JPH09216990A - ゴム変性ポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
C4 のアルキルメタクリレート、C1 〜C4 のアルキル
アクリレート、メタクリロニトリル及びアクリロニトリ
ルの群から選ばれるモノマー単位の、ゴムへのグラフト
コポリマーの5〜79重量%、極性基を持つ熱可塑性ポ
リマーの90〜20重量%、及びビニル芳香族モノマ
ー、C1 〜C4 のアルキルメタクリレート、C1 〜C4
のアルキルアクリレート、メタクリロニトリル及びアク
リロニトリルの群から選ばれる少なくとも一つのモノマ
ー、及びα,β‐不飽和のジカルボン酸無水物を含む化
合物の0.2〜5モル%を含むターポリマーの1〜50
重量%を含むポリマー組成物において、成分(C)のモ
ル質量が、160,000〜230,000g/モルで
あることを特徴とするポリマー組成物。 【効果】 本ポリマー組成物は、優れた機械的性質とり
わけ低温における高い耐衝撃性を持つ。
Description
族モノマー単位とシアン化ビニルモノマー単位との、ゴ
ムへのグラフトコポリマー、(B)極性基を持つ熱可塑
性ポリマー及び(C)ビニル芳香族モノマー、アクリロ
ニトリル及び、α,β‐不飽和ジカルボン酸無水物を含
む化合物を含むポリマーを含有するポリマー組成物に関
する。
第202,214号公報から公知である。欧州特許第2
02,214号公報は、ポリアミド、アクリロニトリル
‐ブタジエン‐スチレングラフトコポリマー(AB
S)、及びスチレン、アクリロニトリル及び無水マレイ
ン酸(MA)の重合により得られるターポリマーのポリ
マー組成物を開示する。ABSタイプポリアミドポリマ
ーとグラフトコポリマーは混和せず、そして従って、混
合された時に二つの分離した相を形成する。その乏しい
混和性は、比較的劣悪な機械的性質を持つポリマー組成
物をもたらす。上記のターポリマーは、ポリアミドとA
BSポリマーとの間の相溶性促進剤として挙動し、そし
て組成物中におけるその使用は、より高い耐衝撃性をも
たらす。
撃性が非常に温度に依存することである。即ち、低温、
例えば−20℃での耐衝撃性(「低温耐衝撃性」)が低
い。このことは、例えば自動車工業において、例えば成
形部品における公知のポリマー組成物の使用が関係して
いるところの重大な欠点である。高い低温耐衝撃性が、
例えばバンパーに使用されるポリマー組成物のために要
求される。
点を有しないところのポリマー組成物を提供することで
ある。
成物は、ポリマー(C)のモル質量が160,000〜
230,000グラム/モルに含まれることを特徴とす
る。
は、重量平均分子量を意味すると理解される。
ージ第14〜16行において、公知の相溶性増加ターポ
リマーのモル質量は、40,000g/モルから20
0,000g/モルより著しく高くまで変化できるが、
モル質量は、好ましくは100,000g/モルより低
いと書かれている。100,000g/モルより高いモ
ル質量を持つターポリマーは、相溶化されるべきポリマ
ー中に容易に混合されず、ポリマーの間の界面に容易に
到達せず、相の間に割って入り、そしてその結果、これ
らの相溶化効果は除去されるか又は影響を及ぼされる。
リアミドタイプのポリマーを含むポリマー組成物におけ
る本発明のポリマー(C)の使用が、ポリマー組成物に
とりわけ高い低温耐衝撃性を与えることは驚くべきこと
である。
はまた、ポリアミド、アクリロニトリル‐ブタジエン‐
スチレングラフトコポリマー(ABS)、及びスチレ
ン、アクリロニトリル及び無水マレイン酸の重合により
得られるターポリマーのポリマー組成物を述べる。0℃
より低い温度で要求された高い耐衝撃性を得るために、
ポリブタジエンゴムが0.2〜1.0μmの間の平均粒
子寸法、40〜80%のグラフト率及び220,000
〜450,000g/モルのモル質量を持つところの特
定のタイプのABSが使用される。現在流通しているタ
イプのABSがポリマー組成物中に使用される時、高い
低温耐衝撃性が達成されない。更に、欧州特許出願公開
第402,528号公報において述べられたようなポリ
マー組成物は、限定された流動を示す。
は、その優れた流動にある。これにより、ターポリマー
の比較的高いモル質量に基いて予想されるであろうとこ
ろのこととは反対に、メルトフローインデックス(MF
I)により測定されたポリマー組成物の流動は、公知の
ポリマー組成物のMFIと著しくは異ならないことを意
味する。良好な流動は、射出成形のような方法による大
きな成形部品の製造に非常に重要である。
