TWI396712B - 樹脂組成物及其成形品 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種低環境負荷之樹脂組成物及由其構成之成形品,該樹脂組成物具有優良的強度、耐衝擊性、耐熱性及成形加工性,而且能夠大幅度地降低在製造時之二氧化碳(CO2
)排放量或之廢棄時之環境負荷。
因苯乙烯系樹脂具有優良的機械性質、成形加工性、外觀,被廣泛地使用在電氣電子零件、汽車、雜貨及各種用途等廣泛的領域。但是,苯乙烯系樹脂係以石油資源為原料,在製造時向大氣排放CO2
或廢棄時所造成的環境負荷,近年來被視為問題,要求使用含有非石油資源的材料作為低環境負荷材料。
最近,從保全地球環境的觀點,能夠藉由存在於土中、水中之微生物的作用而在自然環境下分解之生物分解性聚合物受到注目,正在開發各式各樣的生物分解性聚合物。其中,聚乳酸因為成本較低、熔點亦高至約170℃,被期待作為能夠熔融成形之生物分解性聚合物。又,最近,因為單體之乳酸可使用玉米等的生物量(biomass)作原料,可藉由利用微生物之發酵法廉價地製造,能夠以更低成本生產聚乳酸,所以不僅是作為生物分解性聚合物,亦被期待作為來自生物量之生物聚合物,檢討利用作為泛用聚合物。但是,另一方面,因為有耐衝擊性、柔軟性較低等物性上的缺點,希望改良此等缺點。
因此,有一種方法(專利文獻1),揭示將聚乳酸與聚乙烯、聚苯乙烯、聚對酞酸乙二酯、聚丙烯等熱塑性樹脂混合作為低環境負荷材料。但是以此方法混合時,雖然能夠成為低環境負荷材料,但是任一者使用作為泛用樹脂時,機械特性必須加以改良。
又,亦已知有一種生物分解性聚合物(專利文獻2),含有聚乳酸、及具有比聚乳酸的玻璃轉移溫度更高的玻璃轉移溫度之非晶性樹脂,但是從同時提高耐熱性及耐衝擊性而言,有進一步改良的必要。
而且,亦已知有一種脂肪族聚酯樹脂組成物(專利文獻3),含有脂肪族聚酯及多層結構聚合物,及一種樹脂組成物(專利文獻4),係在聚乳酸系聚合物及橡膠質聚合物接枝聚合乙烯系單體而得到的接枝共聚物所構成,此等樹脂組成物未含有有苯乙烯樹脂,所得到的樹脂組成物在耐熱性上有問題,使用作為泛用形聚合物時,有必要加以改良。
[專利文獻1]特表平6-504799號公報(第53頁)[專利文獻2]特開2005-60637號公報(第2頁)[專利文獻3]特開2003-286396號公報(第2頁)[專利文獻4]特開2004-285258號公報(第2頁)
本發明係以解決上述習知技術之問題點作為課題,經檢討結果而完成,其目的係提供一種低環境負荷樹脂組成物及由其構成之成形品,該樹脂組成物具有優良的強度、耐衝擊性、耐熱性及成形加工性,能夠大幅度地降低在製造時之CO2
排放量或之廢棄時之環境負荷。
為了解決上述課題,本發明者專心檢討的結果,得知藉由調配苯乙烯系樹脂、脂肪族聚酯、和選自相溶化劑及二羧酸酐中任一種而成之樹脂組成物,能夠解決上述課題。
亦即本發明係(1)一種樹脂組成物,係調配(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯、和選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種以上而成。
(2)如(1)之樹脂組成物,其中(C)相溶化劑係下述任一種以上;(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物(C-4)通式(I)所示聚乳酸部分與通式(II)所示乙烯系聚合物部分,以共聚合比((I)/(II))99/1~1/99重量份(其中,(I)+(II)為100重量份)結合而成的嵌段共聚物
(X係表示選自氫、烷基、羥基、烷酯基、氰基、苯基、醯胺基及鹵素基中至少1種,m、n係表示數量平均分子量,各自為1000~100000之值)
(3)如(1)之樹脂組成物,其中(D)二羧酸酐係順丁烯二酸酐或琥珀酸酐中一種以上。
(4)如(1)之樹脂組成物,其中選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種係(C)相溶化劑。
(5)如(1)~(4)之樹脂組成物,其中更調配(E)橡膠質聚合物。
(6)如(5)之樹脂組成物,其中(E)橡膠質聚合物係在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合有10~70重量%芳香族乙烯系單位、及10~50重量%氰化系乙烯單位之接枝聚合物。
(7)如(4)之樹脂組成物,其中(C)相溶化劑係(C-2)及/或(C-3)成分,在樹脂組成物之剖面的電子顯微鏡照片,(C-2)及/或(C-3)之合計面積為100%時,存在於(B)脂肪族聚酯中之(C-2)及/或(C-3)的面積比率為10~90%。
(8)如(5)之樹脂組成物,其中在樹脂組成物之剖面的電子顯微鏡照片,(C-2)、(C-3)及/或(E)橡膠質聚合物之合計面積為100%時,存在於(B)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及/或(E)橡膠質聚合物的面積比率為10~90%。
(9)如(1)之樹脂組成物,其中更調配選自(F)聚碳酸酯、芳香族聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中任一種以上。
(10)如(1)之樹脂組成物、其中更調配(G)體積固有電阻率10~13Ω cm以下之聚合物。
(11)如(1)之樹脂組成物,其中相對於(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯合計100重量%,(B)脂肪族聚酯係小於50重量%。
(12)一種成形品,係由如申請專利範圍第1項之樹脂組成物所構成。
在本發明之樹脂組成物及其成形品,該樹脂組成物係藉由調配(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯、和選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種而成,能夠得到具有優良強度、耐衝擊性、耐熱性、及成形加工性之低環境負荷的樹脂組成物及其成形品。
以下具體地說明本發明之樹脂組成物。
本發明所使用的(A)苯乙烯系樹脂,可藉由對眾所周知的塊狀聚合、塊狀懸浮聚合、溶液聚合、沈澱聚合或乳化聚合供給以苯乙烯為首、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、及對第三丁基苯乙烯等(b)芳香族乙烯系單體、或是(b)芳香族乙烯系單體及其他能夠共聚合之單體而得到。
在本發明之(A)苯乙烯系樹脂係未含有在橡膠質聚合物接枝聚合(b)芳香族乙烯系單位等而成之物。在橡膠質聚合物接枝聚合(b)芳香族乙烯系單位等而成之物係含有在後述之(E)橡膠質聚合物。
代表性的(A)苯乙烯系樹脂,具體上係相對於(b)1~100重量%芳香族乙烯系單位,共聚合(a)0~99重量%不飽和羧酸烷酯系單位(從耐衝擊性、耐熱性而言,以10~90重量%為佳,以30~80重量%為更佳)、(c)0~50重量%氰化乙烯系單位(從耐衝擊性、耐熱性而言,以10~45重量%為佳,以20~35重量%為更佳)、以及(d)0~99重量%(從耐衝擊性、耐熱性而言,以1~80重量%為佳,以5~50重量%為更佳)之能夠與此等共聚合的其他乙烯系單位而得到的乙烯系共聚物。
在本發明之(A)苯乙烯系樹脂所使用的(a)不飽和羧酸烷酯系單位,沒有特別限定,以具有碳素1~6的烷基或是取代烷基之丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯為佳。
(a)不飽和羧酸烷酯系單體的具體例,可舉出的有(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2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(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、及(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羥基戊酯等,其中以使用(甲基)丙烯酸甲酯為最佳。此等可以使用1種或2種以上。
在本發明之(A)苯乙烯系樹脂所使用的(c)氰化乙烯系單體沒有特別限定,具體例可舉出的有丙烯腈、甲基丙烯腈及乙基丙烯腈,其中以使用丙烯腈為佳。此等可以使用1種或2種以上。
在本發明之(A)苯乙烯系樹脂所使用的(d)能夠與此等共聚合之其他乙烯系單體,若能夠與(a)不飽和羧酸烷酯系單體、(b)芳香族乙烯系單體、(c)氰化乙烯系單體共聚合時,沒有特別限制,具體例可舉出的有N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺單體、丙烯酸、甲基丙烯酸等不飽和羧酸系單體、順丁烯二酸、順丁烯二酸單乙酯等不飽和二羧酸系單體及其酯系單體、3-羥基-1-丙烯、4-羥基-1-丁烯、順式-4-羥基-2-丁烯、反式-4-羥基2-丁烯、3-羥基-2-甲基-1-丙烯、順式-5-羥基-2-戊烯、反式-5-羥基-2-戊烯、4,4-二羥基-2-丁烯等具有羥基之乙烯系單體、烯丙基環氧丙基醚、苯乙烯-對環氧丙基醚及對環氧丙基苯乙烯等具有環氧基之乙烯系單體、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、丁氧基甲基丙烯醯胺、N-丙基甲基丙烯醯胺、丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸丙基胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基丙酯、甲基丙烯酸苯基胺基乙酯、甲基丙烯酸環己基胺基乙酯、N-乙烯基二乙胺、N-乙醯基乙烯胺、烯丙胺、甲基烯丙胺、N-甲基烯丙胺、對胺基苯乙烯等具有胺基及其衍生物之乙烯系單體、2-異丙烯基-唑啉、2-乙烯基-唑啉、2-丙烯醯基-唑啉及2-苯乙烯基-唑啉等具有唑啉基之乙烯系單體等,此等可使用1種或2種以上。又,亦可共聚合丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙基丙烯酸環氧丙酯、衣康酸環氧丙酯等不飽羧酸環氧丙酯、或是順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等不飽和二羧酸酐,從流動性而言,不飽羧酸環氧丙酯或不飽和二羧酸酐的共聚合量為小於3重量%。
(A)苯乙烯系樹脂的特性沒有限制,從得到具有優良的耐衝擊性及成形加工性之樹脂組成物而言,以使用甲基乙基酮溶劑,在30℃所測得固有黏度為[η]為0.20~2.00dl/g的範圍之物為佳,以0.25~1.50dl/g為較佳,以0.28~1.00dl/g為更佳。從得到具有優良的耐熱性之樹脂組成物而言,以在0.30~0.50dl/g的範圍為特佳。
本發明之(B)脂肪族聚酯沒有特別限制,可舉出的有以脂肪族羥基羧酸為主要構成成分之聚合物、以脂肪族多元羧酸及脂肪族多元醇為主要構成成分之聚合物等。具體上,以脂肪族羥基羧酸為主要構成成分之聚合物可舉出的有聚乙醇酸、聚乳酸、聚3-羥基丁酸、聚4-羥基丁酸、聚4-羥基戊酸、聚3-羥基己酸或聚己內酯等,以脂肪族多元羧酸及脂肪族多元醇為主要構成成分之聚合物可舉出的有聚乙烯己二酸酯、聚乙烯琥珀酸酯、聚丁烯己二酸酯或聚丁烯琥珀酸酯等,此等脂肪酸聚酯可以單獨或使用2種以上。此等脂肪酸聚酯中,以羥基羧酸為主要構成成分之聚合物為佳,從耐熱性而言,以使用聚乳酸為佳。
聚乳酸係以L-乳酸及/或D-乳酸為主要構成成分之聚合物,在不損害本發明的目的之範圍,亦可含有乳酸以外之其他共聚合成分。
如此之其他共聚合成分單位可舉出的有例如多元羧酸、多元醇、羥基羧酸、內酯等,具體上,可使用草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酮酸、反丁烯二酸、環己烷二羧酸、對酞酸、異酞酸、酞酸、2,6-萘二羧酸、5-鈉磺酸基異酞酸、5-四丁基鏻磺酸基異酞酸等多元羧酸類、乙二醇、丙二醇、丁二醇、庚二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、三羥甲基丙烷、新戊四醇、雙酚A、在雙酚中使環氧乙烷進行加成反應而得到的芳香族多元醇、二伸乙甘醇、三伸乙甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等多元醇類、乙醇酸、3-羥基丁酸、4-羥基丁酸、4-羥基戊酸、6-羥基己酸、羥基苯甲酸等羥基羧酸類、乙交酯、ε-己內酯乙交酯、ε-己內酯、β-丙內酯、δ-丁內酯、β-或γ-丁內酯、三甲基乙內酯(pivalolactone)、δ-戊內酯等內酯類。此等共聚合成分可單獨或使用2種以上。
為了得到高耐熱性的聚乳酸,乳酸成分以光學純度較高者為佳,在總乳酸成分內,L體或D體以含有80莫耳%以上為佳,以含有90莫耳%以上為更佳,以含有95莫耳%以上為特佳。上限為100莫耳%。
又,從收縮率等尺寸安定性而言,在總乳酸成分內,L體或D體以含有50~100莫耳%為佳,以含有70~98莫耳%為更佳,以含有80~95莫耳%為特佳。
又,本發明之(B)脂肪族聚酯,從耐熱性、成形加工性而言,以使用聚乳酸立體複合物為佳,形成聚乳酸立體複合物之方法,可舉出的有例如藉由熔融混煉或溶液混煉等混合L體為90莫耳%以上、以95莫耳%以上為佳、以98莫耳%以上為更佳之聚-L-乳酸與D體為90莫耳%以上、以95莫耳%以上為佳、以98莫耳%以上為更佳之聚-D-乳酸之方法。又,亦可舉出的其他方法有將聚-L-乳酸與聚-D-乳酸製成嵌段共聚物之方法,從能夠容易地形成聚乳酸立體複合物而言,以將聚-L-乳酸與聚-D-乳酸製成嵌段共聚物之方法為佳。
本發明之(B)脂肪族聚酯可單獨或使用2種以上,例如亦可並用聚乳酸與聚丁烯琥珀酸酯、或並用聚-L-乳酸與形成聚乳酸立體複合物之聚-L-乳酸與聚-D-乳酸的嵌段共聚物。
(B)脂肪族聚酯之製造方法可使用已知的聚合方法,特別是聚乳酸可採用由乳酸之直接聚合法、使丙交酯介於中間之開環聚合法等。
(B)脂肪族聚酯之分子量或分子量分布,係若實質上能夠成形加工時沒有特別的限制,從耐熱性而言,重量平均分子量以1萬以上為佳,以4萬以上為較佳,以8萬以上為更佳,以10萬以上為特佳,以13萬以上為最佳。上限沒有特別限定,從流動性而言以50萬以下為佳,以30萬以下為較佳,以25萬以下為更佳。從耐熱性而言,重量平均分子量以20萬~25萬的範圍為特佳。在此,重量平均分子量係指藉由凝膠滲透色譜法(GPC;gel permeation chromatography)、使用六氟異丙醇所測得換算聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之重量平均分子量。
(B)脂肪族聚酯之熔點沒有特別限定,從熱性而言,以90℃以上為佳,以150℃以上為更佳。在此,熔點係指使用微差掃描型熱量計(DSC)所測得吸熱尖鋒之尖鋒頂端的溫度。
在本發明,從得到耐熱性優良的樹脂組成物而言,(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯的熔點黏度比(A)/(B)以在0.1~10的範圍為佳。
在本發明,(C)相溶化劑係指具有提高(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯相溶性的作用之物,藉由調配(C)相溶化劑,因為(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯的相結構受到影響,大幅度提升強度、耐衝擊性、耐熱性及成形加工性等特性。
