JPH07110894B2 - 耐衝撃性スチレン系樹脂の製造方法 - Google Patents

耐衝撃性スチレン系樹脂の製造方法

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JPH07110894B2
JPH07110894B2 JP31248286A JP31248286A JPH07110894B2 JP H07110894 B2 JPH07110894 B2 JP H07110894B2 JP 31248286 A JP31248286 A JP 31248286A JP 31248286 A JP31248286 A JP 31248286A JP H07110894 B2 JPH07110894 B2 JP H07110894B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はスチレンとブタジエンとから成るジブロック共
重合体を強靱化剤として用いた耐衝撃性スチレン系樹脂
の製造方法に関し、さらに詳しくは、耐衝撃性、特にア
イゾット衝撃強度に優れ、かつ良好な剛性を有する耐衝
撃性スチレン系樹脂の製造方法に関するものである。
(従来の技術) ポリスチレン樹脂は透明性、剛性、光沢などに優れ、か
つ良好な成形加工性を有することから各種用途に広く用
いられている。しかしながら、このポリスチレン樹脂は
衝撃強度が劣り脆いという欠点があり、このために用途
が限定されていた。この欠点を改良するためにゴム状重
合体のスチレン溶液を用いて塊状重合又は塊状−懸濁重
合する方法が提案され、耐衝撃性スチレン樹脂の製造方
法として工業的に広く実施されている。この目的に使用
されるゴム状重合体としては、ガラス転移温度が低く、
グラフト反応が起り易く、適度なゲル生成の起り易いポ
リブタジエンゴム及びスチレン−ブタジエンランダム共
重合ゴムが一般的であるが、特にポリブタジエンゴムが
好ましい。
近年、耐衝撃性スチレン系樹脂は価格と性能のバランス
が競合樹脂に比べて優れることから、家庭電気機器のハ
ウジングやその部品、自動車部品、事務機器、日用雑貨
及び玩具などに用途が広がっている。このような用途の
広がりに伴ない、競合樹脂であるABS(アクリロニルト
リ・ブタジエン・スチレン共重合体)樹脂に比べて見劣
りする耐衝撃性と剛性の改良要求が一段と強まってい
る。
耐衝撃性はゴム状重合体の含量を増せば向上するが、ゴ
ム状重合体含量と共に剛性は低下する。
一方、剛性はゴム状重合体含量を減らすか、グラフト共
重合後のゴム粒径を小さくすることにより向上するが、
耐衝撃性は低下する。耐衝撃性と剛性を同時に改良又は
一方の性能を維持しつつ、他方の性能を向上させること
は技術的に非常に困難な課題である。
従来、ポリブタジエンのポリマー構造及び該ゴムとスチ
レン系樹脂のある種の物性値を特定することにより耐衝
撃性と剛性を改良する方法が提案されている(特開昭52
-152491,特開昭60-250021)。しかしながら必ずしも、
充分に満足できる状態までには到っていない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは耐衝撃性スチレン系樹脂の耐衝撃性と剛性
を改良する方法について鋭意検討の結果、特定のスチレ
ン−ブタジエンジブロック共重合体を強靱化剤として用
いることにより、この問題点を解決できることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。
従って本発明の目的は、耐衝撃性と剛性の改善された耐
衝撃性スチレン系樹脂の製造方法を提供することにあ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明のかかる目的は、スチレンとブタジエンから成る
ジブロック共重合体をスチレンに溶解した溶液を塊状重
合または塊状−懸濁重合して耐衝撃性スチレン系樹脂を
製造するに際し、上記スチレン−ブタジエンジブロック
共重合体として、 (1) スチレン含量が15〜35重量%、ブタジエン単位
部分の1,2−ビニル結合量が15〜35モル%、 (2) 重量平均分子量(w)と数平均分子量(
n)の比(w/n)が1.5以下、 (3) 25℃で測定した5重量%スチレン溶液の粘度が
5〜20cps、ならびに (4) スチレン単位とブタジエン単位がランダムに共
重合した部分を重合体鎖中に実質的に含まない ブロック共重合体を使用することによって達せられる。
本発明の方法は上記のスチレン−ブタジエンジブロック
共重合体を使用する以外は耐衝撃性スチレン系樹脂の製
造における公知の塊状重合法または塊状−懸濁重合法を
用いることによって行われる。
本発明で強靱化剤として使用されるスチレン−ブタジエ
ンジブロック共重合体はリチウム等のアルカリ金属を基
材とする触媒を用いる通常のアニオン重合によって製造
されるポリスチレン−ポリブタジエンジブロック共重合
体である。
該ブロック共重合体中のスチレン含量は15〜35重量%で
あり、15重量%未満では耐衝撃性の改善はみられるもの
の剛性の改善が不充分である。一方、スチレン含量が35
重量%より多い場合は、剛性の改善はみられるものの耐
衝撃性の改善が不充分となる。また、該ブロック共重合
体中のブタジエン単位部分の1,2−ビニル結合が15〜35
モル%であることが耐衝撃性スチレン系樹脂の耐衝撃性
と剛性のバランスの改善には不可欠である。1,2−ビニ
ル結合が15モル%未満及び35モル%を超える場合には、
共に耐衝撃性が劣る。さらに、耐衝撃性と剛性をバラン
スさせるうえで該ブロック共重合体の重量平均分子量
(w)と数平均分子量(n)の比(w/n)は1.
