JPH0753783B2 - ゴム変性スチレン系樹脂 - Google Patents

ゴム変性スチレン系樹脂

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JPH0753783B2
JPH0753783B2 JP60107848A JP10784885A JPH0753783B2 JP H0753783 B2 JPH0753783 B2 JP H0753783B2 JP 60107848 A JP60107848 A JP 60107848A JP 10784885 A JP10784885 A JP 10784885A JP H0753783 B2 JPH0753783 B2 JP H0753783B2
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rubber
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貞信 加藤
保男 谷口
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強度、剛性及び着色性に優れたゴム変性スチレ
ン系樹脂に関するものである。さらに詳しくは、強靭化
剤として使用するポリブタジエンゴムが特殊な分子構造
を持つものを使用することにより、実用上重視される耐
衝撃強度、剛性及び色剤による着色性に優れたゴム変性
スチレン系樹脂に関するものである。
〔従来の技術〕
従来よりゴム変性スチレン系樹脂は未加硫ゴムをスチレ
ン系単量体に溶解し、この溶液を塊状、溶液、または塊
状−懸濁重合するか、あるいは、単に未加硫ゴムを機械
的に混合するかによつて、製造されたものである。この
場合、強靭化剤として通常用いられる未加硫ゴムは、ポ
リブタジエンゴムやスチレン−ブタジエンゴムがある。
ポリブタジエンゴムは得られるゴム変性スチレン系樹脂
の低温耐衝撃性の点で、スチレン−ブタジエンゴムより
も優れることから、最も多く使用されている。ゴム変性
スチレン系樹脂は、テレビ、ラジカセ、ビデオデツキ等
のハウジングや、掃除機のハウジング等、いわゆる家電
製品分野で、射出成形により成形し、使用されることが
多いがその場合、実用上、最も重視されるのは耐衝撃強
度、剛性及び着色性である。
一般に、ゴム変性スチレン系樹脂は、ポリスチレンを内
包したゴム相と、ポリスチレン相とから成る二相構造を
とつており、この粒子状に分散したゴム相(以下、ゴム
粒子という。)の大きさを2〜3μ以上に大きくするこ
とで耐衝撃性が向上することは知られているが、ゴム粒
子が大きくなる程、剛性は低下し、軟弱な樹脂となる。
さらに、ゴム相が存在することにより透明性が低下し、
且つ、分散したゴム粒子は内部にスチレン系重合体を包
含したいわゆるサラミ構造をもつもののポリブタジエン
部分が着色性が悪く、ひいては総体としてのゴム変性ス
チレン系樹脂の着色性を低下させていると考えられてき
た。
又、耐衝撃強度を向上させるには、ポリブタジエンゴム
を多量に使用することが考えられるが、この場合、高濃
度のゴムのスチレン溶液はその粘度が著しく上昇して、
重合缶の撹拌動力や、伝熱性能、輸送動力等、工業生産
上好ましくないばかりでなく、ゴム粒子を大きくした場
合と同様に剛性が低下し、軟弱な樹脂となる。
一方、剛性を向上させる方法としては、ゴム粒子を小さ
くすること、あるいは、ゴム含有量を少なくすることに
より達成されるが、耐衝撃強度が著しく低下する。
さらには、着色性を向上させる方法としては、強靭化剤
であるポリブタジエンゴム含有量を少なくすることによ
り達成されるが、耐衝撃強度が著しく低下する。
この様に、高い耐衝撃性強度と、剛性及び着色性は相反
する特性であつて、実用上重視される耐衝撃性、剛性及
び着色性を共に有するゴム変性スチレン系樹脂を得るこ
とは困難であつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者は、かかる問題点を解決し、実用上重視される
耐衝撃性強度、剛性及び着色性にバランス良く優れたゴ
ム変性スチレン系樹脂を得るべく、鋭意研究の結果、特
殊な分子構造を有するポリブタジエンゴムを強靭化剤と
することにより、耐衝撃性、剛性及び着色性に優れたゴ
ム変性スチレン系樹脂が得られることを見出し、本発明
を完成するに至つた。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、ポリブタジエンゴムをスチレン系
単量体に溶解し、かかる溶液を重合させて得られるゴム
