JPH0352909A - 多層構造アクリル系ポリマー - Google Patents

多層構造アクリル系ポリマー

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JPH0352909A
JPH0352909A JP1186042A JP18604289A JPH0352909A JP H0352909 A JPH0352909 A JP H0352909A JP 1186042 A JP1186042 A JP 1186042A JP 18604289 A JP18604289 A JP 18604289A JP H0352909 A JPH0352909 A JP H0352909A
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嚴一 鶴田
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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、多層構造アクリル系重合体に関するるもので
あって、さらに詳しくは、熱可塑性アクリル樹脂とブレ
ンドして、透明性、耐衝撃性、ヘイズの温度依存性およ
び耐候性に優κた熱可塑アクリル樹脂組成物を得るため
に用いられる多層構造アクリル系重合体に間するもので
ある。
[従来の技術] 一般に熱可塑性樹脂の耐衝撃性を改良する手段として、
いわゆるエラスマー成分を導入する方法が行われている
。そのような方法の一つとして、ジエン系エラストマー
の導入が一般的であるが、ジエン系エラストマーは耐候
性に極めて劣るため屋外用途に対する方法としては適当
でない.耐候性を低下させることなく耐衝撃性を付与す
るために、アクリル系エラストマ一の導入が種々検討さ
れている。特にアクリル系エラストマーとして、多層構
造を有するアクリル系重合体を用いた例が多数提案され
ている. 例えば、3層もしくは4層以上の多層構造重合体と熱可
塑性重合体とのブレンドによって透明性を損なわずに耐
衝撃性を改良したもの(特公昭55− 27576号)
、3層構造を基本とし、かつこれらの各層間にほぼ定率
で変化する濃度勾配をもった中間層を有するもの(特公
昭58−1694号、特公昭59−36645号)、3
層構造を基本とし、中央軟質層と最外層の間に一層以上
の中間層を有するもの(特公昭59−36646号、特
公昭63−8983号)、軟一硬一軟一硬の4層構造を
有するもの(特公昭62一41241号)などが提案さ
れている.[発明が解決しようとする課題] このように、これまでアクリル樹脂が持つ好ましい特性
を保持したままでその他の欠点を改良する目的で、多層
構造を有するアクリル系重合体に間する多くの提案がな
されてきた.しかしながらこれらの方法は、耐応力白化
性の改良に間しては確かに効果が認められるものの、透
明性、耐衝撃性、ヘイズの温度依存性に間しては、なお
十分に満足しろるものではなかった. 本発明の目的は、このような多層構造アクリル系重合体
の有する欠点を改良し、アクリル樹脂本来の優れた透明
性、耐候性、流動加工性を有するうえに耐衝撃性に優れ
、ヘイズの温度依存性の低減されたアクリル樹脂組成物
を提供することにある. 〔課題を解決するための手段] 本発明者らは、耐衝撃性アクリル樹脂組成物の透明性、
耐衝撃性を改良するために鋭意検討を重ねた結果、特定
の多層構造アクリル系重合体を用いることによって前記
の目的を達成しうろことを見出し、本発明を完成するに
至った. 即ち、本発明は、 (a)メチルメタクリレート80〜99重量部、アルキ
ル基の炭素数がl〜8のアルキルアクリレート1〜20
重量部、多官能性架橋剤および/または多官能性グラフ
ト剤からなる単量体混合物を重合して得られる最内硬質
層重合体、(b)上記最内硬質層重合体存在下に、アル
キル基の炭素数が4〜8のアルキルアクリレート75〜
90重量部、芳香族ビニル化合物25〜10重量部、多
官能性架橋剤O〜5重量部および多官能性グラフト剤0
.05〜6重量部からなる単量体混合物を重合して得ら
