TWI913541B - 聚合物、樹脂添加劑、相容劑、樹脂組成物和成形體 - Google Patents
聚合物、樹脂添加劑、相容劑、樹脂組成物和成形體Info
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Abstract
本發明的目的在於提供一種聚合物,其可改善使聚對苯二甲酸丁二酯樹脂所代表的聚酯樹脂與其他樹脂複合化時的相容性,提高成形體的拉伸伸長率。一種聚合物,具有第一聚合物部分、以及第二聚合物部分,並且第一聚合物部分為聚酯系聚合物,第二聚合物部分具有與構成第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元,第一聚合物部分與第二聚合物部分的合計100質量份中的第一聚合物部分的比例超過20質量份且為90質量份以下,所述第二聚合物部分具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元。
Description
本發明是有關於一種聚合物、樹脂添加劑、樹脂組成物和成形體。
先前,進行了如下嘗試:將多種樹脂混合,實現單一樹脂無法獲得的功能的顯現或性能的提高。然而,大多樹脂種類的組合顯示出不相容,因此亦經常發生於複合化的情況下的性能或功能較單一樹脂時的性能或功能而言降低的情況。因此,為了改善多種樹脂種類的相容性,進行添加相容劑的操作。
於專利文獻1中,揭示有聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚苯乙烯樹脂及碳纖維藉由使用聚碳酸酯作為相容劑而具有良好的低翹曲性及機械特性。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2020-176159號公報
[發明所欲解決之課題] 然而,根據本發明者等人的研究,判明專利文獻1中所記載的相容劑有時對聚對苯二甲酸丁二酯樹脂及聚苯乙烯樹脂的相容性的改善程度不充分。因此,本發明的一態樣的目的在於提供一種聚合物等,其可改善使聚對苯二甲酸丁二酯樹脂所代表的聚酯樹脂與其他樹脂複合化時的相容性,進而成形體的拉伸伸長率亦優異。 [解決課題之手段]
本發明的一態樣為一種聚合物,其具有第一聚合物部分、以及第二聚合物部分,並且所述第一聚合物部分為聚酯系聚合物,所述第二聚合物部分具有與構成所述第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元,所述第一聚合物部分與所述第二聚合物部分的合計100質量份中的所述第一聚合物部分的比例超過20質量份且為90質量份以下,所述第二聚合物部分具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元。 [發明的效果]
藉由本發明的一態樣,可提供一種聚合物等,其於兩種以上的樹脂的混合時,可改善樹脂的相容性減低相分離,且成形體的拉伸伸長率亦優異。
以下,對本實施形態進行詳細說明。再者,以下說明的是本發明的一實施形態,本發明並不限定於下述結構。本實施形態的聚合物為包含作為聚酯系聚合物的第一聚合物部分、以及具有與構成所述第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元的第二聚合物部分的聚合物(以下,有時稱為聚合物A)。藉由使用該聚合物A作為包含聚酯樹脂的兩種以上的基質樹脂的樹脂添加劑,可提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性。因此,可減低第一基質樹脂與第二基質樹脂的相分離。
<1. 聚合物A> 本實施形態的聚合物A為具有第一聚合物部分、以及第二聚合物部分的聚合物,並且第一聚合物部分為聚酯系聚合物,第二聚合物部分具有與構成所述第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元,第一聚合物部分與第二聚合物部分的合計100質量份中的第一聚合物部分的比例超過20質量份且為90質量份以下,第二聚合物部分具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元。再者,於本發明的一態樣中,具有第一聚合物部分以及第二聚合物部分的聚合物亦可為第一聚合物部分與第二聚合物部分進行共價鍵結的聚合物。另外,本發明的一態樣亦包含即便於第一聚合物部分與第二聚合物部分沒有進行共價鍵結的情況下,第一聚合物亦由第二聚合物內包或外包的聚合物。
作為第一聚合物部分與第二聚合物部分進行共價鍵結而成的聚合物,例如可列舉具有第一聚合物部分以及第二聚合物部分的嵌段共聚物。另外,作為第一聚合物由第二聚合物內包或外包的聚合物,可列舉具有如下芯殼結構、即芯部分包含第一聚合物部分及第二聚合物部分的其中一聚合物部分、殼部分包含第一聚合物部分及第二聚合物部分的另一聚合物部分而構成的芯殼結構的聚合物。再者,芯殼結構是指被稱為芯的部分由被稱為殼的部分內包的結構。
其中,聚合物A較佳為具有芯殼結構、且第一聚合物部分構成芯殼結構的殼部分的聚合物。即,聚合物A較佳為作為聚酯系聚合物的第一聚合物部分構成芯殼結構的殼部分、具有與構成第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元的第二聚合物部分構成芯部分的聚合物。以下,作為代表例,對具有該芯殼結構的聚合物A的較佳的形態進行詳細說明。
