JP2578062B2 - 複合樹脂の製法および組成物 - Google Patents

複合樹脂の製法および組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種樹脂とスチレン系
樹脂との複合樹脂の製法に関する。さらに詳しくは分散
性に優れた複合樹脂の製法およびこの製法により得られ
る複合樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ゴム質共重合体は、耐衝撃性改良等の目
的で樹脂添加剤や各種成形加工品の改質剤として用いら
れている。これら複合樹脂の製法として、2成分を溶融
混合する方法やポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂
と分散剤の存在下でイソシアネート基含有化合物と水酸
基含有化合物を反応させポリウレタンエラストマーを分
散させる方法(例えば、特願平3−180396号明細
書)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一度重
合した樹脂同士を溶融混合する等の工程が煩雑となった
り、樹脂の存在下で縮合重合を行なう際に分散剤を併用
しても十分な効果を発揮しなかったりするため必ずしも
良好な特性を有する複合樹脂を得られるとは限らない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち本発明は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリ(チオ)エーテル樹脂からなる群より選ばれる1種
以上の樹脂(1)100重量部、スチレン系化合物とブ
タジエンもしくはイソプレンとの共重合体(2a)およ
びその部分水素添加物(2b)からなるゴム質共重合体
(2)50〜200重量部と、スチレン系化合物、(メ
タ)アクリロニトリル、ビニル基含有カルボン酸類から
なる群より選ばれる1種以上のラジカル重合性単量体
(3)50〜500重量部との混合物中で、(3)の重
合を(1)及び(2)が、溶融または(3)に溶解もし
くは分散した状態で、混合機の強力混合区域で行い、次
いで連続的に強力混合区域と比較して弱い混合区域中に
送り未反応の(3)を除去することを特徴とする複合樹
脂の製法;およびこの製法により得られる複合樹脂組成
物である。
【0005】本発明の製法において、ウレタン樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリ(チオ)エーテル樹脂としては、特開
平3−182768号公報及び特願平3−180396
号明細書に記載の樹脂が挙げられる。これら樹脂は2種
類以上を併用することもできる。
【0006】スチレン系化合物を共重合成分として含有
するゴム質共重合体(2)としては、スチレン系化合物と
共役ジエン及び/またはこの部分水素添加物とからなる
共重合体等を挙げることができる。
【0007】スチレン系化合物としてはスチレン、t−
ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチ
レン、クロルスチレン、ブロムスチレン、フルオロスチ
レン、エチルスチレン、ジビニルベンゼン、N,N−ジ
エチルアミノスチレン等が挙げられ、これらのうち好ま
しいものは、スチレン、α−メチルスチレンである。
【0008】共役ジエンとしては、ブタジエン、イソプ
レン、2,3ージメチル−1,3−ブタジエン、1,3
−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、
1,3−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オ
クタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、クロ
ロプレン等が挙げられ、これらのうち好ましいものは、
ブタジエン、イソプレンである。
【0009】本発明の製法において使用するゴム質共重
合体(2)中のスチレン系化合物の含有量は通常5〜9
0重量%,好ましくは10〜85重量%である。5重量
%未満であるとラジカル重合性単量体(3)の重合物と
の相溶性が低下し、90重量%を超えるとゴム特性が低
下し十分な物性が得られない。
【0010】本発明の製法において使用するゴム質共重
合体(2)の共重合構造としてはブロック共重合体もし
くはランダム共重合体あるいはそれらの混合物を挙げる
ことができる。
