JPH02269720A - 熱可塑性樹脂添加用の衝撃強度改善組成物 - Google Patents

熱可塑性樹脂添加用の衝撃強度改善組成物

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JPH02269720A
JPH02269720A JP2049137A JP4913790A JPH02269720A JP H02269720 A JPH02269720 A JP H02269720A JP 2049137 A JP2049137 A JP 2049137A JP 4913790 A JP4913790 A JP 4913790A JP H02269720 A JPH02269720 A JP H02269720A
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rubber
polystyrene
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JP2049137A
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William G Williams
ウィリアム・ジー・ウィリアムス
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DSM Copolymer Inc
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Copolymer Rubber and Chemical Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L51/06Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

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】 本発明は、熱可塑性樹脂用の変性剤に関し、さらに特定
的には、下記に説明されるタイプの低温衝撃強度改良剤
に関し、この改良剤はそれが配合された熱可塑性樹脂の
表面平滑性及び外観を元のままに保持しうるようにする
ものである。
一般的な熱可塑性樹脂、すなわちポリカーボネート、4
リエステル、ポリフエニレンエーテル、ポリアミド、ポ
リスチレン、アクリル等は、それらを成形品として使用
するのに適当な諸性質を兼備している。そのような樹脂
は、一般的に、就中、良好な伸び、良好な引張強度及び
良好な耐衝撃性・を示す。しかし、そのような樹脂がノ
ツチ(切り欠き)の影響を受は易く、割れの伝播に対す
る低抵抗性のために衝撃で脆性破壊し易いことが広く認
められている。それら以外は良好な範囲の物理的性質に
おけるかかる欠点は、それらの樹脂から成形された物品
の有用性を著しく制限する。
熱可塑性樹脂のかかるノツチ感受性を改善し、衝撃時の
脆性破壊を防止することは、多くの研究開発の主題であ
った。一般には、そのような問題を解決するために、そ
の他の性質に実質上影響を与えることなくノツチ感受性
を改善する添加剤を熱可塑性樹脂に添加または混合する
ことがなされてきている。そのような添加剤として最も
一般的なタイプのものは、熱可塑性樹脂内に分散された
個別粒子をなすゴム様またはエラストマー物質、例工ば
エチレン・プロピレン共重合体(EPM)またはエチレ
ン・プロピレン・ポリエン三元共重合体である。しかし
、そのようなゴム様またはニジストマー物質の添加で達
成される所望の水準の改善は、そのようなゴム様または
エラストマー物質と多くの熱可塑性樹脂との間の相対的
な非相溶性のために、そのようなマ) IJラックス脂
で一般的に達成される表面及び内側美観の低下をもたら
す。これでは、マ) +7ツクス樹脂の多くの通常の最
終用途に適当でない耐衝撃性教養熱可塑性組成物になっ
てしまう。
ゴム様またはエラストマー物質に対して、熱可塑性樹脂
に接合する部位を与え、かくして相溶性を増加させるよ
うにゴム様またはエラストマー物質を変性することによ
り、この問題を克服し、そしてゴム様またはエラストマ
ー物質と熱可塑性樹脂との間の相溶性を増大させようと
する企みがなされてきている。
米国特許第3435093号(コープ)明細書には、ポ
リエチレンテレフタレートと;一般式R−CH=CH2
(Rは水素である(エチレン)か、または1〜3個の炭
素原子のアルキル基である(プロピレンないしはンテン
)〕のアルファ・オレフィンのイオン性炭化水素共重合
体、及び3〜5個の炭素原子を含むアルファ・ベータエ
チレン性不飽和カルボン酸で変性された上記共重合体と
、ブレンドを記載している。上記米国特許明細書は、本
発明の実施に用いられる添加剤の成分を示唆ないし教示
しない。
改善された靭性または延性の問題は米国特許第4172
859号及び第4174358号(エプスタイン)明細
書に記載されている。これらの米国特許明細書において
は、ポリアミド、ポリエステル及びポリカーボネート樹
脂の靭性及び衝撃強度を改善するために添加剤として使
用するための無数ともいえる物質及びそれらの組合せを
列挙して水際防衛をなそうとしているので多少混同がな
されている。これらのエプスタインの米国特許明細書に
おいては、共重合体添加剤の粒子寸法及び引張モジュラ
スの重要性が強調されている。これらのエプスタインの
米国特許明細書においては、多数の多様な物質のうちか
らエチレン・プロピレン共重合体及びエチレン−プロピ
レン・ポリエン三元共重合体の使用、ならびに変性剤と
してアルファ・ベータエチレン性不飽和カルボン酸、ジ
カルボン酸及びその無水物の使用によりマトリックス樹
脂に接合する部位を設けることが意図されているものの
、本発明の概念はなんら認識されていない。
現在出願中の米国特許出願第690613明朗mKは、
エチレン、03〜C1,6モノオレフィン、ポリエン、
及び好ましくはエチレン、プロピレン、ジエンゴム様共
重合体がそのような熱可塑性ポリエステル、ポリアミド
、ポリカーボネート樹脂のための良好な耐衝撃性改良剤
