JPH0688008A - 高い機械的特性を有するビニル芳香族重合体基剤混合物 - Google Patents

高い機械的特性を有するビニル芳香族重合体基剤混合物

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JPH0688008A
JPH0688008A JP3044128A JP4412891A JPH0688008A JP H0688008 A JPH0688008 A JP H0688008A JP 3044128 A JP3044128 A JP 3044128A JP 4412891 A JP4412891 A JP 4412891A JP H0688008 A JPH0688008 A JP H0688008A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】200℃以上の温度での連続的加工を行った後
でも、高い機械的特性を有するビニル芳香族重合体基剤
混合物。 【構成】− 10〜90重量%の、エラストマー成分と
して、0.5〜5重量%のビニル芳香族モノマー−共役
ジエン線状ブロック重合体および5〜15重量%のジエ
ンゴムを含むビニル芳香族重合体(A)、 − 5〜50重量%のポリオレフィン(B)、および − 5〜40重量%の、ジエンの量が20〜80重量%
である、ビニル芳香族モノマー−共役ジエン線状ブロッ
ク重合体(C)からなり、上記の3つの成分の合計が1
00になることを特徴とする、ビニル芳香族重合体基剤
混合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、200℃以上の温度、例えば2
00℃〜250℃で連続的に加工を行った後でも高い機
械的特性を有する、ビニル芳香族重合体基剤混合物に関
する。さらに詳しくは、本発明は、良好な物理的特性を
備えた形状製品の製造に適し、加工スクラップの回収が
可能な、高い機械的特性およびレオロジー特性を有す
る、ビニル芳香族重合体系混合物に関する。
【0002】周知の様に、ビニル芳香族重合体は、加熱
により変形し、射出成形または押出し成形により形状製
品に転換するのに適した熱可塑性樹脂である。該ビニル
芳香族重合体は、ある程度の靭性は有するが、高い靭性
と共に良好な対薬品性を必要とする用途には適していな
い。これらの欠点を改良する方法は、その欠点を有する
他の重合体と混合し、望ましい特性の組み合わせを備え
た材料を得ることである。しかし、この方法は、極めて
限られた場合にのみ効果的で、事実、一般には、混合に
より各成分の最も悪い特性が組み合わされ、全体として
実用的、または商業的価値の無い、特性の劣った材料に
なってしまう。
【0003】この欠点の理由は、重合体のすべてが互い
に相容性があるわけではなく、そのために完全に密着し
ないためである。その結果、混合物の各成分間に界面が
形成され、これが弱点および破断点になる。さらに詳し
くは、ポリスチレン、あるいは一般的にビニル芳香族重
合体または共重合体−単独でも、ゴムとグラフト化する
ことにより耐衝撃性にしてあっても良い−とポリオレフ
ィンとを混合すると、これら2つの種類の重合体間に相
容性が無いために、不均質構造および機械的な弱さを混
合物に与える。
【0004】米国特許第4,386,187号は、54
〜82重量%のポリオレフィン、15〜40重量%のビ
ニル芳香族重合体、および2〜10重量%のスチレン−
ブタジエン−スチレン熱可塑性ブロック共重合体からな
る熱可塑性組成物を開示している。これらの組成物は、
均質で、形状製品の製造に使用できるが、モジュラスお
よびIZODレジリエンスに関して機械的特性が劣るため
に、これらの特性が必要とされる用途には適していな
い。
【0005】ヨーロッパ特許出願公開第291,352
号からは、エラストマー成分としての少量のビニル芳香
族モノマー−共役ジエン線状ブロック重合体、およびポ
リオレフィンとビニル芳香族重合体との間の相容性付与
