JP2004018691A - Polypropylene resin composition and part for automotive exterior material using the composition as raw material - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の技術分野】
本発明は、グラフト変性ポリプロピレン樹脂およびエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体を含有するポリプロピレン樹脂組成物および該組成物を原料とする自動車外装材部品に関し、さらに詳しくは、強度特性に優れる成形品の調製が可能なポリプロピレン樹脂組成物およびそれから得られる自動車外装材部品に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】
ポリプロピレン系樹脂を無機フィラーで強化した、いわゆるコンパウンド材料は、成形性、強度に優れるため、自動車部品、家電部品等の工業材部品分野に広く使用されている。
しかしながら、無機フィラーは高比重であり、無機フィラー強化ポリプロピレンでは、ポリプロピレン系樹脂よりも比重が大きくなり、成形品の軽量化に限界がある。
【0003】
そこで、ポリプロピレン系樹脂の高強度化かつ軽量化を図る方法として、ポリプロピレン系樹脂に高強度ポリマーをブレンドする方法が検討されている。特にアクリロニトリル・スチレン系共重合体は、強度、塗装性、接着性に優れていることから、アクリロニトリル・スチレン系共重合体とポリオレフィン系樹脂とのブレンド物は良好な各種特性を発揮することが期待されている。
【0004】
しかしながら、ポリプロピレン系樹脂とアクリロニトリル・スチレン系共重合体とは相溶性が良好でないので、そのブレンド物から得られる成形品は、物性の低下、耐表面剥離性の低下が著しいという問題がある。
そこで、上記相溶性を改善することを目的として、無水マレイン酸変性ポリプロピレン等とエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体を相溶化剤として添加してなる組成物が種々提案されている(特開平5−9343号公報、特開平6−279545号公報等)。
【0005】
特開平5−9343号公報に記載の熱可塑性樹脂組成物で用いられている無水マレイン酸変性ポリプロピレンは、比較的低メルトフローレートの結晶性ポリプロピレンを溶融状態で、有機過酸化物の存在下に、無水マレイン酸とグラフト重合させて製造されたものである。一般に、溶融状態のポリプロピレンに、有機過酸化物および無水マレイン酸等のエチレン性不飽和結合含有モノマーを作用させると、該モノマーのグラフトと同時に分子切断による分子量低下が起こる。特開平5−9343号公報に記載のグラフト変性ポリプロピレンでは、所望する無水マレイン酸グラフト量での変性ポリプロピレンの分子量は非常に小さく、樹脂組成物の成形品の強度が低くなる場合が多い。
【0006】
そこで、高グラフト量であるとともに高分子量であるグラフト変性ポリプロピレン樹脂とエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体を配合することにより、軽量で高強度かつ耐表面剥離性に優れた成形品、特に自動車外装材部品に好適な成形品を調製することができるポリプロピレン樹脂組成物の出現が望まれている。
【0007】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、高グラフト量であるとともに高分子量であるグラフト変性ポリプロピレン樹脂とエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体を配合することにより、軽量で高強度かつ耐表面剥離性に優れた成形品、特に自動車外装部品に好適な成形品を調製することができるポリプロピレン樹脂組成物、および該組成物を原料とする自動車外装材部品を提供することを目的としている。
【0008】
【発明の概要】
本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、
結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)の他に、結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)がエチレン性不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)と芳香族ビニル化合物(a2)との共重合体でグラフト変性された変性ポリプロピレン樹脂(A2)を少なくとも1重量%含有する結晶性ポリプロピレン樹脂(A)40〜95重量部、および
アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)の他に、エポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)を少なくとも1重量%含有するアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)5〜60重量部
[成分(A)と成分(B)との合計量は100重量部である。]を含有してなることを特徴としている。
【0009】
前記エチレン性不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)の中でも、エチレン性不飽和結合含有カルボン酸の無水物が好ましい。
本発明に係る自動車外装材部品は、上記の本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物からなることを特徴としている。
【0010】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物および該組成物を原料とする自動車外装材部品について具体的に説明する。
本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、結晶性ポリプロピレン樹脂(A)と、アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)とを含有している。
【0011】
結晶性ポリプロピレン樹脂(A)
本発明で用いられる結晶性ポリプロピレン樹脂(A)は、変性ポリプロピレン樹脂(A2)と非変性の結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)とを含有している。
[結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)]
結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)としては、たとえばプロピレン単独重合体、プロピレンとエチレン、1−ブテン、4−メチル−1− ペンテン等のα− オレフィンの少なくとも1種とのブロックまたはランダム共重合体、あるいはプロピレンとこれらのα− オレフィンの少なくとも1種と下式(I)
【0012】
【化1】
【0013】
[式(I)中、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜6のアルキル基であり、nは1〜20の整数である。]
で表わされる非共役ジエンとの共重合体、さらには該共重合体の水添物などが挙げられる。
R1、R2、R3およびR4の炭素原子数1〜6のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、t−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基などが挙げられる。
【0014】
結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)が上記のような共重合体である場合、その共重合体におけるプロピレンから誘導される構成単位含有量は、通常50モル%以上、100モル%未満であり、好ましくは80モル%以上100モル%未満、さらに好ましくは90モル%以上100モル%未満である。
結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)では、融点(Tm)が150〜170℃、好ましくは155〜167℃の結晶性ポリプロピレン樹脂が望ましい。
【0015】
結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)のメルトフローレート(MFR;ASTM D 1238,230℃、荷重2.16kg)は、通常0.3〜200g/10分、好ましくは0.4〜150g/10分、さらに好ましくは0.5〜100g/10分である。