5以下であることが必要である。また、該ブロック共重
合体の5重量%スチレン溶液の25℃で測定した粘度が5
〜20cpsの範囲にあることも必要であり、5cps未満では
耐衝撃性が劣り、20cpsを超える場合には剛性が劣る。
好ましくは10〜15cpsである。
最後に本発明で使用されるスチレン−ブタジエンジブロ
ック共重合体鎖中には、スチレン単位とブタジエン単位
がランダム共重合した部分を実質的に含まないことが肝
要である。スチレン単位とブタジエン単位のランダム共
重合部分を含む場合は本発明の効果は発現しない。
以上の要件を満足するスチレン−ブタジエンジブロック
共重合であれば本発明においては該ブロック共重合体の
分子量(w)は特に制限されないが、通常は30,000〜
200,000の範囲である。
本発明方法においては、上記のスチレン−ブタジエンジ
ブロック共重合体をスチレン系単量体またはこの単量体
及びこれと共重合可能な単量体との混合物に溶解し、常
法に従って塊状重合または塊状−懸濁重合する。該ブロ
ック共重合体の使用量は、該ブロック共重合体とこれら
の単量体の混合物中、通常2〜20重量%である。
本発明で使用されるスチレン系単量体としてはスチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチ
レン等のスチレン及びその誘導体の少なくとも1種類が
使用される。スチレン系単量体と共重合可能な単量体と
してはアクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不
飽和ニトリル単量体、アクリル酸メチルエステルなどの
アクリル酸エステル、メタクリル酸メチルエステルなど
のメタクリル酸エステル等のビニル系単量体の少なくと
も1種類が使用される。かかる単量体はスチレン系単量
体を含む全単量体の50重量%以下の範囲で用いられる。
塊状重合法により耐衝撃性スチレン系樹脂を製造する場
合は通常、強靱化剤のスチレンなどの溶液に、必要に応
じてトルエンやエチルベンゼン等の希釈剤、流動パラフ
ィンやミネラルオイル等の内部潤滑剤、酸化防止剤、メ
ルカプタン類やα−メチルスチレン二量体等の連鎖移動
剤等を加え、無触媒の場合は、通常80〜200℃において
加熱重合し、触媒重合においては、アセチルパーオキサ
イド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキ
サイド、イソブチリルパーオキサイド、ビス−3,5,5−
トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−ターシャ
リーブチルパーオキサイド、4,4−ジ−ターシャリーブ
チルパーオキシパーリックアシツド、ノルマルブチルエ
ステル等のパーオキサイド触媒、アゾビスイソブチロニ
トリルなどのアゾ系触媒等を用いて、通常20〜180℃に
おいて重合し、スチレンの重合率が約70%ないしは実質
的に重合反応が完了するまで重合操作が継続される。こ
の場合、パーオキサイド触媒あるいはアゾ系触媒を用い
ることがより好ましい。
かかる重合反応中において強靱化剤であるゴムが微細な
粒子状となってポリスチレン相に分散されるようになる
までの段階、通常はスチレンの重合率が約30%になるま
での段階においては攪拌操作が最終的に得られる耐衝撃
性スチレン系樹脂の機械的強度を制御するにあたって非
常に重要であり、重合条件に応じて適宜な攪拌操作が行
なわれなければならない。そして、スチレンの重合率が
30%以上に進んだ後には、攪拌は緩和するか停止するの
が好ましい。重合操作終了後、生成した樹脂を含有する
重合溶液中の未反応スチレンおよび上述の希釈剤等を除
去するためには、公知の方法、たとえば、加熱減圧除去
装置あるいは揮発物を除去するために設計された押出装
置等を用いることが行なわれる。
得られた耐衝撃性樹脂は、必要によりペレット化または
粉末化して実用に供される。
また塊状−懸濁重合法においては、通常前記の塊状重合
法と同様に、強靱化剤のスチレン溶液を攪拌下におい
て、無触媒加熱重合あるいは触媒重合で、通常スチレン
の重合率が30〜50%に達するまで部分的に塊状重合す
る。次いで、この部分的に重合したシロップ状の重合溶
液を、ポリビニルアルコール、カルボキシルメチルセル
ロース等の懸濁安定剤、またはこれとドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム等の界面活性剤との両者の存在下
で、水性媒体中に攪拌下に懸濁状態で分散させ、さらに
