JPH06883B2 - 耐熱性樹脂組成物 - Google Patents

耐熱性樹脂組成物

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JPH06883B2
JPH06883B2 JP22899784A JP22899784A JPH06883B2 JP H06883 B2 JPH06883 B2 JP H06883B2 JP 22899784 A JP22899784 A JP 22899784A JP 22899784 A JP22899784 A JP 22899784A JP H06883 B2 JPH06883 B2 JP H06883B2
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智之 橘内
聡 石井
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Denka Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は耐衝撃性の改善されたイミド化共重合体を含む
耐熱性熱可塑性樹脂組成物に関し、本発明組成物は自動
車部品、電気・電子部品、事務用機器部品、家庭電気部
品、医療機器部品、カメラ部品等に好ましく用いること
ができる。
(従来の技術) 従来から芳香族ビニル単量体、無水マレイン酸および他
のビニル単量体よりなる共重合体の製造法(特公昭40
−15,829号、特公昭45−31,953号、特公
昭49−10,156号)が知られている。またゴム状
重合体に芳香族ビニル単量体、無水マレイン酸およびこ
れらと共重合可能なビニル単量体をグラフト重合させた
耐衝撃性を改良した熱可塑性共重合体の製造法も提案さ
れている。(特開昭48−42,091号、特開昭49
−28,693号、特開昭53−78,252号、特開昭
53−80490号) しかしこれら無水マレイン酸を共重合した重合体は高い
熱変形温度を有しているが、いずれの場合も耐衝撃性が
不十分であり、かつ共重合体は熱水により分解し易く、
また熱によつてゲル化および発泡し易いという欠点をも
つため、射出または押出加工する際に著しい制約があ
り、また加工品を水又は水蒸気に接触させたり、高温下
にさらしたりすると機械的特性、特に耐衝撃性が低下す
るという欠点があつた。
これら欠点を改良する目的で無水マレイン酸をマレイミ
ド誘導体に置きかえた共重合体の製造法および組成物も
提案されている。(USP3,651,171号、USP
3,652,726号、特開昭57−98,536号) (発明が解決しようとする問題点) しかしながらこれら共重合体又は組成物は耐熱安定性お
び耐熱水性は改良されるものの、いまだ耐衝撃性におい
て不十分であるという欠点がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明はかかる欠点を解決したものであり、芳香族ビニ
ル/シアン化ビニル単量体残基を含む共重合体の存在下
に芳香族ビニル単量体、不飽和ジカルボン酸無水物およ
びこれらと共重合可能なビニル単量体を重合させた共重
合体の酸無水物基をイミド化した共重合体を用いること
により耐熱性はもとより耐衝撃性を改善した組成物を提
供しようとするものである。
即ち、本発明は A成分:ゴム状重合体0〜40重量部並びに芳香族ビニ
ル単量体残基40〜80重量%、シアン化ビニル単量体
残基15〜40重量%およびこれらと共重合可能なビニ
ル単量体残基0〜40重量%からなる共重合体3〜50
重量部の存在下に芳香族ビニル単量体、不飽和ジカルボ
ン酸無水物および必要により更にこれらと共重合可能な
ビニル単量体を重合させ、その単量体残基の合計が30
〜97重量部である共重合体にアンモニアおよび/又は
第1級アミンを反応させたイミド基を有するイミド化共
重合体10〜90重量部と、 B成分:ゴム状重合体3〜70重量%、芳香族ビニル単
量体残基30〜80重量%、シアン化ビニル単量体残基
0〜40重量%およびこれらと共重合可能なビニル単量
体残基0〜40重量%からなるグラフト共重合体0〜9
0重量部と、 C成分:芳香族ビニル単量体残基40〜90重量%、シ
アン化ビニル単量体残基0〜40重量%およびこれらと
共重合可能なビニル単量体残基0〜40重量%からなる
共重合体0〜90重量部とを含有してなる熱可塑性樹脂
組成物である。
先ずA成分のイミド化共重合体およびその製法から説明
