WO2004085503A1 - ゴム強化共重合体の製造方法 - Google Patents

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WO2004085503A1
WO2004085503A1 PCT/JP2004/003558 JP2004003558W WO2004085503A1 WO 2004085503 A1 WO2004085503 A1 WO 2004085503A1 JP 2004003558 W JP2004003558 W JP 2004003558W WO 2004085503 A1 WO2004085503 A1 WO 2004085503A1
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WO
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rubber
monomer
macromonomer
parts
reinforced copolymer
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Application number
PCT/JP2004/003558
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hideo Matsuzaki
Michihiro Kaai
Toshiaki Takei
Original Assignee
Toagosei Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Toagosei Co., Ltd. filed Critical Toagosei Co., Ltd.
Publication of WO2004085503A1 publication Critical patent/WO2004085503A1/ja

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00
    • C08F291/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00 on to elastomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/04Polymers provided for in subclasses C08C or C08F

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a rubber-reinforced copolymer, that is, a vinyl copolymer composition to which a rubber component is added or a vinyl copolymer to which a rubber component is copolymerized. More specifically, the generation of agglomerates in the production of rubber-reinforced copolymers and thermoplastic resins containing rubber-reinforced copolymers. ⁇ ⁇ Reduced water contamination load, excellent impact resistance and excellent appearance during molding.
  • the present invention relates to a method for producing a rubber-reinforced copolymer.
  • the present invention also relates to the use of a rubber-reinforced copolymer obtained by the production method. Background art
  • a typical method for producing a rubber-reinforced copolymer represented by an ABS resin or MBS resin is a method in which a vinyl monomer constituting a resin component is emulsion-polymerized in the presence of a rubber-like polymer latex.
  • the emulsion polymerization method can be used for a wide range of copolymer designs by adjusting the types and amounts of the rubbery polymer latex and the bullet monomer, and is easy to operate in polymerization and high in safety. Has also been implemented as a useful manufacturing method.
  • a problem that the stability of the latex particles is insufficient during the polymerization to generate agglomerates and reduce the productivity is likely to occur.
  • emulsifier used for producing a rubber-reinforced copolymer by an emulsion polymerization method As an emulsifier used for producing a rubber-reinforced copolymer by an emulsion polymerization method, a potassium stone test of disproportionated rosin-fatty acid is well known. These known emulsifiers are used extensively industrially because they realize relatively good polymerization stability and are easy to coagulate with acids and salts. It is generally known that a large amount of these known emulsifiers is used in order to reduce the amount of agglomerates generated during emulsion polymerization under severe conditions and conditions, and to ensure the stability of the resulting latex under severe conditions. . However, these emulsifiers are present in products containing rubber-reinforced copolymers.
  • An increase in the amount of emulsifier causes various problems because it is taken in as this undesirable impurity. For example, it causes contamination and corrosion of the mold during resin molding, and causes a change in color tone due to a decrease in mechanical properties, heat resistance, and thermal stability of the final molded article.
  • transparent rubber-reinforced copolymers cause problems such as a decrease in transparency and bending whitening.
  • the rubber-reinforced copolymer is coagulated and recovered, the emulsifier is mixed into the wastewater, so that an increase in the amount of emulsifier increases the time and cost of the wastewater treatment. are doing.
  • Patent Document 1 discloses a rubber-reinforced copolymer obtained by polymerizing a vinyl monomer using a reactive emulsifier in the presence of a rubber-like polymer latex. ing.
  • the amount of agglomerates generated during polymerization may still be a problem depending on the polymerization conditions. In some cases, mold contamination during molding and drainage load during resin recovery became problems.
  • the reactive emulsifier is limited to a sulfonate-based reactive emulsifier having a mole number of ethylene oxide of 10 or less, and a divalent metal salt is used as a coagulant, so It has been reported that both the amount of aggregate generated and the drainage load can be reduced, but the amount of aggregate generated may still be a problem depending on the polymerization conditions. In addition, because this emulsifier still has ethylenoxide and sulfonic acid groups, the reduction of drainage load is insufficient, mold contamination and corrosion during resin molding, and the thermal stability and color tone of the resin are problematic. There was a case.
  • Patent Documents 3 and 4 report that a reactive emulsifier having a carboxyl group is used as an emulsifier for emulsion polymerization of a rubber-reinforced copolymer.
  • the use of a carboxylate-based reactive emulsifier facilitates coagulation and recovery of the resin and reduces the drainage load.However, the amount of aggregates may still be a problem depending on the polymerization conditions. there were.
  • Patent Document 5 discloses an emulsion polymerization reaction using a macromonomer having the same terminal structure and a hydroxyl group as the macromonomer used in the present invention. However, Patent Document 5 does not describe at all a method for producing a rubber-reinforced copolymer and a use of the rubber-reinforced copolymer.
  • Patent Document 1 JP-A-9-13142 Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-131 16 25
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-2013
  • Patent Document 4 JP-A-9-129695
  • Patent Document 5 International publication pamphlet WO 0 1/0 4 1 6 3 Disclosure of the invention
  • the present invention uses a specific macromonomer as an emulsifier when producing a rubber-reinforced copolymer by an emulsion polymerization method, so that the amount of aggregates generated during polymerization is small, and the mechanical stability, acid precipitation or It is an object of the present invention to provide a method for producing a rubber-reinforced copolymer latex having excellent coagulability at the time of salting out and having a small load on wastewater pollution at the time of recovery. Further, the present invention provides a rubber-reinforced copolymer which is excellent in impact resistance, surface gloss, heat resistance, color tone and the like, and is used as a raw material for a resin which is not easily stained or corroded by the method.
  • a method for producing a rubber-reinforced copolymer according to the first invention is characterized in that, in an aqueous medium, in the presence of the following macromonomer and rubber-like polymer latex, A is characterized by emulsion polymerization.
  • Macromonomer having a terminal structure represented by the formula (1), a carboxyl group and a hydrophobic monomer unit, which are obtained by radical polymerization of a bullet monomer B at a temperature of 150 to 350 ° C. It is a polymer in which at least a part of the carboxyl group has been neutralized by an alcohol.
  • X represents a polar group
  • M represents a monomer unit
  • n represents a natural number representing the degree of polymerization.
  • the rubber-reinforced copolymer of the second invention is obtained by the method for producing a rubber-reinforced copolymer of the first invention.
  • thermoplastic polymer composition of the third invention is a composition comprising the rubber-reinforced copolymer of the second invention.
  • FIG. 1 is a graph of the particle size distribution of the latex Al 9 of Example 19 measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution meter.
  • FIG. 2 is a graph of a particle size distribution of the latex B9 of Comparative Example 9 measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution meter.
  • acryl and methacryl are collectively referred to as (meth) acryl.
  • the method for producing a rubber-reinforced polymer of the present invention is a method of subjecting vinyl monomer A to depolymerization in an aqueous medium in the presence of a specific macromonomer and a rubbery latex.
  • the macromonomer used in the present invention is specified by the following conditions, and plays an important role in the polymerization stability during production of the rubber-reinforced copolymer. It also plays an important role in the mechanical stability, coagulation, and degree of wastewater pollution load of the manufactured rubber-reinforced copolymer latex. It is also important for the quality of the thermoplastic resin containing the rubber-reinforced copolymer produced, such as impact resistance, surface gloss, heat resistance, and color tone. It is also important for reduction.
  • Macromonomer a polymer having a terminal structure represented by the formula (1) and a carboxyl group, which is obtained by radical polymerization of a vinyl monomer B at a temperature of 150 to 350 ° C. At least a part of the monomer is neutralized by an alkali resin, and the bullet monomer B contains a hydrophobic monomer.
  • X in the formula (1) means a polar group.
  • a polar group is an aryl group if it is a group having an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom. Specific examples of polar groups include: COOR, -CO
  • Examples include NR 2, -OR, 10 COR, 1 OCOOR, 1 NCOOR, a halogen atom, 1 CN, a phenyl group, and a phenyl group having a substituent.
  • the macromonomer is also simply referred to as a macromonomer.
  • the macromonomer Since the macromonomer has a hydrophilic part derived from the neutralized carboxyl group and a hydrophobic part derived from the hydrophobic monomer, it functions as a surfactant or an emulsifier.
  • macromonomers have radical copolymerizability and can be copolymerized with vinyl monomer A in the production of rubber-reinforced copolymers, thus achieving extremely excellent polymerization stability and mechanical stability.
  • the macromonomer is a polymer compound having a hydrophobic part, a salt of a carboxyl group in which the hydrophilic group is a weak acid. In coagulation and recovery by precipitation or acid precipitation, the amount mixed into the wastewater is extremely small, and the load on the wastewater can be significantly reduced.
  • Bull monomer B used in the production of macromonomer is a mixture of two or more bullet monomers, including at least a hydrophobic monomer and a monomer having a carboxyl group: a It is.
  • the hydrophobic single H is a monomer having a solubility in water at 20 ° C. of 2% by mass or less.
  • the proportion of the vinyl monomer having a hydrogen atom at the ⁇ -position of the vinyl group in the vinyl monomer ⁇ affects the yield of the macromonomer and the copolymerization reaction between the macromonomer and the vinyl monomer ⁇ . give.
  • the ratio of the vinyl monomer having a hydrogen atom at the ⁇ -position of the vinyl group among the vinyl monomers contained in the vinyl monofibrid B was 20%. It is preferably at least 30 mol%, more preferably at least 30 mol%. In the polymerization at a high temperature of 150 ° C. or higher, if the proportion of the vinyl monomer having no hydrogen atom at the ⁇ -position is too high, the yield may be low due to its depolymerization property.
  • Examples of the vinyl monomer having a hydrogen atom at the ⁇ -position of the butyl group include an acrylyl monomer having an atalyloyl group, acrylonitrile, styrene, and butyl acetate.
  • acrylic monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, acrylyl acrylate,
  • acrylic acid esters such as decyl acrylate, hexyl acrylate, isoboryl acrylate, benzyl acrylate, 2-hydroxyl acrylate, 2-hydroxypropyl atalinoleate, and acrylic acid.
  • Examples of the vinyl monomer having no hydrogen atom at the ⁇ - position of the vinyl group include a methacrylic monomer having a methacryloyl group, ⁇ -methylacrylonitrile, and ⁇ -methylstyrene.
  • Specific examples of the methacrylic monomer include methyl methacrylate, methyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, radiacryl methacrylate, methacrylic acid.
  • Examples include methacrylic acid esters such as decyl acid, cyclic hexyl methacrylate, isopournyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-hydroxyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, and methacrylic acid.
  • methacrylic acid esters such as decyl acid, cyclic hexyl methacrylate, isopournyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-hydroxyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, and methacrylic acid.
  • the ratio of the butyl monomer having no hydrogen atom at the ⁇ -position of the vinyl group is 50%. is preferably not more than mole%, more preferably 3 0 mole 0/0 or less.
  • the molecular weight distribution of the copolymer is narrow and it is preferable that the proportion of the copolymer being a block polymer with Bull monomer A is higher, vinyl having no hydrogen atom at the ⁇ -position of the vinyl group
  • the ratio of the monomer is 30 mol. / 0 or more, more preferably 50 mol% or more.
  • the proportion of the one having a hydrogen atom at the ⁇ '-position of the bull group contained in the bull monomer ⁇ is 20 to 100 moles. . It can be adjusted in the range of / 0 .
  • Bull monomer ⁇ contains a hydrophobic monomer having a solubility in water at 20 ° C of 2% by mass or less as an essential component, and its ratio is 3% based on the total amount of Bull monomer B. It is preferably from 0 to 90% by mass, and more preferably from 40 to 80% by mass. / 0 . When the amount is less than 30% by mass, the ability of the macromonomer to be adsorbed on the polymer particles or to form a hydrophobic field is insufficient, and the polymerization stability during production of the rubber-reinforced polymer may be reduced. If the content exceeds 90% by mass, the hydrophobicity of the macromonomer becomes too high, so that the stabilizing effect of the polymer particles is reduced and the polymerization stability may be reduced.
  • the hydrophobic monomer may contain 5 to 100% by mass, based on the total hydrophobic monomer, of a monomer having a solubility in water at 20 ° C of 0.5% by mass or less. More preferably, the content is 20 to 100% by mass. Inclusion of highly hydrophobic monomers enhances the adsorption performance of macromonomers to polymer particles, and improves the reaction rate with vinyl monomer A, resulting in excellent polymerization stability and mechanical stability Property is obtained.
  • Monomers having a solubility in water at 20 ° C of 0.5% by mass or less include propyl methacrylate, butyl (meth) acrylate, isoptyl (meth) acrylate, and 2-ethyl (meth) acrylate.
  • hydrophobic aromatic vinyl compounds such as hydrophobic (meth) acrylates, styrene, and o-methylstyrene.
  • styrene when styrene is used, its content is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less, based on the total amount of Bull monomer B. More preferably, there is. If the content exceeds 30% by mass, the copolymerization rate between the macromonomer and vinyl single: S-form A may decrease, and the reaction rate between the macromonomer and the vinyl monomer A may decrease.
  • the vinyl monomer B contains a monomer having a carboxyl group to introduce a carboxyl group into the macromonomer.
  • Examples of the monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, vinyl acetic acid, acryloxypropionic acid, ⁇ -carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate, and monohydroxyxyl phthalate (meth) phthalate.
  • Unsaturated monobasic acids such as monohydroxystyl (meth) acrylate, succinate dimer, and unsaturated dibasic acids such as maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, and cyclohexanedicarboxylic acid
  • an unsaturated acid anhydride which forms a carboxyl group by hydrolysis of maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or the like can also be mentioned.
  • methacrylic acid is used instead of acrylic acid
  • the terminal unsaturation exists on the polymer particle surface because X bonded to the terminal unsaturated bond of the macromonomer becomes a group derived from the hydrophobic monomer. The probability of doing so increases. As a result, the reaction rate of the macromonomer is increased, and the polymerization stability and mechanical stability are further improved. Therefore, it is preferable to mainly use methacrylic acid as the monomer having a carboxyl group. Further, the use of methacrylic acid is preferred because the resulting rubber-reinforced copolymer has improved thermal stability and a small change in color tone due to molding temperature.
  • Examples of a method of introducing a carboxyl group into a macromonomer include a method of introducing a carboxyl group by hydrolyzing a macromonomer copolymerized with (meth) acrylic acid ester, and a method of introducing a carboxyl group into a macromonomer copolymerized with a monomer having a hydroxyl group.
  • a method of introducing a carboxyl group after the production of a macromonomer such as a method of introducing a carboxyl group by reacting an acid anhydride, may be used. Only when these methods are used, the monomer having a carboxyl group may not be contained in the vinyl monomer.
  • the weight average molecular weight of the macromonomer is preferably from 500 to 500,000, more preferably from 100 to 300,000, and still more preferably from 1500 to 20000.
  • the amount of the carboxyl group introduced into the macromonomer is preferably from 2.0 me qZg to 8.
  • Ome q / g (the number of millimo 1 per g of macromonomer) before neutralization, and more preferably f 3.
  • the carboxyl group introduced into the macromonomer is neutralized by the alkali.
  • the alkali compound include hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, ammonia, triethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, and ammonium hydroxide.
  • An amine compound such as ruphorin can be used.
  • Alkali metal hydroxides, which are likely to have good polymerization stability and mechanical stability and have no volatility, are preferable, and potassium hydroxide is particularly preferable.
  • the neutralization of the macromonomer with an alkali may be partial neutralization. A preferred neutralization ratio is 50 to 100%. The neutralization ratio of 100% includes the case where the alkali is present in excess D
  • the macromonomer is obtained by polymerizing the above bullet monomer B at a temperature of 150 to 350 ° C.
  • the polymerization temperature is preferably from 180 to 320 ° C, more preferably from 190 to 290 ° C.
  • Any known method can be employed for the polymerization. Bulk polymerization and solution polymerization are preferred methods because macromonomers can be efficiently produced. Any of batch polymerization, continuous polymerization, and semi-batch polymerization (a polymerization method in which the raw material is supplied continuously but the reaction solution is not continuously withdrawn) can be used. Continuous polymerization is a preferred method because the molecular weight distribution is narrow and tends to become narrow, and continuous polymerization using a stirred tank reactor is particularly preferred.
  • the macromonomer is obtained as a mixture with a polymer having no terminal unsaturated bond, that is, as a macromonomer composition. It is substantially impossible to remove only the macromonomer from the macromonomer composition, and the macromonomer composition will be used as the emulsifier.
  • the macromonomer content in the macromonomer composition is preferably 50% by mass or more, and 75% by mass, in order to enhance polymerization stability and mechanical stability and reduce the drainage load at the time of recovery. /. The above is more preferable.
  • a known radical polymerization initiator can be used.
  • Specific examples include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl orthochloroperoxide, benzoyl orthomethoxy, 3,5,5-trimethylhexanoylperoxide, t-butylperoxy1-2-ethylethylhexanoetritol.
  • Organic peroxides such as di-t-butyl peroxyside, t-butyl butane and xypivalate; azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexacarbonitrile, azobis (2,4-dimethylpareronitrile) And persulfide compounds such as persulfuric acid lime.
