JPS6079055A - 耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性樹脂組成物

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JPS6079055A
JPS6079055A JP18761983A JP18761983A JPS6079055A JP S6079055 A JPS6079055 A JP S6079055A JP 18761983 A JP18761983 A JP 18761983A JP 18761983 A JP18761983 A JP 18761983A JP S6079055 A JPS6079055 A JP S6079055A
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JP
Japan
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weight
parts
layer
polymer
monomer
Prior art date
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Pending
Application number
JP18761983A
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English (en)
Inventor
Yoshio Nakai
中井 芳雄
Yasunobu Shimomura
下村 泰宣
Masamitsu Tateyama
立山 正光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性樹
脂に関し、よく詳しくはメチルメタクリレート、α−メ
チルスチレンおよび無水マレイン酸からなる単量体混合
物を重合してなる共重合物と、多層構造重合体とからな
る耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性樹脂組成物
に関する。
これまで耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性樹脂
を得る方法として、ジエン系ゴムにスチレンやアクリロ
ニトリルをグラフト共重合させたグラフト共重合体に、
α−メチルスチレン、メチルメタクリレートおよびアク
リロニトリルからなる三元共重合体を混合する方法(特
開昭57−70145号公報)あるいはポリカーボネー
ト樹脂とジエン系ゴムとを混合する方法(特公昭3B−
15225号公報)などが提案されている。しかしこれ
らの方法では、耐熱性と耐衝撃性のバランスが難しく、
まだポリカーボネートとジエン系ゴムの混合物の場合、
流動加工性が著るしく低下するなどの問題点を有してお
り、耐熱性と耐衝撃性をかね備えた材料はいまだに開発
されていないのが実情である。
本発明者らは、流動加工性の良好な耐熱性、耐衝撃性熱
可塑性樹脂組成物について鋭意検討した結果、特定の組
成および構造を有する重合体の樹脂組成物が所期の目的
が十分達成することを見い出し本発明に到達した。
本発明の要旨とするところは、メチルメタクリV −ト
50〜9ei4fit%、α−メチルスチレン1〜25
重量%および無水マレイン酸1〜25重量%からなる単
量体混合物を重合して得られた共重合物1:l)1〜9
9重量%と、51〜1o。
重量部の炭素数4以下のアルキル基を有するアルキルメ
タクリレート、0〜49重量部の共重合性のビニル系単
量体、0〜10重量部の多官能性単量体、0.1〜5重
量部のグラフト交叉性単量体とを重合して得られたガラ
ス転移温度が少なくとも10℃以上であり多層構造重合
体[11)中に占める量が2〜55重量%である最内層
重合体(A)、80〜100重量部の炭素数8以下のア
ルキル基を有するアルキルアクリレート、0〜20重量
部の共重合性のビニル系単量体、D〜1ON量部の多置
部性単量体、0.1〜5重量部のグラフト交叉性単量体
とを重合して得られたTg が0℃以下でちゃ、多層構