<1-1. 第一聚合物部分> 如上所述,第一聚合物部分由聚酯系聚合物構成。再者,於本發明的一態樣中,聚酯系聚合物是指重複單元由包含酯鍵的構成單元構成的聚合物,聚酯是藉由二羧酸成分與二醇成分的縮聚反應而合成。藉由第一聚合物部分由聚酯系聚合物構成,從而與作為聚酯樹脂的第一基質樹脂的親和性提高,結果,第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容化提高。
作為二羧酸,並無特別限制,可列舉芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸、脂環族二羧酸等,作為所述芳香族二羧酸,可列舉:對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2,5-降冰片烷二羧酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、4,4-羥基苯甲酸、富馬酸、馬來酸酐、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、四氫鄰苯二甲酸酐、四氫對苯二甲酸、5-磺基間苯二甲酸鈉、5-磺基間苯二甲酸鋰、偏苯三甲酸(酐)、均苯四甲酸(酐)等。
作為二醇成分,並無特別限制,可列舉:乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三乙二醇、二丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、環己烷二甲醇、雙酚A的環氧乙烷加成物、雙酚A的環氧丙烷加成物、雙酚A的環氧乙烷及環氧丙烷加成物、氫化雙酚A的環氧乙烷加成物及環氧丙烷加成物、聚四亞甲基二醇、聚乙二醇、聚丙二醇及該些的改質物、磺基丁二醇鈉等。
再者,二羧酸成分可使用兩種以上,同樣地二醇成分亦可使用兩種以上。
再者,第一聚合物部分可由具有多種不同的構成單元而構成的多種聚合物構成。此時的構成單元可使用作為第一聚合物部分的構成單元而例示者。
第一聚合物部分的質量平均分子量並無特別限制,就粉體的操作性而言,較佳為3000以上,進而佳為5000以上,特佳為7000以上。另一方面,就抑制基質樹脂添加時的黏度提高而言,該質量平均分子量較佳為200000以下,進而佳為100000以下,特佳為50000以下。再者,該質量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)而測定。
第一聚合物部分的玻璃轉移溫度並無特別限制,就保證粉體回收性而言,較佳為40℃以上,進而佳為45℃以上,特佳為50℃以上。另一方面,就避免粉體的微粉化而言,該玻璃轉移溫度較佳為150℃以下,進而佳為130℃以下,特佳為100℃以下。
<1-2. 第二聚合物部分> 第二聚合物部分具有與構成第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元。第二聚合物部分具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元。藉由具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元,成形體的拉伸伸長率提高。另外,第二聚合物部分較佳為具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元以外的構成單元,此種構成單元較佳為與第二基質樹脂的親和性優異的成分。具體而言,較佳為第二聚合物部分的至少一部分的構成單元與構成所述第二基質樹脂的構成單元的至少一部分的構成單元相同。
關於構成第二聚合物部分的源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元,作為(甲基)丙烯酸酯單量體,例子可列舉:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苯基酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、聚烷二醇單丙烯酸酯或聚烷二醇單甲基丙烯酸酯。其中,就成形體的拉伸伸長率的觀點而言,較佳為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯或聚烷二醇單甲基丙烯酸酯。
構成第二聚合物部分的所有構成單元的合計100質量份中的、源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元的比例並無特別限制,就進一步提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性、另外進一步提高成形體的拉伸伸長率而言,較佳為5質量份以上,另一方面為80質量份以下。進而佳為8質量份以上、且為60質量份以下。
