TW202115179A - 透明熱塑性樹脂組成物、透明熱塑性樹脂組成物的製造方法、將透明熱塑性樹脂組成物成形而成的成形品及成形品的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供一種兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而,γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的透明熱塑性樹脂組成物,本發明的本旨為:透明熱塑性樹脂組成物100質量份中包含接枝共聚物(A)10質量份~60質量份、乙烯基系共聚物(B)40質量份~90質量份,所述接枝共聚物(A)是於橡膠質聚合物(R)存在下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述乙烯基系共聚物(B)是將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的單體混合物(b)共聚而成,相對於所述透明熱塑性樹脂組成物100質量份,包含100 ppm~1000 ppm的酚系化合物(C),更包含二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)為0.2~5.0。
Description
本發明是有關於一種兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而,γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的透明熱塑性樹脂組成物。
已知有一種透明丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene,ABS)樹脂,其含有接枝共聚物而得,所述接枝共聚物是於二烯系橡膠等橡膠質聚合物中,將(i)苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物;(ii)丙烯腈、甲基丙烯腈等氰化乙烯基化合物;以及(iii)甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯等不飽和羧酸烷基酯化合物共聚而成。該透明ABS樹脂由於(i)總光線透射率所表示的透明性、(ii)色調、剛性等機械強度平衡、流動性、性價比(cost performance)等優異,被廣範圍地用於家電製品、通訊相關設備、一般雜貨及醫療設備等的用途。其中,於醫療設備用途中,要求(iii)γ射線照射後的總光線透射率的降低率、(iv)其恢復率良好的特性。
作為於添加劑方面具有特徵的背景技術,提出了專利文獻1~專利文獻4的方法。
作為賦予透明樹脂耐受γ射線照射所導致的黃變的特性的手法,例如於專利文獻1中提出了一種聚碳酸酯樹脂組成物,其特徵在於:包含含聚碳酸酯的樹脂、硫醚系穩定化劑及醯胺系穩定化劑。
另外,作為使用二氫氧雜磷雜菲系磷化合物來表現耐熱性、阻燃性及成形加工性的手法,例如於專利文獻2中提出了一種阻燃性熱塑性樹脂組成物,其特徵在於:包含熱塑性樹脂100重量份、以及二氫氧雜磷雜菲系磷化合物5重量份~30重量份。
進而,作為使用二氫氧雜磷雜菲系磷化合物來表現耐變色性的手法,提出了以下方法。例如,於專利文獻3中提出了一種高分子組成物,其特徵在於:使(A)高分子化合物中含有(B)二氫氧雜磷雜菲系磷化合物而成。例如,於專利文獻4中提出了一種熱塑性樹脂組成物,其特徵在於:相對於橡膠強化熱塑性樹脂(I)100重量份,含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(II)0.005重量份~5重量份,且所述橡膠強化熱塑性樹脂(I)100重量份中包含接枝共聚物(A)15重量份~60重量份、以及芳香族乙烯基化合物系樹脂(B)85重量份~40重量份,其中,所述接枝共聚物(A)是於橡膠狀聚合物(a)35重量%~85重量%的存在下,將包含芳香族乙烯基化合物或者可與芳香族乙烯基化合物共聚的其他乙烯基系單體的單體成分(b)65重量%~15重量%接枝聚合而成,且丙酮可溶成分的極限黏度[η]為0.1 dl/g~2.0 dl/g,接枝率為5重量%~120重量%,所述芳香族乙烯基化合物系樹脂(B)是將包含芳香族乙烯基化合物或者可與芳香族乙烯基化合物共聚的其他乙烯基系單體的單體成分(共)聚合而成,且甲基乙基酮可溶成分的極限黏度[η]為0.1 dl/g~2.0 dl/g。
進而,作為使用特定的酚系抗氧化劑來顯著抑制成形時的黃變並長期保持該抑制效果,且表現良好的成形品色調、透明度、衝擊強度、成形性的手法,例如於專利文獻5中提出了一種透明苯乙烯系樹脂組成物,所述透明苯乙烯系樹脂組成物100重量份中,包含共聚物(A)40重量份~80重量份、以及接枝共聚物(B)20重量份~60重量份,所述共聚物(A)包含甲基丙烯酸甲酯50重量%~90重量%、丙烯腈0重量%~20重量%、苯乙烯10重量%~40重量%,且還原黏度ηsp/c為0.3 dl/g~0.4 dl/g,所述接枝共聚物(B)是於凝膠含有率70重量%~90重量%、重量平均粒徑0.1 μm~0.5 μm的聚丁二烯30重量份~60重量份中,接枝包含甲基丙烯酸甲酯50重量%~90重量%、丙烯腈0重量%~20重量%、苯乙烯10重量%~40重量%的共聚物40重量份~70重量份而成,且還原黏度ηsp/c為0.2 dl/g~0.4 dl/g,相對於所述透明苯乙烯系樹脂組成物100重量份,調配有2,2'-亞甲基雙(4-烷基-6-第三丁基苯酚)[此處,烷基為具有一個或兩個碳原子的烷基]0.05重量份~1重量份、以及選自二月桂基硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基硫代二丙酸酯、二硬脂基硫代二丙酸酯中的一種或兩種以上的二丙酸酯化合物0.1重量份~1重量份。
作為於樹脂組成物方面具有特徵的背景技術,提出了專利文獻6~專利文獻10的方法。
作為使透明熱塑性樹脂組成物表現耐衝擊性、透明性、良好的色調的手法,例如於專利文獻6中提出了一種熱塑性樹脂組成物,其具有接枝共聚物(A)以及乙烯基系共聚物(B),所述接枝共聚物(A)是於折射率為1.510以上且1.520以下的橡膠質聚合物(r)存在下,使實質上不含有氰化乙烯基系單體(a3)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述熱塑性樹脂組成物的特徵在於:熱塑性樹脂組成物的丙酮不溶成分(C)實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元,熱塑性樹脂組成物的丙酮可溶成分(D)包含源自氰化乙烯基系單體的單元,相對於丙酮可溶成分(D)100質量%,源自氰化乙烯基系單體的單元的含量為2質量%以上且20質量%以下,熱塑性樹脂組成物的二甲基亞碸可溶成分(E)含有源自氰化乙烯基系單體的單元,於二甲基亞碸可溶成分(E)中,相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1%。
作為使透明熱塑性樹脂組成物表現擠出成形性、撕裂強度、損傷性、透明性的手法,例如於專利文獻7中提出了一種擠出成形性優異的透明橡膠強化苯乙烯系樹脂組成物,其包含橡膠狀聚合物、以及芳香族乙烯基系單體或者可與其共聚的其他乙烯基系單體,所述橡膠強化苯乙烯系樹脂組成物的特徵在於:(1)該橡膠狀聚合物的重量平均粒徑為0.05 μm~0.20 μm,(2)該組成物中的丙酮可溶部的重量平均分子量為10萬~30萬,(3)該組成物中的不溶部與可溶部的折射率之差小於0.02。
另外,作為使用苯乙烯-丁二烯橡膠的熱塑性樹脂組成物,提出了以下者。例如,於專利文獻8中,作為表現透明性、色調穩定性、耐衝擊性、流動性的手法,提出了一種透明苯乙烯系熱塑性樹脂組成物,樹脂組成物含有接枝共聚物(A)以及乙烯基系共聚物(B),所述接枝共聚物(A)以具有1 μm以上的粒徑為粒子全體的2重量%~10重量%且0.1 μm以下的粒徑為粒子全體的20重量%以下的粒徑分佈的、重量平均粒徑為0.30 μm~0.70 μm的苯乙烯-丁二烯橡膠質聚合物(r)為特徵,所述透明苯乙烯系熱塑性樹脂組成物的特徵在於,橡膠質聚合物(r)相對於該樹脂組成物的重量的比例為3重量%~25重量%。例如,於專利文獻9中,作為維持高透明性的耐衝擊改質劑,提出了一種包含接枝共聚物的耐衝擊性改良劑,所述接枝共聚物是於含有以丁二烯單元為主成分的聚合物(A1)與以苯乙烯單元為主成分的聚合物(A2)的聚合物混合物(A)的存在下,將乙烯基單體成分(b)聚合而得,且聚合物混合物(A)中的丁二烯單元的含有率為45重量%~65重量%,苯乙烯單元的含有率為35重量%~55重量%。例如,於專利文獻10中,作為表現流動性、透明性、耐衝擊性的手法,提出了一種熱塑性成形材料,其含有混合物,所述混合物包含(A)甲基丙烯酸甲酯聚合物、(B)共聚物、(C)接枝共聚物20重量%~50重量%、以及(D)最多20重量%的常用添加物,所述(C)接枝共聚物本質上為藉由(C1)核50重量%~80重量%、(C2)接枝外殼20重量%~50重量%進行以選擇接枝共聚物的平均粒度(d50)40 nm~500 nm為條件的聚合而得,所述(C1)核是藉由包含(C11)1,3-二烯50重量%~100重量%及(C12)乙烯基芳香族單體50重量%以下的單體混合物的聚合而得,所述(C2)接枝外殼是於核(C1)的存在下,藉由包含(C21)甲基丙烯酸或丙烯酸C1~C8-烷基酯40重量%~100重量%及(C22)乙烯基芳香族單體0重量%~60重量%的單體混合物的聚合而得。
但於任一種手法中,總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率的平衡均不充分,存在向廣範圍的用途中的應用受到限制的情況。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2016-216632號公報
專利文獻2:日本專利特開2001-192565號公報
專利文獻3:日本專利特開平9-143303號公報
專利文獻4:日本專利特開平11-228765號公報
專利文獻5:日本專利特開平7-324153號公報
專利文獻6:國際公開第2018-220961號
專利文獻7:日本專利特開2002-128848號公報
專利文獻8:日本專利特開2012-207074號公報
專利文獻9:國際公開第2008-026626號
專利文獻10:日本專利特開平8-73685號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明的課題在於解決上述現有技術中的問題點,即,目的在於提供一種兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而,γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的透明熱塑性樹脂組成物。
[解決課題之手段]
本發明者等人為達成所述目的進行了努力研究,結果發現,當於將乙烯基系單體混合物共聚而成的乙烯基系共聚物中分散有含橡膠質聚合物的接枝共聚物的透明熱塑性樹脂組成物中,調配特定量的酚系化合物及二氫氧雜磷雜菲系磷化合物時,可獲得兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而,γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的透明熱塑性樹脂組成物,從而完成了本發明。
進而,本發明者等人發現,當於所述透明熱塑性樹脂組成物中,接枝共聚物所含有的橡膠質聚合物為包含特定量的二烯系單體以及特定量的芳香族乙烯基系單體而成的橡膠質聚合物,且透明熱塑性樹脂組成物中的接枝共聚物粒子的數量平均粒徑存在於特定的範圍內時,尤其可獲得兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而,γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率及耐衝擊性良好的透明熱塑性樹脂組成物,從而完成了本發明。
即,本發明的一態樣如下所述。
(1)一種透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述透明熱塑性樹脂組成物100質量份中包含接枝共聚物(A)10質量份~60質量份、乙烯基系共聚物(B)40質量份~90質量份,所述接枝共聚物(A)是於橡膠質聚合物(R)存在下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述乙烯基系共聚物(B)是將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的單體混合物(b)共聚而成,相對於所述透明熱塑性樹脂組成物100質量份,包含100 ppm~1000 ppm的酚系化合物(C),更包含二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)為0.2~5.0。
(2)如(1)所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中,於將單體混合物(a)設為100質量%的情況下,單體混合物(a)至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)20質量%~40質量%、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)60質量%~80質量%,橡膠質聚合物(R)為聚丁二烯橡膠(R1),所述接枝共聚物(A)是於將橡膠質聚合物(R1)與單體混合物(a)的總量設為100質量%的情況下,於40質量%~60質量%的橡膠質聚合物(R1)存在下,利用所述單體混合物(a)60質量%~40質量%進行接枝共聚而得的接枝共聚物(A1),所述乙烯基系共聚物(B)是於將單體混合物(b)設為100質量%的情況下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)20質量%~40質量%、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)60質量%~80質量%的單體混合物(b)共聚而成的乙烯基系共聚物(B1),所述透明熱塑性樹脂組成物於將所述接枝共聚物(A1)及所述乙烯基系共聚物(B1)的合計設為100質量份的情況下,包含所述接枝共聚物(A1)10質量份~60質量份、所述乙烯基系共聚物(B1)40質量份~90質量份。
(3)如(1)所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中,所述橡膠質聚合物(R)是於將二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計設為100質量%的情況下,包含大於65質量%且小於80質量%的二烯系單體(r1)、以及大於20質量%且小於35質量%的芳香族乙烯基系單體(r2)的橡膠質聚合物(R2),所述透明熱塑性樹脂組成物是將接枝共聚物(A2)與乙烯基系共聚物(B2)調配而成,所述接枝共聚物(A2)是於橡膠質聚合物(R2)的存在下,將至少含有(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)及芳香族乙烯基系單體(a1)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述乙烯基系共聚物(B2)是將至少含有(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)及芳香族乙烯基系單體(b1)的單體混合物(b)共聚而成,所述熱塑性樹脂組成物中的接枝共聚物(A2)粒子的數量平均粒徑為0.15 μm~0.30 μm。
(4)如(1)至(3)中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中,相對於所述透明熱塑性樹脂組成物中所含的源自二烯系單體的單元、源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元、源自芳香族乙烯基系單體的單元、源自氰化乙烯基系單體的單元、及源自其他乙烯基系單體的單元的合計100質量%,源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量為75質量%以下,源自氰化乙烯基系單體的單元的含量為5質量%以下。
(5)如(1)至(4)中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述接枝共聚物(A)實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元。
(6)如(1)至(5)中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述熱塑性樹脂組成物的二甲基亞碸可溶成分含有源自氰化乙烯基系單體的單元,且於二甲基亞碸可溶成分中,相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1莫耳%。
(7)如(1)至(6)中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中,於所述熱塑性樹脂組成物中,γ射線照射後的自由基產生量小於1.3×1018
個/g。
(8)如(1)至(7)中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述透明熱塑性樹脂組成物中更含有受阻胺系化合物(E)。
(9)一種透明熱塑性樹脂組成物的製造方法,包括:於將接枝共聚物(A)及乙烯基系共聚物(B)的合計設為100質量份的情況下,獲得接枝共聚物(A)10質量份~60質量份的步驟、獲得乙烯基系共聚物(B)40質量份~90質量份的步驟、以及至少將所述接枝共聚物(A)、所述乙烯基系共聚物(B)、酚系化合物(C)及二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)混合的步驟,其中,所述接枝共聚物(A)是於橡膠質聚合物(R)的存在下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)及(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述乙烯基系共聚物(B)是將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)及(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的單體混合物(b)共聚而成。
(10)如(9)所述的透明熱塑性樹脂組成物的製造方法,包括將所述接枝共聚物(A)與酚系化合物(C)預先混合的步驟。
(11)一種成形品,將如(1)至(8)中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物成形而成。
(12)一種成形品的製造方法,將藉由如(9)或(10)所述的製造方法而得的透明熱塑性樹脂組成物成形。
[發明的效果]
根據本發明,可獲得一種兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而,γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的透明熱塑性樹脂組成物。
本發明的一實施形態的透明熱塑性樹脂組成物是於後述的乙烯基系共聚物(B)中調配後述的接枝共聚物(A)而形成,且含有酚系化合物(C)及二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)。藉由調配接枝共聚物(A),可改良透明熱塑性樹脂組成物的成形性,改良成形品的耐衝擊性、總光線透射率、色調。另外,藉由調配乙烯基系共聚物(B),可改良透明熱塑性樹脂組成物的成形性,可改良成形品的總光線透射率、色調。進而,藉由含有酚系化合物(C),可改良成形品的色調,藉由含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),可改良成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率。
構成本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的接枝共聚物(A)是於橡膠質聚合物(R)存在下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的單體混合物(a)接枝共聚而得。單體混合物(a)可更含有後述的可與(a1)~(a2)共聚的其他單體。
作為橡膠質聚合物(R),例如可列舉聚丁二烯、聚(丁二烯-苯乙烯)(丁苯橡膠(styrene butadiene rubber,SBR))、聚(丁二烯-丙烯酸丁酯)、聚(丁二烯-甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯)、聚(丁二烯-丙烯酸乙酯)、天然橡膠等。作為橡膠質聚合物(R),可使用兩種以上的上述材料。橡膠質聚合物(R)中,就進一步改良耐衝擊性、總光線透射率、色調的觀點而言,較佳為聚丁二烯、SBR、天然橡膠,最佳為聚丁二烯、SBR。
於橡膠質聚合物(R)為聚丁二烯橡膠(R1)的情況下,構成本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的接枝共聚物(A1)較佳為於橡膠質聚合物(R1)40質量%~60質量%存在下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)20質量%~40質量%、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)60質量%~80質量%的單體混合物(a)60質量%~40質量%接枝共聚而得者。
橡膠質聚合物(R1)的含量(質量%)是將構成接枝共聚物(A1)的橡膠質聚合物(R1)及單體混合物(a)的總量設為100質量%時的比例。橡膠質聚合物(R1)的含量較佳為40質量%以上且60質量%以下。若橡膠質聚合物(R1)的含量為40質量%以上,則可進一步改良成形品的耐衝擊性。橡膠質聚合物(R1)的含量更佳為45質量%以上。另一方面,若橡膠質聚合物(R1)的含量為60質量%以下,則可進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的耐衝擊性、總光線透射率。橡膠質聚合物(R1)的含量更佳為55質量%以下。
橡膠質聚合物(R1)的質量平均粒徑較佳為0.15 μm以上,更佳為0.25 μm以上,且較佳為0.4 μm以下,更佳為0.35 μm以下。藉由使橡膠質聚合物(R1)的質量平均粒徑為0.15 μm以上,可抑制成形品的耐衝擊性的降低。另外,藉由使橡膠質聚合物(R1)的質量平均粒徑為0.4 μm以下,可抑制透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的總光線透射率、色調降低。
作為單體混合物(a)中的芳香族乙烯基系單體(a1),例如可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、第三丁基苯乙烯等。作為芳香族乙烯基系單體(a1),可含有該些的兩種以上。芳香族乙烯基系單體(a1)中,就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性及成形品的總光線透射率、γ射線照射後的降低率、其恢復率及剛性的觀點而言,較佳為苯乙烯。
就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的總光線透射率、γ射線照射後的降低率、其恢復率及剛性的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的芳香族乙烯基系單體(a1)的含量較佳為20質量%以上,更佳為23質量%以上。另一方面,就改良成形品的耐衝擊性及總光線透射率的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的芳香族乙烯基系單體(a1)的含量較佳為40質量%以下,更佳為35質量%以下,進而較佳為30質量%以下。