となるためには、両者が相溶性とされなければならない
という考え方に基〈発明が記載されている(本発明はそ
の発明の改良に係る)。その発明の目的は、エチレン、
モノオレフィン、ポリエン共重合体ゴムのポリエステル
との相溶性を大巾に改善して、熱可塑性ポリエステル樹
脂のための改善された衝撃性改良剤を与え、しかも最終
成形物品のすぐれた内観及び外観’e#持することに向
けられている。
概記すれば、上記米国特許出願明細書に記載されている
発明の特徴は、ポリエステルのようなマトリックス熱可
塑性樹脂60〜90重量部、及びエチレン/1種または
それ以上のモノオレフィン/1種またはそれ以上のポリ
エンの共重合で得られた不飽和ゴム10〜40重量部を
ブレンドしてなる組成物に具体化される。そのゴムの主
鎖不飽和ゴム成分はアルコキシ部分にエポキシ官能性を
有するアルファ・ベータ不飽和酸のエステル(例えばメ
タクリル醪とエポキシアルコールから誘導されたエステ
ル)で変性されており、そのエステルは主にグラフト反
応によって主鎖ゴムに結合しておシ、交叉結合反応はほ
とんどしていない。
出願中の米国特許出願第800332号(1985年1
1月21日出願)には1.前記米国出願第690613
号明細書に記載された発明と比較して、グラフト化変性
剤のゴム主鎖相(EPDM)の制御された交叉結合が、
マトリックス樹脂(ポリエステル、ポリカーボネートま
たはポリアミド)との最終ブレンドのニットライン強度
の著しい向上を与える点で、改善された発明が記載され
ている。その際には交叉結合反応は熱可塑性マトリック
、ス樹脂中にグラフト化されたゴム相の適切な分散がな
された後に実施され、また交叉結合“はグラフト(a−
Aれ売タムの、ゴム相に集中的に生じる。かかる目的の
ためにグラフト化ゴムと反応しうる化合物の形の交叉結
合剤、例えばジカルボン酸または対応するジ無水物及び
/またはジアミン(例:へキサメチレンジアミン;HD
A、メラミン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無水
物、アジピン酸。
マレイン酸、無水マレイン酸等)が使用される。
衝撃強度、靭性及びニットライン強度の所望の改善は、
上記熱可塑性マ) IJラックス脂と前記出願中の米国
特許出願明細書中に記載されたタイプの変性剤とをブレ
ンドすることに↓シ達成されたが、それから作られた号
終製品(例えば成形品)は、内観及び表面特性の点でさ
らに改善できるであろう。
本発明の実施により、前記各米国特許出願に係る組成物
から作られる製品の内観及び表面特性は、グラフト化さ
れたEPMまたはEPDMゴム以外に、マトリックス樹
脂用変性剤が活性化ポリスチレン(例えば米国ミシガン
州ミドランドのダウ・ケミカル社から商標REACTI
VE POLYSTYRENE(RPS)で市販されて
いるもの)を含む場合に、改善されることが、ここに発
見された。この反応性ポリスチレン成分は、グラフト化
ゴムと一緒にしてからマトリックス樹脂とブレンドして
よく、あるいは、マトリックス樹脂とのブレンドのため
にグラフト化ゴムと別々の形で添加されてもよい。
さらに特定的には、本発明の特徴を具体化している変性
剤組成物は、アルファ・ベータ不飽和ジカルボン酸また
はその無水物、あるいはエポキシ官能性アルファ・ベー
タエチレン性不飽和炭化水素でグラフトされたEPMま
だはEPDMゴム25〜90重量部と、反応性、+OI
Jスチレン10〜75重量部とからなる。かくして本発
明の熱可塑性成形用組成物は、マ) IJラックス脂4
5〜90重量部及び上記変性剤組成物55〜10重量部
を含む。
本発明の実施において有利に使用されるマトリックス樹
脂の例としては、ポリカーボネート、ポリフェニレンエ
ーテル、アクリル及ヒポリスチレンのような熱可塑性樹
脂があるが、改善は、ポリアミド及びポリエステル樹脂
のような他のマトリックス樹脂においても認められる。
前述の米国特許出願明細書に記載されているように、グ
ラフト化されたゴムは、エチレンを1種またはそれ以上
のC3〜cpsモノオレフィンそして好ましくはプロピ
レンと共重合させることによυ得られたEPMゴムを、
マレイン酸、無水マレイン酸等でグラフト化したもの(
米国特許出願第537789号明細書参照):あるいは
、前述のタイプの不飽和ジカルボン酸そして好ましくは
エポキシ官能性を有するアルファ・ベータエチレン性不
飽和炭化水素でグラフトされたEPDMゴム(米国特許
出願第800332号及び第690613号明細書);
からなる。
EPMゴムとして、エチレン及び1種またはそれ以上の
モノオレフィン、好ましくはプロピレンを溶媒溶液とし
てチーグラー触媒の存在下で共重合させることにより作
られるエチレン/モノオシ・フィン及び好ましくはエチ
レン/プロピレン共重合体ゴムが使用しうるが、それは
、1−ブテン、1−はンテンまたはその他の03〜C1
2のモノオレフィンを含んでいてもよい。エチレン:プ
ロピレン−またはC3〜C12モノオレフィンの比は、
10〜95モルのエチレン45〜7モルのプロピレンま
たはその他のモノオレフィンの範囲でよい。エチレシ:
プロピレンまたはその他のモノオレフィンの比の好まし
い範囲は、エチレン45〜75モル;プロピレンまたは
他のモノオレフィン55〜25モルである。
共重合を実施する溶媒は、反応条件下で液体である任意
の適当な不活性有機溶媒であってよく、チーグラー型触
媒の存在下でのモノオレフィンの溶液重合のだめの公知
の溶媒であってよい。満足しうる炭化水素溶媒の例とし
ては、5〜8個の炭素原子を有する直鎖パラフィン(最
良の結果はヘキサンの使用によりしばしば得られる);
芳香族炭化水素(好ましくはベンゼン、トルエン等のよ
うに単一のベンゼン核を有する芳香族炭化水素);上述
の直鎖/く2フイン系炭化水素及び芳香族炭化水素とほ
ぼ同じような沸点範囲の飽和環式炭化水素、好ましくは
環核中に5〜6個の炭素原子を有する飽和環式炭化水素
;がある。選択される溶媒は、前記炭化水素の2種以上
のものの混合物、好ましくはn−ヘキサンとほぼ同じ沸