本發明之(C)相溶化劑的具體例,以下述任一種以上為佳。
(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物(C-4)通式(I)所示聚乳酸部分與通式(II)所示乙烯系聚合物部分,以共聚合比((I)/(II))99/1~1/99重量份(其中,(I)+(II)為100重量份)結合而成的嵌段共聚物
(X係表示選自氫、烷基、羥基、烷酯基、氰基、苯基、醯胺基及鹵素基中至少1種。m、n係表示數量平均分子量。)
本發明之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物係指甲基丙烯酸甲酯之聚合物及/或共聚物,但未含有在橡膠質聚合物接枝聚合甲基丙烯酸甲酯單位等而成之物。在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物係含有在後述之(C-2)接枝聚合物。在此外的橡膠質聚合物接枝聚合甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物係含有在後述之(E)橡膠質聚合物。
本發明之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物係以甲基丙烯酸甲酯作為主成分,從耐衝擊性、耐熱性而言,以含有甲基丙烯酸甲酯成分單位70莫耳%以上之物為佳,亦可共聚合其他乙烯系單體成分單位,以30莫耳%以下為佳,以20莫耳%以下為更佳。
在本發明之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物,能夠共聚合之其他乙烯系單體,可舉出的有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸丙基胺基乙酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、丙烯酸二環戊酯、二丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸壬二醇酯、二丙烯酸聚伸乙甘醇酯、2-(羥甲基)丙烯酸甲酯、2-(羥甲基)丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸乙基胺基丙酯、甲基丙烯酸苯基胺基乙酯、甲基丙烯酸環己基胺基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、甲基丙烯酸二環戊酯、甲基丙烯酸五甲基哌啶酯、甲基丙烯酸四甲基哌啶酯、甲基丙烯酸苄酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯等,此等可使用1種或2種以上。又,亦可共聚合其他乙烯系單體,其他乙烯系單體可舉出的有α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、對第三丁基苯乙烯等芳香族乙烯系單體、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈等氰化乙烯系單體、烯丙基環氧丙基醚、苯乙烯-對環氧丙基醚、對環氧丙基苯乙烯、順丁烯二酸單乙酯、衣康酸、乙酸乙烯酯、N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等N-取代順丁烯二醯亞胺、丙烯醯亞胺、甲基丙烯醯亞胺、N-甲基丙烯醯亞胺、丁氧基甲基丙烯醯亞胺、N-丙基甲基丙烯醯亞胺、N-乙烯基二乙胺、N-乙醯乙烯基胺、烯丙胺、甲基烯丙胺、N-甲基烯丙胺、對胺基苯乙烯、2-異丙烯基-唑啉、2-乙烯基-唑啉、2-丙烯醯基-唑啉及2-苯乙烯-唑啉等,此等可使用1種或2種以上。又,在本發明之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物,能夠共聚合之其他乙烯系單體有丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙基丙烯酸環氧丙酯、衣康酸環氧丙酯等不飽和羧酸環氧丙酯、或者亦可共聚合順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等不飽和二羧酸酐,從流動性而言,不飽和羧酸環氧丙酯或不飽和羧酸酐的共聚合量為小於3重量%。共聚合3重量%以上不飽和羧酸環氧丙酯或不飽和羧酸酐而成之物係含有在後述之(C-2)乙烯系聚合物。
在本發明之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物之重量平均分子量沒有特別限定,從耐衝擊性、耐熱性而言,重量平均分子量以1萬~45萬的範圍為佳,以3萬~20萬的範圍為較佳,以5萬~15萬的範圍為更佳。在此,重量平均分子量係指藉由凝膠滲透色譜法(GPC)、使用六氟異丙醇所測得換算聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之重量平均分子量。
在本發明之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物之玻璃轉移溫度(Tg)沒有特別限定,從耐熱性而言,以60℃以上為佳,70℃以上為較佳,以80℃以上為更佳,以90℃以上為特佳,以100℃以上為最佳。上限沒有特別限定,從成形加工性而言,以150℃以下為佳。在此,Tg係指藉由微差掃描型熱量計(DSC)測定所得到的Tg值,在Tg區域比熱容量變化成為一半值時之溫度。
在本發明之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物之立體規則性沒有特別限定,從耐衝擊性、耐熱性而言,間規聚合物以20%以上為佳,以30%以上為較佳,以40%以上為更佳。上限沒有特別限定,從成形加工性而言,以90%以下為佳。又,從耐熱性而言,雜規聚合物以50%以下為佳,以40%以下為較佳,以30%以下為更佳。又,從熱性而言,順聯聚合物以20%以下為佳,以15%以下為較佳,以10%以下為更佳。在此,間規聚合物、雜規聚合物、順聯聚合物係指使用氘化氯仿為溶劑、從1H-NMR測得之直鏈分支甲基的積分強度比所算出的值。
在本發明,(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物之製造方法可使用塊狀聚合、溶液聚合、懸浮聚合、及乳化聚合等眾所周知的聚合方法。
在本發明之(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物,係指聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物及/或共聚合物,但未含有在橡膠質聚合物接枝聚合3重量%以上之聚合不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之接枝聚合物。在橡膠質聚合物接枝聚合3重量%以上之聚合不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之接枝聚合物係含有在後述之橡膠質聚合物。在此外的橡膠質聚合物接枝聚合甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物係含有在後述之(E)橡膠質聚合物。
在本發明,從耐衝擊性、耐熱性而言,以共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系共聚合物為佳,以共聚合6重量%以上之乙烯系共聚物為較佳,以共聚合9重量%以上之乙烯系共聚物為更佳,從流動性而言,上限以共聚合90重量%以下之乙烯系共聚物為佳,以共聚合40重量%以下之乙烯系共聚物為較佳,以共聚合20重量%以下之乙烯系共聚物為更佳,以共聚合15重量%以下之乙烯系共聚物為特佳。
在本發明,不飽和羧酸環氧丙酯單體可舉出的有丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙基丙烯酸環氧丙酯、衣康酸環氧丙酯等,不飽和二羧酸酐單體可舉出的有順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸、5-降烯-2,3-二羧酸酐、1-環己烯-1,2-二羧酸酐、順式-4-環己烯-1,2-二羧酸酐等,其中,從耐衝擊性、耐熱性、生產力而言,不飽和羧酸環氧丙酯單體以丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯為佳,不飽和二羧酸酐單體以順丁烯二酸酐、5-降烯-2,3-二羧酸酐為佳。此等可使用1種或2種以上。
在本發明之(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物,不飽和羧酸環氧丙酯單體或不飽和二羧酸酐單體以外的乙烯系單體,若能夠與不飽和羧酸環氧丙酯單體或不飽和二羧酸酐單體共聚合時沒有特別限制,可舉出的有例如,(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2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(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、及(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羥基戊酯等不飽和羧酸烷酯系單體、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、及對第三丁基苯乙烯等芳香族乙烯系單體、丙烯腈、甲基丙烯腈、及乙基丙烯腈等氰化乙烯系單體、N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺單體、丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸單乙酯、3-羥基-1-丙烯、4-羥基-1-丁烯、順式-4-羥基-2-丁烯、反式-4-羥基-2-丁烯、3-羥基-2-甲基-1-丙烯、順式-5-羥基-2-戊烯、反式-5-羥基-2-戊烯、4,4-二羥基-2-丁烯等具有羥基之乙烯系單體、烯丙基環氧丙基醚、苯乙烯-對環氧丙基醚及對環氧丙基苯乙烯等具有環氧基之乙烯系單體、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、丁氧基甲基丙烯醯胺、N-丙基甲基丙烯醯胺、丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸丙基胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基丙酯、甲基丙烯酸苯基胺基乙酯、甲基丙烯酸環己基胺基乙酯、N-乙烯基二乙胺、N-乙醯基乙烯胺、烯丙胺、甲基烯丙胺、N-甲基烯丙胺、對胺基苯乙烯等具有胺基及其衍生物之乙烯系單體、2-異丙烯基-唑啉、2-乙烯基-唑啉、2-丙烯醯基-唑啉及2-苯乙烯基-唑啉等具有唑啉基之乙烯系單體等,此等可使用1種或2種以上。
在本發明,(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物之重量平均分子量沒有特別限定,從耐衝擊性、耐熱性而言,以在1000~45萬的範圍為佳,以在3000~10萬的範圍為較佳,以在5000~1萬的範圍為更佳。在此,重量平均分子量係指藉由凝膠滲透色譜法(GPC)、使用六氟異丙醇所測得換算聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之重量平均分子量。
在本發明,(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物之玻璃轉移溫度(Tg)沒有特別限定,從耐熱性而言,以-50℃以上為佳,0℃以上為較佳,以50℃以上為更佳,以70℃以上為特佳,以90℃以上為最佳。上限沒有特別限定,從成形加工性而言,以150℃以下為佳。在此,Tg係指藉由微差掃描型熱量計(DSC)測定所得到的Tg值,在Tg區域比熱容量變化成為一半值時之溫度。
在本發明,(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物之製造方法可使用塊狀聚合、溶液聚合、懸浮聚合、及乳化聚合等眾所周知的聚合方法。
在本發明之(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物,可藉由在10~80重量%橡膠質聚合物的存在下,對眾所周知的塊狀聚合、塊狀懸浮聚合、溶液聚合、沈澱聚合或乳化聚合提供添加有20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位及能夠與其共聚合的單體之單體混合物而得到。
而且,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物,係指含有以下結構之物,含有20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位之共聚物在10~80重量%橡膠質聚合物係採取接枝聚合的結構,及含有20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位之共聚物在10~80重量%(γ)橡膠質聚合物係採取非接枝結構。
具體上,若在10~80重量%橡膠質聚合物的存在下,共聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位所得到乙烯系接枝聚合物時,沒有特別限制,從耐衝擊性、耐熱性而言,以在10~80重量%橡膠質聚合物的存在下,共聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位、0~70重量%芳香族乙烯系單位、0~50重量%氰化乙烯系單位、及0~70重量%能夠與此等共聚合之其他乙烯系單位而得到的乙烯系接枝共聚物為佳。
上述橡膠質聚合物沒有特別限制,玻璃轉移溫度以0℃以下橡膠質聚合物為佳,可使用二烯系橡膠、丙烯酸系橡膠、乙烯系橡膠、及有機矽氧烷系橡膠。此等橡膠質聚合物之具體例可舉出的有聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸丁酯-丁二烯共聚物、聚異戊二烯、丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丁二烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯系共聚物、乙烯-異戊二烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、及含有聚有機矽氧烷與烷基(甲基)丙烯酸酯橡膠之聚有機矽氧烷-丙烯酸系共聚物等。此等橡膠質聚合物中,特別是從耐衝擊性而言,以聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、及聚有機矽氧烷-丙烯酸系共聚物為佳,可使用1種或2種以上的混合物。
