polyamides containing elastic multiphase polymers with enhanced impact resistance and durability. Many prior art techniques exist regarding improving the impact strength of polyamides. Various additives have been added to polyamides to provide some improvement in toughness. Many of these additives are elastic in nature. For example, US Pat. No. 3,668,274 by Owens et al.
The specification describes (A) a first crosslinked elastomer phase of a copolymer or terpolymer and (B) a final rigid phase containing amine-reactive sites, preferably carboxylic acid groups, modified in a thermoplastic step. The authors teach that the impact strength of polyamides is moderately improved.
This soft modifier is coated with a rigid layer and apparently negates the significant improvement in toughness of the polyamide. U.S. Pat. No. 4,167,505 discloses that the polymeric modifiers of U.S. Pat. No. 3,668,274 provide improved impact strength of high molecular weight polyamides, but the resulting blends exhibit good flow properties necessary for injection molding operations. Owens et al.'s core shell polymers with high rubber core contents cannot be mixed with or dispersed in low molecular weight nylons due to the very low viscosity of nylons above their melting points. and the resulting insufficient shear makes it difficult to disperse viscous ingredients in a fluid medium. Another approach to the problem of improving the toughness of polyamides is provided by US Pat. No. 4,174,358. Toughened multiphasic polyamides are obtained by incorporating elastomers modified by copolymerization or reaction with monomers containing functional groups, such as carboxy groups, which can react or hydrogen bond with the polyamide. This approach has been used with acrylates, polyethylene, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber and ethylene-vinyl acetate copolymers. The resulting functionalized bulk rubber or elastomer requires very high shear in order to be finely dispersed in the polyamide matrix. Therefore, the rubber must be soluble (ie, free from cross-linking) to enable flow and dispersion upon heating. Since rubber particles are soluble and deformable, their final size is highly dependent on the intensity of shear during extrusion and molding. The desired fine rubber dispersion is difficult to obtain without strong shear, and control of rubber particle size in the final molding is not easily obtained. US Pat. No. 4,221,879 essentially consists of a polyamide and a graft product of polybutadiene as graft substrate and a mixture of acrylate or methacrylate and acrylonitrile and/or acrylamide monomers grafted thereon. A high impact polyamide is disclosed. The grafted shell is generally elastic in nature. Grafting products containing rigid shells, such as styrene copolymer shells, have been found to be unsatisfactory, apparently because of their poor compatibility with polyamides. According to the present invention, 55 to 99 parts by weight of a polyamide matrix resin with a number average molecular weight ranging from about 5,000 to about 30,000, and 50 to 90 parts by weight of a cross-linked elastomer core and 10 to 50 parts by weight of a rigid thermoplastic resin. A coalesced shell, which contains from about 1 to about 25 parts by weight copolymerized ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer per 100 parts by weight of the shell, from about 20 to about 80 parts by weight copolymerized styrene,
about 0 to about 79 parts by weight of a copolymerized C1 - C8 alkyl acrylate or methacrylate and about 0
The present invention provides multiphase thermoplastic compositions consisting essentially of 1 to 45 parts by weight of a multiphase core shell containing up to about 45 parts by weight of copolymerized acrylonitrile or methacrylonitrile. The term "consisting essentially of" means that this tough material is in addition to the required polyamide matrix resin and multiphase core shell polymer unless the fundamental and essential properties of the composition are significantly adversely affected thereby. This means that other ingredients may be present in the composition. The polyamide matrix resins of the toughened compositions of the present invention are well known in the art and are commonly referred to as nylons.
These semicrystalline and amorphous resins have number average molecular weights in the range of . Preferably the molecular weight is in the range of about 8,000 to 20,000. Suitable polyamides include U.S. Pat. No. 2,071,250;
Examples include those described in the specifications of No. 2071251, No. 2130523, No. 2130948, No. 2241322, No. 2312966, No. 2513606, and No. 3393210. This polyamide resin can be produced by condensing equimolar amounts of a saturated dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and a diamine having 4 to 14 carbon atoms. Excess diamine can be used to provide an excess of amine end groups over carboxyl end groups in the polyamide.
Examples of polyamides include polyhexamethylene adipamide (nylon 66), polyhexamethylene azeramide (nylon 69), polyhexamethylene sebacamide (nylon 610), polyhexamethylene dodecanoamide (nylon 612), and bis(nylon 612). (p-aminocyclohexyl)methandodecanamide. Polyamide resins can also be produced by ring opening of lactams (eg polycaprolactam and polylauryllactam) and condensation of ω-aminocarboxylic acids (eg poly-11 aminoundecanoic acid). Copolyamides made from copolymers of two or more of the aforementioned polymers or their components can also be used. Preferred polyamides are nylon 6, nylon 6,6, and nylon 6-nylon 6,6 copolymers. Preferably this polyamide is 200
It is a linear type with a melting point above ℃. A major proportion of the composition, up to 99% by weight, may be comprised of polyamide. However, preferred compositions contain 55-95% by weight, and more preferably 65-90%
% polyamide by weight. Selecting the number average molecular weight of the polyamide to be in the range of 5000 to 30000, preferably 8000 to 20000,
A polyamide composition is produced that is easily moldable by injection or extrusion techniques. Molecular weight is determined by end group analysis. The multiphase core-shell polymers of the present invention are elastomer-based composite copolymer materials having a cross-linked elastomer core and a rigid thermoplastic polymer shell. The elastomer core can be a diene elastomer, an ethylene-propylene-diene rubber, an acrylic elastomer or a polyurethane elastomer. Diene elastomers include polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene and poly(cyanobutadiene). The diene can be copolymerized with up to about 50% by weight of other monomers such as alkyl acrylates and methacrylates, styrene, alpha-methylstyrene, acrylonitrile and substituted acrylonitriles, vinyl ethers, vinyl amides, vinyl esters, and the like. Acrylic elastic body is
50 to 99.9 parts by weight of alkyl acrylates having 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, 0 to 40
parts by weight of other ethylenically unsaturated monomers and
