説明

耐衝撃性改質剤及び耐衝撃性樹脂組成物

【課題】メタクリル系樹脂が持つ優れた透明性、特にヘイズの温度依存性を抑制し、耐衝撃性を樹脂組成物に付与することができる耐衝撃性改質剤やこれを用いたメタクリル系の耐衝撃性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】耐衝撃性改質剤が、最内層がアルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート等を単量体成分として含む最内層重合体(A)からなり、中間層がアルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート等を単量体成分として含む中間層重合体(B)からなり、外層がアルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート等を単量体成分として含む単量体成分を含み、ガラス転移点(Tg)が20〜80℃にある外層重合体(C)からなる多層構造グラフト共重合体を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐衝撃性及び透明性、特にヘイズの温度依存性が低減された耐衝撃性改質剤やこれを用いたメタクリル系の耐衝撃性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
メタクリル系樹脂は透明性、耐候性、成型加工性に優れており、自動車部品、照明用品、各種パネル等に広く用いられている。しかし、一般にメタクリル系樹脂は耐衝撃性が十分でないため、その用途が狭められている。
【0003】
そこで、メタクリル系樹脂の耐衝撃性を改良するために、特定の硬質−軟質−硬質の三層構造を基本構造とする多層構造グラフト共重合体を添加することにより、メタクリル系樹脂等の硬質樹脂の耐衝撃性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この方法では、ある程度の耐衝撃性の改良は見られるものの、満足できるものではない。上記の多層構造グラフト共重合体のような耐衝撃性改質剤を多量に使用すればより高い耐衝撃性を実現することは可能であるが、そのようなメタクリル系樹脂は透明性が低下するだけでなく、ヘイズの温度依存性が高くなるため実用性が低い。
【0004】
また、特定の構造を有する多層構造アクリル系重合体を用いることによって、耐衝撃性を維持して、ヘイズの温度依存性を低減させることが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、この方法では、ヘイズの温度依存性の低減には改良が見られるものの、耐衝撃性についてはさらなる向上が求められている。
【0005】
上記の多層構造アクリル系重合体のような耐衝撃性改質剤を多量に使用すればより高い耐衝撃性及びヘイズの温度依存性の低減を実現することは可能であるが、そのようなメタクリル系樹脂の硬度は低下してしまうため実用性が低い。また、耐衝撃性改質剤を多量に使用するほど製造コストが高くなるため、上記のような耐衝撃性改質剤の添加量は少ないほど好ましく、少量で効率よく耐衝撃性を改善できる耐衝撃性改質剤及びそれを用いた樹脂組成物が望まれている。
【特許文献1】特公昭55−27576号公報
【特許文献2】特公平5−88903号公報
【非特許文献1】POLYMER HANDBOOK THIRD EDITION
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、メタクリル系樹脂が持つ優れた透明性、特にヘイズの温度依存性を抑制し、耐衝撃性改質剤およびこれを用いた耐衝撃性に優れた耐衝撃性樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らはこのような現状に鑑み鋭意検討した結果、適切な組成を有する最内層重合体、中間層重合体、外層重合体から形成される最内層、中間層、外層を備え、これらの層を形成する重合体の質量が特定の関係にあり、中間層までの粒径が特定の範囲にあって、外層重合体が特定のガラス転移点(Tg)を有する多層構造重合体が耐衝撃性改質剤として、メタクリル系樹脂に配合することで、メタクリル系樹脂が有する透明性や、特にヘイズの温度依存性を抑制し、高硬度を維持し、更に耐衝撃性を著しく向上することができるとの知見を得て、上記課題を解決できることを見い出し、かかる知見に基き本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、最内層、中間層および外層が順次積層された多層構造グラフト共重合体を含む耐衝撃性改質剤であって、
多層構造グラフト共重合体の最内層が、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート40〜100質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜60質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1〜10質量部とを含む単量体成分を重合して得られる最内層重合体(A)からなり、