剤としてのビニル芳香族モノマー−共役ジエン星形(st
ar)ブロック重合体を含む、ビニル芳香族重合体を使用
することによって、ポリオレフィンおよびビニル芳香族
重合体を含む均質な重合体組成物を調製できることが公
知である。
【0006】特に、上記のヨーロッパ特許出願第29
1,352号は、 − 40〜98重量%の、エラストマー成分としての
0.5〜5重量%のビニル芳香族モノマー−共役ジエン
線状ブロック重合体を分散して含むビニル芳香族重合
体、 − 1〜54重量%のポリオレフィン、 − 1〜20重量%のビニル芳香族モノマー−共役ジエ
ン星形ブロック共重合体からなり、3成分の合計が10
0%になる重合体混合物を開示している。上記の混合物
は均質で、押出し、射出成形および/または熱成形によ
り形状製品に変形するのに適しているが、その様な加工
における使用を制限する幾つかの欠点を示している。主
な欠点は、その混合物の機械的特性、特にレジリエンス
および破断伸長が著しく低下するために、その加工スク
ラップを再使用できないことである。そのためにこの加
工スクラップは廃棄するか、あるいは低級製品に使用す
ることになり、その量は原材料の50〜60%にもな
る。
【0007】本発明は、上記の欠点を示さない、ビニル
芳香族重合体基剤組成物を提供する。本発明の熱可塑性
重合体組成物は、 − 10〜90重量%の、エラストマー成分として、
0.5〜5重量%のビニル芳香族モノマー−共役ジエン
線状ブロック共重合体および5〜15重量%のジエンゴ
ムを含むビニル芳香族重合体(A)、 − 5〜50重量%のポリオレフィン(B)、および − 5〜40重量%の、ジエンの量が20〜80重量%
である、ビニル芳香族モノマー−共役ジエン線状ブロッ
ク重合体(C)からなり、3つの成分(A)、(B)お
よび(C)の合計が100になることを特徴とする。
【0008】好ましくは、本発明の重合体組成物は、 − 60〜80重量%のビニル芳香族重合体(A)、 − 10〜30重量%のポリオレフィン(B)、および − 5〜20重量%のビニル芳香族モノマー−共役ジエ
ン線状ブロック重合体(C)からなり、3つの成分
(A)、(B)および(C)の合計が100になる。
【0009】ビニル芳香族重合体(A)は、一般式(I)
【0010】
【化1】 (ここで、Rは水素または1〜4個の炭素原子を有する
アルキル基を表し、pは0または1〜5の整数であり、
Yはハロゲン原子または1〜4個の炭素原子を有するア
ルキル基を表す)のビニル芳香族モノマーを、上記の量
のジエンゴムおよびビニル芳香族モノマー−共役ジエン
線状ブロック重合体の存在下で、所望により通常のラジ
カル重合触媒を使用して、重合することによって調製で
きる。
【0011】上記の一般式を有するビニル芳香族化合物
の例としては、スチレン、メチルスチレン、モノ- 、ジ
- 、トリ- 、テトラ- およびペンタクロロスチレンおよ
び対応するアルファ−メチルスチレン、核でアルキル化
したスチレンおよび対応するアルファ−メチルスチレ
ン、例えばオルト- およびパラ- メチルスチレン、オル
ト- およびパラ- エチルスチレン、オルト- およびパラ
- メチル−アルファ−メチル−スチレン、等がある。こ
れらのモノマーは、単独でも、相互の混合物、あるいは
他の共重合性コモノマー、例えば無水マレイン酸、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸または
メタクリル酸のC1 −C4 アルキルエステルとの混合物
の形でも使用することができる。
【0012】使用するジエンゴムは、好ましくは7〜1
2重量%含まれ、ポリブタジエン、高または中シスおよ
び低粘度ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン
および/またはイソプレンとスチレンまたは他のモノマ
ーとの共重合体でよい。ビニル芳香族モノマー−共役ジ
エン線状ブロック重合体は、好ましくは2〜5重量%含