0.1 to 5 parts by weight of polyunsaturated cross-linking monomers such as polyacrylic and polymethacrylic esters of polyols such as butylene diacrylate and dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, etc., vinyl acrylate and methacrylate, divinyl and trivinylbenzene, etc. includes. Grafting monomers having two or more additional polymerizable unsaturated groups optionally participating in the polymerization in different proportions can be included in amounts from about 0.1 to about 5 parts by weight. Preferably, the grafting monomer has at least one reactive group that polymerizes at about the same rate as the other monomers, or at a slightly slower rate. The remaining reactive groups, on the other hand, polymerize at a substantially slower rate. Differences in polymerization rates result in residual unsaturation levels in the elastomer core, particularly during later stages of polymerization, and thus at or near the surface of the elastomer particles. When the rigid thermoplastic shell is then polymerized on the surface of this elastomer, this residual unsaturated addition-polymerizable reactive group provided by the grafting monomer participates in the next reaction, resulting in less of the rigid shell being polymerized. Both parts are chemically bonded to the surface of the elastic body. The crosslinked elastomer core preferably has a glass transition temperature of about -25°C or less, and a solubility parameter close to that of a good "solvent" or polymer for the elastomer and in polarity and hydrogen bonding capacity. It has a swelling index ranging from about 2 to 20 as measured in similar solvents. That is, for polybutadiene, suitable solvents for swelling index measurement include benzene, toluene, and tetrahydrofuran, and for acrylic elastomers, suitable solvents include acetone, benzene, and toluene. Elastic cores are manufactured by bulk, emulsion and solution methods. Those manufactured in bulk or by solution method are
Prior to addition polymerization of the rigid polymer shell thereto, it is converted to the aqueous emulsion state by known techniques. The rigid thermoplastic polymer shell contains from about 1 to about 20 copolymerized ethylenically unsaturated monomers containing strong hydrogen bond-forming groups such as hydroxy, carboxy, or primary or secondary amine groups. It is contained in an amount of %. Typical monomers that may be used are carboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, aconitic acid, fumaric acid and maleic acid, and ethylenically unsaturated dibasic acids and C Monoesters of 1 - C6 alcohols e.g. monomethyl maleate,
These include monohexyl maleate, monocyclohexyl maleate, monomethyl fumarate, monobutyl fumarate, and others. Preferred carboxylic acid monomers include ethylenically unsaturated dibasic acids and C 1
Monoesters of ~ C4 alcohols such as monomethyl, monoethyl and monobutyl maleate. Hydroxy monomers include C 1 -C 4 hydroxyalkyl esters of the above carboxylic acid monomers, such as 2-hydroxyethyl acrylate, 3
-Hydroxypropyl methacrylate, di-2-
(hydroxyethyl maleate), di-(2-hydroxypropyl) fumarate, and others. Amide monomers include acrylamide, methacrylamide and mono-N-alkylacrylamide and methacrylamide in which the alkyl group contains from 1 to 4 carbon atoms. As the amino group-containing rigid polymer shell, vinylamine and N-vinylimide (for example, N-vinylimide obtained by partial hydrolysis of poly(N-vinylimide) after graft polymerization onto an elastic core) are used.
- reacting a copolymer of vinyl succinimide and N-vinylphthalimide) and an amino monomer (e.g. ethyleneimine with a multiphase core-shell polymer containing the corresponding copolymerized carboxylic acid monomers in a rigid shell) Examples include copolymers of 2-aminoethyl acrylate, 2-aminoethyl methacrylate and methyl-2-aminoethyl maleate obtained by this method. The comonomer for the formation of the thermoplastic polymer shell has a rigid polymer glass transition temperature of at least about 35°C.
is selected so that They are advantageously selected to produce a solubility parameter of at least about 9.5 cal 1.5 /cm 0.5, ie, a moderately to highly polar, rigid thermoplastic polymer. The combination of polar and hydrogen bonding properties provided by relatively high solubility parameters and strongly hydrogen bonding comonomers provides a degree of compatibility of rigid thermoplastic polymers with polyamide matrices. Therefore, the dispersibility of the core-shell polymer in the polyamide matrix is enhanced so that a uniform dispersion of elastomer particles of approximately the same size as the initial elastomer latex is easily achieved, and the impact of the polyamide derived from the elastomer is enhanced. It is believed that strength improvement is optimized. Preferably the solubility parameter is at least about 10 cal 1.5 /cm 0.5 and about
16cal 1.5 /cm 0.5 or less. Solubility parameters are conveniently determined by the intrinsic viscosity method for the soluble fraction of rigid thermoplastic polymers or by the swelling method for crosslinked polymers. Comonomers are ethylenically monounsaturated monomers such as C 1 -C 8
Alkyl acrylates and methacrylates, styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene,
It can be chosen from vinyl ester, acrylonitrile or vinylimide. Among the preferred comonomers are methyl methacrylate, styrene, α-
There are methylstyrene, acrylonitrile and methacrylonitrile. When the proportion of strongly hydrogen-bonded monomers is low, a high proportion of polar monomers such as methyl methacrylate, acrylonitrile or methacrylonitrile increases the solubility parameters and the compatibility of the shell polymer with the polyamide matrix polymer. . However, if the proportion of strongly hydrogen-bonding monomers is high, non-polar monomers such as styrene can be used as the only comonomer. Among the preferred rigid polymer compositions are about 1 to about 25 parts by weight of copolymerized ethylenically unsaturated carboxylic acid per 100 parts by weight of shell.
20 to about 80 parts by weight of copolymerized styrene, about 0 to about 80 parts by weight
about 79 parts by weight of an ethylenically unsaturated C1 - C8 alkyl acrylate or methacrylate and about 0 to
an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer comprising about 45 parts by weight of acrylonitrile or methacrylonitrile, styrene, a C1 - C8 alkyl acrylate or methacrylate, and a glass at least about 35°C comprising acrylonitrile or methacrylonitrile. There are transition temperature compositions. Preferably, the ethylenically unsaturated carboxylic acid is selected from the group consisting of monomaleates and monofumarates of C1 - C4 alcohols, and acrylic and methacrylic acids. Multiphasic core-shell polymers are made of elastomer by known techniques convenient for forming a shell of rigid thermoplastic polymer around an elastomer core rather than discrete particles of rigid polymer separated from the core. It is produced by emulsion polymerization of shell comonomers in the presence of a core emulsion. Emulsion polymerization of this shell comonomer on an elastomer core is preferably carried out at a temperature of 10° C. above the melting point of the polyamide and at a shear rate of 1000 s −1 for the polymer coagulated from the emulsion and dried. The apparent melt viscosity of the core shell polymer, when measured, is controlled so that it does not exceed about 10 times the apparent melt viscosity of the polyamide, and is preferably in the range of 1 to 8 times the apparent melt viscosity of the polyamide. be done. For nylon 6,6 compositions, the temperature for this apparent melt viscosity measurement is 260°C.
