WO2020095622A1 - グラフト共重合体、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents

グラフト共重合体、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 Download PDF

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acrylic acid
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mass
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幸作 垰
吉孝 内藤
裕貴 田口
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Definitions

  • the present invention provides a graft copolymer which is excellent in transparency, impact resistance, weather resistance, and fluidity, and a thermoplastic resin composition containing the graft copolymer and a molded article thereof.
  • ABS resin Despite the excellent impact resistance of ABS resin, however, it was difficult to use it without painting or decorating it, because the weather resistance of polybutadiene, which is a rubber component, is low.
  • ASA resin acrylonitrile-styrene-acrylic acid ester (ASA) resin using acrylic rubber as a rubber component has been developed and industrialized.
  • methacrylic acid ester resin is widely known as a hard resin with excellent transparency.
  • the methacrylic acid ester resin has drawbacks such as low impact resistance and easy cracking.
  • Patent Document 1 discloses a method in which a methacrylic acid ester resin is used as a hard resin and an ASA resin or an ABS resin is added thereto.
  • a methacrylic acid ester resin is used as a hard resin and an ASA resin or an ABS resin is added thereto.
  • the impact resistance is excellent, there is a problem that the transparency is not sufficient because the difference in refractive index between the polybutadiene or acrylic rubber and the methacrylic acid ester resin is large. Further, the use of polybutadiene is limited because of its low weather resistance.
  • Patent Document 2 discloses a method of adding a polybutadiene / acrylic rubber composite having a structure in which polybutadiene particles are covered with acrylic rubber to the methacrylic acid ester resin. According to the method described in Patent Document 2, by combining polybutadiene, the difference in refractive index between the rubber component and the polymethacrylic acid ester resin becomes small, and the appearance becomes good. However, there is a problem that the weather resistance is lowered because the polybutadiene is compounded.
  • Patent Document 3 discloses a method of increasing the refractive index of acrylic rubber by copolymerizing butyl acrylate and styrene. However, in the method described in Patent Document 3, impact resistance is significantly reduced.
  • the present invention provides a graft copolymer that provides a thermoplastic resin composition that is excellent in transparency, impact resistance, weather resistance, and fluidity, a thermoplastic resin composition containing the graft copolymer, and a molded article thereof.
  • the purpose is to provide.
  • the present inventors have found that in the presence of a copolymer (A) of a (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab), By using a graft copolymer (B) obtained by graft-polymerizing a vinyl-based monomer mixture (m1) containing at least an acid alkyl ester as an essential component, excellent transparency, impact resistance and weather resistance, and flowability can be obtained. It was found that a thermoplastic resin composition having excellent properties can be obtained.
  • the present invention has the following gist.
  • a (meth) acrylic acid alkyl ester is added to a copolymer (A) of a (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab).
  • a graft copolymer (B) obtained by graft-polymerizing the vinyl-based monomer mixture (m1) containing the same.
  • a graft copolymer (B) obtained by graft-polymerizing a vinyl-based monomer mixture (m1) containing a vinyl cyanide compound and an aromatic vinyl compound.
  • the vinyl-based monomer mixture (m1) contains 10 to 30 mass% of (meth) acrylic acid alkyl ester, 10 to 30 mass% of vinyl cyanide compound, and 50 to 70 mass% of aromatic vinyl compound.
  • the graft copolymer (B) according to item [4] or [5].
  • the copolymer (A) comprises a (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit, an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab) unit, a unit derived from a crosslinking agent, and And / or the graft copolymer (B) according to any one of [1] to [6], which contains a unit derived from a graft crossing agent.
  • the proportion of units derived from the crosslinking agent and / or the graft crossing agent in the copolymer (A) has (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) units and aromatic hydrocarbon groups (meth).
  • Copolymer (B) is 0.1 to 3 mass% in the total 100 mass% of the acrylic acid ester (Ab) unit and the unit derived from the crosslinking agent and / or the unit derived from the graft crossing agent.
  • the copolymer (A) comprises a (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab), a crosslinking agent and / or a graft crossing agent.
  • the graft copolymer (B) according to [7] or [8], which is a miniemulsion polymer of a mixture of a hydrophobic substance and an initiator.
  • the ratio of the copolymer (A) to the total of 100% by mass of the copolymer (A) and the vinyl-based monomer mixture (m1) is 50 to 80% by mass, and the vinyl-based monomer mixture (m1)
  • the graft copolymer (B) according to any one of [1] to [10], wherein the ratio of () is 20 to 50% by mass and the graft ratio is 25 to 100%.
  • thermoplastic resin composition containing the graft copolymer (B) according to any one of [1] to [11].
  • the vinyl-based monomer mixture (m2) contains 60 to 100% by mass of a (meth) acrylic acid alkyl ester having the same structure as the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl-based monomer mixture (m1).
  • thermoplastic resin composition obtained by molding the thermoplastic resin composition according to any one of [12] to [15].
  • thermoplastic resin composition having excellent transparency, impact resistance, weather resistance, and fluidity, and a molded article thereof are provided.
  • (meth) acrylic acid means one or both of “acrylic acid” and “methacrylic acid”. The same applies to "(meth) acrylate”.
  • the “unit” means a structural portion derived from a compound (monomer, that is, monomer) before polymerization, which is contained in the polymer.
  • (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit means “a structural portion derived from (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and contained in the copolymer (A)”.
  • the content ratio of each monomer unit of the polymer corresponds to the content ratio of the monomer in the monomer mixture used for producing the polymer.
  • the graft copolymer (B) of the present invention is a copolymer (A) (hereinafter referred to as a copolymer (A) of (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab). , Sometimes referred to as "the copolymer (A) of the present invention"), and graft-polymerized a vinyl-based monomer mixture (m1) containing (meth) acrylic acid alkyl ester as at least an essential component. Is obtained.
  • the copolymer (A) of the present invention is a copolymer of (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group.
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) is preferably a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
  • n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and ethyl acrylate are particularly preferable because the thermoplastic resin composition containing the resulting graft copolymer (B) has excellent impact resistance.
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) may be used alone or in combination of two or more.
  • the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group may be a (meth) acrylic acid ester having an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group or a benzyl group or a group containing an aromatic hydrocarbon group.
  • a (meth) acrylic acid ester having an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group or a benzyl group or a group containing an aromatic hydrocarbon group.
  • Examples thereof include (meth) acrylic acid aryl ester, (meth) acrylic acid aryloxy ester, and (meth) acrylic acid alkyl ester having an aryl group such as a phenyl group or an aryloxy group such as a phenoxy group as a substituent of the alkyl ester moiety.
  • the present invention is not limited to these.
  • benzyl acrylate can be used because the thermoplastic resin composition containing the resulting graft copolymer (B) has excellent impact resistance. Particularly preferred is 2-phenoxyethyl acrylate.
  • the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit and the content of the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group in the copolymer (A) are the same as those obtained. Since the thermoplastic resin composition prepared by blending the polymer (B) has excellent transparency and impact resistance, the following proportions should be set according to the components contained in the vinyl-based monomer mixture (m1). Is preferred.
  • the vinyl-based monomer mixture (m1) contains an alkyl (meth) acrylate, preferably 60 to 100% by mass of an alkyl (meth) acrylate:
  • an alkyl (meth) acrylate preferably 60 to 100% by mass of an alkyl (meth) acrylate:
  • the amount of the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group is preferably 15 to 45% by mass, and the amount of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit is 60 to 80% by mass.
  • the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group is 20 to 40% by mass, and the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit is 65 to 75% by mass. %, More preferably 25 to 35% by mass of the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) is less than 55% by mass, the transparency and impact resistance tend to decrease.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) exceeds 85% by mass, the transparency tends to decrease.
  • the vinyl-based monomer mixture (m1) contains a (meth) acrylic acid alkyl ester, a vinyl cyanide compound and an aromatic vinyl compound, preferably 10 to 30% by mass of a (meth) acrylic acid alkyl ester, vinyl cyanide
  • the aromatic vinyl compound is 50 to 70% by mass:
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit is 70
  • the amount of the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group is preferably 10 to 30% by mass, and the amount of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit is 72 to 88%.
  • the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group is 12 to 28% by mass, and the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit is 75 to 85% by mass. %, More preferably 15 to 25% by mass of the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) is less than 70% by mass, the transparency and impact resistance tend to decrease.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) exceeds 90% by mass, the transparency tends to decrease.
  • the content of the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit and the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group in the copolymer (A) may be the same as that of the copolymer (A) or the graft copolymer.
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) used in the production of the copolymer (A) and the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group account for the total (meth).
  • the respective content ratios of the acrylic acid alkyl ester (Aa) and the aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab) are the same as the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) in the copolymer (A). Unit) and the content of the (meth) acrylic acid ester (Ab) unit having an aromatic hydrocarbon group.
  • the copolymer (A) of the present invention comprises, in addition to the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group, a unit derived from a crosslinking agent and a graft.
  • a copolymer having one or both of the units derived from the crossing agent is preferable.
  • graft crossing agent examples include allyl compounds, specifically, allyl methacrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • cross-linking agent examples include dimethacrylate compounds, specific examples of which include ethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, and 1,4-butylene glycol dimethacrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the ratio of the units derived from the cross-linking agent and / or the graft crossing agent in the copolymer (A) is determined by blending the resulting graft copolymer (B).
  • the thermoplastic resin composition has excellent impact resistance, it is derived from a (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit, an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab) unit, and a crosslinking agent.
  • 0.1 to 3% by mass is preferable, and 0.2 to 2% by mass is more preferable.
  • the copolymer (A) is a (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) unit, an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (Ab) unit, if necessary, within a range not impairing the object of the present invention. It may contain other monomer units other than the units derived from the crosslinking agent and / or the graft crossing agent used accordingly. Other monomer units which may be contained in the copolymer (A) include (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and aromatic carbonic acid contained in the vinyl-based monomer mixture (m1) described later. One or more vinyl monomers other than the (meth) acrylic acid ester (Ab) having a hydrogen group may be used. In order to effectively obtain the effects of the present invention, the content of these other vinyl-based monomer units is 20% by mass or less, particularly 10% by mass or less based on 100% by mass of the copolymer (A). preferable.
  • the method for producing the copolymer (A) is not particularly limited, but (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group, a cross-linking agent and / or Alternatively, a method of performing emulsion polymerization or miniemulsion polymerization of a mixture containing a graft crossing agent is preferable.
  • the method of mini-emulsion polymerization is particularly preferable because the resin composition containing the resulting graft copolymer (B) has excellent physical properties.
  • a radical initiator As a method for producing the copolymer (A) by emulsion polymerization, a radical initiator, an (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), and an aromatic hydrocarbon group-containing (meth) acrylic acid ester (in an aqueous solvent are used. There may be mentioned a method of adding Ab) and a crosslinking agent and / or a graft crossing agent, and copolymerizing in the presence of an emulsifier.
  • the method for adding the radical initiator, the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group, the cross-linking agent and / or the graft crossing agent, It may be divided or continuous.
  • the miniemulsion polymerization for producing the copolymer (A) is not limited to this, and examples thereof include (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa) and (meth) acrylic acid having an aromatic hydrocarbon group.
  • the ester (Ab), a cross-linking agent and / or a graft crossing agent, a hydrophobic substance, and an initiator are mixed, water and an emulsifier are added to the resulting mixture, and shearing force is applied to the pre-emulsion ( And a step of heating the mixture to a polymerization initiation temperature to polymerize the mixture.
