JPS5815490B2 - 耐溶剤性に優れたアクリル樹脂成形材料 - Google Patents

耐溶剤性に優れたアクリル樹脂成形材料

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JPS5815490B2
JPS5815490B2 JP53081438A JP8143878A JPS5815490B2 JP S5815490 B2 JPS5815490 B2 JP S5815490B2 JP 53081438 A JP53081438 A JP 53081438A JP 8143878 A JP8143878 A JP 8143878A JP S5815490 B2 JPS5815490 B2 JP S5815490B2
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JP
Japan
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weight
molecular weight
acrylic resin
molding material
formula
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允 本多
公平 小沢
和弘 細谷
治郎 栗田
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【発明の詳細な説明】 本発明は、特定の組成からなり特定の熱変形温度(以下
HDTと略す)を有し、極限粘度及び分子量分布を特定
の範囲に調整することによって、耐溶剤性が改良された
アクリル樹脂に関する。
従来、アクリル樹脂は、透明性、光沢、表面硬度、耐候
性、機械的強度、耐熱変形性などの性質が優れているた
め、成形材料として広く利用されている。
しかし、このものは、エタノール、塗料用シンナーなど
の有機溶剤に接触する場合、例えばアクリル樹脂成形品
にエタノールを希釈剤とした帯電防止剤を塗布する場合
、シンナーのような有機溶剤を用いて印刷や塗装を行う
場合などにクレージングやクラックが発生し、アクリル
樹脂の長所の一つである優れた外観を損なうという欠点
がある。
このため塗装印刷に先立って成形品を60〜80℃で数
時間アニールし、成形品に残留するひずみを減少するこ
とにより塗装、印刷によるクレージングやクラックの発
生を防ぐことが行われている。
しかし、この方法は工程が増し生産性が著しく低下する
という欠点がある。
最近は生産性が特に優先し、成形品に残留するひずみが
大きくなるような成形条件が採用されつつある。
例えば射出成形では、従来より低い温度に調整した金型
で成形し、サイクル短縮により生産性を高くすることな
どが行われている。
したがって、サイクル短縮のような内部ひずみの大きな
条件で成形され、しかもアニール工程を経ずに印刷や塗
装をしても成形品にクレージングやクラックの発生のな
いアクリル樹脂の出現が強く要望されていた。
本発明者らは、これらの要望にこたえるべく鋭意研究を
重ねた結果、特定の組成で、特定のHDTを有し、極限
粘度及び分子量分布が特定の範囲にあるアクリル樹脂が
非常に優れた耐溶剤性を示し、これらの要望を満足し得
ることを見出し本発明をなすに至った。
なお、ここでいう耐溶剤性とは、アクリル樹脂成形品に
アルコールやシンナーなどの有機溶剤を接触させてもク
ラックやクレージングが発生しないことを意味する。
すなわち、本発明は、式 で示されるメタクリル酸メチル(以下MMAと略す)単
位と、一般式 (式中のRは炭素数4〜12のアルキル基である)で示
されるメタクリル酸アルキルエステル(以下MEと略す
)単位とが重量比91:9ないし81:19の割合で不
規則に配列で結合し、かつ所望に応じてME年単位一部
が、式 で示されるアクリル酸メチル(以下MAと略す)単位で
置換された分子構造を有する分子量6万〜20万(極限
粘度0.028〜0.1171/gに相当)の共重合体
から成り、熱変形温度(HDT)が70℃以上でかつゲ
ルパーミェーションクロマトグラフィー(apC)で測
定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子m(Mn)
の比(Mw/Mn)が2.3〜6.0の範囲内にあるこ
とを特徴とする耐溶剤性の優れたアクリル樹脂成形材料
を提供するものである。
本発明のアクリル樹脂成形材料には、可塑剤、滑剤、離
型剤、安定剤、色剤等慣用の添加剤を一般的な添加量で
加えることができる。
本発明に使用されるMEのアルキル基の炭素数は4〜1
2の範囲から選ばれる。
このようなMEの例としてはメタクリル酸n−ブチル、
メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸tert−ブチ
ル、メタクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸インペン
チル、メククリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−オ
クチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル
酸ドデシル、などがある。
特に好ましいのはメタクリル酸n−ブチル、メタクリル
酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシルである。
これらのMEの単位は単独でもよいし、また2種以上の
組合せでもよい。
そして、本発明においては、MMA単位とME単位の重
量比が91:9ないし81:19の割合で不規則に配列
した分子構造の共重合体が用いられる。
本発明のアクリル樹脂成形材料は、ASTMD−648
で測定し、70℃以上のHDTを有する。
HDTが70℃に満たないものは、アクリル樹脂成形材
料として実用上不適当である。
HDTは好ましくは70℃〜80℃の範囲である。
80℃を越す樹脂では、金型温度が低く内部ひずみが多
くなるような場合、耐溶剤性が不十分で印刷塗装時にア
ニールを必要とすることがある。
HDTが70℃〜80℃になるアクリル樹脂成形材料は
、例えば組成がMMAとメタクリル酸n−ブチルの場合
、MMA88〜81重量係、メタク重量酸n−ブチル1
2〜19重量係からなる共重合体である。
MMAとメタクリル酸2−エチルヘキシルの場合は、M
MA90〜85重量係、メタク重量酸2−エチルへキシ
ル10〜15重量係よりなる共重合体である。
MMAとメタクリル酸ドデシルの場合は、MMA91〜
86重量受とメククリル酸ドデシル9〜14重量係から
なる共重合体である。
また、本発明のアクリル樹脂成形材料の極限粘度〔η〕
は、0.028〜0.1171/gの範囲にならなけれ
ばならない。
これは式〔η)=4.85X10−6M0・8(ただし
Mは分子量)に従って計算すると、分子量6万〜20万
に相当する。
極限粘度〔η〕が0.0281/gに満たない場合は、
機械的強度が低下するので実用に耐えない。
また、0.1171/gを越す場合は、溶融粘度が著し
く高くなり、事実上成形加工が不可能となる。
なお、ここでいう極限粘度は、クロロホルムを溶剤とし
て25℃で測定されたものである。
本発明において、アクリル樹脂の耐溶剤性を向上するた
めには、GPCで測定した重量平均分子量(Mw)と数
平均分子量(Mn)の比(MW/Mn)が2.3〜6.
0の範囲にあることが必要である。
Mw/Mnが2.3より低い場合、耐溶剤性は実質的に
向上しない。
また、Mw/Mnが6.0を上回る場合は、機械的強度
が低下するので実質的に使用できない。
特に好ましいのは2.5〜6.0の範囲である。
GPCによる分子量分布の測定は、一般には例えば「ゲ
ルクロマトグラフィー(基礎編)」(武田、他著、講談
社発行、97〜122頁)に記載されている方法によっ
て行われる。
ここでいうアクリル樹脂の分子量分布(Mw/Mn)と
は、次のように測定されたものである。
カラムとして、H2O−20,50(島津製作所■製)
2本を使用し、プレッシャーケミカル社製標準ポリスチ
レンを用いて検量線をつくり、0.5重量係のアクリル
樹脂のGPCによって得られた溶出曲線を等分割し、分
割点における曲線の高さを測定し、次式により重量平均
分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を求める。
分割点は、少なくとも10以上必要である。
溶媒はテトラヒドロフラン(THF)を用い、流量1〜
1.5ml/minで測定を行う。
(ただし、Hiは分割点iにおける溶出曲線の高さMi
(P)は、分割点iにおける標準ポリスチレンの分子量
、QMtQpはアクリル樹脂とスチレン樹脂のQ因子で
ありそれぞれ39と41である)一般にアクリル樹脂は
各種の方法によって製造される。
例えばMMA単独又はMMAと共重合可能な他の単量体
混合物あるいはそれらの部分重合物に重合開始剤、連鎖
移動剤、離型剤、可塑剤、安定剤等を溶解し、50〜1
20℃の温度範囲で公知の懸濁重合法又は塊状重合法に
よって製造される。
極限粘度〔η〕の調整は重合開始剤及び連鎖移動剤の添
加量の増減によって行われる。
公知の重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキシド、
アゾビスイソブチロニトリル、ラウロイルパーオキシド
などのラジカル開始剤が用いられる。
連鎖移動剤としてはアルキルメルカプタン、チオフェノ
ール、チオグリコール酸又はチオグリコール酸アルキル
エステルなどが用いられる。
本発明のアクリル樹脂成形材料は、懸濁重合又は塊状重
合において、重合開始後重合が完結する前に、重合系に
連鎖移動剤を添加する方法などにより製造される。
このような方法により、通常のアクリル樹脂の分子量分
布(Mw/Mn)1.9〜2.2が本発明の成形材料の
ように2.3〜6.0に拡犬されるのである。
本発明のアクリル樹脂成形材料を用いれば、耐溶剤性が
優れているため、通常の射出成形条件において得られた
成形品はもとより、シリンダ一温度、金型温度などを低
くした生産性の高い成形条件で得られた成形品でもアニ
ール工程を経ずに塗装や印刷が可能で、クレージングや
クラックの発生を防止できるのである。
それ故、従来採用していたアニール工程が省略可能でし
かも生産性の高い成形条件が採用できる。