れる軟質層重合体、(c)上記最内硬質層および軟質層
からなる重合体の存在下に、メチルメタクリレートおよ
びアルキル基の炭素数が4〜8であるアルキルアクリレ
ートからなる単量体混合物を添加して重合するにあたり
、重合系内の単量体混合物のアルキルアクリレート/メ
チルメタクリレートの比が漸次低減するようにして添加
し、重合することにより得られれるテーパー層重合体、
および、(d)上記最内硬質層、軟質層及びテーパー層
からなる重合体の存在下に、メチルメタクリレート80
〜99重量部、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキル
アクリレート1〜20重量部からなる単量体混合物を重
合して得られる最外硬質層重合体からなり、 (e)平均粒子径が0.2〜0.4μmであり、(f)
最内硬質層重合体の架橋指数が0.05〜0.6である
多層構造アクリル系重合体、 に閲するものである. 本発明における多層構造アクリル系重合体は、メチルメ
タクリレート、アルキル基の炭素数がl〜8であるアル
キルアクリレート、芳香族ビニル単量体と多官能性架橋
剤および/また゛は多官能性グラフト剤から成る多層構
造アクリル系重合体である. 本発明における多層構造アクリル系重合体は、逐次多段
重合によって製造されるが、重合方法としては乳化重合
法を用いるのが望ましい.しかし特にこれに限定される
ことは無く、乳化重合後、最外層重合時に懸濁系へ転換
させる乳化懸濁重合法によっても製造しろる. ここで、アルキル基の炭素数が1〜8であるアルキルア
クリレートとしては、メチルアクリレート、エチルアク
リレート、n−プチルアクリレート2−エチルへキシル
アクリレート等が挙げられるがn−プチルアクリレート
が好ましく用いられる.芳香族ビニル化合物としては、
スチレンおよび置換スチレン誘導体が挙げられ、スチレ
ンが好ましい。
多官能性架橋剤としては、ジビニル化合物、ジアリル化
合物、ジアクリル化合物、ジメタクリル化合物などの一
般に知られている架橋剤が使用できるが、ポリエチレン
グリコールジアクリレート(分子量200〜600)が
好ましく用いられる。
また、多官能性グラフト剤としては、異なる官能基な有
する多官能性単量体、例えば、アクリル酸、メタクリル
酸、マレイン酸、フマル酸のアリルエステル等が挙げら
れ、アリルメタクリレートが好ましく用いられる. 本発明における多層構造アクリル系重合体は、最内硬質
層、軟質層、最外硬質層の3層構造を基本とし、さらに
、軟質層と最外硬質層との間に、組成が漸次変化するテ
ーパー層と呼ぶ部分を含むという極めて特徴的な構造を
有する.このテーパー層を有するために、多層構造アク
リル系重合体の軟質層と熱可斑性アクリル樹脂との相客
性が向上し、耐衝撃性および耐候性において大きな改良
効果が発現したものと考えられる. このようなテーバー層を形成するためには、最内硬質層
及び軟質層からなる重合体の存在下に、メチルメタクリ
レートおよびアルキル基の炭素数が4〜8であるアルキ
ルアクリレートからなる単量体混合物を添加するにあた
り、重谷系内の単量体混合物のアルキルアクリレート/
メチルメタクリレートの比が漸次低減するようにして添
加し、重合することにより実施しつる.例えば、単量体
混合物調製槽においてアルキルアクリレート/メチルメ
タクリレートの比が漸次低減するように調合しながら、
重合系に該混合物を連続添加するなどの方法をとること
ができる。
さらに簡便には、アルキル基の炭素数が4〜8であるア
ルキルアクリレートを重合系に一括添加し、その直後か
らメチルメタクリレートを連続添加することによっても
、実施しうる.これは、アルキルアクリレートの重合が
完結する前に、メチルメタクリレートが重合系内に連続
添加されるため、系内の未反応単量体の組成は、アルキ
ルアクリレートの割合が漸次減少していくことになるか
らである. また、テーパー層形成時にアルキルアクリレートおよび
メチルメタクリレートだけでなく、芳香族ビニル化合物
、さらに多官能性架橋剤および/または多官能性グラフ
ト剤を共重合しても良い。
本発明の多層構造アクリル系重合体の平均粒子径は0.