作為單體混合物(a)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(a2),例如較佳為碳數1~6的醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯。碳數1~6的醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯可更具有羥基或鹵素基等取代基。作為碳數1~6的醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羥基己酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羥基戊酯等。作為(甲基)丙烯酸酯系單體(a2),可含有該些的兩種以上。(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)中,就改良成形品的透明性的觀點而言,較佳為(甲基)丙烯酸甲酯。再者,「(甲基)」是指可具有「甲基」,亦可不具有「甲基」。例如,所謂「(甲基)丙烯酸」表示丙烯酸或甲基丙烯酸。
就改良成形品的總光線透射率、色調的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的含量較佳為60質量%以上,更佳為65質量%以上,進而較佳為70質量%以上。另一方面,就進一步改良成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的含量較佳為80質量%以下,更佳為78質量%以下,進而較佳為75質量%以下。
另外,可與所述芳香族乙烯基系單體(a1)及(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)共聚的其他單體為所述(a1)、所述(a2)以外的乙烯基系單體,且只要不損害本發明的效果,則並無特別限制。作為其他單體,具體而言,可列舉氰化乙烯基系單體(a3)、不飽和脂肪酸、丙烯醯胺系單體、馬來醯亞胺系單體等,可含有該些的兩種以上。
作為單體混合物(a)中的氰化乙烯基系單體(a3),例如可列舉:丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈等。作為氰化乙烯基系單體(a3),可含有該些的兩種以上。氰化乙烯基系單體(a3)中,就進一步改良成形品的耐衝擊性的觀點而言,較佳為丙烯腈。
就改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率、色調的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的氰化乙烯基系單體(a3)的含量較佳為15質量%以下,更佳為5質量%以下,進而較佳為0質量%。
作為不飽和脂肪酸,例如可列舉:衣康酸、馬來酸、富馬酸、丁烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等。作為丙烯醯胺系單體,例如可列舉:丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺等。作為馬來醯亞胺系單體,例如可列舉:N-甲基馬來醯亞胺、N-乙基馬來醯亞胺、N-異丙基馬來醯亞胺、N-丁基馬來醯亞胺、N-己基馬來醯亞胺、N-辛基馬來醯亞胺、N-十二烷基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺等。
當橡膠質聚合物(R)為相對於二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%而包含大於65質量%且小於80質量%的二烯系單體(r1)、以及大於20質量%且小於35質量%的芳香族乙烯基系單體(r2)的橡膠質聚合物(R2)時,構成本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的接枝共聚物(A2)較佳為於橡膠質聚合物(R2)的存在下,將至少含有(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)及芳香族乙烯基系單體(a1)的單體混合物(a)接枝共聚而得者。
本發明中使用的橡膠質聚合物(R2)較佳為相對於二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%,將大於65質量%且小於80質量%的二烯系單體(r1)與大於20質量%且小於35質量%的芳香族乙烯基系單體(r2)共聚而得者。於二烯系單體(r1)為65質量%以下、芳香族乙烯基系單體(r2)為35質量%以上的情況下,橡膠質聚合物(R2)的玻璃轉移溫度變高,因此成形品的耐衝擊性降低,故而欠佳。較佳為相對於二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%,二烯系單體(r1)大於67質量%且芳香族乙烯基系單體(r2)小於33質量%。另一方面,當相對於二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%,二烯系單體(r1)為80質量%以上且芳香族乙烯基系單體(r2)小於20質量%時,為了獲得熱塑性樹脂的透明性,後述的單體混合物(a)及乙烯基系共聚物(B2)中的(甲基)丙烯酸酯系單體或氰化乙烯基系單體的含量變多,因此成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率及γ射線照射後的色調變化變大。較佳為相對於二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%,二烯系單體(r1)小於77質量%且芳香族乙烯基系單體(r2)大於23質量%。
作為構成橡膠質聚合物(R2)的二烯系單體(r1),例如可列舉1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等,可使用該些的兩種以上。該些中,就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的耐衝擊性的觀點而言,較佳為1,3-丁二烯。
作為構成橡膠質聚合物(R2)的芳香族乙烯基系單體(r2),例如可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、第三丁基苯乙烯等,可使用該些的兩種以上。該些中,就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性以及成形品的總光線透射率及剛性的觀點而言,較佳為苯乙烯。
就進一步改良成形品的耐衝擊性的觀點而言,橡膠質聚合物(R2)的體積平均粒徑較佳為0.15 μm以上,就改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的總光線透射率、色調的觀點而言,橡膠質聚合物(R2)的體積平均粒徑較佳為0.30 μm以下。再者,關於橡膠質聚合物(R2)的體積平均粒徑,可使橡膠質聚合物(R2)乳膠分散於水中,並使用雷射散射繞射法粒度分佈測定裝置來測定。
作為橡膠質聚合物(R2)的聚合方法,可使用乳化聚合法、懸浮聚合法、連續本體聚合法、溶液連續聚合法等任意方法。該些中,就可容易地將橡膠質聚合物(R2)的粒徑調整為所希望的範圍、藉由聚合時的除熱可容易地調整聚合穩定性而言,更佳為乳化聚合法。
就進一步改良成形品的耐衝擊性的觀點而言,相對於構成接枝共聚物(A2)的橡膠質聚合物(R2)及單體混合物(a)的合計100質量%,橡膠質聚合物(R2)的含量較佳為30質量%以上,更佳為40質量%以上。另一方面,就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的耐衝擊性、總光線透射率的觀點而言,相對於構成接枝共聚物(A2)的橡膠質聚合物(R2)及單體混合物(a)的合計100質量%,橡膠質聚合物(R2)的含量較佳為70質量%以下,更佳為60質量%以下。
單體混合物(a)中的芳香族乙烯基系單體(a1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)可使用與使用聚丁二烯橡膠時所例示的單體相同的單體。另外,可與所述芳香族乙烯基系單體(a1)及(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)共聚的其他單體為所述(a1)、所述(a2)以外的乙烯基系單體,且只要不損害本發明的效果,則並無特別限制,可同樣地使用於使用聚丁二烯橡膠時所例示的氰化乙烯基系單體(a3)等其他單體。
就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的總光線透射率、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、γ射線照射後的色調變化及剛性的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的芳香族乙烯基系單體(a1)的含量較佳為35質量%以上,更佳為40質量%以上。另一方面,就改良成形品的耐衝擊性及總光線透射率的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的芳香族乙烯基系單體(a1)的含量較佳為55質量%以下,更佳為50質量%以下。
就改良成形品的總光線透射率、色調的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的含量較佳為40質量%以上,更佳為45質量%以上。另一方面,就進一步改良成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、γ射線照射後的色調變化的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的含量較佳為60質量%以下,更佳為55質量%以下。
就改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、γ射線照射後的色調變化、色調的觀點而言,相對於單體混合物(a)的合計100質量%,單體混合物(a)中的氰化乙烯基系單體(a3)的含量較佳為15質量%以下,更佳為5質量%以下,進而較佳為0質量%。
本發明中使用的接枝共聚物(A)較佳為實質上不含有氰化乙烯基系單體單元。此處,所謂「源自氰化乙烯基系單體的單元」是指下述式(1)所表示的單元。源自氰化乙烯基系單體的單元是藉由氰化乙烯基系單體進行聚合而導入至共聚物的部分。
(通式(1)中,R表示氫原子或烷基)
另外,所謂「實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元」,是指藉由設定為230℃的加熱壓製對所獲得的接枝共聚物(A)進行加熱加壓而製作成厚度30±5 μm,當對所獲得的膜進行傅立葉轉換紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)分析時,不存在歸屬於源自氰化乙烯基系單體的C≡N伸縮的2240 cm-1
的波峰。另外,亦可藉由如下情況來確認:藉由設定為230℃的加熱壓製對透明熱塑性樹脂組成物的丙酮不溶成分進行加熱加壓而製作成厚度30±5 μm,當對所獲得的膜進行FT-IR分析時,不存在歸屬於源自氰化乙烯基系單體的C≡N伸縮的2240 cm-1
的波峰。藉由使接枝共聚物(A)中實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元,可進一步改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率、色調。
接枝共聚物(A)的丙酮可溶成分的重量平均分子量並無特別限制,較佳為50,000以上,更佳為60,000以上。若接枝共聚物(A)的丙酮可溶成分的重量平均分子量為50,000以上,則可進一步改良成形品的耐衝擊性。另一方面,接枝共聚物(A)的丙酮可溶成分的重量平均分子量較佳為120,000以下,更佳為100,000以下。若接枝共聚物(A)的丙酮可溶成分的重量平均分子量為120,000以下,則可進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性。
此處,接枝共聚物(A)的丙酮可溶成分的重量平均分子量可藉由如下方式來求出,即,利用旋轉蒸發器將自接枝共聚物(A)過濾了丙酮不溶成分而得的濾液濃縮,藉此採集丙酮可溶成分,將所採集的丙酮可溶成分約0.03 g溶解於四氫呋喃約15 g中而製作約0.2質量%的溶液。根據使用該溶液而測定的凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)層析圖,將聚甲基丙烯酸甲酯作為標準物質進行換算來求出。再者,GPC測定可藉由下述條件進行測定。
測定裝置:沃特世(Waters)2695
管柱溫度:40℃
檢測器:RI2414(示差折射率計)
載體溶析液流量:0.3 ml/min(溶劑:四氫呋喃)
管柱:TSKgel SuperHZM-M(6.0 mm內徑(inside diameter,I.D.)×15 cm)、TSKgel SuperHZM-N(6.0 mmI.D.×15 cm)串聯(均為東曹(股)製造)。
接枝共聚物(A)的接枝率並無特別限制,就改良成形品的耐衝擊性、總光線透射率的觀點而言,較佳為10%以上且100%以下。
此處,接枝共聚物(A)的接枝率可藉由以下方法求出。首先,於接枝共聚物(A)約1 g中加入丙酮80 ml,於70℃的熱水浴中回流3小時。將該溶液以8000 r.p.m(10000 G)離心分離40分鐘後,對不溶成分進行過濾,藉此獲得丙酮不溶成分。將所獲得的丙酮不溶成分於80℃下減壓乾燥5小時後,測定其質量(於下述式中設為n),藉由下述式來算出接枝率。此處,m為所使用的接枝共聚物(A)的樣品質量,X為接枝共聚物(A)的橡膠質聚合物含量(質量%)。
接枝率(%)={[(n)-((m)×X/100)]/[(m)×X/100]}×100。
接枝共聚物(A)的接枝成分(丙酮不溶成分)與橡膠質聚合物(R)的折射率之差較佳為0.03以下,更佳為0.01以下。藉由將接枝共聚物(A)的接枝成分(丙酮不溶成分)與橡膠質聚合物(R)的折射率之差抑制為0.03以下,可改良成形品的透明性、色調。
此處,橡膠質聚合物(R)的折射率可藉由以下方法測定。
於以300 rpm攪拌150 ml甲醇的狀態下,添加乳化狀態的橡膠乳膠10 ml,然後加入調整為10質量%的硫酸20 ml,藉此獲得橡膠質聚合物(R)的析出物。將橡膠質聚合物(R)的析出物於60℃下減壓乾燥5小時後,藉由設定為230℃的加熱壓製進行加熱加壓,製作厚度30±5 μm的膜。將所獲得的膜作為測定樣品,滴加少量1-溴萘,使用鈉燈D線作為光源,於將測定溫度設為23℃的條件下,使用阿貝折射率計測定折射率。
接枝共聚物(A)的接枝成分的折射率主要依存於作為原料的乙烯基系單體的組成,因此藉由適宜選擇乙烯基系單體的種類與組成比,可使折射率處於所希望的範圍。特別是於藉由乳化聚合法使高分子量體轉換率為95%以上的情況下,接枝成分的組成與單體混合物(a)的組成大致同等。
接枝共聚物(A)的接枝成分的折射率可根據乙烯基系單體的折射率與含量來推測。例如,於苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈的共聚物的情況下,可藉由下述式推測接枝共聚物(A)的接枝成分的折射率。
nD(G)=(1.595×MS/100)+(1.490×MM/100)+(1.510×MA/100)
此處,nD(G)表示接枝共聚物(A)的接枝成分的折射率,MS表示苯乙烯含量(質量%),MM表示甲基丙烯酸甲酯含量(質量%),MA表示丙烯腈含量(質量%)。1.595表示聚苯乙烯的折射率,1.490表示聚甲基丙烯酸甲酯的折射率,1.510表示聚丙烯腈的折射率。再者,聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈的折射率可利用阿貝折射率計測定。
另外,接枝共聚物(A)的接枝成分的折射率可針對藉由將接枝共聚物(A)溶解於丙酮中並對過濾了丙酮可溶成分後的殘渣進行乾燥而獲得的接枝成分,利用阿貝折射率計進行測定。
接枝共聚物(A)的製造方法可使用乳化聚合法、懸浮聚合法、連續本體聚合法、溶液連續聚合法等任意的方法來作為橡膠質聚合物(R)的聚合方法。該些中,就可容易地將橡膠質聚合物(R)的粒徑調整為所希望的範圍、藉由聚合時的除熱可容易地調整聚合穩定性而言,更佳為乳化聚合法。
於利用乳化聚合法製造接枝共聚物(A)的情況下,橡膠質聚合物(R)與單體混合物(a)的裝入方法並無特別限定。例如,可於初始將該些全部一批地裝入,亦可為了調整共聚物組成的分佈而連續地裝入單體混合物(a)的一部分,亦可分割裝入單體混合物(a)的一部分或全部。此處,所謂連續地裝入單體混合物(a)的一部分是指於初始裝入單體混合物(a)的一部分,並將剩餘部分經時地連續裝入。另外,所謂將單體混合物(a)分割裝入是指於比初始裝入更靠後的時刻裝入單體混合物(a)。
於利用乳化聚合法製造接枝共聚物(A)的情況下,可添加各種界面活性劑作為乳化劑。作為各種界面活性劑,特佳為羧酸鹽型、硫酸酯鹽型、磺酸鹽型等陰離子系界面活性劑,亦可組合兩種以上的陰離子系界面活性劑。再者,作為此處所述的鹽,例如可列舉鈉鹽、鋰鹽、鉀鹽等鹼金屬鹽、銨鹽等。
作為羧酸鹽型的乳化劑,例如可列舉:辛酸鹽、癸酸鹽、月桂酸鹽、肉豆蔻酸鹽、棕櫚酸鹽、硬脂酸鹽、油酸鹽、亞油酸鹽、亞麻酸鹽、松香酸鹽、二十二酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽等。
作為硫酸酯鹽型的乳化劑,例如可列舉:蓖麻油硫酸酯鹽、月桂基醇硫酸酯鹽、聚氧乙烯月桂基硫酸鹽、聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鹽等。
作為磺酸鹽型的乳化劑,例如可列舉:十二烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽、萘磺酸鹽縮合物等。
於利用乳化聚合法製造接枝共聚物(A)的情況下,視需要可添加起始劑。作為起始劑,例如可列舉過氧化物、偶氮系化合物、水溶性的過硫酸鉀等,亦可組合該些的兩種以上。另外,作為起始劑,亦可使用氧化還原(redox)系聚合起始劑。
作為過氧化物,例如可列舉:過氧化苯甲醯、異丙苯過氧化氫、過氧化二異丙苯、二異丙基苯過氧化氫、第三丁基過氧化氫、第三丁基過氧化乙酸酯、第三丁基過氧化苯甲酸酯、第三丁基異丙基碳酸酯、二-第三丁基過氧化物、第三丁基過氧化辛酸酯、1,1-雙(第三丁基過氧基)3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)環己烷、第三丁基過氧基-2-乙基己酸酯等。過氧化物中,可特佳地使用異丙苯過氧化氫、1,1-雙(第三丁基過氧基)3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)環己烷。
作為偶氮系化合物,例如可列舉:偶氮雙異丁腈、偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈、2-氰基-2-丙基偶氮甲醯胺、1,1'-偶氮雙環己烷-1-甲腈、偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、二甲基2,2'-偶氮雙異丁酸酯、1-第三丁基偶氮-2-氰基丁烷、2-第三丁基偶氮-2-氰基-4-甲氧基-4-甲基戊烷等。偶氮系化合物中,可特佳地使用1,1'-偶氮雙環己烷-1-甲腈。
用於製造接枝共聚物(A)的起始劑的添加量並無特別限制,就容易將接枝共聚物(A)的重量平均分子量調整為所述範圍的觀點而言,相對於橡膠質聚合物(R)與單體混合物(a)的合計100質量份,所述添加量較佳為0.1質量份以上且0.5質量份以下。
於製造接枝共聚物(A)的情況下,可使用鏈轉移劑。藉由使用鏈轉移劑,可容易地將接枝共聚物(A)的重量平均分子量及接枝率調節為所希望的範圍。作為鏈轉移劑,例如可列舉(i)正辛基硫醇、第三-十二烷基硫醇、正十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇、正十八烷基硫醇等硫醇;(ii)萜品油烯等萜烯等,可組合該些的兩種以上。鏈轉移劑中,可較佳地使用正辛基硫醇、第三-十二烷基硫醇。
用於製造接枝共聚物(A)的鏈轉移劑的添加量並無特別限制。就容易將接枝共聚物(A)的重量平均分子量及分散度、接枝率調整為所述範圍的觀點而言,相對於橡膠質聚合物(R)與單體混合物(a)的合計100質量份,用於製造接枝共聚物(A)的鏈轉移劑的添加量較佳為0.1質量份以上,更佳為0.2質量份以上,進而較佳為0.4質量份以上,且較佳為0.7質量份以下,更佳為0.6質量份以下,進而較佳為0.4質量份以下。
於利用乳化聚合製造接枝共聚物(A)的情況下,對聚合溫度並無特別限制,但就容易將接枝共聚物(A)的重量平均分子量及分散度調整為所述範圍的觀點、乳化穩定性的觀點而言,較佳為40℃以上且70℃以下。
於利用乳化聚合法製造接枝共聚物(A)的情況下,一般於接枝共聚物乳膠中添加凝固劑來回收接枝共聚物(A)。作為凝固劑,可較佳地使用酸或水溶性鹽。
作為用作凝固劑的酸,例如可列舉:硫酸、鹽酸、磷酸、乙酸等。作為用作凝固劑的水溶性鹽,例如可列舉氯化鈣、氯化鎂、氯化鋇、氯化鋁、硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鋁銨、硫酸鋁鉀、硫酸鋁鈉等,可組合該些的兩種以上。就改良成形品的色調的觀點而言,較佳為於透明熱塑性樹脂組成物中不殘存乳化劑。因此,較佳為使用鹼脂肪酸鹽作為乳化劑來進行酸凝固,繼而利用例如氫氧化鈉等鹼進行中和,藉此將乳化劑去除。
構成本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的乙烯基系共聚物(B)是將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的單體混合物(b)共聚而得者。單體混合物(b)可更含有可與所述(b1)~(b2)共聚的其他單體。
於橡膠質聚合物(R)為聚丁二烯橡膠(R1)的情況下,構成本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的乙烯基系共聚物(B1)較佳為當將單體混合物(b)的合計設為100質量%時,將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)20質量%~40質量%、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)60質量%~80質量%的單體混合物(b)共聚而得者。
作為芳香族乙烯基系單體(b1),可列舉作為芳香族乙烯基系單體(a1)而例示的單體,較佳為苯乙烯。
就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的總光線透射率、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率及剛性的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的芳香族乙烯基系單體(b1)的含量為20質量%以上,較佳為23質量%以上。另一方面,就改良成形品的耐衝擊性及總光線透射率的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的芳香族乙烯基系單體(b1)的含量為40質量%以下,較佳為30質量%以下,更佳為25質量%以下。
作為單體混合物(b)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(b2),可列舉作為(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)而例示的單體,較佳為(甲基)丙烯酸甲酯。
就改良成形品的總光線透射率、色調的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的含量為60質量%以上,較佳為65質量%以上,更佳為70質量%以上。另一方面,就進一步改良成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的含量為80質量%以下,較佳為78質量%以下,更佳為75質量%以下。
另外,可與所述芳香族乙烯基系單體(b1)、所述(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)共聚的其他單體為所述(b1)~(b2)以外的乙烯基系單體,且只要不損害本發明的效果,則並無特別限制。作為其他單體,具體而言,可列舉不飽和脂肪酸、丙烯醯胺系單體、馬來醯亞胺系單體等,可含有該些的兩種以上。
作為單體混合物(b)中的氰化乙烯基系單體(b3),例如可列舉丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈等,作為氰化乙烯基系單體(b3),可含有該些的兩種以上。於氰化乙烯基系單體(b3)中,就進一步改良成形品的耐衝擊性的觀點而言,較佳為丙烯腈。
