JPH073168A - 改善された衝撃強度を有する合成樹脂組成物 - Google Patents

改善された衝撃強度を有する合成樹脂組成物

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JPH073168A
JPH073168A JP5040188A JP4018893A JPH073168A JP H073168 A JPH073168 A JP H073168A JP 5040188 A JP5040188 A JP 5040188A JP 4018893 A JP4018893 A JP 4018893A JP H073168 A JPH073168 A JP H073168A
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alkyl
acrylate
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Gilles Meunier
ジレー・ムーニエ
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M&T Chemicals Inc
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Societe National Elf Aquitaine
M&T Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、改善された衝撃強度を有する合成
樹脂組成物に関する。 【構成】 本発明の合成樹脂組成物は、a)熱可塑性重
合体およびb)熱可塑性重合体100重量部当り0.5
〜50重量部の、下記i)およびii)の成分からなるグ
ラフト共重合体型耐衝撃性改良剤、すなわち、 i)ブタジエンまたはイソプレンとC2 〜C12アルキル
アクリレートとのランダム共重合体であってかつ上記ブ
タジエンまたはイソプレンを主鎖の重量に基づいて0.
5〜35重量%の割合で含有するランダム共重合体から
なる主鎖;と ii)上記主鎖にグラフトされた下記の共重合体、すなわ
ちC1 〜C4 アルキルメタアクリレートとC1 〜C8
ルキルアクリレートとのランダム共重合体からなる共重
合体であってかつ上記アルキルアクリレートを5〜50
%のモル比で含有しており、そして主鎖の重量の10〜
200%を構成している共重合体;とからなるグラフト
共重合体型耐衝撃性改良剤からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、改善された衝撃強度を
有する合成樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ある種の合成樹脂、特に塩化ビニルの単
独重合体および共重合体は、安価であること、良好な物
理的および化学的性質を有することから非常に広く使用
されているが、周囲温度において、低温においてあるい
は老化後において低い衝撃強度を有している。このよう
な欠点を改善するために、これらの樹脂に、一定のゴム
状弾性を有する重合体である、耐衝撃性改良剤と称され
ているある種の物質を包含させることが提案されてい
る。これらの添加剤の中で特に興味のあるものは、変性
若しくは未変性ポリアクリレートおよびブタジエンをベ
ースとするランダム若しくはグラフト共重合体である。
特に、米国特許第3,264,373号明細書には、少
なくとも80重量%のポリ塩化ビニルを含有する重合体
ベース樹脂用の耐衝撃性改良剤が記載されている;この
添加剤は、1〜20重量%のブタジエンと99〜80重
量%のC2 〜C12のアルキル基を有するアルキルアクリ
レートからなる重合体から形成される主鎖にメチルメタ
クリレートをグラフトした共重合体からなる。このグラ
フト共重合体は、主鎖共重合体に基づいて10〜185
重量%、好ましくは20〜50重量%のグラフトされた
メチルメタクリレートを含有している。上記添加剤を塩
化ビニル重合体樹脂中に該樹脂100重量部に対して
0.5〜50重量部の割合で添加すると、樹脂の衝撃強
度が実質的に向上し、しかも特にその熱劣化温度の低下
を生じない。
【0003】本発明者は、上記したごとき添加剤(耐衝
撃性改良剤)において、グラフトされたポリメタクリレ
ート分子鎖を、特定のモル比のアルキルメタクリレート
とアルキルアクリレートとのランダム共重合体のグラフ
トされた分子鎖で置換した場合には、改良された有効性
(効率)を有する耐衝撃性改良剤が得られることを見い
出した。また、本発明者は、この有効性は、主鎖の共重
合体を、少量の多官能架橋剤により架橋させた同様な共
重合体で置換することにより更に改良できることを見い
出した。
【0004】従って本発明による耐衝撃性改良剤の使用
により、前記米国特許明細書に記載された耐衝撃性改良
剤を包含させた合成樹脂組成物の衝撃強度に比較して周
囲温度,低温または老化後において改良された衝撃強度
を有する合成樹脂組成物が得られる。
【0005】
【本発明の構成及び効果】従って本発明によれば、熱可
塑性重合体と;この熱可塑性重合体100重量部当り
0.5〜50重量部の量で使用される下記のごとき耐衝
撃性改良剤、すなわち、ブタジエンおよびイソプレンか
ら選ばれた共役ジエンとC2 〜C12アルキルアクリレー
トとのランダム共重合体であってかつ0.5〜35重量
%の重合共役ジエン含有量を有するランダム共重合体か
らなる主鎖と、この主鎖上にその重量の10〜200%
の量でグラフトされている重合したアルキルメタクリレ
ートの分子鎖とからなるグラフト共重合体型の耐衝撃性
改良剤と;場合により他の添加剤とからなる、改善され
