JP2005307074A - 熱可塑性樹脂組成物および成型品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリオルガノシロキサン(S)と、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含有するポリ(メタ)アクリル酸エステル(M)とからなる複合ゴム状重合体(R)に、ビニル系重合体がグラフトした第一のグラフト共重合体(A)1〜99.9質量部、質量平均粒子径が0.6μm超30μm以下であるゴム状重合体(G)に、ビニル系重合体がグラフトした第二のグラフト共重合体(B)99〜0.1質量部、およびその他の熱可塑性樹脂(C)0〜80質量部からなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
このうち、ゴム質重合体と硬質樹脂とを組み合わせることによって、材料の耐衝撃性を高める手法は既に工業化されている。このような手法を用いた材料としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ハイインパクトポリスチレン(HIPS)樹脂、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル(ASA)樹脂、変性PPE樹脂、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン(MBS)樹脂強化ポリ塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂組成物が挙げられる。
熱可塑性樹脂組成物の中でも、ゴム質重合体として、飽和ゴムであるアルキル(メタ)アクリレートゴム等の成分を用いたASA樹脂や、エチレン−プロピレン系ゴム成分を用いたAES樹脂は、良好な耐候性を有するという特徴を有する。
さらに、低温での耐衝撃性をより改善する目的から、ポリオルガノシロキサンとアルキル(メタ)アクリレートとの複合ゴムを成分に用いた熱可塑性樹脂組成物も提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
この様な艶消し材料を得る方法としては、架橋硬質重合体を熱可塑性樹脂組成物に配合する方法が提案されている。(例えば、特許文献4〜12参照)
具体的には、上記の様な架橋硬質重合体を配合した熱可塑性樹脂組成物は、耐衝撃性の低下が顕著であり、その使用には制限があった。特に、屋外での冬季使用を考慮した低温衝撃性や、成型品の実用衝撃試験に近い面衝撃性において特に不充分であった。
したがって、耐衝撃性、特に低温における面衝撃特性や耐候性、そして艶消し外観の全てを同時に満足する材料が強く望まれていた。
すなわち、本発明の第1の態様は、ポリオルガノシロキサン(S)と、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含有するポリ(メタ)アクリル酸エステル(M)とからなる複合ゴム状重合体(R)に、ビニル系重合体がグラフトした第一のグラフト共重合体(A)1〜99.9質量部、
質量平均粒子径が0.6μm超30μm以下であるゴム状重合体(G)に、ビニル系重合体がグラフトした第二のグラフト共重合体(B)99〜0.1質量部、および
その他の熱可塑性樹脂(C)0〜80質量部
からなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。
本発明の第2の態様は、第1の態様の熱可塑性樹脂組成物からなる成型品である。
本発明の第3の態様は、第1の態様の熱可塑性樹脂組成物をシート成形してなる成型品である。
本発明の第4の態様は、第1の態様の熱可塑性樹脂組成物を異形押出成形してなる成型品である。
≪熱可塑性樹脂組成物≫
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、第一のグラフト共重合体(A)1〜99.9質量部、第二のグラフト共重合体(B)99〜0.1質量部、およびその他の熱可塑性樹脂(C)0〜80質量部からなるものである。
まず、第一のグラフト共重合体(A)について詳細に説明する。
グラフト共重合体(A)は、ポリオルガノシロキサン(S)とポリ(メタ)アクリル酸エステル(M)とからなる複合ゴム状重合体(R)にビニル系重合体がグラフトしたものである。
グラフト共重合体(A)の複合ゴム状重合体(R)を構成するポリオルガノシロキサン(S)としては、特に制限はないが、ビニル重合性官能基を含有するポリオルガノシロキサンが好ましい。
ここで、「ビニル重合性官能基」とは、二重結合を持ち他のビニル系単量体と共重合可能な官能基を意味し、例えばビニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、スチリル基等が挙げられる。
ビニル重合性官能基を含有するポリオルガノシロキサンとしては、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位を含有するポリオルガノシロキサンが、ビニル系重合体(B1)と複合化し易いため好ましく、特に、ビニル重合性官能基含有シロキサン単位0.3〜3モル%と、ジメチルシロキサン単位97〜99.7モル%とからなり、3個以上のシロキサン結合を有するケイ素原子がポリオルガノシロキサン中の全ケイ素原子に対し1モル%以下であるポリオルガノシロキサンが、得られる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性と着色性が共に優れるため好ましい。
