JPS63241015A - グラフトゴム粒子分散体 - Google Patents

グラフトゴム粒子分散体

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JPS63241015A
JPS63241015A JP7298487A JP7298487A JPS63241015A JP S63241015 A JPS63241015 A JP S63241015A JP 7298487 A JP7298487 A JP 7298487A JP 7298487 A JP7298487 A JP 7298487A JP S63241015 A JPS63241015 A JP S63241015A
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rubber particles
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岩本 宗
Noribumi Ito
伊藤 紀文
Kazuo Sugazaki
菅崎 和男
Tetsuyuki Matsubara
松原 徹行
Toshihiko Ando
敏彦 安藤
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成形加工材料として用いられる樹脂に関係し成
形加工物の耐衝撃性、外観、耐摩耗性。
耐熱老化性に優れた材料に関する。本発明のゴム粒子の
分散体(以降RDRと称す)は、例えば電気機器、自動
車等の部品用の成形材料に用いられ、具体的には、例え
ば電話機やコンピューターのハウジング、自動内装部品
、外装部品等として用いられる。
〔従来の技術〕
上記各部品用の好ましい成形材料として、スチレン系単
量体及びアクリロニトリル系単量体の共重合体を吸蔵お
よび/またはグラフトしたゴム状重合体の粒子(以降ゴ
ム粒子と称す)を分散した材料、例えば”ABS樹脂”
、  P、79.  P、80(1970)、高分子機
械材料委員会綿に電子顕微鏡写真で示されているよりな
ABS樹脂が従来用いられている。
しかしながら、近年電気機器分野、自動車分野等では、
樹脂の使用範囲が拡大し、これ−で以上に使用樹脂に対
する要求性能が高度化してきている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これらの要求性能として、著しく高い光沢を有し、なお
かつ薄肉の複雑な形状の成形物においても高い衝撃強度
を有し、特に低温での衝撃強度が高く、また、更に高温
で成形される場合の耐劣化性が高く保持されることが重
要に々っできている。
本発明はかかる要請に対しなされたものであり、その目
的Fi特別のゴム粒子の分散体を提供することにより解
決することが可能であることがわかった。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明者らは、上記の目的の重要性に鑑み鋭意検討した
結果、従来の知見よりして全く新しいアニオン重合法の
ゴム状重合体を含有する特別々内部構造のゴム状重合体
粒子の集合体により目的が達成される事を発見し本発明
を完成するに至った。
すなわち本発明は、スチレン不溶成分が0.1重量幅未
満であるアニオン重合によって製造されるプタジエ/系
ゴム状重合体から成るゴム粒子の分散体であって A 該ゴム粒子がスチレン系単量体及びアクリロニトリ
ル系単量体の共重合体を吸蔵および/またはグラフトし
ており、かかる吸蔵および/またはグラフトした共重合
体の量がゴム状重合体100重量部に対して10〜10
0重量部であって、 B 該ゴム粒子の分散体の超薄切片電子顕微鏡写真にお
いて、ゴム粒子内の細胞径の最大値が01μ未満である
ゴム粒子(以下かかるゴム粒子をRXと称す)を有し、
かつ C該RXの体積平均粒子径が0.1〜0.4μmであっ
て、該超薄切片電子顕微鏡写真に撮影された全ゴム粒子
の個数を100%とするとき、RXの個数が少くとも8
0係を占めることを特徴とするゴム粒子の分散体である
本発明のゴム粒子の分散体は、スチレン不溶成分が0.
