JPH0192255A - 耐衝撃性を改善されたポリアルケニル芳香族樹脂組成物 - Google Patents

耐衝撃性を改善されたポリアルケニル芳香族樹脂組成物

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JPH0192255A
JPH0192255A JP63180429A JP18042988A JPH0192255A JP H0192255 A JPH0192255 A JP H0192255A JP 63180429 A JP63180429 A JP 63180429A JP 18042988 A JP18042988 A JP 18042988A JP H0192255 A JPH0192255 A JP H0192255A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は成形後に改善された衝撃強さ、耐熱性及び表面
外観をもつ物品を与える熱可塑性樹脂組成物に関する。
特に本発明はゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹脂と
架橋アクリレート又はメタクリレートコア(以下架橋(
メタ)アクリレートコアという)及び架橋スチレン系樹
脂シェルからなるコアーシェル構造をもつ耐衝撃性改良
剤(以下改質剤という)との組合せに関するものである
本発明の特徴とする改質剤のコアーシェル構造は該構造
間に生起するグラフト化を最小限に抑制しつつコアとシ
ェルとの間に相互に貫入する網状組織を形成するもので
ある。
従来の技術 ゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹脂が広範囲の用途
をもつ有用な熱可塑性物質であることは既知である。か
\る樹脂は比較的安価であるので、熱成形物品の衝撃強
さ、耐熱性及び表面外観、たとえば光沢の点である程度
の欠陥があるにも拘らず広く使用される商品となってき
た。
ゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹脂組成物の性質を
改善するためのより重要な改質剤の一つはシェルQケミ
カル社製の商品名クレイトン(Kraton) Gとし
て知られる飽和ゴムである。クレイトンGは飽和トリブ
ロック共重合体型のスチレン−ブタジェン−スチレン又
はスチレン−エチレンブチレン−スチレン(SEBSゴ
ム)である。
これらの改質剤は優れた耐熱老化性質とともに有用な衝
撃強さの改善を与える。耐熱老化性は高熱を要求される
用途に対する材料用に向けられるゴム変性ポリ(アルケ
ニル芳香族)樹脂組成物において特に重要である。しか
しながら、か\る優れた性質は従来普通に入手可能な耐
衝撃性改良剤と比較してかなり高価であり、したがって
多くの製造業者はゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹
脂組成物の性質を他の候補の耐衝撃性改良剤によって改
良することを意図してきた。
Yuらの米国特許第3,944,631号明細書には、
架橋(メタ)アクリレートゴムコア及びこれと相互貫入
した架橋スチレン−アクリロニトリル樹脂シェルからな
る添加剤の有効量を添加することによってスチレン−ア
クリロニトリル共重合体を改質することが記載されてい
る。この改質剤は該共重合体を基剤とする成形用組成物
から成形された物品に衝撃強さ及び耐候性の両者の改善
をもたらす旨述べられている。
1986年3月14日付米国特許出願837゜406号
明細書にはポリフェニレンエーテル樹脂単独又はそれと
ゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹脂との組合せから
なる基剤樹脂中にYuらの前記コアーシェル型改質剤を
含有せしめてなる組成物が記載されている。
今般、本発明者は、著しく改善された衝撃強さを優れた
熱安定性及び高い光沢とともに示し、しかも他の望まし
い物理的性質に全く影響を与えないか又はごく僅かに影
響を与えるのみであり、たとえば加熱撓み温度(HDT
)には全く影響を与えず、また流動性及び引張り強さに
もごく軽微な影響を与えるのみであるような有用なゴム