シロキサン系架橋剤としては、3官能性または4官能性のシラン系架橋剤、例えばトリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。
まず、はじめに、ビニル重合性官能基含有シロキサンとジメチルシロキサンとからなるシロキサン混合物に、必要に応じてシロキサン系架橋剤を添加した後、乳化剤および水を用いて乳化させ、シロキサン混合物ラテックスを得る。
次いで、高速回転による剪断力で微粒子化するホモミキサーや、高圧発生機による噴出力で微粒子化するホモジナイザー等を使用して、シロキサン混合物ラテックスを微粒子化させる。ここで、モジナイザー等の高圧乳化装置を使用すると、シロキサン混合物ラテックスの粒子径分布を小さくできるため好ましい。
次いで、微粒子化したシロキサン混合物ラテックスを、酸触媒を含む酸水溶液中に添加して高温下で重合させる。そして、反応液を冷却し、さらに苛性ソーダ、苛性カリ、炭酸ナトリウムなどのアルカリ性物質で中和することで重合を停止させて、ポリオルガノシロキサン(S)を得る。
これらの乳化剤は、シロキサン混合物100質量部に対して、0.05〜5質量部程度の範囲で使用される。
また、n−ドデシルベンゼンスルホン酸と硫酸などの鉱酸とを併用すると、ポリオルガノシロキサン(S)ラテックスに使用した乳化剤が、成型品の色に影響を及ぼすことを極力抑えることができる。
なお、ポリオルガノシロキサン(S)の粒子径を制御する方法としては、例えば、特開平5−279434号公報に記載された方法を採用できる。
上記ポリオルガノシロキサン(S)とともに複合ゴム状重合体(R)を構成するポリ(メタ)アクリル酸エステル(M)は、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と、架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを必須成分として含有するものである。(メタ)アクリル酸エステル単量体と架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含有することで、本発明の熱可塑性樹脂組成物の顔料着色性を向上させることができる。
架橋剤としては、ジメタクリレート系化合物が挙げられ、その具体例としては、エ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、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートおよび1,4−ブチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
グラフト交叉剤としては、アリル化合物が挙げられ、その具体例としては、メタクリル酸アリル、シアヌル酸トリアリルおよびイソシアヌル酸トリアリル等が挙げられる。
複合ゴム状重合体(R)の製造方法としては特に制限されない。例えば、別々に製造したポリオルガノシロキサン(S)ラテックスとポリ(メタ)アクリル酸エステル(M)ラテックスとをヘテロ凝集もしくは共肥大化する方法、ポリオルガノシロキサン(S)ラテックスとポリ(メタ)アクリル酸エステル(M)ラテックスのいずれか一方の存在下で、他方の重合体を形成させて複合化させる方法等が挙げられる。中でも、得られる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性および顔料着色性がより優れることから、ポリオルガノシロキサン(S)ラテックスの存在下で、(メタ)アクリル酸エステル単量体と架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含む単量体混合物を乳化重合させる方法が好ましい。
アルケニルコハク酸ジカリウムの具体的例としては、オクタデセニルコハク酸ジカリウム、ヘプタデセニルコハク酸ジカリウム、ヘキサデセニルコハク酸ジカリウムなどが挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併用できる。
なお、本発明において、「ビニル系」とは、その原料となる単量体分子内に置換または非置換ビニル基(CH2=CH−)を有することを意味する。
芳香族ビニル系単量体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル系単量体の具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル系単量体;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル等のアクリル酸エステル系単量体が挙げられる。
そして、これらのうち、得られる第一のグラフト共重合体(A)の熱安定性が優れることから、スチレンとアクリロニトリルとを含む単量体単位からなっていることが特に好ましい。
グラフト共重合体(A)は、複合ゴム状重合体(R)にビニル系重合体がグラフトしたものである。
グラフト共重合体(A)は、例えば、乳化グラフト重合により製造される。具体的には、複合ゴム状重合体(R)ラテックスに、シアン化ビニル系単量体、芳香族ビニル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体およびから選ばれる少なくとも1種などのビニル系単量体成分を加え、乳化剤の存在下で公知のラジカル重合技術により製造される。
