JPH085939B2 - ゴム変性スチレン系樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

ゴム変性スチレン系樹脂組成物の製造方法

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JPH085939B2
JPH085939B2 JP1058107A JP5810789A JPH085939B2 JP H085939 B2 JPH085939 B2 JP H085939B2 JP 1058107 A JP1058107 A JP 1058107A JP 5810789 A JP5810789 A JP 5810789A JP H085939 B2 JPH085939 B2 JP H085939B2
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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、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の製造方法
に関するものである。さらに詳しく言えば、本発明は、
特定の固体粘弾性を有する面衝撃強度の高いゴム変性ス
チレン系樹脂組成物の製造方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来、スチレン系樹脂の耐衝撃性を改良する目的で、
ポリスチレンにゴム状重合体をブレンドしたり、あるい
はゴム状重合体の存在下に、スチレンを重合させること
により、該ゴム状重合体にスチレンが一部グラフト重合
され、かつスチレンの残部がポリスチレンとなって、実
質上ゴム状重合体／スチレンのグラフト共重合体とポリ
スチレンとが混在された状態とし、いわゆるゴム変性ポ
リスチレン樹脂組成物とすることが、工業的に行われて
いる。
このようなゴム変性ポリスチレン樹脂の耐衝撃性に関
しては、従来から圧縮成形された試験片のアイゾット衝
撃強度で判断されていたが、成形品の実用的衝撃強度と
しては、面衝撃強度も重要であることが分かり、近年耐
衝撃性については、アイゾット衝撃強度とともに、面衝
撃強度も求められるようになってきた。
ところで、ゴム変性スチレン系樹脂組成物において
は、固体粘弾性測定から求めたゴム成分の損失弾性率
Ｅ″に関する減衰ピーク面積が広いほどアイゾット衝撃
強度が高いことは知られているが、固体粘弾性データと
面衝撃強度との関係については、これまで全く知られて
いない。
例えば、耐衝撃性ポリスチレンの面衝撃強度を改良す
る技術として、耐衝撃性ポリスチレンの製造方法（特公
昭53−44188号公報）、スチレン系樹脂の製造方法（特
公昭55−30525号公報）などが開示されているが、これ
らの方法においては、面衝撃強度と固体粘弾性との関係
についてはなんら説明されていない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような事情のもとで、固体粘弾性に関
する特定のパラメータを用い、それを規定することによ
って、面衝撃強度の高いゴム変性スチレン系樹脂組成物
の製造方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、特定の周波数で測定して得られた固体粘弾
性データにおいて、ある温度範囲に損失弾性率Ｅ″に関
する減衰ピークの極大減衰温度を有し、かつ特定の式に
よって定義される減衰ピーク比がある値以上であるゴム
変性スチレン系樹脂組成物が高い面衝撃強度を有するこ
とを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。
すなわち本発明は、ゴム状重合体の存在下で、芳香族
モノビニル化合物又は芳香族モノビニル化合物とこれと
共重合可能な単量体との混合物を、塊状−懸濁二段重合
法により重合して、ゴム変性スチレン系樹脂組成物を製
造するにあたり、ゴム状重合体30〜５重量％に対して、
芳香族モノビニル化合物又は芳香族モノビニル化合物と
共重合可能な単量体との混合物を70〜95重量％の割合で
用い、かつ、前段の塊状重合を70〜150℃の温度に段階
的に加熱しながら行なうことを特徴とする、該組成物の
固体粘弾性を周波数100Hzで測定した場合、０〜50℃の
温度範囲に損失弾性率Ｅ″に関する減衰ピークPMの極大
減衰温度を有し、かつ式 （ただし、SM100及びSR100はそれぞれ測定周波数100Hz
における、減衰ピークPMの高さ及びゴム部の損失弾性率