【0011】本発明の製法において使用するラジカル重
合性単量体(3)のうち、スチレン系化合物としては先
にゴム質重合体の項で示したスチレン系化合物を挙げる
ことができる。ビニル基含有カルボン酸類としては、ビ
ニル基含有カルボン酸[(メタ)アクリル酸、無水マレ
イン酸、フマール酸、イタコン酸等]、(メタ)アクリ
ル酸エステル[C1〜18の脂肪族炭化水素(例えばメ
チル、エチル、プロピル、ヒドロキシエチル、グリシジ
ル等)、C6〜12の脂環式炭化水素(例えば、シクロ
ヘキシル、ジシクロヘキシル等)、C6〜20の芳香族
炭化水素(例えばフェニル、ナフチル、p−メチルフェ
ニル)、C7〜21の芳香脂肪族炭化水素(例えばベン
ジル等)等の(メタ)アクリル酸エステル等]、ビニル
基含有ジカルボン酸のイミド化物[マレイミド、N−メ
チルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニル
マレイミド等]等を挙げることができる。これらのうち
好ましいものは、スチレン系化合物である。
【0012】本発明の製法において使用する(1)、
(2)、(3)の重量比は通常(1):(2):(3)
=100:(20〜1000):(20〜1000)、
好ましくは100:(50〜200):(50〜50
0)である。(2)または(3)が20未満または10
00を超えると、十分な改質効果が得られず物性低下を
招く。
【0013】ラジカル重合性単量体を重合させる際には
必要により公知のラジカル重合開始剤や有機溶剤を使用
してもよい。
【0014】重合温度は特に限定はなく、実質的にラジ
カル重合性単量体を重合させる温度であればよいが、通
常80〜260℃である。
【0015】重合時間は強力混合区域中でのラジカル重
合性単量体の滞留時間によって制御することができ、通
常10秒〜60分である。
【0016】本発明の製法において(1)、(2)、
(3)の強力混合区域への供給方法は、(1)及び
(2)が溶融または(3)に溶解もしくは分散した状態
を保つことができれば特に限定されるものではない。
(1)、(2)を溶融または(3)に溶解もしくは分散
するには、公知の溶融機、溶解機または分散機を用いる
ことができ、また溶融、溶解を促進するために加熱処理
を行ってもかまわない。
【0017】本発明の製法において重合は、強力混合区
域中で行われるが、溶融された樹脂を混合する能力があ
れば、その混合区域の様式、形状等は限定されるもので
はない。例えば逆ネジ部を有する圧縮性の高い形状のス
クリュー、またはリボン状攪拌翼を有する混合区域等を
用いることができる。
【0018】本発明の製法において未反応の(3)を除
去する方法としては、強力混合区域で重合を行った後、
この強力混合区域に比較して弱い混合区域に送り、常圧
もしくは減圧条件にすることによって行うことができ
る。弱い混合区域は、スクリュー、攪拌翼の形状、混合
区域の体積の増大によって設定することができる。未反
応の(3)の除去は、弱い混合区域に排気装置及び/ま
たは真空装置を付設することによって行うことができ
る。
【0019】本発明の製法において混合機は、強力混合
区域を有する区域と、引き続き連続的に強力混合区域と
比較して弱い混合区域を持ち未反応のラジカル重合性単
量体を除去できる混合機であれば特に限定はされない。
具体例としては、排気装置及び/または真空装置を付設
した脱モノマー槽を直結したニーダー、バンバリーミキ
サーまたは高粘度型反応槽や、一軸または二軸のスクリ
ュー型押し出し機を挙げることができる。これらのうち
経済性、混合能力的に好ましいものは、一軸または二軸
のスクリュー型押し出し機である。
【0020】本発明の組成物には、複合樹脂の性質を損
なわない程度に炭酸カルシウム、シリカ、クレイ、ガラ
ス繊維等の補強剤を添加することも可能である。その他
添加剤として例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸
収剤、着色剤、滑剤、難燃剤、顔料等を添加することが
できる。
【0021】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下記載
において部は重量部を意味する。 実施例1〜13,比較例1〜5 直径45mm、L/D=50のスクリューを有するベン
ト付き同方向二軸押出機を用いて、本発明の複合樹脂お
よび比較例の樹脂を製造した。この押出機は、別個に温
度調節することができる4分割のバレルを有しており、
第一バレルの手前に原料供給口が、第四バレル前にベン
ト口が設けられている。第三バレル部に対応する部分の
