JPS60238348A - 熱可塑性樹脂組成物の製造法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、
アクリロニトリルおよびスチレンで代表されるモノビニ
ル芳香族化合物から製造される樹脂を含有する熱安定性
に優れ高い耐熱性と加工性を有する熱可塑性樹脂組成物
の新規な製造方法に関する。

〔従来技術〕

従来から、スチレン−アクリロニトリル共重合体の耐熱
性改良方法として、スチレンの一部または全部をα−メ
チルスチレンに置き替えて使用する方法が一般に行なわ
れている。またＡＢＳ樹脂で代表されるゴム変性熱可塑
性樹脂の耐熱性向上のため、グラフトモノマーの一部に
α−メチルスチレンを用いる方法、あるいはα−メチル
スチレン−アクリロニトリル共重合体とアクリロニトリ
ル−ブタジェン−スチレン共重合体を混合する方法など
が用いられている。

これらの熱可塑性樹脂は、自動車分野あるいは弱電分野
の内装材料として用いられるに至ったが、高い環境温度
での使用において変形が問題となる。また、射出成形に
より、大型成形品を得ようとすると、成形温度を高くし
て成形する必要があり、その時樹脂の熱安定性が特に要
求される。上記のような従来の熱可塑性樹脂では、これ
らの問題に対して満足できるものではなかった。そこで
樹脂の耐熱性をさらに高めるために、α−メチルスチレ
ン−メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体を
含む樹脂組成物が特公昭４５−３３３０４および特公昭
４６−３７４１５などで提案されているが、α−メチル
スチレン、メタクリル酸メチルおよびアクリロニトリル
の三元共重合においては各単量体の反応性が異なるため
に均一に重合させることは難しい。特にα−メチルスチ
レンはポリマーへの転化が遅く、重合が進むにつれて未
反応単量体として残留する比率が多くなり重合後半にお
いてα−メチルスチレン連鎖の多いポリマーが生成し、
その結果加工性と熱安定性の悪い組成物を与える結果と
なる。

〔発゛明が解決しようとする問題点〕

本発明者らはかかる問題点、すなわち耐熱性の高いα−
メチルスチレン−メタクリル酸メチル共重合連鎖を多く
含む樹脂においてその熱安定性をいかに良くするかにつ
いて鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は、５０〜８５重量％のα−メチルスチ
レン、３〜２０重量％のメタクリル酸メチル、２〜２０
重量％のアクリロニトリルおよび０〜２５重量％の千ノ
ビニル芳香族化合物（ただしα−メチルスチレンを除く
）の混合物からなる単量体（Ａ）６５〜８５重量部を用
いて重合を開始し、その重合途中からアクリロニトリル
（Ｂ）２〜１５重量部を連続的にあるいは間欠的に加え
て重合を継続し、そのアクリロニトリルの添加終了後さ
らにモノビニル芳香族化合物（ただしα−メチルスチレ
ンを除く）またはそれとアクリロニトリルとからなる単
量体（Ｃ）２５〜５重量部〔なお（Ａ）、（Ｂ）。

（Ｃ）の合計が１００重量部になるようにする〕を加え
て重合反応を完結せしめることにより熱安定性と加工性
に優れ、高い耐熱性を有する熱可塑性樹脂を製造し、更
にかかる樹脂をゴム状重合体で補強された樹脂１例えば
ＡＢＳ樹脂に混合することにより、熱安定性に優れ、高
耐熱性、高耐衝撃性の熱可塑性樹脂組成物を製造するも
のである。従って本発明は、前記の方法により得られる
熱可塑性樹脂（イ）と、ゴム状重合体４０〜７０重量部
にモノビニル芳香族化合物６５〜８０重量％とアクリロ
ニトリル３５〜２０重量％からなる単量体混合物６０〜
３０重量部をグラフト共重合して得られる共重合体（ロ
）とを混合して、混合樹脂組成物中のゴム状重合体含有
量が１０〜３０重量％となるようにすることを特徴とす
る熱安定性に優れ、高耐熱性と加工性および高耐衝撃性
を有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供すること
を目的とするものである。

