JPH0676464B2 - スチレン系樹脂の製造方法 - Google Patents

スチレン系樹脂の製造方法

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JPH0676464B2
JPH0676464B2 JP7565887A JP7565887A JPH0676464B2 JP H0676464 B2 JPH0676464 B2 JP H0676464B2 JP 7565887 A JP7565887 A JP 7565887A JP 7565887 A JP7565887 A JP 7565887A JP H0676464 B2 JPH0676464 B2 JP H0676464B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、耐衝撃性、外観特性、加工流動性、耐熱性、
及び剛性等の品質総合バランスに優れたスチレン系樹脂
の製造方法に関する。
[従来の技術] 従来、高い外観特性、優れた衝撃強度を有する樹脂とし
て、ABS樹脂があり、家庭電気製品、音響機器等に使用
されている。
最近これら用途のコストダウン指向が高まっている。そ
の結果として従来のゴム変性スチレン系樹脂の外観特
性、衝撃強度の改良が強く要請されるようになった。
このような問題点を改良するために、例えば、第1ゴム
粒子を0.5〜1.5μ、第2ゴム粒子を2〜10μとした二相
性ゴム粒子を用いる技術が提案されている(特開昭55-1
20616号公報)がこのような粒子径にすると剛性が劣る
という欠点がある。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明はゴム粒子径の分布を調節して、総合的にバラン
スのとれた優れた物性を有するスチレン系樹脂組成物を
提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは種々検討した結果、2段階重合の1段目を
並列に2槽の重合槽を用いて、それぞれ特定のゴム状物
質及び特定の重合率で重合させ、各槽のゴム粒子径の分
布を狭い範囲に維持し、それにより、耐衝撃性、表面光
沢、加工流動性、耐熱性、剛性に優れるスチレン系樹脂
が製造できることを見出し本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、(i)スチレン系単量体80〜98重
量%及び(ii)ポリブタジエンゴム20〜2重量%との混
合物を15〜50重量%の重合率まで重合させ、平均分散粒
子径が0.6〜2.0μのポリブタジエンゴムを重合液中に得
るA工程、(iii)スチレン系単量体40〜99重量%及び
(iv)スチレン−ブタジエンブロック共重合体及びメチ
ルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフトゴム
の中から選ばれたゴム分60〜1重量%との混合物を15〜
50重量%の重合率まで重合させ、平均分散粒子径が0.01
〜0.5μのゴム状弾性体を重合液中に得るB工程及びA
工程の反応生成物とB工程の反応生成物とを混合したの
ち、総単量体の25重量%以上を重合させるC工程からな
ることを特徴とするスチレン系樹脂の製造方法を提供す
るものである。
本発明の製造方法のA工程及びB工程に用いるスチレン
系単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエ
ン、p−メチルスチレン、第3ブチルスチレン、α−メ
チルスチレン等がある。
本発明の原料に用いるスチレン系単量体には、これと共
重合可能なビニル系単量体、例えば、メチルメタクリレ
ート、アクリロニトリル、無水マレイン酸等を40重量%
以下を混合して使用できる。
本発明の製造方法のB工程に用いるスチレン‐ブタジエ
ンブロック共重合体としては、スチレンとブタジエンを
アニオン重合して得られるスチレン含量が15〜85重量
%、好ましくは、25〜75重量%であるブロック共重合体
であって、式 (S-B)n、(S-B)nS、(B-S)nS、(S-B)mX (ここで、Sはスチレンブロック、Bはブタジエンブロ
ックを表し、nは1〜5の整数、mは2〜7の整数であ
り、Xはm個の重合体鎖が結合している多官能性化合物
であり、これらのブロック共重合体はテーパー部分を含
んでいてもよい)等で示されるものが使用できる。
本発明の製造方法のB工程に用いるメチルメタクリレー
ト−ブタジエン−スチレングラフトゴムは、例えば乳化
重合して得られるスチレン−ブタジエンゴムラテックス
にメタクリル酸メチルをグラフト重合させるなどして得
られるゴム物質で、通常これは粒子状で得られ、その大
きさは重量平均粒子径で0.05〜1μのものが好適に使用
できる。
本発明の製造方法におけるA工程及びB工程における単
