JP2779355B2 - ブロツク共重合体組成物 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、芳香族系ビニル及び共役ジエン
単量体からの透明なブロック共重合体とポリスチレンの
ような熱可塑性重合体とを配合して成る優れた機械的性
質を呈する新規な重合体組成物、に関するものである。 【0002】芳香族系ビニル及び共役ジエン単量体から
製造された各種の透明なブロック重合体は既に知られて
いるが、しかし熱可塑性重合体と混合した時に得られる
機械的性質の良好な均衡を得ていない。或種の機械的性
質の欠陥はブロック共重合体自体の構造によるものと思
われる。 【0003】従って少なくとも3個の分枝を含み、多様
的(multimodal)構造を有する分枝したブロック共重合体
が米国特許第3,639,517号に記載されている。こ
れらの共重合体は特に、それがポリスチレンと混合され
たか否かに拘わらず、比較的低い衝撃強度及び比較的低
い%伸び率を有している。更にこれらの共重合体の光学
的性質及び柔軟的性質は、いずれも例外なく良好とは言
えない。 【0004】更に透明な分枝ブロック共重合体の製造の
際に種々のスチレンの添加量を正確に調節することによ
り柔軟的性質を改善することは、既に米国特許第4,0
91,053号に提案されているが、他の欠陥はまだ減
少していない。 【0005】A1−B−>A2(x)A2<−B型のエラスト
マー系末端ブロックを含み、エラストマーブロックへの
転移が徐々に起こる、少なくとも2個の分枝を有する分
枝ブロック共重合体も又米国特許第4,086,298号
に記載されている。 【0006】エラストマー系末端ブロックに限定されず
に、(A1−A2−B−>A3)(x)(A3<−B−A2)型のエ
ラストマーブロックへの転移が徐々に起こる、少なくと
も三つの分枝を含む分枝ブロック共重合体が米国特許第
4,167,545号に記載されている。これらのブロッ
ク共重合体のいずれもが適当な機械的性質を与えられて
いない。 【0007】エラストマー末端基を含む少なくとも二つ
の分枝を有し、ブタジエン及びスチレンのランダム共重
合体が見てとれる、透明でバイモーダル(bimodal)な構
造である分枝ブロック共重合体が米国特許第4,221,
884号に記載されている。しかしこの種のブロック共
重合体はいずれも満足すべき機械的性質を呈示していな
い。 【0008】エラストマー系ブロックがブタジエンとス
チレンのランダム共重合体から必然的に成る、線状ブロ
ック共重合体が又米国特許第4,089,913号に記載
されている;しかしこれはポリスチレンと混合した時に
いずれも良好な結果を与えていない。 【0009】従って芳香族系ビニル及び共役ジエン単量
体から製造され、それら自体で用いられるか否かによら
ず、又はポリスチレンのような熱可塑性重合体と混合し
て使用された時に、特に良好な機械的性質、特に衝撃強
度、伸び及び柔軟性を有する透明なブロック共重合体の
必要性があるように思われる。 【0010】すなわち、本発明の重合体組成物を得るた
めには、先ず、良好な機械的性質を有し且つポリスチレ
ンのような熱可塑性重合体中に容易に分散することがで
きる線状ブロック共重合体、或いは、他の熱可塑性重合
体と混合して使用した際に優れた衝撃強度、柔軟性及び
伸び的性質を示す透明な線状ブロック共重合体を見い出
すことが必要である。 【0011】本発明者は、そのようなブロック共重合体
として、溶剤媒体中における陰イオンブロック重合法に
より (1) 重量平均分子量5,000ないし50,000
を有し、S1と称される芳香族系ビニル均質重合体を、
S1として必要な重量平均分子量に基づいて、芳香族系
ビニル単量体の重合を開始するために適当な量の有機リ
チウム触媒の存在において重合させること、 (2) S1セグメントに連結した3,000ないし3
0,000の間の重量平均分子量を有するB1と称する
共役ジエン均質重合体を重合させること、 (3) 10,000ないし100,000の間の重量
平均分子量を有するB/Sと称するランダム共重合体を
生じるのに充分な量の芳香族系ビニル単量体及び共役ジ
エン単量体を反応媒体中に導入し、B1セグメントに連
結して重合させること、 (4) 10,000ないし150,000の間の重量
平均分子量であって且つS1セグメントの少なくとも2
倍に対応する分子量を有するS2と称する均質重合体を
生成させるために芳香族系ビニル単量体を導入し、この
S2セグメントをB/Sセグメントに連結して重合させ
ること、及び (5) こうして生成したブロック共重合体S1−B1
−B/S−S2を収集すること、から成る方法に従って
製造された、60ないし95%の芳香族系ビニル単量体
及び5〜40%の共役ジエン単量体よりなる透明な線状
ブロック共重合体が有用であることを見い出した(以下
の記載における分子量はいずれも重量平均分子量を意味
するものとする)。 【0012】斯くして、本発明によれば、そのようなブ
ロック共重合体の10ないし90重量%と、クリスタル
ポリスチレン、ポリオレフィン、スチレン−メチルメタ
クリレート、スチレン−無水マレイン酸及びスチレン−
アクリロニトリル共重合体より選択された重合体の90
ないし10重量%と、から構成された混合物であること
を特徴とする重合体組成物が提供される。 【0013】本発明者は、優れた機械的性質を有する透
明な樹脂の製造が使用された芳香族系ビニル単量体及び
共役ジエン(sic)ブロックの構造及び結合順序に依存す
ることを予期しない方法で見出した。 【0014】一部の人達は専らブタジエン均質重合体又
はブタジエンとスチレンから成るランダム共重合体のい
ずれかから成るゴム状ブロックの使用を推奨するが、本
発明者はゴム状ブロックはこれらの二つの成分から成る
必要があるだけでなく、更にこのゴム状ブロックに結合
した芳香族系ビニル均質重合体単量体が充分に明確化さ
れた分子量を有し、且つ充分に明確化された位置を占め
ることが必要であることを見出した。かくして、本発明
者は、最適なブロック共重合体が下記の一般式: S1−B1−B/S−S2 但しS1及びS2は芳香族系ビニル単量体の均質重合体単
位を表し、B1は共役ジエン均質重合体を表し、及びB
/Sは共役ジエン及び芳香族系ビニルランダム重合体を
表す、を有することを見出した。更にS2の分子量はS1
の分子量よりは著しく大きいことが必要であり、一般に
はS1の分子量の少なくとも2倍、及び好適には3倍で
あることを要する。 【0015】本発明のブロック共重合体は、特にポリス
チレンのような熱可塑性重合体と混合物した場合、優れ
た光学的性質及び機械的性質を有するという特徴があ
る。 【0016】本発明のブロック共重合体中に使用できる
