JPH03290444A - 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂発泡体の製造方法

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JPH03290444A
JPH03290444A JP9165790A JP9165790A JPH03290444A JP H03290444 A JPH03290444 A JP H03290444A JP 9165790 A JP9165790 A JP 9165790A JP 9165790 A JP9165790 A JP 9165790A JP H03290444 A JPH03290444 A JP H03290444A
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JP
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propylene polymer
weight
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graft
polystyrene
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JP9165790A
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Motonobu Furuta
元信 古田
Satoru Hosoda
覚 細田
Yasushi Okamoto
康 岡本
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は実質的に無架橋の高倍率の熱可塑性樹脂発泡体
の製造方法に関する。
[従来の技術およびその課題] ポリスチレン、ポリエチレン等は、それらの特徴を生か
した種々の発泡体原料として利用されているが、プロピ
レン重合体は発泡分野では未だ十分には利用されていな
い。
ポリスチレンの発泡体は耐油性、あるいは耐熱性が十分
ではなく、またガス透過性が比較的高いという問題があ
る。
またポリエチレンの発泡体は用途によっては剛性などが
十分ではない。従っで、ポリエチレン発泡体およびポリ
スチレン発泡体は、共にそれらの問題点の改良が市場か
ら強く要望されるところであった。
また、特開昭57−90027号には、発泡温度が低く
することができること、および発泡適正温度領域を広く
取り得ることを考慮しで、エチレン−プロピレンランダ
ム共重合体やこれとポリエチレンまたはエチレン−酢酸
ビニル共重合体等とのブレンド物が適していると記載さ
れている。しかしながら、上記のランダム共重合体やポ
リエチレン等とのブレンド物の発泡体は剛性が不十分で
ある。
一方、プロピレン重合体は比較的耐熱性、剛性に富むな
ど、ポリスチレン、ポリエチレンにない優れた特徴を有
しているところから、発泡体の原料として検討されてい
る。
例えば、特開昭59−157127号にポリプロピレン
系発泡体の製造方法が記載されているが、ここではエチ
レン−プロピレンランダム共重合体、あるいは軟質プロ
ピレンホモポリマーを発泡体の原料として使用しており
、該発泡体の剛性は十分ではない。
プロピレン重合体とポリスチレンそれぞれの長所を具備
した発泡体原料、具体的には、プロピレン重合体の優れ
た耐油性、耐熱性、低いガス透過性、およびポリスチレ
ンの優れた剛性、成形収縮率を具備した熱可塑性樹脂発
泡体が市場から強く要望されるところであった。
単純にプロピレン重合体とポリスチレンを混合して得ら
れる熱可塑性樹脂組成物は成形品中に相分離が生じたり
、ビーリングが生じる等の問題があり好ましくない。
[課題を解決するための手段] 本発明者らはこの問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結
果、これらの問題はプロピレン重合体とポリスチレンと
の間の相溶性が不十分なことに起因するものであり、プ