作為源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元以外的、構成第二聚合物部分的構成單元,較佳為根據使用的第二基質樹脂的結構來設定,例如可列舉源自芳香族乙烯基單量體的構成單元。於構成第二聚合物部分的構成單元包含源自芳香族乙烯基單量體的構成單元的情況下,在使用例如含有聚苯乙烯的樹脂作為第二基質樹脂時,第二聚合物部分與該含有聚苯乙烯的樹脂的親和性良好,結果,可期待第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性更良好。其中,作為構成第二聚合物部分的構成單元,更佳為源自具有6員環的單環結構的芳香族乙烯基單量體的構成單元,進而佳為源自可具有取代基的苯乙烯的構成單元。作為源自可具有取代基的苯乙烯的構成單元,可列舉源自苯乙烯的構成單元或源自α-甲基苯乙烯的構成單元,其中,特佳為源自苯乙烯的構成單元。
第二聚合物部分的所有構成單元的合計100質量份中的源自芳香族乙烯基單量體的構成單元的比例並無特別限制,就進一步提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性而言,較佳為30質量份以上,更佳為50質量份以上,進而佳為60質量份以上,特佳為70質量份以上,另一方面,較佳為95質量份以下。
第二聚合物部分亦可進而具有其他構成單元。第二聚合物部分的所有構成單元的合計100質量份中的其他構成單元的比例並無特別限制,就進一步提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性而言,較佳為50質量份以下,進而佳為30質量份以下,特佳為20質量份以下,另一方面,為0質量份以上。
此外,第二聚合物部分可由具有多種不同的構成單元而構成的多種聚合物構成。此時的構成單元可使用作為第二聚合物部分的構成單元而例示者。
於將聚合物A作為樹脂添加劑而添加至第一基質樹脂與第二基質樹脂時,就進一步提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性而言,第一聚合物部分與第二聚合物部分的合計100質量份中的、第一聚合物的比例較佳為超過20質量份且為90質量份以下。更佳為超過20質量份且為80質量份以下,進而佳為超過20質量份且為70質量份以下,進而佳為超過20質量份且為60質量份以下,進而佳為超過20質量份且為50質量份以下,進而佳為超過20質量份且為45質量份以下,特佳為超過20質量份且為40質量份以下。
<1-3. 聚合物A的製造方法> 具有芯殼結構時的聚合物A的製造方法並無特別限制,可利用懸浮聚合、溶液聚合或乳化聚合等公知的方法來製造。其中,就製造的容易度的觀點而言,較佳為利用乳化聚合來製造。即,聚合物A較佳為藉由在構成最終所獲得的第一聚合物部分的聚合物的存在下,使構成第二聚合物部分的單量體成分乳化聚合而獲得的聚合物。再者,於進行乳化聚合時,可藉由一併添加該單量體成分並使其聚合的一併聚合來進行,亦可藉由階段性地進行添加的滴加聚合來進行。
更具體而言,可於使構成第一聚合物部分的聚合物分散於任意溶媒中而成的溶液中,添加構成第二聚合物部分的單量體成分,並使用各種混合機進行乳化,加入聚合起始劑,進行聚合。
使構成第一聚合物部分的聚合物分散於任意溶媒中而成的溶液例如可藉由如下方式而獲得:將構成第一聚合物部分的聚合物加入至水、異丙醇、乙醇、甲醇等各種醇、丙酮、甲基乙基酮、二乙基醚等一種以上的溶媒中,一邊實施剪切一邊進行攪拌。就分散性優異的方面而言,分散溶液中的第一聚合物的比例較佳為10質量%以上,就考慮到分散溶液的黏度後的操作性的觀點而言,較佳為50質量%以下。
當於使構成第一聚合物部分的聚合物分散於任意溶媒中而成的溶液中添加構成第二聚合物部分的單量體成分時,亦可進而添加界面活性劑。作為界面活性劑,可列舉:陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、或中性界面活性劑。該些可使用一種以上。
聚合起始劑能夠使用通常用於自由基聚合的物質,作為其具體例,可列舉:過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等過硫酸鹽類,偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2-苯基偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈等油溶性偶氮化合物類,2,2'-偶氮雙{2-甲基-N-[1,1-雙(羥基甲基)-2-羥基乙基]丙醯胺}、2,2'-偶氮雙{2-甲基-N-[2-(1-羥基乙基)]丙醯胺}、2,2'-偶氮雙{2-甲基-N-[2-(1-羥基丁基)]丙醯胺}、2,2'-偶氮雙[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]及其鹽類、2,2'-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]及其鹽類、2,2'-偶氮雙{2-[1-(2-羥基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}及其鹽類、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)及其鹽類、2,2'-偶氮雙[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]等水溶性偶氮化合物,過氧化苯甲醯、氫過氧化異丙苯、第三丁基過氧化氫、過氧化-2-乙基己酸第三丁酯、過氧化異丁酸第三丁酯等有機過氧化物類等。所述聚合起始劑可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