た衝撃強度を有する合成樹脂組成物が提供される。これ
らの組成物の特徴は、グラフト共重合体型耐衝撃性改良
剤のグラフトされた鎖が、C1 〜C4 のアルキル基を有
するアルキルメタクリレートとC1 〜C8 のアルキル基
を有するアルキルアクリレートとのランダム重合体であ
って、かつ上記C1 〜C8 アルキルアクリレートのモル
比が5〜50%であるランダム共重合体からなることで
ある。
【0006】本発明は、改良された衝撃強さを有する合
成樹脂組成物に関するものであり、この要旨の一実施態
様は、塩化ビニルの単独重合体または共重合体と耐衝撃
性改良剤とからなる改良された低温衝撃強度を有する熱
可塑性樹脂組成物に関するものである。
【0007】本発明を実施する好ましい一方法によれ
ば、上記グラフト共重合体型耐衝撃改良剤の主鎖は、共
役ジエン、C2 〜C12のアルキルアクリレートおよび上
記のジエンおよびアルキルアクリレートと共重合可能な
多官能性架橋剤の共重合体からなりそして上記の架橋剤
はその分子中に少なくとも2個のCH2 =C<基を有し
ており、また上記の共重合体は、0.5〜35重量%の
重合したジエンを含有しておりかつ0.02〜10%,
好ましくは0.05〜7%の範囲のモル濃度の重合した
架橋剤を有している。
【0008】上記の多官能性架橋剤は、特に、ジビニル
ベンゼン、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレー
ト、ジアリルイタコネート、トリアリルイソシアヌレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレートまたはト
リメタクリレート、アリルアクリレートまたはメタクリ
レート、アルキレン鎖中の炭素原子数が2〜10個であ
るアルキレングリコールジアクリレートまたはジメタク
リレート、特に、エチレングリコールジアクリレートま
たはメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリ
レートまたはジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオ
ールジアクリレートまたはジメタクリレート、または
式: (上記式中のXは水素原子またはメチル基であり、nは
2〜4の整数であり、そしてpは2〜20の整数であ
る)を有するポリオキシアルキレングリコールジアクリ
レートまたはジメタクリレート、特にポリオキシエチレ
ン基が約400(すなわち、上記式においてn=2、p
=9)の分子量を有するポリオキシエチレングリコール
ジアクリレートまたはジメタクリレートの如き、2個あ
るいはそれ以上のビニルまたはアニル二重結合を有する
誘導体から選択することができる。
【0009】上述の如く、ブタジエンまたはイソプレン
および場合により多官能架橋剤と共重合して、グラフト
共重合体型耐衝撃性改良剤の主鎖を形成するアルキルア
クリレートは、好ましくはアクリルオキシ基に結合した
炭素に分岐鎖のない、C2 〜C12のアルキル基を有する
アルキルアクリレートである。主鎖共重合体の形成に適
当なアクリレートの例としては、エチルアクリレート、
n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、
アミルアクリレート、2−メチルブチルアクリレート、
3−メチルブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレ
ート、n−オクチルアクリレート、n−ドデシルアクリ
レート、または2−エチルヘキシルアクリレートがあげ
られる。
【0010】グラフト共重合体型耐衝撃性改良剤の主鎖
を形成している、かつ架橋しているかあるいは架橋して
いない共重合体中の重合したブタジエンまたはイソプレ
ンの好ましい濃度は、主鎖の重量の1〜25重量%であ
る。
【0011】本発明の耐衝撃性改良剤においては、主鎖
にグラフトした分子鎖は、C1 〜C4 のアルキル基を有
するアルキルメタクリレートおよびC1 〜C8 アルキル
を有するアルキルアクリレートとのランダム共重合体か
らなる。使用し得るアルキルメタクリレートとしては、
エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、
イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレー
ト、イソブチルメタクリレートおよび特にメチルメタク
リレートが挙げられる。C1 〜C8 アルキル基を有する
アルキルアクリレートの例としては、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、
n−ブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、
2−メチルブチルアクリレート、3−メチルブチルアク
リレート、n−オクチルアクリレートおよび2−エチル
ヘキシルアクリレートが挙げられ、アルキル基がC1
4 である上記のアルキルアクリレートを使用するのが
好ましい。
【0012】グラフト共重合体型耐衝撃性改良剤のグラ
フトした鎖を構成している、C1 〜C4 アルキル基を有
するアルキルメタクリレートとC1 〜C8 アルキル基を
有するアルキルアクリレートとのランダム共重合体中に
おいて、C1 〜C8 アルキル基を有するアルキルアクリ
レートのモル比は好ましくは10〜30%である。
【0013】グラフトされた分子鎖がグラフト共重合体
の主鎖の重量の10〜60重量%であることが有利であ
る。
【0014】耐衝撃性改良剤の分子量は、分子量に応じ
