JPH10168259A - ゴム補強スチレン系樹脂の製造方法 - Google Patents
ゴム補強スチレン系樹脂の製造方法Info
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- JPH10168259A JPH10168259A JP32670196A JP32670196A JPH10168259A JP H10168259 A JPH10168259 A JP H10168259A JP 32670196 A JP32670196 A JP 32670196A JP 32670196 A JP32670196 A JP 32670196A JP H10168259 A JPH10168259 A JP H10168259A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ローシスポリブタジェンゴムを小粒子化し、
外観特性−強度特性のバランスに優れたゴム補強スチレ
ン系樹脂の製造方法を提供。 【解決手段】 予備重合機、ミキサーと反応機とからな
る環状重合機、プラグフロー型反応機からなる重合装置
を用いるゴム補強スチレン系樹脂の製造方法において、
特定のローシスポリブタジエンゴムを原料溶液に溶解
し、予備重合機に供給し、予備重合後、ミキサーに供給
する。環状重合機の反応機からミキサーに循環される重
合溶液と混合される。予備重合率、循環量、循環される
重合溶液のポリマー濃度を制御しつつ、プラグフロー型
反応機に供給し、重合し、ゴム粒子径を0.8〜1.5
μmに制御するゴム補強スチレン系樹脂の製造方法。
外観特性−強度特性のバランスに優れたゴム補強スチレ
ン系樹脂の製造方法を提供。 【解決手段】 予備重合機、ミキサーと反応機とからな
る環状重合機、プラグフロー型反応機からなる重合装置
を用いるゴム補強スチレン系樹脂の製造方法において、
特定のローシスポリブタジエンゴムを原料溶液に溶解
し、予備重合機に供給し、予備重合後、ミキサーに供給
する。環状重合機の反応機からミキサーに循環される重
合溶液と混合される。予備重合率、循環量、循環される
重合溶液のポリマー濃度を制御しつつ、プラグフロー型
反応機に供給し、重合し、ゴム粒子径を0.8〜1.5
μmに制御するゴム補強スチレン系樹脂の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム補強スチレン
系樹脂の製造方法に関する。さらに詳しくは、粒子径が
特定の範囲のゴム状弾性体が分散し、外観特性、衝撃強
度に優れたゴム補強スチレン系樹脂の製造方法に関す
る。
系樹脂の製造方法に関する。さらに詳しくは、粒子径が
特定の範囲のゴム状弾性体が分散し、外観特性、衝撃強
度に優れたゴム補強スチレン系樹脂の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ゴム補強スチレン系樹脂は、家電製品、
AV機器のハウジンク等に多用されているが、製品の外
観特性の向上が求められている。ゴム補強スチレン系樹
脂の外観を支配する重要な因子は、粒子状に分散したゴ
ム状弾性体粒子の大きさであることは公知の事実であ
る。粒子径が小さいほど外観特性は向上する。しかし、
粒子径が小さくなるにつれて衝撃強度が低下することも
公知の事実である。特に、粒子径が1.2〜1.3μm
以下になると衝撃強度は急激に低下する。
AV機器のハウジンク等に多用されているが、製品の外
観特性の向上が求められている。ゴム補強スチレン系樹
脂の外観を支配する重要な因子は、粒子状に分散したゴ
ム状弾性体粒子の大きさであることは公知の事実であ
る。粒子径が小さいほど外観特性は向上する。しかし、
粒子径が小さくなるにつれて衝撃強度が低下することも
公知の事実である。特に、粒子径が1.2〜1.3μm
以下になると衝撃強度は急激に低下する。
【0003】衝撃強度と外観特性のバランスを取る方法
が非常に沢山報告されている。代表的なものは、0.3
μm程度の小粒子径と1.5μm程度の双山分布のゴム
粒子径を有するゴム補強スチレン系樹脂、ハイシスゴム
を使用したゴム補強スチレン系樹脂等である。一方、ゴ
ム粒子径を小さくする方法も数多く報告されている。
が非常に沢山報告されている。代表的なものは、0.3
μm程度の小粒子径と1.5μm程度の双山分布のゴム
粒子径を有するゴム補強スチレン系樹脂、ハイシスゴム
を使用したゴム補強スチレン系樹脂等である。一方、ゴ
ム粒子径を小さくする方法も数多く報告されている。
【0004】ゴム粒子径は、スチレン系単量体の転化率
が5〜20%の或る時点において、機械的攪拌による剪
断で、ゴム状弾性体のスチレン溶液が分散相に、ポリス
チレ樹脂のスチレン溶液が連続相になり、即ち、相転換
が生じ、機械的剪断を受ける中でゴム粒子径は決定され
る。この相転換は瞬時に起こるわけではなく、かなりの
時間、空間にわたって生じる。それ故、ゴム粒子径を小
さくすることは、非常に大きな剪断力をかなりの時間、
