JP2011231275A - Sheet molding compound - Google Patents

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JP2011231275A
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Yasushi Kageyama
裕史 影山
Yuichiro Nakagami
雄一朗 中上
Yuichi Hayakawa
友一 早川
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Toyota Motor Corp
Uchihama Kasei Co Ltd
Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
Toyota Motor Corp
Uchihama Kasei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deformation and generation of crack of a CSMC (Carbon SMC) molding, and to reduce the remaining amount of a styrene monomer in the molding.SOLUTION: The sheet molding compound includes a bisphenol A type vinyl ester resin, a styrene monomer, carbon fiber, and an organic peroxide, wherein the active oxygen concentration in the sheet molding compound is 9.0×10to 25.0×10wt.%. In addition, the subject is solved by using the sheet molding compound.

Description

本発明はシートモールディングコンパウンド(以下「SMC」と略す)、前記SMCを使用した成形品の製造方法及び前記方法により得られる成形品に関する。   The present invention relates to a sheet molding compound (hereinafter abbreviated as “SMC”), a method for producing a molded product using the SMC, and a molded product obtained by the method.

SMCは熱硬化性樹脂、繊維強化材、硬化剤、架橋剤及び充填剤などを配合したコンパウンドであり、これを成形することにより自動車の内装部品、住宅関連部材及び家電製品のハウジングなどにすることができる。SMC成形品はその優れた機械的特性、成形性及び意匠性などから幅広い分野で利用されている。   SMC is a compound that contains thermosetting resin, fiber reinforcement, curing agent, cross-linking agent, filler, etc., and is molded into automotive interior parts, housing-related parts, and household appliance housings. Can do. SMC molded products are used in a wide range of fields because of their excellent mechanical properties, moldability and design.

しかし、SMC中で架橋剤として使用されるスチレンモノマーは成形後においても成形品中に残存するため、その匂いが問題となっており、更にシックハウス症候群を引き起こす恐れがあることも知られている。そのため、SMCを高温で成形してスチレンモノマーの残存量を低下させることが必要となるが、高温成形すると成形品が変形してしまう場合がある。また、繊維強化材と熱硬化性樹脂との線膨張率の差により成形品にクラックが発生する場合もある。   However, since the styrene monomer used as a crosslinking agent in SMC remains in the molded product even after molding, its odor is a problem, and it is also known that it may cause sick house syndrome. For this reason, it is necessary to mold SMC at a high temperature to reduce the residual amount of styrene monomer. However, molding at high temperature may deform the molded product. In addition, cracks may occur in the molded product due to the difference in coefficient of linear expansion between the fiber reinforcement and the thermosetting resin.

また、スチレンモノマーの残存量を低下させるために高温でアニール処理をする方法も知られているが、この方法では高温で長時間処理することが必要となり生産性が低下する。   In addition, a method of annealing at a high temperature to reduce the residual amount of styrene monomer is also known, but this method requires a long time treatment at a high temperature, resulting in a decrease in productivity.

引用文献1は不飽和ポリエステル樹脂からなる成形品中に残存するスチレンモノマー及び成形品から放散されるスチレンモノマーの量を低下させるために、スチレンモノマー及び硬化剤を特定の割合でSMCに配合することを開示している。引用文献2は不飽和ポリエステル樹脂からなる成形品から揮発性有機化合物が放散する速度を低減するために、所定の量の硬化剤及び硬化遅延剤をSMCに配合することを開示している。   Cited Document 1 includes blending styrene monomer and a curing agent into SMC at a specific ratio in order to reduce the amount of styrene monomer remaining in a molded article made of unsaturated polyester resin and the amount of styrene monomer released from the molded article. Is disclosed. Citation 2 discloses that a predetermined amount of a curing agent and a curing retarder are added to the SMC in order to reduce the rate at which volatile organic compounds are emitted from a molded article made of an unsaturated polyester resin.