  • the macromonomer composition is prepared based on the amount of the polymerization reaction solution in the production of the macromonomer composition, and the total concentration of the monomer and the polymer produced by the polymerization of the monomer (hereinafter, referred to as “monomer”)
  • the concentration is preferably 50 to 100 Tfi%. Good. Further, the concentration is more preferably 60 to 100% by mass 0 / o, and still more preferably 70 to 100% by mass. This is because the production efficiency of the macromonomer is good and the content of the macromonomer in the obtained macromonomer composition is high.
  • a major component of the components other than the monomer and the polymer formed by the polymerization of the monomer is a solvent.
  • the preferred amount of the solvent used in the production of the macromonomer is 0 to 50% by mass.
  • the solvent is preferably one that dissolves each of the above monomers and does not precipitate the produced polymer.
  • Specific examples include aromatic alcohols such as benzyl alcohol, aliphatic alcohols such as isopropanol and butanol, ethylene glycol monoalkyl ethers such as methyl sorb and butyl sorb, and diethylene glycol monoalkyl ether such as carbitol.
  • ethylene glycol dialkyl ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, and diglycol alkyl ethers such as diglycol methyl ether.
  • the macromonomer contained in the macromonomer composition produced by the above method is said to have extremely low polymerizability of the macromonomer alone and excellent radical copolymerizability with other general vinyl monomers. Has performance. Therefore, when the neutralized product of this macromonomer is used as an emulsifier, it is efficiently copolymerized with the vinyl monomer A that forms polymer particles, and the charge derived from the neutralized carboxyl group and the three-dimensional structure of the macromonomer single chain are obtained. Due to the repulsion, extremely stable polymer particles are formed. Therefore, the macromonomer can provide excellent polymerization stability and mechanical stability even with a small amount of use.
  • the polymer is a vinyl monomer polymer containing a hydrophobic monomer, so that the amount of emulsifier mixed in the wastewater during coagulation and recovery is extremely small, that is, the load on the wastewater is greatly reduced. Can be done. Furthermore, compared to conventional emulsifiers, the amount used may be smaller, and since it is a polymer of a vinyl monomer containing a hydrophobic monomer, the thermoplastic resin containing the produced rubber-reinforced copolymer may be used. In addition, the quality such as impact resistance, surface gloss, heat resistance, and color tone is extremely good, and it is also possible to reduce contamination and corrosion of the mold due to resin.
  • the rubbery polymer latex used in the present invention can be used without any particular limitation as long as it has been conventionally used for producing a rubber-reinforced copolymer.
  • the rubber-like polymer raw material monomer that forms latex include gens such as butadiene, isoprene, and chloroprene, and carbon atoms of 2 to 1 such as ethyl acrylate, butyl acrylate, and octyl acrylate. And alkyl acrylate having 0 alkyl group.
  • the rubber-like polymer examples include homopolymers and copolymers of a rubber-like polymer raw material monomer, and other vinyl monomers copolymerizable with a rubber-like polymer raw material monomer (hereinafter, referred to as “polymers”). And vinyl monomer C.).
  • the glass transition temperature of the rubbery polymer is preferably 1 ° C or lower, more preferably 0 ° C or lower. There is no particular lower limit on the glass transition temperature of the rubbery polymer, but the lower limit of the temperature which can be produced from commonly available raw materials is about 11 ° C.
  • Examples of the copolymerizable vinyl monomer C include an alkyl group having about 1 to 5 carbon atoms such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate.
  • (Meth) Alkyl acrylates aromatic vinyl compounds such as styrene and a-methynolestyrene, vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile, and carboxylic acid compounds such as acrylic acid and methacrylic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Also, a polyfunctional bier monomer can be used in combination.
  • Use of a polyfunctional vinyl monomer facilitates crosslinking of the rubber-like polymer and a graft reaction between the rubber-like polymer and the vinyl monomer A, and the impact resistance of the obtained rubber-reinforced copolymer is improved. Can be improved.
  • the rubbery polymer may or may not be cross-linked by a cross-linking agent. Further, a plurality of rubbery polymers may be used in combination as needed.
  • emulsifier used for the rubber-like polymer latex a known emulsifier capable of obtaining the polymerization stability and mechanical stability of the latex can be used.
  • anionic emulsifiers such as rosin acid, fatty acid, dialkyl sulfosuccinic acid, alkyl sulfate, alkyl benzene sulfonic acid, alkyl diphenyl ether disulfonic acid, etc.
  • anionic emulsifiers, and nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene alkyl ether. Agents and the like can be used.
  • the above-described neutralized macromonomer can also be used.
  • the average particle diameter of the rubber-like polymer latex depends on the type of the resin to be modified in which the rubber-reinforced copolymer is mixed, the mixing ratio, and the application, but the impact resistance of the rubber-reinforced copolymer is imparted. It is preferably from 30 to 900 nm, more preferably from 50 to 500 nm, from the viewpoint of ability.
  • a rubber-reinforced polymer is produced by emulsion-polymerizing a single butyl S-body A in an aqueous medium in the presence of the neutralized macromonomer and the rubber-like polymer latex.
  • R solid content of rubbery polymer latex
  • A vinyl simple S-form A
  • R + A- 100 parts by mass
  • R is preferably in the range of 5 to 90 parts by mass, more preferably 10 to 80 parts by mass, whereby the balance between impact resistance and moldability is good.
  • the range is preferably from 10 parts by mass to 10 parts by mass, more preferably from 0.05 to 5 parts by mass, and still more preferably from 0.1 to 2 parts by mass.
  • the graft ratio is a numerical value representing the amount of the vinyl monomer A grafted to R with respect to R in mass%, and is used for measuring the acetone-insoluble content of the obtained rubber-reinforced copolymer. Measured by the method.
  • the graft rate is arbitrarily adjusted according to the purpose and application of the rubber-reinforced copolymer, but in general, if the graft rate is too low, the impact resistance and thermal stability are insufficient. .
  • the method of charging the neutralized macromonomer is not particularly limited. For example, (a) a method in which the entire amount is charged into a reactor before the polymerization of the vinyl monomer A is started, (a) vinyl monomer A method in which a part is charged into a reactor before the polymerization of isomer A is started, and the remainder is charged in a divided or continuous manner during polymerization of vinyl monomer A. (c) Bull monomer A It is possible to select the method of starting the charging of the macromonomer neutralized product in accordance with the timing at which the polymerization of the polymer starts, and dividing or continuously charging the macromonomer A in accordance with the progress of the polymerization of the butyl monomer A.
  • vinyl monomer A examples include an aromatic butyl compound, a cyanide butyl compound, an alkyl (meth) acrylate, and other copolymerizable butyl monomers. These bullet monomers can be used in various ratios depending on the purpose as described below.
  • examples of the aromatic vinyl compound include styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methynolestyrene, t-butylstyrene, ⁇ -methyl'styrene, 1,1-diphenylenestyrene, and ⁇ .
  • the amount of the aromatic vinyl compound is usually in Bulle monomer Alpha, 0-1 0 0% by weight, preferably from 3 0 to 1 0 0 mass 0/0. When an aromatic vinyl compound is used, moldability can be improved.
  • Examples of the vinyl cyanide compound include acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • the amount of the cyanide butyl compound to be used is generally 0 to 70% by mass, preferably 10 to 50% by mass, in the vinyl monomer A.
  • the use of a cyanide butyl compound improves chemical resistance, impact resistance, compatibility with a polymer having a low polarity, and the like. If it exceeds 70% by mass, the color tone may be reduced.
  • alkyl (meth) acrylate an ester of (meth) acrylic acid and a monohydric alcohol having 1 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 8 carbon atoms is suitable.
  • the amount of the alkyl (meth) acrylate to be used is generally 0 to 100% by mass, preferably 30 to 100% by mass, in the butyl monomer A.
  • Use of the alkyl (meth) acrylate improves chemical resistance, weather resistance, compatibility with a polymer having polarity, and the like.
  • copolymerizable vinyl monomers that can be used as a component of the vinyl monomer A include (meth) ataryl acid; unsaturated acid anhydrides such as ice-free maleic acid, itaconic anhydride, and citraconic anhydride; N, N-methylmaleimide, N-butylmaleimide, N— (D-methyl ⁇ - or —unsaturated dicarboxylic acid imide compounds such as maleimide, N-phenyinoleimide, N-cyclohexynolemate, etc., as well as glycidyl methacrylate and arylglycidyl Epoxy group-containing monomers such as monoter; amide group-containing monomers such as acrylamide and methacrylamide; amino-group-containing monomers such as acrylamine, aminomethyl methacrylate, aminoamino methacrylate, and aminopropyl methacrylate; 3-Hydroxy-1-propene, 4-Hydroxy-1-butene
  • the amount of the other copolymerizable bullet monomer to be used is usually 0 to 70% by mass, preferably 0 to 60% by mass in the vinyl monomer A. These copolymerizable vinyl monomers are used for imparting special properties to the rubber-reinforced rubber copolymer. If the amount used exceeds 70% by mass, the effects of the above-mentioned monomers are reduced, which is not preferable.
  • emulsion polymerization method for obtaining a rubber-reinforced copolymer a known method can be used.
  • the polymerization initiator that can be used in the emulsion polymerization for obtaining the rubber-reinforced copolymer include water-soluble polymerization initiators such as sodium persulfate, persulfuric acid realm, ammonium persulfate, and hydrogen peroxide; Oil-soluble polymerization initiators such as peroxy peroxides, cumene hydroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, 2,2'-azobisisobutyronitrile, Redox polymerization initiators in combination with a reducing agent such as an acid formulation, an (iso) ascorbic acid formulation, or a sulfoxylate formulation, and the like can be used alone or in combination.
  • a reducing agent such as an acid formulation, an (iso) ascorbic acid formulation, or
  • a molecular weight modifier and an electrolyte can be used during emulsion polymerization.
  • molecular weight regulators include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrabromide, n-hexylmercaptan, n-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan, t-dodecylmercaptan, and thioglycolic acid.
  • any of the mercaptans, xanthogens such as dimethyl xanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide, terpinolene, ⁇ -methylstyrene dimer, etc., all used in ordinary emulsion polymerization can be used.
  • the electrolyte potassium sulfate, potassium carbonate, sodium carbonate, hydroxylated water, sodium bicarbonate, potassium phosphate and the like can be used.
  • the electrolyte controls the ⁇ ⁇ of the reaction solution, and controls the ⁇ of the resulting emulsion particles. Used for such purposes. Control of the pH of the reaction solution leads to control of the polymerization rate.
  • the present invention uses the above-mentioned neutralized macromonomer as an emulsifier, but it does not adversely affect the polymerization stability, the drainage load during recovery, and the properties of the obtained rubber-reinforced polymer. May be used in combination.
  • Other emulsifiers include anionic emulsifiers, such as rosin acids, fatty acids, dialkyl sulfosuccinic acids, alkyl sulfates, alkyl benzene sulfonic acids, and alkyl diphenyl ether disulfonic acids.
  • Nonionic emulsifiers such as oxyethylene alkyl ether can be used.
  • a method of emulsion-polymerizing vinyl monomer A in the presence of a rubber-like polymer latex for example, (1) charging the entire amount of butyl monomer A into a reactor in which a rubber-like polymer latex is present (2) First, a part of the bullet monomer A is charged and polymerized, and then the remaining bullet monomer A is batch charged and polymerized. (3) First, the vinyl monomer A is polymerized. There is a method in which after partially charging and polymerizing, the remaining monomer B is divided or continuously charged and polymerized.
  • Bull monomer A can be charged in a state of being emulsified in water using a neutralized macromonomer or another emulsifier. It is also possible to charge only a part of the vinyl monomer component constituting the vinyl monomer A by emulsifying it, and to charge the other monomer components without emulsifying.
  • the method of emulsifying and supplying the Bull monomer A in advance is based on the fact that the vinyl monomer A added to the reactor is rapidly dispersed in the reaction solution, and the speed of absorption into the polymer particles is increased. It is preferable because the polymerization stability is further improved and the graft ratio is easily improved.
  • the properties of the rubber-reinforced polymer are determined not only by the type of the rubber-like polymer latex and the vinyl monomer A, the ratio of the rubber-like polymer to the vinyl monomer A, but also by the molecular weight and molecular weight, depending on the choice of emulsion polymerization formulation. It can also be adjusted by controlling the distribution and the rate of the graph.
  • polymerization can be performed stably under a wider range of conditions than when a conventional emulsifier is used.
  • the present invention not only provides a more stable method for producing a rubber-reinforced copolymer, but also makes it possible to adjust the performance of the rubber-reinforced copolymer over a wider range than before.
  • the rubber-reinforced copolymer can be used over a wider range.
  • the produced rubber-reinforced copolymer is present as a solid component in the latex.
  • the rubber-reinforced copolymer is a macromonomer, a rubber-like polymer, and a single unit. This is a composition containing a mixture of copolymers that are mixed together, a copolymer in which the two components are chemically bonded, a polymer of vinyl monomer A, an unreacted macromonomer, and an unreacted rubbery polymer. is there.
  • the form of use of the rubber-reinforced copolymer can be appropriately selected depending on the purpose of use, and may be the latex obtained by emulsion polymerization, or may be a solid in which only solid components are recovered from latex, or a solid from latex. It may be further purified after only the components are recovered.
  • the rubber-reinforced copolymer of the present invention is a thermoplastic polymer composition that can be used alone as a molding material such as ABS resin, MBS resin, and AAS resin.
  • Styrene resins such as ABS resin, MBS resin, AAS resin, AES resin, HIPS, AS resin, MS resin, polyamides such as nylon 6, nylon 6, 6, nylon 4, 6, polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene Polyester such as terephthalate, aromatic polycarbonate, PPS resin, liquid crystal polyester resin, polyarylate resin, polysulfone resin, PVC resin, styrene-maleic anhydride copolymer, maleimide copolymer and other polymers It can also be used as a blended thermoplastic polymer composition.
  • the thermoplastic polymer composition described above not only has good performance as a main material of the molding material, but also has an impact resistance modifier and a processing aid (an additive for improving the processability during molding). It can also be used as a compatibilizer.
  • thermoplastic polymer composition and the resin composition containing the thermoplastic polymer composition as an impact resistance modifier, an auxiliary agent, and a compatibilizer are known antistatic agents, Fibers, coupling agents, antibacterial agents, fungicides, flame retardants, flame retardant aids, antioxidants, weather (light) improvers, plasticizers, colorants (pigments, dyes, etc.), lubricants, metal powders And the like may be blended.
  • thermoplastic polymer composition and a resin composition containing the thermoplastic polymer composition as an impact modifier, a processing aid, and a compatibilizer, blending the above additives as necessary, It can be prepared by kneading each component using various extruders, Banbury mixers, kneaders, rolls and the like.
  • a preferred production method is a method using an extruder.
  • the components When kneading the components, the components may be kneaded at once, or may be kneaded by a multi-stage addition method.
  • the composition thus obtained is subjected to various molding processes such as injection molding, sheet extrusion, vacuum molding, heterogeneous molding, foam molding, injection press, gas assist molding, press molding, orifice molding. It can be formed into a product.
  • molded products obtained by the above molding method can be used for televisions, Appliances, refrigerators, calculators, air conditioners, lighting equipment, rice cookers, telephones and other home appliances, light electrical appliances, computers, copiers, OA equipment such as facsimile machines, office equipment, automotive interior and exterior parts, motorcycle parts, various types Leisure goods, toys, extruded sheets, pipe products, building materials parts, machinery 'tool parts, industrial equipment' parts, medical equipment, food containers, stationery, daily necessities, pachinko machines, game machine parts such as family computers, etc. Used for Example
  • I B M A Isobutyl methacrylate (isobutyl methacrylate)
  • I B A Isobutyl acrylate (isobutyl acrylate)
  • a 500 ml pressurized stirred tank reactor equipped with a heating device using hot oil was filled with ethyl 3-ethoxypropionate.
  • the reactor was heated to about 250 ° C, and the pressure inside the reactor was set to a value equal to or higher than the vapor pressure of ethyl 3-ethoxypropionate by a pressure regulator.
  • MMA methyl methacrylate
  • CHA cyclohexyl acrylate
  • AA acrylic acid
  • DTBP di-t-butyl peroxy 0.1 part of a side
  • the temperature in the reactor (polymerization temperature) was maintained at 230 ⁇ 2 ° C.
  • the reaction liquid extracted from the outlet of the reactor was introduced into a thin film evaporator to remove volatile components such as unreacted monomers in the reaction liquid, thereby obtaining a macromonomer composition.
  • sampling of the macromonomer composition Ml was started from the outlet of the thin film evaporator, and sampling was performed for 60 minutes.
  • the average molecular weight of the macromonomer composition Ml was measured by gel permeation chromatography using a tetrahydrofuran solvent (hereinafter referred to as GPC).
  • GPC tetrahydrofuran solvent
  • the macromonomer composition Ml had a number average molecular weight (hereinafter, referred to as Mn) of 265 and a weight average molecular weight (hereinafter, referred to as Mw) of 660.
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • concentration of the terminal ethylenically unsaturated bond contained in the macromonomer composition Ml was measured by a nuclear magnetic resonance spectrum (hereinafter, referred to as “11-NMR”).
