JP3204662B2 - 霧くもりが減少した、塩化ビニルポリマーベースの成形組成物 - Google Patents

霧くもりが減少した、塩化ビニルポリマーベースの成形組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塩化ビニルポリマー及び特別な乳化剤によ
って作られた一またはそれより多いエマルションポリマ
ーの熱可塑性成形組成物に、並びに技術的な応用のため
の改良された性質、例えば減少した霧くもり(foggin
g)を有する成形された物品、シート製品及びフィルム
の製造のためのそれらの使用に関する。
塩化ビニルポリマー、並びに塩化ビニルポリマーとゴ
ム及び/または樹脂状ビニルポリマーとの混合物は、プ
ラスチックが使用される多くの異なる分野において広い
範囲の用途を有する。
塩化ビニルポリマーに添加されるその他のポリマー
は、しばしば、乳化重合によって製造され、この際乳化
重合のために使用される乳化剤の一部はポリマー中に残
りかくしてポリマー混合物の物理的性質に影響を与え
る。このようなブレンドの流動特性及び色は、ポリマー
中に存在する乳化剤によって特に影響を受ける。これら
のブレンドの霧くもりは、揮発性乳化剤成分の存在によ
って悪化する。
本発明は、 A)塩化ビニルポリマーの10〜95重量%、並びに B)B1)ゴムポリマー、 B2)グラフトポリマー及び B3)スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルス
チレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び/
またはアルキルメタクリレート、例えばメチルまたはシ
クロヘキシルメタクリレートのコポリマーから選択され
るビニルポリマー から選ばれた一またはそれより多い熱可塑性ポリマーの
90〜5重量% の熱可塑性成形組成物であって、 B1)、B2)及びB3)が、式(I) HO−M−OH (I) [式中、 Mは、 を表す] に対応するジオールの1モルと、式(II)、(III)及
び/または(IV) [式中、 x=0のときには: R1、R2、R3及びR4は水素を表すか、または R1及びR3は、同一若しくは異なっていてよくそして水
素若しくはC1〜C35アルキル若しくはアルケニルを表
し、そしてR2及びR4は水素を表すか、または R1及びR4は化学結合を表し、そしてR2及びR3は炭素原
子と一緒にo−フェニレン基を形成し、そして x=1のときには: R1、R2、R3及びR4は水素を表し、そして Yは を表す] に対応するカルボン酸無水物の2モルとの不活性ガス下
での100〜300℃の温度での反応、並びにそれに続く生成
する化合物のアルカリ金属またはアンモニウム塩への転
化によって得られた乳化剤の存在下での乳化重合によっ
て製造された、熱可塑性成形組成物に関する。
適当なジオールの例は以下の通りである: 2,2−ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プ
ロパン、 1,4−シクロヘキサンジオール、 1,4−ビス−ヒドロキシメチル−シクロヘキサン、 ビス−ヒドロキシメチル−ヘキサヒドロ−4,7−メタ
ノインダン(ジシクロペンタジエンのヒドロホルミル化
によって製造された“TDCジオール”として商業的に入
手できる)、 ビス−ヒドロキシメチル−ビシクロ−(4,3,0)−ノ
ナン、 ビス−ヒドロキシメチル−ノルボルナン及び ビス−ヒドロキシメチル−シクロオクタン。
上で述べられたたいていのジオールは異性体混合物で
ある。
適当な無水物の例は以下の通りである: ヘキサヒドロフタル酸無水物、 テトラヒドロフタル酸無水物、 5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、 ノルボルナンジカルボン酸無水物、 無水マレイン酸及び 無水イタコン酸。
述べられた最後の二つの無水物は、好ましくは、飽和
された無水物と組み合わせて上で述べられたジオールと
反応させる。
好ましい乳化剤は以下の式に対応するものである: [式中、 A=アルカリ金属、好ましくはNa及び/またはK、ま