造重合体〔In中に占める坩が5〜60重量%である中
央層重合体(B)および51〜100重量部の炭素数4
以下のアルキル基を有するアルキルメタクリレート、0
〜49M量部の共重合性のビニル系単量体とを重合して
得られたTg が50℃以上であり多層構造重合体〔■
〕中に占める量が10〜800〜80重量%外層重合体
(0)を基本構造とし、層(A)と層(B)との間もし
くは層(B)と層(0)との間に中間層として、10〜
90重量部の炭素数4以下のアルキル基を有するアルキ
ルメタクリレート、90〜10重量部の炭素数8以下の
アルキル基を有するアルキルアクリレート、0〜10重
量部の多官能性単量体、0.1〜5重量部のグラフト交
叉性単量体とを重合して得られる中間層を各層に占める
アルキルメタクリレート量が中央層重合体(B)を中心
として、最内層重合体(A)、最外層重合体(0)にむ
かって単調増加するように少くとも1層配置してなる多
層構造重合体[0)の1〜99重量%とからなる耐熱性
および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性樹脂組成物にある。
本発明組成物の特徴は、前記のメチルメタクリレート、
α−メチルスチレンおよヒ無水マレイン酸の共重合物〔
1〕と多層構造重合体〔l)成分との相乗効果によって
、耐熱性、耐衝撃性および流動加工性においてバランス
のとれたすぐれた特性を発現させることができるもので
ある。
本発明における共重合物(1〕はメチルメタクリt/ 
−) 50〜9’8fii%、α−メチルスチレン1〜
25重量%および無水マレイン酸1〜25重量%とから
々シ、最終的な樹脂組成物に耐熱性と流動加工性を付与
する作用を有している。
また、共重合物〔1〕のメチルメタクリレート、α−メ
チルスチレンおよび無水マレイン酸の各構成単位の割合
は、共重合物〔1〕の耐熱性、耐候性、重合速度、流動
加工性などのバランスから定められたものであり、いず
れの単量体成分も上記の範囲外では、耐熱性や、耐候性
が劣ったり、生産性が極めて悪いなどの問題点を生じる
共重合物〔1〕の配合割合は、全樹脂組成物中1〜99
重量%、より好ましくは、10〜90重量%であり、1
重量%未満では、耐熱性、流動加工性に劣シ、99重量
%を越えると、耐衝撃性が劣る傾向がある。
共重合物〔1〕は、上記の単量体混合物をラジカル重合
開始剤によって、塊状重合、溶液重合など、通常行なわ
れている重合方法によって製造することができる。また
必要に応じて第4成分として10重量%以下の共重合可
能な他の単量体単位を追加することも可能である。
多層構造重合体(Il〕は目的とする樹脂組成物に耐衝
撃性を付与する作用を有しており、全樹脂組成物中1〜
99重量%が適当であシ、より好ましくは10〜90重
量%である。1層遺%未満では耐衝撃性に劣シ、99重
量%を越えると耐熱性が劣り、共に好ましくない。
本発明の最も重要な特徴のひとつは、多重構造重合体〔
田〕の構造にあり、その構造を、アルキルメタクリレー
トエステル単位を主成分とした、比較的硬質の最内層、
アルキルアクリレートエステル単位を主成分とした比較
的軟質の中間層、アルキルメタクリレートエステル単位
を主成分とする比較的硬質の最外層の、最内層と中間層
あるいは中間層と最外層の層間に、硬質と軟質と比較し
て中間的なかたさを有する少くとも1層を配置したもの
とし、さらに最外層を除く各層にグラフト交叉性単量体
を必須成分として加え、層間の交叉性?高めたものとす
るところにある。
本発明の多重構造重合体[11は、51〜100重量部
の炭素数4以下のアルキルメタクリレート、0〜49重
量部の共重合可能な二重結合を有するat体、0〜10
重量部の多官能性単量体と1111〜5重量部のグラフ
ト交叉性単量体とからな、!l)、Tg が10℃以上
あυ、多層構造重合体[111中に占める量が2〜35
重量%である最内層重合体(A)、80〜100重量部
の炭素数8以下のアルキルアクリレート、0〜20重号
部の共重合可能な二重結合を有するビニル単量体、0〜
10重量部の多官能性単量体と01〜5重量部のグラフ
ト交叉性単量体とからなυ、Tg が0℃以下であり、
多層構造重合体[11]中に占める址が5〜60重量係