まれる。この物質はそれ自体公知であり、市販されてい
る。これらの線状ブロック重合体は、20〜75重量%
のビニル芳香族モノマーの反復単位、および80〜25
重量%の共役ジエンの反復単位を含む。
【0013】これらのブロック共重合体は、純粋なブロ
ックだけから構成されていても、あるいは所望により不
規則な(random)、または先細の(tapered )重合体セ
グメント(B/S)を含んでいても、あるいは不規則
な、および/または先細の共重合体で構成されていても
よい。上記の線状ブロック重合体は、その内容を本明細
書に参考として含める、アレン ノシェイおよびジェー
ムスE.マッグラス「ブロック共重合体」1977、8
3−92、186−192頁に記載されている。さら
に、これらの線状ブロック共重合体の特性、および構造
については、ホルデンらの「熱可塑性エラストマー」
N.R.レッゲら出版1987に記載されている。この
種の線状ブロック重合体は、例えばソルプレン120
5、ソルプレン308およびソルプレン314としてフ
ィリップスペトロリアム社から製造、販売されている。
【0014】ビニル芳香族重合体(A)は、公知の懸濁
重合、塊状懸濁重合または連続塊状重合法により調製す
ることができる。好ましい調製方法では、第一の反応容
器中で、通常のフリーラジカル触媒、ジエン性ゴム、お
よび上記のブロック重合体の存在下で、ビニル芳香族モ
ノマーの予備重合を、供給したモノマーの50重量%未
満が転換するまで行う。次いで、それに続く一つ以上の
反応容器中で、モノマーを完全に重合させる。次に、こ
の様にして得られた重合体を脱蔵し、造粒する。
【0015】ポリオレフィン(B)は、線状低密度(L
LDPE)、中密度および高密度ポリエチレンが好まし
い。他のポリオレフィン、例えばポリプロピレン、ポリ
ブテン、ポリメチルペンテン、並びに2つ以上のアルフ
ァ−オレフィンの共重合体、例えばエチレン−プロピレ
ン共重合体、アルファ−オレフィンと、アルファ−オレ
フィンとは異なるエチレン性不飽和モノマーとの共重合
体、例えばエチレン−酢酸ビニル(EVA)共重合体も
使用できる。
【0016】本発明の組成物において相容性付与剤とし
て使用する、ビニル芳香族モノマー−共役ジエン線状ブ
ロック重合体(C)もやはり公知の種類の材料で、市販
されている。この星形ブロック共重合体は、 (II) S−B、 (III) S1 −B−S2 、 (IV) B1 −S1 −B2 −S2 型の共重合体であり、ここで、S、S1 およびS2 は、
同じかまたは異なった分子量を有する上記の式(I) のビ
ニル芳香族モノマーの非エラストマー性重合体ブロック
であり、B、B1 およびB2 は、同じかまたは異なった
分子量を有する、共役ジエン系のエラストマー性重合体
ブロックである。
【0017】これらの線状ブロック重合体(C)は、す
でに文献で公知であり、その内容を本明細書に参考とし
て含める米国特許第3,265,765号に記載されて
いる。さらに、これらの重合体の物理的および構造的特
性に関しては、B.C.アルポートら、「ブロック共重
合体」、アプライドサイエンス パブリッシャーズ社、
1973に記載されている。
【0018】ブロック共重合体(C)の調製に特に好適
なモノビニル芳香族モノマーはスチレンであり、同じ共
重合特性を示すアルキル置換スチレン、例えばメチルス
チレン、エチルスチレン、t−ブチルスチレン、等も使
用できる。ブロック共重合体(C)の調製に好適な共役
ジエンは、分子内に4〜8個の炭素原子を有するジエ
ン、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−
ジメチル−1,3−ブタジエン、ピペリレンおよびこれ
らの混合物である。線状重合体(C)の中で、非エラス
トマー性重合体ブロックは、好ましくは分子量が5,0
00〜250,000のポリスチレンである。エラスト
マー性重合体ブロックは、好ましくは分子量が2,00
0〜250,000のポリブタジエンである。
