JPH10511421A - グラフト共重合体とブロック共重合体とを基礎とする優れた加工性能を有する熱可塑性成形組成物 - Google Patents
グラフト共重合体とブロック共重合体とを基礎とする優れた加工性能を有する熱可塑性成形組成物Info
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- JPH10511421A JPH10511421A JP8520201A JP52020196A JPH10511421A JP H10511421 A JPH10511421 A JP H10511421A JP 8520201 A JP8520201 A JP 8520201A JP 52020196 A JP52020196 A JP 52020196A JP H10511421 A JPH10511421 A JP H10511421A
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Abstract
(57)【要約】
グラフト共重合体、20℃を超過するガラス転移温度の熱可塑性重合体、および特定のエラストマー系ブロック共重合体を含む熱可塑性成形組成物は、調和のとれた特性プロファイルを示す。
Description
【発明の詳細な説明】
グラフト共重合体とブロック共重合体とを基礎とする
優れた加工性能を有する熱可塑性成形組成物
本発明は熱可塑性成形組成物であって、
A)熱可塑性組成物の総重量に対して5−98重量%の以下の成分、すなわち
a11)少なくとも部分的に架橋したアクリラート重合体であり、以下の成分、
すなわち
a111)a11)に対して50から99.9重量%の少なくとも1種類のC1−
C10アルキルアクリラート、
a112)a11)に対して0.1−5重量%の多官能性架橋単量体、および
a113)a11)に対して0−49.9重量%の、ビニルC1−C8アルキルエ
ーテル、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択され、a111)と共重合可能
な他の単量体、
から得られるアクリラート重合体、および/ または、
a12)ジエン重合体であって、以下の成分、すなわち
a121)a12)に対して60−100重量%のジエン、および
a122)a12)に対して0−40重量%の、ビニルC1−C8アルキルエーテ
ル、C1−C10アルキルアクリラート、イソプレン、スチレン、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択される他の
共重合可能な単量体、
から構成されるジエン重合体、
a2)A)に対して10−50重量%の、グラフトベース上にグラフトされる
シェルであって、以下の成分すなわち
a21)a2)に対して50−95重量%のビニル芳香族単量体、
a22)5−50重量%の、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、C1
−C4アルキル(メタ)アクリラート、無水マレイン酸、マレイミド、(メタ)
アクリルアミドおよび/ またはビニルC1−C8アルキルエーテルから選択される
極性の共重合可能のコモノマーと
から構成される、グラフトベース上にグラフトされるシェル、
B)成形組成物の総重量に対して1−90重量%の共重合体であって、以下の成
分、すなわち
b1)50−99重量%のビニル芳香族単量体、および
b2)1−50重量%の、a22)に関して記載したと同様の単量体
から得られる共重合体、
C)1−70重量%の、
硬質相を形成し、重合体鎖中にビニル芳香族単量体単位を形成する少なく
とも1種類のブロックCA、および/ または
第一のエラストマー系(軟質)相を形成しジエン単量体を有するブロック
CB、および
単一の(場合に応じて第二のまたはそれ以上の)軟質相を形成し重合体鎖
中にビニル芳香族単量体とジエンの双方の単位を有する少なくとも1種類のエラ
ストマー系ブロックCB/Aを有し、
ブロックCAのガラス転移温度Tgが25℃を超過し、ブロックCB/Aのガ
ラス転移温度が25℃未満であり、ブロックCA対ブロックCB/Aの相容量比が、
全ブロック共重合体中における硬質相の割合が1−40容量%となり、ジエンの
重量比が50重量%未満となるように選定される、
エラストマー系ブロック共重合体、
D)上記各成分A)からC)の重量に対して0−300重量%の芳香族ポリカー
ボネート、および
E)成形組成物の総重量に対して0−20重量%の、慣用の添加剤または加工助
剤を含む、熱可塑性成形組成物に関する。
ビニル芳香族重合体とグラフトエラストマーとを基礎とする熱可塑性重合体の
混合物は、当業者にABSまたはASA重合体として公知であり、市販されてい
る。
この様なASAおよび/ またはABS重合体と他の熱可塑性プラスチックとの
ブレンド、特にポリカーボネートも公知である。
高速化された加工機器の導入による、この種の製品は、特に射出成形における
高流動性と、破損することのない離型能力を有するものと考えられている。熱成
形による成形を行う場合、破断点伸びの高いことが特に重要とされている。
これらの性能を最高に活用するために、一般的に種々の添加剤が使用されるが
、これらは単にあるパラメーターのみを向上させ、これにより他の重要な特性が
損なわれることが多い。すなわち流動性および熱成形性能を向上させるために用
いられる添加剤により機械特性が損なわれることが多く、また離型性を向上させ
るべく用いられた添加により流動性が損なわれるといったことが頻繁に起こる。
しかるに、本発明はABS重合体またはASA重合体を基礎とし、調和のとれ
た特性プロファイルを有する熱可塑性成形組成物を提供することをその課題とす
る。
本発明者等は、上記課題が請求項1に記載された熱可塑性成形組成物により達
成されることを見出した。
本発明の好ましい実施の形態については各従属請求項に記載した通りである。
新規成形材料は、成分Aとして、成形組成物の総重量に対して5−98重量%
、特に10−90重量%、更に好ましくは20−80重量%のエラストマー系グ
ラフト共重合体を含有する。
このグラフト共重合体はガラス転移温度Tgが−10℃未満のグラフトベース
a1)と、ガラス転移温度Tgが50℃を超過するグラフトa2)から構成され、
グラフトベースa1)の割合が30−90重量%、好ましくは35−85重量%
、特に40−80重量%であり、グラフトの割合が上記に対応して10−70重
量%、好ましくは15−65重量%、特に20−60重量%となるように構成さ
れる。
以下にグラフト重合体A)の構造を更に詳細に説明する。
グラフトベースa1)は以下の各成分、すなわち
a11)少なくとも1種類の部分的に架橋したアクリラート重合体であって以下
の各成分、すなわち
a111)a11)に対して50から99.9重量%の少なくとも1種類のC1−
C10アルキルアクリラート、
a112)a11)に対して0.1−5重量%の多官能性架橋単量体、および
a113)a11)に対して0−49.9重量%の、ビニルC1−C8アルキルエ
ーテル、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択されるa111)と共重合可能
な他の単量体、
から得られるアクリラート重合体、または、
a12)ブタジエン重合体であって、以下の成分、すなわち
a121)a12)に対して50−100重量%の1種類以上のジエン、および
a122)a12)に対して0−50重量%の、ビニルC1−C8アルキルエーテ
ル、C1−C10アルキルアクリラート、イソプレン、スチレン、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択された他の
共重合可能な単量体、
から構成されるジエン重合体から構成されるブタジエン重合体、
から構成される。
本発明で使用される成形組成物は、グラフトベースとして、成分A)中に重合
体a11)またはa12)のいずれかを含んでも、a11)およびa12)の両重合体の
混合物を含んでもよい。
重合体a11)およびa12)の混合物が用いられる場合、その混合比は臨界的で
はないが、通常4:1〜1:4、特に1:2〜2:1の範囲で用いられる。
アクリラート重合体a11)は、
a111)50−99.9重量%、好ましくは55−98重量%、更に好ましくは
60−90重量%のC1−C10アルキルアクリラートから構成される。好ましく
はC2−C10アルキルアクリラートが、特に好ましくはアクリル酸エチル、アク
リル酸tert−、iso−、n−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシル
が、極めて好ましくは最後に挙げた2種類が用いられる。
a11)に対して0.1−5重量%、好ましくは0.25−4重量%、特に0.
5−3重量%の量で使用される架橋単量体a112)の具体例には、少なくとも2
個の非共役オレフィン性二重結合を有する多官能性単量体、例えばジビニルベン
ゼン、フマル酸ジアルキル、フタル酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、イソシ
アヌル酸トリアルキル、アクリル酸トリシクロデセニル、およびアクリル酸ジヒ
ドロジシクロペンタジエニルがある。アクリル酸トリシクロデセニルおよびアク
リル酸ジヒドロジシクロペンタジエニルは特に好ましく用いられる。
a11)の製造に使用可能な他の単量体a113)は49.9重量%までの、好ま
しくは5−44.9重量%、特に10−39.9重量%の、ビニルC1−C8アル
キルエーテル(例えばビニルメチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニル
エチルエーテル)、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリルおよ
びメタクリロニトリルおよび/ またはメタクリロニトリルから選択されたa111
)と共重合可能な単量体である。
この種のコモノマーの使用により重合体a11)の特性プロファイル、例えば多
くの場合において調整が必要とされる架橋度などを調整することが可能となった
。
重合体a11)の製造法は当業者に公知であり、文献に記載されている。また、
この種の製品は市販されている。
多くの場合において、乳化重合による製造が特に有効であることが実証されて
いる。
ドイツ特許第1260135号公報に記載の方法によるグラフト共重合体の製
造においては、まずグラフトベースAが製造される。グラフトベースとしてアク
リラートゴムが用いられる場合、1種類以上のアクリラートa111)、多官能性
単量体a112)、および必要に応じて単量体a113)を水性乳濁液中、20−10
0℃、好ましくは50−80℃で重合させる。慣用の乳化剤、例えばアルキル−
およびアルキルアリールスルホン酸のアルキル金属塩、アルキルスルファート、
脂肪アルコールスルファート、炭素原子数10−30の高級脂肪酸塩、または樹
脂石鹸が使用可能である。特に好ましくはアルキルスルホン酸または炭素原子数
10−18の脂肪酸のナトリウムおよびカリウム塩が用いられる。グラフト
ベースを製造するために用いられる単量体の総重量に対して、乳化剤を0.5−
5重量%、特に1−2重量%の量で用いると有効である。水/単量体は2:1〜
0.7:1の割合で通常用いられる。使用される重合開始剤は特に、慣用の過硫
酸塩、例えばペルオクソ二硫酸カリウムであるが、レドックス系も好ましく用い
られる。開始剤の使用量(単量体の総量に対して例えば0.1−1重量%)は、
公知方法により所望の分子量に依存して変化させられる。
