JPS591519A - ゴム強化モノビニリデン芳香族化合物重合体類及びその製造方法 - Google Patents
ゴム強化モノビニリデン芳香族化合物重合体類及びその製造方法Info
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- JPS591519A JPS591519A JP58098161A JP9816183A JPS591519A JP S591519 A JPS591519 A JP S591519A JP 58098161 A JP58098161 A JP 58098161A JP 9816183 A JP9816183 A JP 9816183A JP S591519 A JPS591519 A JP S591519A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はモノビニリデン芳香族化合物類のゴム強化重合
体類及びゴム強化1゛合体製品類の製造方法に関する。 橋かけ結合したゴム、たとえばポリブタジェンの個々の
粒子をスチレン重合体マトリックス中に分散させたスチ
レンの重合体のゴム強化重合体類(慣例的に高衝撃ポリ
亥チレン又は1IIPSと呼んでいる)、は包装、冷#
庫ライニング、家庭用器具、玩具等の多種類の工業用用
途に使用されている。 ゴム強化スチレン重合体類のタフネス(即ち、伸びと衝
撃強さとの組合わせ)及び光沢の様な物理的特性が分散
したゴム粒子のサイズ及び組成及び/又は強化重合体中
のゴムの濃度に影響されることは良く知られている。例
えば、スチレン重合体マトリックス中に低濃度のゴムの
、及び/又は小さいサイズのゴム粒子のゴム強化スチレ
ン重合体の製造により重合体の引張り強さ及び光沢特性
は改善されるが然し、標準的タフネス試験に於て破断に
於ける伸び及び衝撃強さで得られる値が低くなることが
知られている。不幸なことに、要求されたタフネスを得
るのに充分なゴム濃度はそれから製造した製品の光沢特
性を減少させるばかりでなく、価格も又増大させる。同
様に、充分に大きなゴム粒子は引張り強さ及び光沢特性
を減少させる原因となるため、ゴム粒子サイズを増大し
ても限られた成功しか収められない。そこでゴム強化ス
チレン重合体の諸特性の全体としての調和を高めるため
に、マ) IJラック体に二つの異なるサイズのゴム粒
子を分散させたスチレン重合体を製造す9− ることか提案されている。例えば、カナダ特許第882
.528号はl乃至8ミクロンのゴム粒子及び5乃至2
5ミクロンのゴム粒子をその中にくまなく、分散させた
スチレン重合体の連続相から成るポリスチレン組成物を
開示している。不幸なことに、記載された組成物は諸特
性の必要とされる調和、特に多くの最終用途での使用に
対して望まれている光沢特性を有し
体類及びゴム強化1゛合体製品類の製造方法に関する。 橋かけ結合したゴム、たとえばポリブタジェンの個々の
粒子をスチレン重合体マトリックス中に分散させたスチ
レンの重合体のゴム強化重合体類(慣例的に高衝撃ポリ
亥チレン又は1IIPSと呼んでいる)、は包装、冷#
庫ライニング、家庭用器具、玩具等の多種類の工業用用
途に使用されている。 ゴム強化スチレン重合体類のタフネス(即ち、伸びと衝
撃強さとの組合わせ)及び光沢の様な物理的特性が分散
したゴム粒子のサイズ及び組成及び/又は強化重合体中
のゴムの濃度に影響されることは良く知られている。例
えば、スチレン重合体マトリックス中に低濃度のゴムの
、及び/又は小さいサイズのゴム粒子のゴム強化スチレ
ン重合体の製造により重合体の引張り強さ及び光沢特性
は改善されるが然し、標準的タフネス試験に於て破断に
於ける伸び及び衝撃強さで得られる値が低くなることが
知られている。不幸なことに、要求されたタフネスを得
るのに充分なゴム濃度はそれから製造した製品の光沢特
性を減少させるばかりでなく、価格も又増大させる。同
様に、充分に大きなゴム粒子は引張り強さ及び光沢特性
を減少させる原因となるため、ゴム粒子サイズを増大し
ても限られた成功しか収められない。そこでゴム強化ス
チレン重合体の諸特性の全体としての調和を高めるため
に、マ) IJラック体に二つの異なるサイズのゴム粒
子を分散させたスチレン重合体を製造す9− ることか提案されている。例えば、カナダ特許第882
.528号はl乃至8ミクロンのゴム粒子及び5乃至2
5ミクロンのゴム粒子をその中にくまなく、分散させた
スチレン重合体の連続相から成るポリスチレン組成物を
開示している。不幸なことに、記載された組成物は諸特
性の必要とされる調和、特に多くの最終用途での使用に
対して望まれている光沢特性を有し
【いない。その上、
その組成物の明細書で例示された調製法は、異なる粒子
サイズのゴム粒子をそれぞれ含むポリスチレン組成物を
物理的に混合するエネルギー集中的な方法であり、比較
的費用がか\り又複雑な装置を必要とする。 種々の他の方法及び二様態の粒子サイズ分布を示してい
る分散ゴム粒子を含むゴム強化重合体類が提案されてい
る。 例えば、米国特許第4221.888号は二種の異なっ
たサイズのゴムを連続した重合体相じゆうにくまなく分
散させlO− たゴム強化重合体を得る能率的な方法を提供する。該方
法の一例では、熱的又は化学的開始方法で、ゴムが第一
の粒子サイズを有している多数のゴム粒子として重合混
合物中に分散する様になる迄ゴム/単量体溶液を重合I
2且つ続いて、溶液のま\で単量体と共に更にゴムを重
合混合物に加え、第二の粒子サイズで分散する様にする
。ゴム強化製品を製造する別の方法では、異なったサイ
ズのゴム粒子の粒子サイズを一定範囲内に調節すること
が優れた特性の製品を産むこととして開示されて来てい
る。特に、米国特許第4.146.589号では、0.
5から1ミクロンの分散したグラフトされたゴム粒子を
含む部分的重合物及び2から8ミクロンの分散したグラ
フトされたゴム粒子を含む部分的重合物を生成させる様
に第−及び第二のゴム/単量体溶液な別々の反応器中で
重合させている。続いて二つの部分的重合物を混合し、
装置を設けた等圧反応器中で重合を完了さぜ、ゴムを7
乃至20の膨潤指数(スウェリング・インデック)に達
するまで橋かけ結合する。同様に米国特許第4.254
,286号は貫流バックミキシング重合反応器に単量体
及びゴムの第一溶液と重合した単量体を含む単量体及び
ゴムの第二溶液の同時送入を開示している。反応器中の
諸条件は、第一溶液のゴムが0.5乃至1.5ミクロン
のサイズで分散されまた第二溶液のゴムが2乃至10ミ
クロンのサイズで分散される様に保たれている。部分重
合に続いて、第二反応器中で重合を完了させゴムを引続
いて橋かけ結合する。開示された諸方法で製造したゴム
強化重合体類はある物理的特性は改良されているが、例
示された製品類の物理的諸特性の調和のとれた更なる改
善、特に伸び、衝撃及び光沢特性の調和のとれた更なる
改善がなお望ましいのである。 その上、他の諸方法では、小及び大粒子のゴムのグラフ
ト率の調節でゴム強化製品類の特性を改善することが述
べられている。例えば、米国特許第8.fl 6 B、
656号は、小さな(即ち0.25ミクロンより小さな
サイズの)ゴム粒子は45−100:100の上質の基
質に対する比を有しているべきであり且つ大きな(即ち
粒子サイズ0.85乃至1.25ミクロンの)ゴム粒子
は15−45:100の上質の基質に対する比というよ
り少いグラフト量を有しているべきであると教示してい
る。別に、米国¥f許第4.158,645号は、大き
なサイズの粒子(0,9乃至5ミクロンの粒子サイズ)
のゴムは140−180 : 100の上質の基質に対
する比で比較的高度にグラフトされるべきことを開示し
ている。小さなゴム粒子(0,2乃至0.9ミク体 ロンの粒子サイズ)のグラフト共叔上質の基質に対する
比は65−125:100である。不幸なことに、ゴム
強化製品製造のための開示された方法は二つの生成物の
物13− 理的混合のエネルギー集中的な工程より成っている。 さらに、混合した最終製品の緒特性の調和のとれた改善
が再び望まれている。 先行技術中で開示された諸方法で製造したゴム強化製品
の明言された欠陥ゆえに、ニ様態の粒子サイズ分布を有
しているゴムを含み且つ物理的諸特性の改善された調和
を有しているゴム強化ポリスチレンを製造する方法を提
供することが極めて望ましいことである。 従って、第一には、本発明は、重合可能なモノビニリデ
ン芳香族化合物の一種又はそれ以上から誘導された重合
体と該重合体中全体に分散された相豆に分離したグラフ
トされたゴム粒子からなり、且つゴムの総量の70乃至
95重量パーセントが0.5乃至1.5マイクロメート
ルの容積平均直径を有する粒子として存在し、ゴムの総
量の5乃至80重量パーセントが4乃至10マイクロメ
ートルの容積平均−14〜 直径を有する粒子として存在することを特徴とするゴム
強化重合体である。本発明の一態様では、小サイズのゴ
ム粒子にグラフトした重合体の総量は該粒子中のゴムの
重量の少くとも1.3倍である。 第二には、ゴムが1,8−ブタジェンの単独重合体又は
共重合体であり、小及び犬サイズのゴム粒子の両者にお
けるゴム全体にグラフトした重合体の型開は該粒子中の
ゴムの重量の少くとも】、8倍であり且つ大小サイズの
ゴム間に分散しゴム強化重合体の光沢が、少くとも70
パーセントで、伸びが少くとも25パーセントで、ジュ
ール・パー・メートル(J/m)で表現したアイゾツト
衝撃がゴム強化重合体中のゴム中のブタジェンのパーセ
ンテージの少くとも10倍であり又メルト・フロー・レ
ートが少くとも8y/10rnin、 、より好ましく
は8−12及び妙も好ましくは4−10y/IO?71
.zn、どなるものである。 第三には、本発明は芳香族重合体マトリックス中にくま
なく二つの異なる粒子サイズのゴムを分散させている一
種又はそれ以上のモノビニリデン芳香族化合物のゴム強
化重合体の製造方法である。その方法は、重合可能なモ
ノビニリデン芳香族化合物の一種又はそれ以上及びゴム
の溶液から成る第一混合物を、重合体のゴムへのグラフ
トを促進する開始剤(以後°′グラフト促進開始剤′°
と呼ぶ)の共存下で、モノビニリデン芳香族の重合体及
び0.5乃至1.5マイクロメートルの容積平均直径を
有する高度グラフトされたゴムの個々の粒子を含む連続
相を形成するのに足りる諸条件で、マス重合することよ
り成る。そのゴムが第一混合物のゴムと同一でもり異っ
たものでもよい第二のゴム含有混合物を、先に形成した
ゴム粒子が連続し重合体相中にくまなく分散された状態
な保つ様な諸条件で、続いて重合混合物と混合する。新
たに添加したゴムは第−及び第二ゴム/単量体混合物の
ゴムの5乃至80重量パーセントであり、4乃至10ミ
クロンの容積平均直径を有する分離した粒子として分散
される。 好ましい方法では、第二のゴム含有混合物の添加に先立
って、高度にグラフトされた所望サイズのゴム粒子をそ
の中に分散させた、部分的に重合したモノビニリデン芳
香族化合物の連続相を形成するに足る諸条件で第一混合
物を重合し、ゴム及び重合可能なモノビニリデン芳香族
化合物の一種又はそれ以上を含む溶液から成る第二のゴ