The degree of polymerization can be conveniently controlled by adding appropriate amounts of chain transfer agents such as mercaptans, polyhalogen compounds or allyl compounds. The elastomer core emulsion is preferably of a weight average particle diameter of 0.3μ or greater, and the thickness of the rigid polymer shell, calculated from the weight added to the core elastomer, is approximately equal to the thickness of the core shell particles upon coagulation and drying. More preferably, the particle diameter is at least about 0.025μ to prevent sintering and facilitate the formation of a uniform dispersion of the core-shell polymer in the polyamide. 0.8μ, and even more preferably it is in the range of about 0.4 to about 0.7μ so that the stiffness weight necessary to prevent agglomeration and sintering of the emulsion particles during the solidification and drying steps is The percentage of combined shells is minimized. When the elastomer core includes a butadiene or acrylic polymer prepared by emulsion polymerization, the particle size is generally within the range of about 0.1 to about 0.2 microns. Seeding techniques can provide emulsions with larger particle sizes. However, the emulsion polymerization conditions that favor the formation of large particle sizes result in significant elastomer core coagulation that causes vessel fouling and reduces the formation of fine, uniform dispersions of multiphase core-shell polymers in polyamides. Generally, a butadiene and acrylic elastomer core emulsion with a large particle size in the range of about 0.3 to about 0.8μ is produced by controlled agglomeration of an emulsion with a particle size of 0.1 to 0.2μ. is preferred. Agglomeration can be accomplished by any conventional means, such as by adding a suitable amount of a water-soluble carboxylic acid or anhydride of such acid. The agglomerated emulsion is then stabilized by the addition of a suitable emulsifier. The amount of elastomer core in the multiphase core shell polymer can range from about 50 to about 90 parts by weight, with the amount of rigid polymer shell applied thereto from about 10 to about 50 parts by weight. More preferably, the amount of elastomeric core ranges from about 60 to about 80 parts by weight and the amount of rigid polymeric shell ranges from about 20 to about 40 parts by weight. The polymerization of the rigid polymer shell is carried out under conditions that favor polymerization at or on the surface of the elastomeric core emulsion, such that no substantial number of new "seeds" or particles are formed in the emulsion. Implemented. This is generally achieved by controlling the amount of emulsifier or initiator and controlling the rate of addition of monomer, emulsifier and initiator. Preferably no further emulsifier is added after forming the core elastomer emulsion. Once the polymerization is substantially complete, the multiphase core-shell polymer can be prepared by any convenient method such as freezing, addition of a coagulating solvent such as methanol optionally containing a small amount of a strong acid such as hydrochloric acid, or a polyvalent metal salt such as magnesium sulfate or aluminum sulfate. It is solidified by the addition of an aqueous solution of . The coagulated emulsion is washed thoroughly with water to remove emulsifiers and salts and dried, preferably at a temperature of at least about 10°C below the glass transition temperature of the rigid polymer shell. Blends of polyamide and multiphasic core-shell polymers have a melting point of about 5 to about 100 degrees below the melting point of the polyamide.
They are manufactured by melt blending them in a closed system at temperatures in the high range of °C. Single or twin screw extrusions can be advantageously used for this blending process. An advantage of the compositions of the present invention is their ease of blending in a single screw extruder and the ease with which uniform submicron dispersions of multiphase core shell polymers in polyamides are formed. It is in. Such an effect is only possible if the latex particles obtained after graft polymerization of the rigid shell onto the elastic core are able to retain their shape and size when dispersed in the polyamide by melt blending. believe that it can be achieved. To accomplish this, the polymer crumb obtained by coagulation of the latex should be able to break down into particles of grafted latex. In other words, the crumb after drying must have sufficiently loose clusters to allow its redispersion. This looseness is facilitated by a rigid polymer shell that prevents the elastomeric particles from sintering into a solid mass. The improved toughness of the multiphase thermoplastic compositions of the present invention when compared to unblended polyamides is demonstrated by higher notch Izod values and reduced % brittle failure in multi-axis driven dart tests. The Izod value increases steadily with increasing amount of elastomer core material in the thermoplastic composition, and this ranges from 300 to 1000 J/m notch when the elastomer content ranges from 12 to 18% by weight of the composition. in range. In other words, a value of 500 J/m notch can be easily obtained. Negligible elastomer concentration reduces the % brittle failure in multi-axis driven gate tests, and elastomer content
If it is 10% by weight or more, the percentage is reduced to zero. Significant improvements in notch impact strength at low temperatures, for example -40° C. and below, are also observed. The compositions of the invention contain one or more conventional additives such as stabilizers and inhibitors against oxidative, thermal and UV degradation, lubricants and mold release agents, colorants, nucleating agents and plasticizers. It can be denatured by twisting. Up to 50% by weight of glass fibers or fibrous and particulate inorganic fillers can increase the modulus and heat distortion resistance of the polyamide composition by a substantial degree. Stabilizers can be included in the thermoplastic composition at any stage in its manufacture.
Preferably, the stabilizer is included initially to preclude degradation from starting before the composition can be protected. Such stabilizers must be compatible with the powder composition. Oxidative and thermal stabilizers useful in the materials of this invention include those commonly used in polyamides, elastomers and addition polymers. These include, for example, group metals such as sodium in combination with cuprous halides (such as chlorides, bromides and iodides) and also sterically hindered phenols, hydroquinones, phosphites and various substituents of these groups and combinations thereof. , potassium and lithium halides. UV stabilizers include various substituted resorcinols, salicylates, benzotriazoles, benzophenones, and others. Suitable lubricants and mold release agents include stearic acid, stearic alcohol, stearamide, and organic dyes include nitrosine and others. Suitable pigments include titanium dioxide,
Examples include cadmium sulfide, cadmium selenide sulfide, phthalocyanine, ultramarine blue, carbon black, and others. Suitable fibrous and particulate fillers and reinforcing agents include carbon fibers, glass fibers, amorphous silica, asbestos, calcium silicates, aluminum silicates, magnesium carbonate,
Examples include kaolin, thioyoke, powdered quartz, mica, feldspar, and others. Nucleating agents include talc, calcium fluoride, sodium phenylphosphinate, alumina and finely divided polytetrafluoroethylene, among others. Plasticizers up to about 20% by weight, based on the weight of the composition, include dioctyl phthalate, dibenzyl phthalate, butylbenzyl phthalate, hydrocarbon oils, N-normal butylbenzenesulfonamide, N-ethyl o- and p-toluenesulfonamide. Others can be mentioned. The toughened thermoplastic compositions can be processed into a wide range of useful articles, including molded parts and extrudates, such as tubes, films, sheets, fibers and oriented fibers, laminates, etc., by conventional molding techniques used to mold thermoplastic articles. Can be processed into body and wire coatings. The following examples illustrate the invention, in which parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. Preparation of Elastic Core Polymer Polybutadiene latex is prepared by polymerizing butadiene at 70°C using a redox initiator to 98% conversion. This latex has a solids content of 42% and a weight average particle size of 0.13μ. 200 parts by weight of this latex was mixed with 60 parts by weight of crushed ice.
