JPS6295312A - 良好な成形品外観を与えるゴム補強芳香族モノビニル系樹脂の連続的製造方法 - Google Patents

良好な成形品外観を与えるゴム補強芳香族モノビニル系樹脂の連続的製造方法

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JPS6295312A
JPS6295312A JP23448085A JP23448085A JPS6295312A JP S6295312 A JPS6295312 A JP S6295312A JP 23448085 A JP23448085 A JP 23448085A JP 23448085 A JP23448085 A JP 23448085A JP S6295312 A JPS6295312 A JP S6295312A
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秀夫 笠原
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、優れた品質総合バランスを有するゴム補強芳
香族モノビニル系樹脂の連続的製造方法に関するもので
ある。
例えば、ゴム補強ポリスチレンは、家庭電機製品の部品
などに多く用いられているが、従来ABS樹脂に比して
成形品表面の光沢に劣り、衝撃強度も低く、着色した際
の風合いが及ばないなど成形品外観が不十分であるとい
う欠点を有していた。
最近、コストダウン、薄肉化志向により、ABS樹脂の
特性に近づいたゴム補強ポリスチレンの出現に対する市
場からの要望が強まってきている。
また、ゴム補強ポリスチレン製造法に関する最近の技術
動向として、製造コストが安価で、かつ品質安定性に優
れる連続塊状重合方法がコスト・ダウンの観点から重視
されている。
本発明は、安価であるにもかかわらず、高価なABS樹
脂からの射出成形品、押出シート、押出真空成形品等に
代替し得る程度に光沢、着色性、衝撃強度〈優れた品質
総合バランスを有する補強芳香族モノビニル系樹脂の連
続的製造法、特に連続塊状重合法を提供せんとするもの
である。
〔従来の技術とその問題点〕
従来、ゴム状物質を含むスチレン単量体溶液を重合し、
ゴム状物質を粒子化し、安定な粒子径を保持するまで塊
状重合を行ない、重合途中で懸濁重合に移す方法は知ら
れており、重合開始前にポリスチレンを添加する方法(
特公昭弘/ −/93!;2号公報、米国特許第3.l
t♂1711J号明細書など)、重合途中にポリスチレ
ンを添加した後、重合を続けてゴム状物質を粒子化する
方法(特公昭4J−/J91j号公報、特公昭4j−2
/71t6号公報など)、ゴム状物質の一部を重合した
後、ゴム状物質及び必要に応じてスチレン系重合体を加
えてゴム状物質を粒子化する方法(特公昭グワー3!;
07弘号公報)がある。しかし、これらの技術はいずれ
も懸濁重合工程を含んでいる。また、塊状−懸濁重合、
塊状重合のいずれでもよい方法で、重合開始前にポリス
チレンを添加することが公知である(米国特許第j、 
/ It 41.It20号明細書など)。塊状重合で
も、ゴム状物質のスチレン溶液を重合し、ゴム状物質を
粒子化し重合を進行させるとと(米国特許第269スぶ
タコ号明細書など)、寸た、更に粒子化後に、別に作ら
れたポリスチレン溶液とを混合し、更に無触媒で連続重
合すること(米国特許第3.67&!27号明細書)が
提案されている。
しかしながら、優れた成形品外観(光沢、着色性)を与
えるゴム補強芳香族モノビニル系樹脂を得ることは難し
く、特に連続塊状重合方法によって得ることは一層難し
く、これまでこの方法で好オしい該樹脂は得られていな
い。
本発明者らは、種々の利点を有する連続塊状重合によっ
て優れた外観を有する成形品を与え得るゴム補強芳香族
モノビニル系樹脂を製造するべく鋭意検討した結果、本
発明の新規な製造方法を見い出すに至った。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、ゴム状重合体を芳香族モノビニル
単量体などに溶解した溶液をゴム状重合体と生成するポ
リマーとの比率がある一定範囲になるまで重合して得た
重合溶液(1)と芳香族モノビニル単量体をある重合率
を超える範囲にまで重合し、て得た重合溶液(…)とを
連続的に混合機に供給し、高いせん断速度にて混合した
後、更に一定のせん断速度を与えて重合を進めることを
特徴とするゴム補強芳香族モノビニル系樹脂の連続的製
造方法に関するものである。
