JPH0367109B2 - - Google Patents
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- JPH0367109B2 JPH0367109B2 JP58075292A JP7529283A JPH0367109B2 JP H0367109 B2 JPH0367109 B2 JP H0367109B2 JP 58075292 A JP58075292 A JP 58075292A JP 7529283 A JP7529283 A JP 7529283A JP H0367109 B2 JPH0367109 B2 JP H0367109B2
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【発明の詳細な説明】
本発明は高い耐熱変形温度を有する高耐衝撃性
の熱可塑性樹脂組成物に関するものである。 ビニル芳香族単量体と不飽和ジカルボン酸無水
物から成る共重合樹脂(例えばスチレン無水マレ
イン酸共重合樹脂)は公知である。このものは加
工性に秀れ、樹脂としての強度、硬度が高く透明
性も十分であることから有用であり、特にその高
い耐熱変形性の故に、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合樹脂(以下SAN樹脂と略)に比しより
苛酷な熱的条件で使用するのに適している。しか
しながら本樹脂の強靭性、即ち耐衝撃強度の低さ
は、広汎な応用に自ずと限界をもたらしている。 一方ポリブタジエン或はスチレン−ブタジエン
共重合体の存在下ラジカル重合によつて、ビニル
芳香族単量体(例えばスチレン)と不飽和ニトリ
ル化合物(例えばアクリロニトリル)又は(メ
タ)アクリル酸エステル類(例えばメタクリル酸
メチル)の混合物をグラフト共重合して得られ
る、いわゆるABS樹脂或はMBS樹脂もまた公知
である。このものはマトリツクス樹脂としての例
えばスチレン−アクリロニトリル共重合樹脂又は
スチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂中にグ
ラフト又は未グラフトゴムが微細に分散して存在
するいわゆるゴムグラフト共重合樹脂であり、前
述の例えばスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂
に比較してはるかに高い耐衝撃性を有するため、
家電・自動車の部品など広汎な用途があるが、一
方、その耐熱変形温度が十分でなく、例えば約80
℃以上の温度雰囲気下では、使用中変形したり、
変質したりする結果、やはりその応用には限界が
ある。 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂(A)といわ
ゆるABS樹脂(B)との複合組成物は、特公昭47−
50775号公報中に開示されており、この組成物は
(A)又は(B)単独では期待できない耐衝撃性と耐熱変
形温度とを共に改良した熱可塑性複合樹脂成形材
料を提供しうることを述べている。確かに(A)と(B)
の複合により両者の欠点を互いに補完しあう形で
樹脂の耐熱・耐衝撃性を若干向上させることが可
能であるが、文献、G.E.Molau,J.Polymer
Sci.,B(3),1007(1965)には、熱可塑性共重合
樹脂同志の組み合せ複合は、通常非相容
(incompatible)であり、相容(compatible)な
組み合せはむしろ例外であると記載されているこ
とからも予想されるように、単に(A)と(B)を組み合
せ複合するだけでは、その複合系樹脂組成物の物
性が実用的に十分なものとは言えずかつ複合系樹
脂組成物の成形性の指標である溶融流れ挙動も不
満足なものである。 本発明者らは、ビニル芳香族単量体−不飽和ジ
カルボン酸無水物共重合樹脂(A)と、ゴムグラフト
ビニル芳香族単量体−不飽和ニトリル(又は(メ
タ)アクリル酸エステル)単量体共重合樹脂(B)の
複合系樹脂組成物の物性向上を詳細に検討してい
る過程で本複合系樹脂組成物に物性改良剤とし
て、前記各樹脂と相互に親和性のあるゴムグラフ
トビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン酸無水
物(及び必要に応じて、これらと共重合可能な不
飽和ニトリル単量体又はメタクリル酸エステル単
量体の)共重合樹脂(C)を添加することにより当該
複合系樹脂組成物が実用的に秀れた耐熱変形性、
耐衝撃性を発現し、かつ、該複合系樹脂組成物の
成形性も複合成分樹脂(B)のそれよりも尚良好であ
るという驚くべき事実を見出し本発明を完成し
た。 即ち本発明は、 (A) 重合体重量基準でビニル芳香族単量体65〜95
重量部、不飽和ジカルボン酸無水物10〜35重量
部及び必要に応じてこれらと共重合可能なビニ
ル単量体0〜30重量部より成る共重合樹脂30〜
70重量% (B) 重合体組成物重量基準で、ポリブタジエン及
び/又はスチレン−ブタジエン共重合体から成
るゴム質重合体15〜70重量部の存在下に、ビニ
ル芳香族単量体及び不飽和ニトリル単量体又は
(メタ)アクリル酸エステル単量体の混合物30
〜85重量部をグラフト共重合せしめたグラフト
共重合樹脂20〜70重量%及び (C) 重合体組成物重量基準で、ポリブタジエン及
び/又はスチレン−ブタジエン共重合体から成
るゴム質重合体5〜50重量部の存在下に、ビニ
ル芳香族単量体、不飽和カルボン酸無水物及び
必要に応じてこれらと共重合可能な不飽和ニト
リル単量体又はメタクリル酸エステル単量体の
混合物50〜95重量部をグラフト共重合せしめた
グラフト共重合樹脂で、かつ、そのグラフト率
が30〜100重量%の範囲内にあるもの5〜40重
量% より成る耐熱・耐衝撃性複合系樹脂組成物であり
前記した如く成形が容易で実用的に高い耐熱・耐
衝撃性を有する新規な樹脂組成物を提供すること
を目的としている。 共重合樹脂(A)として代表的なものは、スチレン
−無水マレイン酸共重合体があげられる。本共重
合樹脂中の不飽和ジカルボン酸無水物含量は10〜
35重量%の範囲がよく、複合物の耐熱性や成形性
等を考慮すると、より好ましくは、10〜25重量%
である。複合する相手樹脂との親和性を増すため
第3の共重合可能なビニル単量体を共重合するこ
とは好ましいことである。例えばグラフト共重合
樹脂(B)としてABS樹脂を選択する場合は、好都
合な第3の単量体はアクリロニトリルが最適でグ
ラフト共重合樹脂(B)としてMBS樹脂が選ばれる
ときには第3の単量体はメタクリル酸メチルが好
適である。但し選択された第3の単量体の総量は
共重合体中30重量%を越えないことが望ましい。 共重合樹脂(A)の重合は、種々の方法、条件で実
施しうるが公知の溶液重合法、沈澱重合法、回分
式或は連続式の塊状重合法等、何れの方法にても
重合可能であり、具体例としては、温度80〜140
℃で熱開始又はラジカル開始剤の添加によつて、
ビニル芳香族単量体と不飽和ジカルボン酸無水物
の混合物をラジカル重合的に重合させる。この際
当該単量体の組み合せがスチレン−無水マレイン
酸である場合、強い交互共重合性があることの故
に、共重合樹脂組成を前記組成範囲内に抑え、か
つ、重合率変化に伴なう組成変化を最小限にする
ために微妙な単量体追添加技術が必要であるがこ
れについては本発明者らが先に提案した方法即ち
特開昭58−2313号公報にその例を見ることができ
る。尚、共重合樹脂(A)は本発明の樹脂組成物の耐
熱変形性を向上せしめるのに有効であるが、組成
物中の含有比率としては、30〜70重量%が望まし
く、より実際的には、複合樹脂組成物の耐熱性、
溶融流動性を高水準の値に維持するため、該複合
樹脂組成物中40重量%以上が望ましく、一方、組
成物の耐衝撃性を高度な値にするために65重量%
以下にとどめることが有益である。 共重合樹脂(A)のビニル芳香族単量体の例として
は、スチレン、α−メチルスチレン、核置換ハロ
ゲン化スチレン或はインデン等が使用可能であ
る。不飽和ジカルボン酸無水物の例としては無水
マレイン酸が最も一般的であるが、クロロマレイ
ン酸無水物、無水アコニツト酸、無水シトラコン
酸等も無水マレイン酸に一部代替する形で添加す
ることは可能である。 グラフト共重合樹脂(B)として代表的なものは