この際、単量体成分中には、グラフト率やグラフト成分の分子量を制御するための各種連鎖移動剤を添加することができる。
湿式法において、グラフト共重合体(A)のスラリーから乾燥状態のグラフト共重合体(A)を得るには、まず、グラフト共重合体(A)に残存する乳化剤残渣を水中に溶出させ、洗浄し、次いで、このスラリーを遠心もしくはプレス脱水機で脱水し、その後、気流乾燥機等で乾燥して粉体または粒子状のグラフト共重合体(A)を得る。この際、圧搾脱水機や押出機等で脱水と乾燥とを同時に実施してもよい。さらには、圧搾脱水機や押出機から排出されたグラフト共重合体を直接、本発明の熱可塑性樹脂組成物を製造する押出機や成形機に供給して成型品を製造することもできる。
次に、第二のグラフト共重合体(B)について詳細に説明する。
グラフト共重合体(B)は、質量平均粒子径が0.6μm超30μm以下であるゴム状重合体(G)に、ビニル系重合体がグラフトしたものである。
ゴム状重合体(G)としては、質量平均粒子径が0.6μm超30μm以下であれば特に制限されないが、得られる熱可塑性樹脂組成物の耐候性と艶消し性とのバランスに優れることから、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系ゴム状重合体(G1)であることが好ましい。
さらには、これに加えて、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、特に面衝撃性に優れることから、ポリオルガノシロキサンと、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含有するポリ(メタ)アクリル酸エステルとからなる複合ゴム状重合体(G2)であることがより好ましい。
ここで、「複合ゴム状重合体」とは、二つ以上のゴム状重合体が全体または部分的にミクロレベルで絡みあった,もしくは化学的に結合を有した状態を指す。ただし、完全な均一状態として定義されるものではなく、サブミクロンまたはナノオーダーで各々独立したドメインを形成していても良い。
また、複合ゴム状重合体(G2)を構成するポリオルガノシロキサンとしては、上述のポリオルガノシロキサン(S)と同様のものが使用できる。
中でも、複合ゴム状重合体(G2)の製造において、安定かつ凝塊物の発生が少なく、なおかつ所望とする粒子径への制御性に優れることから、ポリオルガノシロキサン存在下で、ポリ(メタ)アクリル酸エステルを構成する(メタ)アクリル酸エステル系単量体または(メタ)アクリル酸エステル系単量体混合物と、架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含む混合物を重合させる方法が好ましい。
具体的に複合ゴム状重合体(G2)の好ましい具体的な製造例を挙げると、ポリオルガノシロキサンを、ポリ(メタ)アクリル酸エステルを構成する単量体混合物中に均一になる様に溶解せしめ、この混合物を懸濁重合させることにより、複合ゴム状重合体(G2)を得ることができる。
より具体的には、例えば、上述のような混合物を水性媒体に分散させる際に、高速攪拌機やホモミキサー、ホモジナイザー等のせん断力の高い攪拌装置を用い、これらのせん断力や負荷時間を制御して(混合)エマルジョンの分散粒子径を制御しておく。そしてこの(混合)エマルジョンを懸濁重合することにより、目的とする質量平均粒子径のゴム状重合体(G)を水性分散液として得ることが可能となる。
これら分散剤の使用量は、分散剤の種類や所望とする粒子径により変動するが、概して0.01質量部〜10質量部の範囲が望ましい。
第二のグラフト共重合体(B)は、上記のごとく製造したゴム状重合体(G)にビニル系重合体をグラフト重合して得ることができる。
グラフト重合に用いられるビニル系単量体は、特に限定されないが、他の樹脂材料と配合する際の取り扱い性に優れることから、グラフト部を構成するビニル系重合体のガラス転移温度が使用環境温度以上になる単量体または単量体混合物を選択することが好ましく、より好ましくはビニル系重合体のガラス転移温度が50℃以上、さらに好ましくは70℃以上となる様にビニル系単量体を選択することが好ましい。
具体的に、用いることができるビニル系単量体としては、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体等が使用でき、具体的には、グラフト共重合体(A)において述べたものを使用することができる。
その際、グラフト重合に用いる乳化剤(分散剤)や重合開始剤は、ゴム状重合体(G)の製造に用いた残存物を利用しても良いし、また必要に応じて同種または異種の乳化剤(分散剤)や重合開始剤、さらに連鎖移動剤等をさらに追加使用してもいっこうに差し支えない。
上記湿式法により得られたスラリーから乾燥した粉体または粒状の第二のグラフト共重合体(B)とするには、まず残存する乳化剤残渣を水中に溶出させ、洗浄した後に、このスラリーを遠心もしくはプレス脱水機で脱水した後に気流乾燥機等で乾燥する方法、圧搾脱水機や押出機等で脱水と乾燥を同時に実施する方法などのプロセスを経た後に、乾燥した第二のグラフト共重合体(B)を粉体または粒子状で得ることができる。また、この際、圧搾脱水機や押出機から排出されたものを直接、樹脂組成物を製造する押出機や成形機に送ってペレットや成型品とすることも可能である。