する。
A成分の製法としては芳香族ビニル単量体残基とシアン
化ビニル単量体残基を含む共重合体と必要ならゴム状重
合体の存在下に芳香族ビニル単量体、不飽和ジカルボン
酸無水物および必要により更に加えたこれらと共重合可
能なビニル単量体の混合物を重合させた重合体にアンモ
ニアおよび/又は第1級アミンを反応させて酸無水物基
の一部又は全部をイミド基に変換させることによりイミ
ド化共重合体を得る方法が用いられる。
A成分共重合体の製造に用いられる芳香族ビニル単量体
残基とシアン化ビニル単量体残基を含む共重合体として
はスチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル−メチルメタクリレート共重合体、スチ
レン−α−メチルスチレン−アクリロニトリル共重合
体、α−メチルスチレン−アクリロニトリル共重合体等
がある。
またゴム状重合体としてはブタジエン重合体、ブタジエ
ンとこれと共重合可能なビニル単量体との共重合体、エ
チレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−
ジエン共重合体、ブタジエンと芳香族ビニルとのブロッ
ク共重合体、アクリル酸エステル重合体およびアクリル
酸エステルとこれと共重合可能なビニル単量体との共重
合体等が用いられる。
芳香族ビニル単量体残基とシアン化ビニル単量体残基を
含む共重合体の存在下に重合する芳香族ビニル単量体と
してスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、
t−ブチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン単量
体およびその置換単量体があり、これらの中でスチレン
が特に好ましい。
不飽和ジカルボン酸無水物としてはマレイン酸、イタコ
ン酸、シトラコン酸、アコニット酸等の無水物があり、
マレイン酸無水物が特に好ましい。
またこれらと共重合可能なビニル単量体としては、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリ
ロニトリル等のシアン化ビニル単量体、メチルアクリル
酸エステル、エチルアクリル酸エステル等のアクリル酸
エステル単量体、メチルメタクリル酸エステル、エチル
メタクリル酸エステル等のメタクリル酸エステル単量
体、アクリル酸、メタクリル酸等のビニルカルボン酸単
量体、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド等があっ
てこれらの中でアクリロニトリル、メタクリル酸エステ
ル、アクリル酸、メタクリル酸などの単量体が好まし
い。
また、イミド化反応に用いるアンモニアや第1級アミン
は無水又は水溶液のいずれの状態であってよもく、また
第1級アミンの例としてメチルアミン、エチルアミン、
ブチルアミン、シクロヘキシルアミン等のアルキルアミ
ン、およびこれらのクロル又はブロム置換アルキルアミ
ン、アニリン、トリルアミン、ナフチルアミン等の芳香
族アミンおよびクロル又はブロム置換アニリン等のハロ
ゲン置換芳香族アミンがあげられる。
さらに、イミド化反応を溶液状態又は懸濁状態で行なう
場合は、通常の反応容器、例えばオートクレーブなどを
用いるのが好ましく、塊状溶融状態で行なう場合は、脱
揮装置の付いた押出機を用いてもよい。またイミド化す
る際に溶媒を存在させてもよく、例えば第3級アミン等
が好ましく用いられる。
イミド化反応の温度は、約80〜350℃であり、好ま
しくは100〜300℃である。80℃未満の場合には
反応速度が遅く、反応に長時間を要し実用的でない。一
方350℃を越える場合には重合体の熱分解による物性
低下をきたす。
また使用するアンモニアおよび/又は第1級アミン量は
不飽和ジカルボン酸無水物に対し0.8〜1.05モル当量特
に0.9〜1.0モル当量が好ましい。0.8モル当量未満であ
るとイミド化共重合体に酸無水物基が多量になり、熱安
定性および耐熱水性が低下し好ましくない。
A成分のゴム状重合体は0〜40重量部、好ましくは0
〜30重量部であり、芳香族ビニル単量体残基40〜8
0重量%、シアン化ビニル単量体残基15〜40重量%
およびこれらと共重合可能なビニル単量体残基0〜40
重量%からなる共重合体は3〜50重量部、好ましくは
5〜30重量部である。ゴム状重合体の量が40重量部