1.1 parts by weight of acetic anhydride are quickly added and the latex is stirred vigorously for about 15 seconds and left undisturbed for 30 minutes. Next, this agglomerated latex is processed into "Gafac" 610 (GAF company product).
Approximately 9 per glycol molecule sold under the name
Stabilization is achieved by slowly and carefully adding 2 parts by weight of a mixture of mono- and diphosphate esters of alkyl phenoxypolyethylene glycols having 5 ethylene oxide units. The emulsifier is reduced to PH12 by the addition of sodium hydroxide solution.
It is added as a 10% aqueous solution adjusted to The agglomerated latex is gently stirred to evenly distribute the surfactant thereon. This agglomerated latex contains 29% rubber solids. The weight average particle size of the agglomerated latex is 0.5μ. Similarly, agglomerated polybutadiene latexes having weight average particle sizes of 0.29μ, 0.4μ and 0.64μ were prepared by adding 0.6 parts, 0.8 parts and 1.2 parts of acetic anhydride to 200 parts by weight of polybutadiene latex. Ru. Production of multiphase core shell polymers Polybutadiene 100 with 0.5μ weight average particle size
part by weight of the agglomerated latex was charged to a reaction vessel equipped with a temperature control device, two graduated holding tanks (for monomer and persulfate solution addition), a buffer, a Teflon blade stirrer, and a condenser; Dilute to approximately 20% solids with water. Displace the batch by bubbling nitrogen through it through a sparger for about 15-20 minutes. During this time, the batch was stirred gently and heated to 80°C.
shall be. 39 parts by weight of styrene, 18 parts by weight of acrylonitrile, 3 parts by weight of monoethyl maleate, and
A monomer mixture containing 0.75 parts by weight of terpinolene and an aqueous solution of potassium persulfate containing 0.90 parts of persulfate in 36 parts by weight of water are prepared. The monomer mixture and persulfate solution are charged to a holding tank, which also has a
Displace by bubbling nitrogen through for 10 minutes. A nitrogen atmosphere is maintained in the vessel and tank throughout the polymerization process. Approximately 10-15% monomer/initiator charge is added to the batch when the vessel contents reach 80°C. Stir this batch for about 15 minutes. At the end of this time, continuous addition of monomer and catalyst streams is started. 2
Adjust the addition rate for each stream to complete the addition in about 4 hours. Polymerization is then continued for an additional hour at 80°C. Monomer conversion is 95%. At the end of polymerization,
Pass this batch through cheesecloth. Despite the fact that generally no additional emulsifier is added during the polymerization process, little coagulum is obtained. This latex was made of 25% by weight of mixed alkylated aryl phosphite under the trade name "Polygard" sold by Uniroyal.
and an aqueous emulsion containing 12.5% by weight of 2,6-ditert-butyl-4-methylphenol sold by Shell Chemical Corporation under the trade name "Ionol". The amounts added are such as to provide 2 parts of polyguard and 1 part of ionol per 100 parts of polybutadiene charged. The resulting stabilized latex was treated with magnesium sulfate at 95-98°C.
Coagulate by adding it to a 3% aqueous solution of the hydrate. 2 to 3 parts by volume of magnesium sulfate solution are used per part by volume of latex. The solidified material is washed several times with cold filtered water on the filter.
Most water is removed by vacuum filtration or centrifugation. The remaining water is removed in a vacuum oven at 60-70 °C. Continue drying until no trace of moisture can be detected in the dry ice/acetone trap. The ratio of elastic core to rigid shell is 1:
It is 0.6. Grafting efficiency is 28%. The intrinsic viscosity of the soluble fraction of the rigid shell is 0.32. The apparent melt viscosity of the multiphase polymer is 260°C and 10 3 seconds
5.8 kilopoise (K-) at a shear rate of -1
poise). This example is listed as Example 1 in Table 1. The apparent melt viscosity of Polyamide 1 in Table 2 under the same conditions is 1.5 kilopoise. Similarly, by selecting polybutadiene latexes of appropriate particle size by the same method, multiphase core-shell polymers of different core-shell ratios and different rigid polymer shell compositions are prepared.

【表】【table】

【表】 多層コアシエル重合体のグラフト効率 グラフト効率は、ポリブタジエングラフトから
それに化学的に結合またはグラフト化されていな
いシエル重合体を抽出することにより測定され
る。 グラフト化の終りに得られるラテツクス部分
(安定剤添加の前)を酸性化したメタノールの大
過剰の中で凝固させる。凝固物を数回フイルター
上でメタノールで洗い、そして次いで60℃で乾燥
させる。乾燥させた物質を次いで約150℃に加熱
したモールド中で固体シートに圧縮成形される。
なお、クラムのシートへの圧縮成形は、アセトン
による抽出時にゴムがコロイド分散することを避
けるために必要である。 この圧縮成形したシートをストリツプに切断す
る。注意して測定した重量の物質(約2g)を次
いで約18〜20時間約50mlのアセトン中に置く。透
明なアセトン溶液を注射筒で除去しそして集め
る。この抽出操作をもう一度くりかえし、そして
すべての集めたアセトン溶液で溶媒蒸発によつて
乾燥させる。アセトン可溶性物質の乾燥重量(す
なわちポリブタジエンコアにグラフト化されなか
つたシエル重合体部分)がこのようにして得られ
る。 シエル重合体の全量は既知なのであるから、予
め秤量した成形ストリツプ中のグラフト化シエル
重合体の量は計算される。グラフト化効率は試料
中に存在するシエル重合体の全重量に対するアセ
トンで抽出されなかつたシエル重合体の重量比で
ある。 グラフト化効率=W−We/W ここにWは試料中のシエルの全重量であり、そ
してWeは抽出されたシエル重合体の重量である。 グラフト化効率は一般に約20〜40%の範囲であ
り、そしてこれはポリブタジエンコアの粒子サイ
ズの低下、シエル対コア比の低下、およびシエル
重合における連鎖移動剤の量の減少によつて上昇
する。 多相コアシエル重合体の非グラフト化部分の固
有粘度およびガラス転移温度 シエル重合体の抽出はDMF(ジメチルホルムア
ミド)によつて実施される。MgSO4による凝固
により得られるクラムを乾燥させそして前記のよ