Ｅ″に関する減衰ピークの高さである）で定義される減
衰ピーク比RM100が0.1以上であるゴム変性スチレン系樹
脂組成物の製造方法を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の方法においては、ゴム状重合体の存在下で、
芳香族モノビニル化合物又は芳香族モノビニル化合物と
これを共重合可能な単量体との混合物を、塊状−懸濁二
段重合法により重合する。
すなわち、本発明の方法においては、スチレン系の単
量体として、芳香族モノビニル化合物を単独で、又は芳
香族モノビニル化合物とこれを共重合可能な単量体との
混合物を用いる。
本発明の方法で用いられる芳香族モノビニル化合物と
しては、例えばスチレンをはじめ、α−メチルスチレ
ン、α−エチルスチレン、α−メチル−ｐ−メチルスチ
レンなどのα−アルキル置換スチレン、ｏ−メチルスチ
レン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、2,4
−ジメチルスチレン、エチルスチレン、ｏ−ｔ−ブチル
スチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレンなどの核アルキル置
換スチレン、ｏ−クロロスチレン、ｍ−クロロスチレ
ン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−ブロモスチレン、ジクロ
ロスチレン、ジブロモスチレン、トリクロロスチレン、
トリブロモスチレン、テトラクロロスチレン、テトラブ
ロモスチレン、２−メチル−４−クロロスチレンなどの
核ハロゲン化スチレン、さらにはｐ−ヒドロキシスチレ
ン、ｏ−メトキシスチレン、ビニルナフタレンなどが挙
げられるが、これらの中で特にスチレン及びα−メチル
スチレンが好ましい。これらの芳香族モノビニル化合物
は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合
わせて用いてもよい。
また、芳香族モノビニル化合物と共重合可能な単量体
としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、フマロニトリル、マレオニトリル、α−クロロアク
リロニトリルなどのシアン化ビニルや、メタクリル酸メ
チル、アクリル酸メチル、メタクリル酸、アクリル酸、
無水マレイン酸、フェニルマレイミドなどが挙げられる
が、これらの中でシアン化ビニル、特にアクリロニトリ
ルが好適である。これらの単量体は１種のみを用いても
よいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。芳香族
モノビニル化合物と共重合可能な単量体としてシアン化
ビニルを用いる場合、芳香族モルビニル化合物と該シア
ン化ビニルとの割合が、重量に基づき、前者：後者＝10
0:0〜55:45の割合となるように用いることが好ましい。
すなわち、シアン化ビニルの割合が45重量％以下の割合
となるように用いることが好ましい。シアン化ビニルの
割合が45重量％を越えると、熱安定性や流動性などが低
下したりするので好ましくない。
本発明の方法に用いられるゴム状重合体の種類につい
ては特に制限はなく、従来ゴム変性スチレン系樹脂組成
物に慣用されているもの、例えば天然ゴムや、ポリブタ
ジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエ
ン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、
ブチルゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴムなどの
合成ゴム、あるいは、これらのゴムとスチレンとのグラ
フト共重合体ゴムなどが用いられる。これらのゴム状重
合体は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用
いてもよい。
本発明の方法においては、ゴム状重合体の存在下で、
前記した如き芳香族モノビニル化合物又は芳香族モノビ
ニル化合物とこれと共重合可能な単量体との混合物を、
塊状−懸濁二段重合法により重合する。
次に、塊状−懸濁二段重合法による本発明の樹脂組成
物の好適な製造方法の１例について説明すると、まず芳
香族モノビニル化合物又は芳香族モノビニル化合物と共
重合可能な単量体との混合物に、ゴム状重合体を添加
し、必要に応じて加熱して溶解させる。この溶解はでき
るだけ均一に行うことが好ましい。
次に、この溶液に、アルキルメルカプタンなどの分子