中間層が、最内層重合体(A)の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート70〜90質量%、芳香族ビニル化合物10〜30質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1質量部以上、1質量部未満とを含む単量体成分を重合して得られる中間層重合体(B)からなり、
外層が、中間層重合体(B)まで形成した重合体の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート50〜100質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜50質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%を含む単量体成分を重合して得られ、ガラス転移点(Tg)が20〜80℃にある外層重合体(C)からなり、
中間層まで形成した重合体の質量平均粒子径が200〜300nmであり、
最内層重合体(A)と中間層重合体(B)の質量比(A)/(B)が10/90〜40/60であり、
最内層重合体(A)および中間層重合体(B)の合計を100質量部としたときの外層重合体(C)が30〜100質量部であることを特徴とする耐衝撃性改質剤に関する。本発明の耐衝撃性改質剤は、メタクリル系樹脂に、その優れた透明性、高硬度を維持し、更に顕著な耐衝撃性を与えることができる。
【0009】
また、本発明は、メチルメタクリレートを主要構成単位とするメタクリル系樹脂と、請求項1に記載の耐衝撃性改質剤とを含有する耐衝撃性樹脂組成物に関する。本発明の耐衝撃性樹脂組成物は、メタクリル系樹脂が持つ優れた透明性、高硬度を損なうことなく、更に耐衝撃性に優れたものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、メタクリル系樹脂が持つ優れた透明性、特にヘイズの温度依存性を抑制し、耐衝撃性に優れた耐衝撃性改質剤や、これを用いた樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明の耐衝撃性改質剤は、最内層、中間層および外層が順次積層された多層構造グラフト共重合体を含む耐衝撃性改質剤であって、多層構造グラフト共重合体の最内層が、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート40〜100質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜60質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1〜10質量部とを含む単量体成分を重合して得られる最内層重合体(A)からなり、中間層が、最内層重合体(A)の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート70〜90質量%、芳香族ビニル化合物10〜30質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1質量部以上、1質量部未満とを含む単量体成分を重合して得られる中間層重合体(B)からなり、外層が、中間層重合体(B)まで形成した重合体の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート50〜100質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜50質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%を含む単量体成分を重合して得られ、ガラス転移点(Tg)が20〜80℃である外層重合体(C)からなり、中間層まで形成した重合体の質量平均粒子径が200〜300nmであり、最内層重合体(A)と中間層重合体(B)の質量比(A)/(B)が10/90〜40/60であり、最内層重合体(A)および中間層重合体(B)の合計を100質量部としたときの外層重合体(C)が30〜100質量部であれば、特に制限されるものではない。
【0012】
本発明の耐衝撃性改質剤は、最内層、中間層、および外層が順次積層された少なくとも3層を有する多層構造グラフト共重合体を含むものであり、その多層構造グラフト共重合体における各層はそれぞれ以下に示す重合体で構成される。
【0013】
上記多層構造グラフト共重合体における最内層を構成する最内層重合体(A)は、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート40〜100質量%(好ましくは40〜95質量%、より好ましくは50〜70質量%)、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜60質量%(好ましくは4〜59質量%、より好ましくは29〜49質量%)、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%(好ましくは1〜10質量%)からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1〜10質量部(好ましくは0.1〜5質量%)とを含む単量体成分を重合して得られる重合体であり、特に乳化重合により得られる共重合体であることが好ましい。単量体成分の組成を上述の各範囲内にすることにより耐衝撃性改質剤を用いた樹脂組成物に優れた耐衝撃性及び透明性を付与することができる。上記単量体混合物におけるアルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレートの使用量が40質量%以上であると、高度な透明性を持つ樹脂組成物を得ることができる。