就進一步改良成形品的耐衝擊性的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的氰化乙烯基系單體(b3)的含量較佳為2質量%以上,更佳為3質量%以上。另一方面,就改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率、色調的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的氰化乙烯基系單體(b3)的含量較佳為15質量%以下,更佳為10質量%以下,進而較佳為5質量%以下。
作為不飽和脂肪酸,例如可列舉:衣康酸、馬來酸、富馬酸、丁烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等。作為丙烯醯胺系單體,例如可列舉:丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺等。作為馬來醯亞胺系單體,例如可列舉:N-甲基馬來醯亞胺、N-乙基馬來醯亞胺、N-異丙基馬來醯亞胺、N-丁基馬來醯亞胺、N-己基馬來醯亞胺、N-辛基馬來醯亞胺、N-十二烷基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺等。
當橡膠質聚合物(R)為相對於二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%而包含大於65質量%且小於80質量%的二烯系單體(r1)、以及大於20質量%且小於35質量%的芳香族乙烯基系單體(r2)的橡膠質聚合物(R2)時,構成本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的乙烯基系共聚物(B2)較佳為將至少含有(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)及芳香族乙烯基系單體(b1)的單體混合物(b)共聚而得者。進而,單體混合物(b)可更含有可與所述(b1)、所述(b2)共聚的其他單體。
單體混合物(b)中的芳香族乙烯基系單體(b1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)可使用與使用聚丁二烯橡膠時所例示的單體相同的單體。
另外,可與所述芳香族乙烯基系單體(b1)及(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)共聚的其他單體為所述(b1)、所述(b2)以外的乙烯基系單體,且只要不損害本發明的效果,則並無特別限制,可同樣地使用於使用聚丁二烯橡膠時所例示的氰化乙烯基系單體(b3)等其他單體。
就進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的流動性、成形品的總光線透射率、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、γ射線照射後的色調變化及剛性的觀點而言,相對於構成乙烯基系共聚物(B2)的單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的芳香族乙烯基系單體(b1)的含量為35質量%以上,較佳為40質量%以上。另一方面,就改良成形品的耐衝擊性及總光線透射率的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的芳香族乙烯基系單體(b1)的含量較佳為55質量%以下,更佳為50質量%以下。
就改良成形品的總光線透射率、色調的觀點而言,相對於構成乙烯基系共聚物(B2)的單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的含量較佳為40質量%以上,更佳為45質量%以上。另一方面,就進一步改良成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、γ射線照射後的色調變化的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的含量較佳為60質量%以下,更佳為55質量%以下。
就進一步改良成形品的耐衝擊性的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,單體混合物(b)中的氰化乙烯基系單體(b3)的含量較佳為2質量%以上,更佳為3質量%以上。另一方面,就改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、γ射線照射後的色調變化、色調的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量%,構成乙烯基系共聚物(B2)的單體混合物中的氰化乙烯基系單體(b3)的含量較佳為15質量%以下,更佳為10質量%以下,進而較佳為5質量%以下。
作為不飽和脂肪酸,例如可列舉:衣康酸、馬來酸、富馬酸、丁烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等。作為丙烯醯胺系單體,例如可列舉:丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺等。作為馬來醯亞胺系單體,例如可列舉:N-甲基馬來醯亞胺、N-乙基馬來醯亞胺、N-異丙基馬來醯亞胺、N-丁基馬來醯亞胺、N-己基馬來醯亞胺、N-辛基馬來醯亞胺、N-十二烷基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺等。
乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量較佳為70,000以上,更佳為80,000以上。藉由將乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量設為70,000以上,可進一步改良成形品的耐衝擊性。另一方面,乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量較佳為250,000以下,更佳為200,000以下。藉由將乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量設為250,000以下,可進一步改良透明熱塑性樹脂組成物的成形性。重量平均分子量處於70,000以上且250,000以下的範圍的乙烯基系共聚物(B)例如可藉由使用後述的起始劑或鏈轉移劑、將聚合溫度設為後述的較佳範圍等而容易地製造。
此處,乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量可藉由如下方式來求出,即,將乙烯基系共聚物(B)約0.03 g溶解於四氫呋喃約15 g中而製作約0.2質量%的溶液,根據使用該溶液而測定的GPC層析圖,將聚甲基丙烯酸甲酯作為標準物質進行換算來求出。再者,GPC測定可藉由下述條件進行測定。
測定裝置:沃特世(Waters)2695
管柱溫度:40℃
檢測器:RI2414(示差折射率計)
載體溶析液流量:0.3 ml/min(溶劑:四氫呋喃)
管柱:TSKgel SuperHZM-M(6.0 mmI.d.×15 cm)、TSKgel SuperHZM-N(6.0 mmI.d.×15 cm)串聯(均為東曹(股)製造)。
乙烯基系共聚物(B)與後述的橡膠質聚合物(R)的折射率之差較佳為0.03以下,更佳為0.01以下。藉由將乙烯基系共聚物(B)的折射率與橡膠質聚合物(R)的折射率之差抑制為0.03以下,可改良成形品的總光線透射率、色調。
乙烯基系共聚物(B)的折射率主要依存於作為原料的乙烯基系單體的組成,因此藉由適宜選擇乙烯基系單體的種類與組成比,可使折射率處於所希望的範圍。再者,乙烯基系共聚物(B)的折射率可根據乙烯基系單體的折射率與含量來推測,例如,於苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈的共聚物的情況下,可藉由下述式推測乙烯基系共聚物(B)的折射率。
nD(B)=(1.595×MS/100)+(1.490×MM/100)+(1.510×MA/100)
此處,nD(B)表示乙烯基系共聚物(B)的折射率,MS表示苯乙烯含量(質量%),MM表示甲基丙烯酸甲酯含量(質量%),MA表示丙烯腈含量(質量%)。1.595表示聚苯乙烯的折射率,1.490表示聚甲基丙烯酸甲酯的折射率,1.510表示聚丙烯腈的折射率。再者,聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈的折射率均可利用阿貝折射率計測定。另外,乙烯基系共聚物(B)的折射率可利用阿貝折射率計測定。
乙烯基系共聚物(B)的製造方法並無特別限制,就所獲得的透明熱塑性樹脂組成物的成形性、成形品的透明性及色調的觀點而言,較佳為使用連續本體聚合法或連續溶液聚合法。此處,所謂連續本體聚合法,是指經時連續地投入單體混合物,並經時連續地排出經本體聚合而成的乙烯基系共聚物的方法,所謂連續溶液聚合法,是指經時連續地投入單體混合物及溶劑,並經時連續地排出包含經溶液聚合而成的乙烯基系共聚物及溶劑的溶液的方法。另外,考慮到聚合控制的容易性、後處理的容易性,亦較佳為使用懸浮聚合法。
於利用連續本體聚合法或連續溶液聚合法製造乙烯基系共聚物(B)的情況下,可採用任意的方法,例如可列舉於聚合槽中將單體混合物(b)聚合後進行去單體(去溶劑化、去揮發作用)的方法。
作為聚合槽,例如可使用具有槳式葉片、渦輪葉片、螺旋槳葉片、布魯梅金(Brumargin)葉片、多級葉片、錨式葉片、最大混合式(maxblend)葉片、雙螺旋葉片等攪拌葉片的混合型的聚合槽;或各種塔式的反應器等。另外,亦可將多管反應器、捏合式反應器及雙軸擠出機等用作聚合反應器(例如,參照高分子製造製程的評估10「耐衝擊性聚苯乙烯的評估」高分子學會,1989年1月26日發行等。)。
當製造乙烯基系共聚物(B)時,可使用兩台(槽)以上的所述聚合槽或聚合反應器,亦可視需要組合兩種以上的聚合槽或聚合反應器。就減小乙烯基系共聚物(B)的分散度的觀點而言,聚合槽或聚合反應器較佳為兩台(槽)以下,更佳為一槽式的完全混合型聚合槽。
於所述聚合槽或聚合反應器中聚合而得的反應混合物通常接著被供給至去單體步驟,藉此去除單體及溶劑以及其他揮發成分。作為進行去單體的方法,例如可列舉:利用具有排氣道(vent)的單軸或雙軸的擠出機,於加熱下、常壓或減壓下自排氣孔去除揮發成分的方法;利用於滾筒中內置離心型等的板翅(plate-fin)型加熱器的蒸發器去除揮發成分的方法;利用離心型等的薄膜蒸發器去除揮發成分的方法;使用多管式熱交換器進行預熱、發泡並向真空槽溢料(flash)而去除揮發成分的方法等。於進行去單體的方法中,尤其可較佳地使用具有排氣道的單軸或雙軸的擠出機去除揮發成分的方法。
於製造乙烯基系共聚物(B)的情況下,可適宜地使用起始劑或鏈轉移劑。作為起始劑及鏈轉移劑,可列舉與接枝共聚物(A)的製造方法中所例示者相同的起始劑及鏈轉移劑。
對用於製造乙烯基系共聚物(B)的起始劑的添加量並無特別限制,就容易將乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量調整為所述範圍的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量份,所述添加量較佳為0.01質量份以上且0.03質量份以下。
用於製造乙烯基系共聚物(B)的鏈轉移劑的添加量並無特別限制,就容易將乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量調整為所述範圍的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量份,所述添加量較佳為0.05質量份以上且0.40質量份以下。
於利用連續本體聚合法或連續溶液聚合法製造乙烯基系共聚物(B)的情況下,聚合溫度並無特別限制,但就容易將乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量調整為所述範圍的觀點而言,較佳為120℃以上且140℃以下。
於利用連續溶液聚合法製造乙烯基系共聚物(B)的情況下,就生產性的方面而言,溶劑的量於聚合溶液中較佳為30質量%以下,更佳為20質量%以下。作為溶劑,就聚合穩定性的方面而言,較佳為乙基苯或甲基乙基酮,可特佳地使用乙基苯。
於利用懸浮聚合法製造乙烯基系共聚物(B)的情況下,作為用於懸浮聚合的懸浮穩定劑,可列舉:硫酸鋇及氫氧化鎂等無機系懸浮穩定劑;聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚丙烯醯胺、甲基丙烯酸甲酯/丙烯醯胺共聚物等有機系懸浮穩定劑等。亦可使用該些的兩種以上。該些中,就色調穩定性的方面而言,較佳為有機系懸浮穩定劑。
作為用於乙烯基系共聚物(B)的懸浮聚合的起始劑,可列舉作為接枝共聚物(A)的起始劑所例示者。另外,出於調整乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量的目的,亦可使用作為接枝共聚物(A)中使用的鏈轉移劑而例示的硫醇、萜烯等鏈轉移劑。於懸浮聚合中獲得乙烯基系共聚物(B)的漿料,繼而經由脫水、乾燥,獲得珠狀的乙烯基系共聚物(B)。
於製造乙烯基系共聚物(B)的情況下,可適宜地使用起始劑或鏈轉移劑。作為起始劑及鏈轉移劑,可列舉與接枝共聚物(A)的製造方法中所例示者相同的起始劑及鏈轉移劑。
對用於製造乙烯基系共聚物(B)的起始劑的添加量並無特別限制,就容易將乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量調整為所述範圍的觀點而言,相對於構成乙烯基系共聚物(B)的單體混合物的合計100質量份,所述添加量較佳為0.01質量份以上且0.05質量份以下。
用於製造乙烯基系共聚物(B)的鏈轉移劑的添加量並無特別限制,就容易將乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量調整為所述範圍的觀點而言,相對於單體混合物(b)的合計100質量份,所述添加量較佳為0.01質量份以上且0.40質量份以下。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的所謂「透明」,是指使用東洋精機(股)製造的直讀霧度計對方板成形品(縱50 mm、橫40 mm、厚3 mm)進行測定而得的方板成形品的總光線透射率為80%以上。較佳為85%以上。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物是相對於接枝共聚物(A)及乙烯基系共聚物(B)的合計100質量份而言,調配接枝共聚物(A)10質量份以上且60質量份以下以及乙烯基系共聚物(B)40質量份以上且90質量份以下而形成。藉由接枝共聚物(A)為10質量份以上且乙烯基系共聚物(B)為90質量份以下,可抑制成形品的耐衝擊性降低。更佳為相對於接枝共聚物(A)及乙烯基系共聚物(B)的合計100質量份而將接枝共聚物(A)設為20質量份以上,且將乙烯基系共聚物(B)設為80質量份以下。另外,藉由使接枝共聚物(A)為60質量份以下且乙烯基系共聚物(B)為40質量份以上,可抑制透明熱塑性樹脂組成物的熔融黏度上升,同時抑制成形性的降低,亦可抑制成形品的總光線透射率、色調的降低。更佳為相對於接枝共聚物(A)及乙烯基系共聚物(B)的合計100質量份而調配接枝共聚物(A)50質量份以下、乙烯基系共聚物(B)50質量份以上。
當橡膠質聚合物(R)為相對於二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%而包含大於65質量%且小於80質量%的二烯系單體(r1)、以及大於20質量%且小於35質量%的芳香族乙烯基系單體(r2)的橡膠質聚合物(R2)時,本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物中的接枝共聚物(A2)粒子的數量平均粒徑較佳為0.15 μm~0.30 μm。若接枝共聚物(A2)粒子的數量平均粒徑小於0.15 μm,則存在成形品的耐衝擊性降低的情況。另一方面,若接枝共聚物(A2)粒子的數量平均粒徑大於0.30 μm,則存在成形品的總光線透射率降低的情況。更佳為0.15 μm~0.25 μm。
透明熱塑性樹脂組成物中的接枝共聚物(A2)粒子的數量平均粒徑可藉由如下方式獲得:將由國際標準化組織(International Organization for Standardization,ISO)3167:2002規定的多用途試驗片A形(全長150 mm、試驗部的寬度10 mm、厚度4 mm)的狹窄部分切薄為約60 nm的厚度,並利用四氧化鋨進行染色而獲得試樣,利用穿透式電子顯微鏡(倍率:15,000倍、觀察範圍:5 μm×5 μm)對該試樣進行觀察,隨機選擇100個接枝共聚物粒子,測定粒子的最大尺寸及最小尺寸,並算出其數量平均值。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物中,相對於源自二烯系單體的單元、源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元、源自芳香族乙烯基系單體的單元、源自氰化乙烯基系單體的單元及源自其他乙烯基系單體的單元的合計100質量%,源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量較佳為75質量%以下,更佳為70質量%以下,進而較佳為65質量%以下,最佳為45質量%以下。另外,源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量較佳為30質量%以上。另外,較佳為源自氰化乙烯基系單體的單元的含量較佳為5質量%以下,更佳為4質量%以下。亦可不含有源自氰化乙烯基系單體的單元,但含有時的較佳下限為2質量%。
相對於透明熱塑性樹脂組成物中的源自二烯系單體的單元、源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元、源自芳香族乙烯基系單體的單元、源自氰化乙烯基系單體的單元、及源自其他乙烯基系單體的單元的合計100質量%,若源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量為75質量%以下,則可抑制γ射線照射時的源自(甲基)丙烯酸酯系單體的自由基產生量,可進一步改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率。另外,若源自氰化乙烯基系單體的單元的含量為5質量%以下,則可抑制源自氰化乙烯基系單體的自由基,可進一步改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率。再者,自由基產生量可利用電子自旋共振裝置(electron spin resonance,ESR)進行測定。自由基產生量與源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量成比例,且會增大γ射線照射後的總光線透射率的降低率,但該自由基於數日內基本消失。其後,觀測到了轉移為源自氰化乙烯基系單體的自由基而使總光線透射率的恢復率降低的經時變化。此處,所謂「源自二烯系單體的單元」,是指藉由所述二烯系單體(r1)中記載的單體進行聚合而導入至橡膠質聚合物(R)的部分。
所謂「源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元」是指下述式(2)所表示的單元。源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元是藉由(甲基)丙烯酸酯系單體進行聚合而導入至共聚物的部分。
(通式(2)中,R1及R2表示氫原子或烷基。進而,烷基亦可具有羥基、鹵素基等取代基。)
所謂「源自芳香族乙烯基系單體的單元」是指下述式(3)所表示的單元。源自芳香族乙烯基系單體的單元是藉由芳香族乙烯基系單體進行聚合而導入至共聚物的部分。
(通式(3)中,R1及R2表示氫原子或烷基)
所謂「源自氰化乙烯基系單體的單元」是指所述式(1)所表示的單元。
另外,相對於透明熱塑性樹脂組成物中的源自二烯系單體的單元、源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元、源自芳香族乙烯基系單體的單元、源自氰化乙烯基系單體的單元及源自其他乙烯基系單體的單元的合計100質量%而言的、源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量及源自氰化乙烯基系單體的單元的含量可藉由以下方法求出。
針對透明熱塑性樹脂組成物,可藉由設定為230℃的加熱壓製而製作成厚度30±5 μm的膜,對所製作的膜進行FT-IR分析,根據FT-IR的光譜圖中出現的下述波峰的強度比並利用事先製作的校準曲線,對源自氰化乙烯基系單體的單元的波峰的有無及源自氰化乙烯基系單體的單元的含量進行定量。於以下記載單元與波峰的關係。
源自二烯系單體的單元:歸屬於C=C的960 cm-1
的波峰。
源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元:3460 cm-1
的波峰,其為歸屬於酯的羰基C=O伸縮振動的1730 cm-1
的波峰的諧振波峰。
源自芳香族乙烯基系單體的單元:歸屬於苯核的振動的1605 cm-1
的波峰。
源自氰化乙烯基系單體的單元:歸屬於C≡N伸縮的2240 cm-1
的波峰。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物較佳為:二甲基亞碸可溶成分含有源自氰化乙烯基系單體的單元,且於二甲基亞碸可溶成分中,相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1莫耳%。此處,所謂二甲基亞碸可溶成分包含源自氰化乙烯基系單體的單元,是指當對後述的二甲基亞碸可溶成分進行13
C-NMR分析時,於歸屬於源自氰化乙烯基系單體的C≡N的碳的122 ppm處存在波峰。藉由二甲基亞碸可溶成分含有源自氰化乙烯基系單體的單元,成形品的耐衝擊性改良,因此較佳。
另一方面,所謂「三元組」表示單體共聚時的共聚物中連續的三個源自單體的單元。所謂源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組表示連續三個源自氰化乙烯基系單體的單元被導入至共聚物。源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的通式可由下述式(4)表現。
(通式(4)中,R表示氫原子或碳數1~6的烷基)
另外,所謂「於二甲基亞碸可溶成分中,相對於三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,小於1莫耳%」,是指二甲基亞碸可溶成分中所存在的三元組中,相對於源自氰化乙烯基系單體的單元存在於三元組的中央的總數,所述中央的兩旁亦為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1莫耳%。
於二甲基亞碸可溶成分含有源自氰化乙烯基系單體的單元的情況下,成形品的耐衝擊性改良。另外,於二甲基亞碸可溶成分中,於相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1莫耳%的情況下,成形品的透明性、色調改良。
源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組為所述式(4)所表示的鏈段。具有該鏈段的共聚物當暴露於高溫時,容易進行作為著色原因的下述式(5)所示的分子內環化反應。因此,於二甲基亞碸可溶成分中,藉由相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數而將三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例設為小於1莫耳%,可抑制著色。
(通式(5)中,R表示氫原子或碳數1~6的烷基)
此處,於二甲基亞碸可溶成分的源自氰化乙烯基系單體的單元的NMR中有無波峰、以及源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例可藉由以下方法求出。首先,於透明熱塑性樹脂組成物約10 g中加入氘化二甲基亞碸(DMSO-d6