変性ポリアルケニル芳香族化合物を提供し得ることを見
出した。これらの改良はか〜る基剤樹脂を前述したYu
らのコアーシェル型改質剤からなる改質用化合物と組合
わせることによって達成される。この架橋コアーシェル
型改質剤は不飽和型、たとえば非水素添加型の慣用の改
質剤の使用に際してしばしば経験される熱劣化を受ける
ことなしにゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹脂の性
質を改善することが認められる。
発明の要旨 本発明によれば、つぎの成分: (a)ゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹脂からなる
基剤樹脂;及び (b)架橋メタ(アクリレート)コア及びこれと相互貫
入した架橋スチレン系樹脂シェルからなる性質改善有効
量の改質剤; を含有してなる熱可塑性樹脂組成物が提供される。
さらに本発明は、つぎの工程: (1)つぎの成分: (a)ゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹脂及び (b)架橋(メタ)アクリレートコア及びこれと相互貫
入した架橋スチレン系樹脂シェルからなる性質改善有効
量の改質剤; を含有してなる均質混合物を形成;そして(2)該混合
物を成形物品に成形する;工程からなる熱可塑性樹脂組
成物から成形された物品の衝撃強さ、熱安定性及び表面
外観の改善方法を提供するものである。
さらに本発明は前記本発明の方法によって製造された成
形物品を提供するものである。
発明の詳細な開示 本発明の改善された熱可塑性組成物はゴム変性ポリアル
ケニル芳香族樹脂と架橋アクリレ−トコア及び該コアを
包囲しかつそれに相互貫入される架橋スチレンシェルを
もつコアーシェル型改質剤の性質改善有効量との組合せ
に基づくものである。
ポリアルケニル芳香族化合物は好ましくはポリスチレン
又はつぎの単量体、すなわちビニルトルエン、α−メチ
ルスチレン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタリン
、モノ及びポリクロルスチレン、モノ及びポリブロムス
チレン等から形成される他のスチレン系重合体である。
コアーシェル構造の一体性はグラフト化によるよりもむ
しろ再架橋成分の相互貫入及びからみ合いによって保持
される。
基剤樹脂は個々特定の熱可里的な用途に応じて種々の量
のコアーシェル型改質剤を使用することによって改善さ
れ得る。典型的には、基剤樹脂100重量部当り少なく
とも1重量部のコアーシェル型改質剤が必要であろう。
1重量部より少量では一般に全体の組成物に顕著に有益
な効果を与えない。また基剤樹脂100重量部当り40
重量部より多量のコアーシェル型改質剤は一般に使用さ
れない。というのは、ゴム変性ポリアルケニル芳香族樹
脂の有利な性質はこの添加量のコアーシェル型改質剤に
含まれる高いゴム含量によって打ち消されるからである
本発明の典型的な実施態様においては、コアーシェル型
改質剤5〜30重量部が基剤樹脂100重量部当りに使
用される。
コアーシェル型改質剤における好ましい実施態様は架橋
ブチルアクリレートコアを有する改質剤である。このア
クリレートコアは一般にコアーシェルの合計量の約40
〜90重量%を構成しよう。
さきに述べたごとく、好ましいシェル成分は架橋ポリス
チレンからなる。
本発明において有用なポリアルケニル芳香族樹脂は周知
のスチレン型物質である。好ましいスチレン系樹脂はポ
リスチレン及びゴム変性ポリスチレン(HIPS)であ
る。か〜るゴム変性スチレン類は天然又は合成ゴム化合
物(たとえばジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエ
ン三元共重合体ゴム(EPDM)、ポリブタジェン又は
アクリレートゴム)をスチレン系重合体と結合又はグラ
フトさせることによって提供され得る。その他の望まし
いポリアルケニル芳香族化合物はつぎの単量体、すなわ
ちビニルトルエン、α−メチルスチレン、エチルビニル
ベンゼン、ビニルナフタリン、モノ及びポリクロルスチ
レン、モノ及びポリブロムスチレン等から形成される。
これらの周知の物質は広範囲の商業的供給源から入手し