うにしてシートに成形する。次いでストリツプを
DMF中で浸出させる。ガラスフイルターを通し
て過した溶液を、酸性化したメタノール/水
(80:20)中で沈殿させる。沈殿を過し、メタ
ノール/水で洗いそして乾燥させる。 非グラフト化シエル重合体の固有粘度を25℃の
DMF中で測定する。 約0.1〜約0.2gの試料サイズを使用してデユポ
ン示差走査カロリメーター型式No.900上でそのガ
ラス転移温度を測定する。加熱速度は20℃/分で
ある。Tgはガラス転移偏向の中央点である。 ポリアミドブレンドの製造 ブレンド成分を押出成形の前に注意して乾燥す
る。ペレツト形態のポリアミドを1トル(torr)
以下の圧力で約80℃において1晩乾燥させる。別
個に乾燥された多相コアシエル重合体を次いで
剛性重合体シエルのガラス転移温度より約10℃低
い温度で乾燥容器中で反転させることによつて、
ポリアミドペレツトと共に混合し、そしてすぐ使
用できるようにシールした容器中に保存する。 溶融ブレンドに対しては、100rpmのスクリユ
ー速度の2段階(排気孔塞栓)24:1スクリユー
を有する単段階2.54cmキリオン(Killion)押出成
形機が使用される。ブレーカープレートを有する
40メツシユスクリーンを押出成形機のノズルで使
用する。ナイロン6、6に対しては、ホツパーか
らノズルへの種々の段階に対する設定温度プロフ
イルは一般には285℃、282℃、277℃、266℃そし
て266℃である。 乾燥したブレンドを窒素置換したホツパーに仕
込みそして塩出成形過程の間窒素下に保持する。
押出成形物を水の短い区間、空気の流れを通過さ
せ、そして窒素置換したジヤー中で熱時粉砕させ
る。 押出成形物を1晩約70℃で真空中で乾燥させ
る。第2回の押出しを次いで実施する。この第2
の通過後の押出し物を成型の前に再び70℃で1晩
乾燥させる。 往々にして多分ホツパー中での嵩高いゴムの不
均一な分布の故に、そして/または不完全に分散
したゴムの故に、わずかに粗荒な押出し物が第1
の押出しでは得られる。第2の押出しの場合には
一般に平滑な押出し物が得られる。 ブレンドの成型 1/2オンス・アーブルグ(Arburg)装置中で射
出成形が実施される。ナイロン6、6ブレンドに
対して使用される典型的成型条件は次のとおりで
ある。
Table: Grafting Efficiency of Multilayer Core Shell Polymers Grafting efficiency is measured by extracting from the polybutadiene graft the shell polymer that is not chemically bonded or grafted to it. The latex portion obtained at the end of the grafting (prior to the addition of stabilizers) is coagulated in a large excess of acidified methanol. The coagulum is washed several times on the filter with methanol and then dried at 60°C. The dried material is then compression molded into a solid sheet in a mold heated to about 150°C.
Note that compression molding of the crumb into a sheet is necessary to avoid colloidal dispersion of the rubber during extraction with acetone. This compression molded sheet is cut into strips. A carefully measured weight of material (about 2 g) is then placed in about 50 ml of acetone for about 18-20 hours. Remove the clear acetone solution with a syringe and collect. This extraction operation is repeated once more and all the collected acetone solution is dried by solvent evaporation. The dry weight of acetone soluble material (ie, the portion of the shell polymer not grafted to the polybutadiene core) is thus obtained. Since the total amount of shell polymer is known, the amount of grafted shell polymer in the preweighed molded strip is calculated. Grafting efficiency is the weight ratio of shell polymer that is not extracted with acetone to the total weight of shell polymer present in the sample. Grafting Efficiency=W-We/W where W is the total weight of shell in the sample and We is the weight of extracted shell polymer. Grafting efficiency is generally in the range of about 20-40% and is increased by decreasing the particle size of the polybutadiene core, decreasing the shell to core ratio, and decreasing the amount of chain transfer agent in the shell polymerization. Intrinsic viscosity and glass transition temperature of the non-grafted portion of the multiphasic core-shell polymer Extraction of the shell polymer is carried out with DMF (dimethylformamide). The crumb obtained by coagulation with MgSO 4 is dried and formed into sheets as described above. Then the strip
Leaching in DMF. The solution passed through a glass filter is precipitated in acidified methanol/water (80:20). Filter the precipitate, wash with methanol/water and dry. Intrinsic viscosity of non-grafted shell polymer at 25℃
Measure in DMF. The glass transition temperature is measured on a DuPont Differential Scanning Calorimeter Model No. 900 using a sample size of about 0.1 to about 0.2 g. The heating rate is 20°C/min. Tg is the midpoint of the glass transition deflection. Preparation of Polyamide Blends The blend components are carefully dried before extrusion. 1 torr of polyamide in pellet form
Dry overnight at about 80° C. with pressure below. by inverting the separately dried multiphase core shell polymer in a drying vessel at a temperature about 10° C. below the glass transition temperature of the rigid polymer shell;
Mix with polyamide pellets and store in a sealed container ready for use. For melt blending, a single stage 2.54 cm Killion extruder with a two stage (vent plugging) 24:1 screw with a screw speed of 100 rpm is used. Has a breaker plate
Use a 40 mesh screen in the extruder nozzle. For nylon 6,6, the set temperature profiles for the various stages from the hopper to the nozzle are generally 285°C, 282°C, 277°C, 266°C and 266°C. The dried blend is charged to a nitrogen purged hopper and kept under nitrogen during the salt extraction process.
The extrudate is passed through a short section of water, a stream of air, and hot milled in a nitrogen purged jar. The extrudates are dried in vacuo at about 70° C. overnight. A second extrusion is then carried out. This second
The extrudates are again dried overnight at 70° C. before molding. Often, a slightly rough extrudate is produced at first, perhaps due to uneven distribution of the bulky rubber in the hopper and/or due to incompletely dispersed rubber.
obtained by extrusion. In the case of the second extrusion, generally smooth extrudates are obtained. Molding the Blend Injection molding is performed in a 1/2 oz. Arburg equipment. Typical molding conditions used for nylon 6,6 blends are as follows.