更に詳しくは、ゴム状重合体3〜73重量%、芳香族モ
ノビニル単量体または芳香族モノビニル単量体とそれと
共重合しうる単量体との混合物jj〜97重量%、及び
溶媒0〜30重量%からなる溶液を、生成する芳香族モ
ノビニル重合体とゴム状重合体との比率がa3〜2jの
範囲、好ましくはa3〜/、!の範囲となるように重合
させて得た重合溶液(I)と、芳香族モノビニル単量体
または芳香族モノビニル単量体とそれと共重合しうる単
量体との混合物70〜100重量%、及び溶媒0〜30
重量%からなる溶液を重合車重1、好ましくはよ0チを
超える範囲まで重合されて得た重合溶液(rl)とを、
/ 305ec−’以上、好ましくばj! 005ee
−’以上という高いせん断連゛度を与えうる部分を有す
る混合機に連続的に供給してゴム状重合体を粒子状に分
散させ、引き続きコosec−’以上のせん断速度を与
えうる部分を有する攪拌反応機に供給して重合率が30
%を超えるまで重合を行ない、その後必要であれば、せ
ん断力のある状態またはない状態にて重合を進めた後に
、未反応単量体及び溶媒を回収して連続的にゴム補強芳
香族モノビニル系樹脂を製造する方法に関するものであ
る。
上記方法の中で、特にゴム状重合体を含んだ重合溶液(
I)における芳香族モノビニル重合体または共重合体と
ゴム状重合体との比率が03〜2.51好ましくはQ 
j −/、 jの範囲にあること、及び重合溶液(n)
の重合率がIIjチ、好ましくはjTO%を超えている
こと、更には混合機にて/ j O5ee−’以上、好
ましくは2005ec−’以上の昼いせん断速度を与え
ることとの3要件の組み合わせが有効であり、この組み
合わせをとることにより、成形品の外観、特に光沢と着
色性が優れた樹脂を得ることができるのである。重合溶
液(I)における芳香族モノビニル重合体または共重合
体とゴム状重合体との比率が犬きくなりすぎると、着色
性が著しぐ悪くなり、また、小さくなりすぎると、ゴム
粒子の分散状態をコントロールすることが不可とな9光
沢が不良となる。また、重合溶液(I[)の重合率が低
すぎると、混合機で高いせん断速度を与えてもゴム粒子
の分散状態をコントロールすることが不可となり、光沢
及び着色性が不良となる。更に、混合機では高いせん断
速度を与えることが必須であり、せん断速度が高い場合
に光沢、着色性ともに優れたものとなるのである。混合
機で混合した後に更に200S&”””’以上のせん断
速度を与えて重合率がSO%を超えるまで重合すること
が必要である。せん断速度が低すぎると光沢の良好なも
のが得られない。
本発明におけるゴム状重合体とは、炭素数弘〜乙の共役
/、3−ジエン、例えば乙3−ブタジェンの単独重合体
、l、3−ブタジェンとイソプレンの共重合体、/、3
−ブタジェンまたは/、3−ブタジェンとインプレンと
他の共重合可能々化合物、例えばスチレン、核アルキル
置換スチレンのメチルスチレン、ジメチルスチレン、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸及び
メタクリル酸のアルキルエステルとの共重合体である。
これらの中から単独または2種以上の混合物として使用
される。特に好ましいのは、ポリブタジェンゴム、ブタ
ジェン−スチレン共重合体ゴムである。
本発明における芳香族モノビニル単量体とは、スチレン
及び0−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メ
チルスチレン、2.l−ジメチルスチレン、エチルスチ
レン、p −tert −メチルスチレン等の核アルキ
ル置換スチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p
−メチルスチレン等のα−アルキル置換スチレン、O−
クロルスチレン、m−クロルスチレン、p−クロルスf
 V 7 、p −フ゛ロモスチレン、2−メチル−乙
t−クロルスチレン1.2.4’−ジプロモスチレン等
の核ハロゲン化スチレン、ビニルナフタレンであり、単
独またはいずれか2種以上の混合物として用いられる。
芳香族モノビニル単量体と共重合しうる単量体とは、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリルなどのビニルシア
ン化合物、メチルメタクリレートなどのメタクリル酸エ
ステル、アクリル酸エステル、メタクリル酸、アクリル
酸、無水マレイン酸、フェニルマレイミドなどのマレイ
ミドなどであり、単独または混合物として用いられる。
