JPH0670174B2 - Impact and shrinkage modifiers for thermosetting polyesters consisting of polyurethane oligomers - Google Patents

Impact and shrinkage modifiers for thermosetting polyesters consisting of polyurethane oligomers

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JPH0670174B2
JPH0670174B2 JP59174187A JP17418784A JPH0670174B2 JP H0670174 B2 JPH0670174 B2 JP H0670174B2 JP 59174187 A JP59174187 A JP 59174187A JP 17418784 A JP17418784 A JP 17418784A JP H0670174 B2 JPH0670174 B2 JP H0670174B2
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weight
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polyester resin
composition
polyurethane oligomer
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ビー チアンダリア キラン
デイー レウング ウイマン
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旭オーリン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱硬化性ポリエステル樹脂組成物に関し、特に
耐衝撃性と表面特性を改良するために選択されたポリウ
レタンオリゴマーを含有する熱硬化性ポリエステル樹脂
組成物に関する。
The present invention relates to thermosetting polyester resin compositions, and in particular to thermosetting polyester resin compositions containing polyurethane oligomers selected to improve impact resistance and surface properties.

近年、自動車構造物の外装部材用に強化プラスチツク材
料を用いることが確実に増加して来た。さらに自動車製
造業者は車の重量を減少する目的のために継続して努力
しているので、プラスチツクスの利用の増加が期待でき
る。
In recent years, there has been a steady increase in the use of reinforced plastic materials for exterior components of automobile structures. In addition, as automobile manufacturers continue to strive for the purpose of reducing vehicle weight, increased plastics usage can be expected.

硬質プラスチツクの自動車部品の分野では、ガラス繊維
強化熱硬化性ポリエステル樹脂が広く用いられて来た。
これはその総体的に優れた物性、例えば、寸法安定性、
強度、高温抵抗性および塗着性に因る所が大きい。他の
利点は取扱い易さと加工性にある。しかし、これらのポ
リエステルの系は酷しい衝撃と疲労の問題に到る脆性の
ような欠点を有している。そこにはまた表面性および収
縮制御を改良する必要がある。
Glass fiber reinforced thermosetting polyester resins have been widely used in the field of hard plastic automotive parts.
This is due to its generally superior physical properties, such as dimensional stability,
It is largely due to its strength, high temperature resistance and coatability. Other advantages are ease of handling and processability. However, these polyester systems have drawbacks such as brittleness leading to severe impact and fatigue problems. There is also a need for improved surface properties and shrinkage control.

これらの問題を解決するため、種々の添加物をポリエス
テルのシート成形コンパウンド(SMC)およびバルク成
形コンパウンド(BMC)に導入した。例えば、1977年4
月26日にAubrey South,Jr.に賦与された米国特許第4,0
20,036号明細書においては、ポリブタジエンのような液
体重合体をポリエステル生成物を強化するために添加し
ている。しかし、これらの物質は本質的にポリエステル
と混和しないものであるから、該樹脂を繊維ガラスと混
合する時まではそれに加えることができない。飽和ジ酸
もしくは長鎖グリコールもまたポリエステル樹脂を調製
するのに用いて来た。得られた生成物は可撓性化された
が、機械的および熱的特性は犠牲にされた。
In order to solve these problems, various additives were introduced into polyester sheet molding compound (SMC) and bulk molding compound (BMC). For example, 1977 April
U.S. Pat. No. 4,034 granted to Aubrey South, Jr. on March 26
In 20,036, a liquid polymer such as polybutadiene is added to strengthen the polyester product. However, since these materials are essentially immiscible with the polyester, they cannot be added to it until the resin is mixed with the fiberglass. Saturated diacids or long chain glycols have also been used to prepare polyester resins. The resulting product was flexible, but at the expense of mechanical and thermal properties.

他の研究は、ウレタン系をポリエステル樹脂に導入する
ことからなる。1977年12月13日にFrancis Gowland Hu
tchinsonらに与えられた米国特許第4,062,826号明細書
では、交差結合したポリウレタンの前駆体を、エチレン
性不飽和ポリエステルとビニル単量体の混合物の中で重
合して、ポリエステルの交差結合構造中に相互に交絡し
たポリウレタンゲルの網目を有する生成物を得ている。
より高い衝撃特性が得られると報告されているが、自動
車の部品に要求される微細な表面仕上げは達成されてい
ない。G.Forgerの強化SMC〔“Plastics World"page 6
3(1978年6月)〕を参照。
Other work consists of introducing urethane systems into polyester resins. Francis Gowland Hu December 13, 1977
In U.S. Pat.No. 4,062,826 to tchinson et al., a cross-linked polyurethane precursor is polymerized in a mixture of ethylenically unsaturated polyester and vinyl monomer to form a cross-linked structure in the polyester. A product having a mesh of polyurethane gels entangled with each other is obtained.
Although it is reported that higher impact properties are obtained, the fine surface finish required for automobile parts has not been achieved. Strengthening G.Forger SMC ["Plastics World" page 6
3 (June 1978)].

したがつて、この技術分野では、高い衝厳特性と低い収
縮特性を与えるポリエステル樹脂系用の改良された添加
剤に対する必要性が高い。
Therefore, there is a great need in the art for improved additives for polyester resin systems that provide high impact and low shrinkage properties.