使用可能な重合助剤はpHを好ましくは6−9に調整可能な慣用の緩衝剤、例
えば炭酸水素ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウム、および3重量%までの分子量調
整剤、例えばメルカプタン、テルピノールまたは二量体α−メチルスチレンであ
る。
正確な重合条件、特に乳化剤の種類、添加方法および使用量を上述の範囲内で
設定し、得られた架橋アクリラート重合体のラテックスのd50を約30−100
0nm、好ましくは50−800nmとする。粒径のd50は、W.Scholt
anおよびH.Lange著、Kolloid−Z.andZ.−Polyme
r 250(1972)、第782−796頁に記載の方法により解析超遠心力
により測定された重量平均粒径として一般には定義される。この超遠心力法によ
り試料の粒径の総合的な質量分布が得られる。これによりどれだけの重量比の粒
子がある粒径と同じの粒径またはこれより小さい粒径を有するかを推測すること
が可能である。平均粒径、すなわち総合的な質量分布のd50は、50重量%の粒
子がd50より小さい粒径を有し、50重量%の粒子がd50よりも大きな粒径を有
する値として定義される。
ラテックスは狭い粒度分布を有すると好ましく、すなわち、
で示される商が0.5未満、特には0.35未満であると好ましい。
グラフト重合体A)は、重合体a11)の代わりにグラフトベースとしてジエン
重合体a12)を含んでもよい。重合体a12)は、ブタジエン共重合体であり、こ
れは60−100重量%、好ましくは70−99重量%の1種類以上のジエン、
好ましくはブタジエンまたはイソプレンの他に、40重量%までの、好ましくは
2−30重量%の他の共重合可能な単量体を有してもよい。この共重合可能な単
量体の適する例は、上述のa111)および単量体a113)に関して記載した双方の
アルキルアクリラートであり、その詳細には上述したと同様のことが当てはまる
。
グラフトコアとしてジエンゴムを使用する場合、以下の様に操作を行うと好適
である。エラストマー、すなわちa121)およびa122)を、水乳濁液中、公知方
法で、20−100℃、好ましくは50−80℃で重合させることによりグラフ
トベースa1)を製造する。通常の乳化剤、例えばアルキル−またはアルキルア
リールスルホン酸のアルカリ金属塩、アルキルスルファート、脂肪アルコールス
ルホナート、炭素原子数10−30の高級脂肪酸の塩または樹脂石鹸が使用され
る。アルカリスルホナートまたは炭素原子数10−18の脂肪酸のナトリウムま
たはカリウム塩が好ましく使用される。グラフトベースa1)の製造に用いられ
る単量体に対して0.5−5重量%、特に0.5−2重量%の乳化剤を用いると
有効である。水対単量体の使用割合は2:1から0.7:1として一般的に使用
される。重合開始剤は、特に市販の過硫酸塩、特に過硫酸カリウムが好ましく用
いられるが、レドックス系も好ましく用いられる。開始剤は一般的にグラフトベ
ースa1)の製造に使用される単量体に対して0.1−1重量%の量で使用され
る。この他の使用可能な重合助剤はpHを6−9に調整可能な慣用の緩衝剤、例
えば炭酸水素ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウムである。更に、一般的には0.1
重量%から3重量%の分子量調整剤、例えばメルカプタン、テルピノールまたは
二量体α−メチルスチレンも重合の際に使用可能である。
正確な重合条件、特に乳化剤の種類、添加方法および使用量をそれぞれ上述の
範囲内で設定し、得られたジエン重合体a12)のラテックスのd50(上記参照)
が約100−750nm、好ましくは100−600nmとなるようにする。或
いは平均粒径が60−150nmの乳化重合体を例えばドイツ特許出願広告第2
427960号公報に記載の方法で凝集させてもよい。
グラフトシェルa2)をグラフトベースa11)および/ またはa12)上にグラ
フトさせるが、これは
a21)50−95重量%、60−90重量%、特に65−80重量%のビニル
芳香族単量体、好ましくは下式I
で表され、式中RがC1−C8アルキル、水素またはハロゲンを、R1がC1−C8
アルキルまたはハロゲンを、nが0、1、2または3を意味するスチレンまたは
置換スチレンを、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレ
ンまたはtert−ブチルスチレンと、
a22)5−50重量%、好ましくは10−40重量%、特に20−35重量%
の、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、C1−C4アルキル(メタ)アクリ
ラート、無水マレイン酸、マレイミド、(メタ)アクリルアミドおよび/ または
ビニルC1−C8アルキルエーテルから選択される極性の共重合可能のモノマー、
またはこれらの混合物との共重合により得られる。
グラフトシェルa22)は1以上の、例えば2または3の処理工程から、これに
より全体の配合に変化が加わらないように製造される。
グラフトシェルは、例えばドイツ特許第1260135号、ドイツ特許出願公
開第3227555号、同第3149357号、同第3149358号、同第3
414118号各公報に記載の方法により、乳濁液中で製造されると好ましい。
選定された条件に応じて、グラフト共重合中に、所定割合のスチレンとアクリ
ロニトリルの遊離共重合体が形成される。
この場合にも、水性乳濁液中においてグラフトベースa1)として作用する重
合体上にグラフト共重合を行うと有効である。グラフトベースの重合の際に用い
たと同様の各成分中に、必要に応じて更に乳化剤および開始剤を添加することも
できる。これらをグラフトベースa1)の製造に使用した乳化剤および開始剤と
同一とする必要はない。例えばグラフトベースa1)の製造用の開始剤として過
硫酸塩を用い、グラフトシェルa2)の重合にレドックス開始剤を用いると好適
である。この他の点に関しては、乳化剤、開始剤および重合助剤の選択に関する
ファクターはグラフトベースa1)の製造に関して上述したものに準ずる。グラ
フトされる単量体混合物を反応混合物に一度に全て添加してもよく、バッチ式に
数回に分割して添加してもよいが、重合の間に連続的に添加すると好ましい。得
られたグラフト割合が10−60重量%、好ましくは15−45重量%となるよ
うにグラフト重合を制御すると有利である。
通常、グラフト共重合体(a1+a2)の平均粒径は50−1000nmである
と好ましく、100−700nmであると特に好ましい(d50重量平均)。従っ
てエラストマーa1)を製造し、グラフトさせる条件を、粒径が上記範囲内に設
定されるように選択するとよい。この方法は公知であり、例えばドイツ特許第1
260135号およびドイツ特許出願公開第2826925号各公報およびJo
urnal of Applied Polymer Science、第9巻(1
965)、第2929−2938頁に記載されている。例えば凝集により、エラ
ストマーラテックス中で粒径を増大させることが可能である。
それぞれ粒径の異なる数種類のアクリラート重合体の混合物を用ても場合によ
り成功することが実証されている。この種の生成物はドイツ特許出願公開第28
26925号公報および米国特許第5196480号明細書に記載されているた
め、この点に関する詳細はこれらの文献を参照されたい。
上述の米国特許第5196480号明細書に記載されているように、第一の重
合体の粒径d50を50−150nmとし、第二の重合体の粒径を200−700
nmとするとアクリラート重合体の望ましい混合物が得られる。
また、重合体a11)(ドイツ特許第1164080号公報、DE−PS 1911882号、お
よびドイツ特許出願公告第3149358号公報に記載)と、一般的に平均粒径が50−10
00nm、好ましくは100−700nmの重合体a12)との混合物を用いると好ましい
。
以下に好ましいグラフト重合体a11)の例を挙げる。
a2/1:60重量%の、
a211)98重量%のアクリル酸n−ブチルおよび
a212)2重量%のアクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエ
ニルから成る、グラフトベースa21)、および
40重量%の、
a221)75重量%のスチレンおよび
a222)25重量%のアクリロニトリルから成る、グラフトシェルa2 2
)から構成されるグラフト重合体。
a2/2:a2/1で用いたグラフトベース上に、5重量%の、
a221)12.5重量%のスチレン(第一グラフト)および40重量
%の、
a221)75重量%のスチレンおよび
a222)25重量%のアロニトリルから成る、第二のグラフトを有す
るグラフト重合体。
a3/2:a2/1で用いたグラフトベース上に、13重量%の、スチレンの第
一グラフトと、27重量%の、重量比3:1のスチレンおよびアクリロニトリル
の第二グラフトを有するグラフト重合体。
新規成形組成物は、成分B)として、組成物の総重量に対して1−90重量%
の、好ましくは5−85重量%の、更に好ましくは10−80重量%の、
b1)50−99重量%、好ましくは55−90重量%、特に65−85重量
%のビニル芳香族単量体、好ましくは式Iのスチレンおよび/ または置換スチレ
ン、および
b2)1−50重量%、好ましくは10−45重量%、特に15−35重量%
のa22)に記載した単量体、から成る共重合体を含む。
この種の生成物は、例えばドイツ特許出願公告第1001001号、同第10
03436号各公報に記載の方法により製造可能であり、市販もされている。光
散乱により測定される重量平均分子量は40000−500000、特に100
000−250000であり、これに対応して粘度(ジメチルホルムアミド中の
0.5重量%濃度溶液として25℃で測定)は40−200ml/g、好ましく
は40−160ml/gである。
重合体B)はスチレンおよび/ またはα−メチルスチレンおよびアクリロニト
リルから成り、例えばアクリロニトリルの割合、またはこれらの平均分子量が上
記共重合体とは異なる共重合体の混合物であってもよい。
組成物中における成分C)の割合は成分A)、B)、C)および必要に応じて
D)に対して、1−70重量%、好ましくは2−50重量%、特に好ましくは3
−40重量%である。成分C)は以下の成分、すなわち
硬質相を形成し重合体鎖中にビニル芳香族単量体を有する少なくとも1種類の
ブロックCA、および/ または
第一のエラストマー系(軟質)相を形成しジエン単量体を有するブロックCB
、および
軟質相を形成し重合体鎖中にビニル芳香族単量体およびジエンの双方の単位を
有する少なくとも1種類のブロックCB/Aを有し、
ブロックCAのガラス転移温度Tgが25℃を超過し、ブロックCB/Aのガラス
転移温度が25℃未満であり、ブロックCA対ブロックCB/Aの相−容量比が、全
ブロック共重合体中における硬質相の割合が1−40重量%となり、ジエンの重
量比が50重量%未満となるように選定される、エラストマー系ブロック共重合
体である。
成分C)の構成および調製に関する詳細を以下に記載するが、ドイツ特許出願
公開第4420952号公報にも記載されているので参照されたい。
軟質相(ブロックCB/A)は、極性補助溶媒の存在下の、ビニル芳香族単量体
とジエンとのランダム共重合により得られる。
ブロック共重合体C)の例を以下の式1−11に挙げる。
上記CAはビニル芳香族ブロックを、CB/Aは軟質相を意味し、すなわちブロッ
クCB/Aはジエン単位とビニル芳香族単位とからランダムに構成されており、X
はn−官能性開始剤の基を、Yはm−官能性カップリング剤の基をそれぞれ意味