本発明に使用される溶剤として芳香族炭化水素類、例エ
バトルエン、キシレン、エチルベンゼンの単独または一
種以上の混合物がある。更に、ゴム状物質及び芳香族モ
ノビニル単量体からの重合生成物の溶解を損なわない範
囲で、他の溶剤、例えば脂肪族炭化水素類、ジアルキル
ケトン類を芳香族炭化水素類と併用することができる。
ゴム状物質は、芳香族モノビニル単昔体ない1.溶剤入
の混合物中に3〜/!重量%の濃度に溶解される。
溶剤は0〜30重量%の範囲で使用される。30重量%
を超えると重合速度が著しく低下し、かつ得られる樹脂
の耐衝撃強度の低下が太きくなる。
また、溶剤の回収エネルギーが大となり経済性も劣って
くる。溶剤は比較的高粘度となる重合転化率となってか
ら添加してもよく、重合前から添加しておいてもよい。
重合前に5〜l!重tS添加しておくほうが品質の均一
性、重合温度制御の点で好ましい。
単量体を重合して重合溶液(I)、重合溶液(11)を
得る場合に、重合開始剤不存在下に1oo−itθ℃の
温度範囲で重合してもよいし、重合開始剤としてラジカ
ルを発生する有機過酸化物を用いて50〜/1ro℃、
好ましくけり0〜1170℃の温度範囲で重合すること
ができる。
着色性、耐衝撃強度の点で優れた樹脂とする上でゴム状
物質に有機過酸化物を存在させて重合するほうが好まし
い。
本発明に使用される有機過酸化物は、コ9.2−ビス(
t−ブチルパーオキシ)ブタン、コ、コービス(t−ブ
チルパーオキシ)オクタン、乙/−ビス(t−ブチルパ
ーオキシ”l 3.J、j −)リメチルシクロヘキサ
ン、l、/−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキ
サン、n−7’チル−<X、II−ビス(t−ブチルパ
ーオキシ)バレート等のパーオキシケタール類、ジ−t
−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサ
イド、ジ−クミルパーオキサイド、α、α′−ビス(t
−プチルパーオキシイソグロビル)ベンゼン、コ、!−
ジメチルー2.5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサ
ン、j、j −ジメチルーコ、j−ジ(t−ブチルパー
オキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド類
、アセチルパーオキサイド、インブチリルパーオキサイ
ド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキ
サイド、ラウロイルパーオキサイド、3゜j、j−)I
Jメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパー
オキサイド、コ、タージクロ。ベンゾイルパーオキサイ
ド、m −トルオイルパーオキサイド等のジアシルパー
オキサイド類、ジーインプロピルパーオキシジカーボネ
ート、ジー2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネー
ト、ジ−n−プロビルパーオキシジカーボネート、ジ−
ミリスチルパーオキシジカーボネート、ジー2−エトキ
シエチルパーオキシジカーボネート、ジーメトキシイソ
ブロピルパーオキンジカーボネート、ジ(3−メチル−
3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート等のパ
ーオキシジカーボネート類、t−ブチルパーオキシアセ
テート、t−ブチルパーオキシインブチレート、t−ブ
チルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシネオ
デカノエート1クミルパーオキシネオデカノエート、1
−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブ
チルパーオキシ、3.!;J −トリメチルヘキサノエ
ート、t−プチルパーオキンラウレート、t−ブチルパ
ーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルシバ−オキシイ
ソフタレート、コツタージメチル=2、!−ジ(ベンゾ
イルパーオキシ)ヘキサン、を−プチルバーオキシイソ
グロピルカーボネート等のパーオキシエステル類、アセ
チルアセトンパーオキサイド、メチルエチルケトンパー
オキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、J、!