は、ポリマー(C)のモル質量が190,000〜21
5,000g/モルの間に含まれることを特徴とする。
これは、付加的に増加された低温耐衝撃性を与える。
コポリマー(A)は、ビニル芳香族化合物、シアン化ビ
ニル及び任意的に第三のモノマーのゴム上のグラフトコ
ポリマーを含む。適切なビニル芳香族化合物は、例え
ば、スチレン、α‐メチル‐スチレン、o‐ビニルトル
エン、m‐ビニルトルエン及び/又はp‐ビニルトルエ
ン、ビニルナフタレン、ジメチルスチレン、t‐ブチル
スチレン及び例えばクロロスチレン又はブロモスチレン
のようなハロゲン化されたスチレン誘導体を含む群から
選ばれる。ビニル芳香族化合物は好ましくは、スチレン
及び/又はα‐メチル‐スチレンである。適切なシアン
化ビニル化合物は、例えば、アクリロニトリル及び4〜
7個の炭素原子を含むシアノアルキレン化合物例えばメ
タクリロニトリルを含む群から選ばれる。好ましくはシ
アン化ビニル化合物は、アクリロニトリル及び/又はメ
タクリロニトリルである。適切な第三のモノマーは、例
えば、アクリレート及びメタクリレート例えばメチルメ
タクリレート及びエチルアクリレート、及びα,β‐不
飽和ジカルボン酸及びα,β‐不飽和ジカルボン酸無水
物の置換又は非置換イミド誘導体例えばマレイミド及び
N‐フェニルマレイミドを含む群から選ばれる。
ゴムから選ばれ得る。通常、これらのゴムのガラス転移
温度は−10℃より低い。適切なゴムは、例えば、第三
の共重合し得るジエンモノマーの単位、例えば1,4‐
ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、ジシクロオクタ
ジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネ
ン及びテトラヒドロインデンを任意的に含むところのブ
タジエンゴム及びエテン‐プロペンコポリマーを含む群
から選ばれる。任意的に、グラフトコポリマーはまた、
天然ゴム、及び/又は1,3ジエン化合物例えばブタジ
エン‐1,3、イソプレン及び2,3‐ジメチルブタジ
エン‐1,3から主として成るところのエラストマーの
少量を含む。好ましくは、ポリブタジエンホモポリマー
又は60〜90重量%のブタジエン含有量を持つブタジ
エンコポリマーが与えられる。本発明に従うポリマー組
成物において特に適切なグラフトコポリマーは、アクリ
ロニトリル‐スチレン‐ブタジエン(ABS)、アクリ
ロニトリル‐スチレン‐アクリレート(ASA)、及び
スチレン及びアクリロニトリルと重合されたエテン‐プ
ロペン‐ジエンゴム(AES)である。最も好ましくは
アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン(ABS)の
グラフトコポリマーが本発明に従う組成物中に使用され
る。
くは20〜70重量%、より好ましくは35〜65重量
%である。最も好ましいゴムのパーセンテージは40〜
50重量%である。ポリブタジエンゴムの平均粒子寸法
は広い範囲に選ばれ得る。平均粒子寸法は好ましくは
0.1〜0.5μmである。二つのピークを持つ粒子寸
法分布、即ち、粒子寸法が二つの異なる平均値の周囲に
分類されるところの粒子寸法分布を持つゴム粒子を使用
することができる。
より合成され得る。そのような方法の例は、塊状重合、
乳化重合、懸濁重合及び塊状懸濁重合法である。好まし
くは乳化重合が使用される。更に、重合は好ましくは、
少なくとも20重量%のグラフト効率(ゴム上にグラフ
トされるモノマー部分)が達成されるような方法で実行
される。より好ましくは、グラフト効率は、少なくとも
40重量%である。これが達成され得る方法は、当業者
にとって公知である。
され得る。そのような補助剤の例は、連鎖制御剤、乳化
剤及びフリーラジカル発生化合物である。グラフトコポ
リマーのモル質量は、広い範囲に選ばれ得る。例えば、
80,000〜200,000g/モルのモル質量がポ
リマー組成物のために使用され得る。グラフトコポリマ
ーのモル質量は、好ましくは80,000g/モルより
高く選ばれる。なぜならば、さもないとポリマー組成物
の機械的性質が悪化するからである。更に、グラフトコ
ポリマーのモル質量が、200,000g/モルより低
い、より好ましくは170,000g/モルより低いよ
うな方法で重合が実行されることが有利である。最も好
ましくはグラフトコポリマーのモル質量は、最大13
0,000g/モルである。これは、高い低温耐衝撃性
のなんらかの有意の低下なしに本発明に従うポリマー組
成物の流動の改善をもたらす。
ルモノマー単位、好ましくはスチレン及びアクリロニト