【0014】
上記アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレートとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート等を挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうちメチルメタクリレートを使用することが好ましい。
【0015】
上記アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等を挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうちn−ブチルアクリレートを使用することが好ましい。
【0016】
上記その他の共重合可能な単量体としては、上記の単量体と共重合可能であれば特に制限されないが、例えばフェニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリルアミド、グリシジルメタクリレート等の他、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物を挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうちスチレンを使用することが好ましい。なお、共重合可能な官能基を2以上有する単量体は以下に示す多官能単量体に分類し、その他の共重合可能な単量体には分類しないものとする。
【0017】
かかる多官能単量体としては、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、アリルアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、マレイン酸ジアリル、ジビニルベンゼン、フタル酸ジアリル、フマル酸ジアリル、トリメリット酸トリアリル等を挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち1,3−ブタンジオールジメタクリレート、アリルメタクリレートを使用することが好ましい。
【0018】
また、上記多層構造グラフト共重合体における中間層を構成する中間層重合体(B)は、最内層重合体(A)の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート70〜90質量%(好ましくは75〜85質量%)、芳香族ビニル化合物10〜30質量%(好ましくは15〜25質量%)、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%(好ましくは0〜10質量%)からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1質量部以上、1質量部未満(好ましくは0.5〜0.9質量部)とを含む単量体成分を重合して得られるゴム質重合体であり、特に乳化重合により得られる共重合体であることが好ましく、最内層重合体(A)間においてグラフト交差を有するものが好ましい。上記単量体混合物におけるアルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートの使用量が70質量%以上であると、高度な耐衝撃性を持つ樹脂組成物を得ることができ、90質量%以下であると、高度な透明性を持つ樹脂組成物を得ることができる。
【0019】
上記アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートとしては、上述した最内層重合体(A)に用いうる単量体として例示したものと同様のものを挙げることができ、これらのうちn−ブチルアクリレートを使用することが好ましい。
【0020】
上記芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等を挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうちスチレンを使用することが好ましい。
【0021】
上記その他の共重合可能な単量体としては、フェニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリルアミド、グリシジルメタクリレート等を挙げることができる。なお、共重合可能な官能基を2以上有する単量体は以下に示す多官能単量体に分類し、その他の共重合可能な単量体には分類しないものとする。
【0022】