特開2006−131759号公報JP 2006-131759 A 特開2008−127546号公報JP 2008-127546 A

熱硬化性樹脂としてビスフェノールA型ビニルエステル樹脂をSMCに配合した場合、該ビニルエステル樹脂は耐熱性が低いため、高温成形時及び脱型後に成形品が変形してしまう。そのため、低温で成形する必要があるが、その場合成形品中に多量のスチレンモノマーが残存することになる。   When a bisphenol A type vinyl ester resin is blended with SMC as a thermosetting resin, the vinyl ester resin has low heat resistance, so that the molded product is deformed during high temperature molding and after demolding. Therefore, it is necessary to mold at a low temperature, but in that case, a large amount of styrene monomer remains in the molded product.

繊維強化材としてカーボン繊維を配合した場合、カーボンSMC(以下「CSMC」と略す)はガラス繊維を配合したSMCと比較して弾性率が極めて高いため、成形品の厚さを薄くすることができる。しかし、厚さが薄くなると発熱量が極端に低下し、アフターキュア効果が小さくなるため、成形品中に多量のスチレンモノマーが残存することになる。また、カーボン繊維の線膨張率は-1×10-5/Kであり、高温で成形するとクラックが発生する恐れがある。 When carbon fiber is blended as a fiber reinforcement, carbon SMC (hereinafter abbreviated as “CSMC”) has an extremely high elastic modulus compared to SMC blended with glass fiber, so the thickness of the molded product can be reduced. . However, when the thickness is reduced, the amount of heat generation is extremely reduced and the after-curing effect is reduced, so that a large amount of styrene monomer remains in the molded product. Moreover, the linear expansion coefficient of the carbon fiber is −1 × 10 −5 / K, and cracking may occur when molded at a high temperature.

従って、本発明はCSMC成形品の変形及びクラックの発生を抑えると共に、成形品中のスチレンモノマー残存量を低下させることを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to suppress the deformation and cracking of a CSMC molded product and to reduce the residual amount of styrene monomer in the molded product.

前記課題を解決するために本発明者は鋭意検討した結果、CSMCに所定の濃度の活性酸素を存在させることにより前記課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive investigations to solve the above problems, the present inventor has found that the above problems can be solved by causing the CSMC to have a predetermined concentration of active oxygen.

即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂、スチレンモノマー、カーボン繊維及び有機過酸化物を含むシートモールディングコンパウンドであって、前記シートモールディングコンパウンド中の活性酸素濃度が9.0×10-2〜25.0×10-2重量%である前記シートモールディングコンパウンド。
(2)(1)に記載のシートモールディングコンパウンドを125〜145℃で成形する、シートモールディングコンパウンド成形品の製造方法。
(3)成形品の全体又は一部の厚みが1〜3mmである、(2)に記載の方法。
(4)(2)又は(3)に記載の方法により得られるシートモールディングコンパウンド成形品。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A sheet molding compound containing a bisphenol A-type vinyl ester resin, a styrene monomer, carbon fiber and an organic peroxide, wherein the active oxygen concentration in the sheet molding compound is 9.0 × 10 −2 to 25.0 × 10 −2 Said sheet molding compound which is weight%.
(2) A method for producing a sheet molding compound molded article, wherein the sheet molding compound according to (1) is molded at 125 to 145 ° C.
(3) The method according to (2), wherein the whole or part of the molded product has a thickness of 1 to 3 mm.
(4) A sheet molding compound molded product obtained by the method according to (2) or (3).

本発明によれば、CSMC成形品の変形及びクラックの発生を抑えると共に、成形品中のスチレンモノマー残存量を低減することが可能である。   According to the present invention, it is possible to suppress the deformation and cracking of a CSMC molded product and reduce the residual amount of styrene monomer in the molded product.

熱硬化性樹脂
本発明における熱硬化性樹脂としてはビスフェノールA型ビニルエステル樹脂が使用される。ここで、ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂とは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂にα,β−不飽和カルボン酸を付加させてなる、末端のみに反応性の不飽和基を有する樹脂である。
Thermosetting resin As the thermosetting resin in the present invention, a bisphenol A type vinyl ester resin is used. Here, the bisphenol A type vinyl ester resin is a resin having a reactive unsaturated group only at the terminal, which is obtained by adding an α, β-unsaturated carboxylic acid to a bisphenol A type epoxy resin.

ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、DIC株式会社製のEPICLON 840、EPICLON 840-S、EPICLON 850、EPICLON 850-S、EPICLON EXA-850CRP、EPICLON 850-LC、EPICLON 860、EPICLON 1050、EPICLON 1055、EPICLON 2050、EPICLON 3050、EPICLON 4050、EPICLON 7050、EPICLON HM-091及びEPICLON HM-101などを挙げることができる。   Examples of the bisphenol A type epoxy resin include PIC Corporation's EPICLON 840, EPICLON 840-S, EPICLON 850, EPICLON 850-S, EPICLON EXA-850CRP, EPICLON 850-LC, EPICLON 860, EPICLON 1050, EPICLON 1055, EPICLON 2050, EPICLON 3050, EPICLON 4050, EPICLON 7050, EPICLON HM-091, EPICLON HM-101 and the like can be mentioned.

α,β−不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸及び桂皮酸などのα,β−不飽和モノカルボン酸が挙げられる。また、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びクロロマレイン酸などのα,β−不飽和ジカルボン酸のモノエステルをビスフェノールA型エポキシ樹脂に付加することもできる。   Examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid include α, β-unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and cinnamic acid. Monoesters of α, β-unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and chloromaleic acid can also be added to the bisphenol A type epoxy resin.

本発明におけるビスフェノールA型ビニルエステル樹脂の配合量はCSMCの重量に対して好ましくは30〜70重量%、特に好ましくは40〜60重量%である。   The blending amount of the bisphenol A type vinyl ester resin in the present invention is preferably 30 to 70% by weight, particularly preferably 40 to 60% by weight, based on the weight of CSMC.

スチレンモノマー
本発明におけるスチレンモノマーはビスフェノールA型ビニルエステル樹脂を架橋するための架橋剤として使用される。本発明におけるスチレンモノマーの配合量はCSMCの重量に対して好ましくは5〜30重量%、特に好ましくは10〜25重量%である。
Styrene monomer The styrene monomer in the present invention is used as a crosslinking agent for crosslinking a bisphenol A type vinyl ester resin. The blending amount of the styrene monomer in the present invention is preferably 5 to 30% by weight, particularly preferably 10 to 25% by weight, based on the weight of CSMC.

CSMC成形品中に残存したスチレンモノマーはシックハウス症候群などの原因となるため、残存量が少ないほど好ましい。そのため、本発明のCSMC成形品中に残存するスチレンモノマーの量は成形品の重量に対して好ましくは0.10重量%以下、特に好ましくは0.05重量%以下である。   Since the styrene monomer remaining in the CSMC molded product causes sick house syndrome and the like, the smaller the remaining amount, the better. Therefore, the amount of the styrene monomer remaining in the CSMC molded product of the present invention is preferably 0.10% by weight or less, particularly preferably 0.05% by weight or less, based on the weight of the molded product.

繊維強化材
本発明における繊維強化材はビスフェノールA型ビニルエステル樹脂に加えることによりその機械的特性を向上させることができる。カーボン繊維はガラスや金属より低比重であり、耐熱性、強度及び弾性率が優れているため、カーボン繊維が本発明における繊維強化材として使用される。
Fiber Reinforcement Material The fiber reinforcement material of the present invention can be improved in mechanical properties by being added to the bisphenol A type vinyl ester resin. Since carbon fiber has a lower specific gravity than glass or metal and is excellent in heat resistance, strength and elastic modulus, carbon fiber is used as a fiber reinforcing material in the present invention.

本発明におけるカーボン繊維の長さは好ましくは1/4〜2インチ、特に好ましくは1/2〜1インチである。   The length of the carbon fiber in the present invention is preferably 1/4 to 2 inches, particularly preferably 1/2 to 1 inch.