【表】 ポリアミドおよびコアシエル重合体のみかけの
溶融粘度 ポリブレンド組成物のポリアミドおよび多相コ
アシエル重合体成分のみかけの溶融粘度は10:
1のカピラリー長さ/直径比を使用してポリアミ
ド融点より10℃高い温度で、ジーグラフ−マツケ
ルベイ(Sieglaff−Mckelvey)レオメーター中
で測定される。 ポリブレンド中の機械的性質 ポリアミドおよび多相コアシエル重合体のポ
リブレンドの成型試料を「ドライ−アズ−モール
ド(dry−as−molded)」状態で機械的試験にか
ける。次の試験が使用される。 切欠けアイゾツド強靭性 ASTM D−256−56 引張り強度 ASTM D−638−58T 伸長度 ASTM D−638−58T 重合体の引張りモジユラス ASTM D−882 粒子サイズ 成型試料のミクロトーム切片の電子
顕微鏡写真 多軸駆動ゲート試験は112m/分の速度で発射
される直径6.35mmそして半球形ヘツドのダートを
使用して実施される。ポリブレンドに対するデー
タは表2に与えられている。マトリクスポリアミ
ドはナイロン6、6、および18000の数平均分子
量を有する85:15の比率のナイロン6、6/ナイ
ロン6共重合体である。これらマトリクス重合体
はそれぞれ表2ではポリアミド1およびポリアミ
ド2と称されている。例1〜43は本発明の範囲内
である。例A〜Fは比較目的で導入されている。
ポリアミドに対するデータは切欠き衝撃強度が非
常に低いこと、そして駆動ダート試験における耐
衝撃性は非常に高く、脆性破損の頻度は有意すな
わち10%であることを示している。ポリアミドを
ブタジエンスチレンコアシエル重合体(例
A)およびブタジエンスチレンアクリロニト
リルコアシエル重合体(例B、CおよびD)と
ブレンドさせた場合には、最良でも中等度の切欠
き衝撃強度の改善しか得られない。しかし駆動ダ
ート試験における脆性破損頻度は上昇する。カル
ボキシ単量体をブタジエンスチレンコアシエ
ル重合体中に導入した場合には衝撃強度の若干の
改善および脆性破損の低下が観察される(例E対
例A)。同様に、シエル重合体としての酸変性ポ
リメチルメタクリレートを含有するコアシエル
重合体に関しては衝撃強度の小さな改善が観察さ
れる(例F)。対照的に、シエルがカルボキシ単
量体およびスチレンおよびアクリロニトリルまた
はアクリレートまたはメタクリレート単量体また
はアクリロニトリルおよびアクリレートまたはメ
タクリレート単量体を包含している場合には、切
欠き衝撃強度および駆動ダート試験における脆性
破損除去の有意の改善が得られる(例1〜43)。 例4〜7はポリブタジエン含量を減少せしめた
コアシエル重合体を含有する一連のブレンドを
与えている。切欠き衝撃強度はブタジエン含量が
低下すると減少するがしかしどの場合にも駆動ダ
ート試験においては展性破損のみが観擦される。
非ブレンド化ポリアミドに対する切欠き衝撃強度
の改善は、ブタジエン含量が約12%以上の場合に
は非常に顕著である。
[Table] Apparent melt viscosity of polyamide and core shell polymer The apparent melt viscosity of the polyamide and multiphase core shell polymer components of the polyblend composition is 10:
Measurements are made in a Sieglaff-Mckelvey rheometer at a temperature of 10° C. above the polyamide melting point using a capillary length/diameter ratio of 1. Mechanical Properties in Polyblends Molded samples of polyamide and polyblends of multiphase core-shell polymers are subjected to mechanical testing in the "dry-as-molded" condition. The following tests are used: Notched Izot toughness ASTM D-256-56 Tensile strength ASTM D-638-58T Elongation ASTM D-638-58T Polymer tensile modulus ASTM D-882 Particle size Electron micrograph of microtome section of molded sample Multi-axis drive Gate tests are conducted using a 6.35 mm diameter and hemispherical head dart fired at a speed of 112 m/min. Data for Polyblend is given in Table 2. The matrix polyamide is nylon 6,6 and an 85:15 ratio nylon 6,6/nylon 6 copolymer with a number average molecular weight of 18,000. These matrix polymers are designated in Table 2 as Polyamide 1 and Polyamide 2, respectively. Examples 1-43 are within the scope of this invention. Examples A-F are included for comparative purposes.
Data for polyamides show that the notch impact strength is very low, and the impact resistance in the driven dart test is very high, with a significant frequency of brittle failure, ie 10%. At best, only moderate notch impact strength improvements are obtained when polyamides are blended with butadiene styrene core shell polymers (Example A) and butadiene styrene acrylonitrile core shell polymers (Examples B, C, and D). do not have. However, the frequency of brittle failure in the driven dart test increases. A slight improvement in impact strength and reduction in brittle failure is observed when carboxy monomers are introduced into the butadiene styrene coaciel polymer (Example E vs. Example A). Similarly, a small improvement in impact strength is observed for the core shell polymer containing acid-modified polymethyl methacrylate as the shell polymer (Example F). In contrast, if the shell includes carboxy monomers and styrene and acrylonitrile or acrylate or methacrylate monomers or acrylonitrile and acrylate or methacrylate monomers, the notch impact strength and brittle failure in the driven dart test Significant improvements in removal are obtained (Examples 1-43). Examples 4-7 provide a series of blends containing core shell polymers with reduced polybutadiene content. The notch impact strength decreases with decreasing butadiene content, but in all cases only malleable failure is observed in the driven dart test.
The improvement in notch impact strength over unblended polyamides is very significant when the butadiene content is about 12% or higher.

