JP7206436B2 - 樹脂組成物及び樹脂成形品 - Google Patents
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Description
芳香族ビニル系単量体単位(i)は、芳香族ビニル系単量体に由来する構造単位(繰り返し単位)を示す。芳香族ビニル系単量体は、炭素-炭素二重結合と当該二重結合に直接結合する少なくとも一つの芳香環とを有する単量体であってよく、好ましくは、芳香環に-C(R)=CH2(Rは水素原子又はメチル基)で表される基が結合した単量体である。
スチレン、及び、スチレンが有する水素原子の一部が置換基で置換されたスチレン誘導体からなる群より選択されるスチレン系単量体、
1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、及び、これらが有する水素原子の一部が置換基で置換されたビニルナフタレン誘導体からなる群より選択されるビニルナフタレン系単量体、等が挙げられる。
シアン化ビニル系単量体単位(ii)は、シアン化ビニル系単量体に由来する構造単位(繰り返し単位)を示す。シアン化ビニル系単量体は、炭素-炭素二重結合と当該二重結合に直接結合する少なくとも一つのシアノ基とを有する単量体であってよい。
マレイミド系単量体単位(iii)は、マレイミド系単量体に由来する構造単位(繰り返し単位)を示す。マレイミド系単量体は、例えば、下記式(iii-1)で表される基を少なくとも一つ有する単量体であってよい。なお、マレイミド系単量体単位(iii)は、必ずしもマレイミド系単量体から形成されたものである必要はなく、例えば、後述の不飽和ジカルボン酸系単量体単位を、アンモニア又は第1級アミンで変性させて形成されたものであってもよい。
N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-n-ブチルマレイミド、N-n-オクチルマレイミド等のN-アルキルマレイミド;
N-シクロヘキシルマレイミド等のN-シクロアルキルマレイミド;
N-フェニルマレイミド、N-(4-メトキシフェニル)マレイミド等のN-アリールマレイミド;
等が挙げられる。
共役ジエン系単量体単位(iv)は、共役ジエン系単量体に由来する構造単位(繰り返し単位)を示す。共役ジエン系単量体は、共役ジエンを有する単量体であってよく、共役ジエンを有する炭化水素であることが好ましい。
不飽和ジカルボン酸系単量体単位(v)は、不飽和ジカルボン酸系単量体に由来する構造単位(繰り返し単位)を示す。不飽和ジカルボン酸系単量体としては、例えば、不飽和ジカルボン酸及びその無水物(不飽和ジカルボン酸無水物)等が挙げられる。
装置名:JNM-ECXシリーズFT-NMR(日本電子株式会社製)
溶媒:重水素化クロロホルム
濃度:2.5質量%
温度:27℃
積算回数:8000回
マレイミド系共重合体(A)は、芳香族ビニル系単量体単位(i)、シアン化ビニル系単量体単位(ii)及びマレイミド系単量体単位(iii)を有する共重合体である。
装置名:示差走査熱量計 Robot DSC6200(セイコーインスツル株式会社製)
昇温速度:10℃/分
測定名:SYSTEM-21 Shodex(昭和電工株式会社製)
カラム:PL gel MIXED-B(ポリマーラボラトリーズ社製)を3本直列
温度:40℃
検出:示差屈折率
溶媒:テトラヒドロフラン
濃度:2質量%
検量線:標準ポリスチレン(PS)(ポリマーラボラトリーズ社製)を用いて作成
グラフト共重合体(B)は、共役ジエン系単量体単位(iv)を有する重合体(b)に、芳香族ビニル系単量体及びシアン化ビニル系単量体からなる群より選択される少なくとも一種をグラフト重合させた共重合体である。すなわち、グラフト共重合体は、共役ジエン系単量体単位(iv)と、芳香族ビニル系単量体単位(i)及びシアン化ビニル系単量体単位(ii)からなる群より選択される少なくとも一種と、を有する。
重合体(b)は、共役ジエン系単量体単位(iv)を有する重合体である。重合体(b)は、共役ジエン系単量体の単独重合体であってよく、共役ジエン系単量体と他の単量体との共重合体であってもよい。
グラフト共重合体(B)は、重合体(b)に芳香族ビニル系単量体及びシアン化ビニル系単量体からなる群より選択される少なくとも一種をグラフト重合させることで製造することができる。
ビニル系共重合体(C)は、芳香族ビニル系単量体単位(i)及びシアン化ビニル系単量体単位(ii)を有し、マレイミド系単量体単位(iii)を有しない共重合体である。
本実施形態の樹脂組成物は、マレイミド系共重合体(A)、グラフト共重合体(B)及びビニル系共重合体(C)以外の他の重合体(X)を更に含有していてよい。
<ゲル分率の測定>
(1)100mL共栓三角フラスコに試料1.5gを精秤する。(s)
(2)メチルエチルケトン(MEK)30mLを加え、一晩放置する。
(3)一晩放置後、振とう機で10分間振とうする。
(4)SUS製の50mL遠心管を精秤する。(b)
(5)遠心管に試料溶液を移し、MEKで三角フラスコ内の残液を洗い加える。
(6)遠心分離機を用い、24000rpmで40分間遠心分離を行う。