点範囲の脂肪族及びナフテン系炭化水素の混合物であっ
てもよい。溶媒が乾燥しており、かつ重合反応に使用さ
れるチーグラー触媒を妨害する物質を含まないのが望ま
しい。
周知のタイプのチーグラー触媒を使用することができる
。そのようなチーグラー型触媒は、多数の特許文献、例
えば米国特許第2993480号、第3093620号
、第3093621号、第3211709号及び第31
13115号明細書に記載されている。チーグラー触媒
の例としては、メンデレフ元素周期律表の■a、V a
 s Vl a及び■a族の重金属の化合物(例えばチ
タン、バナジウム、クロムのハロゲン化物)t−、メン
デレフ元素周期律表のI、■または■族の金属の有機金
属化合物であって少なくとも1個の炭素−金属結合を有
するもの(例えば、アルキル基が1〜20個、好ましく
は1〜4個の炭素原子を含む、トリアルキルアルミニウ
ム、アルキルアルミニラムノ・ライド等)と、接触させ
ることにより作られる金属有機配位触媒がある。
共重合のために好ましいチーグラー触媒は、バナジウム
化合物とアルキルアルミニラムノ・ライドとから作られ
る。適当なバナジウム化合物の例としては、三塩化バナ
ジウム、四塩化バナジウム、オキシ塩化バナジウム、バ
ナジウムアセチルアセトネート等がある。特に好ましい
活性化剤としては、米国特許第3113115号明細書
のアルキルアルミニウムクロライド(一般式RIAtC
22及びR2AtCj)、及び対応するセスキクロライ
ド(一般弐R3Atz C10)がある(Rはメチル、
エチル、プロピル、ブチルまたはイソブチルである)。
触媒系における、アルミニウム及びバナジウム化合物の
アルミニウム:バナジウムのモル比は5/1ないし20
0/1の範囲、好ましくは15/1ないし60/1の範
囲でありうるが、最良の結果はアルミニウム40:バナ
ジウム1の比で得られる。これらの同じ比の値は、バナ
ジウム化合物の代シに用いられるその他の重金属の対応
する化合物、及びアルミニウム化合物の代シに用いられ
る第■、■及び■族の有機金属化合物に関しても適用さ
れる。アルミニウムセスキクロライド(例えばメチルま
たはエチルアルミニウムセスキクロライド)とバナジウ
ムオキシクロライドとから作られる触媒は、アルミニウ
ム5〜300モル当り1モルのバナジウムオキシクロラ
イドの比で好ましく、さらに好ましくは、アルミニウム
15〜60モル当り1モルのバナジウムオキシクロライ
ドであり、バナジウム1モル当り40モルのアルミニウ
ムで最良の結果がもたらされる。
重合は、攪拌機、冷却器及び、モノマー、触媒及び促進
剤等の反応関与成分を連続的に供給する導入手段、及び
ニジストマー含有溶液を連続的に取り出す導出手段を備
えた、外気に対して密閉された反応容器中で連続式に実
施するのが好ましい。
重合は、チーグラー触媒の存在下に有機溶媒中で液相で
行なわれる。重合溶媒中のエラストマーの溶液は反応器
から連続的に取り出され、触媒は触媒失活剤の添加によ
り失活される。R8V基準で表わして、所望の分子量が
達成されたとき、例えば0.4〜5.0、好ましくは1
.5〜3.0の範囲内のR8Vを有する重合体が得られ
たときに取り出しを行なう。R8Vは、135℃でのデ
カリン中0.1チ溶液の還元粘度である。
EPMゴム様共重合体へ反応させられる成分として、無
水マレイン酸を使用するのが好ましいが、その他の不飽
和ジカルボン酸またはその無水物(下記一般式のもの)
も使用できる。
上記両一般式において、Rは0〜4個の炭素原子を有す
るアルキレン基であり、Yは好ましくは水素であるが、
分岐もしくは直鎖のアルキル基、無水物結合、ケトン、
複素環のような有機基、またはその他の有機基(C1−
C12)、ノ・ロゲン基(塩素、臭素または沃素)であ
ってもよく、Xの少なくとも一方、好ましくは両方はヒ
ドロキシル基であるが、X基の一方は、1〜8個の炭素
原子を有するアルコキシ、またはアリーロキシ基のよう
なエステル形成性基であってもよい。
例えば、下記の実施例における無水マレイン酸の全部ま
たは一部の代りに、同モル量のその他の不飽和ジカルボ
ン酸またはその無水物、例えばイタコン酸、無水イタコ
ン酸、フマル酸、マレイン酸等を使用することができる
反応は過酸化物触媒の存在下において実施される。週酸
化物触媒としては、ジクミルはルオキシド、t−ブチル
ヒドロペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、t−ブ
チルベルオクタノエート、ジ−t−ブチルペルオキシド
、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロにルオ
キシド、t−プチルベルベンゾエート、Z5−ジメチル
−2,5−ジ(1−ブチルペルオキシ)ヘキサン、ある
込は、その他の水素奪取性フリーラジカル源(例えば、
アルキルペルオキシエステル、アルキルペルオキシド、
アルキルヒドロにルオキシド、ジアシルぼルオキシド等
)があシ、これらは反応器に対して、EPM、反応性ポ
リスチレン及びポリアミドと一緒に一時に添加される。
所望の結果は、EPM重合体へのグラフト反応により少
なくとも部分的に反応された酸無水物または酸の量が、
ベース重合体の重量の0.2〜5重量%の範囲、好まし
くは0.5〜4重量%の範囲内であるときに達成される
。一般に、重合体に対して反応した酸または酸無水物の
量は、反応に導入された当該物質の約30〜80チの部
分にすぎない。
エチレン、3〜16個の炭素原子を有する1種またはそ
れ以上のモノオレフィン(好ましくはプロピレン)及び
1種またはそれ以上のポリエンの重合によって作られる
EPDMゴム成分は、低温ノツチ感受性(0℃以下の温
度)が余り重要ない場合には、本発明のEPM成分の代
りに使用できる。
EPDM共重合体の製造に際して、複数の炭素−炭素二
重結合を含むポリエンは、エチレン−モノオレフィン−
ポリエン三元共重合体の製造における第3のモノマーと
して使用するのに公知のものから選択でき、例えば4〜
20個の炭素原子を含む開鎖、多不飽和炭化水素(例:
1,4−へキサジエン)、単環式ポリエン、及び多環式
