JPH10287805A - 優れた加工性を具えたポリフェニレンエーテル/ポリスチレンブレンド - Google Patents

優れた加工性を具えたポリフェニレンエーテル/ポリスチレンブレンド

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JPH10287805A
JPH10287805A JP10094394A JP9439498A JPH10287805A JP H10287805 A JPH10287805 A JP H10287805A JP 10094394 A JP10094394 A JP 10094394A JP 9439498 A JP9439498 A JP 9439498A JP H10287805 A JPH10287805 A JP H10287805A
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polyphenylene ether
polystyrene
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blend
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JP10094394A
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Michael John Modic
マイケル・ジヨン・モデイツク
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い靱性と優れた加工性とを具えた改質PP
E/PSブレンドの提供。 【解決手段】 ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン
ブレンド、並びに重合モノビニル芳香族化合物から成る
少なくとも2個の樹脂状端部ブロックと、重合共役ジエ
ンから成るエラストマー性中央ブロックとを有する水素
化エラストマー性ブロックコポリマー及び密度0.92
g/cc未満のポリオレフィンを含有する改質剤を含有
するポリマー組成物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリマー組成物、特
に優れた加工性を具えたポリフェニレンエーテル/ポリ
スチレンブレンドに関する。
【0002】
【従来の技術】ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン
(PPE/PS)ブレンドは、強度が必要とされる用途
に適した材料である。しかし、未改質のPPE/PSブ
レンドの耐衝撃性は低い。PPE/PSブレンド用とし
て最も有望な耐衝撃性改良剤は高分子量のスチレン系ブ
ロックコポリマーであるが、このコポリマー改質剤の分
子量が高いことによってPPE/PSブレンドのメルト
フローは小さくなり、即ち前記ブレンドの加工性は低下
する。従って、PPE/PSブレンドの耐衝撃性を改善
し得、しかも優れたメルトフローを維持する改質剤がき
わめて望ましい。
【0003】今や、主にモノアルケニル芳香族炭化水素
モノマー単位から成る少なくとも2種のポリマーブロッ
クと、主に水素化された共役ジエン単位から成る少なく
とも1種のブロックとを有する水素化ブロックコポリマ
ー及び密度0.92g/cc未満のポリオレフィンをP
PE/PSとブレンドすることによって、優れた流動性
能を具えた強化ブレンドが得られることが判明してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、高い
靱性と優れた加工性とを具えた改質PPE/PSブレン
ドを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリフェニレ
ンエーテル/ポリスチレンブレンド及び改質剤を含有す
るポリマー組成物を提供する。改質剤は、主に重合モノ
ビニル芳香族化合物から成る少なくとも2個の樹脂状端
部ブロック(endblock)と、主に重合共役ジエ
ンから成るエラストマー性中央ブロック(midblo
ck)とを有する水素化エラストマー性ブロックコポリ
マー、及び密度0.92g/cc未満のポリオレフィン
を含有する。
【0006】本明細書中、樹脂状端部ブロックに関して
用いた「主に〜から成る」という語は、樹脂状端部ブロ
ックが別の重合モノマー、典型的には重合共役ジエンを
15重量%以下、好ましくは5重量%以下、更に好まし
くは1重量%以下しか含有しないことを意味する。エラ
ストマー性中央ブロックに関して用いた「主に〜から成
る」という語は、エラストマー性中央ブロックが別の重
合モノマー、典型的には重合モノビニル芳香族化合物を
15重量%以下、好ましくは5重量%以下、更に好まし
くは1重量%以下しか含有しないことを意味する。
【0007】特に驚くべきことに、好ましく高い重量平
均分子量を有する三ブロックスチレン系ブロックコポリ
マーと密度0.92g/cc未満のポリオレフィンとの
配合物である改質剤を用いると、スチレン系ブロックコ
