JPH01229063A - 熱可塑性を有するエラストマー組成物 - Google Patents

熱可塑性を有するエラストマー組成物

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JPH01229063A
JPH01229063A JP5501388A JP5501388A JPH01229063A JP H01229063 A JPH01229063 A JP H01229063A JP 5501388 A JP5501388 A JP 5501388A JP 5501388 A JP5501388 A JP 5501388A JP H01229063 A JPH01229063 A JP H01229063A
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copolymer
rubber
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Makoto Takizawa
誠 瀧澤
Yasushi Kishimoto
岸本 泰志
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、水癌ブロック共重合体又は該変性物とα、β
−不飽和不飽和シトリルー共役ジエン共重合体又はその
水素添加物からなる、機械的特性に優れ、かつゴム弾性
・耐候性・耐熱性・耐油性に優ねた新規な熱可塑性エラ
ストマー組成物に関するものである。
(従来の技術及び問題点) 熱可塑性エラストマーは加硫を必要としないゴムとして
、近年、自動車部品・家電部品・履物・電線被榎・雑貨
等の分野で使用式れている。
このうちスチレン系熱可塑性エラストマー、例エバスチ
レンーブタジェンブロック共重合体やスチレン−イソプ
レンブロック共重合体及びこれらのブロック共重合体の
水素添加物は、柔軟性に富み、常温で良好なゴム弾性を
有するため、粘接着剤・シーラントや熱可塑性樹脂との
コンパウンド等にも幅広く用いられている。
しかし、このスチレン系熱可塑性エラストマーは、スチ
レン相の凝集による物理的架橋によって、そのゴム的性
質を持ち、スチレンのガラス転移点(約100℃)を超
える温度では流動が生じてしま5ため、一般にはその温
度を超える環境での使用は困難であった。
又、このスチレン系熱可塑性エラストマーは、一般的に
は、炭化水素溶媒中での溶液1合で合成されることから
も明らかなように、オイル・ガソリン等の炭化水素系溶
剤に対する耐性に劣っていた。
これらの改良方法としては、スチレン系熱可塑性エンス
トマーに、耐熱性・耐油性に優れる熱可塑性樹脂を混合
する方法(特開昭58−7443号、特開昭59−27
942号、特開昭59−2794%公報など)、加硫可
能なゴムを混合し共加硫する方法(%開昭61−607
39号公報など)等が提案妊れているが、これらによる
と、耐熱性や耐油性は改良されるものの、未だ改良の余
地を残しており、スチレン系熱可塑性エラストマーが本
来保有している良好なゴム弾性や加工性が損なわれる欠
点がある。
一方、耐熱性・耐油性が優れるゴムにニトリルゴムがあ
るが、ニトリルゴムを他のゴム(例えば、KPM、  
EPDMXEVA )と混合し加硫することにより、他
のゴムにニトリルゴムの特質、即ち耐熱性や耐油性等を
加える方法(%開昭58−40332号、特開昭60−
112839号、特開昭61−40342号、特開昭6
1−283639号公報など)も提案笛れているが、こ
れらは加硫することが不可欠であり、加硫によりはじめ
てゴム弾性が生じる組成物であって、熱可塑性は完全に
失われている欠点がある。
スチレン系熱可塑性エラストマーとα、β−不飽和二ト
リル含有重合体からなる組成物(特開昭53−1245
59号、特開昭53−138453号公報など)も提案
されているが、この組成物に含まれるα、β−不飽和二
トリル含有重合体は樹脂状重合体であり、この組成物は
ゴム弾性を持たない樹脂である。
また、スチレン系熱可塑性エラストマーと共役ジエン及
びアクリロニトリルの共重合体から成る熱可塑性エラス
トマー組成物(特開昭48−80643号公報)も提案
されているが、この組成物にtlれる熱可塑性エラスト