  • the monomer is torn off by the shearing force, and monomer micro oil droplets covered with an emulsifier are formed. Then, by heating to the polymerization initiation temperature of the initiator, the monomer micro oil droplets are polymerized as they are, and polymer fine particles are obtained.
  • High shear devices capable of forming miniemulsions include, but are not limited to, emulsifying devices comprising high pressure pumps and interaction chambers, devices for forming miniemulsions by ultrasonic energy or high frequency, and the like.
  • the emulsifying device including a high-pressure pump and an interaction chamber include "pressure homogenizer” manufactured by SPX Corporation APV, "microfluidizer” manufactured by Paulec Co., Ltd., and the like.
  • Examples of a device for forming a mini-emulsion by ultrasonic energy or high frequency include “Sonic Dismembrator” manufactured by Fisher Scientific and “ULTRASONIC HOMOGENIZER” manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., but are not limited to these. Absent.
  • the amount of the water solvent used for the miniemulsion is adjusted so that the solid content concentration of the reaction system after polymerization is about 5 to 50% by mass.
  • the amount is preferably about 100 to 500 parts by mass based on 100 parts by mass of the mixture.
  • the copolymer (A) When manufacturing the copolymer (A) by miniemulsion polymerization, it is preferable to use a hydrophobic substance in a predetermined ratio. When forming a pre-emulsion, if a hydrophobic substance is added, the production stability of mini-emulsion polymerization tends to be further improved, and the copolymer (A) suitable for the present invention can be produced.
  • hydrophobic substance examples include hydrocarbons having 10 or more carbon atoms, alcohols having 10 or more carbon atoms, hydrophobic polymers having a weight average molecular weight (Mw) of less than 10,000, hydrophobic monomers such as alcohols having 10 to 30 carbon atoms.
  • hydrophobic substance more specifically, hexadecane, octadecane, icosane, liquid paraffin, liquid isoparaffin, paraffin wax, polyethylene wax, olive oil, cetyl alcohol, stearyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, lauryl methacrylate. , Stearyl methacrylate, polystyrene having a number average molecular weight (Mn) of 500 to 10,000, poly (meth) acrylic acid ester, and the like.
  • Mn number average molecular weight
  • the hydrophobic substance is based on a total of 100 parts by mass of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group, and the crosslinking agent and / or the graft crossing agent. It is preferable to use 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 1 to 3 parts by mass from the viewpoint of controlling the particle diameter of the copolymer (A).
  • Examples of the emulsifier used when producing the copolymer (A) of the present invention include carboxylic acid-based compounds such as oleic acid, palmitic acid, stearic acid, rosin acid alkali metal salts, and alkenyl succinic acid alkali metal salts.
  • carboxylic acid-based compounds such as oleic acid, palmitic acid, stearic acid, rosin acid alkali metal salts, and alkenyl succinic acid alkali metal salts.
  • Known emulsifiers such as anionic emulsifiers selected from among the following emulsifiers, alkyl sulfates, sodium alkylbenzene sulfonates, sodium alkyl sulfosuccinates, sodium polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfates, etc., alone or in combination of two or more. can do.
  • the addition amount of the emulsifier is 100 parts by mass in total of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group, and the crosslinking agent and / or the graft crossing agent. On the other hand, it is preferably 0.01 to 3.0 parts by mass, particularly preferably 0.05 to 2.0 parts by mass, from the viewpoint of controlling the particle size of the copolymer (A).
  • the initiator used for producing the copolymer (A) is a radical polymerization initiator for radical polymerization, and its type is not particularly limited. Examples thereof include an azo polymerization initiator, a photopolymerization initiator, an inorganic peroxide, an organic peroxide, and a redox type initiator in which an organic peroxide is combined with a transition metal and a reducing agent. Among these, azo polymerization initiators, inorganic peroxides, organic peroxides, and redox type initiators that can initiate polymerization by heating are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
  • azo polymerization initiator examples include 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′- Azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 1-[(1-cyano-1-methylethyl) Azo] formamide, 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), dimethyl 1,1'-azobis (1-cyclohexanecarboxylate) ), 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropiona) 2,2'-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide), 2,2'-azobis [2- (2-imidazol
  • inorganic peroxide examples include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide and the like.
  • organic peroxides include peroxyester compounds. Specific examples of the organic peroxide include ⁇ , ⁇ ′-bis (neodecanoylperoxy) diisopropylbenzene, cumylperoxy neodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy neodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethyl peroxy neodecanoate, t-hexyl peroxy neodecanoate, t-butyl peroxy neodecanoate, t-hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxypivalate, 1,1, 3,3-Tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-Dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, 1-Cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethyl
  • a combination of an organic peroxide, ferrous sulfate, a chelating agent and a reducing agent is preferable.
  • a combination of cumene hydroperoxide, ferrous sulfate, sodium pyrophosphate, and dextrose or a combination of t-butyl hydroperoxide, sodium formaldecht sulfoxylate (Rongalit), ferrous sulfate, and disodium ethylenediaminetetraacetate.
  • organic peroxides are particularly preferable as the initiator.
  • the amount of the initiator added is 100 parts by mass in total of the (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), the (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group, and the crosslinking agent and / or the graft crossing agent.
  • the amount is usually 5 parts by mass or less, preferably 3 parts by mass or less, for example 0.001 to 3 parts by mass.
  • the process of preparing a pre-emulsion is usually performed at room temperature (about 10 to 50 ° C).
  • the process of miniemulsion polymerization is performed at 40 to 100 ° C. for about 30 to 600 minutes.
  • the average particle size of the copolymer (A) of the present invention dispersed in the aqueous dispersion is excellent in the physical properties of the molded article made of the thermoplastic resin composition containing the resulting graft copolymer (B). Therefore, 0.05 to 0.80 ⁇ m is preferable, 0.10 to 0.60 ⁇ m is more preferable, and 0.25 to 0.45 ⁇ m is further preferable.
  • the method of controlling the average particle size of the copolymer (A) is not particularly limited, but a method of adjusting the type or amount of the emulsifier is used.
  • the average particle diameter of the copolymer (A) is a volume average particle diameter measured by the method described in the section of Examples below.
  • the swelling degree of the copolymer (A) of the present invention is preferably 2 to 15 times, because the thermoplastic resin composition containing the resulting graft copolymer (B) has excellent impact resistance. It is more preferably to 10 times.
  • the swelling degree of the copolymer (A) is measured by the method described in the section of Examples below.
  • the graft copolymer (B) is a graft copolymer obtained by graft-polymerizing a vinyl-based monomer mixture (m1) containing at least an alkyl (meth) acrylate as an essential component with respect to the copolymer (A). ..
  • the vinyl-based monomer mixture (m1) may be any one as long as it contains (meth) acrylic acid alkyl ester as at least an essential component, and contains (meth) acrylic acid alkyl ester, vinyl cyanide compound and aromatic vinyl compound. May be
  • the graft copolymer (B) is obtained by polymerizing a vinyl monomer mixture (m1) containing at least an alkyl (meth) acrylate as an essential component in the presence of the copolymer (A).
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl-based monomer mixture (m1) is preferably one having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, particularly 1 to 10 carbon atoms.
  • This alkyl group may be a linear alkyl group, a branched alkyl group or a cycloalkyl group, but is preferably a linear alkyl group.
  • alkyl (meth) acrylates include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, and acrylic.
  • Acrylic acid alkyl esters such as amyl acid, isoamyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, pentyl acrylate, benzyl acrylate; methacrylic acid Methyl, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, methacryl Octyl, 2-ethylhexyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, and methacrylic acid alkyl esters of benzy
  • methyl acrylate, methyl methacrylate, Ethyl methacrylate is preferable, and methyl methacrylate and ethyl methacrylate are more preferable.
  • alkyl (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more.
  • methyl methacrylate and methyl acrylate together in a ratio of 1: 0.01 to 0.2 (mass ratio) because depolymerization of the graft polymer can be suppressed.
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl-based monomer mixture (m1) has the same structure as the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl-based monomer mixture (m2) described later, It is particularly preferable in terms of transparency, impact resistance and weather resistance of the thermoplastic resin composition and its molded product.
  • Examples of the vinyl cyanide compound contained in the vinyl-based monomer mixture (m1) include acrylonitrile and methacrylonitrile. Among these, acrylonitrile is preferable from the viewpoint of increasing the transparency and impact resistance of the obtained molded product.
  • vinyl cyanide compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the aromatic vinyl compound contained in the vinyl-based monomer mixture (m1) include styrene, ⁇ -methylstyrene, o-, m- or p-methylstyrene, vinylxylene, pt-butylstyrene and ethyl. Examples include styrene. Of these, styrene is preferable from the viewpoint of increasing the transparency and impact resistance of the obtained molded product.
  • aromatic vinyl compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the vinyl-based monomer mixture (m1) contains (meth) acrylic acid alkyl ester.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl-based monomer mixture (m1) is not particularly limited, but the content is 60 to 100% by mass, the thermoplastic resin composition and its molding. It is preferable in that the balance between impact resistance and transparency of the product is excellent, and it is more preferably 70 to 100% by mass.
  • the vinyl-based monomer mixture (m1) contains (meth) acrylic acid alkyl ester, vinyl cyanide compound and aromatic vinyl compound.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl-based monomer mixture (m1) is not particularly limited, but the content of 10 to 30 mass% is the thermoplastic resin composition and its molding. It is preferable because it has an excellent balance of impact resistance and transparency.
  • the content of the vinyl cyanide compound in the vinyl-based monomer mixture (m1) is not particularly limited, but the content of 10 to 30% by mass means that the thermoplastic resin composition and its molded article have impact resistance and transparency. It is preferable because of excellent balance of properties.
  • the content of the aromatic vinyl compound in the vinyl-based monomer mixture (m1) is not particularly limited, but it is preferably 50 to 70% by mass when the thermoplastic resin composition and molded articles thereof have impact resistance and transparency. It is preferable because of excellent balance of properties.
  • the vinyl-based monomer mixture (m1) is the above-mentioned (meth) acrylic acid alkyl ester or (meth) acrylic acid alkyl ester, vinyl cyanide compound and aromatic vinyl compound, and another monomer copolymerizable therewith. It may contain a monomer.
  • examples of the other monomer include styrene, ⁇ -methylstyrene, o-, m- or p-methylstyrene, vinyl.
  • Aromatic vinyl compounds such as xylene, pt-butylstyrene and ethylstyrene, vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, Nn-propylmaleimide and Ni -N-cycloalkylmaleimides such as propylmaleimide, Nn-butylmaleimide, Ni-butylmaleimide, N-tert-butylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-alkyl-substituted phenylmaleimide, N -N-aryl such as chlorophenylmaleimide Maleimide, maleimide compounds such as N- aralkyl maleimide. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the other monomer may be, for example, N-methylmaleimide or N-ethylmaleimide.
  • N-cycloalkylmaleimide such as N-cyclopropylmaleimide, N-i-propylmaleimide, Nn-butylmaleimide, Ni-butylmaleimide, N-tert-butylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N- Examples thereof include N-arylmaleimides such as phenylmaleimide, N-alkyl-substituted phenylmaleimide and N-chlorophenylmaleimide, and maleimide compounds such as N-aralkylmaleimide. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the vinyl monomer mixture (m1) containing (meth) acrylic acid alkyl ester as at least an essential component is graft-polymerized to the copolymer (A).
  • the copolymer (A) and the vinyl-based copolymer used for producing the graft copolymer (B) comprises 50 to 80% by mass of the copolymer (A) and 20 to 50% by mass of the vinyl-based monomer mixture (m1) in 100% by mass of the graft copolymer (B).