スクリューが逆ネジであって、ベント口近辺のスクリュ
ーのピッチは、30mmである。実施例1〜9、11、
12および比較例1〜4では押出機の第一バレルから第
四バレルまでの温度を240℃、押出口ダイの温度を2
60℃に保ち、また実施例10、13および比較例5で
は第一バレルを145℃、第二バレルを160℃、第三
バレルを190℃、第四バレルを230℃に保ちベント
口を20Torrの減圧にして、表1の比率で分散した
樹脂混合物を原料供給口から、またモノマーは第一バレ
ルに付属のサイド供給口から押出機に供給し滞留時間が
7分になるように保ちながら重合し複合樹脂を得た。
【0022】
【表1】
【0023】S1 ;スチレン S2 ;α-メチルスチレン BA ;アクリル酸ブチル AN ;アクリロニトリル DCP ;ジクミルパーオキサイド SBS ;スチレンブタジエンブロック共重合体(日本合成
ゴム製TR2000) SEBS ;水素添加SBS(旭化成製H1051) SIS ;スチレンイソプレンブロック共重合体(シェル化
学製クレイトンD1112) PA1 ;ダイマー酸ポリアミド(三洋化成製ポリマイドS
52) PA2 ;ナイロン12(宇部興産製3024U) PBT ;ポリブチレンテレフタレート(東レ製1401−
X06) TPU ;熱可塑性ポリウレタン(エムディー化成製ペレセ
ン2103-70A) PPS ;ポリフェニレンサルファイド樹脂(東ソー製GS
−40) PI ;ポリイミド樹脂(日本ポリイミド製NE−202
00) EP ;エポキシ樹脂(シェル化学製エピコート1001) 樹脂A;スチレン40部とSBS(TR2000)30部、DCP0.8部を二
軸押出機で重合し得られた樹脂 得られた複合樹脂の物性を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】引張強度、引張破断伸び;JIS−K63
01に準拠 衝撃強度(ノッチ付きアイゾット衝撃強度);JIS−
K7110に準拠 分散状態;破断面を走査型電子顕微鏡で観察し粒子径を
評価 ○;粒子径10μ以下 △;粒子径10〜20μ ×;相分離
状態
【0026】表2に見られるように、本発明の製法によ
り得られる複合樹脂の物性は、従来の溶融混合により得
られる樹脂の物性と比較すると、グラフト化による分散
安定化の効果により、引張特性、衝撃強度ともにバラン
スのとれた物性を示すことが認められた。
【0027】
【発明の効果】本発明の製法により得られる組成物は、
従来複合化が困難であった樹脂の複合化を可能とし、ま
た得られる樹脂の分散系が安定化していることから得ら
れる樹脂は優れた特性を示し、各種成形品への応用が可
能であり各種構造材料、成形品、樹脂原料として用いる
ことができる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
    テル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ(チ
    オ)エーテル樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹
    脂(1)100重量部、スチレン系化合物とブタジエン
    もしくはイソプレンとの共重合体(2a)およびその部
    分水素添加物(2b)からなるゴム質共重合体(2)5
    0〜200重量部と、スチレン系化合物、(メタ)アク
    リロニトリル、ビニル基含有カルボン酸類からなる群よ
    り選ばれる1種以上のラジカル重合性単量体(3)50
    〜500重量部との混合物中で、(3)の重合を(1)
    及び(2)が、溶融または(3)に溶解もしくは分散し
    た状態で、混合機の強力混合区域で行い、次いで連続的
    に強力混合区域と比較して弱い混合区域中に送り未反応
    の(3)を除去することを特徴とする複合樹脂の製法。
  2. 【請求項2】 (2a)が、スチレン系化合物を5〜9
    0重量%含有するゴム質共重合体である請求項1記載の
    製法。
  3. 【請求項3】 (2a)が、スチレン系化合物とブタジ
    エンもしくはイソプレンとのブロック共重合体である請
    求項1または2記載の製法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか記載の製法によ
    り得られる複合樹脂組成物。
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