マーはポリブタジェン鎖中に不飽和二重結合が存在する
ため、十分な耐候性を期待できない欠点を持つ。また、
この組成物に含まれる共役ジエン−ニトリル共重合体は
、結晶性を持つ樹脂状共重合体であり、この組成物では
スチレン系熱可塑性エラストマーの柔軟性、良好なゴム
弾性等がある程度犠牲になる。
(問題を解決するための手段) 本発明者らは、スチレン系熱可塑性エラストマーの耐熱
性と耐油性を向上させた熱可塑性の組成物を得るべく鋭
意検討した結果、スチレン系熱可塑性エラストマーにニ
トリルゴム又はその水素添加物を加えることで均一な熱
可を性組成物が得られることを見出し、本発明に到達し
た。
本発明は、スチレン系熱可塑性エラストマー、特に水添
ブロック共重合体又は該変性物にα、β−不飽和不飽和
シトリルー共役ジエン系共重合体ゴム又はその水素添加
物を配合することにより、上記の問題点を解決したもの
である。
すなわち、本発明は、少なくとも1個のビニル芳香族化
合物を主体とする重合体ブロックAと、少なくとも1個
の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBより
なるブロック共重合体を水素添加して得られる水添ゾロ
ツク共重合体及び/又はカルボン酸基又はその誘導体基
を含有する該水添ブロック共重合体変性物(I)と、α
、β−不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体ゴム及び
/又はその水素添加物(II)を含有し、(1)/(f
f)の重量比が9515〜50150であり、更には、
少なくとも(…)を架橋してなることを特徴とする、機
械的特性に優れ、かつゴム弾性・耐候性・耐熱性・耐油
性に優れた新規な熱可塑性エラストマー組成物を提供す
るものである。
以下、本発明に関して祥しく述べる。
かかる(1)成分の一つとして用1x5ろ水添ブロック
共重合体とは、少なくとも1個のビニル芳香族化合物を
主体とする重合体ブロックAと、少なくとも1個の共役
ジエン化合物を生体とする重合体ブロックBよりなる構
造を有するブロック共重合体を水素添加して得られるも
のであり、例えば、A−B、  A−B−A、  B−
A−B−A。
(A−B)nX(n=2〜4、Xはカップリング剤残基
)、(B−A−B )nx (n−2〜4、Xはカップ
リング剤残基)及びこれらの混合物の水素添加された水
添ブロック共重合体である。また、この水添ブロック共
重合体はビニル芳香族化合物を5〜95重f%、好まし
くは10〜6OjHt%含む。さらに好ましくは15〜
453!童%において、かかる水添ブロック共重合体は
熱可塑性エラストマーとして優れた特性を示す。さらに
ブロック構造について言及すると、ビニル芳香族化合物
を主体とする重合体ブロックAが、ビニル芳香族化合物
重合体ブロックまたは、ビニル芳香族化合物を50ム黛
%をこえ、好1しくは70重f%以上含有するビニル芳
香族化合物と水素添加された共役ジエン化合物との共重
合体ブロックの構造を有しており、そしてさらに、水素
重加された共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロッ
クBが、水素添加された共役ジエン化合物重合体ブロッ
クまたは、水素添加ちれた共役ジエン化合物を501i
:t%をこえ、好ましくは703ii%以上含有する水
素添加された共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物と
の共重合体ブロックの構造を有するものである。また、
これらのビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロッ
クA、水素添加婆れた共役ジエン化合物を主体とする重
合体ブロックBは、各々の重合体ブロックにおける分子
鎖中の水素添加嘔れた共役ジエン化合物またはビニル芳
香族化合物の分布が、ランダム、チーバード(分子鎖に
沿ってモノマー分布が増加または減少するもの)、一部
ブロック状またはこれらの任意の組合せであってもよく
、該ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックA
1水素添加芒れた共役ジエン化合物を主体とする重合体
ブロックBがそれぞれ2個以上ある場合は、各ブロック