(7)遠心分離後、遠心管を取り出し、上澄み液を廃棄する。次いで、少量のMEKを遠心管に加えて、上澄み液を廃棄する。
(8)遠心管を熱風乾燥機内(70℃~75℃)で4時間以上予備乾燥を行う。
(9)予備乾燥後、真空乾燥機(70℃、76cmHg)で15時間以上真空乾燥を行う。
(10)真空乾燥後、デシケーター内で常温まで冷却を行い、精秤する。(a)
(11)以下の計算式により、ゲル分率を算出する。
ゲル分率(%)=100×(a-b)/s
[式中、aは真空乾燥後の重量(乾燥ゲル+遠心管の重量)(g)を示し、bは空の遠心管の重量(g)を示し、sは試料の重量(g)を示す。]
以下の方法でマレイミド系共重合体(A1)を製造した。
攪拌機を備えた容積120リットルのオートクレーブ中に、スチレン25質量部、アクリロニトリル9質量部、マレイン酸無水物3質量部、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン0.05質量部、メチルエチルケトン12質量部を仕込み、気相部を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら40分かけて90℃まで昇温した。昇温後90℃を保持しながら、マレイン酸無水物23質量部とt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.2質量部をメチルエチルケトン75質量部に溶解した溶液及びスチレン33質量部を10時間かけて連続的に添加した。更にマレイン酸無水物添加終了後、スチレン7質量部を2時間かけて連続的に添加した。スチレン添加後、120℃に昇温し、1時間反応させて重合を終了させた。その後、重合液にアニリン24質量部、トリエチルアミン0.4質量部を加え140℃で7時間反応させた。反応終了後のイミド化反応液をベントタイプスクリュー式押出機に投入し、揮発分を除去してペレット状のマレイミド系共重合体(A1)を得た。
得られたマレイミド系共重合体(A1)のTgは169℃、重量平均分子量は141000であった。
また、マレイミド系共重合体(A1)中、芳香族ビニル系単量体単位(i)の含有量は50.5質量%、シアン化ビニル系単量体単位(ii)の含有量は8.2質量%、マレイミド系単量体単位(iii)の含有量は39.8質量%、不飽和ジカルボン酸系単量体単位(v)の含有量は1.5質量%であった。
以下の方法でマレイミド系共重合体(A2)を製造した。
攪拌機を備えた容積120リットルのオートクレーブ中に、スチレン65質量部、マレイン酸無水物7質量部、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン0.2質量部、メチルエチルケトン25質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を92℃に昇温し、マレイン酸無水物28質量部とt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.18質量部をメチルエチルケトン100質量部に溶解した溶液を7時間かけて連続的に添加した。添加後、さらにt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.03質量部を添加して120℃に昇温し、1時間反応させて重合を終了させた。その後、重合液にアニリン32質量部、トリエチルアミン0.6質量部を加え140℃で7時間反応させた。反応終了後のイミド化反応液をベントタイプスクリュー式押出機に投入し、揮発分を除去してペレット状のマレイミド系共重合体(A2)を得た。
得られたマレイミド系共重合体(A2)のTgは186℃、重量平均分子量は110000であった。
また、マレイミド系共重合体(A2)中、芳香族ビニル系単量体単位(i)の含有量は51.9質量%、マレイミド系単量体単位(iii)の含有量は46.4質量%、不飽和ジカルボン酸系単量体単位(v)の含有量は1.7質量%であった。
以下の方法でグラフト共重合体(B1)を製造した。
グラフト共重合体(B1)は、乳化グラフト重合法にて作製した。攪拌機を備えた反応缶中に平均粒子径が0.3μmで固形分濃度が49質量%のポリブタジエンラテックス126質量部、平均粒子径が0.5μmでスチレンの含有量が24質量%、固形分濃度が69質量%のスチレン-ブタジエンラテックス17質量部、ステアリン酸ソーダ1質量部、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、テトラソジウムエチレンジアミンテトラアセチックアシッド0.01質量部、硫酸第一鉄0.005質量部、及び純水150部を仕込み、温度を50℃に加熱した。ここにスチレン75質量%及びアクリロニトリル25質量%の単量体混合物45質量部、t-ドデシルメルカプタン1.0質量部、クメンハイドロパーオキサイド0.15質量部を6時間で連続的に分割添加した。分割添加終了後、65℃に昇温し、さらに2時間かけて重合を完結させ、グラフト共重合体(B1)のラテックスを得た。得られたラテックスについて、凝固剤として硫酸マグネシウムと硫酸を用い、凝固時のスラリーのpHが6.8となるよう凝固を行い、洗浄脱水後、乾燥することで粉末状のグラフト共重合体(B1)を得た。