芳香族系ビニル化合物はスチレン、α−メチルスチレ
ン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン及び核に置換基
を有する他のスチレン類である。本発明で使用できる共
役ジエンは1.3−ブタジエン、イソプレン、ピペリレ
ン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン及びそれらの
混合物である。勿論スチレン及び1.3−ブタジエンは
入手し易いので、それらを使用することは好ましい。 【0017】本発明のブロック共重合体中に存在する芳
香族系ビニル単量体及び共役ジエン単量体の間の全体の
重量比は95:5ないし60:40であり、好適には8
5:15ないし65:35である。芳香族系ビニル単量体
が95部使用された時には、衝撃強度及び延び率の減少
が認められるが、芳香族系ビニル単量体が60部以下使
用された場合は、共重合体はエラストマー状の質感を有
し、光学的性質の劣化が観察される。 【0018】本発明のブロック共重合体は一般に脂肪
族、脂環式又は芳香族炭化水素であることができる溶剤
の存在における陰イオン重合により製造される。 【0019】ベンゼン、トルエン、キシレン、及びエチ
ルベンゼン、ナフタレンのような芳香族炭化水素、及び
イソブテン、n−ペンタン、シクロペンタン、メチルシ
クロヘキサン及びそれらの混合物のような脂肪族又は脂
環式炭化水素は適当な溶剤として挙げることができる。
シクロヘキサン及びより詳細にはシクロヘキサンとヘキ
サンの混合物は利用可能性及びスチレンに富む重合体系
の溶解性の理由から好適に利用される。 【0020】適当な有機リチウム化合物の例は、エチル
リチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム、アミル
リチウム、ヘキシルリチウム、シクロヘキシルリチウ
ム、フェニルリチウム、トリルリチウム、ナフチルリチ
ウム及びその異性体、時に第二ブチルリチウム及び第三
ブチルリチウムを含む。 【0021】本発明の方法によれば、第一段階は溶剤及
び及び有機リチウム開始剤の存在における、陰イオン開
始法による芳香族系ビニル単量体、好適にはスチレンの
重合から成る。 【0022】媒体中における溶剤の比率は粘度及び反応
器中における熱伝達の可能性に依存するが、一般には存
在する単量体重量の二倍ないし十倍である。 【0023】上記に挙げた適当な例の有機リチウム開始
剤の量は、第一セグメントS1に必要な分子量に依存す
る。 【0024】こうして芳香族系ビニル単量体は5,00
0ないし50,000、及び好適には10,000ないし
25,000の分子量を有する均質重合体を与えるよう
に重合する。このブロックはS1と称される。 【0025】引き続く陰イオン重合は異なった方式で継
続することができる。 【0026】本発明の一つの具体化によれば、共役ジエ
ン単量体、好適には1,3−ブタジエンは、3,000な
いし30,000の分子量を持つブロックを形成するよ
うに、最初に反応混合物中に導入される;このセグメン
トはB1と称され、セグメントS1に連結している。芳香
族系ビニル及び共役ジエン、好適にはスチレン及び1,
3−ブタジエンである、単量体混合物が次いで10,0
00ないし100,000の分子量を有するランダム共
重合体を形成するために添加される;このセグメントは
B/Sと称され、セグメントB1に連結している。単量
体のランダム分布は、エーテル及び第三アミンのような
ルイス塩基の間から選択された試剤を、反応媒体中に存
在する溶剤中に導入することによって確保される。環式
エーテル、脂肪族モノエーテル及び脂肪族ポリエーテル
はかような試剤の例として挙げることができる。テトラ
ヒドロフラン、C2及びC3ジアルキルエーテル、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル及びテトラヒドロピラ
ンは適当な例として挙げることができる。トリエチルア
ミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N
−ジメチルアニリン、ピリジン、キノリン及びテトラメ
チルエチレンジアミンは適当な第三アミンとして挙げる
ことができる。これらの試剤は一般に単量体全体に対し
0.01ないし5phr の量で使用される。 【0027】次いで10,000ないし150,000の
分子量を有し、且ついずれの場合もセグメントS1の少
なくとも2倍、及び好適には3倍の分子量を有する均質
重合体ブロックを形成するように、反応媒体に芳香族系
ビニル単量体、好適にはスチレンを添加することによっ
て重合が完結される。最後に挙げたセグメントはS2と
称され、セグメントB/Sに連結している。 【0028】本発明の方法の他の具体化によればセグメ
ントS1の製造後、共役ジエン及び芳香族系ビニル単量
体が同時に導入される。次いで少量の、0.2phr(樹脂
100部当たりの部数)を超えない上記のルイス塩基型
試剤の存在において、又は存在せしめないと、共役ジエ
ン単量体の方が他の単量体よりも速やかに重合し、こう
してB1と称され、セグメントS1に連結した分子量3,
000ないし30,000の共役ジエンブロック均質重
合体が事実上最初に生成し、続いてB/Sと称され、B
1に連結していて、その長さは導入されたルイス塩基に
依存する共役ジエン−芳香族系ビニルランダムセグメン
トが生成し、そして終わりに共役ジエンの全体量が消費
された後、10,000ないし150,000の分子量を
有する芳香族系ビニル均質重合体が生成する;この分子
量は一般にセグメントS1の少なくとも2倍且つ好適に
は3倍である。最後のセグメントはS2と称され、セグ
メントB/Sに連結している。 【0029】本発明の方法によれば、得られたブロック
共重合体は50,000ないし250,000の範囲の分
子量及びトルエン中で3.5ないし7.5 cSt(重合体の
5.23トルエン溶液を用いて25℃で測定した値)の粘
度を有している。 【0030】より高い分子量を得ることも可能である
が、これは一般に反応時の温度における共重合体のフロ
ーインデックス性的質に障害を与える。 【0031】本発明者は又樹脂の光学的性質が、均質重
合体部B1及びランダム共重合体部B/Sの間の共役ジ
エン単量体の比率を、全体として考慮したブロック共重
合体中に存在する共役ジエン単量体の合計量によって調
節することにより改善可能であることを見出だした。樹
脂が最高の光学的性質を得るためには、セグメントB1
中の共役ジエン単位対セグメントB/S中の共役ジエン
単位の比率が0.1ないし0.4、より好適には0.15
ないし0.3であることが好ましい。 【0032】本発明による重合は−20ないし150℃
