JPS59105012A - 耐衝撃性の優れた熱可塑性樹脂の製造法 - Google Patents

耐衝撃性の優れた熱可塑性樹脂の製造法

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JPS59105012A
JPS59105012A JP21593882A JP21593882A JPS59105012A JP S59105012 A JPS59105012 A JP S59105012A JP 21593882 A JP21593882 A JP 21593882A JP 21593882 A JP21593882 A JP 21593882A JP S59105012 A JPS59105012 A JP S59105012A
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JP
Japan
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weight
latex
monomer
parts
acid
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Pending
Application number
JP21593882A
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English (en)
Inventor
Kazuo Kishida
岸田 一夫
Hiroshi Mori
浩 毛利
Yasunori Kawachi
川地 保宣
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は優れた耐衝撃性を有する新規な熱可塑性樹脂の
製造法に関する。
A B S 樹脂、  ハイインパクトポリスチレンに
代表される耐衝撃性樹脂は通常、ゴム成分にスチレン、
アクリロニトリル、メチルメタクリレートその他の単量
体をグラフト重合させて得られるが、グラフト共重合体
の組成と構造、ゴム含有量及び重合方法等が最終組成物
の物性に大きな影響を与える。特に乳化型合法でゴム成
分をグラフト重合させる場合、基体となるゴム成分の粒
子径が最終組成物の耐衝撃性、加工性を支配することは
広く知られている事実であり。
ゴム粒子径が大きくなる程得られる樹脂の耐衝撃性、加
工性が向上する。
そこでゴム粒子径を可能な限り大きくさせる方法が試み
られ、これまでに種々の提案がなされている。
本出願人も先にジエン系ゴム又はアクリル系ゴムな、不
飽和酸単量体とアルキルアクリレートからなる共重合体
ラテックスにより肥大化することを見出し、得られる肥
大化ゴムラテックスの存在下にスチレン、アクリロニト
リル及びメチルメタクリレートからなる群から選ばれた
少なくとも一種を含む単量体を重合して得られる耐衝撃
性、良好な樹脂組成物について提案したが、更に検討を
続けた結果、特定の2層構造を有する酸基含有共重合体
ラテックスを肥大化剤として少量添加することによって
さらに効率良く肥大化ゴムを製造することができること
を見出して本発明に到達した。
即ち本発明はアルキル基の炭素数が2〜10のアルキル
アクリレート100〜50!i%。
これと共重合可能な単官能性単量体0〜5ON量チ及び
これらと共重合可能な多官能性単量体O〜5重量係から
なる単量体を重合して得られるアクリル系ゴム(Alラ
テツクヌ100Mim(固形分として)に対し、アクリ
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸及びクロトン酸からな
る群から選ばれた少なくとも一種の不飽オn酸3〜30
重量%、アルキル基の炭素数が1〜12の少なくとも一
種のアルキルアクリレート97〜35重量%及びこれら
と共重合可能な少なくとも一種の他の単量体0〜48′