得る。
当業者はゴム変性ポリアルケニル芳香族樹脂及びコアー
シェル型耐衝撃性改質剤を種々の割合で含有してなる耐
衝撃性の改善された組成物を提供し得るであろう。本発
明の組成物を提供するために一軸スクリユー又は二軸ス
クリュー押出機を使用する押出法のような慣用の熱可塑
的配合技術を使用することができる。
前述した重量比及び重量%は本発明の配合組成を表わす
ものである。最終生成物を提供するための構成成分の配
合順序は後述するごとく変え得る。
好ましいコアーシェル型共重合体改質剤はブチルアクリ
レートのような架橋アクリレートゴムのコアをもつもの
である。この架橋コアのまわりに架橋コアを包囲しかつ
これと相互に貫入する架橋スチレン系樹脂、好ましくは
スチレン樹脂、のシェル状構造がある。このシェル部分
におけるスチレンに少量の他の単量体、たとえばアクリ
ロニトリル及び/又はメチルメタクリレートを配合する
場合、得られる共重合体シェルがゴム変性ポリアルケニ
ル芳香族マトリックスに対して認め得る非相溶性を起さ
なければ、同様に有用な製品を与え得る。か\る好まし
いコアーシェル構造の一体性はこれら構造体の相互グラ
フト化によるよりも数個の架橋部分が相互に貫入する網
状組織によって保持される。このシェル構造を構成する
単量体を予め重合されかつ架橋されたアクリレートコア
の存在下で重合しかつ架橋することによってか\る相互
貫入状網状構造が提供される。
か\るコアーシェル型共重合体組成物はつぎの形の二工
程逐次重合法によって形成することができる。
1、少なくとも一種のC2−CIGアルキルアクリレー
ト、08〜C22アルキル(メタ)アクリレート又はそ
れらの相溶性混合物であるアクリレート単量体装入物(
本発明の目的に対してこ\では単に“アクリレート“と
呼ぶ)を水性重合媒質中でか\るタイプの単量体に対し
適当なジ又はポリエチレン性不飽和架橋剤の有効量の存
在下で乳化重合させる工程;この工程における使用のた
めに好ましいアクリレート単量体は04〜C8アルキル
アクリレートである。
2、スチレンである単量体装入物を水性重合媒質中でか
−る単量体に対し適当なジ又はポリエチレン性不飽和架
橋剤の有効量の存在下で乳化重合させる工程;この重合
工程は工程1からの生成物の存在下で行ない、それによ
って架橋(メタ)アクリレート及び架橋スチレン成分の
各成分相が相互に包囲しかつ貫入している共重合体を形
成する。
か−る二工程重合法はこ\に参考文献として引用するY
uらの米国特許第3,944,631号明細書に教示さ
れるごときアクリレート−スチレン−アクリロニトリル
(A S A)三元共重合体の製造のための三工程法に
類似するものである。
本発明において共重合体型耐衝撃性改質剤として使用さ
れるこのコアーシェル型生成物は一般に前記した架橋ア
クリレートの少なくとも一種約40〜約90重二%及び
架橋スチレン成分約10〜約60重量%からなる。この
コアーシェル型生成物は架橋スチレン系重合体成分と架
橋アクリレート重合体成分との間にグラフト重合による
結合をほとんど含まない。好ましい実施態様においては
、架橋コア及び架橋シェルの合計重量に基づいて50〜
80重量%の架橋アクリレートコアを含む。
この型の重合体組成物についての一層の詳細は前記Yu
らの米国特許第3,944,631号明細書中に記載さ
れているので参照されたい。前述の方法によって提供さ
れるコアーシェル型共重合体は慣用の手段によって単離
しかつ乾燥することができそして粉末状又はペレット状
で提供することができる。
本発明の組成物は一般に基剤樹脂100重量部に基づい
て約1〜30重量部のコアーシェル型共重合体改質剤を
含有する。基剤樹脂100重量部当り約5〜25重量部
のコアーシェル型共重合体添加剤を使用することが特に
好ましい。
前述の構成成分は慣用の手段によって配合混和しかつ成
形することができる。混和の順序及び押出し工程の間に
受ける剪断の程度は変動できる。
成形物品の物理的性質はか〜る加工条件の変動に応じて
変化し得る。当業者は種々の熱可塑的用途に応じて変動
し得る最適加工条件を容易に得られよう。
たとえば、−例においては、構成成分の各々を同時に混
合しかつ押出し、それによって特定の性状の熱可塑性樹
脂を提供することができる。別法として、若干の成分を