ABS樹脂或はMBS樹脂である。ABS樹脂又は
MBS樹脂は、通常未グラフトゴム質重合体、ゴ
ムグラフト共重合体及びマトリツクス形成硬質樹
脂としてのスチレン−アクリロニトリル又はスチ
レン−メタクリル酸メチル共重合体の混合物であ
り、混合物中のゴム含量は、グラフト及び未グラ
フトゴムの総和で15〜70重量%の範囲であること
が良く、特に本発明の複合樹脂組成物の耐衝撃性
を高水準に維持するためグラフト共重合樹脂(B)中
には15〜60重量%の水準に保つことが望ましい。
ゴム質重合体の含量は高ければ高いほど、最終組
成物中のゴム質重合体を高含有量に保つことがで
き、ひいては最終複合組成物の耐衝撃性を高くす
ることができるが、余りにその含有量が高すぎる
と混練又は成形操作の過程で、ゴム質重合体相互
の架橋等による変質のため溶融流れが著しく低下
したり或は着色したりしてかえつて最終組成物の
物性を低下させる。 マトリツクス樹脂を形成する成分、即ちビニル
芳香族単量体の例としては、前記のスチレン、α
−メチルスチレン、核置換スチレン等から選択し
うるが好ましいのは、スチレン及び/又はα−メ
チルスチレンである。マトリツクス樹脂を形成す
る他の単量体、即ち不飽和ニトリル化合物又は
(メタ)アクリル酸エステルの例としてはアクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル、クロトノニト
リル又はメタクリル酸メチル、アクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル等広汎な単量体群から選
択することができるが、より具体的な例としてア
クリロニトリル又はメタクリル酸メチルが好都合
である。マトリツクス樹脂を構成するビニル芳香
族単量体と、これと共重合可能な単量体の組み合
せの総量は、グラフト共重合樹脂(B)中30〜85重量
%が好ましく、より好適には、40〜85重量%であ
る。又この組み合せの比率は、スチレン等のビニ
ル芳香族単量体が過半を占めることが望ましく、
具体的には、スチレン等ビニル芳香族単量体を50
〜95重量%にすると良い。 グラフト共重合樹脂(B)の重合は、従来の公知の
方法即ち熱又はラジカル開始剤によつて温度50〜
140℃でゴム質重合体を、マトリツクス形成樹脂
成分である単量体混合物に溶解しておき塊状で重
合する方法、或は、ゴム質重合体のラテツクスを
乳化剤の存在下、水系で単量体混合物を添加して
重合させる乳化重合法、さらには、いわゆる塊状
懸濁重合法等どのような方法でも重合できる。し
かしながら前記した如く(B)成分樹脂中のゴム質重
合体を高含有率に維持するためには乳化重合法に
よる方がより好ましい。 次に、本発明に重要な役割を果す複合系物性改
良剤即ちグラフト共重合樹脂(C)については以下に
述べる重合体設計が必要であり、そのためにゴム
グラフトビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン
酸無水物共重合樹脂(C)の重合の検討が詳細になさ
れた。本グラフト共重合樹脂(C)を設計する上での
主たる要因となるものは、文献箕浦、森、工化、
61、109(1958)を参考にすると、 ゴム質重合体の種類 ゴム質重合体にグラフト(=マトリツクス相
を形成)する樹脂の種類の選択 グラフト率 が最も重要であると考えられる。は公知のポリ
ブタジエン又はスチレン−ブタジエン共重合体か
ら選択することに大きな障害はない。但し、後者
の場合スチレン−ブタジエンランダム共重合体又
は、スチレン分が過半を占めるブロツク共重合体
単独を選択する時は、後述するグラフト率の制御
に若干の困難を生ずる。 本樹脂(C)の枝ポリマーの選択は、次のように考
えられる。即ち、最終複合組成物のマトリツクス
樹脂相(連続相)を形成するのが共に極性の高い
ビニル芳香族単量体−不飽和ニトリル単量体又
は、ビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン酸無
水物単量体の共重合体の複合物であるので、複合
系の耐熱性を高水準に維持する必要からも、最終
的にビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン酸無
水物単量体の組み合せを選択した。 グラフト共重合樹脂のグラフト率は、前掲の文
献等にも明らかな如く、グラフト共重合条件、ラ
ジカル開始剤の濃度、グラフトすべき単量体の濃
度等非常に多くの要因を持つ。本発明の完成のた
め数多くのグラフト共重合実験が行なわれ詳細検
討の結果、大略次のことが判明し、以後の複合系
物性改良剤としてのグラフト共重合体構造設計に
役立てられた。即ち、グラフトされるゴム質重合
体(以下幹ポリマーと略)としてポリジエン化合
物又はビニル芳香族単量体−脂肪族ジエン化合物
共重合体を、又グラフト共重合樹脂成分(以下枝
ポリマーと略)として、ビニル芳香族単量体−不
飽和ジカルボン酸無水物の組み合せを用いる時、 イ 重合温度100〜130℃での熱開始ラジカルグラ
フト共重合では、塊状重合条件で約20〜80重量
%のグラフト率が達成される。 ロ 枝ポリマー成分としての不飽和ジカルボン酸
無水物初期仕込量を増すと重合速度が増すと共
にグラフト率も増大する。この場合、当然枝ポ
リマー中の不飽和ジカルボン酸無水物含量も増
加する。 ハ イの条件下で分子量調節剤(例えばターシヤ
リードデシルメルカプタン)を用いると、グラ
フト率は低下する。一方ラジカル開始剤を添加
するとグラフト率は向上する。 グラフト共重合樹脂(C)の調製は、後に具体例と
して詳述されるが、一般的に次の如く行なうのが
好ましい。即ちゴム質重合体としてポリブタジエ
ン及び/又はスチレン−ブタジエン共重合体を所
定量ビニル芳香族単量体と不飽和ジカルボン酸無
水物から成る単量体混合物に溶解する。この時の
ゴム質重合体の量は、重合反応速度、重合時間等
を勘案して決定される。また初期の単量体混合物
の仕込比は所望するグラフト共重合樹脂のマトリ
ツクス形成樹脂組成に対応して決められるが、ス
チレン−無水マレイン酸共重合の場合を第1図に
例をとり、単量体初期仕込組成と生成共重合体組
成の関係を説明する。 第1図は、横軸に単量体仕込組成比を、縦軸
に、生成共重合体の微分組成比を目盛つたもの
で、具体例としてスチレン−無水マレイン酸共重
合を重合温度90℃で実施する時の単量体組成比と
その際の生成共重合体の組成比を示す図である。
例えば横軸a点は単量体組成比がスチレン/無水
マレイン酸=0.9932/0.0068の重量比の時、生成
する共重合体組成比はスチレン/無水マレイン酸
=0.80/0.20(点b)となることを示している。
従つてこの関係図から逆に生成共重合体組成比が
0.920/0.080(点c)のものを得るには単量体組
成比を点dの0.9982/0.0018にする必要があるこ
とを例示するものである。但し、本図の縦軸は、
生成共重合体の微分組成(瞬時組成)であり、単
量体組成比は重合の進行と共に常に変化するの
で、前記特開昭58−2313号公報等を参考にして、
一定組成比の共重合体を得るために、不足する単
量体を系内に追添加する必要がある。 ゴム質重合体を単量体混合物に溶解したのち
は、重合系を不活性ガスで置換し熱重合の場合は
100〜140℃、ラジカル開始剤を用いる重合の場合
は80〜120℃で重合を開始する。ビニル芳香族単
量体と不飽和ジカルボン酸無水物の共重合は、一
定組成の共重合体をうるのに通常は不飽和ジカル
ボン酸無水物の追添加を行なう。所定の重合率に
達するか又は所定の重合時間経過後は重合混合物
を急冷するか又は重合禁止剤を投入して重合を停
止し、真空乾燥器中に移液して高真空(1〜
5Torr)下、高温(160〜240℃)で脱揮する。脱
揮後の残余物は乳白色塊状物であり、必要に応じ
粉砕機等で微細粉化する。得られた粉末は、溶剤
分別法でゴム質重合体含有成分とビニル芳香族単
量体及び不飽和ジカルボン酸無水物の共重合体成
分とに分別され原試料と分別法による溶媒可溶分
及び溶媒不溶分の3試料について不飽和ジカルボ
ン酸無水物含有量(重量%)を求め次の式によつ
てそのグラフト率を算出した。 グラフト率(G)=ゴム質重合体にグラフトしたマトリツ
スク樹脂の重量(g)/ゴム質重合体の重量(g)×10
0(%)=c/b−c×100
