JPS6021708B2 - 耐衝撃性熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

耐衝撃性熱可塑性樹脂組成物

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JPS6021708B2
JPS6021708B2 JP10824880A JP10824880A JPS6021708B2 JP S6021708 B2 JPS6021708 B2 JP S6021708B2 JP 10824880 A JP10824880 A JP 10824880A JP 10824880 A JP10824880 A JP 10824880A JP S6021708 B2 JPS6021708 B2 JP S6021708B2
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rubber
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diene rubber
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彰彦 岸本
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐衝撃性、耐久性にすぐれたビニル芳香族単量
体−ビニルシアン単量体−ジェン系ゴムの3元共重合体
樹脂(以下ABS樹脂と称す)に関するものである。
A茂樹脂に代表されるゴム補強グラフト共重合熱可塑性
樹脂は分散ゴム粒子のゴム特性により物性が大きく変化
するためその物性を利用して多種の用途面にそくした種
々の樹脂が作られ、その製品形状も複雑になっているこ
とが知られている。
この中で外部応力が常時加わっている場合、及び加熱冷
却の温度変化のサイクルの中で使われ、金属との接合部
を有するため樹脂の熱鋼鞍張による収縮歪が作用して割
れる場合等があり、これらのいわゆる熱応力に対する対
策(耐久性の良い材料)が要求されている。ここで言う
耐久性とは、前述の様な諸応力に由来する樹脂の耐応力
劣化特性(耐脆化性)のことであり、この耐久性は耐衝
撃性と共に実用時の腕化によるワレなどに大きく影響を
与える特性値である。
従来のABS樹脂は耐衝撃性−剛性バランスが良好であ
ることは良く知られているが、耐久性に乏しいことが欠
点とされ、耐久性を必要とする分野への適用は不向きと
されてきた。
A茂樹脂の性質上、高衝撃タイプとするためにはゴム分
を多く含む樹脂組成物とし、高剛性タイプとするために
はゴム分の少ない樹脂組成物とするのが一般的な方法で
あることによるものである。
従来のような耐衝撃性−剛性のバランスを持つABS樹
脂を必要とする分野においては、いずれのタイプを応用
するにしても、製品肉厚を厚くすること、即ち材料の大
量使用により対処されてきた。本発明者はこのような耐
衝撃性−剛性バランスをもち、しかも製品の肉厚を薄く
してもなお耐久性のすぐれたABS樹脂組成物を得るべ
く鋭意桧謝した結果本願発明に致つたのである。
すなわち本発明は、{ィ}本質的にゲルがないか、もし
くはゲルの少ないジェン系単独、もしくは、ジェン系ゴ
ムと共重合可能な単量体との共重合体ゴムのジェン系ゴ
ムラテツクス■と、ゲルを多く含むジェン系ゴム単独も
しくはジェン系ゴムと共重合可能な単量体との共重合体
ゴムのジェン系ゴムラテツクス{B}を混合し、この混
合ラテツクスを凝集肥大処理してなる重量平均粒子径が
0.15〜1.0仏の凝集肥大化ゴムラテックスを基体
ゴムとし芳香族ピニル化合物とビニルシアン化合物をグ
ラフト共重合してなるグラフト共重合体と、{oi芳香
族ビニル化合物とビニル・シアン化合物の共重合体とを
ブレンドしてなる、ゴム質含有量5〜6の重量部を含む
、耐衝撃性耐久性にすぐれた熱加塑性樹脂組成物である
。本願発明によって得られた樹脂は従来のABS樹脂に