在本發明,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物,構成該接枝聚合物之橡膠質聚合物的重量平均粒徑沒有特別限制,從耐衝擊性而言,以在0.05~1.0微米的範圍為佳,以在0.1~0.5微米的範圍為更佳。藉由使橡膠質聚合物的重量平均粒徑在0.05~1.0微米的範圍,能夠顯現優良的耐衝擊性。
又,橡膠質聚合物的重量平均粒徑可利用在「Rubber Age、Vol.88、P.484~490、(1960)、by E.Schmidt,P.H.Biddison」所記載之海藻酸鈉法、亦即利用按照海藻酸鈉濃度,乳膏化的聚丁二烯粒徑不同,藉由從乳膏化的重量比率與海藻酸鈉濃度的累積重量分率,求得累積重量分率50%的粒徑之方法來測定。
在本發明,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物所使用之能夠甲基丙烯酸甲酯共聚合之單體,沒有特別限制,可舉出的有例如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸丙基胺基乙酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、丙烯酸二環戊酯、二丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸壬二醇酯、二丙烯酸聚伸乙甘醇酯、2-(羥甲基)丙烯酸甲酯、2-(羥甲基)丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸乙基胺基丙酯、甲基丙烯酸苯基胺基乙酯、甲基丙烯酸環己基胺基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、甲基丙烯酸二環戊酯、甲基丙烯酸五甲基哌啶酯、甲基丙烯酸四甲基哌啶酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸苄酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯等,此等可使用1種或2種以上。又,亦可共聚合其他乙烯系單體,其他乙烯系單體可舉出的有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、對第三丁基苯乙烯等芳香族乙烯系單體、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈等氰化乙烯系單體、丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙基丙烯酸環氧丙酯、衣康酸環氧丙酯、烯丙基環氧丙基醚、苯乙烯-對環氧丙基醚、對環氧丙基苯乙烯等具有環氧基之乙烯系單體、順丁烯二酸單乙酯、衣康酸、乙酸乙烯酯、N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等N-取代順丁烯二醯亞胺系單體、順丁烯二酸酐、酞酸及衣康酸等具有羧基或無水羧基之乙烯系單體、丙烯醯胺、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、丁氧基甲基丙烯醯胺、N-丙基甲基丙烯醯胺、N-乙烯基二乙胺、N-乙醯基乙烯胺、烯丙胺、甲基烯丙胺、N-甲基烯丙胺、對胺基苯乙烯等具有胺基及其衍生物之乙烯系單體、2-異丙烯基-唑啉、2-乙烯基-唑啉、2-丙烯醯基-唑啉及2-苯乙烯基-唑啉等具有唑啉基之乙烯系單體,從耐衝擊性、耐熱性而言,以芳香族乙烯系單體、氰化乙烯系單體為佳,此等可以使用1種或2種以上。又,在本發明之(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物,能夠共聚合之其他乙烯系單體,可共聚合丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙基丙烯酸環氧丙酯、衣康酸環氧丙酯等不飽羧酸環氧丙酯、或是順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等不飽和二羧酸酐,從流動性而言,不飽羧酸環氧丙酯或不飽和二羧酸酐的共聚合量為小於3重量%。共聚合3重量%以上不飽和羧酸環氧丙酯或不飽和羧酸酐而成之物係含有在前述之(C-2)乙烯系聚合物。
在本發明,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物所使用之芳香族乙烯系單體,沒有特別限制,具體例,可舉出的有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、及對第三丁基苯乙烯等。其中以使用苯乙烯及α-甲基苯乙烯為佳。此等可以使用1種或2種以上。
在本發明,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物所使用之氰化乙烯系單體沒有特別限制,具體例,可舉出的有丙烯腈、甲基丙烯腈及乙基丙烯腈,其中以使用丙烯腈為佳。此等可以使用1種或2種以上。
在本發明,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物,係在10~80重量%橡膠質聚合物、更佳是30~70重量%的存在下,藉由共聚合20~90重量%、更佳是30~70重量%甲基丙烯酸甲酯單位而得到,從耐衝擊性、耐熱性而言,可藉由共聚合芳香族乙烯系單體為0~70重量%、更佳是0~50重量%,氰化乙烯系單體為0~50重量%、更佳是0~30重量%,能夠與此等共聚合之其他乙烯系單體為0~70重量%、更佳是0~50重量%而得到。橡膠質聚合物的比率小於上述範圍、或大於上述範圍,因為耐衝擊強度或表面外觀會有降低的情況,乃是不佳。
又,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物,除了含有採用在橡膠質聚合物接枝單體或單體混合物而成的結構之接枝共聚物以外,亦含有未接枝之共聚物。接枝共聚物的接枝率沒有特別限制,為了得到具有優良的耐衝擊性及光澤均衡性之樹脂組成物,為10~100重量%,以20~80重量%的範圍為特佳。在此,接枝率係藉由下式算出之值。接枝率(%)=[<在橡膠質聚合物接枝聚合的乙烯系共聚物量>/<接枝共聚物的橡膠含量>]×100
未接枝之共聚物的特性沒有特別限制,從耐衝擊性而言,甲基乙基酮可溶分的固有黏度[η](在30℃測定)為0.10~1.00dl/g,以在0.20~0.80 dl/g的範圍為特佳。
本發明之(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物可以藉由眾所周知的聚合法得到。例如可藉由在橡膠質聚合物乳膠的存在下,將單體與鏈轉移劑的混合物、及溶解在乳化劑中之自由基產生劑的溶液,連續地供給至聚合容器來進行乳化聚合的方法等而得到。
在本發明之(C-4)前述通式(I)所示聚乳酸部分與通式(II)所示乙烯系聚合物部分,以共聚合比((I)/(II))99/1~1/99重量份(其中,(I)+(II)為100重量份)結合而成的嵌段共聚物,係連結聚乳酸部分(A)與前述通式(II)所示之乙烯系聚合物部分(B)而成之嵌段共聚物。
本發明之嵌段共聚物的聚乳酸部分,係由前述通式(I)所示結構單位所構成,以L-乳酸及/或D-乳酸為主要單體成分之聚合物,亦可含有乳酸以外的其他共聚合成分。其他的單體單位可舉出的有乙二醇、丙二醇、丁二醇、庚二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、新戊四醇、雙酚A、聚乙二醇、聚丙二醇、及聚伸丁二醇等二醇化合物、草酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酮酸、丙二酸、戊二酸、環己烷二羧酸、對酞酸、異酞酸、酞酸、萘二羧酸、雙(對羧酸苯基)甲烷、蒽二羧酸、4,4’-二苯基醚二羧酸、5-鈉磺酸基異酞酸、5-四丁基鏻磺酸基異酞酸等二羧酸、乙醇酸、羥基丙酸、羥基丁酸、羥基戊酸、羥基己酸、羥基苯甲酸等羥基羧酸類、己內酯、戊內酯、丙內酯、十一內酯、1,5-氧化環己烷-2-酮等內酯類。相對於總單體成分,上述其他共聚合成分以0~30莫耳%為佳,以0~10莫耳%為更佳。
在本發明,為了得到具有特別高耐熱性之樹脂組成物,以使用乳酸成分的光學純度高之物作為聚乳酸部分為佳。聚乳酸部分的總乳酸成分中,L體含有80%以上或是D體含有80%以上為佳,L體含有90%以上或是D體含有90%以上為特佳,L體含有95%以上或是D體含有95%以上為更佳。
聚乳酸部分的製造方法,可使用已知的聚合方法,可舉出的有由乳酸之直接聚合法、使丙交酯介於中間之開環聚合法等。
在本發明所使用聚乳酸部分的m(數量平均分子量),為了具有相溶化效果或實用的機械物性,以1000~100000為佳,以1000~50000為更佳。在此,聚乳酸部分的m(數量平均分子量),係從藉由1H-NMR測定所求得頻譜之主鏈與末端的比,算出而得到的值。將聚乳酸部分溶解在重氫氯仿溶劑中,從來自主鏈的CH在5.2ppm附近的尖鋒面積與來自末端的CH在4.6ppm附近的尖鋒面積比來求得結構的重複單位,求得數量平均分子量。聚乳酸部分的平均分子量可藉由測定得到共聚物前之原料的分子量而決定,亦可藉由測定共聚物的1H-NMR來求得數量平均分子量。
接著,本發明之前述通式(II)所示乙烯系聚合物部分,係由通式(II)所示結構所構成,式(II)中,X係選自氫、烷基、羥基、烷酯基、氰基、苯基及醯胺基中至少1種。在此,烷基、烷酯基的碳數以1~12為佳,以1~6為更佳。
代表性的乙烯系聚合物部分可舉出的有聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯共聚物、乙烯-順丁烯二酸酐共聚物、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-乙縮乙烯酮共聚物、乙烯-乙烯矽氧烷共聚物、乙烯-二氧雜戊環共聚物、乙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚丙烯腈、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-氯乙烯酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯醯胺、聚偏氯乙烯等,可使用此等的共聚物及/或衍生物等1種或2種以上。此等之中,以聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯為特佳。
本發明所使用的乙烯系聚合物部分之n(數量平均分子量),為了具有相溶化效果或實用性的機械物性,以1000~100000為佳,以1000~50000為更佳。在此,乙烯系聚合物部分之n(數量平均分子量)係指藉由凝膠滲透色譜法(GPC)所測得換算標準聚苯乙烯或標準聚甲基丙烯酸甲酯之數量平均分子量之值。
本發明之(C-4)嵌段共聚物的製法,可將在前述通式(II)所示乙烯系聚合物部分的末端或側鏈含有1個以上的羥基之化合物熔解於丙交酯後,使用已知的開環聚合法(使用開環聚合觸媒)來製造。又,在此,為了定量地進行嵌段共聚合,使在末端或側鏈含有1個以上羥基之化合物熔解於丙交酯為佳。
在此,在末端或側鏈含有1個以上羥基之化合物的製造方法沒有特別限制,可使用藉由與含有羥基之單體進行無規共聚合、嵌段共聚合、接枝共聚合、或藉由使下述通式(III)所示單體進行自由基聚合來聚合,藉由含有羥基之鏈轉移劑來封鎖末端的方法。
而且,自由基聚合系可舉出的有懸浮聚合、乳化聚合、溶液聚合等。通常此等聚合係使用引發劑,可使用已知的引發劑,其中以使用自由基引發劑為佳。而且,為了能夠活性地進行聚合,亦可使用活性自由基引發劑。
代表性的自由基引發劑可舉出的有如苯偶姻及苯偶姻甲基之苯偶姻系化合物、如苯乙酮及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮之苯乙酮系化合物、如噻噸酮及2,4-二乙基噻噸酮之噻噸酮系化合物、如4,4’-二疊氮查耳酮、2,6-雙(4’-疊氮亞苄基)環己酮、及4,4’-二疊氮二苯基酮之雙疊氮化合物、如偶氮雙異丁腈、2,2-偶氮雙丙烷、間,間’-氧化偶氮基苯乙烯、及腙之偶氮化合物、以及如2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧)己炔-3、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲醯之有機過氧化物等。
使用活性自由基聚合引發劑之聚合方法可使用已知的方法,可舉出的有例如使用以2,2,6,6-四甲基-1-哌氧基(TEMPO)為代表之硝醯自由基之方法,使用具有碳-碘結合之化合物及自由基聚合引發劑之方法,使用由鹵素化烴或鹵素化磺醯化合物與活性化劑(由金屬錯合物及路易斯酸所構成的)所構成的聚合觸媒系之聚合方法等。
為了封鎖末端所使用之含有羥基的鏈轉移劑,可舉出的有例如氫硫基乙醇、氫硫基丁醇、氫硫基丙醇、氫硫基苯甲醯醇、氫硫基己醇、氫硫基十一醇、氫硫基酚等,以使用氫硫基乙醇、氫硫基丁醇、氫硫基丙醇、氫硫基己醇、氫硫基十一醇為佳。
本發明之(C-4)嵌段共聚物係如前述,可將末端或側鏈含有1個以上的羥基之化合物熔解於丙交酯後,使用已知的開環聚合法(使用開環聚合觸媒)來製造,在此所使用的開環聚合觸媒可舉出的有例如錫、鋅、鉛、鈦、鉍、鋯、鍺、銻、鋁等金屬及其衍生物。衍生物以金屬烷氧化金屬、羧酸鹽、碳酸鹽、氧化物、鹵素化物為佳。具體上,可舉出的有氯化錫、辛酸錫、氯化鋅、乙酸鋅、氧化鉛、碳酸鉛、氯化鈦、烷氧基鈦、氧化鍺、氧化鋯等。其中以錫化合物為佳,特別是以辛酸錫為更佳。
開環聚合觸媒的添加量沒有特別限定,相對於所使用丙交酯與原料(F)的總重量100重量份,以0.001~2重量份為佳,特別是以0.001~1重量份為更佳。觸媒量小於0.001重量份時,縮短聚合時間的效果降低,大於2重量份時不容易得到高分子量的嵌段。
又,為了製造嵌段率高的嵌段共聚物,以預先乾燥末端或側鏈含有1個以上的羥基之化合物來除去水分為佳。又,將末端或側鏈含有1個以上的羥基之化合物熔解於丙交酯後,供給嵌段共聚合為佳。熔解時之溫度係因末端或側鏈含有1個以上的羥基之化合物及丙交酯的添加量而異,通常為60~150℃,以80~140℃為佳,以100~140℃為更佳。
製造本發明之(C-4)嵌段共聚物時,反應容器沒有特別限定,可使用混合型反應器、塔型反應器及擠壓機型反應器等。又,此等反應器可組合2種以上使用。
聚合溫度沒有特別限定,以在60~250℃的範圍為佳。
又,因為本聚合反應以在熔融狀態下進行為佳,為了熔融聚合物,以在聚合物的熔點以上反應為佳,從抑制分解反應而言,以將溫度下降至反應物不會固化程度的範圍進行反應為佳。
在各製程的反應壓力沒有特別限定,可在減壓、常壓及加壓中任一種條件下進行。
又,在各製程,以盡量使反應系統內為乾燥狀態為佳。為了使所得到的嵌段共聚物達成高分子量化或高嵌段率化,使原料之丙交酯或在末端或側鏈含有1個以上的羥基之化合物乾燥、在脫濕環境下進行反應等係有效的。
反應結束後,進行精製使未反應的單體不殘留為佳。精製方法沒有特別限定,例如可使用將聚合物溶解在溶解氯仿等能夠溶解嵌段共聚物之溶劑中,隨後將該溶液在甲醇等不會溶解嵌段共聚物之溶劑中展開,來使其沈澱之方法等。
本發明之(C-4)嵌段共聚物,其通式(I)所示聚乳酸部分與通式(II)所示之乙烯系聚合物部分為99~1/1~99重量份(其中(I)+(II)為100重量份),以80~20/20~80重量份為佳,以70~30/30~70重量份為更佳。