し、このmとnは1−10の自然数である。
軟質相が複数のブロックに分割されるブロック共重合体が特に好ましく用いら
れる。
ここでビニル芳香族/ジエンの割合は個々のブロック(CB/A)ごとに異なる
か、或いはブロック内部で(CB/A)1→(CB/A)3の限定範囲内で連続的に変化
し、各サブブロックのガラス転移温度Tgは25℃未満である。
各分子中のモル質量が変化する多数のブロックCB/Aおよび/ またはCAを有す
るブロック共重合体も好適に用いられ、その例には(3)と(13)または(1
4)との組み合わせが挙げられる。
重要な点はエラストマー系共重合体が形成されるということのみであるため、
同様にブロックCBをビニル芳香族単位のみから構成されるブロックCAの代わり
に用いることもできる。この様な共重合体は、例えば以下の構成(15)−(1
8)を有する。
本発明の目的に適するビニル芳香族化合物はスチレン、α−メチルスチレンお
よびビニルトルエン、およびこれらの混合物である。適するジエン類の例は、ブ
タジエン、イソプレン、ピペリレン、および1−フェニルブタジエンおよびこれ
らの混合物である。
特に適する単量体の組み合わせは、ブタジエンとスチレンである。以下の重量
および容量に関するデータはこの組み合わせにおけるデータとする。
ブロックCB/Aは約75−30重量%のスチレンと25−70重量%のブタジ
エンとから成る。ブタジエンの割合が35−70%であり、スチレンの割合が6
5−30%である軟質ブロックが特に好ましい。
単量体の組み合わせとしてスチレン/ブタジエンを用いる場合、全ブロック共
重合体のジエンの重量比は10−50重量%であり、ビニル芳香族成分の重量比
は、これに対応して85−50重量%となる。ブタジエン−スチレン共重合体が
25−50重量%のジエンと、75−50重量%のビニル芳香族化合物とから成
る場合が特に好ましい。
ブロック共重合体は、非極性溶媒中に非プロトン性極性補助溶媒を添加して、
陰イオン重合により製造される。適する溶媒は脂肪族炭化水素、例えばシクロヘ
キサンおよびメチルシクロヘキサンである。適する補助溶媒の例は、特にエーテ
ル類、例えばテトラヒドロフラン、および脂肪族ポリエーテル類、例えばジエチ
レングリコール、ジメチルエーテル、および第三級アミン、例えばトリブチルア
ミンおよびピリジンが挙げられる。極性補助溶媒は、非極性溶媒に対して少量、
例えば0.5−5容量%の分量で添加される。特に好ましい例としては、0.1
−0.3容量%のテトラヒドロフランが用いられる。これまでの経験により、ほ
とんどの場合に約0.2容量%での使用が適することがわかっている。
陰イオン重合は有機金属化合物、特にオルガノリチウム化合物、例えばメチル
リチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−
ブチルリチウムおよびtert−ブチルリチウムにより開始される。有機金属化
合物は溶液として、化学的に不活性な炭化水素中に、単量体に対して通常0.0
02−5モル%の量で添加される。
重合は、0−130℃、好ましくは30−100℃で実施可能である。
本発明において、成分C)中の、ジエンおよびビニル芳香族の連鎖により形成
される軟質相の容量割合は、60−99容量%、好ましくは70−95容量%、
特に好ましくは80−90容量%である。ビニル芳香族単量体から得られるブロ
ックCAにより硬質相が形成されこの容量比は上記に対応して1−40容量%、
好ましくは5−30容量%、特に好ましくは10−20容量%である。
成分C)の軟質相のガラス転移温度は、通常−50から+25℃、好ましくは
−50から+5℃である。
ブロックCAのモル質量は、特に1000−200000、好ましくは300
0−80000[g/モル]とされる。各ブロックCAは1分子内で異なるモル
質量を有する。
ブロックCB/Aのモル質量は通常2000−250000、好ましくは500
0−150000[g/モル]である。ブロックCAと同様に、ブロックCB/Aも
分子内で異なるモル質量値を有する。
カップリング中心Xは、活性を有する陰イオン鎖端と少なくとも二官能性のカ
ップリング剤との反応により形成される。この様な化合物の例は米国特許第39
85830号、同第3280084号、同第3637554号および同第409
1053号各公報に記載されている。例えばエポキシド化グリセリド、例えばエ
ポキシド化ひまし油または大豆油を使用すると好ましく、ジビニルベンゼンも好
適である。ジクロロジアルキルシラン類、ジアルデヒド類、例えばテレフタルア
ルデヒド、およびエステル類、例えば蟻酸エチルおよび安息香酸エチルが、特に
二量化に好適に用いられる。ランダムブロックCB/A自体をブロックCB1/A1−CB2/A2
−CB3/A3に細分化することが可能である。ランダムブロックは、2−15
のランダムサブブロック、特に好ましくは3−10のサブブロックから構成され
る。
重合は多数の工程により行われ、単官能性の開始の場合は、例えば硬質ブロッ
クCAの製造により開始される。単量体の一部分を反応器に予め装填し、ついで
開始剤を添加して重合を開始させる。一定の鎖構造を得るために、第二目の単量
体添加を行う以前に高転化率(99%を超過)まで同工程を行う必要はないこと
に注意されたい。
単量体の添加の手法は選択されたブロックの構成に依存する。単官能性開始を
行う場合、ビニル芳香族化合物を、例えばまず予備装填または直接計量給送する
。次いでジエンおよびビニル芳香族化合物を、可能な限り同時に添加する。ジエ
ンとビニル芳香族化合物の量比、ルイス塩基の濃度および化学構造、および温度
によりブロックCB/Aのランダム構造および組成が決定される。本発明において
、ビニル芳香族化合物を含む総重量に対するジエンの割合は25−70重量%と
される。次いでブロックCAの重合をビニル芳香族化合物の添加により継続する
。これを行わずに所望の重合体ブロックをカップリング反応により相互に連結さ
せることも可能である。二官能性の開始の場合、ブロックCB/Aをまず構成し、
次いでブロックCAを形成する。
更に、慣用の方法により後処理を行う。後処理は、混合器中で行い、アルコー
ル、例えばイソプロパノールを用いて重合を終結させ、通常の方法でやや酸性化
した後、酸化防止剤とフリーラジカル防止剤(市販製品、例えば亜燐酸トリスノ
ニルフェニル(TNPP)またはα−トコフェロール(ビタミンE)またはIr
ganox 1076またはIrganox 3052の商品名で販売されている
製品)で重合体を安定させ、通常の方法で溶媒を除去し、押し出し、粒状化する
ことが賢明である。
新規熱可塑性成形組成物は、成分D)として各成分A)、B)およびC)に対
して0−300重量%、好ましくは0−200重量%の少なくとも1種類のポリ
カーボナートを含有してもよい。
適するポリカーボナートとして、例えば式II
で表され、Aが単結合、C1−C3アルキレン、C2−C3アルキリデン、C3
−C6シクロアルキリデン、−S−または−SO2−を意味するフェノールを基礎
とするものである。
式IIで表される適するジフェノールの例には4,4’−ジヒドロキシジフェ
ニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,4−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)シクロヘキサンが挙げられる。更に好ましくは2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シ
クロヘキサンが挙げられる。
ホモポリカーボネートとコポリカーボネートの双方が成分D)として適してい
る。ビスエノールA単独重合体の他に、ビスフェノールAのコポリカーボネート
も好ましく用いられる。
適するポリカーボネートを公知方法で分岐してもよく、使用するジフェノール
の全量に対して0.05−2.0モル%の、少なくとも三官能性の化合物、例え
ば3個以上のフェノール性OH基を有する化合物が組み込まれると好ましい。
更に成分D)として適するポリカーボネートは、更にハロゲン、好ましくは塩
素および/ または臭素で芳香族性に1〜3置換されてもよいが、ハロゲンを含ま
ない化合物が特に好ましい。
特に適していることが証明されているポリカーボネートは相対粘度ηrelが1
.10−1.50、特に1.25−1.40のものである。これは平均分子量M
w(重量平均)10000から200000、好ましくは20000から800
00に対応する。
式IIのジフェノールは公知であり、公知方法により製造可能である。
ポリカーボネートは、例えばジフェノールとホスゲンとの反応による界面法ま
たはホスゲンによる均質相法(ピリジン法)で製造され、それぞれの場合におけ
る分子量は公知方法で適当量の公知の連鎖停止剤で調整される(ポリジオルガノ
シロキサン含有のポリカーボネートに関してはドイツ特許出願公開第33347
82号公報を参照のこと)。
適する連鎖停止剤の例には、フェノール、p−tert−ブチルフェノール、
長鎖アルキルフェノール、例えば4−(1,3−テトラメチルブチル)フェノー
ル(ドイツ特許出願公開第2842005号公報)またはアルキル基中の炭素原
子数8−20のモノアルキルフェノールまたはジアルキルフェノール(ドイツ特
許出願公開第3506472号公報)例えばp−ノニルフェノール、3,5−ジ
−tert−ブチルフェノール、p−tert−オクチルフェノール、p-ドデシ
ルフェノール、2−(3,5−ジメチルヘプチル)フェノールおよび4−(3,
5−ジメチルヘプチル)フェノールがある。
他の適するポリカーボネートはヒドロキノンまたはレソルシノールを基礎とす
るものである。
本発明の熱可塑性成形組成物は、成分A)、B)、C)およびD)の他に添加
剤、例えば滑剤、離型剤、顔料、染料、難燃剤、酸化防止剤、光安定剤、繊維ま
たは粒体の特質を有する充填剤および補強剤、および帯電防止剤をこれらの剤の
通常用いられる量で添加することも可能である。特に新規成形組成物からフィル
ムが製造される場合、可塑剤、例えば30−70重量%のエチレンオキシドと、
70−30重量%の1,2−プロピレンオキシドの、平均分子量2000−80
00の共重合体を成分A)、B)、C)および必要に応じてD)の総量に対して
0.5−10重量%の共重合体が添加される。
新規成形組成物は公知混合方法、例えば押出機、バンバリーミキサー、配合機
、練りロール機またはカレンダー中の溶融により製造される。しかしながら各成
分を、溶融せずに冷たいまま混合することもできる。粉体の形状または粒体から
成る混合物を加工工程のみで溶融および均質化させる。
本発明の成形組成物から、どのような形状の成型品も製造可能であり、特にフ
ィルムおよび平坦な製品が得られる。フィルムは押し出し、圧延、カレンダリン
グおよび当業者が公知の他の方法により製造される。新規の成形組成物は、これ
らのみで、またはこれらに可塑剤または他の添加剤を添加して加熱および/ また
は摩擦により成形され、更に加工可能なフィルム、または平坦な製品(シート)
が製造される。
新規熱可塑性成形組成物は比較用の成形組成物よりも優れた流動性を有すると
共に、優れた離型性能および熱成形性能を有し、塗布性能の低減が見られず、気
化または滲出する成分を大幅に除外するものである。
これらはフィルム、熱成形による再加工のための優れた能力を有する成型品(
特にシート)の製造、および射出成形品、特に短いサイクル時間における迅速な
処理による成型品の製造に適してる。実施例
以下の各成分を製造した(百分率は全て重量基準によるものとする)A:成分Aの製造: A1:成分A−Iの製造:
