JPH0676535B2 - 耐衝撃性ポリスチレン系樹脂組成物 - Google Patents

耐衝撃性ポリスチレン系樹脂組成物

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JPH0676535B2
JPH0676535B2 JP15024687A JP15024687A JPH0676535B2 JP H0676535 B2 JPH0676535 B2 JP H0676535B2 JP 15024687 A JP15024687 A JP 15024687A JP 15024687 A JP15024687 A JP 15024687A JP H0676535 B2 JPH0676535 B2 JP H0676535B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、良好な光沢、剛性及び耐熱性を有し、しかも
耐衝撃性、特に落錘衝撃強度の大きいゴム変性ポリスチ
レン系樹脂組成物に関するものである。
[従来の技術] ゴム状物質を粒子状で分散して配合したポルスチレン系
樹脂組成物は、耐衝撃性、成形加工性及び光沢性が良好
なため、各種電気部品材料、事務用品材料、容器材料、
自動車部品材料などとして広く用いられている。
ところで、この種の樹脂組成物の中で、最も優れた物性
を示すものとして、ABS樹脂を挙げることができるが、
このものはアクリル成分を含有するためコスト高になる
のを免れず、汎用材料として利用するには著しく不利に
なる。このような問題を解決する目的で、アクリル成分
を省いたゴム変性ポリスチレン系樹脂組成物が多数提案
されているが、いずれも一長一短があり、ABS樹脂に匹
敵する物性を有するものはまだ知られていない。
例えば、アクリル成分を省略することによりそこなわれ
る光沢性を向上させるために、ゴム状物質を粒径0.5〜
1.5μmのミクロ構造にして配合したゴム変性ポリスチ
レン系樹脂組成物(特公昭61-50488号公報)、優れた耐
衝撃性を保持しながら、成形加工性及び外観を改良する
ために、高級第三アミンを添加したゴム変性ポリスチレ
ン系樹脂(特開昭61-209245号公報)などが提案されて
いるが、ゴム状物質を微細化して分散させると耐衝撃
性、特に落錘衝撃強度が低下するし、また高級第三アミ
ンを含有するものも、耐衝撃性の向上の点では必ずしも
満足しうる結果は得られていない。
他方、ゴム変性ポリスチレン系樹脂に対し、ポリシロキ
サンを添加したもの(特開昭53-124561号公報、特開昭5
5-3494号公報、特開昭57-187345号公報、特開昭57-1873
46号公報)やソルビタン脂肪酸エステルを添加したもの
(特公昭51-8981号公報)も提案されているが、ポリシ
ロキサンを添加しても耐衝撃性や光沢の改良は不十分で
あるし、またソルビタン脂肪酸エステルを添加したもの
は耐衝撃性は向上するが熱安定性が低下し、黄変する傾
向がある。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、従来のゴム変性ポリスチレン系樹脂がもつ欠
点を克服し、耐衝撃性、特に落錘衝撃強度が優れ、しか
も良好な光沢、剛性及び耐熱性を有する新規なゴム変性
ポリスチレン系樹脂組成物を提供することを目的として
なされたものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは、ABS樹脂に匹敵する優れた物性を有する
ゴム変性ポリスチレン系樹脂を開発するために鋭意研究
を重ねた結果、ポリブタジエンゴムを粒型0.5〜1.2μm
という微細粒子として分散させたポリスチレン系樹脂に
対して、ポリジメチルシロキサンとソルビタン脂肪酸エ
ステルを組み合わせて添加した場合には、優れた耐衝撃
性を示す上に、光沢、剛性、耐熱性も改善されることを
見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、ポリブタジエンゴム1〜15重量%
を平均粒径0.5〜1.2μmの粒子状に分散して含有するポ
リスチレン系樹脂に対し、該樹脂100重量部当り、ポリ
ジメチルシロキサン0.005〜0.8重量部及びソルビタン脂
肪酸エステル0.3〜3.0重量部を含有させたことを特徴と
する耐衝撃性ポリスチレン系樹脂組成物を提供するもの
である。
本発明のポリスチレン系樹脂は、スチレン系単量体、例
えばスチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、2,4−
ジメチルスチレン、p−エチルスチレン、p−第三ブチ
ルスチレン、α,p−ジメチルスチレンなどの中から選ば
れた少なくとも1種を重合することによって得られるも
のである。
また、このポリスチレン系樹脂中に含有させるポリブタ
ジエンゴムの例としては、リチウム系触媒を用いてブタ
ジエンを溶液重合することにより得られるシス−1,4体
含量25〜45%の低シスポリブタジエンゴムや、チーグラ
ー系触媒を用いてブタジエンを溶液重合して得られるシ