ないすぐれた耐久性をもち、従来のゴム粒子と耐衝撃性
、剛性の関係をはるかにしのぐ高い衝撃の発現のある事
を見し、出した。
本発明で用いる■のラテックス中のジェン系ゴムはゲル
含有率が少ないもの、好ましくはゲル含有率5%以下、
更に好ましくはゲル含有率3%以下のもの、重量平均粒
子径としては0.25仏以下、好ましくは0.20山以
下のものが使用される。
たとえば市販されているホームラバー用ラテツクス等が
ある。重量平均粒子径が0.26〃以上の場合は耐衝撃
性の発現が充分でなく好ましくない。脚のラテックス中
のジェン系ゴムはゲル含有率20%以上重量平均粒子径
0.07〜1.0山好ましくはゲル含有率50%以上重
量平均粒子径0.1〜0.45山のものが使用される。
重量平均粒子径0.07山以下のものの場合は肥大化ゴ
ムの外形を異形にとるのがむずかしく、耐衝撃性、耐久
性の発現が充分でなく好ましくない。このゴムラテック
スは通常の乳化重合法により水と単量体の割合、乳化剤
を適当に選ぶことにより製造できる。
凶のラテツクスと脚のラテツクスの浪合比(固型分換算
)はの/‘B}=5〜90/95〜10好ましくは10
〜80/90〜20である。凶/【B}=0〜4/10
0〜96の場合、風のラテツクス中のゴム含有率が少な
すぎて耐衝撃性耐久性の発現が充分でなく好ましくない
。また■/‘BI=91〜100/9〜0の場合は、■
のラテックス中のゴム含有率が多すぎて肥大化ゴムの外
形を異形にすることがむずかしく、耐衝撃性、耐久性の
発現が充分でなく、好ましくない。このブレンドゴムラ
テツクスを一般に知られた方法、例えば冷凍法、酸法に
よる凝結法、ホモジナィザー処理法等の方法により、凝
集肥大化後のゴムラテックスの重量平均粒子径が0.1
5〜1.0叫こなるように凝集肥大化する。凝集肥大化
後の重量平均粒子径が1.0仏以上の場合、製品表面に
フィシュアィが発生し、外観上好ましくない。凝集肥大
化する際に、乳化剤、アルカリ等を加えてラテックスの
安定化を行なってもよい。0.15仏以下の場合、組成
物の耐衝撃性が劣るので好ましくない。
該凝集肥大化ラテックスを用いて、芳香族ビニル化合物
、及びビニルシアン化合物を主体とする単量体混合物を
乳化グラフト共重合する場合には、通常のABS樹脂が
乳化グラフト共重合で製造される方法が適用される。
この際にグラフト共重合される単量体としては、芳香族
ビニル単量体、ビニルシアン単量体が主体であるがこれ
らと共重合可能な単量体を加えても使用することができ
る。芳香族単量体としてはスチレンが代表的であり、他
にaーメチルスチレン、イソプロピルスチレン、ハロー
スチレン、その他の置換スチレンなどがある。ビニルシ
アン単量体としてはメタクリロニトリル等のビニルシア
ン化合物類がある。またこれらの単量体と共重合可能な
単量体としてはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル等
のアクリル酸ェステル類、メタクリル酸メチル、メタク
リル酸エチル等のメタクリル酸ェステル類がある。乳化
グラフト共重合法としては、ゴムラテックス存在下に芳
香族ビニル単量体及びビニルシアン単量体をグラフト共
重合反応させる。本発明に於いて基体ゴムとしてかかる
凝集肥大化ゴムラテックス5重量%以上含む他のジェン
系ゴムラテツクスとの混合ラテツクスを用いることも可
能でる。
反応触媒は特に限定されず、油溶性、水溶性のいずれで
も乳化重合に適用出来るものが使われる。
乳化剤としてはロジン酸石けん、脂肪酸石けん、他、合
成界面活性剤が使われる。
この様にしてグラフト共重合体ラテックスを通常の方法
で凝固−乾燥の後処理工程を経て、グラフト共重合体を
得る。
得られたグラフト共重合体を別に製造したアクリルニト
リル・スチレン共重合体等の芳香族ビニル化合物とビニ
ル・シアン化合物の共重合体とブレンドして熱可塑性樹
脂組成物を得る。また、この共重合体に通常のプラスチ