得られたグラフト共重合体(B1)のTgは-85℃であった。
また、グラフト共重合体(B1)中、芳香族ビニル系単量体単位(i)の含有量は31.9質量%、シアン化ビニル系単量体単位(ii)の含有量は10.6質量%、共役ジエン系単量体単位(iv)の含有量は57.5質量%であった。
以下の方法でビニル系共重合体(C1)を製造した。
ビニル系共重合体(C1)は、連続式の塊状重合にて作製した。反応器として完全混合槽型撹拌槽を1基使用し、20Lの容量で重合を行った。スチレン58質量%、アクリロニトリル22質量%、エチルベンゼン20質量%の原料溶液を作製し、反応器に6.5L/hの流量で連続的に供給した。また、原料溶液に対して、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートを150ppm、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン400ppmの濃度となるよう、原料溶液の供給ラインに連続的に添加した。反応器の反応温度は144℃となるよう調整した。反応器から連続的に取り出されたポリマー溶液は、予熱器付き真空脱揮槽に供給され、未反応のスチレン及びアクリロニトリル、エチルベンゼンを分離した。脱揮槽内のポリマー温度が235℃となるように予熱器の温度を調整し、脱揮槽内の圧力は0.4kPaとした。ギヤーポンプにより真空脱揮槽からポリマーを抜出し、ストランド状に押出して冷却水にて冷却後、切断してペレット状のビニル系共重合体(C1)を得た。
得られたビニル系共重合体(C1)のTgは108℃、重量平均分子量は145000であった。
また、ビニル系共重合体(C1)中、芳香族ビニル系単量体単位(i)の含有量は73.9質量%、シアン化ビニル系単量体単位(ii)の含有量は26.1質量%であった。
以下の方法でビニル系共重合体(C2)を製造した。
ビニル系共重合体(C2)は、連続式の塊状重合にて作製した。反応器として完全混合槽型撹拌槽を1基使用し、20Lの容量で重合を行った。スチレン48質量%、アクリロニトリル29質量%、エチルベンゼン23質量%の原料溶液を作製し、反応器に6.5L/hの流量で連続的に供給した。また、原料溶液に対して、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートを200ppm、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン1300ppmの濃度となるよう、原料溶液の供給ラインに連続的に添加した。反応器の反応温度は145℃となるよう調整した。反応器から連続的に取り出されたポリマー溶液は、予熱器付き真空脱揮槽に供給され、未反応のスチレン及びアクリロニトリル、エチルベンゼンを分離した。脱揮槽内のポリマー温度が225℃となるように予熱器の温度を調整し、脱揮槽内の圧力は0.4kPaとした。ギヤーポンプにより真空脱揮槽からポリマーを抜出し、ストランド状に押出して冷却水にて冷却後、切断してペレット状のビニル系共重合体(C2)を得た。
得られたビニル系共重合体(C2)のTgは108℃、重量平均分子量は91000であった。
また、ビニル系共重合体(C2)中、芳香族ビニル系単量体単位(i)の含有量は67.9質量%、シアン化ビニル系単量体単位(ii)の含有量は32.1質量%であった。
装置名:JNM-ECXシリーズFT-NMR(日本電子株式会社製)
溶媒:重水素化クロロホルム
濃度:2.5質量%
温度:27℃
積算回数:8000回
以下の方法で実施例1の樹脂組成物を調製した。
マレイミド系共重合体(A1)、グラフト共重合体(B1)及びビニル系共重合体(C1)を表1に示す配合割合(質量%)でブレンドした後、二軸押出機TEM-35B(東芝機械株式会社製)を用いて押出し、ペレット化した樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物について、以下の方法で、メルトマスフローレート、シャルピー衝撃強度、ビカット軟化点及びゲル分率の測定、並びに、耐塗装性の評価を行った。結果を表1に示す。
JIS K7210に準拠して、220℃、98N荷重にて測定した。
JIS K-7111に準拠して、ノッチあり試験片を用い、打撃方向はエッジワイズを採用して相対湿度50%、雰囲気温度23℃で測定した。なお、測定機はデジタル衝撃試験機(株式会社東洋精機製作所製)を使用した。
JIS K7206に準拠して、50法(荷重50N、昇温速度50℃/時間)で試験片は10mm×10mm、厚さ4mmのものを用いて測定した。なお、測定機はHDT&VSPT試験装置(株式会社東洋精機製作所製)を使用した。
樹脂組成物のゲル分率は、以下の方法で測定した。
(1)100mL共栓三角フラスコに試料1.5gを精秤する。(s)
(2)メチルエチルケトン(MEK)30mLを加え、一晩放置する。
(3)一晩放置後、振とう機で10分間振とうする。
(4)SUS製の50mL遠心管を精秤する。(b)
(5)遠心管に試料溶液を移し、MEKで三角フラスコ内の残液を洗い加える。
(6)遠心分離機を用い、24000rpmで40分間遠心分離を行う。