作為本發明的一態樣中的較佳的自由基聚合方法,例如可列舉:利用水溶性的聚合起始劑進行聚合的方法、藉由使用有機過氧化物與硫酸亞鐵或異抗壞血酸等還原劑的氧化還原反應來進行聚合的方法。
相對於構成第二聚合物部分的單量體的合計100質量份,聚合起始劑的使用量較佳為0.05質量份~1.0質量份,下限更佳為0.1質量份以上,上限更佳為0.3質量份以下。再者,於使用過氧化物系聚合起始劑的情況下,可與還原劑組合作為氧化還原系聚合起始劑來使用。相對於構成第二聚合物部分的單量體的合計100質量份,還原劑的使用量較佳為0.0001質量份~1質量份。
另外,作為分子量調整劑,亦可使用正十二烷基硫醇、第三-十二烷基硫醇、α-甲基苯乙烯二聚物等公知的鏈轉移劑使單量體聚合。
反應溫度並無特別限制,通常為45℃以上且80℃以下。另外,反應時間亦無特別限制,通常為30分鐘以上且300分鐘以下。
藉由乳化聚合而獲得的聚合物A的乳膠可藉由利用噴霧乾燥法或凍結乾燥法進行乾燥、或者進行凝結,從而以聚合物的粉體的形式回收。該些中,較佳為進行基於噴霧乾燥法的乾燥或凝結。
於進行基於噴霧乾燥法的乾燥的情況下,較佳為將聚合物A的乳膠噴霧於微小液滴上,對其吹送熱風使其乾燥。作為產生液滴的裝置,可使用旋轉圓盤形式、壓力噴嘴式、雙流體噴嘴式等任一裝置。
於對聚合物A的乳膠吹送熱風而進行乾燥的情況下,該熱風溫度較佳為100℃以上且200℃以下。若熱風溫度為100℃以上,則可充分進行乳膠的乾燥,若為200℃以下,則可抑制所獲得的粉體的熱分解。
於進行凝結的情況下,向溶解有凝結劑的熱水中投入聚合物A的乳膠,使聚合物A鹽析並分離,且進行精製並加以凝固而成為濕潤狀,對如此而得的物質進行脫水及乾燥。作為凝結劑,例如可列舉氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鈉、硫酸鎂、硝酸鈉、乙酸鈣等無機鹽、或者硫酸等酸,特佳為乙酸鈣。該些凝結劑可單獨使用一種或併用兩種以上,但於併用的情況下,較佳為選擇不會於水中形成不溶性鹽的組合。例如,若併用乙酸鈣與硫酸或其鈉鹽,則會形成不溶於水的鈣鹽,因此不佳。
再者,聚合物A根據其製造方法而第一聚合物部分與第二聚合物部分的聚合態樣發生變化,該情況為技術常識,但難以確定變成何種聚合態樣。例如,認為於構成第一聚合物部分的聚合物的存在下使構成第二聚合物部分的單量體成分乳化聚合而獲得的聚合物A與藉由其他方法而獲得的聚合物A的聚合態樣發生變化,結構或特性產生差異。然而,確定結構或特性以使此種差異變得明確是於技術上無法達成或完全不實際的。
[樹脂添加劑] 聚合物A可作為相容劑等樹脂添加劑而使用。再者,樹脂添加劑可直接使用聚合物A,另外亦可調配任意的助劑。作為助劑,可列舉公知者,例如可列舉:阻燃劑、滴落防止劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、脫模劑、潤滑劑、滑動劑、著色劑、螢光增白劑、蓄光顏料、螢光染料、抗靜電劑等。
<2. 樹脂組成物> 本實施形態的樹脂組成物包含聚合物A以及第一基質樹脂。另外,該樹脂組成物亦可進而包含作為與第一基質樹脂不同的樹脂的第二基質樹脂。聚合物A相對於第一基質樹脂及第二基質樹脂的合計100質量份的比例並無特別限制,較佳為0.1質量份~30質量份,更佳為5質量份~20質量份。若樹脂添加劑的比例為0.1質量份以上,則第一基質樹脂及第二基質樹脂的相容性進一步提高,若為30質量份以下,則樹脂組成物製造時的加工性優異。
本實施形態的樹脂組成物亦可進而包含其他成分。例如,為了賦予功能或改善特性,亦可視需要調配公知的助劑。作為所述助劑,例如可列舉:阻燃劑、滴落防止劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、脫模劑、潤滑劑、滑動劑、著色劑、螢光增白劑、蓄光顏料、螢光染料、抗靜電劑等。
<2-1. 第一基質樹脂> 第一基質樹脂並無特別限制,較佳為聚酯樹脂,例如可為包含由聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚對苯二甲酸三亞甲基酯(polytrimethylene terephthalate,PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate,PBN)、聚丁二酸丁二酯(polybutylene succinate,PBS)、聚羥基烷酸酯(polyhydroxy alkanoic acid,PHA)及聚乳酸(polylactic acid,PLA)所組成的群組中的至少一種的樹脂。另外,該些亦可使用再循環材料。