変性スチレン系樹脂において、ポリブタジエンゴムが、
少なくとも50重量%の高分子鎖が5本以上結合された星
状の形状を有することを特徴とするゴム変性スチレン系
樹脂である。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明で用いるポリブタジエンゴムは該重合体の内、少
なくとも50重量%の高分子鎖が、5本以上結合された星
状の形状を持つていることが必要である。これらの高分
子鎖は架橋等により、網目構造を持つことは好ましくな
く、結合された点から、放射状に高分子鎖を伸ばした形
状でなければならない。架橋等、網目構造を持つと得ら
れたゴム変性スチレン系樹脂は、強度、剛性の発現はあ
つても、射出成形等によつて得る成形品のゲート付近に
ゲル状フラツシユを発生し、表面光沢が劣り好ましくな
い。
又、本発明で用いるポリブタジエンゴムは少なくとも50
重量%の高分子鎖が結合されていることが必要である。
50重量%未満では強度の発現が十分でない。
又、その高分子鎖は5本以上が結合されたものであるこ
とが必要である。4本以下では剛性の発現が十分でな
い。
本発明のポリブタジエンゴムはゴム中の1,2ビニル結合
構造が10〜40モル%であることが好ましい。10モル%未
満では剛性が十分でなく、40モル%を超えると強度が十
分でない。
この様なポリブタジエンを製造する方法には従来公知の
方法を用いることができる。例えばn−ブチルリチウ
ム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム等の有
機モノリチウム化合物を触媒とし、n−ヘキサン、n−
ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン等を溶剤として、
ブタジエンを溶液重合を行ない、五塩化モリブデン、五
塩化アンチモン及び九塩化アンチモン等のハロゲン化合
物類やジビニルベンゼン等の多官能性結合剤でカツプリ
ング反応させることによつて行なう方法がある。又必要
量のテトラヒドロフラン、ヘキサメチルフエニルトリフ
オスフオニルアミドジメチルエーテル等のビニル化剤を
添加することによつて1,2ビニル結合構造の量を調整す
ることができる。
この様な方法でポリブタジエンゴムを得ることができる
が、本発明の特許請求の範囲に記載の範囲を満足するな
らば、これ以外のいかなる方法を用いてもよい。
本発明のゴム変性スチレン系樹脂のポリブタジエンゴム
含量はスチレン系単量体に対し4〜15重量%が好まし
い。4重量%未満では、強度が十分でなく、15重量%を
超えると、剛性の発現が乏しくなる。従つて、スチレン
系単量体は85〜96重量がよい。
本発明のゴム変性スチレン系樹脂の製造方法としては、
塊状、溶液、または塊状−懸濁重合法が有利に用いられ
る。
たとえば、塊状−懸濁重合法による場合は本発明のポリ
ブタジエンゴムをスチレン系単量体に溶解し、かかる溶
液を、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘ
キサンカーボニトリル等のアゾ化合物や、過酸化ベンゾ
イル、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジt−ブチ
ルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の過酸化
物などの触媒の存在下、もしくは、不存在下にこの溶液
を撹拌下に加熱してラジカル重合させ、重合率20〜40%
に達した時点で重合溶液を、水中に懸濁させて重合を続
け、重合を完結させる。この際メルカプタンなどの分子
量調整剤、白色鉱油等の可塑剤を必要に応じ適宜使用す
ることもできる。又、触媒、分子量調整剤を重合途中で
別途加えることも可能である。
本発明においてスチレン系単量体とは、スチレン、パラ
メチルスチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチ
レン、クロルスチレン等であり、これらの単独あるいは
混合したものである。又、これらとラジカル共重合しう
る単量体、たとえば、アクリロニトリル、メタクリル酸
メチル、アクリル酸メチル等の単量体でスチレン系単量
体の一部を置き換えてもよい。
この様にして得られる耐衝撃性スチレン系樹脂は従来の
ものに比較して実用的な耐衝撃性と光沢さらに色剤によ
る着色性に優れている。
本発明による耐衝撃性スチレン系樹脂は、他の熱可塑性
樹脂例えば、ポリウエニレンエーテル樹脂、メチレン−
ブタジエン共重合樹脂等、相溶性のあるものとブレンド
することも可能である。