を越えると耐熱性、成形性および寸法安定性が損われ
る。また芳香族ビニル単量体残基、シアン化ビニル単量
体残基を含む共重合体が3重量部未満では耐衝撃性の改
良が十分でなく、一方40重量部を越えると耐熱性が損
なわれる。これら重合体に重合させる単量体残基の合計
は30〜97重量部であり、その単量体残基の組成は芳
香族ビニル単量体残基30〜90重量%、不飽和ジカル
ボン酸無水物残基10〜50重量%、およびこれらと共
重合可能なビニル単量体残基0〜40重量%が好まし
い。
次にB成分およびその製法について説明する。B成分に
用いられるゴム状重合体は、ブタジエン単独又はこれと
共重合可能なビニル単量体よりなる重合体、エチレン−
プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共
重合体あるいはアクリル酸エステル単独又はこれと共重
合可能なビニル単量体よりなる重合体がある。
B成分に用いられる芳香族ビニル単量体としてはスチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチル
スチレン、クロロスチレン等のスチレン単量体およびそ
の置換単量体であり、これらの中でスチレンおよびα−
メチルスチレンなどの単量体が特に好ましい。
シアン化ビニル単量体としては、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等があ
り、特にアクリロニトリルが好ましい。またこれらと共
重合可能なビニル単量体としては、メチルアクリル酸エ
ステル、エチルアクリル酸エステル、ブチルアクリル酸
エステル等のアクリル酸エステル、メチルメタクリル酸
エステル、エチルメタクリル酸エステル等のメタクリル
酸エステル単量体、アクリル酸、メタクリル酸等のビニ
ルカルボン酸単量体、アクリル酸アミド、メタクリル酸
アミド等があげられる。これらの中でメチルメタクリル
酸エステル、アクリル酸メタクリル酸が特に好ましい。
B成分のグラフト共重合体の製法は、ゴム状重合体3〜
70重量%の存在下に芳香族ビニル単量体30〜80重
量%、シアン化ビニル単量体0〜40重量%およびこれ
らと共重合可能なビニル単量体0〜40重量%からなる
単量体混合物をグラフト共重合して得られる。重合は、
公知のいずれの重合技術も採用可能であつて、例えば、
懸濁重合、乳化重合の如き水性不均一重合、塊状重合、
溶液重合および生成重合体の非溶媒中での沈澱重合等が
ある。
ゴム粒径を制御しやすいという点から、特に乳化重合が
好ましい。
さらにC成分として使用しうる共重合体は、A成分であ
るイミド化共重合体およびB成分のグラフト共重合体と
相溶性が良好であることが好ましい。
C成分に用いられる芳香族ビニル単量体としてはスチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチル
スチレン、クロロスチレン等のスチレン単量体およびそ
の置換単量体であり、これらの中でスチレンおよびα−
メチルスチレンが特に好ましい。
シアン化ビニル単量体としては、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等があ
り、特にアクリロニトリルが好ましい。
これらと共重合可能なビニル単量体としては、メチルア
クリル酸エステル、エチルアクリル酸エステル、ブチル
アクリル酸エステル等のアクリル酸エステル単量体、メ
チルメタクリル酸エステル、エチルメタクリル酸エステ
ル等のメタクリル酸エステル単量体、アクリル酸、メタ
クリル酸等のビニルカルボン酸単量体、アクリル酸アミ
ド、メタクリル酸アミド、アセナフチレン、N−ビニル
カルバゾール、N−アルキル置換マレイミド、N−芳香
族置換マレイミド等があげられる。
本発明においてA成分、B成分およびC成分の割合はA
成分10〜90重量部、好ましくは20〜60重量部
で、B成分0〜90重量部、好ましくは10〜60重量
部で、C成分0〜90重量部、好ましくは0〜60重量
部の範囲である。A成分が10重量部未満であると耐熱
性向上の効果が十分でない。一方A成分が90重量部を
越えると耐衝撃性が低下し、形成性も悪くなる。B成分
は0重量部でもよいが、耐衝撃性をより必要とする場合
は10重量部以上用いるのが好ましい。一方B成分が9
0重量部を越えると耐熱性が損なわれる。またC成分も
90重量部を越えると同様に本組成物の耐熱性が損なわ
れる。