架橋ポリ−n−ブチルアクリラート(コア)およびスチレン/アクリロ
ニトリル共重合体(シェル)による粒状グラフト重合体
98gのアクリル酸n−ブチルおよび2gのアクリル酸ジヒドロジシクロペン
タジエニル、および別に1gのC12−C18パラフィンスルホン酸ナトリウムの5
0gの水中の溶液を、3gのポリブチルアクリラート種ラテックス、100gの
水および0.2gの過硫酸ナトリウムの混合物に、60℃で4時間にわたり添加
し、この後更に3時間重合を継続した。得られたラテックスは狭い粒度分布(Q
=0.1)を有し、平均粒径d50は430nmであった。
得られたラテックス150gを60gの水、0.03gの過硫酸ナトリウムお
よび0.05gの過酸化ラウロイルと混合し、この後65℃で4時間にわたり、
まず20gのスチレンを、次いで、更に4時間にわたり15gのスチレンと5g
のアクリロニトリルの混合物をラテックス粒子上にグラフトさせた。次いで95
℃で塩化カルシウム溶液を用いて重合体を沈殿させ、分離し、水で洗浄し、温風
流中で乾燥させた。重合体のグラフト割合は35%であり、粒子の平均粒径d50
は510nmであった。
グラフト重合体は以下の組成を有した(概数):
60重量%の、架橋ポリブチルアクリラートのグラフトコア
20重量%の、スチレン重合体の内部グラフトおよび20重量%の、S/AN
重量比3:1のスチレン−アクリロニトリル共重合体の外部グラフト。
当初使用した種重合体は、ヨーロッパ特許出願広告第6503号公報(12欄
、15行から13欄、12行)の方法によりアクリル酸n−ブチルとアクリル酸
トリシクロデセニルの水性乳濁液中における重合により製造され、その固体成
分は40%であった。
成分A)に関する説明で記載した平均粒径は、粒径の重量平均である。
平均粒径はd50値に相当し、これによると全粒子の50重量%はd50値に相当
する粒径よりも小さい粒径を有し、50重量%はこれより大きな粒径を有するこ
とになる。粒径分布の幅の特性を決定するために、d50値の他にd10値およびd90
値がしばしば用いられる。全粒子のうちの10重量%はd10の径よりも小さく
、全粒子のうちの90重量%はこれより大きな粒径を有する。同様に、全粒子の
うちの90重量%は、d90値に対応する粒径よりも小さい粒径を有し、10重量
%はこれより大きな粒径を有する。Q=(d90−d10)/d50で示される商は粒
径分布の幅の基準である。Qが小さいほど、粒径分布は狭くなる。A2:成分A−IIの製造: a)グラフトベースA−II−1の製造:
アクリラートを基礎とする各グラフトベース(a111およびa112)を以下の一
般的な記載に従い製造した。
98%のアクリル酸ブチルおよび2%のアクリル酸ジヒドロジシクロペンタジ
エニル(DCPA)の混合物160gを、1500gの水中で、5gのC12−C18
パラフィンスルホン酸のナトリウム塩、3gのペルオクソ二硫酸カリウム、3
gの炭酸水素ナトリウム、および1.5gのピロ燐酸ナトリウムを添加しつつ、
攪拌下に60℃に加熱した。重合開始10分後、表中に記載の他の混合物840
gを3時間にわたり添加した。単量体の添加の終了後、乳濁液を更に1時間、6
0℃に維持した。b)粒状グラフト重合体A−IIの製造:
以下のa)に記載の詳細に従い製造した乳濁液2100gを1150gの水お
よび2.7gのペルオクソ二硫酸カリウムと混合し、攪拌下に65℃に加熱した
。反応温度に達した後、75:25の割合のスチレン−アクリロニトリル560
gを3時間にわたり添加した。添加終了後、乳濁液を更に2時間65℃に保持し
た。95℃で、塩化カルシウム溶液を用いて乳濁液からグラフト重合体を沈殿さ
せ、水で洗浄し、温風流で乾燥させた。A3:成分A−IIIの製造:
a)ブタジエンを基礎とする各グラフトベース(a121およびa122)を以下の詳
細に従い製造した。
6gのtert−ドデシルメルカプタン、乳化剤としての7gのC14アルルキ
ルスルホン酸ナトリウム、2gのペルオクソ二硫酸カリウムおよび2gのピロ燐
酸ナトリウムの存在下に、600gのブタジエンを800ミリリットルの水中、
65℃で重合させ、ポリブタジエンラテックスを製造した。転化率は98%であ
った。得られたラテックスの平均粒径は100nmであった。このラテックスを
、固体含有率10重量%の、96部のアクリル酸エチルおよび4部のメタクリル
アミドの共重合体の乳濁液25gを添加して凝集させ、平均粒径350nmのポ
リブタジエンラテックスを得た。b)粒状グラフト重合体A−IIIの製造:
3bに記載の詳細に従って製造したグラフトベースに400gの水、4gのC14
アルキルスルホン酸ナトリウム、および2gのペルオクソ二硫酸カリウムを添加
した後、スチレンおよびアクリロニトリル(70:30)の混合物400gを4
時間にわたり給送した。混合物は75℃での攪拌下に重合した。スチレン−アク
リロニトリルに対する転化率は目視によると当量的であった。得られたグラフト
ゴム分散液を硫酸マグネシウム溶液を用いて沈殿させ、分離したグラフト共重合
体を蒸留水で洗浄し、乾燥した。B:成分Bの製造:
Kunststoff−Handbuch、R.ViewegおよびG.Da
umiller編集、第V巻、「ポリスチロール」、Carl−Hanser−
Verlag、ミュンヘン1969、第122−124に記載の連続溶液重合法
により、成分Bを製造した。B1:成分B1:
35重量%のアクリロニトリル(AN)を含有し、DIN53726に準じ、
ジメチルホルムアミド中0.5%濃度の溶液として測定した粘度数60ml/g
のスチレンとアクリロニトリルとの共重合体。B2:成分B2:
30重量%のアクリロニトリル(AN)を含有し、DIN53726に準じ、
ジメチルホルムアミド中0.5%濃度の溶液として測定した粘度数58ml/g
のα−メチルスチレンとアクリロニトリルとの共重合体。B3:成分B3:
35重量%のアクリロニトリル(AN)を含有し、DIN53726に準じ、
ジメチルホルムアミド中0.5%濃度の溶液として測定した粘度数80ml/g
のスチレンとアクリロニトリルとの共重合体。C:成分Cの製造:
攪拌子を有し、同時加熱冷却装置を具備する容量50リットルのステンレス鋼
オートクレーブを窒素でフラッシュして準備し、シクロヘキサン中のsec−ブ
チルリチウムおよび1,1−ジフェニルエチレンの溶液で温め、乾燥した。この
オートクレーブに22.8リットルのシクロヘキサンを装填し、次いで42ミリ
リットルのsec−ブチルリチウムおよび65.8ミリリットルのテトラヒドロ
フランを添加した。重合の各工程を表1に示す。
各工程において、単量体の給送時間は、重合時間に比較して短かった。反応器
ジャケットの加熱および/ または冷却により開始温度および/ または最終温度を
設定した。
反応の終了(単量体の消費)時に、混合物が無色となるまでエタノールにより
滴定を行い重合を完了させ、次いで混合物をやや過剰の酸で酸性化した。
得られた溶液を3個の換気孔を有し、前後双方に換気するベント式押出機によ
り200℃で後処理した。得られた粒子を成形組成物の製造に使用した。
得られた重合体は、ゲル透過クロマトグラフィーにより測定した以下の平均モ
ル質量(g/モル)を有した(ポリスチレンにより検量)。数平均Mn:119
000、粘度平均Mv:158000、重量平均Mw:176000。
ガラス転移温度TgはDSCにより測定したところ、軟質相−16℃、硬質相
+75℃であった。ガラス転移の幅、相の均質性の測定は軟質相9℃、硬質相1
2℃であった。
DIN53735に準じ、200℃、5kg荷重によりメルト・ボリューム・
インデックス(MVI)を測定すると8.5ミリリットル/10分であった。
Werner and Phleiderer社製ZSK−30押出機を用い、
250℃、200rpm、1時間当たり10kgの押出量で新規成形組成物およ
び比較組成物の製造を行った。生成物を水槽中で冷却し、粒状化し、Arbur
g Allrounder射出成形機で引張試験片を製造した。DIN5350
4に準じ、破断点伸びの試験を行った。
DIN53735に準じ、表に記載の条件下で流動性(MVI)の測定を行っ
た。
これらの結果を以下の表に示す。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1996年10月21日
【補正内容】
明細書
グラフト共重合体とブロック共重合体とを基礎とする
優れた加工性能を有する熱可塑性成形組成物
本発明は熱可塑性成形組成物であって、
A)熱可塑性組成物の総重量に対して5−98重量%の以下の成分、すなわち
a1)A)に対して30−90重量%であり、以下の各成分、すなわち
a11)少なくとも部分的に架橋したアクリラート重合体であり、以下の成分
、すなわち
a111)a11)に対して50から99.9重量%の少なくとも1種類のC1
−C10アルキルアクリラート、
a112)a11)に対して0.1−5重量%の多官能性架橋単量体、および
a113)a11)に対して0−49.9重量%の、ビニルC1−C8アルキル
エーテル、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロ
ニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択され、a111)と共重合可
能な他の単量体、
から得られるアクリラート重合体、および/ または、
a12)ジエン重合体であって、以下の成分、すなわち
a121)a12)に対して60−100重量%のジエン、および
a122)a12)に対して0−40重量%の、ビニルC1−C8アルキルエー
テル、C1−C10アルキルアクリラート、イソプレン、スチレン、アクリロニト
リル、メタクリロニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択される他
の共重合可能な単量体、
から構成されるジエン重合体、
から構成されるグラフトベースa1)、および
a2)A)に対して10−70重量%の、グラフトベース上にグラフトされる
シェルであって、以下の成分すなわち
a21)a2)に対して50−95重量%のビニル芳香族単量体、
a22)5−50重量%の、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、C1−
C4アルキル(メタ)アクリラート、無水マレイン酸、マレイミド、(メタ)ア
クリルアミドおよび/ またはビニルC1−C8アルキルエーテルから選択される極
性の共重合可能のコモノマーと
から構成される、グラフトベース上にグラフトされるシェル、
B)成形組成物の総重量に対して1−90重量%の共重合体であって、以下の成
分、すなわち
b1)50−99重量%のビニル芳香族単量体、および
b2)1−50重量%の、a22)に関して記載したと同様の単量体
から得られる共重合体、
C)1−70重量%の、
硬質相を形成し、重合体鎖中にビニル芳香族単量体単位を形成する少なく
とも1種類のブロックCA、および/ または
第一のエラストマー系(軟質)相を形成しジエン単量体を有するブロック
CB、および
単一の(場合に応じて第二のまたはそれ以上の)軟質相を形成し重合体鎖
中にビニル芳香族単量体とジエンの双方の単位を有する少なくとも1種類のエラ
ストマー系ブロックCB/Aを有し、
ブロックCAのガラス転移温度Tgが25℃を超過し、ブロックCB/Aのガ
ラス転移温度が25℃未満であり、ブロックCA対ブロックCB/Aの相容量比が、
全ブロック共重合体中における硬質相の割合が1−40容量%となり、ジエンの
重量比が50重量%未満となるように選定される、
エラストマー系ブロック共重合体、
D)上記各成分A)からC)の重量に対して0−300重量%の芳香族ポリカー