若只是在上述組成範圍熔融混合聚乳酸部分及聚乙烯系聚合物部分時,會產生兩聚合物大致分散、或依照聚乙烯系聚合物部分的種類而無法熔融調配之情形。但是,發現藉由使聚乳酸部分與聚乙烯系聚合物部分結合而成的嵌段共聚物而變為能夠相溶化,能夠提升特性而得到聚乳酸單獨所無法得到的機械物性、耐熱性、及透明性等。
在本發明,(D)二羧酸酐係具有由二羧酸脫離分子內的水分子而成的結構之化合物,可舉出的有例如順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸、5-降烯-2,3-二羧酸酐、1-環己烯-1,2-二羧酸酐、順式-4-環己烯-1,2-二羧酸酐、琥珀酸酐、己二酸酐、環己烷二羧酸酐、酞酸酐等,其中,從耐衝擊性、耐熱性、成形加工性而言,以順丁烯二酸酐、琥珀酸酐中任一種以上為佳。從耐衝擊性、耐熱性而言,以順丁烯二酸酐、琥珀酸酐為較佳,以順丁烯二酸酐為更佳。又,在本發明之樹脂組成物,(D)二羧酸酐亦可以化合物單體的方式存在,又,亦可與(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯及(C)相溶化劑中任一種反應,以未保持二羧酸酐結構之方式存在。在本發明,可認為係藉由調配(D)二羧酸酐,因為影響(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯及(C)相溶化劑的相結構,而使強度、耐衝擊性、耐熱性及成形加工性等特性大幅度上升。
在本發明,(A)苯乙烯系與(B)脂肪族聚酯的調配比係相對於(A)苯乙烯系與(B)脂肪族聚酯的合計量100重量份,(A)苯乙烯系樹脂的調配量為5重量份以上,從耐衝擊性、耐熱性而言,以10重量份以上為佳,以25~80重量份為較佳,以30~70重量份為更佳,(B)脂肪族聚酯為1~95重量份,從耐衝擊性、耐熱性而言,以7~50重量份為佳,以10~50重量份為更佳。而且,(B)脂肪族聚酯的添加量為小於85重量份,以65~10重量份為佳,為50~10重量份更佳。
在本發明,(C)相溶化劑的調配量係相對於(A)苯乙烯系與(B)脂肪族聚酯的合計量100重量份,(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯的添加量為0.1~30重量份,從耐衝擊性、耐熱性而言,以2~15重量份為較佳,以2~10重量份為更佳,(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物的添加量為0.01~35重量份,從耐衝擊性、耐熱性而言,以0.1~20重量份為較佳,以0.2~10重量份為更佳,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物的添加量為1~60重量份,從耐衝擊性、耐熱性而言,以2~50重量份為較佳,以5~35重量份為更佳,(C-4)通式(I)所示聚乳酸部分與通式(II)所示乙烯系聚合物部分,以共聚合比((I)/(II))99/1~1/99重量份(其中,(I)+(II)為100重量份)結合而成的嵌段共聚物的添加量為0.05~20重量份,從耐衝擊性、耐熱性而言,以0.1~15重量份為較佳,以1~10重量份為更佳,在本發明,相對於(A)苯乙烯系與(B)脂肪族聚酯的合計量100重量份,(D)二羧酸酐的調配量為0~5重量份,從耐衝擊性、耐熱性而言,以0.05~2重量份為較佳,以0.1~1重量份為更佳。
本發明之樹脂組成物可藉由混合(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯、和選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種而得到,相對於樹脂成分,藉由使所得到的樹脂組成物之不飽和羧酸烷酯系單位為1~90重量%,以10~80重量%為佳,芳香族乙烯系單位為0.1~80重量%,以1~70重量%為佳,氰化乙烯系單位為0~45重量%,以0~40重量%為佳,能夠與此等共聚合之其他乙烯系單位為0~85重量%,以0~80重量%的範圍為佳,能夠得到充分的耐衝擊性及耐熱性。
又,在本發明,以調配(E)橡膠質聚合物為佳。
在本發明,(E)橡膠質聚合物沒有特別限制,以玻璃轉移溫度為0℃以下的橡膠質聚合物為佳,可使用二烯系橡膠、丙烯酸系橡膠、乙烯系橡膠、有機矽氧烷系橡膠等。此等橡膠質聚合物之具體例,可舉出的有聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸丁酯-丁二烯共聚物、聚異戊二烯、丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丁二烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯系共聚物、乙烯-異戊二烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、及含有聚有機矽氧烷與烷基(甲基)丙烯酸酯橡膠之聚有機矽氧烷-丙烯酸系共聚物等。此等橡膠質聚合物中、特別是從耐熱性而言,以聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、及聚有機矽氧烷-丙烯酸系共聚物為佳,可使用1種或2種以上的混合物。
在本發明,(E)橡膠質聚合物以接枝聚合有芳香族乙烯系單位及氰化乙烯系單位之物為佳,亦可共聚合能夠與此等共聚合的乙烯系單體。
本發明之(E)橡膠質聚合物所使用的芳香族乙烯系單位沒有特別限制,可舉出的有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、及對第三丁基苯乙烯等芳香族乙烯系單體,從耐熱性而言,以苯乙烯、α-甲基苯乙烯為佳。
本發明之(E)橡膠質聚合物所使用的氰化乙烯系單體沒有特別限制,可舉出的有丙烯腈、甲基丙烯腈及乙基丙烯腈等氰化乙烯系單體,從耐熱性、耐候性而言,以使用丙烯腈為佳。
本發明之(E)橡膠質聚合物所使用之能夠與此等共聚合的乙烯系單體沒有特別限制,可舉出的有例如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸丙基胺基乙酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、丙烯酸二環戊酯、二丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸壬二醇酯、二丙烯酸聚伸乙甘醇酯、2-(羥甲基)丙烯酸甲酯、2-(羥甲基)丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸乙基胺基丙酯、甲基丙烯酸苯基胺基乙酯、甲基丙烯酸環己基胺基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、甲基丙烯酸二環戊酯、甲基丙烯酸五甲基哌啶酯、甲基丙烯酸四甲基哌啶酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸苄酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯等,此等可使用1種或2種以上。又,亦可共聚合其他乙烯系單體,其他乙烯系單體可舉出的有具有丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙基丙烯酸環氧丙酯、衣康酸環氧丙酯、烯丙基環氧丙基醚、苯乙烯-對環氧丙基醚、對環氧丙基苯乙烯等具有環氧基之乙烯系單體、順丁烯二酸單乙酯、衣康酸、乙酸乙烯酯、N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等N-取代順丁烯二醯亞胺、順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐、酞酸及衣康酸等具有羧基或無水羧基之乙烯系單體、丙烯醯亞胺、甲基丙烯醯亞胺、N-甲基丙烯醯亞胺、丁氧基甲基丙烯醯亞胺、N-丁基甲基丙烯醯亞胺、N-乙烯基二乙胺、N-乙醯乙烯基胺、烯丙胺、甲基烯丙胺、N-甲基烯丙胺、對胺基苯乙烯等具有胺基及其衍生物之乙烯系單體、2-異丙烯基-唑啉、2-乙烯基-唑啉、2-丙烯醯基-唑啉及2-苯乙烯-唑啉等具有唑啉基之乙烯系單體,從耐衝擊性、耐熱性而言,以具有芳香族乙烯系單體、氰化乙烯系單體、及環氧基之乙烯系單體為佳,此等可使用1種或2種以上。又,在本發明,共聚合3重量%以上之丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙基丙烯酸環氧丙酯、衣康酸環氧丙酯等不飽和羧酸環氧丙酯單位或順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等不飽和二羧酸酐單位而成之物,未含有在(E)橡膠質聚合物中,係含有在前述(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物中。又,在本發明,在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之物,未含有在(E)橡膠質聚合物中,係含有在前述(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物中。
本發明之(E)橡膠質聚合物,具體地,從耐衝擊性、耐熱性、成形加工性而言,橡膠質聚合物為10~80重量%,從耐衝擊性而言,更佳是在30~70重量%的存在下,可藉由共聚合10~70重量%芳香族乙烯系單體,從耐衝擊性而言,更佳是10~50重量%,10~50重量%氰化乙烯系單體,從耐衝擊性而言,更佳是10~30重量%,0~70重量%能夠與此等共聚合之其他乙烯系單體(甲基丙烯酸甲酯除外),從耐衝擊性而言,更佳是0~50重量%而得到。橡膠質聚合物的比率小於上述範圍、或大於上述範圍,衝擊強度或表面外觀會有降低的情形,乃是不佳。
又,本發明之(E)橡膠質聚合物,以在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合芳香族乙烯系單位、氰化乙烯系單位、及能夠與此等共聚合之其他乙烯系單體而成之接枝聚合物為佳,除了含有採用在橡膠質聚合物接枝單體或單體混合物而成的結構之接枝共聚物以外,亦含有未接枝之共聚物。接枝共聚物的接枝率沒有特別限制,為了得到具有優良的耐衝擊性及光澤均衡性之樹脂組成物,為10~100重量%,以20~80重量%的範圍為特佳。在此,接枝率係藉由下式算出之值。
接枝率(%)=[<在橡膠質聚合物接枝聚合的乙烯系共聚物量>/<接枝共聚物的橡膠含量>]×100
未接枝之共聚物的特性沒有特別限制,從耐衝擊性而言,甲基乙基酮可溶分的固有黏度[η](在30℃測定)為0.10~1.00dl/g,特別是以在0.20~0.80dl/g的範圍為佳。
本發明之(E)橡膠質聚合物,可使用眾所周知的方法得到。例如可藉由在橡膠質聚合物乳膠的存在下,將單體與鏈轉移劑的混合物、及溶解在乳化劑中之自由基產生劑的溶液,連續地供給至聚合容器來進行乳化聚合的方法等而得到。
在本發明,(E)橡膠質聚合物的重量平均粒徑沒有特別限制,從耐衝擊性而言,以在0.05~1.0微米的範圍為佳,以在0.1~0.5微米的範圍為更佳。藉由使橡膠聚合物之重量平均粒徑在0.05~1.0微米的範圍,能夠顯現優良的耐衝擊性。
又,(E)橡膠質聚合物的重量平均粒徑可利用在「Rubber Age、Vol.88、P.484~490、(1960)、by E.Schmidt,P.H.Biddison」所記載之海藻酸鈉法、亦即利用因海藻酸鈉濃度,乳膏化的聚丁二烯粒徑不同,從乳膏化的重量比率與海藻酸鈉濃度的累積重量分率,求得累積重量分率50%的粒徑之方法來測定。
在本發明,相對於(A)苯乙烯系樹脂及(B)脂肪族聚酯的合計量100重量份,(E)橡膠質聚合物的調配量為1~60重量份,從耐衝擊性、耐熱性而言,以2~40重量份為佳,以5~35重量份為更佳。
在本發明,選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種,若只有選擇(C)相溶劑劑,該(C)相溶劑係(C-2)或(C-3)成分,在樹脂組成物之剖面的電子顯微鏡照片,(C-2)及/或(C-3)之合計面積為100%時,存在於(B)脂肪族聚酯中之(C-2)及/或(C-3)的面積比率,以10~90%為佳。
又,在本發明,調配(E)橡膠質聚合物時,在樹脂組成物之剖面的電子顯微鏡照片,(C-2)、(C-3)及/或(E)之合計面積為100%時,存在於(B)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及/或(E)的面積比率,以10~90%為佳。
在本發明之樹脂組成物之剖面的電子顯微鏡照片,係由(A)苯乙烯系樹脂及(B)脂肪族聚酯所構成之基質、及分散該等基質中之選自(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物、(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物中至少一種以上分散相所構成,此時分散相之(C-2)、(C-3)及(E)存在於(B)脂肪族聚酯所構成之基質中之面積比率為10~90%的範圍,從耐衝擊性、耐熱性、成形加工性、外觀性、著色性而言,其面積比率以存在於20~85%的範圍為佳,以存在於30~80%的範圍為更佳。面積比率未在10~90%的範圍時,因為耐衝擊性顯著降低,乃是不佳。
在本發明之樹脂組成物,例如藉由注射成形所得到的成形品,藉由鋨塊(osmium block)染色法對(A)苯乙烯系樹脂、(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物、(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物進行染色後,對切取超薄切片所得到的試樣,使用穿透型電子顯微鏡放大6000倍進行觀察剖面,能夠確認(C-2)、(C-3)及(E)的分散形態。
在本發明,關於(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物的組成,例如在不損害本發明的目的之範圍,可增加不飽和羧酸環氧丙酯單位、或不飽和二羧酸酐單位,關於(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物的組成,例如在不損害本發明的目的之範圍,可增加甲基丙烯酸甲酯單位,關於(E)橡膠質聚合物,例如在不損害本發明的目的之範圍,可增加接枝共聚合之單體混合物中之氰化乙烯系單體、或芳香族乙烯系單體之α-甲基苯乙烯,藉此,分散於(B)脂肪族聚酯相之(C-2)、(C-3)及(E)變多,另一方面,關於(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物的組成,例如在不損害本發明的目的之範圍,可減少不飽和羧酸環氧丙酯單位、或不飽和二羧酸酐單位,關於(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物的組成,例如在不損害本發明的目的之範圍,可減少甲基丙烯酸甲酯單位,關於(E)橡膠質聚合物,例如在不損害本發明的目的之範圍,可減少接枝共聚合之單體混合物中之氰化乙烯系單體、或芳香族乙烯系單體之α-甲基苯乙烯,藉此,可確認分散於(B)脂肪族聚酯相之(C-2)、(C-3)及(E)減少,變成分散於(A)脂肪族聚酯相。