1重量幅未満であるアニオン重合によって製造されるゴ
ム状重合体からなるゴム粒子の分散体である。かかるゴ
ム粒子の分散体の形態についていえば、それは本発明の
共重合体とは異なるスチレン重合体を吸蔵および/また
はグラフトした耐衝撃性ポリスチレン(通常HIP8と
呼称されている)で例示され得る。かかるHIPSの例
示は、M、M、Bikale4 ed、、 Encyc
lopedia of Po17merScience
 and Technology 、 vol、 13
 、 John Wiley &5ons 、 New
 York 、 1970 、 P、 217のFig
 、 5 に示されている。この例示においては、アク
リロニトリルは重合体の構成要素として含まれていない
が、ゴム粒子と細胞についての概念は、本発明と同じで
ある。すなわち、ゴム粒子FiFig 、 5 のほぼ
全体を占めているものであり、細胞は該ゴム粒子の中に
さらに分散しており、Ftg、5  はゴム粒子内の細
胞の径の最大値が0.1μm以上であるゴム粒子を例示
している。
本発明でいうアニオン重合によって製造されるプタジエ
y系のゴム状重合体は、ラジカル重合で製造さり、るゴ
ム状重合体と区別される。後者においては、本発明の光
沢、耐衝撃性、低温での衝撃性において本発明の目的を
満足し得ない。かかるアニオン重合によって製造される
ゴム状重合体としては、溶液重合のチーグラー系触媒、
CO系触媒、Li系触媒で製造されるゴム状重合体であ
って、Li系触媒によるものが好ましく用いらhるが、
例えば、佐伯原油”ポリマー製造プロセス”、P、21
9〜272 (1971)、  工業調査会に例示さh
ている。ポリブタジェンゴム、ブタジェンスチレン共重
合体その他の共重合体等が例示され、好ましくはブタジ
ェンスチレン共重合体、特に好ましくは、ブタジェン・
スチレンのブロック共重合体が例示される。ブタジェン
・スチレンのブロック共重合体では、スチレン含有量が
3〜28重量部のものが本発明の目的を達成する上で好
ましく用いられる。また、その5重量幅のスチレン溶液
粘度は、30 ’Oで測定して100〜2センチポイズ
、好ましくは60〜2センチボイス、より好ましくは4
0〜5センチポイズ、特に好ましくは19〜5センチポ
イズのものが用いられ得る。
従来、スチレン系単量体及びアクリロニトリル系単量体
の共重合体を吸蔵および/またはグラフトしたブタジェ
ン系のゴム状重合体より成るゴム粒子はラジカル重合に
より製造されている。本発明のゴム粒子の分散体(以下
RDRと称す)の卓越した性能の由来するところは明確
ではないが、かかるラジカル重合によるゴム状重合体と
はミクロ構造、スチレン不溶成分の量、重合体に含まれ
る乳化剤等の不純物に差異があり、又特にブロック型の
ブタジェン・スチレン共重合体の場合はラジカル重合で
は実質的に到達され得ないものであって、これらの構造
に関連することが推察される。
本発明のRDRはゴム粒子内の細胞径の最大値が0.1
μm未満、好ましくは0.07μm未満であるゴム粒子
(RX)を有さなければなら々い。細胞径の最大値が0
.1μm以上であれば本発明の効果は得られない。
本発明のRDR,においては、RXの体積平均粒子径は
0.1μm 〜0.4μm、好ましくは0.15〜0.
