JP2000072843A - 熱硬化性樹脂の製法 - Google Patents

熱硬化性樹脂の製法

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JP2000072843A
JP2000072843A JP10263960A JP26396098A JP2000072843A JP 2000072843 A JP2000072843 A JP 2000072843A JP 10263960 A JP10263960 A JP 10263960A JP 26396098 A JP26396098 A JP 26396098A JP 2000072843 A JP2000072843 A JP 2000072843A
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JP
Japan
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thermosetting resin
polyisocyanate
compound containing
heat
powder
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Tetsuya Samura
佐村徹也
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KINKI YAMAGUCHI KOGYO KK
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KINKI YAMAGUCHI KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱・加圧して成形可能な熱硬化性樹脂の製
法である。 【構成】 ポリイソシアネートと分子中に活性水素を2
個以上含有する化合物との反応物で、その熱軟化温度が
50℃〜110℃でかつ、その温度での軟化熱が0〜−
30ジュール/グラムである反応物を粉体化し加熱・加
圧して成形することを特徴とする熱硬化性樹脂の製法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱硬化性樹脂の製法に関
する。更に詳しくは加熱・加圧して成形可能な熱硬化性
樹脂の製法に関する。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】従来、樹脂の粉体を加
熱・加圧成形する方法としては例えば研磨材の分野で不
織布などの基布上にフェノール樹脂やイミド樹脂の粉体
とダイヤやカーボランダム等の砥粒との混合物を充填
し、ホットプレスで加熱・加圧成形して製造されている
を使用する方法が知られている(特開平4−17118
0、ダイヤモンド砥石の選び方、使い方(ダイヤモンド
研究会、日刊工業新聞社))。しかしながらこれらの樹
脂は耐熱性や弾性率は優れているが、耐衝撃性や伸びが
低い等の問題点がある。その結果、例えば研磨材のバイ
ンダーとして使用した場合には耐久性が悪く、更に砥粒
が脱落しやすいため研磨性能も不充分という問題点があ
った。一方、ポリウレタン樹脂の粉体を等を加熱・加圧
成形する方法も提案されている(特開平7−73162
54)。しかしこれらは熱可塑性のポリウレタン樹脂を
使用するものであり耐熱性が劣る等の問題点を有する。
更に熱硬化性樹脂は主剤、硬化剤を混合することにより
得られるが混合時液体であるためフィラー等の粉体を大
量に添加するとペースト状になり注型が困難になる等の
問題点もある。従って、現状では粉体を加熱・加圧して
成形し耐熱性、耐衝撃性、弾性率に優れた熱硬化性樹脂
を得る製法はない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】耐熱性、耐衝撃性、弾
性率に優れ、大量のフィラーを添加しても成型できる粉
体もしくは射出成形可能な熱硬化性樹脂の製法を提供す
ることを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記事情に
鑑み、熱硬化性樹脂の製法につき鋭意検討した結果、本
発明に到達した。即ち本発明はポリイソシアネートと分
子中に活性水素を2個以上含有する化合物との反応物
で、その熱軟化温度が50℃〜110℃で、その温度で
の軟化熱が0〜−30ジュール/グラムである反応物を
粉体化し加熱・加圧して成形することを特徴とする熱硬
化性樹脂の製法、さらにはポリイソシアネートが少なく
とも脂肪族及び/または脂環族のポリイソシアネートを
含有する熱硬化性樹脂の製法、さらには分子中に活性水
素を2個以上含有する化合物が少なくとも芳香族ジアミ
ン化合物を含有することを特徴とする熱硬化性樹脂の製
法である。
【0005】
【作用】選ばれたポリイソシアネートと分子中に活性水