  • the monomer mixture (m1) comprises 50 to 80% by mass of the copolymer (A) and 20 to 50% by mass of the vinyl-based monomer mixture (m1) in 100% by mass of the graft copolymer (B).
  • the graft copolymer (B) has a graft ratio of 25 to 100% because the thermoplastic resin composition obtained by blending the resulting graft copolymer (B) and the molded article thereof have excellent physical property balance. Is preferred.
  • the graft ratio of the graft copolymer (B) is measured by the method described in the section of Examples below.
  • the graft copolymer (B) is produced by a known method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a bulk suspension polymerization method, a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method.
  • the emulsion polymerization method is preferable because the thermoplastic resin composition obtained by blending the resulting graft copolymer (B) and its molded article have a good balance of physical properties.
  • a method of emulsion graft polymerization a method of radical polymerization by adding the vinyl-based monomer mixture (m1) all at once or continuously or intermittently in the presence of the emulsion of the copolymer (A) is available. Can be mentioned.
  • a chain transfer agent is used for the purpose of controlling the molecular weight of the graft polymer (B) and the graft ratio, and a known inorganic electrolyte is used for controlling the viscosity and pH of the latex. You may do it.
  • various emulsifiers and radical initiators can be used as necessary.
  • the type and amount of the emulsifier and radical initiator are not particularly limited. Examples of the emulsifier and radical initiator include the emulsifier and radical initiator exemplified above in the description of the copolymer (A).
  • coagulants include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and nitric acid, and metal salts such as calcium chloride, calcium acetate and aluminum sulfate.
  • the coagulant is selected according to the emulsifier used in the polymerization. When only carboxylic acid soap such as fatty acid soap and rosin acid soap is used as the emulsifier, any coagulant may be used.
  • carboxylic acid soap such as fatty acid soap and rosin acid soap
  • any coagulant may be used.
  • an emulsifier having a stable emulsifying power even in an acidic region such as sodium dodecylbenzenesulfonate is contained, it is necessary to use a metal salt.
  • a method for obtaining the graft copolymer (B) in a dried state from the graft copolymer (B) in a slurry state (1) A method in which the emulsifier residue remaining in the slurry is eluted into water by washing, and then the slurry is dehydrated by a centrifugal dehydrator or a press dehydrator, and further dried by an airflow dryer or the like (2) a press dehydrator, Examples thereof include a method of simultaneously performing dehydration and drying with an extruder or the like. After this drying, the graft copolymer (B) is obtained in the form of powder or particles.
  • the graft copolymer (B) discharged from the press dehydrator or extruder can also be directly sent to an extruder or a molding machine for producing a thermoplastic resin composition.
  • the copolymer (C) is obtained by polymerizing a vinyl-based monomer mixture (m2) containing a (meth) acrylic acid alkyl ester.
  • the (meth) acrylic acid ester is an essential component of the vinyl-based monomer mixture (m2) because the resulting thermoplastic resin composition and its molded product have excellent transparency and weather resistance.
  • Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl monomer mixture (m2) include those mentioned above as the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl monomer mixture (m1).
  • methyl acrylate, methyl methacrylate, and ethyl methacrylate are selected from the viewpoints of increasing transparency, impact resistance, and weather resistance of the resulting thermoplastic resin composition and molded products thereof. Of these, methyl methacrylate and ethyl methacrylate are more preferable.
  • alkyl (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more.
  • methyl methacrylate and methyl acrylate together in a ratio of 1: 0.01 to 0.2 (mass ratio), because depolymerization of the copolymer (C) can be suppressed.
  • the content of the (meth) acrylic acid alkyl ester contained in the vinyl-based monomer mixture (m2) is 60 to 100% by mass, so that the transparency and weather resistance of the resulting thermoplastic resin composition and its molded article are high. Is preferable, and 70 to 100 mass% is more preferable.
  • the vinyl-based monomer mixture (m2) is a range in which the above-mentioned (meth) acrylic acid alkyl ester and another monomer copolymerizable therewith are contained in the thermoplastic resin composition and the molded article thereof without impairing the physical properties thereof. Can be included in.
  • the other monomer include the vinyl cyanide compound, the aromatic vinyl compound, and the other monomers described above as the other monomer contained in the vinyl-based monomer mixture (m1).
  • the other monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the weight average molecular weight of the copolymer (C) is not particularly limited, but is preferably in the range of 10,000 to 300,000, particularly preferably in the range of 50,000 to 200,000. When the mass average molecular weight of the copolymer (C) is within the above range, the thermoplastic resin composition has excellent fluidity and impact resistance.
  • the mass average molecular weight of the copolymer (C) is measured by the method described in the section of Examples below.
  • the method for producing the copolymer (C) is not particularly limited, and known methods such as emulsion polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization and solution polymerization can be mentioned. From the viewpoint of heat resistance of the resulting thermoplastic resin composition, suspension polymerization and bulk polymerization are preferable.
  • the polymerization initiator used during the production of the copolymer (C) is not particularly limited, and examples thereof include organic peroxides.
  • a chain transfer agent can be used to adjust the molecular weight of the copolymer (C) during the production of the copolymer (C).
  • the chain transfer agent is not particularly limited, and examples thereof include mercaptans, ⁇ -methylstyrene dimer and terpenes.
  • thermoplastic resin composition of the present invention contains the graft copolymer (B) of the present invention, and preferably contains the graft copolymer (B) of the present invention and the copolymer (C).
  • the content of the graft polymer (B) of the present invention in the thermoplastic resin composition of the present invention is 10 to 10 when the total amount of the graft copolymer (B) and the copolymer (C) is 100% by mass.
  • the content is preferably 50% by mass, and the content of the copolymer (C) is preferably 50 to 90% by mass.
  • the thermoplastic resin composition of the present invention may contain other thermoplastic resins, if necessary, as long as the physical properties of the thermoplastic resin composition and its molded products are not impaired.
  • the other thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include polycarbonate resin, polybutylene terephthalate (PBT resin), polyethylene terephthalate (PET resin), polyvinyl chloride, polystyrene, polyacetal resin, modified polyphenylene ether (modified PPE resin), Examples thereof include ethylene-vinyl acetate copolymer, polyarylate, liquid crystal polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, fluororesin and polyamide resin (nylon). These may be used alone or in combination of two or more.
  • thermoplastic resin composition of the present invention contains other conventional additives during the production (mixing) of the thermoplastic resin composition, during molding, as long as the physical properties of the thermoplastic resin composition and molded articles thereof are not impaired.
  • lubricants for example, lubricants, pigments, dyes, fillers (carbon black, silica, titanium oxide, etc.), heat-resistant agents, oxidative deterioration inhibitors, weathering agents, release agents, plasticizers, antistatic agents and the like can be added.
  • thermoplastic resin composition of the present invention can be manufactured by a known method using a known apparatus.
  • a melt mixing method as a general method, and an apparatus used in this method includes an extruder, a Banbury mixer, a roller, a kneader and the like.
  • an apparatus used in this method includes an extruder, a Banbury mixer, a roller, a kneader and the like.
  • Either a batch system or a continuous system may be adopted for mixing.
  • the mixing order of each component is not particularly limited, and all components may be mixed uniformly.
  • the molded article of the present invention is obtained by molding the thermoplastic resin composition of the present invention.
  • the molding method include an injection molding method, an injection compression molding method, an extrusion method, a blow molding method, a vacuum molding method, a pressure molding method, a calender molding method and an inflation molding method.
  • the injection molding method and the injection compression molding method are preferable because they can be mass-produced and a molded product with high dimensional accuracy can be obtained.
  • thermoplastic resin composition of the present invention is excellent in fluidity, and the molded product thereof is excellent in transparency, impact resistance and weather resistance.
  • thermoplastic resin composition of the present invention and its molded article is not particularly limited, but the thermoplastic resin composition of the present invention and its molded article have excellent transparency, impact resistance, weather resistance and fluidity. It is also useful in a wide range of fields such as OA / home appliances, vehicles / ships, housing-related fields such as furniture / construction materials, sanitary fields, sundries, stationery / toys / sports fields.
  • part means “part by mass” and “%” means “% by mass”.
  • ⁇ Volume average particle diameter of copolymer (A)> The volume average particle diameter of the copolymer (A) dispersed in the aqueous dispersion was measured using a Microtrac (“Nanotrac 150” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and ion-exchanged water as a measurement solvent.
  • Y in the formula (2) is the mass (g) of the acetone insoluble component of the graft copolymer (B).
  • X is the total mass (g) of the graft copolymer (B) used when determining Y.
  • the rubber fraction is the solid content concentration in the aqueous dispersion of the copolymer (A) used in the production of the graft copolymer (B).
  • Graft ratio (mass%) ⁇ (Y ⁇ X ⁇ rubber fraction) / X ⁇ rubber fraction ⁇ ⁇ 100 (2)
  • Mass average molecular weight of copolymer (C) was obtained by dissolving it in tetrahydrofuran (THF) using gel permeation chromatography (GPC) and measuring it in terms of standard polystyrene (PS).
  • thermoplastic resin composition [Measurement / Evaluation Method of Thermoplastic Resin Composition] The measurement of the physical properties and the evaluation of the properties of the thermoplastic resin compositions produced in the following Examples and Comparative Examples, and the molding method therefor are as follows.
  • MVR melt volume rate
  • ⁇ Injection molding 1> The pellets of the thermoplastic resin composition obtained by melt-kneading are vertically molded by an injection molding machine (“IS55FP-1.5A” manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) under the conditions of a cylinder temperature of 200 to 270 ° C. and a mold temperature of 60 ° C. A molded product having a size of 80 mm, a width of 10 mm and a thickness of 4 mm was molded and used as a molded product for Charpy impact test (molded product (Ma1)).
  • ⁇ Injection molding 2> The pellets of the thermoplastic resin composition obtained by melt-kneading are vertically molded by an injection molding machine (“IS55FP-1.5A” manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) under the conditions of a cylinder temperature of 200 to 270 ° C. and a mold temperature of 60 ° C. A molded product having a size of 100 mm, a width of 100 mm and a thickness of 3 mm was molded and used as a molded product for evaluating transparency and weather resistance (molded product (Ma2)).
  • ISO55FP-1.5A manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.
  • ⁇ Transparency evaluation> The haze value (Hz) of the molded product (Ma2) was measured with a haze meter (Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). It was determined that the smaller the haze, the higher the transparency.
  • Charpy impact test> Regarding the molded product (Ma1), according to ISO 179-1: 2013 edition, Charpy impact strength (impact direction: edgewise) of the molded product (type B1, notch: shape A single notch) at a test temperature of 23 ° C. ) was measured. The higher the Charpy impact strength, the better the impact resistance.
  • ⁇ Weather resistance evaluation> The molded product (Ma2) was treated for 1500 hours using a sunshine weather meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) under the conditions of a black panel temperature of 63 ° C. and a cycle condition of 60 minutes (rainfall 12 minutes). The haze before and after this treatment was measured with a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.), and the change ( ⁇ Hz) was obtained. The smaller ⁇ Hz was, the better the weather resistance was.
  • n-butyl acrylate 2-phenoxyethyl acrylate, liquid paraffin, allyl methacrylate, dilauroyl peroxide, ion-exchanged water, alkenylsuccinic acid.
  • a pre-emulsion was obtained by charging dipotassium acid and performing ultrasonic treatment at room temperature for 20 minutes with an amplitude of 35 ⁇ m using ULTRASONIC HOMOGENIZER US-600 manufactured by Nippon Seiki Seisakusho.