本発明の熱可塑性樹脂の製造方法において耐熱性をあげ
るために特に重要なことは、重合途上においてα−メチ
ルスチレン連鎖、α−メチルスチレン−メタクリル酸メ
チル連鎖が長くなることを避け、かつ熱安定性な悪影響
を及ぼさない範囲でそれらを可能な限り多く取り入れる
ことにある。そのためには特に重合転化率が高１．くな
ると、その制御が難しくなるので本発明においては重合
途中にまずアクリロニトリルを連続的にまたは間欠的に
加えて重合を継続し、しかるのちモノビニル芳香族化合
物（ただしα−メチルスチレンを除く）またはそれとア
クリロニトリルからなる単量体を加えて重合反応を完結
することにより、熱安定性を改良することに特徴の一つ
がある。また、α−メチルスチレン量が５０重量％以上
の領域でメタクリル酸メチル、モノビニル芳香族化合物
、アクリロニトリル混合物を重合させると、重合が進む
につれて未反応単量体中のα−メチルスチレン量が増大
し、熱安定性の悪いポリマー連鎖を作り易くなる。本発
明においては、α−メチルスチレン５０〜８５重量％、
メタクリル酸メチル３〜２０重量％、アクリロニトリル
ミル２０重量％およびモノビニル芳香族化合物（ただし
α−メチルスチレンを除く）０〜２５重量％の混合物か
らなる単量体（Ａ）６０〜８５重量部を用いて重合を開
始し、その重合途中、好ましくは重合転化率が１０〜５
０％の時点から、アクリロニトリル（Ｂ）２〜１５重量
部を連続的または間欠的に加えるという方法を採用する
ことにより、熱安定性と耐熱性さらには加工性を改良す
るものである。重合開始時の単量体混合物において、α
−メチルスチレン量が５０重量％未満では耐熱性が低く
なり、８５重量％を越えると、熱安定性の良いものが得
られない。メタクリル酸メチル量が３重量％未満では耐
熱性が悪く、２０重量％を越えると熱安定性が劣る。ア
クリロニトリル量は、２重量％未満では衝撃強度が低く
なり、２０重量％を越えると耐熱性の低下および成形品
の色調が悪くなる。モノビニル芳香族化合物（ただしα
−メチルスチレンを除く）の添加が２０重量％を越える
と耐熱性が低下する。

これらの混合物からなる単量体（Ａ）の量が６５重量部
未満では耐熱性が低く、８５重量部を越えると熱安定性
が低下する。重合途中から連続的または間欠的に加える
アクリロニトリル（Ｂ）の量は、２重量部未満では効果
が認められず１５重量部を越えると、耐熱性が低下する
。

単量体（Ｂ）の連続的または間欠的添加終了後に追添加
する単量体、すなわちモノビニル芳香族化合物（ただし
α−メチルスチレンを除く）またはそれとアクリロニト
リルとからなる単量体（Ｃ）の量は２５〜５重量部であ
る。２５重量部を越えると、耐熱性が低くなり、５重量
部未満になると十分に重合を完結することができず工業
的に好ましくないし、熱安定性改良効果が認められない
。

なお上記の単産１体（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それら
の合計が１００重量部となるように上記の範囲内で使用
する。

また本発明の重合においてアクリロニトリルは、単量体
混合物中の割合が添加時点での未反応アクリロニトリル
モノマーも含めて４０重量％以下となるように重合系中
に添加することが望ましい。熱可塑性樹脂の製造に使用
するモノビニル芳香族化合物化合物（ただしα−メチル
スチレンを除く）は、スチレン、核ハロゲン化スチレン
、ビニルトルエンなどであるが、特にスチレンが好まし
い。

上記の熱可塑性樹脂と好ましく混合されるグラフト共重
合体は、ゴム状重合体４０〜７０重量部に、モノビニル
芳香族化合物６５〜８０重量％、アクリロニトリル３５
〜２０重量％の単量体混合物６０〜３０重量部をグラフ
ト重合して得られる共重合体である。ジエン系ゴム状重
合体としてはポリブタジェン、ブタジェン−スチレン共
重合体、ポリイソプレン、ポリクロロプレンなどのジエ
ン系ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−
プロピレン−ジエン共重合体などのオレフィン系ゴム、
アクリル系ゴムなどを単独で、または二種以上を混合し
て使用できる。モノビニル芳香族化合物としてはスチレ
ンが好ましいが、α−メチルスチレン、ビニルトルエン
などを用いることができる。モノビニル芳香族化合物と
アクリロニトリル以外にこれらと共重合可能な他のビニ
ル化合物、例えばメタクリル酸メチル、アクリル酸メチ
ルなどのメタクリル酸およびアクリル酸のアルキルエス
テルを一部使用しても良い。このようにして得られるグ
ラフト重合体は、ゴム成分の含有量が多く、前記の耐熱
性の高い熱可塑性樹脂を多く混合することが可能であり
、混合後の樹脂組成物中のジエン系ゴム状重合体含有量
を１０〜３０重量％になるように混合することにより耐
熱性、衝撃性に優れ、かつ熱安定性の良い熱可塑性樹脂
組成物が得られる。また流動性、耐熱性、耐衝撃性等の
任意のバランスを得るために、さらに、スチレン−アク
リロニトリル共重合体（Ａｓ樹脂）の混合調節による樹
脂組成物を作成することも可能である。