M量係からなる単量体群のうち、まず、その5〜90重
量%で、且つ前記不飽和酸を含まない部分を重合させた
後。
前記不飽和酸を含む単量体群の残部95〜10重量%を
重合させることにより得られる酸基含有共重合体(B)
ラテックス0.1〜5重景部(固形分として)を添加し
て得られる肥大化ゴムラテックス7〜7ON量部(固形
分として)の存在下にスチレン、アクリロニトリル及び
メチルメタクリレートからなる群から選ばれた少なくと
も一種の単量体30〜100M量%とこれと共重合可能
なCH,−C’ぐ基を有する少なくとも一種の単量体0
〜70重量%とからなるグラフト用単量体93〜30i
景部を重合することを特徴とする耐衝撃性の優れた熱可
塑性樹脂の製造法である。
本発明におけるアクリル系ゴム体)としては。
アルキル基の炭素数が2〜10のア〃キルアクリレート
単独重合体、もしくは50重量係以上の前記アルキルア
クリレートと50Jj量係以下のこれと共重合可能な単
官能性単量体からなる共重合体、さらには0〜5重量係
の多官能性単量体を併用せしめた共重合体が含まれる。
これらは通常公知の乳化重合によって容易に得ることが
できる。なお本アクリル系ゴム(A)の構造は特に限定
されるものではなく、ゴム粒子内部に架橋した硬質樹脂
あるいは架橋度の異なるゴムを有する多層構造であって
もよく、均質なゴム構造であってもよい。また製造時の
触媒、乳化剤等は特に制限なく、その粒子径は0.04
〜0.2μのものである。
また本発明における酸基含有共重合体(Blラテックス
は前記アクリル系ゴム(Nラテックスヲ肥大化するため
に使用されるものでありラテックスの形状をしているこ
とが必須である。
この酸基含有共重合体(Blラテックスはアクリル酸、
メタクリル酸、イタコン酸及びクロトン酸からなる群か
ら選ばれた少なくとも一種の不飽和酸3〜30重量係重
量係上アルキル基数が1〜12の少なくとも一種のアル
キルアクリレート97〜35重量%及びこれらと共重合
可能な少なくとも一種の他の単量体0〜48重量%から
なる単量体群のうち、まずその5〜90重量%で、且つ
前記不飽和酸を含まない部分を重合させた後、前記不飽
和酸を含む単量体群の残部95〜1ON量%乞新たな粒
子を生成させることなく引続き重合させて得られる2層
構造を有するラテックスであることが必要である。また
この酸基含有共重合体(Blラテックスの粒子径は肥大
化能力に大きく影響し、好ましくは0.05〜0.2μ
の範囲が実用的である。
酸基含有共重合体(B1を構成する上記種類の不飽和酸
は単独で、又は混合して用いられる。
酸基含有共重合体(B+中の不飽和酸の構成量は3〜3
0i量係であり、3重量%未満の構成量では肥大化能力
が小さく、又30重量係を超える構成量では逆に肥大化
能力が強すぎて、1μを超える過大な粒子を生成させる
為に好ましく1よい。
また不飽和酸の最適含量は、用いるアクリレートの親水
性の度合によって変り、アクリレートの親水性が高い場
合には、不飽和酸の量が少ない領域で肥大化の効果が生
じる反面、不飽和酸の量が多く1よるとラテックスが破
壊され好ましくなく、逆にアクリレートの親水性が低い
場合には不飽和酸の債の低い領域では肥大化の効果が少
なく、不飽和酸の、量がある程度より多くならないと効
果がでてこない。例えば酸基含有共重合体(Blラテッ
クスが1層構造の場合においては親水性の高いアクリレ
ートであるメチルアクリレートやエチルアクリレートの
場合には不飽和酸の量が5〜10.1mt%の場合に最
適であるのに対し、アルキル基の炭素数が4以上の疎水
性アルキルアクリレートであるブチルアクリレートや2
−エチルへキシルアクリレートの場合(工不飽牙口酸の
量が13〜20iiU量多の場合に最適となる。なお親
水性の高いアクリレートを用いると、不飽和酸の量が5
〜10重量係重量台であっても、系が不安定になり易く
、そのためにカレント(粗大粒子)が生じ易いとい5維