リルの別個に得られたコポリマーが、グラフトコポリマ
ーに加えられ得る。
得る極性基を持つ熱可塑性ポリマー(B)は、通常公知
のポリマー、例えば、ポリカーボネート、ポリアセター
ル、ビニル芳香族ポリマー、塩化ビニルポリマー、ポリ
アミド、ポリエステル又はこれらのポリマーの混合物で
ある。極性基を持つ熱可塑性ポリマーは好ましくはポリ
アミドである。
とに公知であるところの、脂肪族ポリラクタムを含む慣
用のポリアミド樹脂が理解される。ポリアミドは、脂肪
族、脂環式及び芳香族ジアミン及びジカルボン酸の重縮
合により、又は開環重合により得られる。適切なポリア
ミドは、例えば、ナイロン6(ポリカプロラクタム)、
ナイロン11、ナイロン12(ポリラウリルラクタ
ム)、ナイロン4.6(ポリテトラメチレンアジパミ
ド)、ナイロン6.6(ポリヘキサメチレンアジパミ
ド)、ナイロン6.10(ポリヘキサメチレンセバカミ
ド)、ナイロン6.9(ポリヘキサメチレンアゼラミ
ド)、及びナイロン6とナイロン6.6、ナイロン6.
6と6.10及びナイロン6と11とのランダムコポリ
マーである。ポリアミドは好ましくはナイロン6、ナイ
ロン6.6及び/又はナイロン6.6とナイロン6との
ランダムコポリマーである。ポリアミドのモル質量は好
ましくは、最小20,000g/モルに達する。
適切なポリアミドは、例えば、J.M.Waratom
ski,Chem.Mater.4,1000‐04,
(1992年)により述べられたような多官能性コア分
子(multifunctional core molecule) によるラクタムの
開環重合により得られるべきスターブランチドポリアミ
ド(starbrached polyamide) である。これらのスターブ
ランチドポリアミドは、これらが性質と流動の間のすぐ
れたバランスを示す故に、とりわけ適切である。
単一相から成る組成物を形成するなら、ポリマーは混和
性であると考えられる。もし、ポリマーが部分的にの
み、又は全く混和性でないなら、これらは組成物中に分
離した相を形成するであろう。結果として生ずる特定の
モルホロジーは、組成物中に組み入れられるポリマーの
相対的な量及び性質に依存する。過剰量の一つのポリマ
ーが使用されるなら、次にその特定のポリマーは、他の
ポリマーが分散されるところの連続相を通常形成するで
あろう。もし、ほぼ等しい量のポリマーが使用されるな
ら、共に連続した構造を持つモルホロジーが生じ得る。
ための実際に有用かつ相乗的な機械的性質、とりわけ高
い衝撃強度及び/又は破断時の伸びを持つ安定な多相組
成物を形成するなら、ポリマーは混和性であると考えら
れる。対照的に非混和性ポリマーは、個々にポリマーと
比較して劣った性質を持つ多相組成物を形成する。
ポリスチレン又はアクリロニトリル‐ブタジエン‐スチ
レングラフトコポリマーと混和性でもなければ相溶性で
もない。
ポリマーとの相溶性の組成物は、相溶化剤として挙動す
るところのターポリマー(C)の使用により得られる。
本発明に従う組成物中のポリマー(C)は典型的には、
(C1)ビニル芳香族モノマー、(C2)C1 〜C4 の
アルキルメタクリレート、C1 〜C4 のアルキルアクリ
レート、メタクリロニトリル及びアクリロニトリルの群
から選ばれる少なくとも一つのモノマー、及び(C3)
α,β‐不飽和のジカルボン酸無水物を含む化合物を含
む。
は、ポリマー組成物の成分(C)がスチレン、アクリロ
ニトリル及び無水マレイン酸のターポリマーであること
を特徴とする。このターポリマーは、本明細書の導入部
で述べたポリマー組成物の低温耐衝撃性を相当に改善す
る。ターポリマー中の無水マレイン酸の量は、広い範囲
内において選ばれ得る。しかし、ポリマー組成物の成分
(C)中の無水マレイン酸の量が0.2〜5モル%に含
まれることが本発明に従うポリマー組成物を特徴付ける
利点である。最も好ましくはポリマー組成物の成分
(C)中の無水マレイン酸の量は、0.5〜1.5モル
%に含まれる。これは、一方では、耐衝撃性及び低温耐
衝撃性の間の良好なバランスを与え、そして他方では、
ポリマー組成物に加工性を与える。
る。適切な方法は、適切な溶媒、例えばメチルエチルケ
トン(MEK)、ターポリマーのモノマー成分例えばス
チレン、無水マレイン酸及びアクリロニトリル中に溶解
することである。一つ又は任意的により多くの化学開始
剤がこの溶液に加えられる。適切な開始剤は、例えばパ
ーオキシドである。次に、混合物は長い時間高められた
温度で重合され、その後、溶媒及び未反応モノマーが公
知の方法で除去される。ターポリマーのモル質量は、当