【表】【table】

【表】 例8〜13は弾性体コア/剛性体シエル比の効
果、および軟質コアのまわりにコアを保護しそし
て最初のポリブタジエンコアのサイズに比肩しう
るサイズの粒子を有する凝固コアシエル重合体
の分散形成を可能ならしめるに充分な硬質シエル
を有することの利点を示している。電子顕微鏡写
真は、例11のポリブレンドが最初の集塊化ポリブ
タジエンラテツクスのサイズと同様のサイズ(約
0.3μ)のコアシエル重合体粒子の均一な分散物
を含有している。このポリブレンドは高い衝撃強
度を有する。ポリブタジエンを保護する剛性シエ
ル量を例9および10において低減させた場合電子
顕微鏡写真はポリアミド中での分散がはるかによ
り不完全であることを示し、そして機械的試験は
剛性シエル量の減少と共に衝撃強度が減少するこ
とを示している。1:1のコア/シエル比におい
てさえも、0.13の粒子サイズのポリブタジエンラ
テツクスから製造された多相コアシエル重合体
はポリアミド中に均一には分散せず、そしてこの
ポリブレンドは低い衝撃強度を有している(例12
および13)。それに対照的に、例8の弾性体含量
は実質的に例12および例13の弾性体含量よりも低
いけれども、その切欠き衝撃強度は実質的により
高い。 例14、例17および例18はモノエチルマレアート
以外の酸単量体の剛性体シエル中に混入させた多
相コアシエル重合体を含有するポリブレンドも
また改善された強靭性を有することを示してい
る。 例15、例16および例19〜26は種々の量の共重合
酸単量体を包含するシエルを有するコアシエル
重合体を含有している。データは、最適酸濃度は
約5〜15重量%の範囲にあり、そしてこれは約
1.6〜約4.8重量%の範囲のカルボキシ基濃度に相
当することを示唆している。 コアシエル変性ポリアミド組成物のその他の
利点は、低温におけるそれらの高い衝撃強度にあ
る。表3は−40℃で得られたデータを記載してい
る。
Table: Examples 8-13 demonstrate the effect of the elastomeric core/rigid shell ratio and the effect of solidified core shell polymers around the soft core that protect the core and have particles of a size comparable to the size of the initial polybutadiene core. It shows the advantage of having a sufficiently hard shell to allow dispersion formation. Electron micrographs show that the polyblend of Example 11 has a size similar to that of the initial agglomerated polybutadiene latex (approximately
Contains a homogeneous dispersion of core-shell polymer particles of 0.3μ). This polyblend has high impact strength. When the amount of rigid shell protecting the polybutadiene was reduced in Examples 9 and 10, electron micrographs showed that the dispersion in the polyamide was much more incomplete, and mechanical tests showed that the impact strength decreased with a decrease in the amount of rigid shell. It shows that the amount decreases. Even at a 1:1 core/shell ratio, multiphase core-shell polymers made from 0.13 particle size polybutadiene latex do not disperse uniformly in the polyamide, and this polyblend has low impact strength. (Example 12)
and 13). In contrast, although the elastomer content of Example 8 is substantially lower than that of Examples 12 and 13, its notch impact strength is substantially higher. Examples 14, 17 and 18 demonstrate that polyblends containing multiphase core shell polymers incorporated into rigid shells of acid monomers other than monoethyl maleate also have improved toughness. ing. Examples 15, 16, and 19-26 contain core-shell polymers with shells containing varying amounts of copolymerized acid monomers. The data shows that the optimal acid concentration is in the range of about 5-15% by weight, and this is about
It is suggested that this corresponds to a carboxy group concentration ranging from 1.6 to about 4.8% by weight. Another advantage of core-shell modified polyamide compositions is their high impact strength at low temperatures. Table 3 lists the data obtained at -40°C.

【表】【table】

【表】 ガラス繊維複合体 ガラス繊維複合体は複合体の全重量基準で13重
量%のガラス繊維の濃度でガラス繊維をポリアミ
ドコアシエル多相重合体ブレンドとブレンドす
ることにより得られる。ガラス繊維で補強された
ポリアミド1と、ポリアミド1とガラス繊維で補
強されたコアシエル重合体のブレンドとを比
較したデータが表4に与えられている。コアシ
エル重合体を含有する複合体は、引張り強度およ
び熱変形抵抗を有意に犠牲にすることなしに大き
く改善されたアイゾツド強靭性および改善された
伸長度を示す。
Table: Glass fiber composite A glass fiber composite is obtained by blending glass fibers with a polyamide core shell multiphase polymer blend at a concentration of glass fibers of 13% by weight based on the total weight of the composite. Data comparing glass fiber reinforced Polyamide 1 and a blend of Polyamide 1 and glass fiber reinforced core shell polymer is provided in Table 4. Composites containing core-shell polymers exhibit greatly improved isotonic toughness and improved elongation without significantly sacrificing tensile strength and thermal deformation resistance.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 本質的に、約5000〜30000の範囲の数平均分
子量のポリアミドマトリツクス樹脂55〜99重量
部、および約50〜約90重量%の交叉結合弾性体コ
アおよび約10〜約50重量%の少くとも約35℃のガ
ラス転移温度を有する剛性熱可塑性重合体シエル
(これはシエル重合体100重量部当り約1〜約25重
量部の共重合されたエチレン性不飽和カルボン酸
単量体、約20〜約80重量部の共重合されたスチレ
ン、約0〜約79重量部の共重合されたC1〜C8
ルキルアクリレートまたはメタクリレートおよび
約0〜約45重量部の共重合されたアクリロニトリ
ルまたはメタクリロニトリルを含有する)を包含
する、多相コアシエル重合体1〜45重量部より
なることを特徴とする、多相熱可塑性組成物。 2 ポリアミドの融点より10℃上でそして1000秒
-1の剪断速度におけるポリアミドのみかけの溶融
粘度と多相コアシエル重合体のみかけの溶融粘
度との比が約0.1〜約1の範囲にある、前記特許
請求の範囲第1項記載の組成物。 3 多相コアシエル重合体が少くとも約0.3μの
重量平均粒子直径のコアおよび少くとも約0.025μ
の平均厚さの剛性体シエルを有している、前記特
許請求の範囲第1項または第2項記載の組成物。 4 多相コアシエル重合体が約0.3〜約0.8μの
範囲の重量平均粒子直径のコアを有している、前
記特許請求の範囲第3項記載の組成物。 5 交叉結合された弾性体コアが共重合されたブ
タジエンを包含している、前記特許請求の範囲第
3項記載の組成物。 6 カルボン酸単量体がアクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、ア
コニツト酸、フマル酸およびマレイン酸、ならび
にイタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、アコ
ニツト酸、マレイン酸およびフマル酸のC1〜C6
アルコールモノエステルよりなる群から選ばれ
る、前記特許請求の範囲第5項記載の組成物。 7 カルボン酸単量体がC1〜C4モノアルキルマ
レアートおよびフマレートよりなる群から選ばれ
る、前記特許請求の範囲第5項記載の組成物。 8 切欠き衝撃強度が少くとも約300J/mであ
る、前記特許請求の範囲第7項記載の組成物。 9 ポリアミドがナイロン6、ナイロン6、6ま
たはナイロン6−ナイロン6、6共重合体であ
る、前記特許請求の範囲第3項記載の組成物。 10 ポリアミドがナイロン6、ナイロン6、6
またはナイロン6−ナイロン6、6共重合体であ
る、前記特許請求の範囲第7項記載の組成物。 11 交叉結合弾性体コアが共重合されたブタジ
エンを包含している、前記特許請求の範囲第9項
記載の組成物。 12 50重量%までの繊維質または粒子状鉱物充
填剤を含有している、前記特許請求の範囲第3項
記載の組成物。 13 50重量%までのガラス繊維を含有してい
る、前記特許請求の範囲第3項記載の組成物。 14 ポリアミドマトリクス樹脂が約8000〜約
20000の範囲の数平均分子量を有している、前記
特許請求の範囲第1項記載の組成物。 15 コアの重量平均粒子直径が約0.4〜約0.7μ
の範囲にある、前記特許請求の範囲第3項記載の
組成物。 16 本質的に65〜90重量部のポリアミドマトリ
クス樹脂および10〜35重量部の多相コアシエル
重合体よりなる、前記特許請求の範囲第1項記載
の組成物。 17 本質的に65〜90重量部のポリアミドマトリ
クス樹脂および10〜35重量部の多相コアシエル
重合体よりなる、前記特許請求の範囲第3項記載
の組成物。 18 本質的に65〜90重量部のポリアミドマトリ
クス樹脂および10〜35重量部の多相コアシエル
重合体よりなる、前記特許請求の範囲第7項記載
の組成物。 19 (1)約0.3〜約0.8μ範囲の重量平均粒子サイ
ズの弾性体コア重合体の水性エマルジヨンを製造
すること、そして(2)剛性シエル100重量部当り約
1〜約25重量部の共重合されたエチレン性不飽和
カルボン酸単量体、約20〜約80重量部の共重合さ
れたスチレン、約0〜約79重量部のC1〜C8アル
キルアクリレートまたはメタクリレートおよび約
0〜約45重量部の共重合されたアクリロニトリル
またはメタクリロニトリルを含有しそして少くと
も約35℃のガラス転移温度を有しそして少くとも