て変動する溶融状態の粘度を測定することにより評価で
きる。この溶融状態での粘度は、その値が耐衝撃性改良
剤を含有する樹脂組成物の加工中に耐衝撃性改良剤のマ
イグレーションを防止するのに十分である限り、かなり
広範囲の値を有し得る。溶融状態での粘度の代表的な値
として、50gの耐衝撃性改良剤を含有し、かつ200
℃の温度で、40rpmのローター回転速度で作動させ
るブラベンダー・レオメーターの抵抗トルク(resisting
torque)の値を採用するのが好都合である。上記トルク
の測定は、200℃で20分経過後に行う。耐衝撃性改
良剤の溶融状態における粘度についての適当な上述トル
ク値は、6〜40Nmである。熱可塑性重合体が少なく
とも80重量%のポリ塩化ビニルからなる重合体である
樹脂組成物の場合は、耐衝撃性改良剤の溶融状態での粘
度の好ましい値は、8〜30Nm、特に10〜25Nm
の範囲の上述のトルクの値に相当している。
【0015】本発明の耐衝撃性改良剤は、前記した如き
主鎖とグラフトした分子鎖とを有するグラフト共重合体
の調製を可能にするいずれの方法によっても調製するこ
とができる。しかしながら、グラフト共重合体の主鎖の
形成およびグラフト化を乳化重合法を用いて行うのが好
ましい。
【0016】次のごとき重合方法が使用できる。まず第
1段階で、重合すべき単量体1重量部あたり、1〜10
部の水、0.001〜0.03部の乳化剤および主鎖共
重合体中において望まれる割合に相当する割合の下記の
成分、すなわち、重合してグラフト共重合体型耐衝撃性
改良剤の主鎖を形成する単量体、すなわちブタジエンま
たはイソプレン、C2 〜C12のアルキル基を有するアル
キルアクリレートおよび必要に応じて多官能性架橋剤か
らなるエマルジョンを形成する。次に、0.001〜
0.05部のフリーラジカル発生触媒を加え、かく形成
された反応媒体を、攪拌しながら例えば室温〜90℃の
温度に、単量体が事実上完全に転化するのに十分な長さ
の時間保持する。第2の段階においては、C1 〜C4
ルキル基を有するアルキルメタクリレートとC1 〜C8
アルキル基を有するアルキルアクリレートとの混合物
を、第1の段階で得られた主鎖共重合体上にグラフトさ
せる。このグラフト化は、第1段階で得られた反応媒体
に、所望のモル比のグラフト分子鎖と所望のモル数のア
ルキルアクリレートとを分子鎖中に有するグラフト共重
合体を得るのに適当な量の、アルキルメタクリレートと
アルキルアクリレートとの混合物並びに所望ならば追加
量の乳化剤および前記した量のラジカル型触媒を添加し
て行う。かくして形成した混合物を攪拌しながらグラフ
ト用単量体が事実上完全に転化するまで上述の範囲の温
度に保持する。
【0017】乳化剤としては、アニオン性,ノニオン性
あるいはカチオン性の公知の界面活性剤のいずれも使用
することができる。特に、乳化剤は、脂肪酸のナトリウ
ム塩またはカリウム塩、特にラウリン酸ナトリウム、ス
テアリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、オレ
イン酸ナトリウム、脂肪アルコールの硫酸エステルのナ
トリウム塩またはカリウム塩、特にナトリウムラウリル
サルフェート、スルホコハク酸エステルのナトリウムま
たはカリウム塩、アルキルアリールスルホン酸のナトリ
ウム塩またはカリウム塩、特にドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム、ジドデシルナフタレンスルホン酸ナト
リウムおよび脂肪酸モノグリセライドモノスルホネート
のナトリウム塩またはカリウム塩の如きアニオン性界面
活性剤から選択することができ、また、エチレンオキシ
ドとアルキルフェノールまたは脂肪族アルコールとの反
応生成物の如きノニオン性界面活性剤からも選択するこ
とができる。必要であれば、このような界面活性剤の混
合物も使用することができる。
【0018】上記の乳化重合の第1および第2の段階の
両方で使用することができる触媒は、重合に使用する温
度条件下でフリーラジカルを生じる化合物である。これ
らの化合物としては、特に過酸化水素、アルカリ金属の
過硫酸塩、特に過硫酸ナトリウムまたはカリウム、過硫
酸アンモニウム、過炭酸塩、過酢酸塩、過硼素酸塩、ベ
ンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシドの如き
パーオキシド、キュメンハイドロパーオキシド、パラメ
ンタンハイドロパーオキシドまたはtert−ブチルハイド
ロパーオキシドの如きハイドロパーオキシドが挙げられ
る。しかしながら、過酸化化合物、例えば上記の過酸化
化合物または過硫酸塩の1種と還元剤、特にアルカリ金
属の亜硫酸塩、アルカリ金属の重亜硫酸塩、アルカリ金
属のスルホキシレート、アスコルビン酸、またはグルコ
ースとを組合せて形成したレドックスタイプの触媒系を
使用するのが好ましく、且つ特に好ましくは、水溶性の
もの、例えば過硫酸カリウム/次亜硫酸ナトリウムまた
はtert−ブチルハイドロパーオキシド/ピロ亜硫酸ナト
リウムの如き上記の触媒系のものである。
【0019】前記二段階のいずれかの段階あるいは両方
の段階の重合混合物に、化合物分子量調節剤(chainlimi
ting compound)特にtert−ドデシルメルカプタン、イソ
ブチルメルカプタンおよびn−ドデシルメルカプタンの
如きメルカプタンを、主鎖および/またはグラフト共重
合体の分子量を調節する目的で添加することができる。
また、重合媒体のイオン強度をコントロールするために
リン酸塩の如き化合物も添加できる。
【0020】ついで乳化重合の第2段階の最後に得られ
た、グラフト共重合体の水性エマルジョンからなる反応