  • the volume average particle size of the obtained latex was 250 nm.
  • the pre-emulsion was heated to 60 ° C to initiate radical polymerization.
  • the liquid temperature rose to 78 ° C. due to the polymerization.
  • a copolymer (AI-1) having a volume average particle diameter of 300 nm and dispersed in an aqueous dispersion was obtained.
  • aqueous solution prepared by dissolving 0.3 part of potassium persulfate in 5 parts of water was injected under pressure to initiate polymerization.
  • the polymerization temperature was adjusted to 65 ° C., and unreacted 1,3-butadiene was recovered after 12 hours when the internal pressure reached 4.5 kg / cm 2 (gauge pressure).
  • the internal temperature was kept at 80 ° C. and kept for 1 hour to obtain a butadiene rubber latex having a volume average particle diameter of 250 nm and a solid content of 41%.
  • the internal temperature was raised to 80 ° C. and kept for 1 hour, and the copolymer (A- was dispersed in an aquatic dispersion having a volume average particle diameter of 300 nm consisting of butadiene rubber and acrylic rubber. I-18) was obtained.
  • the swelling degree and volume average particle size of the copolymers (AI-1) to (AI-18) are shown in Tables 1A and 1B.
  • the internal temperature was kept at 75 ° C for 10 minutes and then cooled, and when the internal temperature reached 60 ° C, 0.2 part of an antioxidant (Antage W500 manufactured by Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd.) and alkenylsuccinic acid
  • An aqueous solution prepared by dissolving 0.2 part of dipotassium acid in 5 parts of ion-exchanged water was added.
  • the aqueous dispersion of the reaction product was coagulated with an aqueous sulfuric acid solution, washed with water, and dried to obtain a graft copolymer (BI-1).
  • the graft ratio of the graft copolymer (BI-1) was 40%.
  • Graft copolymer (B-I-2) to graft copolymer (B-I-2) was prepared in the same manner as graft copolymer (B-I-1), except that the type of copolymer (A) was changed as shown in Tables 2A and 2B. (BI-18) was obtained.
  • the graft ratios of the graft copolymers (BI-2) to (BI-18) were as shown in Tables 2A and 2B.
  • Examples I-1 to I-12, Comparative Examples I-1 to I-6 Each component was mixed with the composition (parts by mass) shown in Tables 3A and 3B, and 0.8 part of carbon black was further mixed therein, and a twin-screw extruder with a 30 mm ⁇ vacuum vent (“PCM30” manufactured by Ikegai Co., Ltd.) Melted and kneaded at 240 ° C. to obtain a pellet-shaped thermoplastic resin composition. The melt volume rate of the obtained thermoplastic resin composition was evaluated by the method described above. Further, the molded article obtained by injection molding the obtained thermoplastic resin composition was evaluated for transparency, impact resistance and weather resistance by the above-mentioned methods. The evaluation results are shown in Tables 3A and 3B.
  • thermoplastic resin composition and a molded article having excellent impact resistance, fluidity, transparency, and weather resistance were obtained. ..
  • Table 3B the resin compositions and molded products obtained in Comparative Examples I-1 to I-6 were remarkably inferior in impact resistance, fluidity, transparency and weather resistance.
  • n-butyl acrylate 2-phenoxyethyl acrylate, liquid paraffin, allyl methacrylate, dilauroyl peroxide, ion-exchanged water, alkenylsuccinic acid.
  • a pre-emulsion was obtained by charging dipotassium acid and performing ultrasonic treatment at room temperature for 20 minutes with an amplitude of 35 ⁇ m using ULTRASONIC HOMOGENIZER US-600 manufactured by Nippon Seiki Seisakusho.
  • the volume average particle size of the obtained latex was 250 nm.
  • the pre-emulsion was heated to 60 ° C to initiate radical polymerization.
  • the liquid temperature rose to 78 ° C. due to the polymerization.
  • Polymerization was completed by maintaining it at 75 ° C. for 30 minutes to obtain a copolymer (A-II-1) having a volume average particle diameter of 300 nm and dispersed in an aqueous dispersion.
  • Tables 4A and 4B show the amounts of (meth) acrylic acid alkyl ester (Aa), (meth) acrylic acid ester (Ab) having an aromatic hydrocarbon group, and dipotassium alkenyl succinate, and the amounts of other monomers.
  • the copolymers (A-II-2) to (A-II-15) dispersed in the aqueous dispersion were obtained in the same manner as the copolymer (A-II-1) except that the above was changed. It was
  • aqueous solution prepared by dissolving 0.3 part of potassium persulfate in 5 parts of water was injected under pressure to initiate polymerization.
  • the polymerization temperature was adjusted to 65 ° C., and unreacted 1,3-butadiene was recovered after 12 hours when the internal pressure reached 4.5 kg / cm 2 (gauge pressure).
  • the internal temperature was kept at 80 ° C. and kept for 1 hour to obtain a butadiene rubber latex having a volume average particle diameter of 250 nm and a solid content of 41%.
  • the internal temperature was raised to 80 ° C. and kept for 1 hour, and the copolymer (A- was dispersed in an aquatic dispersion having a volume average particle diameter of 300 nm consisting of butadiene rubber and acrylic rubber. II-16) was obtained.
  • the swelling degree and volume average particle size of the copolymers (A-II-1) to (A-II-16) are shown in Tables 4A and 4B.
  • the internal temperature was kept at 75 ° C for 10 minutes and then cooled, and when the internal temperature reached 60 ° C, 0.2 part of an antioxidant (Antage W500 manufactured by Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd.) and alkenylsuccinic acid
  • An aqueous solution prepared by dissolving 0.2 part of dipotassium acid in 5 parts of ion-exchanged water was added.
  • the aqueous dispersion of the reaction product was coagulated with an aqueous sulfuric acid solution, washed with water, and dried to obtain a graft copolymer (B-II-1).
  • the graft ratio of the graft copolymer (B-II-1) was 40%.
  • the graft ratios of the graft copolymers (B-II-2) to (B-II-16) were as shown in Tables 5A and 5B.
  • Examples II-1 to II-13, Comparative Examples II-1 to II-3 Each component was mixed with the composition (parts by mass) shown in Tables 6A and 6B, 0.8 part of carbon black was further mixed therein, and a twin-screw extruder with a 30 mm ⁇ vacuum vent (“PCM30” manufactured by Ikegai Co., Ltd.) was used. Melted and kneaded at 240 ° C. to obtain a pellet-shaped thermoplastic resin composition. The melt volume rate of the obtained thermoplastic resin composition was evaluated by the method described above. Further, the molded article obtained by injection molding the obtained thermoplastic resin composition was evaluated for transparency, impact resistance and weather resistance by the above-mentioned methods. The evaluation results are shown in Tables 6A and 6B.
  • thermoplastic resin composition and a molded article having excellent impact resistance, fluidity, transparency and weather resistance were obtained. ..
  • the resin compositions and molded products obtained in Comparative Examples II-1 to II-3 were significantly inferior in impact resistance, fluidity, transparency and weather resistance.

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Abstract

(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体(A)に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m1)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)。このグラフト共重合体(B)と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m2)を重合して得られる共重合体(C)とを含む熱可塑性樹脂組成物およびその成形品。透明性、耐衝撃性、耐候性に優れ、流動性にも優れる熱可塑性樹脂組成物を与えるグラフト共重合体と、このグラフト共重合体を含む熱可塑性樹脂組成物とその成形品を提供される。

Description

グラフト共重合体、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品
 本発明は、透明性、耐衝撃性および耐候性に優れ、流動性にも優れる熱可塑性樹脂組成物を与えるグラフト共重合体と、このグラフト共重合体を含む熱可塑性樹脂組成物とその成形品に関する。
 樹脂材料の耐衝撃性を向上させることは、樹脂材料の用途を拡大させるだけでなく成形品の薄肉化や大型化への対応を可能にするなど、工業的な有用性が非常に高い。樹脂材料の耐衝撃性向上については、これまでに様々な手法が提案されてきた。このうち、ゴム質重合体と硬質樹脂材料とを組み合わせることによって、硬質樹脂材料の特性を保持しつつ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)樹脂が挙げられる。
 しかし、ABS樹脂は耐衝撃性に優れるものの、ゴム成分であるポリブダジエンの耐候性が低いため、塗装やフィルム等の加飾を施すことなく使用することが困難であった。
 そのようなABS樹脂の課題を解決するため、ゴム成分としてアクリルゴムを使用したアクリロニトリル-スチレン-アクリル酸エステル(ASA)樹脂が開発され、工業化されている。
 また、透明性に優れる硬質樹脂として、メタクリル酸エステル樹脂が広く知られている。しかし、メタクリル酸エステル樹脂は耐衝撃性が低く、割れやすいといった欠点がある。
 透明性に優れ、かつ耐衝撃性に優れる樹脂として、特許文献1には硬質樹脂としてメタクリル酸エステル樹脂を用い、そこにASA樹脂やABS樹脂を添加する方法が開示されている。