上記の熱可塑性樹脂およびグラフト共重合体は、乳化重
合、溶液重合、懸濁重合などの方法により製造すること
ができるが、好ましくは乳化重合によって製造される。

乳化重合に用いる乳化剤としてはラウリン酸、ステアリ
ン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸のカリウム塩または
ナトリウム塩、アルキルベンゼンスルフォン酸のアルカ
リ金属塩、高級アルコールの硫酸エステルのアルカリ金
属塩、不均化、ロジン酸塩などのアニオン界面活性剤等
の１種または２種以上を混合して使用することができる
。重合触媒としては、過硫酸塩、およびクメンハイドロ
パーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパー
オキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド等で
代表される有機過酸化物と含糖ピロリン酸処方、スルホ
キシレート処方等で代表される還元剤との組合せによる
レドックス触媒の使用が可能である。その他分子量調節
剤、重合安定剤等の使用もこれまで一般に乳化重合に使
用されているものを使用することができる。

熱可塑性樹脂（イ）とグラフト共重合体（ロ）の混合は
、それぞれをラテックス状態で混合し、凝固した後、乾
燥させてもよいし、それぞれラテックスを単独で凝固し
、乾燥して得た粉末あるいはペレットを混合してもよい
。混合割合は、それぞれの組成や製品の目的とする用途
により多少異なるが、混合後の樹脂組成物中のジエン系
ゴム状重合体量が１０〜３０重量％となるように混合す
ることが適当である。ジエン系ゴム状重合体量が１０重
量％未満では衝撃強度が低く、３０重量％を越えると耐
熱性、剛性が低くなる。混合あるいはペレット化に際し
、ビスフェノール系、フェノール系、リン系などの安定
剤、アミド化合物、カルボン酸の金属塩、エステル、シ
リコン化合物、ワックスなどの滑剤、顔料、充填剤など
を添加して使用することもできる。

さらにアゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン、ベンゼンスルホニルセミカルバジド、ト
ルエンスルホニルセミカルバジド、トルエンスルホニル
ヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、４−４′
オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾビスイ
ソブチロニトリルなどの公知の発泡剤を使用することに
より耐熱性の優れた樹脂発泡体を得ることもできる。

〔実　施　例〕

次に本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。

以下の実施例および比較例において部、％はそれぞれ重
量部、重量％を示す。

参考例−１ 本発明に使用する熱可塑性樹脂を次のように製造した。

イオン交換水１８０部、ステアリン酸カリウム１．８部
、表−１に示す単量体Ａのα−メチルスチレン、メタク
リル酸メチル、アクリロニトリルからなる混合物と第３
級ドデシルメルカプタン０．３部を、窒素置換した撹拌
機を有する反応器に仕込み乳化させた。窒素気流下で撹
拌しながら温度を４０℃に上げた後、イオン交換水１６
部に溶解したナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレ
ート０．１６部、エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウ
ム０．０８部および硫酸第１鉄０．００３部を加え、さ
らにクメンハイドロパーオキサイド０．２５部を加えて
重合反応を開始した。反応容器のジャケット温度を６０
℃にコントロールして重合を１時間続けたところで、表
−１に示す単量体Ｂのアクリロニトリルを２時間にわた
って連続的に添加した。

添加終了後イオン交換水２０部、ステアリン酸カリウム
０．２部、表−１に示す単量体−Ｃのアクリロニトリル
とスチレンと第３級ドデシルメルカプタン０．１部を乳
化して加え、さらにイオン交換水４部にナトリウムホル
ムアルデヒドスルホキシレート０．０４部、エチレンジ
アミンテトラ酢酸ナトリウム０．０２部、硫酸第１鉄０
．００２部を溶解したものを加えた後、クメンハイドロ
パーオキサイド０．０５部を加え２時間の重合反応を行
なった。