[変性ポリプロピレン樹脂(A2)]
本発明で用いられる変性ポリプロピレン樹脂(A2)は、上記した結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)が、エチレン性不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)と芳香族ビニル化合物(a2)との共重合体でグラフト変性されている。
【0016】
上記共重合体を構成するエチレン製不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)としては、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸;無水マレイン酸、無水フマル酸、無水イタコン酸、エンド‐ビシクロ[2,2,1]−5−ヘプテン−2,3− ジカルボン酸無水物(無水ハイミック酸)等のジカルボン酸無水物などが挙げられる。
【0017】
上記共重合体を構成する芳香族ビニル化合物(a2)としては、具体的には、スチレン、α− メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、α− メチルビニルトルエン、ジメチルスチレン、クロルスチレン、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジブロムスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。中でもスチレン、α− メチルスチレンが好ましい。これらは、1種単独で、あるいは二種以上組み合わせて用いることができる。上記共重合体は、変性ポリプロピレン樹脂の高グラフト量化、高分子量化に寄与する。
【0018】
結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)をグラフト変性する際に用いられるエチレン性不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)と芳香族ビニル化合物(a2)との共重合体(グラフトモノマー)は、従来公知の方法により製造することができる。
本発明で用いられる変性ポリプロピレン樹脂(A2)は、上記結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)に上記共重合体(以下、「グラフトモノマー」と称する場合がある。)をグラフトさせる反応は、溶液法または溶融混練法のいずれでも行なうことができるが、溶融混練法で行なうのが好ましい。
【0019】
溶融混練法の場合、上記グラフトモノマー(またはエチレン性不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)、芳香族ビニル化合物(a2))、結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)および必要に応じて触媒を、一軸または二軸押出機、バンバリーミキサーまたはバッチ混練機等に投入し、180〜250℃の温度に加熱して溶融しながら0.1〜20分間混練する。
【0020】
また、溶液法の場合、キシレン等の有機溶剤に上記のグラフトモノマー(またはエチレン性不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)、芳香族ビニル化合物(a2))、結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)を溶解し、80〜140℃の温度で0.1〜100時間攪拌しながら行なう。
いずれの場合にも、触媒として通常のラジカル重合用触媒を用いることができる。このようなラジカル重合用触媒としては、たとえば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化ジ−t− ブチル、過酸化アセチル、t−ブチルペルオキシ安息香酸、過酸化ジクミル、ペルオキシ安息香酸、ペルオキシ酢酸、t−ブチルペルオキシピバレート、2,5−ジメチル−2,5− ジ−t− ブチルペルオキシヘキシン、t−ブチルペルオキシベンゾエート等の過酸化物類、あるいはアゾビスイソブチロニトリル等のジアゾ化合物類などが好ましい。
【0021】
触媒の添加量は、上記グラフトモノマー100重量部に対して、0.1〜10重量部程度である。
上記グラフトモノマーの結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)への添加量は、結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)100重量%に対して、1〜20重量%、好ましくは3〜15重量%、さらに好ましくは5〜10重量%であることが望ましい。
【0022】
上記のようにして得られた変性ポリプロピレン樹脂(A2)では、135℃デカリン中で測定される固有粘度[η](dl/g)が、
0.8≦[η]≦3
好ましくは
1.0≦[η]≦2の範囲内にある。
【0023】
また変性ポリプロピレン樹脂(A2)中のエチレン性不飽和結合含有カルボン酸もしくはその無水物(a1)のグラフト量をMG(モル/変性ポリプロピレン樹脂(A2)100g)とした場合に、MG値と固有粘度[η]の値との積が、(MG)×([η])≧ 0.0050
好ましくは
(MG)×([η])≧ 0.0060
の範囲にある。
【0024】
本発明で用いられる結晶性ポリプロピレン樹脂(A)は、変性ポリプロピレン樹脂(A2)と非変性の結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)との合計100重量%に対して、少なくとも1重量%、通常1〜60重量%、好ましくは3〜50重量%、さらに好ましくは5〜40重量%の変性ポリプロピレン樹脂(A2)と、99重量%以下、通常40〜99重量%、好ましくは50〜97重量%、さらに好ましくは60〜95重量%の非変性の結晶性ポリプロピレン樹脂(A1)とを含有している。
【0025】
アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)
本発明で用いられるアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)は、エポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)と非変性のアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)とを含有している。
[アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)]
本発明で用いられる非変性のアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)は、アクリロニトリルとスチレンとのランダム共重合体である。
【0026】
アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)におけるアクリロニトリルの含有量は、アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)100重量%に対して、通常2〜50重量%、好ましくは20〜30重量%である。
また、ポリオレフィン系ゴム、たとえばポリブタジエンゴムを40重量%以下程度グラフト重合したアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)、エチレン・プロピレン共重合体ゴム(EPゴム)を40重量%以下程度グラフト重合したアクリロニトリル・EPゴム・スチレン共重合体樹脂(AES樹脂)等も、本発明で用いられるアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)に包含される。
【0027】
このようなアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)は、通常、メルトフローレート(MFR;ASTM D 1238,230℃、荷重2.16kg)が1〜60g/10分、好ましくは3〜20g/10分である。
[エポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)]
本発明で用いられるエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)とは、アクリロニトリル・スチレン・不飽和エポキシ化合物共重合体である。アクリロニトリル・スチレン部分については、上記のアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)と同様のものを使用することができる。
