JPS6086148A - 耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性 - Google Patents

耐熱性および耐衝撃性にすぐれた熱可塑性

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JPS6086148A
JPS6086148A JP19397283A JP19397283A JPS6086148A JP S6086148 A JPS6086148 A JP S6086148A JP 19397283 A JP19397283 A JP 19397283A JP 19397283 A JP19397283 A JP 19397283A JP S6086148 A JPS6086148 A JP S6086148A
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JP
Japan
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weight
monomer
carbon
copolymer
monomers
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Application number
JP19397283A
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English (en)
Inventor
Yoshio Nakai
中井 芳雄
Yasunori Shimomura
下村 泰宜
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、耐熱性および耐衝すμ性にすぐれた熱可塑性
樹脂に関し、よく詳しくはメタクリル酸メチル、α−メ
チルスチレン、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、多重構造アク
リル系共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、メタクリル酸メチルおよびアクリ
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雌しく、
また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
シ、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面]熱性、耐衝懲性
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、 メタクリル酸メチル40〜89重量%、α−メチルスチ
レ/1〜20ffit1%、スチレン5〜20重量%お
よび無水マレイン酸5〜20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〔l〕1〜99M没%と
、最外層が、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリ
ル酸アルキルエステル60〜100重量%トコレト共重
合しうる他のビニル系単量体0〜40重量%および分子
内に炭素間2重結合を2個以上有する単量体0〜5重量
%からなる単量体またはその混合物の100重量部を重
合したもので、その内部が (A)メタクリルジメチル60〜100重量%と、これ
と共重合しうる他のビニル系単量体0〜40重量%およ
び分子内に炭素間2重結合を2個以上有する単量体0〜
10重量%からなる単量体またはその混合物の2.5〜
500重量部を重合する第一段階、 (B)アルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルキ
ルエステル60〜99.9 M 着%ト、コレと共重合
しうる他のビニル系単量体0〜599重量%および分子
内に炭素間2重結合を2個以上有する単量体01〜5重
量%からなる単量体混合物の25〜950重量部を重合
する第二段階、 (0)第一段および第二段階による重合物の存在下に、
メタクリル酸メチル60〜100重量%と、これと共重
合しうる他のビニル系単量体0〜40重量%および分子
内に炭素間2重結合を2個以上有する単量体0〜10重
量%からなる単量体重たはその混合物の50〜1000
0重量部を重合する第三段階の3段階反応によシ得られ
た共重合物であシ、 かつ組成比が(A) /(B) = 1/1〜1/20
 および((A)+ (B口/ (c) = 110.
2〜1/10の両式を満足する多重構造アクリル系共重
合体〔■〕の1〜99重量%とからなる耐熱性および耐
衝水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、前記のメタクリル酸メチル、α
−メチルスチレン、スチレンおよび無水マレイン酸の共
重合物〔1〕と多重構造アクリル系共重合体〔■〕酸成
分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だすぐれた特性を発現させ
ることができるものである。
本発明でいう共重合物〔1〕とは、メタクリル酸メチル
40〜89重遣%、α−メチルスチレン1〜20重量%
、メチレノ5〜20重景%および無水マレイン酸5〜2
0重量%からなる単量体混合物を重合させたものからな
り、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〕中のメタク
リル酸メチル、α−メチルスチレン、スチレン、無水マ
レイン酸の各構成準位の割合は、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、l、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、また生産性が
極めて惑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%、よシ好まし
くは、10〜90重量%であり、1重量%未満では、耐
熱性、流動加工性に劣り、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重置火以下の共重合可
能な他の単量体を追加することも可能である。
多重構造アクリル系共重合体(n)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%が適当であり、より好ましくは1
0〜90重量%である。
1重量%未満では耐衝撃性に劣り、99重量%を越える
と耐熱性が劣シ、共に好ましくない。
本発明組成物における最も重要な特徴の一つは多重構造
アクリル系共重合体〔■〕の構造にあシ、その構造を、
アクリル酸アルキルエステルを主成分とした重合体のニ
ジストマ一層の内部に、メタクリル酸メチルを主成分と
した重合体の硬質樹脂層(A) 、アクリル酸アルキル
エステルを主成分とした重合体の軟質樹脂層(B)、お
よびメタクリル酸メチルを主成分とした重合体の硬質樹
脂1t’f fo)の3段階で構成される共重合体を含
有させる多重構造とすることにある。
本発明に用いられる多重構造アクリル系共重合体〔■〕
を共重合物〔1〕中に分散させて得られる樹脂組成物に
おいては、外観特性と耐衝撃性のバランスのため、多重
構造アクリル系共重合体〔■〕の粒子径を限定する必要
があり、0.05〜0.45μm1特に0.15〜0.