  • the introduction ratio of terminal ethylenically unsaturated bonds (hereinafter referred to as F value) of the macromonomer composition Ml derived from the number average molecular weight and the concentration of terminal ethylenically unsaturated bonds was 95%.
  • Table 1 shows the types and amounts of monomers, reaction temperatures, and evaluation results of Ml.
  • a macromonomer composition was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the type and amount of the monomer and the reaction temperature were changed as shown in Table 1, and the Mw, Mn and F values were analyzed. Table 1 shows the results.
  • Production Example 9 Production of an aqueous solution of macromonomer composition M1 having a hydroxylating power neutralized product M1K
  • the macromonomer composition M1 obtained in Production Example 1 was dissolved in an aqueous hydroxylating power solution.
  • the mixture was filtered through a 200 mesh PE (polyethylene) net.
  • a macromonomer composition M adjusted to pH 8 and a solid content of 30% by adding an appropriate amount of aqueous solution of water and water to the filtrate.
  • An aqueous solution of Ml K, a neutralization product of the hydroxylating power of 1 was obtained.
  • a rubber-reinforced copolymer latex A1 was produced. Details are described below.
  • a flask reactor equipped with a stirrer, thermometer and reflux condenser 4.17 parts of an aqueous solution of Ml (1.25 parts as solids), 139 parts of water, LX— Polybutadiene latex for ABS resin (rubber-like polymer latex), solid content 53.8%) 74.35 parts (40.0 parts as solid content), and Elbit N (Fuji 1 part of sodium erythorbate (manufactured by Sawa Pharmaceutical Co., Ltd.) was charged, and the temperature inside the reactor was raised to 70 ° C. under stirring and a nitrogen atmosphere.
  • Example 2 Except that the type of the emulsifier was changed as shown in Table 2, the same operation as in Example 1 was performed to produce rubber-reinforced copolymer latexes A2 to A8. In each case, the polymerization proceeded stably, the filterability was very good, and the amount of aggregates attached to the wall of the flask was small. The aggregate amount, solid content, pH, and average particle diameter were measured in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the recipes and results. (Table 2)
  • Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that no emulsifier was used, and an attempt was made to produce latex B1 of a rubber-reinforced copolymer. Aggregate generation was confirmed immediately after the supply of the AN / St mixed solution was started. After 30 minutes of supply, a large amount of aggregates made it difficult to stir, so supply was stopped and production was stopped. Table 3 shows the results of the prescription. (Table 3)
  • Example 2 The same operation as in Example 1 was performed except that the emulsifier was changed to NlK, and an attempt was made to produce a rubber-reinforced copolymer latex B2. About 60 after starting supply of AN / St mixture The production of agglomerates became remarkable within a minute, and about 90 minutes after the start of the supply, stirring became difficult due to the large amount of agglomerates. Therefore, the supply was stopped and the production was stopped. Table 3 shows the recipes and results.
  • Example 2 The same operation as in Example 1 was performed except that the emulsifier was changed to AQUALON HS_10 (a reactive sulfonate emulsifier having a repeating unit of polyethylene oxide units of 10 manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). An attempt was made to produce rubber-reinforced copolymer latex B3. Approximately 60 minutes after the start of the supply of the AN / St mixed solution, the formation of aggregates became remarkable, and a large amount of aggregates was confirmed after the completion of the supply. After the completion of the supply, when perbutyl H and perrbit N were added, the production was stopped because the entire content was aggregated. Table 3 shows the results of the prescription. (Production Examples 18 to 22: Production of Macromonomer Compositions M9 to M13)
  • a macromonomer composition was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the type and amount of the monomer and the reaction temperature were changed as shown in Table 4, and the Mw, Mn and F values were analyzed. Table 4 shows the results.
  • a rubber reinforced copolymer latex A9 was prepared. Details are described below. M3K aqueous solution 3.33 parts (1 part as solid content), water 30 parts, 10% 0.28 parts of aqueous potassium hydroxide, 30 parts of AN, 70 parts of St, and Parkmill H (manufactured by NOF Co., Ltd., content of cumene high dropperoxide 80%) 0.6 3 parts were stirred with a homomixer to give An emulsion of the polymer mixture was prepared. This monomer emulsion was stable and did not separate during the production of the rubber-reinforced copolymer latex.
  • the obtained latex was subjected to the same operation as in Example 1 to obtain? Aggregate content, solids, pH, and average particle size were evaluated. Table 5 shows the prescriptions charged and the evaluation results of this example.
  • Example 9 The same operation as in Example 9 was carried out except that the type of the emulsifier was changed as shown in Table 5, to produce rubber-reinforced copolymer latexes A10 to A14 and comparative latex B4. In each case, the polymerization proceeded stably, and the filterability was very good. A10 to A14 also had a small amount of aggregates attached to the flask wall and thermometer, but B4 attached compared to A10 to 14; I got it. The aggregate amount, solid content, pH, and average particle size were measured in the same manner as in Example 1. Table 5 shows the formulation and results.
  • HERBIT N After the continuous addition of HERBIT N was completed, the temperature in the reactor was raised to 80 ° C, and 1.67 parts of an aqueous solution of M2K (0.1% as solid content) 5 parts) diluted with 2 parts of water, and 5 minutes later, 0.5 parts of a 1% by mass aqueous solution of ferrous sulfate heptahydrate was added, and 5 minutes later, AN6.75 was added. Parts, St15.75 parts and Parkmill H0.15 parts, intermittent dropping of the monomer mixture, and 8 mass of Elbit N. A continuous drop of 7.5 parts of the / 0 aqueous solution was started.
  • the monomer mixture was added dropwise over 60 minutes, and the erbit N aqueous solution was added dropwise over 90 minutes to perform the second stage polymerization.
  • the total of 0.3 parts of t-dodecyl mercaptan was added.
  • 0.3 parts of water was used as washing water.
  • the internal solution temperature was controlled at 80 ° C. 10 minutes after the end of continuous dropping of Elbit N, 0.05 parts of Park Mill H. was added. At this time, 0.3 parts of washing water was used.
  • the mixture was cooled to room temperature to obtain a rubber-reinforced copolymer latex A15. The polymerization proceeded stably, and no significant aggregates were observed in the reactor during the production.
  • the obtained latex was evaluated in the same manner as in Example 1 for the amount of aggregates, solid content, pH, and average particle size.
  • Table 6 shows the evaluation results of the prescription prepared in this example. (Table 6)
  • Example 15 The same operation as in Example 15 was performed except that the type of the emulsifier was changed as shown in Table 6, to produce a rubber-reinforced copolymer latex A16 to A17 and a comparative latex B5. .
  • polymerization proceeded stably.
  • Al 6 to A17 had good filterability, and the amount of aggregates attached to the flask wall and the thermometer was small, but in B5, a large amount of small aggregates was generated and the filter cloth was immediately visible. It could not be filtered due to clogging.
  • the aggregate amount, solid content, pH, and average particle size were measured in the same manner as in Example 1. However, since B5 could not be filtered, the amount of aggregates could not be measured. Other evaluation items were also evaluated using unfiltered latex. Table 6 shows the results of the prescription.
  • the polymer composition N2 produced in this production example has the same monomer composition as the macromonomer composition M3, is produced by ordinary radical solution polymerization, and has a molecular weight of a mercaptan compound which is a chain transfer agent. It has been adjusted. In other words, it is a polymer composition having the same composition as M3 and having no unsaturated bond at the terminal (not a macromonomer).
  • the macromonomer composition Ml 4 was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the type and amount of the monomer were changed to 5 parts of MMA1, 50 parts of IB A, and 35 parts of MAA, and the reaction temperature was changed to 210 ° C. Was manufactured. As a result of analyzing the Mw, Mn and F values in the same manner as in Production Example 1, they were 9050, 3880, and 0.92, respectively.
  • a dispersion prepared by dispersing 0.05 part of Park Mill H in 0.15 part of an aqueous solution of an emulsifier adjusted to a solid content of 3% was added.
  • the temperature inside the reactor was controlled to be 80 ° C.
  • the mixture was cooled to room temperature to obtain a rubber-reinforced copolymer latex A18. The polymerization proceeded stably, and no remarkable aggregates were generated in the reactor during the production.
  • the obtained latex was evaluated for the amount of aggregates, solid content, and pH by the same operation as in Example 1.
  • the particle size distribution was measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution meter (MT-300, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and the average particle size (volume basis, median size) and the presence or absence of detection of aggregates of the emulsion particles were evaluated. .
  • MT-300 laser diffraction scattering type particle size distribution meter
  • Example 18 The same operation as in Example 18 was carried out except that the type of the emulsifier was changed as shown in Table 7, Comparative latexes B6 and B7 were produced. In B6, it was visually confirmed that a large amount of aggregates was formed during the polymerization. In the same manner as in Example 18, the amount of aggregates, solid content, pH, average particle size, and the presence or absence of detection of aggregates by a particle size distribution analyzer were evaluated. In addition to the main peak of 1 ⁇ m or less for both B6 and B7, a peak was confirmed at 1 m or more, and it was determined that aggregates were detected by the particle size distribution analyzer. Table 7 shows the prescriptions and the results.
  • the reactor temperature was stabilized at 70 ° C, 0.30 parts of a 1% aqueous solution of ferrous sulfate heptahydrate was added, and 5 minutes later, 25% of the reducing agent aqueous solution prepared above was added.
  • the first stage polymerization was performed by continuous addition in 90 minutes.
  • the temperature in the reactor was controlled to 70 ° C from the start of continuous addition of the reducing agent aqueous solution to 60 minutes, and the temperature was raised to 80 ° C after 60 minutes.
  • 0.30 part of a 1% aqueous solution of ferrous sulfate heptahydrate was additionally added 80 minutes after the continuous addition of the reducing agent aqueous solution was started, and 10 minutes later, the previously adjusted simple water was added.
  • Latex A 19 was evaluated in the same manner as in Example 18 for the amount of aggregates, solid content, pH, average particle size, and the presence or absence of detection of aggregates by a particle size distribution analyzer. As a result of particle size distribution measurement, only one peak of 1 ⁇ m or less was confirmed, and no distribution was observed in a region exceeding 1 ⁇ m (see Fig. 1). Therefore, it was determined that there was no aggregation of the emulsion particles.
  • the solid line shows the particle size distribution of latex A19
  • the dashed line shows the particle size distribution of rubber polymer latex (LX-11A2) used as a raw material.
  • the solution was centrifuged at 100 rpm for 20 minutes, the supernatant was removed, the entire amount of the precipitate was recovered, and the precipitate was dried at 150 ° C. for 30 minutes. Mass per minute: Y g) was measured.
  • the graph ratio was calculated by substituting X, Y, and the rubber fraction ( ⁇ ) in the rubber reinforced copolymer into the following formula.
  • the rubber fraction is a ratio of the rubbery polymer based on the rubber reinforced copolymer.
  • a rubber-reinforced copolymer latex A20 was produced and evaluated in the same manner as in Example 19, except that the type of the emulsifier was changed to M14K. The polymerization proceeded stably, and no significant aggregates were found in the reactor during the production. In addition, as a result of the particle size distribution measurement, only one peak of 1 ⁇ m or less was confirmed, and it was determined that no aggregate was detected by the particle size distribution meter. Table 8 shows the prescriptions and evaluation results.
  • the type of emulsifier was changed to Pandis G-25K (manufactured by Harima Kasei Co., Ltd., a dispersed rosin power rimstone, a 25% aqueous solution of solid content), and the amount of emulsifier was used as 1.5 parts as solid content. Except for the change, the same operation as in Example 19 was performed to produce and evaluate a comparative latex B8. It was visually confirmed that a large amount of aggregates were formed during the polymerization. As a result of particle size distribution measurement, 1 In addition to the main peak at ⁇ m or less, a peak was observed at 1 m or more, and it was determined that coagulated matter was detected by the particle size distribution analyzer. Table 8 shows the prescriptions charged and the evaluation results.
  • Example 1 Except that the type of emulsifier was changed to KS soap (Kao Corporation, potassium stone of semi-hardened tallow fatty acid, solid content 90% flake), and the amount used was changed to 1.5 parts as solid content. The same operation as in 9 was performed to produce and evaluate a comparative latex B9. The polymerization proceeded stably, and no significant aggregates were observed in the reactor during the production. However, as a result of particle size distribution measurement, in addition to the main peak at 1 ⁇ m or less, a peak was also observed in the region (fe / im to 10 / im) exceeding 1 zm (see FIG. 2). Therefore, it was determined that the emulsion particles were aggregated. In FIG. 2, the solid line shows the particle size distribution of latex B9, and the dashed line shows the particle size distribution of rubbery polymer latex (LX-11A2) used as a raw material. Table 8 shows the prescriptions charged and the evaluation results.
  • KS soap Kao Corporation, potassium stone of semi-hardened
  • Example 19 The same operation as in Example 19 was carried out except that the use of 0.5 part of HS_10 as a solid content as an emulsifier was carried out, to produce and evaluate a comparative latex B1 °.
  • the polymerization proceeded stably, and no significant aggregates were observed in the reactor during the production.
  • the particle size distribution measurement only one peak of 1 m or less was confirmed, and it was determined that no aggregate was detected by the particle size distribution meter.
  • Table 8 shows the prescriptions charged and the evaluation results.
  • thermoplastic copolymer composition (Example 21: Preparation and evaluation of a thermoplastic copolymer composition)
  • Rubber-reinforced copolymer latex A19 was heated to 70 ° C, and 0.5% (based on the solid content of latex) of AO-50 (Asahi Denka, anti-aging agent) was added and mixed. The same amount of 1.5% aqueous sulfuric acid solution was added, and the mixture was further coagulated by heating to 70 ° C. The coagulated product was collected, thoroughly washed with 70 ° C hot water, and dried at 80 ° C for 16 hours to obtain a powdery rubber-reinforced copolymer A19.
  • AO-50 Alka, anti-aging agent
  • This pellet was produced by an injection molding machine (Meiki Seisakusho ⁇ -5OA-II-DM) under the conditions of a cylinder temperature of 200 ° C and a mold temperature of 80 ° C according to the following various test methods. Using a test piece, The following (3), (4) and (5) were evaluated. The evaluation conditions for each test are described below. Table 9 shows the results.
  • the measurement was performed under the conditions of 220 ° C. and 10 kg, and the result was indicated by the number of g of the effluent for 10 minutes.
  • the unit is gZlO min.
  • the tensile strength (N / nim2) and elongation at break (%) were measured according to the method of JIS K7161. W
  • Example 9 As shown in Table 9, the same operation as in Example 21 was performed, except that the type of the rubber-reinforced copolymer latex used was changed, to thereby obtain a thermosetting resin composition C2 and a comparative composition C3. The pellet was obtained. Under the same conditions as in Example 21, the physical properties of C 2 and C 3 were evaluated. Table 9 shows the results. Industrial applicability
  • the produced rubber-reinforced copolymer latex has good mechanical stability and good coagulability during acid precipitation or salting-out, and the rubber-reinforced copolymer latex is separated from the rubber-reinforced copolymer latex.
  • the wastewater pollution load in the recovery process can be reduced.
  • the mature plastic polymer composition using the rubber-reinforced copolymer produced by the production method of the present invention is excellent in quality such as strength, impact resistance, surface gloss, heat resistance, color tone, and the like. It also has the effect of reducing pollution and corrosion.
  • the rubber-reinforced copolymer is useful even if it includes an impact resistance modifier, a processing aid, and a fluidity regulator.