ック用添加剤、安定剤、可塑剤、他、所望の着色剤等を
添加して製品化することも出来る。本発明の特徴をより
解りやすくするため、本発明により得られたABS樹脂
のゴム製造と従来のABS樹脂のゴム製造を比較して示
した。
第1図は実施例1ーロすなわち本発明によって得たAB
S樹脂超薄切片の電子顕微鏡写真である。第2図は比較
例2すなわち従釆のABS樹脂超薄切片の電子顕微鏡写
真である。ゴム形態の観察は加藤のゴム観察法〔プラス
チック第1袋登第4号1頁(1967)〕による。本発
明の特徴を第1図が明確に表わしている。
すなわち、肥大化ゴムの外形が従来ABSに較べ異形を
なしている。更に細部では、肥大化粒子の中に個々の粒
径を維持し、かつ内部においては内包された形をなした
、単一のゴム粒子が確認出釆る。この本発明の特徴的ゴ
ム形態を解析してところ、内包された形をとっているゴ
ム粒子径と、肥大化処理前のゲルを50%以上含むゴム
粒子径がほぼ一致した。この事から第3図に示した様な
、言わば二相構造をもった従来にないゴム形態をもって
いることが推定できる。この様な形態となるためには、
本質的に2のラテックス、即ち軟らかいゴムと、1のラ
テツクス、即ち硬いゴムの組合せで効果をおこすもので
ある。
この様にゴム形態をなしている本発明のABS樹脂が本
発明の特徴とする、超高衝撃、耐久性の発現に寄与して
いる。
以下本発明を実施例で詳細に説明する。
実施例 1 凶のラテツクスとして 平均粒径0.05山、結合スチレン24%、ゲルのない
SLBラテックス(日本合成ゴム■製)を用いる。
‘B}のラテツクスとしては、 ブタジェンモノマ10碇郡、ロジン酸カリウム2.5部
、n−ドデシルメルカプタン0.2部、リン酸三ナトリ
ウム0.4部、水酸化ナトリウム0.05部、過硫酸カ
リウム0.2部、イオン交換水14暗部を渡洋可能な5
そのオートクレープに混合液2.5kg仕込み、充分な
鷹梓下にて温度50〜60℃範囲で重合反応をおこなわ
せ、到達重合率が96.5%まで達した後、未反応モ/
マをスチーム・ストリッピングして除去したラテックス
を得た。
■,{B}の各ラテックスの特性を第1表に示す。
風のラテツクスと【B’のラテツクスの比が3対7,7
対3の比(固形分換算)になる様、室温中でブレンドし
た。これら各ブレンドラテツクスの固形分換算で500
夕となる量を3そのビーカに仕込み、緩慢な蝿梓下にて
ドデシルベンゼン・スルホン酸ソーダ10%水溶液を5
夕加えた。凝集剤としてHCIO.2%水溶液をこれぞ
れ650夕と900夕を添加し、50夕/minの仕込
スピードで行なった。このHCI水溶液を添加終了後5
分間、緩慢な縄梓を継続し、しかる後、5%のNaOH
水溶液を、HCIO.2%水溶液650タ添加したもの
には39夕、900タ添加したものには54夕をそれぞ
れ速やかに加えた。これらブレンドラテツクスの凝集肥
大化ラテツクスの特性を第2表に示す。
ただし凝集剤のHCI水溶液の量の650夕の方を1,
1′、900夕の方をロー0′とする。この凝集肥大化
ラテックスを80メッシュの金網で、ロ過した。
メッシュ上のブロックは0.5%以下と僅かであった。
凝集肥大化ラテックスを固形分換算で45部デキシトロ
ーズを0.5部、ピロリン酸ソーダを0.5部、硫酸第
1鉄を0.005重量部、そして重合反応系の全水量が
300の重量部となる量のイオン交換水、各々グラフト
英重合体600夕(収率100%として)に対応する量
を、温度コントロール可能、濃伴可能な3そのガラス反
応容器に仕込む。
仕込完了後、弱い磯梓下にて、昇温開始し、糟内温度が
60℃に達した時点から、スチレン:4の部、アクリロ
ニトリル:15部、第3級ドデシルメルカプタン0.2
部の混合単量体をグラフト共重合体600夕(収率10
0%として)に対応する量を4時間の等速仕込みとし、
クメン・ハイドロ・パーオキシド0.2部(英重合体1
0慣熟こ対し)及び10%に調節されたオレィン酸カリ