点があるのに対し、前記のよ′1な疎水性アクリレート
を用いれば、系が不安定になることもなく2均一な肥大
化粒子が得られろことが多い。
一方散基含有共重合体(Bl ’f構成するアルキルア
クリレートとしてはアルキル基の炭素数が1〜12のも
のが用いられ、これらは単独で、又は混合して用いられ
る。酸基含有共重合体(B)中のアルキルアクリレート
のp成tjX97〜35重量係であり、この範囲乞逸脱
する場合にはいずれも本発明の効果を充分奏し得ない。
なおアルキルアクリレートの代りに2例えはメタクリレ
ート、スチレン、アクリロニトリル等の単量体を用いて
も全く効果は見らt’Lない。しかしながらアルキルア
クリレートの半量以下を他の単量体で置換することは可
能である。
又、酸基含有共重合体CB+形成に必要により用いられ
る共重合可能な他の単量体として(・エヌチレン、α−
メチルスナレン、ビニルトルエンの如き不飽和芳香族化
合物;アクリロニ) l)ル。
メタクリレートリルの如き不飽和ニトリル化合物; 7
 ルキル基の炭素数が1〜12のアルキル(メタ)アク
リレート等が挙げられ、これらは単独で、又は混合して
用いられる。酸基含有共重合体fBl中の上記共重合可
能な他の単量体の構成量はO〜48重量係であり、48
重量係を超える場合には本発明の効果乞も1こらさない
本発明における上記2層構造乞有する酸基含有共1合体
(B)ラテックスと9本ラテックスと同一の単量体組成
を有する単量体混合物ン一括仕込で単に共重合すること
によって得られろ1層構造の酸基含有共重合体ラテック
スとを比較すると、たとえ不飽和酸の使用量か同じであ
っても本発明におけるようにラテックス粒子外層部の不
飽和酸の含有量が高くなるように構造設計した2層構造
を有する酸基含有共重合体ラテックスの方がアクリル系
ゴム粒子の肥大化効果が大巾に向上する特徴を有する。
この結果より短時間で、且つより大ぎな粒子径を有する
肥大化ゴムを容易に製造することが可能であり、しかも
得られる肥大化ラテックスの安定性も良好で。
また粒子径の経時変化も少ないという特徴を有する。
酸基含有共重合体(B)ラテックスの添加量はアクリル
系ゴム(A+ラテックス100重量部(固形分として)
当り0.1〜5重量部(固形分として)であり、特に好
ましくは0.5〜3重量部である。
又、必要に応じて無機電解質乞アクリル系ゴム体)ラテ
ックス100重量部(固形分として)当11)0.05
〜4重量部加えるとアクリル系ゴムの肥大化がより効率
的に行われる。
無機電解質としてはKCI、 NaC1,Na2SO4
等通常既知の無機塩が使用できる。
又、この無機電解質はアクリル系ゴムラテックスの重合
時に予め添加しておくことも可能であり、肥大化時に添
加する場合と同等効果を有する。
本発明の肥大化処理を行う場合、アクリル系ゴム(A)
ラテックスのpHは7以上に保っておくことが必要であ
る。pH値が酸性側にある場合には、酸基含有共重合体
(B)ラテックスケ添加しても肥大化効率が低く9本発
明の目的とする組成物を有利に製造することはできない
たとえばポリアクリル酸ブチルゴムラテックスに関り、
 乳化剤としてオクチルスルホコノ為り酸ソーダ、触媒
として過硫酸カリウムで重合されたものはpH2〜3で
あるが、このラテックスに酸基含有重合体ラテックスを
添加しても全く肥大化は起らない。しかしたとえは水酸
化カリウム等のアルカリを少量添加してpHケア以上に
すれば、容易に大粒子径のコ゛ムケ得ることができる。
このアクリル系ゴム区)ラテックスσ)pHY7以上に
するのは、このアクリル系コ°ムの重合中に調節しても
良いし又肥大化処理の前に別に行っても良い。
このようにして肥大化処理を行った肥大化コ゛ムラテッ
クス7〜70重量部(固形分)の存在下テ、スチレン、
アクリロニトリル及ヒメチルメタタリレートからなる群
から選ばれた少なくとも一種の単量体30〜100N量