本発明におけるカーボン繊維の配合量はCSMCの重量に対して好ましくは30〜70重量%、特に好ましくは40〜60重量%である。   The blending amount of the carbon fiber in the present invention is preferably 30 to 70% by weight, particularly preferably 40 to 60% by weight, based on the weight of CSMC.

任意成分としてガラス繊維、高分子繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、高強力ビニロン繊維、高強力ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維及びボロン繊維を併用してもよい。この場合、得られる成形品において高剛性を発揮できるようにするために、前記任意成分/カーボン繊維の割合は50/50重量比、好ましくは30/70重量比である。軽量化、高剛性化のニーズに適応するならばカーボン繊維のみが好適である。   Glass fiber, polymer fiber, ceramic fiber, aramid fiber, polyarylate fiber, high strength vinylon fiber, high strength polyethylene fiber, polyester fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber and boron fiber may be used in combination as optional components. In this case, the ratio of the optional component / carbon fiber is 50/50 weight ratio, preferably 30/70 weight ratio, so that the molded article obtained can exhibit high rigidity. Only carbon fiber is suitable if it meets the needs for light weight and high rigidity.

有機過酸化物
本発明における有機過酸化物はビスフェノールA型ビニルエステル樹脂の硬化剤として使用することができる。また、有機過酸化物に由来する活性酸素によりCSMC成形品中のスチレンモノマー残存量を低下させることができる。活性酸素濃度はCSMCに配合する有機過酸化物の量に依存するため、配合する有機過酸化物の量を調節することで所望の活性酸素濃度を得ることが可能である。
Organic peroxide The organic peroxide in the present invention can be used as a curing agent for a bisphenol A type vinyl ester resin. Further, the residual amount of styrene monomer in the CSMC molded product can be reduced by active oxygen derived from the organic peroxide. Since the active oxygen concentration depends on the amount of organic peroxide to be blended with CSMC, it is possible to obtain a desired active oxygen concentration by adjusting the amount of organic peroxide to be blended.

本発明における活性酸素濃度は以下の式により算出することができる:
活性酸素濃度(重量%)=硬化剤の活性酸素量(%)(カタログ値)×硬化剤量(g)/CSMC量(g)
ここで、硬化剤の活性酸素量(%)は特許第4236994号公報に記載されているような一般的に知られているヨウ素化法により求めることができる。具体的には、有機過酸化物をクロロホルムに溶解させた後、酢酸、ヨウ化カリウム飽和溶液及びメタノールを加え、チオ硫酸ナトリウムで滴定することにより求めることができる。一方、カタログ値とは有機過酸化物の製造業者が測定して製品カタログに記載した値を意味する。
The active oxygen concentration in the present invention can be calculated by the following formula:
Active oxygen concentration (% by weight) = Active oxygen content of curing agent (%) (catalog value) x Curing agent amount (g) / CSMC amount (g)
Here, the active oxygen amount (%) of the curing agent can be determined by a generally known iodination method as described in Japanese Patent No. 4236994. Specifically, it can be obtained by dissolving an organic peroxide in chloroform, adding acetic acid, a saturated potassium iodide solution and methanol, and titrating with sodium thiosulfate. On the other hand, the catalog value means a value measured by an organic peroxide manufacturer and described in a product catalog.