 2− 0. 4μmであり、0. 25〜0. 35
 μmが好ましい。平均粒子径が0.2μm未溝の場合
には、耐#I撃性に劣り、0.4μmを越える場合には
、透明性に劣るものしか得られない. 本発明の多層構造アクリル系重合体における最内硬質層
重合体の架橋指数は0.05〜0.6であり、好ましく
は、0.1〜0.4である.架橋指数が0.05未満の
場合、および、0.6を越える場合には、耐衝撃性に劣
る.このように最内硬質層の性質が、熟可概性アクリル
樹脂組成物の耐衝撃性に大きな影響を及ぼすことは従来
の技術からはとうてい予想出来ないことである. 架橋指数は、メチルメタクリレー}80〜99重量部、
アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートl
〜20重量部からなる単量体混合物を重合して最内硬質
層重合体を形成する際に、該混合物中の多官能性架橋剤
および/または多官能性グラフト剤の種類と量を選ぶこ
とによって制御しうる.即ち、多官能性架橋剤および/
または多官能性グラフト剤の量を増すと、架橋指数は大
きくなる.また、多官能性架橋剤および/または多官能
性グラフト剤の種類を変えても、架橋指数は変化する。
ここで多官能性架橋剤および多官能性グラフト剤として
は先に挙げたものが用いられる。
本発明の多層構造アクリル系重合体の製造には先に述べ
たように乳化重合法を用いることが有利であるが、各層
の重合体又は共重合体を形成させるための適切な重合温
度は、各層とも30〜120℃、このましくは50〜1
00℃の範囲で選ばれる。さらに、このような多層構造
重合体を形成させるためには、各単量体或は単量体混合
物を逐次添加して反応させることによって該重合体を形
成するのが可能な、いわゆるシード重合法を用いること
が有利である.この際、第2層目以降の重合を行う場合
に、新たな粒子が生成しないような条件を選ぶ必要があ
るが、これは用いる乳化剤の量を臨界ミセル濃度未溝に
することによって実現することができる.また新たな粒
子生成の有無は、電子顕微鏡による観察によって確認す
ることができる. 乳化重合に用いられる乳化剤については、特に制限は無
く、従来慣用されているものの中から任意のものを選ぶ
ことができる。例えば、長銀アルキルカルボン酸塩、ス
ルホコハク酸アルキルエステル塩、アルキルベンゼンス
ルホン酸塩などが挙げられる。
また、この際用いられる重合開始剤については特に制限
は無く、通常用いられている水溶性の過硫酸塩、過ホウ
酸塩などの無機系開始剤を単独で或は亜硫酸塩、チオ@
酸塩などを併用してレドックス間始剤系として用いるこ
ともできる。ざらに油溶性の有機過酸化物/第l鉄塩、
有機過酸化物/ソジウムスルホキシレートのようなレド
ックス開始剤系も用いることができる。
このような重合方法によって得られる多層構造アクリル
系重合体は、ボリマーラテックスの状態から公知の方法
によって、塩析、洗浄、乾燥等の処理を行うことにより
、粒子状固形物一として得られる。
本発明の多層構造アクリル系重合体を熱可塑性アクリル
樹脂と溶融混練することによって、熱可塑性アクリル樹
脂組成物を製造することができる。
ここで用いる熱可塑性アクリル樹脂は、公知の重合方法
、例えば、塊状重合、溶液重合、懸濁重合乳化重合など
のいずれの方法で得られたものでも良い. 多層構造アクリル系重合体の該組成物における比率は2
〜80重量部が好ましく、2重量部未溝の場合は、耐衝
撃性が不足し、80重量部を越える場合には、色調に劣
るものしか得られない.アクリル樹脂組成物を製造する
ために混練する際に、安定剤、滑剤、染料、顔料等を必
要に応じて添加することができる。
このようにして得られたアクリル樹脂組成物を射出成形
又は押出成形することにより、透明性、耐衝撃性、耐候
性に優れ、ヘイズの温度依存性の低減された成形品を得
ることができる。
さらに、本発明の多層構造アクリル系重合体はメチルメ
タクリレート以外のアルキルメタクリレート、スチレン
、スチレン誘導体、アクリロニトリル、メタクリ口ニト
リル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等の単独または共重