35μm、特に好ましくは0.18〜0.32μmであ
る。0.1μm未満では耐衝撃性に劣り、0.4μmを
越えても耐衝撃性に劣り、また、成形物の光沢が低下す
る。
本発明のRDRにおいては、RDRの超薄切片電子顕微
鏡写真に撮影される全ゴム粒子の数を100係とすると
き、上記RXの数は少なくとも80係を占めねば々らな
い。本発明の効果は、アニオン重合によって製造される
ブタジェン系ゴム状重合体から々るRXによって発現さ
れるものであって、かかる個数が80%未満であれば本
発明の目的は達し得々いものである。
本発明のRDR中のゴム粒子は、スチレン系単量体およ
びアクリロニトリル系単量体の共重合体全吸蔵および/
またはグラフトしておらねばならず、かかる吸蔵および
/またはグラフトした共電、合体の量は、ゴム状重合体
100重量部に対して10〜100重量部、好ましくI
I′i15〜45重量部、特に好ましくは20〜45重
量部である。
10i量部未満では耐衝撃性が低く又100重量部を超
えると外観特に光沢において目的を達し得ないものであ
る。
RDR中のゴム粒子が吸蔵および/またはグラフトして
いるスチレン系単量体およびアクリロニトリル系単量体
の共重合体のゴム状重合体100重量部に対する割り合
いWは、次の様にして求める。即ち、R,DR(約1)
を精秤)atをメチルエチルケトン/メタノールの切の
混合溶剤に分散し、不溶分を遠心分離法にて分離して乾
燥し、不溶分の重量(b?)を精秤し次の式で求められ
る。但しCはRDR中のゴム状重合体の含有率(重量係
)を示す。
なおRDRが上記溶剤に不溶の添加剤を含む場合は、a
、bの値より添加剤分を差し引いた値をa、bの値とす
る。CはRDR中のゴム状重合体とスチレン系単量体お
よびアクリロニトリル系単量体の共重合体の合計量に対
する割合いである。
かかるWの値の調整方法について例示すれば、重合開始
剤、攪拌の強度、ゴム状重合体の使用量、単量体の量と
種類、分子量調節剤、最終到達重合率あるいは脱揮発分
工程の条件によって調整され、一般に重合開始剤の量が
多い程、又攪拌の程度が低い程、ゴム状重合体中のジエ
ン成分が多い程、ゴム状重合体が少ない程、スチレン系
単量体が多い程、脱揮発分工程の温度が高い程Wの量は
増大する傾向があるが、当業者においてはかかる量を調
整することによりトライエンドエラー法で任意のWの値
が調整できる。
本発明のRDRはスチレン不溶成分が0.1重量係未満
であるアニオン重合によって製造されるブタジェン系ゴ
ム状重合体存在下で、例えば溶液もしくは塊状重合法に
てスチレン系単量体及びアクリロニトリル系単量体を重
合させて製造され、好ましくは連続式の溶液もしくは塊
状重合法で製造されるものであり、ゴム状重合体ラテッ
クスを用いて製造される乳化重合法のABS樹脂とは区
別される。かかる重合において、スチレン系単量体(以
下Sと称する)とアクリロニトリル系単量体C以下Aと
称すΣ)は共存下において用いられ、S/Aの比は10
/90〜90/10、より好ましくけ10/90〜50
150が好ましく用いられる。又連鎖移動剤が分子量調
整剤として用いられ、特に反応の初期段階、重合転化率
が30重量係未満の段階で、単量体のa量に対し10〜
1000 ppmの割合いで例えばn又はt−ドデシル
メルカプタン等のメルカプタン類が好ましく用いられる
。また有機過酸化物が単量体の10〜1ooo ppm
用いられ、反応は50〜ioo゛c  において好まし
〈実施される。連続溶液もしくは塊状重合法においては
、単量体及び場合によっては溶剤に本発明のゴム状重合
体全溶解した後、連続的にまたは多段の直列もしくは並
列の反応器に該溶液を送入して連続的に重合反応を行う
。かかる例において、いわゆる相転換(phase 1
nversion )の段階での分子量調節剤、有機過
酸化物、重合率、温度、溶剤量、攪拌強度をトライアン
ドエラーで選定することにより、装置の大きさに応じて
本発明のRXの粒子径及び細胞径が調整され得る。攪拌
強度は翼の径D(m)と攪拌数n (r、p、m、)及
び単位体積当りの攪拌動力P (KW / m−の積D
nPが10 Kvsm*r、p、m、/ m’以上であ
ることが好ましい。前述したS/Aの比は10/90未