ム含有混合物を部分的に重合した生成物に添加する。続
いて重合を完成させ且つ未反応の単量体?除去し、ゴム
に橋かけ結合するに足る条件下に重合混合物を置く。 ゴムにグラフトした重合体の量、特に小さなサイズのゴ
ム粒子のゴムにグラフトした重合体の量は、ゴム粒子を
二様態のサイズ分布をさせた分散体で強化した重合体の
諸特17− 性の調和に際立った影響することが見出された。驚くべ
きことには、先に明記した二様態ゴム粒子サイズ分布を
有する株制製した時に、小さなサイズの粒子のゴムを充
分にグラフトさせることに依り、タフネス及び光沢特性
が望みの通り調和したゴム強化重合体が製造出来る。さ
らに押出し又は射出成型の用途に用いるための種々のメ
ルト・フロー・レートでか\るゴム強化重合体が製造出
来る。 光沢及びタフネスの特性の卓越した調和のため、本発明
の高衝撃ポリスチレン組成物は冷蔵庫ライナ、家庭用器
具、玩具及び家具の射出成型の様な巾広い様々な用途で
有用である。これらのゴム強化重合体類は又、同時押出
し法を用いた光沢レーヤーの製造に於ける様な押出し用
途でも有用である。 本発明のゴム強化重合体は一種又はそれ以上のモノビニ
リデン芳香族化合物から誘導される。代表的なモノビニ
リ18− デン芳香族化合物にはスチレン、α−アルキルスチレン
(即ち、α−メチルスチレン及びα−エチルスチレン)
及びFj<H換スチレン(即ち、ビニルトルエン、特に
、p−ビニルトルエン、0−エチルスチレン及び2.4
−ジメチルスチレン)の様ナアルキル置換スチレン類;
クロロスチし/ン、2.4−ジクロロスチレン及び類似
物の様な環置換しタハロスチレン類;及び2−クロロ−
4−メチルスチレン、ビニルアントラセン及びそれ等の
混合物の様なハロ及びアルキルの双方で置換したスチレ
ンがある。一般的に、重合体マトリックスは好ましくは
スチレンを、α−メチルスチレンと、最も好ましいモノ
ビニリデン芳香族化合物であるスチレンと、組合わせて
誘導する。 本発明のゴム改質重合体の製造に用いるゴムは一般にア
ルカジエンの単独重合体又は共重合体又はエチレン、プ
ロピレン及び任意的に非共役ジエンの共重合体である。 好都合なゴムはブタジェン、インブレン、ピペリレン、
クロロプレン及び類似物の様な1.3−共役ジエンの単
独重合体及び該共役ジエンとスチレン;アクリロニトリ
ルの様なa、β−−r−f−レン性不飽和ニトリル;エ
チレン又はプロピレンの様なα−オレフィン:及び類似
物との共重合体である。 ゴムは少量の橋かけ結合剤を含むことが可能であるが、
過度の橋かけ結合はゴム特性を失う可能性があり及び/
又はゴムを即1体に溶けな(させる。 ゴノ・の重合体は好ましくは、在来の方法、たとえばA
STM試験法、Z)−746−521で測定して、分散
ゴム粒子が約0℃より高くない及び好ましくは約−20
℃より高(ない二次転移温度を示す、大小側サイズの調
製品で使用する。好ましいゴム重合体は1,8−ブタジ
ェンの単独重合体及び、少くとも55重量パーセントの
、より好ましくは65乃至85重量パーセントの1,8
−ブタジェン及び約45重量パーセント迄の、より好ま
しくは約15乃至約35重量パーセントのモノビニリデ
ン芳香族化合物、好ましくはスチレ/とのブロック又は
ランダム共重合体である。ゴム強化重合体製品が(大、
小雨粒子のゴムとして)3乃至15重量パーセントのゴ
ムを含有する様な量でゴムを都合良く使用する。ゴム強
化重合体の総重量を基準として5乃至10重量パーセン
トのゴムが好ましい。 本発明のゴム強化重合体中で、分散したゴムの70から
90重量パーセントが0.5乃至1.5マイクロメート
ルの容積平均直径を有し且つ分散したゴムの5乃至80
重量パーセントが4乃至IOマイクロメートルの容積平
均直径を有する二様態サイズ分布を持つ相互に分離した
粒子として、ゴムを1℃合体マ) IJラックス中くま
なく分散する。該粒子サイズ(直径)はマス重合法を用
いて製造したゴム強化重合体の分散ゴム粒子中に一般的
に存在するすべての吸蔵物21− も含めた粒子の直径であり可視相コントラスト顕微鏡又
は電子顕微鏡法で補ったカルター・カウンター(Cou
l t erCov、nter)に依る様な在来の方法
で測定する。 −態様では、小さなサイズのゴム粒子であるゴムにグラ
フトする重合体の量は該粒子であるゴムの重量の少くと
も1.8倍である。小さなサイズのゴム粒子にグラフト
した重合体の」を測定するために、如何なる適当な方法
も使用出来るが、太及び小ゴム粒子の両刀を含んだゴム
強化重合体を使用(7てか\る測定を行うのは困難であ
る。さらに都合の良いことには、小さな粒子のゴムにグ
ラフトした重合体の開は第二のゴム含有混合物の添加前
により容易に測定されまた本発明の目的に対しては、第
二のゴム含有混合物を小さなサイズのゴム粒子を含む重
合体に混合することだけを省略して、ニ様態サイズ分布
の分散ゴムを有するゴム強化製品の製造に使用するのと
同一の製造方法を用いてゴム22− 強化重合体を製造することに依って、小さなサイズのゴ
ム粒子にグラフトした重合体を測定することが出来る。 (例えば、実施例1の表1の注記2参照)従って、小さ
なサイズのゴム粒子だけを含む得られたゴム強化重合体
のゴムにグラフトした全重合体を測定する。本発明の目
的のために、グラフトした重合体を、実施例の表1の注
記2に記載した選択抽出法を用いて測定する。 先述の限定範囲内で、重合体製品に望まれており(単量
体(類)、ゴム(類)及び採用する重合法で変ることの
ある)諸特性の調和(特に光沢、伸び及び衝撃強さの調
和)を達成するためにゴム粒子のサイズ及び各サイズの
ゴム粒子の量及びグラフトした重合体の量を選ぶ。一般
にゴム強化重合体は都合良(少くとも60パーセント、
好ましくは少くとも70パーセント、より好ましくは少
くとも80パーセントの光沢及び、少くとも18パーセ
ント、好ましくは少くとも25パーセント、よシ好まし
くは少くとも8゜パーセントの伸びとを示す。衝撃強さ
はとりわけ用いた特定のゴム及びゴム強化重合体中のそ
の濃度に依存する。 1.8−ブタジェンの好ましいホモポリマー又は共重合
体を用いた時、ジュール/メートル(17m)で表現し
た衝撃強すはゴム中のブタジェンのパーセントの好都合
には少くとも10倍、好ましくは少くとも12倍、より
好ましくは少くとも14倍である。本発明の目的に対し
て、実施例の表1の注記4に記載した様に調製した射出
成型試料についで、光沢値をD−258−80,60°
と称するASTM試験法で測定する。ノツチ付のアイゾ
ツト衝撃である衝撃強さ及び伸びはインターナショナル
・スタンダード2897/2記載の方法で調製した基準
状態の引張り試験片を用いて、同試験法に規定されてい
る試験方法で測定する。メルト・フロー・レートは条件
G(2oo℃、5,000.!i/荷重)のASTM試
験法D−1288で測定する。 実際には、ゴム強化重合体に依り最も有利に示される諸
特性の調和は重合体の末端用途の応用(目的)に左右さ
れ大巾に変化させることが出来る。例えば高い(即ち少
くとも85パーセントの)光沢を要求する製品は、しば
しば際立って高い衝撃強さく即ち、17mで表わして、
製品中のブタジェンゴムのパーセントの10倍を越える
衝撃強さ)を要求されないし、一方比較的高い衝撃強さ
く即ち、17mで表わして製品中のブタジェンゴムのパ
ーセントの少くとも16倍の衝撃強さ)を要求される製
品は際立って高い光沢レベルを要求されない。(即ち、
60パーセントの光沢でもしばしば充分である。) 使用したゴムの全重量を基準とする重量パーセントで、
好ましくは80乃至90浦量パーセントの小さなサイズ
の粒子及びlO乃至20重量パーセントの大きなサイズ
のゴ25− ム粒子より成るゴム強化重合体では、一般に、小さなサ
イズのゴム粒子は好ましくは0.6乃至1.2マイクロ
メートルの容積平均直径を有し且つ大きなサイズのゴム
粒子は4乃至8マイクロメートルの容積平均直径を持つ
。小さなサイズのゴム粒子にグラフトした重合体重量は
該粒子のゴムの電歇の好ましくは少くとも1,5倍、よ
り好ましくは少くとも1.7倍である。 本発明のゴム強化重合体の性状は若し存在するのならば
、モノビニリデン芳香族化合物(類)の重合に先立って
又はその間に添加した可塑剤の値に左右される。可塑剤
又は潤滑剤はゴム強化重合体製品の特性(即ち流れ及び
耐熱特性)に影響し、従って最も都合良く使用する量は
所要の物理特性によりきまる。一般に、最も望ましい諸
特性の調和を得るためには、可塑剤又は潤滑剤は、ゴム
強化重合体の全重量を基準として、15重量パーセント
迄の比較的高い濃度、26一 好ましくは1乃至8重量パーセント、さらに好ましくは
1乃至7重量パーセントで都合良く用いる。 溶液から成る第一混合物を、グラフト促進開始手段を共
存させ、重合した単量体じゆうくまなく所望粒子サイズ
の高度にグラフトされたゴム粒子を分散させるに足る諸
条件で、マス重合に依り製造する。一般に所要の粒子サ
イズの高度にグラフトされたゴム粒子を生ずる単量体/
ゴム溶液中の単量体のマス重合の連続的方法が好都合に
採用されている。 重合は好ましくは、米国特許第2,727,884号中
に記載された様な1個又はそれ以上の実質上直線の層状
混合流又は所謂プラグ流れ型の反応器中で、部分的重合
生成物の一部分を循環するか又は循環せずして実施する
か又は別の方法として好まl−さが少いのだが、反応器
の内容物が本質的に隅々まで均一である攪拌タンク反応
器中で実施する。一般に、プラグ流れ型反応器を用いた
マス重合方法では、重合体の最初の形成で、最初に存在
する重合体が溶液から現れ、ゴム及び単量体の連続相に
くまなく分散した単量体中に溶解した重合体から成る不
連続相を形成する。結局は充分な量の単量体が重合され
、くまな(分散している不連続相を形成しているゴムと
共に、不連続相が連続相になる。 此の現象を”転相”と称し、この語は一般的にはゴムの
連続相中に分散した不連続相から、重合混合物中に明確
に連続相又は不連続相(と呼べるもの)が存在しない点
を通り越して、ゴムをくまなく分散している連続した重
合体相に重合体が変化することを意味する。別の方法と
して、連続重合方法及び攪拌タンク反応器を用いると、
重合混合物の残部に単量体/ゴム溶液を添加すると、本
質的にすぐさま転相が起る。 使用する重合条件に於て、小さなサイズのゴム粒子のゴ
ムに重合体の所望のグラフトをさせる能力のある如何な
る開始剤でも、ゴム強化重合体の製造でグラフト促進開
始方法として適切に用いることが出来る。重合体のグラ
フト促進に於ける開始剤の効率は重合温度、開始剤及び
ゴムの濃度に依る。所望の重合温匿に於てグラフトを充
分促進する開始剤は一般的にフリーラジカル型開始剤で
当業者が容易に選定出来る。〔例えばバイオ・アンゲグ
アント・マクロモレキュラーヘミ−88巻85−74嬢
ページ(1978年)のジエー・ビー・フィッシャ(J
、P、P’1acher)のキイネテイーク・デア・ラ
ジカリツシエン・プローフ1ング・フオ/・スチロール
・アウフ・ポリブタジェン(Kinetikder 1
’to、dikalischen Propfung
von 5tyrolauf Po1ybutadie