予め混和し又は予めコンパウンド処理しそして残りの成
分をその後にコンパウンド処理又は押出し工程中に装入
することが望ましい場合もある。
さらに、充填剤、顔料、安定剤、可塑剤及び難燃化剤の
ような慣用の添加剤を本発明の熱可塑性組成物中に配合
し、それによって種々の有用な製品を提供し得ることが
期待される。充填剤については、ガラス、クレー及びそ
の他の無機質充填剤を包含する補強用と非補強用充填剤
の両方の使用が意図される。慣用の熱安定剤及び酸化安
定剤も使用し得る。使用し得る有用な難燃化性化合物は
有機及び無機ハロゲン及び燐化合物を包含し、さらにそ
の際たとえば二酸化アンチモンのような共働剤を併用し
てもよくあるいは併用しなくてもよい。
好ましい実施態様の開示 本発明の特定の実施態様を以下の実施例によってさらに
説明するが、これらの実施例は同等本発明を限定するも
のではない。特に示さない限り、すべての部は重量によ
る。前述した米国特許のすべてをこ\に参考資料として
刊み込む。
エル 相互に貫入する架橋ポリスチレンシェルをもつ架橋ポリ
ブチルアクリレートコアを加熱/冷却用ジャケット、テ
フロン外翼型撹拌機、温度計及び窒素パージ手段を備え
た5β容の三つ首フラスコ中で製造した。
つぎの溶液を調製した: 溶液A:n−ブチルアクリレート751.4 gl、3
−ブチレングリ    1.27gコールジアクリレー
ト 溶液B:メタ重亜硫酸ナトリウム   1.75g脱イ
オン水        27.4 g溶液C:過硫酸ア
ンモニウム     4.84g脱イオン水     
   76.1 g溶液D=スチレン        
 250.6 gジビニルベンゼン      2.8
5g(ダウ・ケミカル社からの活性成分55%の溶液)
脱イオン水3,460g、つぎの乳化剤、すなわち“サ
イペックス(Sipex ) UB”ナトリウムラウリ
ルサルフェート(アルコラック社製)2゜1g及び“エ
ーロゾルA−268″ジナトリウムスルホサクシネート
(アメリカン・サイアナミド社製)4.2g、及び溶液
814.6gを反応用フラスコに装入した。このフラス
コを室温でN2ガスを分散させながら30分間撹拌して
O8含量を低減せしめた。
その後にN2ガスを分散させた溶液A150゜5gを添
加した。このフラスコの内容物を55℃まで加熱し、つ
いで溶液C13,5gを添加して重合を開始させた。
1.5時間の反応後、採取した試料は樹脂固形分含量4
.1%を示し、これは約96%の転化率であることを示
した。ついで溶液Aの残部及び溶液814.6g及び溶
液C40,4gを添加した。
55℃でさらに2.5時間反応させた後、採取試料は樹
脂固形分含ff117.2%を示し、これは97%より
高い転化率であることを示している。
この反応混合物を35℃まで冷却しそして溶液りを添加
して35℃で15分間混合した。ついでこの反応混合物
を60℃まで加熱しそして溶液Cの残量を添加した。こ
の混合物を1.25時間反応させた。温度を75℃まで
上昇させそして45分間保持した。最終的に採取した試
料は樹脂固形分22.496を含み、これは98%より
高い転化率に相当した。
この生成物ラテックスはラテックス800m1当りメタ
ノール1600m1の割合のメタノール中のCaCf2
の0625重量%の溶液中で凝結した。この凝塊を)P
遇し、新しいメタノールで洗浄しそして真空オーブン中
で60°Cで乾燥した。
この生成物は75重−%のゴム含量、211r++++
の数平均ラテックス粒子直径、メチルエチルケトン(M
EK)中における8、1の膨潤指数及びNIEK抽出か
らのゲル分91.1%を有していた。
実施例1−3 高衝撃ポリスチレン(HIPS)及び調製Aの耐衝撃性
改良剤の数種の混合物をヘンシェル(Hen5chel
 )式ミキサー中で混和し、ついで1インチのウニイン
(Wayne )弐ニ軸スクリュー押出機を用いて35
 G−365−375−385丁の温度プロフィールで
押出した。押出物質を85型東芝射出成形機上で350
″F(溶融) /130@F(金型)にセットされた温
度でASTM試験片に射出成形した。使用した組成物及
び得られた結果を次表に示す。
表 実施例           対照  1  2  3