たはアンモニウム] に対応する乳化剤が特に好ましい。
本発明による熱可塑性成形組成物は、10〜95重量%、
好ましくは20〜95重量%、さらに好ましくは25〜85重量
%の塩化ビニルポリマーA、及び90〜5重量%、好まし
くは80〜5重量%、さらに好ましくは75〜15重量%の熱
可塑性ポリマーBから成る。
熱可塑性成分Bとして塩化ビニルポリマーに添加され
るB1)ゴムボリマー、B2)グラフトポリマー及びB3)ビ
ニルポリマーは、好ましくは、以下の相対的な量で使用
される: 20〜50重量部のB1): 80〜20重量部のB2): 0〜30重量部のB3)。
塩化ビニルポリマーAは、ポリ塩化ビニルまたはポリ
塩化ビニルコポリマー例えばビニルアルキルエーテル、
無水マレイン酸、マレイン酸セミエステル、マレイン酸
エステル若しくはアルキルメタクリレートとのコポリマ
ーでよい。これらの塩化ビニルポリマーは、一般に、5
0,000〜2,000,000の分子量を有する。
ゴムポリマーB1)は、ジエンゴム例えばポリブタジエ
ン、ポリイソプレンまたはポリクロロプレン、ビニルモ
ノマー例えばスチレン、アクリロニトリル、アルキル
(メタ)アクリレート若しくはビニルエーテル、アルキ
ルアクリレート例えばエチル、ブチル若しくはヘキシル
アクリレートとのブタジエンコポリマー、アルキルアク
リレートゴム例えばポリエチル、ポリブチル若しくはポ
リヘキシルアクリレート、少なくとも50重量%のアルキ
ルアクリレート例えばn−プロピル、n−ブチル若しく
はヘキシルアクリレートとビニルモノマー例えばアクリ
ロニトリル、スチレン、アルキルメタクリレート、酢酸
ビニル若しくはビニルエーテルとのコポリマー;さらに
また、オレフィンゴム、例えばエチレン及びコモノマー
例えばプロピレン、ジエンモノマー、酢酸ビニル、アル
キルアクリレート及び一酸化炭素のコポリマーでよい。
上で述べられたゴムは、橋かけされたまたは橋かけされ
てない状態でよい。それらは、≦0℃のガラス温度Tg
有する。
グラフトポリマーB2)は、スチレン、α−メチルスチ
レン、メチルメタクリレート、または95〜50重量%のス
チレン、α−メチルスチレン、核が置換されたスチレ
ン、メチルメタクリレート若しくはそれらの混合物及び
5〜50重量%のアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、無水マレイン酸、N−置換マレイミド、メチルメタ
クリレート若しくはそれらの混合物の混合物(グラフ
ト)が、≦0℃のガラス温度Tgを有するゴム(グラフト
ベース)上にグラフト重合されているポリマーである。
グラフトポリマーB2)の製造に適したゴムは、特に、
ポリブタジエン、ブタジエン/スチレンコポリマー(こ
れらの両方が、ゴムの重量を基にして30重量%までのア
クリルまたはメタクリル酸の低級アルキルエステル、例
えばメチルメタクリレート、エチルアクリレート、メチ
ルアクリレートまたはエチルメタクリレートと共重合し
ていてよい)、ポリイソプレン、ポリクロロプレン及び
アルキルアクリレートゴム(C1〜C8アルキルアクリレー
ト、特にエチル、ブチル及びエチルヘキシルアクリレー
トから得られる)を含む。アルキルアクリレートゴム
は、ゴムの重量を基にして30重量%までの共重合によっ
て組み込まれたモノマー例えば酢酸ビニル、アクリロニ
トリル、スチレン、メチルメタクリレート及び/または
ビニルエーテル、及び小量、好ましくはゴムの重量を基
にして5重量%までの橋かけ作用を有するエチレン性不
飽和モノマーを含んでよい。このような橋かけ剤の例
は、アルキレンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリ
エステルジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、
トリビニルベンゼン、シアヌル酸トリアリル、アリル
(メタ)アクリレート、ブタジエン及びイソプレンを含
む。一またはそれより多い共役ジエン及び必要に応じて
核としてのエチレン性不飽和モノマー例えばスチレン及
び/またはアクリロニトリルの橋かけされたジエンゴム
を含むアクリレートゴムもまた使用してよい、適当なゴ