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Description

明 細 書 ゴム強化共重合体の製造方法 技術分野
本発明は、 ゴム強化共重合体すなわちゴム成分が添加されたビニル共重合体組成物また はゴム成分が共重合されたビニル共重合体の製造方法に関する。 詳しくは、 ゴム強化共重 合体、 およびゴム強化共重合体を含有する熱可塑性樹脂の製造における凝集物の発生ゃ棑 水汚染負荷が低減された、 耐衝撃性や成形時の外観性に優れたゴム強化共重合体の製造方 法に関する。 また該製造方法により得られるゴム強化共重合体の利用に関する。 背景技術
ABS樹脂、 MBS樹脂に代表されるゴム強化共重合体の代表的な製造方法としては、 ゴム 状重合体ラテックスの存在下に、 樹脂成分を構成するビニル単量体を乳化重合する方法が ある。 乳化重合法は、 ゴム状重合体ラテックスおよびビュル単量体の種類、 量の調整によ り幅広い共重合体設計が可能であり、 さらに重合操作が容易で、 安全性も高いことから、 工業的にも有用な製造方法として実施されている。 しかし、 乳化重合法においては、 重合 時にラテックス粒子の安定性が不足して凝集物が発生し、 生産性が低下するという問題が 発生しやすい。 つまり、 凝集物を取り除くための濾過作業や、 反応器に付着した凝集物の 除去に時間をかける必要が生じるために生産性が低下することが問題となる。 また、 乳化 重合法では、 反応槽で製造したゴム強化共重合体ラテックスを、 貯蔵槽に送り、 老化防止 剤を添加した後、 さらに凝固櫓に送液するプロセスが一般的である。 従って、 製造された ラテックスの安定性が不足すると、 各槽への送液時に凝集物が生成して配管やポンプの詰 まりを発生させる場合がある。
乳化重合法でゴム強化共重合体を製造する場合に使用する乳化剤としては、 不均化ロジ ンゃ脂肪酸のカリゥム石験がよく知られている。 これら公知の乳化剤は比較的良好な重合 安定性を実現し、かつ酸や塩による凝固性が容易であることから工業的に多用されている。 厳しレ、条件における乳化重合時に発生する凝集物量を低減させ、 生成ラテックスの厳しい 条件における安定性を確保するためには、 これら公知の乳化剤は多量に使用することが一 般的に知られている。 しかしながら、 これらの乳化剤はゴム強化共重合体を含む製品中に このましくない不純物として取り込まれることになるため、 乳化剤量の増加は、 様々な問 題を引き起こす原因となる。 例えば、 榭脂成形時の金型の汚染や腐食をもたらしたり、 最 終成形体の機械的物性の低下、 耐熱性の低下、 熱安定性の低下による色調変化の原因とな る。 また、 透明性ゴム強化共重合体にあっては、 透明性や折り曲げ白化性の低下などの問 題と引き起こす。 さらにまた、 ゴム強化共重合体を凝固、 回収する際に、 排水中にこの乳 化剤が混入することから、 乳化剤量の増加は、 排水処理の時間ゃコス トを増加させるとい う問題も有している。
上記問題点を解決する方法として、特許文献 1にはゴム状重合体ラテックスの存在下に、 ビニル単量体を反応性乳化剤を用いて重合することにより得られるゴム強化共重合体が開 示されている。 しかし、 特許文献 1に開示されている方法を使用した場合においても、 重 合条件によっては、 依然として重合時の凝集物発生量が問題となる場合があり、 さらに反 応性乳化剤に由来して、 樹脂成形時の金型汚染や、 樹脂回収時の排水負荷が問題となる場 合があった。
特許文献 2においては、 反応性乳化剤をエチレンォキサイ ドのモル数が 1 0以下のスル ホン酸塩系反応性乳化剤に限定し、 2価の金属塩を凝固剤として使用することで、 重合時 の凝集物発生量と排水負荷がともに低減できることが報告されているが、 依然として重合 条件によっては凝集物発生量が問題となる場合があった。 またこの乳化剤は依然としてェ チレンォキサイ ド鎮およびスルホン酸基を有するために、 排水負荷の低減が不十分であつ たり、 樹脂成形時の金型汚染、 腐食および、 樹脂の熱安定性や色調などが問題となる場合 があった。
さらにゴム強化共重合体の乳化重合用乳化剤として、 カルボキシル基を有する反応性乳 化剤を使用することが、 特許文献 3および 4に報告されている。 カルボン酸塩系反応性乳 化剤を用いることで、 樹脂の凝固回収が容易となり、 排水負荷を低減させることが可能と なるが、 依然として、 重合条件によっては凝集物発生量が問題となる場合があった。 また、 特許文献 5には本発明で使用されるマクロモノマーと同一の末端構造、 および力 ルポキシ基を有するマクロモノマーを用いた乳化重合反応が開示されている。 しかし、 特 許文献 5にはゴム強化共重合体の製造方法およびゴム強化共重合体の用途については全く 記載されていない。
上記に引用した特許文献のリス トは以下のとおりである。
特許文献 1 :特開平 9一 3 1 4 2号公報 特許文献 2 特開平 9一 3 1 6 1 2 5号公報
特許文献 3 特開平 9一 3 0 2 0 0 7号公報
特許文献 4 特開平 9一 2 9 6 0 1 5号公報
特許文献 5 国際公開パンフレツ 卜 WO 0 1 / 0 4 1 6 3 発明の開示
本発明は、 乳化重合法によりゴム強化共重合体を製造する際に、 乳化剤として特定のマ クロモノマーを使用することにより、 重合時の凝集物発生量が少なく、 機械的安定性、 酸 析もしくは塩析時の凝固性に俊れ、 さらに回収時の排水汚染負荷の小さいゴム強化共重合 体ラテツクスを製造する方法を提供することを目的とするものである。 さらに該方法によ り製造される、 耐衝搫性、 表面光沢性、 耐熱性、 色調などの品質に優れ、 金型の汚染や腐 食のすくない樹脂の原料となるゴム強化共重合体を提供することも目的とするものである。 上記、 課題を解決するために、 第 1の発明のゴム強化共重合体の製造方法は、 水性媒体 中で、 下記のマクロモノマー、 及ぴゴム状重合体ラテックスの存在下に、 ビュル単量体 A を乳化重合させることを特徴とするものである。
マクロモノマー: ビュル単量体 Bを 1 5 0〜3 5 0 °Cの温度においてラジカル重合させ て得られる、 式 (1 ) に示す末端構造、 カルボキシル基おょぴ疎水性単量体単位を有する 重合体であり、カルボキシル基の少なくとも一部はアル力リにより中和されたものである。
Figure imgf000005_0001
式 (1 ) において、 Xは極性基を意味し、 Mは単量体単位を意味し、 nは重合度を表す 自然数を意味する。
また、 第 2の発明のゴム強化共重合体は、 第 1の発明のゴム強化共重合体の製造方法に より得られるものである。
また、 第 3の発明の熱可塑性重合体組成物は、 第 2の発明のゴム強化共重合体を含むこ とを特徴とする組成物である。 図面の簡単な説明 図 1は、 実施例 1 9のラテックス Al 9について、 レーザー回折散乱式粒度分布計によ り測定した粒度分布のグラフである。
図 2は、 比較例 9のラテックス B 9について、 レーザー回折散乱式粒度分布計により測 定した粒度分布のグラフである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態について詳細に説明する。 本明細書においてアクリルおよびメ タクリルを合わせて (メタ) アクリルともいう。
本発明のゴム強化重合体の製造方法は、 水性媒体中で、 特定のマクロモノマー、 及ぴゴ ム状ラテックスの存在下にビニル単量体 Aを轧化重合させるものである。
本発明で使用するマクロモノマーは、 下記の条件により特定されるものであり、 ゴム強 化共重合体製造時の重合安定性に重要な役割を果たすものである。 また、 製造されたゴム 強化共重合体のラテックスの機械的安定性、 凝固性、 及び排水汚染負荷の程度に対しても 重要な役割を果たす。 さらに、 製造されたゴム強化共重合体を含有する熱可塑性樹脂の、 耐衝撃性、 表面光沢性、 耐熱性、 色調などの品質に対しても重要であり、 樹脂による金型 の汚染や腐食を低減させることに対しても重要である。
マクロモノマー : ビニル単量体 Bを 1 50〜350°Cの温度においてラジカル重合させ て得られる、 式 (1) に示す末端構造、 およびカルボキシル基を有する重合体であり、 さ らにカルボキシル基の少なくとも一部はアル力リにより中和され、 該ビュル単量体 Bは疎 水性単量体を含有するものである。
式 (1) における Xは極性基を意味する。 極性基とは炭素原子および水素原子以外の原 子を有する基ならぴにァリール基である。 極性基の具体例としては、 一 COOR、 -CO
NR 2、 -OR, 一〇COR、 一 OCOOR、 一 NCOOR、 ハロゲン原子、 一 CN、 フ ェニル基、 置換基を有するフエニル基などが挙げられる。
以下、 上記マクロモノマーを単にマクロモノマーともいう。
上記マクロモノマーは、 中和されたカルボキシル基に由来する親水部と疎水性単量体に 由来する疎水部とを有するため、 界面活性剤もしくは乳化剤としての機能を有する。 さら にマクロモノマーは、 ラジカル共重合性を有し、 ゴム強化共重合体の製造においてビニル 単量体 Aと共重合することができるため、 極めて優れた重合安定性や、 機械的安定性を実 現する。 また本マクロモノマーは、 疎水部を有する高分子化合物であり、 親水性基が弱酸 であるカルボキシル基の塩であり、 さらにビュル単量体 Aと共重合可能であるために、 塩 析または酸析による凝固、 回収において、 排水中に混入する量が極めてすくなく、 排水負 荷を著しく低減することが出来る。
マクロモノマーの製造に使用されるビュル単量体 Bは、 二種以上のビュル単量体の混合 物であり、 少なく とも、 疎水性単量体、 およびカルボキシル基を有する単: a体を含むもの である。 疎水性単 £H本とは、 2 0 °Cでの水への溶解度が 2質量%以下の単 ϋ体である。 ビニル単量体 Βに含まれる、 ビュル基の α位に水素原子を有するビュル単量体の割合に よってマクロモノマーの収率や、 マクロモノマーとビニル単量体 Αとの共重合反応に影響 を与える。 まず、 マクロモノマーの製造において、 収率よくマクロモノマーを得るために は、 ビニル単 fi体 Bに含まれるビュル単量体のうちビニル基の α位に水素原子を有するも のの割合が 2 0モル%以上であることが好ましく、 3 0モル%以上であることがより好ま しい。 1 5 0 °C以上の高温での重合においては、 α位に水素原子を有しないビニル単量体 の割合が高すぎると、 その解重合性のために収率が低くなる場合がある。 ビュル基の α位 に水素原子を有するビニル単量体としては、 アタリロイル基を有するァクリル系単量体、 アクリロニトリル、 スチレン、 酢酸ビュルなどが挙げられる。 アクリル系単量体の具体例 としては、 アクリル酸メチル、 アクリル酸ェチル、 アクリル酸プロピル、 アクリル酸ブチ ル、 アクリル酸イソブチル、 アクリル酸 2 -ェチルへキシル、 アクリル酸ステアリル、 ァク リル酸ラゥリル、 アタリル酸デシル、 アタリル酸シク口へキシル、 アタリル酸ィソボル二 ル、 アクリル酸ベンジル、 アクリル酸 2—ヒ ドロキシェチル、 アタリノレ酸 2—ヒ ドロキシ プロピルなどのァクリル酸エステル、 ァクリル酸などが挙げられる。
ビニル基の α位に水素原子を有していないビニル単量体としては、 メタタリロイル基を 有するメタクリル系単量体、 α _メチルアクリロニトリル、 α—メチルスチレンなどが挙 げられる。 メタクリル系単量体の具体例としては、 メタクリル酸メチル、 メタクリル酸ェ チル、 メタタリル酸プロピル、 メタクリル酸プチル、 メタタリル酸ィソブチル、 メタクリ ル酸 2 -ェチルへキシル、 メタタリル酸ステアリル、 メタクリル酸ラゥリル、 メタクリル酸 デシル、 メタクリル酸シク口へキシル、 メタタリル酸ィソポルニル、 メタタリル酸べンジ ル、 メタクリル酸 2—ヒ ドロキシェチル、 メタクリル酸 2—ヒ ドロキシプロピルなどのメ タクリル酸エステル、 メタクリル酸などが挙げられる。
マクロモノマーとビニル単量体 Αとの共重合において、 共重合体の分子量分布が広い方 が好ましい場合は、 ビニル基の α位に水素原子を有していないビュル単量体の割合は 5 0 モル%以下であることが好ましく、 より好ましくは 3 0モル0 /0以下である。 逆に、 共重合体の分子量分布が狭く、 共重合体がビュル単量体 Aとのブロックポリマー である割合が高い方が好ましい場合は、 ビニル基の α位に水素原子を有していないビニル 単量体の割合は 3 0モル。 /0以上であることが好ましく、 より好ましくは 5 0モル%以上で ある。
つまり、 製造するゴム強化共重合体に望まれる性能に応じて、 ビュル単量体 Βに含まれ る、 ビュル基の α'·位に水素原子を有するものの割合を、 2 0〜 1 0 0モル。 /0の範囲で調整 することができる。
ビュル単量体 Βは、 2 0 °Cでの水への溶解度が 2質量%以下である疎水性単量体を必須 成分とするが、 その割合は、 ビュル単量体 B全量を基準として 3 0 ~ 9 0質量%であるこ とが好ましく、 さらに好ましくは 4 0〜8 0質量。 /0である。 3 0質量%未満の場合、 マク 口モノマーがポリマー粒子に吸着したり、 疎水場を形成したりする能力が不足し、 ゴム強 化重合体製造時の重合安定性が低下する場合がある。 また 9 0質量%を超える場合は、 マ クロモノマーの疎水性が高くなりすぎるために、 ポリマー粒子の安定化効果が低下し、 重 合安定性も低下する場合がある。
疎水性単量体が、 2 0 °Cにおける水への溶解度が 0 . 5質量%以下である単量体を、 全 疎水性単量体を基準として、 5〜1 0 0質量%含むことが好ましく、 2 0〜1 0 0質量% 含むことが、 さらに好ましい。 疎水性が高い単量体が含まれることにより、 マクロモノマ 一のポリマー粒子への吸着性能が高くなり、ビニル単量体 Aとの反応率が向上するために、 優れた重合安定性および機械的安定性が得られる。 2 0 °Cにおける水への溶解度が 0 . 5 質量%以下である単量体としては、 メタァクリル酸プロピル、 (メタ) ァクリル酸プチル、 (メタ) アクリル酸イソプチル、 (メタ) アクリル酸 2—ェチルへキシル、 (メタ) ァクリ ル酸ステアリル、 (メタ) アクリル酸ラウリル、 (メタ) アクリル酸デシル、 (メタ) アタリ ル酸シクロへキシル、 (メタ) アクリル酸イソポルニル、 (メタ) アクリル酸ベンジル等の 疎水性 (メタ) アクリル酸エステル類、 スチレン、 ο;—メチルスチレン等の疎水性芳香族 ビニル化合物が例示できる。
ただし、 スチレンを使用する場合、 その含有量はビュル単量体 B全量を基準として 3 0 質量%以下であることが好ましく、 2 0質量%以下であることがより好ましく、 1 0質量% 以下であることがさらに好ましい。 含有- が 3 0質量%を超えると、 マクロモノマーとビ ニル単: S体 Aの共重合速度が低下し、 マクロモノマーおよびビュル単量体 Aの反応率が低 下することがある。 ビニル単量体 Bは、 マクロモノマーにカルボキシル基を導入するためにカルボキシル基 を有する単量体を含むものである。カルボキシル基を有する単量体としては、アクリル酸、 メタクリル酸、 クロ トン酸、 ビニル酢酸、 ァクリロキシプロピオン酸、 ω—カルボキシポ リカプロラク トンモノ (メタ) ァクリ レート、 フタル酸モノヒ ドロキシェチル (メタ) ァ タリ レート、 コハク酸モノヒ ドロキシェチル (メタ) アタリ レート、 アク リル酸ダイマー 等の不飽和一塩基酸、 マレイン酸、 フマル酸、 メサコン酸、 シトラコン酸、 ィタコン酸、 シクロへキサンジカルボン酸等の不飽和二塩基性酸が挙げられるほか、マレイン酸無水物、 テトラヒ ドロフタル酸無水物等の加水分解によりカルボキシル基を生成する不飽和酸無水 物も挙げることができる。 中でも、 重合速度や共重合性に優れたアクリル酸、 もしくはメ タクリル酸にによりカルボキシル基を導入することが好ましい。 また、 アクリル酸ではな くメタクリル酸を使用した場合、 マクロモノマーの末端不飽和結合に結合した Xが疎水性 単量体に由来する基となるため、 末端不飽和結合がポリマ一粒子表面に存在する確率が高 くなる。 その結果、 マクロモノマーの反応率が高くなり、 より重合安定性や機械的安定性 が向上するため、 カルボキシル基を有する単量体としてはメタクリル酸を主体に使用する ことが好ましい。 さらに、 メタクリル酸を使用した場合、 得られたゴム強化共重合体の熱 安定性が向上し、 成形温度による色調変化が小さくなることからも好ましい。