【0028】
また、不飽和エポキシ化合物としては、たとえば下記式(II)
【0029】
【化2】
【0030】
(式(II)中、Ra は、エチレン系不飽和結合を有する炭素原子数2〜18の炭化水素基である)
で表わされる不飽和グリシジルエステル類、下記式(III)
【0031】
【化3】
【0032】
[式(III)中、Rb は、エチレン系不飽和結合を有する炭素原子数2〜18の炭化水素基であり、Xは−CH2−O−または−φ−O−(式中のφはフェニレン基を表わす。)である。]で表わされる不飽和グリシジルエーテル類などが挙げられる。
このような不飽和グリシジルエステル類、不飽和グリシジルエーテル類としては、たとえばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート(GMA)、イタコン酸グリシジルエステル類、アリルグリシジルエーテル、2−メチルアリルグリシジルエーテル、スチレン−p− グリシジルエーテルなどが挙げられる。特にGMAが好ましい。
【0033】
また、これらの不飽和エポキシ化合物の他に、さらに、メチルメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステルモノマーを、エポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)全体100重量%に対して、99.9重量%までの量で含むことができる。
上記のエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)におけるアクリロニトリル含量は、エポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)100重量%に対して、通常2〜50重量%、好ましくは20〜30重量%であり、不飽和エポキシ化合物含量は、通常0.1〜70重量%、好ましくは5〜10重量%である。このようなエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)は、GPC法により測定される重量平均分子量(Mw)が10,000〜1,000,000、好ましくは50,000〜500,000であることが望ましい。
【0034】
上記のようなエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)は、アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)と不飽和エポキシ化合物とを、バルク重合、エマルジョン重合、懸濁重合、溶液重合等により重合して製造することができる。
本発明で用いられるエポキシ・スチレン系共重合体(B)は、非変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)とエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)との合計100重量%に対して、少なくとも1重量%、通常1〜50重量%、好ましくは3〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%のエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)と、99重量%以下、通常50〜99重量%、好ましくは60〜97重量%、さらに好ましくは70〜95重量%の非変性のアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)とを含有している。
【0035】
ポリプロピレン樹脂組成物
本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物においては、上記結晶性ポリプロピレン樹脂(A)とアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)との合計100重量部に対して、結晶性ポリプロピレン樹脂(A)は、40〜95重量部、好ましくは50〜90重量部、さらに好ましくは60〜85重量部の量で用いられ、アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)は、5〜60重量部、好ましくは10〜50重量部、さらに好ましくは15〜40重量部の量で用いられる。
【0036】
変性ポリプロピレン樹脂(A2)を少なくとも1重量%含有する結晶性ポリプロピレン樹脂(A)、およびエポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)を少なくとも1重量%含有するアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)を上記のような量で用いると、軽量で高強度かつ耐表面剥離性に優れた成形品、特に自動車外装部品に好適な成形品を調製することができるポリプロピレン樹脂組成物を得ることができる。
【0037】
本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、上記した成分(A)と成分(B)とを溶融混練することによって製造することができる。
溶融混練温度は、通常230〜300℃、好ましくは230〜260℃である。溶融混練に使用する装置としては、従来公知の溶融混練装置、たとえば一軸または二軸押出機、バンバリーミキサー、混練ロール、ブラベンダー、ニーダー、ヘンシェルミキサー、バッチ混練機などを挙げることができる。
【0038】
また、本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物には、上記の成分(A)および成分(B)の他に、必要に応じて、たとえばエラストマー、顔料、染料、充填剤、強化剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、発泡剤、核剤などの添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
【0039】
自動車外装材部品
本発明に係る自動車外装材部品は、上記のポリプロピレン樹脂組成物からなる。
自動車外装材部品としては、たとえばサイドプロテクションモール、ウィンドモール、バンパー、フェンダーなどが挙げられる。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、軽量で高強度かつ耐表面剥離性に優れた成形品、特に自動車外装部品に好適な成形品を調製することができるポリプロピレン樹脂組成物、およびその自動車外装材部品を提供することができる。
【0041】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
【0042】
【合成例1】
〔スチレン・マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン樹脂(A2−1)の合成〕スチレン0.3kg、無水マレイン酸0.3kg、t−ブチルペルオキシベンゾエート0.03kgをアセトンに溶かした溶液を、融点が164℃、MFR(ASTM D 1238,230℃、荷重2.16kg)が0.5g/10分の結晶性プロピレン単独重合体パウダー(A1−1)10kgに滴下し、ヘンシェルミキサーを用いて攪拌、均一に含浸させた。このパウダーを乾燥させ後、二軸混練機により、210℃で溶融混練し、スチレン・マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン樹脂(A2―1)を得た。
【0043】
得られた変性ポリプロピレン樹脂(A2−1)の物性を第1表に示す。
【0044】
【合成例2】
〔無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン樹脂(A2−2)の合成〕
無水マレイン酸0.1kgとt−ブチルペルオキシベンゾエート0.1kgと結晶性プロピレン単独重合体パウダー(A1−1)10kgとをドライブレンドした後、二軸混練機により210℃で溶融混練し、無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン樹脂(A2―2)を得た。
【0045】
得られた変性ポリプロピレン樹脂(A2−2)の物性を第1表に示す。
【0046】
【表1】
【0047】
【合成例3】
〔グリシジルメタクリレート変性アクリロニトリル・スチレン共重合体(B2−1)の合成〕