35μm の粒子径範囲が好ましい。
多重構造アクリル系共重合体Cn)の最外層のニジスト
マーの内部に含有される異なる5段階の樹脂+i;;造
において、第一段階(A)の生成物はメタクリル醒メチ
ル60〜100重量%と、これと共重合しうる他のビニ
ル系単量体0〜40重量%および分子内に炭素間2重結
合を2個以上有する単量体0〜10重号%からなる単量
体またはその混合物を共重合させたものである。共重合
しうる他のビニル系単量体としては、アルキル基の炭素
数が1〜8のアクリル酸アルキルエステル、スチレンに
代表される芳香族ビニル単量体、アクリロニトリル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸゛
、メタクリル酸、マレイン酸などがあげられる。分子内
に炭素間2重結合を2個以上有する単量体としては、エ
チレングリコールジメタクリレート、1.3−ブチレン
ジメタクリレート、エチレンダリコールジアクリレート
、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルメ
タクリレート、アリルシンナメート、ジビニルベンゼン
トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート
、アリルツルベート、ジアリルフタレート、ジアリルマ
レエートなど、好ましくは、1.3−ブチレンジメタク
リレート、ジビニルベンゼン、アリルアクリレート、ト
リアリルインシアヌレート、アリルシンナメートなどが
あげられる。
これらは単独でまたは組み合せて用いることができる。
第二段階(B)の生成物は、第一段階で得られた共重合
体の存在下に、アルキル基の炭素数1〜8のアクリル酸
アルキルエステル、好ましくは、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸−2−エチルヘキシル60〜99.9重量%と
共重合しうる他のビニル系単量体0〜699重量%、分
子内に炭素間2重結合を2個以上有する単量体0.1〜
5重量%からなる単量体混合物を重合させたものである
。アクリル酸アルキルエステルと共重合しうるビニル系
単量体としては、スチレン等の芳香族ビニル単量体、ア
ルキル基の炭素数1〜4のメタクリル酸アルキルエステ
ルの類、アクリロニトリルなどがあげられる。分子内に
炭素間2重結合を2個以上有する単量体としては、エチ
レンクリコールジアクリレート、エチレンクリコールジ
アクリレート、1.3−フチレンジメタクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリス
リトールテトラアクリレート、ジビニルベンゼン、トリ
アリ、ルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、
アリルシンナメート、アリルメタクリレート、アリルツ
ルベート、ジアリルフタレート、ジアリルマレエートな
ど、好ましくは、炭素数1〜4のメタクリル酸アルキル
エステル、スチレン、エチレンクリコールジアクリレー
ト、1,6−フチレンジメタクリレート、ケイヒ酸アリ
ル、アリルメタクリレートなどがあげられる。
第三段階<C)の生成物は、第一段階および第2段階で
得られた共重合体の存在下にメタクリル酸メチル60〜
100M量%と、これと共重合しうる他のビニル系単量
体0〜401量%と、分子内に炭素間2重結合を2個以
上有する単量体0〜10重量%からなる単量体またはそ
の混合物を重合させたものである。メタクリル酸メチル
と共重合しうるビニル系1”Mfc体としては、好まし
くは、アルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルギ
ルエステル、スチレン、アクリロニトリルなどが用いら
れる。分子内に炭素間2重結合を有する単量体としては
、特にその種類を問わないが、好ましくは、アリルメタ
クリレート、ジビニルベンゼン、エチレンクリコールジ
アクリレート、1,6−フチレンジメタクリレート、ア
リルシンナメート、アリルツルベート、トリアリルイソ
シアヌレートなどが用いられる。
最外層であるエラストマーすなわち第四段階(D)の生
成物は、アルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アル
キルエステル60〜100重ff1%と他の共重合しう
るビニル系単量体0〜401量%、および分子内に炭素
間2重結合を2個以上有する単量体0〜5Mff1%か
らなる単量体、丑だけその混合物を重合させたものであ