このように本発明は工業的にきわめて有用である。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例 1 第1表に示した組成のメタクリル酸メチルとメタクリル
酸2−エチルヘキシルからなる単量体混合物100重量
部、ラウロイルパーオキシド0.3重量部n−ドデシル
メルカプタン0.24重量部からなる単量体溶液400
0gを水250重量部、ポリメタクリル酸カリウムを重
量部からなる懸濁相6000gに懸濁させ、重合温度7
5℃で重合を開始し、重合開始後75分にn−ドデシル
メルカプクン0.25重量を部添加した。
さらに反応を続は重合を完結させビーズ状の樹脂を得た
得られた樹脂は洗浄、瀘過し乾燥した。
次いでこの樹脂を射出成形機(住人重機■製ネオマット
47/28)を用いて成形し、透明な平板状の射出成形
品(3mmX20mm×130mt)を得た。
成形条件はシリンダ一温度230℃、射出圧600kg
/cm2、金型温度は3水準(30℃1,40℃、50
℃)である。
得られた成形品を20℃、湿度60%で24時間調湿し
たのち、25℃のエタノール又はキシレン溶液中に1分
間浸せきして、クラックの発生状況を観察した。
得られた樹脂の極限粘度及びGPC(島津製作所■製L
C−i)で測定した分子量分布(Mw/Mn)を第1表
に示す。
また得られた樹脂を射出成形機(住人重機■製ネオマッ
ト47/28)を用い、シリンダ一温度230℃、射出
圧700kg/cm2..金型温度50℃の条件で試片
(6mmX12.5mmX125mm)成形し、20℃
湿度60時間状態調節後、ASTMD−648に従って
熱変形温度を測定した。
この結果を第1表に示す。
実施例 2 メタクリル酸うチル85重量係とメタクリル酸2−エチ
ルヘキシル15重量部よりなる単量体混合物100重量
部、アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部及び第2
表に示したn−ドデシルメルカプタンの重量部よりなる
単量体溶液4000gを水250重量部、ポリメタクリ
ル酸カリウム0.6重量部からなる懸濁相6000gに
懸濁させ、重合温度75℃で重合を開始し、重合開始後
第2表に示した時間に第2表に示した重量部のn−ドデ
シルメルカプタンを添加した。
得られた樹脂について、極限粘度Mw/Mn及び成形品
を溶剤に浸せきした時のクラックの発生状況を観測し第
2表に示した。
なお、熱変形温度はいずれも77℃であった。
比較例としてn−ドデシルメルカプタンの追加のないM
w/Mnの小さい例も第2表に示した。
実施例 3 メタクリル酸メチルとメタクリル酸n−ブチル、メタク
リル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル又は
アクリル酸メチルからなる単量体混合物を実施例1と同
様に重合し、得られた樹脂の極限粘度Mw、/Mn、熱
変形温度及び成形品を溶剤に浸せきしたときのクラック
の発生状況を観測した。
極限粘度はいずれの樹脂も0.05017gであり、M
w/Mnはいずれも2.5であった。
熱変形温度とクラックの発生状況を第3表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 式 で示されるメタクリル酸メチル単位と、一般式(式中の
    Rは炭素数4〜12のアルキル基である)で示されるメ
    タクリル酸アルキルエステル単位とが重量比91:9な
    いし8]:19の割合で不規則な配列で結合した分子構
    造を有する分子量6万〜20万(極限粘度0.028〜
    0.1171/gに相当)の共重合体から成り、熱変形
    温度(HDT)が70℃以上でかつゲルパーミェーショ
    ンクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分
    子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn
    )が2.3〜6.0の範囲内にあることを特徴とする耐
    溶剤性の優れたアクリル樹脂成形材料。 2 式 で示されるメタクリル酸メチル単位と、一般式(式中の
    Rは炭素数4〜12のアルキル基である)で示されるメ
    タクリル酸アルキルエステル単位とが重量比91:9な
    いし81:19の割合で不規則に配列で結合し、かつメ
    タクリル酸アルキルエステル単位の一部が、式 で示されるアクリル酸メチル単位で置換された分子構造
    を有する分子量6万〜20万(極限粘度0.028〜0
    .1171)7gに相当)の共重合体から成り、熱変形
    温度(HDT)が70℃以上でかつゲルパーミェーショ
    ンクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分
    子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn
    )が2.3〜6.0の範囲内にあることを特徴とする耐
    溶剤性の優れたアクリル樹脂成形材料。
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