の間の温度において、単量体及び溶剤を液相に保つのに
充分な圧力をかけて行なわれる。 【0033】重合体が終了した時に、リビング(living)
鎖を不活性化するのに充分な量の水、メタノール又はイ
ソプロパノールが反応媒体に添加され、且つ必要に応じ
て酸化防止剤も添加される。 【0034】このようにして得られたブロック共重合体
は完全に透明であり、クリスタルポリスチレンのような
樹脂、ポリエチレン又はポリプロピレンのようなポリオ
レフィン、スチレン−メタクリレート(sic)(SMM
A)、スチレン−無水マレイン酸(SMA)、及びスチレ
ン−アクリロニトリル(SAN)のようなスチレン共重合
体と、例えば押し出しされたシートから熱成形された製
品を製造する際に使用するため混合することができる。 【0035】更に本発明のブロック共重合体は、ポリス
チレンと10ないし90%の割合で、及び好適には30
ないし70重量%の割合で混合する時に、極めて良好な
機械的性質を持った組成物が得られることを可能とする
ことが認められた。すなわち、衝撃強度及び曲げ強度が
著しく改善されることが認められた。 【0036】下記の実施例は本発明を更に良く説明する
ために示されたものであって、それにより本発明の範囲
を制限するものではない。 【0037】 【実施例】実施例 1 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0038】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物471部が最初に
導入された。 【0039】0.07phr の割合でTHF及び16.7部
の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0040】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.083phr となるように注入された。 【0041】こうして重合体したブロックS1は14,0
00の分子量を持っていた。 【0042】同時に25部の1,3−ブタジエン及び5
8.3部のスチレンを注入することによりブロック重合
を継続し、6,800の分子量を持ったブタジエン均質
重合体ブロックB1、及び53,200の分子量を持った
ランダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0043】残留するスチレン単量体は重合し、40,0
00の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を形成
した。 【0044】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0045】最終重合体の分子量は114,000であ
った。 【0046】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0047】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0048】実施例1a(比較例) 比較のため、100重量部のスチレン及び1,3−ブタ
ジエン単量体に対して計算された下記の量を加圧反応器
中に装入した。 【0049】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物672部が最初に
導入された。 【0050】0.07phr の割合でTHF及び56.25
部の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0051】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.07phr となるように注入された。 【0052】こうして重合体したブロックS1は56,0
00の分子量を持っていた。 【0053】同時に25部の1,3−ブタジエン及び1
8.75部のスチレンを注入することによりブロック重
合を継続し、5,500の分子量を持ったブタジエン均
質重合体ブロックB1及び39,000の分子量を持った
ランダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0054】残留するスチレン単量体は重合し、15,
000の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を
形成した。 【0055】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hr のBHT(ジ−第三−ブチルヒドロキシトルエン)を
添加することによって不活性化された。 【0056】最終重合体の分子量は115,500であ
った。 【0057】重合体は溶剤を除去することにより回収さ
れた。 【0058】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0059】実施例 2 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0060】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物471部が最初に
導入された。 【0061】16.7部の割合のスチレン単量体が次い
で導入された。 【0062】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.087phr となるように注入された。 【0063】こうして重合体したブロックS1は16,0
00の分子量を持っていた。 【0064】次いで5部の1,3−ブタジエンを反応媒
体中に導入し、充分に長い時間を掛けて反応が起こるの
を待った。5,500の分子量を持ったブタジエン均質
重合体フラグメント(fragment)B1はこうして形成され
た。夫々58.3及び20部の割合でスチレン及び1,3
−ブタジエン単量体を同時に導入した。 【0065】ランダム重合促進剤として0.07phr の
割合でTHFも又導入した。分子量42,000を有す
る1,3−ブタジエンとスチレンのランダム共重合体B
/Sがこうして製造された。 【0066】スチレンと共に混合して導入された1,3
−ブタジエンが消費された時に、残留するスチレン単量
体は43,000の分子量を有するスチレン均質重合体
S2を生成した。 【0067】最終重合体の分子量は135,500であ