本発明に用いることができる他の熱可塑性樹脂(C)としては、特に制限はなく、例えば、ポリメタクリル酸メチル、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−N−置換マレイミド三元共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸−N−置換マレイミド三元共重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT樹脂)、ポリエチレンテレフタレート(PET樹脂)、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)、スチレン−ブタジエン(SBR)、水素添加SBS、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)等のスチレン系エラストマー、各種オレフィン系エラストマー、各種ポリエステル系エラストマー、ポリスチレン、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−メタクリル酸メチル三元共重合体、ポリアセタール樹脂、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE樹脂)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリフェニレンスルフィド(PPS樹脂)、ポリエーテルスルホン(PES樹脂)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK樹脂)、ポリアリレート、液晶ポリエステル樹脂およびポリアミド(ナイロン)等が挙げられる。
これらの中でも、好ましくは、ポリメタクリル酸メチル、AS樹脂、アクリロニトリル−スチレン−N−置換マレイミド三元共重合体、スチレン−無水マレイン酸−N−置換マレイミド三元共重合体、ポリカーボネート樹脂、PBT樹脂、PET樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、MS樹脂、アクリロニトリル−スチレン−メタクリル酸メチル三元共重合体、変性PPE樹脂、ポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種以上である。
これらの熱可塑性樹脂(C)は、目的に応じて単独で、または、二種以上を併用して用いることができる。
熱可塑性樹脂(C)は、熱可塑性樹脂組成物100質量部中に0〜80質量部の範囲内で用いることができる。
本発明の成型品は、上述した本発明の熱可塑性樹脂組成物を、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法、インフレーション成形法等の各種成形方法によって成形したものである。
本発明の成型品は、上述した本発明の熱可塑性樹脂組成物のみからなる成型品であってもよく、また、場合によっては、上述した本発明の熱可塑性樹脂組成物を他の樹脂や金属等に被覆した成型品として使用することも可能である。ここで、被覆されることのできる他の樹脂としては、特に限定されないが、前述の他の熱可塑性樹脂(C)で記載したものや、ABS樹脂やハイインパクトポリスチレン樹脂(HIPS)等のゴム変性熱可塑性樹脂、フェノール樹脂やメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂等が広く使用できる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上記成形法によって、異形押出成形やシート成形、もしくは上記他材料との多層シート成形により、一次加工を施された成型品とすることができる。この様に一次加工を施された成形品は、用途に応じて熱成形や真空成形等によって広い工業分野に利用可能な材料となりうる。
(1)複合ゴム状重合体(R)の平均粒子径の測定
MATEC APPLIED SCIENCE社製サブミクロン粒度分布測定器CHDF−2000を用いて測定した。
(2)ゴム状重合体(G)の平均粒子径の測定
BECKMAN COULTER社製粒子径分布測定装置LS230型を用いて測定した。
オクタメチルシクロテトラシロキサン98部と、γ−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン2部とを混合してシロキサン系混合物100部を得た。
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.67部を溶解したイオン交換水300部にシロキサン系混合物100部を添加し、ホモミキサーにて10,000回転/分で2分間撹拌した後、ホモジナイザーで30MPaの圧力で1回通し、安定な予備混合オルガノシロキサンラテックスを得た。
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器内に、ドデシルベンゼンスルホン酸10部とイオン交換水90部とを注入し、10質量%のドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を調製した。この水溶液を攪拌下にて85℃に加熱し、上記予備混合オルガノシロキサンラテックスを4時間かけて滴下し重合せしめ、滴下終了後1時間85℃を維持した後、冷却した。次いで、この反応物を水酸化ナトリウム水溶液で中和して、固形分18.9質量%、質量平均粒子径が60nmであるポリオルガノシロキサン(S−1)ラテックスを得た。