(%) 但し b;分別可溶分中の不飽和ジカルボン酸無水物の
含有率〔−〕 c;分別不溶分中の不飽和ジカルボン酸無水物の
含有率〔−〕 複合系物性改良剤としてのグラフト共重合樹脂
(C)のグラフト率は、最終複合組成物の物性を高水
準に保つために重要である。本樹脂のグラフト率
が30%よりも低いとき、樹脂(C)はその大部分が、
マトリツクス形成樹脂成分であるスチレン−無水
マレイン酸共重合樹脂であり、現実には、樹脂(A)
と、樹脂(B)の複合系に、若干のゴム質重合体と成
分樹脂(A)の類似物を添加するケースと同様であり
複合系改質剤として有効に作用しない。逆にグラ
フト率が100%を越えるときは、ゴム質重合体に
グラフトしたマトリツクス樹脂成分(枝ポリマ
ー)が、幹ポリマーの性質を抑え、むしろ枝ポリ
マーそのものの性質が強く反映される結果これ又
複合組成物の性質を高水準に維持しえない。この
ことを今少し詳しく説明するには複合系樹脂組成
物の物性を改良するグラフト共重合樹脂(C)の作用
効果について推定する必要がある。 複合樹脂の最大弱点は、その耐衝撃性の低下に
あると考えるのは妥当であり、かつその弱さは複
合樹脂相構造をミクロ的に解析するとその相界面
が破壊の開始点になることが一般的に認められて
いる。従つて複合樹脂の物性を向上するために、
その複合相界面を補強する成分の添加が有効であ
ることは勿論である。実験によれば樹脂(A)と樹脂
(B)の複合に於て界面を補強する成分は、樹脂(C)中
のグラフト共重合体成分であると思われるが、本
グラフト共重合体樹脂のグラフト率が30〜100%
の範囲外のものは、複合相界面を有効に補強しえ
ないことが判つた。即ちグラフト率が余りに小さ
くとも又余りに大きくとも共に本グラフト共重合
樹脂(殊に純グラフト共重合)が複合相界面に局
在せず、むしろ成分樹脂(B)中又は(A)中にほとんど
とり込まれてしまう結果、その添加効果が小さく
なると推定される。 成分樹脂(A)、グラフト共重合樹脂(B)及び複合系
物性改良剤としてのグラフト共重合樹脂(C)の複合
の方法は、公知のいかなる方法も採用できる。例
えば(A)、(B)及び(C)に共通する溶媒例えばハロゲン
化炭化水素と芳香族化合物又は脂肪族ケトン類と
芳香族化合物の組合せ溶媒中で3成分を混合溶解
し後に溶媒を蒸発させて所望の混合物を得ること
も可能である。しかしながらより実際的な混合方
法としては通常のタンブラーミキサー、ヘンシエ
ルミキサー等を用い、粉末及び/又はペレツトの
ブレンドを行なつたのち、単軸又は2軸の30mmφ
又は40mmφの混練押出機を用いてペレツト化する
のが好都合である。混練押出機での条件は温度
200〜240℃、スクリユー回転数30〜60rpm、滞留
時間数分が望ましい。この複合組成物中の成分(A)
及び(B)の比率は、複合組成物に要求される物性を
考慮して任意に選ぶことができるが、耐熱・耐衝
撃性かつ高流動性の複合樹脂組成物を得るために
(A)は全組成物中30〜70重量%なお好ましくは、40
〜60重量%の範囲で選ばれるべきである。同様に
成分(B)は、最終複合樹脂組成物の耐衝撃性を高水
準に維持するために20重量%以上、また耐熱性や
溶融流動性を下げないためには70重量%以下に限
定する必要がある。更に好ましいのは全組成物中
20〜35重量%である。なおこのことは必然的に物
性改良剤であるグラフト共重合樹脂(C)の量の全組
成物中の好ましい量を5〜40重量%に規定する。 尚、本組成物には、樹脂の熱劣化を防ぐための
熱安定剤、組成物の流動性や離型性を改良するた
めの滑剤等は勿論のこと公知の充填剤、顔料等を
添加することは、最終複合組成物の物性を極端に
低下させない物質及び量である限り問題はない。
混合・混練された樹脂組成物は通常のペレツト又
は細片状に切断し、公知のプレス成形法或は射出
成形法、押出成形法等によつて任意に賦形しう
る。賦形した試片は以下に示す方法によつて物性
評価試験を行なつた。 アイゾツド衝撃試験 ASTM D−138 熱変形温度測定試験 ASTM D−648 溶融流動試験 JIS K−6760 以下に本発明の実施例を示す。特に断りがない
限り数字は重量部数を示す。 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂(A)の重合例 撹拌翼、還流冷却器、自動温度調節器、熱媒循
環ジヤケツト等を装着した20のステンレス反応
管にスチレン(ST)9.93Kg、無水マレイン酸
(MAH)を0.07Kg投入し溶解する。N2置換のの
ち撹拌しながら反応器内温を120℃に昇温する。
内温が110℃に上つたところで重合反応を開始と
し、以後内温120℃で4時間重合する。この重合
期間中は、生成する共重合体の単量体としての成
分組成比を一定にするためMAHを融体で遂次追
添加する。その追添加スケジユールは重合速度、
共重合体組成及びスチレン−無水マレイン酸共重
合に於ける単量体反応性比から計算される。 所定時間の重合終了後、重合混合物を冷却しな
がら真空乾燥器中に移し、2Torrで160℃に昇温
して未反応単量体を脱揮した。得られたブロツク
状の透明共重合樹脂A1は粉砕機にて粉砕し微粉
末とした。収量は3.7Kgであり、生成樹脂のアル
カリ滴定によれば、共重合体樹脂中の無水マレイ
ン酸単位は6.7重量%、ウベローデ粘度計を用い
る、テトラヒドロフラン中30℃での溶液粘度
ηsp/c(濃度c=0.5g/dl)は1.01であつた。 上記と同じ方法により、単量体初期仕込と追添
加スケジユールが異なるだけの樹脂A2,A3を
各々えた。単量体混合物中の無水マレイン酸が多
くなると若干重合速度が増すため最終の重合率は
A1<A2<A3の順に高くなつた。A1〜A3の分析値
等を表−に示す。 【表】 ゴムクラフトスチレン−無水マレイン酸共重合樹
脂(C)の重合例 撹拌翼、還流冷却器、自動温度調節器、熱媒循
環ジヤケツト等を装着した20のスチレン反応缶
に所定量のスチレン(ST)、無水マレイン酸
(MAH)及び溶媒を投入し、撹拌溶解したのち、
必要量のゴム質重合体を小片に切つて投入溶解す
る。溶解が完了したら必要に応じ分子量調節剤を
添加したのち、系をN2置換し、熱媒を循環させ
て、反応器内温を130℃に昇温する。撹拌槽内温
が120℃になつた時、重合開始とし、それ以後重
合液内温は130℃に維持しながら前記(A)樹脂の重
合と同様に、重合体組成制御のためのMAH追添
加を行なう。重合時間5時間後反応器を冷却しな
がら内容物を真空乾燥器中に移し、1Torr、180
℃に昇温して脱揮した。ブロツク状の乳白色樹脂
は少量ずつ粉砕器で微粉砕した。このようにして
得られた4種のグラフト共重合樹脂C1〜C4の分
析結果を表−に示す。 【表】 スチレン−アクリロニトリル−無水マレイン酸三
元共重合樹脂(SAM樹脂と略)の重合例 撹拌翼、還流冷却器、自動温度調節器、熱媒循
環ジヤケツト等を装着した5のステンレス反応
缶に、スチレン2.7Kg、アクリロニトリル0.27Kg、
無水マレイン酸0.03Kg(重量比で90対9対1に相
当)の各単量体を秤量し混合する。系内をN2で
置換したのち、熱媒循環槽の温度を昇温して内温
を90℃に上げる。途中内温が85℃になれば、重合
開始としてこの時点から重合によつて消費される
アクリロニトリル−無水マレイン酸単量体混合物
を10分間隔で追添加する。この間重合液内温は90
℃に維持する。重合時間2.5時間で追添加を停止
し、160分後系を急冷して重合を停止し、熱安定
剤としてチバガイギー社製Irganox1010を0.5重量
部添加して真空脱揮処理を行なつた。得られた生
成物の分析値は表−に示す。 ゴムグラフトスチレン−アクリロニトリル−無水
マレイン酸共重合樹脂(HI−SAM樹脂と略)の
重合例 ゴムグラフト共重合樹脂(C)の重合と略同様であ
るが、アクリロニトリルが加わると、ポリブタジ
エン等ゴム質重合体が単量体混合物に溶解しにく
いため、溶媒(例えばトルエン等)を少し増やし
て使用する必要がある。前例の反応缶に、スチレ
ン、アクリロニトリル、無水マレイン酸及びトル
エンをこの順に1.84Kg、0.14Kg、0.02Kg及び1.0Kg
投入してよく撹拌したのち、ポリブタジエン(旭
化成(株)社製ジエンNF35AS)を0.40Kg小片に細断
して投入し溶解した。ポリブタジエンゴムが十分
溶解したならば系をN2置換し、熱媒を循環して、