った。 【0068】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hr のBHTを添加することにより不活性化した。 【0069】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0070】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0071】実施例 3 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0072】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物367部が最初に
導入された。 【0073】0.035phr の割合でTHF及び12.5
部の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0074】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形のn−ブチルリチウムが
媒体中で0.077phr となるように注入された。 【0075】こうして重合体したブロックS1は12,6
00の分子量を持っていた。 【0076】同時に30部の1,3−ブタジエン及び5
7.5部のスチレンを注入することによりブロック重合
を継続し、6,000の分子量を持ったブタジエン均質
重合体ブロックB1及び66,900の分子量を持ったラ
ンダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0077】残留するスチレン単量体は重合し、50,
000の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を
形成した。最終重合体の分子量は130,000であっ
た。 【0078】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0079】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0080】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0081】実施例 4 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0082】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物471部が最初に
導入された。 【0083】0.07phr の割合でTHF、及び16.7
部の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0084】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.032phr となるように注入された。 【0085】こうして重合体したブロックS1は35,6
00の分子量を持っていた。 【0086】同時に25部の1,3−ブタジエン及び5
8.3部のスチレンを注入することによりブロック重合
を継続し、11,500の分子量を持ったブタジエン均
質重合体ブロックB1及び76,900の分子量を持った
ランダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0087】残留するスチレン単量体は重合し、89,0
00の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を形成
した。最終重合体の分子量は213,000であった。 【0088】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0089】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0090】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0091】実施例 5 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0092】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物270部が最初に
導入された。 【0093】0.07phr の割合でTHF及び13.5部
の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0094】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.066phr となるように注入された。 【0095】こうして重合体したブロックS1は17,9
00の分子量を持っていた。 【0096】反応媒体中に5.25部の1,3−ブタジエ
ンを注入することによりブロック重合を継続し、この単
量体を充分長期間にわたって反応させた。7,400の
分子量を持ったブタジエン均質重合体フラグメントB1
がこうして形成された。 【0097】夫々15.75及び19.75部の割合でス
チレン及び1,3−ブタジエン単量体を同時に導入し
た。 【0098】50,500の分子量を持った1,3−ブタ
ジエン及びスチレンのランダム共重合体B/Sがこうし
て形成された。 【0099】次いで45.75部のスチレン単量体を反
応器に導入した。こうして重合したブロックS2は65,
200の分子量を有していた。 【0100】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0101】最終重合体の分子量は141,000であ
った。 【0102】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0103】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0104】比較実施例 市販のS−B−S樹脂及び市販のS−B樹脂について得
られた結果も第1表に示されている。 【0105】 【表1】
単量体からの透明なブロック共重合体とポリスチレンの
ような熱可塑性重合体とを配合して成る優れた機械的性
質を呈する新規な重合体組成物、に関するものである。 【0002】芳香族系ビニル及び共役ジエン単量体から
製造された各種の透明なブロック重合体は既に知られて
いるが、しかし熱可塑性重合体と混合した時に得られる
機械的性質の良好な均衡を得ていない。或種の機械的性
質の欠陥はブロック共重合体自体の構造によるものと思
われる。 【0003】従って少なくとも3個の分枝を含み、多様
的(multimodal)構造を有する分枝したブロック共重合体
が米国特許第3,639,517号に記載されている。こ
れらの共重合体は特に、それがポリスチレンと混合され
たか否かに拘わらず、比較的低い衝撃強度及び比較的低
い%伸び率を有している。更にこれらの共重合体の光学