媒体を処理して媒体からグラフト共重合体を分離する。
この分離は、例えばエマルジョンを濃硫酸ですでに酸性
化されている塩溶液と接触させて凝集処理し、次いで凝
集により生じた固体の生成物を濾過によって分離するこ
とにより行うことができる。次にこの固体生成物を洗浄
および乾燥して粉末のグラフト共重合体が得られる。エ
マルジョン中に含まれているグラフト共重合体は、噴霧
乾燥技術によっても回収することができる。
【0021】得られたグラフト共重合体は、その粒子径
が数ミクロン(例えば1〜5ミクロン)〜200〜30
0ミクロンの範囲の粉末である;この粒子径は、グラフ
ト共重合体を乳化重合媒体から分離するのに使用した方
法により変動する。
【0022】本発明の樹脂組成物は、熱可塑性重合体、
耐衝撃性改良剤および場合により他の添加剤からなる均
一な混合物を生産し得るいずれの方法によっても調製す
ることができる。例えば、樹脂組成物を構成する各成分
を乾燥状態で混合しついで得られた混合物を押出すこと
ができる。熱可塑性重合体をエマルジョン重合により製
造する場合は、グラフト共重合体のエマルジョンと熱可
塑性重合体のエマルジョンとを混合しついで得られたエ
マルジョンを処理して、エマルジョンが含有している固
形分をエマルジョンから分離するのが好都合である。こ
の技術は、グラフト共重合体の分離について上述した通
りである。
【0023】本発明の樹脂組成物の構成成分の1種であ
る熱可塑性重合体は、重縮合型重合体、特にポリブチレ
ンテレフタレートの如きポリエステル、ポリカボネート
あるいはポリアミドの1種または2種以上からなること
ができ、また例えばポリメタクリレート、特にポリメチ
ルメタクリレートの如き付加重合型重合体の1種または
2種以上からなり得る。熱可塑性重合体は、場合により
過塩素化されている塩化ビニルの単独重合体、および塩
化ビニルと1種またはそれ以上のエチレン性不飽和共単
量体との共重合により得られた、かつ少なくとも80重
量%の重合した塩化ビニルを含有する共重合体からなる
群から選ばれた1種または2種以上の付加重合体である
ことが好ましい。上記の共重合体を調製するための共単
量体は、特に塩化ビニリデンまたはフッ化ビニリデンの
如きハロゲン化ビニリデン;酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル、ビニルブチレートの如きビニルカルボキシレー
ト;アクリル酸およびメタクリル酸;並びにこれらから
誘導されたニトリル、アミドおよびアルキルエステル、
特にアクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルア
ミド、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、ブ
チルアクリレート、エチルアクリレートおよび2−エチ
ルヘキシルアクリレート;スチレンまたはビニルナフタ
レンの如きビニル芳香族誘導体;およびビシクロ〔2.
2.1〕ヘプト−2−エン、ビシクロ〔2.2.1〕−
ヘプタ−2,5−ジエン;エチレン、プロペンおよび1
−ブテンの如きオレフィン類が挙げられる。
【0024】本発明の樹脂組成物中に添加し得る耐衝撃
性改良剤以外の添加剤としては、顔料、着色剤、可塑
剤、酸化防止剤、熱安定剤、加工助剤および潤滑剤の如
き添加剤が挙げられる。
【0025】上述の樹脂組成物中の耐衝撃性改良剤の好
ましい濃度は、熱可塑性重合体の重量に基づいて1〜3
0重量%である。重合体が、塩化ビニルの重合体および
塩化ビニルと前述の如き共単量体との共重合体からなる
群から選択された場合には、熱可塑性重合体の2〜10
重量%の耐衝撃性改良剤の濃度が特に好適である。後者
のケースで得られる樹脂組成物は、ビニル壁板(siding)
の如き外装製品の製造に適している。
【0026】本発明を以下の実施例によって更に説明す
る。
【0027】実施例1 (a) 本発明のグラフト共重合体型耐衝撃性改良剤の
合成 この方法は、攪拌装置を備えた且つ反応器の温度を保持
するための加熱流体を含有する二重ジャケットを備えた
反応器内で行った。
【0028】(1) 架橋を行っていない主鎖の調製 窒素で脱気後1,180gの脱イオン水と3.43gの
リン酸二ナトリウムとを反応器に入れ、該反応器を攪拌
しながら周囲温度に保持した。
【0029】この媒体に乳化剤として28.7gのナト
リウムラウリルサルフェートを溶解した。次に反応器の
内容物の温度を57℃にし、且つこの温度を保持しなが
ら628gのブチルアクリレートと64.8gのブタジ
エンを内容物に同時に加えた。反応器の温度を57℃に
保持しながら、8mlの水で稀釈した0.85gのtert
−ドデシルメルカプタンを分子量調節剤として反応混合
物に加え、更に同時に19mlの水中の0.58gのピ
ロ亜硫酸ナトリウムと32mlの水中の0.91gの過
硫酸カリウムとを触媒系として加えた。次に反応器の内
容物を57℃に3時間保持し次いで80℃で1時間保持
し、その後反応器を57℃に冷却した。ラテックス状の
かつ9.3重量%の重合ブタジエンを含有するブタジエ
ン/ブチルアクリレート共重合体を99%の転化率で得
た。
【0030】(2) 主鎖共重合体へのメタクリレート
/アクリレート混合物のグラフト 233.1gのメチルメタクリレートと58.3gのエ
チルアクリレートを、主鎖共重合体の調製の最後の57
℃に冷却した反応器の内容物に攪拌しながら加え、次い
で0.65gのtert−ドデシルメルカプタンを加えた。
【0031】次に以上の如くして形成した反応媒体中
へ、13.5mlの水中の0.13gのピロ亜硫酸カリ
ウムと13.5gの水中の0.32gの過硫酸カリウム
