JP2001226573A - 不飽和ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents
不飽和ポリエステル樹脂組成物Info
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Abstract
従来の技術では得られなかった、低収縮率、低線膨張係
数で、高熱伝導率の成形物が得られる不飽和ポリエステ
ル樹脂組成物の提供。 【解決手段】 (a)不飽和ポリエステルおよび架橋剤
からなる不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対し
て、(b)高熱伝導率充填材と(c)水酸化アルミニウ
ムとの混合物を1000〜400重量部、(d)ガラス
繊維として繊維長が1.5mm以下の短繊維を20〜3
00重量部および(e)低収縮剤を15〜50重量部配
合してなる不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、前
記(b)高熱伝導率充填材と(c)水酸化アルミニウム
の重量比(b)/(c)が80/20〜20/80の範
囲にあることを特徴とする、不飽和ポリエステル樹脂組
成物。
Description
業機械部品分野、自動車分野、重電分野に用いられてい
る不飽和ポリエステル樹脂組成物に関するものである。
さらに詳しくは、本発明は硬化時の収縮が少なく、寸法
精度、表面特性(表面平滑性、表面光沢性、表面外観
等)、型内流動性に優れ、また、線膨張率が小さく、熱
伝導率が高い不飽和ポリエステル樹脂組成物に関するも
のである。
ルクモールディングコンパウンド(BMC)はその優れ
た寸法精度、機械的特性、流動性により、上記産業分野
において樹脂で封止成形されたモーターや発電機等に広
く用いられている。
品については熱伝導率の高い無機充填材を含んだエポキ
シ樹脂(ワニス)でエナメル線をコーティングする方法
も用いられている。しかしながら、エポキシ樹脂は、硬
化剤を混合するために充填剤を不飽和ポリエステル樹脂
組成物ほど混合できない、成形収縮率が大きくクラック
が発生しやすい、アフターキュアが必要、など性能、成
形性、作業性などに問題が存在する。
物は、高負荷の製造装置で混練・製造するため、エポキ
シ樹脂に比べ熱伝導率の高い無機充填材を多量に混合す
る事が可能である。また、不飽和ポリエステル樹脂組成
物は、成形機、たとえば、射出成形機やトランスファー
成形機と、金型を用いたクローズド成形が可能で、アフ
ターキュアなどの後工程を必要としない事もエポキシ樹
脂にない優れた特徴である。
成物に、熱伝導率を上げるために無機充填材を多量に添
加し、かつ成形収縮率や線膨張係数を下げるために繊維
強化材も多量に添加すると、材料の型内流動性を著しく
低下させていた。
動車分野、重電分野で使用されるモーター、発電機等は
その性能上、高度な熱放散性が要求されるために、通常
1.2W/m・K以上の熱伝導率が必要である。また、
使用環境も、より過酷であるため、熱時の膨張・収縮に
よるクラックの発生を抑えるために1.5×10-5/℃
以下の線膨張係数、0.1%以下の成形収縮率が要求さ
れる。
る不飽和ポリエステル樹脂組成物に、上記の熱伝導率を
達成する目的のために、高い熱伝導率の無機充填材を多
く添加すると、型内流動性が著しく悪化したり、混練・
製造が出来ないといった不具合が発生する。また更に、
上記の線膨張係数、成形収縮率などの性能も付加しよう
とすると型内流動性が更に悪化したり、混練・製造が出
来ないといった不具合が発生する。
機充填材を含んだエポキシ樹脂(ワニス)以上の熱伝導
率を有し、従来の熱伝導率の高い無機充填材を含んだエ
ポキシ樹脂(ワニス)では困難であった低線膨張係数、
低収縮率などの性能を有しており、従来の不飽和ポリエ
ステル樹脂組成物と同等、あるいはそれ以上の型内流動
性を持つ不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供すること
にある。
を達成せんがため、鋭意研究を重ねた結果、下記特定樹
脂組成物が所望の性能を備えていることを見い出し、こ
こに本発明を完成するに至った。
テルおよび架橋剤からなる不飽和ポリエステル樹脂10
0重量部に対して、(b)高熱伝導率充填材として熱伝
導率が20〜250W/m・Kである無機充填材と
(c)水酸化アルミニウムとの混合物を1000〜40
0重量部、(d)ガラス繊維として繊維長が1.5mm
以下の短繊維を20〜300重量部および(e)低収縮
剤を15〜50重量部配合してなる不飽和ポリエステル
樹脂組成物であって、前記(b)高熱伝導率充填材と
(c)水酸化アルミニウムの重量比(b)/(c)が8
0/20〜20/80の範囲にあることを特徴とする、
不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供するものである。
の種類は特に限定されるものではない。多価アルコール
と不飽和多塩基酸および飽和多塩基酸を重縮合させたも
ので、通常成形材料として使用されているものであれ
ば、適宜適当なものを用いることができる。また不飽和
ポリエステル樹脂の一部、または、全部をビニルエステ
ル樹脂としてもよい。以下、説明のために架橋剤を添加
する前の樹脂を単に「不飽和ポリエステル」と呼び、架
橋剤を添加した後の樹脂を「不飽和ポリエステル樹脂」
と呼ぶ。
ールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオ
ール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールA、グ