はそれぞれ同一構造であってもよく、異なる構造であっ
てもよい。
水添ブロック共重合体を構成するビニル芳香族化合物と
しては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、4−メ
チルスチレン、ビニルトルエン、4−第三ブチルスチレ
ン、1,1′−ジフェニルエチレンなどの内から1穐ま
たは2a1以上が選択でき、中でもスチレンが好ましい
。また、水素添加された共役ジエン化合物を構成する水
素添加前の共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジ
ェン、イソプレン、1,6−ペンタジェン、2,6−シ
メチルー1,6−ブタジェン、1,3−へキサジエン等
の内から1福または28以上が選択でき、中でもブタジ
ェン、イソプレン及びこわらの組合せが好ましい。そし
て、水素添加される前の共役ジエン化合物を主体とする
重合体ブロックBは、そのブロック中におけるミクロ構
造を任意に選ぶことが出来るが、良好なゴム弾性を持つ
ためには、例えば、ポリブタジェンブロックにおいては
1゜2−ビニル結合量が、10〜80%、好ましくは、
25〜45%である。
該水冷ブロック共重合体の数平均分子量は、5.000
〜i、o o o、o o o、好ましくは、10.0
00〜800.000テあり、本発8Am成物の物性、
加工性とのバランスを保持する上からは30.000〜
300,000が更に好ましい範囲であり、分子量分布
〔1量平均分子量(Mw )と数平均分子量(Mn )
との比(Mw / Mn ) ]は1゜以下である。さ
らに水添ブロック共重合体の分子構造は、直鎖状、分岐
状、放射状あるいはこゎらの任意の組合せのいすねであ
ってもよい。
これらの水添ブロック共重合体の製造方法としては上記
した構造を有するものであれは、どの様な製法で得られ
るものであってもかまわない。例えは、特公昭40−2
3798号公報に記載賂れた方法により、リチウム触媒
などを用いて不活性溶媒中でビニル芳香族化合物−共役
ジエン化合物ブロック共重合体を合成し、次いで、例え
ば特公昭42−8704号公報、時分1143−663
6号公報に記載延れた方法、特に好ましくは特公昭63
−4841号公報及び、特公昭63−5401号公報に
記載葛れた方法により、不活性溶媒中で水素添加触媒の
存在下に水素添加して本発明に供する水添ブロック共重
合体を合成することが出来る。
その際、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロッ
ク共重合体の共役ジエン化合物に基づく脂肪族二l結合
は少なくとも80%を水素添加し、共役ジエン化合物を
主体とする重合体ブロックを形態的にオレフィン性化合
物重合体ブロックBに変換させる。また、ビニル芳香族
化合物を主体とする重合体ブロックA及び、必要に応じ
て共役ジエン化合物を主体とする電合体ブロックBに共
ム合されているビニル芳香族化合物に基づく芳香族二l
結合の水素添加rAKついては特に制限はないが、水素
添加塞f、20%以下にするのが好ましい。
該水添ブロック共重合体中に含まれる未水素添加の脂肪
族二重結合の量は、赤外分光光度計、核磁気共鳴装置な
どにより容易に知ることが出来る。
一方、(I)成分のもう一つとして用いることが出来る
水添ブロック共重合体変性物は、前記した水添ブロック
共重合体にカルボン酸基又はその誘碑体基金含有する分
子単位が結合したものである。
かかる水添ブロック共重合体変性物は、前記の水添ブロ
ック共重合体に不飽和カルボン酸又はそのvj24体ヲ
、溶液状態又は溶融状態において、好ましくはラジカル
開始剤を使用して付加することによって得られる。かか
る付加変性に用いうろ水添ブロック共重合体は、前記に
規定したものであればいずれでも用いることが出来、又
、水添ブロック共重合体に付加きせる不飽和カルボン酸
又はその誘導体の例としては、マレイン酸、ハロゲン化
マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、シ
ス−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、エン
ジ−シス−ビシクロ−〔2,2,1’:1−5−へブテ