かかる多官能単量体としては、上述した最内層重合体(A)に用いうる単量体として例示したものと同様のものを挙げることができる。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうちアリルメタクリレートを使用することが好ましい。
【0023】
また、中間層重合体(B)はガラス転移点(Tg)が0℃以下であることが好ましく、−10℃以下であることがより好ましい。上記単量体成分組成を有する中間層重合体(B)が、この範囲のガラス転移点(Tg)を有することにより改質剤として優れた耐衝撃性を樹脂組成物に付与することができる。
【0024】
ここで、本発明において、重合体のガラス転移点(Tg)とは、通常知られているFOXの式:
1/Tg=a1/Tg1+a2/Tg2+a3/Tg3+…
に従い計算により求めた値をいい、式中のTg1、Tg2およびTg3として、各重合体を形成させるのに用いた単量体成分に含まれる単量体を単独で重合した際に得られるそれぞれのホモポリマーのガラス転移点(Tg)を表し、「POLYMER HANDBOOK THIRD EDITION」(非特許文献1)に記載されている値を引用して求めた値である(以下同じことをいう。)。また、上記FOXの式中のa1、a2およびa3は各重合体を形成するのに用いた単量体成分に含まれる単量体のそれぞれの質量分率を表す。
【0025】
上記多層構造グラフト共重合体における外層を構成する外層重合体(C)は、上述した中間層重合体(B)まで形成した重合体の存在下、より正確に表現すれば最内層重合体(A)および中間層重合体(B)を含んでなる重合体の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート50〜100質量%(好ましくは60〜85質量%)、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜50質量%(好ましくは15〜40質量%)、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%(好ましくは0〜10質量%)を含む単量体成分を重合して得られる重合体であり、特に乳化重合により得られる共重合体であることが好ましく、中間層重合体(B)間においてグラフト交差を有するものが好ましい。上記単量体成分におけるアルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレートの使用量が50質量%以上であると、粉体として回収したときにブロッキングを抑制することができ、取り扱いが良好となる。
【0026】
上記アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレートとしては、上述した最内層重合体(A)に用いうるアルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレートと同様のものを挙げることができ、これらのうちメチルメタクリレートを使用することが好ましい。
【0027】
上記アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートとしては、上述した最内層重合体(A)や中間層重合体(B)に用いうるアルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートとして例示したものと同様のものを挙げることができ、n−ブチルアクリレートを使用することが好ましい。
【0028】
上記その他の共重合可能な単量体としては、上述した最内層重合体(A)に用いうるその他の共重合可能な単量体として例示したものと同様のものを挙げることができる。
【0029】
このような単量体成分を有する外層重合体(C)のうちの中間層重合体(B)との間にグラフト交差を有しない単独重合体の数平均分子量としては、1万〜100万が好ましい。
【0030】
また、外層重合体(C)はガラス点移転(Tg)が20〜80℃であることが必要であり、好ましくは30〜70℃である。ガラス転移点(Tg)が20℃以上であれば、粉体として回収したときにブロッキングを抑制することができ、取り扱い性が良好である。一方、80℃以下であれば、高度な耐衝撃性を持つ樹脂組成物を得ることができる。
【0031】
これらの各層を構成する単量体成分の重合、特に外層重合体(C)を得るための単量体成分の重合では、マトリックス樹脂(例えば、メタクリル系樹脂)との相溶性、流動性、耐衝撃性を良好にするためにアルキルメルカプタン等の連鎖移動剤を用いることが好ましい。アルキルメルカプタンとしては、n−ブチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン等を挙げることができ、単量体成分100質量部に対して、0.1〜2質量部用いることが好ましい。
【0032】
また、各層には上記単量体成分の他、これらの成分の機能を阻害しない範囲において、他の単量体成分を有していてもよく、pH調整剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を共存させることができる。
【0033】