この度、本発明により、これらの要請は選択されたポリ
ウレタンオリゴマー系を通常の熱硬化性ポリエステル樹
脂の処方に導入することにより実現することが見出され
た。本発明の実施に際しては、増加した衝撃特性と低い
収縮率により充分な表面特性を保持することを特徴とす
る成形されたプラスチツク製品がつくられる。
It has now been found, in accordance with the present invention, that these needs are met by incorporating selected polyurethane oligomer systems into conventional thermosetting polyester resin formulations. In the practice of the present invention, molded plastic products are produced which are characterized by retaining sufficient surface properties due to increased impact properties and low shrinkage.

本発明により採用されるポリウレタン化学系は有機ポリ
イソシアネートとポリオールとの反応により生成され
る。一般に、得られた分子量の制御されたオリゴマーは
ポリエステル樹脂と容易に混和し、したがつて、プレ混
合物の非混和性による貯蔵の問題は生じない。ポリウレ
タンオリゴマー−ポリエステル樹脂系を処理し、成形
し、成形品を硬化すると、オリゴマーは相分離して熱硬
化ポリエステルマトリツクス中に分離したポケツトもし
くは中心を形成する。可撓性のポリウレタンオリゴマー
を含有させると、衝撃特性は顕著に改善される。さら
に、ポリエステルの硬化中のオリゴマーの独特の挙動は
ひずみを緩和し、収縮やそれに伴なう表面欠陥を防止し
易いことである。
The polyurethane chemistry system employed by the present invention is formed by the reaction of an organic polyisocyanate and a polyol. In general, the controlled molecular weight oligomers obtained are readily miscible with the polyester resin, so that there is no storage problem due to the immiscibility of the premix. When the polyurethane oligomer-polyester resin system is treated, molded and the molded article cured, the oligomers phase separate to form discrete pockets or centers in the thermoset polyester matrix. The inclusion of flexible polyurethane oligomers significantly improves impact properties. In addition, the unique behavior of the oligomer during curing of the polyester is to ease strain and prevent shrinkage and consequent surface defects.

本発明によつて用いられるポリウレタンオリゴマーは有
機ポリイソシアネートをNCO/OHの当量比が約0.3/1〜0.9
9/1となるようにポリオールと常法により反応させて調
製する。NCO/OH比は0.60/1〜0.99/1の範囲とするのが好
ましい。
The polyurethane oligomers used according to the invention have organic polyisocyanates with an NCO / OH equivalent ratio of about 0.3 / 1 to 0.9.
It is prepared by reacting with a polyol by a conventional method so that it becomes 9/1. The NCO / OH ratio is preferably in the range of 0.60 / 1 to 0.99 / 1.

ポリウレタンオリゴマーを生成するのには任意の適当な
有機ポリイソシアネートもしくはポリイソシアネートの
混合物を用いることができ、例えば、2,4−と2,6−異性
体の80:20混合物および65:35混合物のようなトルエンジ
イソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピレ
ンジイソシアネート、メチレン−ビス(4−フエニルイ
ソシアネート)、メチレン−ビス(4−シクロヘキシ
ル)イソシアネート、キシレンジイソシアネート、3,
3′−ビトルエン−4,4′−ジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシ
アネート、イソホロンジイソシアネート、ポリフエニレ
ンポリメチレンイソシアネートのような重合体イソシア
ネート等、およびそれらの混合物が挙げられる。本発明
の特に好ましい実施態様では、2,4−異性体対2,6−異性
体の重量比が約60:40〜90:10、特に好ましくは約65:35
〜80:20である2,4−および2,6−トルエンジイソシアネ
ートの異性体混合物を用いる。
Any suitable organic polyisocyanate or mixture of polyisocyanates can be used to form the polyurethane oligomers, such as 80:20 and 65:35 mixtures of 2,4- and 2,6-isomers. Such as toluene diisocyanate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, methylene-bis (4-phenylisocyanate), methylene-bis (4-cyclohexyl) isocyanate, xylene diisocyanate, 3,
Polymeric isocyanates such as 3'-bitluene-4,4'-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, isophorone diisocyanate, polyphenylene polymethylene isocyanate, and the like, and mixtures thereof. In a particularly preferred embodiment of the invention, the weight ratio of 2,4-isomer to 2,6-isomer is about 60:40 to 90:10, particularly preferably about 65:35.
A mixture of isomers of 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate that is ~ 80: 20 is used.

ポリウレタンオリゴマーの生成に用いるポリオール反応
剤は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオー
ルおよびこれら化合物の2種以上の混合物を包含する。
このポリオールもしくはポリオール混合物は1,000以上
の平均分子量を有すべきである。平均分子量は1,500〜
6,500が好ましく、2,000〜4,000がより好ましい。この
ポリオールもしくはポリオールブレンドの平均官能性は
通常は約1.5〜6.0、好ましくは約2〜4、そしてより好
ましくは約2〜3である。
Polyol reactants used to form polyurethane oligomers include polyester polyols, polyether polyols and mixtures of two or more of these compounds.
The polyol or polyol mixture should have an average molecular weight of 1,000 or more. Average molecular weight is 1,500 ~
6,500 is preferable, and 2,000-4,000 is more preferable. The average functionality of the polyol or polyol blend is usually about 1.5-6.0, preferably about 2-4, and more preferably about 2-3.