ne)参照〕か\る開始剤の代表には、たとえば過安息
香酸第三ブチル、及び過酢酸第三ブチルの29一 様なパーエステル類、ジベンゾイルペルオキシド、ジラ
ウロイルペルオキシド、1.1−ビス第三ブチルペルオ
キシシクロヘキサン、]、]8−ビス第三ブチルペルオ
キシー〇8.5−1!Jメチルシクロヘキサン、ジ−ク
ミルペルオキシド;光化学開始技術及び類似方法が含ま
れる。好ましい高度グラフト開始剤にはジベンゾイルペ
ルオキシド、過安息香酸第三ブチル、■、■−ビス第三
ブチルペルオキシシクロヘキサン及び過酢酸第三ブチル
がある。一般に、小さなゴム粒子にグラフトした重合体
を所望の高い程度にするために、開始剤は比較的高い濃
度で使用する。か\る濃度は、使用する特定の開始剤、
所望の重合体のグラフト率及びマス重合を実施する諸条
件を含む様々の因子に依存する。とりわけ、−個又はそ
れ以上の実質上線形流又はプラグ流れ型反応器を用いる
ゴム強化重合体の好ましい製造方法では、約100乃至
2000、好ましくは150乃至30− ]、 IJ U C1重(1・部の開始剤を単量体10
0万重は部当りに使用する。別の方法で、反応器の内容
物が本質上ずみず;lAよで均一である攪拌夕/り反応
器を用いて連続的方法で重合を¥施する時は、2f)U
乃至5 Of’) (J lri部のグラフ:・促進開
始剤を単量体100万部当りに使用する。 単量体、ゴム及びグラフト促進開始剤のほかに、反応混
合物は好ましくは前述の可塑剤父は潤滑剤を、又任意的
だが有第11なためには反応希釈剤を含む。都合良く使
いられる反応希釈剤には重合可能な単量体及びそれから
生成した重合体と溶液を形成する標f!A状態で液体で
ある有機物質がある。か\る有機液体希釈剤の代表には
、ベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレン又は
類似物の様な芳香族炭化水素及び不活性H換基を有する
芳香族炭化水素;ヘプタン、ヘキサン、オクタン又は類
似物の様な5眉まそれ以上の炭素原子を持った直鎖及び
分枝の飽和脂肪族(炭化水素)又は不活性1a換基を有
する飽和脂肪族(炭化水素);シクロ−\ギサン及び類
似物の様な5又は611i’jの炭素原子を持つ脂環式
炭化水素又は不活性な置換基を持つ脂環式炭化水素が含
まれる。水門に(R書中で使用したか\る有機液体希釈
剤の好ましいものは不活性11換基を有する芳香族であ
り、就中エチルベンゼン及びキシレノが最も好ましい。 、使用する時は、ゴA 、単量体及び希釈剤の全M楡を
基準として2乃至20重府パーセントの叶で反応希釈剤
を一般には使用する。可塑剤又は潤滑剤は重合の如何な
る途中の段階でも添加可能であるが、単量体、/ゴム溶
液の原料供給流にこれを添加するのが好ましく且つ原料
供給流は単量体及びゴムの全重量を基準とI、て好都合
には15重慣パーセンi・迄の、好ましく(・ま2乃至
8重量パーセントの可塑剤又は潤滑剤を含むものとする
。マス重合混合物は好ましくは酸化防止剤(例えばジー
第三ブチル−p−クレゾールの様なアルキル化フェノー
ル類又はトリスノニルフェニルポスファイトの様なホス
ファイト類);たとえばn−ドデシルメルカプタンの様
なアルキルメルカプタンの様な連鎖移動剤又はステアリ
ン酸亜鉛の様な離型剤のような重合助剤をも含んでいる
。一般に放も望ましい分子鉦を有している、小さなゴム
粒子のゴムにグラフトした重合体を得る促進剤は連鎖移
動剤であり、これを用いる時は一般に第一のゴム/単量
体混合物を基準として0,01乃至0.5重量パーセン
トの範囲の報を用い、転相後の重合混合物にだけ添加す
る。喘型剤も、用いる時は一般的に好ましくは転相後に
添加する。最も都合良く重合を実施する温度は特定の成
分類、特に使用したグラフト促進開始剤によるのだが、
一般的には00°乃至190℃の間で変るであろう。 転相に引続いて、鍋度にグラフトされた小さなサイズの
ゴム粒子の不可欠のサイズ安定化に続いて、小さなサイ
ズ−3:!I− のゴム粒子を含む重合体を第二のゴム含有混合物と混合
し、且つ二様態のサイズ分布のゴムを有しているゴム強
化重合体製品を製造する。ゴム強化重合体製品の一つの
製造方法では、高度にグラフトされた小さなサイズのゴ
ム粒子を含む部分的に重合した混合物の重合を完了させ
一目つゴムを橋かけ結合させ且つ未反応単量体のいづれ
も除去するに足る条件下に置く。続いて、この重合体生
成物を大きなサイズのゴム粒子を含んでいる他の重合体
生成物の所望量と、二様態のサイズ分布のゴム粒子をく
まなく分散させているゴム強化重合体製品を形成する条
件で、機械的に混合する。 ゴム強化重合体製品の他の製造方法は、大きな粒子サイ
ズのゴムをくまなく分散させた重合したモノビニリデン
芳香族化合物から成る部分的重合物を高度にグラフトさ
れた小さなサイズのゴム粒子をくまなく分散させた重合
したモノビニリゾ/芳香族化合物から成る部分的重合体
と混合す34− る。引続いて得られた混合物の重合を完了させ次に混合
物をゴムに橋かけ結合させ且つ残留半量・体を除去する
に足る条件下に混合物を置く。 ゴム強化重合体製品の好ましい製造方法では、第二のゴ
ム含有混合物が、モノビニリデン芳香族化合物の重合可
能単量体の一種又はそれ以上及びゴムの溶液から成る。 この第二ゴム/単量体溶液を、高度にグラフトされた小
さなサイズのゴム粒子をくまなく分散したモノビニリデ
ン芳香族化合物の部分的重合物からなる重合混合物と、
混合し、引続いて重合を完了させる。 一般に、重合混合物に添加する第二の単量体/ゴム溶液
は都合良く、ゴム、重合可能単量体(類)又は単量体/
重合体のブレンド、及び任意的に反応希釈剤、重合助剤
類(例えば開始剤及び/又は連鎖移動剤、及び類似物)
の様な他の成分より成る。ゴム及びモノビニリデン芳香
族化合物(類)の両者とも第一のゴム含有混合物中のそ
れ等と異なる物であることが可能であるが、然し、その
ゴム及びモノビニリデン芳香族化合物(類)は一般的に
初めの原料に用いられたものと同一である。一般に、単
量体による溶液中のゴムの重合体グラフトに先立って、
第二のゴム溶液を重合混合物に添加する。別の方法とし
て、添加に先立ってゴムを重合体で部分的にグラフトす
ることも出来る。前グラフトする重合体の最も好都合な
量は使用する特定の単量体及びゴム、及び仕上げた製品
の所望の特性によって変り、重合体を前グラフトする度
合いは広い範囲にわたって変えることが出来る。重合混
合物へ単量体及びゴムの第二溶液の添加に続いて、所望
の粒子サイズで添加したゴムを連続重合体相中に分散さ
せる。混合物を一般に100°乃至190℃の範囲の加
熱温度に置いて重合を完了させ且つ混合物をゴムを橋か
け結合させ、未反応単量体を除去するに足る諸条件に置
く。例示した態様のいずれかを用いた時、重合した単量
体中のゴムの橋かけ結合及び未反応単量体類、若し使用
した時は反応希釈剤もその上に、及び他の揮発性物質の
除去は、例えば反応混合物を脱気チャンバーに導き、例
えば2(]0°乃至300℃の加熱温度に於て貞空下で
単量体及び他の揮発物をフラッシュさせ、チャンバーか
らそれ等を除去する様な在来の脱気方法を用いて都合良
〈実施する。 以下の実施例は本発明の10点を例示するために述べる
ものであって、その範囲を限定する意味にとるべきでは
ない。 実施例中では、特にことわり書きしない限り、すべての
割合及びパーセントは重量である。 実施例■ 二様態の粒子サイズ分布のゴムをくまなく分散させたポ
リスチレン・マトリックスから成るスチレンのゴム強化
137− 合体を、本質的には米国特許第2.727,884+号
に記載された様な数個のプラグ流れ型反応器を用いて製
造した。反応器を直列に連結し、各反応器は可変速度攪
拌機及び加熱、冷却手段を備えた。ファイヤーストン・
タイヤ・アント・ラバー社(Firestone Ti
re and Rv、bber Co口かランエン55
エヌエフーエーとして販売された低シスポリブタジェン
ゴム7.2パーセント、エチルベンゼン8.5パーセン
ト、精製鉱油も5パーセント、グラフト促進開始剤の過
安息香酸第三ブチルO,OB5パーセント及び残余はス
チレンから成る溶液の85部を第一反応器の最上部から
連続的に添加した。転相後、望ましい小さなサイズの高
度グラフトゴム粒子をスチレンの部分的に重合した重合
体にくまなく分散する様に重合条件を調節した。重合混
合物の固体含量が50パーセントに近付いた時、第一反
応器の最上部に添加したのと同一の組成を持つ第二のゴ
ム含有混合物38− 15剖を重合混合物に流力[比た。転相後、第二のゴム
含有混合物の添加に先立って連鎖移動剤n−ドデシルメ
ルカプタン(原料供給流100万重量部当り800重量
部)、離型剤及び酸化防止剤を重合混合物に添加した。 第二混合物の添加に続いて、新たに添加したゴムが望ま
しい大きな粒子サイズを持つゴム粒子として重合体相じ
ゆうに分散される様な条件で重合を続行した。そして、
単量体の重合体への所望の転化が達成される迄重合を続
けた。次に得られた混合物を最終反応器の底部から技出
し、脱気装置へと導いた。ここでゴムが更に橋かけ結合
し、残存単量体及びエチルベンゼンを重合混合物から除
去して重合プロセスに再循環させた。このゴム強化ポリ
スチレンを試料&1と名付けた。 原料溶液が精製鉱油5パーセント及びグラフト促進開始
剤0.0キパーセントを含有し、原料供給流100万重
量部当り500重量部の連鎖移動剤を用いる以外は試料
&1の製造について記載した方法を用いて、更に第二の
ゴム含有混合物には開始剤を存在させずに、二様態の粒
子サイズ分布を南するゴムを含んだゴム強化ポリスチレ
ンを製造した。 かく製造したゴム強化ポリスチレンを試料屋2と名句け
た。 比較例A 第−及び第二のゴム含有混合物をブレンドし得られた混
合物を第一反応器の最上部に添加し、その後ゴムの添加
を行わない以外は試料&lについて記載した方法を用い
て一様態の粒子サイズの分散したゴム粒子を有するゴム
強化ポリスチレンを製造した。かくして製造したゴム強
化ポリスチレンを試料&Aと名付けた。 比較例B 分散したゴムの粒子サイズを増加させる様に攪拌速匿を
調節する以外は試料&Aの製造に使用したのと同一の方
法で一様態のサイズ分布の分散したゴム粒子を有するゴ
ム強化ポリスチレンを製造した。此の方法を用いて製造
したゴム強化ポリスチレンを試料MEと名付けた。 比較例C ゴム強化ポリスチレン生成物を本発明の範囲外にするた
。 めに大きなゴム粒子の粒子サイズを十分に減少させる様
に攪拌機速度を調節する以外は試料41について記載し
た方法を用いて二様態のサイズ分布のゴム粒子を有する
ゴム強化ポリスチレンを製造した6かくして製造したゴ
ム強化ポリスチレンを試料&Cと名付けた。表1中で具
体的に示した平均物理緒特性は此の比較例の生成物がタ
フネス及び光沢特性の望ましい調和を有していることを
示しているが、実測した衝撃強さが報告した値より遥か
に低いところから報告した数字より若干高いところまで
さまざまである風質りなものであった。 41− 比較例D ポリスチレン生成物を本発明の範囲外にするために小さ
なゴム粒子のサイズを充分に増大させる様に攪拌機を調