在本發明,(C-2)、(C-3)及(E)存在於(B)脂肪族聚酯相的面積比率之測定方法,使用上述同樣的方法藉由穿透型電子顯微鏡拍攝成形品剖面。且放大4倍,使用從該照片切取之重量法來求得分散在(B)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及(E)的面積(X)及分散在(A)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及(E)的面積(Y),依照(X)/((X)+(Y))之數學式求得面積比率。
第1及2圖係模式化該電子顯微鏡照片之圖,1係表示(A)成分基質、2係(B)成分基質、3係分散相。第1圖係本發明之實施例,分散相3係由(C-2)、(C-3)或(E)構成,確認亦多量存在於2之(B)成分基質中。另一方面,第2圖係先前例,分散相3係由(E)成分構成,未存在(C-2)、(C-3)成分。此時,得知分散相3係集中存在於(A)成分基質1中,未存在於(B)成分基質中。
而且,在本發明,從耐衝擊性、耐熱性、成形加工性、流動性、外觀性而言,以含有選自(F)聚碳酸酯、芳香族聚酯、聚醯胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中一種以上熱塑性樹脂為佳。
如此的(F)聚碳酸酯沒有特別限定,可使用芳香族聚碳酸酯及脂肪族聚碳酸酯中任一種,從難燃性而言芳香族聚碳酸酯為佳,從耐衝擊性而言,以脂肪族聚碳酸酯為佳。
在本發明,(F)芳香族聚碳酸酯可舉出的有藉由使芳香族二元酚系化合物與光氣、或碳酸二酯反應而得到芳香族同元或共聚碳酸酯等的芳香族聚碳酸酯,藉由凝膠滲透色譜法所測得換算聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之重量平均分子量係在5000~500000的範圍可以適合使用,藉由微差熱量計所測得玻璃轉移溫度以在100~155℃的範圍之物為適合使用。
在本發明,(F)脂肪族聚碳酸酯係指高分子的直鏈係由脂肪族烴及碳酸基所構成之物,取代基側鏈亦可以不是脂肪族烴。具體上,可舉出的有聚碳酸伸乙基酯、聚碳酸伸丙基酯、聚碳酸環己烯酯、聚碳酸苯乙烯酯等。
本發明之(F)脂肪族聚碳酸酯,從耐衝擊性、耐熱性、成形加工性、難燃性而言,以含有矽化合物及/或矽共聚合聚碳酸酯之聚碳酸酯為佳。
如此的(F)芳香族聚酯沒有特別限定,芳香族聚酯的例子可舉出的有使芳香族二羧酸(或是其酯形成性衍生物)及二醇(或是其酯形成性衍生物)作為主成分,藉由縮合反應所得到的聚合物或共聚合物。
上述芳香族二羧酸可舉出的有對酞酸、異酞酸、酞酸、2,6-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、雙(對羧基苯基)甲烷、蒽二羧酸、4,4’-二苯基醚二羧酸、5-鈉磺酸基異酞酸等芳香族二羧酸。如此的芳香族二羧酸亦可共聚合脂肪族二羧酸或脂環族二羧酸及其等的酯形成性衍生物。如此的脂肪族二羧酸可舉出的有己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸等,脂環族二羧酸可舉出的有1,3-環己烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸等脂環族二羧酸其等的酯形成性衍生物。
上述二醇成分可舉出的有碳數2~20之脂肪族二醇,亦即乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、癸二醇、環己烷二甲醇、環己烷二醇等,或是分子量400~6000之長鏈二醇,亦即聚乙二醇、聚1,3-丙二醇、聚丁二醇等及其等的酯形成性衍生物等。
此等的聚合物或共聚合物之較佳例子,可舉出的有聚對酞酸丁二酯、聚(對酞酸/異酞酸)丁二酯、聚(對酞酸/己二酸)丁二酯、聚(對酞酸/癸二酸)丁二酯、聚(對酞酸/十二烷二酸)丁二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚對酞酸丙二酯、聚(對酞酸/異酞酸)丙二酯、聚(對酞酸/己二酸)丙二酯、聚(對酞酸/癸二酸)丙二酯、聚(對酞酸/十二烷二酸)丙二酯、聚萘二甲酸丙二酯、聚對酞酸乙二酯、聚(對酞酸/異酞酸)乙二酯、聚(對酞酸/己二酸)乙二酯、聚(對酞酸/5-鈉磺酸基異酞酸)乙二酯、聚(對酞酸/5-鈉磺酸基異酞酸)丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對酞酸環己烷二亞甲酯等。
如此的(F)聚乙烯係未變性聚乙烯,該未變性聚乙烯係未共聚合作為改性劑之不飽和羧酸或其衍生物及羧酸乙烯酯等含有羧基的單體。
如此的(F)聚醯胺係以胺基酸、內醯胺或二胺與二羧酸作為主要構成成分之聚醯胺。其主要構成成分之代表例,可舉出的有6-胺基己酸、11-胺基十一酸、12-胺基十二酸、苯甲酸對胺基甲酯等胺基酸、ε-己丙醯胺、ω-十一內醯胺等、戊二胺、己二胺、2-甲基戊二胺、壬二胺、十一烷二胺、十二烷二胺、2,2,4-/2,4,4-三甲基己二胺、5-甲基壬二胺、間苯二甲基二胺、對苯二甲基二胺、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、1-胺基-3-胺基甲基-3,5,5-三甲基環己烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(3-甲基-4-胺基環己基)甲烷、2,2-雙(4-胺基環己基)丙烷、雙(胺基丙基)哌、胺基乙基哌等脂肪族、脂環族、芳香族二胺、及己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、對酞酸、異酞酸、2-氯對酞酸、2-甲基對酞酸、5-甲基異酞酸、5-鈉磺酸基異酞酸、2,6-萘二羧酸、六氫對酞酸、六氫異酞酸等脂肪族、脂環族、芳香族二羧酸,在本發明,由該等原料衍生之耐綸同元聚合物或共聚物能夠以各自單獨或混合物的方式使用。
在本發明,特別有用的聚醯胺係具有150℃以上的熔點之耐熱性、強度優良的聚醯胺,可舉出的有具有耐綸6、耐綸66、耐綸12、耐綸610、耐綸6/66共聚物、耐綸6T/66共聚物、或耐綸6T/6I共聚物、耐綸6T/12共聚物、耐綸6T/6共聚物等六亞甲基對酞醯胺單位之共聚物。
如此的(F)聚丙烯係未改性聚乙烯,該未改性聚乙烯未共聚合作為改性劑之不飽和羧酸或其衍生物及羧酸乙烯酯等含有羧基的單體。
在本發明,選自(F)聚碳酸酯、芳香族聚酯、聚醯胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中一種以上熱塑性樹脂的調配量,相對於(A)苯乙烯系樹脂及(B)脂肪族聚酯的合計量100重量份,使其為85重量份,以65~1重量份為佳,以50~5重量份的範圍為更佳,能夠得到充分的耐衝擊性及耐熱性。
在本發明,如上述之組成可藉由混合(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯、和選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種、(F)聚碳酸酯、芳香族聚酯、聚醯胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中一種以上熱塑性樹脂而得到,所得到的樹脂組成物,相對於樹脂成分藉由使(a)不飽和羧酸烷酯系單位為1~90重量%、以10~80重量%為佳,(b)芳香族乙烯系單位為0.1~80重量%、以1~70重量%為佳,(c)氰化乙烯系單位為0~45重量%、以0~40重量%為佳,(d)能夠與此等共聚合之其他乙烯系單位為0~85重量%、以0~80重量%的範圍為佳,能夠得到充分的耐衝擊性及耐熱性。
本發明之樹脂組成物的特色,係由(A)苯乙烯系樹脂及(B)脂肪族聚酯所構成之基質、(F)由聚碳酸酯、芳香族聚酯、聚醯胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中一種以上熱塑性樹脂所構成之基質、及分散該等基質中之選自(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物、(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物中至少一種以上分散相所構成,此時,分散相之(C-2)、(C-3)及(E)存在於(B)脂肪族聚酯所構成之基質中之面積比率以10~90%的範圍為佳,從耐衝擊性、耐熱性、成形加工性、外觀性、著色性而言,其面積比率以存在於20~85%的範圍為佳,以存在於30~80%的範圍為更佳。面積比率未在10~90%的範圍時,因為耐衝擊性顯著降低,乃是不佳。
而且,在本發明,從永久防靜電劑而言,以含有(G)體積電阻值為101 3
Ω cm以下之聚合物為佳。
如此的(G)體積電阻值為101 3
Ω cm以下之聚合物(以下簡稱為防靜電聚合物),例如較佳是數量平均分子量為100~10,000環氧烷殘基、四級銨鹽殘基、磺酸鹽殘基、離子鍵聚合物殘基等之聚合物,可舉出的有例如含有(1)數量平均分子量1,000~10,000之聚(環氧烷)二醇、(2)含有數量平均分子量200~10,000的環氧烷殘基之聚醚醯胺、聚醚酯、或聚醚酯醯胺、(3)含有數量平均分子量100~10,000的環氧烷殘基之乙烯系聚合物、(4)含有四級銨鹽殘基之乙烯系聚合物、(5)含有鹼金屬離子鍵聚合物殘基之聚合物、(6)含有磺酸的鹼金屬鹽殘基之乙烯系聚合物等。
具體上,(1)聚(環氧烷)二醇可舉出的有聚乙二醇、聚環氧丙烷二醇、聚(環氧丁烷)二醇、聚(環氧己烷)二醇、環氧乙烷與環氧丙烷之嵌段或無規聚合物及環氧乙烷與環氧丁烷之嵌段或無規聚合物等。
(2)含有數量平均分子量200~10,000的環氧烷殘基之聚醚醯胺、聚醚酯、及聚醚酯醯胺,係使(2-a1)聚醯胺形成成分或(2-a2)聚酯形成成分、與(2-b)含有數量平均分子量200~10,000的環氧烷殘基之二醇反應得到之嵌段或無規聚合物。
(2-a1)聚醯胺形成成分係碳原子數6以上的胺基羧酸、或內醯胺、或碳數6以上的二胺與二羧酸之鹽,可舉出的有ω-胺基己酸、ω-胺基庚酸、ω-胺基辛酸、ω-胺基壬酸、ω-胺基癸酸及11-胺基十一酸、2-胺基十二酸等胺基羧酸、或己內醯胺、庚內醯胺、癸內醯胺、月桂內醯胺等內醯胺及己二胺-己二酸鹽、己二胺-癸二酸鹽、及己二胺-異酞酸鹽等二胺-二羧酸的鹽,特別是使用己內醯胺、12-胺基十二酸、及己二胺-己二酸鹽為佳。
又,(2-a2)聚酯形成成分可舉出的有如二羧酸之對酞酸、異酞酸、酞酸、萘-2,6-二羧酸、萘-2,7-二羧酸、二苯基-4,4-二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸及3-磺酸基異酞酸鈉之芳香族二羧酸、如1,4-環己烷二羧酸、1,2-環己烷二羧酸、1,3-環戊烷二羧酸、1,3-二羧基甲基己烷、1,4-二羧基甲基己烷、及二環己基-4,4’-二羧酸之脂環族二羧酸、及如琥珀酸、草酸、己二酸、癸二酸及癸烷二羧酸之脂肪族二羧酸、與脂肪族二醇之乙二醇、1,2-或1,3-丙二醇、1,2-、1,3-、2,3-、或1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇等,從色調及物性而言,特別是二羧酸以使用對酞酸、異酞酸、1,4-環己烷二羧酸、癸二酸及癸烷二羧酸為佳,脂肪族二醇以使用乙二醇、1,2-或1,3-丙二醇、1,4-丁二醇為佳。
(2-b)含有數量平均分子量200~10,000的環氧烷殘基之二醇可舉出的有聚(環氧乙烷)二醇、聚(1,2-環氧丙烷)二醇、聚(1,3-環氧丙烷)二醇、聚(環氧丁烷)二醇、聚(環氧己烷)二醇、環氧乙烷與環氧丙烷之嵌段或無規共聚物。此等之中,從靜電性優良而言,特別是使用聚(環氧乙烷)二醇為佳。
又,含有數量平均分子量200~10,000的環氧烷殘基之二醇亦包含在兩末端附加氫醌、雙酚A、及萘等而成之物。
(2-b)含有環氧烷殘基之二醇的數量平均分子量為100~10,000,以在400~6,000的範圍為佳,從聚合性、防靜電性而言係適合使用。
(2-a1)聚醯胺形成成分或(2-a2)聚酯形成成分與(2-b)含有環氧烷殘基之二醇之反應,可認為係按照(2-b)含有環氧烷殘基之二醇的末端基而進行酯化反應或醯胺反應。
按照上述反應可使用二羧酸或二胺等第3成分。
此時,可舉出的有二羧酸成分之對酞酸、異酞酸、酞酸、萘-2,6-二羧酸、萘-2,7-二羧酸、二苯基-4,4-二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸及以3-磺酸基異酞酸鈉為代表之芳香族羧酸、1,4-環己烷二羧酸、1,2-環己烷二羧酸、及環己烷-4,4-二羧酸為代表之脂環族二羧酸及以琥珀酸、草酸、己二酸、癸二酸及癸烷二羧酸為代表之脂肪族二羧酸等,特別是以對酞酸、異酞酸、1,4-環己烷二羧酸、癸二酸、己二酸及癸烷二羧酸為佳,從聚合性、色調及樹脂組成物的物性面而言係適合使用。
又,亦可按照必要使用偏苯三酸酐等三羧酸酐。
二胺成分可舉出的有芳香族、脂環族、脂肪族二胺。其中,因經濟之理由,以使用脂肪族二胺之己二胺為佳。
(2)含有環氧烷殘基之二醇的含量,係在聚醚醯胺、聚醚酯、及聚醚酯醯胺的構成單位,為30~90重量%、以40~80重量%為佳。
又,關於(2)聚醚醯胺、聚醚酯、及聚醚酯醯胺的聚合度沒有特別限制,在0.5%濃度之鄰氯苯溶液中,在25℃所測得相對黏度(ηγ
)為1.1~4.0,以1.5~2.5的範圍之物為佳,所得到最終樹脂組成物的機械特性、成形加工性優良,乃是較佳。
(3)含有數量平均分子量100~10,000的環氧烷殘基之乙烯系聚合物,可舉出的有聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等與選自乙烯、丙烯、1-丁烯等烯烴、苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯系單體、順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺系單體、丙烯腈等氰化乙烯系單體中至少一種乙烯系單體之共聚物;及在前述的(γ)橡膠質聚合物聚合含有選自聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯中至少一種單體之單體而成之接枝共聚物等。
上述含有環氧烷殘基之單體的比率,係在含有聚(環氧烷)二醇殘基之乙烯聚合物單位,以5~40重量%的範圍為佳。
(4)含有四級銨鹽殘基之乙烯系聚合物,可舉出的有含有四級銨鹽基之單體與乙烯、丙烯、1-丁烯等烯烴系單體、苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯系單體、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸酯系單體、順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺系單體、丙烯腈等氰化乙烯系單體中至少一種乙烯系單體之共聚物等。例如市售之第一工業製藥(股)製”REOREX”SA-70及AS-170。
含有四級銨鹽基之單體的比率,係在含有四級銨鹽基之乙烯系聚合物單體,以10~80重量%的範圍為佳。
(5)含有鹼金屬離子鍵聚合物殘基之聚合物,可舉出的有對乙烯、丙烯、1-丁烯等烯烴系單體與(甲基)丙烯酸之共聚物,使用選自鋰、鈉及鉀中至少一種金屬加以離子鍵聚合物化而成的樹脂。