量調節剤（連鎖移動剤）及び必要に応じて用いられる有
機過酸化物などの重合開始剤を加え、70〜150℃の温度
に段階的に加熱しながら、撹拌下に重合度が10〜60％に
なるまで塊状重合法による予備重合を行う。この予備重
合工程において該ゴム状重合体は撹拌により粒子状に分
散される。
次いで、前記予備重合液を第三リン酸カルシウムやポ
リピニルアルコールなどを懸濁剤として、水相に懸濁
し、通常、重合度が100％近くなるまで懸濁重合（主重
合）を行う。なお、必要に応じ、この主重合工程の後、
さらに加熱を続けてもよい。
前記分子量調節剤としては、例えばα−メチルスチレ
ンダイマー、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシル
メルカプタン、１−フェニルブテン−２−フルオレン、
ジペンテン、クロロホルムなどのメルカプタン類、テル
ペン類、ハロゲン化合物などを挙げることができる。
また、所望に応じて用いられる重合開始剤としては、
例えば1,1−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキ
サン、1,1−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）3,3,5−トリ
メチルシクロヘキサンなどのペルオキシケタール類、ジ
クミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、2,
5−ジメチル−2,5−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサ
ンなどのジアルキルペルオキシド類、ベンゾイルペルオ
キシド、ｍ−トルオイルペルオキシドなどのジアリール
ペルオキシド類、ジミリスチルペルオキシジカーボネー
トなどのペルオキシジカーボネート類、ｔ−ブチルペル
オキシイソプロピルカーボネートなどのパーオキシエス
テル類、シクロヘキサノンペルオキシドなどのケトンペ
ルオキシド類、ｐ−メンタハイドロペルオキシドなどの
ハイドロペルオキシド類などの有機過酸化物などを挙げ
ることができる。
本発明の方法においては、前記ゴム状重合体30〜５重
量％に対して、前記した如き芳香族モノビニル化合物又
は芳香族モノビニル化合物と共重合可能な単量体との混
合物を70〜95重量％の割合で用いる。ゴム状重合体の配
合量が５重量％未満では耐衝撃性の改良効果が十分に発
揮されないし、30重量％を越えると光沢や流動性が低下
する傾向が生じ、好ましくない。
本発明の方法においては、得られるゴム変性スチレン
系樹脂組成物の固体粘弾性を周波数100Hzで測定した場
合、０〜50℃の温度範囲に損失弾性率Ｅ″に関する減衰
ピークPMの極大減衰温度を有し、かつ式 （ただし、SM100及びSR100はそれぞれ測定周波数100Hz
における減衰ピークPMの高さ及びゴム部の損失弾性率
Ｅ″に関する減衰ピークPRの高さである） で定義される減衰ピーク比RM100が0.1以上であることが
必要である。固体粘弾性測定において、このような要件
を満たすゴム変性スチレン系樹脂組成物は高い面衝撃強
度を有している。
次に、この固体粘弾性測定における前記要件につい
て、添付図面に従って説明する。第１図は本発明の方法
で得られるゴム変性スチレン系樹脂組成物の１例におけ
る固体粘弾性を示す図、すなわち周波数10Hz及び100Hz
で測定した場合の損失弾性率Ｅ″、貯蔵弾性率Ｅ′及び
損失正接tanδの温度分散を示すグラフであり、第２図
は第１図における周波数100Hzで測定して得られた損失
弾性率Ｅ″の温度分散の部分拡大図である。本発明の方
法においては、ゴム変性スチレン系樹脂組成物が、第２
図に示すように、０〜50℃の温度範囲に、損失弾性率
Ｅ″に関する減衰ピークPMの極大減衰温度を有すること
が必要である。
第３図は、式 で定義される減衰ピーク比RM100を求めるための説明図
であって、図中Loは温度−100℃以下でのＥ″の曲線（t
anδ＝０でのＥ″の値より成る）、BL100はLoを高温側
へ外挿した直線で、SM100及びSR100を算出する際のベー
スラインである。また、EMは減衰ピークPMの損失弾性率
値、TMは減衰ピークPMの極大減衰温度位置、TRはゴム部
の減衰ピークPRの極大減衰温度位置、LMはTMにおけるBL
100の損失弾性率値、ERはPRの損失弾性率値、LRはTRに
おけるBL100の損失弾性率値であって、該SM100及びS
R100は次式によって求めることができる。なお、粘弾性
測定周波数は100Hzである。