ロピレン重合体およびポリスチレンの両者に溶解しうる
相溶化剤を配合することによりこれらの問題を解決しう
ることを見いだし本発明に到達した。
すなわち、本発明は無機気泡調整剤を0.2〜2重量部
含有する、 (a)スチレン系単量体をグラフト共重合して得られる
変性プロピレン重合体、 (b)プロピレン重合体、および (C)ポリスチレン よりなる組成物を蒸発型発泡剤を用いて発泡させること
を特徴とする実質的に無架橋の高倍率の熱可塑性樹脂発
泡体の製造方法に関するものである。
本発明の成分(a)における原料プロピレン重合体、成
分(b)におけるプロピレン重合体とは、プロピレン単
独重合体またはプロピレン共重合体を意味し、プロピレ
ン共重合体とは、プロピレンと炭素数2〜18個の他の
α−オレフィンとのランダムまたはブロック共重合体を
意味する。
プロピレン共重合体の具体例としては、エチレン−プロ
ピレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、プ
ロピレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−4−メ
チル−1−ペンテン共重合体、プロピレン−1−オクテ
ン共重合体などを挙げることができる。
成分(a)、成分(b)におけるプロピレン重合体とし
ては、必要に応じて高結晶性プロピレン重合体を使用す
ることができる。
ここでいう高結晶性プロピレン重合体とは、プロピレン
のホモポリマーまたはブロックコポリマーの第1工程で
重合された第1セグメントであるプロピレンのホモポリ
マ一部分の沸騰へブタン不溶部のアイソタクチック・ペ
ンタッド分率が0.970以上のもの、または該プロピ
レン重合体のホモポリマ一部分の沸騰へブタン不溶部の
アイソタクチック・ペンタッド分率が0.970以上で
、かつ沸騰へブタン可溶部の含有量が5.0重量%以下
であり、かつ20℃キシレン可溶部の含有量が2゜0重
量%以下であるものをいう。
このような高結晶性プロピレン重合体は、例えば特開昭
Go−28405号、同60−228504号、同ei
−218606号、同61−287917号に例示の方
法で製造することができる。
また、高い剛性が要求される分野においては、該発生剤
をプロピレン重合体に配合することが好ましい。例えば
芳香族カルボン酸のアルミニウム塩またはナトリウム塩
(特開昭58−80829号)、芳香族カルボン酸、芳
香族リン酸金属塩、ソルビトール誘導体(特公昭55−
12460号、特開昭58−129036号)などを添
加するとこれらが結晶核の核発生剤(以下「造核剤」と
いう)となって高結晶性が得られることが知られている
また、これらの造核剤のほか、炭素数6以上のビニルシ
クロアルカン重合体も造核剤として有効に作用すること
が知られている(特開昭62−1738号)。
すなわち、プロピレン重合体に炭素数6以上のビニルシ
クロアルカン重合体をブレンドして得られる組成物であ
っで、ビニルシクロアルカン単位を該組成物中に0.0
5wtppm 〜10000100O0含有するプロピ
レン重合体組成物は、より高い結晶性を有するものであ
る。
また、先述の高結晶性プロピレン重合体に該ビニルシク
ロアルカン重合体をブレンドすることによって高剛性の
プロピレン重合体を得ることができる。
プロピレン重合体(プロピレン単独重合体、およびプロ
ピレン共重合体)は単独で、もしくは2種類以上を併用
して用いることができる。
本発明の組成物で、成分(a)においてプロピレン重合
体の変性に用いられるスチレン系単量体は、−数式[1
3 (式中、R1、R2、R3、R4およびR5は、水素、
ハロゲン、炭化水素または置換炭化水素基、炭化水素オ
キシ基または置換炭化水素オキシ基のいずれかであり、
R6は水素原子、炭素数1〜4の低級アルキル基である
。) で示される。
上記の一般式[I]中のR1、R2、R3、R4および
R5の具体例としては、水素原子;塩素、臭素、ヨウ素
などのハロゲン原子、メチル、エチル、プロピル、ビニ
ル、アリル、ベンジル、メチルベンジルなどの炭化水素
基;クロロメチル、ブロモメチルなどの置換炭化水素基