ポリマーのみから成る改質剤で改質したPPE/PSブ
レンドよりも優れた流動性能を具えた強化PPE/PS
ブレンドを製造できることが判明した。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に用いるポリフェニレンエ
ーテル(PPE)樹脂は市販されており、また第一銅塩
及び第三級アミンを含有する触媒系の存在下にフェノー
ルを酸素含有ガスで酸化するなどの、当業者に良く知ら
れた技術で製造できる。適当なPPE樹脂の例には、式
【0009】
【化1】
【0010】の反復単位を有するホモポリマー及びコポ
リマーが有り、前記式中Q、Q′、Q″及びQ″′は、
水素、炭化水素ラジカル、ハロゲン原子とフェノール核
との間に少なくとも2個の炭素原子を有するハロ炭化水
素ラジカル、炭化水素オキシ(=ヒドロカルボノキシ)
ラジカル、及びハロゲン原子とフェノール核との間に少
なくとも2個の炭素原子を有するハロ炭化水素オキシ
(=ハロヒドロカルボノキシ)ラジカルの中から独立に
選択される。加えて、Q′、Q″及びQ″′は、Q′、
Q″またはQ″′がハロゲンである場合Q及びQ′は好
ましくは第三級炭素原子を有しないという条件下にハロ
ゲンであり得る。モノマー残基の総数であるnは、50
以上の整数である。特に好ましいPPE樹脂はポリ
(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルで
ある。
【0011】用いるポリスチレン樹脂はスチレン自体か
ら、またはスチレン重合に用いるのに適した任意のスチ
レン類似体もしくは同族体(homolog)から製造
可能である。前記類似体または同族体の例に、α−メチ
ルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルス
チレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモス
チレン、ジブロモスチレン、p−t−ブチルスチレン及
びp−エチルスチレンが含まれる。
【0012】ポリフェニレンエーテル/ポリスチレンブ
レンド中に用いるべきポリスチレンは典型的には、ポリ
スチレン樹脂または(典型的には耐衝撃性ポリスチレン
と呼称される)ゴム改質ポリスチレン樹脂である。
【0013】ゴム改質耐衝撃性ポリスチレン(HIP
S)の製造にはポリブタジエン、ポリイソプレン、エチ
レン−プロピレンコポリマー(EPR)、エチレン−プ
ロピレンジエン(EPDM)ゴム及びスチレン−ブタジ
エンコポリマー(SBR)を含めた、該製造に有用であ
ることが知られている任意のゴムを用い得る。
【0014】耐衝撃性ポリスチレン(即ちHIPS)の
好ましい特徴の一つに、ゴム含量が5〜20重量%であ
ることが有る。好ましくはゴム改質剤は、平均粒径が
0.5〜4.0μmである粒状ゴム系改質剤から成る。
【0015】本発明の組成物中のPPE及びポリスチレ
ンの相対比は様々に変更可能である。典型的には、PP
E対ポリスチレンの重量比は95:5から5:95とし
得る。好ましくは、ポリフェニレンエーテルとポリスチ
レンとを75:25から25:75、更に好ましくは
1:1の重量比でブレンドする。
【0016】本発明の組成物中に用いるべき改質剤は好
ましくは、重合モノビニル芳香族化合物から成る少なく
とも2個の樹脂状端部ブロックと、重合共役ジエンから
成るエラストマー性中央ブロックとを有する三ブロック
水素化エラストマー性ブロックコポリマーである。上記
のようなエラストマー性ブロックコポリマーは、例えば
Stevens等の米国特許第5,194,530号
(1993年3月16日付)に開示されているように、
当業者に公知である。コポリマーはA−B−Aの線状で
あるか、または放射状であり得る。高分子量コポリマー
(好ましくは重量平均分子量180,000〜250,
000)と中分子量コポリマー(好ましくは重量平均分
子量100,000〜180,000)との配合物など
のブロックコポリマー混合物を用いることも可能であ
る。
【0017】適当なモノビニル芳香族化合物の例には、
例えばスチレン並びにα−メチルスチレン及びp−メチ
ルスチレンなどのスチレン同族体のような、8〜20個
の炭素原子を有するものが有る。スチレンが特に好まし
い。適当な共役ジエンの例には4〜8個の炭素原子を有
するものが含まれる。そのような共役ジエンは、例えば
1,3−ブタジエン(ブタジエン)、2−メチル−1,
3−ブタジエン(イソプレン)、1,3−ペンタジエン
(ピペリレン)、1,3−オクタジエン及び2−メチル
−1,3−ペンタジエンなどである。好ましい共役ジエ
ンはブタジエン及びイソプレンであり、最も好ましいの
はブタジエンである。
【0018】上記コポリマーの重量平均分子量は通常少
なくとも50,000である。線状A−B−Aコポリマ
ーの場合、重量平均分子量は通常50,000〜50
0,000となる。実際には粘度を考慮して上限が定め
られ、この上限は、加工性を損なわない許容可能な範囲
内で最高に設定され得る。線状A−B−Aコポリマーの
最も好ましい重量平均分子量は60,000〜250,
000である。放射状ポリマーは線状ポリマーよりはる