内温を120℃に昇温する。この場合系がアクリロ
ニトリルのため加圧となるので、アクリロニトリ
ル−無水マレイン酸単量体混合物の追添加は、溶
媒を用いるポンプ圧入方式を採用した。所定時間
重合後、熱安定剤を加え撹拌混合したのち真空脱
揮した。生成物の分析値を表−に記す。 【表】 実施例 1 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂A3を50
部、ABS樹脂B1(日本合成ゴム(株)製DP−606、ゴ
ム含有率42%)を33部及びグラフト共重合樹脂
C3を17部各々秤量し、熱安定剤として住友化学
(株)製のWXR0.2部加えたのちミキサー内で十分混
合した。この混合物は、大阪精機(株)製の40mmφ単
軸押出機で混練ペレツト化した。押出条件はシリ
ンダー温度が最大240℃、スクリユー用モーター
回転数50rpmであつた。 こうして得たペレツトは、日精樹脂工業(株)製射
出成形機で物性評価のための成形試片とした。こ
の射出成形での一般的操作条件は、シリンダー温
度230℃、金型温度80℃、射出圧80〜100Kg/cm2、
成形サイクルは射出20秒、保圧15秒、冷却20秒で
ある。 得られた成形試片は乳白色で若干ツヤがあり、
成形ヒズミやヒケは全くない良好な外観を示し
た。このものの物性評価値は表−に示したが、
耐熱・耐衝撃性及び溶融流れ等がバランスされた
実用的に有用な物性を保持していた。 比較例 1 実施例1において、物性改良剤としてのグラフ
ト共重合樹脂C3を用いなかつた外は全く同様の
実験を行なつた。但し、A3とB1の比率は実施例
1の重量分率に合せ60対40に設定した。成形物の
外観は実施例1と特に変るところはなかつたが、
測定された物性値は表−に示す如く低レベルの
値であり明らかにC3成分の添加が不可欠である
ことを示した。 実施例 2、3 実施例1において使用したABS樹脂B1の代り
に、ABS樹脂B2(日本合成ゴム(株)製VSポリマー、
ゴム含有率23.0%)を実施例2において、また、
MBS樹脂B3(ロームアンドハース社製、アクリ
ロイドKM−653、ゴム含有率48.0%)を実施例
3において各々使用して、同様な実験を行ない外
観及び物性を評価した。結果を表−に示す。外
観は実施例1とかわりないうえ、実施例2は、よ
り高い耐熱性を、又実施例3は、より高い耐衝撃
性を示した。 比較例 2 実施例2に於て、物性改良剤としてのグラフト
共重合樹脂C3を使用しない例を示したものであ
る。表−に示す如く、この例によつても改良剤
としてのC3の有効性が明白である。 比較例 3 実施例1のスチレン−無水マレイン酸共重合樹
脂A3とABS樹脂B1及びグラフト共重合樹脂C3の
量比を各々15、62及び23重量部として、本発明の
特定範囲外の比率で組成物を調製した例である
が、物性改良剤C3の添加効果を全く発現しなか
つた。 実施例 4、5 実施例1の実験において、スチレン−無水マレ
イン酸共重合樹脂A3とABS樹脂B1及びグラフト
共重合樹脂C3の比率を各々、実施例4では38/
38/24又実施例5では64/27/9と若干変化させ
て物性検討を行なつた。結果を表−に示すが本
発明の特定範囲内で複合組成比を変更すること
は、例えば実施例4が耐衝撃性を最も重視した処
方に、又実施例5は逆にスチレン−無水マレイン
酸共重合樹脂の配合比を多くすることで、耐熱性
をより重視した処方になる如く、むしろ特徴的な
物性の発現に有益であつた。 実施例 6 本例は、スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂
(A)の代りに、前記スチレン−アクリロニトリル−
無水マレイン酸三元共重合樹脂(SAM樹脂)を
用いて実施例1と全く同じ配合組成で実験した結
果を表−に示す。SAM樹脂中の無水マレイン
酸含有量が、樹脂A3のそれとほゞ同様であつた
が、第3成分としてのアクリロニトリルの含有
は、複合組成物の耐衝撃性に尚若干の改良をもた
らすことがわかつた。 実施例 7 実施例1に於て、複合物性改良剤として、グラ
フト共重合樹脂C3の代りに前記ゴムグラフトス
チレン−アクリロニトリル−無水マレイン酸三元
共重合樹脂(HI−SAM 樹脂)を、同量用いた
ほかは、全く同様の実験を行なつた。最終生成物
の外観は良好で、その物性も優秀であつた。結果
を表−に示す。 比較例 4、5 実施例1及び2に於て、スチレン−無水マレイ
ン酸共重合樹脂A3の代りに、同じ樹脂A1を用い
た場合の結果を表−に示す。共重合樹脂A中の
無水マレイン酸含量が低すぎる場合、複合組成物
の物性特に耐熱性が不十分なものである。 比較例 6、7 実施例1における複合系物性改良剤として、グ
ラフト率が所定の値の範囲外にあるグラフト共重
合樹脂を使用した場合の結果を示し、比較例6
は、グラフト率が低すぎるもの比較例7はグラフ
ト率が高すぎるものを各々実験した結果である。
結果を表−に示すが物性改良剤添加の効果が殆
んどない。 比較例 8 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂Aとし
て、実験室で別途調製したスチレン−無水マレイ
ン酸交互共重合樹脂(樹脂中の無水マレイン酸単
量体含有率PMAH=48.7重量%)を用い、本樹
脂60部とABS樹脂B140部と、混練実験を行なお
うと試みたが、実験操作中に発泡分解して複合組
成物が得られなかつた。 実施例 8、9 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂A3の代
りに、A2を50部用いたほかは、実施例1、2と
同様の実験を行なつた。結果を表−に示すが、
共重合樹脂A中の無水マレイン酸含量が少し低下
すると最終複合組成物の耐熱性は下るが、耐衝撃
性はほゞ同水準か又はそれ以上になることを示
し、樹脂A中の無水マレイン酸含量は14重量%程
度迄は複合物の物性は実用的に十分であることが
判つた。 実施例 10、11 実施例1、8に於て、グラフト共重合樹脂C3
の代りに、複合系物性改良剤として無水マレイン
酸含量の異なる樹脂C2を同量用いた場合の結果
を表−に示す。この結果も若干耐熱性が、実施
例1、8に比し低いが、耐衝撃性はむしろ向上
し、十分な実用物性を発現した。 比較例 9 実施例1に於て、ABS樹脂B1の代りにダイセ
ル化学(株)のABS樹脂(BDポリマーゴム含有率=
12%)を同量用いたほかは、実施例1と全く同様
に実験した結果を表−に示すが明らかにABS
樹脂中のゴム含有率は高い方が好ましい。 【表】 【表】 【表】 【表】
の熱可塑性樹脂組成物に関するものである。 ビニル芳香族単量体と不飽和ジカルボン酸無水
物から成る共重合樹脂(例えばスチレン無水マレ
イン酸共重合樹脂)は公知である。このものは加
工性に秀れ、樹脂としての強度、硬度が高く透明
性も十分であることから有用であり、特にその高
い耐熱変形性の故に、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合樹脂(以下SAN樹脂と略)に比しより
苛酷な熱的条件で使用するのに適している。しか
しながら本樹脂の強靭性、即ち耐衝撃強度の低さ
は、広汎な応用に自ずと限界をもたらしている。 一方ポリブタジエン或はスチレン−ブタジエン
共重合体の存在下ラジカル重合によつて、ビニル
芳香族単量体(例えばスチレン)と不飽和ニトリ
ル化合物(例えばアクリロニトリル)又は(メ
タ)アクリル酸エステル類(例えばメタクリル酸
メチル)の混合物をグラフト共重合して得られ
る、いわゆるABS樹脂或はMBS樹脂もまた公知
である。このものはマトリツクス樹脂としての例
えばスチレン−アクリロニトリル共重合樹脂又は
スチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂中にグ
ラフト又は未グラフトゴムが微細に分散して存在
するいわゆるゴムグラフト共重合樹脂であり、前
述の例えばスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂
に比較してはるかに高い耐衝撃性を有するため、
家電・自動車の部品など広汎な用途があるが、一
方、その耐熱変形温度が十分でなく、例えば約80
℃以上の温度雰囲気下では、使用中変形したり、
変質したりする結果、やはりその応用には限界が