重合溶液に与え続けなければならないことを意味してお
り、商業規模の重合装置では非常な困難が伴うことは、
当該業者にとって公知の事実である。
が5〜20%の或る時点において、機械的攪拌による剪
断で、ゴム状弾性体のスチレン溶液が分散相に、ポリス
チレ樹脂のスチレン溶液が連続相になり、即ち、相転換
が生じ、機械的剪断を受ける中でゴム粒子径は決定され
る。この相転換は瞬時に起こるわけではなく、かなりの
時間、空間にわたって生じる。それ故、ゴム粒子径を小
さくすることは、非常に大きな剪断力をかなりの時間、
重合溶液に与え続けなければならないことを意味してお
り、商業規模の重合装置では非常な困難が伴うことは、
当該業者にとって公知の事実である。
【0005】それ故、従来、分子量の高いローシスポリ
ブタジエンゴムを用いて小粒子径ゴムを得ることは、非
常な困難を伴うものであった。この対策として、使用す
るゴム状弾性体の分子量を低くし、重合溶液の粘度を下
げる方法、あるいは、スチレンーブタジエン・ブロック
共重合体を用いる方法が多用されている。しかし、ゴム
状弾性体の分子量を下げることは、衝撃強度の低下に繋
がり、スチレンーブタジエン・ブロック共重合体の使用
もゴム効率の低下、低温衝撃強度の低下等を招来する。
ブタジエンゴムを用いて小粒子径ゴムを得ることは、非
常な困難を伴うものであった。この対策として、使用す
るゴム状弾性体の分子量を低くし、重合溶液の粘度を下
げる方法、あるいは、スチレンーブタジエン・ブロック
共重合体を用いる方法が多用されている。しかし、ゴム
状弾性体の分子量を下げることは、衝撃強度の低下に繋
がり、スチレンーブタジエン・ブロック共重合体の使用
もゴム効率の低下、低温衝撃強度の低下等を招来する。
【0006】又、最近の価格破壊と言われる社会状況の
中で、家電、AV機器も製品コストの低減に努力してお
り、原材料のコストダウンが求められてもいる。前述の
特殊なゴム状弾性体は高価でもあり、市場要求からも好
ましい方法ではない。
中で、家電、AV機器も製品コストの低減に努力してお
り、原材料のコストダウンが求められてもいる。前述の
特殊なゴム状弾性体は高価でもあり、市場要求からも好
ましい方法ではない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、外観
特性と衝撃強度のバランスのとれたゴム補強スチレン系
樹脂の製造方法を提供するとともに、安価な原材料を使
用することによるコスト低減が可能な製造方法を提供す
るものである。
特性と衝撃強度のバランスのとれたゴム補強スチレン系
樹脂の製造方法を提供するとともに、安価な原材料を使
用することによるコスト低減が可能な製造方法を提供す
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、予
備重合機、ミキサーと反応機とからなる環状重合機、プ
ラグフロー型反応機からなる重合装置を用いるゴム補強
スチレン系樹脂の製造方法において、上記ミキサーと反
応機との容積比が1/5〜1/20であって、原料溶液
へスチレン溶液粘度が50〜300センチポイズである
ローシスポリブタジエンゴムを濃度(A)3〜15重量
%に溶解し、予備重合機に供給し、ポリマー濃度が(1
+(0.3〜1.9))A倍の重合溶液にして環状重合
機のミキサーに供給し、環状重合機の反応機からミキサ
ーに循環する流量を、予備重合機から供給する流量の
0.5〜3倍の循環流量比に制御し、環状重合機の中を
流れる重合溶液中のミキサー入口でのポリマー濃度(S
2 )と予備重合機から供給される重合溶液中のポリマー
濃度(S1 )との比(S2 /S1 )を20/2.9A〜
50/1.3Aに制御し、重合溶液をプラグフロー型反
応機に供給し、重合し、粒子径0.8〜1.5μmのゴ
ム状弾性体が分散していることを特徴とするゴム補強ス
チレン系樹脂の製造方法、である。
備重合機、ミキサーと反応機とからなる環状重合機、プ
ラグフロー型反応機からなる重合装置を用いるゴム補強
スチレン系樹脂の製造方法において、上記ミキサーと反
応機との容積比が1/5〜1/20であって、原料溶液
へスチレン溶液粘度が50〜300センチポイズである
ローシスポリブタジエンゴムを濃度(A)3〜15重量
%に溶解し、予備重合機に供給し、ポリマー濃度が(1
+(0.3〜1.9))A倍の重合溶液にして環状重合
機のミキサーに供給し、環状重合機の反応機からミキサ
ーに循環する流量を、予備重合機から供給する流量の
0.5〜3倍の循環流量比に制御し、環状重合機の中を
流れる重合溶液中のミキサー入口でのポリマー濃度(S
2 )と予備重合機から供給される重合溶液中のポリマー
濃度(S1 )との比(S2 /S1 )を20/2.9A〜
50/1.3Aに制御し、重合溶液をプラグフロー型反
応機に供給し、重合し、粒子径0.8〜1.5μmのゴ
ム状弾性体が分散していることを特徴とするゴム補強ス
チレン系樹脂の製造方法、である。