なお本発明においてA,B,C成分のほかに通常の添加
剤や補強剤、例えば安定剤、滑剤、可塑剤、充填剤、着
色剤、紫外線吸収剤、難燃剤、ガラス繊維、カーボン繊
維なども配合することができる。
本発明の樹脂組成物のブレント方法に特に制限はなく、
公知の手段を使用することができる。その手段として例
えばバンバリーミキサー、タンブラーミキサー、ヘンシ
エルミキサー、混合ロール、1軸又は2軸押出機等があ
げられる。混合形態としては、通常の溶融混合、マスタ
ーペレツト等を用いる多段階溶融混練、溶液ブレンド又
は反応液中での混合等により組成物を得る方法がある。
(実施例) 実施例中の部、%は、いずれも重量基準で表わした。
実験例1〜3 ゴム状重合体および芳香族ビニル−シア
ン化ビニル共重合体の存在下に芳香族ビニル単量体と不
飽和ジカルボン酸無水物を重合させた共重合体をイミド
化した重合体の製造。
(実験例1) 撹拌機を備えたオートクレーブ中にスチレン100部、
メチルエチルケトン100部、小片状に切断したポリブ
タジエン25部および芳香族ビニル−シアン化ビニル共
重合体(電気化学工業(株)製AS−S、以下ASと表
示する)13部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した
後、室温で一昼夜撹拌しゴムおよびASを溶解させた。
温度を85℃とした後、無水マレイン酸67部とベンゾ
イルパーオキサイド0.2部をメチルエチルケトン100
部に溶解した溶液を6時間で連続的に添加した。添加後
さらに4時間温度を85℃に保つた。粘調な反応液の一
部をサンプリングしてガスクロマトグラフイーにより未
反応単量体の定量を行なつた結果重合率は97%であつ
た。ここで得られた共重合体溶液に無水マレイン酸に対
し当量のアニリン63.6部、トリエチルアミン0.5部を加
え140℃で6時間反応させた。反応溶液にメチルエチ
ルケトン150部を加え室温まで冷却し、激しく撹拌し
たメタノール1000部に注ぎ析出、濾過、乾燥しイミ
ド化重合体を得た。C13NMR分析より酸無水物基のイ
ミド基への転化率は97%であつた。この重合体をA−
1とした。
なお、本文中ポリブタジェンゴムとしては、旭化成社製
ジェンNF55ASを用いた。
(実験例2) 実験例−1のAS添加量13部を25部とかえた以外、
実験例1と同じことを行なった。共重合体の重合率は9
6%、イミド基への転化率は97%であつた。この重合
体をA−2とした。
(実験例3) 実験例−1のAS添加量13部を実験例−11で得られ
るHAS13部とかえた以外は、実験例1と同じことを
行なつた。共重合体の重合率は98%、イミド基への転
化率は98%であつた。この重合体をA−3とした。
実験例4〜5 芳香族ビニル−シアン化ビニル共重合体
の存在下に芳香族ビニル単量体と不飽和ジカルボン酸無
水物を重合させた共重合体をイミド化した重合体の製
造。
(実験例4) 実験例−1のオートクレーブ中にスチレン100部、メ
チルエチルケトン100部、小片状に切断したポリブタ
ジエン25部およびAS13部を仕込みを、オートクレ
ーブ中にスチレン100部、メチルエチルケトン100
部、AS25部を仕込み、にかえた以外は、実験例−1
と同じことを行なった。共重合体の重合率は98%、イ
ミド基への転化率は98%であった。この重合体をA−
4とした。
(実験例5) 実験例−4のAS25部仕込みをAS54部仕込みにか
えた以外は、全く同じことを行なった。共重合体の重合
率は96%、イミド基への転化率は97%であつた。こ
の重合体をA−5とした。
実験例6 芳香族ビニル−シアン化ビニル共重合体存在
下に芳香族ビニル単量体、不飽和ジカルボン酸およびこ
れらと共重合可能なビニル単量体を重合させた共重合体
をイミド化した重合体の製造。
撹拌機を備えたオートクレーブ中にスチレン100部、
アクリロニトリル25部、メチルエチルケトン100部
およびAS22部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した
後、室温で一昼夜撹拌しASを溶解させた。温度を85
℃とした後、無水マレイン酸42部とベンゾイルパーオ
キサイド0.2部をメチルエチルケトン100部に溶解し
た溶液を6時間で連続的に添加した。添加後さらに4時
間温度を85℃に保った。この共重合体の重合率は95
%であつた。ここで得られた共重合体溶液に無水マレイ
ン酸に対し当量のアニリン40部、トリエチルアミン0.