ウム水溶液は5.5時間の等速仕込みとした。反応温度
は60〜65二0にコントロールした。
クメンハィドロ・パーオキシドと、オレシン酸カリウム
を添加終了後70午0に昇温し30分間熟成の後、2,
6、ジターシヤIJ−・ブチル・パラクレゾール0.5
重量部(共重合体10礎鋤こ対し)を添加溶解させ40
qoに冷却した。このグラフト共重合体ラテックス8仇
hesh金網でロ過した。フロツクはいずれも0.2%
以下であった。このグラフト共重合体ラテックスを塩析
、脱水、乾燥し白色/ぐゥダを得た。
この45%ゴムを含む、グラフト共重合体にゴム舎率が
15%になる様に、別に準備したAS樹脂(スチレン/
アクリロニトリル:73/27)をブレンドし、4仇舷
◇押出機(田辺■製)にて押出処理し、ストランドベレ
ットを得た。
この樹脂を成形し、物性を測定した。アィゾット衝撃強
度はASTM−D256に従い、引張強度はASTM−
D6斑に従った。定荷重応力劣化特性は、この樹脂から
、ホットプレス成形機で残留ひずみが極小になる様注意
して1肌シートを作成し、このシートを小型打抜きダン
ベル試験機で打抜き、チャック間25肋の小型ダンベル
試験片を得た。
このダンベル試験片に150k9/仇の定荷重をかけ2
3qCで5日間放置した。この処理をした後、荷重を除
去し、引張り試験を行なった。なお、プランク値として
、無荷重5日間放置品も引張り試験を行なった。そして
耐応力劣化性の判定は、引張り破断のび量、及び保持率
で比較した。破断のび量が5%以下のものは腕性破断を
生じており、著しい応力劣化を生じていた。結果を第1
,2表に示す。
実施例 2 ブタジェンモノマ10の都、ロジン酸カリウム1.5部
、n−ドデシルメルカプタン0.15部、リン酸三ナト
リウム塩0.4部、水酸化ナトリウム0.05部、過硫
酸カリウム0.18部、イオン水換水10の重量部を縄
梓可能な5そのオートクレープに混合液2.5k9を仕
込み、充分な凝梓下にて温度50〜60午0の範囲で重
合反応をおこなわせ到達重合率が96.2%まで達した
後、未反応モノマをスチーム・ストリッピングして除去
して‘B}のラテツクスを得た。
この【B}のラテックスを用いる他は実施例1と同様の
方法で実施した。結果は第1,2表に示した。実施例
3 ブタジェンモノマ10畔都、ロジン酸カリウム3.0部
、n−ドデシルメルカプタン0.2部、リン酸三ナトリ
ウム塩0.4部、水酸化ナトリウム0.05部、過硫酸
カリウム0.2部、イオン交換水14碇邦を、縄辞可能
な5そのオートクレープに混合液2.5k9仕込み、充
分な蝿梓下にて温度50〜60qoの範囲で重合反応を
おこなわせ到達重合率が97%までに達した後、未反応
モノマをスチーム・ストリツピングして除去し、‘81
のラテックスを得た。
この{B}のラテツクスを用いる他は、実施例1と同様
の方法で実施した。結果は第1,2表に示した。実施例
4 3そのビーカに1260夕の実施例1で用いたSLBラ
テックスを仕込み、緩慢な損辞下にて、ドデシル・ベン
ゼン・スルホン酸ソーダ10%水溶液を3夕加えた後、
0.2%HCI水溶液の400夕を50タノminの仕
込速度で添加、添加終了後5分間緩慢な蝿枠を継続し、
しかる後5%のNaOH水溶液を202速かに加えて安
定化した凶のラテックスを用い、曲のラテックスとして
は実施例1で用いたものを用いる他は、実施例1と同様
の方法で実施した。
結果は第1,2表に示した。
実施例 5 3そのビーカに1290夕の実施例1で用いたSLBラ
テックスを仕込み緩慢な擬伴下にて、ドデシル・ベンゼ
ン・スルホン酸ソーダ10%水溶液を3夕加えた後、0
.2%HCI水溶液の470夕を50夕/minの仕込
速度で添加し、添加終了後5分間緩慢な麓梓を継続し、
しかる後5%のNaOH水溶液を24夕速かに加えて安
定化した風のラテツクスを得た。
このゴムラテツクスの粒子径は0.26rであった。8
0heshの金網でロ過した残査は0.2%(固形分換