マクロモノマーにカルボキシル基を導入する方法として、 (メタ)ァクリル酸エステルを 共重合したマクロモノマーを加水分解してカルボキシル基を導入する方法、 ヒ ドロキシル 基を有する単量体を共重合したマクロモノマーに酸無水物を反応させてカルボキシル基を 導入する方法等、 マクロモノマーの製造後にカルボキシル基を導入する方法を利用しても よい。 これらの方法を利用する場合にのみ、 ビニル単量体 Βにカルボキシル基を有する単 量体が含まれなくてもよい。
マクロモノマーの重量平均分子量は、 5 0 0〜50 0 00が好ましく、 1 00 0〜3 0 00 0がより好ましく、 1 5 00〜 2 00 0 0がさらに好ましい。
マクロモノマーへのカルボキシル基の導入量は、 中和前の段階で、 2. 0me qZg〜 8. Ome q/g (マクロモノマー 1 g当たりのミリ m o 1数) が好ましく、 より好まし く fま 3. Ome q / g~6. Om e q/ gでめる。
マクロモノマーに導入されたカルボキシル基は、 アルカリにより中和される。 アルカリ 化合物としては、 水酸化ナトリウム、 水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、 アン モニァ、 及ぴ卜リエチルァミン'、 ジメチルエタノールァミン、 トリエタノール'ァミン、 モ ルホリン等のアミン化合物などを使用することが出来る。 重合安定性や機械的安定性が良 好となりやすく、 揮発性を有しない、 アルカリ金属の水酸化物が好ましく、 特に水酸化力 リウムが好ましい。 アルカリによるマクロモノマ一の中和は、 部分中和であっても良い。 好ましい中和率は、 5 0〜: 1 0 0 %である。 中和率 1 0 0 %というのはアルカリが過剰に 存在する場合も含む D
マクロモノマーは上記ビュル単量体 Bを 1 5 0〜3 5 0 °Cの温度において重合させて得 られる。 重合温度は 1 8 0〜3 2 0 °Cが好ましく、 1 9 0〜2 9 0 °Cがより好ましい。 重 合は公知の方法がいずれも採用できる。 塊状重合、 溶液重合はマクロモノマーを効率的に 製造できるため好ましい方法である。 バッチ重合、 連続重合、 半回分重合 (原料の供給は 連続的に行うが連続的な反応液の抜き出しは行わない重合方法) などのいずれも使用可能 であるが、 得られるマクロモノマーの組成分布や分子量分布が狭レ、ものになりやすいため に連続重合が好ましい方法であり、 撹拌槽型反応器を使用する連続重合が特に好ましい方 法である。 このようなマクロモノマーの製造方法としては W〇 9 9 Z 0 7 7 5 5、 特許文 献 5等に記載されている。 これらの製造方法において、 マクロモノマーは、 末端不飽和結 合を有しないポリマーとの混合物として、すなわちマクロモノマー組成物として得られる。 マクロモノマー組成物からマクロモノマーのみを取り出すことは、実質的に不可能であり、 乳化剤としてはマクロモノマー組成物を使用することになる。 重合安定性や機械的安定性 を高め、 回収時の排水負荷を低減させるためには、 マクロモノマー組成物中のマクロモノ マー含有量は 5 0質量%以上であることが好ましく、 7 5質量。 /。以上であることが、 より 好ましい。
マクロモノマー組成物の製造においては公知のラジカル重合開始剤を使用することがで きる。 具体例としては、 過酸化べンゾィル、 過酸化ラウロイル、 オルソクロロ過酸化ベン ゾィル、 オルソメ トキシ過酸化べンゾィル、 3, 5, 5— トリメチルへキサノィルパーォ キサイ ド、 t一ブチルパーォキシ一 2—ェチルへキサノエ一卜、 ジ— t—ブチルパーォキ サイ ド、 t—ブチルバ一才キシピバレ一ト等の有機過酸化物;ァゾビスィソブチロニトリ ル、 ァゾビスシクロへキサカルボ二トリル、 ァゾビス ( 2 , 4ージメチルパレロニトリル) 等のァゾ系化合物;過硫酸力リゥム等の過硫化物系化合物等があげられる。
マクロモノマー組成物が、 マクロモノマー組成物製造における重合反応液の量を基準と して、 上記単量体及び該単量体が重合して生成する重合体の合計の濃度 (以下、 単量体等 の濃度ともいう。)が 5 0〜 1 0 0 Tfi%となる濃度において重合させて得られるものが好 ましい。 さらにその濃度は 6 0〜1 0 0質量0 /oがより好ましく、 7 0〜1 0 0質量%がさ らに好ましレ、。 なぜならば、 マクロモノマーの生産効率が良く、 かつ、 得られたマクロモ ノマー組成物中のマクロモノマー含有率が高くなるためである。 単量体及ぴ該単量体が重 合して生成する重合体以外の成分の主たるものは溶剤である。 すなわち、 マクロモノマー 製造における溶剤の好ましい使用量は 0〜5 0質量%である。 溶剤を用いる場合、 溶剤と しては上記各単量体を溶解させ、 しかも生成するポリマーが析出しないものが好ましい。 具体的例としては、 ベンジルアルコール等の芳香族アルコール類、 イソプロパノール、 ブ タノール等の脂肪族アルコール類、 メチルセ口ソルブ、 プチルセ口ソルブ等のエチレング リコールモノアルキルエーテル類、 カルビトール等のジエチレングリコールモノアルキル エーテル類、 エチレングリコ一ルジメチルエーテル等のエチレングリコールジアルキルェ 一テル類、 ジグリコールメチルエーテル等のジグリコールアルキルエーテル類などを挙げ ることができる。
上記の方法により製造されるマクロモノマー組成物に含まれるマクロモノマーは、 マク 口モノマー単独での重合性は極めて低く、 かつ他の一般的なビニル単量体とのラジカル共 重合性には優れるという性能を有する。 従って、 本マクロモノマーの中和物を乳化剤とし て使用した場合、 効率よくポリマー粒子を形成するビニル単量体 Aと共重合し、 中和され たカルボキシル基に由来する電荷とマクロモノマ一鎖による立体反発によって、 極めて安 定性に優れたポリマー粒子を形成する。 従って、 マクロモノマ一は、 少ない使用量でも、 優れた重合安定性や、機械的安定性を与えることが出来る。 また共重合することに加えて、 疎水性単量体を含むビニル単量体の重合体であることにより、 凝固回収時に排水中に混入 する乳化剤量を極めて少なく、 すなわち排水負荷を大きく低減することが出来る。 さらに 従来の乳化剤に比べて、 使用量が少なくてよく、 さらに疎水性単量体を含むビニル単量体 の重合体であることから、 製造されたゴム強化共重合体を含有する熱可塑性樹脂の、 耐衝 撃性、 表面光沢性、 耐熱性、 色調などの品質が極めて良好となり、 榭脂による金型の汚染 や腐食を低減することも可能となる。
次に本発明で使用するゴム状重合体ラテックスについて説明する。
本発明に用いるゴム状重合体ラテックスとしては、 従来からゴム強化共重合体の製造に用 いられているものであればとくに限定なく使用しうる。 ラテックスを形成するゴム状重合 体原料単量体としては、 たとえばブタジエン、 イソプレン、 クロ口プレンなどのジェンや、 ェチルアタリレート、 ブチルアタリ レート、 ォクチルアタリ レートなどの炭素数が 2〜 1 0のアルキル基を有するァクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。 ゴム状重合体と しては、 ゴム状重合体原料単量体の単独重合体、 共重合体のほか、 ゴム状重合体原料単量 体と共重合可能なその他のビニル単量体 (以下、 ビニル単量体 Cという。) との共重合体な どがあげられる。 ゴム状重合体のガラス転移温度は 1 o °c以下が好ましく、 o °c以下がよ り好ましい。 ゴム状重合体のガラス転移温度の下限は特にないが、 通常入手できる原料か ら製造できるのは、 一 1 1 o °c程度が下限である。
前記共重合可能なビニル単量体 Cとしては、 たとえばメチル (メタ) アタリ レート、 ェ チル (メタ) ァクリ レート、 ブチル (メタ) アタリ レートなどの炭素数 1〜 5程度のアル キル基を有する (メタ) ァクリル酸アルキルエステル、 スチレン、 a - メチノレスチレンな どの芳香族ビニル化合物、 アクリ ロニトリル、 メタクリ ロニトリルなどのビニルシアン化 合物、 アクリル酸、 メタクリル酸などのカルボン酸系化合物などがあげられる。 これらは 単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。 また多官能のビエル単量体を併用する こともできる。 多官能ビニル単量体を使用することにより、 ゴム状重合体の架橋や、 ゴム 状重合体とビニル単量体 Aとのグラフト反応が容易となり、 得られるゴム強化共重合体の 耐衝搫性を向上させることが出来る。
ゴム状重合体は、 架橋剤により架橋されていてもよく、 架橋されていなくてもよい。 ま た、 ゴム状重合体は必要に応じて複数種を併用してもよい。
前記ゴム状重合体ラテックスに使用される乳化剤としては、 公知の乳化剤の中から、 ラ テックスの重合安定性や機械的安定性が得られるものを使用することができる。 例えば、 たとえばロジン酸、 脂肪酸、 ジアルキルスルホコハク酸、 アルキルサルフェート、 アルキ ルベンゼンスルホン酸、 アルキルジフエ二ルエーテルジスルフォン酸などのアル力リ金属 塩であるァニォン性乳化剤、 ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのノニォン性乳化 剤等が使用できる。 さらに上述のマクロモノマー中和物を使用することも出来る。 本発明 のマクロモノマー中和物をゴム状重合体のラテックスを製造する段階から使用することは、 ゴム強化重合体を製造するときの重合安定性や、 ゴム状重合体ラテックス、 およびこれを 原料としたゴム強化共重合体ラテックスの機械的安定性がより向上するために好ましい。 また本発明のマクロモノマー中和物を使用したゴム状重合体ラテックスを原料とすること により、 得られるゴム強化共重合体ラテックスは、 回収時の排水負荷がより低減し、 さら にゴム強化共重合体の機械的物性、 耐熱性、 熱安定性がより向上することからも、 本発明 のマクロモノマー中和物を乳化剤としてゴム状重合体を製造することが好ましレ、。 前記ゴム状重合体ラテックスの平均粒子径は、 ゴム強化共重合体が混合される被改質樹 脂の種類、 混合比率、 および用途にもよるが、 ゴム強化共重合体の耐衝搫性付与能力の点 から 3 0 〜9 0 0 n mであるのが好ましく、 5 0 〜 5 0 0 n mであるのがさらに好まし レ、。
本発明では、 水性媒体中で、 上記マクロモノマー中和物、 およびゴム状重合体ラテック スの存在下にビュル単 S体 Aを乳化重合させることにより、 ゴム強化重合体を製造する。 R (ゴム状重合体ラテックスの固形分換算量) と A (ビニル単 S体 A) の使用量は、 が 3〜9 5質量部、 Aが 5〜 9 7質量部 (ただし、 R + A - 1 0 0質量部) の範囲で、 用途 に応じて適宜選択される。 一般的には、 耐衝擊性と成型加工性のバランスが良好となる、 Rが 5〜9 0質量部の範囲が好ましく、 1 0〜8 0質量部がより好ましい。 Rが 3質量部 未満では十分な耐衝撃性が得られず、 9 5質量部を超えると成型加工性が劣るとともに他 の熱可塑性榭脂と混合するときの相溶性が悪いものとなる場合がある。 また、 マクロモノ マー中和物の使用量としては、 M (マクロモノマー中和物の固形分換算量) が R + A ( R + A = 1 0 0質量部) に対して、 0 . 0 1質量部から 1 0質量部の範囲であることが好ま しく、 より好ましくは 0 . 0 5〜5質量部であり、 さらに好ましくは 0 . 1〜2質量部で ある。 Mが 0 . 0 1質量部未満の場合、 十分な重合安定性や機械的安定性が得られず、 1 0質量部を超えると、 (a ) 重合安定性の低下、 (b ) 酸析、 塩析等により回収を行うとき の凝固性が低下し、 さらに排水負荷が大きくなる、 (c ) ビニル単量体 Aがゴム状重合体に グラフ ト反応する割合 (以下、 単にグラフト率という) の低下に伴う耐衝擊性や熱安定性 の低下などの問題が生じる場合がある。 グラフト率は Rに対する、 Rにグラフトした'ビ- ル単量体 Aの量を質量%で表した数値であり、 得られたゴム強化共重合体のァセ卜ン不溶 分を測定する等の方法により測定される。 グラフ 卜率は、 ゴム強化共重合体が使用される 目的、 用途に応じて任意に調整されるが、 一般的にグラフ ト率が低すぎる場合には耐衝撃 性や熱安定性が不足しゃすい。
マクロモノマー中和物の仕込み方法としては、 特に限定されないが、 例えば、 (ィ) ビ- ル単量体 Aの重合を開始する前に、全量を反応器に仕込む方法、 (口) ビニル単量体 Aの重 合を開始する前に、一部を反応器に仕込み、残りをビニル単量体 Aの重合進行する途中で、 分割、 もしくは連続的に仕込む方法、 (ハ) ビュル単量体 Aの重合が開始するタイミングに 合わせて、 マクロモノマー中和物の仕込みを開始し、 ビュル単量体 Aの重合進行に合わせ て分割、 もしくは連続的に仕込む方法等を選択することができる。 ビニル単量体 Aとしては、例えば、芳香族ビュル化合物、 シアン化ビュル化合物、 (メタ) ァクリル酸アルキルエステルおよびその他の共重合可能なビュル単量体などを挙げること ができる。 これらビュル単量体は、 下記のように目的に応じて種々の割合で使用すること ができる。
ここで、 芳香族ビニル化合物としては、 スチレン、 p—メチルスチレン、 o—メチルス チレン、 m—メチノレスチレン、 t—ブチルスチレン、 α—メチル '·スチレン、 1 , 1—ジフ ェニノレスチレン、 Ν , Ν—ジェチノレー ρ—アミノスチレン、 Ν , Ν—ジェチルー ρ—アミ ノメチノレスチレン、 ビニ.ルピリジン、 ビニノレキシレン、 モノクロル'スチレン、 ジクロロス チレン、 モノブロモスチレン、 ジブ口モスチレン、 トリブロモスチレン、 プノレオロスチレ ン、 ェチルスチレン、 ビニルナフタレンなどが挙げられる。 芳香族ビニル化合物の使用量 は、 通常、 ビュル単量体 Α中、 0〜1 0 0質量%、好ましくは 3 0〜1 0 0質量0 /0である。 芳香族ビニル化合物を用いると成形加工性を向上させることができる。
シアン化ビニル化合物としては、 アクリロニトリル、 メタタリロニトリルなどが挙げら れる。 シアン化ビュル化合物の使用量は、 通常、 ビニル単量体 A中、 0〜7 0質量%、 好 ましくは 1 0〜5 0質量%である。 シアン化ビュル化合物を用いると、 耐薬品性、 耐衝搫 性およぴ極性を有する重合体との相溶性などを向上させる。 7 0質量%を超えると色調低 下の原因となる。
(メタ) ァクリル酸アルキルエステルとしては、 (メタ)ァクリル酸と炭素数が 1〜1 2 個、 好ましくは 4〜8個の 1価のアルコールとのエステルが適当である。 具体的には、 メ チル (メタ) ァクリ レート、 ェチル (メタ) ァクリレート、 プロピル (メタ) ァクリ レ一 ト、 2—シァノエチル (メタ) アタリ レート、 ブチル (メタ) アタリ レート、 2一ェチル へキシル (メタ) ァクリレー卜、 シク口へキシル (メタ) アタリレート、 ォクチル (メタ) アタリレート、 ペンジル (メタ) アタリレート、 ラウリル (メタ) アタリレート、 ステア リル (メタ) アタリレート、 イソポニル (メタ) アタリレートなどが挙げられる。 (メタ) アクリル酸アルキルエステルの使用量は、 通常、 ビュル単量体 A中、 0〜1 0 0質量%、 好ましくは 3 0〜1 0 0質量%である。 (メタ)ァクリル酸アルキルエステルを用いると、 耐薬品性、 耐候性および極性を有する重合体との相溶性などを向上させる。
ビニル単量体 Aの成分として使用できるその他の共重合可能なビュル単量体としては、 (メタ) アタリル酸;無氷マレイン酸、 無水ィタコン酸、 無水シトラコン酸などの不飽和 酸無水物;マレイミ ド、 N—メチルマレイミ ド、 N—ブチルマレイミ ド、 N— ( D—メチ ノレフエ二ノレ) マレイミ ド、 N—フエ二ノレマレイ ミ ド、 N—シクロへキシノレマレイ ミ ドなど の α—または —不飽和ジカルボン酸のィミ ド化合物など、 さらにグリシジルメタクリレ ート、 ァリルグリシジルェ一テルなどのエポキシ基含有単量体;アクリルアミ ド、 メタク リルァミ ドなどのアミ ド基含有単量体;アクリルァミン、 メタクリル酸ァミノメチル、 メ タクリル酸ァミノエーテル、 メタクリル酸ァミノプロピルなどのアミノ基含有単 体; 3 ーヒ ドロキシー 1 一プロペン、 4—ヒ ドロキシ一 1—ブテン、 シス一 4ーヒ ドロキシ一 2 ーブテン、 トランス一 4—ヒ ドロキシ一 2—プテン、 3—ヒ ドロキシ一 2—メチル一 1— プロペン、 2—ヒ ドロキシェチル(メタ)ァクリレートなどのヒ ドロキシル基含有単量体; ビニルォキサゾリンなどのォキサゾリン基含有単量体などが挙げられる。