チとこれと共重合可能なCH2=Cぐ基を有する少なく
とも一種の単量体0〜7Oii量チとからなるグラフト
用単量体93〜30重前部ヲ重合することにより本発明
の目的とする耐衝撃性の優れた熱可塑性樹脂が得られる
クラフト用単量体としてのスチレン、アクリロニトリル
及びメチルメタクリレートは単独で。
又は混合して用いられ、全グラフト用単量体中30〜1
00重量%の範囲で用いられる。
又、これら単量体と共重合可能なCH,=Cぐ基を有す
る単量体としてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル
、メタクリレートリル等の不飽和ニトリル化合物;アル
キル基の炭素数が1〜12のアルキル(メタ)アクリレ
ート等が挙げられ、これらは単独で又は混合して用いら
れるが、その使用量は全グラフト用単量体中70重量係
迄であり、グラフト用単破体として単独で用いられるこ
とは好丈しくない。
グラフト用単量体の混合物例としてはスチレン−アクリ
ロニトリル混合物、  スチV ン−7/L−キルアク
リレート混合物、アクリロニトリル−メチルメタクリレ
ート、メチルメタクリレート−アルキルアクリレート混
合物、アクリロニトリル−アルキルアクリレート混合物
等があり。
さらにこれらの単量体を三種以上混合した単量体混合物
も用いることができる。
この乳化グラフト重合に際しては通常公知の乳化剤及び
触媒が使用され、その種類及び添加量について特に制限
はない。
なお肥大化ゴムにグラフ14合させる場合。
グラフト用単量体は一度に加えても良く、又分割添加を
行ったり、連続添加を行ったり、各単量体を個々に段階
的にグラフト東金させても良(\。
得られた上記グラフト重合体に、さらにゴム2含まない
樹脂乞ブレンドして耐衝撃性の良好な樹脂組成物とする
こともできる。この場合には母体となるグラフト重合物
中のアクリル系ゴム含有量は7〜70重量%の範囲にな
くても良イカ、ブレンド後の最終ゴム含有量は3〜40
重量%の範囲にあることが好ましい。この時に用いられ
るゴムを含まない樹脂としては特に制限はないが、スチ
レン−アクリロニトリル系樹脂、スチレン−α−メチル
スチレン−アクリロニトリル系樹脂、メチルメタクリレ
ート系樹脂。
塩化ビニル系樹脂及びポリカーボネート系樹脂等が用い
ろ才する。
本発明の熱可塑性樹脂又は他の樹脂とのブレンド物には
公知の抗酸化剤、滑剤2着色剤、充填剤等を加えること
ができる○ 以下実施例により本発明を具体的に説明する。
なお下記実施例中「部」及び「チ」はそれぞれ「N置部
」及び「N量部」を意味する。
実施例−1 1、アクリル酸エステル系ゴム(A−1)ラテックスの
製造 下記組成からなる混合物をガラス製フラスコに入れ、攪
拌しながら窒素置換を行なう。
イオン交換水       200  部オレイン酸カ
リウム      3  //アクリル酸n−ブチル 
  100〃 トリアリルインシアヌレート 0.5〃この混合物を5
0℃に昇温した後、過硫酸カリウム0.3部を投入する
ことによって重合゛を開始させ、そのまま4時…]、さ
らに70 ’Cで2時間重合した。このときの転化率&
″r−99r−99チ、得テックスの平均粒子径(工0
.09μ、  pHは9,1であった。
■、肥肥大化用酸基含有型車合体 B−1)ラテックス
の合成 n−ブチルアクリレート        60 部オレ
イン酸カリウム           2  //ジオ
クチルスルホコハク(lj/7−#−1〃クメンヒドロ
パーオキシド       0.211ナトリウムホル
ムアルデヒドスルホ キシレート             0.3〃水  
                 200  /I上
記組成の混合物を70°Cで1.5時間重合させた後、
引続き70℃で n−ブチルアクリレート        28  mメ
タクリル酸            1211クメンヒ