十分に窒素ガス置換した内容量が500ミリリットルの丸底フラスコ内に、スチレンを65g、アクリロニトリルを30g、グリシジルメタクリレートを5g投入し、2,2’− アゾビス(イソブチロニトリル)が完全に溶解したのを確認した後、60℃に昇温し5時間重合した。
【0048】
重合終了後、室温まで降温した後、クロロホルム200ミリリットルをフラスコ内へ入れ、ポリマーを完全に溶解した後、メタノール2リットル中へ注ぎ、ポリマーを沈殿させ、次いで、濾過、乾燥してポリマー43.7gを回収した。
得られたポリマーは、赤外線分光分析および1H−NMRより、ポリマーの構成は、スチレン成分から誘導された構成単位が59.9モル%、アクリロニトリル成分から誘導された構成単位が37.3モル%、グリシジルメタクリレート成分から誘導された構成単位が2.8モル%であり、GPC測定よりポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が74,500、重量平均分子量(Mw)が184,000のグリシジルメタクリレート変性アクリロニトリル・スチレン共重合体(B2−1)(アクリロニトリル・スチレン・グリシジルメタクリレート共重合体)であった。
【0049】
【実施例1】
結晶性プロピレン単独重合体(A1−2)[MFR(ASTM D 1238,230℃、2.16kg)=13g/10分、融点(Tm)=164℃]50重量部と、
合成例1で得られたスチレン・マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン樹脂(A2−1)30重量部と、
アクリロニトリル・スチレン共重合体(B1−1)[日本エイアンドエル社製、商品名 ライタック330PC]15重量部と、
合成例3で得られたグリシジルメタクリレート変性アクリロニトリル・スチレン共重合体(B2−1)5重量部と
をタンブラー型混合機にて混合した後、二軸押出機にて溶融混練してポリプロピレン樹脂組成物のペレットを調製し、射出成形機[品番 IS100、東芝機械(株)製]にてASTM試験片を成形した。
【0050】
得られた樹脂組成物の成形品の機械物性を第2表に示す。
なお、第2表に記載のポリプロピレン樹脂組成物のMFR、成形品の比重、曲げ強度および耐表面剥離性の試験は、下記の方法に従って行なった。
(1)MFR
MFRは、ASTM D 1238(230℃、荷重2.16kg)に従って測定した。
(2)比重
比重は、ASTM D792に従って測定した。
(3)曲げ強度
曲げ強度は、ASTM D790に従って、下記の条件で測定した。
【0051】
<測定条件>
曲げ速度:2.8mm/分
曲げスパン:100mm
試験片の厚み:1/4インチ
(4)耐表面剥離性
射出成形品(ASTM 1号ダンベル)ゲート付近にセロテープ(R)(商品名 CT405A−24、ニチバン(株)製)を接着剥離を行なった後、成形品表面の状態を観察した。
【0052】
【比較例1】
実施例1において、変性ポリプロピレン樹脂(A2−1)の代わりに、合成例2で得られた無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン樹脂(A2−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン樹脂組成物のペレットを調製し、射出成形機[品番 IS100、東芝機械(株)製]にてASTM試験片を成形した。
【0053】
得られた樹脂組成物の成形品の機械物性を第2表に示す。
【0054】
【比較例2】
結晶性ポリプロピレン単独重合体(A1−2)80重量部と、タルク[商品名ホワイトフィラー5000PJ、松村産業(株)製]20重量部とをタンブラー型混合機にて混合した後、二軸押出機にて溶融混練してペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を調製し、射出成形機[品番 IS100、東芝機械(株)製]にてASTM試験片を成形した。
【0055】
得られた成形品の機械物性を第2表に示す。
【0056】
【表2】
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polypropylene resin composition containing a graft-modified polypropylene resin and an epoxy-modified acrylonitrile-styrene-based copolymer and an automobile exterior material component made from the composition, and more specifically, to a molded article having excellent strength properties. The present invention relates to a polypropylene resin composition that can be prepared and an automotive exterior material component obtained therefrom.
[0002]
[Technical Background of the Invention]
BACKGROUND ART A so-called compound material obtained by reinforcing a polypropylene resin with an inorganic filler has excellent moldability and strength, and is therefore widely used in the field of industrial parts such as automobile parts and home electric parts.
However, the inorganic filler has a high specific gravity, and the specific gravity of the inorganic filler reinforced polypropylene is larger than that of the polypropylene resin, and there is a limit in reducing the weight of the molded product.
[0003]
Therefore, a method of blending a high-strength polymer with a polypropylene-based resin has been studied as a method for increasing the strength and weight of the polypropylene-based resin. In particular, acrylonitrile-styrene copolymers are excellent in strength, paintability, and adhesiveness, so blends of acrylonitrile-styrene copolymers with polyolefin resins are expected to exhibit good various properties. Have been.
[0004]
However, since the polypropylene resin and the acrylonitrile-styrene copolymer have poor compatibility, molded articles obtained from the blend have the problem that the physical properties and surface peel resistance are significantly reduced.
For the purpose of improving the above-mentioned compatibility, various compositions comprising a maleic anhydride-modified polypropylene or the like and an epoxy-modified acrylonitrile / styrene-based copolymer as a compatibilizer have been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. H05-222,1992). -9343, JP-A-6-279545, etc.).