ポリエンがある。多不飽和架橋環炭化水素またはハロゲ
ン化架橋環炭化水素が好ましい。そのような架橋環炭化
水素の例としては、ジシクロペンタジェン、ビシクロ1
2.1 )へブタ−2,5−ジエンのように架橋環の一
つに少なくとも1個の二重結合が存在するビシクロ(2
41)へブタン多不飽和誘導体;アルキリデンノルボル
ネン類、及び特に、アルキリデン基が1〜20個、好ま
しくは1〜8個の炭素原子を含む5−アルキリデン−2
−ノルボルネン類;アルケニルノルボルネン類、及び特
に、アルケニル基が3〜20個、好ましくは3〜10個
の炭素原子を含む5−アルケニル−2−ノルボルネン類
がある。その他の架橋環炭化水素の例としては、ビシク
ロ(2,2,2)オクタンの多不飽和誘導体〔例えばビ
シクロ(3,ス1)オクタン〕、ビシクロ(3,3,1
)ノナンの多不飽和誘導体及びビシクロi[3,2,2
)ノナンの多不飽和誘導体がある。
好ましい架橋環化合物の特定例としては、5−メチレン
−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネ
ン、5−n−プロピリデン−2−ノルボルネン、5−イ
ンブチリデン−2−ノルボルネン、5−r、−ブチリデ
ン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジェン;メチル
ブテニルノルボルネン類、例えば5−(2−メチル−2
−ブテニル)−2−ノルボルネン捷たは5−(3−メチ
ル−2−ブテニル)−ノルボルネン、及ヒ5− (3,
5−ジメチル−4−へキセニル)−2−ノルボルネンが
ある。
EpDyt主釦ゴムは、エチレン及びプロピレン(また
はその他のC3〜CI6モノオレフィン)を、95:1
0ないし5:90のエチレン:プロピレンのモル比、好
ましくは70:30ないし55:45のエチレン:プロ
ピレンのモル比で化学的に結合して含んでいてよい。ポ
リエンまたは置換ポリエンは0.1〜10モルチ、好ま
しくは0.3〜10モルチの量でそれに化学的に結合さ
れていてよい。主鎖ゴム中の不飽和の水準は、高分子鎖
中01000個の炭素原子当り約0〜20個の二重結合
の範囲でありうる。
共重合は、前述のタイプのチーグラー触媒の存在下で実
施される。
EPM及びEPDM重合体の製造法は周知であり、例え
ば米国特許第2933480号、第3093621号、
第3211709号、第3646168号、第3790
519号、第3884993号、第3894999号及
び第4059654号等の明細書に詳しく記載されてい
る。
アルコキシ部分にエポキシ官能性を有するメタクリ酸エ
ステルとして、グリシジルメタクリレートを使用するの
が好ましいが、下記の一般式を有するその他のエポキシ
化合物も使用できる。
ことにR′はエポキシ官能性を有する有機基であり、R
は水素、メチル、エチル、プロピルまたはその他のアル
キル、アラルキル、環式または芳香族基である。そのよ
うな他の変性剤の代表例は、グリシジルアクリレート、
グリシジル2−エチルアクリレート、グリシジル2−プ
ロピルアクリレート等である。
エポキシ成分の装入量が、主鎖ゴム100重量部当り2
〜15重量部の範囲内であるときに、所望の結果が達成
される。
ジアルキルペルオキシドのようなフリーラジカル開始剤
を用いてグラフト反応を促進してもよい。
そのような開始剤は、一般に、EPMまたはEPDMゴ
ムの100重量部当り1〜5重量部、好ましくは1〜2
重量部の量で用いられる。
グラフト反応は、10〜30重量%の範囲の濃度で溶媒
中に溶解したゴム主鎖を、125〜200℃の温度で+
〜2時間にわたり常時攪拌しながら実施できる。反応条
件は、周知のように触媒のタイプ及び量ならびに温度条
件に多少依存して変えうるう多量のグラフトモノマーが
主鎖ゴムに結合されるべき場合には、グラフト反応を、
主鎖ゴムの溶融状態で(すなわち押出機を用いてのグラ
フト反応で)実施するのが有利であることが発見された
。このような反応操作は、主鎖ゴム、過剰のグラフトモ
ノマー及び適当な触媒を単に溶融押出機に供給し、そし
てそれらの供給成分を高温で混合及び反応させることに
より実施できる。
反応性ポリスチレンは、下記構造式によって表わされる
ように重合体鎖に結合された環式イミノエーテル基、好
ましくはオキサゾリン基によって特徴付けられる。
そのような活性基はカルボキシル、無水物、エポキシ、
アミン、アルデヒド及びイソシアネート等の基(これら
はグラフト比隣ゴム内に含まれてグラフト化済ゴムとマ
トリックス樹脂との間のブレンドまたは相溶性を向上さ
せる)と反応することができる。本発明において使用で
きる反応性ポリスチレン、及びその製法についての詳し
い説明は、米国特許第4590241号明細書を参照す
るとよい。
本発明による改善は、反応性ポリスチレンとグラフト化
ゴムとの反応による変性剤の独特な構造及び物理的性質
からもたらされるものと考えられ、次いで変性剤がマト
リックス樹脂と(例えば、押出機、バンバリー、熱ロー
ルミル等の溶融加工処理装置で)ブレンドされるときに
無定形ゴム内に結晶性部位が与えられるものと考えられ
る。所望の結果は、マトリックス樹脂、反応性ポリスチ
レン及びグラフト化ゴムを別々に、押出機またはその他
の溶融加工処理装置に添加し、ブレンドする一工程操作
で達成できる。しかし、マトリックス樹脂が、反応性ゴ
ムまたは反応性ポリスチレンと反応するアミン官能性ま
たはヒドロキシ官能性を有する場合には、二工程操作が
好ましい。
本発明に使用するのに適当なポリカーボネートは、二価
フェノールと、ホスゲン、ハロホーメイトまたはカーボ
ネートエステルのようなカーボネート前駆体とを反応さ
せることにより製造できる。
典型的には、そのようなポリカーボネートは下記の式の
繰返し構造単位を有する: −(−0−A−0−C−3− ここにAは重合体生成反応に用いられた二価フェノール
の二価芳香族残基である。好ましくは芳香族カーボネー
ト重合体は0.30〜1.0 dll 9の極限粘度(
塩化メチレン中で25℃で測定)を有する。二価フェノ