かに高い重量平均分子量を有し得、なぜなら所与の総分
子量においてより低い粘度しか有しないからである。即
ち、放射状ポリマーの場合、分子量は通常50,000
〜1,000,000、好ましくは100,000〜5
00,000となる。
【0019】線状ポリマーまたは一ブロック、二ブロッ
ク、三ブロック等のポリマーの未集合(unassem
bled)線状セグメント、及びカップリング前の星形
ポリマーのアームの分子量はゲル浸透クロマトグラフィ
ー(GPC)で測定すると都合が好く、その際GPCシ
ステムは適宜較正しておく。アニオン重合した線状ポリ
マーの場合、該ポリマーは実質的に単分散性(重量平均
分子量対数平均分子量比が1に近付く)であり、観察さ
れる狭い分子量分布の「ピーク」分子量を読み取ること
が、好都合であると同時に十分記述的でもある。普通、
ピーク値は数平均分子量値と重量平均分子量値との間に
有る。ピーク分子量は、クロマトグラフに示された主要
な種の分子量である。多分散ポリマーの場合は、重量平
均分子量をクロマトグラフから算出して用いるべきであ
る。GPCのカラム内に用いるべき物質としては、スチ
レン−ジビニルベンゼンゲルまたはシリカゲルが通常用
いられ、かつ優れている。ここに述べたようなポリマー
のための溶媒としてはテトラヒドロフランが優れてい
る。屈折率検出器を用いることができる。
【0020】カップリングにより最終的に得られた放射
状もしくは星形ポリマーの真の分子量の測定をGPCを
用いて行なうことは、線状ポリマーの場合ほど単純また
は容易ではない。なぜなら、放射状もしくは星形分子は
較正に用いられた線状ポリマーと同様には充填GPCカ
ラムから分離溶出せず、従ってUVまたは屈折率検出器
への到達時間が分子量の優れた指標とはならないからで
ある。放射状もしくは星形ポリマーのために用いるべき
優れた一方法では、光散乱技術によって重量平均分子量
を測定する。試料を適当な溶媒に、溶媒100ml当た
り試料1.0g未満の濃度で溶解させ、これを、シリン
ジ及び孔径0.5μm未満の多孔性膜フィルターを用い
て直接光散乱セル内へと濾過する。光散乱は、標準的な
操作を用いて散乱角度及びポリマー濃度の関数として測
定する。試料の示差屈折率(DRI)を、光散乱測定に
用いたのと同じ溶媒中で同じ波長で測定する。次の諸文
献では、上述のような測定が詳細に検討されている: 1. W. W. Yau, J. J. Kirkl
and及びD. D.Bly, “Modern Si
ze−Exclusion Liquid Chrom
atography,” John Wiley &
Sons, New York, NY, 1979; 2. “Light Scattering from
Polymer Solution,” M. B.
Huglin編, Academic Press,
New York, NY, 1972; 3. W. Kaye及びA. J. Havlik,
Applied Optics 12, p.54
1, 1973; 4. M. L. McConnell, Ameri
can Laboratory, 63, May,
1978。
【0021】本発明に用いるエラストマー性ブロックコ
ポリマーは、エラストマー性ブロックの不飽和部分が大
幅に還元され、その際樹脂状ブロック成分の不飽和部分
はさほど変化しない程度に水素化する。通常、ジエン中
央ブロックの不飽和部分の少なくとも90%を水素化
し、芳香族不飽和部分は25%以下、好ましくは10%
未満しか水素化しない。このような水素化技術は当業者
に公知であり、例えば米国特許再出願第27,145号
(1971年6月22日付)に開示されている。本発明
に用いるブロックコポリマーは、水素化して脂肪族不飽
和を除去してあるのでS−EB−Sポリマーと看做すこ
とができ、前記式中Sはモノビニル芳香族、通常はスチ
レンから成る端部ブロックを意味し、EBは重合1,3
−ブタジエンの水素化の結果として得られる構造である
エチレン/ブチレンを表わす。
【0022】密度が0.92g/cc未満であり、好ま
しくはメルトフローインデックスが10g/10分以下
であるポリオレフィンはいずれも、本発明のポリマー組
成物の成分として有用である。密度0.912g/c
c、メルトフローインデックス1.0g/10分のAT
TANE(登録商標) 4601(Dow Chemi
cal)は、PPE/PS改質剤の成分として十分機能
しているポリオレフィンである。好ましいポリオレフィ
ンはメタロセン主体のエチレン−α−オレフィンなど
の、メタロセンで触媒されたポリオレフィンである。メ
タロセン主体の前記ポリオレフィンの例に、密度0.9
1g/cc、メルトフローインデックス1.2g/10
分のEXACT(登録商標) 3025(Exxon)
及び密度0.88g/cc、メルトフローインデックス
0.8g/10分のEXACT(登録商標) 4033
(Exxon)が有る。0.88g/cc未満の密度及
び1〜10g/10分のメルトフローインデックスを有
するメタロセン主体のエチレン−α−オレフィンはより
軟質のポリマー製品をもたらす。このような、より低密