ドロパーオキシド       0,11/かうなる混
合物を1時間かけて滴下し、その後1時間攪拌を続けて
粒子径0.08μ、転化率98%の重置合体ラテックス
を得た。
■、、大化ラテックスの調整 (A−1)ラテックス100部(固形分)を容器に入れ
攪拌しながらこれに(B−1)ラテックス2.0部(固
形分)を室温で添加した。このラテックスY30分攪拌
後、及びその後5日間放置後サンプリングしたものにつ
ぎ平均粒子径を測定した。結果を表1に示す。
■、 グラフト重合物(’G−1)の合成上記の30分
攪拌して得られた肥大化ラテックスを用いてただちに下
記組成に従って80℃で4時間グラフト車合を行いグラ
フト重合物乞合成した。
肥大化ゴム(固形分)       30  部メチル
メタクリレート      14〃アクリロニトリル 
       14〃スチレン           
 42〃n−オクチルメルカプタン    0.07 
〃過硫酸カリウム          0.35/lオ
l/イン酸カリウム        1.0〃■、諸物
性の評価 上記(1)で得たラテックスを塩化カルシウム水溶液中
で凝固させ、グラフト重合体乞単離した。さらにこのグ
ラフト重合物(G−1)にステアリン酸バリウム1部、
チヌビンP(チバガイギー社製紫外線吸収剤)0.1部
を添加し押出機によりベレット化した。このペレソトケ
用い射出成形により各種試験片2作成し諸物性を評価し
た。これらの結果を表1に示す。なお表1中のノツチ付
アイゾ′ノド強度値fX A S T M −D  2
56 Kより、メルトインデックス(M、I)は200
℃、荷N5 kノで10分間に流出したポリマーのグラ
ム数により、また表面光沢は1部8インチの厚みケ有す
る平板を成形し、ASTM−D523−62Tに基き6
0度の入反射角による鐘面光沢度を夫々求めたものであ
る。こtしらの評価法は以後の実施例、比較例において
も同じである。
比較例−1 比較のため、下記組成の混合物ケ1段階で1(合させて
得た肥大化用ラテックス(B−2)’&用いた場合につ
いても実施例−1と同様の評価を行った。その結果7表
1に示す。
n−ブチルアクリレート         88 部メ
タクリル酸              12 〃オレ
イン酸カリウム            2 〃ジオク
チルスルホコハク酸7−タ1   〃クメンヒドロパー
オキシ)”         0.4〃ナトリウムホル
ムアルデヒドスルホ キシレート              0.3〃水 
                   200  〃
比較例−2 アクリル酸エステル系ゴム(A−1)’&肥大化するこ
となく、そのままグラフ)](合した場合についても同
様の評価を実施した。その結果を表1に示す。
表1から明らかなように、肥大化を行った場合には、肥
大化をしない場合に比べて耐衝撃性。
流動性が向上しているのがわかる。さらに本発明の2層
構造を有する肥大化剤を用いた場合には2組成が同一で
あるIN構造の肥大化剤に比べて肥大化効果が優れてお
り、より短時間で。
より粒子径の大きな肥大化ゴムを得ることができるのが
わかる。そのため、耐衝撃発現性はより人ぎくなってい
る。
なお、肥大化ラテックスの安定性についても本発明の肥
大化剤が優れており、′#L子径の経時変化の少ないこ
とがわかる。
実施例−2 アクリル酸エステル系ゴム(A−1)’&肥大化剤(B
−1)を用いて実施列−1と同様の方法で肥大化し、得
られた肥大化ラテックスを用イテただちに下記組成に従
って75℃でグラフト重合7行ないグラフト重合物(G
−2)を得た。
肥大化ゴム(固形分)        30  部メチ
ルメタクリレート70〃 n−オクチルメルカプタン     0.07 〃過硫
酸カリウム          0,35/。
オレイン酸カリウム         1.o〃このグ
ラフト重合物(G −2)にステアリン酸バリウム0.