ボネート、および
E)成形組成物の総重量に対して0−20重量%の、慣用の添加剤または加工助
剤を含む、熱可塑性成形組成物に関する。
ビニル芳香族重合体とグラフトエラストマーとを基礎とする熱可塑性重合体の
混合物は、当業者にABSまたはASA重合体として公知であり、市販されてい
る。
この様なASAおよび/ またはABS重合体と他の熱可塑性プラスチックとの
ブレンド、特にポリカーボネートも公知である。
高速化された加工機器の導入による、この種の製品は、特に射出成形における
高流動性と、破損することのない離型能力を有するものと考えられている。熱成
形による成形を行う場合、破断点伸びの高いことが特に重要とされている。
これらの性能を最高に活用するために、一般的に種々の添加剤が使用されるが
、これらは単にあるパラメーターのみを向上させ、これにより他の重要な特性が
損なわれることが多い。すなわち流動性および熱成形性能を向上させるために用
いられる添加剤により機械特性が損なわれることが多く、また離型性を向上させ
るべく用いられた添加により流動性が損なわれるといったことが頻繁に起こる。
しかるに、本発明はABS重合体またはASA重合体を基礎とし、調和のとれ
た特性プロファイルを有する熱可塑性成形組成物を提供することをその課題とす
る。
本発明者等は、上記課題が請求項1に記載された熱可塑性成形組成物により達
成されることを見出した。
本発明の好ましい実施の形態については各従属請求項に記載した通りである。
新規成形材料は、成分Aとして、成形組成物の総重量に対して5−98重量%
、特に10−90重量%、更に好ましくは20−80重量%のエラストマー系グ
ラフト共重合体を含有する。
このグラフト共重合体はガラス転移温度Tgが−10℃未満のグラフトベース
a1)と、ガラス転移温度Tgが50℃を超過するグラフトa2)から構成され、
グラフトベースa1)の割合が30−90重量%、好ましくは35−85重量%
、特に40−80重量%であり、グラフトの割合が上記に対応して10−70重
量%、好ましくは15−65重量%、特に20−60重量%となるように構成さ
れる。
以下にグラフト重合体A)の構造を更に詳細に説明する。
グラフトベースa1)は以下の各成分、すなわち
a11)少なくとも1種類の部分的に架橋したアクリラート重合体であって以下の
各成分、すなわち
a111)a11)に対して50から99.9重量%の少なくとも1種類のC1−
C10アルキルアクリラート、
a112)a11)に対して0.1−5重量%の多官能性架橋単量体、および
a113)a11)に対して0−49.9重量%の、ビニルC1−C8アルキルエ
ーテル、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択されるa111)と共重合可能
な他の単量体、
から得られるアクリラート重合体、または、
a12)ブタジエン重合体であって、以下の成分、すなわち
a121)a12)に対して50−100重量%の1種類以上のジエン、および
a122)a12)に対して0−50重量%の、ビニルC1−C8アルキルエーテ
ル、C1−C10アルキルアクリラート、イソプレン、スチレン、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択された他の
共重合可能な単量体、
から構成されるジエン重合体から構成されるブタジエン重合体、
から構成される。
本発明で使用される成形組成物は、グラフトベースとして、成分A)中に重合
体a11)またはa12)のいずれかを含んでも、a11)およびa12)の両重合体の
混合物を含んでもよい。
重合体a11)およびa12)の混合物が用いられる場合、その混合比は臨界的で
はないが、通常4:1〜1:4、特に1:2〜2:1の範囲で用いられる。
アクリラート重合体a11)は、
a111)50−99.9重量%、好ましくは55−98重量%、更に好ましくは
60−90重量%のC1−C10アルキルアクリラートから構成される。好ましく
はC2−C10アルキルアクリラートが、特に好ましくはアクリル酸エチル、アク
リル酸tert−、iso−、n−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシル
が、極めて好ましくは最後に挙げた2種類が用いられる。
a11)に対して0.1−5重量%、好ましくは0.25−4重量%、特に0.
5−3重量%の量で使用される架橋単量体a112)の具体例には、少なくとも2
個の非共役オレフィン性二重結合を有する多官能性単量体、例えばジビニルベン
ゼン、フマル酸ジアルキル、フタル酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、イソシ
アヌル酸トリアルキル、アクリル酸トリシクロデセニル、およびアクリル酸ジヒ
ドロジシクロペンタジエニルがある。アクリル酸トリシクロデセニルおよびアク
リル酸ジヒドロジシクロペンタジエニルは特に好ましく用いられる。
a11)の製造に使用可能な他の単量体a113)は49.9重量%までの、好ま
しくは5−44.9重量%、特に10−39.9重量%の、ビニルC1−C8アル
キルエーテル(例えばビニルメチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニル
エチルエーテル)、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリルおよ
びメタクリロニトリルおよび/ またはメタクリロニトリルから選択されたa111
)と共重合可能な単量体である。
この種のコモノマーの使用により重合体a11)の特性プロファイル、例えば多
くの場合において調整が必要とされる架橋度などを調整することが可能となった
。
重合体a11)の製造法は当業者に公知であり、文献に記載されている。また、
この種の製品は市販されている。
多くの場合において、乳化重合による製造が特に有効であることが実証されて
いる。
ドイツ特許第1260135号公報に記載の方法によるグラフト共重合体の製
造においては、まずグラフトベースAが製造される。グラフトベースとしてアク
リラートゴムが用いられる場合、1種類以上のアクリラートa111)、多官能性
単量体a112)、および必要に応じて単量体a113)を水性乳濁液中、20−10
0℃、好ましくは50−80℃で重合させる。慣用の乳化剤、例えばアルキル−
およびアルキルアリールスルホン酸のアルキル金属塩、アルキルスルファー
ト、脂肪アルコールスルファート、炭素原子数10−30の高級脂肪酸塩、また
は樹脂石鹸が使用可能である。特に好ましくはアルキルスルホン酸または炭素原
子数10−18の脂肪酸のナトリウムおよびカリウム塩が用いられる。グラフト
ベースを製造するために用いられる単量体の総重量に対して、乳化剤を0.5−
5重量%、特に1−2重量%の量で用いると有効である。水/単量体は2:1〜
0.7:1の割合で通常用いられる。使用される重合開始剤は特に、慣用の過硫
酸塩、例えばペルオクソ二硫酸カリウムであるが、レドックス系も好ましく用い
られる。開始剤の使用量(単量体の総量に対して例えば0.1−1重量%)は、
公知方法により所望の分子量に依存して変化させられる。
使用可能な重合助剤はpHを好ましくは6−9に調整可能な慣用の緩衝剤、例
えば炭酸水素ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウム、および3重量%までの分子量調
整剤、例えばメルカプタン、テルピノールまたは二量体α−メチルスチレンであ
る。
正確な重合条件、特に乳化剤の種類、添加方法および使用量を上述の範囲内で
設定し、得られた架橋アクリラート重合体のラテックスのd50を約30−100
0nm、好ましくは50−800nmとする。粒径のd50は、W.Scholt
anおよびH.Lange著、Kolloid−Z.and Z.−Polym
er 250(1972)、第782−796頁に記載の方法により解析超遠心
力により測定された重量平均粒径として一般には定義される。この超遠心力法に
より試料の粒径の総合的な質量分布が得られる。これによりどれだけの重量比の
粒子がある粒径と同じの粒径またはこれより小さい粒径を有するかを推測するこ
とが可能である。平均粒径、すなわち総合的な質量分布のd50は、50重量%の
粒子がd50より小さい粒径を有し、50重量%の粒子がd50よりも大きな粒径を
有する値として定義される。
ラテックスは狭い粒度分布を有すると好ましく、すなわち、
で示される商が0.5未満、特には0.35未満であると好ましい。
グラフト重合体A)は、重合体a11)の代わりにグラフトベースとしてジエン
重合体a12)を含んでもよい。重合体a12)は、ブタジエン共重合体であり、こ
れは60−100重量%、好ましくは70−99重量%の1種類以上のジエン、
好ましくはブタジエンまたはイソプレンの他に、40重量%までの、好ましくは
2−30重量%の他の共重合可能な単量体を有してもよい。この共重合可能な単
量体の適する例は、上述のa111)および単量体a113)に関して記載した双方の
アルキルアクリラートであり、その詳細には上述したと同様のことが当てはまる
。
グラフトコアとしてジエンゴムを使用する場合、以下の様に操作を行うと好適
である。エラストマー、すなわちa121)およびa122)を、水乳濁液中、公知方
法で、20−100℃、好ましくは50−80℃で重合させることによりグラフ
トベースa1)を製造する。通常の乳化剤、例えばアルキル−またはアルキルア
リールスルホン酸のアルカリ金属塩、アルキルスルファート、脂肪アルコールス
ルホナート、炭素原子数10−30の高級脂肪酸の塩または樹脂石鹸が使用され
る。アルカリスルホナートまたは炭素原子数10−18の脂肪酸のナトリウムま
たはカリウム塩が好ましく使用される。グラフトベースa1)の製造に用いられ
る単量体に対して0.5−5重量%、特に0.5−2重量%の乳化剤を用いると
有効である。水対単量体の使用割合は2:1から0.7:1として一般的に使用
される。重合開始剤は、特に市販の過硫酸塩、特に過硫酸カリウムが好ましく用
いられるが、レドックス系も好ましく用いられる。開始剤は一般的にグラフトベ
ースa1)の製造に使用される単量体に対して0.1−1重量%の量で使用され
る。この他の使用可能な重合助剤はpHを6−9に調整可能な慣用の緩衝剤、例
えば炭酸水素ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウムである。更に、一般的には0.1
重量%から3重量%の分子量調整剤、例えばメルカプタン、テルピノールまたは
二量体α−メチルスチレンも重合の際に使用可能である。
正確な重合条件、特に乳化剤の種類、添加方法および使用量をそれぞれ上述の
範囲内で設定し、得られたジエン重合体a12)のラテックスのd50(上記参照)
が約100−750nm、好ましくは100−600nmとなるようにする。或
いは平均粒径が60−150nmの乳化重合体を例えばドイツ特許出願広告第
2427960号公報に記載の方法で凝集させてもよい。
グラフトシェルa2)をグラフトベースa11)および/ またはa12)上にグラ
フトさせるが、これは
a21)50−95重量%、60−90重量%、特に65−80重量%のビニル
芳香族単量体、好ましくは下式I
で表され、式中RがC1−C8アルキル、水素またはハロゲンを、R1がC1−C8
アルキルまたはハロゲンを、nが0、1、2または3を意味するスチレンまたは
置換スチレンを、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレ
ンまたはtert−ブチルスチレンと、
a22)5−50重量%、好ましくは10−40重量%、特に20−35重量%
の、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、C1−C4アルキル(メタ)アクリ
ラート、無水マレイン酸、マレイミド、(メタ)アクリルアミドおよび/ または
ビニルC1−C8アルキルエーテルから選択される極性の共重合可能のモノマー、
またはこれらの混合物との共重合により得られる。
グラフトシェルa22)は1以上の、例えば2または3の処理工程から、これに
より全体の配合に変化が加わらないように製造される。
グラフトシェルは、例えばドイツ特許第1260135号、ドイツ特許出願公
開第3227555号、同第3149357号、同第3149358号、同第3
414118号各公報に記載の方法により、乳濁液中で製造されると好ましい。
選定された条件に応じて、グラフト共重合中に、所定割合のスチレンとアクリ
ロニトリルの遊離共重合体が形成される。
この場合にも、水性乳濁液中においてグラフトベースa1)として作用する重
合体上にグラフト共重合を行うと有効である。グラフトベースの重合の際に用い
たと同様の各成分中に、必要に応じて更に乳化剤および開始剤を添加することも
できる。これらをグラフトベースa1)の製造に使用した乳化剤および開始剤と
同一とする必要はない。例えばグラフトベースa1)の製造用の開始剤として過
硫酸塩を用い、グラフトシェルa2)の重合にレドックス開始剤を用いると好適
である。この他の点に関しては、乳化剤、開始剤および重合助剤の選択に関する
ファクターはグラフトベースa1)の製造に関して上述したものに準ずる。グラ
フトされる単量体混合物を反応混合物に一度に全て添加してもよく、バッチ式に
数回に分割して添加してもよいが、重合の間に連続的に添加すると好ましい。得
られたグラフト割合が10−60重量%、好ましくは15−45重量%となるよ
うにグラフト重合を制御すると有利である。
通常、グラフト共重合体(a1+a2)の平均粒径は50−1000nmである
と好ましく、100−700nmであると特に好ましい(d50重量平均)。従っ
てエラストマーa1)を製造し、グラフトさせる条件を、粒径が上記範囲内に設
定されるように選択するとよい。この方法は公知であり、例えばドイツ特許第1
260135号およびドイツ特許出願公開第2826925号各公報およびJo
urnal of Applied Polymer Science、第9巻(1
965)、第2929−2938頁に記載されている。例えば凝集により、エラ
ストマーラテックス中で粒径を増大させることが可能である。
それぞれ粒径の異なる数種類のアクリラート重合体の混合物を用ても場合によ
り成功することが実証されている。この種の生成物はドイツ特許出願公開第28
26925号公報および米国特許第5196480号明細書に記載されているた
め、この点に関する詳細はこれらの文献を参照されたい。
上述の米国特許第5196480号明細書に記載されているように、第一の重
合体の粒径d50を50−150nmとし、第二の重合体の粒径を200−700
nmとするとアクリラート重合体の望ましい混合物が得られる。
また、重合体a11)(ドイツ特許第1164080号公報、DE−PS 1911882号、お
よびドイツ特許出願公告第3149358号公報に記載)と、一般的に平均粒径が50−10
00nm、好ましくは100−700nmの重合体a12)との混合物を用いると好ましい
。
以下に好ましいグラフト重合体A)の例を挙げる。
A/1:60重量%の、
a111)98重量%のアクリル酸n−ブチルおよび
a112)2重量%のアクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニルから
成る、グラフトベースa11)、および
40重量%の、
a21)75重量%のスチレンおよび
a22)25重量%のアクリロニトリルから成る、グラフトシェルa2
)から構成されるグラフト重合体。
A/2:A/1で用いたグラフトベース上に、5重量%の、
a21)12.5重量%のスチレン(第一グラフト)および40重量%
の、
a21)75重量%のスチレンおよび
a22)25重量%のアロニトリルから成る、第二のグラフトを有する
グラフト重合体。
A/2:A/1で用いたグラフトベース上に、13重量%の、スチレンの第一
グラフトと、27重量%の、重量比3:1のスチレンおよびアクリロニトリルの
第二グラフトを有するグラフト重合体。
新規成形組成物は、成分B)として、組成物の総重量に対して1−90重量%
の、好ましくは5−85重量%の、更に好ましくは10−80重量%の、
b1)50−99重量%、好ましくは55−90重量%、特に65−85重量
%のビニル芳香族単量体、好ましくは式Iのスチレンおよび/ または置換スチレ
ン、および
b2)1−50重量%、好ましくは10−45重量%、特に15−35重量%
のa22)に記載した単量体、から成る共重合体を含む。
この種の生成物は、例えばドイツ特許出願広告第1001001号、同第10
03436号各公報に記載の方法により製造可能であり、市販もされている。光
散乱により測定される重量平均分子量は40000−500000、特に100
000−250000であり、これに対応して粘度(ジメチルホルムアミド中の
0.5重量%濃度溶液として25℃で測定)は40−200ml/g、好
ましくは40−160ml/gである。
重合体B)はスチレンおよび/ またはα−メチルスチレンおよびアクリロニト
リルから成り、例えばアクリロニトリルの割合、またはこれらの平均分子量が上
記共重合体とは異なる共重合体の混合物であってもよい。
組成物中における成分C)の割合は成分A)、B)、C)および必要に応じて
D)に対して、1−70重量%、好ましくは2−50重量%、特に好ましくは3
−40重量%である。成分C)は以下の成分、すなわち
硬質相を形成し重合体鎖中にビニル芳香族単量体を有する少なくとも1種類の
ブロックCA、および/ または
第一のエラストマー系(軟質)相を形成しジエン単量体を有するブロックCB
、および
軟質相を形成し重合体鎖中にビニル芳香族単量体およびジエンの双方の単位を
有する少なくとも1種類のブロックCB/Aを有し、
ブロックCAのガラス転移温度Tgが25℃を超過し、ブロックCB/Aのガラス
転移温度が25℃未満であり、ブロックCA対ブロックCB/Aの相−容量比が、全
ブロック共重合体中における硬質相の割合が1−40重量%となり、ジエンの重
量比が50重量%未満となるように選定される、エラストマー系ブロック共重合
体である。
成分C)の構成および調製に関する詳細を以下に記載するが、ドイツ特許出願
公開第4420952号公報にも記載されているので参照されたい。
軟質相(ブロックCB/A)は、極性補助溶媒の存在下の、ビニル芳香族単量体
とジエンとのランダム共重合により得られる。
ブロック共重合体C)の例を以下の式1−11に挙げる。
上記CAはビニル芳香族ブロックを、CB/Aは軟質相を意味し、すなわちブロッ
クCB/Aはジエン単位とビニル芳香族単位とからランダムに構成されており、X
はn−官能性開始剤の基を、Yはm−官能性カップリング剤の基をそれぞれ意味
し、このmとnは1−10の自然数である。
軟質相が複数のブロックに分割されるブロック共重合体が特に好ましく用いら
れる。
ここでビニル芳香族/ジエンの割合は個々のブロック(CB/A)ごとに異なる
か、或いはブロック内部で(CB/A)1→(CB/A)3の限定範囲内で連続的に変化
し、各サブブロックのガラス転移温度Tgは25℃未満である。
各分子中のモル質量が変化する多数のブロックCB/Aおよび/ またはCAを有す
るブロック共重合体も好適に用いられ、その例には(3)と(13)または(1
4)との組み合わせが挙げられる。
重要な点はエラストマー系共重合体が形成されるということのみであるため、
同様にブロックCBをビニル芳香族単位のみから構成されるブロックCAの代わり
に用いることもできる。この様な共重合体は、例えば以下の構成(15)−(1
8)を有する。
本発明の目的に適するビニル芳香族化合物はスチレン、α−メチルスチレンお
よびビニルトルエン、およびこれらの混合物である。適するジエン類の例は、ブ
タジエン、イソプレン、ピペリレン、および1−フェニルブタジエンおよびこれ
らの混合物である。
特に適する単量体の組み合わせは、ブタジエンとスチレンである。以下の重量
および容量に関するデータはこの組み合わせにおけるデータとする。
ブロックCB/Aは約75−30重量%のスチレンと25−70重量%のブタジ
エンとから成る。ブタジエンの割合が35−70%であり、スチレンの割合が6
5−30%である軟質ブロックが特に好ましい。
単量体の組み合わせとしてスチレン/ブタジエンを用いる場合、全ブロック共
重合体のジエンの重量比は10−50重量%であり、ビニル芳香族成分の重量比
は、これに対応して85−50重量%となる。ブタジエン−スチレン共重合体が
25−50重量%のジエンと、75−50重量%のビニル芳香族化合物とから成
る場合が特に好ましい。
ブロック共重合体は、非極性溶媒中に非プロトン性極性補助溶媒を添加して、
陰イオン重合により製造される。適する溶媒は脂肪族炭化水素、例えばシクロヘ
キサンおよびメチルシクロヘキサンである。適する補助溶媒の例は、特にエーテ
ル類、例えばテトラヒドロフラン、および脂肪族ポリエーテル類、例えばジエチ
レングリコール、ジメチルエーテル、および第三級アミン、例えばトリブチルア
ミンおよびピリジンが挙げられる。極性補助溶媒は、非極性溶媒に対して少量、
例えば0.5−5容量%の分量で添加される。特に好ましい例としては、0.1
−0.3容量%のテトラヒドロフランが用いられる。これまでの経験により、ほ
とんどの場合に約0.2容量%での使用が適することがわかっている。
陰イオン重合は有機金属化合物、特にオルガノリチウム化合物、例えばメチル
リチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−
ブチルリチウムおよびtert−ブチルリチウムにより開始される。有機金属化
合物は溶液として、化学的に不活性な炭化水素中に、単量体に対して通常0.0
02−5モル%の量で添加される。
重合は、0−130℃、好ましくは30−100℃で実施可能である。
本発明において、成分C)中の、ジエンおよびビニル芳香族の連鎖により形成
される軟質相の容量割合は、60−99容量%、好ましくは70−95容量%、
特に好ましくは80−90容量%である。ビニル芳香族単量体から得られるブロ
ックCAにより硬質相が形成されこの容量比は上記に対応して1−40容量%、
好ましくは5−30容量%、特に好ましくは10−20容量%である。
成分C)の軟質相のガラス転移温度は、通常−50から+25℃、好ましくは
−50から+5℃である。
ブロックCAのモル質量は、特に1000−200000、好ましくは300
0−80000[g/モル]とされる。各ブロックCAは1分子内で異なるモル
質量を有する。
ブロックCB/Aのモル質量は通常2000−250000、好ましくは500
0−150000[g/モル]である。ブロックCAと同様に、ブロックCB/Aも
分子内で異なるモル質量値を有する。
カップリング中心Xは、活性を有する陰イオン鎖端と少なくとも二官能性のカ
ップリング剤との反応により形成される。この様な化合物の例は米国特許第39
85830号、同第3280084号、同第3637554号および同第409
1053号各公報に記載されている。例えばエポキシド化グリセリド、例えばエ
ポキシド化ひまし油または大豆油を使用すると好ましく、ジビニルベンゼンも好