ポリエステルポリオールは必須のポリオール反応剤であ
る。任意の適当なポリエステルポリオールを用いること
ができ、例えばカプロラクトンから誘導されるものや公
知の方法によりポリカルボン酸を多価アルコールと反応
させて得られる生成物がある。代表的なポリカルボン酸
は、例えば、シユウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、フタル酸およびイソフタル酸、これらの混合物、お
よび類似物が挙げられる。代表的な多価アルコールは、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プ
ロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ブ
チレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロ
ールヘキサン、ヘキサン1,2,6−トリオール、ペンタエ
リスリトール、メチルグルコシド、ソルビトール、これ
らの混合物および類似物のような種々のジオール、トリ
オール、テトロールおよびより高官能性のアルコールを
包含する。好ましいポリエステルポリオールはポリカル
ボン酸と多価アルコールの反応生成物である。
Polyester polyol is an essential polyol reactant. Any suitable polyester polyol can be used, including those derived from caprolactone and the products obtained by reacting polycarboxylic acids with polyhydric alcohols by known methods. Representative polycarboxylic acids include, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, phthalic acid and isophthalic acid, mixtures thereof, and the like. . A typical polyhydric alcohol is
Ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, butylene glycol, butanediol, pentanediol, glycerin, trimethylolpropane, trimethylolhexane, hexane 1,2,6-triol, pentaerythritol, It includes various diols such as methyl glucosides, sorbitol, mixtures thereof and the like, triols, tetrols and higher functional alcohols. The preferred polyester polyol is the reaction product of a polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol.

また任意の適当なポリエーテルポリオールを用いること
ができ、例えば種々のポリオキシアルキレンポリオール
およびこれらの混合物があり、公知の方法で、アルキレ
ンオキシドもしくはアルキレンオキシド類の混合物をラ
ンダムもしくは段階的付加反応を用いて、多価反応開始
剤もしくは多価反応開始剤の混合物と縮合させることに
より調製することができる。代表的なアルキレンオキシ
ドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオ
キシド、プチレンオキシド、アミレンオキシド、エトラ
ヒドロフラン、およびスチレンオキシドのようなアラル
キレンオキシドおよびトリクロルブチレンオキシドのよ
うなハロゲン化アルキレンオキシド等がある。最も好ま
しいアルキレンオキシドはプロピレンオキシドもしくは
それとランダムもしくは段階的オキシアルキル化を用い
たエチレンオキシドとの混合物である。
Also, any suitable polyether polyol can be used, such as various polyoxyalkylene polyols and mixtures thereof, and the alkylene oxide or the mixture of alkylene oxides is subjected to random or stepwise addition reaction by a known method. Then, it can be prepared by condensation with a polyvalent reaction initiator or a mixture of polyvalent reaction initiators. Representative alkylene oxides include, for example, ethylene oxide, propylene oxide, ptyrene oxide, amylene oxide, etorahydrofuran, and aralkylene oxides such as styrene oxide and halogenated alkylene oxides such as trichlorobutylene oxide. . The most preferred alkylene oxide is propylene oxide or a mixture thereof with ethylene oxide using random or stepwise oxyalkylation.

ポリエーテルポリオール反応剤を調製するのに用いられ
る多価開始剤は下記の化合物およびそれらの混合物を包
含する:(a)エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレング
リコール、ブチレングリコール、ブタンジオール、ペン
タンジオールおよび類似物のような脂肪族ジオール;
(b)グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエチ
ロールプロパン、トリメチロールヘキサンおよび類似物
のような脂肪族トリオール;(c)ペンタエリスリトー
ル、メチルグリコシド、ソルビトールおよび類似物のよ
うな多官能性アルコール;(d)テトラエチレンジアミ
ンおよび類似物のようなポリアミン;および(e)ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、および類似物
のようなアルカノールアミン。ポリエーテルポリオール
反応剤を調製するのに用いる多価開始剤の好ましいグル
ープは、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、グリゼリン、トリメチ
ロールプロパンおよび類似物のような脂肪族ジオールお
よびトリオールを包含するものである。
The polyhydric initiators used to prepare the polyether polyol reactants include the following compounds and mixtures thereof: (a) ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, Aliphatic diols such as butylene glycol, butanediol, pentanediol and the like;
(B) Aliphatic triols such as glycerin, trimethylolpropane, trimethylolpropane, trimethylolhexane and the like; (c) Polyfunctional alcohols such as pentaerythritol, methylglycoside, sorbitol and the like; (d) And polyamines such as tetraethylenediamine and the like; and (e) alkanolamines such as diethanolamine, triethanolamine, and the like. A preferred group of polyhydric initiators used to prepare polyether polyol reactants are aliphatic diols and triols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane and the like. Is included.

アルキレンオキシド−多価開始剤縮合反応は、当該技術
において周知のKOHのような触媒の存在下で行なうのが
好ましい。この反応を行なうには、充分な割合のアルキ
レンオキシドを用いて1,000〜10,000、好ましくは1,500
〜6,500、より好ましくは2,000〜4,000の平均分子量を
有する最終ポリオール生成物を与える。その後で、触媒
は除き、本発明に用いるためのポリウレタンオリゴマー
を調製するのに適当なポリエーテルポリオールを残す。
The alkylene oxide-multivalent initiator condensation reaction is preferably conducted in the presence of a catalyst such as KOH, which is well known in the art. To carry out this reaction, 1,000 to 10,000, preferably 1,500, using a sufficient proportion of alkylene oxide.
It gives a final polyol product having an average molecular weight of ˜6,500, more preferably 2,000 to 4,000. Thereafter, the catalyst is removed, leaving a polyether polyol suitable for preparing polyurethane oligomers for use in the present invention.