5部を添加し、実施例−1と同様の評価ケ実施した。そ
の結果を表2に示す。
比較例−3 比較例−1で得た肥大化用ラテック、’、 (B −2
)を用いて、アクリル酸エステル系コム(A−1)を肥
大化し、実施例−2と同様のグラフト重合を施した後、
各種評価ン実施した。その結果を表2に示す。表2より
肥大化能力の大きい本発明の肥大化用ラテックスを用い
て肥大化したものが、諸物性において優れていることが
わかる。
実施例−3 多層構造を有するアクリル酸エステル系ゴム(A−2)
を下記の要領で製造した。
まず1反応容器中にイオン交換水200部と   」。
オレイン酸カリウム5部を入れ、窒素置換を行   ′
なった後に昇温して内温を80℃にする。この  “容
器内に過硫酸カリウム0.06部を加えて下記  ゛混
合物を30分にわたって連続的に注入した。
メチルメタクリレート       4 部    −
アクリロニトリル          41/]スチレ
ン             12〃トリアリルイソシ
アヌレート0.1711時間はど保持した後、ひきつづ
き0,24部  ”の過硫酸カリウムを追加添加して下
記混合物乞1時間にわたって連続的に注入した。   
    1n−ブチルアクリレート      80 
 部     jトリアリルイソシアヌレート    
 0.4〃こうして得られた架橋樹脂を芯部とするアク
リル酸エステル系ゴム(A−2)の粒子径は0.11μ
であった。その後、前記(A−2)ラ   1デツクヌ
100部(固形分)を容器に入れ攪拌しながらこれに(
B−1)ラテックス2.0 部(固形分)を室温で添加
した。このような多層偉造乞有するアクリル酸エステル
系ゴムについても粒子径の肥大化が容易におこり、30
分攪陣後には平均粒子径が0.28μとなった。その汝
、この肥大化ゴム30部(固形分)の存在下でアクリロ
ニトリル/スチレン−25/75(重吐係)の組成を有
する単量体混合物70部を2寺間にわたって連続的に注
入することによりグラフト重合を行なった。こうして得
られたグラフト重合体100部にステアリン酸バリウム
0.5邦添加して押出機によるペレット化を行なったり
)ち、射出成形機により各種試験片7作成して漬物性を
求めた。このどぎのアイゾツト衝撃強隻は28 ky 
crn/C1n”であった。また表面光沢は95であっ
た。
実施例−4 肥大化用酸基含有ラテックス(B−3)’&下弓己の要
領で製造した。
n−ブチルアクリレート         75  部
オレイ/酸カリウム            1  〃
ジオクチルスルホコハク酸ンーター     1  〃
クメンヒドロパーオキシド0,2// ナトリウムホルムアルデヒドスルホ キシレート              0.3〃水 
                  200  〃上
記混合物を70℃で1.5時間重合させた後ひきつづき n−ブチルアクリレート         15 部メ
タクリル酸             lO〃クメンヒ
ドロパーオキシド        0,05 〃かもな
る混合物を1時間かけて滴下し、その後1時間攪拌をつ
づけて粒子径0.18μ、転化率98%の共重合体ラテ
ックス(B−3)’Y得た。
この(B−3)を用いて、実施例−1と同様の方法でア
クリル酸エステル系ゴム(A−1)を肥大化し、グラフ
ト重合を行った後、諸物性を測定した。このときの肥大
化ゴム粒子径は0.33μで、経時変化も少なかった。
アイゾツト強度は31 Icfcm/cm’ r  メ
ルトインデツクヌQ工1.3であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルキル基の炭素数が2〜10のアルキルアクリレート
    100〜50重量%、これと共重合可能な単官能性単量
    体0〜50重量%及びこれらと共重合可能な多官能性単
    量体0〜5重量%かうなる単量体を重合して得られるア
    クリル系ゴム(Alラテックス100重量部(固形分と
    して)に対し、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸
    及びクロトン酸からなる群から選ばれた少なくとも一種
    の不飽和酸3〜30重量係重量係上アルキル基数が1〜
    12の少なくとも一種のアルキルアタリレート97〜3
    5重量係及びこれらと共重合可能な少なくとも一種の他
    の単量体0〜48i量係からなる単量体群のうち、まず
    その5〜90重量係で、且つ前記不飽和酸を含まない部
    分を重合させた後、前記不飽和酸を含む単量体群の残部
    95〜10i量係を重合させることにより得られる酸基
    含有共■合体(B)ラテックス0.1〜5Nf#、部(
    固形分として)を添加して得られる肥大化ゴムラテック
    ス7〜70.を前部(固形分として)の存在下にスチレ
    /、アクリロニトリル及びメチルメタクリレートからな
    る群から選ばれた少なくとも一種の単量体30〜100
    重量%とこれと共重合pJ能なCH2”C3基を有する
    少なくとも一種の単量体0〜70重量%とからなるグラ
    フト用単量体93〜30i量部を重合することを特徴と
    する耐衝撃性の優れた熱可塑性樹脂の製造法。
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