適である。ジクロロジアルキルシラン類、ジアルデヒド類、例えばテレフタルア
ルデヒド、およびエステル類、例えば蟻酸エチルおよび安息香酸エチルが、特に
二量化に好適に用いられる。ランダムブロックCB/A自体をブロックCB1/A1−CB2/A2
−CB3/A3に細分化することが可能である。ランダムブロックは、2−15
のランダムサブブロック、特に好ましくは3−10のサブブロックから構成され
る。
重合は多数の工程により行われ、単官能性の開始の場合は、例えば硬質ブロッ
クCAの製造により開始される。単量体の一部分を反応器に予め装填し、ついで
開始剤を添加して重合を開始させる。一定の鎖構造を得るために、第二目の単量
体添加を行う以前に高転化率(99%を超過)まで同工程を行う必要はないこと
に注意されたい。
単量体の添加の手法は選択されたブロックの構成に依存する。単官能性開始を
行う場合、ビニル芳香族化合物を、例えばまず予備装填または直接計量給送する
。次いでジエンおよびビニル芳香族化合物を、可能な限り同時に添加する。ジエ
ンとビニル芳香族化合物の量比、ルイス塩基の濃度および化学構造、および温度
によりブロックCB/Aのランダム構造および組成が決定される。本発明において
、ビニル芳香族化合物を含む総重量に対するジエンの割合は25−70重量%と
される。次いでブロックCAの重合をビニル芳香族化合物の添加により継続する
。これを行わずに所望の重合体ブロックをカップリング反応により相互に連結さ
せることも可能である。二官能性の開始の場合、ブロックCB/Aをまず構成し、
次いでブロックCAを形成する。
更に、慣用の方法により後処理を行う。後処理は、混合器中で行い、アルコー
ル、例えばイソプロパノールを用いて重合を終結させ、通常の方法でやや酸性化
した後、酸化防止剤とフリーラジカル防止剤(市販製品、例えば亜燐酸トリスノ
ニルフェニル(TNPP)またはα−トコフェロール(ビタミンE)またはIr
ganox 1076またはIrganox 3052の商品名で販売されている
製品)で重合体を安定させ、通常の方法で溶媒を除去し、押し出し、粒状化する
ことが賢明である。
新規熱可塑性成形組成物は、成分D)として各成分A)、B)およびC)に対
して0−300重量%、好ましくは0−200重量%の少なくとも1種類のポリ
カーボナートを含有してもよい。
適するポリカーボナートとして、例えば式II
で表され、Aが単結合、C1−C3アルキレン、C2−C3アルキリデン、C3
−C6シクロアルキリデン、−S−または−SO2−を意味するフェノールを基礎
とするものである。
式IIで表される適するジフェノールの例には4,4’−ジヒドロキシジフェ
ニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,4−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)シクロヘキサンが挙げられる。更に好ましくは2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シ
クロヘキサンが挙げられる。
ホモポリカーボネートとコポリカーボネートの双方が成分D)として適してい
る。ビスエノールA単独重合体の他に、ビスフェノールAのコポリカーボネート
も好ましく用いられる。
適するポリカーボネートを公知方法で分岐してもよく、使用するジフェノール
の全量に対して0.05−2.0モル%の、少なくとも三官能性の化合物、例え
ば3個以上のフェノール性OH基を有する化合物が組み込まれると好ましい。
更に成分D)として適するポリカーボネートは、更にハロゲン、好ましくは塩
素および/ または臭素で芳香族性に1〜3置換されてもよいが、ハロゲンを含ま
ない化合物が特に好ましい。
特に適していることが証明されているポリカーボネートは相対粘度ηrelが1
.10−1.50、特に1.25−1.40のものである。これは平均分子量M
w(重量平均)10000から200000、好ましくは20000から800
00に対応する。
式IIのジフェノールは公知であり、公知方法により製造可能である。
ポリカーボネートは、例えばジフェノールとホスゲンとの反応による界面法ま
たはホスゲンによる均質相法(ピリジン法)で製造され、それぞれの場合におけ
る分子量は公知方法で適当量の公知の連鎖停止剤で調整される(ポリジオルガノ
シロキサン含有のポリカーボネートに関してはドイツ特許出願公開第33347
82号公報を参照のこと)。
適する連鎖停止剤の例には、フェノール、p−tert−ブチルフェノール、
長鎖アルキルフェノール、例えば4−(1,3−テトラメチルブチル)フェノー
ル(ドイツ特許出願公開第2842005号公報)またはアルキル基中の炭素原
子数8−20のモノアルキルフェノールまたはジアルキルフェノール(ドイツ特
許出願公開第3506472号公報)例えばp−ノニルフェノール、3,5−ジ
−tert−ブチルフェノール、p−tert−オクチルフェノール、p-ドデシ
ルフェノール、2−(3,5−ジメチルヘプチル)フェノールおよび4−(3,
5−ジメチルヘプチル)フェノールがある。
他の適するポリカーボネートはヒドロキノンまたはレソルシノールを基礎とす
るものである。
本発明の熱可塑性成形組成物は、成分A)、B)、C)およびD)の他に添加
剤、例えば滑剤、離型剤、顔料、染料、難燃剤、酸化防止剤、光安定剤、繊維ま
たは粒体の特質を有する充填剤および補強剤、および帯電防止剤をこれらの剤の
通常用いられる量で添加することも可能である。特に新規成形組成物からフィル
ムが製造される場合、可塑剤、例えば30−70重量%のエチレンオキシドと、
70−30重量%の1,2−プロピレンオキシドの、平均分子量2000−80
00の共重合体を成分A)、B)、C)および必要に応じてD)の総量に対して
0.5−10重量%の共重合体が添加される。
新規成形組成物は公知混合方法、例えば押出機、バンバリーミキサー、配合機
、練りロール機またはカレンダー中の溶融により製造される。しかしながら各成
分を、溶融せずに冷たいまま混合することもできる。粉体の形状または粒体から
成る混合物を加工工程のみで溶融および均質化させる。
本発明の成形組成物から、どのような形状の成型品も製造可能であり、特にフ
ィルムおよび平坦な製品が得られる。フィルムは押し出し、圧延、カレンダリン
グおよび当業者が公知の他の方法により製造される。新規の成形組成物は、これ
らのみで、またはこれらに可塑剤または他の添加剤を添加して加熱および/ また
は摩擦により成形され、更に加工可能なフィルム、または平坦な製品(シート)
が製造される。
新規熱可塑性成形組成物は比較用の成形組成物よりも優れた流動性を有すると
共に、優れた離型性能および熱成形性能を有し、塗布性能の低減が見られず、気
化または滲出する成分を大幅に除外するものである。
これらはフィルム、熱成形による再加工のための優れた能力を有する成型品(
特にシート)の製造、および射出成形品、特に短いサイクル時間における迅速な
処理による成型品の製造に適してる。実施例
以下の各成分を製造した(百分率は全て重量基準によるものとする)A:成分Aの製造: A1:成分A−Iの製造:
架橋ポリ−n−ブチルアクリラート(コア)およびスチレン/アクリロ
ニトリル共重合体(シェル)による粒状グラフト重合体
98gのアクリル酸n−ブチルおよび2gのアクリル酸ジヒドロジシクロペン
タジエニル、および別に1gのC12−C18パラフィンスルホン酸ナトリウムの5
0gの水中の溶液を、3gのポリブチルアクリラート種ラテックス、100gの
水および0.2gの過硫酸ナトリウムの混合物に、60℃で4時間にわたり添加
し、この後更に3時間重合を継続した。得られたラテックスは狭い粒度分布(Q
=0.1)を有し、平均粒径d50は430nmであった。
得られたラテックス150gを60gの水、0.03gの過硫酸ナトリウムお
よび0.05gの過酸化ラウロイルと混合し、この後65℃で4時間にわたり、
まず20gのスチレンを、次いで、更に4時間にわたり15gのスチレンと5g
のアクリロニトリルの混合物をラテックス粒子上にグラフトさせた。次いで95
℃で塩化カルシウム溶液を用いて重合体を沈殿させ、分離し、水で洗浄し、温風
流中で乾燥させた。重合体のグラフト割合は35%であり、粒子の平均粒径d50
は510nmであった。
グラフト重合体は以下の組成を有した(概数):
60重量%の、架橋ポリブチルアクリラートのグラフトコア
20重量%の、スチレン重合体の内部グラフトおよび20重量%の、S/AN
重量比3:1のスチレン−アクリロニトリル共重合体の外部グラフト。
当初使用した種重合体は、ヨーロッパ特許出願広告第6503号公報(12欄
、15行から13欄、12行)の方法によりアクリル酸n−ブチルとアクリル酸
トリシクロデセニルの水性乳濁液中における重合により製造され、その固体成
分は40%であった。
成分A)に関する説明で記載した平均粒径は、粒径の重量平均である。
平均粒径はd50値に相当し、これによると全粒子の50重量%はd50値に相当
する粒径よりも小さい粒径を有し、50重量%はこれより大きな粒径を有するこ
とになる。粒径分布の幅の特性を決定するために、d50値の他にd10値およびd90
値がしばしば用いられる。全粒子のうちの10重量%はd10の径よりも小さく
、全粒子のうちの90重量%はこれより大きな粒径を有する。同様に、全粒子の
うちの90重量%は、d90値に対応する粒径よりも小さい粒径を有し、10重量
%はこれより大きな粒径を有する。Q=(d90−d10)/d50で示される商は粒
径分布の幅の基準である。Qが小さいほど、粒径分布は狭くなる。A2:成分A−IIの製造: a)グラフトベースA−II−1の製造:
アクリラートを基礎とする各グラフトベース(a111およびa112)を以下の一
般的な記載に従い製造した。
98%のアクリル酸ブチルおよび2%のアクリル酸ジヒドロジシクロペンタジ
エニル(DCPA)の混合物160gを、1500gの水中で、5gのC12−C18
パラフィンスルホン酸のナトリウム塩、3gのペルオクソ二硫酸カリウム、3
gの炭酸水素ナトリウム、および1.5gのピロ燐酸ナトリウムを添加しつつ、
攪拌下に60℃に加熱した。重合開始10分後、表中に記載の他の混合物840
gを3時間にわたり添加した。単量体の添加の終了後、乳濁液を更に1時間、6
0℃に維持した。b)粒状グラフト重合体A−IIの製造:
以下のa)に記載の詳細に従い製造した乳濁液2100gを1150gの水お
よび2.7gのペルオクソ二硫酸カリウムと混合し、攪拌下に65℃に加熱した
。反応温度に達した後、75:25の割合のスチレン−アクリロニトリル560
gを3時間にわたり添加した。添加終了後、乳濁液を更に2時間65℃に保持し
た。95℃で、塩化カルシウム溶液を用いて乳濁液からグラフト重合体を沈殿さ
せ、水で洗浄し、温風流で乾燥させた。A3:成分A−IIIの製造:
a)ブタジエンを基礎とする各グラフトベース(a121およびa122)を以下の詳
細に従い製造した。
6gのtert−ドデシルメルカプタン、乳化剤としての7gのC14アルルキ
ルスルホン酸ナトリウム、2gのペルオクソ二硫酸カリウムおよび2gのピロ燐
酸ナトリウムの存在下に、600gのブタジエンを800ミリリットルの水中、
65℃で重合させ、ポリブタジエンラテックスを製造した。転化率は98%であ
った。得られたラテックスの平均粒径は100nmであった。このラテックスを
、固体含有率10重量%の、96部のアクリル酸エチルおよび4部のメタクリル
アミドの共重合体の乳濁液25gを添加して凝集させ、平均粒径350nmのポ
リブタジエンラテックスを得た。b)粒状グラフト重合体A−IIIの製造:
3bに記載の詳細に従って製造したグラフトベースに400gの水、4gのC14
アルキルスルホン酸ナトリウム、および2gのペルオクソ二硫酸カリウムを添加
した後、スチレンおよびアクリロニトリル(70:30)の混合物400gを4
時間にわたり給送した。混合物は75℃での攪拌下に重合した。スチレン−アク
リロニトリルに対する転化率は目視によると当量的であった。得られたグラフト
ゴム分散液を硫酸マグネシウム溶液を用いて沈殿させ、分離したグラフト共重合
体を蒸留水で洗浄し、乾燥した。B:成分Bの製造:
Kunststoff−Handbuch、R.ViewegおよびG.Da
umiller編集、第V巻、「ポリスチロール」、Carl−Hanser−
Verlag、ミュンヘン1969、第122−124に記載の連続溶液重合法
により、成分Bを製造した。B1:成分B1:
35重量%のアクリロニトリル(AN)を含有し、DIN53726に準じ、
ジメチルホルムアミド中0.5%濃度の溶液として測定した粘度数60ml/g
のスチレンとアクリロニトリルとの共重合体。B2:成分B2:
30重量%のアクリロニトリル(AN)を含有し、DIN53726に準じ、
ジメチルホルムアミド中0.5%濃度の溶液として測定した粘度数58ml/g
のα−メチルスチレンとアクリロニトリルとの共重合体。B3:成分B3:
35重量%のアクリロニトリル(AN)を含有し、DIN53726に準じ、
ジメチルホルムアミド中0.5%濃度の溶液として測定した粘度数80ml/g
のスチレンとアクリロニトリルとの共重合体。C:成分Cの製造:
攪拌子を有し、同時加熱冷却装置を具備する容量50リットルのステンレス鋼
オートクレーブを窒素でフラッシュして準備し、シクロヘキサン中のsec−ブ
チルリチウムおよび1,1−ジフェニルエチレンの溶液で温め、乾燥した。この
オートクレーブに22.8リットルのシクロヘキサンを装填し、次いで42ミリ
リットルのsec−ブチルリチウムおよび65.8ミリリットルのテトラヒドロ
フランを添加した。重合の各工程を表1に示す。
各工程において、単量体の給送時間は、重合時間に比較して短かった。反応器
ジャケットの加熱および/ または冷却により開始温度および/ または最終温度を
設定した。
反応の終了(単量体の消費)時に、混合物が無色となるまでエタノールにより
滴定を行い重合を完了させ、次いで混合物をやや過剰の酸で酸性化した。
得られた溶液を3個の換気孔を有し、前後双方に換気するベント式押出機によ
り200℃で後処理した。得られた粒子を成形組成物の製造に使用した。
得られた重合体は、ゲル透過クロマトグラフィーにより測定した以下の平均モ
ル質量(g/モル)を有した(ポリスチレンにより検量)。数平均Mn:119
000、粘度平均Mv:158000、重量平均Mw:176000。
ガラス転移温度TgはDSCにより測定したところ、軟質相−16℃、硬質相
+75℃であった。ガラス転移の幅、相の均質性の測定は軟質相9℃、硬質相1
2℃であった。
DIN53735に準じ、200℃、5kg荷重によりメルト・ボリューム・
インデックス(MVI)を測定すると8.5ミリリットル/10分であった。
Werner and Phleiderer社製ZSK−30押出機を用い、
250℃、200rpm、1時間当たり10kgの押出量で新規成形組成物およ
び比較組成物の製造を行った。生成物を水槽中で冷却し、粒状化し、Arbur
g Allrounder射出成形機で引張試験片を製造した。DIN5350
4に準じ、破断点伸びの試験を行った。
DIN53735に準じ、表に記載の条件下で流動性(MVI)の測定を行っ
た。
これらの結果を以下の表に示す。
請求の範囲
1.熱可塑性成形組成物であって、
A)熱可塑性組成物の総重量に対して5−98重量%の以下の成分、すなわち
a1)A)に対して30−90重量%であり、以下の各成分、すなわち
a11)少なくとも部分的に架橋したアクリラート重合体であり、以下の成分
、すなわち
a111)a11)に対して50から99.9重量%の少なくとも1種類のC1
−C10アルキルアクリラート、
a112)a11)に対して0.1−5重量%の多官能性架橋単量体、および
a113)a11)に対して0−49.9重量%の、ビニルC1−C8アルキル
エーテル、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリルおよびメタク
リロニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択され、a111)共重合
可能な他の単量体、
から得られるアクリラート重合体、および/ または、
a12)ジエン重合体であって、以下の成分、すなわち
a121)a12)に対して60−100重量%のジエン、および
a122)a12)に対して0−40重量%の、ビニルC1−C8アルキルエー
テル、C1−C10アルキルアクリラート、イソプレン、スチレン、アクリロニト
リル、メタクリロニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択される他
の共重合可能な単量体、
から構成されるジエン重合体、
から構成されるグラフトベースa1)、および
a2)A)に対して10−50重量%の、グラフトベース上にグラフトされる
シェルであって、以下の成分すなわち
a21)a2)に対して50−95重量%のビニル芳香族単量体、
a22)5−50重量%の、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、C1−
C4アルキル(メタ)アクリラート、無水マレイン酸、マレイミ
ド、(メタ)アクリルアミドおよび/ またはビニルC1−C8アルキルエーテルか
ら選択される極性の共重合可能のコモノマーと
から構成される、グラフトベース上にグラフトされるシェル、
B)成形組成物の総重量に対して1−90重量%の共重合体であって、以下の成
分、すなわち
b1)50−99重量%のビニル芳香族単量体、および
b2)1−50重量%の、a22)に関して記載したと同様の単量体
から得られる共重合体、
C)1−70重量%の、
硬質相を形成し、重合体鎖中にビニル芳香族単量体単位を形成する少なく
とも1種類のブロックCA、および/ または
第一のエラストマー系(軟質)相を形成しジエン単量体を有するブロック
CB、および
単一の(場合に応じて第二のまたはそれ以上の)軟質相を形成し重合体鎖
中にビニル芳香族単量体とジエンの双方の単位を有する少なくとも1種類のエラ
ストマー系ブロックCB/Aを有し、
ブロックCAのガラス転移温度Tgが25℃を超過し、ブロックCB/Aのガ
ラス転移温度が25℃未満であり、ブロックCA対ブロックCB/Aの相−容量比が
、全ブロック共重合体中における硬質相の割合が1−40容量%となり、ジエン
の重量比が50重量%未満となるように選定される、
エラストマー系ブロック共重合体、
D)上記各成分A)からC)の重量に対して0−300重量%の芳香族ポリカー
ボネート、および
E)成形組成物の総重量に対して0−20重量%の、慣用の添加剤または加工助
剤を含む、熱可塑性成形組成物。
2.グラフトベースa12)を有するグラフト共重合体を成分A)として使用する
ことを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性成形組成物。
3.フィルムまたは成形品の製造のための、請求項1または2に記載の熱可塑性
成形組成物の使用法。
4.請求項1または2に記載の熱可塑性成形組成物を使用して得られる成形品。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 クノル,コンラート
ドイツ国、D−67069、ルートヴィッヒス
ハーフェン、ホルスト−ショルク−シュト
ラーセ、184
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.熱可塑性成形組成物であって、 A)熱可塑性組成物の総重量に対して5−98重量%の以下の成分、すなわち a11)少なくとも部分的に架橋したアクリラート重合体であり、以下の成分、 すなわち a111)a11)に対して50から99.9重量%の少なくとも1種類のC1− C10アルキルアクリラート、 a112)a11)に対して0.1−5重量%の多官能性架橋単量体、お よび a113)a11)に対して0−49.9重量%の、ビニルC1−C8アルキルエ ーテル、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリルおよびメタクリ ロニトリルおよび/またはメタクリル酸メチルから選択され、a111)と共重合可 能な他の単量体、 から得られるアクリラート重合体、および/ または、 a12)ジエン重合体であって、以下の成分、すなわち a121)a12)に対して60−100重量%のジエン、および a122)a12)に対して0−40重量%の、ビニルC1−C8アルキルエーテ ル、C1−C10アルキルアクリラート、イソプレン、スチレン、アクリロニトリ ル、メタクリロニトリルおよび/ またはメタクリル酸メチルから選択される他の 共重合可能な単量体、 から構成されるジエン重合体、 a2)A)に対して10−50重量%の、グラフトベース上にグラフトされる シェルであって、以下の成分すなわち a21)a2)に対して50−95重量%のビニル芳香族単量体、 a22)5−50重量%の、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、C1− C4アルキル(メタ)アクリラート、無水マレイン酸、マレイミド、(メタ)ア クリルアミドおよび/ またはビニルC1−C8アルキルエーテルから選択される極 性の共重合可能のコモノマーと から構成される、グラフトベース上にグラフトされるシェル、 B)成形組成物の総重量に対して1−90重量%の共重合体であって、以下の成 分、すなわち b1)50−99重量%のビニル芳香族単量体、および b2)1−50重量%の、a22)に関して記載したと同様の単量体 から得られる共重合体、 C)1−70重量%の、 硬質相を形成し、重合体鎖中にビニル芳香族単量体単位を形成する少なく とも1種類のブロックCA、および/ または 第一のエラストマー系(軟質)相を形成しジエン単量体を有するブロック CB、および 単一の(場合に応じて第二のまたはそれ以上の)軟質相を形成し重合体鎖 中にビニル芳香族単量体とジエンの双方の単位を有する少なくとも1種類のエラ ストマー系ブロックCB/Aを有し、 ブロックCAのガラス転移温度Tgが25℃を超過し、ブロックCB/Aのガ ラス転移温度が25℃未満であり、ブロックCA対ブロックCB/Aの相−容量比が 、全ブロック共重合体中における硬質相の割合が1−40容量%となり、ジエン の重量比が50重量%未満となるように選定される、 エラストマー系ブロック共重合体、 D)上記各成分A)からC)の重量に対して0−300重量%の芳香族ポリカー ボネート、および E)成形組成物の総重量に対して0−20重量%の、慣用の添加剤または加工助 剤を含む、熱可塑性成形組成物。 2.グラフトベースa12)を有するグラフト共重合体を成分A)として使用する ことを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性成形組成物。 3.フィルムまたは成形品の製造のための、請求項1または2に記載の熱可塑性 成形組成物の使用法。 4.請求項1または2に記載の熱可塑性成形組成物を使用して得られる成形品。
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