この反応は重合性溶剤の存在下で行なうのが好ましい。
適当な重合性溶剤は、当業者にはよく知られているスチ
レン、置換スチレン(例えば、α−メチルスチレン、ク
ロルスチレン等)、ビニルトルエン、ジビニルベンゼ
ン、アクリル酸およびメタクリル酸のエステル(例えば
メチルメタクリレート、ブチルアクリレート等)、アク
リルエステル(例えばジアリルフタレート、ジアリルフ
マレート等)および類似物のようなビニル化合物を包含
する。用いられる重合性溶剤の量は広い範囲に亘つて変
えられる。しかし、一般に重合性溶剤は、ポリウレタン
オリゴマー+重合性溶剤の100重量部当り約0〜90重量
部、好ましくは約40〜70重量部の量で用いる。
This reaction is preferably carried out in the presence of a polymerizable solvent.
Suitable polymerizable solvents include styrene, substituted styrenes (eg, α-methylstyrene, chlorostyrene, etc.), vinyltoluene, divinylbenzene, esters of acrylic acid and methacrylic acid (eg, methyl methacrylate), which are well known to those skilled in the art. , Butyl acrylate, etc.), acrylic esters (eg diallyl phthalate, diallyl fumarate, etc.) and the like vinyl compounds. The amount of polymerizable solvent used can be varied over a wide range. However, the polymerizable solvent is generally used in an amount of about 0 to 90 parts by weight, preferably about 40 to 70 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyurethane oligomer + polymerizable solvent.

通常のウレタン触媒、例えば、第3級アミンとスタナス
オクトエート、ジブチル錫ジラウレートもしくはジブチ
ルジ(ラウリルメルカプト)錫のような金属化合物を用
いて反応を促進してもよい。ポリウレタンオリゴマーを
生成する際には、他の原料、例えばポリウレタン技術で
周知の連鎖成長剤もまた反応混合物に含ませることがで
きる。これらの連鎖成長剤は、例えばエチレングリコー
ル、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリ
コール、ブタジオール、ヘキサンジオールおよび類似物
のような低分子量グリコールを含む。反応温度と時間は
双方とも多くの因子に依存し、例えば用いられる正確な
反応剤により異なる。一般に、反応温度は約20〜110
℃、反応時間は約0.5〜4.0時間が好ましい。
Conventional urethane catalysts such as tertiary amines and metal compounds such as stannas octoate, dibutyltin dilaurate or dibutyldi (laurylmercapto) tin may be used to accelerate the reaction. Other raw materials, such as chain growth agents well known in the polyurethane art, may also be included in the reaction mixture when forming the polyurethane oligomer. These chain growth agents include low molecular weight glycols such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, butadiol, hexanediol and the like. Both the reaction temperature and the time depend on many factors and depend, for example, on the exact reactants used. Generally, the reaction temperature is about 20-110.
The reaction time at 0.5 ° C. is preferably about 0.5 to 4.0 hours.

上記のポリウレタンオリゴマーは、熱硬化性ポリエステ
ル樹脂処方に加える。これらのポリエステル樹脂は普通
のポリエステルとビニルエステルのような混成ポリエス
テル(hybrid polyesters)を含む。オリゴマーを変性
する添加物は有効量で用いることができる。該オリゴマ
ーは、ポリエステル樹脂+重合性溶剤の100重量部当り
4〜42重量部の割合で添加するのが好ましい。最も好ま
しいのは、ポリエステル樹脂+重合性溶剤の100重量部
当り、12〜35重量部のオリゴマーである。
The above polyurethane oligomer is added to the thermosetting polyester resin formulation. These polyester resins include common polyesters and hybrid polyesters such as vinyl esters. Additives that modify the oligomer can be used in effective amounts. The oligomer is preferably added in a proportion of 4 to 42 parts by weight per 100 parts by weight of polyester resin + polymerizable solvent. Most preferred is 12 to 35 parts by weight of oligomer per 100 parts by weight of polyester resin + polymerizable solvent.

熱硬化性ポリエステル樹脂は、一般に、ポリエステル技
術における当業者には周知の方法と反応剤を用いて、不
飽和酸もしくは無水物もしくはその混合物を多価アルコ
ールもしくはその混合物と反応させることにより調製す
る。例えば、Kirk−Othmer編“Encyclopedia of Chem
ical Technology"第3版、第18巻、575−580頁(198
2)を参照されたい(その全開示を本明細書中に引用す
る)。代表的な反応剤は、マレイン酸、フマル酸、アコ
ニツト酸、メサコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン
酸、無水シトラコン酸、それらの混合物および類似物お
よびエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジ
オール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメ
タノール、2,2,4−トリメチルペンタンジオール、ビス
フエノールA、トリメチロールエタン、トリメチロール
プロパン、ジシクロペンタジエングリコール、ジブロモ
ネオペンチルグリコール、それらの混合物および類似物
を包含する。或る場合には、該ポリエステル樹脂はさら
に共縮合単位として他の化合物、例えば、変性剤として
作用する2塩基性芳香族酸および無水物および飽和脂肪
族2塩基性酸を含んでもよい。このような化合物の代表
例としては、無水フタル酸、イソフタル酸、アジピン
酸、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸等ならびにテ
レフタル酸、種々のハロゲン化した無水フタル酸誘導
体、無水トリメリツト酸、シクロヘキサン−ジカルボン
酸およびクロレンデイン酸、テトラブロムフタル酸とテ
トラクロルフタル酸の無水物等が挙げられる。
Thermoset polyester resins are generally prepared by reacting an unsaturated acid or anhydride or mixture thereof with a polyhydric alcohol or mixture thereof using methods and reagents well known to those skilled in the polyester art. For example, “Encyclopedia of Chem” edited by Kirk-Othmer.
ical Technology "Third Edition, Volume 18, pp. 575-580 (198
See 2), the entire disclosure of which is incorporated herein. Representative reagents include maleic acid, fumaric acid, aconitic acid, mesaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, mixtures and the like thereof and ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, Propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol, 2,2,4-trimethylpentanediol, bisphenol A, trimethylolethane, Includes trimethylolpropane, dicyclopentadiene glycol, dibromoneopentyl glycol, mixtures thereof and the like. In some cases, the polyester resin may further contain other compounds as co-condensation units, such as dibasic aromatic acids and anhydrides and saturated aliphatic dibasic acids that act as modifiers. Typical examples of such compounds include phthalic anhydride, isophthalic acid, adipic acid, succinic acid, azelaic acid, sebacic acid, etc. and terephthalic acid, various halogenated phthalic anhydride derivatives, trimellitic anhydride, cyclohexane-dicarboxylic acid. Examples thereof include acids and chlorendic acid, and anhydrides of tetrabromophthalic acid and tetrachlorophthalic acid.