素を2個以上含有する化合物を反応させ熱軟化温度が5
0℃〜110℃でかつ、その温度での軟化熱が0〜−3
0ジュール/グラムである反応物を得る。粉体成形を例
に作用を説明する。当該の反応物を粉砕し粉体化して金
型に充填後、加熱・加圧成形することにより粉体同士が
融着し、更に硬化反応が促進されることにより良好な物
理的性質をゆうする熱硬化性樹脂を製造することができ
る。即ち、本樹脂は見かけの硬化が起こる1次的反応機
構と架橋反応が進行する2次的反応機構をもち、後者の
反応が粉体化後の室温では進行しない特性を有するもの
と考えられる。
【0006】本発明においてポリイソシアネートとして
は通常、脂肪族ジイソシアネート[ヘキサメチレンジイ
ソシアネート(以下HDIと略す)等]、脂環族ジイソ
シアネート[イソホロンジイソシアネート(以下IPD
Iと略す)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
(以下CHDIと略す)等]、芳香族ジイソシアネート
(トリレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシ
アネート等)及びこれらの変成物が使用できる。このう
ち、好ましいものは脂肪族、脂環族のポリイソシアネー
トおよびその変成物である。これらは必要により混合し
て使用してもよい。その場合、ポリイソシアネート中の
脂肪族及び/または脂環族ポリイソシアネートの含量は
通常50〜100重量%、好ましくは80〜100重量
%、更に好ましくは100重量%である。NCO%は通
常20〜50%、好ましくは25〜40%である。この
範囲外では好ましい性能をゆうする熱硬化性樹脂が得ら
れない。
【0007】本発明において分子中に活性水素を2個以
上含有する化合物としてはポリアミンおよびポリオール
があげられる。
【0008】ポリアミンの例としては脂肪族ジアミン
(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ポリオキシ
アルキレンジアミン等)、脂環族ジアミン(イソホロン
ジアミン等)、芳香族ジアミン[(ポリテトラメチレン
オキシドジ−P−アミノベンゾエート、4,4’−ジア
ミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチルジフェ
ニルメタン、2,2’,3,3’−テトラクロロ−4,
4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジクロロ
−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(以下MOCA
と略す)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾアー
ト)(以下TBAと略す)等]があげられる。
【0009】このうち好ましいものは脂環族ジアミン及
び芳香族ジアミンである。これらのうちでも芳香族ジア
ミンが特に好ましい。
【0010】ポリアミンのアミン価は通常50〜50
0、好ましくは60〜450である。この範囲外では物
性にすぐれた熱硬化性樹脂を得ることができない。
【0011】ポリオールとしてはポリエーテル系(エチ
レングリコール、ビスフェノールA、トリエタノールア
ミンのアルキレンオキシド誘導体等)、ポリエステル
系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系、ポリイソ
プレン系等のポリオールが使用できる。このうち好まし
いものは、ポリエーテル系、ポリエステル系及びポリカ
ーボネート系ポリオールである。更に好ましくは分子中
に窒素原子を含有する前述の化合物である。
【0012】ポリオールとしては通常、水酸基価が10
0〜1800のものが用いられるが、好ましいものは2
00〜1120、更に好ましくは300〜800のもの
である。この範囲外では物性にすぐれた熱硬化性樹脂を
得ることができない。
【0013】本発明において分子中に活性水素を2個以
上含有する化合物としてポリアミンとポリオールを併用
する場合、ポリオールの含有量は分子中に活性水素を2
個以上含有する化合物中の40重量%以下である。この
範囲外では加熱・加圧して成形可能な熱硬化性樹脂を得
ることができない。
【0014】ポリイソシアネートと分子中に活性水素を
2個以上含有する化合物との反応時のNCO指数は通
常、80〜120、好ましくは90〜110である。こ
の範囲外では物性にすぐれた熱硬化性樹脂を得ることが
できない。
【0015】ポリイソシアネートと分子中に活性水素を
2個以上含有する化合物を反応させて得られた反応物の
熱軟化温度とその温度での軟化熱はそれぞれ50℃〜1
10℃、0〜−30ジュール/グラムである。この範囲
外では反応物の粉体を加熱・加圧して成形することはで
きない。
【0016】ポリイソシアネートと分子中に活性水素を