合体、あるいはポリカーボネート、ボリアミド,ポリエ
ステル等とブレンドして用いることもできる。
[実施例コ 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれにより何ら制限を受けるものでは無い。な
お、実施例・比較例における測定は以下の方法もしくは
測定機器を用いて行った。
Izod衝撃強度;ASTM  D256ヘイズ;積分
球式へイズメーターを使用して、厚さ3mmの試験片の
23℃及び70℃におけるヘイズを測定した.結果を下
記の記号で示した. O  ヘイズ  5%未満 0    //    5%以上、10%未溝Δ   
〃  10%以上、20%未満×   〃  20%以
上 平均粒子径;多層構造アクリル系重合体のラテックスを
サンプリングして、固形分5 0 ppmになるように
水で希釈し、分光光度計を用いて波長550nmでの吸
光度を測定した。この値から、透過型電子顕微鏡写真よ
りラテックス粒子径を計測したサンプルについて同様に
吸光度を測定して作成した検量線を用いて、平均粒子径
を求めた。
架橋指数;最内硬質層の重合が完結した時に、ラテック
スをサンプリングし、塩析・洗浄・乾燥してパウダー状
の最内硬質層重合体を得た。この重合体約2gにメチル
エチルケトン30dを加え、25℃で12時間浸漬後、
1時間振とうし、5℃、2300Orpmで1時間遠心
分離離した。上澄み液をデカンテーションして除いた後
、新たにメチルエチルケトン30−を加え25℃で1時
間間振とうし、5℃、2300Orpmで1時間遠心分
離した.上澄み液を除き重量を秤量した(W1)。その
後100℃で6時間真空乾燥し残留物の重量を秤量した
(W2)次式により、架橋指数を算出した。
耐候性;アクリル樹脂組成物のペレットから、コンブレ
ッション成形によって厚さ3mmの板を作製し、サンシ
ャインウエザーメーター(スガ試験機■製 サンシャイ
ンスーパーロングライフウエザーメーターWEL一帆−
HCH型)によって2000時間暴露後のヘイズで評価
した.また、実施例及び比較例において用いた略号は以
下の化合物を示す. MMA;メチルメタクリレート BA;n−プチルアクリレート St;スチレン MA:メチルアクリレート ALMA;アリルメタクリレート PEGDA;ボリエチレングリコールジアクリレート(
分子量200又は600) n−OM;n−オクチルメル力ブタン HMB T ; 2−(2’−ヒドロキシ−52−メチ
ルフエニル)ペンゾトリアゾール 実施例1 内容積10fIの還流冷却器付反応器に、イオン交換水
6 8 6 0d、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウ
ム13.7gを投入し、25O rpmの回転数で攪拌
しながら、窒素雰囲気下75℃に昇温し、酸素の影響が
事実上無い状態にした。
MMA5 3 5 g, BA 1 9 g, ALM
A 0.44gおよびHMBT  0.17gからなる
混合物を、重量比で2対3に分割し、前者を(Bl)、
後者を(B2)とした。
反応器に(Bl)を添加した5分後に、過硫酸アンモニ
ウム0.22gを添加し、45分間保持した。
続いて、(B2)を12分間かけて連続的に添加し、添
加終了後さらに20分問保持した.こうして得られた最
内硬質層重合体のラテックスを200g採取し、塩析・
洗浄・乾燥したボリマーの架橋指数を測定したところ0
.2であった.次に、BAI 141gSSt259g
,PEGDA(分子量2 0 0’) 3.64g, 
ALMA14.8gおよびHMBT0.42gからなる
混合物を重量比で5対lに分割し、前者を(B3)、後
者を(B4)とした.また、MMA855g,BA3 
1 g,n − O M0.89gおよびH M B 
T 0.27gからなる混合物を重量比でl対lに分割
し、前者を(B5)後者をくB6)とした。
反応器に過硫酸アンモニウム0.89gを添加した後、
(B3)を120分間かけて連続添加した。
添加終了後さらに180分間保持した。