得られた共重合体ラテックスに塩化カルシウムを加えて
凝固したのち、分離水洗、乾燥して樹脂粉末を得た。こ
の樹脂粉末をペレット化し、熱可塑性樹脂を得た。

表−１ 実施例−１ グラフト共重合体の製造方法 イオン交換水６０部、表−２に示す重量部のスチレンと
アクリロニトリルおよびステアリン酸カリウム１部、第
３級ドデシルメルカプタン０．２部を乳化させた溶液（
、）のＴ量、及びイオン交換水８０部、ポリブタジェン
ラテックス（固形分換算）６０部を、窒素置換した撹拌
機を有する反応器に仕込み乳化させた。窒素気流下で撹
拌しながら温度を４０℃に上げた後、イオン交換水２０
部にビロリン酸ソーダ０．２部、グルコース０．４部、
硫酸第１鉄０．０１部を溶解した溶液とクメンハイドロ
パーオキサイド０．１部を加え、ジャケットを７０℃に
保ち、１時間反応させた。次いで上記単量体等の乳化溶
液（ａ）の残部及びクメンハイドロパーオキサイド０．
１部をそれぞれ３時間にわたって連続的に重合系内に添
加した。添加終了後、イオン交換水５部に、ピロリン酸
ソーダ０．０５部、グルコース０．１部、硫酸第１鉄０
．００２５部を溶解した溶液とクメンハイドロパーオキ
サイド０．０２５部を加えさらに１時間そのまま撹拌し
て重合を完結し、酸化防止剤を加え、塩化カルシウムを
用いて凝固、回収後、乾燥した。

前記で得た熱可塑性樹脂■と上記グラフト共重合体を表
−２に示す重量比で混合し、ペレット化した。次いで２
３０℃にシリンダ一温度をセットした射出成形機にて試
験片を作成し、物理的性質について測定した結果を表−
２に示す。

また２８０℃にシリンダ一温度をセットした射出成形機
にて試験片を作成し、ピカット軟化温度を測定した。

表−２ 衝撃強度と耐熱性のバランスは、グラフト共重合体の製
造時のゴム状重合体の使用量およびそれと関連して共重
合体の混合比率によって左右される。表−２に示したよ
うにグラフト共重合体製造時のジエン系ゴム状重合体の
使用量が４０部未満では耐熱性が不足し、７０部を越え
ると衝撃強度が低くなる。

表−２の結果から明らかなように、本発明の製造方法に
よる耐熱性、熱安定性に優れた四元共重合体とグラフト
共重合体を混合することにより、衝撃強度、耐熱性、熱
安定性の優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることができる
。

実施例−２ 実施例−１のグラフト共重合体゛において、重合に供す
るポリブタジェンラテックス量４０部（固形分換算）、
スチレン４３部、アクリロニトリル１７部、第３級ドデ
シルメルカプタン０゜０２部として得たグラフト共重合
体を用い、前記熱可塑性樹脂■とを混合して得た樹脂組
成物について実施例−１に示したと同様に物理的性質を
測定し結果を表−３に示した。

表−３ 実施例−３ 前記熱可塑性樹脂■と実施例１で得られたグラフト共重
合体および市販のＡＢＳ樹脂（ＪＳＲＡＢＳ　４２）を
表−４の配合割合で混合した組成物について、実施例１
に示したと同様に物理的性質を測定し、結果を表−４に
示した。

表−４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ５０〜８５重量％のα−メチルスチレ“ン、３〜２０重
   量％のメタクリル酸メチル、２〜２０重量％のアクリロ
   ニトリルおよび０〜２５重量％のモノビニル芳香族化合
   物（ただしα−メチルスチレンを除く）の混合物からな
   る単量体（Ａ）６５〜８５重量部を用いて重合を開始し
   、その重合途中からアクリロニトリル（Ｂ）２〜１５重
   量部を連続的あるいは間欠的に加えて重合を継続し、そ
   のアクリロニトリルの添加終了後さらにモノビニル芳香
   族化合物（ただしα−メチルスチレンを除く）またはそ
   れとアクリロニトリルとからなる単量体（Ｃ）５〜２５
   重量部〔なお（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の合計が１００重
   量部になるようにする〕を加えて重合反応を完結せしめ
   て得られた熱可塑性樹脂と、ゴム状重合体４０〜７０重
   量部にモノビニル芳香族化合物６５〜８０重量％とアク
   リロニトリル３５〜２０重量％からなる単量体混合物６
   ０〜３０重量部をグラフト重合して得られる共重合体と
   を混合して、混合後の樹脂組成物中のゴム状重合体含有
   量が１０〜３０重量％となるようにすることを特徴とす
   る熱安定性に優れ、高耐熱性および高耐衝撃性を有する
   熱可塑性樹脂組成物の製造法。