)50 ml,於70℃的熱水浴中回流3小時,將該溶液以8000 r/min(10000 G)離心分離40分鐘後,對不溶成分進行過濾,獲得二甲基亞碸可溶成分。將二甲基亞碸可溶成分作為試樣,確認了NMR的光譜圖中會出現的、歸屬於源自氰化乙烯基系單體的單元的C≡N的碳的122 ppm的波峰的有無。另外,利用13
C-NMR中出現的源自氰化乙烯基系單體的單元的C≡N的碳的訊號位移因鄰接單體種類的不同而稍有不同的現象,根據其訊號積分值對源自氰化乙烯基系單體的單元的C≡N的碳的三元組的比例進行定量,以莫耳%來算出於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數中源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例。再者,作為三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的例子,可列舉:-A-A-A-、-A-A-S-、-A-A-M-、-S-A-S-、-M-A-M-、-S-A-M-。(此處,「S」表示源自苯乙烯單體的單元,「M」表示源自甲基丙烯酸甲酯單體的單元,「A」表示源自丙烯腈單體的單元)
於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數中,源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例(莫耳%)被定義為[-A-A-A-的波峰強度]/[-A-A-A-、-A-A-S-、-A-A-M-、-S-A-S-、-M-A-M-、-S-A-M-的波峰強度]×100。
三元組的組合與波峰位置如下所述。
-A-A-A-:119.4 ppm~120.0 ppm
-A-A-S-、-A-A-M-、-S-A-S-、-M-A-M-、-S-A-M-:120.0 ppm~123.8 ppm13
C-NMR測定條件如下所述。
裝置:日本電子(股)製造 ECZR-600型
測定法:利用反轉閘控去偶的單13
C脈衝(single13
C pulse with inverse gated1
H decoupling)
探針:過冷(SuperCOOL)開放型
觀測頻率:150.9 MHz
溶劑:DMSO-d6
濃度:100 mg/0.6 ml(試樣/DMSO-d6
)
化學位移基準:Me4
Si
溫度:110℃
觀測範圍:37900 Hz
資料點:32768
傾倒角(flip angle):45°(5.25 μs)
脈衝延遲時間(pulse delay time):5.0 s
累計次數:12988次。
就進一步改良成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、γ射線照射後的色調變化的觀點而言,本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的γ射線照射後的自由基產生量較佳為小於1.3×1018
個/g。自由基產生量可使用ESR(電子自旋共振裝置)進行測定。
ESR的測定條件如下所述。
裝置:布魯克(BRUKER)公司製造 EMXplus
測定溫度:室溫
中心磁場:351.6 mT
磁場掃描範圍:40 mT
調變:100 kHz、0.2 mT
微波:9.86 GHZ、0.1 mW
掃描時間:80 s×4次(times)
時間常數:163.84 ms
資料點數:2000點(points)
腔(cavity):超高Q(Super-high-Q)。
自由基產生量與源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量成比例,且會增大γ射線照射後的總光線透射率的降低率,但該自由基於數日內基本消失。其後,觀測到了轉移為源自氰化乙烯基系單體的自由基而使總光線透射率的恢復率降低的經時變化。
特別是於透明熱塑性樹脂組成物中,當使用實質上不含有氰化乙烯基系單體單元的接枝共聚物(A)時,且/或當於二甲基亞碸可溶成分中,相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1莫耳%時,源自氰化乙烯基系單體的自由基減少,可顯著改善γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率。
本發明形態的透明熱塑性樹脂組成物含有酚系化合物(C)及二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)。
括號內表示(分子量,一分子中的羥基(OH基)的個數)。再者,對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物為混合物,因此括號內表示(平均分子量,一分子中的平均羥基(OH基)的個數)。
作為酚系化合物(C),例如可列舉:2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)(369,兩個)、2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚(220.4,一個)、三乙二醇-雙-[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯](586.8個,兩個)、季戊四醇四[3-(3,5-二-丁基-4-羥基苯基丙酸酯](1177.6,四個)、正十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(530.9,一個)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯(775.2,三個)、2-第三丁基-6-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯(394.5,一個)、2-[1-(2-羥基3,5-二-第三戊基苯基)]-4,6-二-第三戊基苯基丙烯酸酯(548.9,一個)、3,9-雙[2-{3-(第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜[5,5]十一烷(741,兩個)、1,3,5-三(3',5')-二-第三丁基-4'-羥基苄基均三嗪2,4,6(1H,2H,3H)-三酮(784.1,三個)、1,1,4-三(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷(544.8,三個)、4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)(382.6,兩個)等2,4,5-或2,4,6-3酚類;對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(650,2.7個)等。其中,可較佳地使用對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物、十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯。
對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物為下述通式(6)所表示的化合物。
其中,就γ射線照射後的總光線透射率的降低率及恢復率的觀點而言,可較佳地使用酚系化合物(C)的分子量除以一分子中的羥基(OH)的個數而得的值為200以上的酚系化合物(C)。
相對於透明熱塑性樹脂組成物100質量份,酚系化合物(C)的含量為100 ppm~1000 ppm。於相對於透明熱塑性樹脂組成物100質量份而酚系化合物(C)的含量小於100 ppm的情況下,成形品的色調變差。另一方面,於超過1000 ppm的情況下,成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率變差。
二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)為下述通式(7)所表示的化合物。例如可列舉:9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、8-氯-9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、8-第三丁基-9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物等。其中,可較佳地使用9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物。
(通式(7)中,R1及R2表示氫原子、鹵素基或烷基)
關於二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的含量,酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)為0.2~5.0,較佳為0.6~2.0。於二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比相對於酚系化合物(C)的羥基(OH)而為0.2以上的情況下,可改良成形品的總光線透射率、γ射線照射後的總光線透射率的降低率、其恢復率、色調。另一方面,於二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比相對於酚系化合物(C)的羥基(OH)而為5.0以下的情況下,可抑制成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率。
再者,透明熱塑性樹脂組成物中的酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)藉由後述的實施例中記載的方法來測定。
認為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)與酚系化合物(C)及藉由γ射線照射而產生的酚系化合物(C)的醌結構反應,可抑制酚系化合物(C)因γ射線照射而產生的變色及總光線透射率的降低。若二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)過少,則與酚系化合物(C)及藉由γ射線照射而產生的酚系化合物(C)的醌結構的反應不充分,無法抑制酚系化合物(C)因γ射線照射而產生的變色及總光線透射率的降低。另一方面,若二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)過剩,則認為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)自身成為著色物質,成形品的色調變差。
特別是於酚系化合物(C)中使用對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物、於二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)中使用9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的情況下,如圖2所示的反應所述,認為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)抑制於製造透明熱塑性樹脂組成物時產生的使酚系化合物(C)變色及使總光線透射率降低的物質、以及因γ射線照射而產生的使酚系化合物(c)變色及使總光線透射率降低的物質,並促進向抑制變色及總光線透射率的降低的無色物質的轉換反應。
另一方面,於酚系化合物(C)的分子量除以一分子中的羥基(OH)的個數所得的值為200以上、酚系化合物(C)的含量相對於透明熱塑性樹脂組成物100質量份而為100 ppm~500 ppm;並且於透明熱塑性樹脂組成物中構成透明熱塑性樹脂組成物的接枝共聚物(A)實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元、且/或於二甲基亞碸可溶成分中相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數而三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1莫耳%的特定情況下,雖然無法抑制酚系化合物(C)的變色及總光線透射率的降低,但存在由γ射線照射導致的變色以及總光線透射率的降低率及其恢復率與使用二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)時實質上為相同程度的情況。
本發明形態的透明熱塑性樹脂組成物可更包含受阻胺系化合物(E)。
作為受阻胺系化合物,例如可列舉:雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-2-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)-2-正丁基丙酸酯、4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇與琥珀酸的聚酯、{4-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)丙醯基}N-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶、雙-{N-甲基-(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)}癸二酸酯、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基-)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯等。其中,可較佳地使用(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
受阻胺系化合物(E)的含量並無特別限制,相對於透明熱塑性樹脂組成物100質量份,較佳為1000 ppm~5000 ppm。若相對於透明熱塑性樹脂組成物100質量份而為1000 ppm~5000 ppm的範圍,則可於不使成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的降低率劣化的情況下,改良γ射線照射後的恢復率。
只要不損害本發明的效果,則本發明形態的透明熱塑性樹脂組成物亦可包含二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)以外的磷系化合物或其他抗氧化劑。
作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)以外的磷系化合物,例如可列舉:三(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)-季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)-季戊四醇二亞磷酸酯、2,2-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)辛基亞磷酸酯、二壬基苯基季戊四醇二亞磷酸酯等季戊四醇型二亞磷酸酯化合物。其中,可較佳地使用二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯。
作為其他的抗氧化劑,可列舉硫系化合物,例如可列舉:二硬脂基3,3'-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基3,3'-硫代二丙酸酯、二月桂基硫代二丙酸酯、月桂基硬脂基硫代二丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)等。
於不損害效果的範圍內,本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物中例如可調配:玻璃纖維、玻璃粉、玻璃珠、玻璃片(glass flake)、氧化鋁、氧化鋁纖維、碳纖維、石墨纖維、不鏽鋼纖維、晶鬚、鈦酸鉀纖維、矽灰石(Wollastonite)、石棉、硬質黏土、煆燒黏土、滑石、高嶺土、雲母、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鋁及礦物等無機填充材;矽酮化合物等衝擊改質劑;苯並三唑系、二苯甲酮系或水楊酸酯系等紫外線吸收劑;高級脂肪酸、酸酯、酸醯胺系或高級醇等潤滑劑及增塑劑;二十八酸(montanic acid)及其鹽、其酯、其半酯、硬脂基醇、硬脂醯胺及乙烯蠟等脫模劑;各種阻燃劑;阻燃助劑;亞磷酸鹽、次磷酸鹽等防著色劑;磷酸、磷酸二氫鈉、馬來酸酐、琥珀酸酐等中和劑;成核劑;胺系、磺酸系、聚醚系等的抗靜電劑;顏料、染料等著色劑、上藍劑(blueing agent)等。
本發明形態的透明樹脂組成物可獲得使方板成形品(縱50 mm、橫40 mm、厚度3 mm)的γ射線照射後的總光線透射率的降低率為3.0%~7.0%的透明熱塑性樹脂組成物。另外,可獲得使γ射線照射後的總光線透射率的恢復率為50%~100%、γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率的恢復率為90%~100%的透明熱塑性樹脂組成物。
接著,對本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的製造方法進行說明。並不限於本製造方法。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物例如可藉由將所述接枝共聚物(A)、乙烯基系共聚物(B)及視需要的其他成分進行熔融混煉來獲得。作為本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物的製造方法,更佳為對乙烯基系共聚物(B)進行連續本體聚合,進而連續地將接枝共聚物(A)及視需要的其他成分熔融混煉的方法。
於圖1中,表示可較佳地使用的透明熱塑性樹脂組成物的製造裝置的一實施方式的概略圖。如圖1所示,於透明熱塑性樹脂組成物的製造裝置中,依序連結有用於製造乙烯基系共聚物(B)的反應槽1、用於將所獲得的乙烯基系共聚物(B)加熱至規定溫度的預熱機2、雙軸擠出機型去單體機3。進而,於透明熱塑性樹脂組成物的製造裝置中,連接有用於對雙軸擠出機型去單體機3以側向進料的方式供給接枝共聚物(A)的雙軸擠出機型進料器5。反應槽1具有攪拌機(螺帶葉片)7,雙軸擠出機型去單體機3具有用於去除未反應的單體等揮發成分的排氣口8。
自反應槽1連續地供給的反應生成物被預熱機2加熱至規定的溫度,繼而,被供給至雙軸擠出機型去單體機3。於雙軸擠出機型去單體機3中,一般而言,於150℃~280℃左右的溫度且常壓或減壓下,未反應單體等揮發成分自排氣口8被去除至系統外。該揮發成分的去除一般而言進行至揮發成分成為規定量、例如10質量%以下、更佳為5質量%以下為止。另外,經去除的揮發成分較佳為被再次供給至反應槽1。
經由設置於雙軸擠出機型去單體機3的中途的靠近下游側的位置的開口部,自雙軸擠出機型進料器5供給接枝共聚物(A)。雙軸擠出機型進料器5較佳為具有加熱裝置,藉由將接枝共聚物(A)於半熔融或熔融狀態下供給至雙軸擠出機型去單體機3中,可成為良好的混合狀態。接枝共聚物(A)的加熱溫度一般為100℃~220℃。作為雙軸擠出機型進料器5,例如可列舉包括螺桿、氣缸及螺桿驅動部且氣缸具有加熱、冷卻功能的雙軸的擠出機型進料器。
於雙軸擠出機型去單體機3的與雙軸擠出機型進料器5連接的位置,為了抑制由其後的去除未反應單體的操作導致的橡膠成分的熱劣化,未反應單體的含量較佳為被減少至10質量%以下、更佳為5質量%以下。
於雙軸擠出機型去單體機3的與雙軸擠出機型進料器5連接的位置以後的下游區域即熔融混煉區域4內,乙烯基系共聚物(B)與接枝共聚物(A)經熔融混煉,並自噴出口6向系統外噴出熱塑性樹脂組成物。較佳為於熔融混煉區域4設置水注入口9來添加規定量的水,所注入的水及未反應單體等揮發成分自設置於更下游的最終排氣口10被去除至系統外。
本發明形態的透明熱塑性樹脂組成物的特徵在於:更含有酚系化合物(C)、二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)及視需要的受阻胺系化合物(E)、其他添加劑。該些添加劑的添加方法並無限制。例如,可於對所述乙烯基系共聚物(B)進行連續本體聚合、進而連續地將接枝共聚物(A)混煉時,與接枝共聚物(A)同時添加該些添加劑。另外,亦可於製造接枝共聚物(A)時,於聚合結束後的接枝共聚物(A)乳膠中,以該些添加劑的乳化分散體的形式來添加。
特別是酚系化合物(C)較佳為於製造接枝共聚物(A)時,作為乳化分散體而添加於聚合結束後的接枝共聚物(A)乳膠中,從而將接枝共聚物(A)與酚系化合物(C)預先混合。藉由預先混合,可進一步改良成形品的色調。另一方面,二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)可於對所述乙烯基系共聚物(B)進行連續本體聚合、進而連續地將接枝共聚物(A)混煉時與接枝共聚物(A)同時添加。
另外,作為另一製造方法,例如亦可藉由以下方式製造:分別製造乳化聚合而得的接枝共聚物(A)以及懸浮聚合而得的乙烯基系共聚物(B),繼而,使用一般的擠出機,將酚系化合物(C)、二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)以及視需要的其他成分熔融混煉。於該情況下,亦較佳為於製造接枝共聚物(A)時,於聚合結束後的接枝共聚物(A)乳膠中,以乳化分散體的形式添加酚系化合物(C),從而將接枝共聚物(A)與酚系化合物(C)預先混合。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物可藉由任意的成形方法成形。作為成形方法,例如可列舉射出成形、擠出成形、充氣成形、吹塑成形、真空成形、壓縮成形、氣體輔助成形等,可較佳地使用射出成形。射出成形時的料缸溫度較佳為210℃以上且320℃以下,模具溫度較佳為30℃以上且80℃以下。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物可廣泛用作任意形狀的成形品。作為成形品,例如可列舉:膜、片材、纖維、布、不織布、射出成形品、擠出成形品、真空壓力成形品、吹塑成形品、與其他材料的複合體等。
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物可獲得兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的透明熱塑性樹脂組成物,因此,可有效用於家電製品、通訊相關設備、一般雜貨及醫療相關設備等的用途。
[實施例]
以下,列舉實施例進一步詳細敘述本發明,但本發明並不限定於該些實施例。首先,對實施例中的評價方法進行說明。
(1)橡膠質聚合物的質量平均粒徑
利用水介質來稀釋、分散橡膠質聚合物(R)的乳膠後,藉由雷射散射繞射法粒度分佈測定裝置「LS 13 320」(貝克曼庫爾特(Beckman Coulter)(股))測定粒徑分佈。根據其粒徑分佈算出橡膠質聚合物(R)的質量平均粒徑。
(2)橡膠質聚合物(R)的折射率
於以300 rpm攪拌150 ml甲醇的狀態下,添加乳化狀態的橡膠乳膠10 ml,然後加入調整為10質量%的硫酸20 ml,藉此獲得橡膠質聚合物(R)的析出物。將橡膠質聚合物(R)的析出物於60℃下減壓乾燥5小時後,藉由設定為230℃的加熱壓製進行加熱加壓,製作厚度30±5 μm的膜。將所獲得的膜作為測定樣品,滴加少量1-溴萘,作為光源使用鈉燈D線,於將測定溫度設為23℃的條件下,使用阿貝折射率計測定折射率。
(3)接枝共聚物(A)的丙酮可溶成分及乙烯基系共聚物(B)的重量平均分子量
可藉由將接枝共聚物(A)的丙酮可溶成分或乙烯基系共聚物(B)的樣品約0.03 g溶解於四氫呋喃約15 g中,根據使用約0.2質量%的溶液而測定的GPC層析圖,將聚甲基丙烯酸甲酯作為標準物質進行換算來求出。再者,GPC測定可藉由下述條件進行測定。
設備:沃特世(Waters)2695
管柱溫度:40℃
檢測器:RI2414(示差折射率計)
載體溶析液流量:0.3 ml/min(溶劑:四氫呋喃)
管柱:TSKgel SuperHZM-M(6.0 mmI.d.×15 cm)、TSKgel SuperHZM-N(6.0 mmI.d.×15 cm)串聯(均為東曹(股)製造)。
(4)接枝共聚物(A)的接枝率
於接枝共聚物(A)約1 g中加入丙酮80 ml,於70℃的熱水浴中回流3小時。將該溶液以8000 r.p.m(10000 G)離心分離40分鐘後,對不溶成分進行過濾,藉此獲得丙酮不溶成分。將所獲得的丙酮不溶成分於80℃下減壓乾燥5小時後,測定其質量(於下述式中設為n),藉由下述式來算出接枝率。此處,m為所使用的接枝共聚物(A)的樣品質量,X為接枝共聚物(A)的橡膠質聚合物含量(質量%)。