ールとは、2個のヒドロキシ基を有する単核または多核
芳香族化合物であって、それらのヒドロキシ基の各々′
4が芳香族核の炭素原子に付いているものを意味する。
典型的な二価フェノール化合物は、アルキレンラジカル
、エーテル結合または硫黄結合により結び付けられたビ
スフェノール類である。好ましいビスフェノールとして
は、22−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)フロパン
、λ2−ビスー(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン、4.4’−ジヒドロキシ−ジフェニ
ルエーテル、ヒス(2−ヒドロキシフェニル)メタン、
及びこれらの混合物等である。
本発明で使用するのに好ましい芳香族カーボネート重合
体は、&2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フロパン
から得られるホモポリマー、スfxワちビスフェノール
Aである。本発明で使用するのに適当なポリカーボネー
ト、重合方法ならびにモノマー成分についての説明は、
米国特許第2999835号、第3028365号、第
3334154号、第4131575号、第40187
50号及び第4123436号明細書に記載されている
本発明における使用のためには、ポリフェニレンエーテ
ル化合物も適当である。そのような化合物は、一般に、
フェノール化合物を触媒の存在下に酸素または酸素含有
ガスで醪化カップリングして、例えばポリ(ス6−ジ、
フェニルー1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(Z6
−シメトキシー1゜4−フェニレン)エーテル、ポリ(
2,6−ジクロロ−1,4−フェニレン)エーテル等の
ホモ重合体または共重合体を生じさせる。特に好ましい
ポリフェニレンエーテル化合物群としては、酸素エーテ
ル原子に対してオルトの二つの位置にC1−c。
アルキル置換基を有するもののホモ重合体及び共重合体
がある。この欅のものの例は、ポリ(26−シメチルー
1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジニチ
ルー1,4−)ユニしン)エーテル、;Nv<2.6−
vプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2
−エチル−6−ブロビルー1.4−フェニレン)エーテ
ル等である。最も好ましいポリフェニレンエーテルはポ
リ(2,6−ジメチル。
−1,4−フェニレン)エーテルでアル。
ポリフェニレンエーテルは周知であり、対応するフェノ
ール類及びその反応性誘導体から触媒法または非触媒法
により製造できる。#?リフエニレンエーテルの例及び
その製造方法は、米国特許第3306874号、第33
06875号、第3257357号、第3337501
号及び第3787361号明細書に記載されている。
周知のポリスチレン及びアクリル樹脂も、本発明の変性
剤とブレンドすることにより同様に有利な効果が得られ
る。
本発明の熱可塑性プラスチックの変性剤含有成形用組成
物は、成形用ベレットとして単独で、あるいは他の重合
体と混合されて使用することができ、ガラス繊維、雲母
等の充填剤、ならびに顔料、染料、安定剤、可塑剤等を
含んでもよい。特定の用途に必要かつ適当なものは当業
者によって容易に決定されうる。
本発明の概念全上述したが、以下では実施例により本発
明をさらに例示、説明する。
実施例I EPMゴムの無水マレイン酸グラフトの製造275のR
3Vを有するモル比60/40のエチレン−プロピレン
EPMゴム(米国ルイジアナ州ペイトン・ルージのコポ
リマー・ラバー・77ドφケミカル・コーポレーション
市販のrEPsyn  7006 j :商標)をスク
リュウ・フィーダー(K−TRON社製)で同方向回転
ツインスクリュウ押出機(ワーナー・フライダラー社の
rZSK 30 J (I 2バレル)にci、o J
 yド/時の速度で供給した。すべての領域で温度は2
00℃であった。
2 / 1 / 0.1の重量比で無水マレイン酸/ア
セトン/ Z 5− :)メチル−2,5−ジ(t−ブ
チルペルオキシ)ヘキサン(DBPH)’i含む溶液を
0.224ポンド/時の速度で供給した。この供給速度
は、ゴム100重量部当り(phr)2.4重量部の無
水マレイン酸濃度及び0.12 phrのDBPH濃度
に対応する。アセトン及び未反応無水マレイン酸を、バ
レル中の排気孔を介して減圧を掛けることによシ蒸発除
去し1次いで凝縮させた。押出物を水浴中で冷却し、ベ
レット化した。乾燥したベレットは、1.7チのグラフ
ト度(DOG)及び1.56のR8Vt−有した。ベー
スノゴム(EPM)のR8V及びグラフト化ゴムのR8
Vはデカリン中の0.1%溶液で135℃において測定
した。
グラフト反応は、前述のように溶媒溶液中でまた塊状反
応法で実施したつ 実施例2 100重量部の主鎖ゴA (R8V値=2.2゜100
0個の炭素原子当り9個のC=C18重量%の5−エチ
リシンー2−ノルボルネン:エチレンプロピレン比=2
/1.ムーニイ粘度=40、コポリマー・ラバー・アン
ド・ケミカル社のrEPSYN  4906J商標;)
;0.1重量部の酸化防止剤(ラバ・ガイギー社の[I
rganox1076Jフェノール系酸化防止剤);及
び300重量部のへキサン;を1ガロンの反応器(ハス
テルロラグC:商標)に仕込んだ。反応器を密封し、窒
素でフラッシングし、155℃に加熱した。
2、.5重量部のグリシジルメタクリレートを15重量
部のヘキサンに溶解したものを、反応器中へ圧入し、し
かる後に15重量部のヘキサン中の2重量部の開始剤(
パーキュレス社r Di−Cup T Jフリーラジカ
ル開始剤)を添加した。反応溶液を155℃で200〜
250 psigの圧力で1時間500〜600 rp
mで攪拌した。反応混合物を冷却し、生成物をアセトン
中で沈澱させて回収し、乾燥した。グラフト化EPDM
はZ6%の結合グリシジルメタクリレートを含み、2.