ポリウレタンオリゴマー含有ポリエステル樹脂系は、熱
活性化されたフリラジカル生成用触媒の存在下で重合
し、硬化する。実際の硬化条件は広範囲に亘つて変える
ことができるが、一般に用いられる特定の触媒の性質お
よび量に依存する。適当なフリーラジカル発生触媒は当
業者には周知のペルオキシドもしくはアゾ型の化合物を
包含する。代表的なペルオキシド触媒は、ベンゾイルペ
ルオキシド、ジクミルペルオキシド、メチルエチルケト
ンペルオキシド、ラウリルペルオキシド、シクロヘキサ
ノンペルオキシド、t−ブチルペルベンゾエート、t−
ブチルハイドロペルオキシド、t−ブチルベンゼンハイ
ドロペルオキシド、クメンハイドロペルオキシド、t−
ブチルペルオクトエートおよび類似物のような有機ペル
オキシドおよびハイドロペルオキシドである。代表的な
アゾ化合物は、アゾビス−イソブチロニトリル、2−t
−ブチルアゾ−2−シアノ−4−メチルペンタンおよび
4−t−ブチルアゾ−4−シアノ吉草酸である。好まし
い触媒はペルオキシド触媒である。特に、好ましいペル
オキシドは、t−ブチルペルオクトエート、t−ブチル
ペルベンゾエートおよびそれらの混合物である。触媒量
は任意でよいが、一般にポリエステル樹脂、ポリウレタ
ンオリゴマーおよび重合性溶剤の100重量部当り約0.1〜
10重量部の量で用いる。
Polyurethane oligomer-containing polyester resin systems polymerize and cure in the presence of a thermally activated catalyst for producing free radicals. The actual cure conditions can vary over a wide range, but will depend on the nature and amount of the particular catalyst generally used. Suitable free radical generating catalysts include peroxide or azo type compounds well known to those skilled in the art. Representative peroxide catalysts are benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, lauryl peroxide, cyclohexanone peroxide, t-butyl perbenzoate, t-butyl peroxide.
Butyl hydroperoxide, t-butylbenzene hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-
Organic peroxides and hydroperoxides such as butyl peroctoate and the like. Typical azo compounds are azobis-isobutyronitrile, 2-t
-Butylazo-2-cyano-4-methylpentane and 4-t-butylazo-4-cyanovaleric acid. The preferred catalyst is a peroxide catalyst. Particularly preferred peroxides are t-butyl peroctoate, t-butyl perbenzoate and mixtures thereof. The amount of catalyst may be arbitrary, but is generally about 0.1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of polyester resin, polyurethane oligomer and polymerizable solvent.
Used in an amount of 10 parts by weight.

本発明の組成物はまた補強材を含む。任意の適当な補強
材を用いることができ、例えばチヨツプトガラス繊維、
炭素繊維、アスベスト繊維、窒化硼素ホイスカーおよび
それらの類似物を用いる。処方に加える補強材の量は広
い範囲に亘つて変えることができる。代表的な処方は、
ポリエステル樹脂、ポリウレタンオリゴマーおよび重合
性溶剤の100重量部当り約20〜400重量部、好ましくは50
〜200重量部を一般に含む。
The composition of the present invention also includes a reinforcing material. Any suitable reinforcing material can be used, such as, for example, chow glass fiber,
Carbon fibers, asbestos fibers, boron nitride whiskers and the like are used. The amount of reinforcing material added to the formulation can be varied over a wide range. A typical prescription is
About 20 to 400 parts by weight, preferably 50 per 100 parts by weight of the polyester resin, polyurethane oligomer and polymerizable solvent.
Generally, up to 200 parts by weight are included.

該組成物はまた充填材を含むのが好ましい。充填材とし
て適当なものとして知られている任意の材料を用いるこ
とができる。一般に、種々の材料、例えばCaCO3、粘
土、アルミナ、タルク、ガラス微細球および類似物を包
含する微粉砕固体を用いることができる。一般的に処方
に含まれる充填材の量はまたかなり変えてもよいが、通
常はポリエステル樹脂、ポリウレタンオリゴマーおよび
重合性溶剤の100重量部当り約50〜500、好ましくは80〜
250重量部とするのが好ましい。
The composition preferably also includes a filler. Any material known to be suitable as a filler can be used. Generally, a variety of materials can be used, such as CaCO 3 , clay, alumina, talc, finely divided solids including glass microspheres and the like. Generally, the amount of filler included in the formulation may also vary considerably, but is usually about 50 to 500, preferably 80 to about 100 to 100 parts by weight of polyester resin, polyurethane oligomer and polymerizable solvent.
It is preferably 250 parts by weight.