その他の共重合可能なビュル単量体の使用量は、 通常、 ビニル単量体 A中、 0〜 7 0質 量%、 好ましくは 0〜 6 0質量%である。 これらの共重合可能なビニル単量体は、 ゴム強 化ビュル共重合体に特別な特性を付与させるために用いられる。 その使用量が 7 0質量% を超えると先に示した単量体による効果を低減することになり好ましくない。
ゴム強化共重合体を得るための乳化重合法としては、 公知の方法が利用できる。 ゴム強化共重合体を得るための乳化重合において使用できる重合開始剤としては、 過硫 酸ナ卜リゥム、 過硫酸力リゥム、 過硫酸アンモニゥム、 過酸化水素などの水溶性重合開始 剤、 t—ブチルハイ ド口パーオキサイ ド、 クメンハイ ドロパ一ォキサイ ド、 ジイソプロピ ルベンゼンヒ ドロペルォキシド、 過酸化べンゾィル、 ラウリルパーオキサイ ド、 2 , 2 ' ーァゾビスイソプチロニトリルなどの油溶性重合開始剤、含糖ピ口リン酸処方、 (イソ)ァ スコルビン酸処方、 もしくはスルホキシレート処方などの還元剤との組合せによるレドッ クス系重合開始剤などが挙げられ、 それぞれ単独であるいは組み合わせて使用できる。 ゴム強化共重合体の使用目的に応じて、 乳化重合時に分子量調整剤や電解質を使用する ことができる。 分子量調整剤としては、 クロ口ホルム、 四臭化炭素などのハロゲン化炭化 水素類、 n—へキシルメルカプタン、 n—ォクチルメルカプタン、 n—ドデシルメルカプ タン、 tードデシルメルカプタン、 チォグリコール酸などのメルカプタン類、 ジメチルキ サントゲンジサルフアイ ド、 ジイソプロピルキサントゲンジサルフアイ ドなどのキサン卜 ゲン類、 ターピノ一レン、 α—メチルスチレンダイマーなどの、 通常の乳化重合で使用さ れるものが全て使用できる。 電解質としては、 硫酸カリウム、 炭酸カリウム、 炭酸ナトリ ゥム、 水酸化力リゥム、重炭酸ナトリゥム、 リン酸カリゥムなどを使用することができる。 電解質は、 反応液の ρ Ηを制御すること、 得られるエマルシヨン粒子の粒子溼を制御する ことなどの目的のために使用される。 反応液の p H制御は重合速度の制御につながる。 本発明は、 乳化剤として上記マクロモノマー中和物を使用するものであるが、 重合安定 性や回収時の排水負荷、 さらには得られたゴム強化重合体の特性に悪影響を与えない範囲 で、 その他の乳化剤を併用してもよい。 その他の乳化剤としては、 ロジン酸、 脂肪酸、 ジ アルキルスルホコハク酸、 アルキルサルフェート、 アル'キルべンゼンスルホン酸、 アルキ ルジフエニルエーテルジスルフォン酸などのアル力リ金属塩であるァニオン性乳化剤、 ポ リオキシエチレンアルキルエーテルなどのノニオン性乳化剤等が使用できる。
ゴム状重合体ラテックスの存在下に、 ビニル単量体 Aを乳化重合させる方法としては、 例えばゴム状重合体ラテックスが存在する反応器に、 ( 1 )ビュル単量体 Aの全量を一括で 仕込み重合する方法、 (2 ) まずビュル単量体 Aの一部を仕込み、重合させた後に、残りの ビュル単量体 Aを、一括で仕込み重合させる方法、 (3 ) まずビニル単量体 Aの一部を仕込 み、 重合させた後に、 残りのビュル単量体 Aを、 分割もしくは連続的に仕込み重合させる 方法がある。
ビュル単量体 Aは、 マクロモノマー中和物、 もしくはその他の乳化剤を用いて、 水に乳 化させた状態で仕込むこともできる。 またビニル単量体 Aを構成する一部のビニル単量体 成分のみを乳化して仕込み、 その他のビュル単量体成分は乳化させずに仕込むこともでき る。 ビュル単量体 Aをあらかじめ乳化させて供給する方法は、 反応器に添加されたビニル 単量体 Aが速やかに反応液中に分散し、 ポリマー粒子へ吸収される速度も速くなることか ら、 重合安定性がより良好となるとともにグラフト率が向上しやすいために好ましい。 ゴム強化重合体の性質は、 ゴム状重合体ラテックスおよびビュル単量体 Aの種類、 ゴム 状重合体とビニル単量体 Aの比率のみならず、 乳化重合処方の選択によって、 分子量、 分 子量分布、 およびグラフ ト率をコントロールすることによつても調整することができる。 本発明では乳化剤として、 上記マクロモノマー中和物を使用することにより、 従来の乳化 剤を使用した場合よりも、 より広範囲の条件で、安定に重合を行うことができる。 つまり、 本発明は、 従来に比べ、 より安定なゴム強化共重合体の製造方法を提供するのみならず、 より広範囲にゴム強化共重合体の性能を調整することを可能とするものである。 また、 よ り広範囲に性能が調整できるために、 ゴム強化共重合体をより広範囲に使用することが可 能となる。
製造されたゴム強化共重合体はラテックス中の固形成分として存在している。 ゴム強化 共重合体は、 マクロモノマー、 ゴム状重合体おょぴビュル単; β体 Aの原料 3成分が化学結 W 合された共重合体、 原料 2成分が化学結合された共重合体、 ビニル単量体 Aの重合体、 未 反応のマクロモノマー、 未反応のゴム状重合体などが混在する耝成物である。
ゴム強化共重合体の用途を以下に例示する。 ゴム強化共重合体の使用形態は使用目的に よって適宜選ぶことができ、 乳化重合により得られたラテックスのままでもよく、 ラテツ タスから固形成分のみ回収されたものであってもよく、 ラテックスから固形成分のみ回収 された後さらに精製されたものであってもよレ、。
本発明のゴム強化共重合体は、 単独でも A B S樹脂、 M B S樹脂、 及び AA S樹脂等の 成形材料として使用できる熱可塑性重合体組成物となるが、 さらに他の熱可塑性重合体、 例えば他の A B S樹脂、 M B S樹脂、 AA S樹脂、 A E S榭脂、 H I P S、 A S樹脂、 M S樹脂などのスチレン系樹脂、 ナイロン 6、 ナイロン 6 , 6、 ナイロン 4, 6などのポリ アミ ド、 ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、 芳香族ポリカーボネー卜、 P P S樹脂、 液晶ポリエステル樹脂、 ポリアリ レート榭脂、 ポ リスルホン樹脂、 P V C樹脂、 スチレン一無水マレイン酸共重合体、 マレイミ ド系共重合 体などの重合体とプレンドされた熱可塑性重合体組成物として使用することもできる。 上記、 熱可塑性重合体組成物は、 成形材料の主材料として良好な性能を有するのみなら ず、 耐衝撃性改質剤、加工助剤 (成形加工時の加工性を改良するための添加剤)、 相溶化剤 としても使用することが出来る。
上記熱可塑性重合体組成物、 およぴ上記熱可塑性重合体組成物を耐衝擊性改質剤、 加ェ 助剤、 相溶化剤として含有する榭脂組成物は、 公知の帯電防止剤、 強化繊維、 カップリン グ剤、 抗菌剤、 防黴剤、 難燃剤、 難燃助剤、 酸化防止剤、 耐候 (光) 性向上剤、 可塑剤、 着色剤 (顔料、 染料など)、 滑剤、 金属粉などが配合されたものであってもよい。
上記熱可塑性重合体組成物、 および上記熱可塑性重合体組成物を耐衝撃性改赏剤、 加工 助剤、 相溶化剤として含有する樹脂組成物は、 必要に応じて上記添加剤を配合し、 各種押 出機、 バンバリ一ミキサー、 ニーダー、 ロールなどを用い、 各成分を混練りすることによ つて調製することができる。 好ましい製造方法としては、 押出機を用いる方法である。 ま た、 各成分を混練りするに際しては、 各成分を一括混練りしてもよく、 多段添加方式で混 練りしてもよい。 このようにして得られる組成物は、 射出成形、 シート押し出し、 真空成 形、 異形成形、 発泡成形、 インジヱクシヨンンプレス、 ガスアシス ト成形、 プレス成形、 ブ口一成形などによつて各種成形品に成形することができる。
上記成形法によって得られる各種成形品は、 その優れた性質を利用して、 テレビ、 ビデ ォ、 冷蔵庫、 計算機、 エアコン、 照明器具、 炊飯器、 電話機などの家電製品、 弱電製品、 コンピューター、 複写機、 ファクシミ リなどの O A機器、 事務機器、 自動車の内 '外装部 品、 二輪車部品、 各種レジャー用品、 玩具、 押し出しシート、 パイプ製品、 建材部品、 機 械 '工具の部品、 工業用機器'部品、 医療器具、 食品容器、 文具 · 日用品、 パチンコ台、 フアミ リーコンピューターなどのゲーム機器の部品などに使用される。 実施例
以下、 実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。 以下の記載において 「部」 は質量 部を意味し、 「%」 は質量%を意味する。 また、 ビニル単量体の略号の意味をまとめて記載 する。
MM A : メタクリル酸メチル (メチルメタクリ レート)
C H A : アタリノレ酸シクロへキシル (シクロへキシルァクリ レート)
A A : ァクリル酸
MA A : メタクリル酸
A : アクリロニトリル
S t : スチレン
I B M A : メタクリル酸ィソブチル (ィソブチルメタクリ レート)
I B A : ァクリル酸ィソブチル (ィソブチルァクリ レート)
また、 表中の記载において 「実施例」 のことを 「実」 および 「比較例」 のことを 「比」 と略記することがある。
(製造例 1 :マクロモノマー組成物 M lの製造)
ホッ トオイルによる加熱装置を備えた容量 5 0 0 m lの加圧式攪拌槽型反応器を、 3— ェトキシプロピオン酸ェチルで満たした。 反応器を約 2 5 0 °Cに加温し、 反応器内圧力を 圧力調節器により 3—エトキシプロピオン酸ェチルの蒸気圧以上に設定した。 メチルメタ タリ レート (以下、 MMAという。) 5 5部、 シクロへキシルァクリレート (以下、 C H A という。) 1 0部、 アクリル酸 (以下、 AAという。) 3 5部及ぴジ一 t _ブチルパーォキ サイ ド (以下、 D T B Pという。) 0 . 1部を秤量し、 単量体混合液を調製し、 それを原料 タンクに貯蔵した。 反応器内の圧力を一定に保ちながら、 単量体混合液を原料タンクから 反応器に連続的に供給した。 このとき、 単量体混合液の反応器内での平均滞留時間が 1 2 分となるように供給速度を設定した。 単量体混合液の供給 fiに相当する反応液を反応器の W 出口から連続的に抜き出した。 単量体混合液の連続供給中、 反応器内温度 (重合温度) を 2 3 0 ± 2 °Cに維持した。 反応器の出口から抜き出した反応液を薄膜蒸発器に導入して、 反応液中の未反応単量体などの揮発性成分を除去し、 マクロモノマー組成物を得た。 単量 体混合液の供給開始から 9 0分後、 薄膜蒸発器の出口からマクロモノマー組成物 M lの採 取を開始し、 6 0分間採取を行った。
テ トラヒ ドロフラン溶媒を用いたゲル浸透クロマ卜グラフ (以下、 G P Cという。) によ りマクロモノマー組成物 M lの平均分子量を測定した。 ポリスチレン換算で、 マクロモノ マー組成物 M lの数平均分子量 (以下、 M nという。) は 2 6 5 0であり、 重量平均分子量 (以下、 Mwという。) は 6 0 6 0であった。 また、 核磁気共鳴スぺク トル (以下、 11一 NM Rという。) により、マクロモノマー組成物 M lに含まれる末端エチレン性不飽和結合 の濃度を測定した。 数平均分子量および末端ェチレン性不飽和結合の濃度から箅出される マクロモノマー組成物 M lの末端エチレン性不飽和結合導入率 (以下、 F値という。) は 9 5 %であった。 M lの、 単量体の種類おょぴ量、 反応温度、 および評価結果を表 1に示し た。
(製造例 2〜8 :マクロモノマー組成物 M 2〜M 8の製造)
単量体の種類おょぴ量、 反応温度を表 1のとおりに変更した以外は製造例 1 と同様の操 作によりマクロモノマー組成物を製造し、 Mw、 M nおよび F値を分析した。 その結果を 表 1に示した。
(表 1 )
Figure imgf000019_0001
(製造例 9 : マクロモノマー組成物 M 1の水酸化力リゥム中和物 M 1 Kの水溶液の製造) 製造例 1で得られたマクロモノマー組成物 M 1を、 水酸化力リゥム水溶液に溶解し、 2 0 0メッシュの P E (ポリエチレン) 製ネッ トで濾過した。 濾過物に水酸化力リゥム水溶 液、 及ぴ水を適量加えて、 p H 8、 固形分 3 0 %に調整された、 マクロモノマ一組成物 M 1の水酸化力リゥム中和物 Ml Kの水溶液を得た。
(製造例 1 0〜 1 6 :マクロモノマー組成物 M 2〜M 8の水酸化力リゥム中和物 M 2 K:〜 M 8 Kの水溶液の製造)
製造例 9と同様の操作により、 pH8、 固形分 30%に調整された、 マクロモノマー組 成物 M2〜M8の水酸化力リゥム中和物 M2 K〜M8 Kの水溶液を得た。
(製造例 1 7 : マクロモノマーでない重合体組成物 N 1の水溶液 N 1 Kの製造) 攪拌機、 還流冷却器、 温度計、 窒素導入管を備えたガラス製反応容器内にメチルェチル ケトン (以下、 MEKという。) 1 20部とメルカプ卜エタノール 0. 35部を仕込んだ。 この反応器を、 ウォーターパスにより 78°Cに加熱した。 一方、 MMA55部、 CHA1 0部、 AA35部、 ァゾビスイソプチロニトリル (以下、 A I BNという。) 1. 5部、 及 ぴ MEK 1 0部の単量体混合液を調製し、 その 5% (5. 58部) を反応器内に仕込んだ。 反応器内温度が 78 °Cに安定したのち、 A I BN1. 5部を加え、 その 5分後より、 残り の単量体混合液 1 05. 93部の滴下を開始した。 また、 MEK 20部とメルカプトエタ ノール 1. 4部の連鎖移動剤溶液を調製し、 単量体混合液と同時に滴下を開始した。 どち らの混合液も、 定量ポンプを用いて、 一定速度で 3時間かけて滴下し、 単量体を重合させ た。 滴下終了後 1 0分で反応器内温を 80°Cに上げ、 A I BN0. 5部を加え、 MEK2 部でリンスした。 さらにその 20分後に再ぴ A I BN 0. 5部を加え、 MEK 2部でリン スした。 さらに反応器内温度を 8 0°Cに保って、 2時間 30分熟成を行い、 重合体 N1の ME K溶液を得た。 G PC測定の結果、 N 1の分子量は、 Mn 2760、 Mw 6 1 70で あった。 次に、 MEKを加熱減圧処理により除去し、 水酸化カリウム水溶液を加えて溶解 させたのち、 200メッシュの P E製ネッ 卜で濾過した。濾過物に水酸化力リゥム水溶液、 及ぴ水を適量加えて、 pH8、 固形分 30%に調整された、 マクロモノマーでない (末端 に二重結合を有していない) 重合体組成物 N 1の水酸化力リゥム中和物 N 1 Kの水溶液を 得た。
(実施例 1 : ゴム強化共重合体のラテックス A 1の製造)
乳化剤として Ml Kを使用して、 ゴム強化共重合体のラテックス A 1を製造した。 詳細を 以下に説明する。 撹拌機、 温度計および還流冷却器を備えたフラスコ反応器に、 Ml の 水溶液 4. 1 7部 (固形分として 1. 25部) 、 水 1 39部、 L X— 1 1 1 A 2 (日本ゼ オン株式会社製、 AB S樹脂用ポリブタジエンラテックス (ゴム状重合体ラテックス) 、 固形分 53. 8%) 74. 35部 (固形分として 40. 0部) 、 およびエルビット N (藤 沢薬品工業株式会社製、 エリソルビン酸ナトリウム) 1部を仕込み、 攒拌、 および窒素雰 囲気下で反応器内温度を 7 0 °Cに昇温させた。 反応器内温度が 7 0 °Cで安定したのち、 硫 酸第一鉄 7水和物の 1質量%水溶液 1部、 および、 パーブチル H (日本油脂株式会社製、 t一ブチルハイ ドロパーォキサイ ドの 6 9 %水溶液) 0 . 0 7部を水 2部で希釈したもの を仕込んだ。 その 3分後から A N 3 0部と S t 7 0部からなる単量体混合液、 およびパー ブチル H 0 . 4 3部を水 2 0部で希釈した触媒溶液の連続滴下を開始した。 滴下は、 定量 ポンプを用いて一定速度にコントロールし 2時間で完了した。 滴下中、 反応器内温度は 7 0 °Cにコント口ールした。 滴下完了後 3 0分経過した時点で、 パーブチル H 0 . 1部を水 2部で希釈したものを仕込み、 ついでその 1 0分後にエルビッ ト N O , 1部を水 2部で希 釈したものを仕込み、 さらに 5 0分間反応器内温度を 7 0 °Cに保った後、 室温まで冷却し てゴム強化共重合体ラテックス A 1を得た。 重合は安定に進行し、 製造中、 反応器内で顕 著な凝集物の発生が確認されることはなかった。 得られたラテックスを目開き 1 1 4 μ πι 、 空間率 3 1 %のポリエチレン製濾布を用いて濾過を行い凝集物を回収した。 濾過性は非 常に良好で、 フラスコ壁面への凝集物付着量も僅かであった。 濾布に回収された凝集物を 乾燥機で乾燥した後、 その重量を測定して、 総反応器仕込量に対する百分率を計算したと ころ 0 . 8 6 2 %であった。 濾過後のラテックスについて、 1 5 5 °C、 3 0分の加熱減量 法により固形分を測定したところ 3 9 . 4 %であった。 ラテックスの p Hは 9 . 6であつ た。 またレーザー回折散乱式粒度分布計 (堀場製作所株式会社製 L A— 9 1 ◦) により測 定した平均粒子径 (体積基準、 メジアン径) は 0 . 4 8 2 i mであった。 本実施例の仕込 み処方、 および評価結果を表 2に示した。 表においてラテックス N oとあるのはゴム強化 共重合体のラテックス番号を意味し、 ゴムラテックスとあるのはゴム状重合体ラテックス を意味する。