算)と僅かであった。
脚のラテツクスとして、実施例3のラテックスを用い、
これらを固形分換算比で風/(B}=5/5にブレンド
し、このブレンドラテツクスの固形分換算で500夕と
なる量を3そのビーカに仕込み緩慢な鷹梓下にてドデシ
ル・ベンゼン・スルホン酸ソーダ10%水溶液を5夕加
え、凝集剤としてのHCIO.2%水溶液を50夕/m
inの仕込スピードで650夕を添加した。
このHCI水溶液を添加終了後5分間緩慢な櫨拝を継続
し、しかる後5%のNaOH水溶液を39夕速かに加え
、ラテックスの安定化を行った。80メッシュ上のフロ
ツクは0.25%であった。
この凝集肥大化ラテックスの粒子径は0.41ムであっ
た。
この凝集肥大ラテックスを実施例1の方法でグラフト共
重合しグラフト共重合体を得、物性測定を行った。
結果は第2表に示した。
実施例 6 ブタジェンモノマ10碇部、ロジン酸カリウム4.0部
、n−ドデシルメルカプタン0.2部、リン酸三ナトリ
ウム塩0.4部、水酸化ナトリウム0.05部、過硫酸
カリウム0.2部、イオン交換水20碇部を蝿梓可能な
5そのオートクレープに混合液2.5k9仕込み、充分
な櫨梓下にて、温度50〜60℃の範囲で重合反応をお
こなわせ、到達重合率が聡%までに達した後、未反応モ
ノマをスチーム・ストリッピングして除去し、‘B}の
ゴムラテツクスを得た。
このゴムラテックスの粒子径は0.08仏であり、ゲル
舎率は90%であった。TSは32.5%であった。風
のラテックスとしては実施例1で用いたSLBラテック
スを用い、固型分換算比で凶/‘B’=5/5にブレン
ドした。このブレンドラテックスの固形分換算で400
夕となる量を3そのビーカに仕込み緩慢な鷹洋下にてド
デシル・ベンゼン・スルホン酸ソーダ10%水溶液を5
夕加え、凝集剤としてのHCIO.2%水溶液を50夕
/minの仕込スピードで500夕を添加した。
このHCI水溶液を添加終了後5分間緩慢な凝梓を継続
し、しかる後、5%のNaOH水溶液を30夕速かに加
えラテックスの安定化を行った。80メッシュ上のフロ
ツクは0.1%であった。
この凝集肥大化ラテックスの重量平均粒子径は0.25
ムであった。この凝集肥大化ラテツクスを実施例1の方
法でグラフト共重合し、グラフト共重合体を得、物性測
定を行った。結果は第2表に示した。
実施例 7 (B}のラテックスとしてFRS−275(米国・Fi
re−Stome社製)を準備した。
FRS−275の平均粒子径は0.45山、TSは71
%、PH=10.5であった。このFRS−275ラテ
ツクスと実施例1で用いたSLBラテツクスを5/5の
比(固型分換算)でブレンドし、凝集肥大化処理に供し
た。凝集肥大化処理は、実施例6と同じ条件で行ない、
重量平均粒子径0.85ムの凝集肥大化ラテツクスを得
た。この凝集肥大化ラテックスを実施例1の方法を用い
てグラフト共重合体を得、物性測定を行った。結果を第
2表に示した。実施例 8 ■のラテツクスとして実施例1で用いたSLBラテック
スを用い、佃のラテツクスとしては実施例1のラテック
スを用いて固型分換算で凶/‘B’=5/95の比でブ
レンドする。
このブレンドゴムラテツクスを実施例5と同機の方法を
用いて、凝集肥大化ゴムラテックスを得た。このゴムラ
テックスの重量平均粒子蓬は0.31仏であった。
この凝集肥大化ラテックスを実施例1の方法でグラフト
共重合し、グラフト共重合体を得、物性測定を行った。
結果を第2表に示す。実施例 9 風のラテックスとして実施例1で用いたSLBラテツク
ス、{B}のラテックスとして実施例1のラテックスを
用い風/‘B’=90/10の比(固型分換算)にブレ
ンドし、実施例8と同様の方法でグラフト共重合体を得
、物性測定を行った。
結果を第2表に示す。実施例 10 ■のラテックスとして実施例4で用いたラテックスを、
‘B}のラテックスとして実施例1で用いたラテツクス
を実施例5の方法で凝集肥大化処理した。