以含有金屬離子濃度為1.5莫耳/公斤以上的鹼金屬離子鍵聚合物殘基之聚合物為佳。
(6)含有磺酸的鹼金屬鹽殘基之乙烯系聚合物,係具有磺酸的鹼金屬鹽基之單體、例如苯乙烯磺酸鉀、苯乙烯磺酸鈉、苯乙烯磺酸鋰與選自乙烯、丙烯、1-丁烯等烯烴系單體、苯乙烯、乙烯基甲基、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯系單體、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸酯系單體、順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺系單體、丙烯腈等氰化乙烯系單體中至少一種乙烯系單體之共聚物等,具有磺酸的鹼金屬鹽基之單體的比率,在含有磺酸的鹼金屬鹽殘基之乙烯系聚合物單位,以10~80重量%的範圍為佳。
(G)防靜電性聚合物的體積電阻值為101 3
Ω cm以下,以5×101 1
Ω cm以下為佳,又,下限沒有限制,為105
Ω cm以上,從經濟上而言,特別是以106
Ω cm以上為佳。
(G)防靜電性聚合物的體積電阻值大於101 3
Ω cm時,因為所得到的最後樹脂組成物之防靜電性不足,乃是不佳。
(G)防靜電性聚合物的體積電阻值,係依據ASTM D257測定。由樹脂組成物測定時,係從樹脂組成物分離得到的防靜電性聚合物,測定對該防靜電性聚合物進行壓縮成形、注射成形等所得到形成品。又,簡便的方法係依據ASTM D257,製作防靜電性聚合物中的聚(環氧烷)二醇殘基、四級銨鹽殘基、磺酸鹽殘基、離子鍵聚合物殘基等導電體單元含量與體積電阻值的標線,接著,藉由分析任意防靜電性聚合物中的導電單元含量,能夠得到該聚合物之體積電阻值。
在本發明,(G)體積電阻值為101 3
Ω cm以下之聚合物的含量,相對於(A)苯乙烯系樹脂及(B)脂肪族聚酯的合計量100重量份,使其為1~30重量份,以在5~20重量份的範圍為佳,因為能夠得到充分的永久防靜電性。
本發明之樹脂組成物係如上述組成,係藉由混合(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯、選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種、及(G)體積電阻值為101 3
Ω cm以下之聚合物而得到,相對於樹脂成分藉由使所得到的樹脂組成物之(a)不飽和羧酸烷酯系單位為1~90重量%,以10~80重量%為佳,(b)芳香族乙烯系單位為0.1~80重量%,以1~70重量%為佳,(c)氰化乙烯系單位為0~45重量%,以0~40重量%為佳,(d)能夠與此等共聚合之其他乙烯系單位為0~85重量%,以0~80重量%的範圍為佳,能夠得到充分的耐衝擊性及耐熱性。
在本發明之樹脂組成物的特色,係由(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯、及(G)體積電阻值為101 3
Ω cm以下之聚合物基質、及分散該等基質中之選自(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物、(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物中至少一種以上分散相所構成,此等,分散相之(C-2)、(C-3)及(E)存在於(B)脂肪族聚酯中之面積比率為10~90%的範圍,從耐衝擊性、耐熱性、成形加工性、外觀性、著色性而言,其面積比率以存在於20~85%的範圍為佳,以存在於30~80%的範圍為更佳。面積比率未在10~90%的範圍時,因為耐衝擊性顯著降低,乃是不佳。
在本發明之樹脂組成物,從提高耐熱性的觀點,以更添加(H)結晶核劑為佳。
在本發明所使用的結晶核劑,可以使用通常聚合物的結晶核劑,沒有特別限制,可使用無機系結晶核劑及有機系結晶核劑中任一種。
無機系結晶核劑之具體例可舉出的有滑石粉、高嶺土、蒙脫石、雲母、合成雲母、黏土、沸石、二氧化矽、石墨、碳黑、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈦、硫化鈣、氮化硼、碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氧化釹、及磷酸苯酯的金屬鹽等,從提高耐熱性的效果較大之觀點,以滑石粉、高嶺土、蒙脫石、及合成雲母為佳。此等可以單獨或使用2種以上。為了提高在組成物中的分散性,以使用有機物對此等無機系結晶核劑進行改性為佳。
相對於(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯合計100重量%,無機系結晶核劑的含量以0.01~100重量份為佳,以0.05~50重量份為較佳,以0.1~30重量份為更佳。
又,有機系結晶核劑之具體例,可舉出的有苯甲酸鈉、苯甲酸鉀、苯甲酸鋰、苯甲酸鈣、苯甲酸鎂、苯甲酸鋇、對酞酸鋰、對酞酸鈉、對酞酸鉀、草酸鈣、月桂酸鈉、月桂酸鉀、肉豆蔻酸鈉、肉豆蔻酸鉀、肉豆蔻酸鈣、二十八酸鈉、二十八酸鈣、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋰、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋇、褐煤酸鈉、褐煤酸鈣、苯乙酸鈉、柳酸鈉、柳酸鉀、柳酸鋅、二苯甲酸鋁、二苯甲酸鉀、二苯甲酸鋰、β-萘二甲酸鈉、環己烷羧酸鈉等有機羧酸金屬鹽、對甲苯磺酸鈉、磺酸基異酞酸鈉等有機磺酸鹽、硬脂醯胺、伸乙基雙月桂醯胺、棕櫚醯胺、羥基硬脂醯胺、芥酸醯胺、均苯三甲酸參(第三丁基醯胺)、均苯三甲酸三環己基醯胺等羧酸醯胺、酞醯肼、己二酸二醯肼、癸二酸二醯肼、癸二酸苯甲醯肼等醯肼化合物、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚異丙烯、聚丁烯、聚-4-甲基戊烯、聚-3-甲基戊烯-1、聚乙烯基環烷、聚乙烯基三烷基矽烷、高熔點聚乳酸等聚合物、三聚氰胺氰酸酯、聚磷酸三聚氰胺等三聚氰胺系化合物、乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物的鈉鹽、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物的鈉鹽等具有羧基之聚合物之鈉鹽或鉀鹽(亦即離子鍵聚合物)、亞苄基山梨糖醇及其衍生物、2,2’-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)磷酸鈉、苯基磺酸鋅、苯基磺酸鈣、苯基磺酸鎂等磷化合物金屬鹽及2,2-甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)鈉等,從提高耐熱性效果較大的觀點,以有機羧酸金屬鹽及羧酸醯胺為佳。此等可以單獨或使用2種以上。
相對於(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯合計100重量%,有機系結晶核劑之調配量以0.01~30重量份為佳,以0.05~10重量份為較佳,以0.1~5重量份為更佳。
在本發明,從提高耐熱性的觀點,以更調配(I)可塑劑為佳。
在本發明所使用的可塑劑沒有特別限制,可使用通常聚合物所使用的可塑劑,可舉出的有例如聚酯系可塑劑、甘油系可塑劑及環氧系可塑劑等。
聚酯系可塑劑的具體例,可舉出的有由己二酸、癸二酸、對酞酸、異酞酸、萘二甲酸、二苯基二羧酸等酸成分與丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-丁二醇、乙二醇、二伸乙甘醇等二醇成分所構成的聚酯、聚己內酯等由羥基羧酸所構成的聚酯等。此等的聚酯藉由單官能羧酸或單官能醇來封鎖末端,又,亦可使用環氧化合物等來封鎖末端。
甘油系可塑劑的具體例,可舉出的有甘油單磺酸基單月桂酸酯、甘油二磺酸基單月桂酸酯、甘油單磺酸基單硬脂酸酯、甘油二磺酸基單月桂酸酯、甘油二磺酸基油酸酯、及甘油單磺酸基單褐煤酸酯等。
多元羧酸系可塑劑的具體例,可舉出的有酞酸二甲酯、酞酸二乙酯、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯、酞酸二庚酯、酞酸二苄酯、酞酸丁基苄酯等酞酸酯、偏苯三酸三丁酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯等偏苯三酸酯、己二酸二異癸酯、己二酸正辛基-正癸酯、己二酸苄基甲基二醇酯等己二酸酯、乙醯基檸檬酸三乙酯、乙醯基檸檬酸三丁酯等檸檬酸酯、壬二酸二-2-乙基己酯等壬二酸酯、癸二酸二丁酯、及癸二酸二-2-乙基己酯等癸二酸酯等。
聚伸烷基二醇系可塑劑的具體例,可舉出的有聚乙二醇、聚丙二醇、聚(環氧乙烷-環氧丙烷)嵌段及/或無規共聚物、聚伸丁二醇、雙酚類之附加環氧乙烷聚合物、雙酚類之附加環氧丙烷聚合物、雙酚類之附加四氫呋喃聚合物等聚伸烷二醇或其末端環氧改性化合物、末端酯改性化合物、及末端醚改性化合物等封鎖末端化合物等。
環氧系可塑劑通常係指由環氧硬脂酸烷酯與大豆油所構成的環氧三甘油酯,此外,亦可以使用主要以雙酚A及表氯醇作為原料之環氧樹脂。
其他可塑劑的具體例可舉出的有新戊二醇二苯甲酸酯、二伸乙甘醇二苯甲酸酯、三伸乙甘醇二-2-乙基丁酯、聚乙二醇二苯甲酸酯等脂肪族二醇的苯甲酸酯、硬脂醯胺等脂肪醯胺、油酸丁酯等脂肪酸碳酸酯、乙醯蓖麻醇酸甲酯、乙醯蓖麻醇酸丁酯等含氧酸酯、新戊二醇、各種山梨糖醇、聚丙烯酸酯、矽油及石蠟類等。
在本發明所使用的可塑劑,在上述所例示之物中,特別是選自聚酯系可塑劑及聚伸烷二醇系可塑劑中至少一種為佳。在本發明所使用的可塑劑可單獨或使用2種以上。
又,相對於(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯合計100重量%,可塑劑的調配量以0.01~30重量份的範圍為佳,以0.1~20重量份的範圍為較佳,以0.5~10重量份的範圍為更佳。
在本發明,結晶核劑及可塑劑可各自單獨使用,亦可並用兩者。
在本發明的樹脂組成物,從提高耐熱性的觀點,以更添加(J)無機結晶核劑以外的填料為佳。
在本發明所使用之無機結晶核劑以外的填料可使用纖維狀、板狀、粒狀、粉末狀之物。具體上,可舉出的有玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、石墨纖維、金屬纖維、鈦酸鉀晶鬚、硼酸鋁晶鬚、鎂系晶鬚、矽系晶鬚、矽灰石、海泡石、石棉、爐渣短纖維、硬矽鈣石、鈣矽磷灰石、石膏纖維、二氧化矽纖維、二氧化矽-氧化鋁纖維、鋯纖維、氮化硼纖維、氮化矽纖維及硼纖維等纖維狀無機狀填料、玻璃薄片、石墨、金屬箔、陶瓷珠、絹雲母、膨土、白雲石、微粉矽酸、長石粉、鈦酸鉀、白砂中空球、矽酸鋁、氧化矽、石膏、均密石英岩、達森石(dawsonite)、及白土等板狀或粒狀填料、聚酯纖維、耐綸纖維、丙烯酸纖維、再生纖維素纖維、乙酸酯纖維、洋麻纖維、竹纖維、麻纖維、黃麻纖維、苧麻纖維、香蕉纖維、椰子纖維、木棉纖維、麻纖維、劍麻、亞麻纖維、亞麻布纖維、絹纖維、馬尼拉麻纖維、玉米、蔗糖、木漿、紙屑、廢紙、及絹、羊毛、安哥拉兔毛線、山羊絨、駱駝毛等動物纖維等的纖維狀有機填料、稻殼、木材碎片、豆腐渣、廢紙粉碎材、衣料粉碎材、紙粉、木粉、洋麻粉、竹粉、纖維素粉末、稻殼粉末、果實殼粉末、甲殼素粉、殼聚糖、蛋白質、澱粉等的碎片狀或粉末狀有機填料。此等填料之中,以纖維狀無機填料為佳,以玻璃纖維、矽灰石為佳。又,亦可使用纖維狀有機填料,從利用(B)脂肪族聚酯的生物分解性的觀點,以使用天然纖維、再生纖維為更佳。又,供給調配之纖維狀填料的縱橫比(平均纖維長/平均纖維徑)以5以上為佳,以10以上為較佳,以20以上為更佳。
上述填料可使用乙烯/乙酸乙烯酯共聚物等熱塑性樹脂、或環氧樹脂等熱固性樹脂包覆或捆束處理,亦可使用胺基矽烷或環氧矽烷等偶合劑等處理。
相對於(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯合計100重量%,填料的調配量以0.1~200重量份為佳,以0.5~100重量份為更佳。
在本發明的樹脂組成物,從藉由抑制加水分解來提高耐熱性、耐久性的觀點,以更調配(K)羧基反應性末端封鎖劑為佳。
在本發明所使用的羧基反應性末端封鎖劑,若能夠封鎖聚合物的羧基末端之化合物時,沒有特別限制,可使用作為聚合物的羧基末端之封鎖劑。在本發明,如此的羧基反應性末端封鎖劑,不只是封鎖(B)脂肪族聚酯的末端,亦可封鎖來自天然之有機填料因熱分解、加水分解等所產生的乳酸、甲酸等酸性低分子化合物的羧基。又,上述末端封鎖劑以亦能夠封鎖來自天然之有機填料因熱分解、加水分解等所產生的羥基末端之化合物為更佳。
如此的羧基反應性末端封鎖劑,以使用選自環氧化合物、唑啉化合物、化合物、碳化二亞胺化合物、異氰酸酯化合物中至少1種之化合物為佳,其中以環氧化合物及/或碳化二亞胺化合物為佳。
相對於(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯合計100重量%,羧基反應性末端封鎖劑的調配量以的範圍0.01~10重量份為佳,以0.05~5重量份的範圍為更佳。
羧基反應性末端封鎖劑的添加時期沒有特別限定,從不只是提高耐熱性、且能夠提升機械特性或耐久性而言,以預先與(B)脂肪族聚酯混煉後,與其他物混煉為佳。
在本發明,於不損害本發明的目的範圍,可以添加含有安定劑(抗氧化劑、紫外線吸收劑、耐候劑等)、滑劑、脫模劑、難燃劑、染料或顏料之著色劑、防靜電劑、發泡劑等。
在本發明,於不損害本發明的目的範圍,可以更添加其他熱塑性樹脂(例如聚醯胺樹脂、聚苯硫樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、芳香族聚碳酸酯樹脂、聚烯丙酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚縮醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、芳香族及脂肪族聚酮樹脂、氟樹脂、聚偏氯乙烯樹脂、乙烯酯系樹脂、乙酸纖維素樹脂、聚乙烯醇樹脂等)、或熱硬化樹脂(例如酚樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、矽樹脂、環氧樹脂等)等其中至少1種以上。藉由調配此等樹脂,能夠得到具有優良特性之成形品。
此等添加劑,可在製造本發明之樹脂組成物的任意階段調配,可舉出的有例如在調配(A)、(B)、(C)、(D)成分時同時添加之方法、或在預先熔融混煉至少2成分的樹脂後添加之方法。
本發明之樹脂組成物的製造方法沒有特別限定,例如預先摻合(A)苯乙烯系樹脂、(B)脂肪族聚酯、和選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種、及按照必要之結晶核劑、可塑劑、填料、其他添加劑後,在熔點以上,使用單軸或雙軸擠壓機均勻地熔融混煉之方法、或在溶液中混合後除去溶劑之方法等係適合使用,從強度、耐衝擊性、耐熱性、成形加工性、外觀性而言,以使用雙軸擠壓機均勻地熔融混煉之方法為佳。
在本發明所得到的樹脂組成物,可藉由通常眾所周知的注射成形、擠壓成形、吹塑成形、吹氣成形等任意方法成形,廣泛地使用於所有形狀的成形品。成形品作為薄膜、薄片、纖維、布、不織布、注射成形品、擠壓成形品、真空加壓成形品、吹氣成形品、或與其他材料之複合體等、汽車內裝零件及汽車外裝零件等汽車材料、電視、空氣調節器、清掃機、冰箱、電話機、傳真機、視聽機器、照相機、時鐘、計算機、個人電腦、印表機、影印機等電機電子機器用材料、馬桶蓋等廁所零件、廚房、浴室等的零件、防護片、型框、窗框等土木、建築用材料、農業用材料、園藝用材料、漁業用材料、文具、醫療用品、雜貨、或其他用途係有用的。又,亦可對本成形品施加塗飾、鍍敷等。