節する以外は試料41の方法を用いて連続したポリスチ
レン・マ) IJラックス(まなく二様態粒子サイズ分
布のゴムを分散させたゴム強化ポリスチレンを製造した
。此の方法を用いて製造したゴム強化ポリスチレン生成
物を試料&Dと名付けた。 分散したゴム相の粒子サイズ、大及び小雨ゴム粒子にグ
ラフトした総量、小さいゴム粒子にグラフトした量、ア
イゾツト衝撃強さ、光沢及び破断に於ける伸びを試料胤
1.2及びA−1)について測定した。それらの測定結
果を表1に示す。 42− 1 1、U 85 6.5 1
5 8.52 1.0 85 6
.0 15 8.5A’ 1.0 1
00 − − 8.5B” 2.2
100 − − 8.5C”
1.0 85 8.0 15 8.5
D” 2.2 85 6.5 15
8.5衣 1 1.87 1.51 117 18
.7 75 401.54 1.71
184 15.8 75
801.51 117
13.7 85 141.55
171 20.1 85
201.38 1.51 112
18.2 80 201.40 1
.55 160 18.8 25
40〔注記〕米 本発明の試料にあらず(参考例
生成物)(1)分散ゴム相は粒子サイズ、製品中のゴ
ムの総パーセント及び小及び大サイズゴム粒子の形を有
している全ゴムの割合(パーセント)で特徴付けられる
。表中、l? P Sはマイクロメートルで示したゴム
粒子の容J*乎均粒子サイズをあられし、チは、それぞ
れ小又は大サイズのゴム粒子の形を有する全ゴムの割合
をitパーセントで示したものであり、全ゴムチはその
生成物の総重敏を基準とした、ゴム強化重合体中の全ゴ
ムの重歇チである。ゴム粒子は必要により可視相コント
ラスト顕微説によって補った市場に入千呵能な粒子サイ
ズ分析器〔例えはカルター・カウンター(Coulte
r Countet)〕で測定する。 (2)全ダラフトは1蘭又はそれ1ヅ−ヒのゴム連鎖(
大及び/J%ゴム粒子の両者)VCクラフト【7た屯合
体連釦の総針であり、冷溶媒抽出法で測定する。明確に
、ポリスチレンをゴム強43− 化di重合体ら、アセトン80部及びシクロヘキザン2
oH1(から成る溶媒を先ず用いて抽出する。溶解した
ボリスチl/ンの分離後、アセトン50部及びメチルエ
チルケトン50部から成る溶媒を用いて抽出を繰返す。 もう一度この後の抽出を不溶残渣【ついて繰返す。次に
不溶試料を乾燥し秤歇する。(重量A)この重量はゴム
及びグラフトした重合体の総重駿である。生成物中の重
合したブタジェンのエチレン性結合と一塩化沃素との反
応を伴う方法でゴムの量を求め、ゴムのKltB)は過
剰の−141fヒ沃累を用いて未反応の一塩化沃素をチ
オ硫酸す)IIウム溶液で逆滴定して測定し、 であり、 小さなサイズのゴノ、粒子にグラフトした重合体は小さ
なすィズのゴム粒子だけから成るゴム強化ポリスチレン
を使用し−(類似の手法でdll+定する。特に試料、
%IK関しては、100部のゴム/I¥1耐体溶液を第
一反応器の最」二部に添加し、追加のゴムを重合体混合
物に添加しない(即ち 比較例A)以外は試料/I61
の製造に使用した方法を用いてゴム強化重合体を製造(
〜だ。 (8)アイゾツト衝撃はインターナショナル・スタンダ
ード2897/2記載の方法で調製した基準状態の引張
り試験片を用いて、同試験法に規定されている試験方法
を用いて測定した。ジュール/メート(J/n1.)で
表示したノツチ付のアイゾツト衝撃であり、Nで示した
のはゴム中の重合したブタジェンの重責パーセントに対
するJ / mで表示したアイゾツト衝撃の比である。 (4)40℃の金型温度及び215℃の融成物温度に於
て射出成型した1、 OCmX 10cnXX 2mm
の寸法を有する試料についでASTM試験法D52B−
80,60℃を用いて光沢を測矩する。使用した金型は
表面あらさ係数0.02を有するなめらかな表面の金型
である。試験片を調製するために、射出圧力をフラッシ
ュ成型が認められる壕で増加させ次に圧力を下げて過剰
の物質(フラッシュ成型)が認められなくなる様にした
射出圧力でゴム強化重合体を射出する。 試料の巾の中央の射出点の反対側の試料の縁から8.5
cmで光沢を測定する。 (5)インターナショナル・スタンダード”2897/
2F+己載の方法で調製した基準状態の引張り試験片を
用いて、同試験法に規定されている試験方法で伸びを測
定する。 表1のデータで明白となった如く、調和のとれた緒特性
は、高度グラフト小さなサイズゴム粒子及び大きなサイ
ズのゴム粒子とが本発明中で特定した粒子サイズの範囲
内にある時だけ、得られるのである。特に、大きなゴム
粒子の粒子サイズが小さくなり過ぎると、ゴム強化重合
体の破断に於ける仲ひが容許出米ぬレベルに低下する。 逆に、小さな粒子サイズのゴム粒子サイズが犬きくなり
過ぎると、光沢が容許出米ぬレベルに減少する。更に、
表1中に報告された結果は小さなゴムの粒子サイズのも
のが高度にグラフトされねばならぬ事を示している。一
様態の粒子サイズの分散したゴム相を有する様に製造し
たゴム強化重合体は所望のタフネスと光沢との調和を有
していないことが明らか(!:なった。更に、ASTA
(試験法Z)−1288、条件G(200℃;5,00
0部荷重)で定めた試験法を用いて測定した、試料/1
61及び2のメルト・フロー・レートは7から9ji/
10rnin、である。 実施例2 二様態の粒子サイズ分布のゴム全く′1なく分散させた
ゴム強化スチレン重合物を、第一のゴム/単険体混合物
が過安息香酸第三ブチル及び5%の精製鉱油の代りに0
.02パーセントの1,1−ビス第三ブチルにルオキシ
ーシクロヘキサンを含む以外は実施例1の試料/161
の製造に採用した方法を用いて製造した。重合混合物が
約85パーセントの固体に達した時、高度にグラフトさ
れたゴムを含んだ部分的に重合した混合物の80パーセ
ントを再循環し、第一のゴム/単歇体原料供給流と合体
させた。 得られたゴム強化重合体製品は、10及び6.0マイク
ロメートルの容積平均粒子サイズの二様態の粒子サイズ
分布及び、小粒子で存在するゴムの重量の少くとも1.
8倍の小粒子グラフト総含量を有していた。このものは
、79パーセントの光沢を有し、121J/rrLのア
イゾツト衝撃を有し、これは製品中に含まれるゴムのパ
ーセントの約14倍であって、又21パーセントの伸び
を有していた。 50パーセントの再循環比を用いたところ、得られたゴ
ム強化重合体製品では類似した緒特性が得られた。 実施例3 第一のゴム/単量体混合物が過安息香酸第三ブチル及び
2.5パーセントの精製鉱油の代りに、グラフト促進開
始剤1.1−ビス第三ブチルペルオキシシクロヘキサン
の0.02%を含有し、第二のゴム含有混合物にグラフ
ト促進開始剤が含まれていない以外は実施例1で採用し
た方法を用いて二様態の粒子サイズ分布のゴム粒子をぐ
寸なく分散させたポリスチレン・マトリックスより成る
ゴム強化スチレン重合体を製造した。得られたゴム強化
重合体製品は1.0及び6.0マイクロメートルの容積
平均粒子サイズ及び小粒子で存在するゴムの!fi量の
少くとも1.3倍の小粒子グラフトm含量を有していた
。これは84パーセントの光沢、製品中に含1れるゴム
のパーセントの約11倍の92J/mのアイゾツト衝撃
及び27パーセントの伸びを有していた。メルト・フロ
ー・レートは4.59/ 10 minであった。 実施例4 大及び小ゴム粒子の調製に利用したゴムが7アイヤース
トン・アンド・ラバー社からジエン35ネヌエフーエー
として販売された低シスポリブタジェンゴムである以外
は実施例8に便用した同一の方法を用いて二様態の粒子
サイズ分布のゴムをくまなく分散させたポリスチレン・
マトリックスから成るゴム強化スチレン重合体を製造し
た。得られたゴム強化重合体製品は1.0及び6.0マ
イクロメートルの容積平均粒子サイズ、及び小粒子であ
るゴムの重量の少くとも1.8倍の小粒子グラフト総含
量を有していた。それは80パーセントの光沢、製品中
に含量れるゴムのパーセントの約11倍でもある92J
/rnのアイゾツト衝撃及び38パーセントの伸びを示
した。メルト・フロー・レートは6 、S’/ 10
m1nT!あツタ。 実施例5 ゴム、It体混合物が6.1%のゴム(ジエン55)を
含む以外は実施例8と同一の方法を用いて、二様態の粒
子サイズ分布のゴム全く壕なく分散させたポリスチレン
・7トリノクスより成るゴム強化スチレン重合体kn造
1〜だ。得られたゴム強化重合体製品は小粒子であるゴ
ムの重量の少くとも1,3倍の小粒子クラフト含量を待
つ(ゴムの85パ〜セントが1マイクロメートルの平均
粒子サイズを有し且つゴムの16パーセントが6マイク
ロメードルの平均粒子サイズを有する)7重量パーセン
トのゴム金言んでいた。 それは85パーセントの光沢、製品中に含量れるゴムの
パーセントの約11倍である80J/rnのアイゾツト
@撃及び44パーセントの伸びを示した。メルト・フロ
ー・レートは4.8 g/ 10 rninであった。 実施例6 52− 1.1−ビス第三ブチルペルオキシシクロヘキサンを用
いて二様態にゴム全く壕なく分散させたポリスチレン−
マトリックスから成るゴム強化スチレン重合体を製造し
た。 マトリックスは5゜4パーセントのゴム強化ゴム生成物
から成るゴム(ジエン55)及び1マイクロメートルの
平均粒子サイズを有し、それにグラフトした重合体ブレ
ンドの量がその粒子であるゴムの重量の少くとも14倍
であり、ゴムの26パーセントは6マイクロメードルの
平均粒子サイズを有している、74パーセントのゴムと
から製造した。 製品は更に3.4パーセントの鉱油を含んでいた。得ら
れたゴム強化重合体製品は74パーセントの光沢、製品
中に含−よれるゴムの量の約15倍である81J/mの
アイゾツト衝撃及び40パーセントの伸びを示した。 手続補正書(方式) 昭和58年7月25日 特許庁長官若杉和夫殿 ■、事件の表示 昭和58年%許願第981.61号 2、発明の名称 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ザ ダウ ケミカル カンパニー163−
その組成物の明細書で例示された調製法は、異なる粒子
サイズのゴム粒子をそれぞれ含むポリスチレン組成物を
物理的に混合するエネルギー集中的な方法であり、比較
的費用がか\り又複雑な装置を必要とする。 種々の他の方法及び二様態の粒子サイズ分布を示してい
る分散ゴム粒子を含むゴム強化重合体類が提案されてい
る。 例えば、米国特許第4221.888号は二種の異なっ
たサイズのゴムを連続した重合体相じゆうにくまなく分
散させlO− たゴム強化重合体を得る能率的な方法を提供する。該方
法の一例では、熱的又は化学的開始方法で、ゴムが第一
の粒子サイズを有している多数のゴム粒子として重合混
合物中に分散する様になる迄ゴム/単量体溶液を重合I
2且つ続いて、溶液のま\で単量体と共に更にゴムを重
合混合物に加え、第二の粒子サイズで分散する様にする
。ゴム強化製品を製造する別の方法では、異なったサイ
ズのゴム粒子の粒子サイズを一定範囲内に調節すること
が優れた特性の製品を産むこととして開示されて来てい
る。特に、米国特許第4.146.589号では、0.