、! −トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、
メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパー
オキサイド類、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ク
メンハイドロパーオキサイド、ジ−インプロピルベンゼ
ンハイドロパーオキサイド、p−メンタハイドロパーオ
キサイド、J、j−ジメfルヘキサン2J−シバイドロ
バ−オキサイド、/、/、3゜3−テトラメチルブチル
ハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類
、コ塩基酸のポリアシルパーオキサイド類、コ塩基酸と
ポリオールとのポリパーオキシエステル類がある。
また、重合に際して、連鎖移動剤、例えばメルカプタン
類、α−メチルスチレンリニアダイマー、テルビノーレ
ン、また酸化防止剤として、ヒンダードフェノール類、
ヒンダードビスフェノール類、ヒンダードトリスフェノ
ール類等、例えば−16−ジーt−ブチルーダ−メチル
フェノール、ステアリル−β−(3,j−ジ−t−ブチ
ル−弘−ヒドロキシフェニル)グロピオネートを使用し
てもよい。
本発明において用いる混合機は、重合溶液(I)と重合
溶液(It)を瞬時に高いせん断速度で混合できること
が必要である。着色性、光沢などの成形品外観の良好な
樹脂を得るためには/ J O5ec−’以上、好まし
くは−i! 005ec−1以上が必要である。混合機
は上記せるような高いせん断速度を与えうるものであれ
ばどのようなものでもよいが、例えばタービン型、プロ
ペラ型、棒型、種型、リボン型などの攪拌翼を有する高
速回転が可能な攪拌混合機が使用されるが、その設計だ
おいて高いせん断速度が得られるようにすることが重要
である。
重合溶液(I)と重合溶液(II)を混合機にて高いせ
ん断速度で混合した後、連続的に取り出して次の重合反
応機に供給し、更に重合を進行させるのであるが、その
際に重合率がjOチを超えるまでは、j OSa: −
’以上のせん断速度を与えることが必要である。この時
、せん断速度が低すぎると得られるゴム粒子径の分布が
広いものと々す、特に光沢の点で好ましくない。したが
って、この時点でせん断力?与えることも品質の良い樹
脂を得るためには重要なことである。必要であれば、そ
の後せん断力のある状態またはない状態にて重合を進め
た後に、例えば/ざ0−260℃の温度範囲で真空下に
未反応単量体及び溶媒を除去し、樹脂を得る。
このようにして得たゴム補強芳香族モノビニル系樹脂は
、ゴム状重合体を3〜20重tチ含有し、分散ゴム粒子
の大きさは07〜3ミクロン、特に好ましくはαg〜/
、3ミクロンであ抄、着色性と光沢などの成形品外観が
優れ、かつ耐衝撃性と剛性のバランスに優れた樹脂であ
る。本発明で得た樹脂は酸化防止剤、染顔料、滑剤、充
填剤、離型剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を必要
に応じて添加して用いることができる。
〔発明の効果〕
本発明の方法によると、連続塊状重合により着色性、光
沢などの外観が優れ、かつ耐衝撃性、剛性のバランスの
優れたゴム補強芳香族モノビニル系樹脂を製造すること
ができる。一般に耐衝撃性と着色性、耐衝撃性と光沢、
耐衝撃性と剛性とは相反する性質であり、これらの性質
がともに優れた樹脂を経済性の高い連続重合法により得