44のR8Vを有し、実質的にケ゛ルを含まなかった。
実施例3 変性剤及び変性剤/熱可塑性樹脂ブレンドの製造条件 以下の実施例において、本発明による変性剤は、20/
1のL/D比を有する1インチ単一スクリュウ押出機(
K11lion :商標)を介しての2〜3回の押出に
よって作られた。グラフト化ゴムと反応性ポリスチレン
との変性剤組成物を作るのに使用した温度は、バレル内
で400下そしてダイで3507であった。得られた空
冷ストランドを切断してはレットとした。
熱可塑性ポリカーボネート樹脂と変性剤とのブレンドは
、20/1のL/D比を有する1インチ単一スクリュウ
押出機(Killion)を2〜3回押出すこと罠よっ
て作った。押出に用いた温度はバレル内で450下そし
てダイで4257であった。
押出されたストランドを空冷し、切断してはレットとし
た。ぼレットを引張強度及びノツチ付アイゾツト衝撃強
度用の試験片に成形した。この成形はキャビティ温度5
70〜615下及び金型温度250〜315下のプラン
ジャー射出成形機を用いて行なった。試験片は、試験前
に少なくとも16時間防湿ポリエチレン袋内に貯蔵した
試験片は下記試験に供された。
(1)ノツチ付きアイゾツト衝撃強度iAsTMD25
6により説明した。
(2)引張強度はASTM  D  638によシ測定
した。
(3)  押出プラストメーター流動速度はASTM0
1238により測定した。
(4)曲げ特性はASTM  D  790により測定
した。
(5)ブレンド品位評価(BQR)は、表面外観及び内
観に基き評定した(MWO−8−83、WGW−20−
86)。
(6)使用したポリカーボネートは特に指示しない限り
、r Lexan 141 (GE) J であった。
(7)ポリフエニレンオキサイド(ppo)は、ゼネラ
ル・エレクトリック社から粉末の形で入手し、ワーナー
・フライダラーで1回押出しによリベレット化した。
実施例4 変性剤及びポリカーボネートを含むEPMこの実施例は
、無水マレイン酸をグラフトしたEPM及び反応性ポリ
スチレンから作られた変性剤を熱可塑性ポリカーボネー
トマトリックス樹脂とブレンドしたものを例示する。
最終ブレンド中の変性剤の合計量は20チ〜40チの間
で変えた。最終ブレンド中の反応性ポリスチレンの量は
3%〜20%の間で変えた。最終ブレンド中のグラフト
化ゴムの量は10チ〜20チの間で変えた。
これらのブレンドについての室温ノツチ付きアイゾツト
衝撃強度は、7.0〜11.6ft−ポンド/インチで
あった。低温(−20℃)ノツチ付きアイゾツト衝撃強
度は、室温での値よシも約1 ft−ポンド/インチ低
かった。これと比較して変性剤なしのポリカーボネート
樹脂は2 ft−ポンド/インチよυも低い値を与えた
ポリカーボネート樹脂及びグラフト化ゴムから作ったブ
レンドは劣った表面特性及び劣った内観1を与え、それ
らは積層状、プライウッド状の組織構造の特徴を示した
。他方、本発明による変性剤を用いて作ったブレンドを
・′刀いると、よシ多量のゴムをブレンドしても内観及
び外観の悪化が少ない。
特定例として、60Fの反応性ポリスチレン及び340
2の無水マレイン酸グラフトEPM(5006)(グラ
フト度0.64チ)を用いて変性剤を作った。
70Fのこの変性剤128(lのポリカーボネート樹脂
と乾式混合して、20チ(重量)の変性剤(3チの反応
性ポリスチレン及び17%のゴム)と80チ(重量)の
ポリカーボネートのブレンドを作った。
室温ノツチ付きアイゾツト強度は9.4ft−;t?ン
ド/インチであり、低温ノツチ付きアイゾツト強度は1
1.9であった。ブレンド品位評価(BQR)は「良」
であった。
別法として、−工程バルク操作を実施した。この操作で
は10.5fの反応性ポリスチレン、59.52の上記
無水マレイン酸グラフ)EPM及び2807のポリカー
ボネートを予備混合し、前記温度(バレル内450下;
ダイで425下)で押出機で2回押出した。室温ノツチ
付きアイゾツト強度は10.6であシ、低温ノツチ付き
アイゾツト強度は81であり、よりすぐれたブレンド品
位を示しだ。従って、−工程またはユニ程操作のいずれ
でEPM含有変性剤を用いてもすぐれた低温衝撃強度特
性を示し、しかもマl−IJラックス脂本来の外観特性
が維持される。
実施例5 EPDM含有変性剤及びポリカーボネートこの実施例は
グリシジルメタクリレートグラフトEPDMゴムと反応
性ポリスチレンとから作られた変性剤の使用を例示する
最終ブレンド中の変性剤の合計量は6チ〜40チの間で
変えた。最終ブレンド中の反応性ポリスチレン(RPS
)の量はOチル22.5%の間で変えた。最終ブレンド
中のグラフトゴムの量は2..5〜23.8%の間で変
えた。ゴムのグラフトiは1.5〜3%の間で変えたが
、最終ブレンドの特性はこれにより著しい影響は受けな
かった。
これらのブランドについての室温ノツチ付きアイゾツト
衝撃(RTNI)値は1.7〜11.6ft−ポンド/
インチであった。−20℃NI値は1.4〜3.6ft
−ポンド/インチであった。ブレンド品位評価はB3〜
A1.2であり、はとんどのものがA2またはそれ以上
であった。ブレンド評価は2、5 / 3. O〜1.