;メトキシ、エトキシ、フェノキシ、モノクロロメトキ
シなどの炭化水素オキシ基または置換炭化水素オキシ基
等が含まれる。
また、R6の具体例としては、水素原子;メチル、エチ
ルなどの低級アルキル基などが挙げられる。
スチレン系単量体の具体例としては、スチレン、2.4
−ジクロルスチレン、p−メトキシスチレン、p−メチ
ルスチレン、p−フェニルスチレン、p−ジビニルベン
ゼン、p−(クロロメトキシ)−スチレン、α−メチル
スチレン、0−メチル−α−メチルスチレン、m−メチ
ル−α−メチルスチレン、p−メチル−α−メチルスチ
レン、p−メトキシ−α−メチルスチレン等が挙げられ
る。
これらは1種または2種以上混合して用いることができ
る。
これらの中でもスチレンが好ましく用いられる。
本発明における成分(a)の変性プロピレン重合体のグ
ラフト効率とはスチレン系単量体および/またはスチレ
ン系単量体およびスチレン系単量体と共重合可能な単量
体の混合物の重合体のうちプロピレン重合体に大してグ
ラフト鎖となる効率を意味し、該グラフト効率は以下の
式から求めることができる。
[グラフト鎖部分重量/(該単量体の単独重合体重量子
グラフト鎖部分重量)] X100 (%)ここで単独
重合体とはスチレン系単量体の重合体のうちグラフトし
ていない遊離の重合体を意味する。
本発明の成分(b)におけるグラフト効率は周知の方法
で求めることが出来るが、例えば単量体としてスチレン
を使用した場合、該変性プロピレン重合体から、′メチ
ルエチルケトンを使用してポリスチレンを抽出して除去
し、該ポリスチレン部とグラフト鎖部分重量をおのおの
計量することによってそのグラフト効率を求めることが
できる。
変性プロピレン重合体中から使用した単量体の単独重合
体を抽出、除去するたの溶媒はグラフト共重合に用いた
単量体によって適当に選択することができる。
本発明の成分(b)のスチレン系単量体をグラフト共重
合した変性プロピレン重合体においで、該変性プロピレ
ン重合体を得るための共重合反応におけるグラフト効率
が30%以上であるとともに、該変性プロピレン重合体
のグラフト鎖は分子量1000〜200000であるこ
とが必要である。
該変性プロピレン重合体を得るための共重合反応におけ
るグラフト効率が30%以上であっても該変性プロピレ
ン重合体のグラフト鎖部分の分子量が1000未満であ
るとポリスチレンとプロピレン重合体の相溶性が不十分
となるために、組成物の耐熱性、耐衝撃性、落錘強度、
機械的強度等が低下し好ましくない。
また、該グラフト鎖部分の分子量が200000を越え
ると該組成物の成形加工性が悪くなり好ましくない。
該グラフト効率が30%未満だと、該組成物は、十分な
物性を発現せず、組成物中に該単独重合体が多く存在す
るために、特に該組成物の耐薬品性、耐衝撃性が著しく
低下するので好ましくない。
グラフト効率が30%未満である変性プロピレン重合体
中からグラフトしていない遊離の該単独重合体を溶媒で
抽出することは一応可能であるが、この方法はその結果
、−6該単独重合体を変性プロピレン重合体中から、除
去し得るとしても、その工程が複雑となり、しかも多大
の費用を要するので実用的には好ましくない。
本発明の成分(a)の変性プロピレン重合体を得るため
には、該グラフト効率が30%以上であるようなグラフ
ト共重合反応の条件を選択するのが好ましい。
本発明においで、成分(a)のグラフト効率が30%以
上となり、グラフト鎖部分の分子量が1000〜200
000になるような変性プロピレン重合体を製造する方
法は特に限定はなく、例えば、懸濁重合法、乳化重合法
、溶液重合法あるいは塊状重合法(重合槽を用いる方法
の他に押出機を用いる方法も含む。)等の周知のいずれ
の方法も採用することができる。
具体的には、例えばスチレン系単量体とプロピレン重合
体を以下に示すような過酸化物とともに溶融混練しで、
変性プロピレン共重合体を得る方法や、あるいはラジカ
ル重合によっで、プロピレン重合体にスチレン系単量体
を共重合させる方法等を挙げることができる。
具体的には特開平1−207349号の実施例に記載の