ムのその他の例は、EPDMゴム、即ちエチレン、プロピレ
ン及び非共役ジエンから得られるゴム、並びにシリコー
ンゴムである。
ジエンゴム及びアルキルアクリレートゴムが、グラフ
トポリマーB2)の製造のための好ましいゴムである。
コア/シェル構造を有するアクリレートゴム、即ち橋
かけされたアルキルアクリレートゴムのシェル中に包ま
れた異なるポリマーのコアを含むゴムが特に有利であ
る。
これらのゴムは、グラフトポリマーB2)中に、0.05〜
5μm、特に0.075〜1μmの平均粒径を有する少なく
とも部分的に橋かけされた粒子の形で存在する。それら
は、好ましくは、99〜70重量%のゲル含量を有し、そし
てグラフトポリマーB2)中のゴム含量は、5〜90重量
%、好ましくは20〜90重量%である。
適当なビニルポリマー(B3)は、スチレン、α−メチ
ルスチレン、p−メチルスチレン、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル及び/またはアルキルメタクリレー
ト例えばメチルまたはシクロヘキシルメタクリレートの
コポリマーである。
熱可塑性ポリマーB)の製造において使用される乳化
剤は、ジオールと適当なカルボン酸無水物との反応によ
って製造することができる。この反応は以下の反応機構
によって表すことができる: このジオールは、好ましくは40〜280℃の温度で、随
時不活性ガス(窒素)下でカルボン酸無水物と反応させ
る。
本発明による乳化剤は、それらの塩例えば通常の陰イ
オン乳化剤、例えば高級脂肪酸、樹脂酸、脂肪族または
芳香族スルホン酸または硫酸セミエステルの塩の形で使
用してよい。それらは、特に、約13〜7.5のpHでのアル
カリ金属水溶液の形で使用してよい。これらの乳化剤
は、通常、2〜50重量%、好ましくは5〜20重量%の量
でアルカリ性水溶液中に存在する。
重合させるモノマーまたはモノマー混合物を基にし
て、本発明による乳化剤は、約0.05〜5重量%、好まし
くは1〜3重量%の量で使用される。よく知られた通常
の陰イオン乳化剤を重合の初期相において使用し、そし
て本発明による乳化剤を乳化重合の過程において重合シ
ステム中に後からだけ導入することが特に有利である。
この初期相とは、30重量%までの、特に5〜20重量%の
モノマー転化率の相とみなされる。
数段階で(例えば二段階で)実施される乳化重合にお
いては、例えばグラフト重合においては、原則として以
下の手順のどれを採用してもよい: a)重合の全体を本発明による乳化剤によって実施す
る、 b)第一段階において本発明による乳化剤を、そして第
二段階において通常の乳化剤を使用する、または c)第一段階において通常の乳化剤を使用し、そして第
二段階において本発明による乳化剤を使用する。
変形例c)が特に好ましく、そして例外的に有利な性
質、例えば良好な霧くもり特性を有するポリマーが導か
れる。
得られるエマルションは、60重量%までの、好ましく
は45重量%までの固体含量を有する。これらのエマルシ
ョンは、公知のやり方で、電解質凝析または乾燥プロセ
ス例えば噴霧乾燥のいずれかによって後処理してよい。
本発明による成形組成物は、それらの成分のラテック
スの通常の共沈によってまたは成分の溶融コンパウンデ
ィングによって製造することができる。
本発明による成形材料は、熱の下での改良された寸法
安定性及び実質的に減少した霧くもりを有する。成形材
料の霧くもりについては後に続く実施例において述べ
る。
本発明による成形材料は、成形された物品、例えばシ
ート及びフィルムの製造のために使用してよい。
実施例 I.使用された乳化剤: I.1 不均化されたアビエチン酸のナトリウム塩(比
較) I.2 C14〜C18アルキルスルホン酸のナトリウム塩(比
較) I.3 1モルのペルヒドロ−ビスフェノールA及び2モ
ルのヘキサヒドロフタル酸無水物の反応生成物のビス−
Na塩。
特許請求の範囲によるグラフトポリマー(成分B2))の
製造 II.グラフトベースとして使用されたゴム: II.1 乳化剤I.1によって製造された、400nmの平均粒
径(d50)及び93重量%のゲル含量を有する、粗い粒子
の橋かけされたポリブタジエンのエマルション、49重量
%の固体含量。