5から1ミクロンの分散したグラフトされたゴム粒子を
含む部分的重合物及び2から8ミクロンの分散したグラ
フトされたゴム粒子を含む部分的重合物を生成させる様
に第−及び第二のゴム/単量体溶液な別々の反応器中で
重合させている。続いて二つの部分的重合物を混合し、
装置を設けた等圧反応器中で重合を完了さぜ、ゴムを7
乃至20の膨潤指数(スウェリング・インデック)に達
するまで橋かけ結合する。同様に米国特許第4.254
,286号は貫流バックミキシング重合反応器に単量体
及びゴムの第一溶液と重合した単量体を含む単量体及び
ゴムの第二溶液の同時送入を開示している。反応器中の
諸条件は、第一溶液のゴムが0.5乃至1.5ミクロン
のサイズで分散されまた第二溶液のゴムが2乃至10ミ
クロンのサイズで分散される様に保たれている。部分重
合に続いて、第二反応器中で重合を完了させゴムを引続
いて橋かけ結合する。開示された諸方法で製造したゴム
強化重合体類はある物理的特性は改良されているが、例
示された製品類の物理的諸特性の調和のとれた更なる改
善、特に伸び、衝撃及び光沢特性の調和のとれた更なる
改善がなお望ましいのである。 その上、他の諸方法では、小及び大粒子のゴムのグラフ
ト率の調節でゴム強化製品類の特性を改善することが述
べられている。例えば、米国特許第8.fl 6 B、
656号は、小さな(即ち0.25ミクロンより小さな
サイズの)ゴム粒子は45−100:100の上質の基
質に対する比を有しているべきであり且つ大きな(即ち
粒子サイズ0.85乃至1.25ミクロンの)ゴム粒子
は15−45:100の上質の基質に対する比というよ
り少いグラフト量を有しているべきであると教示してい
る。別に、米国¥f許第4.158,645号は、大き
なサイズの粒子(0,9乃至5ミクロンの粒子サイズ)
のゴムは140−180 : 100の上質の基質に対
する比で比較的高度にグラフトされるべきことを開示し
ている。小さなゴム粒子(0,2乃至0.9ミク体 ロンの粒子サイズ)のグラフト共叔上質の基質に対する
比は65−125:100である。不幸なことに、ゴム
強化製品製造のための開示された方法は二つの生成物の
物13− 理的混合のエネルギー集中的な工程より成っている。 さらに、混合した最終製品の緒特性の調和のとれた改善
が再び望まれている。 先行技術中で開示された諸方法で製造したゴム強化製品
の明言された欠陥ゆえに、ニ様態の粒子サイズ分布を有
しているゴムを含み且つ物理的諸特性の改善された調和
を有しているゴム強化ポリスチレンを製造する方法を提
供することが極めて望ましいことである。 従って、第一には、本発明は、重合可能なモノビニリデ
ン芳香族化合物の一種又はそれ以上から誘導された重合
体と該重合体中全体に分散された相豆に分離したグラフ
トされたゴム粒子からなり、且つゴムの総量の70乃至
95重量パーセントが0.5乃至1.5マイクロメート
ルの容積平均直径を有する粒子として存在し、ゴムの総
量の5乃至80重量パーセントが4乃至10マイクロメ
ートルの容積平均−14〜 直径を有する粒子として存在することを特徴とするゴム
強化重合体である。本発明の一態様では、小サイズのゴ
ム粒子にグラフトした重合体の総量は該粒子中のゴムの
重量の少くとも1.3倍である。 第二には、ゴムが1,8−ブタジェンの単独重合体又は
共重合体であり、小及び犬サイズのゴム粒子の両者にお
けるゴム全体にグラフトした重合体の型開は該粒子中の
ゴムの重量の少くとも】、8倍であり且つ大小サイズの
ゴム間に分散しゴム強化重合体の光沢が、少くとも70
パーセントで、伸びが少くとも25パーセントで、ジュ
ール・パー・メートル(J/m)で表現したアイゾツト
衝撃がゴム強化重合体中のゴム中のブタジェンのパーセ
ンテージの少くとも10倍であり又メルト・フロー・レ
ートが少くとも8y/10rnin、 、より好ましく
は8−12及び妙も好ましくは4−10y/IO?71
.zn、どなるものである。 第三には、本発明は芳香族重合体マトリックス中にくま
なく二つの異なる粒子サイズのゴムを分散させている一
種又はそれ以上のモノビニリデン芳香族化合物のゴム強
化重合体の製造方法である。その方法は、重合可能なモ
ノビニリデン芳香族化合物の一種又はそれ以上及びゴム
の溶液から成る第一混合物を、重合体のゴムへのグラフ
トを促進する開始剤(以後°′グラフト促進開始剤′°
と呼ぶ)の共存下で、モノビニリデン芳香族の重合体及
び0.5乃至1.5マイクロメートルの容積平均直径を
有する高度グラフトされたゴムの個々の粒子を含む連続
相を形成するのに足りる諸条件で、マス重合することよ
り成る。そのゴムが第一混合物のゴムと同一でもり異っ
たものでもよい第二のゴム含有混合物を、先に形成した
ゴム粒子が連続し重合体相中にくまなく分散された状態
な保つ様な諸条件で、続いて重合混合物と混合する。新
たに添加したゴムは第−及び第二ゴム/単量体混合物の
ゴムの5乃至80重量パーセントであり、4乃至10ミ
クロンの容積平均直径を有する分離した粒子として分散
される。 好ましい方法では、第二のゴム含有混合物の添加に先立
って、高度にグラフトされた所望サイズのゴム粒子をそ
の中に分散させた、部分的に重合したモノビニリデン芳
香族化合物の連続相を形成するに足る諸条件で第一混合
物を重合し、ゴム及び重合可能なモノビニリデン芳香族
化合物の一種又はそれ以上を含む溶液から成る第二のゴ
ム含有混合物を部分的に重合した生成物に添加する。続
いて重合を完成させ且つ未反応の単量体?除去し、ゴム
に橋かけ結合するに足る条件下に重合混合物を置く。 ゴムにグラフトした重合体の量、特に小さなサイズのゴ
ム粒子のゴムにグラフトした重合体の量は、ゴム粒子を
二様態のサイズ分布をさせた分散体で強化した重合体の
諸特17− 性の調和に際立った影響することが見出された。驚くべ
きことには、先に明記した二様態ゴム粒子サイズ分布を
有する株制製した時に、小さなサイズの粒子のゴムを充
分にグラフトさせることに依り、タフネス及び光沢特性
が望みの通り調和したゴム強化重合体が製造出来る。さ
らに押出し又は射出成型の用途に用いるための種々のメ
ルト・フロー・レートでか\るゴム強化重合体が製造出
来る。 光沢及びタフネスの特性の卓越した調和のため、本発明
の高衝撃ポリスチレン組成物は冷蔵庫ライナ、家庭用器
具、玩具及び家具の射出成型の様な巾広い様々な用途で
有用である。これらのゴム強化重合体類は又、同時押出
し法を用いた光沢レーヤーの製造に於ける様な押出し用
途でも有用である。 本発明のゴム強化重合体は一種又はそれ以上のモノビニ
リデン芳香族化合物から誘導される。代表的なモノビニ
リ18− デン芳香族化合物にはスチレン、α−アルキルスチレン
(即ち、α−メチルスチレン及びα−エチルスチレン)
及びFj<H換スチレン(即ち、ビニルトルエン、特に
、p−ビニルトルエン、0−エチルスチレン及び2.4
−ジメチルスチレン)の様ナアルキル置換スチレン類;
クロロスチし/ン、2.4−ジクロロスチレン及び類似
物の様な環置換しタハロスチレン類;及び2−クロロ−
4−メチルスチレン、ビニルアントラセン及びそれ等の
混合物の様なハロ及びアルキルの双方で置換したスチレ
ンがある。一般的に、重合体マトリックスは好ましくは
スチレンを、α−メチルスチレンと、最も好ましいモノ
ビニリデン芳香族化合物であるスチレンと、組合わせて
誘導する。 本発明のゴム改質重合体の製造に用いるゴムは一般にア
ルカジエンの単独重合体又は共重合体又はエチレン、プ
ロピレン及び任意的に非共役ジエンの共重合体である。 好都合なゴムはブタジェン、インブレン、ピペリレン、
クロロプレン及び類似物の様な1.3−共役ジエンの単
独重合体及び該共役ジエンとスチレン;アクリロニトリ
ルの様なa、β−−r−f−レン性不飽和ニトリル;エ
チレン又はプロピレンの様なα−オレフィン:及び類似
物との共重合体である。 ゴムは少量の橋かけ結合剤を含むことが可能であるが、
過度の橋かけ結合はゴム特性を失う可能性があり及び/
又はゴムを即1体に溶けな(させる。 ゴノ・の重合体は好ましくは、在来の方法、たとえばA
STM試験法、Z)−746−521で測定して、分散
ゴム粒子が約0℃より高くない及び好ましくは約−20
℃より高(ない二次転移温度を示す、大小側サイズの調
製品で使用する。好ましいゴム重合体は1,8−ブタジ
ェンの単独重合体及び、少くとも55重量パーセントの
、より好ましくは65乃至85重量パーセントの1,8
−ブタジェン及び約45重量パーセント迄の、より好ま
しくは約15乃至約35重量パーセントのモノビニリデ
ン芳香族化合物、好ましくはスチレ/とのブロック又は
ランダム共重合体である。ゴム強化重合体製品が(大、
小雨粒子のゴムとして)3乃至15重量パーセントのゴ
ムを含有する様な量でゴムを都合良く使用する。ゴム強
化重合体の総重量を基準として5乃至10重量パーセン
トのゴムが好ましい。 本発明のゴム強化重合体中で、分散したゴムの70から
90重量パーセントが0.5乃至1.5マイクロメート
ルの容積平均直径を有し且つ分散したゴムの5乃至80
重量パーセントが4乃至IOマイクロメートルの容積平
均直径を有する二様態サイズ分布を持つ相互に分離した
粒子として、ゴムを1℃合体マ) IJラックス中くま
なく分散する。該粒子サイズ(直径)はマス重合法を用
いて製造したゴム強化重合体の分散ゴム粒子中に一般的
に存在するすべての吸蔵物21− も含めた粒子の直径であり可視相コントラスト顕微鏡又
は電子顕微鏡法で補ったカルター・カウンター(Cou
l t erCov、nter)に依る様な在来の方法
で測定する。 −態様では、小さなサイズのゴム粒子であるゴムにグラ
フトする重合体の量は該粒子であるゴムの重量の少くと
も1.8倍である。小さなサイズのゴム粒子にグラフト
した重合体の」を測定するために、如何なる適当な方法
も使用出来るが、太及び小ゴム粒子の両刀を含んだゴム
強化重合体を使用(7てか\る測定を行うのは困難であ
る。さらに都合の良いことには、小さな粒子のゴムにグ
ラフトした重合体の開は第二のゴム含有混合物の添加前
により容易に測定されまた本発明の目的に対しては、第
二のゴム含有混合物を小さなサイズのゴム粒子を含む重
合体に混合することだけを省略して、ニ様態サイズ分布
の分散ゴムを有するゴム強化製品の製造に使用するのと
同一の製造方法を用いてゴム22− 強化重合体を製造することに依って、小さなサイズのゴ
ム粒子にグラフトした重合体を測定することが出来る。 (例えば、実施例1の表1の注記2参照)従って、小さ
なサイズのゴム粒子だけを含む得られたゴム強化重合体
のゴムにグラフトした全重合体を測定する。本発明の目
的のために、グラフトした重合体を、実施例の表1の注
記2に記載した選択抽出法を用いて測定する。 先述の限定範囲内で、重合体製品に望まれており(単量
体(類)、ゴム(類)及び採用する重合法で変ることの
ある)諸特性の調和(特に光沢、伸び及び衝撃強さの調
和)を達成するためにゴム粒子のサイズ及び各サイズの
ゴム粒子の量及びグラフトした重合体の量を選ぶ。一般
にゴム強化重合体は都合良(少くとも60パーセント、
好ましくは少くとも70パーセント、より好ましくは少
くとも80パーセントの光沢及び、少くとも18パーセ
ント、好ましくは少くとも25パーセント、よシ好まし