る。アクリル酸アルギルエステルとしては、アクリル酸
ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシルが好ましい。
他の共重合しうる単量体としては、炭素数1〜4のメタ
クリル酸アルキルエステル、スチレン、メタクリル酸、
アクリロニトリルなどが好ましい。分子内に炭素間2重
結合を2個以上有する単量体としては、メタクリル酸ア
リル、アリルソルベー)、j、3−ブチレンジメタクリ
レートなどが好ましい。
多重構造アクリル系共重合体〔■〕を構成する第一段階
、第二段階、第三段階および最外層の第四段階の生成物
+d、その各段階において均質多重構造アクリル系共重
合体[I[)において、最外層すなわち第四段階の生成
物100重量部の内部に含有させる、硬質の第一段階の
生成物は2.5〜500重量部、好ましくは5〜400
重量部、軟質の第二段階の生成物は25〜950重量部
好ましくは50〜900重量部、硬質の第三段階の生成
物は50〜10000重量部、好ましくは100〜50
00重量部の範囲である。また、(A)、(B)、(0
)の組成比の割合は、(A)/(B>=1/1〜1/2
0 ((A) +(B) ) / (0) = 110
.2〜1/10である。これらの範囲外では、成形品の
耐衝水性と耐熱性がバランスしないとか、生産性が悪い
等の問題が生じる。
なお第四段ならびに第一段、第二段および第三段の各段
階の生成物を構成する単量体には、必要に応じて分子量
を調節するため、メルカプタン等の重合度調節剤を用い
ることも可能である。重合度調節剤としては、アルキル
メルカプタン、チオグリコール酸およびそのエステル、
β−メルカプトプロピオン酸およびそのエステル、チオ
フェノール、チオクレゾール等の芳香族メルカプタンな
どがあげられる。
本発明のメタクリル樹脂組成物を製造するには、多″1
Xj(fi造アクリル系共重合体[I[)は乳化重合法
によることが特に好址しいので、乳化重合法の場合の例
によって以下に説明する。
反応容器に脱イオン水、重合開始剤乳化剤を加えて、こ
れに第一段階を構成する単量体混合物を添加して重合を
行い、次いで第二段階および第三段階の重合を行い、最
後に第四段階の重合を行う。
重合温度は60〜120℃、好ましくは50〜100℃
である。重合時間は、重合開始剤及び乳化剤の種類、そ
れらの量、重合温度等によって異なるが、通常は各重合
段階でそれぞれ0.5〜7時間である。重合体と水の比
は、単量体/水=1/20〜1/1 が好ましい。
重合開始剤および乳化剤は、水相、単量体相のいずれか
一方または両方に添加することができる。
重合段階(A)、(13)、(C)及び(D)における
それぞれの単量体は、一括してまたは分割して仕込むこ
とが可能であるが、重合発熱等の点で分割仕込法が好ま
しい。
乳化剤は通常用いられるものであれば特に限定されない
が、その例は、長鎖アルキルカルボン酸塩、スルホコハ
ク酸アルキルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸
塩等である。
重合開始剤の種類も特に限定されないが、通常用いられ
る過硫酸塩、過硼酸塩等の無機開始剤またはそれらと亜
硫酸塩との組み合せによるレドックス開始剤、有機ヒド
ロパーオキサイド−第一鉄塩、有機ヒドロパーオキサイ
ドーソジウムホルムアルデヒドスルホキシレートのレド
ックス開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、アゾビスイ
ンブチロニトリル等の開始剤も用いることができる。
乳化重合法によって得られ−たポリマーラテックスは公
知の方法によって凝固し、乾燥させる。
得られた多重構造アクリル系共重合体LID)を共重合
物〔1〕に配合分散させる際には、溶融混合することが
好ましい。
本発明の組成物は共重合物(1)と多重構造アクリル系
共重合体[11)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、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、
ポリスチレン、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)、ナイロンから選
ばれた少なくとも一種の樹脂CI[l)を組成物中に9
8重in1%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Fir 
Jltrやポリエチレンテレフタレート樹脂が適当であ