量体転化率は15〜50重量%とする必要がある。
単量体転化率が15重量%以下にすると重合液のゴム物質
に対する溶解度が大きいのでゴム粒子が析出が困難とな
り、50重量%以上だとかきまぜが困難となるので、ゴム
粒子径が不均一になるので好ましくない。
本発明の製造方法のA工程における、単量体とポリブタ
ジエンの原料組成比は、総量に基づき単量体80〜98重量
%及びポリブタジエン20〜2重量%の範囲である。
本発明のB工程の原料組成割合は、総量に対して単量体
40〜99重量%を使用し、スチレン−ブタジエンブロック
共重合体及びメチルメタクリレート−ブタジエン−スチ
レングラフトゴムのいずれか一つ又はその両方をゴム分
として60〜1重量%使用する必要がある。
本発明の製造方法に用いる有機過酸化物は、1,1−ビス
(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス
(t−ブチルペルオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘ
キサン等のペルオキシケタール類、ジ−t−ブチルペル
オキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオ
キシ)ヘキサン等のジアルキルペルオキシド類、ベンゾ
イルペルオキシド、m−トルオイルペルオキシド等のジ
アルシルペルオキシド類、ジ−ミリスチルペルオキシジ
カーボネート等のペルオキシジカーボネート類、t−ブ
チルペルオキシイソプロピルカーボネート等のペルオキ
シエステル類、シクロヘキサノンペルオキシド等のケト
ンペルオキシド類、p−メンタハイドロペルオキシド等
のハイドロペルオキシド類がある。
本発明に用いる連鎖移動剤としては、通常使用されてい
る公知の連鎖移動剤が使用でき、例えばメルカプタン
類、α−メチルスチレンリニアダイマー、テルピノーレ
ンがある。
本発明の製造方法においては、A工程及びB工程におけ
る重合温度、有機過酸化物、連鎖移動剤濃度、重合率、
かきまぜ速度等の条件を調節して、それぞれの重合槽内
に生成するゴム粒子の大きさを制御する。
例えば、かきまぜ速度、重合率、有機過酸化物濃度を上
げると粒子径が小さくなり、重合温度、連鎖移動剤濃度
を上げるとゴム粒子径が大きくなる。
本発明の製造方法においては、これら重合条件を選択し
て、A工程の出口の重合液中のポリブタジエンゴム粒子
の平均分散粒子径を0.6〜2.0μとし、B工程の出口の重
合液中のゴム状弾性体の平均分散粒子径を0.01〜0.5μ
とすることが必要である。
本発明でいう平均分散粒子径とは、樹脂の超薄切片法に
よる透過型電子顕微鏡写真(拡大倍率10,000倍)を撮影
し、写真中の分散粒子約800〜2,000個の粒子数を測定し
て求めたものである。
本発明の製造方法では、A工程からの流出物とB工程か
らの流出物とを、10:1〜10:10の重量割合で混合させた
ものをC工程に導入し、この工程中で総単量体の25重量
%以上を転化させる。
本発明における重合反応形式は、A工程及びB工程で
は、それぞれ別の1以上の重合槽において、塊状重合方
法により行なわれるが、C工程では、塊状重合であって
もよいし、懸濁重合であってもよい。また、C工程を塊
状重合で実施するときは重合率が上がると粘度が増大す
るので、複数個の重合槽を温度又はかきまぜ強度を変え
て、直列又は並列さらに並列と直列の組合せて、C工程
を実施することができる。
このような重合方法において、A工程の流出物及びB工
程の流出物の配合割合及び各工程の重合転化率並びにか
きまぜ速度、重合温度を選択して、スチレン系樹脂中に
は、ゴム状弾性体の分散粒子の粒子径が(i)0.4μ未
満が75重量%以上、(ii)0.4μ〜2.1μの範囲のものが
5〜25重量%、(iii)2.1μ以上のものが10重量%以下
とすることができ、このような粒子径分布を有すること
により、耐衝撃性、表面光沢に優れ、かつ加工流動性、
耐熱性、剛性にも優れたスチレン系樹脂が得られる。
[実施例] 本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例1 ポリブタジエンゴム(1,2ビニル含量12%、ローシスポ
リブタジエン;旭化成工業(株)製、商品名ジエンNF-3
5AS)7.0重量%、鉱物油1.0重量%、1,1ビス(t−ブチ
ルペルオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン0.03重
量%、n-ドデシルメルカプタン0.02重量%、エチルベン
ゼン6.0重量%及び残余量のスチレン単量体を含有する
均一な原料溶液を38.5kg/時の速度で、温度120℃、かき
まぜ回転数250rpmに保った内容積50.5lの第一重合槽
に、連続的に送液して重合反応を実施した。第一重合槽