くは少くとも8゜パーセントの伸びとを示す。衝撃強さ
はとりわけ用いた特定のゴム及びゴム強化重合体中のそ
の濃度に依存する。 1.8−ブタジェンの好ましいホモポリマー又は共重合
体を用いた時、ジュール/メートル(17m)で表現し
た衝撃強すはゴム中のブタジェンのパーセントの好都合
には少くとも10倍、好ましくは少くとも12倍、より
好ましくは少くとも14倍である。本発明の目的に対し
て、実施例の表1の注記4に記載した様に調製した射出
成型試料についで、光沢値をD−258−80,60°
と称するASTM試験法で測定する。ノツチ付のアイゾ
ツト衝撃である衝撃強さ及び伸びはインターナショナル
・スタンダード2897/2記載の方法で調製した基準
状態の引張り試験片を用いて、同試験法に規定されてい
る試験方法で測定する。メルト・フロー・レートは条件
G(2oo℃、5,000.!i/荷重)のASTM試
験法D−1288で測定する。 実際には、ゴム強化重合体に依り最も有利に示される諸
特性の調和は重合体の末端用途の応用(目的)に左右さ
れ大巾に変化させることが出来る。例えば高い(即ち少
くとも85パーセントの)光沢を要求する製品は、しば
しば際立って高い衝撃強さく即ち、17mで表わして、
製品中のブタジェンゴムのパーセントの10倍を越える
衝撃強さ)を要求されないし、一方比較的高い衝撃強さ
く即ち、17mで表わして製品中のブタジェンゴムのパ
ーセントの少くとも16倍の衝撃強さ)を要求される製
品は際立って高い光沢レベルを要求されない。(即ち、
60パーセントの光沢でもしばしば充分である。) 使用したゴムの全重量を基準とする重量パーセントで、
好ましくは80乃至90浦量パーセントの小さなサイズ
の粒子及びlO乃至20重量パーセントの大きなサイズ
のゴ25− ム粒子より成るゴム強化重合体では、一般に、小さなサ
イズのゴム粒子は好ましくは0.6乃至1.2マイクロ
メートルの容積平均直径を有し且つ大きなサイズのゴム
粒子は4乃至8マイクロメートルの容積平均直径を持つ
。小さなサイズのゴム粒子にグラフトした重合体重量は
該粒子のゴムの電歇の好ましくは少くとも1,5倍、よ
り好ましくは少くとも1.7倍である。 本発明のゴム強化重合体の性状は若し存在するのならば
、モノビニリデン芳香族化合物(類)の重合に先立って
又はその間に添加した可塑剤の値に左右される。可塑剤
又は潤滑剤はゴム強化重合体製品の特性(即ち流れ及び
耐熱特性)に影響し、従って最も都合良く使用する量は
所要の物理特性によりきまる。一般に、最も望ましい諸
特性の調和を得るためには、可塑剤又は潤滑剤は、ゴム
強化重合体の全重量を基準として、15重量パーセント
迄の比較的高い濃度、26一 好ましくは1乃至8重量パーセント、さらに好ましくは
1乃至7重量パーセントで都合良く用いる。 溶液から成る第一混合物を、グラフト促進開始手段を共
存させ、重合した単量体じゆうくまなく所望粒子サイズ
の高度にグラフトされたゴム粒子を分散させるに足る諸
条件で、マス重合に依り製造する。一般に所要の粒子サ
イズの高度にグラフトされたゴム粒子を生ずる単量体/
ゴム溶液中の単量体のマス重合の連続的方法が好都合に
採用されている。 重合は好ましくは、米国特許第2,727,884号中
に記載された様な1個又はそれ以上の実質上直線の層状
混合流又は所謂プラグ流れ型の反応器中で、部分的重合
生成物の一部分を循環するか又は循環せずして実施する
か又は別の方法として好まl−さが少いのだが、反応器
の内容物が本質的に隅々まで均一である攪拌タンク反応
器中で実施する。一般に、プラグ流れ型反応器を用いた
マス重合方法では、重合体の最初の形成で、最初に存在
する重合体が溶液から現れ、ゴム及び単量体の連続相に
くまなく分散した単量体中に溶解した重合体から成る不
連続相を形成する。結局は充分な量の単量体が重合され
、くまな(分散している不連続相を形成しているゴムと
共に、不連続相が連続相になる。 此の現象を”転相”と称し、この語は一般的にはゴムの
連続相中に分散した不連続相から、重合混合物中に明確
に連続相又は不連続相(と呼べるもの)が存在しない点
を通り越して、ゴムをくまなく分散している連続した重
合体相に重合体が変化することを意味する。別の方法と
して、連続重合方法及び攪拌タンク反応器を用いると、
重合混合物の残部に単量体/ゴム溶液を添加すると、本
質的にすぐさま転相が起る。 使用する重合条件に於て、小さなサイズのゴム粒子のゴ
ムに重合体の所望のグラフトをさせる能力のある如何な
る開始剤でも、ゴム強化重合体の製造でグラフト促進開
始方法として適切に用いることが出来る。重合体のグラ
フト促進に於ける開始剤の効率は重合温度、開始剤及び
ゴムの濃度に依る。所望の重合温匿に於てグラフトを充
分促進する開始剤は一般的にフリーラジカル型開始剤で
当業者が容易に選定出来る。〔例えばバイオ・アンゲグ
アント・マクロモレキュラーヘミ−88巻85−74嬢
ページ(1978年)のジエー・ビー・フィッシャ(J
、P、P’1acher)のキイネテイーク・デア・ラ
ジカリツシエン・プローフ1ング・フオ/・スチロール
・アウフ・ポリブタジェン(Kinetikder 1
’to、dikalischen Propfung
von 5tyrolauf Po1ybutadie
ne)参照〕か\る開始剤の代表には、たとえば過安息
香酸第三ブチル、及び過酢酸第三ブチルの29一 様なパーエステル類、ジベンゾイルペルオキシド、ジラ
ウロイルペルオキシド、1.1−ビス第三ブチルペルオ
キシシクロヘキサン、]、]8−ビス第三ブチルペルオ
キシー〇8.5−1!Jメチルシクロヘキサン、ジ−ク
ミルペルオキシド;光化学開始技術及び類似方法が含ま
れる。好ましい高度グラフト開始剤にはジベンゾイルペ
ルオキシド、過安息香酸第三ブチル、■、■−ビス第三
ブチルペルオキシシクロヘキサン及び過酢酸第三ブチル
がある。一般に、小さなゴム粒子にグラフトした重合体
を所望の高い程度にするために、開始剤は比較的高い濃
度で使用する。か\る濃度は、使用する特定の開始剤、
所望の重合体のグラフト率及びマス重合を実施する諸条
件を含む様々の因子に依存する。とりわけ、−個又はそ
れ以上の実質上線形流又はプラグ流れ型反応器を用いる
ゴム強化重合体の好ましい製造方法では、約100乃至
2000、好ましくは150乃至30− ]、 IJ U C1重(1・部の開始剤を単量体10
0万重は部当りに使用する。別の方法で、反応器の内容
物が本質上ずみず;lAよで均一である攪拌夕/り反応
器を用いて連続的方法で重合を¥施する時は、2f)U
乃至5 Of’) (J lri部のグラフ:・促進開
始剤を単量体100万部当りに使用する。 単量体、ゴム及びグラフト促進開始剤のほかに、反応混
合物は好ましくは前述の可塑剤父は潤滑剤を、又任意的
だが有第11なためには反応希釈剤を含む。都合良く使
いられる反応希釈剤には重合可能な単量体及びそれから
生成した重合体と溶液を形成する標f!A状態で液体で
ある有機物質がある。か\る有機液体希釈剤の代表には
、ベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレン又は
類似物の様な芳香族炭化水素及び不活性H換基を有する
芳香族炭化水素;ヘプタン、ヘキサン、オクタン又は類
似物の様な5眉まそれ以上の炭素原子を持った直鎖及び
分枝の飽和脂肪族(炭化水素)又は不活性1a換基を有
する飽和脂肪族(炭化水素);シクロ−\ギサン及び類
似物の様な5又は611i’jの炭素原子を持つ脂環式
炭化水素又は不活性な置換基を持つ脂環式炭化水素が含
まれる。水門に(R書中で使用したか\る有機液体希釈
剤の好ましいものは不活性11換基を有する芳香族であ
り、就中エチルベンゼン及びキシレノが最も好ましい。 、使用する時は、ゴA 、単量体及び希釈剤の全M楡を
基準として2乃至20重府パーセントの叶で反応希釈剤
を一般には使用する。可塑剤又は潤滑剤は重合の如何な
る途中の段階でも添加可能であるが、単量体、/ゴム溶
液の原料供給流にこれを添加するのが好ましく且つ原料
供給流は単量体及びゴムの全重量を基準とI、て好都合
には15重慣パーセンi・迄の、好ましく(・ま2乃至
8重量パーセントの可塑剤又は潤滑剤を含むものとする
。マス重合混合物は好ましくは酸化防止剤(例えばジー
第三ブチル−p−クレゾールの様なアルキル化フェノー
ル類又はトリスノニルフェニルポスファイトの様なホス
ファイト類);たとえばn−ドデシルメルカプタンの様
なアルキルメルカプタンの様な連鎖移動剤又はステアリ
ン酸亜鉛の様な離型剤のような重合助剤をも含んでいる
。一般に放も望ましい分子鉦を有している、小さなゴム
粒子のゴムにグラフトした重合体を得る促進剤は連鎖移
動剤であり、これを用いる時は一般に第一のゴム/単量
体混合物を基準として0,01乃至0.5重量パーセン
トの範囲の報を用い、転相後の重合混合物にだけ添加す
る。喘型剤も、用いる時は一般的に好ましくは転相後に
添加する。最も都合良く重合を実施する温度は特定の成
分類、特に使用したグラフト促進開始剤によるのだが、
一般的には00°乃至190℃の間で変るであろう。 転相に引続いて、鍋度にグラフトされた小さなサイズの
ゴム粒子の不可欠のサイズ安定化に続いて、小さなサイ
ズ−3:!I− のゴム粒子を含む重合体を第二のゴム含有混合物と混合
し、且つ二様態のサイズ分布のゴムを有しているゴム強
化重合体製品を製造する。ゴム強化重合体製品の一つの
製造方法では、高度にグラフトされた小さなサイズのゴ
ム粒子を含む部分的に重合した混合物の重合を完了させ
一目つゴムを橋かけ結合させ且つ未反応単量体のいづれ
も除去するに足る条件下に置く。続いて、この重合体生
成物を大きなサイズのゴム粒子を含んでいる他の重合体
生成物の所望量と、二様態のサイズ分布のゴム粒子をく
まなく分散させているゴム強化重合体製品を形成する条
件で、機械的に混合する。 ゴム強化重合体製品の他の製造方法は、大きな粒子サイ
ズのゴムをくまなく分散させた重合したモノビニリデン
芳香族化合物から成る部分的重合物を高度にグラフトさ
れた小さなサイズのゴム粒子をくまなく分散させた重合
したモノビニリゾ/芳香族化合物から成る部分的重合体
と混合す34− る。引続いて得られた混合物の重合を完了させ次に混合
物をゴムに橋かけ結合させ且つ残留半量・体を除去する
に足る条件下に混合物を置く。 ゴム強化重合体製品の好ましい製造方法では、第二のゴ
ム含有混合物が、モノビニリデン芳香族化合物の重合可
能単量体の一種又はそれ以上及びゴムの溶液から成る。 この第二ゴム/単量体溶液を、高度にグラフトされた小
さなサイズのゴム粒子をくまなく分散したモノビニリデ
ン芳香族化合物の部分的重合物からなる重合混合物と、
混合し、引続いて重合を完了させる。 一般に、重合混合物に添加する第二の単量体/ゴム溶液
は都合良く、ゴム、重合可能単量体(類)又は単量体/
重合体のブレンド、及び任意的に反応希釈剤、重合助剤
類(例えば開始剤及び/又は連鎖移動剤、及び類似物)
の様な他の成分より成る。ゴム及びモノビニリデン芳香
族化合物(類)の両者とも第一のゴム含有混合物中のそ
れ等と異なる物であることが可能であるが、然し、その
ゴム及びモノビニリデン芳香族化合物(類)は一般的に