又、加工の際に、色剤以外にも必要に応じ、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、充填剤等を予め添加
し、一般の射出成形や押出シート成形等の用途に供する
ことができる。
以下に実施例、比較例により、本発明を具体的に説明す
る。本発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
〔実施例〕
実施例1. 星状分岐ポリブタジエンゴムの合成 5のオートクレーブにテトラフドロフラン(THF)200
0ppmを含んだ脱水されたシクロヘキサンを3仕込み、
撹拌した。ブタジエン500gを仕込んで内温を40℃とした
後、n−ブチルリチウム0.01モルを添加し昇温し内温70
℃で2時間保持してブタジエンの重合を完結させ、プレ
ポリマーを得た。
次に、ジビニルベンゼン0.1モルを加え、1時間70℃で
反応させた後、メタノール1.0モルを添加して重合反応
を終結させ、老化防止剤として、4−メチル−2,6−ジ
ターシヤリーブチルフエノール及びトリノニルフエニル
フオスフアイトをそれぞれ3.5g添加し、スチームストリ
ツピング法によつてポリマーを析出させた。通常の乾燥
法により、最終ポリマーを得た。
得られたポリブタジエンゴムの分子量をVPCにて測定し
た結果、ポリスチレン換算分子量(以下分子量という)
86.7万のピークと、9.6万のピークを示すものが面積比
で64:36に混在していることがわかつた。尚9.6万のピー
クはプレポリマーのピークと一致していた。〔このこと
から分子量9.6万のプレポリマーと、このプレポリマー
9本がカツプリングした分子量86.7万の分岐ポリマーが
混在したポリマーであることが判る〕1,2ビニル結合構
造は18%であつた。
コム変性スチレン系樹脂の製造 上記で得られたポリブタジエンゴム8重量部をスチレン
92重量部に溶解したゴム溶液を50の撹拌機付オートク
レーブに仕込み、2,2ビス(ターシヤリーブチルパーオ
キシ)ブタン0.03重量部を加え、240rpmで撹拌した。オ
ートクレーブ内を窒素ガスで置換してから密閉し昇温し
た。107℃で5時間、予備重合した後、冷却し、次い
で、容量80のオートクレーブ中に純水40Kg、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2g第三リン酸カルシウ
ム300gを加え、180rpmで撹拌しているところに、ターシ
ヤリーブチルパーオキシアセテート30g、ターシヤリー
ブチルパーオキシベンゾエート10gを加えた前記の予備
重合液30Kgを入れ、窒素置換後、密閉、昇温し、温度10
0℃で4時間、115℃で4時間135℃で2時間重合し、冷
却した。常法に従い、中和、脱水、乾燥した。重合物を
押出機により、通常のペレツト形状として、ゴム変性ス
チレン系樹脂を得た。
この樹脂の物性測定結果を表に示す。
実施例2. 実施例1の、分岐ポリブタジエンゴムの合成に於て、ジ
ビニルベンゼンを0.01モルとした以外は実施例1と同様
な方法によりゴム変性スチレン系樹脂を得た。このポリ
ブタジエンゴムは分子量9.8万の未反応プレポリマー48
%と分子量58.8万の枝数6本の分岐ポリマー52%とが混
在していることが判つた。1,2ビニル結合構造は18モル
%であつた。
比較例1. 実施例1で使用したポリブタジエンゴムのかわりに、旭
化成(株)商品名アサプレン700Aを使用した以外は実施
例1と同様に操作してゴム変性スチレン系樹脂を得た。
このアサプレン700Aは分子量10.1万の未反応プレポリマ
ーが30%と分子量43.8万の枝数4本の分岐ポリマーが70
%とが混在しているものである。1.2ビニル結合構造は1
8モル%であつた。
比較例2. 実施例1で使用したポリブタジエンゴムのかわりに、旭
化成(株)商品名ジエン35Aを使用した以外は実施例1
の同様に操作して、ゴム変性スチレン系樹脂を得た。
このジエン35Aは分子量41.3万の分岐構造のないポリマ
ーであり、1,2ビニル結合構造は13モル%であつた。
ポリブタジエンゴムのミクロ組成は、赤外分光光度計
(日本分光製A−302型)を用い、二硫化炭素を溶媒と
して赤外スペクトルを測定し、モレロ法〔D.Morero等、
Chim.6Ind,,41、758(1959)〕によつて計算した。
ポリブタジエンゴムの分子量、分子量分布の測定は、GP
C〔東洋曹達製HLC−802A〕を用いて、以下の条件で測定
した。
比較例3. 実施例1で、分岐ポリブタジエンの合成にてジビニルベ
ンゼンを0.005モルとした以外は実施例1と同様な方法