ある。 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂(A)といわ
ゆるABS樹脂(B)との複合組成物は、特公昭47−
50775号公報中に開示されており、この組成物は
(A)又は(B)単独では期待できない耐衝撃性と耐熱変
形温度とを共に改良した熱可塑性複合樹脂成形材
料を提供しうることを述べている。確かに(A)と(B)
の複合により両者の欠点を互いに補完しあう形で
樹脂の耐熱・耐衝撃性を若干向上させることが可
能であるが、文献、G.E.Molau,J.Polymer
Sci.,B(3),1007(1965)には、熱可塑性共重合
樹脂同志の組み合せ複合は、通常非相容
(incompatible)であり、相容(compatible)な
組み合せはむしろ例外であると記載されているこ
とからも予想されるように、単に(A)と(B)を組み合
せ複合するだけでは、その複合系樹脂組成物の物
性が実用的に十分なものとは言えずかつ複合系樹
脂組成物の成形性の指標である溶融流れ挙動も不
満足なものである。 本発明者らは、ビニル芳香族単量体−不飽和ジ
カルボン酸無水物共重合樹脂(A)と、ゴムグラフト
ビニル芳香族単量体−不飽和ニトリル(又は(メ
タ)アクリル酸エステル)単量体共重合樹脂(B)の
複合系樹脂組成物の物性向上を詳細に検討してい
る過程で本複合系樹脂組成物に物性改良剤とし
て、前記各樹脂と相互に親和性のあるゴムグラフ
トビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン酸無水
物(及び必要に応じて、これらと共重合可能な不
飽和ニトリル単量体又はメタクリル酸エステル単
量体の)共重合樹脂(C)を添加することにより当該
複合系樹脂組成物が実用的に秀れた耐熱変形性、
耐衝撃性を発現し、かつ、該複合系樹脂組成物の
成形性も複合成分樹脂(B)のそれよりも尚良好であ
るという驚くべき事実を見出し本発明を完成し
た。 即ち本発明は、 (A) 重合体重量基準でビニル芳香族単量体65〜95
重量部、不飽和ジカルボン酸無水物10〜35重量
部及び必要に応じてこれらと共重合可能なビニ
ル単量体0〜30重量部より成る共重合樹脂30〜
70重量% (B) 重合体組成物重量基準で、ポリブタジエン及
び/又はスチレン−ブタジエン共重合体から成
るゴム質重合体15〜70重量部の存在下に、ビニ
ル芳香族単量体及び不飽和ニトリル単量体又は
(メタ)アクリル酸エステル単量体の混合物30
〜85重量部をグラフト共重合せしめたグラフト
共重合樹脂20〜70重量%及び (C) 重合体組成物重量基準で、ポリブタジエン及
び/又はスチレン−ブタジエン共重合体から成
るゴム質重合体5〜50重量部の存在下に、ビニ
ル芳香族単量体、不飽和カルボン酸無水物及び
必要に応じてこれらと共重合可能な不飽和ニト
リル単量体又はメタクリル酸エステル単量体の
混合物50〜95重量部をグラフト共重合せしめた
グラフト共重合樹脂で、かつ、そのグラフト率
が30〜100重量%の範囲内にあるもの5〜40重
量% より成る耐熱・耐衝撃性複合系樹脂組成物であり
前記した如く成形が容易で実用的に高い耐熱・耐
衝撃性を有する新規な樹脂組成物を提供すること
を目的としている。 共重合樹脂(A)として代表的なものは、スチレン
−無水マレイン酸共重合体があげられる。本共重
合樹脂中の不飽和ジカルボン酸無水物含量は10〜
35重量%の範囲がよく、複合物の耐熱性や成形性
等を考慮すると、より好ましくは、10〜25重量%
である。複合する相手樹脂との親和性を増すため
第3の共重合可能なビニル単量体を共重合するこ
とは好ましいことである。例えばグラフト共重合
樹脂(B)としてABS樹脂を選択する場合は、好都
合な第3の単量体はアクリロニトリルが最適でグ
ラフト共重合樹脂(B)としてMBS樹脂が選ばれる
ときには第3の単量体はメタクリル酸メチルが好
適である。但し選択された第3の単量体の総量は
共重合体中30重量%を越えないことが望ましい。 共重合樹脂(A)の重合は、種々の方法、条件で実
施しうるが公知の溶液重合法、沈澱重合法、回分
式或は連続式の塊状重合法等、何れの方法にても
重合可能であり、具体例としては、温度80〜140
℃で熱開始又はラジカル開始剤の添加によつて、
ビニル芳香族単量体と不飽和ジカルボン酸無水物
の混合物をラジカル重合的に重合させる。この際
当該単量体の組み合せがスチレン−無水マレイン
酸である場合、強い交互共重合性があることの故
に、共重合樹脂組成を前記組成範囲内に抑え、か
つ、重合率変化に伴なう組成変化を最小限にする
ために微妙な単量体追添加技術が必要であるがこ
れについては本発明者らが先に提案した方法即ち
特開昭58−2313号公報にその例を見ることができ
る。尚、共重合樹脂(A)は本発明の樹脂組成物の耐
熱変形性を向上せしめるのに有効であるが、組成
物中の含有比率としては、30〜70重量%が望まし
く、より実際的には、複合樹脂組成物の耐熱性、
溶融流動性を高水準の値に維持するため、該複合
樹脂組成物中40重量%以上が望ましく、一方、組
成物の耐衝撃性を高度な値にするために65重量%
以下にとどめることが有益である。 共重合樹脂(A)のビニル芳香族単量体の例として
は、スチレン、α−メチルスチレン、核置換ハロ
ゲン化スチレン或はインデン等が使用可能であ
る。不飽和ジカルボン酸無水物の例としては無水
マレイン酸が最も一般的であるが、クロロマレイ
ン酸無水物、無水アコニツト酸、無水シトラコン
酸等も無水マレイン酸に一部代替する形で添加す
ることは可能である。 グラフト共重合樹脂(B)として代表的なものは
ABS樹脂或はMBS樹脂である。ABS樹脂又は
MBS樹脂は、通常未グラフトゴム質重合体、ゴ
ムグラフト共重合体及びマトリツクス形成硬質樹
脂としてのスチレン−アクリロニトリル又はスチ
レン−メタクリル酸メチル共重合体の混合物であ
り、混合物中のゴム含量は、グラフト及び未グラ
フトゴムの総和で15〜70重量%の範囲であること
が良く、特に本発明の複合樹脂組成物の耐衝撃性
を高水準に維持するためグラフト共重合樹脂(B)中
には15〜60重量%の水準に保つことが望ましい。
ゴム質重合体の含量は高ければ高いほど、最終組
成物中のゴム質重合体を高含有量に保つことがで
き、ひいては最終複合組成物の耐衝撃性を高くす
ることができるが、余りにその含有量が高すぎる
と混練又は成形操作の過程で、ゴム質重合体相互
の架橋等による変質のため溶融流れが著しく低下
したり或は着色したりしてかえつて最終組成物の
物性を低下させる。 マトリツクス樹脂を形成する成分、即ちビニル
芳香族単量体の例としては、前記のスチレン、α
−メチルスチレン、核置換スチレン等から選択し
うるが好ましいのは、スチレン及び/又はα−メ
チルスチレンである。マトリツクス樹脂を形成す
る他の単量体、即ち不飽和ニトリル化合物又は
(メタ)アクリル酸エステルの例としてはアクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル、クロトノニト
リル又はメタクリル酸メチル、アクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル等広汎な単量体群から選
択することができるが、より具体的な例としてア
クリロニトリル又はメタクリル酸メチルが好都合
である。マトリツクス樹脂を構成するビニル芳香
族単量体と、これと共重合可能な単量体の組み合
せの総量は、グラフト共重合樹脂(B)中30〜85重量
%が好ましく、より好適には、40〜85重量%であ
る。又この組み合せの比率は、スチレン等のビニ
ル芳香族単量体が過半を占めることが望ましく、
具体的には、スチレン等ビニル芳香族単量体を50
〜95重量%にすると良い。 グラフト共重合樹脂(B)の重合は、従来の公知の
方法即ち熱又はラジカル開始剤によつて温度50〜
140℃でゴム質重合体を、マトリツクス形成樹脂
成分である単量体混合物に溶解しておき塊状で重
合する方法、或は、ゴム質重合体のラテツクスを
乳化剤の存在下、水系で単量体混合物を添加して
重合させる乳化重合法、さらには、いわゆる塊状
懸濁重合法等どのような方法でも重合できる。し
かしながら前記した如く(B)成分樹脂中のゴム質重
合体を高含有率に維持するためには乳化重合法に