ン−2,6−ジカルボン酸等やこれらジカルボン酸の無
水物、エステル、アミソ、イミr等及び、アクリル酸、
メタクリル酸、クロトン酸、インクロトン酸、メサコン
酸、アンゼリン酸等やこれらモノカルボン酸のエステル
、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸グリシジル
やアミr1エーテル、ニトリル、チオール等の誘導体が
挙げられるが、これらの中では無水マレイン酸またはメ
タクリル酸グリシジルが特に好ましい。
これら水添ブロック共重合体変性物の製造方法に関して
は、本発明においては特に限定はしないが、得られた水
糸ブロック共重合体変性物がデル等の好ましくない成分
を含んだり、その溶融粘度が著しく増大して加工性が悪
化したりする製造方法は好ましくない。好ましい方法と
しては、例えば、押出機中、ラジカル開始剤存在下で、
水添ブロック共重合体と不飽和カルボン酸又はその誘導
体とを反応させる方法がある。
不飽和カルボン酸又はその誘導体の水添ブロック共重合
体への付加量は、水添ブロック共重合体1001に置部
あたり20重量部以下が好ましく、10!を部以下が更
に好ましい。付加量が201iK量部を超えても、それ
以下に比べて変性効果の増大は認められなり0本発明で
用いる不飽和カルボン酸又はその誘導体は、一種のみな
らず二種以上混合しても使用できる。
本発明の組成物にかかる(II)成分として用いうるα
、β−不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体ゴム及び
/又はその水素添加物としては、α。
β−不飽和二トリル/共役ジエンのJk:ft比が10
/90〜80/20.好ましくは15/85〜5015
0で分子t s、o o c+〜200,000のもの
及び/又はその水素添加物が好ましい。
かかるα、β−不飽和不飽和シトリルー共役ジエン系共
重合体ゴムするα、β−不飽和二トリルの具体例として
は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロ
ロアクリロニトリル、α−フルオロアクリロニトリル、
エタクリロニトリル等が挙げられるが、これらの中でも
アクリロニトリルが特に好ましい。
また、α、β−不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体
ゴムのもう一方の構成成分である共役ジエン化合物とし
ては、例えば、ブタジェン、イソプレン、1,3−ペン
タジェン、2,3−ジメチル−1,3−−7”タジエン
、1,3−へキサジエン等の内から1種または2種以上
が選択でき、中でもブタジェンが好ましい。
またα、β−不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体ゴ
ム中の共役ジエン化合物に基づく部分が、完全にまたは
部分的に水X僑加されてbてもかまわない。本発明にお
いて、α、β−不飽和不飽和シトリルー共役ジエン系共
重合体ゴムその水素添加物は、単独で用いてもよいし、
混合物として用いてもよいが、水添ブロック共重合体が
持つ耐候性を損なわなり点から、特に水素添加物を用い
ることが好ましい。
該α、β−不飽和不飽和シトリルー共役ジエン系共重合
体ゴムえば、通常のラジカル1合触媒を用いた乳化1合
により製造することが出来る。また、該共重合体の水素
添加物は、例えば、特開昭45−39275号公報、特
開昭50−71681号公報などに記載された方法によ
って、該共重合体中の共役ジエン化合物単位部分を水素
添加して得られる。
本発明の組成物において、かかる(1)成分及び(n)
成分の割合は、(1) / (If)の重量比が951
5〜50150である。(1) + (ff)にしめる
II)の割合が5′IL−Ik%未溝では組成物が十分
な耐熱性・耐油性を示芒ず、又、501量%を超えると
組成物を架橋した際、加工性が悪化し良好な熱可塑性を
水石す、好ましくない。
本発明の組成物においては、α、β−不飽和不飽和シト
リルー共役ジエン系共重合体ゴム剤等、例えば、有機過
酸化物等の架橋剤、アリル化合物、硫黄、オキシム類等
の架橋助剤、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の架橋促進