2個以上含有する化合物との反応時に必要により整泡
剤、触媒を添加することができる。
【0017】整泡剤としては通常、ポリウレタンフォー
ムに用いる整泡剤が使用できる。このうち好ましくは、
硬質フォーム用及び軟質フォームの整泡剤である。これ
らは混合して使用してもよい。添加量は特に限定はない
が通常、活性水素を2個以上含有する化合物100部に
対し0.1〜2部である。通常、反応前に添加する。
【0018】触媒としてはアミン系(エチレンジアミン
等)及び有機金属系(ジブチル錫ジラウレート等)触媒
が挙げられる。添加量は特に限定はないが通常、活性水
素を2個以上含有する化合物100部に対し0.01〜
5部である。
【0019】本発明において必要により砥粒、導電材、
補強材、充填剤及びその他の添加剤を使用することがで
きる。これらは原料に添加しても粉体に添加してもかま
わない。
【0020】砥粒としてはダイヤモンド、アルミナ、シ
リカ、アランダム、炭化珪素、CBN及びセラミック
(Si3N4等)等が挙げらる。これらは原料に添加して
も粉体に添加してもかまわないが、粉体に添加すること
が好ましい。添加量は通常、粉体100部に対し500
部以下、好ましくは300部以下である。この範囲外で
は良好な研磨材を得ることができない。
【0021】導電材としてはカーボン、金属、導電性高
分子等があげられる。添加量は特に限定はなく必要量、
使用できる。
【0022】補強材としてガラス繊維、金属、化学繊
維、天然繊維やこれらの加工したものが使用できる。補
強材に粉体を付着させ加熱・加圧して成形することで複
合化された熱硬化性樹脂を製造することができる。
【0023】充填剤としては無機フィラー(炭酸カルシ
ウム等)が使用できる。添加量は特に限定はなく必要
量、使用できる。
【0024】その他の添加剤としては可塑剤(ジオクチ
ルフタレート等)、着色剤、酸化防止剤等が挙げられ
る。これらは原料に添加しても粉体に添加してもかまわ
ないが、原料に添加することが好ましい。これらは必要
に応じて必要量使用できる。
【0025】ポリイソシアネートと分子中に活性水素を
2個以上含有する化合物との反応物の粉砕は特に限定は
なく通常の粉砕機例えばクラッシャーやカッターミルが
使用できる。必要により冷凍粉砕をしてもよい。
【0026】加熱・加圧して成形時の条件は特に限定は
ないが温度は通常、130〜230℃であり、圧力は5
〜500Kg/cm2Gである。
【0027】本発明の加熱・加圧して成形する成形法の
例としては粉体成形、押しだし成形、射出成形、圧縮成
形等があげられる。
【0028】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。
【0029】(実施例1)アミン価89のポリテトラメ
チレンオキシド−P−アミノベンゾエート50gとMO
CA50gを混合溶解し90℃とする。これに25℃の
IPDIを51.6gを加えて2分間混合し型温30℃
の金型に注型する。室温で硬化後、粉砕し粒度500ミ
クロン以下の粉体とした。この粉体を30×30×1m
m3の穴のあいた枠に1.4g充填しホットプレスで圧
力300kg/cm2G、温度160℃で10分間加熱
・加圧後、脱型し150℃で5時間、2次硬化を行いシ
ート状の熱硬化性樹脂を得た。粉体の熱軟化温度は85
℃で軟化熱は−10ジュール/グラムであった。またシ
ート状の熱硬化性樹脂の硬度(ショアーD)は80で、
ガラス転移温度は155℃であった。
【0030】(実施例2)アミン価112のポリオキシ
プロピレンジアミン40gとMOCAを60gを混合溶
解し90℃とする。これに25℃のHDIを44.4g
を加えて2分間混合し型温30℃の金型に注型する。以
下は加熱・加圧時の温度を200℃とした以外は実施例
1と同様に行いシート状の熱硬化性樹脂を得た。粉体の
熱軟化温度は83℃で軟化熱は−8ジュール/グラムで
あった。またシート状の熱硬化性樹脂の硬度(ショアー
D)は83で、ガラス転移温度は160℃であった。
【0031】(実施例3)アミン価56のトリエタノー
ルにプロピレンオキサイドを付加したもの20gとアミ
ン価357のTBA80gを混合溶解し90℃とする。
これに50℃のCHDI69gを加えて2分間混合し型
温30℃の金型に注型する。以下は加熱・加圧時の温度
を200℃とした以外は実施例1と同様に行いシート状
の熱硬化性樹脂を得た。粉体の熱軟化温度は95℃で軟
化熱は−20ジュール/グラムであった。またシート状
の熱硬化性樹脂の硬度(ショアーD)は86で、ガラス
転移温度は195℃であった。
【0032】(実施例4)エチレンジアミンにプロピレ
ンオキサイドを付加し水酸基価755のもの100gを
25℃にした。これに25℃のIPDI、161gを加
えて2分間混合し型温30℃の金型に注型する。室温で
硬化後、粉砕し粒度500ミクロン以下の粉体とした。
この粉体を30×30×1mm3の穴のあいた枠に1.