重置部中央層重合体03)、51〜100重量部の炭素
数4以下のアルキルメタクリレート、0〜49重量部の
共重合可能な二重結合を有するビニル単量体とからなり
、Tg が50℃以上であり、多層構造重合体〔■]中
に占める量が10〜80重量%である最外層重合体(0
)を基本構造単位とし、さらに10〜90重量部の炭素
数4以下のアルギルメタクリレート、90〜10重量部
の炭素数8す、下のアルキルアクリレート、0〜10重
量部の多官能性単量体と0.1〜5v賛部のグラフト交
叉性単量体とからなる少くとも1層以上の中間層がそれ
ぞれの中間層の中のアルキルメタクリレートeが中央層
重合体(B) ’!r中心として最内層重合体(A)、
最外1−重合体(0)に向って単調増加しているような
多層構造重合体[IDである。
最内層重合体(A)に用いる炭素数4以下のアルキルメ
タクリレートとしては、ブチルメタクリレート、プロピ
ルメタクリノート、エテルメタクリレート、メチルメタ
クリレートが少くとも一種用いられるが、メチルメタク
リレートを用いた場合に、特に光沢透明に優れた組成物
を与える。
共重合可能な二重結合を有する単量体としては低級アル
キルアクリレート、低級アルコキシアクリレート、シア
ノエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、
メタクリル酸などのアクリル酸誘導体が好ましく、その
他スチレン、アルキル置換スチレン、アクリロニトリル
、メタクリレートリル等のアルキルメタクリレートと共
重合可能な単量体である。
グラフト交叉性単量体としては、共重合性のα、β不飽
和モノカルボン酸またはジカルボン酸のアリル、メタア
リル、クロチルエステルおよびトリアリルイソシアヌレ
ート、トリアリルシアヌV−)を01〜5重量部用いる
アリルエステルとしては、アクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、フマル酸およびイタコン酸などのアリルエ
ステルでラシ、特にアリルメタクリレートが優れた効果
を有する。
多官能性単量体は、カルボキシル基等ト共役した二重結
合を有しておシ、一般に非共役のアリル基、メタアリル
基、クロチル基よりはるかに早く反応して化学結合を形
成する。一方、アリル、メタアリル、クロチル基は反応
速度が遅いため、層の重合反応が終了後もかなシの部分
は残存し、次層の形成反応時に有効に働き2層間の結合
を密に形成するのに有効に作用する。
使用するグラフト交叉性単量体量は、(A)周成分10
0重量部に対して0.1〜5重量部、好ましくは[L5
〜2重量部の範囲で用いる。0.1重量部以下ではグラ
フト結合の有効量が少なすぎるために、多くの中間層を
配置しても、成形時の溶融混練り時に容易に層破壊が生
じ、透明性、耐ストレス白化性の良好な成形品が得られ
ない。
また、5重舌部をこえる程の過剰の餡−は、特に弾性を
低下させ、衝撃強度を中心とする機械的性質を損ってく
るため好ましくない。
共重合性多官能性単量体としては、エチレングリコール
ジメタクリV−1,1,5−ブチレングリコールジメタ
クリV−1,1,4−ブチレングリコールジメタクリレ
ート、プロピレングリコールジメタクリレートなどが好
ましく、ジビニルベンゼン、アルキレンクリコールジア
クリレートなども使用できる。これらの単量体けそれが
含まれる層自体の架橋に有効に働き、他層との層間の結
合には全く作用しない。
最内層重合体(A)は多層構造重合体〔ll]中で2〜
35$9係、好ましくは5〜15重景係ポンめる。中央
層重合体(B)は多層構造重合体[11]中5〜60重
量%を占め、80〜100重世部の炭素数8以下のアル
キル基を有するアルキルアクIJL/−ト0〜20重量
部の共重合可能な二重結合を有するt¥L量体、0.1
〜10重量部の多官能性単量体とからな夛、中央層重合
体(9)単独で測定するTgけ0℃以下、好ましくは一
30u以下であることが必要である。
炭素数8以下のアルキルアクリL/ −トとL4は、メ
チルアクリV−トtエテルアクリレート、ブチルアクリ
V−ト、プロピルアクリレート、2−エチルへキンルア
クリV−トなどである。