満では極端に耐衝撃性が低く、90/10を超えると粒
子形成が困難となる。
本発明において、RXの体積平均径は次の様にして測定
される。
すなわち、RDRの超薄切片法による2万倍の電子顕微
鏡写真を撮影し、写真中のRXのゴム粒子の500〜8
00個の粒子径を測定し、次式により平均したものであ
る。Diは第1個目の平均径である。
体積平均粒子径=ΣD1/ΣD13 n         n (但しnは全ゴム粒子の個数である。)またRDRの超
薄切片法による電子顕微鏡において上記D1及び細胞径
を求めるに際して、ゴム粒子及び細胞がだ円形をなす場
合においては、長径aと短径すの平均値全もって径αと
する。即ち、a = (a + b ) / 2である
。また細胞径0,1μm未満の個数の占める割合いの算
出にあたっては、少なくとも200個以上のゴム粒子の
撮影された写真を1枚以上用い合計500〜700個以
上のゴム粒子についてランダムに計測を行って求めるも
のである。
本発明のRDRにおいて、分散相の架橋度指数は8〜1
6倍が好ましく、より好ましくは9〜14倍、特に好ま
しくは10〜14倍である。かかる分散相の架橋度指数
は、次の方法により測定される。
RDRo、4?Qトルエン/メチルエチルケトンの混合
比7/3液30 cc  に部分溶解させる。
遠心分離後、溶剤にて膨潤した不溶分の重量を秤量(W
l)する。秤量後、該不溶分を真空乾燥し再度秤量(W
2)する。架橋度指数は、Wl÷W2で得られる。かか
る架橋度指数は、重合開始剤の量、種類、および脱揮発
処理時の温度、滞留時間に依存するが、更にマレイミド
系単量体の量にも依存する。当業者においては、製造プ
ロセスの条件をトライアンドエラー法で選定することに
より適当な架橋度指数を設定できる。かかる架橋度指数
が8未満では衝撃強度は著しく低く、貰た流動性も低い
。また16を越えても実用衝撃強度が小さくなる。
本発明でいうスチレン系単量体とは、スチレン、α−メ
チルスチレン、α−エチルスチレンのような側鎖アルキ
ル置換スチレン、モノクロルスチレン、ジクロルスチレ
ン、ビニルトルエン、ビニル7ゝゝ キシレン、0−t−ブチルスチレン、p−t−ブチルス
チレン、p−メチルスチレンのような核アルキル置換ス
チレン、トリブロムスチレン、テト7″ ラブロムスチレン等のハロゲン化スチレン及ヒp−ヒド
ロキシスチレン、0−メトキシスチレン、ビニルナフタ
レン等が挙げられるが、特に好ましくハ、スチレンおよ
びα−メチルスチレンであり、かかるスチレン系単量体
の一種以上が用いられ得る。
本発明でいうアクリロニトリル系単甜体とは、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等が挙げられ
、特にアクリロニトリルが□  好ましい。かかる単量
体の一種以上が用いられる。
本発明においては、共重合体構成成分のスチレン系単量
体及びアクリロニ) IJル系単量体の一部を、スチレ
ン系単量体及びアクリロニトリル系単量体の総和に対し
て30重量%以下の割合いでメチルメタクリレート等の
メタクリルエステル系単量体、メチルアクリレート等の
アクリル酸エステル系単量体等、さらにマレイミド、N
−フェニルマレイミド等のマレイミド系単量体の一種以
上と置き換えて構成してもよい。耐熱性を向上させる目
的においては、1〜30重量部のマレイミド系単量体に
置き換えて構成することが好ましい。
本発明の几DRには通常のヒンダードフェノ−向上させ
たり、滑剤を添化して流動性をさらによくすることもで
きる。また目的に合わせてガラス繊維等の繊維補強剤、
無機充填剤、着色剤、顔料を配合することもできる。ま
た本発明のRDRにテトラプロモスビフェニールA、デ
カグロモビフエニールエーテル、臭素化ポリカーボネー
ト等の一部ハロゲン化有機化合物系難燃剤を酸化アンチ
モンとともに混合することによって難燃化が可能である
本発明のRDRにはAB8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66、ナイロン12、ポリフェ
ニレンオキシドおよびポリフェニレンスルフィド等の樹
脂にブレンドして成形に供することもできる。