【0019】S、S1 、S2 とB、B1 およびB2 重合
体ブロックの間で、不規則なおよび/または先細のセグ
メントが存在することができ、そこではB、B1 および
2ブロックと、S、S1 およびS2 ブロックとの間の
遷移が、ジエン性重合体中のビニル芳香族モノマーの比
率が非エラストマー性重合体ブロック方向に漸次増加す
るのに対し、共役ジエンの比率がそれに応じて漸次減少
する、という意味で漸進的であるか、あるいは、スチレ
ンおよびブタジエンモノマーが統計的に交互に並ぶ区域
により構成される。不規則なおよび/または先細セグメ
ントの分子量は、好ましくは500〜50,000であ
る。線状ブロック重合体(c)は、例えばシェル社製
造、販売のカリフレックスTR1102Sの商品名で、
あるいはフィナ社製造、販売のフィナプレン315の商
品名で入手できる。
【0020】本発明の組成物に特に好ましい線状ブロッ
ク重合体(c)は、式(IV) B1 −S1 −B2 −S
2 の、分子量30,000〜250,000、ブタジエ
ンモノマー単位の総含有量40〜80重量%の重合体で
あるが、この重合体では、ブロックB1 の平均分子量は
ブロックB2 の平均分子量の0.1〜0.5倍であり、
ブロックS1 の平均分子量はブロックS2 の平均分子量
の0.25〜2.0倍である。この好ましい重合体は、
さらに、ブロックB1 とS1 との間に、統計的に結合し
たジエンおよびビニル芳香族モノマー単位からなる共重
合体性セグメントを含む。この線状ブロック重合体は、
その内容を本明細書に参考として含める、イタリア特許
出願第21,563A/87(1987年7月31日出
願)に記載されており、エニケム エラストメリ社によ
りヨーロプレンSOL T168の商品名で製造、販売
されている。
【0021】本発明の混合物は、まず、公知の型のミキ
サーで、低温で各成分を混合することにより調製でき
る。次いで、この混合物を一軸スクリューまたは二軸ス
クリュー押出し機で、好ましくは150〜250℃の温
度で押し出す。
【0022】この組成物は、十分に混合した、少量の、
一般に0.1〜3重量%の安定化剤または他の添加剤を
含むことができる。
【0023】各成分の混合中に、可塑剤、潤滑剤、難燃
剤、流動剤、帯電防止剤、染料、顔料、低密度製品およ
び半製品製造のための発泡剤等を、0.1〜10重量%
の量で加えることができる。
【0024】本発明の混合物は、容易に加工することが
でき、全体として、個々の成分の特性よりも著しく優れ
た一連の特性を発揮する。この理由から、本発明の混合
物は、高い機械的およびレオロジー特性並びに高い耐薬
品性を合せ持った製品の製造に効果的に使用できる。そ
のため、本発明の混合物は、電気製品、電子工学の分
野、および一般に、フィルム、シート、テープ、バン
ド、棒、箱、カップ、容器等の形状の技術材料の分野に
効果的に適用できる。また、この混合物は、当該技術分
野で公知の手法により、発泡製品の製造にも使用でき
る。
【0025】本発明の混合物の他の長所は、200℃以
上の温度で繰り返し加工した後でも、すべての機械的特
性がほとんど変化せずに維持されることである。これら
の特性のために、加工スクラップを回収し、プロセス中
に際循環させ、原材料として再使用することができる。
以下に、本発明をさらに良く理解し、実用化するための
実施例を示すが、これらの実施例に限定するものではな
い。実施例では、他に指示が無い限り、部数はすべて重
量で表す。
【0026】実施例1(比較例) 回転ドラム中で、室温で下記の組成の混合物を調製し
た。 − 75重量部の、重合体マトリックス中に分散した
7.75重量%のポリブタジエンゴム、および3重量%
の、スチレン25%およびブタジエン75%を含有し、
分子量75,000の線状ブロック重合体(フィリップ
ス ペトロリアム製造、販売のソルプレン1205)を
含む耐衝撃性スチレン重合体(A)、 − 15重量部の、密度が0.926g/cm3 、M.F.