II.2 乳化剤I.3によって製造された、405nmの平均粒
径(d50)及び92重量%のゲル含量を有する、粗い粒子
の橋かけされたポリブタジエンのエマルション、52重量
%の固体含量。
II.3 乳化剤I.1によって製造された、110nmの平均粒
径(d50)及び93重量%のゲル含量を有する、細かく分
割された橋かけされたポリブタジエンのエマルション、
42重量%の固体含量。
II.4 乳化剤I.3によって製造された、115nmの平均粒
径(d50)及び91重量%のゲル含量を有する、細かく分
割され橋かけされたポリブタジエンのエマルション、42
重量%の固体含量。
III.グラフトポリマー: グラフトポリマーIII.1〜III.6は、以下の第I表中に
示された物質の量を用いて製造される。
エマルションIIを撹拌しながら60℃で水及び開始剤と
混合する。次に、グラフトモノマー及び乳化剤を60℃で
7時間の過程にわたって導入する。次に、重合を4時間
以内に完了する。1.2重量%(ポリマー固体含量を基に
して)のフェノール性酸化防止剤によるエマルションの
安定化の後で、このエマルションをMgSO4水溶液による
凝析によって粉末に処理しそして乾燥する。
特許請求の範囲によるゴムポリマー(成分B1)の製造 IV.使用されたゴムエマルション。
IV.1 120nmの平均粒径(d50)及び88重量%のゲル含
量を有する、70重量%のブタジエン及び30重量%のアク
リロニトリルのコポリマーのエマルション、エマルショ
ンのポリマー固体は25.5重量%。このエマルションは乳
化剤I.1によって製造される。
IV.2 IV.1に関して述べられた組成を有するコポリマ
ーのエマルション。平均粒径(d50)は110nm;ゲル含量
は90重量%、エマルション中のポリマー固体は25.7重量
%。このエマルションは乳化剤I.2によって製造され
た。
IV.3 IV.1に関して述べられた組成を有するコポリマー
のエマルション。平均粒径(d50)は125nm;ゲル含量は8
9重量%、エマルション中のポリマー固体は25.5重量
%。このエマルションは乳化剤I.3によって製造され
た。
これらのゴムは、上で述べられたグラフトポリマーと
組み合わせてラテックスから、即ちグラフトポリマー及
びゴムの適当なラテックス混合物の電解質凝析によっ
て、回収された。
V. DIN75 201によるグラフトポリマーIII.1〜III.6の
霧くもり(窓霧くもりテスト、3h/100℃): グラフトポリマー 光沢値% III.1) 77 III.2 84 III.3 86 III.4 88 III.5 94 III.6 93 )比較 IV. PVC成形材料の性質 変動する量のポリ塩化ビニル(K値70)を変動する量
の異なるポリマーと合わせて以下に述べる成形材料を製
造する。各々の場合において2重量%のラウリン酸BaCd
(固体)、0.3重量%の立体的に障害を受けたフェノー
ル性酸化防止剤(固体)及び0.2重量%のエステルワッ
クスを必要な安定剤及び潤滑剤として添加する。これら
の成形材料をミキシングローラーで180℃で10分間均一
化しそして190℃で圧力(pressure)成形してテストサ
ンプルを生成させる。組成及び性質を第II表及び第III
表中に要約する: 本発明の主なる特徴及び態様は以下の通りである。
1)A)塩化ビニルポリマーの10〜95重量%、並びに B)B1)ゴムポリマー、 B2)グラフトポリマー及び B3)スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルス
チレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び/
またはアルキルメタクリレート、例えばメチルまたはシ
クロヘキシルメタクリレートのコポリマーから選択され
るビニルポリマー から選ばれた少なくとも一またはそれより多い熱可塑
性ポリマーの90〜5重量% の熱可塑性成形組成物であって、 B1)、B2)及びB3)が、式(I) HO−M−OH (I) [式中、 Mは、 を表す] に対応するジオールの1モルと、式(II)、(III)及
び/または(IV) [式中、 x=0のときには: R1、R2、R3及びR4は水素を表すか、または R1及びR3は、同一若しくは異なっていてよくそして水