から連続的に流出する流出物中のゴム分散粒子の平均径
は、0.80μであった。
一方、スチレン−ブタジエン共重合体(ブタジエン含量
72重量%;シェル化学(株)製、商品名カリフレックス
TR-1102)20.0重量%、1,1ビス(t−ブチルペルオキ
シ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.03重量%、エ
チルベンゼン6.0重量%及び残余量のスチレン単量体を
含有する均一な原料溶液を16.5kg/時の速度で、温度120
℃、第一重合槽とほぼ同じかきまぜ強度を得るために、
かきまぜ回転数280rpmに保った内容積21.4lの第二重合
槽に、連続的に送液して重合反応を実施した。第二重合
槽から連続的に流出する流出物中のゴム分散粒子の平均
径は、0.30μであった。
第一重合槽の流出物と第二重合槽との流出物をあわせ
て、内容積73lの第三重合槽に、55.0kg/時の速度で連続
的に送液した。さらに内容積73lの第四重合槽に、55.0k
g/時の速度で送液した。
第一重合槽及び第二重合槽は、完全混合槽型で、かきま
ぜ翼形状等は、相似形とし、翼径は、それぞれ340mm、2
75mmである。一方、第三、第四重合槽は、線状流れ塔型
で、流れ方向にそれぞれ、130〜140℃、150〜180℃の温
度勾配がつく様、温度を維持した。定常状態では、第一
〜第四重合槽出口のポリマー変換率は、それぞれ、20.8
重量%、22.7重量%、58.4重量%、89.3重量%であっ
た。第四重合槽より連続的に抜出された重合反応液は、
脱揮発工程に通され、残留揮発分0.1重量%以下のペレ
ットを得た。
実施例2 ポリブタジエンゴム(1,2ビニル含量12%のローシスポ
リブタジエン;旭化成工業(株)製、商品名ジエンNF-3
5AS)7.0重量%、鉱物油1.0重量%、1,1ビス(t−ブチ
ルペルオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.03
重量%、n−ドデシルメルカプタン0.02重量%、エチル
ベンゼン6.0重量%及び残余量のスチレン単量体を含有
する均一な原料溶液を38.5kg/時の速度で、温度129℃、
かきまぜ回転数250rpmに保った内容積50.5lの第一重合
槽に連続的に送液した。第一重合槽の流出物の平均分散
粒子径は、0.80μであった。
一方、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(ブタジ
エン含量72重量%;シェル化学(株)製、商品名カリフ
レックスTR-1102)40.0重量%、1,1ビス(t−ブチルペ
ルオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.03重量
%、エチルベンゼン6.0重量%及び残余量のスチレン単
量体を含有する均一な原料溶液を16.5kg/時の速度で、
温度129℃にて、第一重合槽と同じかきまぜ強さになる
ようかきまぜ回転数280rpmに保った内容積21.4lの第二
重合槽に連続的に送液して重合を実施した。
第二重合槽から流出する流出物中のゴム粒子径の平均径
は、0.30μであった。
第一重合槽及び第二重合槽出口のポリマー変換率は、そ
れぞれ41.1重量%、43.8重量%であった。
この両者を38.5:16.5(重量比)で混合し、この混合物1
00重量部を、第三リン酸カルシウム3重量部、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム0.02重量部を含む水150
重量部に懸濁させ、この懸濁液にベンゾイルペルオキシ
ド0.3重量部、ジターシャリ−ブチルペルオキシド0.05
重量部を添加し80℃で2時間、110℃で2時間、さらに1
40℃で3時間重合させ重合を完結した。得られた懸濁粒
子はろ別、乾燥し押出機にてペレットとして射出成形し
て物性を測定した。
実施例3 実施例1においてスチレン−ブタジエンブロック共重合
体として、商品名カリフレックスTR-1184(シェル化学
(株)製、ブタジエン含量70重量%)を20重量%使用し
た以外は、実施例1と同様にして実施した。
実施例4 実施例1において、第二重合槽に、新たに、グラフトゴ
ム粒子として、MBSメチルメタクリレート−スチレン−
ブタジエングラフトゴム粒子;ブタジエン含量70重量
%、平均粒径0.3μ;三菱レーヨン(株)製、商品名メ
タブレンC-223)を10.0重量%を添加した以外は、実施
例1と同様にして実施した。
実施例5 実施例1において、第二重合槽に新たに、グラフトゴム
粒子として、MBS(ブタジエン含量70重量%、平均粒子
径0.1μ;鐘淵化学工業(株)製;商品名カネエースB-5
6)を10.0重量%を添加した以外は、実施例1と同様に
して実施した。
実施例6 実施例1において、第一重合槽に仕込むポリブタジエン