初めの原料に用いられたものと同一である。一般に、単
量体による溶液中のゴムの重合体グラフトに先立って、
第二のゴム溶液を重合混合物に添加する。別の方法とし
て、添加に先立ってゴムを重合体で部分的にグラフトす
ることも出来る。前グラフトする重合体の最も好都合な
量は使用する特定の単量体及びゴム、及び仕上げた製品
の所望の特性によって変り、重合体を前グラフトする度
合いは広い範囲にわたって変えることが出来る。重合混
合物へ単量体及びゴムの第二溶液の添加に続いて、所望
の粒子サイズで添加したゴムを連続重合体相中に分散さ
せる。混合物を一般に100°乃至190℃の範囲の加
熱温度に置いて重合を完了させ且つ混合物をゴムを橋か
け結合させ、未反応単量体を除去するに足る諸条件に置
く。例示した態様のいずれかを用いた時、重合した単量
体中のゴムの橋かけ結合及び未反応単量体類、若し使用
した時は反応希釈剤もその上に、及び他の揮発性物質の
除去は、例えば反応混合物を脱気チャンバーに導き、例
えば2(]0°乃至300℃の加熱温度に於て貞空下で
単量体及び他の揮発物をフラッシュさせ、チャンバーか
らそれ等を除去する様な在来の脱気方法を用いて都合良
〈実施する。 以下の実施例は本発明の10点を例示するために述べる
ものであって、その範囲を限定する意味にとるべきでは
ない。 実施例中では、特にことわり書きしない限り、すべての
割合及びパーセントは重量である。 実施例■ 二様態の粒子サイズ分布のゴムをくまなく分散させたポ
リスチレン・マトリックスから成るスチレンのゴム強化
137− 合体を、本質的には米国特許第2.727,884+号
に記載された様な数個のプラグ流れ型反応器を用いて製
造した。反応器を直列に連結し、各反応器は可変速度攪
拌機及び加熱、冷却手段を備えた。ファイヤーストン・
タイヤ・アント・ラバー社(Firestone Ti
re and Rv、bber Co口かランエン55
エヌエフーエーとして販売された低シスポリブタジェン
ゴム7.2パーセント、エチルベンゼン8.5パーセン
ト、精製鉱油も5パーセント、グラフト促進開始剤の過
安息香酸第三ブチルO,OB5パーセント及び残余はス
チレンから成る溶液の85部を第一反応器の最上部から
連続的に添加した。転相後、望ましい小さなサイズの高
度グラフトゴム粒子をスチレンの部分的に重合した重合
体にくまなく分散する様に重合条件を調節した。重合混
合物の固体含量が50パーセントに近付いた時、第一反
応器の最上部に添加したのと同一の組成を持つ第二のゴ
ム含有混合物38− 15剖を重合混合物に流力[比た。転相後、第二のゴム
含有混合物の添加に先立って連鎖移動剤n−ドデシルメ
ルカプタン(原料供給流100万重量部当り800重量
部)、離型剤及び酸化防止剤を重合混合物に添加した。 第二混合物の添加に続いて、新たに添加したゴムが望ま
しい大きな粒子サイズを持つゴム粒子として重合体相じ
ゆうに分散される様な条件で重合を続行した。そして、
単量体の重合体への所望の転化が達成される迄重合を続
けた。次に得られた混合物を最終反応器の底部から技出
し、脱気装置へと導いた。ここでゴムが更に橋かけ結合
し、残存単量体及びエチルベンゼンを重合混合物から除
去して重合プロセスに再循環させた。このゴム強化ポリ
スチレンを試料&1と名付けた。 原料溶液が精製鉱油5パーセント及びグラフト促進開始
剤0.0キパーセントを含有し、原料供給流100万重
量部当り500重量部の連鎖移動剤を用いる以外は試料
&1の製造について記載した方法を用いて、更に第二の
ゴム含有混合物には開始剤を存在させずに、二様態の粒
子サイズ分布を南するゴムを含んだゴム強化ポリスチレ
ンを製造した。 かく製造したゴム強化ポリスチレンを試料屋2と名句け
た。 比較例A 第−及び第二のゴム含有混合物をブレンドし得られた混
合物を第一反応器の最上部に添加し、その後ゴムの添加
を行わない以外は試料&lについて記載した方法を用い
て一様態の粒子サイズの分散したゴム粒子を有するゴム
強化ポリスチレンを製造した。かくして製造したゴム強
化ポリスチレンを試料&Aと名付けた。 比較例B 分散したゴムの粒子サイズを増加させる様に攪拌速匿を
調節する以外は試料&Aの製造に使用したのと同一の方
法で一様態のサイズ分布の分散したゴム粒子を有するゴ
ム強化ポリスチレンを製造した。此の方法を用いて製造
したゴム強化ポリスチレンを試料MEと名付けた。 比較例C ゴム強化ポリスチレン生成物を本発明の範囲外にするた
。 めに大きなゴム粒子の粒子サイズを十分に減少させる様
に攪拌機速度を調節する以外は試料41について記載し
た方法を用いて二様態のサイズ分布のゴム粒子を有する
ゴム強化ポリスチレンを製造した6かくして製造したゴ
ム強化ポリスチレンを試料&Cと名付けた。表1中で具
体的に示した平均物理緒特性は此の比較例の生成物がタ
フネス及び光沢特性の望ましい調和を有していることを
示しているが、実測した衝撃強さが報告した値より遥か
に低いところから報告した数字より若干高いところまで
さまざまである風質りなものであった。 41− 比較例D ポリスチレン生成物を本発明の範囲外にするために小さ
なゴム粒子のサイズを充分に増大させる様に攪拌機を調
節する以外は試料41の方法を用いて連続したポリスチ
レン・マ) IJラックス(まなく二様態粒子サイズ分
布のゴムを分散させたゴム強化ポリスチレンを製造した
。此の方法を用いて製造したゴム強化ポリスチレン生成
物を試料&Dと名付けた。 分散したゴム相の粒子サイズ、大及び小雨ゴム粒子にグ
ラフトした総量、小さいゴム粒子にグラフトした量、ア
イゾツト衝撃強さ、光沢及び破断に於ける伸びを試料胤
1.2及びA−1)について測定した。それらの測定結
果を表1に示す。 42− 1 1、U 85 6.5 1
5 8.52 1.0 85 6
.0 15 8.5A’ 1.0 1
00 − − 8.5B” 2.2
100 − − 8.5C”
1.0 85 8.0 15 8.5
D” 2.2 85 6.5 15
8.5衣 1 1.87 1.51 117 18
.7 75 401.54 1.71
184 15.8 75
801.51 117
13.7 85 141.55
171 20.1 85
201.38 1.51 112
18.2 80 201.40 1
.55 160 18.8 25
40〔注記〕米 本発明の試料にあらず(参考例
生成物)(1)分散ゴム相は粒子サイズ、製品中のゴ
ムの総パーセント及び小及び大サイズゴム粒子の形を有
している全ゴムの割合(パーセント)で特徴付けられる
。表中、l? P Sはマイクロメートルで示したゴム
粒子の容J*乎均粒子サイズをあられし、チは、それぞ
れ小又は大サイズのゴム粒子の形を有する全ゴムの割合
をitパーセントで示したものであり、全ゴムチはその
生成物の総重敏を基準とした、ゴム強化重合体中の全ゴ
ムの重歇チである。ゴム粒子は必要により可視相コント
ラスト顕微説によって補った市場に入千呵能な粒子サイ
ズ分析器〔例えはカルター・カウンター(Coulte
r Countet)〕で測定する。 (2)全ダラフトは1蘭又はそれ1ヅ−ヒのゴム連鎖(
大及び/J%ゴム粒子の両者)VCクラフト【7た屯合
体連釦の総針であり、冷溶媒抽出法で測定する。明確に
、ポリスチレンをゴム強43− 化di重合体ら、アセトン80部及びシクロヘキザン2
oH1(から成る溶媒を先ず用いて抽出する。溶解した
ボリスチl/ンの分離後、アセトン50部及びメチルエ
チルケトン50部から成る溶媒を用いて抽出を繰返す。 もう一度この後の抽出を不溶残渣【ついて繰返す。次に
不溶試料を乾燥し秤歇する。(重量A)この重量はゴム
及びグラフトした重合体の総重駿である。生成物中の重
合したブタジェンのエチレン性結合と一塩化沃素との反
応を伴う方法でゴムの量を求め、ゴムのKltB)は過
剰の−141fヒ沃累を用いて未反応の一塩化沃素をチ
オ硫酸す)IIウム溶液で逆滴定して測定し、 であり、 小さなサイズのゴノ、粒子にグラフトした重合体は小さ
なすィズのゴム粒子だけから成るゴム強化ポリスチレン
を使用し−(類似の手法でdll+定する。特に試料、
%IK関しては、100部のゴム/I¥1耐体溶液を第
一反応器の最」二部に添加し、追加のゴムを重合体混合
物に添加しない(即ち 比較例A)以外は試料/I61
の製造に使用した方法を用いてゴム強化重合体を製造(
〜だ。 (8)アイゾツト衝撃はインターナショナル・スタンダ
ード2897/2記載の方法で調製した基準状態の引張
り試験片を用いて、同試験法に規定されている試験方法
を用いて測定した。ジュール/メート(J/n1.)で
表示したノツチ付のアイゾツト衝撃であり、Nで示した
のはゴム中の重合したブタジェンの重責パーセントに対
するJ / mで表示したアイゾツト衝撃の比である。 (4)40℃の金型温度及び215℃の融成物温度に於
て射出成型した1、 OCmX 10cnXX 2mm
の寸法を有する試料についでASTM試験法D52B−
80,60℃を用いて光沢を測矩する。使用した金型は
表面あらさ係数0.02を有するなめらかな表面の金型
である。試験片を調製するために、射出圧力をフラッシ
ュ成型が認められる壕で増加させ次に圧力を下げて過剰
の物質(フラッシュ成型)が認められなくなる様にした
射出圧力でゴム強化重合体を射出する。 試料の巾の中央の射出点の反対側の試料の縁から8.5
cmで光沢を測定する。 (5)インターナショナル・スタンダード”2897/
2F+己載の方法で調製した基準状態の引張り試験片を
用いて、同試験法に規定されている試験方法で伸びを測
定する。 表1のデータで明白となった如く、調和のとれた緒特性
は、高度グラフト小さなサイズゴム粒子及び大きなサイ
ズのゴム粒子とが本発明中で特定した粒子サイズの範囲
内にある時だけ、得られるのである。特に、大きなゴム
粒子の粒子サイズが小さくなり過ぎると、ゴム強化重合
体の破断に於ける仲ひが容許出米ぬレベルに低下する。 逆に、小さな粒子サイズのゴム粒子サイズが犬きくなり
過ぎると、光沢が容許出米ぬレベルに減少する。更に、
表1中に報告された結果は小さなゴムの粒子サイズのも
のが高度にグラフトされねばならぬ事を示している。一
様態の粒子サイズの分散したゴム相を有する様に製造し
たゴム強化重合体は所望のタフネスと光沢との調和を有
していないことが明らか(!:なった。更に、ASTA
(試験法Z)−1288、条件G(200℃;5,00
0部荷重)で定めた試験法を用いて測定した、試料/1
61及び2のメルト・フロー・レートは7から9ji/
10rnin、である。 実施例2 二様態の粒子サイズ分布のゴム全く′1なく分散させた
ゴム強化スチレン重合物を、第一のゴム/単険体混合物
が過安息香酸第三ブチル及び5%の精製鉱油の代りに0
.02パーセントの1,1−ビス第三ブチルにルオキシ
ーシクロヘキサンを含む以外は実施例1の試料/161
の製造に採用した方法を用いて製造した。重合混合物が
約85パーセントの固体に達した時、高度にグラフトさ
れたゴムを含んだ部分的に重合した混合物の80パーセ
ントを再循環し、第一のゴム/単歇体原料供給流と合体
させた。 得られたゴム強化重合体製品は、10及び6.0マイク
ロメートルの容積平均粒子サイズの二様態の粒子サイズ
分布及び、小粒子で存在するゴムの重量の少くとも1.