<2-2. 第二基質樹脂> 第二基質樹脂若為與第一基質樹脂不同的樹脂,則並無特別限制,例如為含有聚苯乙烯的樹脂,可使用聚苯乙烯、耐衝擊性聚苯乙烯(High Impact Polystyrene,HIPS)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers,ABS)等含有聚苯乙烯的樹脂。另外,該些亦可使用再循環材料。就提高相容性的觀點而言,較佳為構成第二基質樹脂的構成單元的至少一部分的構成單元與聚合物A中的第二聚合物部分的至少一部分的構成單元相同。
第一基質樹脂於第一基質樹脂及第二基質樹脂的合計100質量份中的比例並無特別限制,較佳為5質量份以上,更佳為10質量份以上,進而佳為20質量份以上,特佳為25質量份以上。另一方面,第一基質樹脂的該比例較佳為95質量份以下,更佳為90質量份以下,進而佳為80質量份以下,特佳為75質量份以下。
<2-3. 樹脂組成物的製造方法> 樹脂組成物的製造方法並無特別限制,可藉由將聚合物A、第一基質樹脂及第二基質樹脂以粉體的形態混合、或者熔融混練來製造。混合或熔融混練時,例如使用亨舍爾混合機(Henschel mixer)、班布里混合機(Banbury mixer)、單軸螺桿擠出機、雙軸螺桿擠出機、雙輥、捏合機、布拉本德混合機(Brabender mixer)等。
<3. 成形體> 本實施形態的樹脂組成物可進行成形加工而製成成形體。另外,亦可於將本實施形態的樹脂組成物與其他材料混合後進行成形加工而製成成形體。即,成形體亦可含有樹脂組成物。再者,作為成形方法,可使用公知的方法,例如可列舉:壓縮成形、轉移成形、射出成形、吹塑成形、真空成形、擠出成形、積層成形、壓延成形。
<4. 總結> 如上所示,本發明具有下述態樣。
[1] 一種聚合物,為具有第一聚合物部分、以及第二聚合物部分的聚合物,並且所述第一聚合物部分為聚酯系聚合物,所述第二聚合物部分具有與構成所述第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元,所述第一聚合物部分與所述第二聚合物部分的合計100質量份中的所述第一聚合物部分的比例超過20質量份且為90質量份以下,所述第二聚合物部分具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元。
[2] 如[1]所述的聚合物,其中構成所述第二聚合物部分的所有構成單元的合計100質量份中的、所述源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元的比例為5質量份以上。
[3] 如[1]或[2]所述的聚合物,其中所述第二聚合物部分進而具有源自芳香族乙烯基單量體的構成單元。
[4] 如[3]所述的聚合物,其中構成所述第二聚合物部分的所有構成單元的合計100質量份中的、所述源自芳香族乙烯基單量體的構成單元的比例為30質量份以上且95質量份以下。
[5] 如[1]至[4]中任一項所述的聚合物,具有芯殼結構,所述第一聚合物部分構成所述芯殼結構的殼部分,所述第二聚合物部分構成所述芯殼結構的芯部分。
[6] 如[1]至[5]中任一項所述的聚合物,藉由在構成所述第一聚合物部分的聚合物的存在下,使構成所述第二聚合物部分的單量體成分乳化聚合而獲得。
[7] 一種樹脂添加劑,包含如[1]至[6]中任一項所述的聚合物。
[8] 一種樹脂組成物,包含:如[1]至[6]中任一項所述的聚合物、以及作為第一基質樹脂的聚酯樹脂。
[9] 如[8]所述的樹脂組成物,進而包含第二基質樹脂,所述第二基質樹脂為與所述第一基質樹脂不同的樹脂。
[10] 如[9]所述的樹脂組成物,其中所述第二基質樹脂為含有聚苯乙烯的樹脂。
[11] 一種樹脂組成物,包含:如[1]、[5]或[6]所述的聚合物、作為第一基質樹脂的聚酯樹脂、以及作為與所述第一基質樹脂不同的樹脂的第二基質樹脂,所述樹脂組成物中,所述第二聚合物部分的至少一部分的構成單元與構成所述第二基質樹脂的構成單元的至少一部分的構成單元相同。
[12] 一種成形體,包含如[8]至[11]中任一項所述的樹脂組成物。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明的一態樣進行說明。於實施例中,「份」表示「質量份」。
<拉伸彈性模數、拉伸伸長率> 使用滕喜龍(Tensilon)萬能試驗機(機種名「RTC-1250A-PL」,奧力恩泰科(Orientec)(股)製造),依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K7139進行拉伸試驗,測定成形體的拉伸彈性模數及拉伸伸長率。
<相尺寸> 使用穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)(機種名「H-7600」,日立公司製造),對一部分成形體進行相尺寸的觀察。試驗片是利用四氧化鋨染色12小時後,利用四氧化釕染色5小時,製作觀察切片。求出TEM照片中的任意30個分散相的長徑部分的平均徑,作為相尺寸。