剤等を配合することも出来る。かかる架橋剤等の配合量
は、特に制限はないが、本組成物の熱可塑性を損なわな
l、/′>福度、すなわち、該α、β−不飽和不飽和シ
トリルー共役ジエン系共重合体ゴムにR適な配合量の7
0〜100%が好ましい。
本発明の組成物には、必要に応じて、ポリエチレン、ポ
リプロぎレン等の熱可塑性樹脂、炭酸カルシウム、カー
ボンブラック、シリカ等の充*斉艮オイル等を配合して
もよい。
本発明の組成物の混合に用いられる手段には、溶液ブレ
ンドなどの化学的混合法や機械的混合法、例えば、ロー
ル、押出機、プラベンダーなどが挙げられるが、もちろ
んこれらに限定するものではない。均一に混合するため
には、好ましくは160℃以上の条件を選択するのがよ
い。
また、(■)成分を架橋する場合、その方法は、特に制
限はないが、水添ブロック共重合体、α。
β−不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体ゴムの混合
と同時、又は混合した後に(n)成分の架橋剤等を加え
架橋させる方法が混合の良好な架橋組成物を得る上で好
ましい。
(発明の効果) 本発明によれば、水添ブロック共重合体の優れた機械的
特性・ゴム弾性・耐候性と、ニトリルゴムの優れた耐熱
性・耐油性を兼ね備えた新規な熱可塑性エラストマー組
成物を得ることが出来、耐油性・耐熱性を必要とする各
種ホース類、各種ロール成型物等、例えば、自動車部品
、電気部品、各種工業部品等に極めて好適に使用するこ
とが出来る。
(実施例) 以下、実施例を挙げ本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に制
限されるものではなり0鍵考例1 水添ブロック共重合
体の合成(1,−1)特公昭63−4841号公報記載
の方法にて、?リスチレンー水素添加されたポリブタジ
ェン−& 1.1スチレンの構造を有し、結合スチレン
量30%、水素添加前の?リプクジ1フ部の1゜2−ビ
ニル結合量35%、数平均分子量150 、000、分
子量分布1.04、ポリブタジェン部の水素添加率10
0%の水添ブロック共重合体を合成した。
(1−2)(1−1)と両様にして、ポリスチレン−水
素添加されたポリイソプレン−ポリスチレンの構造を有
し、結合スチレン量60%、水素添加前のポリインプレ
ン部の3,4−ビニル結合量33%、数平均分子量12
0,000、分子量分布1.04、ポリインプレン部の
水素添加率99%の水添ブロック共重合体を合成した。
(1−3)(1−1)と同様にして、水素添加嘔れたポ
リブタジェン−ポリスチレン−水素添加逼れたポリブタ
ジェン−ポリスチレンの構造を有し、結合スチレン量3
0%、水素添加前のポリブタジェン部の1,2−ビニル
結合1t35%、数平均分子量50,000、分子量分
布1.04、ポリブタジェン部の水素添加率99%の水
自ブロック共重合体を合成した。
(1−4)(1−1)と同様にして、(ポリスチレン−
水素添加されたポリブタジェン)4S1の構造を有し、
結合スチレン量30%、水素添加前のポリブタジェン部
の1,2−ビニル結合量65%、数平均分子i 70,
000、分子量分布1.04、ポリブタジェン部の水素
添加名96%の水添ブロック共重合体を合成した。
参考例2 変性水添ブロック共重合体の合成(2−1)
(1−1)で得られた水添ブロック共重合体100重量
部あたり、無水マレイン酸1重蓋部、2,5−ジメチル
−2,5−ジ(第三ブチルパーオキシ)ヘキサンo、i
 in部を混合し、250°OK設定した50肩冨ダ径
の二軸押出機で付加変性反応を行った。得られた変性水
添ブロック共重合体は無水マレイン酸が0.751(置
部付加したものであった。
(2−2) (1−3)で得られた水添ブロック共重合
体ioomt部あたり、無水マレイン1211L量部、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(第三ブチルパーオキシ
)ヘキサン0.1 it部を混合し、250°OK設定
した50mm径の二軸押出機で付加変性反応を行った。
得られた変性水添ブロック共重合体は無水マレイン酸が
0.55重量部付加したものであった。
(2−3)(1−3)で得られた水添ブロック共重合体