とを溶解した。反応器の内容物を57℃に1.5時間保
持した後、温度を80℃に高め、次いで13.5mlの
水中の0.53gのtert−ブチルハイドロパーオキサイ
ドと0.13gのピロ亜硫酸ナトリウムとを内容物に添
加した。次に反応混合物を80℃で1時間保持した。こ
の時間の最後に、反応器の内容物を室温に冷却しそして
平均粒子直径が0.15ミクロンの生成したグラフト共
重合体のラテックスを、濃硫酸で酸性化した塩溶液中で
凝集させた。次に凝集した生成物を濾過し、洗浄し且つ
乾燥してグラフト共重合体型耐衝撃性改良剤の粉末を得
た。
【0032】グラフト化の際のメチルメタクリレートと
エチルアクリレートの混合物の転化率は約98.5%で
あった。このグラフト共重合体は、主鎖共重合体の42
重量%のメチルメタクリレート/エチルアクリレート共
重合体からなるグラフト分子鎖部分を有し、且つ前述の
条件下で操作するブラベンダー・レオメーターでの1
3.6Nmのトルクに等しい値に相当する溶融状態にお
ける粘度を有していた。グラフト分子鎖中の重合したエ
チルアクリレートのモル比は20%であった。
【0033】(b) 対照としてのグラフト共重合体型
耐衝撃性改良剤の合成 この実施例の(a)に記載したと同様な条件下で、ブタ
ジエンとブチルアクリレートからなる主鎖共重合体とこ
れにグラフトしたポリメチルメタクリレート分子鎖とか
らなる対照のグラフト共重合体を合成した。
【0034】この共重合体の調製は、前記のグラフト方
法に従って、メチルメタクリレートとエチルアクリレー
トとの混合物の代わりに291gのメチルメタクリレー
トを使用し、他の操作条件を同一にして行なった。
【0035】主鎖共重合体の42%に相当するグラフト
したポリメチルメタクリレートを含有し、主鎖が9.2
重量%の重合したポリブタジエンを含有しているグラフ
ト共重合体が得られた。メチルメタクリレートの転化率
は99%であった。このグラフト共重合体は、ブラベン
ダー・レオメーターでの15.6Nmのトルクの値に相
当する溶融状態での粘度を有していた。
【0036】(c) 樹脂組成物の調製と特性 次に、外装用壁板製品の製造に適しているPVCベース
樹脂組成物の調製と、この樹脂組成物から作成した試験
片の衝撃強度特性とを以下で説明する。
【0037】パーペンマイヤー(Papenmeir) 型混合機中
に、この実施例の(a)(添加剤1.a)または(b)
(対照添加剤1.b)に記載の如くして調製した耐衝撃
性改良剤5重量部、67のK値を有するPVC100重
量部、アクリル重合体からなる加工助剤〔パラロイド(P
araloid)K175、ローム&ハース製〕0.3重量部、
2部のステアリン酸カルシウム、m.p.74℃のポリ
エチレンワックス1部、錫チオグリコレートをベースと
する熱安定化剤1.5部および12部のTiO2 を装入
した。
【0038】上記の配合の組成物を使用し、衝撃強度特
性を測定するための次の試験用の試験片を作成した。 …衝撃引張り試験(ASTM標準試験法D1822−6
8): 試験片中に引張応力を生ずる衝撃により、標準
試験片を破断するのに要するエネルギーを測定した。 …アイゾッド衝撃曲げ強度テスト(ASTM標準試験法
D−256−73) ノッチ付試験片の1端を緊締しそして試験片に曲げを生
ずる衝撃を与えたときに、試験片の破断により吸収され
るエネルギーを測定した。 …低温衝撃強度試験:この試験では、ASTM標準試験
法D3029−72に規定されている方法を変更した方
法を使用した。板状試験片を水平に設置し且つ低温に保
持しそしてこの試験片に直径12.7mのかつ一方の端
部が円形のシリンダー中で、重量5.1kgのエンディ
ング(ending)を70cmの高さから自由に落下させるこ
とにより衝撃を加えた場合に、上記試験片が破断すると
きに吸収されるエネルギーを測定した。
【0039】衝撃引張り試験およびアイゾット衝撃試験
用の試験片を作製するために、前記成分の混合物から得
られた樹脂組成物をシュバベンタン(Schwabenthan)型カ
レンダー装置上で165℃で7分間カレンダー加工し、
次いでデラゴン(Derragon)プレス上で200バールの圧
力下、190℃の温度で5分間加圧して板状に成形し
た。この板を加圧下で冷却した。試験片は、衝撃引張り
試験の場合パンチャーを用いて作製し、アイゾッド衝撃
試験の場合Kは丸のことノッチャーとを用いて作製し
た。前記ASTM標準試験法で規定された形状を有する
試験片の厚さは、衝撃引張り試験では1mmであり、ア
イゾッド衝撃試験用では3mmである。
【0040】低温衝撃強さ試験用試験片の作製は、前記
の樹脂組成物を、クラウス−マフェイ(Krauss-Maffei)
KDM25型の2軸スクリュー押出機中で混練し、次い
で200バールの圧力下、190℃で作動しているプレ
ス中で60mmの長さと輻および約1mmの厚さを有す
る板状に成形した。
【0041】衝撃引張り試験に使用する試験片の1バッ
チは、クリマトロン(Climatron) 型の加速老化装置中の
キセノンランプから発射される放射線下で予め850時
間の老化処理した。老化の影響を考慮するために、「損
失%」という語を使用して、これを式(E−Ev)/
(E)×100(EおよびEvはそれぞれクリマトロン
中で850時間老化させる前後の破断時のエネルギーを
表わす)により、破断時のエネルギーにおける相対的変
化に相当する大きさ(magnitude) を求めた。
【0042】表Iに示した結果は、グラフト共重合体型
耐衝撃性改良剤中のポリメチルメタクリレートのグラフ
ト分子鎖を、メチルメタクリレートと20モル%のエチ
ルアクリレートからなる共重合体のグラフト分子鎖で置