このような多層構造グラフト共重合体の中間層まで形成した重合体の質量平均粒子径は200〜300nmであり、より好ましくは230〜260nmである。中間層まで形成した重合体の質量平均粒子径が200nm以上であれば、樹脂組成物において十分な耐衝撃性を得ることができ、300nm以下であれば、樹脂組成物において透明性が優れたものとなる。
【0034】
最内層重合体(A)と中間層重合体(B)の質量比(A)/(B)は10/90〜40/60であり、より好ましくは15/85〜25/75である。最内層重合体(A)の質量が最内層重合体(A)と中間層重合体(B)との合計の質量に対して10%以上であれば、耐衝撃性改質剤を用いた樹脂組成物のヘイズの温度依存性を抑制することができ、40%以下であれば耐衝撃性改質剤を用いた樹脂組成物において優れた耐衝撃性を有するものとできる。
【0035】
多層構造グラフト共重合体の中間層重合体(B)まで形成した重合体を100質量部としたときの外層重合体(C)は30〜100質量部であり、より好ましくは50〜80質量部である。30質量部以上、100質量部以下であれば樹脂組成物において優れた耐衝撃性を有するものとできる。
【0036】
なお、多層構造グラフト共重合体の各層の重合体の質量は、各層を構成する単量体成分の質量の総和として算出する。
【0037】
本発明における多層構造グラフト共重合体は、上記の最内層、中間層、外層を順次積層した少なくとも3層を有するもの、かかる3層構造のそれぞれの層の間に残りの層を構成する重合体あるいはこれら3層を構成する重合体とは異なる重合体で構成される層を備えた積層構造を有するものであってもよい。
【0038】
このような多層構造グラフト共重合体を製造するには、例えば、最内層を構成する単量体成分を乳化重合し重合体のラテックスを得、そのラテックスに中間層を構成する単量体成分を加え乳化重合し積層グラフト重合体のラテックスを得、更に外層を構成する単量体成分を加え乳化重合し多層グラフト重合体のラテックスを得、得られたラテックスから多層構造グラフト共重合体を回収する方法などによることができる。乳化重合は公知の方法にしたがって行うことができる。
【0039】
乳化重合に用いる乳化剤は、アニオン系、カチオン系、ノニオン系のいずれの乳化剤も使用できるが、特にアニオン系の乳化剤が好ましい。アニオン系の乳化剤としてはオレイン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、N−ラウロイルザルコシン酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム等のカルボン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸エステル塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム等のリン酸エステル塩等が挙げられる。
【0040】
乳化剤の量は、使用する乳化剤、単量体成分の種類や配合比、重合条件によって適宜決めることができるが、通常、単量体成分100質量部に対して0.1質量部以上、特に0.5質量部以上であることが好ましい。また、重合体への残存量を抑えるため、単量体成分100質量部に対して10質量部以下、特に5質量部以下であることが好ましい。
【0041】
多層構造グラフト共重合体の各層を形成するための重合反応に用いる重合開始剤は特に限定されないが、例えば、ラジカル重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸化合物;過塩素酸化合物;過ホウ酸化合物;過酸化物と還元性スルホキシ化合物との組み合わせからなるレドックス系開始剤などを挙げることができる。これらのラジカル重合開始剤の添加量は、用いるラジカル重合開始剤や単量体成分の種類や配合比によって異なるが、通常、単量体成分100質量部に対して0.01〜10質量部程度である。
【0042】
多層構造グラフト共重合体の製造において、単量体成分及び重合開始剤等は、一括添加法、分割添加法、連続添加法、モノマー添加法、エマルション添加法等各種の方法で添加することができる。反応を円滑に進めるために反応系を窒素置換する、残存単量体を除去するために反応終了後に必要に応じて選択した触媒を添加するなどの方法をとってもよい。
【0043】
このようにして得られる多層構造グラフト共重合体のラテックス中の固形分の量は、重合体の生産性を高くするために、10質量%以上、特に30質量%以上であることが好ましい。また、ラテックス中の固形分の量は、ラテックスの安定性を損なわないために、60質量%以下、特に50質量%以下であることが好ましい。
【0044】