接枝率(%)={[(n)-((m)×X/100)]/[(m)×X/100]}×100。
(5)接枝共聚物(A)的接枝成分(丙酮不溶成分)及乙烯基系共聚物(B)的折射率
對於藉由(4)中記載的流程而得的接枝共聚物(A)的丙酮不溶成分,藉由設定為230℃的加熱壓製,製作厚度30±5 μm的膜。對於乙烯基系共聚物(B),亦同樣地製作厚度30±5 μm的膜。對所獲得的膜滴加少量1-溴萘,使用阿貝折射率計,於以下條件下測定折射率。
光源:鈉燈D線
測定溫度:23℃。
(6)透明熱塑性樹脂組成物中的接枝共聚物(A)的數量平均粒徑
將藉由各實施例及比較例而得的由ISO3167:2002規定的多用途試驗片A形(全長150 mm、試驗部的寬度10 mm、厚度4 mm)的狹窄部分切薄為約60 nm的厚度,並利用四氧化鋨進行染色而獲得試樣,利用穿透式電子顯微鏡(倍率:15,000倍、觀察範圍:5 μm×5 μm)對該試樣進行觀察,隨機選擇100個接枝共聚物粒子,測定粒子的最大尺寸及最小尺寸,並算出其數量平均值。
(7)透明熱塑性樹脂組成物中的源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元及源自氰化乙烯基系單體的單元的含量
對使用透明熱塑性樹脂組成物的顆粒並藉由設定為230℃的加熱壓製而製作的厚度30±5 μm的膜進行FT-IR分析,根據FT-IR的光譜圖中出現的下述波峰的強度比並利用事先製作的校準曲線,對源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元及源自氰化乙烯基系單體的單元的含量進行定量。於以下記載單元與波峰的關係。
二烯系單體單元:歸屬於C=C的960 cm-1
的波峰。
源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元:3460 cm-1
的波峰,其為歸屬於酯的羰基C=O伸縮振動的1730 cm-1
的波峰的諧振波峰。
源自芳香族乙烯基系單體的單元:歸屬於苯核的振動的1605 cm-1
的波峰。
源自氰化乙烯基系單體的單元:歸屬於C≡N伸縮的2240 cm-1
的波峰。
(8)透明熱塑性樹脂組成物的二甲基亞碸可溶成分中來源於氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例
於透明熱塑性樹脂組成物約10 g中加入氘化二甲基亞碸(DMSO-d6
)50 ml,於70℃的熱水浴中回流3小時,將該溶液以8000 r/min(10000 G)離心分離40分鐘後,對不溶成分進行過濾,獲得二甲基亞碸可溶成分。將二甲基亞碸可溶成分作為試樣,確認了NMR的光譜圖中會出現的歸屬於源自氰化乙烯基系單體的單元的C≡N的碳的122 ppm的波峰的有無。另外,利用13
C-NMR中出現的源自氰化乙烯基系單體的單元的C≡N的碳的訊號位移因鄰接單體種類的不同而稍有不同的現象,根據其訊號積分值對源自氰化乙烯基系單體的單元的C≡N的碳的三元組的比例進行定量,以莫耳%來算出於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數中源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例。圖3中示出苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物的13
C-NMR光譜圖的C≡N的碳的放大圖的一例。圖3中記載的大寫字母S、M、A分別表示源自苯乙烯單體的單元、源自甲基丙烯酸甲酯單體的單元、源自丙烯腈單體的單元。
於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數中,源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例(莫耳%)被定義為[-A-A-A-的波峰強度]/[-A-A-A-、-A-A-S-、-A-A-M-、-S-A-S-、-M-A-M-、-S-A-M-的波峰強度]×100。
三元組的組合與波峰位置如下所述。
-A-A-A-:119.4 ppm~120.0 ppm
-A-A-S-、-A-A-M-、-S-A-S-、-M-A-M-、-S-A-M-:120.0 ppm~123.8 ppm13
C-NMR測定條件如下所述。
裝置:日本電子(股)製造 ECZR-600型
測定法:利用反轉閘控1
H去偶的單13
C脈衝(single13
C pulse with inverse gated1
H decoupling)
探針:過冷(SuperCOOL)開放型
觀測頻率:150.9 MHz
溶劑:DMSO-d6
濃度:100 mg/0.6 ml(試樣/DMSO-d6
)
化學位移基準:Me4
Si
溫度:110℃
觀測範圍:37900 Hz
資料點:32768
傾倒角(flip angle):45°(5.25 μs)
脈衝延遲時間(pulse delay time):5.0 s
累計次數:12988次。
(9)γ射線照射後的透明熱塑性樹脂組成物中的自由基產生量
對於藉由各實施例及比較例而得的厚度3 mm的方板試驗片,由可嘉同位素(Koga Isotope)股份有限公司以25 kGy或37.5 kGy的γ射線照射吸收射線量實施γ射線照射,對照射後的樣品使用ESR(電子自旋共振裝置)測定自由基產生量。
ESR的測定條件如下所述。
裝置:布魯克(BRUKER)公司製造 EMXplus
測定溫度:室溫
中心磁場:351.6 mT
磁場掃描範圍:40 mT
調變:100 kHz、0.2 mT
微波:9.86 GHZ、0.1 mW
掃描時間:80 s×4次(times)
時間常數:163.84 ms
資料點數:2000點(points)
腔(cavity):超高Q(Super-high-Q)。
(10)透明熱塑性樹脂組成物中酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)
將透明熱塑性樹脂組成物中的二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的調配量除以二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的分子量而得的值作為分子,將酚系化合物(C)的調配量除以酚系化合物(C)的分子量/酚系化合物(C)一分子中的羥基(OH)的個數而得的值作為分母,藉由下述計算式來算出。
莫耳比(P/OH)=[二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的調配量/二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的分子量]/[酚系化合物(C)的調配量/(酚系化合物(C)的分子量/酚系化合物(C)一分子中的羥基(OH)的個數)]
(11)霧度
將藉由各實施例及比較例而得的透明熱塑性樹脂組成物顆粒於80℃的熱風乾燥機中乾燥3小時後,填充至將料缸溫度設定為230℃的住友重機械工業(股)製造的SE-50DU成形機內,以模具溫度60℃、成形週期20秒,成形為方板成形品(縱50 mm、橫40 mm、厚度3 mm)。使用東洋精機(股)製造的直讀霧度計,對所獲得的方板成形品各五個測定霧度,算出其數量平均值。
(12)總光線透射率
將藉由各實施例及比較例而得的透明熱塑性樹脂組成物顆粒於80℃的熱風乾燥機中乾燥3小時後,填充至將料缸溫度設定為230℃的住友重機械工業(股)製造的SE-50DU成形機內,以模具溫度60℃、成形週期20秒,成形為方板成形品(縱50 mm、橫40 mm、厚度3 mm)。使用東洋精機(股)製造的直讀霧度計,對所獲得的方板成形品各五個測定總光線透射率,算出其數量平均值(T0)。
(13)色調(YI值)
將藉由各實施例及比較例而得的透明熱塑性樹脂組成物顆粒於80℃的熱風乾燥機中乾燥3小時後,填充至將料缸溫度設定為230℃的住友重機械工業(股)製造的SE-50DU成形機內,以模具溫度60℃、成形週期20秒,成形為方板成形品(縱50 mm、橫40 mm、厚度3 mm)。依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K7103(1971年製定),對所獲得的方板成形品各五個測定YI值,算出其數量平均值。
(14)γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率
將藉由各實施例及比較例而得的透明熱塑性樹脂組成物顆粒於80℃的熱風乾燥機中乾燥3小時後,填充至將料缸溫度設定為230℃的住友重機械工業(股)製造的SE-50DU成形機內,以模具溫度60℃、成形週期20秒,成形為方板成形品(縱50 mm、橫40 mm、厚度3 mm)。對於所獲得的方板成形品,由可嘉同位素(Koga Isotope)股份有限公司以25 kGy或37.5 kGy的γ射線照射吸收射線量進行γ射線照射。經過γ射線照射24小時後,對方板成形品各五個測定總光線透射率,算出其數量平均值(T24)。另外,經過γ射線照射600小時後,對方板成形品各五個測定總光線透射率,算出其數量平均值(T600)。γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率藉由下述式來算出。
γ射線照射後的總光線透射率的降低率(%)=([γ射線照射前的總光線透射率(T0)]-[經過γ射線照射24小時後的總光線透射率(T24)]}/[γ射線照射前的總光線透射率(T0)]×100
γ射線照射後的總光線透射率的恢復率(%)=([經過γ射線照射600小時後的總光線透射率(T600)]-[經過γ射線照射24小時後的總光線透射率(T24)]}/[經過γ射線照射24小時後的總光線透射率(T24)]×100。
(15)γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率的恢復率
將藉由各實施例及比較例而得的透明熱塑性樹脂組成物顆粒於80℃的熱風乾燥機中乾燥3小時後,填充至將料缸溫度設定為230℃的住友重機械工業(股)製造的SE-50DU成形機內,以模具溫度60℃、成形週期20秒,成形為方板成形品(縱50 mm、橫40 mm、厚度3 mm)。對於所獲得的方板成形品,由可嘉同位素(Koga Isotope)股份有限公司以25 kGy或37.5 kGy的γ射線照射吸收射線量進行γ射線照射。經過γ射線照射24小時後,對方板成形品各五個測定總光線透射率,算出其數量平均值(T24)。另外,作為老化處理,於溫度55℃、濕度80%的條件下7天;溫度-20℃、濕度0%的條件下1天;溫度55℃、濕度20%的條件下7天後,回到溫度23℃、濕度50%的條件,對方板成形品各五個測定總光線透射率,算出其數量平均值(T15)。
γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率的恢復率藉由下述式來算出。
γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率的恢復率(%)=([γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率(T15)]-[經過γ射線照射24小時後的總光線透射率(T24)]}/[經過γ射線照射24小時後的總光線透射率(T24)]×100。
(16)耐衝擊性(夏比衝擊強度)
將藉由各實施例及比較例而得的透明熱塑性樹脂組成物顆粒於80℃的熱風乾燥機中乾燥3小時後,填充至將料缸溫度設定為230℃的住友重機械工業(股)製造的SE-50DU成形機內,製作由ISO3167:2002規定的多用途試驗片A型(全長150 mm、試驗部的寬度10 mm、厚度4 mm)。使用所獲得的試驗片,依照ISO179-1:2010,測定夏比衝擊強度。對八個試驗片測定夏比衝擊強度,算出其數量平均值。
即刻成形了厚度為4 mm的啞鈴試驗片。對所獲得的啞鈴試驗片各五個,利用依據ISO179的方法測定夏比衝擊強度,算出其數量平均值。
接枝共聚物(A1):
(製造例1)接枝共聚物(A1-1)
於包括攪拌葉片的內容量25 m3
的反應容器中,裝入聚丁二烯乳膠(橡膠的質量平均粒徑0.30 μm、折射率1.516)50質量份(固體成分換算)、純水130質量份、月桂酸鈉0.4質量份、葡萄糖0.2質量份、焦磷酸鈉0.2質量份、硫酸亞鐵0.01質量份,於氮氣置換後,溫度調節至60℃,一邊攪拌,一邊歷時45分鐘初始添加苯乙烯3.0質量份、甲基丙烯酸甲酯12.0質量份及第三-十二烷基硫醇0.16質量份的單體混合物。
繼而,歷時4小時連續滴加異丙苯過氧化氫0.3質量份、作為乳化劑的月桂酸鈉1.6質量份及純水25質量份的起始劑混合物。同時,並行地歷時3小時連續添加苯乙烯9.5質量份、甲基丙烯酸甲酯25.5質量份及第三-十二烷基硫醇0.36質量份的單體混合物。追加滴加單體混合物後,於1小時內僅連續添加起始劑混合物,於再1小時內不進行任何添加,保持聚合而使聚合結束。聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-1)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為395 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體。利用1.5質量%硫酸使所獲得的接枝共聚物乳膠凝固後,利用氫氧化鈉進行中和,並進行清洗、離心分離、乾燥,獲得粉末狀的接枝共聚物(A1-1)(單體比率:苯乙烯25質量%、甲基丙烯酸甲酯75質量%)。所獲得的接枝共聚物(A1-1)的丙酮不溶成分的折射率為1.516,與橡膠質聚合物的折射率之差為0.000。接枝率為50%。另外,丙酮可溶成分的重量平均分子量為70,000。
(製造例2)接枝共聚物(A1-2)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-2)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為1053 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-2)。
(製造例3)接枝共聚物(A1-3)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-3)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為1842 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-3)。
(製造例4)接枝共聚物(A1-4)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-4)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為2368 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-4)。
(製造例5)接枝共聚物(A1-5)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-5)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為3158 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-5)。
(製造例6)接枝共聚物(A1-6)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-6)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為132 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-6)。
(製造例7)接枝共聚物(A1-7)
於包括攪拌葉片的內容量25 m3
的反應容器中,裝入聚丁二烯乳膠(橡膠的質量平均粒徑0.30 μm、折射率1.516)50質量份(固體成分換算)、純水130質量份、月桂酸鈉0.4質量份、葡萄糖0.2質量份、焦磷酸鈉0.2質量份、硫酸亞鐵0.01質量份,於氮氣置換後,溫度調節至60℃,一邊攪拌,一邊歷時45分鐘初始添加苯乙烯3.6質量份、丙烯腈0.6質量份、甲基丙烯酸甲酯10.8質量份及第三-十二烷基硫醇0.16質量份的單體混合物。
繼而,歷時4小時連續滴加異丙苯過氧化氫0.3質量份、作為乳化劑的月桂酸鈉1.6質量份及純水25質量份的起始劑混合物。同時,並行地歷時3小時連續追加滴加苯乙烯8.4質量份、丙烯腈1.4質量份、甲基丙烯酸甲酯25.2質量份及第三-十二烷基硫醇0.36質量份的單體混合物。追加滴加單體混合物後,於1小時內僅連續添加起始劑混合物,於再1小時內不進行任何添加,保持聚合而使聚合結束。聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-7)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為1053 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體。利用1.5質量%硫酸使所獲得的接枝共聚物乳膠凝固後,利用氫氧化鈉進行中和,並進行清洗、離心分離、乾燥,獲得粉末狀的接枝共聚物(A1-7)(單體比率:苯乙烯24質量%、丙烯腈4質量%、甲基丙烯酸甲酯72質量%)。所獲得的接枝共聚物(A1-7)的丙酮不溶成分的折射率為1.517,與橡膠質聚合物的折射率之差為0.001。接枝率為47%。另外,丙酮可溶成分的重量平均分子量為72,000。
(製造例8)接枝共聚物(A1-8)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-8)100質量份而言、以2,2'-亞甲基雙-(4-乙基-6-第三丁基苯酚)(C-2)固體成分計為1053 ppm的2,2'-亞甲基雙-(4-乙基-6-第三丁基苯酚)(C-2)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-8)。
(製造例9)接枝共聚物(A1-9)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-9)100質量份而言、以十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(C-3)固體成分計為1053 ppm的十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(C-3)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-9)。
(製造例10)接枝共聚物(A1-10)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-10)100質量份而言、以十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(C-3)固體成分計為1053 ppm的1,3,5-三(3',5')-二-第三丁基-4'-羥基苄基均三嗪2,4,6(1H,2H,3H)-三酮(C-4)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-10)。
(製造例11)接枝共聚物(A1-11)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物(A1-11)100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為1580 ppm的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A1-11)。
酚系化合物(C):
對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(平均分子量:650,一分子中的平均羥基(OH)的個數:2.7):松原國際-日本(Songwon International-Japan)公司製造的卡曼諾斯(Kumanox)5010L(C-1)
2,2'-亞甲基雙-(4-乙基-6-第三丁基苯酚)(分子量:369,一分子中的羥基(OH)的個數:2):三菱化學公司製造的耀西諾斯(Yoshinox)425(C-2)
十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(分子量:531,一分子中的羥基(OH)的個數:1):旭電化(AKEKA)公司製造的艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-50(C-3)
1,3,5-三(3',5')-二-第三丁基-4'-羥基苄基均三嗪2,4,6(1H,2H,3H)-三酮(分子量:784,一分子中的羥基(OH)的個數:3):AKEKA公司製造的艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-20(C-4)
二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D):
9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物:三光股份有限公司製造的HCA(D-1)
受阻胺系化合物(E):
雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯:艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造的「艾迪科斯塔波(ADK STAB)」LA-77(E-1)
將所述接枝共聚物(A1-1~A1-11)的製造條件及測定結果示於表1中。
[表1]
[表1] | |||||||||
接枝共聚物 (A1) | 橡膠質聚合物(R1) | 乙烯基系共聚物 含量(質量%) | (a1) (質量%) | (a2) (質量%) | (a3) (質量%) | 接枝率(%) | 酚系化合物(C) | ||
種類 | 含量(質量%) | 種類 | 添加量 (ppm) | ||||||
A1-1 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-1 | 395 |
A1-2 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-1 | 1053 |
A1-3 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-1 | 1842 |
A1-4 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-1 | 2368 |
A1-5 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-1 | 3158 |
A1-6 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-1 | 132 |
A1-7 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 24 | 72 | 4 | 47 | C-1 | 1053 |
A1-8 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-2 | 1053 |
A1-9 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-3 | 1053 |
A1-10 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-4 | 1053 |
A1-11 | 聚丁二烯橡膠 | 50 | 50 | 25 | 75 | 0 | 50 | C-1 | 1580 |
[實施例1]
使用連續式本體聚合裝置,利用以下方法實施乙烯基系共聚物及透明熱塑性樹脂組成物的製造,所述連續式本體聚合裝置包括:2 m3
的完全混合型聚合槽,具有單體蒸汽的蒸發乾餾用冷凝器及螺帶葉片;單軸擠出機型預熱機;雙軸擠出機型去單體機;以及雙軸擠出機型進料器,以進行側向進料的方式連接於自去單體機的下游(出口)側前端向近前側為1/3長度的料筒(barrel)部。