的性質及び柔軟的性質は、いずれも例外なく良好とは言
えない。 【0004】更に透明な分枝ブロック共重合体の製造の
際に種々のスチレンの添加量を正確に調節することによ
り柔軟的性質を改善することは、既に米国特許第4,0
91,053号に提案されているが、他の欠陥はまだ減
少していない。 【0005】A1−B−>A2(x)A2<−B型のエラスト
マー系末端ブロックを含み、エラストマーブロックへの
転移が徐々に起こる、少なくとも2個の分枝を有する分
枝ブロック共重合体も又米国特許第4,086,298号
に記載されている。 【0006】エラストマー系末端ブロックに限定されず
に、(A1−A2−B−>A3)(x)(A3<−B−A2)型のエ
ラストマーブロックへの転移が徐々に起こる、少なくと
も三つの分枝を含む分枝ブロック共重合体が米国特許第
4,167,545号に記載されている。これらのブロッ
ク共重合体のいずれもが適当な機械的性質を与えられて
いない。 【0007】エラストマー末端基を含む少なくとも二つ
の分枝を有し、ブタジエン及びスチレンのランダム共重
合体が見てとれる、透明でバイモーダル(bimodal)な構
造である分枝ブロック共重合体が米国特許第4,221,
884号に記載されている。しかしこの種のブロック共
重合体はいずれも満足すべき機械的性質を呈示していな
い。 【0008】エラストマー系ブロックがブタジエンとス
チレンのランダム共重合体から必然的に成る、線状ブロ
ック共重合体が又米国特許第4,089,913号に記載
されている;しかしこれはポリスチレンと混合した時に
いずれも良好な結果を与えていない。 【0009】従って芳香族系ビニル及び共役ジエン単量
体から製造され、それら自体で用いられるか否かによら
ず、又はポリスチレンのような熱可塑性重合体と混合し
て使用された時に、特に良好な機械的性質、特に衝撃強
度、伸び及び柔軟性を有する透明なブロック共重合体の
必要性があるように思われる。 【0010】すなわち、本発明の重合体組成物を得るた
めには、先ず、良好な機械的性質を有し且つポリスチレ
ンのような熱可塑性重合体中に容易に分散することがで
きる線状ブロック共重合体、或いは、他の熱可塑性重合
体と混合して使用した際に優れた衝撃強度、柔軟性及び
伸び的性質を示す透明な線状ブロック共重合体を見い出
すことが必要である。 【0011】本発明者は、そのようなブロック共重合体
として、溶剤媒体中における陰イオンブロック重合法に
より (1) 重量平均分子量5,000ないし50,000
を有し、S1と称される芳香族系ビニル均質重合体を、
S1として必要な重量平均分子量に基づいて、芳香族系
ビニル単量体の重合を開始するために適当な量の有機リ
チウム触媒の存在において重合させること、 (2) S1セグメントに連結した3,000ないし3
0,000の間の重量平均分子量を有するB1と称する
共役ジエン均質重合体を重合させること、 (3) 10,000ないし100,000の間の重量
平均分子量を有するB/Sと称するランダム共重合体を
生じるのに充分な量の芳香族系ビニル単量体及び共役ジ
エン単量体を反応媒体中に導入し、B1セグメントに連
結して重合させること、 (4) 10,000ないし150,000の間の重量
平均分子量であって且つS1セグメントの少なくとも2
倍に対応する分子量を有するS2と称する均質重合体を
生成させるために芳香族系ビニル単量体を導入し、この
S2セグメントをB/Sセグメントに連結して重合させ
ること、及び (5) こうして生成したブロック共重合体S1−B1
−B/S−S2を収集すること、から成る方法に従って
製造された、60ないし95%の芳香族系ビニル単量体
及び5〜40%の共役ジエン単量体よりなる透明な線状
ブロック共重合体が有用であることを見い出した(以下
の記載における分子量はいずれも重量平均分子量を意味
するものとする)。 【0012】斯くして、本発明によれば、そのようなブ
ロック共重合体の10ないし90重量%と、クリスタル
ポリスチレン、ポリオレフィン、スチレン−メチルメタ
クリレート、スチレン−無水マレイン酸及びスチレン−
アクリロニトリル共重合体より選択された重合体の90
ないし10重量%と、から構成された混合物であること
を特徴とする重合体組成物が提供される。 【0013】本発明者は、優れた機械的性質を有する透
明な樹脂の製造が使用された芳香族系ビニル単量体及び
共役ジエン(sic)ブロックの構造及び結合順序に依存す
ることを予期しない方法で見出した。 【0014】一部の人達は専らブタジエン均質重合体又
はブタジエンとスチレンから成るランダム共重合体のい
ずれかから成るゴム状ブロックの使用を推奨するが、本
発明者はゴム状ブロックはこれらの二つの成分から成る
必要があるだけでなく、更にこのゴム状ブロックに結合
した芳香族系ビニル均質重合体単量体が充分に明確化さ
れた分子量を有し、且つ充分に明確化された位置を占め
ることが必要であることを見出した。かくして、本発明
者は、最適なブロック共重合体が下記の一般式: S1−B1−B/S−S2 但しS1及びS2は芳香族系ビニル単量体の均質重合体単
位を表し、B1は共役ジエン均質重合体を表し、及びB
/Sは共役ジエン及び芳香族系ビニルランダム重合体を
表す、を有することを見出した。更にS2の分子量はS1
の分子量よりは著しく大きいことが必要であり、一般に
はS1の分子量の少なくとも2倍、及び好適には3倍で
あることを要する。 【0015】本発明のブロック共重合体は、特にポリス
チレンのような熱可塑性重合体と混合物した場合、優れ
た光学的性質及び機械的性質を有するという特徴があ
る。 【0016】本発明のブロック共重合体中に使用できる
芳香族系ビニル化合物はスチレン、α−メチルスチレ
ン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン及び核に置換基
を有する他のスチレン類である。本発明で使用できる共
役ジエンは1.3−ブタジエン、イソプレン、ピペリレ
ン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン及びそれらの
混合物である。勿論スチレン及び1.3−ブタジエンは
入手し易いので、それらを使用することは好ましい。 【0017】本発明のブロック共重合体中に存在する芳
香族系ビニル単量体及び共役ジエン単量体の間の全体の
重量比は95:5ないし60:40であり、好適には8
5:15ないし65:35である。芳香族系ビニル単量体
が95部使用された時には、衝撃強度及び延び率の減少
が認められるが、芳香族系ビニル単量体が60部以下使
用された場合は、共重合体はエラストマー状の質感を有
し、光学的性質の劣化が観察される。 【0018】本発明のブロック共重合体は一般に脂肪
族、脂環式又は芳香族炭化水素であることができる溶剤