上記のラテックスから多層構造グラフト共重合体を回収する方法としては、酸凝固法、塩凝固法、凍結凝固法、噴霧乾燥法等の各種の方法を用いることができる。塩凝固法で用いる回収剤としては、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硝酸ナトリウム、酢酸カルシウムなどの無機塩が挙げられるが、耐衝撃性改質剤を用いた耐衝撃性樹脂組成物から得られる成形物の着色を抑えるためには酢酸カルシウムが特に好ましい。これらは通常水溶液として使用される。回収剤水溶液の濃度は0.1〜20質量%が好ましく、1〜15質量%がより好ましい。濃度が低すぎると安定して多層構造グラフト共重合体を回収できない場合があり、濃度が高すぎると回収した多層構造グラフト共重合体に多量の回収剤が残存して、着色が大きくなるなどの成形物の性能を低下させることがあり望ましくない。多層構造グラフト共重合体のラテックスを回収剤と接触させるときに、粒子径の小さい硬質重合体のラテックスを共存させると回収した多層構造グラフト重合体がブロッキングしにくくなり、取り扱い性がよくなる。ラテックスを回収剤水溶液に接触させるときの温度は30℃〜100℃が好ましい。析出した多層構造グラフト共重合体を各種の方法で洗浄、脱水、乾燥することができる。乾燥した多層構造グラフト共重合体に、シリカゲル微粒子などの滑剤を添加すると、多層構造グラフト重合体がブロッキングしにくくなり、取り扱い性がよくなる。
【0045】
本発明の耐衝撃性改質剤は上記多層構造グラフト共重合体をそのまま用いることができるが、多層構造グラフト共重合体の作用を害さない範囲で、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、離型剤等の添加剤など他の物質を含有していてもよい。
【0046】
本発明の耐衝撃性樹脂組成物は、メチルメタクリレートを主要構成単位とするメタクリル系樹脂と、本発明の耐衝撃性改質剤とを含有するものであれば、特に制限されるものではない。このような耐衝撃性樹脂組成物は、メタクリル系樹脂が持つ優れた透明性、硬度を損なうことなく、耐衝撃性に優れたものとなる。
【0047】
本発明の耐衝撃性樹脂組成物に用いられるメチルメタクリレートを主要構成単位とするメタクリル系樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート50〜100質量%、および、その他のビニルまたはビニリデン単量体0〜50質量%を含有する単量体成分の重合体を例示することができる。その他のビニルまたはビニリデン単量体としては、例えば、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルアクリレート;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物等を挙げることができる。上記単量体成分中のメチルメタクリレートの含有量は、80〜99質量%であることが好ましい。
【0048】
メタクリル系樹脂と耐衝撃性改質剤との混合割合は用途により異なるが、メタクリル系樹脂と耐衝撃性改質剤との質量比が90/10〜20/80であることが好ましい。耐衝撃性改質剤の質量を10%以上とすることで、耐衝撃性をより十分なものにすることが可能となり、80%以下とすることで、射出成形等の成形が容易な流動性を確保でき、かつ、成形品の外観(透明性など)がより優れたものとなる。より好ましくは、メタクリル系樹脂と耐衝撃性改質剤との質量比が80/20〜50/50である。
【0049】
本発明の耐衝撃性樹脂組成物には、上述した、メタクリル系樹脂、耐衝撃性改質剤の他に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、離型剤、顔料、染料等を含んでいてもよい。
【0050】
本発明の耐衝撃性樹脂組成物を製造する方法としては、上記メタクリル系樹脂と耐衝撃性改質剤を上記の割合でブレンドする方法を挙げることができる。
【実施例】
【0051】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は「質量部」を、ヘイズ%以外の「%」は「質量%」をそれぞれ表す。多層構造グラフト共重合体、および耐衝撃性樹脂組成物の諸特性は、次の方法に従って実施した。
[質量平均粒子径]
多層構造グラフト共重合体における中間層重合体(B)まで形成した重合体の質量平均粒子径は、Matec Applied Sciences社製CHDF2000型(商品名)粒度分布測定装置を用いて、カラム温度35℃、キャリア液流速1.4ml/minで測定した。
[樹脂組成物の評価]
得られた樹脂組成物を下記の条件で射出成形した後、諸特性を測定した。
装置:日精樹脂(株)製PS−60E型(商品名)射出成型機
シリンダー温度:260℃
試験片サイズ:127mm×12.7mm×6.35mm厚
(アイゾット衝撃強度測定用)
100mm×50mm×2mm厚
(ヘイズ測定用)
[アイゾット衝撃強度の測定]
ASTM−D−256に準拠して測定した。
[ヘイズの測定](ヘイズの温度依存性の評価)
室温(23℃)及び50℃でのヘイズを測定した。ASTM−D1003に準拠して測定した。
[実施例1]
多層構造グラフト共重合体(1)の製造
撹拌機、還流冷却器、窒素吹き込み口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、以下の成分1を入れた。
(成分1)
脱イオン水 200部
SFS(ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート) 0.4部
硫酸第1鉄 0.4×10-4
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム 1.2×10-4