SM100＝EM−LM ……（II） SR100＝ER−LR ……（III） このようにして求められたSM100とSR100とから、前記
式（Ｉ）に従って算出されるRM100は、本発明の方法に
おいては、0.1以上であることが必要である。
本発明の方法においては、所望に応じ、従来スチレン
系樹脂組成物に慣用されている各種添加剤、例えば滑
剤、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤、光安定剤、着色剤な
どを添加してもよいし、さらに、ガラス繊維などの繊維
補強剤や無機充填剤などのフィラーを充填させてもよ
い。該滑剤としては、例えばステアリン酸、ベヘニン
酸、ステアロアミド、メチレンビスステアロアミド、エ
チレンビスステアロアミドなどが、酸化防止剤として
は、例えば2,6−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノー
ル、ステアリル−β−（3,5−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）プロピオネート、トリエチレングリ
コール−ビス−３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ
−５−メチルフェニル）プロピオネートなどのヒンダー
ドフェノール系やトリ（2,4−ジ−ｔ−ブチルフェニ
ル）ホスファイト、4,4′−ブチリデンビス（３−メチ
ル−６−ｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシル）ホスフ
ァイトなどのリン系などが、可塑剤としては、例えばミ
ネラルオイルやポリエチレングリコールなどが用いられ
る。また、難燃剤としては、例えばテトラブロモビスフ
ェノールＡ、デカブロモジフェニルオキシド、臭素化ポ
リカーボネートなどの有機ハロゲン系難燃剤と酸化アン
チモンとの組合せなどを好ましく挙げることができる。
さらに、本発明の方法においては、所望に応じ、例え
ばABS樹脂、ポリ塩化ビニル、スチレン−アクリロニト
リル樹脂、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイ
ロン11、ナイロン12、ポリフェニレンオキシド、ポリフ
ェニレンスルフィドなどの樹脂とブレンドし、成形材料
として用いることもできる。
［実施例］ 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。
なお、組成物の各物性は、次に示す方法に従って測定
した。
（１）PMの極大減衰温度、減衰ピーク比RM100ペレット
状の樹脂組成物を、200℃にて120×120×1tmmのシート
にプレス成形し、このシートから40×40mmの大きさのシ
ートの切り出して、オーブン中において105℃で16時間
保持後、オーブン中で自然放冷したのち、幅4mm、長さ4
0mmの試験片を鋭利なナイフで切り出した。
次にこの試験片の固体粘弾性について、岩本製作所製
全自動型固体粘弾性測定装置（粘弾性スペクトルメータ
ー、VES−Ｆ−III型）を用い、下記の測定条件で、一定
の振動ひずみ試験により損失弾性率Ｅ″、貯蔵弾性率
Ｅ′、損失正接tanδの温度分散を求めた。
・測定条件 測定周波数:10Hz、100Hz 動的変位量:0.02mm 初期チャック間距離:20mm 初期荷重:1,500g 温度測定範囲：−150〜＋100℃ 昇温速度:2℃/min 次に、測定周波数100Hzの場合の固体粘弾性データか
ら、第２図に示すような０〜50℃の温度範囲に損失弾性
率Ｅ″に関する減衰ピークPMの極大減衰温度有無を確認
するとともに第３図に示す方法に従って減衰ピーク比R
M100を求めた。
（２）面衝撃強度 幅70mm、長さ270mm、厚さ3mmの射出成形品を用い、打
撃点を該試験片面上のゲート口から125mmで幅方向の中
央地点で、レオメトリックス社製ドロップウェイト試験
桟（RDT5000）を使用して、次の測定条件で面衝撃試験
を行い、面衝撃強度を求めた。
・測定条件 ダート全荷重:3.76kg ダート先端形状:1/2インチ 試験片固定用受け台直径:2インチ 試験速度:3.5m/s 破壊エネルギー： DIN53443、Part2に規定される「Damaging energy」を
用いた。
（３）メルトインデックス（MI） JIS K−7210に準拠して求めた。
（４）曲げ弾性率 JIS K−7203に準拠して求めた。
実施例１ 内容積5lのオートクレーブに、スチレン−ブタジエン
ブロック共重合体［日本ゼオン（株）製、ZLS−01］300
g、スチレン3000g及び連鎖移動剤としてのｎ−ドデシル