首先,將包含苯乙烯23.5質量份、丙烯腈4.5質量份、甲基丙烯酸甲酯72質量份、正辛基硫醇0.32質量份及1,1-雙(第三丁基過氧基)環己烷0.015質量份的單體混合物(b),以150 kg/h連續地供給至完全混合型聚合槽,一邊將聚合溫度保持為130℃、將槽內壓力保持為0.08 MPa,一邊進行連續本體聚合。完全混合型聚合槽出口處的聚合反應混合物的聚合率控制於65±3%。
接著,利用單軸擠出機型預熱機將聚合反應混合物預熱後,供給至雙軸擠出機型去單體機,並自雙軸擠出機型去單體機的排氣口將未反應單體減壓蒸發回收。使所回收的未反應單體連續地回流至完全混合型聚合槽。於自雙軸擠出機型去單體機的下游側前端向近前側為全長的1/3之處,向表觀聚合率為99%以上的苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物150 kg/h(62質量份)中,利用雙軸擠出機型進料器,供給製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1)的半熔融狀態物92 kg/h(38質量份)、作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)0.0266 kg/h(110 ppm)、二硬脂基3,3'-硫代二丙酸酯0.339 kg/h(1400 ppm),於雙軸擠出機型去單體機中與苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物熔融混煉。於該熔融混煉步驟中,於自雙軸擠出機型去單體機的下游側前端向近前側為全長的1/6之處,供給水2 kg/h。該水及其他揮發成分自設置於雙軸擠出機型去單體機的更下游的排氣口被減壓蒸發去除。然後,將熔融混煉物以股(strand)狀噴出,並利用切割機切斷,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
另外,停止自雙軸擠出機型進料器的供給,噴出作為乙烯基系共聚物(B1)的苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物,進行採樣。利用所述方法對所獲得的苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物及透明熱塑性樹脂組成物的特性進行評價。
[實施例2]
使用製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.0726 kg/h(300 ppm),且進一步供給作為酚系化合物(C)的2,2'-亞甲基雙-(4-乙基-6-第三丁基苯酚)(C-2)0.0605 kg/h(250 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例3]
使用製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.0726 kg/h(300 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例4]
使用製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.121 kg/h(500 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例5]
使用製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.0242 kg/h(100 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例6]
使用製造例3中所製造的接枝共聚物(A1-3)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.121 kg/h(500 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例7]
使用製造例4中所製造的接枝共聚物(A1-4)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.2177 kg/h(900 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例8]
使用製造例4中所製造的接枝共聚物(A1-4)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.6774 kg/h(2800 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例9]
使用製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.0726 kg/h(300 ppm),且進一步供給雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(E-1)0.726 kg/h(3000 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例10]
使用製造例7中所製造的接枝共聚物(A1-7)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.121 kg/h(500 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例11]
向苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物150 kg/h(70質量份)中,利用雙軸擠出機型進料器,供給製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)的半熔融狀態物64 kg/h(30質量份),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.1210 kg/h(500 ppm),且進一步供給作為酚系化合物(C)的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)0.0203 kg/h(84 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[實施例12]
使用連續式本體聚合裝置,利用以下方法實施乙烯基系共聚物及透明熱塑性樹脂組成物的製造,所述連續式本體聚合裝置包括:2 m3
的完全混合型聚合槽,具有單體蒸汽的蒸發乾餾用冷凝器及螺帶葉片;單軸擠出機型預熱機;雙軸擠出機型去單體機;以及雙軸擠出機型進料器,以進行側向進料的方式連接於自去單體機的下游(出口)側前端向近前側為1/3長度的料筒部。
首先,將包含苯乙烯23質量份、丙烯腈8質量份、甲基丙烯酸甲酯63質量份、正辛基硫醇0.32質量份及1,1-雙(第三丁基過氧基)環己烷0.015質量份的單體混合物(b),以150 kg/h連續地供給至完全混合型聚合槽,一邊將聚合溫度保持為130℃、將槽內壓力保持為0.08 MPa,一邊進行連續本體聚合。完全混合型聚合槽出口處的聚合反應混合物的聚合率控制於65±3%。
接著,利用單軸擠出機型預熱機將聚合反應混合物預熱後,供給至雙軸擠出機型去單體機,並自雙軸擠出機型去單體機的排氣口將未反應單體減壓蒸發回收。使所回收的未反應單體連續地回流至完全混合型聚合槽。於自雙軸擠出機型去單體機的下游側前端向近前側為全長的1/3之處,向表觀聚合率為99%以上的苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物150 kg/h(62質量份)中,利用雙軸擠出機型進料器,供給製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)的半熔融狀態物92 kg/h(38質量份)、作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)0.1210 kg/h(500 ppm)、二硬脂基3,3'-硫代二丙酸酯0.339 kg/h(1400 ppm),於雙軸擠出機型去單體機中與苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物熔融混煉。於該熔融混煉步驟中,於自雙軸擠出機型去單體機的下游側前端向近前側為全長的1/6之處,供給水2 kg/h。該水及其他揮發成分自設置於雙軸擠出機型去單體機的更下游的排氣口被減壓蒸發去除。然後,將熔融混煉物以股狀噴出,並利用切割機切斷,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
另外,停止自雙軸擠出機型進料器的供給,噴出作為乙烯基系共聚物(B1)的苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物,進行採樣。利用所述方法對所獲得的苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物及透明熱塑性樹脂組成物的特性進行評價。
[比較例1]
使用製造例6中所製造的接枝共聚物(A1-6)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.029 kg/h(120 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例2]
使用製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),且不供給作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例3]
使用製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.006 kg/h(25 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例4]
使用製造例2中所製造的接枝共聚物(A1-2)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.4839 kg/h(2000 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例5]
使用製造例5中所製造的接枝共聚物(A1-5)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),將作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1)的供給量設為0.2177 kg/h(900 ppm),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例6]
使用製造例8中所製造的接枝共聚物(A1-8)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),且不供給作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例7]
使用製造例9中所製造的接枝共聚物(A1-9)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),且不供給作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例8]
使用製造例10中所製造的接枝共聚物(A1-10)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),且不供給作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例9]
使用製造例7中所製造的接枝共聚物(A1-7)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),且不供給作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。
[比較例10]
使用製造例11中所製造的接枝共聚物(A1-11)來代替製造例1中所製造的接枝共聚物(A1-1),且不供給作為二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(D-1),除此以外,利用與實施例1相同的方法,獲得透明熱塑性樹脂組成物的顆粒。於表2及表3中示出實施例1~實施例12及比較例1~比較例10的透明熱塑性樹脂組成物的調配量及所獲得的透明熱塑性樹脂組成物的特性。使用表2的顆粒,於各評價項目中記載的條件下進行射出成形,製作評價用的試驗片。將對該些試驗片測定各物性而得的結果示於表4中。
[表2]
乙烯基系共聚物(B1) | 接枝共聚物(A1) | 酚系 化合物(C)*1 | 二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D) | 受阻胺系化合物(E) | ||||||||||||
(b1) (質量%) | (b2) (質量%) | (b3) (質量%) | 重量 平均分子量 | 供給量 (kg/h) | 份數 (質量份) | 種類 | 供給量 (kg/h) | 份數 (質量份) | 種類 | 供給量 (kg/h) | 調配量 (ppm) | 供給量 (kg/h) | 調配量 (ppm) | 供給量 (kg/h) | 調配量 (ppm) | |
實施例1 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-1 | 92 | 38 | C-1 | 0.0363 | 150 | 0.0266 | 110 | 0.0000 | 0 |
實施例2 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-1 | 92 | 38 | C-1 C-2 | 0.0363 0.0605 | 150 250 | 0.0726 | 300 | 0.0000 | 0 |
實施例3 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.0726 | 300 | 0.0000 | 0 |
實施例4 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.1210 | 500 | 0.0000 | 0 |
實施例5 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.0242 | 100 | 0.0000 | 0 |
實施例6 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-3 | 92 | 38 | C-1 | 0.1694 | 700 | 0.1210 | 500 | 0.0000 | 0 |
實施例7 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-4 | 92 | 38 | C-1 | 0.2177 | 900 | 0.2177 | 900 | 0.0000 | 0 |
實施例8 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-4 | 92 | 38 | C-1 | 0.2177 | 900 | 0.7742 | 3200 | 0.0000 | 0 |
實施例9 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.0726 | 300 | 0.7258 | 3000 |
實施例10 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-7 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.1210 | 500 | 0.0000 | 0 |
實施例11 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 70 | A1-2 | 64 | 30 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.1210 | 500 | 0.0000 | 0 |
實施例12 | 23 | 63 | 8 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.1210 | 500 | 0.0000 | 0 |
比較例1 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-6 | 92 | 38 | C-1 | 0.0121 | 50 | 0.0290 | 120 | 0.0000 | 0 |
比較例2 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.0000 | 0 | 0.0000 | 0 |
比較例3 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.0060 | 25 | 0.0000 | 0 |
比較例4 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-2 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.4839 | 2000 | 0.0000 | 0 |
比較例5 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-5 | 92 | 38 | C-1 | 0.2903 | 1200 | 0.2177 | 900 | 0.0000 | 0 |
比較例6 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-8 | 92 | 38 | C-2 | 0.0968 | 400 | 0.0000 | 0 | 0.0000 | 0 |
比較例7 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-9 | 92 | 38 | C-3 | 0.0968 | 400 | 0.0000 | 0 | 0.0000 | 0 |
比較例8 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-10 | 92 | 38 | C-4 | 0.0968 | 400 | 0.0000 | 0 | 0.0000 | 0 |
比較例9 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-7 | 92 | 38 | C-1 | 0.0968 | 400 | 0.0000 | 0 | 0.0000 | 0 |
比較例10 | 23.5 | 72 | 4.5 | 140,000 | 150 | 62 | A1-11 | 92 | 38 | C-1 | 0.1452 | 600 | 0.0000 | 0 | 0.0000 | 0 |
*1:酚系化合物(C)為接枝共聚物(A1)所含的酚系化合物(C)供給量與對接枝共聚物(A1)和乙烯基系共聚物(B1)進行熔融混煉時所添加的酚系化合物(C)供給量的合計 | ||||||||||||||||
*2:P/OH(二氫氧雜磷雜菲系磷化合物的磷原子/酚化合物的羥基) |
[表3]
[表3] | ||||
源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元 | 源自氰化乙烯基系單體的單元 | 源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例 | γ射線照射後的 自由基產生量 | |
質量% | 質量% | 莫耳% | ×1018 個/g | |
實施例1 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.6 |
實施例2 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.6 |
實施例3 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.5 |
實施例4 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.5 |
實施例5 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.6 |
實施例6 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.6 |
實施例7 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.7 |
實施例8 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.6 |
實施例9 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.5 |
實施例10 | 58.3 | 3.6 | 5 | 1.5 |
實施例11 | 61.7 | 3.2 | < 0.1 | 1.8 |
實施例12 | 53.3 | 5.7 | 0.5 | 1.5 |
比較例1 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.6 |
比較例2 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.7 |
比較例3 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.7 |
比較例4 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.5 |
比較例5 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.5 |
比較例6 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.5 |
比較例7 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.7 |
比較例8 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.7 |
比較例9 | 58.3 | 3.6 | 5 | 1.6 |
比較例10 | 58.9 | 2.8 | < 0.1 | 1.7 |
[表4]
[表4] | |||||||||||
總光線透射率 (%) | 色調 (YI) | 經過γ射線照射24小時後的總光線 透射率(%) | γ射線照射後的總光線透射率的降低率(%) | 經過γ射線照射600小時後 的總光線透射率(%) | γ射線照射後的總光線透射率 的恢复率(%) | γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率(%) | γ射線照射後的老化處理後的 總光線透射率的恢復率(%) | 夏比衝擊強度 (kJ/m2 ) | 霧度 | ||
( T0 ) | ( T24 ) | [ ( T0 ) - ( T24 ) ] /T0×100 | ( T600 ) | [ ( T600 ) - ( T24 ) ] /[ ( T0 ) - ( T24 ) ]×100 | ( T15 ) | [ ( T15 ) - ( T24 ) ] /[ ( T0 ) - ( T24 ) ]×100 | |||||
實施例1 | 89.0 | 3.5 | 84.0 | 5.6 | 87.5 | 70 | 89.0 | 100 | 15 | 2.4 | |
實施例2 | 89.0 | 4.0 | 83.5 | 6.2 | 87.5 | 73 | 89.0 | 100 | 15 | 2.4 | |
實施例3 | 89.0 | 3.5 | 84.2 | 5.4 | 88.5 | 90 | 89.0 | 100 | 15 | 2.4 | |
實施例4 | 89.0 | 3.2 | 83.7 | 6.0 | 88.3 | 87 | 89.0 | 100 | 15 | 2.4 | |
實施例5 | 89.0 | 3.7 | 83.5 | 6.2 | 88.0 | 82 | 88.5 | 91 | 15 | 2.4 | |