〔実施例〕
以下、実施例、比較例により本発明の具体的実施態様を
示すが、これは本発明を限定するものではない。
実施例I A ゴム粒子の分散体の製造 4基の直列の攪拌機付反応器の出口に予熱器ついで真空
槽を連結した連続塊状重合装置を用いてR,DR=i製
造した。ブロック8BFL(スチレン18係、ブタジェ
ン82係、ブタジェン部分のミクロ構造は、ビニルl 
6 mol %、トランス4 B mol係、シス36
 mol係、5重量係のスチレン溶液粘度が30°Cで
10センチポイズ、スチレン不溶分0.02重量部)7
重量部を、エチルベンゼン15重量部、スチレン55]
1−31部、アクリロニトリル23重量部の混合液に投
入し、有機過酸化物及び連鎖移動剤を加えて均一溶液と
した。このゴム溶液を第1基目の反応器に連続的に送入
し、連続重合を行い第4基目の反応器を経て210〜2
30 ’C!の温度に保持した予熱器を通して、真空度
150torr  の真空槽で未反応モノマーと溶剤を
除去し、真空槽より樹脂を連続的に抜き出しR,DRを
得た。重合開始剤として有機過酸化物185 ppm 
k用い、分子量調整剤としてn−ドデシルメルカプタン
150ppmを使用した。送入原料の供給量と得られた
RDRの量よりRDR,中のゴム状重合体の量を算出し
た。第1反応器の攪拌数は320 r、p、m。
であった。
B  RDRの分析 B−1ゴム含有量:全樹脂を100重量部として樹脂中
のゴムの量をAに記載の如く反応系への送入ゴム量と生
成RDRの収支より得た。
B−2細胞径および平均ゴム粒子径(X−):詳細々説
明に記載の方法による。
B−3ゴム粒子が吸蔵および/またはグラフトしたスチ
レン系単量体およびアクリロニトリル系単量体の共重合
体の量:詳細な説明に記載の方法による。
B−4:吸蔵および/またはグラフトした共重合体のス
チレン系単量体(S)及びアクリロニトリル系単量体(
5)の組成二元素分析法によって求めた。
C性能の評価 c−1成形:4らiたRDRを75’Oで2時間乾燥し
た後、成形温度200 ’C!、金型温度55゛Cで射
出成形機を用いて成形した。
C−2物性の評価 ゛(1)アイゾツト衝撃強度: JISK −7110
に阜じて評価した。23°C及び−45°Cで評価した
(2)光沢: JISK −7105に準じて評価した
50M11巾厚み2.5 mm長さ150 m11の長
方形の成形物を射出成形した。ゲートは巾501m+厚
みQ、l mmで長さ方向の一端にとり、ゲート部を流
動始点、ゲートの反対側の端が流動末端である。ゲート
部より25關の距離の中央を中心位置とした5 vi 
X 5 m正方形部の光沢をゲート部光沢とし、末端よ
り25顛の距離の中央を中心位置とした5 tm X 
51111の正方形部の光沢を束端部光沢とした。々お
、一般に異なったRDRについてのゲート部の光沢の差
異は末端部の差異より小さく、また末端部の光沢値はゲ
ート部の光沢より著しく低く、実用上米端部光沢が外観
上の重要点である。
(3)実用衝撃強度の評価:射出成形により図1(a)
、図1(b)で示される形状の成形物の3箇所の部位、
部位(1)、部位(2)、部位(3)について落錘衝撃
強度試験を行なった。落錘の先端部R= 6.4 m/
m、受台の内径30 m/mとした。部位(1)は厚み
が変化する部位であり、部位(2)は角の近辺の部位、
部位(3)は標準な部位である。
温度23°C及び−45°Cで評価した。
(4)加熱滞留−による熱劣化の評価=(2)の光沢用
平板の成形の際、通常条件は前述の通す200゛Cであ
るか、射出成形温度を2700とし、シリンダーに10
分滞留させ通常条件(滞留1分)をベースにして黄変度
を測定した。
(5)成形加工時の流動性の評価:射出成形においてシ
ョートショットを生じ彦い最低の射出圧力に必要な成形
機の油圧(ショートショット油圧)により評価した。市
販の高剛性の乳化重合法で製造されたABS (参考例
)を基準とし、ショートショット油圧の差異で相対評価
した。差異の値が負の場合は参考例よりも油圧が低い側
を示し、成形加工時の流動性が良好な材料と判定される
D 結果二表1に示す。
比較例1 実施例1において、エチルベンゼン量を25重量部とし