I.が0.7g/10分である線状低密度ポリエチレン
(LLDPE)(B)、および − 10重量部の、70重量%のブタジエンおよび30
重量%のスチレンからなり、結合基としてケイ素を含
み、各重合体単位の分子量が40,000である放射状
(radial) ブロック重合体(D)。
【0027】この様にして得た混合物を直径45mmの一
軸スクリューバンデラTR45押出し機から押し出し
た。この押出し機のホッパーと押出しヘッドとの間の温
度分布は150℃、180℃、190℃、215℃であ
った。最初の押出しの顆粒を、同じ一軸スクリューバン
デラTR45押出し機で、240℃の温度で、押出し機
中の滞留時間55秒間で再押出しした。得られた試料の
レジリエンス、伸びおよびレオロジー特性を、同じ押出
し機で、同じ加工条件で行った2、4、6回押出し後に
測定した。
【0028】レオロジー特性に関しては、メルトフロー
インデックス(M.F.I.)をASTM D1238
により、220℃、10kgで測定し、ノッチ付きレジリ
エンス IZODは、23℃で、ASTM D256に
より、NEGRI & BOSSI V 17-110FAを用いて190℃の温
度で射出成形により得た、厚さ12.7mmの試験片に対
して測定し、破断点伸びは、ASTM D638により
測定した。測定結果を下記の表に示す。
【0029】実施例2 実施例1と同じ処理条件で、下記の組成の混合物を調製
した。 − 75重量部の、実施例1の耐衝撃性スチレン重合体
(A)、 − 15重量部の、実施例1の線状低密度ポリエチレン
(LLDPE)(B)、および − 10重量部の、構造(IV)を有し、57重量%のブタ
ジエンおよび43重量%のスチレンからなる、エニケム
エラストメリ社からヨーロプレンSOL T168の
商品名で市販されている線状ブロック重合体(C)。 レオロジー、IZODレジリエンスおよび伸び特性を下
記の表に示す。
【0030】 表1 押出し 実施例1(比較例) 実施例2 回数 IZOD M.F.I. 伸び IZOD M.F.I. 伸び (J/m)(g/10') (%) (J/m)(g/10') (%) 1 280 30 74 320 36 75 2 220 18 65 320 35 70 4 140 25 55 280 25 69 6 105 30 45 240 20 69
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレア、カライオリ イタリー国マントバ、ビア、エル、ガンド ルフオ、1 (72)発明者 サビノ、マタレーセ イタリー国ベロナ、ビア、マゲラノ、1

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】200℃以上の温度での連続的加工を行っ
    た後でも、高い機械的特性を有するビニル芳香族重合体
    基剤混合物であって、 − 10〜90重量%の、エラストマー成分として、
    0.5〜5重量%のビニル芳香族モノマー−共役ジエン
    線状ブロック重合体および5〜15重量%のジエンゴム
    を含むビニル芳香族重合体(A)、 − 5〜50重量%のポリオレフィン(B)、および − 5〜40重量%の、ジエンの量が20〜80重量%
    である、ビニル芳香族モノマー−共役ジエン線状ブロッ
    ク重合体(C)からなり、上記の3つの成分の合計が1
    00になることを特徴とする、ビニル芳香族重合体基剤
    混合物。
  2. 【請求項2】− 60〜80重量%のビニル芳香族重合
    体(A)、 − 10〜30重量%のポリオレフィン(B)、および − 5〜20重量%のビニル芳香族モノマー−共役ジエ
    ン線状ブロック重合体からなり、3つの成分の合計が1
    00になることを特徴とする、請求項1に記載するビニ
    ル芳香族重合体基剤混合物。
  3. 【請求項3】ビニル芳香族重合体(A)中のジエンゴム
    の量が7〜12重量%であることを特徴とする、請求項
    1または2に記載するビニル芳香族重合体基剤混合物。
  4. 【請求項4】ビニル芳香族重合体(A)中のビニル芳香