【0009】本発明に用いる予備重合機は、反応熱を除
去できる機構を有するものであれば、攪拌羽根を有する
もの、あるいは、静的混合器を有するもの、など特に制
約はない。又、重合溶液の流れはプラグフロー性が高く
ても低くてもよい。予備重合機の容積も特に制約はない
が、経済性の観点からは小さいほど好ましい。本発明に
用いる環状重合機は、ミキサーと撹拌翼を有する反応機
と反応液を循環するポンプから構成された反応機であ
る。
去できる機構を有するものであれば、攪拌羽根を有する
もの、あるいは、静的混合器を有するもの、など特に制
約はない。又、重合溶液の流れはプラグフロー性が高く
ても低くてもよい。予備重合機の容積も特に制約はない
が、経済性の観点からは小さいほど好ましい。本発明に
用いる環状重合機は、ミキサーと撹拌翼を有する反応機
と反応液を循環するポンプから構成された反応機であ
る。
【0010】環状重合機を構成する反応機は、攪拌翼を
有し、反応温度を制御する装置を有するものであれば、
完全混合型反応機であっても、塔型反応機であってもよ
い。攪拌力は、反応溶液が均一な温度になる程度でよく
ゴム粒子径を制御するに必要な攪拌力を必要としない。
本発明で環状重合機を構成するミキサーは、構造に特に
制約はないが、攪拌機を有し、二液を短時間で混合でき
る程度の攪拌能力を有していることが必要である。完全
混合型ミキサー、塔型ミキサーいずれのタイプのミキサ
ーも使用できる。又、特殊なミキサー、例えば、特殊化
工機(株)のホモミキサー(商品名)、(株)桜製作所
のSMJ−30ミキサー、SMJ−100ミキサー(商
品名)、佐竹化学(株)のW−Iミキサー、Uミキサー
(商品名)等も使用できる。但し、ゴムの分子鎖切断が
生じるような高剪断力を与えるミキサー、あるいは運転
条件は好ましくない。
有し、反応温度を制御する装置を有するものであれば、
完全混合型反応機であっても、塔型反応機であってもよ
い。攪拌力は、反応溶液が均一な温度になる程度でよく
ゴム粒子径を制御するに必要な攪拌力を必要としない。
本発明で環状重合機を構成するミキサーは、構造に特に
制約はないが、攪拌機を有し、二液を短時間で混合でき
る程度の攪拌能力を有していることが必要である。完全
混合型ミキサー、塔型ミキサーいずれのタイプのミキサ
ーも使用できる。又、特殊なミキサー、例えば、特殊化
工機(株)のホモミキサー(商品名)、(株)桜製作所
のSMJ−30ミキサー、SMJ−100ミキサー(商
品名)、佐竹化学(株)のW−Iミキサー、Uミキサー
(商品名)等も使用できる。但し、ゴムの分子鎖切断が
生じるような高剪断力を与えるミキサー、あるいは運転
条件は好ましくない。
【0011】反応機とミキサーとの容積比は、5/1〜
20/1である。この容積比が5/1より大きいと、ミ
キサー内での均一混合性が低下し、その結果ゴムの粒子
径の分布が広くなり、外観特性の低下に繋がり、好まし
くない。また、20/1より小さいと、ミキサー内での
滞留時間が短くなりすぎ、2液の混合が不十分になり、
ゴムの粒子径の制御が困難になるため、好ましくない。
20/1である。この容積比が5/1より大きいと、ミ
キサー内での均一混合性が低下し、その結果ゴムの粒子
径の分布が広くなり、外観特性の低下に繋がり、好まし
くない。また、20/1より小さいと、ミキサー内での
滞留時間が短くなりすぎ、2液の混合が不十分になり、
ゴムの粒子径の制御が困難になるため、好ましくない。
【0012】本発明に用いるプラグフロー型反応機は、
反応温度を制御できる装置を備え、重合溶液の流動性が
実用的なプラグフロー性を示すものであれば、攪拌翼を
有する塔型反応機であっても、又、静的混合器を内蔵し
た管型反応器であってもよい。又、これら反応機を複数
個使用してもよい。プラグフロー型反応機の容積は、特
に制約はないが、環状重合器を構成する反応機の1〜4
倍が好適である。
反応温度を制御できる装置を備え、重合溶液の流動性が
実用的なプラグフロー性を示すものであれば、攪拌翼を
有する塔型反応機であっても、又、静的混合器を内蔵し
た管型反応器であってもよい。又、これら反応機を複数
個使用してもよい。プラグフロー型反応機の容積は、特
に制約はないが、環状重合器を構成する反応機の1〜4
倍が好適である。
【0013】本発明で原料溶液とは、スチレン系単量
体、スチレン、α−メチルスチレン等からなるポリマ
ー、又は、スチレン、α−メチルスチレンと共重合可能
な単量体、(メタ)アクリル酸エステル、例えばブチル
アクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート、メチルアクリレート等、及びアクリロニトリル
等の共重合体等に、ローシスポリブタジエンゴムを溶解
した溶液をいう。
体、スチレン、α−メチルスチレン等からなるポリマ
ー、又は、スチレン、α−メチルスチレンと共重合可能
な単量体、(メタ)アクリル酸エステル、例えばブチル
アクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート、メチルアクリレート等、及びアクリロニトリル
等の共重合体等に、ローシスポリブタジエンゴムを溶解
した溶液をいう。
【0014】なお、必要に応じてエチルベンゼン、トル
エン等の重合溶媒、分子量調整剤、10時間半減期温度
が90〜140℃、例えば日本油脂(株)製のパーヘキ
サC、パーヘキサ3M、パーブチルZ、パーブチルD、
パーヘキサ25B、パーブチルI(いづれも商品名)等
の開始剤、ミネラルオイル、シリコーンオイル等の可塑
剤、酸化防止剤等を添加することも可能である。又、必
要に応じて、スチレン系単量体と共重合可能な単量体を
添加したものも本発明では原料溶液という。
エン等の重合溶媒、分子量調整剤、10時間半減期温度
が90〜140℃、例えば日本油脂(株)製のパーヘキ
サC、パーヘキサ3M、パーブチルZ、パーブチルD、
パーヘキサ25B、パーブチルI(いづれも商品名)等
の開始剤、ミネラルオイル、シリコーンオイル等の可塑
剤、酸化防止剤等を添加することも可能である。又、必
要に応じて、スチレン系単量体と共重合可能な単量体を
添加したものも本発明では原料溶液という。
【0015】本発明の製造方法でいうゴム補強スチレン
系樹脂とは、連続相が、スチレン、α−メチルスチレン
等からなるポリマー、あるいは、スチレン、α−メチル
スチレンと共重合可能な単量体、(メタ)アクリル酸エ
ステル、例えば、ブチルアクリレート、メチルメタクリ
レート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレート
等、及び、アクリロニトリル等の共重合体で、分散相
が、ローシスポリブタジエンゴムによって形成されたゴ
ム粒子から構成されている樹脂をいう。
系樹脂とは、連続相が、スチレン、α−メチルスチレン
等からなるポリマー、あるいは、スチレン、α−メチル
スチレンと共重合可能な単量体、(メタ)アクリル酸エ
ステル、例えば、ブチルアクリレート、メチルメタクリ
レート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレート
等、及び、アクリロニトリル等の共重合体で、分散相
が、ローシスポリブタジエンゴムによって形成されたゴ
ム粒子から構成されている樹脂をいう。
【0016】なお、本発明でいう予備重合機、環状重合
機、プラグフロー型反応機の重合溶液中のポリマー濃度
とは、ローシスポリブタジエンゴムとの重合により生成
したスチレン系樹脂の溶液に対する重量割合をいい、重
合溶液に多量のメタノールを添加し、析出したポリマー
を乾燥し、重合溶液に対する乾燥ポリマーの割合(重量
%)である。
機、プラグフロー型反応機の重合溶液中のポリマー濃度
とは、ローシスポリブタジエンゴムとの重合により生成
したスチレン系樹脂の溶液に対する重量割合をいい、重
合溶液に多量のメタノールを添加し、析出したポリマー
を乾燥し、重合溶液に対する乾燥ポリマーの割合(重量
%)である。
【0017】本発明の製造方法は、ゴム補強スチレン系
樹脂の主原料であるローシスポリブタジエンゴムの分子
量が、スチレン溶液粘度で表して、50〜300センチ
ポイズのものを用いる。より好ましくは、70〜250
センチポイズの範囲である。スチレン溶液粘度とは、2
5℃に於ける5重量%の粘度をいう。50センチポイズ
未満の場合、ゴム補強効果が低下し、同一ゴム量、同一
ゴム粒子径では、強度が低く好ましくない。又、300
センチポイズを越える場合は、原料溶液の粘度が高くな
り、送液が困難になり、又、ゴム粒子径制御が困難にな
り、その結果、小粒子径化が困難になり、好ましくな
い。
樹脂の主原料であるローシスポリブタジエンゴムの分子
量が、スチレン溶液粘度で表して、50〜300センチ
ポイズのものを用いる。より好ましくは、70〜250
センチポイズの範囲である。スチレン溶液粘度とは、2
5℃に於ける5重量%の粘度をいう。50センチポイズ
未満の場合、ゴム補強効果が低下し、同一ゴム量、同一
ゴム粒子径では、強度が低く好ましくない。又、300
センチポイズを越える場合は、原料溶液の粘度が高くな
り、送液が困難になり、又、ゴム粒子径制御が困難にな
り、その結果、小粒子径化が困難になり、好ましくな
い。
【0018】本発明の製造方法に用いる原料溶液中のロ
ーシスポリブタジエンゴムの濃度(A)は、3〜15重
量%である。より好ましくは、3〜12重量%である。
3重量%未満では、ゴム粒子径が小さくなりすぎ、0.
8〜1.5μmの範囲で制御することが困難になる。
又、得られたゴム補強スチレン系樹脂中のローシスポリ
ブタジエンゴムの濃度が4重量%未満になり、実用的強
度が得られない。15重量%を越える場合は、原料溶液
の粘度が高くなりすぎて、送液が困難になり、又、ゴム
粒子径の制御が困難になり好ましくない。
ーシスポリブタジエンゴムの濃度(A)は、3〜15重
量%である。より好ましくは、3〜12重量%である。
3重量%未満では、ゴム粒子径が小さくなりすぎ、0.