の存在における陰イオン重合により製造される。 【0019】ベンゼン、トルエン、キシレン、及びエチ
ルベンゼン、ナフタレンのような芳香族炭化水素、及び
イソブテン、n−ペンタン、シクロペンタン、メチルシ
クロヘキサン及びそれらの混合物のような脂肪族又は脂
環式炭化水素は適当な溶剤として挙げることができる。
シクロヘキサン及びより詳細にはシクロヘキサンとヘキ
サンの混合物は利用可能性及びスチレンに富む重合体系
の溶解性の理由から好適に利用される。 【0020】適当な有機リチウム化合物の例は、エチル
リチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム、アミル
リチウム、ヘキシルリチウム、シクロヘキシルリチウ
ム、フェニルリチウム、トリルリチウム、ナフチルリチ
ウム及びその異性体、時に第二ブチルリチウム及び第三
ブチルリチウムを含む。 【0021】本発明の方法によれば、第一段階は溶剤及
び及び有機リチウム開始剤の存在における、陰イオン開
始法による芳香族系ビニル単量体、好適にはスチレンの
重合から成る。 【0022】媒体中における溶剤の比率は粘度及び反応
器中における熱伝達の可能性に依存するが、一般には存
在する単量体重量の二倍ないし十倍である。 【0023】上記に挙げた適当な例の有機リチウム開始
剤の量は、第一セグメントS1に必要な分子量に依存す
る。 【0024】こうして芳香族系ビニル単量体は5,00
0ないし50,000、及び好適には10,000ないし
25,000の分子量を有する均質重合体を与えるよう
に重合する。このブロックはS1と称される。 【0025】引き続く陰イオン重合は異なった方式で継
続することができる。 【0026】本発明の一つの具体化によれば、共役ジエ
ン単量体、好適には1,3−ブタジエンは、3,000な
いし30,000の分子量を持つブロックを形成するよ
うに、最初に反応混合物中に導入される;このセグメン
トはB1と称され、セグメントS1に連結している。芳香
族系ビニル及び共役ジエン、好適にはスチレン及び1,
3−ブタジエンである、単量体混合物が次いで10,0
00ないし100,000の分子量を有するランダム共
重合体を形成するために添加される;このセグメントは
B/Sと称され、セグメントB1に連結している。単量
体のランダム分布は、エーテル及び第三アミンのような
ルイス塩基の間から選択された試剤を、反応媒体中に存
在する溶剤中に導入することによって確保される。環式
エーテル、脂肪族モノエーテル及び脂肪族ポリエーテル
はかような試剤の例として挙げることができる。テトラ
ヒドロフラン、C2及びC3ジアルキルエーテル、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル及びテトラヒドロピラ
ンは適当な例として挙げることができる。トリエチルア
ミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N
−ジメチルアニリン、ピリジン、キノリン及びテトラメ
チルエチレンジアミンは適当な第三アミンとして挙げる
ことができる。これらの試剤は一般に単量体全体に対し
0.01ないし5phr の量で使用される。 【0027】次いで10,000ないし150,000の
分子量を有し、且ついずれの場合もセグメントS1の少
なくとも2倍、及び好適には3倍の分子量を有する均質
重合体ブロックを形成するように、反応媒体に芳香族系
ビニル単量体、好適にはスチレンを添加することによっ
て重合が完結される。最後に挙げたセグメントはS2と
称され、セグメントB/Sに連結している。 【0028】本発明の方法の他の具体化によればセグメ
ントS1の製造後、共役ジエン及び芳香族系ビニル単量
体が同時に導入される。次いで少量の、0.2phr(樹脂
100部当たりの部数)を超えない上記のルイス塩基型
試剤の存在において、又は存在せしめないと、共役ジエ
ン単量体の方が他の単量体よりも速やかに重合し、こう
してB1と称され、セグメントS1に連結した分子量3,
000ないし30,000の共役ジエンブロック均質重
合体が事実上最初に生成し、続いてB/Sと称され、B
1に連結していて、その長さは導入されたルイス塩基に
依存する共役ジエン−芳香族系ビニルランダムセグメン
トが生成し、そして終わりに共役ジエンの全体量が消費
された後、10,000ないし150,000の分子量を
有する芳香族系ビニル均質重合体が生成する;この分子
量は一般にセグメントS1の少なくとも2倍且つ好適に
は3倍である。最後のセグメントはS2と称され、セグ
メントB/Sに連結している。 【0029】本発明の方法によれば、得られたブロック
共重合体は50,000ないし250,000の範囲の分
子量及びトルエン中で3.5ないし7.5 cSt(重合体の
5.23トルエン溶液を用いて25℃で測定した値)の粘
度を有している。 【0030】より高い分子量を得ることも可能である
が、これは一般に反応時の温度における共重合体のフロ
ーインデックス性的質に障害を与える。 【0031】本発明者は又樹脂の光学的性質が、均質重
合体部B1及びランダム共重合体部B/Sの間の共役ジ
エン単量体の比率を、全体として考慮したブロック共重
合体中に存在する共役ジエン単量体の合計量によって調
節することにより改善可能であることを見出だした。樹
脂が最高の光学的性質を得るためには、セグメントB1
中の共役ジエン単位対セグメントB/S中の共役ジエン
単位の比率が0.1ないし0.4、より好適には0.15
ないし0.3であることが好ましい。 【0032】本発明による重合は−20ないし150℃
の間の温度において、単量体及び溶剤を液相に保つのに
充分な圧力をかけて行なわれる。 【0033】重合体が終了した時に、リビング(living)
鎖を不活性化するのに充分な量の水、メタノール又はイ
ソプロパノールが反応媒体に添加され、且つ必要に応じ
て酸化防止剤も添加される。 【0034】このようにして得られたブロック共重合体
は完全に透明であり、クリスタルポリスチレンのような
樹脂、ポリエチレン又はポリプロピレンのようなポリオ
レフィン、スチレン−メタクリレート(sic)(SMM
A)、スチレン−無水マレイン酸(SMA)、及びスチレ
ン−アクリロニトリル(SAN)のようなスチレン共重合
体と、例えば押し出しされたシートから熱成形された製
品を製造する際に使用するため混合することができる。 【0035】更に本発明のブロック共重合体は、ポリス
チレンと10ないし90%の割合で、及び好適には30
ないし70重量%の割合で混合する時に、極めて良好な
機械的性質を持った組成物が得られることを可能とする
ことが認められた。すなわち、衝撃強度及び曲げ強度が