次に、系を混合撹拌下、窒素置換しながら80℃に昇温し、下記の組成の混合物(a−1)のうちの4部((a−1)の約20質量%)を投入し、80℃に保ったまま15分保持した。次に(a−1)の残りを50分かけて投入し、80℃に保ったまま1時間保持して、最内層重合体の重合を完結させた。得られたラテックス(A−1)の重合率(未反応の単量体をガスクロマトグラフィーで測定、以下同様)は99%以上であった。
(混合物(a−1))
メチルメタクリレート 11.2部
スチレン 0.8部
n−ブチルアクリレート 8.0部
1,3−ブタンジオールジメタクリレート 0.6部
アリルメタクリレート 0.08部
t−ブチルハイドロパーオキサイド 0.04部
乳化剤A(ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩:フォスファノールRS−610NA、商品名、東邦化学(株)製) 0.72部
引き続き、SFS0.27部を脱イオン水5.0部に溶解したものを、上記ラテックス(A−1)に加えて、15分間保持した後、下記の組成の混合物(b−1)を4時間かけて滴下し、2時間保持して中間層重合体の重合を完結させた。得られたラテックス(B−1)の重合率は99%以上で、中間層重合体まで形成した重合体の質量平均粒子径は250nmであった。
(混合物(b−1))
スチレン 14.0部
n−ブチルアクリレート 66.0部
アリルメタクリレート 0.72部
クメンハイドロパーオキサイド 0.23部
乳化剤A 2.4部
引き続き、SFS0.23部を脱イオン水5.0部に溶解したものを、上記ラテックス(B−1)に加えて、15分間保持した後、下記の組成の混合物(c−1)を2時間20分かけて滴下し、1時間保持して外層重合体の重合を完結させた。得られた最終ラテックス(C−1)の重合率は99%以上であった。外層重合体のTgを表1に示した。
(混合物(c−1))
メチルメタクリレート 61.7部
n−ブチルアクリレート 7.0部
スチレン 1.3部
t−ブチルハイドロパーオキサイド 0.12部
n−オクチルメルカプタン 0.14部
続いて、ステンレス製の容器に回収剤水溶液として1.4%酢酸カルシウム水溶液370部を仕込み、混合撹拌下60℃に昇温して前記ラテックス(C−1)370部を10分間にわたって連続的に添加した。その後90℃に昇温して5分間保持した。室温まで冷却し、脱イオン水で洗浄しながら遠心脱水(1300G、3分間)でろ別して湿潤状の樹脂を得、75℃で48時間乾燥させて白色粉体状の多層構造グラフト共重合体(1)を得た。
[耐衝撃性改質剤を配合した樹脂組成物の調製及び評価]
次に多層構造グラフト共重合体(1)40部、および、メタクリル系樹脂(1)(アクリペットVH、商品名、三菱レイヨン(株)製)60部の混合物を外形30mmφの2軸スクリュー型押し出し機((株)池貝製PCM−30型(商品名)、L/D=25)を使用し、シリンダー温度230℃〜260℃、ダイ温度260℃で溶融混練して、[メタクリル系樹脂(1)]/[多層構造グラフト共重合体(1)]=60/40(質量比)、となる樹脂組成物のペレットを作製した。続いて、このペレットを用いて成型体を作製し、アイゾット衝撃強度、ヘイズを評価し、その結果を表1に示した。
[実施例2〜6および比較例1〜3]
多層構造グラフト共重合体(2)〜(9)の製造
混合物(c−1)の組成を表1のように変更した以外は、実施例1に示した多層構造グラフト共重合体(1)を製造する方法と同様にして、多層構造グラフト共重合体(2)〜(6)を調製し、比較例として(7)〜(9)を調製した。また、中間層重合体まで形成した重合体の質量平均粒子径、外層重合体のTgを表1に示した。
[耐衝撃性改質剤を配合した樹脂組成物の調製及び評価]
次に、実施例1と同様にして、[メタクリル系樹脂(1)]/[多層構造グラフト共重合体(2)〜(9)]=60/40(質量比)となる樹脂組成物のペレットを作製し、続いて成型体をそれぞれ作製して、アイゾット衝撃強度、ヘイズを評価した。その結果を表1に示した。
【0052】
【表1】

【0053】
MMA :メチルメタクリレート
BA :n−ブチルアクリレート
St :スチレン
tBH :t−ブチルハイドロパーオキサイド
OcSH:n−オクチルメルカプタン
【0054】
[実施例7、8および比較例4、5]
多層構造グラフト共重合体(10)〜(13)の製造
混合物(a−1)における乳化剤Aの配合量を表2のように変更した以外は、実施例3に示した多層構造グラフト共重合体(3)を製造する方法と同様にして、多層構造グラフト共重合体(10)、(11)を調製し、比較例として(12)、(13)を調製した。中間層重合体まで形成した重合体の質量平均粒子径、外層重合体のTgを表2に示した。
[耐衝撃性改質剤を配合した樹脂組成物の調製及び評価]
次に、実施例1と同様にして、[メタクリル系樹脂(1)]/[多層構造グラフト共重合体(10)〜(13)]=60/40(質量比)となる樹脂組成物のペレットをそれぞれ作製し、続いて成型体をそれぞれ作製して、アイゾット衝撃強度、ヘイズを評価した。その結果を表2に示した。
【0055】
【表2】

【0056】
[実施例9、10および比較例6、7]