實施例6 | 88.5 | 4.0 | 83.0 | 6.2 | 86.0 | 55 | 88.5 | 100 | 15 | 2.4 | |
實施例7 | 88.0 | 3.8 | 82.5 | 6.3 | 86.0 | 64 | 87.8 | 96 | 15 | 2.4 | |
實施例8 | 88.5 | 3.0 | 82.5 | 6.8 | 86.0 | 58 | 88.5 | 100 | 15 | 2.4 | |
實施例9 | 89.0 | 3.2 | 84.3 | 5.3 | 88.7 | 94 | 89.0 | 100 | 15 | 2.4 | |
實施例10 | 88.2 | 4.2 | 82.3 | 6.7 | 86.5 | 71 | 87.8 | 93 | 15 | 3.0 | |
實施例11 | 90.0 | 4.0 | 83.9 | 6.8 | 87.8 | 64 | 89.7 | 95 | 12 | 2.0 | |
實施例12 | 87.8 | 4.0 | 81.8 | 6.8 | 85.8 | 67 | 87.2 | 90 | 15 | 3.3 | |
比較例1 | 89.5 | 11.0 | 86.0 | 3.9 | 88.5 | 71 | 89.5 | 100 | 15 | 2.4 | |
比較例2 | 88.0 | 5.5 | 81.5 | 7.4 | 84.0 | 38 | 87.6 | 94 | 15 | 2.4 | |
比較例3 | 88.0 | 5.3 | 81.7 | 7.2 | 84.3 | 41 | 87.8 | 97 | 15 | 2.4 | |
比較例4 | 90.0 | 4.0 | 81.0 | 10.0 | 86.0 | 56 | 88.8 | 87 | 15 | 2.4 | |
比較例5 | 86.0 | 8.0 | 79.0 | 8.1 | 83.0 | 57 | 85.0 | 86 | 15 | 2.4 | |
比較例6 | 87.5 | 5.7 | 81.0 | 7.4 | 83.5 | 38 | 86.1 | 78 | 15 | 2.4 | |
比較例7 | 87.8 | 5.6 | 81.3 | 7.4 | 83.8 | 38 | 87.3 | 92 | 15 | 2.4 | |
比較例8 | 88.0 | 5.2 | 81.7 | 7.2 | 84.3 | 41 | 87.7 | 95 | 15 | 2.4 | |
比較例9 | 88.0 | 6.0 | 81.7 | 7.2 | 83.5 | 29 | 86.5 | 76 | 15 | 3.0 | |
比較例10 | 87.7 | 5.4 | 81.1 | 7.5 | 83.5 | 36 | 86.7 | 85 | 15 | 2.4 | |
*γ射線照射吸收線量:25 kGy |
如實施例1~實施例12所示,利用本發明的透明熱塑性樹脂組成物,可獲得兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的成形品。另一方面,比較例1中,酚系化合物的含量小於100 ppm,因此成形品的色調差。比較例2中不含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),比較例3中,酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)小於0.2,因此,成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率差。比較例4中,酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)超過5.0,因此γ射線照射後的總光線透射率的降低率差。比較例5中,酚系化合物(C)的含量超過1000 ppm,因此成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率差。比較例6~比較例10中不含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率差。
另一方面,比較例2、比較例3、比較例7及比較例8中,雖然不含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)或者酚系化合物(C)的羥基與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)小於0.2,但於透明熱塑性樹脂組成物中,使用實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元的接枝共聚物(A1),並且二甲基亞碸可溶成分中,相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為氰化乙烯基系單體的比例為小於1莫耳%,進而,酚系化合物(C)的分子量除以一分子中的羥基(OH)的個數所得的值為200以上,且相對於透明熱塑性樹脂組成物100質量份,酚系化合物(C)的含量為100 ppm~500 ppm,因此γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率的恢復率改善至90%以上。
接枝共聚物(A2):
(製造例13)接枝共聚物(A2-1)
於20 L的反應容器中,裝入體積平均粒徑為0.17 μm且苯乙烯單元的含量為30質量%、丁二烯單元的含量為70質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J2898」)50質量份(固體成分換算)、純水13.2質量份、無水葡萄糖0.48質量份、焦磷酸鈉0.26質量份及硫酸亞鐵0.01質量份的混合物;油酸鉀0.4質量份及純水12.5質量份的混合物;以及純水104.3質量份,升溫至60℃,於攪拌下,歷時1小時初始添加甲基丙烯酸甲酯10.5質量份、苯乙烯9.5質量份及第三-十二烷基硫醇0.1質量份的混合物(i)。繼而,歷時4小時連續滴加異丙苯過氧化氫0.24質量份、油酸鉀1.4質量份及純水10質量份的起始劑混合物。同時,並行地歷時3小時連續添加甲基丙烯酸甲酯15.8質量份、苯乙烯14.2質量份及第三-十二烷基硫醇0.16質量份的單體混合物。追加添加單體混合物後,保持1小時而使聚合結束。聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.12質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體。利用1.5質量%硫酸使所獲得的接枝共聚物乳膠凝固後,利用氫氧化鈉進行中和,並進行清洗、離心分離、乾燥,獲得粉末狀的接枝共聚物(A2-1)。
(製造例14)接枝共聚物(A2-2)
使用體積平均粒徑為0.23 μm且苯乙烯單元的含量為30質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J2898」),除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A2-2)。
(製造例15)接枝共聚物(A2-3)
使用體積平均粒徑為0.27 μm且苯乙烯單元的含量為30質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J2898」),除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A2-3)。
(製造例16)接枝共聚物(A2-4)
於20 L的反應容器中,裝入體積平均粒徑為0.08 μm且苯乙烯單元的含量為25質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J2108」)50質量份(固體成分換算),添加1.5質量%的乙酸水溶液2質量份,藉由於25℃下攪拌5分鐘而使粒子肥大化,獲得體積平均粒徑為0.17 μm的乳膠。繼而,裝入純水13.2質量份、無水葡萄糖0.48質量份、焦磷酸鈉0.26質量份及硫酸亞鐵0.01質量份的混合物;油酸鉀0.4質量份及純水12.5質量份的混合物;以及純水104.3質量份,升溫至60℃,於攪拌下,歷時1小時初始添加甲基丙烯酸甲酯11.3質量份、苯乙烯8.7質量份及第三-十二烷基硫醇0.1質量份的混合物(i)。繼而,歷時4小時連續滴加異丙苯過氧化氫0.24質量份、油酸鉀1.4質量份及純水10質量份的起始劑混合物。同時,並行地歷時3小時連續添加甲基丙烯酸甲酯16.9質量份、苯乙烯13.1質量份及第三-十二烷基硫醇0.16質量份的單體混合物。追加添加單體混合物後,保持1小時而使聚合結束。聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.12質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體。利用1.5質量%硫酸使所獲得的接枝共聚物乳膠凝固後,利用氫氧化鈉進行中和,並進行清洗、離心分離、乾燥,獲得粉末狀的接枝共聚物(A2-4)。
(製造例17)接枝共聚物(A2-5)
於20 L的反應容器中,裝入體積平均粒徑為0.17 μm且苯乙烯單元的含量為30質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J2898」)50質量份(固體成分換算)、純水13.2質量份、無水葡萄糖0.48質量份、焦磷酸鈉0.26質量份及硫酸亞鐵0.01質量份的混合物;油酸鉀0.4質量份及純水12.5質量份的混合物;以及純水104.3質量份,升溫至60℃,於攪拌下,歷時1小時初始添加甲基丙烯酸甲酯9.9質量份、苯乙烯9.3質量份、丙烯腈0.8質量份及第三-十二烷基硫醇0.1質量份的混合物(i)。繼而,歷時4小時連續滴加異丙苯過氧化氫0.24質量份、油酸鉀1.4質量份及純水10質量份的起始劑混合物。同時,並行地歷時3小時連續添加甲基丙烯酸甲酯14.9質量份、苯乙烯13.9質量份、丙烯腈1.2質量份及第三-十二烷基硫醇0.16質量份的單體混合物。追加添加單體混合物後,保持1小時而使聚合結束。聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.12質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體。利用1.5重量%硫酸使所獲得的接枝共聚物乳膠凝固後,利用氫氧化鈉進行中和,並進行清洗、離心分離、乾燥,獲得粉末狀的接枝共聚物(A2-5)。
(製造例18)接枝共聚物(A2-6)
使用體積平均粒徑為0.08 μm且苯乙烯單元的含量為30質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J2898」),除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A2-6)。
(製造例19)接枝共聚物(A2-7)
使用體積平均粒徑為0.49 μm且苯乙烯單元的含量為30質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J2898」),除此以外,利用與製造例1相同的方法獲得接枝共聚物(A2-7)。
(製造例20)接枝共聚物(A2-8)
於20 L的反應容器中,裝入體積平均粒徑為0.25 μm且苯乙烯單元的含量為35質量%的苯乙烯-丁二烯-橡膠質聚合物乳膠(JSR股份有限公司製造的「J0510」)50質量份(固體成分換算)、純水13.2質量份、無水葡萄糖0.48質量份、焦磷酸鈉0.26質量份及硫酸亞鐵0.01質量份的混合物;油酸鉀0.4質量份及純水12.5質量份的混合物;以及純水104.3質量份,升溫至60℃,於攪拌下,歷時1小時初始添加甲基丙烯酸甲酯9.8質量份、苯乙烯10.2質量份及第三-十二烷基硫醇0.1質量份的混合物(i)。繼而,歷時4小時連續滴加異丙苯過氧化氫0.24質量份、油酸鉀1.4質量份及純水10質量份的起始劑混合物。同時,並行地歷時3小時連續添加甲基丙烯酸甲酯14.7質量份、苯乙烯15.3質量份及第三-十二烷基硫醇0.16質量份的單體混合物。追加添加單體混合物後,保持1小時而使聚合結束。聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.12質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體。利用1.5重量%硫酸使所獲得的接枝共聚物乳膠凝固後,利用氫氧化鈉進行中和,並進行清洗、離心分離、乾燥,獲得粉末狀的接枝共聚物(A2-8)。
(製造例21)接枝共聚物(A2-9)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.0375質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-10)。
(製造例22)接枝共聚物(A2-10)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.225質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-10)。
(製造例23)接枝共聚物(A2-11)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.30質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-11)。
(製造例24)接枝共聚物(A2-12)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.0125質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-12)。
(製造例25)接枝共聚物(A2-13)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以2,2'-亞甲基雙-(4-乙基-6-第三丁基苯酚)(C-2)固體成分計為0.12質量份的2,2'-亞甲基雙-(4-乙基-6-第三丁基苯酚)(C-2)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-13)。
(製造例26)接枝共聚物(A2-14)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(C-3)固體成分計為0.12質量份的十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯(C-3)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-14)。
(製造例27)接枝共聚物(A2-15)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以1,3,5-三(3',5')-二-第三丁基-4'-羥基苄基均三嗪2,4,6(1H,2H,3H)-三酮(C-4)固體成分計為0.12質量份的1,3,5-三(3',5')-二-第三丁基-4'-羥基苄基均三嗪2,4,6(1H,2H,3H)-三酮(C-4)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-15)。
(製造例28)接枝共聚物(A2-16)
聚合結束後,添加相對於接枝共聚物乳膠100質量份而言、以對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)固體成分計為0.15質量份的對甲酚-二環戊二烯-異丁烯的反應生成物(C-1)的乳化分散體,除此以外,利用與製造例13相同的方法獲得接枝共聚物(A2-16)。
將所述接枝共聚物(A2)的製造條件及測定結果示於表5中。
[表5]
[表5] | ||||||||||
接枝共聚物 (A1) | 橡膠質聚合物(R2) | 乙烯基系共聚物含量(質量%) | (a1) (質量%) | (a2) (質量%) | (a3) (質量%) | 酚系化合物(C) | ||||
丁二烯單元的 含量(質量%) | 苯乙烯單元的 含量(質量%) | 體積平均粒徑 (μm) | 含量 (質量%) | 種類 | 添加量 (質量份) | |||||
A2-1 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.12 |
A2-2 | 70 | 30 | 0.23 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.12 |
A2-3 | 70 | 30 | 0.27 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.12 |
A2-4 | 75 | 25 | 0.17 | 50 | 50 | 43.6 | 56.4 | 0 | C-1 | 0.12 |
A2-5 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 46.4 | 49.6 | 4 | C-1 | 0.12 |
A2-6 | 70 | 30 | 0.08 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.12 |
A2-7 | 70 | 30 | 0.49 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.12 |
A2-8 | 65 | 35 | 0.25 | 50 | 50 | 51.0 | 49.0 | 0 | C-1 | 0.12 |
A2-9 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.0375 |
A2-10 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.225 |
A2-11 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.30 |
A2-12 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.0125 |
A2-13 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-2 | 0.12 |
A2-14 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-3 | 0.12 |
A2-15 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-4 | 0.12 |
A2-16 | 70 | 30 | 0.17 | 50 | 50 | 47.4 | 52.6 | 0 | C-1 | 0.15 |
乙烯基系共聚物(B2):
(製造例30)乙烯基系共聚物(B2-1)
將丙烯醯胺80質量份、甲基丙烯酸甲酯20質量份、過硫酸鉀0.3質量份、純水1800質量份裝入反應容器中,利用氮氣對反應容器中的氣相進行置換,於攪拌下保持為70℃。持續反應直至單體完全轉化為聚合物後,加入氫氧化鈉20質量份與純水2000質量份,於70℃下攪拌2小時後,冷卻至室溫,藉此獲得作為懸浮聚合用介質的甲基丙烯酸甲酯-丙烯醯胺二元共聚物水溶液。
於20 L的高壓釜中,放入將所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯醯胺二元共聚物水溶液6質量份溶解於純水165質量份中而成的溶液,以400轉/分鐘進行攪拌,並利用氮氣對系統內進行置換。接著,一邊攪拌反應系統,一邊歷時30分鐘初始添加甲基丙烯酸甲酯49.5質量份、苯乙烯46.5質量份、丙烯腈4質量份、第三-十二烷基硫醇0.03質量份及偶氮雙異丁腈0.32質量份的單體混合物,於70℃下開始進行共聚反應。繼而,歷時150分鐘將槽內升溫至100℃,於到達後保溫至100℃達30分鐘,然後冷卻,進行聚合物的分離、清洗、乾燥,獲得珠狀乙烯基系共聚物(B2-1)。
(製造例31)乙烯基系共聚物(B2-2)
將甲基丙烯酸甲酯的添加份數變更為52.8質量份,將苯乙烯的添加份數變更為47.2質量份,且將丙烯腈的添加份數變更為0質量份,除此以外,與製造例30同樣地製造乙烯基系共聚物(B2-2)。
(製造例32)乙烯基系共聚物(B2-3)
將甲基丙烯酸甲酯的添加份數變更為53.1質量份,將苯乙烯的添加份數變更為42.9質量份,且將丙烯腈的添加份數變更為4質量份,除此以外,與製造例30同樣地製造乙烯基系共聚物(B2-3)。
(製造例33)乙烯基系共聚物(B2-4)
將甲基丙烯酸甲酯的添加份數變更為46.2質量份,將苯乙烯的添加份數變更為45.8質量份,且將丙烯腈的添加份數變更為8質量份,除此以外,與製造例30同樣地製造乙烯基系共聚物(B2-4)。
(製造例34)乙烯基系共聚物(B2-5)
將甲基丙烯酸甲酯的添加份數變更為45.5質量份,將苯乙烯的添加份數變更為50.5質量份,且將丙烯腈的添加份數變更為4質量份,除此以外,與製造例30同樣地製造乙烯基系共聚物(B2-5)。
(製造例35)乙烯基系共聚物(B2-6)
將甲基丙烯酸甲酯的添加份數變更為0質量份,將苯乙烯的添加份數變更為72質量份,將丙烯腈的添加份數變更為28質量份,且將第三-十二烷基硫醇的添加份數變更為0.1質量份,除此以外,與製造例30同樣地製造乙烯基系共聚物(B2-6)。
(製造例36)乙烯基系共聚物(B2-7)
使用住友化學公司製造的甲基丙烯酸樹脂「住友派克斯(Sumipex)LG」。
(實施例13~實施例27、比較例11~比較例21)
分別以表6中所示的調配比調配所述製造例13~製造例28中所製備的接枝共聚物(A2-1~A2-16)、製造例30~製造例36中所製備的乙烯基系共聚物(B2-1~B2-7)、及酚系化合物(C-1~C-4)、二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D-1),進而加入作為添加劑的二硬脂基3,3'-硫代二丙酸酯0.14質量份,利用亨舍爾混合機(Henschel mixer)於23℃下進行混合後,利用40 mmϕ擠出機於擠出溫度230℃下將所獲得的混合物擠出成腸線(gut)狀,並加以顆粒化,製作出實施例13~實施例27、比較例11~比較例21的樹脂組成物的顆粒。特別是於實施例6中,於接枝共聚物(A2-4)所含有的酚系化合物(C-1)0.036質量份的基礎上,於擠出時進一步調配苯基系化合物(C-1)0.012質量份,合計為0.048質量份。
繼而,使用所獲得的顆粒,於各評價項目中記載的條件下進行射出成形,製作評價用的試驗片。將對該些試驗片測定各物性而得的結果示於表7中。
[表6]
[表6] | ||||||||||||||||||||||||||
乙烯基系共聚物(B2) | 接枝共聚物 (A2) | 酚系 化合物(C)*1 | 二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D) | P/OH *2 | 源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元 | 源自氰化乙烯基系單體的單元 | 源自氰化乙烯基系單體的單元的三元組的比例 | γ射線照射後的 自由基產生量 | 數量平均粒徑 | |||||||||||||||||
種類 | (b1) (質量%) | (b2) (質量%) | (b3) (質量%) | 份數 (質量份) | 種類 | 份數 (質量份) | 種類 | 份數 (質量份) | 份數 (ppm) | 份數 (質量份) | 莫耳比 | 質量% | 質量% | 莫耳比 | ×1018 個/g | μm | ||||||||||
實施例13 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-1 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.16 | |||||||||
實施例14 | B2-2 | 47.2 | 52.8 | 0 | 60 | A2-1 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 42.2 | 0.0 | < 0.1 | 1.1 | 0.16 | |||||||||
實施例15 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-2 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.22 | |||||||||