オクタメチルシクロテトラシロキサン97.5部と、γ−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン0.5部と、テトラエトキシシラン2.0部とを混合してシロキサン系混合物100部を得た。
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム及びドデシルベンゼンスルホン酸を各1.0部溶解したイオン交換水200部に、上記シロキサン系混合物100部を添加し、ホモミキサーにて10,000回転/分で2分間撹拌した後、ホモジナイザーで30MPaの圧力で1回処理し、安定な予備混合オルガノシロキサンラテックスを得た。
この予備混合オルガノシロキサンラテックスを試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器内に移して攪拌混合し、80℃で5時間加熱した後に20℃に冷却放置し、48時間後に水酸化ナトリウム水溶液で中和して、固形分32質量%、質量平均粒子径が170nmであるポリオルガノシロキサン(S−2)ラテックスを得た。
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器内に、ポリオルガノシロキサン(S−1)ラテックス8部(固形分)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート0.2部、イオン交換水(ポリオルガノシロキサン(S−1)ラテックス中の水を含む)220部、アクリル酸n−ブチル41.6部、メタクリル酸アリル0.3部、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート0.1部、そしてt−ブチルハイドロパーオキサイド0.11部とを窒素気流下、攪拌しながら投入した。
これを60℃に昇温し、硫酸第一鉄0.000075部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.000225部、そしてナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2部をイオン交換水5部に溶解させた水溶液を添加し、ラジカル重合せしめた。このとき、単量体成分の重合により内容物は約80℃まで上昇した。1時間この温度を維持し、複合ゴム状重合体(R−1)ラテックスを得た。この複合ゴム状重合体(R−1)の質量平均粒子径は110nmであった。
続いて、これに硫酸第一鉄0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.003部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2部、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート0.2部、そしてイオン交換水5部とからなる水溶液を添加、更に、アクリロニトリル10部、スチレン30部、そしてt−ブチルハイドロパーオキサイド0.2部との混合液を内温75℃で2時間かけて滴下供給して重合せしめた。滴下終了後、温度75℃の状態を30分間保持した後に内容物を冷却した。
このラテックスに、アルケニルコハク酸ジカリウム塩を0.5部添加し、第一のグラフト共重合体(A−1)ラテックスを得た。
次いで、1%酢酸カルシウム水溶液150部を60℃に加熱し、この中へグラフト共重合体(A−1)ラテックス100部を投入し、さらに90℃で5分間加熱継続して凝固スラリーを得た。次いで析出物を脱水、洗浄、乾燥し、白色粉末状の第一のグラフト共重合体(A−1)を得た。
製造例3において、用いるポリオルガノシロキサン(S−1)ラテックスを8部から3部(固形分)に変更し、アクリル酸n−ブチル41.6部、メタクリル酸アリル0.3部、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート0.1部を、アクリル酸n−ブチル46.6部、メタクリル酸アリル0.3部、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート0.1部に変更した以外は、製造例3と同様にして、質量平均粒子径150nmである複合ゴム状重合体(R−2)および第一のグラフト共重合体(A−2)を得た。
製造例3において、用いるポリオルガノシロキサン(S−1)ラテックスを8部から15部(固形分)に変更し、アクリル酸n−ブチル41.6部、メタクリル酸アリル0.3部、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート0.1部を、アクリル酸n−ブチル44.6部、メタクリル酸アリル0.3部、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート0.1部に変更した以外は、製造例3と同様にして、質量平均粒子径90nmである複合ゴム状重合体(R−3)および第一のグラフト共重合体(A−3)を得た。
製造例3において、ポリオルガノシロキサン(S−1)ラテックスの代わりに、ポリオルガノシロキサン(S−2)を用いた以外は同様にして、質量平均粒子径160nmである複合ゴム状重合体(R−4)および第一のグラフト共重合体(A−4)を得た。