著しく改善されることが認められた。 【0036】下記の実施例は本発明を更に良く説明する
ために示されたものであって、それにより本発明の範囲
を制限するものではない。 【0037】 【実施例】実施例 1 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0038】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物471部が最初に
導入された。 【0039】0.07phr の割合でTHF及び16.7部
の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0040】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.083phr となるように注入された。 【0041】こうして重合体したブロックS1は14,0
00の分子量を持っていた。 【0042】同時に25部の1,3−ブタジエン及び5
8.3部のスチレンを注入することによりブロック重合
を継続し、6,800の分子量を持ったブタジエン均質
重合体ブロックB1、及び53,200の分子量を持った
ランダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0043】残留するスチレン単量体は重合し、40,0
00の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を形成
した。 【0044】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0045】最終重合体の分子量は114,000であ
った。 【0046】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0047】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0048】実施例1a(比較例) 比較のため、100重量部のスチレン及び1,3−ブタ
ジエン単量体に対して計算された下記の量を加圧反応器
中に装入した。 【0049】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物672部が最初に
導入された。 【0050】0.07phr の割合でTHF及び56.25
部の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0051】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.07phr となるように注入された。 【0052】こうして重合体したブロックS1は56,0
00の分子量を持っていた。 【0053】同時に25部の1,3−ブタジエン及び1
8.75部のスチレンを注入することによりブロック重
合を継続し、5,500の分子量を持ったブタジエン均
質重合体ブロックB1及び39,000の分子量を持った
ランダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0054】残留するスチレン単量体は重合し、15,
000の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を
形成した。 【0055】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hr のBHT(ジ−第三−ブチルヒドロキシトルエン)を
添加することによって不活性化された。 【0056】最終重合体の分子量は115,500であ
った。 【0057】重合体は溶剤を除去することにより回収さ
れた。 【0058】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0059】実施例 2 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0060】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物471部が最初に
導入された。 【0061】16.7部の割合のスチレン単量体が次い
で導入された。 【0062】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.087phr となるように注入された。 【0063】こうして重合体したブロックS1は16,0
00の分子量を持っていた。 【0064】次いで5部の1,3−ブタジエンを反応媒
体中に導入し、充分に長い時間を掛けて反応が起こるの
を待った。5,500の分子量を持ったブタジエン均質
重合体フラグメント(fragment)B1はこうして形成され
た。夫々58.3及び20部の割合でスチレン及び1,3
−ブタジエン単量体を同時に導入した。 【0065】ランダム重合促進剤として0.07phr の
割合でTHFも又導入した。分子量42,000を有す
る1,3−ブタジエンとスチレンのランダム共重合体B
/Sがこうして製造された。 【0066】スチレンと共に混合して導入された1,3
−ブタジエンが消費された時に、残留するスチレン単量
体は43,000の分子量を有するスチレン均質重合体
S2を生成した。 【0067】最終重合体の分子量は135,500であ
った。 【0068】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hr のBHTを添加することにより不活性化した。 【0069】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0070】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0071】実施例 3 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0072】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物367部が最初に
導入された。 【0073】0.035phr の割合でTHF及び12.5
部の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0074】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形のn−ブチルリチウムが
媒体中で0.077phr となるように注入された。 【0075】こうして重合体したブロックS1は12,6
00の分子量を持っていた。 【0076】同時に30部の1,3−ブタジエン及び5
7.5部のスチレンを注入することによりブロック重合