0 / 1.5の範囲であった(1.0/1.0は最良
)。
特定例として、ユニ程度操作において87.59のRP
S及び262,59のグリシジルメタクリレートグラフ
トゴム(グラフト度=3.0%)を用いて変性剤を作っ
た。ゲルは4.5チであり、溶融流動(F)は2.3f
/10分であった。
この変性剤のベンツ)(359)をポリカーボネー)(
315f)と乾式混合し、2回押出処理を施した。これ
により10%の変性剤(2,5チRPS及び7.5チゴ
ム)及び90チのポリカーボネートからなるブレンドを
得た。RTNIは9.1ft−ポンド/インチであり、
−20℃NIは3.2ft−ポンド/インチであった。
ブレンド品位評価はA2であった。
一工租操作による別法においては、10.5fのRPS
、59.5fのEP55−g−3チGC,及び280t
のポリカーボネートを予備混合し、下。
記の設定条件を用いて2回押出処理した。
帯域1・・・・・・405下 帯域2・・・・・・450下 グ イ・・・・・・425下 RTNIは1ift−ポンド/インチであった。
ブレンド品位評価はB3であった。実施例30EPMと
異なり、tpnM含有変性剤は外観特性の良好な維持を
もたらすが、衝撃特性、殊に低温での衝撃特性は著しく
は改善されず、改善は処理操作に依存する。
実施例6 EPM含有変性剤及びポリフェニレンオキサイこの例は
、無水マレイン酸グラフトEPMゴム及び反応性ポリス
チレンから作られた変性剤をポリフェニレンオキサイド
(po)マトリックス樹脂とブレンドして使用すること
を例示するっ最終ブレンド中の変性剤の量を20%〜5
0%の間で変えた。最終ブレンド中の反応性ポリスチレ
ン(RPS)の量を4チ〜25チの間で変えた。
最、終ブレンド中の無水マレイン酸グラフトゴムの量を
10%〜40チの間で変えた。ゴムのグラフト度(DO
G)は0.64%〜1.7%の間で変った。
これらのブレンドについてのRTNI値は3.8〜6.
6ft−ポンド/インチであった。−20℃ノツチ付き
アイゾツト値は2..4〜5.3ft−ポンド/インチ
であった。これらの7ソチ付きアイゾツト値は、全体と
して、反応性ポリスチレンを配合しサイ無水マレイン酸
グラフトゴム変性剤に基くブレンドよりも高い。これら
のブレンドは、7/7〜1.2 / 3のブレンド品位
評価値を有した(1/1が最良、7/7が最悪である)
。反応性ポリスチレンを配合しないグラフトゴムのブレ
ンドは劣つた表面及び内観を示した(白線が見え、層状
プライウッド状組織構造を示す)。変性剤、反応性ポリ
スチレン及びグラフトゴムのブレンドは、変性剤の添加
量が高くても、外観の悪化をほとんど示さない。
特定例として、175gの反応性ポリスチレン(RPS
)及びDOG=0.64の無水マレイン酸グラフトEP
Mゴム1P5006)(175り)を用いて変性剤を作
った。この変性剤のベレット(175f)を1752の
ppoと乾式混合し、2回押出処理した。これにより5
0%の変性剤(25%のRPC及び251%のゴム)及
び50チのPPOからなるブレンドを得た。室温ノツチ
付きアイゾツト値(RTNI)は4.4ft−ポンド/
インチであり、−20℃ノツチ付きアイゾツト値(NI
)はλ5ft4ンド/インチであった。ブレンド品位評
価値は2/4であった。
実施例7 EPDM含有変性剤及びポリフェニレンオキサイド この実施例は、グリシジルメタクリレートグラフトEP
DMゴム及び反応性ポリスチレンからなる変性剤系をポ
リフェニレンオキサイドマトリックス樹脂をブレンドす
る場合を例示する。
最終ブレンド中の変性剤の量を5.8〜40チの間で変
えた。最終ブレンド中のRPSのtをOチル30チの間
で変えた。最終ブレンド中のグリシジルメタクリレート
グラフトゴムの1lf4.1%〜23.8チの間で変え
た。
これらのブレンドのRTNI値は1.2〜6.9 ft
−ポンド/インチであった。=20℃NI値は1.5〜
3.8ft−ポンド/インチであった。10チ〜50%
のポリスチレンまたは高衝撃性ポリスチレンを用いた比
較ブレンドはそれぞれ0.2〜0.47ft−ポンド/
インチ、または1.02〜1.25 ft−ポンド/イ
ンチのRTN I値を有した。
ポリカーボネートの場合と同様に、これらの量のゴムを
EPOブレンドに添加すると、劣った表面がもたらされ
(白線状の外観)また劣った内観がもたらされる(層状
、プライウッド状組織構造)。
変性剤を用いることにより、ゴムは外観の大きな劣化を
もたらさずに添加できる。これらのブレンドは615〜
1/2.5の範囲のブレンド品位評価値を有した(1/
1が最良、7/7が最悪とする)。
特定例として、30fのRPS及び270fのグリシジ
ルメタクリレートEPDMゴム(グラフト、E3%)を
用いて変性剤を作った。この変性剤のベレット(cho
r)をPP0(210F)と乾式混合して、2回押出処
理した。これにより30チの変性剤(3%RPS及び2
7%のゴム)及び70チのPPOからなるブレンドを得
た。RTN Iは6.0ft−ポンド/インチであυ、
−20℃NIは2.8ft−ポンド/インチであった。