 しかしながら、特許文献1に記載された方法では、耐衝撃性は優れるものの、ポリブタジエンやアクリルゴムと、メタクリル酸エステル樹脂との屈折率差が大きいため、透明性が十分でないといった問題があった。また、ポリブタジエンの耐候性が低いため、用途に制限があった。
 特許文献2には、ポリブタジエン粒子の外側をアクリルゴムで覆った構造の、ポリブタジエン/アクリルゴム複合体を、メタクリル酸エステル樹脂に添加する方法が開示されている。
 特許文献2に記載された方法であれば、ポリブタジエンを複合することでゴム成分とポリメタクリル酸エステル樹脂との屈折率差が小さくなり、外観が良好となる。しかし、ポリブタジエンを複合するため耐候性が低下するといった問題があった。
 特許文献3には、アクリル酸ブチルとスチレンを共重合することで、アクリルゴムの屈折率を上げる方法が開示されている。
 しかし、特許文献3に記載された方法では、耐衝撃性が著しく低下してしまう。
特開2001-316424号公報 特開2009-215398号公報 特開2017-88774号公報
 本発明は、透明性、耐衝撃性および耐候性に優れ、流動性にも優れる熱可塑性樹脂組成物を与えるグラフト共重合体と、このグラフト共重合体を含む熱可塑性樹脂組成物およびその成形品を提供することを目的とする。
 本発明者は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体(A)の存在下に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを少なくとも必須成分として含むビニル系単量体混合物(m1)をグラフト重合して得られるグラフト共重合体(B)を用いることにより、透明性、耐衝撃性および耐候性に優れ、流動性にも優れる熱可塑性樹脂組成物を得ることができることを見出した。
 本発明は以下を要旨とする。
[1] (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体(A)に対し、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m1)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)。
[2] 共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位との合計100質量%中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位の含有量が55~85質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の含有量が15~45質量%である、[1]に記載のグラフト共重合体(B)。
[3] ビニル系単量体混合物(m1)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを60~100質量%含む、[1]又は[2]に記載のグラフト共重合体(B)。
[4] (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体(A)に対し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シアン化ビニル化合物および芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体混合物(m1)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)。
[5] 共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位との合計100質量%中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位の含有量が70~90質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の含有量が10~30質量%である、[4]に記載のグラフト共重合体(B)。
[6] ビニル系単量体混合物(m1)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを10~30質量%、シアン化ビニル化合物を10~30質量%、芳香族ビニル化合物を50~70質量%含む、[4]又は[5]に記載のグラフト共重合体(B)。
[7] 共重合体(A)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位と、架橋剤に由来する単位および/又はグラフト交叉剤に由来する単位を含む、[1]ないし[6]のいずれかに記載のグラフト共重合体(B)。
[8] 共重合体(A)中の架橋剤および/又はグラフト交叉剤に由来する単位の割合が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位と、架橋剤に由来する単位および/又はグラフト交叉剤に由来する単位との合計100質量%中、0.1~3質量%である、[7]に記載のグラフト共重合体(B)。
[9] 共重合体(A)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤と、疎水性物質と、開始剤との混合物のミニエマルション重合物である、[7]又は[8]に記載のグラフト共重合体(B)。
[10] 共重合体(A)の体積平均粒子径が0.05~0.80μmで、膨潤度が2~15倍である、[1]ないし[9]のいずれかに記載のグラフト共重合体(B)。
[11] 共重合体(A)とビニル系単量体混合物(m1)との合計100質量%に対する共重合体(A)の割合が50~80質量%で、ビニル系単量体混合物(m1)の割合が20~50質量%で、グラフト率が25~100%である、[1]ないし[10]のいずれかに記載のグラフト共重合体(B)。
[12] [1]ないし[11]のいずれかに記載のグラフト共重合体(B)を含む熱可塑性樹脂組成物。
[13] グラフト共重合体(B)と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m2)の重合反応物である共重合体(C)とを含む、[12]に記載の熱可塑性樹脂組成物。
[14] ビニル系単量体混合物(m2)がビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルと同じ構造の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを60~100質量%含む、[13]に記載の熱可塑性樹脂組成物。
[15] グラフト共重合体(B)と共重合体(C)との合計100質量%中にグラフト共重合体(B)を10~50質量%、共重合体(C)を50~90質量%含む、[13]又は[14]に記載の熱可塑性樹脂組成物。
[16] [12]ないし[15]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品。
 本発明によれば、透明性、耐衝撃性および耐候性に優れ、流動性にも優れる熱可塑性樹脂組成物およびその成形品が提供される。
 以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
 本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」と「メタクリル酸」の一方又は双方を意味するものである。「(メタ)アクリレート」についても同様である。
 本発明において、「単位」とは、重合体中に含まれる、重合前の化合物(単量体、即ちモノマー)に由来する構造部分を意味する。例えば、「(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位」とは「(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)に由来して共重合体(A)中に含まれる構造部分」を意味する。
 重合体の各単量体単位の含有割合は、当該重合体の製造に用いた単量体混合物中の該単量体の含有割合に該当する。
[グラフト共重合体(B)]
 本発明のグラフト共重合体(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体(A)(以下、「本発明の共重合体(A)」と称す場合がある。)の存在下に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを少なくとも必須成分として含むビニル系単量体混合物(m1)をグラフト重合して得られるものである。
<共重合体(A)>
 本発明の共重合体(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体である。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)としては、アルキル基の炭素数が1~12である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。中でも、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性が優れることから、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸エチルが特に好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)としては、フェニル基、ベンジル基等の芳香族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基を含む基を有する(メタ)アクリル酸エステルであればよい。例えば(メタ)アクリル酸アリールエステルや(メタ)アクリル酸アリーロキシエステル、アルキルエステル部分の置換基としてフェニル基等のアリール基やフェノキシ基等のアリーロキシ基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)としては、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性が優れることから、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2-フェノキシエチルが特に好ましい。芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位の含有量および芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の含有量は、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物の透明性と耐衝撃性が優れることから、ビニル系単量体混合物(m1)の含有成分に応じて、以下のような割合であることが好ましい。
 ビニル系単量体混合物(m1)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含み、好ましくは(メタ)アクリル酸アルキルエステルを60~100質量%含む場合:
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の合計100質量%中、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位が55~85質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位が15~45質量%であることが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位が60~80質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位が20~40質量%であることがより好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位が65~75質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位が25~35質量%であることがさらに好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)の含有量が55質量%を下回ると、透明性と耐衝撃性が低下する傾向がある。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)の含有量が85質量%を超えると、透明性が低下する傾向がある。
 ビニル系単量体混合物(m1)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シアン化ビニル化合物および芳香族ビニル化合物を含み、好ましくは(メタ)アクリル酸アルキルエステルを10~30質量%、シアン化ビニル化合物を10~30質量%、芳香族ビニル化合物を50~70質量%含む場合:
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の合計100質量%中、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位が70~90質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位が10~30質量%であることが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位が72~88質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位が12~28質量%であることがより好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位が75~85質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位が15~25質量%であることがさらに好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)の含有量が70質量%を下回ると、透明性と耐衝撃性が低下する傾向がある。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)の含有量が90質量%を超えると、透明性が低下する傾向がある。
 共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位および芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の含有量は、共重合体(A)やグラフト共重合体(B)、もしくはグラフト共重合体(B)と後述の共重合体(C)とを含む熱可塑性樹脂組成物およびその成形品を、600℃で加熱することでモノマー単位まで分解した後、GC-MS装置で成分分析することで算出することができる。
 前述の通り、共重合体(A)の製造に用いた(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との合計に占める(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)および芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)のそれぞれの含有割合が、各々、共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位および芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の含有量に該当する。
 本発明の共重合体(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)以外に、架橋剤に由来する単位およびグラフト交叉剤に由来する単位のいずれか一方または両方を有する共重合体であることが好ましい。共重合体(A)がグラフト交叉剤および/又は架橋剤に由来する単位を含むことでは、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性をより一層改善する効果が奏される。
 グラフト交叉剤としては、アリル化合物、具体的には、メタクリル酸アリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 架橋剤としては、ジメタクリレート系化合物、具体例には、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、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。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 架橋剤および/又はグラフト交叉剤を用いる場合、共重合体(A)中の架橋剤および/又はグラフト交叉剤に由来する単位の割合は、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性が優れることから、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位と、架橋剤に由来する単位および/又はグラフト交叉剤に由来する単位との合計100質量%中、0.1~3質量%が好ましく、0.2~2質量%がより好ましい。
 共重合体(A)は、本発明の目的を損なわない範囲で、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位、必要に応じて用いられる架橋剤および/又はグラフト交叉剤に由来する単位以外のその他の単量体単位を含んでいてもよい。共重合体(A)に含まれていてもよいその他の単量体単位としては、後述のビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)および芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)以外のビニル系単量体の1種又は2種以上が挙げられる。本発明の効果を有効に得る上で、これらのその他のビニル系単量体単位の含有量は、共重合体(A)100質量%中20質量%以下、特に10質量%以下であることが好ましい。
 共重合体(A)の製造方法としては特に制限されないが、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤とを含む混合物を乳化重合、またはミニエマルション重合させる方法が好ましい。得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる樹脂組成物の物性が優れることからミニエマルション重合させる方法が特に好ましい。
 共重合体(A)の乳化重合法による製造方法としては、水系溶媒にラジカル開始剤と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤とを加えて、乳化剤の存在下で共重合させる方法が挙げられる。
 ラジカル開始剤と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤の添加方法は、一括、分割、連続のいずれでもよい。