    族モノマー−共役ジエン線状ブロック重合体の量が2〜
    5重量%であることを特徴とする、請求項1〜3のいず
    れか1項に記載するビニル芳香族重合体基剤混合物。
  5. 【請求項5】ビニル芳香族モノマー−共役ジエン線状ブ
    ロック重合体が、20〜75重量%のビニル芳香族モノ
    マーの反復単位、およびそれに対応して、80〜25重
    量%の共役ジエンの反復単位を含むことを特徴とする、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載するビニル芳香族重
    合体基剤混合物。
  6. 【請求項6】線状ブロック共重合体が、ビニル芳香族モ
    ノマーおよび共役ジエンモノマーの純粋な重合体ブロッ
    クからなることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか
    1項に記載するビニル芳香族重合体基剤混合物。
  7. 【請求項7】線状ブロック重合体が、ビニル芳香族モノ
    マーおよび共役ジエンの不規則な、および/または先細
    のセグメントを含むことを特徴とする、請求項1〜5の
    いずれか1項に記載するビニル芳香族重合体基剤混合
    物。
  8. 【請求項8】線状ブロック重合体が、ビニル芳香族モノ
    マーおよび共役ジエンの不規則な、および/または先細
    の共重合体からなることを特徴とする、請求項1〜5の
    いずれか1項に記載するビニル芳香族重合体基剤混合
    物。
  9. 【請求項9】ポリオレフィンが、線状の、低密度、高密
    度または中密度型のポリエチレンであることを特徴とす
    る、請求項1〜8のいずれか1項に記載するビニル芳香
    族重合体基剤混合物。
  10. 【請求項10】ビニル芳香族モノマー−共役ジエン線状
    ブロック重合体(C)が、 (II) S−B、 (III) S1 −B1 −S2 、 (IV) B1 −S1 −B2 −S2 型であり、ここで、S、S1 およびS2 は、同じかまた
    は異なった分子量を有するビニル芳香族モノマーの非エ
    ラストマー性重合体ブロックであり、B、B1 およびB
    2 は、同じかまたは異なった分子量を有する共役ジエン
    系のエラストマー性重合体ブロックであることを特徴と
    する、請求項1〜9のいずれか1項に記載するビニル芳
    香族重合体基剤混合物。
  11. 【請求項11】S、S1 、およびS2 とB、B1 および
    2 重合体ブロックの間に、不規則なおよび/または先
    細のセグメントが存在することを特徴とする、請求項1
    0に記載するビニル芳香族重合体基剤混合物。
  12. 【請求項12】非エラストマー重合体ブロックが分子量
    5,000〜250,000のポリスチレンであり、エ
    ラストマー性重合体ブロックが分子量2,000〜25
    0,000のポリブタジエンであり、不規則な、および
    /または先細のセグメントの分子量が500〜50,0
    00であることを特徴とする、請求項10または11に
    記載するビニル芳香族重合体基剤混合物。
  13. 【請求項13】線状ブロック重合体(C)が、一般式 B1 −S1 −B2 −S2 を有し、平均分子量が30,000〜250,000、
    ブタジエンモノマー単位の総含有量が40〜80重量%
    であり、ブロックB1 の平均分子量はブロックB2 の平
    均分子量の0.1〜0.5倍であり、ブロックS1 の平
    均分子量はブロックS2 の平均分子量の0.25〜2.
    0倍であり、該重合体(C)がさらに、B1 とS1 ブロ
    ックとの間で、統計的に結合したジエンおよびビニル芳
    香族モノマー単位からなる共重合体セグメントを含むこ
    とを特徴とする、請求項10〜12のいずれか1項に記
    載するビニル芳香族重合体基剤混合物。
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