り、また高度の流動加工性が必要な場合ニハ、ポリスチ
レン、As 樹脂およびメタクリル酸メチル−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、V型プレンダー、ヘンシュルミキザーなどで混合し
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。
州られた組成物を、押出成形機、射出成形板等を用いて
成形することにょ′す、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、ソーラシス
テム機器部品、および電機部品等の用途に有用である。
下記実施例中の%は重量%を意味する。
実施例1〜4.比較例−1〜3 共重合物(13の製造 メタクリル酸メチル14kg1.α−メチルスチレン1
.0 kg 、スチレン2.5kg、無水マレイン酸2
、 s kgおよびt−ドデシルメルカプタン602を
、冷却管、温度計、かきまぜ装置を備えた5as411
の反応容器に仕込み、かきまぜながら加熱し、内温75
℃でアゾビスインブチロニトリル202を添加し、内温
95℃から15分間保持した後、冷却してシラツブ状の
部分重合物を得た。
この部分重合物1okgに、重合開始剤として、ビス(
3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド
5002、剥離剤としてJP−504(商品名)(城北
化学(−)製)22、離型剤としてステアリン酸モノグ
リセライド100vを添加溶解後、ポリ塩化ビニル製ガ
スケットを介してなる6−の間隔で相対する2枚の強化
ガラス板で形成したセル数組に該組成物を注入し、80
℃の温水中に浸漬し重合硬化させた。その後130℃の
空気加熱炉中で2時間処理した。冷却後セルを外し、板
厚約6−の樹脂板を切断した後クラッシャーで粉砕して
ベレット状とした。
多重構造アクリル系共重合体(n)の製造(A)第一段
階 グラスライニング加工を施したSat容の反応容器に、
脱イオン水25靭、乳化剤としてザルコシネート(商標
)LN(日光ケミカルズ社製品、以下SLNと略す)1
07、硫酸第一鉄0゜005f、エチレンジアミン四酢
酸2ナトリウム(以下EDTA −2Naと略す’) 
0.025 fおよびナトリウムホルムアルデヒドスル
ホキシレート(以下5FIEと略す)401を仕込み、
次いでメタクリル酸メチル9’9Vアクリル酸メチル1
%、1,3−ブチレンジメタクリレート1.2%、アリ
ルメタクリレート0.5%およびクメンノ・イドロバ−
オキサイド(以下0f(Pと略す)0.3%の混合物の
1k19を一括で仕込んで、撹拌下に反応容器内の酸素
を窒素ガスで置換したのち、80℃で60分間重合した
。その後SLMの32%水溶液500vを追加し、さら
にメタクリル酸メチル60%、スチレン50%、アクリ
ル酸ブチルa2%、1,6−プチレンジメタクリレート
1.5%およびORB 0.3%からなる混合物1kl
?を一括で添加し、添加終了後、90分間重合を継続し
た。
(B)第二段階 第一段階の重合物2 kgが存在する同容器に、第一段
階と同じ80℃の条件下でSLNを3.5%およびSF
Bを5%含有する水溶液500グを添加し、次いでアク
リル酸ブチル85%、メタクリル酸メチル12.8%ア
リルメタクリレート1.0%、1,4−ブタンジオール
ジアクリレート0.5%および0RP0.7%からなる
混合物の8 kyを180分間にわたって連続的に添加
し、添加終了後、さらに180分間重合を継続した。
(C)第三段階 第二段階までの共重合物10kgが存在する回答器を8
0℃に保持したまま、SLN2%水溶数500ノを添加
し、次いでメタクリル酸メチル96%、アクリル師エチ
ル6.5%、ノルマルオクチルメルカプタン0.2%お
よびOHP O,5%からなる混合物5に!9を90分
間にわたって連続的に添加し、添加終了後、さらに60
分間重合を継続した。得られた重合物は(A) / (
B) = 1/4、(仏) + (B) ) / (0
) = 110.5 であった。
(D)第四段階 第三段階までの共重合物15に!9の存在する同容器を
80℃に保持したま寸、SLN 1%およびSF’84
%を含む水溶液500fを添加し、次いでアクリル酸ブ
チル60%、メタクリル酸メチル384%、アリルメタ
クリレート05%、1゜4−ブタンジオールジメタクリ
レート0.5%およびOHP 0.6%からなる混合物
2 kgを30分間にわたって連続的に添加し、添加終
了後、120分間重合を継続し、4段階からなるラテッ