次に、反応器に過硫酸アンモニウム0.53gを添加し
た後、(B4)を一括添加し、その2分後から(B5)
を90分間かけて連続添加した。添加終了後さらに60
分間保持した。
さらに反応器に過硫酸アンモニウム0.18gを添加し
た後、最後に(B6)を20分間かけて連続添加し、添
加終了後30分間保持した。次いで、95℃に昇温し、
60分間保持した。
このようにして得られたラテックスを、少量採取し、吸
光度法により平均粒子径を求めたところ0.25μmで
あった。
残りのラテックスを3重量%硫酸ナトリウム温水溶液中
へ投入して、塩析・凝固させ、次いで、脱水・洗浄を繰
り返したのち乾燥し、多層構造アクリル系重合体(n)
を得た. この多層構造アクリル系重合体(n)20重量部とMM
A/MA共重合体(I)[MMA/MA==97.5/
2.5重量比、η.,/C=0.5砿/g(0. 30
 g / a ’) tff O ホルJa溶液、25
℃)〕80重量部とをヘンシエルミキサーにて20分問
混合した後、30mmベント付2軸押出機(ナカタニ機
械■製、A型)を用いて240℃にてペレット化した。
得られたペレットをインラインスクリュー射出成形機(
東芝機械■製、IS−755型)を用いて成形度250
℃、射出圧力900kgf/cm”、金型温度50℃の
条件で所定の試験片を作製し、物性測定を行った. 得られた樹脂絹成物は、透明性、耐候性、ヘイズの温度
依存性に優れ、かつ耐衝撃性も良好であった。結果を表
−1に示す。
実施例2 実施例lにおいて、MMA749g,BA27g%A 
L MA 1. 16gおよびH M B T 0.2
3gからなる混合物を、重量比で3対7に分割し、前者
を(Bl)、後者を(B2)とし、BA9 3 2 g
、’Stl91g,PEGDA(分子量200)2.9
2g,ALMA11.9gおよび}lMBT0.33g
からなる混合物を重量比で5対lに分割し、前者を(B
3) 、後者を(B4)とした以外は実施例1と全く同
様にして実施した.結果を表−1に示す。
実施例3 実施例1において、BA1 1 04g,S t226
g,PEGDA (分子量2 0 0) 3.46g,
ALMA14,IgおよびH M B 7 0.40g
からる混合物を重量比で5対lに分割し、前者を(B3
)、後者を(B4)とした以外は実施例1と全く同様に
して実施した.結果を表−1に示す。
実施例4 実施例lにおいて、MMA856g,BA3 1g,A
LMA0.89gおよびHMBT0.27gからなる混
合物を重量比で1対3に分割し、前者を(Bl)、後者
を(B2)とした以外は実施例1と全く同様にして実施
した.結果を表−1に示も実施例5 実施例1において、MMA1 070g,BA39g,
ALMA1.11gおよびHMBT0.33gからなる
混合物を重量比で1対4に分割し、前者を(Bl)、後
者を(B2)とした以外は実施例1と全く同様にして実
施しk.結果を表−1に示す,実施例6 実施例1において、イオン交換水を5830gに、ジヘ
キシルスルホコハク酸ナトリウム11.6gとし、MM
A1 455g,BA53g,ALMA1. 51 g
およびH M B T 0.45gからナル混合物を重
量比で1対8に分割し、前者を(Bl)、後者を(B2
)とし、BA970g,St220g,PEGDA (
分子量2 0 0) 3.10g, ALMA12.6
gおよびHMBT0.40gからる混合物を重量比で5
対lに分割し、前者を(B3)、後者を(B4)とした
以外は実施例lと全く同様にして実施した。結果を表−
1に示す。
比較例l 実施例1において、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウ
ムを27.4gとし、(Bl)と(B2)を分割せずに
20分間かけて連続添加した以外は実施例1と全く同様
にして実施した.結果を表−1に示す. 比較例2 実施例1において、(B1)と(B2)を分割せずに4
0分間かけて連続添加した以外は実施例lと全く同様に
して実施した.結果を表−1に示す。
比較例3 実施例1において、(B1)と(B2)を分割する前の
単量体混合物中のALMAを11.1gとした以外は実