ることができることの価値は大である。なお、着色性が
良好であることは、着色時に使用する染顔料コストが大
幅に安くな抄工業的に非常に大きな意味を持つのである
本発明の方法により得られる樹脂は、弱電機器、雑貨等
の分野において成形品として使用でき、特に鮮やかな色
調と光沢が要求される成形品において好ましい結果を得
ることができる。
〔実施例〕
以下に実施例を示す。実施例に示されたデータは次の方
法に基づいて測定されたものである。
アイゾツト衝撃強度: ASTM D2r6によった。
引張強度: ASTM Dt3!、曲げ弾性率: AS
TMD790 、光沢: ASTM Dt31のダンベ
ル試験片のゲート部とエンドゲート部の光沢度(入射角
乙00 )を測定し平均した。
樹脂中のゴム状物質の粒子径:コールタ−カウンター(
コールタ−カウンター■TA−II型)にてジメチルホ
ルムアミドとチオシアン酸アンモニウムとの混合電解液
を用いて、樹脂ペレット2〜4粒をジメチルホルムアミ
ド約!iml中に入れ約2〜!分間放置する。次にジメ
チルホルムアミド溶解分を適度の粒子濃度として30ミ
クロンのアノくチャーチューブにて測定される。50%
のメジアン径を平均粒子径とする。
せん断速度二回転ローターの突起物または攪拌翼の先端
の回転速度S l1m/secと突起物または攪拌翼の
先端と機器とのクリアランスrmとから、(せん断速度
=S÷r)として算出される。
実施例/ 重合溶液(I)の製法 ポリブタジェンゴム70重量%をスチレンモノマー/f
O重量%とエチルベンゼン10重量%に溶解した溶液1
00重量部と/、/−ビス(t−ブチルパーオキシ)シ
クロヘキサン0.OIrMi部S2.4−ジ−t−ブチ
ル−弘−メチルフェノール0.70重量部、α−メチル
スチレンリニアータイマー o、 o r重量部からな
る溶液を21/時間の供給速度にて第1重合機に連続的
に送入し、93℃の重合温度で、ポリスチレンとゴムの
比率がo、rとなるまで重合を行なって重合溶液(I)
を得た。
重合溶液(…)の製法 スチレンモノマー90重量%トエチルベンゼンIO重量
%とからなる溶液ioo重量部と/、 /−ビス<t−
ブチルパーオキシ)シクロヘキサ7001重量部からな
る溶液を/l/時間の供給速度にて第2重合機に連続的
に移送し、り3〜110℃の重合温度で重合率90チと
なるまで重合を行なって重合溶液(Ir)を得た。
上記にて得た重合溶液(1)及び重合溶液(II)を第
1重合機または第−重合機から連続的に取り出して突起
物のある回転ローターを有する混合機に連続的に供給し
、7700sec−’ (ローター回転数101rOr
pl)のせん断速度を与えながら重合溶液(I)と重合
溶液(II)を混合し、混合溶液を第3重合機に送り、
30sec−’のせん断速度を与えながら重合率jlr
%まで重合した。その後、更に第を重合機に送入された
溶液を重合率90チまで重合し、その溶液を2ベント付
押出機に供給して230℃、真空下に揮発性成分を除去
しダイスから溶融ストランドを引出し、水冷し、カッタ
ーにて切断してベレット状の樹脂を得た。得られた樹脂
の諸物性を測定し、結果を第1表に示す。
実施例2〜lI 実施例/において混合機を、リボン型の攪拌翼を有する
混合機でせん断速度770sec−’を与えた場合(実
施例2)、多段のタービン型の攪拌翼を有する混合機で
せん断速度、23!Sx−’ (実施例3)、/’1O
sec−’ (実施例t)を与えた場合にも同様にして
樹脂を得た。結果を第1表に示す。
比較例/ ポリブタジェンゴム6.7重量%をスチレンモノマー!