を継続し、6,000の分子量を持ったブタジエン均質
重合体ブロックB1及び66,900の分子量を持ったラ
ンダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0077】残留するスチレン単量体は重合し、50,
000の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を
形成した。最終重合体の分子量は130,000であっ
た。 【0078】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0079】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0080】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0081】実施例 4 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0082】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物471部が最初に
導入された。 【0083】0.07phr の割合でTHF、及び16.7
部の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0084】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.032phr となるように注入された。 【0085】こうして重合体したブロックS1は35,6
00の分子量を持っていた。 【0086】同時に25部の1,3−ブタジエン及び5
8.3部のスチレンを注入することによりブロック重合
を継続し、11,500の分子量を持ったブタジエン均
質重合体ブロックB1及び76,900の分子量を持った
ランダム共重合体ブロックB/Sを形成させた。 【0087】残留するスチレン単量体は重合し、89,0
00の分子量を持った均質重合体末端ブロックS2を形成
した。最終重合体の分子量は213,000であった。 【0088】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0089】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0090】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0091】実施例 5 100重量部のスチレン及び1,3−ブタジエン単量体
に対して計算された下記の量を加圧反応器中に装入し
た。 【0092】こうして85%のシクロヘキサン及び15
%のn−ヘキサンから成る溶剤混合物270部が最初に
導入された。 【0093】0.07phr の割合でTHF及び13.5部
の割合のスチレン単量体が次いで導入された。 【0094】次いで反応媒体の温度を65℃に上げ、シ
クロヘキサンの20%溶液の形の n−ブチルリチウムが
媒体中で0.066phr となるように注入された。 【0095】こうして重合体したブロックS1は17,9
00の分子量を持っていた。 【0096】反応媒体中に5.25部の1,3−ブタジエ
ンを注入することによりブロック重合を継続し、この単
量体を充分長期間にわたって反応させた。7,400の
分子量を持ったブタジエン均質重合体フラグメントB1
がこうして形成された。 【0097】夫々15.75及び19.75部の割合でス
チレン及び1,3−ブタジエン単量体を同時に導入し
た。 【0098】50,500の分子量を持った1,3−ブタ
ジエン及びスチレンのランダム共重合体B/Sがこうし
て形成された。 【0099】次いで45.75部のスチレン単量体を反
応器に導入した。こうして重合したブロックS2は65,
200の分子量を有していた。 【0100】こうして生成したリビング重合体は0.3p
hrのBHTを添加することによって不活性化された。 【0101】最終重合体の分子量は141,000であ
った。 【0102】溶剤を除去することにより重合体を回収し
た。 【0103】この重合体(純粋)、又はこの重合体とク
リスタルポリスチレンとの混合物(配合物50/50)
について得られた性質は第1表に示されている。 【0104】比較実施例 市販のS−B−S樹脂及び市販のS−B樹脂について得
られた結果も第1表に示されている。 【0105】 【表1】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ミシエル・ドムリ
ベルギー国ビー−7410グラン・リユドブ
シエ2
(58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名)
C08F 297/04
C08L 53/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.溶剤媒体中における陰イオンブロック重合法により (1) 重量平均分子量5,000ないし50,000
を有し、S1と称される芳香族系ビニル均質重合体を、
S1として必要な重量平均分子量に基づいて、芳香族系
ビニル単量体の重合を開始するために適当な量の有機リ
チウム触媒の存在において重合させること、 (2) S1セグメントに連結した3,000ないし3
0,000の間の重量平均分子量を有するB1と称する
共役ジエン均質重合体を重合させること、 (3) 10,000ないし100,000の間の重量
平均分子量を有するB/Sと称するランダム共重合体を
生じるのに充分な量の芳香族系ビニル単量体及び共役ジ
エン単量体を反応媒体中に導入し、B1セグメントに連
結して重合させること、 (4) 10,000ないし150,000の間の重量
平均分子量であって且つS1セグメントの少なくとも2
倍に対応する分子量を有するS2と称する均質重合体を
生成させるために芳香族系ビニル単量体を導入し、この
セグメントをB/Sセグメントに連結して重合させるこ
と、及び (5) こうして生成したブロック共重合体S1−B1
−B/S−S2を収集すること、 から成る方法に従って製造された、60ないし95%の
芳香族系ビニル単量体及び5ないし40%の共役ジエン
単量体よりなる透明な線状ブロック共重合体の10ない
し90重量%、及びクリスタルポリスチレン、ポリオレ
フィン、スチレン−メチルメタクリレート、スチレン−
無水マレイン酸及びスチレン−アクリロニトリル共重合
体より選択された重合体の90ないし10重量%、から
構成された混合物であることを特徴とする重合体組成
物。
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