(製造例1) 放入作為構成第一聚合物部分的聚合物的水分散溶液的尼奇高聚酯(Nichigo-POLYESTER)WR-905(三菱化學(股)製造;固體成分20%)240份、作為自由基聚合性單量體的苯乙烯(St)90份、甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate,GMA)10份,利用均質混合機進行乳化,獲得自由基聚合性單量體的預乳液。
向包括攪拌機、回流冷卻管、溫度控制裝置的燒瓶中,添加222份的預乳液及去離子水,於流量每分鐘200 ml的條件下進行氮氣起泡,同時升溫至50℃,保持1小時。添加作為聚合起始劑的帕庫米魯(Percumyl)P(日油公司製造)0.7份、作為還原劑的硫酸亞鐵:0.002份、乙二胺四乙酸鈉(sodium ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA):0.006份、甲醛次硫酸鈉:0.3份、去離子水:10份,切換為氮氣流,開始聚合。1小時後升溫至60℃,保持2小時,進行冷卻,獲得本發明的一態樣的聚合物A1的乳膠。將所獲得的聚合物A1的乳膠添加至放入了5質量份的乙酸鈣的去離子水460份中,進行凝結、水洗、脫水、乾燥,藉此以粉體的形態獲得聚合物A1。
(製造例2~製造例9) 除了對第一聚合物部分的使用量、自由基聚合性單量體的種類及共聚量如下述表1般進行變更以外,利用與製造例1相同的製法獲得本發明的一態樣的聚合物A2~聚合物A6及比較例的聚合物B1~聚合物B3。作為自由基聚合性單量體,使用一種或兩種(甲基)丙烯酸酯。表1中,將兩種(甲基)丙烯酸酯分別表述為「a1」及「a2」。於製造例2~製造例7中,作為自由基聚合性單量體,使用甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate,BA)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate,MMA)及聚丙二醇單甲基丙烯酸酯(日油公司製造的布蘭莫(Blemmer)PP-800)的至少任一者。
<聚合穩定性> 作為各聚合物的聚合穩定性,若於整個聚合過程中自由基聚合性單量體藉由第一聚合物而保持乳化狀態則評價為「適合」,若分離則評價為「不適合」。
(實施例1) 將作為第一基質樹脂的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT,三菱工程塑膠股份有限公司製造:諾瓦杜蘭(Novaduran)5010R)70份、作為第二基質樹脂的聚苯乙烯(PS,東洋苯乙烯股份有限公司製造:東洋斯齊洛魯(Toyo Styrol)GP200)30份、製造例1中所製造的聚合物A1 10份放入聚乙烯製的袋中。用手充分搖動該聚乙烯製的袋進行手動混合後,使用雙軸擠出機(東芝機械公司製造,商品名:TEM35B)於250℃下進行熔融混練,並對擠出的股線進行切割,獲得顆粒。使用射出成形機(東芝機械公司製造,商品名:IS100EN)於成形溫度250℃及模具溫度60℃下對所獲得的顆粒進行成形,製造依據JIS K7139的啞鈴型的成形體,獲得實施例1的成形體。對於成形體,進行利用穿透式電子顯微鏡(TEM)進行的剖面觀察及拉伸試驗。將成形體的剖面的TEM照片示於圖1中。TEM照片中的任意的30個分散相的長徑部分的平均徑為0.58 μm。另外,藉由拉伸試驗而獲得的成形體的拉伸彈性模數為2.2 GPa,拉伸伸長率為3.1%。
(實施例2~實施例8) 除了將第二基質樹脂變更為耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS,東洋苯乙烯製造:東洋斯齊洛魯(Toyo Styrol)H350)、或者對第一基質樹脂及第二基質樹脂的比例、使用的聚合物的種類以及添加量如下述表2般進行變更以外,與實施例1同樣地獲得成形體,並進行評價。
(比較例1) 除了不添加藉由製造例1而獲得的聚合物A1以外,藉由與實施例1相同的方法製造樹脂組成物及成形體,獲得比較例1的成形體。對於成形體,進行利用TEM進行的剖面觀察及拉伸試驗。將成形體的剖面的TEM照片示於圖2中。TEM照片中的任意的30個分散相的長徑部分的平均徑為1.01 μm。另外,藉由拉伸試驗而獲得的成形體的拉伸彈性模數為2.1 GPa,拉伸伸長率為2.9%。
(比較例2~比較例7) 除了將第二基質樹脂變更為耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS,東洋苯乙烯製造:東洋斯齊洛魯(Toyo Styrol)H350)、或者對有無聚合物的添加、使用的聚合物的種類及添加量如下述表2般進行變更以外,與實施例1同樣地獲得成形體,並進行評價。
[表1]
| 第一聚合物部分 | 第二聚合物部分 | 第一聚合物 部分的比例 (質量份) | 名稱 | 聚合穩定性 | ||||||
| 聚酯系聚合物 | a1 | a1的比例 (質量份) | a2 | a2的比例 (質量份) | 芳香族 乙烯基 | 芳香族乙烯基 的比例 (質量份) | ||||
| 製造例1 | WR-905 | GMA | 10 | - | - | St | 90 | 38 | 聚合物A1 | 適合 |
| 製造例2 | WR-905 | GMA | 10 | - | - | St | 90 | 26 | 聚合物A2 | 適合 |