8〜1.5μmの範囲で制御することが困難になる。
又、得られたゴム補強スチレン系樹脂中のローシスポリ
ブタジエンゴムの濃度が4重量%未満になり、実用的強
度が得られない。15重量%を越える場合は、原料溶液
の粘度が高くなりすぎて、送液が困難になり、又、ゴム
粒子径の制御が困難になり好ましくない。
【0019】本発明の製造方法に用いるローシスポリブ
タジエンゴムは、低温特性に優れている等、スチレン系
樹脂にとって好ましいゴムである以外に、価格が安価で
あるという利点がある。なお、ハイシスポリブタジエン
ゴム等を用いたスチレン系樹脂は特性が優れているとい
う、多くの報告書があるが、価格が高いという欠点を有
している。また、スチレンーブタジエンブロック共重合
体、あるいはランダム共重合体も価格が高いという欠点
を有している。
タジエンゴムは、低温特性に優れている等、スチレン系
樹脂にとって好ましいゴムである以外に、価格が安価で
あるという利点がある。なお、ハイシスポリブタジエン
ゴム等を用いたスチレン系樹脂は特性が優れているとい
う、多くの報告書があるが、価格が高いという欠点を有
している。また、スチレンーブタジエンブロック共重合
体、あるいはランダム共重合体も価格が高いという欠点
を有している。
【0020】予備重合機では、重合溶液中のポリマー濃
度が、原料溶液中のポリブタジエンゴムの濃度(A)×
(1+(0.3〜1.9))重量%になるように予備重
合する。重合溶液中のポリマー濃度が原料溶液中のポリ
ブタジエンゴムの濃度(A)の1.3倍未満の時は、ゴ
ムへのグラフトポリマー量が少なすぎ、その結果、ゴム
粒子径の小粒子化が困難になる。又、原料溶液中のポリ
ブタジエンゴムの濃度(A)の2.9倍を越えると、予
備重合機中で相転換が生じるか、あるいは相転換直前の
状況となり、ミキサーでの粒子径の制御が非常に困難と
なり好ましくない。
度が、原料溶液中のポリブタジエンゴムの濃度(A)×
(1+(0.3〜1.9))重量%になるように予備重
合する。重合溶液中のポリマー濃度が原料溶液中のポリ
ブタジエンゴムの濃度(A)の1.3倍未満の時は、ゴ
ムへのグラフトポリマー量が少なすぎ、その結果、ゴム
粒子径の小粒子化が困難になる。又、原料溶液中のポリ
ブタジエンゴムの濃度(A)の2.9倍を越えると、予
備重合機中で相転換が生じるか、あるいは相転換直前の
状況となり、ミキサーでの粒子径の制御が非常に困難と
なり好ましくない。
【0021】本発明の製造方法は、環状重合機の反応機
からミキサーに循環する重合溶液の流量を、予備重合機
から供給する流量の0.5〜3倍の範囲に制御する。循
環量が0.5倍未満の時は、予備重合機から供給された
重合溶液が完全に粒子径を生成せず小粒子化が困難にな
り、小粒子化の制御ができない。又、循環流量が3倍を
越える場合は、ミキサーでの滞留時間が短くなり、ポリ
ブタジエンゴムの小粒子化が困難になり、その結果、ミ
キサーの容積を大きくするか、剪断力を大きくする必要
がある。容積を大きくすると、粒子径に分布が生じ、小
粒子化が困難になり、又、剪断力を高めるとポリブタジ
エンゴムに分子鎖切断が生じるので好ましくない。又、
循環比が3倍を越えても循環比と粒子径との関係は殆ど
変化しない為、粒子径の制御因子としての意味が薄れ
る。
からミキサーに循環する重合溶液の流量を、予備重合機
から供給する流量の0.5〜3倍の範囲に制御する。循
環量が0.5倍未満の時は、予備重合機から供給された
重合溶液が完全に粒子径を生成せず小粒子化が困難にな
り、小粒子化の制御ができない。又、循環流量が3倍を
越える場合は、ミキサーでの滞留時間が短くなり、ポリ
ブタジエンゴムの小粒子化が困難になり、その結果、ミ
キサーの容積を大きくするか、剪断力を大きくする必要
がある。容積を大きくすると、粒子径に分布が生じ、小
粒子化が困難になり、又、剪断力を高めるとポリブタジ
エンゴムに分子鎖切断が生じるので好ましくない。又、
循環比が3倍を越えても循環比と粒子径との関係は殆ど
変化しない為、粒子径の制御因子としての意味が薄れ
る。
【0022】本発明の製造方法は、環状重合機中を循環
する重合溶液のミキサー入口のポリマー濃度(S2 )
と、予備重合機からミキサーに供給する重合溶液中のポ
リマー濃度(S1 )(原料溶液中のポリブタジエンゴム
濃度(A)を基準とした濃度)との比(S2 /S1 )を
20/2.9A〜50/1.3Aの範囲で制御しなけれ
ばならない。より好ましくは25/2.9A〜50/
1.3Aの範囲である。20/2.9A未満、又は、5
0/1.3Aを越える場合、ゴム粒子径を0.8〜1.
5μmの範囲で制御することが非常に困難になる。
する重合溶液のミキサー入口のポリマー濃度(S2 )
と、予備重合機からミキサーに供給する重合溶液中のポ
リマー濃度(S1 )(原料溶液中のポリブタジエンゴム
濃度(A)を基準とした濃度)との比(S2 /S1 )を
20/2.9A〜50/1.3Aの範囲で制御しなけれ
ばならない。より好ましくは25/2.9A〜50/
1.3Aの範囲である。20/2.9A未満、又は、5
0/1.3Aを越える場合、ゴム粒子径を0.8〜1.