換することにより、他の条件が同一の場合、耐衝撃性改
良剤を含有する樹脂組成物の衝撃強度が改善させること
およびこの改良の程度は低温において特に著しいことを
示している。
【0043】 表I 耐衝撃性改良剤 衝撃引張りテスト(21℃) 1.a(本発明) 1.b(対照) E(α)(KJ/m2 ) 745 710 Ev(α)(KJ/m2 ) 522 482 損失% 30 32 ノッチ付アイゾッド衝撃(21℃) 破断エネルギー(J/ノッチの1cm)14.1 13 低温衝撃試験 試験温度 −10℃、−20℃ −10℃、−20℃ 破断エネルギー(J/mm)(β)14.6、9.9 10、7 破断力(daN/mm)(γ) 212、188 189、178 α)−KJ/m2 =試験片の1m2 あたりのキロジュール、 β)−J/mm=試験板の厚さ1mmあたりのジュール、 γ)−daN/mm=試験板の厚さ1mmあたりのdaN、実施例2 (a) 本発明の架橋したグラフト共重合体型耐衝撃性
改良剤の合成 攪拌機を備えた且つ反応器温度を保持するための加熱流
体を含有する二重ジャケットを有する反応器を使用し
て、架橋剤がアリルメタクリレート(テストA)、エチ
レングリコールジメタクリレート(テストB)または、
分子量約400のポリオキシエチレン分子鎖を有するポ
リエチレングリコールジメタクリレート(テストC)で
ある本発明の架橋グラフト共重合体を用いて3種の合成
試験を行なった。
【0044】(1) 架橋した主鎖の調製 窒素で脱気後、1,180gの脱イオン水と3.43g
のリン酸二ナトリウムとを攪拌しながら室温で反応器中
に導入した。この混合物中に、乳化剤として28.7g
のナトリウムラウリルサルフェートを溶解した。反応器
内容物の温度を57℃に高め、且つこの温度を保持しな
がら、628g(4.85モル)のブチルアクリレー
ト、64.8g(1.20モル)のブタジエンおよび
0.062モルに相当する量の架橋剤を同時に加えた。
反応器の温度を57℃に保持しながら、8mlの水中の
0.85gのtert−ドデシルメルカプタンを連鎖制限剤
として加え、同時に19mlの水中の0.58gのピロ
亜硫酸ナトリウムと32mlの水中の0.91gの過硫
酸カリウムとを触媒系として加えた。次に反応器の内容
物を57℃に3時間保持し、次いで80℃で1時間保持
した。その後反応器を55℃に冷却した。
【0045】単量体の転化率は99%であり、ブタジエ
ン/ブチルアクリレート/架橋剤ターポリマーがラテッ
クスとして得られた。これらのターポリマーは、テスト
Aのものは9.2重量%に相当する重合したブタジエン
を含有し、テストBのものは9.2重量%に相当する重
合したブタジエンを、そしてテストCのものは8.9重
量%での重合したブタジエンを含有していた。上記の各
々の共重合体中の重合した架橋剤のモル濃度は1%であ
った。
【0046】(2) 主鎖共重合体へのメタクリレート
/アクリレート混合物のグラフト グラフト処理の操作条件は、実施例1の(a.2)に記
載の条件と同一である。
【0047】メチルメタクリレートとエチルアクリレー
ト混合物の転化率は、各々の合成試験において約99%
であった。
【0048】3種の合成試験で得られたグラフト共重合
体は、それぞれ主鎖共重合体の重量に基づいて、テスト
Aでは41.6%、テストBでは41.3%そしてテス
トCでは40.1%の、メチルメタクリレート/エチル
メタクリレートランダム共重合体のグラフトされた分子
鎖部分を含有していた。また各々のグラフト共重合体
は、前記で定義したごときブラベンダー・トルク・レオ
メーターの読みで、テストAについては13.2Nm、
テストBについては14.6NmそしてテストCについ
ては12.6Nmに相当する溶融状態における粘度を有
していた。各々のグラフト共重合体のグラフト分子鎖中
の重合したエチルアクリレートのモル比は20%であっ
た。
【0049】(b) 樹脂組成物の調製および特性 上記のテストA,BおよびBで合成したグラフト共重合
体の中から選択したグラフト共重合体および実施例1に
記載の如く合成した対照用のグラフト重合体を、耐衝撃
性改良剤として使用し、実施例1の(c)に記載の如く
して4種のPVCベース樹脂組成物を調製した。
【0050】試験片を上記の組成物から形成し、この試
験片の衝撃強度特性を実施例1で述べたごとき方法で測
定した。
【0051】得られた結果を表IIに要約して示した。
【0052】これらの結果は、前述のメチルメタクリレ
ートとエチルメタクリレートとの共重合体のグラフト分
子鎖により、グラフト共重合体型耐衝撃性改良剤中のポ
リメチルメタクリレートのグラフト分子鎖を置換するこ
との他に、ブタジエンとブチルアクリレートとの架橋共
重合体を使用して、グラフト共重合体の主鎖を形成させ
た場合には、樹脂組成物の低温衝撃強さが改善されるの
みならず、老化後の衝撃強さも改善されることを示して
いる。
【0053】 実施例3 種々の組成物に実施例1の耐衝撃性改良剤を包含させた
樹脂組成物の調製と特性 実施例1の(c)に記載の方法に従って、実施例1で調
製した耐衝撃性改良剤を包含させて、1連のPVCベー
ス樹脂組成物を調製した。耐衝撃性改良剤の量とTiO
2 の量は各組成物ごとに変え、一方、他の成分は実施例
1に記載の通りとした。
【0054】このようにして得られた組成物を使用して
試験片を作成し、それらの衝撃強さ特性を実施例1で述
べた方法に従って測定した。
【0055】得られた試験結果を表III に示した。
【0056】これらの結果は、本発明の耐衝撃性改良剤
(添加剤1a)を含有するPVC組成物は、対照の耐衝
撃性改良剤(添加剤1b)を含有する組成物と比較し
て、耐衝撃性改良剤とTiO2 の種々の濃度において改