HIPS”         ’ 100  100 
 100  100ゲロイ(Geloy)IM−XS”
 ”          5 − 10   20HD
T (”F)1/4インチ  168  171  1
71  16764psi アイゾツト(f’t−1b/in)     5.6 
 8.5  8.0  8.6ガードナー(in−1b
)       50   75   85  125
T Y S (psi)         4620 
 4370  4260  4090T B S (p
si)         3720  3490  3
400  3180TE(%)           
52   50   54   47フローチヤネル(
インチ)11.25   11 10.69 10.4
4光沢(60’)         40   43 
  45   48”HIPSは商業的に入手したゴム
変性ポリスチレンである。これは約10%のブタジェン
ゴムを含宵しかつ約ao、oooの数平均分子量を有す
る。この製品はハンツマン(HuntsIllan)ケ
ミカル社からハンツマン1897の名称で販売されてい
る。
寡8ゲロイIM−XSの詳細な組成については1986
年3月14日出願の米国特許出願837゜406号明細
書中に記載されている。使用された、調製法は上記詳述
した方法によってなされる。
上表のデータは調製Aの耐衝撃性改良剤がHIPSに対
してきわめて強力な耐衝撃性改良剤であることを実証す
るものである。組成物の衝撃強さが顕著に増大されるの
みならず、耐熱性のような他の重要な物理的性質は不変
であるかあるいは僅かに影響を受ける。表面の光沢はき
わめて高い。
本発明の多数の変形は前述した詳細な説明から当業者に
は自明であろう。たとえば、架橋n−ブチルアクリレー
トコアをもつ改質剤の代りに、架橋2−エチルへキシル
メタクリレートコアをもつ改質剤を使用し得る。α−メ
チルスチレン、ビニルトルエン又は核置換ジブロムスチ
レン樹脂相をもつ改質剤も使用し得る。ジエンゴム変性
HIPSの代りに、ゴムがアクリレートゴム又はEPD
MゴムであるHIPSを使用することもできる。
すべてのか\る自明の修正は特許請求の範囲に記載され
た本発明の意図する技術思想の範囲内である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、つぎの成分: (a)ゴム変性ポリ(アルケニル芳香族) 樹脂からなる基剤樹脂;及び (b)架橋(メタ)アクリレートコア及び これと相互貫入した架橋スチレン系樹脂シェルからなる
    性質改善有効量の改質剤; を含有してなる熱可塑性樹脂組成物。 2、成形後に改善された衝撃強さ、耐熱性及び表面外観
    をもつ請求項1記載の組成物。 3、成分(a)が式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1及びR^2はそれぞれ炭素数1〜6個の
    低級アルキル又はアルケニル基又は水素であり;R^3
    及びR^4はそれぞれ塩素、臭素、水素又は炭素数1〜
    6個の低級アルキル基であり;R^5及びR^6はそれ
    ぞれ水素又は炭素数1〜6個の低級アルキル又はアルケ
    ニル基であるか、あるいはR^5及びR^6は一緒に隣
    接する炭化水素基と連結してナフチル基を形成し得る)
    の単位を含んでなる請求項1記載の組成物。 4、該ゴム変性成分(a)は、 (i)R^1、R^2、R^3、R^4、R^5及びR
    ^6がそれぞれ水素である; (ii)R^1がメチル基でありそしてR^2、R^3
    、R^4、R^5及びR^6がそれぞれ水素である; (iii)R^1、R^2、R^4、R^5及びR^6
    がそれぞれ水素でありそしてR^3がメチル基である;
    及び (iv)R^1及びR^2がそれぞれ水素でありそして
    R^3、R^4、R^5及びR^6の少なくとも二つが
    臭素でありそして残りは水素である; 単位を含んでなる請求項3記載の組成物。 5、該ゴム変性成分(a)はR^1、R^2、R^3、
    R^4、R^5及びR^6がそれぞれ水素である単位を
    含んでなる請求項4記載の組成物。 6、成分(a)中のゴムは天然ゴム又は合成ゴムからな