この時の酸、及び塩基の総添加量は0.2%HCI水溶
液1100夕であり、5%NaOH水溶液は66夕であ
った。
80メッシュ上のフロックは1.8%(固型分換算)で
あった。
得られた肥大化ゴムの重量平均粒子径は1.0山であっ
た。
この凝集肥大化ゴムを実施例1の方法でグラフト共重合
体を得、物性測定を行った。
結果は第2表に示した。比較例 1〜4 実施例1〜4の各‘B}のゴムラテックスを凝集肥大化
処理を行なわない以外は各実施例と同じ方法でグラフト
共重合し、物性測定を行った。
比較例の結果を第3表に示した。
比較例 5〜7 実施例1〜3の各々‘B)のゴムラテツクスを各々単独
で各実施例での凝集肥大化方法で凝集肥大化処理を行な
い、凝集肥大化ゴムラテツクスを得た。
(ただし、凝集剤として0.2%HCI水溶液650夕
を添加した)。この凝集肥大化ゴムラテツクスを各実施
例の方法でグラフト共重合し、物性測定を行った。比較
例の結果を第3表に示した。比較例 8〜10弧のラテ
ックスとして実施例1で用いたSLBゴムラテックスを
脚のラテツクスとして実施例1〜3の各ゴムラテックス
を使用し、ブレンド比を風/‘B}=3/7(固型分換
算)とした。
各実施例と同じ方法で凝集肥大化した。ただし凝集剤H
CIO.2%水溶液の量を1200夕と増やし、かつ5
%のNaOH水溶液を72タ添加した。各凝集肥大化ラ
テックスを8肌eshの金網でロ過したところ、各々メ
ッシュ上のフロックが8.1%、6.5%、5.2%(
Dひ換算)であり、重量平均粒子径は、2.1仏、1.
8一、1.6仏であった。これらを各実施例と同じ方法
でグラフト共重合し物性を測定した。この結果、いずれ
の成形品の表面も、フィッシュアィ状のブツが発生して
おり、目視では製品として耐えない粗い表面状態を生じ
ていた。
又、衝撃、剛性、耐久性ともいずれも低いレベルに位置
し、本発明の効果を発揮していなかった。
比較例の結果を第3表に示す。
* 赤外乾燥機で水分を蒸発乾固した桟査の百分率**
特級ベンゼン試薬200の‘に対し、乾燥ゴム粉末2夕
を24七、室温下にて溶解させた後胸heshの金網で
ロ遇させmeshonした未溶解銭査の百分率***電
子顕微鏡での観察測定 第1表 第2表 第3表
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明により得られたABS樹脂切片の電子
顕微鏡写真(倍率2000ぴ音)である。 第2図は従来のA斑樹脂切片の電子顕微鏡写真(倍率2
000ぴ音)である。第3図は凝集肥大化ゴムのモデル
を示したもので、aは凝集肥大化ゴムラテツクスの粒子
状態を示し、bはグラフト重合後のゴム粒子形態を示し
たものである。1:ゲル含有ゴム(硬いゴム相)、2:
本質的にゲルの少ないゴム(軟かし、ゴム相)、3:内
部グラフトAS樹脂。 糖沌灘 籍揮馬樋 オ3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 (イ) 本質的にゲルがないか、もしくはゲルの少
    ないジエン系ゴム単独、もしくは、ジエン系ゴムと共重
    合可能な単量体との共重合体ゴムのジエン系ゴムラテツ
    クス(A)と、ゲルを多く含むジエン系ゴム単独もしく
    はジエン系ゴムと共重合可能な単量体との共重合体ゴム
    のジエン系ゴムラテツクス(B)を混合し、この混合ラ
    テツクスを凝集肥大化処理してなる重量平均粒子径が0
    .15〜1.0μの凝集肥大化ゴムラテツクスを基体ゴ
    ムとし芳香族ビニル化合物とビニル・シアン化合物をグ
    ラフト共重合してなるグラフト共重合体と、(ロ) 芳
    香族ビニル化合物とビニル・シアン化合物の共重合体と
    をブレンドしてなる、ゴム質含有量5〜60重量部を含
    む、耐衝撃性、耐久性にすぐれた熱加塑性樹脂組成物。
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