良された衝撃強さを有することを示している。
【0057】 実施例4 (a) 本発明の架橋グラフト共重合体型耐衝撃性改良
剤の合成 攪拌機および、反応器温度を保持する加熱流体を含有し
ている二重ジャケットを備えた反応器を使用して、ブタ
ジエン/ブチルアクリレート/架橋剤の共重合体からな
る主鎖にメチルメタクリレートとエチルメタクリレート
の混合物をグラフトすることにより、一連の本発明の架
橋グラフト共重合体を調製した。上記架橋剤は実施例2
のテストCの合成で使用した、ポリオキシエチレン分子
鎖が約400の分子量を有しているポリオキシエチレン
グリコールジメタクリレート(前記定義の式で、X=C
3 、n=2、p=9)である。
【0058】主鎖共重合体の調製とグラフト化の実施
は、実施例2の(a)に記載した操作条件下で行なった
が、但し主鎖共重合体の調製中に種々の量の架橋剤を使
用し、且つ0.325gのtert−ドデシルメルカプタン
をそのグラフト化に使用した。グラフト共重合体の調製
の各々の段階における単量体の転化率は約90%であっ
た。
【0059】(b) 樹脂組成物の調製と特性 本実施例の(a)に記載の方法で合成したグラフト共重
合体の中から選択した共重合体と、実施例1の(b)に
記載の方法で合成した対照のグラフト共重合体を耐衝撃
性改良剤として使用し、実施例1の(c)に記載の方法
に従ってPVC−ベースの樹脂組成物を調製した。
【0060】これらの組成物を使用して、衝撃引張り試
験用の試験片を作成し、実施例1に記載の如く衝撃引張
り応力下での破断エネルギーEを測定した。
【0061】使用した架橋剤の量、製造したグラフト共
重合体の組成および衝撃引張り試験の結果を第IV表に示
した。
【0062】衝撃引張り試験の結果から、本発明の耐衝
撃性改良剤を含有しているPVC樹脂組成物は、同一濃
度の対照の耐衝撃性改良剤を含有している対照の樹脂組
成物に比較して、改良された衝撃強度を有していること
が判る。この衝撃強度の改良は、グラフト共重合体型耐
衝撃性改良剤の主鎖中の重合した架橋剤の量に応じて向
上する。
【0063】 実施例5 (a) 本発明の架橋グラフト共重合体型耐衝撃性改良
剤の合成 攪拌機および反応器の温度を保持する流体を含有してい
る二重ジャケットを備えた反応器を用いて、ブタジエン
/ブチルアクリレート/架橋剤共重合体にメチルメタク
リレートとエチルアクリレートの混合物をグラフトする
ことにより、本発明のグラフト共重合体を用いて、三種
の合成試験を行なった。上記の架橋剤は、以下の化合物
の中から選択した。
【0064】…ポリオキシエチレン分子鎖が約200の
分子量を有するポリエチレングリコールジメタクリレー
ト(前記定義の式で、X=CH3 、n=2、p=5);
この化合物は、略称でPEG200DMAと称す。
【0065】…ポリオキシエチレン分子鎖が約400の
分子量を有するポリエチレングリコールジメタクリレー
ト(前記定義の式で、X=CH3 、n=2、p=9);
この化合物は、略称でPEG400DMAと称す。
【0066】…ポリオキシエチレン鎖が、約600の分
子量を有するポリエチレングリコールジメタクリレート
(前記定義の式で、X=CH3 、n=2、p=14);
この化合物は、略称でPEG600DMAと称す。
【0067】架橋主鎖共重合体は、実施例2の(a)に
記載の操作条件下で調製し且つグラフトを行なったが、
架橋剤は、主鎖中の重合架橋剤が0.15モル%となる
量で使用し、且つグラフトを行う際に0.325gのte
rt−ドデシルメルカプタンを使用した。
【0068】グラフト共重合体の調製時の各工程での単
量体の転化率はほぼ98%であった。
【0069】(b) 樹脂組成物の調製と特性 本実施例の(a)に記載の方法で合成したグラフト共重
合体と実施例1の(b)に記載の方法で合成した対照の
グラフト共重合体の中から選んだグラフト共重合体を耐
衝撃性改良剤として使用して、実施例1の(c)に記載
の方法に従ってPVCベースの樹脂組成物を調製した。
【0070】衝撃引張り試験用の試験片をこれらの組成
物から作成し、実施例1に記載の方法に従ってこれらの
試験片について衝撃引張り条件下での破断時のエネルギ
ーを測定した。
【0071】使用した架橋剤の量、製造したグラフト共
重合体の組成および衝撃引張り試験の結果を表Vに示し
た。
【0072】衝撃引張り試験の結果から本発明の耐衝撃
性改良剤を含有するPVC樹脂組成物が、同量の対照の
耐衝撃性改良剤を含有する対照の樹脂組成物に比較し
て、改良された衝撃強さを示すことが判る。
【0073】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 51/00 LKS 51/04 LKY (71)出願人 591158634 エム・アンド・テイ・ケミカルス・インコ ーポレイテツド M&T CHEMICALS INCOR PORATED アメリカ合衆国・ニユージヤージー州.ウ ツドブリツジ.ワン・ウツドブリツジ・セ ンター (番地その他表示なし) (72)発明者 ジレー・ムーニエ フランス国.レカール.オー・ブール・ ド・マゼロール(番地その他表示なし)

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)熱可塑性重合体およびb)熱可塑性
    重合体100重量部当り0.5〜50重量部の、下記
    i)およびii)の成分からなるグラフト共重合体型耐衝
    撃性改良剤、すなわち、 i)ブタジエンまたはイソプレンとC2 〜C12アルキル
    アクリレートとのランダム共重合体であってかつ上記ブ
    タジエンまたはイソプレンを主鎖の重量に基づいて0.