5μmの範囲で制御することが非常に困難になる。
【0023】本発明の製造方法は、ローシスポリブタジ
エンゴムの分子量、原料溶液中のポリブタジエンゴムの
濃度(A)、予備重合機と環状重合機中のポリマー濃
度、及び環状重合機へ予備重合機から供給する溶液と環
状重合機の反応機から環状重合機のミキサーに循環する
量の流量比(循環流量比)を本発明の構成要件内に制御
することにより、ゴム粒子径を0.8〜1.5μmの範
囲に収めることができる。なお、ミキサーの攪拌効果も
ゴム粒子径を制御する因子の一つではあるが、極端に高
い回転数、又は、低い回転数でない限り、ゴム粒子径は
大きくは変動しない。ゴム粒子径制御の微調整(約±
0.2μ)の因子としてミキサーの攪拌効果を用いるこ
とは何ら制約はない。
エンゴムの分子量、原料溶液中のポリブタジエンゴムの
濃度(A)、予備重合機と環状重合機中のポリマー濃
度、及び環状重合機へ予備重合機から供給する溶液と環
状重合機の反応機から環状重合機のミキサーに循環する
量の流量比(循環流量比)を本発明の構成要件内に制御
することにより、ゴム粒子径を0.8〜1.5μmの範
囲に収めることができる。なお、ミキサーの攪拌効果も
ゴム粒子径を制御する因子の一つではあるが、極端に高
い回転数、又は、低い回転数でない限り、ゴム粒子径は
大きくは変動しない。ゴム粒子径制御の微調整(約±
0.2μ)の因子としてミキサーの攪拌効果を用いるこ
とは何ら制約はない。
【0024】本発明の製造方法は、プラグフロー型反応
機出口の重合溶液のポリマー濃度を75重量%以上にす
ることが好ましい。75重量%未満では、回収系の負荷
が大きくなる。又、ゴム粒子の架橋度の制御が困難にな
る。プラグフロー型反応機を出た重合溶液は、回収系に
送られ、未反応単量体、重合溶媒等を除去し、ペレット
化する。
機出口の重合溶液のポリマー濃度を75重量%以上にす
ることが好ましい。75重量%未満では、回収系の負荷
が大きくなる。又、ゴム粒子の架橋度の制御が困難にな
る。プラグフロー型反応機を出た重合溶液は、回収系に
送られ、未反応単量体、重合溶媒等を除去し、ペレット
化する。
【0025】本発明におけるゴム補強スチレン系樹脂に
は、スチレン系樹脂に多用されている添加剤、例えば、
チバガイギー(株)製、イルガノックス1076(商品
名)等の酸化防止剤、ミネラルオイル等の可塑剤、ステ
アリン酸、ステアリン酸亜鉛等の離型剤、その他着色
剤、帯電防止剤、難燃剤等を原料溶液、重合工程、回収
工程、ペレット化工程で添加することも出来る。あるい
は、ペレットと添加剤を押出機で混合することもでき
る。
は、スチレン系樹脂に多用されている添加剤、例えば、
チバガイギー(株)製、イルガノックス1076(商品
名)等の酸化防止剤、ミネラルオイル等の可塑剤、ステ
アリン酸、ステアリン酸亜鉛等の離型剤、その他着色
剤、帯電防止剤、難燃剤等を原料溶液、重合工程、回収
工程、ペレット化工程で添加することも出来る。あるい
は、ペレットと添加剤を押出機で混合することもでき
る。
【0026】又、各重合機でのポリマー濃度の制御は、
スチレン系樹脂で一般的に用いられている温度、開始剤
量、その他添加剤で行う。予備重合機では、100〜1
20℃、環状重合機では、110〜140℃、プラグフ
ロー型反応機では、130〜170℃が好適に用いられ
る温度範囲である。
スチレン系樹脂で一般的に用いられている温度、開始剤
量、その他添加剤で行う。予備重合機では、100〜1
20℃、環状重合機では、110〜140℃、プラグフ
ロー型反応機では、130〜170℃が好適に用いられ
る温度範囲である。
【0027】本発明におけるゴム補強スチレン系樹脂
は、ゴム粒子径が0.8〜1.5μmの範囲であること
が必要である。粒子状で分散したゴム状弾性体のゴム粒
子径と外観特性とは、一次の関係にあり、又、市場で外
観グレードと認知されるには、ゴム粒子径が1.5μm
以下でなければならない。又、ゴム粒子径が0.8μm
未満では、ローシスポリブタジエンゴムの高分子量タイ
プを用いても、強度低下が著しく、好ましくない。
は、ゴム粒子径が0.8〜1.5μmの範囲であること
が必要である。粒子状で分散したゴム状弾性体のゴム粒
子径と外観特性とは、一次の関係にあり、又、市場で外
観グレードと認知されるには、ゴム粒子径が1.5μm
以下でなければならない。又、ゴム粒子径が0.8μm
未満では、ローシスポリブタジエンゴムの高分子量タイ
プを用いても、強度低下が著しく、好ましくない。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を詳細
に説明する。なお、物性等の測定方法は以下の通りであ
る。 (イ)ポリマー濃度:重合溶液5gを精秤し、約20c
cのメタノールを加えた後、200℃、10mmHgの
条件下の真空乾燥機で20分加熱後、精秤し、固形分濃
度(重量%)を計算する。表1、2、3、4、ではSO
LID%と記す。なお、図2では、S1 は予備重合機か
ら供給される重合溶液中のポリマー濃度を示し、S2 は
環状重合機(Q)中を循環する重合溶液のミキサー入口
でのポリマー濃度を示す。ポリマー濃度はS2 /S1 で
示す。 (ロ)ゴム粒子径(RPS):Coulter Cop
oration社の下記の型式のコールターカウンター
を用いて測定する。 本体:MULTISIZER II型、測定機:MUL
TISIZER IIE型、ジメチルホルムアミドとチ
オシアン酸アンモニウムからなる電解液を使用し、体積
平均50%メジアン径を求める(なお、上記のII型、
IIE型とはローマ数字の代替で記したもので2型、2
E型を表す)。 (ハ)アイゾット衝撃強度:ASTM D6381に準
拠して測定。 (ニ)外観:成形温度220℃、金型温度60℃の条件
で、ダンベル試験片を成形し、ゲート側から5cmのと
ころをJIS Z8741に準拠して測定。
に説明する。なお、物性等の測定方法は以下の通りであ