リセリン等が例示される。
酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が、また飽
和多塩基酸としては無水フタル酸、イソフタル酸、テレ
フタル酸、ヘット酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン
酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタ
ル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等が例
示される。
テルと重合可能な重合性二重結合を有しているものであ
れば適宜適当なものを用いることができる。このような
ものとしては、例えばスチレンモノマー、ジアリルフタ
レートモノマー、ジアリルフタレートプレポリマー、メ
タクリル酸メチル、トリアリルイソシアヌレート等が例
示される。架橋剤の使用量は、不飽和ポリエステルおよ
び架橋剤100重量部中25〜70重量部、好ましくは
35〜65重量部である。
〜250W/m・K、好ましくは30〜200W/m・
Kの熱伝導率を有した無機充填材であり、0.5〜30
μm、好ましくは1〜10μmの平均粒子径で、粒子形
状が不定形あるいは球状の粉末状物である。熱伝導率が
20〜250W/m・Kである無機充填材としては、酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、
窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ
素、炭化ホウ素、炭化チタン、ホウ化チタン等の粉末状
物が例示される。
0.5〜100μm、好ましくは5〜30μmの平均粒
子径で、粒子形状が不定形あるいは球状のものである。
なお、本発明の組成物には、水酸化アルミニウムとは別
にクレー、マイカ、等の粉末状物を適宜加えてもよい
が、その使用量は(c)水酸化アルミニウムに対して0
〜80重量%程度がよい。
ルミニウムの配合量の合計としては、(a)不飽和ポリ
エステル樹脂100重量部に対して1000〜400重
量部、好ましくは900〜500重量部とするのがよ
い。1000重量部を超えると材料粘度が上昇し、成形
時の型内流動性が著しく悪化したり、樹脂組成物を製造
する点で混合できないなどの不都合が生じ、逆に400
重量部より少ない場合は得られる成形物の熱伝導率が低
くなり熱放散特性が不十分となる。
ルミニウムの配合比率としては、(b)高熱伝導率充填
材/(c)水酸化アルミニウムが重量比として80/2
0〜20/80、好ましくは70/30〜30/70と
するのがよい。この範囲外の場合は、成形時の型内流動
性が著しく悪化したり、樹脂組成物を製造する点で混合
できないなどの不都合が生じる。
ば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、シリカ粉
等を、(b)高熱伝導率充填材または水酸化アルミニウ
ムの代わりに使用すると、目的に十分な熱伝導率と型内
流動性を得る事ができない。
m以下、好ましくは100〜500μmの短繊維であ
る。ガラス繊維は、不飽和ポリエステル樹脂100重量
部に対して20〜300重量部、好ましくは50〜25
0重量部とするのがよい。配合量が20重量部より少な
いと線膨張係数が大きくなり、300重量部を越えると
成形時の型内流動性が著しく悪化するためいずれも好ま
しくない。また、ガラス繊維長が1.5mm以上の場合
は成形時の型内流動性が著しく悪化するため好ましくな
い。
ン、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、飽和
ポリエステル、スチレン−ブタジエン系ゴム等低収縮剤
として一般に使用されている熱可塑性ポリマーを一種ま
たは二種以上使用することができる。好ましい低収縮剤
としては、ポリスチレンが挙げられる。低収縮剤は、不
飽和ポリエステル樹脂100重量部に対して15〜50
重量部とするのがよい。配合量が15重量部より少ない
と成形収縮率が大きくなり、50重量部を越えると成形
時の型内流動性が著しく悪化するためいずれも好ましく
ない。
おいて、(b)高熱伝導率充填材、(c)水酸化アルミ
ニウム、(d)繊維長1.5mm以下のガラス繊維およ
び(e)低収縮剤の添加は必須であり、いずれかを単独
添加しただけでは本発明の目的とする充分な効果のある
製品を得ることはできない。なお本発明における不飽和
ポリエステル樹脂組成物には、上記の各成分に加えて、
硬化剤、離型剤、増粘剤、顔料等を必要に応じて用いる
ことができる。
適宜選択することができる。例えばt−ブチルパーオキ
シオクトエート、ベンゾイルパーオキサイド、1,1,
−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチル
シクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルカ
ーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジク
ミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等
を例示することができる。
テアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン
酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、カルナバ
ワックス、等を適宜な割合で使用することができる。
マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム等の
金属酸化物およびイソシアネート化合物が例示される。
増粘剤は必ずしも使用しなくてもよい。
明の不飽和ポリエステル樹脂組成物の調製方法はとくに
制限されず、常法によって調製することができる。また
本発明の組成物は、各種の成形手段に供することができ
る。例えば、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形
のいずれの方法によっても硬化時の収縮が少なく、寸法
精度、表面特性(表面平滑性、表面光沢性、表面外観
等)、型内流動性に優れ、また、腺膨張率が小さく、熱
伝導率が高い成形物を得ることができる。
詳細に説明する。勿論、本発明は下記例によって限定さ
れるものではない。
型ニーダを用いて混練し、不飽和ポリエステル樹脂組成
物を得た。ここで使用した不飽和ポリエステルは、フマ
ル酸/プロピレングリコール/水素化ビスフェノールA
=100モル/80モル/20モルの配合比の物で、架
橋剤としてのスチレンモノマー含有量が40重量%であ
る。
率、線膨張係数、流動性、の評価を行った。試験、評価
の方法は次の通りである。
150℃、成形圧力10MPa、成形時間3分で圧縮成
形を行い、JIS K6911に基づいて成形収縮率を
算出した。
で圧縮成形により150×150×厚さ20mmの平板
を成形し、QTM法(測定機:SDK製QTM−DII)
により熱伝導率を測定した。
で圧縮成形により90×10×厚さ4mmの平板を成形
し、20×4×4mmのテストピースを切り出し、TM
A法(測定機:リガク製TMA8310)により線膨張
係数を測定した。
00)にて見掛け粘度を測定した。型内流動を想定し1
30℃および2MPaの条件で測定を行った。評価にお
いて、表中、◎は100dPa≧、非常に良好を意味
し、○は300dPa≧、良好を意味し、△は1000
dPa≧、やや劣るを意味し、×は1000dPa<、
不良を意味し、××は流動せず、製造不可を意味する。
表1に示した通り、いずれの実施例においても、型内流
動性が良好で、熱伝導率が1.2W/m・K以上、線膨
張係数が1.5×10-5/℃以下、成形収縮率が0.1
%以下、である優れた成形物が得られた。
れぞれの配合成分を、双碗型ニーダを用いて混練し、不
飽和ポリエステル樹脂組成物を得、同様に成形収縮率、
熱伝導率、線膨張係数、流動性、の評価を行った。
て示した。表2から明らかなように、(b)高熱伝導率
充填材および(c)水酸化アルミニウムの配合量が上記
の特定範囲の上限を超えた不飽和ポリエステル樹脂組成
物では、混練・製造ができないほど流動性が著しく悪化
し、逆に下限未満の場合は熱伝導率において満足したも
のが得られなかった。また、(b)高熱伝導率充填材お
よび(c)水酸化アルミニウムの配合比が上記の特定範
囲外である不飽和ポリエステル樹脂組成物では流動性が
悪化し、更に水酸化アルミニウムが多い場合および水酸
化アルミニウムのみの場合は熱伝導率も満足できなかっ
た。また充填材に、(b)高熱伝導率充填材および
(c)水酸化アルミニウムのいずれか一方を使用せず
に、かつこれら以外の充填材を使用した不飽和ポリエス
テル樹脂組成物では、熱伝導率において満足したものが
得られなかった。
範囲の上限を超えた不飽和ポリエステル樹脂組成物で
は、流動性が著しく悪化し、逆に下限未満の場合は線膨
張係数が大きくなり満足した物が得られなかった。ま
た、(d)ガラス繊維の繊維長が上記の特定範囲を超え
た不飽和ポリエステル樹脂組成物では、流動性が著しく
悪化した。
囲の上限を超えた不飽和ポリエステル樹脂組成物では、
流動性が著しく悪化し、逆に下限未満の場合は成形収縮
率が大きくなり満足した物が得られなかった。
は、従来の材料にない優れた型内流動性を持ち、従来の
技術では得られなかった、低収縮率、低線膨張係数で、
高熱伝導率の成形物が得られることより、重電産業、自
動車産業、電子・電気産業等に有用な不飽和ポリエステ
ル樹脂組成物として、広範に利用することが可能であ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 (a)不飽和ポリエステルおよび架橋剤
からなる不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対し
て、(b)高熱伝導率充填材として熱伝導率が20〜2
50W/m・Kである無機充填材と(c)水酸化アルミ
ニウムとの混合物を1000〜400重量部、(d)ガ
ラス繊維として繊維長が1.5mm以下の短繊維を20
〜300重量部および(e)低収縮剤を15〜50重量
部配合してなる不飽和ポリエステル樹脂組成物であっ
て、前記(b)高熱伝導率充填材と(c)水酸化アルミ
ニウムの重量比(b)/(c)が80/20〜20/8
0の範囲にあることを特徴とする、不飽和ポリエステル
樹脂組成物。
Priority Applications (1)
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JP2000033598A JP2001226573A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | 不飽和ポリエステル樹脂組成物 |
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JP2001226573A5 JP2001226573A5 (ja) | 2007-01-18 |
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