多層構造グラフト共重合体(14)〜(17)の製造
混合物(a−1)および混合物(b−1)それぞれの組成比は変えずに、その使用比を変えることで、最内層重合体(A)と中間層重合体(B)の質量比を表3のように変更した以外は、実施例3に示した多層構造グラフト共重合体(3)を製造する方法と同様にして、多層構造グラフト共重合体(14)、(15)を調製し、比較例として(16)、(17)を調製した。中間層重合体まで形成した重合体の質量平均粒子径、外層重合体のTgを表3に示した。
[耐衝撃性改質剤を配合した樹脂組成物の調製及び評価]
次に、実施例1と同様にして、[メタクリル系樹脂(1)]/[多層構造グラフト共重合体(14)〜(17)]=60/40(質量比)となる樹脂組成物のペレットをそれぞれ作製し、続いて成型体をそれぞれ作製して、アイゾット衝撃強度、ヘイズを評価した。その結果を表3に示した。
【0057】
【表3】

【0058】
[実施例11、12および比較例8、9]
多層構造グラフト共重合体(18)〜(21)の製造
混合物(b−1)におけるアリルメタクリレートの配合量を表4のように変更した以外は、実施例3に示した多層構造グラフト共重合体(3)を製造する方法と同様にして、多層構造グラフト共重合体(18)、(19)を調製し、比較例として(20)、(21)を調製した。中間層重合体まで形成した重合体の質量平均粒子径、外層重合体のTgを表4に示した。
[耐衝撃性改質剤を配合した樹脂組成物の調製及び評価]
次に、実施例1と同様にして、[メタクリル系樹脂(1)]/[多層構造グラフト共重合体(18)〜(21)]=60/40(質量比)となる樹脂組成物のペレットをそれぞれ作製し、続いて成型体をそれぞれ作製して、アイゾット衝撃強度、ヘイズを評価した。その結果を表4に示した。
【0059】
【表4】

【0060】
以上のように、本発明の構成を満たす耐衝撃性改質剤は透明性、特にヘイズの温度依存性を抑制し、耐衝撃性の向上効果が高いことが分かった。また、その耐衝撃性改質剤を用いた樹脂組成物は耐衝撃性が高く、透明性、ヘイズの温度依存性を抑制することができることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本発明の樹脂組成物は、耐衝撃性、透明性、耐候性、成型加工性に優れており、自動車部品、照明用品、各種パネル等に広く用いることができる。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
最内層、中間層および外層が順次積層された多層構造グラフト共重合体を含む耐衝撃性改質剤であって、
多層構造グラフト共重合体の最内層が、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート40〜100質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜60質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1〜10質量部とを含む単量体成分を重合して得られる最内層重合体(A)からなり、
中間層が、最内層重合体(A)の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート70〜90質量%、芳香族ビニル化合物10〜30質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%からなる単量体混合物100質量部と、多官能単量体0.1質量部以上、1質量部未満とを含む単量体成分を重合して得られる中間層重合体(B)からなり、
外層が、中間層重合体(B)まで形成した重合体の存在下に、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキルメタクリレート50〜100質量%、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレート0〜50質量%、および、その他の共重合可能な単量体0〜20質量%を含む単量体成分を重合して得られ、ガラス転移点(Tg)が20〜80℃にある外層重合体(C)からなり、
中間層まで形成した重合体の質量平均粒子径が200〜300nmであり、
最内層重合体(A)と中間層重合体(B)の質量比(A)/(B)が10/90〜40/60であり、
最内層重合体(A)および中間層重合体(B)の合計を100質量部としたときの外層重合体(C)が30〜100質量部であることを特徴とする耐衝撃性改質剤。
【請求項2】
メチルメタクリレートを主要構成単位とするメタクリル系樹脂と、請求項1に記載の耐衝撃性改質剤とを含有する耐衝撃性樹脂組成物。


【公開番号】特開2006−131803(P2006−131803A)
【公開日】平成18年5月25日(2006.5.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−323929(P2004−323929)
【出願日】平成16年11月8日(2004.11.8)
【出願人】(000006035)三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Fターム(参考)】