實施例
為了具體地說明本發明,以下舉出實施例及比較例進行說明,但是本發明未限定在此等實施例。實施例中之份數及%係各自表示重量份及重量%。
以下係苯乙烯系樹脂之調製方法。又,將所得到的聚合物,在70℃減壓乾燥5小時後,調製0.4克/100毫升濃度的甲基乙基酮溶液,在30℃的溫度條件下使用烏伯婁德黏度計(Ubbelohde viscometer)測定固有黏度。
使用PS JAPAN製”HF77”(聚苯乙烯:標準等級)。
在容量20升、具備擋板及法厄德拉型攪拌葉之不鏽鋼製高壓釜中,添加將0.05重量份甲基丙烯酸甲酯/丙烯醯胺共聚物(如特公昭45-24151號公報記載)溶解在165重量份離子交換水而成的溶液,以400rpm攪拌,使用氮氣取代系統內部。接著,在反應系統邊攪拌、邊添加下述混合物質,升溫至60℃開始聚合。
苯乙烯 70重量份丙烯腈 30重量份第三-十二烷基硫醇 0.2重量份2,2’-偶氮雙異丁烯腈 0.4重量份
使用30分鐘將反應溫度上升至65℃後,使用120分鐘將溫度上升至100℃。隨後,依照通常的方法進行反應系統的冷卻、聚合物的分離、洗滌、乾燥,得到珠狀的聚合物。所得到苯乙烯系樹脂之甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.53dl/g。
除了將上述<A-2>之70重量份苯乙烯、30重量份丙烯腈變更為70重量份甲基丙烯酸甲酯、25重量份苯乙烯、5重量份丙烯腈以外,同樣地進行懸浮聚合。所得到苯乙烯系樹脂的甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.35 dl/g。
在環己酮溶液中,使50重量份苯乙烯、10重量份丙烯腈、40重量份N-順丁烯二醯亞胺、及0.2重量份第三-十二烷基硫醇、0.4重量份2,2’-偶氮雙異丁烯腈進行溶液聚合。隨後,依照通常的方法,藉由進行反應系統的冷卻、使用甲醇溶液再沈澱、洗滌、乾燥、粉碎,得到聚合物。所得到苯乙烯系樹脂之甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.33dl/g。
除了使上述<A-2>之第三-十二烷基硫醇為0.35重量份以外,同樣地進行懸浮聚合。所得到苯乙烯系樹脂的甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.41dl/g。
在具有攪拌裝置的反應容器中,添加將0.5g甲基丙烯酸甲酯/丙烯醯胺共聚物(如特公昭45-24151號公報記載)溶解在1650克離子交換水而成的溶液,使用氮氣取代系統內部。接著,在氮氣環境下,邊攪拌邊添加苯乙烯(東京化成公司製:700克)、丙烯腈(東京化成公司製:300克)、4克第三-十二烷基硫醇、4克2,2’-偶氮雙異丁烯腈,使用15分鐘使反應溫度升溫至60℃使聚合開始。使用15分鐘將反應溫度上升至65℃後,使用50分鐘將溫度上升至100℃。隨後,依照通常的方法,藉由進行反應系統的冷卻、聚合物的分離、洗滌、乾燥,GPC測定的結果,得到數量平均分子量52000的苯乙烯系樹脂(產率97%)。
使用重量平均分子量16萬、D-乳酸單位1.2%之聚-L-乳酸。
使用重量平均分子量21萬、D-乳酸單位4%之聚-L-乳酸。
使用重量平均分子量20萬、D-乳酸單位1%之聚-L-乳酸。
甲基丙烯酸樹脂(住友化學製”SUMIPEX LG21”Tg105℃、間規聚合物41%、重量平均分子量8萬、MFR21克/10分鐘(230℃、37.2N))
甲基丙烯酸樹脂(KURARAY製”PARAPET”HR-L、Tg117℃、間規聚合物56%、重量平均分子量9萬、MFR2克/10分鐘(230℃、37.2N))
甲基丙烯酸環氧丙基改性苯乙烯/丙烯酸共聚物(東亞合成製”ARUFON”UG-4030、20重量%甲基丙烯酸環氧丙酯、玻璃轉移溫度51℃、重量平均分子量1萬)
甲基丙烯酸環氧丙基改性苯乙烯/丙烯酸共聚物(JOHNSON POLYMER製”JOHNCRYL”ADR-4368、49重量%甲基丙烯酸環氧丙酯、玻璃轉移溫度54℃、重量平均分子量8000)
苯乙烯/甲基丙烯酸環氧丙酯/丙烯酸甲酯共聚物(住友化學製”BONDFAST”7M、6重量%甲基丙烯酸環氧丙酯)
順丁烯二酸酐改性SEBS(旭化成化學製”TAFTEK”M1913、1重量%順丁烯二酸酐)
在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物以下係接枝共聚物的調製方法。又,接枝率係依照以下方法求得。在規定量(m)的接枝共聚物添加丙酮,回流4小時。將該溶液以8000rpm(離心力10,000G(約100×103
m/s2
))離心分離30分鐘後,過濾不溶分。將該不溶分在70℃減壓乾燥5小時,測定重量(n)。
接枝率=[(n)-(m)×R]/[(m)×R]×100
在此R係意指接枝共聚物的橡膠含有率。
使用旋轉蒸發器濃縮上述丙酮溶液的濾液,得到析出物(丙酮可溶分)。將該可溶分在70℃減壓乾燥5小時,調整0.4克/100毫升濃度之甲基乙基酮溶液,在30℃的溫度條件下使用烏伯婁德黏度計測定固有黏度。
聚丁二烯(重量平均粒徑0.35微米) 50重量份(ZEON JAPAN公司製Nipol LX111K) (換算固體成分)油酸鉀 0.5重量份葡萄糖 0.5重量份焦磷酸鈉 0.5重量份硫酸亞鐵 0.005重量份脫離子水 120重量份
將上述物質加入聚合容器中,邊攪拌邊升溫至65℃。將內溫到達65℃之時點作為聚合開始,使用5小時連續滴加35重量份甲基丙烯酸甲酯、12.5重量份苯乙烯、2.5重量份丙烯腈、及0.3重量份第三-十二烷基硫醇。同時使用7小時進行連續滴加0.25重量份過氧化枯烯、2.5重量份油酸鉀、及25重量份純水所構成的水溶液,使結束反應。使用硫酸凝固所得到的接枝共聚乳膠,使用苛性鈉中和後,洗滌、過濾、乾燥,以粉狀的方式得到。所得到的接枝共聚物的接枝率為40%,甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.30dl/g。
除了將上述<C-3-1>之35重量份甲基丙烯酸甲酯、12.5重量份苯乙烯、2.5重量份丙烯腈變更為42.5重量份甲基丙烯酸甲酯、7.5重量份苯乙烯以外,同樣地進行懸浮聚合。所得到接枝共聚物的接枝率為42%、甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.28 dl/g。
除了將上述<C-3-1>之35重量份甲基丙烯酸甲酯、12.5重量份苯乙烯、2.5重量份丙烯腈變更為50重量份甲基丙烯酸甲酯以外,同樣地進行懸浮聚合。所得到接枝共聚物的接枝率為43%、甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.27 dl/g。
首先,為了合成在末端含有羥基之原料,使用含有羥基之鏈轉移劑,合成苯乙烯-丙烯腈共聚物(c-4-1)。在具有攪拌裝置之反應容器中,使苯乙烯(東京化成公司製:527克)及丙烯腈(東京化成公司製:205克)、氫硫基乙醇(ALDRICH公司製:4.2克)、3.58克過氧化苯甲醯、900毫升脫水四氫呋喃,於氮環境下,84℃、回流下反應24小時。反應後冷卻至室溫,使用蒸發器濃縮溶劑,滴加至甲醇中,完全除去單體來進行再沈澱精製後,在80℃進行真空乾燥12小時,得到白色粉末。GPC測定所得到白色粉末的結果,係數量平均分子量為26000的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
進行測定所得到苯乙烯-丙烯腈共聚物(c-4-1)的1
H-NMR(DMSO溶劑),在1.2ppm~2.9ppm附近確認了來自苯乙烯的CH及CH2
、在6.4ppm~7.2ppm附近確認了來自芳香族的CH、在1.5ppm~2.5ppm附近確認了來自丙烯腈的CH及CH2
、在3.6ppm附近確認了被氫硫基乙醇封鎖之末端的CH2
OH。
接著,在具有攪拌裝置之反應容器中,使L-丙交酯(PURAC公司製:150克)、及100克所得到的苯乙烯-丙烯腈共聚物(c-4-1),於氮氣環境下,在150℃溶解後,添加辛酸錫(ALDRICH公司製:1.0克/甲苯2毫升)後,聚合反應3小時。聚合反應結束後,將反應物溶解在氯仿中,在甲醇中邊攪拌邊使用沈澱,完全除去單體,得到聚乳酸與苯乙烯-丙烯腈的嵌段共聚物1(產率89%)。對所得到的嵌段共聚物1進行測定1
H-NMR,從尖鋒比所求得聚乳的數量平均分子量為36000,重量比為(聚乳酸/苯乙烯-丙烯腈共聚物)58.5/41.5重量份。測定苯乙烯-丙烯腈共聚物的1
H-NMR(DMSO溶劑),在1.2ppm~2.9ppm附近確認了來自苯乙烯的CH及CH2
、在6.4ppm~7.2ppm附近確認了來自芳香族的CH、在1.5ppm~2.5ppm附近確認了來自丙烯腈的CH及CH2
、在5.2ppm附近確認了來自聚乳酸的CH、在1.5ppm附近確認了CH3
。
在具有攪拌裝置之反應容器中,使L-丙交酯(PURAC公司製:100克)、及100克在合成<C-4-1>時苯乙烯-丙烯腈共聚物(c-4-1),於氮環境下,在150℃溶解後,添加辛酸錫(ALDRICH公司製:1.0克/甲苯2毫升)後,聚合反應3小時。聚合反應結束後,將反應物溶解在氯仿中,在甲醇中邊攪拌邊使用沈澱,完全除去單體,得到聚乳酸與苯乙烯-丙烯腈的嵌段共聚物2(產率91%)。對所得到的嵌段共聚物2進行測定1H-NMR,從尖鋒比所求得聚乳的數量平均分子量為21000,重量比為(聚乳酸/苯乙烯-丙烯腈共聚物)45.1/54.9重量份。測定苯乙烯-丙烯腈共聚物的1H-NMR(DMSO溶劑),在1.2ppm~2.9ppm附近確認了來自乙烯的CH及CH2
、在6.4ppm~7.2ppm附近確認了來自芳香族的CH、在1.5ppm~2.5ppm附近確認了來自丙烯腈的CH及CH2
、在5.2ppm附近確認了來自聚乳酸的CH、在1.5ppm附近確認了CH3
。
使用東京化成工業製順丁烯二酸酐。
使用東京化成工業製琥珀酸酐。
聚丁二烯(重量平均粒徑0.35微米) 50重量份(ZEON JAPAN公司製Nipol LX111K) (換算固體成分)油酸鉀 0.5重量份葡萄糖 0.5重量份焦磷酸鈉 0.5重量份硫酸亞鐵 0.005重量份脫離子水 120重量份
將上述物質加入聚合容器中,邊攪拌邊升溫至65℃。將內溫到達65℃之時點作為聚合開始,使用5小時連續滴加35重量份苯乙烯、15重量份丙烯腈、及0.3重量份第三-十二烷基硫醇。同時使用7小時進行連續滴加0.25重量份過氧化枯烯、2.5重量份油酸鉀、及25重量份純水所構成的水溶液,使結束反應。使用硫酸凝固所得到的接枝共聚乳膠,使用苛性鈉中和後,洗滌、過濾、乾燥,以粉狀的方式得到。所得到的接枝共聚的接枝率為38%,甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.33dl/g。
在75份(換算固體成分)聚丁二烯乳膠(平均橡膠粒徑0.09微米)的存在下,在燒杯中以固體成分的方式添加2份MAA-BA共聚物,藉由在室溫攪拌30分鐘而肥大化,隨後,加入1.5份油酸鉀、0.6份甲醛次硫酸鈉,使內溫保持在70℃,使用1小時滴加13份甲基丙烯酸甲酯及2份丙烯酸正丁酯及0.03份羥基過氧化枯烯的混合後保持1小時。隨後,在前階段所得到聚合物的存在下,第2階段係使用1小時滴加17份苯乙烯與0.034份羥基過氧化枯烯後,保持3小時。接著,在第1階段及第2階段所得到聚合物的存在下,第3階段係使用0.5小時滴加3份甲基丙烯酸甲酯及0.003份羥基過氧化枯烯的混合物後保持1小時,結束反應。對所得到的接枝共聚乳膠添加0.5份丁基化過氧化枯烯甲苯後,使用苛性鈉中和後,洗滌、過濾、乾燥,以粉狀的方式得到。所得到的接枝共聚的接枝率為26%,甲基乙基酮可溶分的固有黏度為0.26dl/g。
東亞合成製”CARBODIOLA”2000(脂肪族聚碳酸酯)
TORAY製”TORACON”1100S(聚對酞酸丁二酯)
SHELL製CORTERA”CP509200(聚對酞酸丙二酯)
三井化學公司製”HAIZEKS”2200J(高密度聚乙烯)
住友化學公司製”NOPREN”Y101(聚丙烯)
新第一氯乙烯公司製”ZEST”1300Z(聚氯乙烯)
將40份己內醯胺、56.3份數量平均分子量2000之聚乙二醇及4.8份對酞酸、與0.2重量份抗氧化劑(IRUGARNOX1098)及0.1重量份三氧化銻同時加入具有螺旋帶攪拌葉之合成反應器中,進行氮氣取代,在260℃邊流入少量氮氣邊加熱攪拌50分鐘成為透明的均質溶液後,在260℃、0.5mmHg以下的條件聚合反應3小時得到透明的聚合物。在冷卻帶上腸狀地吐出聚合物,藉由製粒來調製顆粒狀的聚醚酯醯胺<G-1>。
所得到的聚醚酯醯胺在0.5%濃度的鄰二氯苯酚溶液中,於25℃測定相對黏度(ηr
)為2.01,體積電阻值為1×109
Ω cm。
將90份己內醯胺、9.4份數量平均分子量2000之聚乙二醇及0.8份對酞酸、與0.2重量份抗氧化劑(IRUGARNOX1098)及0.05重量份三氧化銻同時加入具有螺旋帶攪拌葉之合成反應器後,依照參考例<G-1>調製聚醚酯醯胺<G-2>。
所得到的聚醚酯醯胺在0.5%濃度的鄰二氯苯酚溶液中,於25℃測定相對黏度(ηr
)為2.11,體積電阻值為3×101 3
Ω cm。
加壓聚合己丙醯胺來調製聚醯胺<G-3>。
所得到的聚醯胺在0.5%濃度的鄰二氯苯酚溶液中,於25℃測定相對黏度(ηr
)為2.10,體積電阻值為5×101 4
Ω cm。
使用富士滑石粉工業製”LMS300”(滑石粉;無機系結晶核劑)。
使用日本化成製”SUPAKUX L”(伸乙基雙月桂醯胺;有機系結晶核劑)。
使用三洋化成工業製”PEG4000”(聚乙二醇)。
使用日東紡績製”CS3J948”(玻璃纖維)。
使用日清紡製”CARBORAIT”LA-1(碳化二亞胺)。
使用BASF JAPAN製”576H”(聚苯乙烯:高耐衝擊等級)。
使用旭化成化學製”STAIRAK 121”(ABS:標準等級)。
將由表1的組成所構成的原料乾混後,使用設定擠壓溫度為220℃之雙軸螺旋擠壓機(日本製鋼所製TEX-30),進行熔融混合製粒。
將實施例1~19、比較例1~7所得到的顆粒,使用東芝機械製IS55EPN注射成形機,對藉由成形溫度230℃、模具溫度40℃的條件進行注射成形所得到的試片,使用以下的測定方法來評價各特性。
[拉伸特性]:依據ASTM D638,評價拉伸特性。
[耐衝擊性]:依據ASTM D256-56A,評價耐衝擊性。
[耐熱性]:依據ASTM D648(負荷:0.46MPa),測定負荷變曲溫度。
[TEM觀察]:使用穿透型電子顯微鏡(HITACHI、ELECTRON MICROSCOPE H-700),對所得到的樹脂組成物之剖面進行形態觀察,以倍率1000倍的照片(照片上1公分係相當10微米)為基礎,對拍攝在照片上之分散的各個球狀分散相中任意30個,測定最長粒徑,以數量平均值作為平均粒徑。
各試樣的拉伸特性、耐衝擊性、耐熱性、TEM觀察之測定結果係各自如表1所示。
從實施例1~19、比較例1~7,得知本發明之樹脂組成物具有優良的拉伸特性、耐衝擊性、耐熱性。