[0005]
The maleic anhydride-modified polypropylene used in the thermoplastic resin composition described in JP-A-5-9343 is prepared by melting crystalline polypropylene having a relatively low melt flow rate in a molten state in the presence of an organic peroxide. , Produced by graft polymerization with maleic anhydride. In general, when an ethylenically unsaturated bond-containing monomer such as an organic peroxide and maleic anhydride is allowed to act on a polypropylene in a molten state, the molecular weight is reduced due to molecular cleavage at the same time as grafting of the monomer. In the graft-modified polypropylene described in JP-A-5-9343, the molecular weight of the modified polypropylene at a desired amount of maleic anhydride grafted is very small, and the strength of a molded article of the resin composition is often low.
[0006]
Therefore, by blending a graft-modified polypropylene resin with a high graft amount and a high molecular weight and an epoxy-modified acrylonitrile / styrene-based copolymer, molded products that are lightweight, have high strength, and have excellent surface peeling resistance, especially automotive exterior The emergence of a polypropylene resin composition capable of preparing a molded article suitable for a material part is desired.
[0007]
[Object of the invention]
The present invention is intended to solve the problems associated with the prior art as described above, and blends a graft-modified polypropylene resin having a high graft amount and a high molecular weight with an epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer. Thus, a polypropylene resin composition capable of preparing a light-weight, high-strength molded article excellent in surface peeling resistance, particularly a molded article suitable for an automobile exterior part, and an automobile exterior part using the composition as a raw material It is intended to provide.
[0008]
Summary of the Invention
The polypropylene resin composition according to the present invention,
In addition to the crystalline polypropylene resin (A1), the crystalline polypropylene resin (A1) is graft-modified with a copolymer of an ethylenically unsaturated bond-containing carboxylic acid or its anhydride (a1) and an aromatic vinyl compound (a2). 40 to 95 parts by weight of a crystalline polypropylene resin (A) containing at least 1% by weight of the modified modified polypropylene resin (A2) and an acrylonitrile / styrene copolymer (B1), and an epoxy modified acrylonitrile / styrene copolymer 5 to 60 parts by weight of the acrylonitrile / styrene copolymer (B) containing at least 1% by weight of the polymer (B2) [The total amount of the component (A) and the component (B) is 100 parts by weight. ] Is contained.
[0009]
Among the ethylenically unsaturated bond-containing carboxylic acids or anhydrides thereof (a1), an anhydride of an ethylenically unsaturated bond-containing carboxylic acid is preferred.
The automotive exterior material component according to the present invention is characterized by comprising the above-described polypropylene resin composition according to the present invention.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the polypropylene resin composition according to the present invention and automotive exterior material parts using the composition as a raw material will be specifically described.
The polypropylene resin composition according to the present invention contains a crystalline polypropylene resin (A) and an acrylonitrile-styrene copolymer (B).
[0011]
Crystalline polypropylene resin (A)
The crystalline polypropylene resin (A) used in the present invention contains a modified polypropylene resin (A2) and a non-modified crystalline polypropylene resin (A1).
[Crystalline polypropylene resin (A1)]
As the crystalline polypropylene resin (A1), for example, propylene homopolymer, block or random copolymer of propylene with at least one kind of α-olefin such as ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, or Propylene, at least one of these α-olefins and the following formula (I)
[0012]
Embedded image
[0013]
[In the formula (I), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 20. ]
And a hydrogenated product of the copolymer with a non-conjugated diene.
Specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group. , S-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, t-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group and the like.
[0014]
When the crystalline polypropylene resin (A1) is a copolymer as described above, the content of the structural unit derived from propylene in the copolymer is usually 50 mol% or more and less than 100 mol%, preferably It is 80 mol% or more and less than 100 mol%, and more preferably 90 mol% or more and less than 100 mol%.
For the crystalline polypropylene resin (A1), a crystalline polypropylene resin having a melting point (Tm) of 150 to 170 ° C, preferably 155 to 167 ° C is desirable.
[0015]
The melt flow rate (MFR; ASTM D 1238, 230 ° C., load 2.16 kg) of the crystalline polypropylene resin (A1) is usually 0.3 to 200 g / 10 min, preferably 0.4 to 150 g / 10 min, and Preferably it is 0.5 to 100 g / 10 minutes.
[Modified polypropylene resin (A2)]
In the modified polypropylene resin (A2) used in the present invention, the above-mentioned crystalline polypropylene resin (A1) is a copolymer of an ethylenically unsaturated bond-containing carboxylic acid or its anhydride (a1) and an aromatic vinyl compound (a2). It is graft-modified with a polymer.
[0016]
Specific examples of the ethylene-containing unsaturated carboxylic acid or anhydride (a1) constituting the copolymer include monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and the like. Dicarboxylic acids such as maleic anhydride, fumaric anhydride, itaconic anhydride, and endo-bicyclo [2,2,1] -5-heptene-2,3-dicarboxylic anhydride (hymic anhydride) And the like.
[0017]
Specific examples of the aromatic vinyl compound (a2) constituting the copolymer include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, t-butylstyrene, α-methylvinyltoluene, Examples include dimethylstyrene, chlorostyrene, chlorostyrene, bromostyrene, dibromostyrene, vinylnaphthalene and the like. Among them, styrene and α-methylstyrene are preferred. These can be used alone or in combination of two or more. The above-mentioned copolymer contributes to a higher graft amount and a higher molecular weight of the modified polypropylene resin.