4g充填しホットプレスで圧力300kg/cm2G、
温度100℃で10分間加熱・加圧後、脱型しシート状
の熱硬化性樹脂を得た。粉体の熱軟化温度は82℃で軟
化熱は−6ジュール/グラムであった。またシート状の
熱硬化性樹脂の硬度(ショアーD)は80で、ガラス転
移温度は90℃であった。
【0033】(比較例1)グリセリンにプロピレンオキ
サイドを付加し水酸基価405のもの100gを25℃
にした。これに40℃のMDI、89gを加えて2分間
混合し型温30℃の金型に注型する。以下は実施例1と
同様に行った。粉体の熱軟化温度は66℃で軟化熱は−
36ジュール/グラムであった。この粉体を加熱・加圧
しても溶融せず成形できなかった。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明の熱硬化性樹脂の製
法によれば加熱・加圧して成形できる熱硬化性樹脂であ
るため研磨材、塗料、接着剤、表面コート剤、ライニン
グ材、クロマト樹脂、電気・電子材料、トナーバインダ
ー、高性能射出成形用樹脂等の用途に使用でき、優れた
性能を提供できるという効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J034 CA15 CB03 CB07 CC03 CC12 CC23 CC26 CC45 CC52 CC61 CC62 CC65 CC67 CD06 CD13 DA03 DB03 DB04 DB07 DF01 DF02 DG02 DG06 DG14 DG16 DG23 GA05 GA06 GA33 HA01 HA07 HC03 HC12 HC17 HC22 HC46 HC52 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 JA27 KA01 KB02 KC17 KD02 KD12 KE02 QB03 QB11 QB19 QC04 QD01 RA07 RA08 RA14 RA16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリイソシアネートと分子中に活性水素を
    2個以上含有する化合物との反応物で、その熱軟化温度
    が50℃〜110℃でかつ、その温度での軟化熱が0〜
    −30ジュール/グラムである反応物を粉体化し加熱・
    加圧して成形することを特徴とする熱硬化性樹脂の製
    法。
  2. 【請求項2】ポリイソシアネートが少なくとも脂肪族及
    び/または脂環族のポリイソシアネートを含有する請求
    項1記載の熱硬化性樹脂の製法。
  3. 【請求項3】分子中に活性水素を2個以上含有する化合
    物が少なくとも芳香族ジアミン化合物を含有することを
    特徴とする請求項1〜2記載の熱硬化性樹脂の製法。
JP10263960A 1998-09-01 1998-09-01 熱硬化性樹脂の製法 Pending JP2000072843A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008031403A (ja) * 2006-06-30 2008-02-14 Mitsuboshi Belting Ltd 熱硬化性ポリウレタン樹脂組成物およびその注型成形方法
JP2011190427A (ja) * 2010-02-22 2011-09-29 Osaka Gas Co Ltd ライニング組成物

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