クス状の多重構造アクリル系共重合物を得だ。吸光度法
により算出したラテックス粒子径は0.51μm であ
った。
得られた多重構造アクリル系共重合物を、0゜25%硫
酸水でラテックス/水=1/2.50℃の条件下で凝固
させた。得られたスラリー状の白色ポリマーを30倍の
脱イオン水で洗浄し、脱水したのち、75℃で56時間
乾燥した。
次に上記で得られた共重合物(1)と多重構造アクリル
系共用合体〔■〕、ならびに他の樹脂〔■〕を用いて表
1に示す割合でヘンシェルミキサーにより混合したのち
、スクリュー型押出機を用い、シリンダ一温度200〜
270℃、グイ温度260℃で溶融混練し、ペレット化
した。これを下記の条件で射出成形し、得られた試験片
から第1表の評価結果を得た。
射出J戊形餞;日本製鋼所社製、V−17−65型スク
リユ一式自動射出成形機 射出成形条件ニジリンダ一温度変更、 射出圧700ゆ/d、金型温度 52 ℃ 試験片サイズ;110X110X2mM(厚)70 X
 12.5 X 6.2 trvn (厚)実施例5〜
6 共重合物〔1〕は実施例1〜4で使用したものと全く同
一のものを使用し、多重構造アクリル系共重合体(n)
は二段階製造時のモノマー混合物の使用器を8幻から4
 kgへ変更する以外は実施例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に示す結果を得だ。
実施例7〜11.比較例4〜5 * lfr *’J 1〜4で用いた、共重合物〔1〕
および多重’jtI)造アクリル系共重合体〔■〕の割
合、およびULJ脂〔■〕の種類と割合を表2のように
変更し、芙施例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、 メタクリル酸メチル40〜89重量%、α−メチ
    ルスチレン1〜20重量%、スチレン5〜20重量%お
    よび無水マレイン酸5〜20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LI〕1〜99重量%と
    、最外層が、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリ
    ル酸アルキルエステル60〜100重量%とこれと共重
    合しうる他のビニル系単量体0〜40重量%および分子
    内に炭素間2重結合を2個以上有する単量体0〜5重量
    %からなる単量体またはその混合物の100重量部を重
    合したもので、その内部が (A)メタクリル酸メチル60〜100重量%払これと
    共重合しうる他のビニル系単量体0〜40重量%および
    分子内に炭素間2重結合を2個以上有する単量体0〜1
    0重量%からなる単量体またはその混合物の2.5〜5
    00重量部を重合する第一段階、 (B)アルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルキ
    ルエステル60〜999重旭%と、これと共重合しうる
    他のビニル系単量体0〜399重量%および分子内に炭
    素間2重結合を2個以上有する単量体01〜5重量%か
    らなる単量体混合物の25〜950重量部を重合する第
    二段階、 (0)第一段および第二段による重合物の存在下に、メ
    タクリル酸メチル60〜100重量%と、これと共重合
    しうる他のビニル系単量体0〜40重量%および分子内
    に炭素間2重結合を2個以上有する単量体0〜10重量
    %からなる単量体まプこはその混合物の50〜1000
    0重量部を重合する第三段階の3段階反応によシ得られ
    た共重合物であシ、 かつ組成比がCA) / (B) = 1/1〜1/2
    0 および((A) + (B) ) / (C) −
    110,2〜1/10の両式を満足する多重構造アクリ
    ル系共重合体〔■〕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、AS樹脂
    、メタクリル酸メチル−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なくとも1
    梗の樹脂を98重量%以下添加してなる特許請求の範囲
    f!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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