ごとく、水相中にプロピレン重合体、スチレン、分散剤
、ラジカル開始剤などを投入し、昇温することによって
プロピレン重合体にスチレンをグラフト共重合する懸濁
重合法を挙げることができる。
ここで、上記変性プロピレン重合体を製造する際に用い
るラジカル開始剤は特に限定されず、所望のものを適宜
選択使用することができる。
そのようなラジカル開始剤としては、公知のものが使用
できる。例えば、 2.2−アゾビスイソブチロニトリル、および2.2−
アゾビス(2,4,4)−トリメチルバレロニトリルな
どのアゾ系化合物、 メチルエチルケトンパーオキサイド、 シクロヘキサノンパーオキサイド、 3.3.5−トリメチルシクロヘキサノンパ−オキサイ
ド、 2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブ
チルハイドロパーオキサイド、 クメンハイドロパーオキサイド、 ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、 2.5−ジメチルヘキサン−2,5−シバイドロバ−オ
キサイド、 ジt−ブチルパーオキサイド、 1.3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベ
ンゼン、 2.5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ
)ヘキサン、 2.5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルブチルパー
オキシ)ヘキシン−3、 ラウロイルパーオキサイド、 3.3.5−)リメチルヘキサノイルパーオキサイド、 ベンゾイルパーオキサイド、 t−ブチルパーアセテート、 t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルオキ
シピバレート、 t−ブチル−オキシ−2−エチルヘキサノエート、 t−ブチルパーオキシ−3,5,5−)リメチルヘキサ
ノエート、 t−ブチルパーオキシラウレート、 t−ブチルパーオキシベンゾエート、 ジt−ブチルパーオキシイソフタレート、2.5−ジメ
チル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、 t−ブチルパーオキシマレイン酸、 t−ブチルパーオキシイソプロビルカーボネート、 ポリスチレンパーオキサイド 等各種有機過酸化物か挙げられる。
ラジカル開始剤の使用量はプロピレン重合体100重量
部に対して0.01〜10重量部である。
本発明に用いる成分(a)の変性プロピレン重合体ある
いは成分(b)のプロピレン重合体はMI (230℃
、2.16kg)がいずれも0.2〜20のものが好ま
しい。
MIが0.2未満だと、該組成物の発泡性が劣り、MI
が20を越えると該組成物発泡体の耐熱性が低下したり
、該プロピレン重合体を含む発泡体の強度が低下するた
め好ましくない。
本発明における成分(C)はポリスチレンである。
該ポリスチレンはMI  (20℃、  5kg)が1
〜20で、かつゴム含有率が0〜25重量%のものが好
ましく用いられる。
MIが1未満だと組成物の加工性が悪くなり、またMI
が20を越えると組成物の剛性が著しく低下するため好
ましくない。
また、該ポリスチレンのゴム含有率が25重量%を越え
ると組成物の剛性が低下して好ましくない。
また、該ポリスチレンには、必要に応じてアクリロニト
リル−ブタジェン−スチレン共重合体(ABS)、アク
リロニトリル−スチレン共重合体(As)等を加えるこ
ともできる。
本発明の成分(d)は無機気泡調整剤である。
発泡体の気泡を均一微細に揃えるために添加される該無
機気泡調整剤としては、硫酸カルシウム、炭酸カルシウ
ム、ケイ酸カルシウム等の無機カルシウム塩の他に、シ
リカ、ケイ酸マグネシウム、活性アルミナ等が用いられ
、これらの粉末の粒径分布における50%粒径が1〜1
0μmの範囲のものが望ましい。1μm未満のものでは
、粗大泡が生威し易(,10μmを越えるものでは、気
泡調節効果が小さい。これらの調整剤は組成物中に0.