| 製造例3 | WR-905 | BA | 10 | - | - | St | 90 | 38 | 聚合物A3 | 適合 |
| 製造例4 | WR-905 | BA | 5 | MMA | 45 | St | 50 | 26 | 聚合物A4 | 適合 |
| 製造例5 | WR-905 | BA | 5 | MMA | 45 | St | 50 | 38 | 聚合物A5 | 適合 |
| 製造例6 | WR-905 | 布蘭莫(Blemmer) PP-800 | 10 | MMA | 40 | St | 50 | 38 | 聚合物A6 | 適合 |
| 製造例7 | WR-905 | BA | 5 | MMA | 45 | St | 50 | 19 | 聚合物B1 | 適合 |
| 製造例8 | WR-905 | GMA | 10 | - | - | St | 90 | 19 | 聚合物B2 | 適合 |
| 製造例9 | WR-905 | - | - | - | - | St | 100 | 38 | 聚合物B3 | 不適合 |
[表2]
| 第一基質樹脂 | 第二基質樹脂 | 樹脂添加劑 | 拉伸彈 性模數 (GPa) | 拉伸 伸長率 (%) | 相尺寸 (μm) | ||||
| 種類 | 調配量 (質量份) | 種類 | 調配量 (質量份) | 種類 | 調配量 (質量份) | ||||
| 實施例1 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物A1 | 10 | 2.2 | 3.1 | 0.58 |
| 實施例2 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物A1 | 5 | 2.1 | 3 | 0.66 |
| 實施例3 | PBT | 90 | PS | 10 | 聚合物A1 | 5 | 1.8 | 11.9 | 1.22 |
| 實施例4 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物A2 | 5 | 2.1 | 3.1 | 0.6 |
| 實施例5 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物A3 | 5 | 2.2 | 3.6 | 0.5 |
| 實施例6 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物A4 | 5 | 2.1 | 4.1 | 0.44 |
| 實施例7 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物A5 | 5 | 2.3 | 4.9 | 0.37 |
| 實施例8 | PBT | 70 | HIPS | 30 | 聚合物A6 | 5 | 1.8 | 12 | 2.11 |
| 比較例1 | PBT | 70 | PS | 30 | - | - | 2.1 | 2.9 | 1.01 |
| 比較例2 | PBT | 90 | PS | 10 | - | - | 1.7 | 9.2 | 3.62 |
| 比較例3 | PBT | 70 | HIPS | 30 | - | - | 1.8 | 10.5 | 3.31 |
| 比較例4 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物B1 | 5 | 2.2 | 2.8 | 未測定 |
| 比較例5 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物B2 | 5 | 2.1 | 2.9 | 0.91 |
| 比較例6 | PBT | 70 | PS | 30 | 聚合物B3 | 5 | 1.9 | 2.5 | 6.53 |
| 比較例7 | PBT | 70 | PS | 30 | WR-905 | 5 | 1.9 | 2.8 | 未測定 |
根據以上的結果,可知,於第一基質樹脂與第二基質樹脂的比例為70/30(第一基質樹脂/第二基質樹脂)的情況下,相對於不使用本發明的一態樣的聚合物的比較例1,使用本發明的一態樣的聚合物時的實施例1中,分散相的平均徑大幅變小,另外,成形體的拉伸伸長率於將比較例1設為100%時提高了7%。另外,可知,相對於比較例1,關於使用本發明的一態樣的聚合物時的實施例4、實施例6,亦同樣提高了分散相的平均徑與成形體的拉伸伸長率。根據以上的結果,可知,藉由使用本發明的一態樣的聚合物作為樹脂添加劑,而提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性及成形體的拉伸伸長率。藉由拉伸伸長率提高,成形體的韌性變良好,因此工業利用價值高。
另外,可確認到,相對於使用第一聚合物部分的比例少的聚合物的比較例5,第一聚合物部分的比例充分的實施例2中,分散相的平均徑變小,另外,成形體的拉伸伸長率於將比較例5設為100%時亦提高了3%。於使用第一聚合物部分的比例少的聚合物的比較例4、與第一聚合物部分的比例充分的實施例7中,亦同樣地可知分散相的平均徑與成形體的拉伸伸長率提高。根據以上的結果,可知,藉由使用本發明的一態樣的聚合物作為樹脂添加劑,而提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性及成形體的拉伸伸長率。藉由拉伸伸長率提高,成形體的韌性變良好,因此工業利用價值高。