約0.025μの平均厚さである剛性シエルを約9:1
〜約1:1の範囲のコア/シエル重量比で弾性体
コア上にグラフト重合させることを包含する、強
靭化された多相熱可塑性組成物を製造する方法。 20 ポリアミドが約8000〜約20000の範囲の数
平均分子量を有している、前記特許請求の範囲第
19項記載の方法。 21 ポリアミドの融点より10℃上でそして1000
-1の剪断速度で測定した場合に約0.1〜約1の
範囲のみかけの溶融粘度比を与えるように、ポリ
アミドと多相コアシエル重合体とを選択する、
前記特許請求の範囲第19項記載の方法。 22 コアの重量平均粒子サイズが約0.4〜約
0.7μの範囲にある、前記特許請求の範囲第21項
記載の方法。 23 カルボン酸単量体がC1〜C4モノアルキル
マレアートおよびフマレートよりなる群から選ば
れる、前記特許請求の範囲第19、20、21ま
たは22項のいずれかに記載の方法。
Claims: 1. Essentially 55 to 99 parts by weight of a polyamide matrix resin with a number average molecular weight in the range of about 5,000 to 30,000, and about 50 to about 90% by weight of a crosslinked elastomer core and about 10 to 30,000 parts by weight of a cross-linked elastomer core. About 50% by weight of a rigid thermoplastic polymer shell having a glass transition temperature of at least about 35°C, which is about 1 to about 25 parts by weight copolymerized ethylenically unsaturated carboxylic acid per 100 parts by weight of the shell polymer. monomers, about 20 to about 80 parts by weight copolymerized styrene, about 0 to about 79 parts by weight copolymerized C1 - C8 alkyl acrylate or methacrylate, and about 0 to about 45 parts by weight copolymerized acrylonitrile or methacrylonitrile) comprising 1 to 45 parts by weight of a multiphasic core-shell polymer. 2 10℃ above the melting point of polyamide and 1000 seconds
The composition of claim 1 , wherein the ratio of the apparent melt viscosity of the polyamide to the apparent melt viscosity of the multiphase core shell polymer at a shear rate of -1 is in the range of about 0.1 to about 1. 3. The multiphasic core-shell polymer has a core with a weight average particle diameter of at least about 0.3μ and a weight average particle diameter of at least about 0.025μ.
3. A composition according to claim 1 or claim 2, having a rigid shell having an average thickness of . 4. The composition of claim 3, wherein the multiphasic core-shell polymer has a core with a weight average particle diameter in the range of about 0.3 to about 0.8 microns. 5. The composition of claim 3, wherein the cross-linked elastomer core includes copolymerized butadiene. 6 Carboxylic acid monomers include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, aconitic acid, fumaric acid and maleic acid, and those of itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, aconitic acid, maleic acid and fumaric acid. C1C6
The composition according to claim 5, which is selected from the group consisting of alcohol monoesters. 7. The composition of claim 5, wherein the carboxylic acid monomer is selected from the group consisting of C1 - C4 monoalkyl maleate and fumarate. 8. The composition of claim 7, having a notch impact strength of at least about 300 J/m. 9. The composition of claim 3, wherein the polyamide is nylon 6, nylon 6,6 or nylon 6-nylon 6,6 copolymer. 10 Polyamide is nylon 6, nylon 6, 6
The composition according to claim 7, which is a nylon 6-nylon 6,6 copolymer. 11. The composition of claim 9, wherein the cross-linked elastomer core includes copolymerized butadiene. 12. A composition according to claim 3 containing up to 50% by weight of fibrous or particulate mineral filler. 13. A composition according to claim 3 containing up to 50% by weight of glass fibers. 14 Polyamide matrix resin is about 8,000 to about
A composition according to claim 1, having a number average molecular weight in the range of 20,000. 15 The weight average particle diameter of the core is about 0.4 to about 0.7μ
A composition according to claim 3, which is within the range of . 16. The composition of claim 1, consisting essentially of 65 to 90 parts by weight polyamide matrix resin and 10 to 35 parts by weight multiphasic core shell polymer. 17. The composition of claim 3, consisting essentially of 65 to 90 parts by weight polyamide matrix resin and 10 to 35 parts by weight multiphasic core shell polymer. 18. The composition of claim 7, consisting essentially of 65 to 90 parts by weight polyamide matrix resin and 10 to 35 parts by weight multiphasic core shell polymer. 19 (1) preparing an aqueous emulsion of an elastomeric core polymer with a weight average particle size ranging from about 0.3 to about 0.8 microns; and (2) copolymerizing from about 1 to about 25 parts by weight per 100 parts by weight of the rigid shell. from about 20 to about 80 parts by weight of copolymerized styrene, from about 0 to about 79 parts by weight of C1 - C8 alkyl acrylate or methacrylate, and from about 0 to about 45 parts by weight. about 9:1 of a rigid shell containing copolymerized acrylonitrile or methacrylonitrile in a ratio of about 9:1 and having a glass transition temperature of at least about 35°C and an average thickness of at least about 0.025μ.
A method of making a toughened multiphase thermoplastic composition comprising graft polymerizing onto an elastomer core at a core/shell weight ratio in the range of from to about 1:1. 20. The method of claim 19, wherein the polyamide has a number average molecular weight in the range of about 8,000 to about 20,000. 21 10°C above the melting point of polyamide and 1000
selecting the polyamide and the multiphasic core-shell polymer to provide an apparent melt viscosity ratio in the range of about 0.1 to about 1 when measured at a shear rate of sec -1 ;
A method according to claim 19. 22 The weight average particle size of the core is about 0.4 to about
22. A method as claimed in claim 21, in the range of 0.7μ. 23. The method of any of the preceding claims 19 , 20, 21 or 22, wherein the carboxylic acid monomer is selected from the group consisting of C1- C4 monoalkyl maleate and fumarate.
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