所望ならば、他の低収縮もしくは衝撃性を改良する添加
物もまた含ませることができる。好ましい実施態様で
は、該組成物はまた1983年5月31日に出願された出願番
号499,656の未済の米国特許出願に詳細に記載されてい
る型の低収縮性添加物を含有する。この米国出願の全開
示は本明細書に記載されているものとして引用する。一
般に、低収縮性添加物は有機ポリイソシアネートと1,00
0以上の平均分子量を有するポリオールとを反応させる
ことからなり、該反応剤はNCO/OH当量比が0.3/1〜0.99/
1の範囲となるように用いることによつて生成する。得
られるヒドロキシル未満プレポリマーは次に最終の遊離
OH含量が約0〜5%で酸価が約0.1〜35である反応生成
物を得るような割合を用いてジカルボン酸から誘導され
る無水物と反応させる。特に好ましい低収縮性添加物
は、トルエンジイソシアネート、ポリエステルポリオー
ルおよび無水マレイン酸から誘導する。
If desired, other low shrinkage or impact modifying additives can also be included. In a preferred embodiment, the composition also contains a low shrinkage additive of the type described in detail in the pending US patent application with application number 499,656, filed May 31,1983. The entire disclosure of this US application is incorporated by reference herein. Generally, low shrink additives are organic polyisocyanates and 1,00
Consisting of reacting with a polyol having an average molecular weight of 0 or more, the reactant having an NCO / OH equivalent ratio of 0.3 / 1 to 0.99 /
It is generated by using it so that it is in the range of 1. The resulting sub-hydroxyl prepolymer then gives the final free
It is reacted with an anhydride derived from a dicarboxylic acid in a proportion such that a reaction product having an OH content of about 0-5% and an acid number of about 0.1-35 is obtained. Particularly preferred low shrink additives are derived from toluene diisocyanate, polyester polyols and maleic anhydride.

該組成物はまた所望に応じ内部離型剤、例えば、ステア
リン酸カルシウム、亜鉛、マグネシウムもしくはナトリ
ウムのような他の標準原料を包含してもよい。熱硬化性
ポリエステル技術において、当業者には周知の顔料、染
料、安定剤、チキソトロープ、湿潤剤、粘度調整剤(例
えば、酸化マグネシウムのような第II族金属の酸化物や
水酸化物)および種々の他の添加物もまた添加すること
ができる。
The composition may also optionally include other internal release agents such as other standard ingredients such as calcium stearate, zinc, magnesium or sodium. In the thermosetting polyester technology, pigments, dyes, stabilizers, thixotropes, wetting agents, viscosity modifiers (eg oxides and hydroxides of Group II metals such as magnesium oxide) and various well known to those skilled in the art. Other additives can also be added.

以下の実施例は本発明をさらに説明するためのものであ
つて、特記しない限り部とパーセントは全て重量によ
る。
The following examples are intended to further illustrate the present invention, where all parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

ポリウレタンオリゴマーの調製 実施例1 撹拌器、温度計および添加ろ斗を備えた200ガロンの反
応器に、ポリエステルポリオール 430ポンド(0.27当
量)および第2のポリエステルポリオール 22.65ポン
ド(0.021当量)を供給し、引き続きt−ブチルカテコ
ール50ppmを含むスチレン720ポンドを加えた。反応器内
容物を充分に混合し、パラベンゾキノン0.35ポンドを加
えた。反応内容物を15分間混合し、ジイソシアネート
22.5ポンド(0.259当量)を加えた。反応器内容物を20
分間混合した後、触媒 2.4ポンドを加えた。発熱が終
了してから、反応混合物を158〜167゜Fに加熱し、温度
を30分間その範囲内に保持した。その反応は赤外線の使
用により継続し、イソシアネートの全てが反応した時、
生成物を冷却して室温まで下げた。得られた物質は透明
で25℃で1,400cpsの粘度を示した(Brookfield Mode
l “RVT",Spindle No.3,20rpmf)。
Preparation of Polyurethane Oligomer Example 1 200 gallons of agitator equipped with stirrer, thermometer and addition funnel.
Polyester polyol in the reactor 430 pounds (0.27
Amount) and a second polyester polyol 22.65 pon
(0.021 equivalents) and then t-butylcateco
720 lbs of styrene containing 50 ppm of methanol was added. Inside the reactor
Mix the contents thoroughly and add 0.35 lbs of parabenzoquinone.
I got it. The reaction contents are mixed for 15 minutes and the diisocyanate is mixed.
22.5 pounds (0.259 equivalents) were added. 20 reactor contents
After mixing for a minute, the catalyst Added 2.4 pounds. Fever is over
After that, heat the reaction mixture to 158-167 ° F and let the temperature
Was held within that range for 30 minutes. The reaction is infrared
When all of the isocyanate has reacted,
The product was cooled down to room temperature. The substance obtained is transparent
Showed a viscosity of 1,400 cps at 25 ℃ (Brookfield Mode
l “RVT”, Spindle No.3,20rpmf).