施例1と全く同様にして実施した。結果を表−1に示す
. 比較例4 実施例lと同様の反応器に、イオン交換水6 8 6 
017dl、ジヘキシルスルホコハグ913.7gを投
入し、25Orpmの回転数で攪拌しながら、窒素雰囲
気下76℃に昇温し、酸素の影響が事実上無い状態にし
た。
過硫酸アンモニウム0.22gを添加した後、MMA1
 740g,BA63g,HMBT0.54g及びAL
MA1.80gからなる混合物のうち12%を一括添加
し、その直後から残りの88%を60分間かけてて連続
的に添加し、添加終了後さらに60分間保持した。
こうして得られた最内硬質層重合体のラテックスを20
0g採取し、塩析・洗浄・乾燥したボリマーの架橋指数
を測定したところ0.2であった.次に、過硫酸アンモ
ニウム1.11gを添加した後BA4 6 8 g, 
S t 9 6 g. HMB T0.17g,ALM
A5.95gおよびPEGDA1.46gからなる混合
物を60分間かけて連続的に添加し、添加終了後さらに
180分間保持した. 次に、過硫酸アンモニウム0.17gを添加した後MM
A4 0 1 g, BA 1 5 g, HMB T
0.12g及びn−OM0.42gからなる混合物を2
5分かけて連続的に添加し、添加終了後さらに60分間
保持した.次いで、95℃に昇温し60分間保持した。
このようにして得られたラテックスを実施例1と同様に
後処理し、混練、成形、評価を実施した結果を表−1に
示す. このように、本発明の範囲を逸脱した場合には耐衝撃性
、透明性、ヘイズの温度依存性および耐候性に優れた組
成物を得ることができない.[発明の効果]

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)メチルメタクリレート80〜99重量部、アルキ
    ル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート1〜20
    重量部、多官能性架橋剤および/または多官能性グラフ
    ト剤からなる単量体混合物を重合して得られる最内硬質
    層重合体、 (b)上記最内硬質層重合体存在下に、アルキル基の炭
    素数が4〜8のアルキルアクリレート75〜90重量部
    、芳香族ビニル化合物25〜10重量部、多官能性架橋
    剤0〜5重量部および多官能性グラフト剤0.05〜5
    重量部からなる単量体混合物を重合して得られる軟質層
    重合体、(c)上記最内硬質層および軟質層からなる重
    合体の存在下に、メチルメタクリレートおよびアルキル
    基の炭素数が4〜8であるアルキルアクリレートからな
    る単量体混合物を添加して重合するにあたり、重合系内
    の単量体混合物のアルキルアクリレート/メチルメタク
    リレートの比が漸次低減するようにして添加し、重合す
    ることにより得られれるテーパー層重合体、および、(
    d)上記最内硬質層、軟質層及びテーパー層からなる重
    合体の存在下に、メチルメタクリレート80〜99重量
    部、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレー
    ト1〜20重量部からなる単量体混合物を重合して得ら
    れる最外硬質層重合体からなり、 (e)平均粒子径が0.2〜0.4μmであり、(f)
    最内硬質層重合体の架橋指数が0.05〜0.6である
    多層構造アクリル系重合体。
JP1186042A 1989-07-20 1989-07-20 多層構造アクリル系ポリマー Expired - Fee Related JP2744652B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59124916A (ja) * 1982-12-29 1984-07-19 Mitsubishi Rayon Co Ltd 多層構造重合体の製造方法

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