    5〜35重量%の割合で含有するランダム共重合体から
    なる主鎖;と ii)上記主鎖にグラフトされた下記の共重合体、すなわ
    ちC1 〜C4 アルキルメタアクリレートとC1 〜C8
    ルキルアクリレートとのランダム共重合体からなる共重
    合体であってかつ上記アルキルアクリレートを5〜50
    %のモル比で含有しており、そして主鎖の重量の10〜
    200%を構成している共重合体;とからなるグラフト
    共重合体型耐衝撃性改良剤からなることを特徴とする、
    改善された衝撃強度を有する合成樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 主鎖が更に、ジエンおよびアルキルアク
    リレートと共重合可能な多官能架橋剤を含有しており、
    上記多官能架橋剤が少なくとも2個のCH2 =C<基を
    有し、且つ約0.02%〜約10%のモル比で存在して
    いる請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 架橋剤がアリルアクリレートまたはメタ
    クリレート、アルキレン鎖中に2〜10個の炭素原子を
    有するアルキレングリコールジアクリレートまたはジメ
    タクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
    トまたはトリメタクリレート、トリアリルシアヌレー
    ト、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレー
    ト、ジアリルイタコネートまたはジビニルベンゼンであ
    る請求項2に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 架橋剤が、式 (上記式中のXは水素原子又はメチル基であり、nは2
    〜4の整数であり、そしてpは2〜20の整数である)
    のポリオキシアルキレングリコールジアクリレートまた
    はジメタクリレートである請求項2に記載の組成物。
  5. 【請求項5】 架橋剤が約0.2%〜約10%のモル比
    で存在する請求項2に記載の組成物。
  6. 【請求項6】 主鎖中の重合したブタジエンまたはイソ
    プレンが主鎖の約1〜約25重量%を占める請求項1に
    記載の組成物。
  7. 【請求項7】 グラフトされた共重合体のアルキルメタ
    アクリレートがメチルメタアクリレートである請求項1
    に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 グラフトされた共重合体のアルキルアク
    リレートがC1 〜C4 のアルキルアクリレートである請
    求項1に記載の組成物。
  9. 【請求項9】 グラフトされた共重合体のアルキルアク
    リレートがエチルアクリレートである請求項1に記載の
    組成物。
  10. 【請求項10】 グラフトされた共重合体のアルキルア
    クリレートがグラフトされた分子鎖の約10〜30%の
    モル比を占める請求項1に記載の組成物。
  11. 【請求項11】 熱可塑性重合体が、塩化ビニルの単独
    重合体または共重合体である請求項1に記載の組成物。
  12. 【請求項12】 グラフトされた共重合体が主鎖の10
    〜60重量%である請求項1に記載の組成物。
  13. 【請求項13】 (a)塩化ビニルの単独重合体または
    共重合体、および(b)塩化ビニルの重合体100重量
    部当り1〜30部の下記i)およびii)の成分からなる
    グラフト共重合体型耐衝撃性改良剤、すなわち、 i)1〜25重量%のブタジエンまたはイソプレン、1
    0モル%までの分子中に少なくとも2個のCH2 =C<
    基を有する多官能性架橋剤およびアルキル基がC1 〜C
    4 のアルキル基であるアルキルアクリレートを含有する
    ランダム共重合体からなる主鎖;と ii)上記主鎖にグラフトした下記の共重合体、すなわ
    ち、メチルメタクリレートとアルキルアクリレート(ア
    ルキル基はC1 〜C4 のアルキル基である)とのランダ
    ム共重合体からなる共重合体であってかつ上記アルキル
    アクリレートを約10〜約30%のモル比で含有してお
    りそして主鎖の重量の約10〜約60%を構成している
    共重合体;とからなるグラフト共重合体型耐衝撃性改良
    剤からなる改善された低温衝撃強さを有する請求項1に
    記載の組成物。
  14. 【請求項14】 塩化ビニルの重合体100重量部あた
    り、約2〜約10重量部のグラフト共重合体型耐衝撃性
    改良剤を含有する請求項13に記載の組成物。
  15. 【請求項15】 主鎖が、0.05〜7モル%の多官能
    性架橋剤を含有している請求項13に記載の組成物。
  16. 【請求項16】 多官能性架橋剤がアリルアクリレート
    またはメタクリレート、アルキレン鎖中の炭素原子数が
    2〜10個であるアルキレングリコールジアクリレート
    またはジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ
    アクリレートまたはトリメタクリレート、トリアリルシ
    アヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフ
    タレート、ジアリルイタコネートまたはジビニルベンゼ
    ンからなる請求項13に記載の組成物。
  17. 【請求項17】 架橋剤が、式 (上記式中のXは水素原子又はメチル基であり、nは2
    〜4の整数であり、そしてpは2〜20の整数である)
    のポリオキシアルキレングリコールジアクリレートまた
    はジメタクリレートである請求項13に記載の組成物。
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