、スチレン量を48重量部、アクリロニトリル量を20
重量部として、第1基目の反応機の攪拌数を140 r
、p、m、にし、n−ドデシルメルカプタンを300 
ppmとして、実施例1と同様のRDR中のゴム量にな
る様にした他は、実施例1と同様にしてRDRを製造し
た。分析・性能評価結果を表1に示す。
比較例2 比較例1において、ゴム状重合体としてポリブタジェン
(ミクロ構造はビニル20 mol tly、トランス
47 mol %、シス33 mol %、5重量係の
スチレン溶液粘度が30゛Cで40センチポイズ、スチ
レン不溶分0.02重量部)を用いた他は比較例1と同
様にしてRDRを製造した。分析・性能評価結果を表1
に示す。
比較例3 本発明のゴム状重合体とは異なるラジカル重合で製造さ
れたスチレンブタジェンランダム共重合ゴムラテックス
(スチレン不溶成分92係、スチレン成分組成19重量
部、ミクロ構造:ビニル20moatチ、シス12 m
ox係、トランス5 Q mol係、固形分20%、ラ
テックスの体積平均径0.25μm)e用いスチレン、
アクリロニトリルを連続的に添加しながら共重合を行い
、R,DRを得た。分析・物性評価結課を表1に示す。
実施例2 実施例1において攪拌速度を3倍とした他は実施例1と
同様にしてRDRを製造し、評価した。
結果を表1に示す。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明のゴム粒子分散体は著しく高い
光沢と衝撃強度を有し、また低温衝撃性に優れ、流動末
端の光沢が高く、加熱安定性にもすぐれ、また、顔料で
の着色時の着色性にもすぐれている。更にまた、マレイ
ミド系の単量体を共重合したものについては、耐熱温度
が高く、電気機器、電子機器および自動車・事務機器等
の部品材料用の用途・等において、また他の樹脂とのブ
レンドしての用途等において産業上の利用価値は極めて
大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実用衝撃試験に用いた成形物の形状を示す。(
a)は平面図であり、価)は断面図である。Gはゲート
位置を示す。 特許出願人  三井東圧化学株式会社 4〜゛  哩  人    X  林     忠・第
1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、スチレン不溶成分が0.1重量%未満であるアニオ
    ン重合によって製造されるブタジエン系ゴム状重合体か
    ら成るゴム粒子の分散体であって A 該ゴム粒子がスチレン系単量体及びアクリロニトリ
    ル系単量体の共重合体を吸蔵および/またはグラフトし
    ており、かかる吸蔵および/またはグラフトした共重合
    体の量がゴム状重合体100重量部に対して10〜10
    0重量部であって、 B 該ゴム粒子の分散体の超薄切片電子顕微鏡写真にお
    いて、ゴム粒子内の細胞径の最大値が0.1μ未満であ
    るゴム粒子を有し、かつ C 上記特定のゴム粒子の体積平均粒径が0.1〜0.
    4μmであって、該超薄切片電子顕微鏡写真に撮影され
    た全ゴム粒子の個数を100%とするとき、上記特定の
    ゴム粒子の個数が少くとも80%を占めることを特徴と
    するゴム粒子の分散体。
JP7298487A 1987-02-23 1987-03-28 グラフトゴム粒子分散体 Expired - Lifetime JPH0819195B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63241052A (ja) * 1987-03-28 1988-10-06 Mitsui Toatsu Chem Inc アニオン重合ゴム変性スチレン系共重合体
JP2006257266A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 Nippon A & L Kk 高光沢耐衝撃性ゴム変性スチレン系共重合体樹脂およびその連続的製造方法

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