[0018]
A copolymer (graft monomer) of an ethylenically unsaturated bond-containing carboxylic acid or its anhydride (a1) and an aromatic vinyl compound (a2) used for graft modification of the crystalline polypropylene resin (A1) has been conventionally used. It can be manufactured by a known method.
In the modified polypropylene resin (A2) used in the present invention, the reaction of grafting the above-mentioned copolymer (hereinafter, sometimes referred to as “graft monomer”) onto the above-mentioned crystalline polypropylene resin (A1) is carried out by a solution method or a melting method. Although any of the kneading methods can be used, it is preferable that the kneading method be used.
[0019]
In the case of the melt-kneading method, the above-mentioned graft monomer (or a carboxylic acid containing an ethylenically unsaturated bond or its anhydride (a1), an aromatic vinyl compound (a2)), a crystalline polypropylene resin (A1) and, if necessary, a catalyst are used. The mixture is charged into a single-screw or twin-screw extruder, a Banbury mixer, a batch kneader, or the like, and is kneaded for 0.1 to 20 minutes while being heated and melted at a temperature of 180 to 250 ° C.
[0020]
In the case of the solution method, the above graft monomer (or a carboxylic acid containing an ethylenically unsaturated bond or its anhydride (a1), an aromatic vinyl compound (a2)) and a crystalline polypropylene resin (A1) are added to an organic solvent such as xylene. Is dissolved and the mixture is stirred at a temperature of 80 to 140 ° C. for 0.1 to 100 hours.
In any case, a normal radical polymerization catalyst can be used as the catalyst. Examples of such a radical polymerization catalyst include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, di-t-butyl peroxide, acetyl peroxide, t-butylperoxybenzoic acid, dicumyl peroxide, peroxybenzoic acid, peroxyacetic acid, toxyacetic acid, Peroxides such as -butylperoxypivalate, 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexine, t-butylperoxybenzoate, and diazo compounds such as azobisisobutyronitrile; Is preferred.
[0021]
The amount of the catalyst to be added is about 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the graft monomer.
The amount of the graft monomer to be added to the crystalline polypropylene resin (A1) is 1 to 20% by weight, preferably 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 5% by weight based on 100% by weight of the crystalline polypropylene resin (A1). Desirably, it is 10% by weight.
[0022]
In the modified polypropylene resin (A2) obtained as described above, the intrinsic viscosity [η] (dl / g) measured in decalin at 135 ° C. is as follows:
0.8 ≦ [η] ≦ 3
Preferably, it is in the range of 1.0 ≦ [η] ≦ 2.
[0023]
When the graft amount of the carboxylic acid containing an ethylenically unsaturated bond or its anhydride (a1) in the modified polypropylene resin (A2) is defined as MG (mol / 100 g of the modified polypropylene resin (A2)), the MG value and the intrinsic viscosity are determined. The product with the value of [η] is (MG) × ([η]) ≧ 0.0050
Preferably (MG) × ([η]) ≧ 0.0060
In the range.
[0024]
The crystalline polypropylene resin (A) used in the present invention is at least 1% by weight, usually 1 to 60%, based on 100% by weight of the total of the modified polypropylene resin (A2) and the unmodified crystalline polypropylene resin (A1). % By weight, preferably 3 to 50% by weight, more preferably 5 to 40% by weight of the modified polypropylene resin (A2) and 99% by weight or less, usually 40 to 99% by weight, preferably 50 to 97% by weight, more preferably Contains 60 to 95% by weight of an unmodified crystalline polypropylene resin (A1).
[0025]
Acrylonitrile / styrene copolymer (B)
The acrylonitrile / styrene copolymer (B) used in the present invention contains an epoxy-modified acrylonitrile / styrene copolymer (B2) and an unmodified acrylonitrile / styrene copolymer (B1).
[Acrylonitrile / styrene copolymer (B1)]
The non-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B1) used in the present invention is a random copolymer of acrylonitrile and styrene.
[0026]
The content of acrylonitrile in the acrylonitrile-styrene copolymer (B1) is usually 2 to 50% by weight, preferably 20 to 30% by weight, based on 100% by weight of the acrylonitrile-styrene copolymer (B1). .
Also, an acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin (ABS resin) obtained by graft polymerization of a polyolefin rubber, for example, a polybutadiene rubber of about 40% by weight or less, and an ethylene / propylene copolymer rubber (EP rubber) of about 40% by weight or less are grafted. Polymerized acrylonitrile / EP rubber / styrene copolymer resin (AES resin) and the like are also included in the acrylonitrile / styrene copolymer (B1) used in the present invention.
[0027]
Such an acrylonitrile-styrene copolymer (B1) generally has a melt flow rate (MFR; ASTM D 1238, 230 ° C, load 2.16 kg) of 1 to 60 g / 10 min, preferably 3 to 20 g / 10 min. Minutes.
[Epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2)]
The epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2) used in the present invention is an acrylonitrile-styrene-unsaturated epoxy compound copolymer. As for the acrylonitrile / styrene portion, the same acrylonitrile / styrene copolymer (B1) can be used.
[0028]
As the unsaturated epoxy compound, for example, the following formula (II)
[0029]
Embedded image
[0030]
(In the formula (II), Ra is a hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms having an ethylenically unsaturated bond.)