ス−1,4体含量90%以上の高シスポリブタジエンゴムな
どがある。これらは単独で用いてもよいし、2種以上混
合して用いてもよい。
本発明組成物においては、ポリプタジエンゴムを平均粒
型0.5〜1.2μm、好ましくは0.6〜1.1μmの粒子として
ポリスチレン系樹脂中に分散させることが必要である
が、これはあらかじめ調製したポリブタジエンゴムの存
在下で、前記したスチレン系単量体をかきまぜながら塊
状重合または塊状懸濁重合させることによって行うこと
ができる。
この場合の平均粒径は、得られた樹脂の超薄切片法に従
って透過型電子顕微鏡写真(拡大倍率10,000倍)を撮影
し、写真中の分散粒子800〜2,000個の粒子について粒径
を測定することによって求められる。この際電子顕微鏡
写真に写る分散粒子は、通常完全な円形となっていない
ので、長手方向径aと短幅方向径bとを測定し、次式に
従って平均粒径Ds(μm)を算出する。
平均粒径(Ds)=ΣniDi3/ΣniDi2 本発明組成物において、ポリブタジエンゴムの平均粒径
が0.5μm未満になると、耐衝撃性が低下するし、また
1.2μmよりも大きくなると光沢、剛性及び耐熱性が低
下する。
ポリプタジエンゴムは、ポリスチレン系樹脂中に、1〜
15重量%の範囲の割合で配合される。この量が1重量%
未満になると耐衝撃性が不十分になるし、また15重量%
を越すと、剛性、耐熱性などが劣化する。
次に、本発明組成物に添加するポリジメチルシロキサン
は、一般式 で示される化学構造を有するケイ素化合物である。
本発明においては、このポリジメチルシロキサンの中で
25℃における粘度が10〜10,000センチストークス程度の
比較的低分子量のものが好適に用いられる。
本発明においては、このポリジメチルシロキサンを用い
ることが必要であり、その他のポリシロキサン、例えば
ポリジエチルシロキサン、ポリメチルエチルシロキサン
などを用いた場合には、耐衝撃性が不十分になる。
このポリジメチルシロキサンは、ポリブタジエンゴムを
含有させたポリスチレン系樹脂100重量部当り、0.005〜
0.8重量部、好ましくは0.01〜0.7重量部の割合で添加す
ることが必要である。これよりも少ない量では耐衝撃性
が不十分になるし、これよりも多くなると剛性、耐熱
性、二次加工性(接着性、印刷性、塗装性など)が低下
する。
本発明組成物において、上記のポリジメチルシロキサン
と併用するソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビ
タンと炭素数12〜20高級脂肪酸とのモノエステル、ジエ
ステル、例えばモノ‐又はジ‐ステアリン酸ソルビタン
エステル、モノ‐又はジ‐パルミチン酸ソルビタンエス
テル、モノ‐又はジ‐ラウリン酸ソルビタンエステル、
モノ‐又はジ‐オレイン酸ソルビタンエステルあるいは
これらの混合物などがある。
これらのソルビタン脂肪酸エステルは、ポリブタジエン
ゴムを含有させたポリスチレン系樹脂100重量部当り、
0.3〜3.0重量部、好ましくは0.5〜2.8重量部の割合で添
加することが必要である。これよりも少ない量では耐衝
撃性の十分な向上が得られないし、これよりも多い量で
は、剛性及び耐衝撃性の低下を免れない。
本発明組成物においては、ポリジメチルシロキサンとソ
ルビタン脂肪酸エステルを併用することが必要であり、
いずれか一方を欠くと、耐衝撃性や光沢の向上は認めら
れない。すなわち、本発明によると、特定のミクロ構造
を有するゴム変性ポリスチレン系樹脂の欠点である耐衝
撃性の欠如を、両者の併用によりはじめてその長所であ
る良好な光沢、剛性などをそこなわずに、改善すること
ができるのである。
本発明組成物を調製するには、ゴム変性ポリスチレン系
組成物の調製に慣用されている任意の方法を用いること
ができる。例えば、スチレン系単量体に所要量のポリジ
メチルシロキサンとソルビタン脂肪酸エステルを添加
し、これにあらかじめ調製したポリブタジエンゴムを加
えて、かきまぜながら重合させることによって樹脂組成
物を形成させることもできるし、またあらかじめ調製し
たポリブタジエンゴム変性ポリスチレン系樹脂の中への
所要量のポリジメチルシロキサンとソルビタン脂肪酸エ
ステルを添加し、溶融混合して樹脂組成物とすることも
できる。この場合、ソルビタン脂肪酸エステルは熱安定
性が低く黄変しやすいので、押出機などにより、短時間
で溶融混合するのが有利である。そのほか、ポリジメチ
ルシロキサンとポリスチレンからポリジメチルシロキサ
ン濃度の高いマスターペレットを製造し、そのマスター
ペレットとポリブタジエンゴム変性ポリスチレンを混合
し組成物を得てもよいし、同様にソルビタン脂肪酸エス
テルの高いマスターペレットとポリブタジエンゴム変性
ポリスチレンを混合し、組成物を得ることもできる。
本発明の樹脂組成物には、さらに所望に応じ、着色料、
滑剤、充てん剤、離型剤、可塑剤、帯電防止剤などの慣
用の添加剤を添加することができる。
この滑剤としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、高
級脂肪酸の金属塩などがある。