    る請求項1記載の組成物。 7、合成ゴムはジエンゴム、EPDMゴム、アクリレー
    トゴム又はこれらのゴムの任意の混合物から選ばれる請
    求項6記載の組成物。 8、ゴムがポリブタジエンである請求項7記載の組成物
    。 9、改質剤(b)は基剤樹脂(a)100重量部当り約
    1〜約40重量部の量で存在する請求項1記載の組成物
    。 10、改質剤(b)は基剤樹脂(a)100重量部当り
    約5〜約25重量部の量で存在する請求項9記載の組成
    物。 11、該架橋(メタ)アクリレートコアが架橋アクリレ
    ートコアである請求項1記載の組成物。 12、該アクリレートがブチルアクリレートである請求
    項11記載の組成物。 13、該架橋(メタ)アクリレートコアが架橋コア及び
    架橋シェルの合計100重量部当り約40〜約90重量
    部を構成する請求項1記載の組成物。 14、つぎの工程: (1)成分(a)ゴム変性ポリ(アルケニル芳香族)樹
    脂及び 成分(b)架橋(メタ)アクリレートコア及びこれと相
    互貫入した架橋スチレン系樹脂シェルからなる性質改善
    有効量の改質剤; を含有してなる均質混合物を形成し;そして(2)該混
    合物を成形物品に成形する; 工程からなる熱可塑性樹脂組成物から成形された物品の
    衝撃強さ、耐熱性及び表面外観の改善方法。 15、均質混合物を溶融混和によって形成する請求項1
    4記載の方法。 16、工程(1)における成分(a)が式:▲数式、化
    学式、表等があります▼ (式中、R^1及びR^2はそれぞれ炭素数1〜6個の
    低級アルキル又はアルケニル基又は水素であり;R^3
    及びR^4はそれぞれ塩素、臭素、水素又は炭素数1〜
    6個の低級アルキル基であり;R^5及びR^6はそれ
    ぞれ水素又は炭素数1〜6個の低級アルキル又はアルケ
    ニル基であるか、あるいはR^5及びR^6は一緒に隣
    接する炭化水素基と連結してナフチル基を形成し得る)
    の単位を含んでなるものである請求項14記載の方法。 17、工程(1)における成分(a)が、 (i)R^1、R^2、R^3、R^4、R^5及びR
    ^6がそれぞれ水素である; (ii)R^1がメチル基でありそしてR^2、R^3
    、R^4、R^5及びR^6がそれぞれ水素である;(
    iii)R^1、R^2、R^4、R^5及びR^6が
    それぞれ水素でありそしてR^3がメチルである;及び (iv)R^1及びR^2がそれぞれ水素でありそして
    R^3、R^4、R^5及びR^6の少なくとも二つが
    臭素でありそして残りは水素である; 単位を含んでなる請求項16記載の方法。 18、工程(1)における成分(a)はR^1、R^2
    、R^3、R^4、R^5及びR^6がそれぞれ水素で
    ある単位を含有してなる請求項17記載の方法。 19、工程(1)における成分(a)中のゴムは天然又
    は合成ゴムからなる請求項14記載の方法。 20、合成ゴムはジエンゴム、EPDMゴム、アクリレ
    ートゴム又はそれらの任意の混合物から選ばれる請求項
    19記載の方法。 21、合成ゴムがポリブタジエンである請求項20記載
    の方法。 22、工程(1)における成分(b)の改質剤が成分(
    a)の基剤樹脂100重量部当り約1〜約40重量部の
    量で存在する請求項14記載の方法。 23、工程(1)における成分(b)の改質剤が基剤樹
    脂100重量部当り約5〜約25重量%の量で存在する
    請求項22記載の方法。 24、該架橋(メタ)アクリレートコアが架橋アクリレ
    ートコアである請求項14記載の方法。 25、該アクリレートがブチルアクリレートである請求
    項24記載の方法。 26、該架橋(メタ)アクリレートコアが架橋コア及び
    架橋シェルの合計100重量部当り約40〜約90重量
    部を構成する請求項14記載の方法。 27、請求項14記載の方法によって製造された成形物
    品。
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