 共重合体(A)を製造するミニエマルション重合は、これに限定されるものではないが、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤と、疎水性物質と、開始剤とを混合し、得られた混合物に水と、乳化剤とを加え、せん断力を付与してプレエマルション(ミニエマルション)を作製する工程、並びにこの混合物を重合開始温度まで加熱して重合させる工程を含む。
 ミニエマルション化の工程では、例えば、超音波照射による剪断工程を実施することにより、前記剪断力によりモノマーが引きちぎられ、乳化剤に覆われたモノマー微小油滴が形成される。その後、開始剤の重合開始温度まで加熱することにより、モノマー微小油滴をそのまま重合し、高分子微粒子が得られる。
 ミニエマルションを形成させるための剪断力を加える方法は公知の任意の方法を用いることができる。ミニエマルションを形成できる高剪断装置としては、これらに限定されるものではないが、例えば、高圧ポンプおよび相互作用チャンバーからなる乳化装置、超音波エネルギーや高周波によりミニエマルションを形成させる装置等がある。高圧ポンプおよび相互作用チャンバーからなる乳化装置としては、例えば、SPX Corporation APV社製「圧力式ホモジナイザー」、(株)パウレック製「マイクロフルイダイザー」等が挙げられる。超音波エネルギーや高周波によりミニエマルションを形成させる装置としては、例えば、Fisher Scient製「ソニックディスメンブレーター」や(株)日本精機製作所製「ULTRASONIC HOMOGENIZER」等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
 ミニエマルション化の際の水溶媒の使用量は、作業性、安定性、製造性等の観点から、重合後の反応系の固形分濃度が5~50質量%程度となるように、水以外の混合物100質量部に対して100~500質量部程度とすることが好ましい。
 ミニエマルション重合で共重合体(A)を製造する場合、疎水性物質を所定の割合で用いることが好ましい。プレエマルションを形成させる際に、疎水性物質を添加するとミニエマルション重合の製造安定性がより向上する傾向にあり、本発明に好適な共重合体(A)を製造することができる。
 疎水性物質としては、例えば炭素数10以上の炭化水素類、炭素数10以上のアルコール、質量平均分子量(Mw)10000未満の疎水性ポリマー、疎水性モノマー、例えば、炭素数10~30のアルコールのビニルエステル、炭素数12~30のアルコールのビニルエーテル、炭素数12~30の(メタ)アクリル酸アルキル、炭素数10~30(好ましくは炭素数10~22)のカルボン酸ビニルエステル、p-アルキルスチレン、疎水性の連鎖移動剤、疎水性の過酸化物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 疎水性物質としては、より具体的には、ヘキサデカン、オクタデカン、イコサン、流動パラフィン、流動イソパラフィン、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、オリーブ油、セチルアルコール、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、500~10000の数平均分子量(Mn)を有するポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
 疎水性物質は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤の合計100質量部に対し、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは1~3質量部用いることが、共重合体(A)の粒子径制御の点で好ましい。
 本発明の共重合体(A)を製造する際に用いる乳化剤としては、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ロジン酸のアルカリ金属塩、アルケニルコハク酸のアルカリ金属塩等で例示されるカルボン酸系の乳化剤、アルキル硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステルナトリウムなどの中から選ばれるアニオン系乳化剤等、公知の乳化剤を単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 乳化剤の添加量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤の合計100質量部に対し、0.01~3.0質量部、特に0.05~2.0質量部であることが、共重合体(A)の粒子径制御の点で好ましい。
 共重合体(A)の製造に用いられる開始剤はラジカル重合するためのラジカル重合開始剤であり、その種類に特に制限はない。例えば、アゾ重合開始剤、光重合開始剤、無機過酸化物、有機過酸化物、有機過酸化物と遷移金属と還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤等が挙げられる。これらのうち、加熱により重合を開始できるアゾ重合開始剤、無機過酸化物、有機過酸化物、レドックス系開始剤が好ましい。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 アゾ重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、1-[(1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ]フォルムアミド、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリックアシッド)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、ジメチル1,1’-アゾビス(1-シクヘキサンカルボキシレート)、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)等が挙げられる。
 無機過酸化物としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等が挙げられる。
 有機過酸化物としては、例えばペルオキシエステル化合物が挙げられる。有機過酸化物の具体例としては、α,α’-ビス(ネオデカノイルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルペルオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシネオデカノエート、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルペルオキシネオデカノエート、t-ヘキシルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシネオデカノエート、t-ヘキシルペルオキシピバレート、t-ブチルペルオキシピバレート、1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(2-エチルヘキサノイルペルオキシ)ヘキサン、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルペルオキシ2-ヘキシルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシ2-ヘキシルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシイソブチレート、t-ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルペルオキシマレイックアシッド、t-ブチルペルオキシ3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシラウレート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(m-トルオイルペルオキシ)ヘキサン、t-ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルペルオキシ2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ヘキシルペルオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、t-ブチルペルオキシアセテート、t-ブチルペルオキシ-m-トルオイルベンゾエート、t-ブチルペルオキシベンゾエート、ビス(t-ブチルペルオキシ)イソフタレート、1,1-ビス(t-ヘキシルペルオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロドデカン、2,2-ビス(t-ブチルペルオキシ)ブタン、n-ブチル4,4-ビス(t-ブチルペルオキシ)バレレート、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、α,α’-ビス(t-ブチルペルオキシド)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、ジラウロイルペルオキシド、ジイソノナノイルペルオキシド、t-ブチルヒドロペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ジメチルビス(t-ブチルペルオキシ)-3-ヘキシン、ビス(t-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ビス(t-ブチルペルオキシ)トリメチルシクロヘキサン、ブチル-ビス(t-ブチルペルオキシ)バレラート、2-エチルヘキサンペルオキシ酸t-ブチル、ジベンゾイルペルオキシド、パラメンタンハイドロペルオキシドおよびt-ブチルペルオキシベンゾエート等が挙げられる。
 レドックス系開始剤としては、有機過酸化物と硫酸第一鉄、キレート剤および還元剤を組み合わせたものが好ましい。例えば、クメンヒドロペルオキシド、硫酸第一鉄、ピロリン酸ナトリウム、およびデキストロースからなるものや、t-ブチルヒドロペルオキシド、ナトリウムホルムアルデヒトスルホキシレート(ロンガリット)、硫酸第一鉄、およびエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムを組み合わせたもの等が挙げられる。
 開始剤としては、これらのうち、特に有機過酸化物が好ましい。
 開始剤の添加量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤の合計100質量部に対して通常5質量部以下、好ましくは3質量部以下、例えば0.001~3質量部である。
 プレエマルションを調製する工程は通常常温(10~50℃程度)で行われる。ミニエマルション重合の工程は40~100℃で30~600分程度行われる。
 水性分散体に分散している本発明の共重合体(A)の平均粒子径は、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物よりなる成形品の物性が優れることから、0.05~0.80μmが好ましく、0.10~0.60μmがより好ましく、0.25~0.45μmがさらに好ましい。
 共重合体(A)の平均粒子径を制御する方法として、特に制限されないが、乳化剤の種類または使用量を調整する方法が挙げられる。
 共重合体(A)の平均粒子径とは、後述の実施例の項に記載される方法で測定される体積平均粒子径である。
 本発明の共重合体(A)の膨潤度は、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性が優れることから、2~15倍が好ましく、4~10倍がさらに好ましい。
 共重合体(A)の膨潤度は、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
<グラフト共重合体(B)>
 グラフト共重合体(B)は、共重合体(A)に対し、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを少なくとも必須成分として含むビニル系単量体混合物(m1)がグラフト重合したグラフト共重合体である。ビニル系単量体混合物(m1)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを少なくとも必須成分として含むものであればよく、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとシアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物を含むものであってもよい。
 グラフト共重合体(B)は、共重合体(A)の存在下に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを少なくとも必須成分として含むビニル系単量体混合物(m1)を重合して得られる。
 ビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が1~20、特に1~10のものが好ましい。このアルキル基は直鎖アルキル基でも、分岐アルキル基でも、シクロアルキル基でもよいが、好ましくは直鎖アルキル基である。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸オクチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸i-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。これらの中でも、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物よりなる成形品の透明性と耐衝撃性、耐候性が高まる観点から、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルが好ましく、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルがより好ましい。
 これらの(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、メタクリル酸メチルとアクリル酸メチルとを1:0.01~0.2(質量比)の割合で併用することで、グラフトポリマーの解重合を抑制できることから好ましい。
 ビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、後述のビニル系単量体混合物(m2)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルと同じ構造であることが、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の透明性、耐衝撃性、耐候性の点で特に好ましい。
 ビニル系単量体混合物(m1)に含まれるシアン化ビニル化合物としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。これらの中でも、得られる成形品の透明性と耐衝撃性が高まる観点から、アクリロニトリルが好ましい。
 これらのシアン化ビニル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 ビニル系単量体混合物(m1)に含まれる芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-,m-もしくはp-メチルスチレン、ビニルキシレン、p-t-ブチルスチレン、エチルスチレンなどが挙げられる。これらの中でも、得られる成形品の透明性と耐衝撃性が高まる観点から、スチレンが好ましい。
 これらの芳香族ビニル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明の一態様において、ビニル系単量体混合物(m1)は(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含む。この場合、ビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有率に特に制限はないが、60~100質量%であることが、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の耐衝撃性と透明性のバランスが優れる点で好ましく、70~100質量%であることがより好ましい。
 本発明の別の態様において、ビニル系単量体混合物(m1)は(メタ)アクリル酸アルキルエステルとシアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物を含む。この場合、ビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有率に特に制限はないが、10~30質量%であることが、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の耐衝撃性と透明性のバランスが優れる点で好ましい。ビニル系単量体混合物(m1)中のシアン化ビニル化合物の含有率に特に制限はないが、10~30質量%であることが、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の耐衝撃性と透明性のバランスが優れる点で好ましい。ビニル系単量体混合物(m1)中の芳香族ビニル化合物の含有率に特に制限はないが、50~70質量%であることが、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の耐衝撃性と透明性のバランスが優れる点で好ましい。