る。 (イ)ポリマー濃度:重合溶液5gを精秤し、約20c
cのメタノールを加えた後、200℃、10mmHgの
条件下の真空乾燥機で20分加熱後、精秤し、固形分濃
度(重量%)を計算する。表1、2、3、4、ではSO
LID%と記す。なお、図2では、S1 は予備重合機か
ら供給される重合溶液中のポリマー濃度を示し、S2 は
環状重合機(Q)中を循環する重合溶液のミキサー入口
でのポリマー濃度を示す。ポリマー濃度はS2 /S1 で
示す。 (ロ)ゴム粒子径(RPS):Coulter Cop
oration社の下記の型式のコールターカウンター
を用いて測定する。 本体:MULTISIZER II型、測定機:MUL
TISIZER IIE型、ジメチルホルムアミドとチ
オシアン酸アンモニウムからなる電解液を使用し、体積
平均50%メジアン径を求める(なお、上記のII型、
IIE型とはローマ数字の代替で記したもので2型、2
E型を表す)。 (ハ)アイゾット衝撃強度:ASTM D6381に準
拠して測定。 (ニ)外観:成形温度220℃、金型温度60℃の条件
で、ダンベル試験片を成形し、ゲート側から5cmのと
ころをJIS Z8741に準拠して測定。
【0029】用いた装置は以下の通りである。図1は、
本発明の製造方法の実施例に用いた装置の概略を模式的
に示すフローシートである。原料溶液タンク(1)内で
調合された原料溶液は、原料供給ポンプ(2)で予備重
合機(3)に送られる。予備重合機(3)はL/D=1
0、10段の棒状羽根を有し、容積は1リッターのプラ
グフロータイプの反応機である。予備重合機(3)を出
た重合溶液はミキサー(4)に送られる。ミキサー
(4)はL/D=10、5段の棒状羽根を有し、容積は
0.6リッターのプラグフロータイプの反応機である。
ミキサーを出た重合溶液は反応機(5)に送られる。反
応機(5)はL/D=10、30段の棒状羽根を有し、
容積は6リッターのプラグフロータイプの反応機であ
る。
本発明の製造方法の実施例に用いた装置の概略を模式的
に示すフローシートである。原料溶液タンク(1)内で
調合された原料溶液は、原料供給ポンプ(2)で予備重
合機(3)に送られる。予備重合機(3)はL/D=1
0、10段の棒状羽根を有し、容積は1リッターのプラ
グフロータイプの反応機である。予備重合機(3)を出
た重合溶液はミキサー(4)に送られる。ミキサー
(4)はL/D=10、5段の棒状羽根を有し、容積は
0.6リッターのプラグフロータイプの反応機である。
ミキサーを出た重合溶液は反応機(5)に送られる。反
応機(5)はL/D=10、30段の棒状羽根を有し、
容積は6リッターのプラグフロータイプの反応機であ
る。
【0030】反応機(5)を出た重合溶液の一部はポン
プでミキサー(4)に循環される。残りの重合溶液は反
応機(6)に送られる。反応機(6)は反応機(5)と
同じ構造、容積を有している。反応機(6)を出た重合
溶液は反応機(7)に送られる。反応機(7)は反応機
(5)と同じ構造、容積を有している。予備重合機、ミ
キサー、反応機(5)、(6)、(7)は外部胴部にジ
ャケットを有しており、スチームで温度制御できる機構
を有している。
プでミキサー(4)に循環される。残りの重合溶液は反
応機(6)に送られる。反応機(6)は反応機(5)と
同じ構造、容積を有している。反応機(6)を出た重合
溶液は反応機(7)に送られる。反応機(7)は反応機
(5)と同じ構造、容積を有している。予備重合機、ミ
キサー、反応機(5)、(6)、(7)は外部胴部にジ
ャケットを有しており、スチームで温度制御できる機構
を有している。
【0031】反応機(7)を出た重合溶液はベント付二
軸押出機に送られ、重合溶媒、未反応単量体等を除去す
る。二軸押出機から出たゴム補強スチレン系樹脂はペレ
ット化される。なお、請求項1でいう環状重合機は、図
1では、ミキサー(4)と反応機(5)とから構成さ
れ、請求項1でいうプラグフロー型反応機は、図1で
は、反応機(6)と(7)とから構成されている。
軸押出機に送られ、重合溶媒、未反応単量体等を除去す
る。二軸押出機から出たゴム補強スチレン系樹脂はペレ
ット化される。なお、請求項1でいう環状重合機は、図
1では、ミキサー(4)と反応機(5)とから構成さ
れ、請求項1でいうプラグフロー型反応機は、図1で
は、反応機(6)と(7)とから構成されている。
【0032】
【実施例1〜17】スチレン81.5重量%、エチルベ
ンゼン12重量%、ゴム{旭化成工業(株)製、商品
名、ジエン55(5重量%スチレン溶液粘度165cp
s}6.5重量%、有機過酸化物(日本油脂(株)製、
商品名、パーヘキサC)300ppm、α−メチルスチ
レンダイマー200ppmになるように原料溶液タンク
(1)で調合し、原料溶液を作製した。
ンゼン12重量%、ゴム{旭化成工業(株)製、商品
名、ジエン55(5重量%スチレン溶液粘度165cp
s}6.5重量%、有機過酸化物(日本油脂(株)製、
商品名、パーヘキサC)300ppm、α−メチルスチ
レンダイマー200ppmになるように原料溶液タンク
(1)で調合し、原料溶液を作製した。
【0033】図1に示した装置を用いて、原料溶液を
3.5リッター/hrの速度で予備重合機(3)に供給
する。表1に示す重合条件でゴム補強スチレン系樹脂を
得た。結果を表1に示す。物性値を表2に示す。
3.5リッター/hrの速度で予備重合機(3)に供給
する。表1に示す重合条件でゴム補強スチレン系樹脂を
得た。結果を表1に示す。物性値を表2に示す。
【0034】
【比較例1〜6】実施例1と同様に、表1に示す重合条
件でゴム補強スチレン系樹脂を得た。結果を表1に示
す。物性値を表2に示す。
件でゴム補強スチレン系樹脂を得た。結果を表1に示
す。物性値を表2に示す。
【0035】
【比較例7】比較例2と同様の条件で、循環比を4.0
変化させてゴム補強スチレン系樹脂を得た。物性値を表
3に示す。
変化させてゴム補強スチレン系樹脂を得た。物性値を表