1〜2重量%添加される。0.1重量%未満では気泡調
節効果が小さく、2重量%を越えて使用しても効果は変
わらない。
更に上記調整剤のうち無機カルシウム塩と下記の一般式 %式% ) (式中、nは10〜22の整数であり、Mはアル(式中
、nは10〜22の整数であり、Mはアルカリ土類金属
で、かつXは2である。)で表されるアルカリ土類金属
で、かつxはアルカリ土類金属の高級脂肪酸塩と併用し
た場合、最も大きな気泡調節効果を示す。
高級脂肪酸塩の具体的化合物としては、ステアリン酸、
パルミチン酸、オレイン酸、エルカ酸等のカルシウム、
バリウム、亜鉛等の塩が使用できる。
添加量は、上記2種類の調整剤の合計量で、組成物中0
.1〜2重量%であり、無機カルシウム塩と高級脂肪酸
金属塩の混合比は2:1〜8:1である。
これらの調整剤は、プロピレン重合体の小粒径ペレット
粒造時に添加し混練しておくことが望ましい。
本発明で用いる蒸発型発泡剤の例としては、プロパン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン等の直鎖脂肪族炭化水素類
、シクロブタン、シクロペンタン等の環式脂肪族炭化水
素類およびトリクロルフルオロメタン、ジクロルジフル
オロメタン、ジクロルテトラフルオロエタン等のハロゲ
ン化炭化水素類がある。これらの発泡剤は、その種類や
発泡条件によって異なるが、基材粒子に対して5〜25
重量%加えられる。添加の方法は、基材粒子を密閉容器
に取り、直接、発泡剤を入れて含浸する方法や、基材粒
子を密閉容器内で水に分散させ、撹拌下に発泡剤を圧入
する方法などが選ばれる。
本発明における樹脂組成物には、必要に応じで、酸化防
止剤、熱安定剤、光安定剤、造核剤、帯電防止剤、無機
または有機系着色剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、滑剤、
可塑剤、螢光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤等の各種
の添加剤を配合することができる。
本発明の樹脂組成物においては、所望により、ゴム様物
質が用いられる。
ここでいうゴム様物質とは、室温で弾性体である天然お
よび合成の重合体材料を言う。
その具体例としては、天然ゴム、ブタジェン重合体、ブ
タジェン−スチレン共重合体(ランダム共重合体、ブロ
ック共重合体、グラフト共重合体等全て含まれる。)、
またはその水素添加物、イソプレン重合体、クロロブタ
ジェン重合体、ブタジェン−アクリロニトリル共重合体
、イソブチレン重合体、イソブチレン−ブタジェン共重
合体、イソブチレン−イソプレン共重合体、アクリル酸
エステル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体
、スチレン−イソプレン共重合体、またはその水素添加
物、スチレン−エチレン−ブチレン共重合体、スチレン
−ブチレン共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン
共重合体、パーフルオロゴム、フッ素ゴム、クロロプレ
ンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、エチレン−α−
オレフィン−非共役ジエン共重合体、チオコールゴム、
多硫化ゴム、ポリウレタンゴム、ポリエーテルゴム(例
えばプロピレンオキシド等)、エピクロルヒドリンゴム
、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー
、エポキシ基含有共重合体等を挙げることができる。
[実施例] 以下に本発明を実施例および比較例によって具体的に説
明するが、本発明は要旨を逸脱しない限り、下記の実施
例に限定されるものではない。
なお、下記の例中においで、発泡倍率は発泡前後のビー
ズ径を測定して求めた。発泡体の気泡径は発泡体断面を
走査型電子顕微鏡観察して計測した。
成分(a):変性プロピレン重合体 (i)原料プロピレン重合体として実験室で製造したM
I  (230℃、2.16kg)が18のホモのプロ
ピレン重合体を用いた。
このプロピレン重合体100重量部、スチレンモノマー
56重量部、水330重量部、分散剤(メトローズ90
SH−100、商品名)3重量部、パーオキサイド(パ
ーブチルPV;商品名)1重量部とともにオートクレー
ブ中に投入し、窒素を吹き込みながら、90℃で約2時
間反応させた後、冷却乾燥し変性プロピレン重合体を回
収した。該変性プロピレン重合体のMIは4であり、グ
ラフト鎖の分子量は3600、グラフト効率は68%で
あった。
以下、この変性プロピレン重合体をA−1と略記する。
(11)原料プロピレン重合体として住友ノーブレン3
131 [商品名、住友化学工業■製、MI=1]を用
いた。
このプロピレン重合体100重量部、スチレンモノマー
17重量部、水300重量部、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ソーダ0.3重量部、ビロリン酸マグネシウム0.