業者に公知の方法、例えば、反応温度を設定することに
より、又は化学開始剤の特定のタイプ及び化学開始剤の
量を選択することにより設定され得る。本発明に従うタ
ーポリマー中のビニル芳香族モノマーとアクリロニトリ
ルモノマーとの比は、好ましくは80:20〜50:5
0にある。ターポリマーの混和性をグラフトコポリマー
(A)で改善するために、ターポリマー中のスチレンモ
ノマーの相対量は好ましくは、グラフトコポリマー
(A)中のスチレンモノマーの相対量に実質的に等し
い。
対量は、1〜50重量%、好ましくは1〜15重量%、
より好ましくは3〜10重量%である。最も好ましく
は、本発明に従う組成物中のターポリマーの相対量は5
〜7重量%である。
法で熱可塑的に調製されることができ、そして次いで、
成形部品に加工され得る。適切な調製装置は、例えば単
軸又は二軸押出機である。成形部品への加工のために射
出成形機が使用され得る。組成物はまた、目的製品に圧
縮成形され得る。本発明に従う組成物の優れた加工性の
ために、それは広い範囲の種々の物品の製造のためにお
おいに適している。本発明に従うポリマー組成物の優れ
た流動挙動のために、それはとりわけ、通常長い流路を
含むところの、大きな成形部品の射出成形に適してい
る。大きな成形部品の例は、自動車のバンパー、泥よ
け、前方計器盤、ダッシュボード、内部ドアパネル及び
中央コンソールである。
組成物に加えられ得る。慣用の添加剤の例は、安定剤、
酸化防止剤、潤滑剤、充填剤、着色剤、顔料、難燃剤、
伝導性ファイバー及び強化ファイバー例えばガラスファ
イバー及びカーボンファイバーである。添加剤は、加工
工程の前又は加工工程の間に任意的に添加され得る。本
発明は今、次の限定するものでない実施例により説明さ
れるであろう。
ン及びアクリロニトリルをグラフトすることにより得ら
れた。スチレン:アクリロニトリルの重量比は、70:
30である。ゴム含有量は40重量%である。このAB
Sは、商標、Ronfalin TZ220の下にオラ
ンダ国においてDSMから市販されている。
にオランダ国においてDSMから市販されているポリア
ミド6である。
無水マレイン酸(MA)のターポリマーである。このタ
ーポリマーは、2.2:1の比におけるスチレンとアク
リロニトリル及び変化し得る量のMAをメチルエチルケ
トン(MEK)中に溶解することにより得られる。得ら
れた混合物は、高められた温度で重合され、そしてその
後に、溶媒が蒸発される。ターポリマーのモル質量は、
下記において述べられるGPC法により測定された。タ
ーポリマー中のMAのモルパーセンテージは重合転換率
及び溶媒に加えられたMAの量から計算された。得られ
たターポリマーは、次の表中に記述される。
組成物から調製された。該成分(ABS、PA及びCO
M)は、60rpmで作動するSchwabentha
n(商標)単軸押出機に供給された。押出機の長さに沿
って設定する温度は、50/150/190/230/
245/245/245℃であった。溶融温度は、約2
70℃であった。ポリアミドだけが予備乾燥された。得
られた粒状物は、16時間80℃で真空下に予備乾燥さ
れた。次に、該粒状物は、標準Arburg(商標)射
出成形機において試験片に射出成形され、ここで溶融温
度は約260℃であった。成形温度は70℃であった。
調製されたポリマーの組成物は次の通りであった。
(GPC)により測定された。Hewlett Pac
kard HP1090 クロマトグラフィー(商標)
が、微分粘度計(Viscotek モデル 200
(商標))に連結された。
ロフラン ポリマーの初期濃度:0.2重量% 溶解時間/温度:室温で2時間 カラム構成:夫々、50、100、1000、1000
0及び10nmの見掛けの排除限界を持つ(Water
sからの)ultra Styragel(商標)の5
カラムを直列に配列 検出器:屈折系、紫外ダイオード配列及び微分粘度計 キャリブレーション:0.58〜2880kg/モルの
モル質量を持つ(Polymer Laborator
iesからの)ポリスチレン規格 使用された方法は更に、ASTM法 D 3536‐9
1に述べられたものである。
℃、−10℃及び23℃の温度でASTM D‐256
に従って測定された。試験片の厚みは、6.4mmであ
った。
TM D‐790に従って測定された。
ented falling dart impact test)が、3.2mmの厚
みを持つ正方形の締め付けられた試験板において23℃
及び−20℃で実行された。半球形の頭部及び10mm
の直径を持つダートが使用された。落下の速度は、4.