(7)遠心分離後、遠心管を取り出し、上澄み液を廃棄する。次いで、少量のMEKを遠心管に加えて、上澄み液を廃棄する。
(8)遠心管を熱風乾燥機内(70℃~75℃)で4時間以上予備乾燥を行う。
(9)予備乾燥後、真空乾燥機(70℃、76cmHg)で15時間以上真空乾燥を行う。
(10)真空乾燥後、デシケーター内で常温まで冷却を行い、精秤する。(a)
(11)以下の計算式により、ゲル分率を算出する。
ゲル分率(%)=100×(a-b)/s
[式中、aは真空乾燥後の重量(乾燥ゲル+遠心管の重量)(g)を示し、bは空の遠心管の重量(g)を示し、sは試料の重量(g)を示す。]
射出成型機を用いて、シリンダー温度220℃、金型温度50℃の条件で75mm×75mm×3mmの角板を成型した。その角板に一般的に車両外装向けとしてABS樹脂の塗装に用いられている汎用的なウレタン系塗料を用いて以下の方法で耐塗装性評価を実施した。
下塗り:ハイウレタンNo.5000(黒メタリック)(日本油脂(株)製)
上塗り:ハイウレタンNo.5300(クリアー)(日本油脂(株)製)
膜厚:下塗り15~17μm、上塗り22~25μm
乾燥時間:75℃、25分
得られた塗装成形品の表面状態について、以下の基準により目視で評価した。
AA:塗装表面に凹凸がない。
A:塗装表面にわずかに凹凸が確認される。
C:塗装表面に多数の凹凸が確認される。
重合体の種類及び配合比を、表1に示すとおり変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。また、得られた樹脂組成物について、実施例1と同様に測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
重合体の種類及び配合比を表2に示すとおり変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。また、得られた樹脂組成物について、実施例1と同様に測定及び評価を行った。結果を表2に示す。
Claims (9)
- 芳香族ビニル系単量体単位、シアン化ビニル系単量体単位、不飽和ジカルボン酸系単量体単位及びマレイミド系単量体単位を有するマレイミド系共重合体(A)(但し、前記マレイミド系共重合体(A)は下記グラフト共重合体(B)と異なる。)と、
共役ジエン系単量体単位を有する重合体(b)に、芳香族ビニル系単量体及びシアン化ビニル系単量体からなる群より選択される少なくとも一種をグラフト重合させたグラフト共重合体(B)と、
芳香族ビニル系単量体単位及びシアン化ビニル系単量体単位を有し、マレイミド系単量体単位を有しないビニル系共重合体(C)(但し、前記ビニル系共重合体(C)は前記グラフト共重合体(B)と異なる。)と、
を含有し、
前記マレイミド系共重合体(A)、前記グラフト共重合体(B)及び前記ビニル系共重合体(C)の合計量100質量部に対して、芳香族ビニル系単量体単位の合計含有量が55.0~65.0質量部、シアン化ビニル系単量体単位の合計含有量が15.0~27.0質量部、マレイミド系単量体単位の合計含有量が3.0~15.0質量部、共役ジエン系単量体単位の合計含有量が14.0~20.0質量部、不飽和ジカルボン酸系単量体単位の合計含有量が0.05~10.0質量部であり、
JIS K 7210に記載の方法で測定される、220℃、98N荷重の条件下でのメルトマスフローレートが3~23g/10minである、樹脂組成物。 - 前記マレイミド系共重合体(A)が、マレイミド系単量体単位の含有量が20.0質量%以上のマレイミド系共重合体(A-1)を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記マレイミド系共重合体(A-1)の含有量が、前記樹脂組成物の全量基準で5~40質量%である、請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記グラフト共重合体(B)が、共役ジエン系単量体単位の含有量が45.0~65.0質量%のグラフト共重合体(B-1)を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記グラフト共重合体(B-1)の含有量が、前記樹脂組成物の全量基準で16~34質量%である、請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記ビニル系共重合体(C)が、芳香族ビニル系単量体単位及びシアン化ビニル系単量体単位の合計含有量が80.0質量%以上のビニル系共重合体(C-1)を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記ビニル系共重合体(C-1)の含有量が、前記樹脂組成物の全量基準で40~74質量%である、請求項6に記載の樹脂組成物。
- ゲル分率が、前記樹脂組成物の全量基準で、15~25質量%である、請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、樹脂成形品。
Applications Claiming Priority (3)
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