これらは、単独重合体のTg の低いもの程有利である
共重合可能な二重結合を有する単量体、グラフト交叉性
単量体および多官能性単量体について最内層重合体(A
)で記載したものと同様なものを用いる。
最外1層重合体(0)は51〜100重量部の炭素数4
以下のアルキル基ヲ有するアルキルメタクリレート、好
ましくはメチルメタクリレート、0〜49重量部の共重
合可能な二重結合を有する単量体とからなり、(C)層
自体のTg が少くとも50℃以上であることが必要で
ある。
最外層重合体(0)の重合には連鎖移動剤などによって
重合度を調節することが好ましく、粘度平均分子量が5
0000〜10000001Cあることが好ましい。
最外層(C)で用いる炭素数4以下のアルキルメタクリ
レートおよび共重合可能な二重結合を有する単量体は最
内触体)のものと同一である。最外層幹)は、多層構造
重合体[n]中に10〜80重置部を占める。10重量
−未満では、重合、凝固等の製造上の観点から安定な重
合体が得られない。80重量%をこえるとゴム含量があ
まシにも少なくなるために、ブレンド物の衝撃強度が著
るしく小さくなる。
中111層は10〜90重量部の炭素数4以下のアルキ
ルメタクリv−ト、90〜1a重tmの炭素数8以下の
アルキルアクリレート、0〜10重椅部の多官能性成量
体、0.1〜5重量部のグラフト交叉性糸量体からなシ
、(A)層、(B)層および(0)層のそれぞれに用い
たものと同様な単量体が用いられる。
中間層は壱〇3)を中心として考えた場合、最内層(A
)、i外装 (c) ’VC向ってそのアルキルメタク
リv−トtが単調増加するように変化でせることか極め
て大切である。即ち、各層間の組成が急激に変化せずほ
ぼ定率で変化することが必要でおる。
このような組成に選定した各中間層を逐次重合し、多層
構造重合体〔銭〕を得る。この場合、■層成分、層(A
)から層(B)方向への中間層、(B)層成分、層(9
)から層(0)方向への中間層、および(C)層成分を
通じて用いるアルキルメタクリV−)、低級アルキルア
クリv−)、多官能性単量体、グラフト交叉性単量体は
同一の種類に統一することが望ましい。中間層は多層構
造重合体Cl1l中にそれぞれ3〜30重量%を占める
。5重量%より少ないときは中間層の機能を失し、50
重量%をこえると多層構造重合体[11]のバランスを
くずす。
各層間はグラフト交叉性単量によって効率よくグラフト
結合され、このような多層構造は、かなりの量のゴム成
分がブロック的に介在しているにもかかわらず、ストレ
スを与えた時に白化が生じない。
多層構造重合体〔■〕は通常の乳化重合による逐次多段
重合法によって容易に得られる。即ち前述した(4)層
成分をまず乳化重合し、重合後(A)層の存在下で次の
中間層を重合する。この場合乳化剤の追加はおこなわな
いことが大切で、重合中に新たな重合体粒子形成を防ぐ
工夫が必要である。同様な手法でつづいて(B)層成分
を上記重合体の存在下に重合させ、ついで中間層および
(0)層成分を重合させる逐次乳化重合が完成する。使
用する乳化剤、触媒、凝固剤など、特に規制をする必要
はないが、エステル系の重合であるので、なるべく p
Hは酸性側で重合させるような条件が好ましい。
懸濁重合による合成法も可能であり、この場合は多層重
合体の最終段のみを懸濁重合させ、その他は乳化重合法
による場合が最も良好な物性を与える。
以上の他にいわゆる多層重合体が安定に合成されるなら
ば、特にその重合法について規制をすることはない。
本発明の組成物は共重合物〔1〕と多層構造重合体〔l
l)とからなるものであるが、使用する目的に応じて、
他のメタクリル系樹脂、ポリカーボネート、As樹脂、
メチルメタクリレート−スチレン共重合体、ポリスチレ
ン1ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート)、ナイロンから遠ばれた少な
くとも一種の樹脂[111)を組成物中に98重量%以
下添加することもできる。例えば極めて良好な耐候性が
必要な場合には、メタクリル系樹脂やポリエチレンテレ
フタレート樹脂が適当であシ、また高度の流動加工性が