5部を加え140℃で6時間反応させた。これ以後の操
作は実験例−1と同じことを行なつた。得られた共重合
体のイミド基への転化率は97%であつた。この重合体
をA−6とした。
実験例7 実験例−1でオートクレーブ中にスチレン100部、メ
チルエチルケトン100部、小片状に切断したポリブタ
ジエン25部および芳香族ビニル−シアン化ビニル共重
合体13部を仕込みを、オートクレーブ中にスチレン1
00部、メチルエチルケトン100部、小片状に切断し
たポリブタジエン25部を仕込み、にかえた以外は、実
験例−1と同じことを行なつた。得られた共重合体の重
合率は98%、イミド基への転化率は98%であつた。
この重合体をA−7とした。
実験例8 撹拌機を備えたオートクレーブ中にスチレン100部、
メチルエチルケトン100部を仕込み、系内を窒素ガス
で置換した。温度を85℃とした後、無水マレイン酸6
7部とベンゾイルパーオキサイド0.2部をメチルエチル
ケトン100部に溶解した溶液を6時間で連続的に添加
した。以後の操作は実験例−1と同じことを行なつた。
得られた共重合体の重合率は99%、イミド基への転化
率は98%であつた。この重合体をA−8とした。
実験例9 撹拌機を備えたオートクレーブ中にスチレン100部、
アクリロニトリル25部、メチルエチルケトン100部
を仕込み、系内を窒素ガスで置換した。以後の操作は、
実験例−6と全く同じことを行なつた。得られた共重合
体の重合率は96%、イミド基への転化率は98%であ
つた。この重合体をA−9とした。
実験例10 アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(A
BS)の製造 ポリブタジエンラテックス80部(固型分50%、平均
粒径0.35μ、ゲル含有率90%)、ステアリン酸ソーダ
1部、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.1
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0.03部、硫酸第一鉄0.003部および水200部を6
5℃に加熱し、これにアクリロニトリル30%およびス
チレン70%よりなる単量体混合物60部、t−ドデシ
ルメラルプタン0.3部、キュメンハイドロパーオキサイ
ド0.2部を4時間で連続添加し、さらに添加終了後65
℃で2時間重合した。重合率は96%であつた。得られ
たラテックスに酸化防止剤を添加した後、塩化カルシュ
ウムで凝固し水洗、乾燥後白色粉末状の重合体を得た。
これをABSと表示する。
実験例11 αメチルスチレン−アクリロニトリル共重合体の製造 窒素置換した重合溶液中にαメチルスチレン70部、ア
クリロニトリル20部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウムの20%水溶液12.5部、塩化カリウム0.05部、
t−ドデシルメルカプタン0.5部および水213部を
仕込み、70℃に昇温させた後、過硫酸カリウム1%水
溶液6.7部を添加し重合を開始した。また6時間後にも
過硫酸カリウム1%水溶液3.3部を添加した。重合開始
より1時間後よりアクリロニトリル10部を6時間かけ
て連続的に添加した。重合を10時間で停止し、最終重
合率98.5%のラテックスを得た。このラテックスを塩化
カルシウムで凝固、水洗、濾過、乾燥後白色粉末状共重
合体を得た。これをH−ASと表示する。
実施例1〜8および比較例1〜6 実験例1〜9で調製したマレイミド系共重合体(A−1
〜A−9)を、実験例10で得られたアクリロニトリル
−ブタンジエン−スチレングラフト共重合体(ABS)