度のポリオレフィンの例には、密度0.87g/cc、
メルトフローインデックス1.0g/10分のENGA
GE(登録商標) 8100(DuPont−Dow)
及び密度0.87g/cc、メルトフローインデックス
5.0g/10分のENGAGE(登録商標) 820
0(DuPont−Dow)が含まれる。
【0023】通常、三ブロック水素化ブロックコポリマ
ーとポリオレフィンとを99:1から40:60、好ま
しくは75:25から40:60、最も好ましくは5
0:50の重量比で配合する。本発明のポリマー組成物
は好ましくは、該組成物の総重量に基づき80〜90重
量%のポリフェニレンエーテル/ポリスチレンブレンド
と20〜10重量%の改質剤とを含有する。更に好まし
くは、改質剤はポリマー組成物の総重量の約12重量%
を占める。用いるポリスチレンが耐衝撃性ポリスチレン
である場合は、ポリマー組成物が80〜95重量%のポ
リフェニレンエーテル/ポリスチレンブレンドと20〜
5重量%の改質剤とを含有すれば更に好ましい。
【0024】本発明のポリマー組成物の諸成分の配合に
は、当業者に公知である任意のポリマー成分ブレンド技
術を用い得る。適当なブレンド技術には、固体状態での
物理的混合、溶融状態混合、押出混合、ロール練り、ス
クリュー押出等が含まれる。好ましいブレンド技術の一
つに、高レベルの剪断誘導混合(shear indu
ced mixing)を実現する二軸スクリュー押出
が有る。溶融状態混合は通常230〜310℃の温度で
実施するが、少なくとも幾つかの場合には前記より高温
及び低温でも実施可能である。
【0025】本発明のポリマー組成物は、強化ポリフェ
ニレンエーテル/ポリスチレンブレンドが有用であるこ
とが知られている任意の用途に用いることができる。前
記用途には成形品、機械用品及び押出材料の製造が含ま
れる。本発明のポリマー組成物は、例えば射出成形、吹
込成形及び圧縮成形に用い得る。本発明のポリマー組成
物の押出や同時押出も可能である。本発明のポリマー組
成物は、その優れた衝撃強さ及び加工性ゆえに、計器
盤、機械ハウジング、及び靱性が必要とされる自動車部
品などの雑部品の製造に用いることができる。
【0026】本発明の組成物を用いるべき特定の用途ま
たは最終用途次第では、本発明の組成物を、カーボンブ
ラック、アスベスト、ガラス繊維などの繊維といった合
成及び天然の補強充填剤; 二酸化チタン、紺青、カド
ミウム顔料、クロムイエロー、モリブデンオレンジ、群
青、モリブデンレッド、ジンククロメート、ウルトラマ
リングリーン、様々な酸性染料、塩基性染料、アントラ
キノン、Red Lake C、Red 23、ベンジ
ジンイエロー、ベンジジンオレンジ及びカーボンブラッ
クなどの顔料; 様々な可塑剤; 粘着防止剤; ヒン
ダードフェノールなどの酸化防止剤; 滑剤及び難燃剤
を含めた当業者に公知の他の成分と配合し得る。上記物
質を用いる場合は通常、当該物質を当業者に良く知られ
た有効濃度で用いる。上記物質は、当業者に良く知られ
た技術を用いて本発明のポリマー組成物に添加すること
も可能である。
【0027】
【実施例】44重量%のポリフェニレンエーテルと、4
4重量%のポリスチレンと、12重量%の改質剤とから
成るブレンドを調製した。用いたマトリックスポリマー
はPPO(登録商標) 646(GE Plastic
s)及びPS 210(Huntsman Chemi
cal)であった。ポリオレフィン改質剤の諸特性を表
1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】総てのブレンド成分を互いに乾式タンブル
混合し、これを押出機の供給口に付与した。二つの混合
セクションを有する25mm Berstoff同時回
転完全噛み合い型二軸スクリュー押出機において各ブレ
ンドを調製した。ブレンドの融解温度を約290℃、ス
クリュー速度を300rpmとした。各ブレンドに酸化
防止剤として0.1重量%のIrganox(登録商
標) 1010(Ciba Geigyから入手可能な
テトラキス−[メチレン−(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシシンナメート)]メタン)を添加した。
ペレットを25トンArburg射出成形機において成
形して、物理特性測定用の試験片を得た。
【0030】ブレンドの試験片を、ASTM D256
により室温及び−40℃におけるノッチ付アイゾッド靱
性について、ASTM D790により曲げ弾性率につ
いて、並びにASTM D1238により温度250℃
及び荷重10kgの下でのメルトフローについて評価し
た。幾つかのブレンドは、ASTM D648により6
6psi(4.55×105N/m2)における加熱撓み
温度についても評価した。試験結果を表2に示す。
【0031】
【表2】
【0032】HDT=加熱撓み温度 SBC−1=分子量約181,000のS−EB−S三
ブロックコポリマー SBC−2=分子量約123,000のS−EP二ブロ
ックコポリマー D=延性破壊 B=脆性破壊 三ブロックスチレン系ブロックコポリマー及び密度0.