實施例16 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-3 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.26 | |||||||||
實施例17 | B2-3 | 42.9 | 53.1 | 4 | 60 | A2-4 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 43.1 | 2.4 | < 0.1 | 1.3 | 0.16 | |||||||||
實施例18 | B2-3 | 42.9 | 53.1 | 4 | 70 | A2-4 | 30 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 45.6 | 2.4 | < 0.1 | 1.4 | 0.16 | |||||||||
實施例19 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-5 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 39.6 | 3.2 | 5 | 1.3 | 0.15 | |||||||||
實施例20 | B2-4 | 45.8 | 46.2 | 8 | 60 | A2-5 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 37.6 | 5.6 | 0.5 | 1.3 | 0.15 | |||||||||
實施例21 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-6 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.07 | |||||||||
實施例22 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-7 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.45 | |||||||||
實施例23 | B2-5 | 50.5 | 45.5 | 4 | 60 | A2-8 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 37.1 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.24 | |||||||||
實施例24 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-9 | 40 | C-1 | 0.015 | 150 | 0.011 | 0.8 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.16 | |||||||||
實施例25 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-1 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.012 | 0.3 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.16 | |||||||||
實施例26 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-10 | 40 | C-1 | 0.09 | 900 | 0.09 | 1.1 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.16 | |||||||||
實施例27 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-10 | 40 | C-1 | 0.09 | 900 | 0.28 | 3.5 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 0.9 | 0.16 | |||||||||
比較例11 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-12 | 40 | C-1 | 0.005 | 50 | 0.012 | 2.7 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.16 | |||||||||
比較例12 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-1 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0 | 0.0 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.16 | |||||||||
比較例13 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-1 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.003 | 0.1 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.16 | |||||||||
比較例14 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-1 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.24 | 5.6 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.16 | |||||||||
比較例15 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-11 | 40 | C-1 | 0.12 | 1200 | 0.09 | 0.8 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.0 | 0.16 | |||||||||
比較例16 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-13 | 40 | C-2 | 0.048 | 480 | 0 | 0.0 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.16 | |||||||||
比較例17 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-14 | 40 | C-3 | 0.048 | 480 | 0 | 0.0 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.16 | |||||||||
比較例18 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-15 | 40 | C-4 | 0.048 | 480 | 0 | 0.0 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.16 | |||||||||
比較例19 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-5 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0 | 0.0 | 39.6 | 3.2 | 5 | 1.0 | 0.15 | |||||||||
比較例20 | B2-1 | 46.5 | 49.5 | 4 | 60 | A2-16 | 40 | C-1 | 0.06 | 600 | 0 | 0.0 | 40.2 | 2.4 | < 0.1 | 1.1 | 0.16 | |||||||||
比較例21 | B2-6 B2-7 | 72 0 | 0 100 | 28 0 | 37 23 | A2-1 | 40 | C-1 | 0.048 | 480 | 0.05 | 1.2 | 33.5 | 10.4 | < 0.1 | 1.2 | 0.16 | |||||||||
*1:酚系化合物(C)為接枝共聚物(A2)所含的酚系化合物(C)供給量與對接枝共聚物(A2)和乙烯基系共聚物(B1)進行熔融混煉時所添加的酚系化合物(C)供給量的合計。另外,關於調配量,一併記載了(質量份)與(ppm)。 | ||||||||||||||||||||||||||
*2:P/OH(二氫氧雜磷雜菲系磷化合物的磷原子/酚化合物的羥基) | ||||||||||||||||||||||||||
[表7]
[表7] | ||||||||||||
總光線透射率 (%) | 色調 (YI) | 經過γ射線照射24小時後的總光線 透射率(%) | γ射線照射後的總光線 透射率的降低率(%) | 經過γ射線照射600小時後的 總光線透射率(%) | γ射線照射後的總光線透射率 的恢复率(%) | γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率(%) | γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率的恢復率(%) | 夏比衝擊強度 (kJ/m2 ) | 霧度 | 經過γ射線照射24小時後 色調(YI) | ||
( T0 ) | ( T24 ) | [ ( T0 ) - ( T24 ) ] /T0×100 | ( T600 ) | [ ( T600 ) - ( T24 ) ] /[ ( T0 ) - ( T24 ) ]×100 | ( T15 ) | [ ( T15 ) - ( T24 ) ] /[ ( T0 ) - ( T24 ) ]×100 | ||||||
實施例13 | 90 | 14.0 | 85.0 | 5.6 | 89.8 | 96 | 89.8 | 96 | 11 | 2 | 26 | |
實施例14 | 90 | 13.0 | 85.0 | 5.6 | 89.9 | 98 | 89.9 | 98 | 10 | 2 | 25 | |
實施例15 | 90 | 14.0 | 85.0 | 5.6 | 89.8 | 96 | 89.8 | 96 | 12 | 2 | 26 | |
實施例16 | 89 | 14.0 | 84.0 | 5.6 | 88.8 | 96 | 88.8 | 96 | 13 | 3 | 26 | |
實施例17 | 88 | 12.0 | 82.0 | 6.8 | 87.4 | 90 | 87.4 | 90 | 12 | 3 | 27 | |
實施例18 | 89 | 10.0 | 82.9 | 6.9 | 88.3 | 89 | 88.5 | 92 | 9 | 3 | 26 | |
實施例19 | 88 | 16.0 | 82.0 | 6.8 | 87.0 | 83 | 87.5 | 92 | 11 | 4 | 29 | |
實施例20 | 88 | 18.0 | 81.9 | 6.9 | 86.7 | 79 | 87.5 | 92 | 12 | 4 | 30 | |
實施例21 | 90 | 14.0 | 84.0 | 6.7 | 89.8 | 97 | 89.8 | 97 | 3 | 2 | 26 | |
實施例22 | 82 | 14.0 | 77.0 | 6.1 | 81.8 | 96 | 81.8 | 96 | 16 | 8 | 26 | |
實施例23 | 86 | 17.0 | 82.0 | 4.7 | 85.9 | 98 | 85.9 | 98 | 3 | 5 | 28 | |
實施例24 | 90 | 12.0 | 85.0 | 5.6 | 89.5 | 90 | 89.7 | 94 | 11 | 2 | 26 | |
實施例25 | 90 | 14.5 | 84.8 | 5.8 | 89.3 | 87 | 89.5 | 90 | 11 | 2 | 25 | |
實施例26 | 89 | 14.7 | 83.7 | 6.0 | 87.8 | 77 | 88.8 | 96 | 11 | 2 | 21 | |
實施例27 | 89 | 13.0 | 83.7 | 6.0 | 87.6 | 74 | 88.8 | 96 | 11 | 2 | 23 | |
比較例11 | 90 | 23.0 | 86.5 | 3.9 | 89.9 | 97 | 89.9 | 97 | 11 | 2 | 27 | |
比較例12 | 88 | 16.0 | 81.5 | 7.4 | 84.0 | 38 | 87.6 | 94 | 11 | 2 | 33 | |
比較例13 | 88 | 15.0 | 81.7 | 7.2 | 84.3 | 41 | 87.8 | 97 | 11 | 2 | 31 | |
比較例14 | 90 | 14.5 | 81.0 | 10.0 | 86.0 | 56 | 88.7 | 86 | 11 | 2 | 27 | |
比較例15 | 86 | 20.0 | 79.0 | 8.1 | 83.0 | 57 | 85.0 | 86 | 11 | 2 | 18 | |
比較例16 | 87 | 16.2 | 80.5 | 7.5 | 83.0 | 38 | 85.5 | 77 | 11 | 2 | 33 | |
比較例17 | 87 | 16.1 | 80.6 | 7.4 | 83.1 | 39 | 86.5 | 92 | 11 | 2 | 33 | |
比較例18 | 88 | 15.8 | 81.7 | 7.2 | 84.3 | 41 | 87.7 | 95 | 11 | 2 | 33 | |
比較例19 | 88 | 17.0 | 81.7 | 7.2 | 83.5 | 29 | 86.5 | 76 | 12 | 3 | 36 | |
比較例20 | 88 | 16.2 | 81.3 | 7.6 | 83.7 | 36 | 87.0 | 85 | 11 | 2 | 30 | |
比較例21 | 90 | 15.0 | 84.0 | 6.7 | 89.8 | 97 | 89.0 | 83 | 4 | 3 | 27 | |
*γ射線照射吸收線量:37.5kGy |
如實施例13~實施例27所示,利用本發明的透明熱塑性樹脂組成物,可獲得兼具高的總光線透射率、良好的色調,進而γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率良好的成形品。另一方面,比較例11中,酚系化合物的含量小於100 ppm,因此成形品的色調差。比較例12中不含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),比較例13中,酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)小於0.2,因此成形品的γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率差。比較例14中,酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)超過5.0,因此γ射線照射後的總光線透射率的降低率差。比較例15中,酚系化合物(C)的含量超過1000 ppm,因此成形品的總光線透射率、色調、γ射線照射後的總光線透射率的降低率差。比較例16~比較例20中不含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),γ射線照射後的總光線透射率的降低率及其恢復率差。
另一方面,比較例12、比較例13、比較例17及比較例18中,雖然不含有二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)或者酚系化合物(C)的羥基與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)小於0.2,但於透明熱塑性樹脂組成物中,使用實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元的接枝共聚物(A2),並且二甲基亞碸可溶成分中,相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為氰化乙烯基系單體的比例為小於1莫耳%,進而,酚系化合物(C)的分子量除以一分子中的羥基(OH)的個數所得的值為200以上,且相對於透明熱塑性樹脂組成物100質量份,酚系化合物(C)的含量為100 ppm~500 ppm,因此γ射線照射後的老化處理後的總光線透射率的恢復率改善至90%以上。
[產業上之可利用性]
本實施形態的透明熱塑性樹脂組成物及成形品可廣範圍地用於家電製品、通訊相關設備、一般雜貨及醫療設備等用途,特別是醫療設備用途。
1:反應槽
2:預熱機
3:雙軸擠出機型去單體機
4:熔融混煉區域
5:雙軸擠出機型進料器
6:噴出口
7:攪拌機(螺帶葉片)
8:排氣口
9:水注入口
10:最終排氣口
圖1是透明熱塑性樹脂組成物的製造裝置的一實施方式的概略圖。
圖2是說明酚系化合物(C)的變色反應與基於二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的脫色反應的圖。
圖3是與甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物的碳譜核磁共振(13
C-nuclear magnetic resonance,13
C-NMR)的光譜圖的腈基對應的訊號部分的放大圖的一例。
1:反應槽
2:預熱機
3:雙軸擠出機型去單體機
4:熔融混煉區域
5:雙軸擠出機型進料器
6:噴出口
7:攪拌機(螺帶葉片)
8:排氣口
9:水注入口
10:最終排氣口
Claims (12)
- 一種透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述透明熱塑性樹脂組成物100質量份中包含接枝共聚物(A)10質量份~60質量份、乙烯基系共聚物(B)40質量份~90質量份,所述接枝共聚物(A)是於橡膠質聚合物(R)存在下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述乙烯基系共聚物(B)是將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的單體混合物(b)共聚而成,相對於所述透明熱塑性樹脂組成物100質量份,包含100 ppm~1000 ppm的酚系化合物(C),更包含二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D),酚系化合物(C)的羥基(OH)與二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)的磷原子(P)的莫耳比(P/OH)為0.2~5.0。
- 如請求項1所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中,於將單體混合物(a)設為100質量%的情況下,單體混合物(a)至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)20質量%~40質量%、(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)60質量%~80質量%, 橡膠質聚合物(R)為聚丁二烯橡膠(R1), 所述接枝共聚物(A)是於將橡膠質聚合物(R1)與單體混合物(a)的總量設為100質量%的情況下,於40質量%~60質量%的橡膠質聚合物(R1)存在下,利用所述單體混合物(a)60質量%~40質量%進行接枝共聚而得的接枝共聚物(A1), 所述乙烯基系共聚物(B)是於將單體混合物(b)設為100質量%的情況下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)20質量%~40質量%、(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)60質量%~80質量%的單體混合物(b)共聚而成的乙烯基系共聚物(B1), 所述透明熱塑性樹脂組成物於將所述接枝共聚物(A1)及所述乙烯基系共聚物(B1)的合計設為100質量份的情況下,包含所述接枝共聚物(A1)10質量份~60質量份、所述乙烯基系共聚物(B1)40質量份~90質量份。
- 如請求項1所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中,橡膠質聚合物(R)是於設為二烯系單體(r1)及芳香族乙烯基系單體(r2)的合計100質量%的情況下,包含大於65質量%且小於80質量%的二烯系單體(r1)、以及大於20質量%且小於35質量%的芳香族乙烯基系單體(r2)的橡膠質聚合物(R2), 所述透明熱塑性樹脂組成物是將接枝共聚物(A2)與乙烯基系共聚物(B2)調配而成,所述接枝共聚物(A2)是於橡膠質聚合物(R2)的存在下,將至少含有(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)及芳香族乙烯基系單體(a1)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述乙烯基系共聚物(B2)是將至少含有(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)及芳香族乙烯基系單體(b1)的單體混合物(b)共聚而成,所述熱塑性樹脂組成物中的接枝共聚物(A2)粒子的數量平均粒徑為0.15 μm~0.30 μm。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中,相對於所述透明熱塑性樹脂組成物中所含的源自二烯系單體的單元、源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元、源自芳香族乙烯基系單體的單元、源自氰化乙烯基系單體的單元、及源自其他乙烯基系單體的單元的合計100質量%,源自(甲基)丙烯酸酯系單體的單元的含量為75質量%以下,源自氰化乙烯基系單體的單元的含量為5質量%以下。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述接枝共聚物(A)實質上不含有源自氰化乙烯基系單體的單元。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述熱塑性樹脂組成物的二甲基亞碸可溶成分含有源自氰化乙烯基系單體的單元,且於二甲基亞碸可溶成分中,相對於三元組的中央為源自氰化乙烯基系單體的單元的總數,三元組全部為源自氰化乙烯基系單體的單元的比例為小於1莫耳%。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其中於所述熱塑性樹脂組成物中,γ射線照射後的自由基產生量小於1.3×1018 個/g。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物,其特徵在於,所述透明熱塑性樹脂組成物中更含有受阻胺系化合物(E)。
- 一種透明熱塑性樹脂組成物的製造方法,包括: 於將接枝共聚物(A)及乙烯基系共聚物(B)的合計設為100質量份的情況下,獲得接枝共聚物(A)10質量份~60質量份的步驟; 獲得乙烯基系共聚物(B)40質量份~90質量份的步驟;以及 至少將所述接枝共聚物(A)、所述乙烯基系共聚物(B)、酚系化合物(C)及二氫氧雜磷雜菲系磷化合物(D)混合的步驟, 其中,所述接枝共聚物(A)是於橡膠質聚合物(R)的存在下,將至少包含芳香族乙烯基系單體(a1)及(甲基)丙烯酸酯系單體(a2)的單體混合物(a)接枝共聚而得,所述乙烯基系共聚物(B)是將至少包含芳香族乙烯基系單體(b1)及(甲基)丙烯酸酯系單體(b2)的單體混合物(b)共聚而成。
- 如請求項9所述的透明熱塑性樹脂組成物的製造方法,包括將所述接枝共聚物(A)與酚系化合物(C)預先混合的步驟。
- 一種成形品,將如請求項1至請求項8中任一項所述的透明熱塑性樹脂組成物成形而成。
- 一種成形品的製造方法,將藉由如請求項9或請求項10所述的製造方法而得的透明熱塑性樹脂組成物成形。
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