〔注〕 これは約3,000の分子量と約35のヒドロキシル数を
有するジエチレングリコールアジペートである。“Ruco
flex S−1011−33"という商品名で市販されているRuc
o Polymer Corporationの商業的生成物である。
Note: This is a diethylene glycol adipate with a molecular weight of about 3,000 and a hydroxyl number of about 35. “Ruco
Ruc sold under the trade name flex S-1011-33 "
o Commercial product of Polymer Corporation.

これはグリセリンとジエチレングリコールから誘導
され、約3,000の分子量と約52のヒドロキシル数を有す
るジエチレングリコールアジペートである。“Rucoflex
F−203"という商品名で市販されているRuco Polyme
r Corporationの商業的生成物である。
It is a diethylene glycol adipate derived from glycerin and diethylene glycol and having a molecular weight of about 3,000 and a hydroxyl number of about 52. "Rucoflex
Ruco Polyme sold under the trade name of F-203 "
Commercial product of r Corporation.

これはトルエンジイソシアネート異性体の混合物
(2,4/2,6−異性体の80:20混合物)である。
This is a mixture of toluene diisocyanate isomers (80:20 mixture of 2,4 / 2,6-isomers).

これはジブチルジ(ラウリルメルカプト)錫で、
“Fomrez UL−1"という商品名で市販されているWitco
Chemical Corporationの商業的生成物である。
This is dibutyldi (laurylmercapto) tin,
Witco marketed under the trade name "Fomrez UL-1"
Commercial product of Chemical Corporation.

Gardnerスケールで色指数(color reading)は5
であつた。
Gardner scale has a color reading of 5
It was.

熱硬化性ポリエステル樹脂組成物の調製 実施例2 実施例1により調製したポリウレタンオリゴマーを含有
する熱硬化性ポリエステル樹脂組成物を調製した。用い
た処方は下記の表−1にまとめた。
Preparation of Thermosetting Polyester Resin Composition Example 2 A thermosetting polyester resin composition containing the polyurethane oligomer prepared in Example 1 was prepared. The formulations used are summarized in Table 1 below.

“A"の流れと“B"の流れを重量比で15.3/1の割合で用い
た。また、ガラス成分を、該処方が該処方の合計重量に
基いて“A"の流れと“B"の流れ成分73%およびガラス27
%を含むような量で添加した。
The "A" and "B" streams were used at a weight ratio of 15.3 / 1. Also, the glass component is composed of 73% of the flow component of “A” and 73% of the flow component of “B” and glass 27 based on the total weight of the formulation.
% Was added.

この処方を生成量が100ポンド/分のとき巾48インチを
有するSMC機械にかけた。マツト重量は、16オンス/平
方フイートであつた。約350ポンドの組成物をつくつ
た。得られたSMCペーストは熟成1日で粘度7,000,000cp
s(Brookfield Model“HBT",spindle TA,5rpm)を示
した。
This formulation was run on an SMC machine having a width of 48 inches at a yield of 100 lbs / min. The mat weight was 16 ounces per square foot. About 350 pounds of composition was made. The obtained SMC paste has a viscosity of 7,000,000 cp in one day of aging.
s (Brookfield Model “HBT”, spindle TA, 5 rpm).

熱硬化性ポリエステル樹脂生成物の調製 実施例3 一組の6″×6″の繊維強化パネルを、実施例2で調製
した未硬化組成物を圧縮成形機のブラテン間のモールド
の中に入れて調製した。モールド中の圧力は1,000psiで
あつた。該組成物を300゜Fで2分間硬化した。
Preparation of Thermoset Polyester Resin Product Example 3 A set of 6 ″ × 6 ″ fiber reinforced panels was prepared by placing the uncured composition prepared in Example 2 in the mold between the battens of a compression molding machine. Prepared. The pressure in the mold was 1,000 psi. The composition was cured at 300 ° F for 2 minutes.