r3.3重量%とエチルベンゼン70重量%に溶解した
溶液700重量%と/、/−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)シクロヘキサンo、orxx部、x、+ −ジ−t
−ブチルーダ−メチルフェノール0.07 重量部、α
−メチルスチレンリニアーダイマー008重量部からな
る溶液を多段のタービン型の攪拌翼を有する重合機に連
続的に供給し、2058cm+  のせん断速度を与え
て重合率jざチまで重合した。引き続き別の重合機に送
入された溶液を重合率qOチまで重合し、実施例/と同
様に揮発性成分を除去した後にベレット状の樹脂を得た
。結果を第7表に示す。
このような方法によるゴム補強ポリスチレンの製造方法
が通常知られている方法である。この方法で得られた樹
脂は、本発明の方法によつ−〔得られた樹脂に比べて、
着色性及び光沢の点で劣り、曲げ弾性率で示される剛性
も劣る。
比較例λ、3 実施例/において混合機を、リボン型の撹拌翼を有する
混合機でせん断速度/ 005ee−’を与えた場合(
比較例2)、多段のタービン型の攪拌翼を有する混合機
でせん断速度1rosec−’を与えた場合(比較例3
)にも同様にして樹脂を得た。結果を第1表に示す。こ
のように混合機において低いせん断速度を与えた場合に
はゴム粒子径が小さくなり得す、光沢が悪い。また着色
性も本発明の実施例で得たものだ比べて劣る。
実施例5〜乙、比較例ψ、J 実施例3において重合溶液(I[)の重合率を弘よチと
し、重合溶液(I)のポリスチレンとゴムの比率を各々
O(比較例t)、aり(実施例よ)、/、コ(実施例乙
)、3.O(比較例j)とした場合(重合温度にて重合
速度をコントフールする)にも同様にして樹脂を得た。
結果を第1表に示す。重合溶液(I)のポリスチレンと
ゴムの比率が大きくなりすぎると着色性、光沢が低下し
、かつ剛性も低くなる。また、ポリスチレンとゴムの比
率が小さくなりすぎると高いせん断速度を与えても、ゴ
ム粒子径が小さくならず、光沢の著しい低下がみられる
比較例乙、7 実施例コにおいて重合溶液(I)のポリスチレンとゴム
の比率を各々O(比較例乙)、0.2(比較例7)とし
て、同様に樹脂を得た。結果を第1表に示す。このよう
にポリスチレンとゴムの比率が小さい場合には、高いせ
ん断速度を与えてもゴム粒比較例! 実施例コにおいて重合溶液(損の重合率を35チとした
場合にも、同様に樹脂を得た。結果を第1表に示す。重
合溶液(II)の重合率が低い場合には、高いせん断速
度を与えても、ゴム粒子径力;小さくならず、光沢の非
常に悪いものとなる。
比較例9 実施例jにおいて混合機を出た後の第3重合機のせん断
速度を5seC−” とした場合にも、同様に樹脂を得
た。結果を第1表に示す。第3M合機のせん断速度が低
くなりすぎると、光沢及び着色性ともに本発明の樹脂よ
り劣る。
c以下余白)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゴム状重合体3〜15重量%、芳香族モノビニル
    単量体または芳香族モノビニル単量体とそれと共重合し
    うる単量体との混合物55〜97重量%、及び溶媒0〜
    30重量%からなる溶液を、生成する芳香族モノビニル
    重合体または共重合体とゴム状重合体との比率が0.3
    〜2.5の範囲となるように重合させて得た重合溶液(
    I )、及び芳香族モノビニル単量体または芳香族モノ
    ビニル単量体とそれと共重合しうる単量体との混合物7
    0〜100重量%、及び溶媒0〜30重量%からなる溶
    液を重合率45%を超える範囲まで重合させて得た重合
    溶液(II)を130sec^−^1以上のせん断速度を
    与えうる部分を有する混合機に連続的に供給してゴム状
    重合体を粒子状に分散させ、引続き20sec^−^1
    を超えるせん断速度を与えうる部分を有する攪拌反応機
    に供給して重合率が50%を超えるまで重合を行ない、
    更に必要であればせん断力のある状態またはない状態に
    て重合を進めた後に、未反応単量体及び溶媒を回収して
    重合体を得ることを特徴とする良好な成形品外観を与え
    るゴム補強芳香族モノビニル系樹脂の連続的製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002187923A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Nippon A & L Kk 軟質性樹脂組成物およびその連続的製造方法
KR100415447B1 (ko) * 1995-02-16 2004-05-20 에니켐 에스.피.에이. 고무로강화된비닐방향족공중합체의제조방법

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