 ビニル系単量体混合物(m1)は、上記の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、或いは(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シアン化ビニル化合物および芳香族ビニル化合物と、これらと共重合可能な他の単量体を含有してもよい。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m1)の場合、他の単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-,m-もしくはp-メチルスチレン、ビニルキシレン、p-t-ブチルスチレン、エチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-n-プロピルマレイミド、N-i-プロピルマレイミド、N-n-ブチルマレイミド、N-i-ブチルマレイミド、N-tert-ブチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のN-シクロアルキルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-アルキル置換フェニルマレイミド、N-クロロフェニルマレイミド等のN-アリールマレイミド、N-アラルキルマレイミド等のマレイミド系化合物が挙げられる。これらは1種でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル、シアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体混合物(m1)の場合、他の単量体としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-n-プロピルマレイミド、N-i-プロピルマレイミド、N-n-ブチルマレイミド、N-i-ブチルマレイミド、N-tert-ブチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のN-シクロアルキルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-アルキル置換フェニルマレイミド、N-クロロフェニルマレイミド等のN-アリールマレイミド、N-アラルキルマレイミド等のマレイミド系化合物が挙げられる。これらは1種でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
 グラフト共重合体(B)は、共重合体(A)に(メタ)アクリル酸アルキルエステルを少なくとも必須成分として含むビニル系単量体混合物(m1)がグラフト重合している。
 得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物および成形品の物性バランスが優れることから、グラフト共重合体(B)の製造に用いる共重合体(A)およびビニル系単量体混合物(m1)は、グラフト共重合体(B)100質量%中、共重合体(A)が50~80質量%、ビニル系単量体混合物(m1)が20~50質量%であることが好ましい。
 グラフト共重合体(B)は、得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の物性バランスが優れることから、グラフト率が25~100%であることが好ましい。グラフト共重合体(B)のグラフト率は、後述の実施例の項に記載の方法で測定される。
 グラフト共重合体(B)は、塊状重合法、溶液重合法、塊状懸濁重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法により製造される。得られるグラフト共重合体(B)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の物性バランスが良好なことから乳化重合法が好ましい。
 乳化グラフト重合の方法としては、共重合体(A)のエマルションの存在下に、ビニル系単量体混合物(m1)を一括で、または連続的、または断続的に添加してラジカル重合する方法が挙げられる。
 グラフト重合の際には、グラフト重合体(B)の分子量の調節やグラフト率を制御する目的で連鎖移動剤を使用したり、ラテックスの粘度やpHを調節する目的で公知の無機電解質等を使用したりしてもよい。乳化グラフト重合においては、各種の乳化剤やラジカル開始剤を必要に応じて使用することができる。
 乳化剤、ラジカル開始剤の種類や添加量については特に制限されない。乳化剤、ラジカル開始剤としては、共重合体(A)の説明において先に例示した乳化剤、ラジカル開始剤が挙げられる。
 グラフト共重合体(B)の水性分散体から、グラフト共重合体(B)を回収する方法としては、
(1)凝固剤を溶解させた熱水中にグラフト共重合体(B)の水性分散体を投入して、スラリー状態に凝析することによって回収する方法(湿式法)
(2)加熱雰囲気中にグラフト共重合体(B)の水性分散体を噴霧することにより、半直接的にグラフト共重合体(B)を回収する方法(スプレードライ法)
等が挙げられる。
 凝固剤としては、硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等の無機酸、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の金属塩等が挙げられる。凝固剤は、重合で用いた乳化剤に対応させて選定される。乳化剤として脂肪酸石鹸、ロジン酸石鹸等のカルボン酸石鹸のみを用いた場合、どのような凝固剤を用いてもよい。ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の酸性領域でも安定な乳化力を示す乳化剤が含まれている場合、金属塩を用いる必要がある。
 スラリー状態のグラフト共重合体(B)から乾燥状態のグラフト共重合体(B)を得る方法としては、
(1)洗浄によって、スラリーに残存する乳化剤残渣を水中に溶出させた後に、該スラリーを遠心脱水機またはプレス脱水機で脱水し、さらに気流乾燥機等で乾燥する方法
(2)圧搾脱水機、押出機等で脱水と乾燥とを同時に実施する方法
等が挙げられる。
 この乾燥後、グラフト共重合体(B)は、粉体または粒子状で得られる。
 圧搾脱水機または押出機から排出されたグラフト共重合体(B)を直接、熱可塑性樹脂組成物を製造する押出機または成形機に送ることもできる。
[共重合体(C)]
 共重合体(C)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m2)を重合して得られる。
 ビニル系単量体混合物(m2)は、得られる熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の透明性と耐候性が優れることから、(メタ)アクリル酸エステルが必須成分である。
 ビニル系単量体混合物(m2)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、ビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして前述したものが挙げられる。前述した(メタ)アクリル酸アルキルエステルの中でも、得られる熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の透明性と耐衝撃性、耐候性が高まる観点から、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルが好ましく、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルがより好ましい。
 これらの(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、メタクリル酸メチルとアクリル酸メチルとを1:0.01~0.2(質量比)の割合で併用することで、共重合体(C)の解重合を抑制できることから好ましい。
 ビニル系単量体混合物(m2)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有率は60~100質量%であることが、得られる熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の透明性と耐候性が優れる点で好ましく、70~100質量%であることがより好ましい。
 ビニル系単量体混合物(m2)は、上記の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、これらと共重合可能な他の単量体を、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の物性を損なわない範囲において、含むことができる。
 他の単量体としては、ビニル系単量体混合物(m1)に含まれるシアン化ビニル化合物、芳香族ビニル化合物および他の単量体として前述したものが挙げられる。他の単量体は1種でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
 共重合体(C)の質量平均分子量に特に制限は無いが、10,000から300,000の範囲が好ましく、特に50,000から200,000の範囲が好ましい。共重合体(C)の質量平均分子量が上記範囲内であれば、熱可塑性樹脂組成物の流動性、耐衝撃性が優れる。
 共重合体(C)の質量平均分子量は、後述の実施例の項に記載の方法で測定される。
 共重合体(C)の製造方法としては特に制限されず、乳化重合、懸濁重合、塊状重合、溶液重合などの公知の方法が挙げられる。得られる熱可塑性樹脂組成物の耐熱性の点からは、懸濁重合、塊状重合が好ましい
 共重合体(C)の製造時に用いる重合開始剤に特に制限はないが、例えば有機過酸化物類が挙げられる。
 共重合体(C)の製造時に、共重合体(C)の分子量を調整するため、連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤に特に制限はないが、メルカプタン類、α-メチルスチレンダイマー、テルペン類等が挙げられる。
[熱可塑性樹脂組成物]
 本発明の熱可塑性樹脂組成物は、本発明のグラフト共重合体(B)を含むものであり、好ましくは、本発明のグラフト共重合体(B)と共重合体(C)とを含む。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物における本発明のグラフト重合体(B)の含有率は、グラフト共重合体(B)と共重合体(C)の合計を100質量%とした場合に、10~50質量%であることが好ましく、共重合体(C)の含有率は50~90質量%であることが好ましい。グラフト重合体(B)および共重合体(C)の含有率が上記範囲であると、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の透明性、耐衝撃性が優れたものとなる。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の物性を損なわない範囲において、必要に応じて、他の熱可塑性樹脂を含有してもよい。他の熱可塑性樹脂としては特に制限はなく、例えば、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、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、ポリアリレート、液晶ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂およびポリアミド樹脂(ナイロン)等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物には、熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の物性を損なわない範囲において、熱可塑性樹脂組成物の製造時(混合時)、成形時に、慣用の他の添加剤、例えば滑剤、顔料、染料、充填剤(カーボンブラック、シリカ、酸化チタン等)、耐熱剤、酸化劣化防止剤、耐候剤、離型剤、可塑剤、帯電防止剤等を配合することができる。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物は、公知の装置を使用した公知の方法で製造できる。例えば、一般的な方法として溶融混合法があり、この方法で使用する装置としては、押出機、バンバリーミキサー、ローラー、ニーダー等が挙げられる。混合には回分式、連続式のいずれを採用してもよい。
 各成分の混合順序などにも特に制限はなく、全ての成分が均一に混合されればよい。
[成形品]
 本発明の成形品は、本発明の熱可塑性樹脂組成物が成形されたものである。成形方法としては、例えば、射出成形法、射出圧縮成形機法、押出法、ブロー成形法、真空成形法、圧空成形法、カレンダー成形法およびインフレーション成形法等が挙げられる。これらのなかでも、量産性に優れ、高い寸法精度の成形品を得ることができるため、射出成形法、射出圧縮成形法が好ましい。
[用途]
 本発明の熱可塑性樹脂組成物は流動性に優れ、その成形品は、透明性、耐衝撃性および耐候性に優れる。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物およびその成形品の用途については特に制限はないが、本発明の熱可塑性樹脂組成物およびその成形品は、透明性、耐衝撃性、耐候性に優れ、流動性にも優れることから、OA・家電分野、車両・船舶分野、家具・建材などの住宅関連分野、サニタリー分野、雑貨、文具・玩具・スポーツ用品分野などの幅広い分野に有用である。
 以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら制限されるものではない。
 以下において、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」を意味する。
[共重合体(A)・グラフト共重合体(B)・共重合体(C)の物性測定方法]
 以下の実施例および比較例で用いた共重合体(A)、グラフト共重合体(B)および共重合体(C)の各種物性の測定方法は以下の通りである。
<共重合体(A)の体積平均粒子径>
 マイクロトラック(日機装社製「ナノトラック150」)を用い、測定溶媒としてイオン交換水を用いて、水性分散体に分散している共重合体(A)の体積平均粒子径を測定した。
<共重合体(A)の膨潤度>
 共重合体(A)を80℃で24時間乾燥させ、その後80℃で24時間真空乾燥させることでフィルム状の共重合体(A)の乾燥物を作成した。得られた乾燥物の重量をW1とする。この乾燥物を常温でアセトン中に12時間浸漬し、次いで、200メッシュ金網にて濾過し、残渣を秤量した。残差の重量をW2とする。その後、残差を常温で24時間真空乾燥した。真空乾燥後の残差乾燥物の重量をW3とする。共重合体(A)の膨潤度は、下記式(1)で算出される。
 膨潤度(%)=(W2/W3)×100   …(1)
<グラフト共重合体(B)のグラフト率>
 グラフト共重合体(B)1gを80mLのアセトンに添加し、65~70℃にて3時間加熱還流し、得られた懸濁アセトン溶液を遠心分離機(日立工機社製「CR21E」)にて14,000rpm、30分間遠心分離して、沈殿成分(アセトン不溶成分)とアセトン溶液(アセトン可溶成分)を分取した。
 沈殿成分(アセトン不溶成分)を乾燥させてその質量(Y(g))を測定し、下記式(2)によりグラフト率を算出した。
 式(2)におけるYは、グラフト共重合体(B)のアセトン不溶成分の質量(g)である。XはYを求める際に使用したグラフト共重合体(B)の全質量(g)である。ゴム分率はグラフト共重合体(B)の製造に用いた共重合体(A)の水性分散体における固形分濃度である。
 グラフト率(質量%)={(Y-X×ゴム分率)/X×ゴム分率}
                    ×100   …(2)
<共重合体(C)の質量平均分子量>
 共重合体(C)の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い、テトラヒドロフラン(THF)に溶解して測定したものを標準ポリスチレン(PS)換算で求めた。
[熱可塑性樹脂組成物の測定・評価方法]
 以下の実施例および比較例で製造された熱可塑性樹脂組成物の物性の測定および特性の評価、並びにそのための成形方法は以下の通りである。
<メルトボリュームレート(MVR)の測定>
 ISO 1133:1997に準拠し、220℃における熱可塑性樹脂組成物のMVRを、98N(10kg)の荷重で測定した。なお、MVRは熱可塑性樹脂組成物の流動性の目安となり、数値が高いほど流動性に優れることを意味する。
<射出成形1>
 溶融混練して得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットを射出成形機(東芝機械社製、「IS55FP-1.5A」)によりシリンダー温度200~270℃、金型温度60℃の条件で、縦80mm、横10mm、厚さ4mmの成形品を成形し、シャルピー衝撃試験用成形品(成形品(Ma1))として用いた。
<射出成形2>
 溶融混練して得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットを射出成形機(東芝機械社製、「IS55FP-1.5A」)によりシリンダー温度200~270℃、金型温度60℃の条件で、縦100mm、横100mm、厚さ3mmの成形品を成形し、透明性および耐候性評価用成形品(成形品(Ma2))として用いた。
<透明性評価>
 成形品(Ma2)について、ヘイズメーター(村上色彩研究所(株)製)によりヘイズ値(Hz)を測定した。ヘイズが小さいほど透明性が高いと判定した。
<耐衝撃性の評価:シャルピー衝撃試験>
 成形品(Ma1)について、ISO 179-1:2013年度版に準拠し、試験温度23℃の条件で成形品(タイプB1、ノッチ有:形状A シングルノッチ)のシャルピー衝撃強度(打撃方向:エッジワイズ)を測定した。シャルピー衝撃強度が高いほど、耐衝撃性に優れることを意味する。
<耐候性評価>
 成形品(Ma2)をサンシャインウェザーメーター(スガ試験機(株)製)を用い、ブラックパネル温度63℃、サイクル条件60分(降雨12分)の条件で1500時間処理した。この処理前後のヘイズをヘイズメーター(村上色彩研究所(株)製)にて測定し、その変化(ΔHz)を求めた。ΔHzが小さいほど耐候性が良好とした。
[共重合体(C)の製造]
<共重合体(C-1)の製造>
 耐圧反応容器にイオン交換水150部と、ビニル系単量体混合物(m2)としてメタクリル酸メチル99部、アクリル酸メチル1部の混合物と、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)0.2部、n-オクチルメルカプタン0.45部、カルシウムハイドロオキシアパタイト0.47部、アルケニルコハク酸カリウム0.003部を仕込み、内温を75℃まで昇温し、3時間反応を行った。その後、90℃まで昇温し、60分間保持することで反応を完結させた。内容物を遠心脱水機で洗浄、脱水を繰り返し、乾燥させて質量平均分子量124,000の共重合体(C-1)を得た。
〔(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m1)を用いた実施例と比較例〕
[共重合体(A)の製造]
<共重合体(A-I-1)の製造>
 以下の配合で共重合体(A-I-1)を製造した。
〔配合〕
  アクリル酸n-ブチル    (Aa)      42部
  アクリル酸2-フェノキシエチル(Ab)     18部
  メタクリル酸アリル             0.24部
  1,3-ブチレングリコールジメタクリレート 0.12部
  流動パラフィン                0.6部
  アルケニルコハク酸ジカリウム        0.20部
  ジラウロイルペルオキシド           0.6部
  イオン交換水                 406部