このパネルは全く固着することなく容易に離型した。ま
たこのパネルは優れた表面特性と優れた強度により特徴
付けられる。これは以下の特性を示した: 比 重 1.92 バルコル硬度 14 収 縮(mils/in) −0.91 表面起伏 優(最小波) 〔注〕 ASTM D−2583 −の測定値はパネルの膨張を示す。
The panel was easily released without sticking at all. Well
Takoto panels feature excellent surface properties and strength.
Attached. It showed the following properties: Specific gravity 1.92 Barcol hardness  14 Condensation (mils / in) −0.91 Surface relief Yu (minimum wave) [Note] The measured value of ASTM D-2583 indicates the expansion of the panel.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】熱硬化性ポリエステル樹脂、熱活性化フリ
ーラジカル発生触媒、重合性溶剤および補強材を包含す
る熱硬化性ポリエステル樹脂組成物において、有機ポリ
イソシアネートと1,000以上の平均分子量のポリエステ
ルポリオールとを、NCO/OHの当量比が0.3/1〜0.99/1の
範囲で反応させて調製した実質的に末端にイソシアネー
ト基を有しないポリウレタンオリゴマーであって、上記
熱硬化性ポリエステル樹脂と相溶性のあるポリウレタン
オリゴマーを、上記熱硬化性ポリエステル樹脂+上記重
合性溶剤の100重量部当り4〜42重量部含むことを特徴
とする上記組成物。
1. A thermosetting polyester resin composition containing a thermosetting polyester resin, a heat-activated free radical generating catalyst, a polymerizable solvent and a reinforcing material, wherein an organic polyisocyanate and a polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 or more are used. Is an NCO / OH equivalent ratio prepared in the range of 0.3 / 1 ~ 0.99 / 1 prepared by reacting a polyurethane oligomer having substantially no isocyanate group at the terminal, which is compatible with the thermosetting polyester resin. The above composition, characterized in that it contains from 4 to 42 parts by weight of 100% by weight of the thermosetting polyester resin plus the polymerizable solvent.
【請求項2】重合性溶剤がスチレンである特許請求の範
囲第1項記載の組成物。
2. The composition according to claim 1, wherein the polymerizable solvent is styrene.
【請求項3】熱硬化性ポリエステル樹脂+重合性溶剤の
100重量部当り12〜35重量部のポリウレタンオリゴマー
を含む特許請求の範囲第1項記載の組成物。
3. A thermosetting polyester resin + polymerizable solvent
A composition according to claim 1 comprising 12 to 35 parts by weight of polyurethane oligomer per 100 parts by weight.
【請求項4】ポリウレタンオリゴマーが、有機ポリイソ
シアネートとポリオールとのNCO/OH当量比0.60/1〜0.99
/1における反応生成物である特許請求の範囲第1項の組
成物。
4. The NCO / OH equivalent ratio of the organic polyisocyanate to the polyol is 0.60 / 1 to 0.99.
The composition of claim 1 which is the reaction product of / 1.
【請求項5】ポリエステルポリオールがポリカルボン酸
と多価アルコールとの反応生成物である特許請求の範囲
第1項記載の組成物。
5. The composition according to claim 1, wherein the polyester polyol is a reaction product of a polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol.
【請求項6】ポリエステルポリオールが1,500〜6,500の
平均分子量を有する特許請求の範囲第1項記載の組成
物。
6. The composition of claim 1 in which the polyester polyol has an average molecular weight of 1,500 to 6,500.
【請求項7】ポリエステルポリオールが2,000〜4,000の
平均分子量を有する特許請求の範囲第1項記載の組成
物。
7. The composition according to claim 1, wherein the polyester polyol has an average molecular weight of 2,000 to 4,000.
【請求項8】ポリウレタンオリゴマーを有機ポリイソシ
アネートとしてトルエンジイソシアネートを用いること
によって調製する特許請求の範囲第1項記載の組成物。
8. A composition according to claim 1, wherein the polyurethane oligomer is prepared by using toluene diisocyanate as the organic polyisocyanate.
【請求項9】重合性溶剤と熱硬化性ポリエステル樹脂+
重合性溶剤の100重量部当り12〜35重量部のポリウレタ
ンオリゴマーを含み、該ポリウレタンオリゴマーはトル
エンジイソシアネートを平均分子量が1,500〜6,500のポ
リエステルポリオールとNCO/OH当量比0.60/1〜0.99/1の
比率で反応させることにより調製するものである特許請
求の範囲第1項記載の組成物。
9. A polymerizable solvent and a thermosetting polyester resin +
It contains 12 to 35 parts by weight of polyurethane oligomer per 100 parts by weight of the polymerizable solvent, the polyurethane oligomer having toluene diisocyanate having an average molecular weight of 1,500 to 6,500 polyester polyol and NCO / OH equivalent ratio of 0.60 / 1 to 0.99 / 1. The composition according to claim 1, which is prepared by reacting with.
【請求項10】ポリエステルポリオールが2,000〜4,000
の平均分子量を有し、ポリカルボン酸と多価アルコール
との反応生成物である特許請求の範囲第9項記載の組成
物。
10. The polyester polyol is 2,000 to 4,000.
The composition according to claim 9, which has an average molecular weight of 10 and is a reaction product of a polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol.
【請求項11】充填材を含み、かつ(a)補強材50〜20
0重量部および(b)該充填材80〜250重量部をポリウレ
タンオリゴマー100重量部当り用いる特許請求の範囲第1
0項記載の組成物。
11. A reinforcing material comprising a filler, and (a) a reinforcing material 50 to 20.
Claim 1 wherein 0 parts by weight and (b) 80 to 250 parts by weight of said filler are used per 100 parts by weight of the polyurethane oligomer.
The composition according to item 0.
【請求項12】熱硬化性ポリエステル樹脂、熱活性化フ
リーラジカル発生触媒、重合性溶剤、補強材および該熱
硬化性ポリエステル樹脂+該重合性溶剤の100重量部当
り4〜42重量部のポリウレタンオリゴマーからなる組成
物を混合し、ただし該ポリウレタンオリゴマーが有機ポ
リイソシアネートを1,000以上の平均分子量を有するポ
リエステルポリオールと0.3/1〜0.99/1のNCO/OHの当量
比で反応させることによって調製される実質的に末端に
イソシアネート基を有しないポリウレタンオリゴマーで
あり、そして次に、上記触媒を活性化し上記組成物を硬
化するのに充分な温度に上記組成物を加熱することから
なる熱硬化したポリエステル樹脂組成物の製造方法。
12. A thermosetting polyester resin, a heat-activated free radical generating catalyst, a polymerizable solvent, a reinforcing material and 4 to 42 parts by weight of a polyurethane oligomer per 100 parts by weight of the thermosetting polyester resin and the polymerizable solvent. Of a polyurethane oligomer prepared by reacting an organic polyisocyanate with a polyester polyol having an average molecular weight of 1,000 or more at an NCO / OH equivalent ratio of 0.3 / 1 to 0.99 / 1. A thermosetting polyester resin composition comprising a polyurethane oligomer that is not terminally terminated with isocyanate groups, and then heating the composition to a temperature sufficient to activate the catalyst and cure the composition. Method of manufacturing things.
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