4m/秒であった。−20℃及び23℃における(割れ
を伴う又は伴わない)破壊挙動及び全吸収エネルギーが
測定された。
たメルトフローインデックス(MFI)が、流動の尺度
として測定された。
25に従ってVicat 850法により測定された。
る。
での落下ダート衝撃試験における全消費エネルギーは夫
々、44.3J/42.8J/44.2J/45.0J
/44.2J/44.6J及び44.6Jに達した。2
3℃での曲げモジュールは夫々、1865MPa/17
60MPa/1750MPa/1700MPa/175
0MPa/1800MPa及び1850MPaに達し
た。Vicat値は夫々、106.2℃/106.0℃
/106.7℃/107.0℃/107.0℃/10
6.2℃及び107.0℃であった。
Claims (13)
- 【請求項1】(A)ビニル芳香族モノマー単位及び、C
1 〜C4 のアルキルメタクリレート、C1 〜C4 のアル
キルアクリレート、メタクリロニトリル及びアクリロニ
トリルの群から選ばれるモノマー単位の、ゴムへのグラ
フトコポリマーの5〜79重量%、 (B)極性基を持つ熱可塑性ポリマーの90〜20重量
%、及び (C)(C1)ビニル芳香族モノマー、(C2)C1 〜
C4 のアルキルメタクリレート、C1 〜C4 のアルキル
アクリレート、メタクリロニトリル及びアクリロニトリ
ルの群から選ばれる少なくとも一つのモノマー、及び
(C3)α,β‐不飽和ジカルボン酸無水物を含む化合
物の0.2〜5モル%を含むポリマーの1〜50重量%
(ここで、成分(A)、(B)及び(C)の重量%は、
成分(A)、(B)及び(C)の合計重量に対するもの
である)を含むポリマー組成物において、成分(C)の
モル質量が、160,000〜230,000g/モル
であることを特徴とするポリマー組成物。 - 【請求項2】 成分(C)のモル質量が、190,00
0〜215,000g/モルであることを特徴とする請
求項1記載のポリマー組成物。 - 【請求項3】 ポリマー組成物の成分(B)が、ポリア
ミドポリマーであることを特徴とする請求項1又は2記
載のポリマー組成物。 - 【請求項4】 ポリマー組成物の成分(B)が、ナイロ
ン6ポリマーであることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれか一つに記載のポリマー組成物。 - 【請求項5】 ポリマー組成物の成分(B)のモル質量
が、少なくとも20,000g/モルに達することを特
徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のポリマー
組成物。 - 【請求項6】 ポリマー組成物の成分(A)が、アクリ
ロニトリル‐ブタジエン‐スチレングラフトコポリマー
であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに
記載のポリマー組成物。 - 【請求項7】 ポリマー組成物の成分(A)のモル質量
が、最大130,000g/モルに達することを特徴と
する請求項1〜6のいずれか一つに記載のポリマー組成
物。 - 【請求項8】 ポリマー組成物の成分(C)の量が、成
分(A)、(B)及び(C)の合計重量に対して1〜1
5重量%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれ
か一つに記載のポリマー組成物。 - 【請求項9】 ポリマー組成物の成分(C)の量が、成
分(A)、(B)及び(C)の合計重量に対して3〜1
0重量%であることを特徴とする請求項8記載のポリマ
ー組成物。 - 【請求項10】 成分(C)が、スチレン、アクリロニ
トリル及び無水マレイン酸のターポリマーであることを
特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のポリマ
ー組成物。 - 【請求項11】 ポリマー組成物の成分(C)中の無水
マレイン酸の量が、0.5〜1.5モル%にであること
を特徴とする請求項10記載のポリマー組成物。 - 【請求項12】 請求項1〜11のいずれか一つに記載
のポリマー組成物から全体的に又は部分的に得られた成
形部品。 - 【請求項13】 発明の詳細な説明の序論及び/又は実
施例において全体的に又は部分的に述べられたポリマー
組成物。
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