攪拌下で反応を完結させる。生成した重合体組成物は、
濾過分離、遠心分離等の方法により単離し、水洗、乾燥
を行い、必要によりペレット化または粉末化する。
以上の他、これら重合法の改質、改良を行った方法によ
り、本発明の耐衝撃性スチレン系樹脂を得ることが可能
である。
(発明の効果) かくして本発明によれば、従来の耐衝撃性スチレン系樹
脂に比べてアイゾット衝撃強度に優れ、かつ良好な剛性
を有するものが製造できる。
本発明の耐衝撃性スチレン系樹脂は、射出成形、押出成
形等の加工法で種々の実用上有用な製品を製造でき、更
に加工に際し、必要に応じて、難燃化剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、充填剤等、更に他の熱可
塑性樹脂例えば、一般用ポリスチレン、メタクリル樹脂
等と混合して用いることができる。
(実施例) 以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1〜3,比較例1〜8 第1表のA〜Jのスチレン−ブタジエンジブロック共重
合体及びKのポリブタジエン(これらはいずれもブチル
リチウムを触媒とし、テトラヒドロフランをビニル化剤
として用い、シクロヘキサン溶媒中で重合して得たもの
である)のそれぞれを強靱化剤として用い、以下に示す
塊状−懸濁重合法により、耐衝撃性ポリスチレン樹脂を
得た。
内容積5lのポリエチレン製広口ビンにゴム230g、スチレ
ン2070gを入れ、室温で16時間振とう溶解した。
次に、内容積4lのスチレン製重合反応器を洗浄後、上記
の溶解液を全量移した。その後、140℃で40分間塊状重
合を行い、冷却後内容物を取り出した。
内容積4lのステンレス製重合反応器を洗浄後、塊状重合
溶液(上記内容物)625g、ポリビニルアルコールの0.2
%水溶液1875gを加え、70℃まで昇温した。次に、ベン
ゾイルパーオキサイド1.25gとジクミルパーオキサイド
0.63gを20gのスチレンに溶解し、添加した。その後、70
℃で1時間、90℃で1時間、110℃で1時間、130℃で1
時間さらに140℃で3時間懸濁重合を行った。冷却後、
生成耐衝撃性ポリスチレン樹脂を過分離した。分離し
た該樹脂を水洗し、60℃で6時間減圧乾燥した。
生成した耐衝撃性ポリスチレン樹脂を押出機を用いてペ
レット化し、更に圧縮成形した板から機械加工によって
試験片を作成した。
また、第1表記載のゴムのスチレン含有率及びブタジエ
ン部のビニル結合含有率は赤外分光分析法〔Hampton,An
al,Chem,21、923(1949)〕により求めた。w/nは
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)よ
り、標準ポリスチレン換算したw及びnをそれぞれ
求めて計算した。測定条件は下記の如くである。
カラム:東洋曹達製 GMH−6 2本 温度 :38℃ 流速 :1.2ml/分 第2表に試験結果を示したが、この結果から、本発明法
で製造した耐衝撃性ポリスチレンはアイゾット衝撃強度
と剛性が共に改良されていることが明かである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スチレンとブタジエンから成るジブロック
    共重合体をスチレンに溶解した溶液を塊状重合または塊
    状−懸濁重合して耐衝撃性スチレン系樹脂を製造するに
    際し、上記スチレン−ブタジエンジブロック共重合体と
    して (1) スチレン含量が15〜35重量%、ブタジエン単位
    部分の1,2−ビニル結合量が15〜35モル%、 (2) 重量平均分子量(w)と数平均分子量(
    n)の比(w/n)が1.5以下、 (3) 25℃で測定した5重量%スチレン溶液の粘度が
    5〜20cps、ならびに (4) スチレン単位とブタジエン単位がランダム共重
    合した部分を重合体連鎖中に実質的に含まない ブロック共重合体を使用することを特徴とする耐衝撃性
    スチレン系樹脂の製造方法。
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JP2632830B2 (ja) * 1987-02-23 1997-07-23 三井東圧化学株式会社 ゴム変性スチレン系共重合体組成物
JP2645749B2 (ja) * 1989-06-23 1997-08-25 出光石油化学株式会社 スチレン系樹脂組成物
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