よる方がより好ましい。 次に、本発明に重要な役割を果す複合系物性改
良剤即ちグラフト共重合樹脂(C)については以下に
述べる重合体設計が必要であり、そのためにゴム
グラフトビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン
酸無水物共重合樹脂(C)の重合の検討が詳細になさ
れた。本グラフト共重合樹脂(C)を設計する上での
主たる要因となるものは、文献箕浦、森、工化、
61、109(1958)を参考にすると、 ゴム質重合体の種類 ゴム質重合体にグラフト(=マトリツクス相
を形成)する樹脂の種類の選択 グラフト率 が最も重要であると考えられる。は公知のポリ
ブタジエン又はスチレン−ブタジエン共重合体か
ら選択することに大きな障害はない。但し、後者
の場合スチレン−ブタジエンランダム共重合体又
は、スチレン分が過半を占めるブロツク共重合体
単独を選択する時は、後述するグラフト率の制御
に若干の困難を生ずる。 本樹脂(C)の枝ポリマーの選択は、次のように考
えられる。即ち、最終複合組成物のマトリツクス
樹脂相(連続相)を形成するのが共に極性の高い
ビニル芳香族単量体−不飽和ニトリル単量体又
は、ビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン酸無
水物単量体の共重合体の複合物であるので、複合
系の耐熱性を高水準に維持する必要からも、最終
的にビニル芳香族単量体−不飽和ジカルボン酸無
水物単量体の組み合せを選択した。 グラフト共重合樹脂のグラフト率は、前掲の文
献等にも明らかな如く、グラフト共重合条件、ラ
ジカル開始剤の濃度、グラフトすべき単量体の濃
度等非常に多くの要因を持つ。本発明の完成のた
め数多くのグラフト共重合実験が行なわれ詳細検
討の結果、大略次のことが判明し、以後の複合系
物性改良剤としてのグラフト共重合体構造設計に
役立てられた。即ち、グラフトされるゴム質重合
体(以下幹ポリマーと略)としてポリジエン化合
物又はビニル芳香族単量体−脂肪族ジエン化合物
共重合体を、又グラフト共重合樹脂成分(以下枝
ポリマーと略)として、ビニル芳香族単量体−不
飽和ジカルボン酸無水物の組み合せを用いる時、 イ 重合温度100〜130℃での熱開始ラジカルグラ
フト共重合では、塊状重合条件で約20〜80重量
%のグラフト率が達成される。 ロ 枝ポリマー成分としての不飽和ジカルボン酸
無水物初期仕込量を増すと重合速度が増すと共
にグラフト率も増大する。この場合、当然枝ポ
リマー中の不飽和ジカルボン酸無水物含量も増
加する。 ハ イの条件下で分子量調節剤(例えばターシヤ
リードデシルメルカプタン)を用いると、グラ
フト率は低下する。一方ラジカル開始剤を添加
するとグラフト率は向上する。 グラフト共重合樹脂(C)の調製は、後に具体例と
して詳述されるが、一般的に次の如く行なうのが
好ましい。即ちゴム質重合体としてポリブタジエ
ン及び/又はスチレン−ブタジエン共重合体を所
定量ビニル芳香族単量体と不飽和ジカルボン酸無
水物から成る単量体混合物に溶解する。この時の
ゴム質重合体の量は、重合反応速度、重合時間等
を勘案して決定される。また初期の単量体混合物
の仕込比は所望するグラフト共重合樹脂のマトリ
ツクス形成樹脂組成に対応して決められるが、ス
チレン−無水マレイン酸共重合の場合を第1図に
例をとり、単量体初期仕込組成と生成共重合体組
成の関係を説明する。 第1図は、横軸に単量体仕込組成比を、縦軸
に、生成共重合体の微分組成比を目盛つたもの
で、具体例としてスチレン−無水マレイン酸共重
合を重合温度90℃で実施する時の単量体組成比と
その際の生成共重合体の組成比を示す図である。
例えば横軸a点は単量体組成比がスチレン/無水
マレイン酸=0.9932/0.0068の重量比の時、生成
する共重合体組成比はスチレン/無水マレイン酸
=0.80/0.20(点b)となることを示している。
従つてこの関係図から逆に生成共重合体組成比が
0.920/0.080(点c)のものを得るには単量体組
成比を点dの0.9982/0.0018にする必要があるこ
とを例示するものである。但し、本図の縦軸は、
生成共重合体の微分組成(瞬時組成)であり、単
量体組成比は重合の進行と共に常に変化するの
で、前記特開昭58−2313号公報等を参考にして、
一定組成比の共重合体を得るために、不足する単
量体を系内に追添加する必要がある。 ゴム質重合体を単量体混合物に溶解したのち
は、重合系を不活性ガスで置換し熱重合の場合は
100〜140℃、ラジカル開始剤を用いる重合の場合
は80〜120℃で重合を開始する。ビニル芳香族単
量体と不飽和ジカルボン酸無水物の共重合は、一
定組成の共重合体をうるのに通常は不飽和ジカル
ボン酸無水物の追添加を行なう。所定の重合率に
達するか又は所定の重合時間経過後は重合混合物
を急冷するか又は重合禁止剤を投入して重合を停
止し、真空乾燥器中に移液して高真空(1〜
5Torr)下、高温(160〜240℃)で脱揮する。脱
揮後の残余物は乳白色塊状物であり、必要に応じ
粉砕機等で微細粉化する。得られた粉末は、溶剤
分別法でゴム質重合体含有成分とビニル芳香族単
量体及び不飽和ジカルボン酸無水物の共重合体成
分とに分別され原試料と分別法による溶媒可溶分
及び溶媒不溶分の3試料について不飽和ジカルボ
ン酸無水物含有量(重量%)を求め次の式によつ
てそのグラフト率を算出した。 グラフト率(G)=ゴム質重合体にグラフトしたマトリツ
スク樹脂の重量(g)/ゴム質重合体の重量(g)×10
0(%)=c/b−c×100
(%) 但し b;分別可溶分中の不飽和ジカルボン酸無水物の
含有率〔−〕 c;分別不溶分中の不飽和ジカルボン酸無水物の
含有率〔−〕 複合系物性改良剤としてのグラフト共重合樹脂
(C)のグラフト率は、最終複合組成物の物性を高水
準に保つために重要である。本樹脂のグラフト率
が30%よりも低いとき、樹脂(C)はその大部分が、
マトリツクス形成樹脂成分であるスチレン−無水
マレイン酸共重合樹脂であり、現実には、樹脂(A)
と、樹脂(B)の複合系に、若干のゴム質重合体と成
分樹脂(A)の類似物を添加するケースと同様であり
複合系改質剤として有効に作用しない。逆にグラ
フト率が100%を越えるときは、ゴム質重合体に
グラフトしたマトリツクス樹脂成分(枝ポリマ
ー)が、幹ポリマーの性質を抑え、むしろ枝ポリ
マーそのものの性質が強く反映される結果これ又
複合組成物の性質を高水準に維持しえない。この
ことを今少し詳しく説明するには複合系樹脂組成
物の物性を改良するグラフト共重合樹脂(C)の作用
効果について推定する必要がある。 複合樹脂の最大弱点は、その耐衝撃性の低下に
あると考えるのは妥当であり、かつその弱さは複
合樹脂相構造をミクロ的に解析するとその相界面
が破壊の開始点になることが一般的に認められて
いる。従つて複合樹脂の物性を向上するために、
その複合相界面を補強する成分の添加が有効であ
ることは勿論である。実験によれば樹脂(A)と樹脂
(B)の複合に於て界面を補強する成分は、樹脂(C)中
のグラフト共重合体成分であると思われるが、本
グラフト共重合体樹脂のグラフト率が30〜100%
の範囲外のものは、複合相界面を有効に補強しえ
ないことが判つた。即ちグラフト率が余りに小さ
くとも又余りに大きくとも共に本グラフト共重合
樹脂(殊に純グラフト共重合)が複合相界面に局
在せず、むしろ成分樹脂(B)中又は(A)中にほとんど
とり込まれてしまう結果、その添加効果が小さく
なると推定される。 成分樹脂(A)、グラフト共重合樹脂(B)及び複合系
物性改良剤としてのグラフト共重合樹脂(C)の複合
の方法は、公知のいかなる方法も採用できる。例
えば(A)、(B)及び(C)に共通する溶媒例えばハロゲン
化炭化水素と芳香族化合物又は脂肪族ケトン類と
芳香族化合物の組合せ溶媒中で3成分を混合溶解
し後に溶媒を蒸発させて所望の混合物を得ること
も可能である。しかしながらより実際的な混合方
法としては通常のタンブラーミキサー、ヘンシエ
ルミキサー等を用い、粉末及び/又はペレツトの
ブレンドを行なつたのち、単軸又は2軸の30mmφ
又は40mmφの混練押出機を用いてペレツト化する
のが好都合である。混練押出機での条件は温度
200〜240℃、スクリユー回転数30〜60rpm、滞留
時間数分が望ましい。この複合組成物中の成分(A)