必要な場合には、ポリスチレン、As樹脂およびメチル
メタクリレート−スチレン共重合体が使用される。
また本発明の組成物においては、さらに必要に応じて、
安定剤、滑剤、可塑剤、染顔料、充てん剤等を適宜加え
、■型プレンダー、ヘンシュルミキサ−などで混合した
のち、ミキシングロール、スクリュー型押出機等を用い
て、150〜300℃で溶融混合する。
得られた組成物を、押出成形機、射出成形様等を用いて
成形することによυ、耐熱性、耐衝撃性にすぐれた成形
品を得ることができるので、車両外装部品、ンーラシス
テム機器部品、および電機部品等の用途に有用である。
実施例−1〜4、比較例1〜3 共重合物(A)の製造 冷却管、温度計、かきまぜ装置を備えたSUs製の反応
容器に、メチルメタクリレート66kli+1α−メチ
ルスチレン19kliJ、m水マレイン酸15kg、t
−ドデシルメルカプタン250fを仕込み、かきまぜな
がら窒素ガスを吹き込んで、系内の空気を追い出した。
その後加熱し、内温70℃で、2,2′−アゾビス−(
2,4−ジメチルバレロニトリル)200j’を加えて
、内温95℃から15分間保持した後室温まで冷却し粘
稠な部分重合物を得た。
この部分重合物100kgに対して、ラウロイルパーオ
キサイド4009、t−ドデシルメルカプタン500 
t 、Tinuvin (商標)P(チバ・ガイギ社製
)so t、 JP−504(商品名)(城北化学■製
)202、Mark−329(商品名)(アデヵΦアー
ガス■製)1oor、ステアリン酸モノグリセライド1
00fを加え、十分にかきまぜて溶解させた後、ポリ塩
化ビニル製ガスケットを介してなる6mの間隔で相対す
る2枚の強化ガラス板で形成し熱電対をセットしたセル
数組に、先に調整した部分重合物を注入し、80℃の温
水中に授潰し重合硬化させた。浸漬後セルの内温がピー
クに達したことを確認してさらに30分間重合を継続し
た後、温水中よりセルを取り出し130℃の空気加熱炉
中で2時間熱処理した。冷却後セルを外し、厚みが約6
■の樹脂板を得た。この板状ポリマーを切断、粉砕して
ベレット状物とした。
多層構造重合体[111の製造 冷却器つき反応容器内にイオン交検水25ゆ、スルフオ
コハク酸エステルンーダ塩100f1ソジウムホルムア
ルデヒドスルホキシレート51を仕込みり素気流下で攪
拌後、1kgのMMA。
5tのAMA i仕込む。M)4A中にはMMAに対し
て0.1%のC1(Pを溶解させる。以降の段階で加え
られる全ての七ツマ−についても、特別の記載のない限
り、それぞれの七ツマ−に対シて0,1係のOHPが含
まれている。反応容器は窒素気流下に20 Orpmの
回転数で攪拌しながら70℃に昇温し、60分攪拌する
と最内層(4)の重合が完了する。つづいて900fの
MMA、60OfのBuA、7.5fのAMAの混合物
を10分間にわたって添加し、更に40分保持すると第
2段階の重合が完了する。つづいて600fのMMA 
900tのBuA、75fのAMAからなる第3層成分
を10分間にわたって添加し、更に40分保持すると第
3層の重合が完了する。次に、1、5 kgのBuA、
 7.5 fのAMAからなる第4層成分を10分間で
滴下し、更に50分間保持すると中間層(9)の重合が
完了する。更に600tのMMA、900fのBuA、
7.59のAMAからなる第5M1900tのMMA、
600tのBuA %7、5 fのAMAからなる第6
層を全く同様な方法で逐次重合をおこなった後、1.5
kgのMMA、3fのn−08Hからなる最外層(0)
成分を10分間で添加重合して7層からなる多層構造重
合体[IDを合成した。各層の重合終了後のサンプリン
グ試料の電子顕微鏡による観察によって各層の重合時に
は新しい粒子の生成が起らず、完全なシード重合がおこ
なわれていることを確認した。
得うしたエマルジョンは塩化アルミニウムを用いて凝析
、凝集、固化反応をおこない、濾過、水、洗後、乾燥し
て乾粉を得た。
なお、実施例中に用いる略語は下記の如くである。
メチルメタクリレート MMA ブチルアクリV−ト BuA アリルメタクリレート AMA クメンハイドロパーオキサイド CHPn−オクチルメ
ルカプタン n−08H次に上記で得られた共重合物C