8倍の小粒子グラフト総含量を有していた。このものは
、79パーセントの光沢を有し、121J/rrLのア
イゾツト衝撃を有し、これは製品中に含まれるゴムのパ
ーセントの約14倍であって、又21パーセントの伸び
を有していた。 50パーセントの再循環比を用いたところ、得られたゴ
ム強化重合体製品では類似した緒特性が得られた。 実施例3 第一のゴム/単量体混合物が過安息香酸第三ブチル及び
2.5パーセントの精製鉱油の代りに、グラフト促進開
始剤1.1−ビス第三ブチルペルオキシシクロヘキサン
の0.02%を含有し、第二のゴム含有混合物にグラフ
ト促進開始剤が含まれていない以外は実施例1で採用し
た方法を用いて二様態の粒子サイズ分布のゴム粒子をぐ
寸なく分散させたポリスチレン・マトリックスより成る
ゴム強化スチレン重合体を製造した。得られたゴム強化
重合体製品は1.0及び6.0マイクロメートルの容積
平均粒子サイズ及び小粒子で存在するゴムの!fi量の
少くとも1.3倍の小粒子グラフトm含量を有していた
。これは84パーセントの光沢、製品中に含1れるゴム
のパーセントの約11倍の92J/mのアイゾツト衝撃
及び27パーセントの伸びを有していた。メルト・フロ
ー・レートは4.59/ 10 minであった。 実施例4 大及び小ゴム粒子の調製に利用したゴムが7アイヤース
トン・アンド・ラバー社からジエン35ネヌエフーエー
として販売された低シスポリブタジェンゴムである以外
は実施例8に便用した同一の方法を用いて二様態の粒子
サイズ分布のゴムをくまなく分散させたポリスチレン・
マトリックスから成るゴム強化スチレン重合体を製造し
た。得られたゴム強化重合体製品は1.0及び6.0マ
イクロメートルの容積平均粒子サイズ、及び小粒子であ
るゴムの重量の少くとも1.8倍の小粒子グラフト総含
量を有していた。それは80パーセントの光沢、製品中
に含量れるゴムのパーセントの約11倍でもある92J
/rnのアイゾツト衝撃及び38パーセントの伸びを示
した。メルト・フロー・レートは6 、S’/ 10
m1nT!あツタ。 実施例5 ゴム、It体混合物が6.1%のゴム(ジエン55)を
含む以外は実施例8と同一の方法を用いて、二様態の粒
子サイズ分布のゴム全く壕なく分散させたポリスチレン
・7トリノクスより成るゴム強化スチレン重合体kn造
1〜だ。得られたゴム強化重合体製品は小粒子であるゴ
ムの重量の少くとも1,3倍の小粒子クラフト含量を待
つ(ゴムの85パ〜セントが1マイクロメートルの平均
粒子サイズを有し且つゴムの16パーセントが6マイク
ロメードルの平均粒子サイズを有する)7重量パーセン
トのゴム金言んでいた。 それは85パーセントの光沢、製品中に含量れるゴムの
パーセントの約11倍である80J/rnのアイゾツト
@撃及び44パーセントの伸びを示した。メルト・フロ
ー・レートは4.8 g/ 10 rninであった。 実施例6 52− 1.1−ビス第三ブチルペルオキシシクロヘキサンを用
いて二様態にゴム全く壕なく分散させたポリスチレン−
マトリックスから成るゴム強化スチレン重合体を製造し
た。 マトリックスは5゜4パーセントのゴム強化ゴム生成物
から成るゴム(ジエン55)及び1マイクロメートルの
平均粒子サイズを有し、それにグラフトした重合体ブレ
ンドの量がその粒子であるゴムの重量の少くとも14倍
であり、ゴムの26パーセントは6マイクロメードルの
平均粒子サイズを有している、74パーセントのゴムと
から製造した。 製品は更に3.4パーセントの鉱油を含んでいた。得ら
れたゴム強化重合体製品は74パーセントの光沢、製品
中に含−よれるゴムの量の約15倍である81J/mの
アイゾツト衝撃及び40パーセントの伸びを示した。 手続補正書(方式) 昭和58年7月25日 特許庁長官若杉和夫殿 ■、事件の表示 昭和58年%許願第981.61号 2、発明の名称 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ザ ダウ ケミカル カンパニー163−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■1重合可能なモノビニリデン芳香族化合物の一種又は
それ以上から誘導された重合体と該重合体中に分散され
た相互に分離したグラフトされたゴム粒子とを有し、且
つゴムの総量の70及至95重量パーセントが0.5及
至1.5マイクロメートルの容積平均直径を持つ粒子と
して存在し、ゴムの総量の5乃至80重1パーセントが
4乃至6マイクロメードルの容積平均直径を持つ粒子と
して存在し、且つ小サイズのゴム粒子のゴムにグラフト
した重合体の総量が該小サイズ粒子のゴムの重量の少く
とも1.8倍であることを特徴とするゴム強化重合体。 2、ゴムが1,8−ブタジェンの単独重合体又は共重合
体であり且つモノビニリデン芳香族化合物がスチレンで
ある特許請求の範囲第1項記載のゴム強化重合体。 8、ゴムの粒子サイズ、各粒子サイズの量及び重合体グ
ラフトがゴム強化重合体が少くとも18パーセントの伸
び、少くとも70パーセントの光沢及び、ゴム強化重合
体中の重合したブタジェンのパーセントの少くとも10
倍の、ジュール/メートルで表現した衝撃強さを示すに
足るものである特許請求の範囲第2項記載のゴム強化重
合体。 4、ゴムの粒子サイズ、各粒子サイズの量及び重合体グ
ラフトがゴム強化重合体が少くとも25パーセントの伸
び、少くとも60パーセントの光沢及び、ゴム強化重合
体中の重合したブタジェンのパーセントの少くとも12
倍の、ジュール/メートルで表現した衝撃強さを示すに
足るものである特許請求の範囲第2項記載のゴム強化重
合体。 5、ゴムの粒子サイズ、各粒子サイズの量及び重合体グ
ラフトがゴム強化重合体が少くとも25パーセントの伸
び、少くとも60パーセントの光沢及び、ゴム強化重合
体中の重合したブタジェンのパーセントの少くとも16
倍の、ジュール/メートルで表現した衝撃強さを示すに
足るものである特許請求の範囲第2項記載のゴム強化重
合体。 6、ゴムの粒子サイズ、各粒子サイズの1及び重合体グ
ラフトがゴム強化重合体が少くとも25パーセントの伸
び、少くとも90パーセントの光沢及び、ゴム強化重合
体中の重合したブタジェンのパーセントの少くとも10
倍の、ジュール/メートルで表現した衝撃強さを示すに
足るものである特許請求の範囲第2項記載のゴム強化重
合体。 7、ゴム強化重合体がゴム強化重合体の総重量を基準に
して5乃至10重量パーセントのゴムを含み、該ゴムの
80乃至90重量パーセントの容積平均直径が0.6乃
至1.2マイクロメートルであり、該ゴムのIO乃至2
0重量パーセントの容積平均直径が4乃至8マイクロメ
ートルであり且つゴム強化重合体が更にゴム強化重合体
の重量を基準にして1乃至7バーセントの鉱油を含む特
許請求の範囲第2項記載のゴム強化重合体。 8、重合可能なモノビニリデン芳香族化合物の一種又は
それ以上から誘導された重合体と該重合体中に分散され
た相互に分離したグラフトされた、l、8−ブタジェン
の単独重合体又は共重合体から成るゴム粒子とを有し、
且つゴムの総量の70乃至95重量パーセントが0.5
乃至1.5マイクロメートルの容積平均直径を持つ粒子
として存在し、ゴムの総量の5乃至80重量パーセント
が4乃至IOマイクロメートルの容積平均直径を持つ粒
子として存在し且つ小及び大サイズの両ゴム粒子の総ゴ
ムにグラフトした重合体の縮重が該粒子のゴムの重量の
少くとも1.8倍であり、犬及び小粒子のゴムに分配さ
れ、且つゴム強化重合体の光沢が少くとも70パーセン
トであり、伸びが少くとも18パーセントであり、ジュ
ール/メートル(J/m)で表現したアイゾツト衝撃が
ゴム中のブタジェンのパーセントの少くとも10倍であ
り、ASTM D−1288、条件Gの方法で測定し
たメルト・フロー指数が8から1297m1n。 であることを特徴とするゴム強化重合体。 9、重合可能なモノビニリゾ/芳香族化合物の一種又は
それ以上及びゴムの溶液から成る第一混合物を重合体の
ゴムへのグラフトを促進する開始剤の存在下で且つモノ
ビニリデン芳香族化合物の重合体及び0.5乃至1.5
マイクロメートルの容積平均直径を有する高度にクラフ
トされたゴム粒子の相互に分離した粒子を含む連続相を
形成するに足る条件に於てマス重合し;引続いて、第二
ゴム含有混合物(ゴムは第一混合物のゴムと同一でも異
なっていてもよい)を、5− 先に形成したゴム粒子が連続する重合体相中にくまなく
分散されたま\であり1つ新規添加ゴムが第−及び第二
ゴム/単量体溶液のゴムの5乃至80重量パーセントを
形成し且つ4乃至10マイクロメートルの容積平均直径
を有する相互に分離した粒子としてその中に分散される
条件で、重合混合物に添加する工程より成る、二種の異
なる粒子サイズのゴムを芳香族重合体マトリックスにく
まなく分散させた一種又はそれ以上のモノビニル芳香族
化合物のゴム強化重合体の製造方法。 叫、第二混合物の重合混合物への添加に先立って、第二
のゴム含有混合物中のゴムを前グラフトする特許請求の
範囲第9項記載の方法。 11、連続マス重合方法を用いて重合を実施し、且つ第
二のゴム含有混合物との混合に先立って、所望サイズの
高度にグラフトされたゴム粒子をその中にくまなく分散
した、モ6− ノピニリデン芳香族化合物の部分的重合物より成る連続
相を形成するに足る条件に於て第一混合物を重合させ、
第二のゴム含有混合物はゴム及び重合可能なモノビニリ
デン芳香族化合物の一種又はそれ以上の溶液より成り、
且つ第−及び第二混合物の混合後、重合を引続いて完了
させ且つ未反応嚇量体類を除去し且つゴムを橋かけ結合
するに足る条件Fに重合混合物を置く諸工程より成る特
許請求の範囲第9項記載の方法。 ゼ、第二のゴム含有混合物との混合に先立って、所望サ
イズの高度にグラフトされたゴム粒子をその中にくまな
く分散した、モノビニリデン芳香族化合物の部分的重合
物より成る連続相を形成するに足る条件に於て第一混合
物を重合し、且つ所望サイズのゴム粒子をその中にくま
なく分散した、モノビニリデン化合物類の一種又はそれ
以上の部分的重合物より成る連続相を形成するに足る条
件に於て第二のゴム含有混合物を重合し且つ、第−及び
第二混合物の混合後、引続き、重合を完了させ且つ未反
応単邦体類の除去及びゴムの橋かげ結合に充分な条件下
に重合混合物を置く諸工程より成る特許請求範囲第9項
記載の方法。
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AU572457B2 (en) | 1988-05-12 |
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