將由表2、3的組成所構成的原料乾混後,使用設定擠壓溫度為220℃之雙軸螺旋擠壓機(日本製鋼所製TEX-30),進行熔融混合製粒。
將實施例20~36、比較例8~13所得到的顆粒,使用東芝機械製IS55EPN注射成形機,對藉由成形溫度230℃、模具溫度40℃的條件進行注射成形所得到的試片,使用以下的測定方法來評價各特性。除了實施例37~41所得到的顆粒,係變更為成形溫度230℃、模具溫度85℃的條件以外,全部同樣地成形、進行評價。
[拉伸特性]:依據ASTM D638,評價拉伸特性。
[耐衝擊性]:依據ASTM D256-56A,評價耐衝擊性。
[耐熱性]:依據ASTM D648(負荷:0.46MPa),測定負荷變曲溫度。
[流動性]:從注射成形時之最低填充壓力(計測壓力)評價流動性。最低填充壓力較小者表示流動性優良。
[面積比率]:對由注射成形所得到的成形品,藉由鋨塊(osmium block)染色法對(A)苯乙烯系樹脂、(C-2)乙烯系聚合物、(C-3)接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物進行染色後,對切取超薄切片所得到的試樣,使用穿透型電子顯微鏡放大6000倍進行觀察、拍攝剖面。進而放大4倍,使用從該照片切取之重量法來求得分散在(B)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及(E)的面積(X)及分散在(A)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及(E)的面積(Y),依照(X)/((X)+(Y))之數學式求得面積比率。
各試樣的拉伸特性、耐衝擊性、流動性、耐熱性、面積比率之測定結果係各自如表2、表3所示。
從實施例20~41、比較例8~13,得知本發明之樹脂組成物具有優良的拉伸特性、耐衝擊性、耐熱性、流動性。
將由表4、5的組成所構成的原料乾混後,使用設定擠壓溫度為220℃之雙軸螺旋擠壓機(日本製鋼所製TEX-30),進行熔融混合製粒。
將實施例42~51所得到的顆粒,使用東芝機械製IS55EPN注射成形機,對藉由成形溫度230℃、模具溫度40℃的條件進行注射成形所得到的試片,使用以下的測定方法來評價各特性。除了實施例52~54所得到的顆粒,係變更為成形溫度230℃、模具溫度80℃的條件以外,全部同樣地成形、進行評價。
[拉伸特性]:依據ASTM D638,評價拉伸特性。
[耐衝擊性]:依據ASTM D256-56A,評價耐衝擊性。
[耐熱性]:依據ASTM D648(負荷:1.82MPa),測定負荷變曲溫度。
[流動性]:從注射成形時之最低填充壓力(計測壓力)評價流動性。最低填充壓力較小者表示流動性優良。
[面積比率]:對由注射成形所得到的成形品,藉由鋨塊(osmium block)染色法對(A)苯乙烯系樹脂、(C-2)乙烯系聚合物、(C-3)接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物進行染色後,對切取超薄切片所得到的試樣,使用穿透型電子顯微鏡放大6000倍進行觀察、拍攝剖面。進而放大4倍,使用從該照片切取之重量法來求得分散在(B)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及(E)的面積(X)及分散在(A)脂肪族聚酯中之(C-3)及(E)的面積(Y),依照(X)/((X)+(Y))之數學式求得面積比率。
結果係各自如表4、表5所示。
從實施例42~54,得知本發明之樹脂組成物具有優良的拉伸特性、耐衝擊性、耐熱性、流動性。
將由表6的組成所構成的原料乾混後,使用設定擠壓溫度為220℃之雙軸螺旋擠壓機(池貝公司製PCM-30),進行熔融混合製粒。
將實施例55~69及比較例14~16所得到的顆粒,使用東芝機械製IS55EPN注射成形機,對藉由成形溫度230℃、模具溫度40℃的條件進行注射成形所得到的試片,使用以下的測定方法來評價各特性。除了實施例70~72所得到的顆粒,係變更為成形溫度230℃、模具溫度80℃的條件以外,全部同樣地成形、進行評價。
[耐衝擊性]:依據ASTM D256-56A,評價耐衝擊性。
[耐熱性]:依據ASTM D648(負荷:1.82MPa),測定負荷變曲溫度。
[面積比率]:對由注射成形所得到的成形品,藉由鋨塊(osmium block)染色法對(A)苯乙烯系樹脂、(C-3)接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物進行染色後,對切取超薄切片所得到的試樣,使用穿透型電子顯微鏡放大6000倍進行觀察、拍攝剖面。進而放大4倍,使用從該照片切取之重量法來求得分散在(B)脂肪族聚酯中之(C-3)及(E)的面積(X)及分散在(A)脂肪族聚酯中之(C-3)及(E)的面積(Y),依照(X)/((X)+(Y))之數學式求得面積比率。
各試樣的耐衝擊性、耐熱性、及在脂肪族聚酯中存在之(C-3)及(E)的面積比率係各自如表6所示。
從實施例55~72,本發明之樹脂組成物係對聚乳酸單體(比較例15),藉由調配苯乙烯系樹脂、脂肪族聚酯、和選自相溶化劑及二羧酸酐中至少一種,能夠大幅度地改良耐衝擊性,而且能夠具有實用性的耐熱溫度。
特別是從實施例55~59,得知(C-3)及(E)在脂肪族聚酯中存在的比率越多,能夠提高耐衝擊性。
實施例73~78及比較例17,係乾混表7組成之原料,使用東洋精機製小型布拉班爾熔融混合機進行熔融混合,在氮氣流下投入安裝有3毫米噴嘴之雙軸混煉擠壓機,在樹脂的熔融溫度下股線狀地擠出,空氣冷卻、顆粒化,在200℃熔融加壓所得到的顆粒,得到厚度20微米無色透明薄膜。對所得到的薄膜,進行動態黏彈性試驗,結果如表7所示。
比較例18係使用表7之原料,在200℃熔融加壓而得到厚度20微米的無色透明薄膜。對所得到的薄膜,進行動態黏彈性試驗,結果如表7所示。
比較例19係使用表7之原料,在230℃熔融加壓而得到厚度20微米的無色透明薄膜。對所得到的薄膜,進行動態黏彈性試驗,結果如表7所示。
[動態黏彈性模數]:動態黏彈性模數係使用黏彈性測定裝置DMS6100(SEIKO INSTRUMENT公司製),測定將20微米度之薄膜,在氮氣下從0℃至220℃以2℃/分鐘升溫時之損失彈性模數,測定在30℃之彈性模數、及從測定開始彈性模數下降50%時之溫度。
[TEM觀察]:使用穿透型電子顯微鏡(HITACHI、ELECTRON MICROSCOPE H-700),對所得到的樹脂組成物之剖面進行形態觀察,以倍率1000倍的照片(照片上1公分係相當10微米)為基礎,對拍攝在照片上之分散的各個球狀分散相中任意30個,測定最長粒徑,以數量平均值作為平均粒徑。
從本結果可清楚明白以下事項。
藉由在苯乙烯系樹脂與脂肪族聚酯的混合系添加使用了聚乳酸與苯乙烯樹脂的嵌段聚合物,來提高相溶性,與未添加嵌段聚合物時(比較例17)比較時,島結構之聚合物的粒子細小化、平均粒徑變小、彈性模數、耐熱性亦提高(實施例73~78)。
未混合嵌段聚合物時,無法觀察到相溶性提升,彈性模數、耐熱性比以往的物性低、粗大的分散寧可說對物性造成不良的影響(比較例19~20)。
將由表8、9的組成所構成的原料乾混後,使用設定擠壓溫度為220℃之雙軸螺旋擠壓機(池貝公司製PCM-30),進行熔融混合製粒。
將實施例78~94及比較例20~22所得到的顆粒,使用東芝機械製IS55EPN注射成形機,對藉由成形溫度230℃、模具溫度40℃的條件進行注射成形所得到的試片,使用以下的測定方法來評價各特性。除了實施例95~97所得到的顆粒,係變更為成形溫度230℃、模具溫度80℃的條件以外,全部同樣地成形、進行評價。
[耐衝擊性]:依據ASTM D256-56A,評價耐衝擊性。
[耐熱性]:依據ASTM D648(負荷:1.82MPa),測定負荷變曲溫度。
[面積比率]:對由注射成形所得到的成形品,藉由鋨塊(osmium block)染色法對(A)苯乙烯系樹脂、(C-3)接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物進行染色後,對切取超薄切片所得到的試樣,使用穿透型電子顯微鏡放大6000倍進行觀察、拍攝剖面。進而放大4倍,使用從該照片切取之重量法來求得分散在(B)脂肪族聚酯中之(C-3)及(E)的面積(X)及分散在(A)脂肪族聚酯中之(C-3)及(E)的面積(Y),依照(X)/((X)+(Y))之數學式求得面積比率。
各試樣的耐衝擊性、耐熱性、及在脂肪族聚酯中存在之(C-3)及(E)的面積比率係各自如表8、表9所示。
從實施例79~97,本發明之樹脂組成物係對聚乳酸單體(比較例21),藉由調配苯乙烯系樹脂、脂肪族聚酯、和選自相溶化劑及二羧酸酐中至少一種,能夠大幅度地改良耐衝擊性,而且能夠具有實用性的耐熱溫度。
特別是從實施例81、82、86~88,得知(C-3)及(E)在脂肪族聚酯中存在的比率越多,能夠提高耐衝擊性。
將由表10、11的組成所構成的原料乾混後,使用設定擠壓溫度為220℃之雙軸螺旋擠壓機(池貝公司製PCM-30),進行熔融混合製粒。
將實施例96~109及比較例23~29所得到的顆粒,使用東芝機械製IS55EPN注射成形機,對藉由成形溫度230℃、模具溫度40℃的條件進行注射成形所得到的試片,使用以下的測定方法來評價各特性。除了實施例110~112所得到的顆粒,係變更為成形溫度230℃、模具溫度80℃的條件以外,全部同樣地成形、進行評價。
[耐衝擊性]:依據ASTM D256-56A,評價耐衝擊性。
[耐熱性]:依據ASTM D648(負荷:1.82MPa),測定負荷變曲溫度。
[防靜電性]:使用表面電阻值:2mmt×40mmΦ的圓板,使用以下條件測定。測定係使用東亞電波工業(股)製之超絕緣電阻計SM-10型。
(1)成形後,立刻使用洗滌劑”MAMAROYAL”(LION(股)製)水溶液洗滌,接著使用蒸餾水充分洗滌後,除去表面的水分後,在室溫23℃、濕度50%RH環境下測定。
(2)成形後,在23℃、50%RH中放置100天後,使用洗滌劑”MAMAROYAL”(LION(股)製)水溶液洗滌,接著使用蒸餾水充分洗滌後,除去表面的水分後,在室溫23℃、濕度50%RH環境下測定。
[面積比率]:對由注射成形所得到的成形品,藉由鋨塊(osmium block)染色法對(A)苯乙烯系樹脂、(C-3)接枝聚合物、及(E)橡膠質聚合物進行染色後,對切取超薄切片所得到的試樣,使用穿透型電子顯微鏡放大6000倍進行觀察、拍攝剖面。進而放大4倍,使用從該照片切取之重量法來求得分散在(B)脂肪族聚酯中之(C-3)及(E)的面積(X)及分散在(A)脂肪族聚酯中之(C-3)及(E)的面積(Y),依照(X)/((X)+(Y))之數學式求得面積比率。
各試樣的耐衝擊性、耐熱性、及在脂肪族聚酯中存在之(C-3)及(E)的面積比率係各自如表10、表11所示。
從實施例98~112,本發明之樹脂組成物係對聚乳酸單體(比較例24),藉由調配苯乙烯系樹脂、脂肪族聚酯、和選自相溶化劑及二羧酸酐中至少一種,能夠大幅度地改良耐衝擊性,而且能夠具有實用性的耐熱溫度,且具有低表面電阻值,而且即使對成形品進行表面洗滌或經時變化,表面電阻值亦不會變化,能夠發揮優良的永久帶電性。
特別是從實施例98~102,得知(C-2)及(E)在脂肪族聚酯中存在的比率越多,能夠提高耐衝擊性。
又,從比較例26~29,未調配(C)相溶化劑時,無法得到耐衝擊性、耐熱性、防靜電性中任一者都優良的樹脂組成物,而且從比較例30,(G)防靜電性聚合物的調配量大於40重量%時,耐熱性顯著降低,(G)防靜電性聚合物的體積電阻值大於101 3
Ω cm時(比較例31、32),耐衝擊性、防靜電性變差。
可以使用於汽車用材料、電機電子機器用材料、農業用材料、園藝用材料、漁業用材料、土木建築用材料、文具、醫療用品、雜貨、或其他各種用途。
1...(A)成分基質
2...(B)成分基質
3...分散相
第1圖係本發明之樹脂組成物的相結構之模式圖。
第2圖係先前技術之樹脂組成物的相結構之模式圖。
1...(A)成分基質
2...(B)成分基質
3...分散相
Claims (11)
- 一種樹脂組成物,其係混合有相對於(A)苯乙烯系樹脂及(B)脂肪族聚酯之總量100重量份,(A)苯乙烯系樹脂5重量份以上、(B)脂肪族聚酯1~95重量份、和選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種而成,其中(C)相溶化劑係下述任一種以上,重量平均分子量為1萬~45萬之(C-1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物0.1~30重量份,重量平均分子量為1000~1萬之(C-2)共聚合3重量%以上之不飽和羧酸環氧丙酯單位或不飽和二羧酸酐單位而成之乙烯系聚合物0.01~35重量份,(C-3)在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合20~90重量%甲基丙烯酸甲酯單位而成之接枝聚合物1~60重量份,(C-4)通式(I)所示聚乳酸部分與通式(II)所示乙烯系聚合物部分,以共聚合比((I)/(II))99/1~1/99重量份(其中,(I)+(II)為100重量份)結合而成的嵌段共聚物0.05~20重量份,
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中(D)二羧酸酐係順丁烯二酸酐或琥珀酸酐中任一種以上。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中選自(C)相溶化劑及(D)二羧酸酐中至少一種係(C)相溶化劑。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中更混合有(E)橡膠質聚合物而成。
- 如申請專利範圍第4項之樹脂組成物,其中(E)橡膠質聚合物係在10~80重量%橡膠質聚合物接枝聚合有10~70重量%芳香族乙烯系單位、及10~50重量%氰化系乙烯單位之接枝聚合物。
- 如申請專利範圍第3項之樹脂組成物,其中(C)相溶化劑係(C-2)及/或(C-3)成分,在樹脂組成物之剖面的電子顯微鏡照片,(C-2)及/或(C-3)之合計面積為100%時,存在於(B)脂肪族聚酯中之(C-2)及/或(C-3)的面積比率為10~90%。
- 如申請專利範圍第4項之樹脂組成物,其中在樹脂組成物之剖面的電子顯微鏡照片,(C-2)、(C-3)及/或(E)橡膠質聚合物之合計面積為100%時,存在於(B)脂肪族聚酯中之(C-2)、(C-3)及/或(E)橡膠質聚合物的面積比率為10~90%。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中更混合有選自(F)聚碳酸酯、芳香族聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中任一種以上而成。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中更混合有(G)體積固有電阻率1013 Ω cm以下之聚合物而成。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中相對於(A)苯乙烯系樹脂與(B)脂肪族聚酯合計100重量%,(B)脂肪族聚酯係未滿50重量%。
- 一種成形品,其係由如申請專利範圍第1項之樹脂組成物所構成。
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