及び(B)の比率は、複合組成物に要求される物性を
考慮して任意に選ぶことができるが、耐熱・耐衝
撃性かつ高流動性の複合樹脂組成物を得るために
(A)は全組成物中30〜70重量%なお好ましくは、40
〜60重量%の範囲で選ばれるべきである。同様に
成分(B)は、最終複合樹脂組成物の耐衝撃性を高水
準に維持するために20重量%以上、また耐熱性や
溶融流動性を下げないためには70重量%以下に限
定する必要がある。更に好ましいのは全組成物中
20〜35重量%である。なおこのことは必然的に物
性改良剤であるグラフト共重合樹脂(C)の量の全組
成物中の好ましい量を5〜40重量%に規定する。 尚、本組成物には、樹脂の熱劣化を防ぐための
熱安定剤、組成物の流動性や離型性を改良するた
めの滑剤等は勿論のこと公知の充填剤、顔料等を
添加することは、最終複合組成物の物性を極端に
低下させない物質及び量である限り問題はない。
混合・混練された樹脂組成物は通常のペレツト又
は細片状に切断し、公知のプレス成形法或は射出
成形法、押出成形法等によつて任意に賦形しう
る。賦形した試片は以下に示す方法によつて物性
評価試験を行なつた。 アイゾツド衝撃試験 ASTM D−138 熱変形温度測定試験 ASTM D−648 溶融流動試験 JIS K−6760 以下に本発明の実施例を示す。特に断りがない
限り数字は重量部数を示す。 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂(A)の重合例 撹拌翼、還流冷却器、自動温度調節器、熱媒循
環ジヤケツト等を装着した20のステンレス反応
管にスチレン(ST)9.93Kg、無水マレイン酸
(MAH)を0.07Kg投入し溶解する。N2置換のの
ち撹拌しながら反応器内温を120℃に昇温する。
内温が110℃に上つたところで重合反応を開始と
し、以後内温120℃で4時間重合する。この重合
期間中は、生成する共重合体の単量体としての成
分組成比を一定にするためMAHを融体で遂次追
添加する。その追添加スケジユールは重合速度、
共重合体組成及びスチレン−無水マレイン酸共重
合に於ける単量体反応性比から計算される。 所定時間の重合終了後、重合混合物を冷却しな
がら真空乾燥器中に移し、2Torrで160℃に昇温
して未反応単量体を脱揮した。得られたブロツク
状の透明共重合樹脂A1は粉砕機にて粉砕し微粉
末とした。収量は3.7Kgであり、生成樹脂のアル
カリ滴定によれば、共重合体樹脂中の無水マレイ
ン酸単位は6.7重量%、ウベローデ粘度計を用い
る、テトラヒドロフラン中30℃での溶液粘度
ηsp/c(濃度c=0.5g/dl)は1.01であつた。 上記と同じ方法により、単量体初期仕込と追添
加スケジユールが異なるだけの樹脂A2,A3を
各々えた。単量体混合物中の無水マレイン酸が多
くなると若干重合速度が増すため最終の重合率は
A1<A2<A3の順に高くなつた。A1〜A3の分析値
等を表−に示す。 【表】 ゴムクラフトスチレン−無水マレイン酸共重合樹
脂(C)の重合例 撹拌翼、還流冷却器、自動温度調節器、熱媒循
環ジヤケツト等を装着した20のスチレン反応缶
に所定量のスチレン(ST)、無水マレイン酸
(MAH)及び溶媒を投入し、撹拌溶解したのち、
必要量のゴム質重合体を小片に切つて投入溶解す
る。溶解が完了したら必要に応じ分子量調節剤を
添加したのち、系をN2置換し、熱媒を循環させ
て、反応器内温を130℃に昇温する。撹拌槽内温
が120℃になつた時、重合開始とし、それ以後重
合液内温は130℃に維持しながら前記(A)樹脂の重
合と同様に、重合体組成制御のためのMAH追添
加を行なう。重合時間5時間後反応器を冷却しな
がら内容物を真空乾燥器中に移し、1Torr、180
℃に昇温して脱揮した。ブロツク状の乳白色樹脂
は少量ずつ粉砕器で微粉砕した。このようにして
得られた4種のグラフト共重合樹脂C1〜C4の分
析結果を表−に示す。 【表】 スチレン−アクリロニトリル−無水マレイン酸三
元共重合樹脂(SAM樹脂と略)の重合例 撹拌翼、還流冷却器、自動温度調節器、熱媒循
環ジヤケツト等を装着した5のステンレス反応
缶に、スチレン2.7Kg、アクリロニトリル0.27Kg、
無水マレイン酸0.03Kg(重量比で90対9対1に相
当)の各単量体を秤量し混合する。系内をN2で
置換したのち、熱媒循環槽の温度を昇温して内温
を90℃に上げる。途中内温が85℃になれば、重合
開始としてこの時点から重合によつて消費される
アクリロニトリル−無水マレイン酸単量体混合物
を10分間隔で追添加する。この間重合液内温は90
℃に維持する。重合時間2.5時間で追添加を停止
し、160分後系を急冷して重合を停止し、熱安定
剤としてチバガイギー社製Irganox1010を0.5重量
部添加して真空脱揮処理を行なつた。得られた生
成物の分析値は表−に示す。 ゴムグラフトスチレン−アクリロニトリル−無水
マレイン酸共重合樹脂(HI−SAM樹脂と略)の
重合例 ゴムグラフト共重合樹脂(C)の重合と略同様であ
るが、アクリロニトリルが加わると、ポリブタジ
エン等ゴム質重合体が単量体混合物に溶解しにく
いため、溶媒(例えばトルエン等)を少し増やし
て使用する必要がある。前例の反応缶に、スチレ
ン、アクリロニトリル、無水マレイン酸及びトル
エンをこの順に1.84Kg、0.14Kg、0.02Kg及び1.0Kg
投入してよく撹拌したのち、ポリブタジエン(旭
化成(株)社製ジエンNF35AS)を0.40Kg小片に細断
して投入し溶解した。ポリブタジエンゴムが十分
溶解したならば系をN2置換し、熱媒を循環して、
内温を120℃に昇温する。この場合系がアクリロ
ニトリルのため加圧となるので、アクリロニトリ
ル−無水マレイン酸単量体混合物の追添加は、溶
媒を用いるポンプ圧入方式を採用した。所定時間
重合後、熱安定剤を加え撹拌混合したのち真空脱
揮した。生成物の分析値を表−に記す。 【表】 実施例 1 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂A3を50
部、ABS樹脂B1(日本合成ゴム(株)製DP−606、ゴ
ム含有率42%)を33部及びグラフト共重合樹脂
C3を17部各々秤量し、熱安定剤として住友化学
(株)製のWXR0.2部加えたのちミキサー内で十分混
合した。この混合物は、大阪精機(株)製の40mmφ単
軸押出機で混練ペレツト化した。押出条件はシリ
ンダー温度が最大240℃、スクリユー用モーター
回転数50rpmであつた。 こうして得たペレツトは、日精樹脂工業(株)製射
出成形機で物性評価のための成形試片とした。こ
の射出成形での一般的操作条件は、シリンダー温
度230℃、金型温度80℃、射出圧80〜100Kg/cm2、
成形サイクルは射出20秒、保圧15秒、冷却20秒で
ある。 得られた成形試片は乳白色で若干ツヤがあり、
成形ヒズミやヒケは全くない良好な外観を示し
た。このものの物性評価値は表−に示したが、
耐熱・耐衝撃性及び溶融流れ等がバランスされた
実用的に有用な物性を保持していた。 比較例 1 実施例1において、物性改良剤としてのグラフ
ト共重合樹脂C3を用いなかつた外は全く同様の
実験を行なつた。但し、A3とB1の比率は実施例
1の重量分率に合せ60対40に設定した。成形物の
外観は実施例1と特に変るところはなかつたが、
測定された物性値は表−に示す如く低レベルの
値であり明らかにC3成分の添加が不可欠である
ことを示した。 実施例 2、3 実施例1において使用したABS樹脂B1の代り
に、ABS樹脂B2(日本合成ゴム(株)製VSポリマー、
ゴム含有率23.0%)を実施例2において、また、
MBS樹脂B3(ロームアンドハース社製、アクリ
ロイドKM−653、ゴム含有率48.0%)を実施例
3において各々使用して、同様な実験を行ない外
観及び物性を評価した。結果を表−に示す。外
観は実施例1とかわりないうえ、実施例2は、よ
り高い耐熱性を、又実施例3は、より高い耐衝撃
性を示した。 比較例 2 実施例2に於て、物性改良剤としてのグラフト
共重合樹脂C3を使用しない例を示したものであ
る。表−に示す如く、この例によつても改良剤
としてのC3の有効性が明白である。 比較例 3 実施例1のスチレン−無水マレイン酸共重合樹
脂A3とABS樹脂B1及びグラフト共重合樹脂C3の