 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に、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-フェノキシエチル、流動パラフィン、メタクリル酸アリル、ジラウロイルペルオキシド、イオン交換水、アルケニルコハク酸ジカリウム、を仕込み、常温下で(株)日本精機製作所製ULTRASONIC HOMOGENIZER US-600を用いて振幅35μmで20分間超音波処理を行うことでプレエマルションを得た。得られたラテックスの体積平均粒子径は250nmであった。
 プレエマルションを60℃に加熱し、ラジカル重合を開始した。重合により、液温は78℃まで上昇した。30分間75℃で維持し、重合を完結させ、体積平均粒子径が300nmである、水性分散体に分散している共重合体(A-I-1)を得た。
<共重合体(A-I-2)~(A-I-17)の製造>
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)、アルケニルコハク酸ジカリウムの量と、他の単量体の量を表1A,1Bに示す通り変更したこと以外は、共重合体(A-I-1)と同様にして、水性分散体に分散している共重合体(A-I-2)~(A-I-17)を得た。
<共重合体(A-I-18)の製造>
 ステンレススチール製のオートクレーブ(以下、SUS製オートクレーブと略記)中に、イオン交換水(以下、単に水と略記)145部、ロジン酸カリウム1.0部、オレイン酸カリウム1.0部、水酸化ナトリウム0.06部、硫酸ナトリウム0.4部、t-ドデシルメルカプタン0.3部を仕込み、窒素置換した後、1,3-ブタジエン125部を仕込み、60℃に昇温した。
 次いで、過硫酸カリウム0.3部を水5部に溶解した水溶液を圧入して重合を開始した。重合中は重合温度を65℃に調節し、12時間後内圧が4.5kg/cm(ゲージ圧)となった時点で未反応の1,3-ブタジエンを回収した。その後、内温を80℃にして1時間保持し、体積平均粒子径250nmで、固形分が41%であるブタジエンゴムラテックスを得た。
 ブタジエンゴムラテックスの固形分換算で20部を5リットルのガラス製反応器に仕込み、次いでアルケニルコハク酸ジカリウム1.0部と水150部とを加えて窒素置換を行い、内温を70℃に昇温した。これに10部の水に過硫酸カリウム0.12部を溶解した水溶液を加え、引き続き予め窒素置換しておいたアクリル酸n-ブチル(Aa)79.5部、メタクリル酸アリル0.33部、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート0.17部からなる単量体混合物を2時間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、内温を80℃に昇温し、1時間保持してブタジエンゴムとアクリルゴムとからなる体積平均粒子径が300nmである、水生分散体に分散している共重合体(A-I-18)を得た。
 共重合体(A-I-1)~(A-I-18)の膨潤度と体積平均粒子径を表1A,1Bに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[グラフト共重合体(B)の製造]
<グラフト共重合体(B-I-1)の製造>
 共重合体(A-I-1)を製造後、反応器の内温を75℃に保ったまま、共重合体(A-I-1)60部(固形分として)に対して、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、ロンガリット0.3部、およびイオン交換水5部からなる水溶液を添加し、ついで、アルケニルコハク酸ジカリウム0.65部、およびイオン交換水10部からなる水溶液を添加した。その後、ビニル系単量体混合物(m1)としてメタクリル酸メチル39.6部、アクリル酸メチル0.4部の混合物と、t-ブチルヒドロペルオキシド0.18部を1時間30分にわたって滴下し、グラフト重合させた。
 滴下終了後、内温を75℃に10分間保持した後、冷却し、内温が60℃となった時点で、酸化防止剤(吉富製薬工業社製、アンテージW500)0.2部およびアルケニルコハク酸ジカリウム0.2部をイオン交換水5部に溶解した水溶液を添加した。ついで、反応生成物の水性分散体を硫酸水溶液で凝固、水洗した後、乾燥してグラフト共重合体(B-I-1)を得た。グラフト共重合体(B-I-1)のグラフト率は40%であった。
<グラフト共重合体(B-I-2)~(B-I-18)の製造>
 共重合体(A)の種類を表2A,2Bに示す通り変更したこと以外は、グラフト共重合体(B-I-1)と同様にして、グラフト共重合体(B-I-2)~(B-I-18)を得た。
 グラフト共重合体(B-I-2)~(B-I-18)のグラフト率は、表2A,2Bに示す通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
[実施例I-1~I-12、比較例I-1~I-6]
 表3A,3Bに示す組成(質量部)で各成分を混合し、さらにそこにカーボンブラック0.8部を混合し、30mmφの真空ベント付き2軸押し出し機(池貝社製「PCM30」)を用いて240℃で溶融混練し、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱可塑性樹脂組成物についてメルトボリュームレートを前述の方法により評価した。また、得られた熱可塑性樹脂組成物を射出成形した成形品について、透明性、耐衝撃性、耐候性を前述の方法により評価した。
 評価結果を表3A,3Bに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表3Aの実施例I-1~I-12に示すように、各実施例によれば、耐衝撃性や流動性、透明性、耐候性に優れる熱可塑性樹脂組成物および成形品が得られた。
 一方、表3Bに示すように、比較例I-1~I-6で得られた樹脂組成物および成形品は、耐衝撃性、流動性、透明性、耐候性のいずれかが著しく劣った。
〔(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シアン化ビニル化合物および芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体混合物(m1)を用いた実施例と比較例〕
[共重合体(A)の製造]
<共重合体(A-II-1)の製造>
 以下の配合で共重合体(A-II-1)を製造した。
〔配合〕
  アクリル酸n-ブチル    (Aa)      54部
  アクリル酸2-フェノキシエチル(Ab)      6部
  メタクリル酸アリル             0.24部
  1,3-ブチレングリコールジメタクリレート 0.12部
  流動パラフィン                0.6部
  アルケニルコハク酸ジカリウム        0.20部
  ジラウロイルペルオキシド           0.6部
  イオン交換水                 406部
 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に、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-フェノキシエチル、流動パラフィン、メタクリル酸アリル、ジラウロイルペルオキシド、イオン交換水、アルケニルコハク酸ジカリウム、を仕込み、常温下で(株)日本精機製作所製ULTRASONIC HOMOGENIZER US-600を用いて振幅35μmで20分間超音波処理を行うことでプレエマルションを得た。得られたラテックスの体積平均粒子径は250nmであった。
 プレエマルションを60℃に加熱し、ラジカル重合を開始した。重合により、液温は78℃まで上昇した。30分間75℃で維持し、重合を完結させ、体積平均粒子径が300nmである、水性分散体に分散している共重合体(A-II-1)を得た。
<共重合体(A-II-2)~(A-II-15)の製造>
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)、アルケニルコハク酸ジカリウムの量と、他の単量体の量を表4A,4Bに示す通り変更したこと以外は、共重合体(A-II-1)と同様にして、水性分散体に分散している共重合体(A-II-2)~(A-II-15)を得た。
<共重合体(A-II-16)の製造>
 ステンレススチール製のオートクレーブ(以下、SUS製オートクレーブと略記)中に、イオン交換水(以下、単に水と略記)145部、ロジン酸カリウム1.0部、オレイン酸カリウム1.0部、水酸化ナトリウム0.06部、硫酸ナトリウム0.4部、t-ドデシルメルカプタン0.3部を仕込み、窒素置換した後、1,3-ブタジエン125部を仕込み、60℃に昇温した。
 次いで、過硫酸カリウム0.3部を水5部に溶解した水溶液を圧入して重合を開始した。重合中は重合温度を65℃に調節し、12時間後内圧が4.5kg/cm(ゲージ圧)となった時点で未反応の1,3-ブタジエンを回収した。その後、内温を80℃にして1時間保持し、体積平均粒子径250nmで、固形分が41%であるブタジエンゴムラテックスを得た。
 ブタジエンゴムラテックスの固形分換算で20部を5リットルのガラス製反応器に仕込み、次いでアルケニルコハク酸ジカリウム1.0部と水150部とを加えて窒素置換を行い、内温を70℃に昇温した。これに10部の水に過硫酸カリウム0.12部を溶解した水溶液を加え、引き続き予め窒素置換しておいたアクリル酸n-ブチル(Aa)79.5部、メタクリル酸アリル0.33部、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート0.17部からなる単量体混合物を2時間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、内温を80℃に昇温し、1時間保持してブタジエンゴムとアクリルゴムとからなる体積平均粒子径が300nmである、水生分散体に分散している共重合体(A-II-16)を得た。
 共重合体(A-II-1)~(A-II-16)の膨潤度と体積平均粒子径を表4A,4Bに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
[グラフト共重合体(B)の製造]
<グラフト共重合体(B-II-1)の製造>
 共重合体(A-II-1)を製造後、反応器の内温を75℃に保ったまま、共重合体(A-II-1)60部(固形分として)に対して、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、ロンガリット0.3部、およびイオン交換水5部からなる水溶液を添加し、ついで、アルケニルコハク酸ジカリウム0.65部、およびイオン交換水10部からなる水溶液を添加した。その後、ビニル系単量体混合物(m1)としてメタクリル酸メチル8部、アクリロニトリル8部、スチレン24部の混合物と、t-ブチルヒドロペルオキシド0.18部を1時間30分にわたって滴下し、グラフト重合させた。
 滴下終了後、内温を75℃に10分間保持した後、冷却し、内温が60℃となった時点で、酸化防止剤(吉富製薬工業社製、アンテージW500)0.2部およびアルケニルコハク酸ジカリウム0.2部をイオン交換水5部に溶解した水溶液を添加した。ついで、反応生成物の水性分散体を硫酸水溶液で凝固、水洗した後、乾燥してグラフト共重合体(B-II-1)を得た。グラフト共重合体(B-II-1)のグラフト率は40%であった。
<グラフト共重合体(B-II-2)~(B-II-16)の製造>
 共重合体(A)の種類を表5A,5Bに示す通り変更したこと以外は、グラフト共重合体(B-II-1)と同様にして、グラフト共重合体(B-II-2)~(B-II-16)を得た。
 グラフト共重合体(B-II-2)~(B-II-16)のグラフト率は、表5A,5Bに示す通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
[実施例II-1~II-13、比較例II-1~II-3]
 表6A,6Bに示す組成(質量部)で各成分を混合し、さらにそこにカーボンブラック0.8部を混合し、30mmφの真空ベント付き2軸押し出し機(池貝社製「PCM30」)を用いて240℃で溶融混練し、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱可塑性樹脂組成物についてメルトボリュームレートを前述の方法により評価した。また、得られた熱可塑性樹脂組成物を射出成形した成形品について、透明性、耐衝撃性、耐候性を前述の方法により評価した。
 評価結果を表6A,6Bに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 表6Aの実施例II-1~II-13に示すように、各実施例によれば、耐衝撃性や流動性、透明性、耐候性に優れる熱可塑性樹脂組成物および成形品が得られた。
 一方、表6Bに示すように、比較例II-1~II-3で得られた樹脂組成物および成形品は、耐衝撃性、流動性、透明性、耐候性のいずれかが著しく劣った。
 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
 本出願は、2018年11月5日付で出願された日本特許出願2018-208252、及び日本特許出願2018-208253に基づいており、その全体が引用により援用される。

Claims (16)

  1.  (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体(A)に対し、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m1)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)。
  2.  共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位との合計100質量%中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位の含有量が55~85質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の含有量が15~45質量%である、請求項1に記載のグラフト共重合体(B)。
  3.  ビニル系単量体混合物(m1)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを60~100質量%含む、請求項1又は2に記載のグラフト共重合体(B)。
  4.  (メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)との共重合体(A)に対し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シアン化ビニル化合物および芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体混合物(m1)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)。
  5.  共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位との合計100質量%中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位の含有量が70~90質量%で、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位の含有量が10~30質量%である、請求項4に記載のグラフト共重合体(B)。
  6.  ビニル系単量体混合物(m1)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを10~30質量%、シアン化ビニル化合物を10~30質量%、芳香族ビニル化合物を50~70質量%含む、請求項4又は5に記載のグラフト共重合体(B)。
  7.  共重合体(A)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位と、架橋剤に由来する単位および/又はグラフト交叉剤に由来する単位を含む、請求項1ないし6のいずれか1項に記載のグラフト共重合体(B)。
  8.  共重合体(A)中の架橋剤および/又はグラフト交叉剤に由来する単位の割合が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)単位と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)単位と、架橋剤に由来する単位および/又はグラフト交叉剤に由来する単位との合計100質量%中、0.1~3質量%である、請求項7に記載のグラフト共重合体(B)。
  9.  共重合体(A)が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(Aa)と、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル(Ab)と、架橋剤および/又はグラフト交叉剤と、疎水性物質と、開始剤との混合物のミニエマルション重合物である、請求項7又は8に記載のグラフト共重合体(B)。
  10.  共重合体(A)の体積平均粒子径が0.05~0.80μmで、膨潤度が2~15倍である、請求項1ないし9のいずれか1項に記載のグラフト共重合体(B)。
  11.  共重合体(A)とビニル系単量体混合物(m1)との合計100質量%に対する共重合体(A)の割合が50~80質量%で、ビニル系単量体混合物(m1)の割合が20~50質量%で、グラフト率が25~100%である、請求項1ないし10のいずれか1項に記載のグラフト共重合体(B)。
  12.  請求項1ないし11のいずれか1項に記載のグラフト共重合体(B)を含む熱可塑性樹脂組成物。
  13.  グラフト共重合体(B)と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むビニル系単量体混合物(m2)の重合反応物である共重合体(C)とを含む、請求項12に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  14.  ビニル系単量体混合物(m2)がビニル系単量体混合物(m1)に含まれる(メタ)アクリル酸アルキルエステルと同じ構造の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを60~100質量%含む、請求項13に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  15.  グラフト共重合体(B)と共重合体(C)との合計100質量%中にグラフト共重合体(B)を10~50質量%、共重合体(C)を50~90質量%含む、請求項13又は14に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  16.  請求項12ないし15のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品。
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