ポリオルガノシロキサン(S−1)ラテックスを凍結、融解させ二層に分離せしめ、水洗浄と乾燥を行いオイル状のポリオルガノシロキサン(S−1)を得た。
このオイル状のポリオルガノシロキサン(S−1)8部、(メタ)アクリル酸エステル系単量体{メタクリル酸アリル0.7部、アクリル酸n−ブチル71.3部}、過酸化ベンゾイル0.4部とを混合して、予備混合液を得た。これにアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム0.25部(花王(株)社製「ペレックスSS−L」、固形分)、脱イオン水295部とを混合し、ホモミキサー((株)エスエムテー製「HG92」型、同ローター「PB−1」)で10,000rpmで15分間分散処理し、予備混合エマルジョンを得た。
この予備混合エマルジョンを、冷却管、ジャケット加熱器および攪拌装置を備えた反応器内に入れ、攪拌混合しながら70℃に昇温して重合せしめ、発熱ピークが収まってから75℃で1時間加熱し、質量平均粒子径が9μmであるゴム状重合体(G−1)のスラリーを得た。
得られた水性分散液と同量の、90℃の1.5%酢酸カルシウム水溶液中に攪拌下で投入し、さらに98℃で5分間熱処理した後、脱水と洗浄を繰り返し、最後に一晩静置乾燥して、白色粉末状であるグラフト共重合体(B−1)を得た。
製造例7において、用いるポリオルガノシロキサンおよび(メタ)アクリル酸エステル系単量体(ゴム状重合体(G)の製造に用いる単量体)の種類と量、およびホモミキサー混合条件を表1のごとく変更して複合ゴム状重合体(G−2)〜(G−10)および(g−11)を得、該複合ゴム状重合体に、表1に種類と量を記載したビニル系単量体(グラフト重合に用いる単量体)を製造例7と同様にしてグラフト重合させて第二のグラフト共重合体(B−2)〜(B−10)および(b−11)を得た。
製造例7において、用いるポリオルガノシロキサン(S−2)を、凍結乾燥により回収したオイル状のものから、ポリオルガノシロキサン(S−2)ラテックスに変更した以外は同様にして重合(この例では乳化重合)と回収処理を行い、第二のグラフト共重合体(b−12)を得た。
BA:アクリル酸n−ブチル
AMA:メタクリル酸アリル
MMA:メタクリル酸メチル
EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル
AN:アクリロニトリル
St:スチレン
メタクリル酸メチル99部およびアクリル酸メチル1部からなり、N,N−ジメチルホルムアミド溶液から25℃で測定した還元粘度が0.25dl/gであるアクリル樹脂(C−1)を公知の懸濁重合により製造した。
アクリロニトリル7部、スチレン23部、メタクリル酸メチル70部よりなり、N,N−ジメチルホルムアミド溶液から25℃で測定した還元粘度が0.38dl/gであるアクリロニトリル−スチレン−メタクリル酸メチル三元共重合体(C−2)を公知の懸濁重合により製造した。
アクリロニトリル29部およびスチレン71部よりなり、N,N−ジメチルホルムアミド溶液から25℃で測定した還元粘度が0.60dl/gであるアクリロニトリル−スチレン共重合体(C−3)を公知の懸濁重合により製造した。
上記製造例3〜11で製造した第一のグラフト共重合体(A−1)〜(A−4)、第二のグラフト共重合体(B−1)〜(B−10)、(b−11)、(b−12)、他の熱可塑性樹脂(C−1)〜(C−3)を、表2に示す割合で配合し、さらにエチレンビスステアリルアミド0.4部、アデカスタブLA−63P(旭電化工業(株)製)0.2部、アデカスタブLA−36(旭電化工業(株)製)0.2部、着色剤として酸化チタン(「CR60−2」、石原産業(株)製)3部とを添加した後、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、この混合物をバレル温度230℃に加熱した脱気式二軸押出機(池貝鉄工(株)製「PCM−30」)で賦形し、ペレット(熱可塑性樹脂組成物)を作製した。
得られたペレットを、サーモプラスチックス工業(株)製25mmφ単軸押出機を用い、バレル温度190℃および250℃、冷却ロール温度85℃で、幅60mmTダイから樹脂をシート状に吐出させ、巻き取り速度を調節する押出成形によって、厚みを200μm〜250μmに調節した幅50mm〜60mmのシート状成型品を得た。
(i)シャルピー衝撃強度
ISO 179に準拠した方法により、実施例および比較例で得られたシート状成型品からなるノッチあり試験片を用い、23℃雰囲気下で12時間以上試験片を放置した後に測定を行った。
(ii)高速衝撃破壊エネルギー
40mmφ単軸シート押出機を用い、バレル温度230℃で幅25cm、厚さ約3mmのシート状試験片を調製した。このシート状試験片を、島津製作所(株)高速衝撃試験機HTM−1型を用いて、ストライカ径1/2インチ、受け径3インチ、温度23℃と−10℃、荷重1トン、ストライカ速度3.3m/秒の条件にて破壊エネルギーを測定した。
(iii)成形光沢度
上記(ii)にて、40mmφ短軸押出機を用いて調製したシート状試験片について、その光沢度を、入射光60°の反射率として測定した。
(iv)成形外観