An unsaturated glycidyl ester represented by the following formula (III):
[0031]
Embedded image
[0032]
Wherein (III), Rb is a hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms having an ethylenically unsaturated bond, X is -CH 2 -O- or -.phi-O-(the φ in the formula Represents a phenylene group). And unsaturated glycidyl ethers represented by the formula:
Examples of such unsaturated glycidyl esters and unsaturated glycidyl ethers include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate (GMA), glycidyl itaconate esters, allyl glycidyl ether, 2-methylallyl glycidyl ether, and styrene-p-glycidyl ether. And the like. GMA is particularly preferred.
[0033]
In addition to these unsaturated epoxy compounds, an unsaturated carboxylic acid ester monomer such as methyl methacrylate is further added in an amount of 99.9% by weight based on 100% by weight of the entire epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2). %.
The acrylonitrile content in the epoxy-modified acrylonitrile-styrene-based copolymer (B2) is usually 2 to 50% by weight, preferably 20 to 30% by weight, based on 100% by weight of the epoxy-modified acrylonitrile-styrene-based copolymer (B2). % By weight, and the unsaturated epoxy compound content is usually 0.1 to 70% by weight, preferably 5 to 10% by weight. Such an epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2) has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 1,000,000, preferably 50,000 to 500,000, as measured by the GPC method. Desirably.
[0034]
The epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2) as described above is obtained by subjecting the acrylonitrile-styrene copolymer (B1) and an unsaturated epoxy compound to bulk polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, solution polymerization, or the like. It can be produced by polymerization.
The epoxy-styrene-based copolymer (B) used in the present invention is based on 100% by weight of the total of the unmodified acrylonitrile-styrene-based copolymer (B1) and the epoxy-modified acrylonitrile-styrene-based copolymer (B2). At least 1% by weight, usually 1 to 50% by weight, preferably 3 to 40% by weight, more preferably 5 to 30% by weight of the epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2), and 99% by weight or less; Usually, it contains 50 to 99% by weight, preferably 60 to 97% by weight, more preferably 70 to 95% by weight of an unmodified acrylonitrile / styrene copolymer (B1).
[0035]
Polypropylene resin composition In the polypropylene resin composition according to the present invention, the crystalline polypropylene resin (A) and the acrylonitrile-styrene-based copolymer (B) have a crystallinity of 100 parts by weight in total. The polypropylene resin (A) is used in an amount of 40 to 95 parts by weight, preferably 50 to 90 parts by weight, more preferably 60 to 85 parts by weight, and the acrylonitrile-styrene copolymer (B) is used in an amount of 5 to 60 parts by weight. It is used in an amount of 10 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, more preferably 15 to 40 parts by weight.
[0036]
A crystalline polypropylene resin (A) containing at least 1% by weight of a modified polypropylene resin (A2), and an acrylonitrile / styrene-based copolymer (B) containing at least 1% by weight of an epoxy-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2) ) Is used in the above amount, it is possible to obtain a polypropylene resin composition capable of preparing a light-weight, high-strength, and excellent exfoliation-resistant molded article, particularly a molded article suitable for automotive exterior parts. .
[0037]
The polypropylene resin composition according to the present invention can be produced by melt-kneading the above components (A) and (B).
The melt-kneading temperature is usually from 230 to 300C, preferably from 230 to 260C. Examples of the apparatus used for melt kneading include conventionally known melt kneading apparatuses such as a single-screw or twin-screw extruder, a Banbury mixer, a kneading roll, a Brabender, a kneader, a Henschel mixer, and a batch kneader.
[0038]
The polypropylene resin composition according to the present invention may further comprise, if necessary, other than the above components (A) and (B), for example, elastomers, pigments, dyes, fillers, reinforcing agents, heat stabilizers, Additives such as a light stabilizer, an antioxidant, a plasticizer, a flame retardant, an antistatic agent, a release agent, a foaming agent, and a nucleating agent can be blended within a range that does not impair the object of the present invention.
[0039]
Automotive exterior component The automotive exterior component according to the present invention comprises the above-mentioned polypropylene resin composition.
Examples of the vehicle exterior material component include a side protection mall, a wind molding, a bumper, a fender, and the like.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, there are provided a polypropylene resin composition capable of preparing a light-weight, high-strength molded article excellent in surface peeling resistance, particularly a molded article suitable for automobile exterior parts, and an automobile exterior part. be able to.
[0041]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0042]
[Synthesis Example 1]
[Synthesis of styrene / maleic acid graft-modified polypropylene resin (A2-1)] A solution of 0.3 kg of styrene, 0.3 kg of maleic anhydride, and 0.03 kg of t-butylperoxybenzoate in acetone was prepared. MFR (ASTM D 1238, 230 ° C., load 2.16 kg) was added dropwise to 10 kg of the crystalline propylene homopolymer powder (A1-1) at 0.5 g / 10 min, and stirred and uniformly impregnated using a Henschel mixer. Was. After the powder was dried, it was melt-kneaded at 210 ° C. using a biaxial kneader to obtain a styrene / maleic acid graft-modified polypropylene resin (A2-1).
[0043]
Table 1 shows the physical properties of the modified polypropylene resin (A2-1).
[0044]
[Synthesis Example 2]
[Synthesis of maleic anhydride graft-modified polypropylene resin (A2-2)]
After dry-blending 0.1 kg of maleic anhydride, 0.1 kg of t-butylperoxybenzoate and 10 kg of crystalline propylene homopolymer powder (A1-1), the mixture was melt-kneaded at 210 ° C. with a biaxial kneader to obtain maleic anhydride. An acid graft-modified polypropylene resin (A2-2) was obtained.