3に示す。
【0036】
【比較例8】実施例17と同様の条件で、反応機(5)
の温度条件のみ変化させてゴム補強スチレン系樹脂を得
た。物性値を表3に示す。
の温度条件のみ変化させてゴム補強スチレン系樹脂を得
た。物性値を表3に示す。
【0037】
【実施例18】ゴムとして、旭化成工業(株)製、商品
名、ジエン35(5重量%スチレン溶液粘度90cp
s)を用いた以外、実施例4と同様に操作し、ゴム補強
スチレン系樹脂を得た。物性値を表4に示す。
名、ジエン35(5重量%スチレン溶液粘度90cp
s)を用いた以外、実施例4と同様に操作し、ゴム補強
スチレン系樹脂を得た。物性値を表4に示す。
【0038】
【比較例9】ゴムとして、5重量%スチレン溶液粘度4
00cpsのゴムを用いた以外、実施例4と同様に操作
し、ゴム補強スチレン系樹脂を得た。物性値を表4に示
す。
00cpsのゴムを用いた以外、実施例4と同様に操作
し、ゴム補強スチレン系樹脂を得た。物性値を表4に示
す。
【0039】
【比較例9】ゴムとして、5重量%スチレン溶液粘度3
0cpsのゴムを用いた以外、実施例4と同様に操作
し、ゴム補強スチレン系樹脂を得た。物性値を表4に示
す。
0cpsのゴムを用いた以外、実施例4と同様に操作
し、ゴム補強スチレン系樹脂を得た。物性値を表4に示
す。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】
【表3】
【0043】
【表4】
【0044】
【発明の効果】本発明のゴム補強スチレン系樹脂の製造
方法は、図2に示すように、粒子状に分散したローシス
ポリブタジエンゴムの粒子径を0.8〜1.5μmの範
囲に収めることができる。その結果、従来技術で製造さ
れたものに較べ、図3に示すように、極めて、強度−外
観のバランスに優れたゴム補強スチレン系樹脂を得るこ
とができる。
方法は、図2に示すように、粒子状に分散したローシス
ポリブタジエンゴムの粒子径を0.8〜1.5μmの範
囲に収めることができる。その結果、従来技術で製造さ
れたものに較べ、図3に示すように、極めて、強度−外
観のバランスに優れたゴム補強スチレン系樹脂を得るこ
とができる。
【図1】本発明の方法の実施例で用いた装置の概略を模
式的に示すフローシート。
式的に示すフローシート。
【図2】ポリマー濃度比(S2/S1 )、循環流量比とゴ
ム粒子径との関係を示すグラフ
ム粒子径との関係を示すグラフ
【図3】アイゾット衝撃強度と外観バランスとの関係を
示すグラフ
示すグラフ
1 原料溶液タンク 2 原料供給ポンプ 3 予備重合機 4 ミキサー 5 反応機(撹拌機付塔型反応機) 6 反応機(撹拌機付塔型反応機) 7 反応機(撹拌機付塔型反応機) 8 ベント付二軸押出機 RR 循環流量比 RPS ゴム粒子径 S1 予備重合機から供給される重合溶液中のポリマ
ー濃度 S2 環状重合機中を循環する重合溶液のミキサー入
口でのポリマー濃度
ー濃度 S2 環状重合機中を循環する重合溶液のミキサー入
口でのポリマー濃度
Claims (1)
- 【請求項1】 予備重合機、ミキサーと反応機とからな
る環状重合機、プラグフロー型反応機からなる重合装置
を用いるゴム補強スチレン系樹脂の製造方法において、
上記ミキサーと反応機との容積比が1/5〜1/20で
あって、原料溶液へスチレン溶液粘度が50〜300セ
ンチポイズであるローシスポリブタジエンゴムを濃度
(A)3〜15重量%に溶解し、予備重合機に供給し、
ポリマー濃度が{1+(0.3〜1.9)}A倍の重合
溶液にして環状重合機のミキサーに供給し、環状重合機
の反応機からミキサーに循環する流量を、予備重合機か
ら供給する流量の0.5〜3倍の循環流量比に制御し、
環状重合機の中を流れる重合溶液中のミキサー入口での
ポリマー濃度(S2 )と予備重合機から供給される重合
溶液中のポリマー濃度(S1 )との比(S2 /S1 )を
20/2.9A〜50/1.3Aに制御し、重合溶液を
プラグフロー型反応機に供給し、重合し、粒子径0.8
〜1.5μmのゴム状弾性体が分散していることを特徴
とするゴム補強スチレン系樹脂の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32670196A JPH10168259A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ゴム補強スチレン系樹脂の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32670196A JPH10168259A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ゴム補強スチレン系樹脂の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10168259A true JPH10168259A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18190711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32670196A Pending JPH10168259A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ゴム補強スチレン系樹脂の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10168259A (ja) |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP32670196A patent/JPH10168259A/ja active Pending
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