およびアクリロニトリル−スチレン共重合体(AS、電
気化学工業(株)製 AS−S)と表−1の割合で配合
し、さらに酸化防止剤1部(チバガイギー社製、イルガ
ノックス1076)を添加しヘンシルミキサーで混合
後、脱揮装置付30mmφスクリュー押出機で溶融押出ペ
レット化を行なった。物性評価用の試験片は、アーブル
グ社製射出成形機で射出成形し次に示す試験方法に準
じ、測定値は表−1に配合比とともに示した。
実施例9 マレイミド系共重合体A−1の50部とアクリロニトリ
ル−スチレン共重合体AS−Sの50部を配合した以外
は他の実施例と同様に行った。その測定値を別紙の表−
1に配合比とともに示した。
比較例7 マレイミド系共重合体A−7の50部とアクリロニトリ
ル−スチレン共重合体AS−Sの50部を配合した以外
は他の比較例と同様に行った。その測定値を別紙の表−
1に配合比とともに示した。
物性測定試験方法 (1) ビカット軟化温度(VSP) 荷重5kg/cm2 ASTM D−1525に準じた。
(2) アイゾット衝撃強度 幅1/4インチのノッチ付、ASTM D−256に準じ
た。
(3) 落錘衝撃強度 280℃の成形温度で8cm×8cm×0.1cmの試験片を
30枚以上射出成形しJISK−7211に準じて50
%破壊エネルギーを求めた。
(4) メルトフローインデックス 温度280℃、荷重5kg、ASTM D−1238に準
じた。
なお表−1の成分(A)の成分−I、−II、−IIIの意
味を次に示す。
成分−Iとは芳香族ビニル単量体、不飽和ジカルボン酸
無水物、および共重合可能なビニル単量体の共重合体を
イミド化した重合体総量を示す。
成分−IIとは、重合時に存在させたポリブタジエン量を
示す。
成分−IIIとは、重合時に存在させた芳香族ビニル−シ
アン化ビニル共重合体量を示す。
(発明の効果) 本発明のイミド化共重合体は、表−1に示されるよう
に、著るしく衝撃強度が改良されている。このことは、
A成分中において芳香族ビニル−シアン化ビニル共重合
体が、グラフト重合時に添加されることで耐熱性への損
失も小さく効率良く衝撃強度改良の効果をあらわしてい
るものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A成分:ゴム状重合体0〜40重量部並び
    に芳香族ビニル単量体残基40〜80重量%、シアン化
    ビニル単量体残基15〜40重量%およびこれらと共重
    合可能なビニル単量体残基0〜40重量%からなる共重
    合体3〜50重量部の存在下に芳香族ビニル単量体、不
    飽和ジカルボン酸無水物および必要により更にこれらと
    共重合可能なビニル単量体を重合させ、その重合させる
    単量体残基の合計が30〜97重量部である共重合体に
    アンモニアおよび/又は第1級アミンを反応させたイミ
    ド基を有するイミド化共重合体10〜90重量部と、 B成分:ゴム状重合体3〜70重量%、芳香族ビニル単
    量体残基30〜80重量%、シアン化ビニル単量体残基
    0〜40重量%およびこれらと共重合可能なビニル単量
    体残基0〜40重量%からなるグラフト共重合体0〜9
    0重量部と、 C成分:芳香族ビニル単量体残基40〜90重量%、シ
    アン化ビニル単量体残基0〜40重量%およびこれらと
    共重合可能なビニル単量体残基0〜40重量%からなる
    共重合体0〜90重量部とを含有し、かつA成分+B成
    分+C成分=100重量部である熱可塑性樹脂組成物。
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