により、ゴム変性スチレン系樹脂を得た。このポリブタ
ジエンゴムは、分子量8.7万の未反応プレポリマー68%
と分子量45.1万で枝数5本の分岐ポリマー32%とが混在
していることが判つた。1,2ビニル結合構造は17モル%
であつた。
比較例4 実施例1において、分岐ポリブタジエンゴムを合成する
際に用いたn−ブチルリチウムを用いる代わりに、トル
エン48g中にn−ブチルリチウム0.01モル、ジビニルベ
ンゼン0.003モルを添加し70℃で40分反応させ調整した
触媒を用いて、重合を行いプレポリマーを得た。次いで
カップリング剤として四塩化ケイ素を0.015モル加えて7
0℃で1時間反応させた後、メタノール1.0モルを添加し
て重合反応を終結させた以外は実施例1と同様な方法に
よりゴム変性スチレン系樹脂を得た。このポリブタジエ
ンゴムは分子量89.0万の網目構造のポリマーであり、1,
2ビニル構造は18モル%であった。
溶媒:テトラヒドロフラン(THF) カラム:東洋曹達製 GMH−6 2Feet2本 カラム恒温槽温度:38℃ 溶媒流量:1.5ml/min 試料濃度:0.1重量% 試料注入量:0.5ml 検出器:示差屈折計 データ処理装置:東洋槽達製cp−8000 耐衝撃性スチレン系樹脂の物性は次の方法で測定した。
(1) アイゾツト衝撃強さ:JIS−K−6871による。
(2) 落錘強度:射出成形による2mm厚の12cm×12cm
の正方形角板の中心に、錘先端5R、錘径14mmφ1Kgの錘
を落下させ、割れの発生しない高さ(cm)と錘重量の積
で強度をあらわす。
成形機は(株)新潟鉄工所製2オンスインラインスクリ
ユー射出成形機SN−51Bにて、成形温度230℃で成形し
た。尚、射出成形による成形品は方向性を受け易く、外
部からの力によつて割れる際も成形流れの方向に割れ易
い。この点、落錘強度は最も方向性を見出し易いので、
本発明では実際の状況に合つた表わし方として落錘強度
を採用した。
(3) 引張強さ:JIS K−6871による。
(4) 外観性:射出成形による成形品(12cm×4cmの
3段プレート)のゲート付近に発生するゲル状フラッシ
ュの状況を目視により観察し、下記の基準により判定し
た。
○・・・ゲル状フラッシュなし ×・・・ゲル状フラッシュあり (5) 着色性:樹脂100重量部に濃紺系の着色剤を1
重量部添加して得た成形品の着色性を目視により観察
し、下記の基準により判定した。
○・・・濃紺色 △・・・やや白みがかった濃紺色 ×・・・白みかがった濃紺色 〔発明の効果〕 本発明は、耐衝撃性と剛性のバランスに優れたゴム変性
スチレン系樹脂である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリブタジエンゴムをスチレン系単量体に
    溶解し、かかる溶液を重合させて得られるゴム変性スチ
    レン系樹脂において、ポリブタジエンゴムが、少なくと
    も50重量%の高分子鎖が5本以上結合された星状の形状
    を有することを特徴とするゴム変性スチレン系樹脂。
  2. 【請求項2】ポリブタジエンゴム4〜15重量%をスチレ
    ン系単量体85〜96重量%に溶解し、重合させて得られる
    特許請求範囲第1項記載のゴム変性スチレン系樹脂。
  3. 【請求項3】ポリブタジエンゴムが1,2ビニル結合構造
    を10〜40モル%含有している特許請求範囲第1項記載の
    ゴム変性スチレン系樹脂。
JP60107848A 1985-05-20 1985-05-20 ゴム変性スチレン系樹脂 Expired - Lifetime JPH0753783B2 (ja)

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JPS61266422A JPS61266422A (ja) 1986-11-26
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5919577B2 (ja) * 1980-08-25 1984-05-07 日本エラストマ−株式会社 耐衝撃性ポリスチレンの製造方法
JPS59217712A (ja) * 1983-05-26 1984-12-07 Nippon Erasutomaa Kk 耐衝撃性スチレン系樹脂

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JPS61266422A (ja) 1986-11-26

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