(実施例 2〜8 ; ゴム強化共重合体のラテックス A 2〜A 8の製造)
乳化剤の種類を表 2に示す通りに変更する以外は、 実施例 1と同様の操作を行い、 ゴム 強化共重合体のラテックス A 2〜A 8を製造した。 いずれも重合も安定に進行し、 濾過性 は非常に良好で、 フラスコ壁面への凝集物付着量も僅かであった。 実施例 1と同様の方法 により、 凝集物量、 固形分、 p H、 および平均粒子径を測定した。 仕込み処方および結果 を表 2に示した。 (表 2)
Figure imgf000022_0001
(比較例 1 :比較用ラテツクス B 1の製造)
乳化剤を使用しない以外は、 実施例 1と同様の操作を行い、 ゴム強化共重合体のラテツ クス B 1を製造することを試みた。 AN/S t混合液の供給を開始した直後から凝集物の 発生が確認された。 30分供給したところで、 多量の凝集物により攪拌が困難な状態とな つたため、 供給を停止して、 製造を中止した。 仕込み処方おょぴ結果を表 3に示した。 (表 3)
Figure imgf000022_0002
(比較例 2 :比較用ラテツクス B 2の製造)
乳化剤を Nl Kに変更する以外は、 実施例 1 と同様の操作を行い、 ゴム強化共重合体の ラテックス B 2を製造することを試みた。 AN/S t混合液の供給を開始してから約 6 0 分で凝集物の生成が顕著となり、 供給開始後約 90分で、 多量の凝集物により攪拌が困難 な状態となったため、 供給を停止して、 製造を中止した。 仕込み処方および結果を表 3に 示した。
(比較例 3 :比較用ラテックス B 3の製造)
乳化剤をアクアロン H S _ 10 (第一工業製薬株式会社製、 ヱチレンォキサイ ド単位の 繰り返し数が 1 0であるスルホン酸塩系反応性乳化剤) に変更する以外は、 実施例 1 と同 様の操作を行い、 ゴム強化共重合体のラテックス B 3を製造することを試みた。 AN/S t混合液の供給を開始してから約 60分で凝集物の生成が顕著となり、 供給完了後には多 量の凝集物が確認された。 供給完了後、 パーブチル Hおよぴェルビッ ト Nを添加した時点 で、 内容物全体が凝集したため製造を中止した。 仕込み処方おょぴ結果を表 3に示した。 (製造例 1 8〜22 :マクロモノマー組成物 M9〜M1 3の製造)
単量体の種類および量、 反応温度を表 4のとおりに変更した以外は製造例 1 と同様の操 作によりマクロモノマー組成物を製造し、 Mw、 Mnおよび F値を分析した。 その結果を 表 4に示した。
(表 4)
Figure imgf000023_0001
(製造例 23〜27 :マクロモノマ一組成物 M9〜M1 3の水酸化力リゥム中和物 M 9 K 〜M 1 3 Kの水溶液の製造)
製造例 9と同様の操作により、 pH8、 固形分 30%に調整された、 マクロモノマー組 成物 M 9〜M 1 3の水酸化力リウム中和物 M 9 K〜M 1 3 Kの水溶液を得た。
(実施例 9 : ゴム強化共重合体のラテックス A 9の製造)
乳化剤として M 3 Kを使用して、 ゴム強化共重合体のラテックス A 9を製造した。 詳細 を以下に説明する。 M3Kの水溶液 3. 33部 (固形分として 1部) 、 水 30部、 1 0% 水酸化カリウム水溶液 0. 28部、 AN30部、 S t 70部、 およびパークミル H (日本 油脂株式会社製、 クメンハイ ドロパーォキサイ ド含有量 80%) 0. 6 3部をホモミキサ 一により攪拌して、 単- Λ体混合物のエマルションを調製した。 この単量体エマルションは 安定で、 ゴム強化共重合体ラテックス製造中に分離することはなかった。 撹拌機、 温度計 および還流冷却器を備えたフラスコ反応器に、 水 87部、 LX— ; 1 1 1 A2 (日本ゼオン 株式会社製、 AB S樹脂用ボリブタジエンラテックス、 固形分 53. 8%) 74. 3部 ( 固形分として 40. 0部) 、 tードデシルメルカプタン 0. 1部、 および先に調製した単 量体エマルションの 30 %を仕込み、 攪拌および窒素雰囲気下で反応器内溶液を 70°Cに 昇温させた。 反応器内温度が 70 °Cで安定したのち、 硫酸第一鉄 7水和物の 1質量%水溶 液 0. 5部、 およぴェルビット NO. 2部を水 4部に希釈したものを投入し、反応器内温度 70°Cで 1時間、 1段目の重合を行った。 続いて、 硫酸第一鉄 7水和物の 1質量。/。水溶液 0. 5部、 およびエルビッ ト NO. 5部を水 5部に希釈したものを投入し、 直ちに、 残り 70%の単量体エマルシヨンの滴下を開始した。 定量ポンプを用いて、 一定速度で滴下を 行い、 2時間で滴下を完了した。 滴下中、 反応器内温度は 70°Cとなるようにコントロー ルした。 なお、 単量体エマルションの滴下開始直後と滴下開始 40分後に t一ドデシルメ ルカブタン 0. 1 0部を、 さらに滴下開始 80分後に tードデシルメルカプタン 0. 05 部を添加した。 このとき t—ドデシルメルカブタンを供給した容器の洗浄に合計 1. 50 部の水を使用して、 この水も反応器に加えた。 単量体エマルシヨンの滴下終了 20分後に パークミル HO. 1 3部を添加した。 このときパークミル Hを供給した容器の洗浄に 0. 5部の水を使用して、 この水も反応器に加えた。 さらに反応器内温度を 70°Cで 40分間 維持したのち、 室温まで冷却してゴム強化共重合体ラテックス A 9を得た。 重合は安定に 進行し、 製造中、 反応器内で顕著な凝集物の発生が確認されることはなかった。
得られたラテックスについて、 実施例 1と同様の操作により、 ?凝集物量、 固形分、 pH 、 および平均粒子径を評価した。 本実施例の仕込み処方および評価結果を表 5に示した。
(実施例 1 0〜14および比較例 4 : ゴム強化共重合体のラテックス A 1 0〜A14およ び比較用ラテツクス B 4の製造)
乳化剤の種類を表 5に示す通りに変更する以外は、 実施例 9と同様の操作を行い、 ゴム 強化共重合体のラテックス A 1 0〜A 14、 および比較用ラテックス B 4を製造した。 い ずれも重合は安定に進行し、 濾過性は非常に良好であった。 A 1 0〜A 14はフラスコ壁 面、 温度計への凝集物付着量も僅かであつたが、 B 4は A 1 0〜 14に比べ付着; 5iが多か つた。 実施例 1と同様の方法により、 凝集物量、 固形分、 pH、 および平均粒子径を測定 した。 仕込み処方および結果を表 5に示した。
(表 5)
Figure imgf000025_0001
(実施例 1 5 : ゴム強化共重合体のラテックス A 1 5の製造)
乳化剤として M 2 Kを使用して、 ゴム強化共重合体のラテックス A 1 5を製造した。 詳 細を以下に説明する。
撹拌機、 温度計および還流冷却器を備えたフラスコ反応器に、 水 40部、 LX— 1 1 1 A 2 (日本ゼオン株式会社製、 AB S榭脂用ポリブタジエンラテックス、 固形分 53. 8 %) 1 02. 23部 (固形分として 55部) 、 1 0%水酸化力リゥム水溶液 0. 28部、 M2Kの水溶液;! . 67部 (固形分として 0. 5部) 、 AN 6. 75部、 および S t 1 5 . 75部を仕込み、 攪拌おょぴ窒素雰囲気下で反応器内温度を 70°Cに昇温させた。 反応 器内温度が 70°Cで安定したのち、 パークミル H0. 1部、 および tードデシルメルカプ タン 0. 2部添加し、 さらにその 5分後に、 硫酸第一鉄 7水和物の 1質量%水溶液 0. 5 部、 およびエルビッ ト Nの 8質量%水溶液 0. 75部を添加し、 さらに、 その 5分後から エルビッ ト Nの 8質量%水溶液 2. 5部を 1時間で連続滴下して、 1段目の重合を行った 。 この間反応器内温度は 70 °Cとなるようにコントロールした。 ェルビット Nの連続滴下 終了後、 反応器内温度を 8 0°Cに昇温し、 M2Kの水溶液 1. 67部 (固形分として 0. 5部) を水 2部で希釈して添加し、 その 5分後に硫酸第一鉄 7水和物の 1質量%水溶液 0 . 5部を添加し、 さらにその 5分後に、 AN 6. 7 5部、 S t 1 5. 7 5部、 およびパー クミル H 0. 1 5部からなる単量体混合液の違続滴下、 ならびにエルビッ ト Nの 8質量。 /0 水溶液 7. 5部の連続滴下を開始した。 単量体混合液は 6 0分、 エルビッ 卜 N水溶液は 9 0分かけて滴下して 2段目の重合を行った。 なお、 連続滴下開始直後、 連続滴下開始後 2 0分、 および連続滴下開始後 40分の 3回に分けて、 t一ドデシルメルカプタンを合計 0 . 3部添加した。 このとき洗浄水として水 0. 3部を使用した。 連続滴下中、 内溶液温度 は 8 0°Cにコントロールした。 エルビッ ト Nの連続滴下終了後、 1 0分経過した時点で、 パークミル H0. 0 5部を添加した。 この時、 洗浄水 0. 3部を使用した。 さらに 50分 間、 内溶液温度を 8 0°Cに保った後、 室温まで冷却して、 ゴム強化共重合体ラテックス A 1 5を得た。 重合は安定に進行し、 製造中、 反応器内で顕著な凝集物の発生が確認される ことはなかった。
得られたラテックスについて、 実施例 1と同様の操作により、 凝集物量、 固形分、 p H 、 および平均粒子径を評価した。 本実施例の仕込み処方おょぴ評価結果を表 6に示した。 (表 6)
Figure imgf000026_0001
*未濾過品について評価
(実施例 1 6〜1 7および比較例 5 ; ゴム強化共重合体のラテックス A 1 6〜A 1 7およ ぴ比較用ラテックス B 5の製造)
乳化剤の種類を表 6に示す通りに変更する以外は、 実施例 1 5と同様の操作を行い、 ゴ ム強化共重合体のラテックス A 1 6〜A 1 7および比較用ラテックス B 5を製造した。 い ずれも重合は安定に進行した。 Al 6〜A1 7は、 濾過性良好で、 フラスコ壁面、 温度計 への凝集物付着量も僅かであつたが、 B 5では、 小さな凝集物が多量に発生しており濾布 がすぐに目詰まりするため、 濾過が出来なかった。 実施例 1と同様の方法により、 凝集物 量、 固形分、 pH、 および平均粒子径を測定した。 ただし B 5は濾過できなかったため、 凝集物量は測定できなかった。 またその他の評価項目についても未濾過のラテックスで評 価を行った。 仕込み処方おょぴ結果を表 6に示した。
(製造例 28 :マクロモノマーでない重合体組成物 N 2の水溶液 N 2 Kの製造) 攪拌機、 還流冷却器、 温度計、 窒素導入管を備えたガラス製反応容器内に MEK1 20 部とメルカプトエタノール 0. 54部を仕込んだ。 この反応器を、 ウォーターパスにより 78 °Cに加熱した。 一方、 MMA35部、 CHA40部、 AA25部、 A I BN 1. 5部、 及び MEK 1 0部の単量体混合液を調製し、 その 5% (5. 58部) を反応器内に仕込ん だ。 反応器内温度が 78°Cに安定したのち、 A I BN1. 5部を加え、 その 5分後より、 残りの単量体混合液 1 05. 93部の滴下を開始した。 また、 MEK20部とメルカプト エタノール 2. 1 6部の連鎖移動剤溶液を調製し、単量体混合液と同時に滴下を開始した。 各混合液を、 定量ポンプを用いて、一定速度で 3時間かけて滴下し、単量体を重合させた。 滴下終了後 1 0分で反応器内温度を 80°Cに上げ、 A I BN0. 5部を加え、 MEK2部 でリンスした。 さらにその 20分後に再ぴ A I BN0. 5部を加え、 MEK 2部でリンス した。 さらに反応器内温度を 80°Cに保って、 2時間 30分熟成を行い、 重合体 N2の M E K溶液を得た。 G P C測定の結果、 N 2の分子量は、 Mn 290◦、 Mw 5370であ つた。 次に、 ME Kを加熱減圧処理により除去し、 水酸化カリウム水溶液を加えて溶解さ せたのち、 200メッシュの P E製ネットで濾過した。 濾過物に水酸化力リゥム水溶液、 及ぴ水を適量加えて、 pH8、 固形分 30%に調整された、 マクロモノマーでない重合体 組成物 N 2の水酸化力リゥム中和物 N 2 Kの水溶液を得た。
本製造例で製造した重合体組成物 N 2は、 マクロモノマー組成物 M3と同一の単量体組 成であり、 通常のラジカル溶液重合により製造され、 連鎖移動剤であるメルカブタン化合 物により分子量が調節されたものである。 つまり、 M3と同一組成で、 かつ末端に不飽和 結合を有さない (マクロモノマーでない) 重合体組成物である。 (製造例 29 :マクロモノマー組成物 Ml 4の製造おょぴ、 その水酸化カリウム中和物 M 14 Kの水溶液の製造)
単量体の種類おょぴ量を、 MMA1 5部、 I BA50部、 MAA35部に変更し、 反応 温度を 21 0°Cとする以外は製造例 1と同様の操作によりマクロモノマー組成物 Ml 4を 製造した。 製造例 1 と同様に Mw、 Mnおよび F値を分析した結果、 それぞれ、 9050 、 3880、 0. 92であった。
さらに、 製造例 9と同様の操作により、 pH8、 固形分 30%に調整された、 マクロモ ノマ一組成物 M 14の水酸化力リウム中和物 M 14 Kの水溶液を得た。
(実施例 1 8 : ゴム強化共重合体のラテツクス A 1 8の製造)
乳化剤として M 3 Kを使用して、 ゴム強化共重合体のラテックス A 1 8を製造した。 詳 細を以下に説明する。
M 3 Kの水溶液 2. 0部 (固形分として 0. 6部) 、 水 1 8. 6部、 AN 1 2. 1 5部 、 S t 32. 8 5部、 および t—ドデシルメルカプタン 0. 25部をホモミキサーにより 攪拌して、 単量体混合物のエマルシヨンを調製した。 この単量体エマルシヨンは安定で、 ゴム強化共重合体ラテックス製造中に分離することはなかった。
' また、 デキス トローズ 0. 20部、 ピロリン酸ナトリウム 0. 1 3部、 を水 9. 6 7部 に溶解させて還元剤水溶液を調製した。
撹拌機、 温度計および還流冷却器を備えたフラスコ反応器に、 水 20部、 LX— 1 1 1 A2 (日本ゼオン株式会社製、 AB S樹脂用ポリブタジエンラテックス、 固形分 53. 8 %) 102. 23部 (固形分として 55部) 、 1 0%水酸化力リゥム水溶液 0. 28部、 および先に作成した単量体エマルシヨンの 50質量%を仕込み、 攪拌および窒素雰囲気下 で反応器内温度を 70°Cに昇温させた。
反応器内温度が 70°Cで安定したのち、 硫酸第一鉄 7水和物の 1 %水溶液 0. 30部を 添加し、 その 5分後にパーブチル H0. 1 2部を添加した。 さらにその 5分後から、 先に 作成した還元剤水溶液の 20%を 60分で連続添加して 1段目の重合を行った。 この間反 応器内温度は 70 °Cとなるようにコント口ールした。 還元剤水溶液 20 %分の連続滴下終 了後、 反応器内温度を 80 °Cに昇温した後、 硫酸第一鉄 7水和物の 1 %水溶液 0. 30部 を添加し、 その 5分後にパークミル HO. 1 3部を添加した。 さらにその 5分後から、 先 に調整した単量体エマルションの 50 %、 および還元剤水溶液の 40 %を 90分で連続添 加し、 2段目の重合を行った。 引き続き、 還元剤水溶液の 40%を 30分で連続添加した W
。 単量体エマルシヨンの連続添加終了後 1 5分で、 パークミル H 0 . 0 5部を固形分 3 % に調整した乳化剤水溶液 0 . 1 5部に分散させた分散液を添加し、 さらにその 1 5分後に 上記分散液を再ぴ添加させた。 この間、 反応器内温度は 8 0 °Cとなるようにコントロール した。 さらに 3 0分間、 反応器内温度を 8 0 °Cに維持した後、 室温まで冷却して、 ゴム強 化共重合体ラテックス A 1 8を得た。 重合は安定に進行し、 製造中、 反応器内で顕著な凝 集物の発生が確認されることはなかつた。