ブレンド品位評価値は3/4であった。
同様な改善は、ポリスチレンマトリックス樹脂を、前記
各実施例のポリカーボネートまたはポリフェニレンオキ
サイドマトリックス樹脂の代りに用いても得られた。
外観及び破断は、各特定樹脂のタイプについて変性剤の
比、及び変性剤を構成する成分によって、予測される通
りに影響を受けうる。例えばより高い表面光沢は、所定
の変性剤濃度について、ゴムの濃度を下げることにより
、あるいは逆に反応性ポリスチレンの濃度を増加するこ
とにより達成できる。変性剤中のゴム成分の割合を増加
することにより、マット仕上げが得られる。これらの変
動因子の間の正確な関係は熱可塑性マ) IJラックス
脂のタイプについて特異的である。
前述の変性剤濃度について、より高い室温ノツチ付き衝
撃強度(RTNI)及び低温ノツチ付き衝撃強[(LT
NI)値は、変性剤中のグラフトゴム成分の濃度全増加
することによシ達成される。
KPMまたはEPDM含有変性剤のいずれも本発明で使
用できるが、よりすぐれた低温特性はEPMで得られた
。さらには、EPM含有変性剤は一工程またはユニ程操
作のいずれにおいても同様な効果を与える。
(外 4名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、熱可塑性樹脂の外観を実質上変えることなくその低
    温衝撃強度を改善するために熱可塑性樹脂とブレンドす
    るための変性剤組成物であつて:(a)(1)エポキシ
    官能性アルファ・ベータエチレン性不飽和炭化水素、ま
    たは(2)アルファ・ベータ不飽和ジカルボン酸もしく
    はその無水物、でグラフトされたEPMまたはEPDM
    ゴム25〜90重量部と、 (b)反応性ポリスチレン10〜75重量部と、からな
    る上記変性剤組成物。 2、ゴムがエポキシ官能性エチレン性不飽和炭化水素で
    グラフトされたEPDMゴムである請求項1記載の変性
    剤組成物。 3、ゴムが不飽和ジカルボン酸もしくはその無水物でグ
    ラフトされたEPMゴムである請求項1記載の変性剤組
    成物。 4、ゴムがグリシジルアクリレートまたはグリシジルメ
    タクリレートでグラフトされたEPDMゴムである請求
    項1記載の変性剤組成物。 5、ゴムが無水マレイン酸でグラフトされたものである
    請求項1記載の変性剤組成物。 6、EPMゴムがエチレンと1種またはそれ以上のモノ
    オレフィンとの共重合体である請求項1記載の変性剤組
    成物。 7、ゴムがEPMゴムであり、かつ10〜90モルのエ
    チレンと90〜5モルのプロピレンとの共重合体である
    請求項1記載の変性剤組成物。 8、ゴムがEPDMゴムであり、かつエチレン、C_3
    〜C_1_6モノオレフィン及びポリエンの共重合体で
    ある請求項1記載の変性剤組成物。 9、ゴムが、95〜10重量部のエチレン、5〜90重
    量部のプロピレン及び0.1〜10重量部の5−エチリ
    デン−2−ノルボルネンの共重合体であるEPDMゴム
    である請求項1記載の変性剤組成物。 10、反応性ポリスチレンが、そのポリスチレン鎖上に
    オキサゾリン基を有するポリスチレンである請求項1記
    載の変性剤組成物。 11、請求項1記載の変性剤組成物を製造する方法であ
    つて: (a)(1)アルファ・ベータ不飽和ジカルボン酸もし
    くはその無水物、または(2)エポキシ官能性アルファ
    ・ベータエチレン性不飽和炭化水素でグラットされたE
    PMまたはEPDMゴム25〜90重量部と、 (b)反応性ポリスチレン10〜75重量部と、をブレ
    ンドすることからなる上記製造方法。 12反応性ポリスチレンが、ポリスチレン鎖に結合され
    た環状イミノエーテル基を含む請求項11記載の方法。 13、ゴムがEPMゴムである請求項11記載の方法。 14、結晶性熱可塑性マトリックス樹脂45〜90重量
    部と、請求項1記載の変性剤組成物55〜10重量部と
    、からなる熱可塑性成形用組成物。 15、マトリックス樹脂がポリカーボネート、ポリフェ
    ニレンオキシド、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリア
    ミド及びアクリレートからなる群より選択される請求項
    14記載の成形用組成物。 16、結晶性熱可塑性マトリックス樹脂を請求項1記載
    の変性剤組成物と共にホットメルト押出しすることから
    なる熱可塑性成形用組成物の製造方法。 17、請求項16記載の方法により製造された熱可塑性
    成形用組成物。 18、反応性ポリスチレンがポリスチレン鎖上に環状イ
    ミノエーテル基を含む請求項16に記載の方法。 19、反応性ポリスチレンがポリスチレン鎖上に環状イ
    ミノエーテル基を含む請求項17に記載の組成物。
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