[発明の効果] 本発明のポリブタジエンゴム変性ポリスチレン系樹脂組
成物は、光沢がよく、耐衝撃性特に落錘衝撃強度が大き
く、さらに剛性、耐熱性も良好であり、ABS樹脂に匹敵
する物性を有している上に、高価な原料を使用していな
いため、低コストで生産しうるという利点がある。
したがって、弱電製品、音響機器、自動車部品用の材料
として好適である。
[実施例] 本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
なお、各例における物性は以下により測定した。
(1)光沢 JIS Z 8741(入射角60℃)に準拠 (2)アイゾット衝撃強度 JIS Z 7110(ノッチ付)に準拠 (3)落錘衝撃強度 デュポン衝撃試験機を用いて、1/2インチφの撃芯で1.0
kg重の荷重をかけて試験片(幅70mm長さ270mm、厚さ3m
m)のゲート部より125mmの地点を打撃したときに、試験
片の50%が破壊するエネルギーを示す。
(4)曲げ弾性率 ASTM D 790に準拠 (5)熱変形温度 JIS K 6871に準拠して測定 参考例 ゴム変性ポリスチレン樹脂の製造 毎時10lの供給速度で、ポリブタジエンゴム7.5重量部、
スチレン87.5重量部、エチルベンゼン5.0重量部から成
る混合物100重量部に、1,1−ビス(第三ブチルパーオキ
シ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.040重量部とn-
ドデシルメルカプタン0.013重量部と酸化防止剤(チバ
ガイギー社製、商品名;イルガノックス1076)、0.070
重量部とを加え温度93℃に維持した容量13lの第一重合
槽に連続的に供給し、重合を行わせる。次いでこの部分
重合物を、温度112℃に維持した容量13lの第二重合槽に
送り、ここでかきまぜ速度100〜450rpmの範囲でかきま
ぜながら、重合を続行し、ゴム状物質の平均ゴム粒子径
の調製を行う。
この重合物をさらに容量19lの第三重合槽、続いて、容
量20lの第四重合槽に送り、温度120〜180℃で重合を続
行した後、脱揮装置で揮発性成分を除去し、ペレット状
のゴム変性ポリスチレン樹脂を得た。
このようにして、ポリブタジエン含量が8.2重量%の分
散ゴム粒子の平均粒径それぞれ0.40μm、0.62μm、0.
76μm、0.87μm、1.06μm及び1.35μmを有する6種
のゴム変性ポリスチレン樹脂を得た。
実施例1 参考例で得た、6種のゴム変性ポリスチレン樹脂100重
合部に、ポリジメチルシロキサン0.13重量部及びソルビ
タンモノステアリン酸エステル0.75重量部を添加し、押
出機で混練して、樹脂組成物を調製した。これを射出成
形して、成形品の物性を測定した。結果を第1表に示
す。
実施例2 参考例で得た平均ゴム粒子径0.76μmのゴム変性ポリス
チレン樹脂に、ポリジメチルシロキサン及びソルビタン
モノステアリン酸エステルを第2表に示した添加量で加
え、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。この
射出成形品の物性を測定し、その結果を第2表に示す。
この中の比較例6のものは樹脂成形品の二次加工性(接
着性、印刷性、塗装性)が低かった。
実施例3 参考例で得た平均ゴム粒子径0.76μmのゴム変性ポリス
チレン樹脂に、ポリジメチルシロキサン及びソルビタン
モノステアリン酸エステルを第3表に示した量で添加し
た以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製し
た。この射出成形品の物性を測定し、その結果を第3表
に示した。
第2表のNo.5及び第3表のNo.7、6の結果から明らかな
ように、ポリジメチルシロキサン単独あるいはソルビタ
ンモノステアリン酸エステル単独では、耐衝撃性の改善
は得られず、ポリジメチルシロキサンとソルビタンモノ
ステアリン酸エステルの組み合わせを用いることによっ
てはじめて耐衝撃性が大巾に向上し、さらに光沢も向上
し、バランスとれた物性が得られる。
実施例4 ソルビタン脂肪酸エステルとして、ソルビタンモノステ
アリン酸エステル、ソルビタンモノパルミチン酸エステ
ル又はソルビタンモノラウリン酸エステルを使用し、実
施例1と同様の実験を繰り返した。得られた結果を第4
表に示した。
実施例5 実施例1において、滑剤としてステアリン酸を併用し、
同様の実験を繰り返した。得られた結果を第4表に示し
た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリブタジエンゴム1〜15重量%を平均粒
    径0.5〜1.2μmの粒子状に分散して含有するポリスチレ
    ン系樹脂に対し、該樹脂100重量部当り、ポリジメチル
    シロキサン0.005〜0.8重量部及びソルビタン脂肪酸エス
    テル0.3〜3重量部を含有させたことを特徴とする耐衝
    撃性ポリスチレン系樹脂組成物。
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