[0045]
Table 1 shows the physical properties of the modified polypropylene resin (A2-2) thus obtained.
[0046]
[Table 1]
[0047]
[Synthesis Example 3]
[Synthesis of glycidyl methacrylate-modified acrylonitrile-styrene copolymer (B2-1)]
65 g of styrene, 30 g of acrylonitrile, and 5 g of glycidyl methacrylate were charged into a 500 ml round bottom flask which had been sufficiently purged with nitrogen gas, and 2,2′-azobis (isobutyronitrile) was completely dissolved. After confirming the above, the temperature was raised to 60 ° C. and polymerization was carried out for 5 hours.
[0048]
After the polymerization was completed, the temperature was lowered to room temperature, 200 ml of chloroform was put into the flask, and after completely dissolving the polymer, poured into 2 liter of methanol to precipitate the polymer, followed by filtration and drying to obtain 43.7 g of the polymer. Was recovered.
The obtained polymer was analyzed by infrared spectroscopy and 1 H-NMR to find that the constitution of the polymer was such that the constitutional unit derived from the styrene component was 59.9 mol% and the constitutional unit derived from the acrylonitrile component was 37.3 mol%. Glycidyl methacrylate modified with 2.8 mol% of constituent units derived from a glycidyl methacrylate component, a polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of 74,500, and a weight average molecular weight (Mw) of 184,000 based on GPC measurement. An acrylonitrile / styrene copolymer (B2-1) (acrylonitrile / styrene / glycidyl methacrylate copolymer) was obtained.
[0049]
Embodiment 1
50 parts by weight of a crystalline propylene homopolymer (A1-2) [MFR (ASTM D1238, 230 ° C, 2.16 kg) = 13 g / 10 min, melting point (Tm) = 164 ° C]
30 parts by weight of the styrene / maleic acid graft-modified polypropylene resin (A2-1) obtained in Synthesis Example 1,
Acrylonitrile / styrene copolymer (B1-1) [manufactured by Nippon A & L Co., Ltd., product name: Ritac 330PC] 15 parts by weight,
5 parts by weight of the glycidyl methacrylate-modified acrylonitrile / styrene copolymer (B2-1) obtained in Synthesis Example 3 was mixed with a tumbler-type mixer, and then melt-kneaded with a twin-screw extruder to obtain a polypropylene resin composition. Was prepared, and an ASTM test piece was molded using an injection molding machine [product number IS100, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.].
[0050]
Table 2 shows the mechanical properties of the molded article of the obtained resin composition.
In addition, the MFR of the polypropylene resin composition shown in Table 2, the specific gravity of the molded product, the bending strength, and the surface peeling resistance test were performed according to the following methods.
(1) MFR
MFR was measured according to ASTM D 1238 (230 ° C., load 2.16 kg).
(2) Specific gravity The specific gravity was measured according to ASTM D792.
(3) Flexural strength Flexural strength was measured under the following conditions in accordance with ASTM D790.
[0051]
<Measurement conditions>
Bending speed: 2.8 mm / min Bending span: 100 mm
Test piece thickness: 1/4 inch (4) Surface peel resistant injection molded product (ASTM No. 1 dumbbell) Adhesively peel off Cellotape (R) (trade name CT405A-24, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) near the gate. After that, the state of the molded product surface was observed.
[0052]
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1 except that the modified polypropylene resin (A2-1) was replaced with the maleic anhydride graft-modified polypropylene resin (A2-2) obtained in Synthesis Example 2 in Example 1, A pellet of the polypropylene resin composition was prepared, and an ASTM test piece was molded using an injection molding machine [product number IS100, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.].
[0053]
Table 2 shows the mechanical properties of the molded article of the obtained resin composition.
[0054]
[Comparative Example 2]
After mixing 80 parts by weight of the crystalline polypropylene homopolymer (A1-2) and 20 parts by weight of talc (trade name: White Filler 5000PJ, manufactured by Matsumura Sangyo Co., Ltd.) using a tumbler-type mixer, a twin-screw extruder Was melt-kneaded to prepare a pellet-shaped polypropylene resin composition, and an ASTM test piece was molded with an injection molding machine [product number IS100, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.].
[0055]
Table 2 shows the mechanical properties of the obtained molded product.
[0056]
[Table 2]
Claims (3)
アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B1)の他に、エポキシ変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体(B2)を少なくとも1重量%含有するアクリロニトリル・スチレン系共重合体(B)5〜60重量部
[成分(A)と成分(B)との合計量は100重量部である。]を含有してなることを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。In addition to the crystalline polypropylene resin (A1), the crystalline polypropylene resin (A1) is graft-modified with a copolymer of an ethylenically unsaturated bond-containing carboxylic acid or its anhydride (a1) and an aromatic vinyl compound (a2). 40 to 95 parts by weight of a crystalline polypropylene resin (A) containing at least 1% by weight of the modified modified polypropylene resin (A2) and an acrylonitrile / styrene copolymer (B1), and an epoxy modified acrylonitrile / styrene copolymer 5 to 60 parts by weight of the acrylonitrile / styrene copolymer (B) containing at least 1% by weight of the polymer (B2) [The total amount of the component (A) and the component (B) is 100 parts by weight. ] The polypropylene resin composition characterized by the above-mentioned.
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