Dと多層構造重合体〔■〕、および、他の樹脂〔■〕を
表1の割合テヘンシエルミキサーにより混合した後、ス
クリュー押出機を使用して、シリンダ一温度200〜2
70℃、ダイ温度260℃で溶融混練しベレット化した
。これを下記の条件で射出成形し、得られた試験片から
表1の評価結果を得た。
射出成形網 ;日本!!鋼所製、V−17−65型スク
リユ一式自動射出成形機 射出成形条件;シリンダ一温度 変更 射出圧700 kg/α2 金型温度 52℃ 試験片サイズ;110×110×2(厚さ)■70X1
2.5X&2(厚さ)ffiII+実施例5〜6 共重合物〔I〕は実施例1〜4と全く同一のものを使用
し、多層構造重合体[1]は、各段階製造時のブチルア
クIJL/−トの使用t’に各々棒量に減少させる以外
は実施例1〜4と全く同様にして製造した。そのものを
用いて表1に示す割合でブレンド賦形した。得られたベ
レットを実施例1〜4と同様な評価を行ない表1に示す
結果を得た。
実施例7〜11、比較例4〜5 種類と割合を表2のように変更し、実施例1〜4と同様
に評価し、表2の結果を得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 メチルメタクリレート50〜98重量%、α−メ
    チルスチレン1〜25重量%および無水マレイン酸1〜
    25重量%からなる単量体混合物を重合して得られた共
    重合物〔1〕1〜99重量%と、51〜100重量部の
    炭素数4以下のアルキル基を有するアルキルメタクリレ
    ート、0〜49重量部の共重合性のビニル系単量体、0
    〜10重量部の多官能性単量体、α1〜5重量部のグラ
    フト交叉性単量体とを重合して得られたガラス転移温度
    (以下Tg と略称する)が少なくとも10℃以上であ
    り、多層構造重合体[11〕中に占める量が2〜35重
    量%である城内層重合体(A)、80〜100重量部の
    炭素数8以下のアルキル基を有するアルキルアクリレー
    ト、0〜20重量部の共重合性のビニル系単量体、0〜
    10重敏部の多官能性単量体、(11〜5重量部のグラ
     ′ブト交叉性単量体と全重合して得られた’rgが0
    ℃以下でアシ、多層構造重合体[111中に占める量が
    5〜60重i%である中央ta重合体(ロ)、および5
    1〜100重量部の炭素数4以下のアルキル基を有する
    アルキルアクリレート、0〜49重量部の共重合性のビ
    ニル系単量体とを重合して得られたTg が50℃以上
    であシ、多層構造重合体[111中に占める量が10〜
    800〜80重量部外層重合体(C)を基本構造とし、
    層(A)と層(B)との間もしくは層(9)と層(0)
    との間に中間層として、10〜90重量部の炭素数4以
    下のアルキル基を有するアルキルメタクリレート、90
    〜10重量部の炭素数8以下のアルキル基を有するアル
    キルアクリレート、0〜10重量部の多官能性単量体、
    α1〜5重量部のグラフト交叉性単量体とを重合して得
    られる中間層を各層に占めるアルキルメタクリレート量
    が中央層重合体(B)を中心として、最内層重合体(A
    )、最外層重合体(C)にむかって単調増加するように
    少くとも1層配置してなる多層構造重合体(n)の1〜
    99重量%とからなる耐熱性および耐衝撃性にすぐれた
    熱可塑性樹脂組成物。 2、 メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、A8t1
    脂、メチルメタクリレート−スチレン共重合体、ポリス
    チレン、ポリエステル、ナイロンから選ばれる少々くと
    も1種の樹脂を98重量%以下添加してなる特許請求の
    範囲第1項記載の耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可
    塑性樹脂組成物。
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