実施例および比較例で得られたシート状成型品について、目視判定より、その艶消し性、フィッシュアイやダイラインの発生状態、表面のきめの細かさを判定し、問題なく良好なシートと認められたものを○、問題が多く実用に耐えないものを×、その中間を△と評価した。
(v)耐候性(加速曝露試験)
(ii)と同様にして調製した白着色シート(酸化チタン3部配合)を、サンシャインウエザーメーター(スガ試験機(株)製)でブラックパネル温度63℃、サイクル条件60分(降雨:12分)にて1,000時間処理した。この暴露後試験片と未暴露試験片との色の違いを色差計で測定し、変色度ΔEで評価した。
1)実施例1〜18の熱可塑性樹脂組成物は、シャルピー衝撃強度と高速衝撃破壊エネルギーが共に高く、良好な艶消し性並びに外観を有し、そして良好な耐候性を示した。このような樹脂組成物は工業的価値が高い。
2)特に実施例1〜実施例4、実施例6、実施例11、実施例12、実施例15〜実施例17の熱可塑性樹脂組成物は、いずれの項目においても良好な材料特性を示し、このような樹脂組成物は工業的価値が極めて高い。
3)第二のグラフト共重合体(B)を含まない比較例1の熱可塑性樹脂組成物は、シャルピー衝撃強度と耐候性は良好であったが、高速衝撃破壊エネルギーが23℃、−10℃のいずれも低く、なおかつシート成型品の光沢度も高かった。この様な樹脂組成物は工業的利用価値が低い。
4)第一のグラフト共重合体(A)を含まない比較例2の熱可塑性樹脂組成物は、艶消し性と耐候性は良好であったが、シャルピー衝撃強度と高速衝撃破壊エネルギーが23℃、−10℃のいずれも低かった。この様な樹脂組成物は工業的利用価値が低い。
5)第二のグラフト共重合体(B)の質量平均粒子径が45μmと大きい比較例3の熱可塑性樹脂組成物は、シャルピー衝撃強度と高速衝撃破壊エネルギーには優れるが、光沢が高く、なおかつ表面の荒れが顕著であった。この様な樹脂組成物は工業的利用価値が低い。
6)第二のグラフト共重合体(B)の質量平均粒子径が0.3μmと小さい比較例4の熱可塑性樹脂組成物は、シャルピー衝撃強度と耐候性は良好であるが、高速衝撃破壊エネルギーが23℃、−10℃のいずれも低く、なおかつ光沢度が高かった。この様な樹脂組成物は工業的利用価値が低い。
7)実施例1と実施例13との比較により、ポリオルガノシロキサン(S)を含む第二のグラフト共重合体(B)を用いた場合には、シャルピー衝撃強度と高速衝撃破壊エネルギーが共に高くなる傾向を示した。
8)実施例1〜実施例18により製造された成形シートは、シャルピー衝撃強度と高速衝撃破壊エネルギーが共に高く、艶消し性に優れ、そして良好な耐候性を示した。このような成形シートは工業的価値が高い。
Claims (8)
- ポリオルガノシロキサン(S)と、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含有するポリ(メタ)アクリル酸エステル(M)とからなる複合ゴム状重合体(R)に、ビニル系重合体がグラフトした第一のグラフト共重合体(A)1〜99.9質量部、
質量平均粒子径が0.6μm超30μm以下であるゴム状重合体(G)に、ビニル系重合体がグラフトした第二のグラフト共重合体(B)99〜0.1質量部、および
その他の熱可塑性樹脂(C)0〜80質量部
からなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。 - 複合ゴム状重合体(R)の質量平均粒子径が0.05〜0.6μmであることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ゴム状重合体(G)が、(メタ)アクリル酸エステル系ゴム状重合体(G1)であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ゴム状重合体(G)が、ポリオルガノシロキサンと、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と架橋剤および/またはグラフト交叉剤とを含有するポリ(メタ)アクリル酸エステルとからなる複合ゴム状重合体(G2)であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 他の熱可塑性樹脂(C)が、ポリメタクリル酸メチル、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−N−置換マレイミド三元共重合体、スチレン−無水マレイン酸−N−置換マレイミド三元共重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT樹脂)、ポリエチレンテレフタレート(PET樹脂)、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−メタクリル酸メチル三元共重合体、変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE樹脂)、ポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成型品。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物をシート成形してなる成型品。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を異形押出成形してなる成型品。
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