進而,可確認到,相對於使用在第二聚合物部分中不含(甲基)丙烯酸酯單量體的聚合物的比較例6,在第二聚合物部分中含有(甲基)丙烯酸酯單量體的實施例2、實施例5及實施例7中,分散相的平均徑小,另外,成形體的拉伸伸長率提高。可確認到,於將比較例6的拉伸伸長率設為100%時,實施例2、實施例5及實施例7的拉伸伸長率分別提高了20%、44%、96%。根據以上的結果,可知,藉由使用本發明的一態樣的聚合物作為樹脂添加劑,而提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性及成形體的拉伸伸長率。藉由拉伸伸長率提高,成形體的韌性提高,因此工業利用價值高。
可知,相對於不使用本發明的一態樣的聚合物的比較例2,第一基質樹脂與第二基質樹脂的比例為90/10(第一基質樹脂/第二基質樹脂)的實施例3中,分散相的平均徑大幅變小,另外,成形體的拉伸伸長率於將比較例2設為100%時提高了29%。根據以上的結果,可知,藉由使用本發明的一態樣的聚合物作為樹脂添加劑,而提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性及成形體的拉伸伸長率。藉由拉伸伸長率提高,成形體的韌性提高,因此工業利用價值高。
可知,相對於不使用本發明的一態樣的聚合物的比較例3,第二基質樹脂使用HIPS的實施例8中,分散相的平均徑大幅變小,另外,成形體的拉伸伸長率於將比較例3設為100%時提高了14%。根據以上的結果,可知,藉由使用本發明的一態樣的聚合物作為樹脂添加劑,而提高第一基質樹脂與第二基質樹脂的相容性及成形體的拉伸伸長率。藉由拉伸伸長率提高,成形體的韌性提高,因此工業利用價值高。
於使用不具有第二聚合物部分的聚合物的比較例7中,聚合物的聚合穩定性差,另外成形體的拉伸伸長率較不具有聚合物的比較例1差,因此工業利用價值差。 [產業上的可利用性]
本發明的一態樣的聚合物可適宜地用作相容劑,所述相容劑於兩種以上的樹脂的混合時,可減低樹脂的相分離,另外於將包含聚合物的樹脂組成物製成成形體時拉伸伸長率優異。
無
圖1是利用穿透式電子顯微鏡觀察實施例1的成形體而得的剖面照片。 圖2是利用穿透式電子顯微鏡觀察比較例1的成形體而得的剖面照片。
Claims (15)
- 一種聚合物,為具有第一聚合物部分、以及第二聚合物部分的聚合物,並且所述第一聚合物部分為聚酯系聚合物,所述第二聚合物部分具有與構成所述第一聚合物部分的構成單元不同的構成單元,所述第一聚合物部分與所述第二聚合物部分的合計100質量份中的所述第一聚合物部分的比例超過20質量份且為70質量份以下,所述第二聚合物部分具有源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元。
- 如請求項1所述的聚合物,其中構成所述第二聚合物部分的所有構成單元的合計100質量份中的、所述源自(甲基)丙烯酸酯單量體的構成單元的比例為5質量份以上。
- 如請求項1所述的聚合物,其中所述第二聚合物部分進而具有源自芳香族乙烯基單量體的構成單元。
- 如請求項3所述的聚合物,其中構成所述第二聚合物部分的所有構成單元的合計100質量份中的、所述源自芳香族乙烯基單量體的構成單元的比例為30質量份以上且95質量份以下。
- 如請求項1所述的聚合物,具有芯殼結構,所述第一聚合物部分構成所述芯殼結構的殼部分,所述第二聚合物部分構成所述芯殼結構的芯部分。
- 如請求項1所述的聚合物,藉由在構成所述第一聚合 物部分的聚合物的存在下,使構成所述第二聚合物部分的單量體成分乳化聚合而獲得。
- 如請求項1所述的聚合物,其中所述第一聚合物部分與所述第二聚合物部分的合計100質量份中的所述第一聚合物部分的比例超過20質量份且為50質量份以下。
- 一種樹脂添加劑,包含如請求項1至7中任一項所述的聚合物。
- 一種相容劑,包含如請求項1至7中任一項所述的聚合物。
- 一種樹脂組成物,包含:如請求項1至7中任一項所述的聚合物、以及作為第一基質樹脂的聚酯樹脂。
- 如請求項10所述的樹脂組成物,進而包含第二基質樹脂,所述第二基質樹脂為與所述第一基質樹脂不同的樹脂。
- 如請求項11所述的樹脂組成物,其中所述第二基質樹脂為含有聚苯乙烯的樹脂。
- 一種樹脂組成物,包含:如請求項1、5或6所述的聚合物、作為第一基質樹脂的聚酯樹脂、以及作為與所述第一基質樹脂不同的樹脂的第二基質樹脂,所述樹脂組成物中,所述第二聚合物部分的至少一部分的構成單元與構成所述第 二基質樹脂的構成單元的至少一部分的構成單元相同。
- 如請求項13所述的樹脂組成物,其中相對於所述第一基質樹脂及所述第二基質樹脂的合計100質量份,所述聚合物的比例為0.1質量份~30質量份。
- 一種成形體,包含如請求項10至14中任一項所述的樹脂組成物。
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