8重量部、パーオキシベンゾエート1重量部をオートク
レーブ中に投入し、窒素を吹き込みながら97℃で約1
.5時間反応させた後、冷却乾燥し変性プロピレン重合
体を回収した。
この変性プロピレン重合体のMIは0,5、グラフト鎖
の分子量は1200、グラフト効率は75%であった。
以下、この変性プロピレン重合体をA−2と略記する。
成分(b):プロピレン重合体 成分(b)として下記の4種類のプロピレン重合体を使
用した。
(i)住友ノーブレンAX574 [商品名、住友化学
工業■製、MI=45] 、B−1と略記する。
(11)住友ノーブレンH3O1[商品名、住友化学工
業■製、MI=1.5]、B−2と略記する。
(lii)住友ノーブレン8131 [商品名、住友化
学工業■製、MI=1.2 ] 、B−3と略記する。
(1v〉実験室で製造したホモポリプロピレン[MI 
=0.1 ] 、B−4と略記する。
成分(C):ポリスチレン 成分(C)として下記の2種類のポリスチレンを使用し
た。
〈1)ニスブライト[商品名、住友化学工業■製、MI
  (200℃、5kg)=32] 、C−1と略記す
る。
(11〉ゴム変性ポリスチレン[実験室製造品、ポリブ
タジェン9.7重量%配合、MI=8] 、C−2と略
記する。
実施例1〜4および比較例1〜4 表1の組成で各成分をヘンシェルミキサーで混合した後
、二軸押出機(回転数26Orpm、混練温度250℃
)を用いて窒素雰囲気下で混練、造粒しペレットを得た
このペレットをオートクレーブに入れ、n−ブタン14
0重量部を加えで、85℃で5時間放置し、たところ、
11重量%のn−へブタンを含む発泡性粒子が得られた
これを140℃のポリエチレングリコール浴中で60秒
間加熱することにより、発泡体粒子を得た。
得られた発泡体の発泡倍率、気泡径は表1に示す通りで
ある。
本発明によって得られた発泡体は発泡倍率が高く、しか
も発泡体の気泡径が均一微細であることがわかる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)(a)スチレン系単量体をグラフト共重合して得ら
    れる、MI(230℃、2.16kg)が0.2〜20
    である変性プロピレン重合体、 (b)MI(230℃、2.16kg)が0.2〜20
    であるプロピレン重合体、および (c)ポリスチレン よりなる組成物であり、 (d)無機気泡調整剤を0.1〜2重量%含有し、成分
    (a)と成分(b)の比率は、成分(a)が2〜100
    重量%であり、成分(b)が98〜0重量%であり、成
    分(c)の割合は、成分(a)と成分(b)の総量10
    0重量部に対して2〜90重量部である組成物を蒸発型
    発泡剤を用いて発泡させることを特徴とする実質的に無
    架橋の高倍率の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。 2)成分(a)が、プロピレン重合体のグラフト共重合
    体を得るための共重合反応におけるグラフト効率[{グ
    ラフト鎖部分重量/(該単量体の単独重合体重量+グラ
    フト鎖部分重量)}×100(%)]が30%以上であ
    り、かつ該変性プロピレン重合体のグラフト鎖が分子量
    1000〜200000である変性プロピレン重合体で
    ある請求項1記載の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。 3)無機気泡調整剤は、無機カルシウム塩と下記一般式 (C_nH_2_n_−_1COO)_xM、または(
    C_nH_2_n_−_3COO)_xM(式中、nは
    10〜22の整数であり、Mはアルカリ金属で、かつx
    は1であるか、またはMはアルカリ土類金属で、かつx
    は2である。) で表わされるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の高
    級脂肪酸塩との併用系であって、この両者の混合比が2
    :1〜8:1であることを特徴とする請求項1記載の熱
    可塑性樹脂発泡体の製造方法。
JP9165790A 1990-04-06 1990-04-06 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法 Pending JPH03290444A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1997005183A1 (fr) * 1995-07-25 1997-02-13 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Mousse de resine polypropylene modifiee et procede pour la produire
KR100476824B1 (ko) * 1996-01-10 2005-07-28 가네가후치 가가쿠고교 가부시키가이샤 개질폴리프로필렌계수지,상기수지로이루어지는발포체및이들의제법

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