92g/cc未満、メルトフローインデックス10g/
10分未満のポリオレフィンを含有する改質剤を用いる
と、延性破壊モードで優れた室温ノッチ付靱性を示す組
成物が得られることが知見され得る。更に、約50重量
%の三ブロックコポリマーをメタロセン主体のポリオレ
フィンに置き換えることによって加工性を、三ブロック
コポリマーのみで改質したブレンドの加工性を上回るよ
うに改善できることも知見され得る。0.88g/cc
未満の密度及び約1〜約10g/10分のメルトフロー
インデックスを有するメタロセン主体のポリオレフィン
を用いた場合、特に優れた衝撃試験結果及び加工性パラ
メーターが認められる。高いメルトフローインデックス
を有するポリオレフィンを用いると、加工性に優れるが
衝撃強さの低下したブレンドが得られる(ブレンドMG
−910及びMG−914)。
【0033】本発明を、その特定の具体例を参照して説
明したが、本明細書中に必ずしも述べなかった変更を本
発明に加え得ることは当業者には理解されよう。前記変
更を加える場合は、本発明の真の範囲を規定する目的で
付した特許請求の範囲各項のみが参照されるべきであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 53:00 23:02)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン
    ブレンド、並びに重合モノビニル芳香族化合物から成る
    少なくとも2個の樹脂状端部ブロックと、重合共役ジエ
    ンから成るエラストマー性中央ブロックとを有する水素
    化エラストマー性ブロックコポリマー及び密度0.92
    g/cc未満のポリオレフィンを含有する改質剤を含有
    するポリマー組成物。
  2. 【請求項2】 ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン
    ブレンドのポリフェニレンエーテル対ポリスチレン重量
    比が95:5から5:95であることを特徴とする請求
    項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 エラストマー性ブロックコポリマー対ポ
    リオレフィンの重量比が99:1から40:60である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 ポリオレフィンが温度190℃及び荷重
    5kgの下で10g/10分未満のメルトフローを有す
    ることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記
    載の組成物。
  5. 【請求項5】 ポリオレフィンがメタロセン主体の弾性
    エチレンコポリマーであることを特徴とする請求項1か
    ら4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. 【請求項6】 ポリオレフィンの密度が0.88g/c
    c未満であることを特徴とする請求項5に記載の組成
    物。
  7. 【請求項7】 エラストマー性ブロックコポリマー対ポ
    リオレフィンの重量比が99:1から40:60である
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載
    の組成物。
  8. 【請求項8】 ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン
    ブレンドが80〜90重量部の濃度で存在し、改質剤は
    20〜10重量部の濃度で存在することを特徴とする請
    求項1から7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. 【請求項9】 ポリスチレンが耐衝撃性ポリスチレンで
    あり、ポリフェニレンエーテル/ポリスチレンブレンド
    は80〜95重量%の濃度で存在し、改質剤は20〜5
    重量%の濃度で存在することを特徴とする請求項1から
    7のいずれか1項に記載の組成物。
  10. 【請求項10】 ポリフェニレンエーテル/ポリスチレ
    ンブレンドの加工性を改善する方法であって、重合モノ
    ビニル芳香族化合物から成る少なくとも2個の樹脂状端
    部ブロックと、重合共役ジエンから成るエラストマー性
    中央ブロックとを有する水素化エラストマー性ブロック
    コポリマー及び密度0.92g/cc未満のポリオレフ
    ィンを含有する改質剤をポリフェニレンエーテル/ポリ
    スチレンブレンドに配合することを含む方法。
  11. 【請求項11】 請求項1から9のいずれか1項に記載
    の組成物から成る物品。
JP10094394A 1997-04-09 1998-04-07 優れた加工性を具えたポリフェニレンエーテル/ポリスチレンブレンド Pending JPH10287805A (ja)

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