メルカプタン1gを入れ、200rpmで撹拌しながら90℃で２
時間、110℃で１時間、140℃で１時間反応を行った。
次いで、10lのオートクレーブに、前記の反応混合物3
000g、水3000g、懸濁安定剤としてのポリビニルアルコ
ール10g、ベンゾイルペルオキシド6g、及びジクミルペ
ルオキシド6gを入れて、500rpmで撹拌しながら、60℃か
ら20℃／時間の昇温速度で140℃まで昇温し、さらに４
時間反応させて、ゴム変性ポリスチレンのビーズを得
た。得られたビーズを220℃の単軸押出機にてペレット
化したのち、成形し、物性試験用の試験片を作製して、
各物性の測定を行った。その結果を第１表に示す。ま
た、固体粘弾性の測定結果を第１図及び第２図に示す。
実施例２ 実施例１において、ジクミルペルオキシドの量を3gに
変えた以外は、実施例１と同様にして実施した。その結
果を第１表に示す。
実施例３ 実施例１において、スチレンの代わりに、スチレン／
アクリロニトリルの組合せ（重量比60/40）を用いた以
外は、実施例１と同様にして実施した。その結果を第１
表に示す。
実施例４ 実施例１において、スチレンの代わりに、スチレン／
アクリロニトリルの組合せ（重量比95/5）を用いた以外
は、実施例１と同様にいて実施した。その結果を第１表
に示す。
比較例１ 実施例１において、塊状重合の反応条件を140℃で３
時間とした以外は、実施例１と同様にして実施した。そ
の結果を第１表に示す。
比較例２ 実施例１において、スチレン−ブタジエンブロック共
重合体の代わりに、ポリブタジエン［旭化成（株）製、
NF35AS］を用い、かつ塊状重合の反応条件を140℃で３
時間とした以外は、実施例１と同様にして実施した。そ
の結果を第１表に示す。
参考例１ 実施例１において、スチレンの代わりに、スチレン／
アクリロニトリルの組合せ（重量比50/50）を用いて実
施例１と同様にして実施したが、流動性不足のため、成
形不可能であった。
［発明の効果］ 本発明によると、固体粘弾性に関する特定のパラメー
タを用い、それを規定することにより、高い面衝撃強度
を有するゴム変性スチレン系樹脂組成物を与えることが
できるし、また面衝撃試験を実施せずに、スチレン系樹
脂組成物が高い面衝撃強度を有しているかどうかを容易
に判定することができる。
本発明の方法で得られたゴム変性スチレン系樹脂組成
物は、例えば家電製品やOA機器などの部品材料、あるい
は各種シート材料などとして好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法で得られたスチレン系樹脂組成物
の１例の固体粘弾性測定における損失弾性率Ｅ″、貯蔵
弾性率Ｅ′及び損失正接tanδの温度分散を示すグラ
フ、第２図は、第１図における損失弾性率Ｅ″の温度分
散（測定周波数100Hzの場合）の部分拡大図、第３図は
減衰ピーク比RM100を求めるための説明図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ゴム状重合体の存在下で、芳香族モノビニ
    ル化合物又は芳香族モノビニル化合物とこれと共重合可
    能な単量体との混合物を、塊状−懸濁二段重合法により
    重合して、ゴム変性スチレン系樹脂組成物を製造するに
    あたり、ゴム状重合体30〜５重量％に対して、芳香族モ
    ノビニル化合物又は芳香族モノビニル化合物と共重合可
    能な単量体との混合物を70〜95重量％の割合で用い、か
    つ、前段の塊状重合を70〜150℃の温度に段階的に加熱
    しながら行なうことを特徴とする、該組成物の固体粘弾
    性を周波数100Hzで測定した場合、０〜50℃の温度範囲
    に損失弾性率Ｅ″に関する減衰ピークPMの極大減衰温度
    を有し、かつ式 （ただし、SM100及びSR100はそれぞれ測定周波数100Hz
    における、減衰ピークPMの高さ及びゴム部の損失弾性率
    Ｅ″に関する減衰ピークの高さである）で定義される減
    衰ピーク比RM100が0.1以上であるゴム変性スチレン系樹
    脂組成物の製造方法。
  2. 【請求項２】芳香族モノビニル化合物と共重合可能な単
    量体がシアン化ビニルであり、かつ、芳香族モノビニル
    化合物と該シアン化ビニルとの割合が、重量に基づき前
    者：後者＝100:0〜55:45の割合である請求項１記載のゴ
    ム変性スチレン系樹脂組成物の製造方法。
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