100!童部あたり、メタクリル酸グリシジル2.51
量部、ジー第三ブチルパーオキサイぜ0.5重量部を混
合し、190℃に設定した45inmのベント付き二軸
押出機で、真空ポンプを用いて強制ベント(減圧度: 
750mEgG )を打込ながら変性反応を行った。得
られた変性水添ブロック共重合体はメタクリル酸グリシ
ジルが1.5重量部付加したものであった。
実施例1〜39、及び比較例1〜27 表1〜8に示した配合割合の熱可塑性エラストマー組成
物t−180°Cのロールにより調製し、厚嘔約210
Eのシートに180℃で圧縮成形した後、下記の試験に
供した。
耐熱性: J工5K6301r加硫ゴムの物理試験方法」K準じて
上記の圧縮成形したシート(以下プレスシートと呼ぶ)
をダンベル状3号型試験片に打ち抜いたものを用いて2
5℃、70°C,100°Cにおける引張強度を測定し
、25℃における引張強度が、70°Cで70%以上保
持葛れ、かつ100°Cで50%以上保持されるものを
○、その値を下回るものを×として評価した。
耐油性: J工5x6301r加硫ゴムの物理試験方法」に準じて
上記のプレスシートをダンベル状3号型試験片に打ち抜
いたものを3186号オイル中に70゛Cで1時間浸漬
した後取り出し、浸漬前後で表面に変化が生ぜず、かつ
浸漬前後の重量変化が20%以下のものを○、表面が変
化したものまたは重量変化がこの値を上回るものを×と
して評価した。
耐候性: J工8に1415 rプラスチック建築材料の促進暴露
試験方法」に準じて上記のプレスシートをダンベル状3
号型試験片に打ち抜いたものをブラックパネル温度63
°C1スプレーサイクル12分/60分のサンシャイン
ウニずオメータ中で500時間!Wした後取り出し、暴
露前後における引張強度の保持ふが95%以上で、かつ
暴露前後で表面状態に変化のないものを○、保持基がこ
の値を下回るものまたは表面状態が変化したものを×と
して評価した。
熱可塑性: J工5x7210 「熱可塑性プラスチックの流れ試験
方法」に準じて各熱可塑性エラストマー組成物のメルト
フローレイト(MFR)を条件14(試験温度260°
C1試験向!2.16ゆで)で測定し、MFRが0.1
以上のものを○、この値を下回るものを×として評価し
た。
表1〜8において1)〜12)は以下の通りである。
1):参考例で合成したエラストマー、及び5he11
社製Kraton G 16522):水添ニトリルゴ
ム(A) m Bayer社製Therban  17
07 水添二トリルプム(B)−日本ゼオン社製zetpo1
2010 ニトリルゴム    請日本ゼオン社製N1pO110
42 6):旭化成工業社製旭化成ポリプロH−11004)
:出光興産社製PW380 5)ニトリアリルイソシアヌレート 6)二日本油脂社製ペロキシモンF′407):ジオク
チルセバケー) (DO8)8)ニトリメチロール ト
リス−(β−チオプロピオネート) 9):テトラメテルチウラムジサルファイド(TMTD
 ) 10):テトラエチルチウラムジサルファイド(TET
D ) 11) : 2−メルカプトベンゾチアゾール(MBT
 )12):へキサメチレンテトラミン(H)表   
2 表   3

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1個のビニル芳香族化合物を主体とす
    る重合体ブロックAと、少なくとも1個の共役ジエン化
    合物を主体とする重合体ブロックBよりなるブロック共
    重合体を水素添加して得られる水添ブロック共重合体及
    び/又はカルボン酸基又はその誘導体基を含有する該水
    添ブロック共重合体変性物( I )と、α,β−不飽和
    ニトリル−共役ジエン系共重合体ゴム及び/又はその水
    素添加物(II)を必須の成分とし、( I )/(II)の
    重量比が95/5〜50/50である熱可塑性エラスト
    マー組成物。
  2. (2)少なくとも(II)を架橋して得られる請求項1項
    記載の熱可塑性エラストマー組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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