量比を各々15、62及び23重量部として、本発明の
特定範囲外の比率で組成物を調製した例である
が、物性改良剤C3の添加効果を全く発現しなか
つた。 実施例 4、5 実施例1の実験において、スチレン−無水マレ
イン酸共重合樹脂A3とABS樹脂B1及びグラフト
共重合樹脂C3の比率を各々、実施例4では38/
38/24又実施例5では64/27/9と若干変化させ
て物性検討を行なつた。結果を表−に示すが本
発明の特定範囲内で複合組成比を変更すること
は、例えば実施例4が耐衝撃性を最も重視した処
方に、又実施例5は逆にスチレン−無水マレイン
酸共重合樹脂の配合比を多くすることで、耐熱性
をより重視した処方になる如く、むしろ特徴的な
物性の発現に有益であつた。 実施例 6 本例は、スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂
(A)の代りに、前記スチレン−アクリロニトリル−
無水マレイン酸三元共重合樹脂(SAM樹脂)を
用いて実施例1と全く同じ配合組成で実験した結
果を表−に示す。SAM樹脂中の無水マレイン
酸含有量が、樹脂A3のそれとほゞ同様であつた
が、第3成分としてのアクリロニトリルの含有
は、複合組成物の耐衝撃性に尚若干の改良をもた
らすことがわかつた。 実施例 7 実施例1に於て、複合物性改良剤として、グラ
フト共重合樹脂C3の代りに前記ゴムグラフトス
チレン−アクリロニトリル−無水マレイン酸三元
共重合樹脂(HI−SAM 樹脂)を、同量用いた
ほかは、全く同様の実験を行なつた。最終生成物
の外観は良好で、その物性も優秀であつた。結果
を表−に示す。 比較例 4、5 実施例1及び2に於て、スチレン−無水マレイ
ン酸共重合樹脂A3の代りに、同じ樹脂A1を用い
た場合の結果を表−に示す。共重合樹脂A中の
無水マレイン酸含量が低すぎる場合、複合組成物
の物性特に耐熱性が不十分なものである。 比較例 6、7 実施例1における複合系物性改良剤として、グ
ラフト率が所定の値の範囲外にあるグラフト共重
合樹脂を使用した場合の結果を示し、比較例6
は、グラフト率が低すぎるもの比較例7はグラフ
ト率が高すぎるものを各々実験した結果である。
結果を表−に示すが物性改良剤添加の効果が殆
んどない。 比較例 8 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂Aとし
て、実験室で別途調製したスチレン−無水マレイ
ン酸交互共重合樹脂(樹脂中の無水マレイン酸単
量体含有率PMAH=48.7重量%)を用い、本樹
脂60部とABS樹脂B140部と、混練実験を行なお
うと試みたが、実験操作中に発泡分解して複合組
成物が得られなかつた。 実施例 8、9 スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂A3の代
りに、A2を50部用いたほかは、実施例1、2と
同様の実験を行なつた。結果を表−に示すが、
共重合樹脂A中の無水マレイン酸含量が少し低下
すると最終複合組成物の耐熱性は下るが、耐衝撃
性はほゞ同水準か又はそれ以上になることを示
し、樹脂A中の無水マレイン酸含量は14重量%程
度迄は複合物の物性は実用的に十分であることが
判つた。 実施例 10、11 実施例1、8に於て、グラフト共重合樹脂C3
の代りに、複合系物性改良剤として無水マレイン
酸含量の異なる樹脂C2を同量用いた場合の結果
を表−に示す。この結果も若干耐熱性が、実施
例1、8に比し低いが、耐衝撃性はむしろ向上
し、十分な実用物性を発現した。 比較例 9 実施例1に於て、ABS樹脂B1の代りにダイセ
ル化学(株)のABS樹脂(BDポリマーゴム含有率=
12%)を同量用いたほかは、実施例1と全く同様
に実験した結果を表−に示すが明らかにABS
樹脂中のゴム含有率は高い方が好ましい。 【表】 【表】 【表】 【表】
第1図はスチレン−無水マレイン酸共重合樹脂
を重合する場合の単量体組成比と生成共重合体組
成比の関係を示す図である。
を重合する場合の単量体組成比と生成共重合体組
成比の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (A) 重合体重量基準でビニル芳香族単量体65
〜95重量部、不飽和ジカルボン酸無水物10〜35
重量部及び必要に応じてこれらと共重合可能な
ビニル単量体0〜30重量部より成る共重合樹脂
30〜70重量%と、 (B) 重合体組成物重量基準で、ポリブタジエン及
び/又はスチレン−ブタジエン共重合体から成
るゴム質重合体15〜70重量部の存在下に、ビニ
ル芳香族単量体及び不飽和ニトリル単量体又は
(メタ)アクリル酸エステル単量体の混合物30
〜85重量部をグラフト共重合せしめたグラフト
共重合樹脂20〜70重量%及び (C) 重合体組成物重量基準で、ポリブタジエン及
び/又はスチレン−ブタジエン共重合体から成
るゴム質重合体5〜50重量部の存在下に、ビニ
ル芳香族単量体、不飽和ジカルボン酸無水物及
び必要に応じて、これらと共重合可能な不飽和
ニトリル単量体又はメタクリル酸エステル単量
体の混合物50〜95重量部をグラフト共重合せし
めたグラフト共重合樹脂で、かつそのグラフト
率が30〜100重量%の範囲内にあるもの5〜40
重量% より成る耐熱・耐衝撃性複合系樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7529283A JPS59199745A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 耐熱・耐衝撃性複合系樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7529283A JPS59199745A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 耐熱・耐衝撃性複合系樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59199745A JPS59199745A (ja) | 1984-11-12 |
| JPH0367109B2 true JPH0367109B2 (ja) | 1991-10-21 |
Family
ID=13572013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7529283A Granted JPS59199745A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 耐熱・耐衝撃性複合系樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59199745A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0689203B2 (ja) * | 1989-11-14 | 1994-11-09 | 出光石油化学株式会社 | スチレン系樹脂組成物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4124654A (en) * | 1974-06-07 | 1978-11-07 | General Electric Company | Thermoplastic molding compositions of vinyl aromatic compound alpha, beta unsaturated cyclic anhydride copolymers |
| JPS5787450A (en) * | 1980-11-20 | 1982-05-31 | Daicel Chem Ind Ltd | Thermoplastic composition for molding |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP7529283A patent/JPS59199745A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59199745A (ja) | 1984-11-12 |
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