得られたラテックスについて、 実施例 1と同様の操作により、 凝集物量、 固形分、 p H 、 を評価した。 またレーザー回折散乱式粒度分布計 (日機装株式会社製 MT— 3 0 0 0 ) により粒度分布測定を行い、 平均粒子径 (体積基準、 メジアン径) およびエマルシヨン粒 子の凝集物検出の有無を評価した。 1 μ πι以下の単一ピークの場合、 粒度分布計による凝 集物検出なしと判定し、 1 μ κα以上にもピークが観察される場合には粒度分布計による凝 集物検出ありと判定した。 本実施例では、 1 μ m以下の一つのピークのみが確認され、 粒 度分布計による凝集物検出はないと判定された。 本実施例の仕込み処方、 および評価結果 を表 7に示した。
(表 7 )
Figure imgf000029_0001
(比較例 6〜 7 :比較用ラテツクス B 6、 B 7の製造)
乳化剤の種類を表 7に示す通りに変更する以外は、 実施例 1 8と同様の操作を行い、 比 較用ラテックス B 6、 および B 7を製造した。 B 6では重合中に多量の凝集物が生成して いることが目視でも確認された。 実施例 1 8と同様の方法により、 凝集物量、 固形分、 p H、 平均粒子径、 および粒度分布計による凝集物検出の有無を評価した。 B 6、 B 7とも に 1 μ m以下のメインピーク以外に、 1 m以上にもピークが確認され、 粒度分布計によ る凝集物検出ありと判定された。 仕込み処方および結果を表 7に示した。
(実施例 1 9 : ゴム強化共重合体のラテックス A1 9の製造)
乳化剤として M3 Kを使用して、 ゴム強化共重合体のラテックス A 1 9を製造した。 詳 細を以下に説明する。
M3 Kの水溶液1. 6 7部 (固形分として 0. 5部) 、 水 2 1. 4部、 AN 1 5部、 S t 35部、 tードデシルメルカプタン 0. 2部、 およびパークミル H 0. 3部をホモミキ サ一により攪拌して、 単量体混合物のエマルシヨンを調製した。 この単量体エマルシヨン は安定で、 ゴム強化共重合体ラテックス製造中に分離することはなかった。
また、 デキス トローズ 0. 30咅 ピロリン酸ナトリウム 0. 2部、 を水 9. 5部に溶 解させて還元剤水溶液を作成した。
撹拌機、 温度計および還流冷却器を備えたフラスコ反応器に、 水 25部、 LX— 1 1 1 A 2 (日本ゼオン株式会社製、 AB S樹脂用ポリブタジエンラテックス、 固形分 53. 8 %) 1 02. 23部 (固形分として 5 5部) 、 1 0%水酸化力リゥム水溶液 0. 28部、 および先に作成した単量体エマルシヨンの 50%を仕込み、 攪拌および窒素雰囲気下で反 応器内温度を 70 °Cに昇温させた。
反応器內温度が 70°Cで安定したのち、 硫酸第一鉄 7水和物の 1%水溶液 0. 30部を 添加し、 その 5分後から、 先に作成した還元剤水溶液の 25 %を 90分で連続添加して 1 段目の重合を行った。 還元剤水溶液の連続添加開始から 60分までは反応器内温度を 70 °Cとなるようにコントロールし、 60分後から 80 °Cに昇温した。 また還元剤水溶液の連 続添加開始から 80分で、 硫酸第一鉄 7水和物の 1 %水溶液 0. 30部を追加添加し、 さ らにその 1 0分後から、 先に調整した単量体エマルシヨンの 5◦%、 および還元剤水溶液 の 50%を 1 20分で連続添加し、 2段目の重合を行った。 1 20分での連続添加終了後 、 引き続き、 還元剤水溶液の 25%を 30分で連続添加した。 単量体エマルシヨンの連続 添加終了後 20分で、 パ一タミル H 0. 03部を固形分 5 %に調整した乳化剤水溶液 0. 50部に分散させた分散液を添加し、 さらにその 1 0分後に上記分散液を再び添加した。 この間、 反応器内温度は 80°Cとなるようにコントロールした。 さらに 30分問、 反応器 内温度を 80°Cに維持した後、 室温まで冷却して、 ゴム強化共重合体ラテックス A 1 9を 得た。 重合は安定に進行し、 製造中、 反応器内で顕著な凝集物の発生が確認されることは なかった。
ラテックス A 1 9について、 実施例 1 8と同様の操作により、 凝集物量、 固形分、 p H 、 平均粒子怪、 および粒度分布計による凝集物検出の有無を評価した。 粒度分布測定の結 果、 1 μ m以下の一つのピークのみが確認され、 1 μ mを超える領域には分布が見られな かった (図 1参照)。 従って、 エマルシヨン粒子の凝集なしと判定した。 図 1において、 実 線はラテックス A1 9の粒度分布を示し、 破線は原料として使用されたゴム重合体ラテツ クス (LX— 1 1 1 A2) の粒度分布を示す。
また、 ラテックス A1 9について、 以下の方法により、 グラフト率、 凝固性、 および機 械的安定性を評価した。 本実施例の仕込み処方、 および評価結果を表 8に示した。
(表 8)
Figure imgf000031_0001
(グラフト率の測定方法)
ゴム強化共重合体のラテックスまたは比較用ラテックスに、 同質量の 1. 5%硫酸水溶 液を加え、 7 0°Cに加温して凝固させた。 得られた凝固物を濾過回収し、 7 0°Cに加温し たイオン交換水にて十分に洗浄した後、 乾燥してゴム強化共重合体の乾燥粉末を得た。 得 られた乾燥粉末約 1 g (質量を正確に記録: X gとする) にァセトン 1 5 gを加え、 5 0 °Cにて 2時間振とうさせて、 グラフ トしていない共重合体成分を溶解させた。 この溶液を 1 0 0 0 0 r p mの回転数で 2 0分間遠心分離し、 上澄みを除去して沈降物を全量回収し 、 1 5 0°Cにおいて 3 0分間乾燥させた後、 質量 (ァセトン不溶分の質量: Y g ) を測定 した。 以下の計算式に X、 Y、 およびゴム強化共重合体中のゴム分率 (Β) を代入してグ ラフ ト率を算出した。 ゴム分率とは、 ゴム強化共重合体を基準とするゴム状重合体の割合 である。
グラフ 卜率 (%) = {(Υ-Χ Χ Β) / (X X Β)} X 1 0 0
(凝固 の測定方法)
ゴム強化共重合体のラテックスまたは比較用ラテックスに、 同質量の凝固液を加え、 7 0°Cに加温して凝固させたのち、 濾紙 (ADVANT E C、 N o 2) を使用して吸引濾過 を行った。 濾液が透明の場合、 凝固性〇、 濁っている場合は凝固性 Xと判定した。 凝固液 としては、 0. 5 %硫酸水溶液を使用した。
(機械的安定性の評価結果)
ゴム強化共重合体ラテックスまたは比較用ラテックスの使用量を 3 0 g、 荷重を 4 5 k g、 試験時間を 3 0分とする以外は J I S— K一 6 8 2 8に準拠して、 生成した凝固物量 を評価した。 凝固物量はラテックスに対する凝固物の質量%として表わす。
(実施例 2 0 : ゴム強化共重合体のラテックス A 2 0の製造)
乳化剤の種類を M l 4 Kに変更する以外は、 実施例 1 9と同様の操作を行い、 ゴム強化 共重合体のラテックス A 2 0を製造、 評価した。 重合は安定に進行し、 製造中、 反応器内 で顕著な凝集物の発生が確認されることはなかった。 また粒度分布測定の結果、 1 μ m以 下の一つのピークのみが確認され、 粒度分布計による凝集物検出はないと判定された。 仕 込み処方、 および評価結果を表 8に示した。
(比較例 8 :比較用ラテツクス B 8の製造)
乳化剤の種類をパンディス G— 2 5 K (ハリマ化成株式会社製、 不均化ロジンの力リゥ ム石鹼、 固形分 2 5 %水溶液) に、 またその使用量を固形分として 1. 5部に変更する以 外は、 実施例 1 9と同様の操作を行い、 比較用ラテックス B 8を製造、 評価した。 重合中 に多量の凝集物が生成していることが目視でも確認された。 また粒度分布測定の結果、 1 μ m以下のメインピーク以外に、 1 m以上にもピークが確認され、 粒度分布計による凝 集物検出ありと判定された。 仕込み処方、 および評価結果を表 8に示した。
(比較例 9 ;比較用ラテックス B 9の製造)
乳化剤の種類を KSソープ (花王株式会社製、 半硬化牛脂脂肪酸のカリウム石鹼、 固形 分 90%フレーク) に、 またその使用量を固形分として 1. 5部に変更する以外は、 実施 例 1 9と同様の操作を行い、 比較用ラテックス B 9を製造、 評価した。 重合は安定に進行 し、 製造中、 反応器内で顕著な凝集物の発生が確認されることはなかった。 ただし粒度分 布測定の結果、 1 μ m以下のメインピーク以外に、 1 zmを超える «fe/im〜1 0 /im) 領域にもピークが確認された (図 2参照)。 従って、 エマルシヨン粒子の凝集ありと判定し た。 図 2において、 実線はラテックス B 9の粒度分布を示し、 破線は原料として使用され たゴム状重合体ラテックス (LX— 1 1 1 A2) の粒度分布を示す。 仕込み処方、 および 評価結果を表 8に示した。
(比較例 1 0 :比較用ラテックス B 1 0の製造)
乳化剤として HS_ 10を固形分として 0. 5部使用することに変更する以外は、 実施例 1 9と同様の操作を行い、 比較用ラテックス B 1 ◦を製造、 評価した。 重合は安定に進行 し、 製造中、 反応器内で顕著な凝集物の発生が確認されることはなかった。 また粒度分布 測定の結果、 1 m以下の一つのピークのみが確認され、 粒度分布計による凝集物検出は ないと判定された。 仕込み処方、 および評価結果を表 8に示した。
(実施例 21 :熱可塑性共重合体組成物の調製おょぴ評価)
ゴム強化共重合体ラテックス A1 9を 70°Cに加温し、 AO— 50 (旭電化製、 老化防 止剤) を 0. 5% (ラテックスの固形分量に対して) 添加、 混合後、 ラテックスと同量の 1. 5%硫酸水溶液を加えて、 さらに 70°Cに加温して凝固させた。 凝固物を回収し、 7 0°C温水にて十分に洗浄し、 80°Cで 1 6時間乾燥させて、 粉末状のゴム強化共重合体 A 1 9の回収物を得た。 得られた回収物 1 00部、 スタイラック AS 78 9 (旭化成製、 A NZS t共重合体) 1 94部、 および 0. 1部の PEP— 36 (旭電化製、 熱安定剤) を 配合し、 40 mm φ二軸押出し機を用いて、 バレル温度 1 90°C、 スクリュー回転数 1 0 0 r p niの条件で溶融混練り し、 押し出しすることにより、 熱可塑 ¾Ξ樹脂組成物 C 1のぺ レッ トを製造した。 このペレッ トを使用して下記 (1) および (2) の評価を行った。 こ のペレッ トを射出成形機 (名機製作所 Μ— 5 OA— I I -DM) により、 シリンダ一温度 200°C、金型温度 80°Cの条件で、下記の各種試験法に応じて作製した試験片を用いて、 下記 (3)、 (4) および (5) の評価を行った。 各試験の評価条件を以下に説明した。 ま た結果を表 9に示した。
(表 9)
Figure imgf000034_0001
( 1 ) メノレトフローレート
J I S K720 1に従い、 220°C 1 0 k gの条件で測定を行い、 10分間の流出 g数で結果を表示した。 単位は gZl O分である。
(2) 金型汚染性
上記射出条件でまずハーフショッ ト(金型容量の約 1/2の試料を金型へ射出すること) を行い、 ハーフショット射出物を取り出した。 このとき、 ハーフショッ ト射出物が金型内 で空気と接していた界面付近において、 金型内部に汚染物質が筋状に付着していることが 観察された。 引き続き同一条件でフルショッ ト (金型容量と同量の試料を金型へ射出する こと) を 2回繰り返し、 2回目のフルショッ トで得られた成形物への、 金型から移行した 汚染物質の付着の有無を目視にて確認した。 2回目のフルショッ ト成形物に汚染物質の付 着が認められない場合を〇、 2回目のフルショッ ト成形物に汚染物質の付着が認められる 場合を Xと評価した。
(3) 引張試験
J I S K7 1 6 1の方法に従い、 引張強度 (N/nim2)、 破断伸び (%) を測定した。 W
( 4 ) シャルピー (C h a r p y ) 衝撃強度
I S O - 1 7 9の方法で Vノツチ付き (2 nim、 R = 0 . 2 5 mm) , 温度 2 3 °Cの条件 で測定した。
( 5 ) ビカット ( V i c a t ) 軟化温度
J I S K 7 2 0 6の方法で測定した。
(実施例 2 2およぴ比較例 1 1 )
表 9に示すとおり、 使用するゴム強化共重合体ラテックスの種類を変更する以外は、 実 施例 2 1と同様の操作を行い、 熱硬化性樹脂組成物 C 2、 および比較用組成物 C 3のペレ ットを得た。 実施例 2 1と同様の条件により、 C 2、 および C 3の諸物性を評価した。 結 果を表 9に示した。 産業上の利用可能性
ゴム状重合体ラテックスの存在下にビュル単量体を乳化重合させてゴム強化共重合体を 製造する方法において、 乳化剤として特定のマクロモノマーを使用することにより、 重合 安定性が極めて良好となる。 本発明によれば、 乳化剤の使用量を極めて少量にしても安定 に乳化重合させることができ、 しかも乳化剤として機能するマク口モノマーはビニル単量 体と共重合する。 その結果、 製造されるゴム強化共重合体のラテックスは、 機械的安定性 や、 酸析もしくは塩析時の凝固性が良好なものとなり、 ゴム強化共重合体ラテックスから ゴム強化共重合体を分離 '回収する工程における排水汚染負荷を小さくすることができる。 また本発明の製造方法により製造されたゴム強化共重合体を使用した熟可塑性重合体組 成物は、 強度、 耐衝撃性、 表面光沢性、 耐熱性、 色調などの品質に優れ、 金型の汚染や腐 食も少ないという効果も有する。 該ゴム強化共重合体は、 耐衝搫性改質剤、 加工助剤、 流 動性調節剤などどしても有用である。

Claims

請求の範囲
1. ゴム強化共重合体の製造方法であって、
水性媒体中で、 マクロモノマーおよびゴム状重合体ラテックスの存在下に、 ビニル単量 体 Aを乳化重合させる工程を備え、 前記マクロモノマーが 1 50〜350°Cの温度におい てビニル単量体 Bをラジカル重合させて得られる、 式 (1) に示す末端構造、 カルボキシ ル基および疎水性単量体単位を有する重合体であり、 カルボキシル基の少なくとも一部は アル力リにより中和されたものであり、
Figure imgf000036_0001
式 (1) において、 Xは極性基を意味し、 Mは単量体単位を意味し、 nは重合度を表す 自然数を意味する、 製造方法。
2. ビニル単量体 Bが、 ビュル単量体 B全量を基準として 30〜 90質量%の疎水性単量 体を含有する混合物である、 請求項 1に記載のゴム強化共重合体の製造方法。
3. 疎水性単量体が、 20 °Cにおける水への溶解度が 0. 5 %以下である単量体を、 疎水 性単量体全量を基準として 5〜1 00質量。 /0含有するものである請求項 1または 2に記載 のゴム強化共重合体の製造方法。
4. 疎水性単量体が、 20°Cにおける水への溶解度が 0. 5%以下である単量体を、 疎水 性単量体全量を基準として 20〜1 00質量%含有するものである請求項 1または 2に記 載のゴム強化共重合体の製造方法。
5. マクロモノマーが、 2 · 0〜8. 0 m e q/ gのカルボキシル基を含有するものであ る、 請求項 1〜4のいずれかに記載のゴム強化共重合体の製造方法。
6. マクロモノマーが、 3· 0〜6. Ome q/gのカルボキシル基を含有するものであ る、 請求項 1〜 4のいずれかに記載のゴム強化共重合体の製造方法。
7 . マクロモノマー中のカルボキシル基が、 メタクリル酸に由来するものであることを特 徴とする、 請求項 1〜 6のいずれかに記載のゴム強化共重合体の製造方法。
8 . ゴム状重合体ラテックスの固形分量とビュル単量体 Aの合計量 1 0 0質 S部に対して、 マクロモノマー中和物を固形分として 0 . 0 1〜1 0質量部使用することを特徴とする請 求項 1〜7のいずれかに記載のゴム強化共重合体の製造方法。
9 . 請求項 1〜8のいずれかに記載の製造法により得られたゴム強化共重合体。
1 0 . 請求項 9に記載のゴム強化共重合体を含む熱可塑性重合体組成物。
PCT/JP2004/003558 2003-03-25 2004-03-17 ゴム強化共重合体の製造方法 WO2004085503A1 (ja)

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