を2重量%とする一方、第二重合槽には、カリフレック
スTR-1102を40重量%、メタブレンC-223を10重量%仕込
んだ以外は、実施例1と同様にして実施した。
実施例7 実施例1において、第一重合槽と第二重合槽に仕込んだ
スチレンの代わりにスチレン/アクリロニトリル=75/2
5の重量比(アゼオトロープ点)で仕込む以外は、実施
例1と同様にして実施した。
実施例8 実施例7において、第二重合槽に使用したカリフレック
スTR-1102の代わりに、メタブレンC-223を20重量%仕込
んだ以外は、実施例7と同様にして実施した。
実施例9 実施例4において、第一、二重合槽に仕込んだスチレン
の代わりにスチレン/アクリロニトリル=75/25の重量
比で仕込む以外は、実施例4と同様にして実施した。
実施例10 実施例6において、第一、二重合槽に仕込んだスチレン
の代わりに、スチレン/アクリロニトリル=75/25の重
量比で仕込む以外は、実施例6と同様にして実施した。
実施例11 実施例1において、第一重合槽の回転数を200rpmに変え
た以外は、実施例1と同様にして実施した。
以上の実施例の結果を第1表に示す。
比較例1 実施例1において、第二重合槽に仕込んだスチレン−ブ
タジエンブロック共重合体(カリフレックスTR-1102)
を使用する代わりに、ポリブタジエンゴム(実施例1の
第一重合槽に使用したもの)を9.0重量%使用し、かき
まぜ回転数を460rpmに変えた以外は、実施例1と同様に
して実施した。
比較例2 実施例1において、第二重合槽のかきまぜ回転数を90rp
mに変えた以外は、実施例1と同様にして実施した。
比較例3 実施例1において、第二重合槽に仕込んだスチレン−ブ
タジエンブロック共重合体の代わりにカリフレックスTR
-1184を12重量%使用し、かきまぜ回転数を100rpmに変
えた以外は、実施例1と同様にして実施した。
比較例4〜6 実施例4〜6において、第一重合槽のかきまぜ回転数を
180rpmとした以外は、実施例4〜6と同様にして実施し
た。
比較例7及び8 実施例7及び8において、第一重合槽のかきまぜ回転数
を130rpmとした以外は、実施例7及び8と同様にして実
施した。
比較例9及び10 実施例9及び10において、第一重合槽のかきまぜ回転数
を210rpmとした以外は、実施例9及び10と同様にして実
施した。
以上の比較例の結果を第2表に示す。
以上の実施例及び比較例において、下記の測定方法を使
用した。
(1)分散粒子径の測定 樹脂の超薄切片法による透過型電子顕微鏡写真(拡大倍
率10,000倍)を撮影し、写真中の分散粒子約800〜2,000
個の粒子数を測定して求める。測定時、第3表のように
級別し、ある範囲の粒子径を有する分散粒子の割合は次
式より求める。
分散粒子の割合(%)=100niDi/ΣniDi niは粒子径Diを有する分散粒子の個数である。また、電
子顕微鏡写真に映った分散粒子は完全な円形でないの
で、粒子の長手方向径aと短幅方向径bを測り、次式に
より粒子径を算出する。
ただし、niは、粒子径Diを有する分散粒子の個数であ
る。
(2)メルトフローレート(g/10分):JIS K 7210に準
拠(200℃、5kg) (3)アイゾット衝撃強度:JIS K 7110(ノッチ付)に
準拠 (4)曲げ弾性率:ASTM D 790に準拠 (5)光沢:JIS Z 8741(入射角60°)に準拠 (6)熱変形温度:JIS K 6871 [発明の効果] 本発明の製造方法によれば、耐衝撃性、外観特性(表面
光沢)に優れかつ加工流動性、耐熱性、剛性に優れた樹
脂組成物を製造することができ、これは電気製品材料及
び各種工業材料に広く用いられるものであり有用であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(i)スチレン系単量体80〜98重量%及び
    (ii)ポリブタジエンゴム20〜2重量%との混合物を15
    〜50重量%の重合率まで重合させ、平均分散粒子径が0.
    6〜2.0μのポリブタジエンゴムを重合液中に得るA工
    程、(iii)スチレン系単量体40〜99重量%及び(iv)
    スチレン−ブタジエンブロック共重合体及びメチルメタ
    クリレート−ブタジエン−スチレングラフトゴムの中か
    ら選ばれたゴム分60〜1重量%との混合物を15〜50重量
    %の重合率まで重合させ、平均分散粒子径が0.01〜0.5
    μのゴム状弾性体を重合液中に得るB工程及びA工程の
    反応生成物とB工程の反応生成物とを混合したのち、総
    単量体の25重量%以上を重合させるC工程からなること
    を特徴とするスチレン系樹脂の製造方法。
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