素若しくはC1〜C35アルキル若しくはアルケニルを表
し、そしてR2及びR4は水素を表すか、または R1及びR4は化学結合を表し、そしてR2及びR3は炭素原
子と一緒にo−フェニレン基を形成し、そして x=1のときには: R1、R2、R3及びR4は水素を表し、そして Yは を表す] に対応するカルボン酸無水物の2モルとの不活性ガス下
での100〜300℃の温度での反応、並びにそれに続く生成
する化合物のアルカリ金属またはアンモニウム塩への転
化によって得られた乳化剤の存在下での乳化重合によっ
て製造された、熱可塑性成形組成物。
2)B1)、B2)及びB3)が、20〜50重量部のB1)対80
〜20重量部のB2)対0〜30重量のB3)の相対的な量で使
用される、上記1に記載の熱可塑性成形組成物。
3)乳化重合によってB1)、B2)及びB3)を製造する
ために使用される乳化剤が、 [式中、A=アルカリ金属またはアンモニウム] である、上記1に記載の熱可塑性成形組成物。
4)上記1に記載の成形組成物から作られた形のある
物品。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C08J 5/18 CEV C08J 5/18 CEV (72)発明者 ヘルベルト・アイヘンアウアー ドイツ連邦共和国デー4047ドルマーゲン 1・グスタフ‐ハイネマン‐シユトラー セ3 (72)発明者 カルル‐エルビン・ピージコ ドイツ連邦共和国デー5060ベルギツシ ユ‐グラートバツハ2・ウンターシヤイ ダーベーク 7アー (72)発明者 カルル‐ハインツ・オツト ドイツ連邦共和国デー5090レーフエルク ーゼン1・パウル‐クレー‐シユトラー セ54 (56)参考文献 特開 昭63−99263(JP,A) 特開 昭64−4637(JP,A) 特開 昭63−151345(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 27/06 C08F 2/26 C08L 25/00 - 25/18 C08L 33/00 - 33/26 C08L 51/00 - 51/10 C08J 5/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A)塩化ビニルポリマーの10〜95重量%、
    並びに B)B1)ゴムポリマー、 B2)グラフトポリマー及び B3)スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレ
    ン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び/また
    はアルキルメタクリレート、例えばメチルまたはシクロ
    ヘキシルメタクリレートのコポリマーから選択されるビ
    ニルポリマー から選ばれた少なくとも一またはそれより多い熱可塑性
    ポリマーの90〜5重量% の熱可塑性成形組成物であって、 B1)、B2)及びB3)が、式(I) HO−M−OH (I) [式中、 Mは、 を表す] に対応するジオールの1モルと、式(II)、(III)及
    び/または(IV) [式中、 x=0のときには: R1、R2、R3及びR4は水素を表すか、またはR1及びR3は、
    同一若しくは異なっていてよくそして水素若しくはC1
    C35アルキル若しくはアルケニルを表し、そしてR2及びR
    4は水素を表すか、または R1及びR4は化学結合を表し、そしてR2及びR3は炭素原子
    と一緒にo−フェニレン基を形成し、そして x=1のときには: R1、R2、R3及びR4は水素を表し、そして Yは を表す] に対応するカルボン酸無水物の2モルとの不活性ガス下
    での100〜300℃の温度での反応、並びにそれに続く生成
    する化合物のアルカリ金属またはアンモニウム塩への転
    化によって得られた乳化剤の存在下での乳化重合によっ
    て製造された、熱可塑性成形組成物。
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