本発明において使用することができる有機過酸化物としては特に制限されず、公知の様々な有機過酸化物を使用することができる。例えば、ジイソブチリルペルオキシド、クミルペルオキシネオデカノエート、ジ-n-プロピルペルオキシジカルボネート、ジイソプロピルペルオキシジカルボネート、ジ-sec-ブチルペルオキシジカルボネート、1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシネオデカノエート、ジ(4-t-ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカルボネート、ジ(2-エチルヘキシル)ペルオキシジカルボネート、t-ヘキシルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシネオヘプタノエート、t-ヘキシルペルオキシピバレート、t-ブチルペルオキシピバレート、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)ペルオキシド、ジラウロイルペルオキシド、1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、スクシニルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(2-エチヘキサノイルペルオキシ)へキサン、t-ヘキシルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ(4-メチルベンゾイル)ペルオキシド、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ(3-メチルベンゾイル)ペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)-2-メチルシクロヘキサン、1,1-ジ(t-ヘキシルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロへキサン、1,1-ジ(t-ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(4,4-ジ-(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキシル)プロパン、t-ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカルボネート、t-ブチルペルオキシマレイン酸、t-ブチルペルオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシラウレート、t-ブチルペルオキシイソプロピルモノカルボネート、t-ブチルペルオキシ 2-エチルヘキシルモノカルボネート、t-ヘキシルペルオキシベンゾエート、2,5-ジ-メチル-2,5-ジ(ベンゾイルペルオキシ)へキサン、t-ブチルペルオキシアセテート、2,2-ジ-(t-ブチルペルオキシ)ブタン、t-ブチルペルオキシベンゾエート、n-ブチル 4,4-ジ-(t-ブチルペルオキシ)バレレート、ジ(2-t-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルペルオキシド、ジ-t-ヘキシルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)へキサン、t-ブチルクミルペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシド、p-メンタン ヒドロペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキシン-3、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、1,1,3,3-テトラメチルブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、t-ブチルヒドロペルオキシド及び2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタンなどを使用することができ、成形温度、材料ライフに応じて単独又は2種類以上の硬化剤を組み合わせて使用することができる。   The organic peroxide that can be used in the present invention is not particularly limited, and various known organic peroxides can be used. For example, diisobutyryl peroxide, cumylperoxyneodecanoate, di-n-propylperoxydicarbonate, diisopropylperoxydicarbonate, di-sec-butylperoxydicarbonate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy Neodecanoate, di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxy Neoheptanoate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dilauroyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy- 2-ethylhexanoate, succinyl peroxide, 2,5-dimethyl-2 , 5-di (2-ethyhexanoylperoxy) hexane, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, di (4-methylbenzoyl) peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, di ( 3-methylbenzoyl) peroxide, dibenzoyl peroxide, 1,1-di (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1,1-di (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-di (4,4-di- (t-butylperoxy) cyclohexyl) propane, t -Hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, t-butylperoxyisopropylmonocarbonate, t- Tylperoxy 2-ethylhexyl monocarbonate, t-hexylperoxybenzoate, 2,5-di-methyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate, 2,2-di- (t- Butylperoxy) butane, t-butylperoxybenzoate, n-butyl 4,4-di- (t-butylperoxy) valerate, di (2-t-butylperoxyisopropyl) benzene, dicumyl peroxide, di-t-hexyl peroxide 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, p-menthane hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5 -Di (t-butylperoxy) hexyne-3, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxy And 2,3-dimethyl-2,3-diphenyl butane etc. can be used, molding temperatures can be used alone or in combination of two or more curing agents depending on the material life.

本発明のCSMC中の活性酸素濃度はCSMCの重量に対して9.0×10-2〜25.0×10-2重量%、好ましくは11.0×10-2〜24.0×10-2重量%、特に好ましくは13.5×10-2〜22.5×10-2重量%である。 The active oxygen concentration in the CSMC of the present invention is 9.0 × 10 −2 to 25.0 × 10 −2 wt%, preferably 11.0 × 10 −2 to 24.0 × 10 −2 wt%, particularly preferably 13.5 based on the weight of CSMC. × 10 −2 to 22.5 × 10 −2 wt%.

添加剤
本発明のCSMCには前記成分に加えて種々の添加剤を配合することもできる。例えば、低収縮剤、充填剤、内部離型剤、重合禁止剤、顔料、増粘剤、硬化促進剤及び硬化促進助剤などを配合することもできる。
Additives The CSMC of the present invention may contain various additives in addition to the above components. For example, a low shrinkage agent, a filler, an internal mold release agent, a polymerization inhibitor, a pigment, a thickener, a curing accelerator, a curing accelerator aid, and the like can be blended.

低収縮剤は成形品のクラック防止、寸法安定性及び表面平滑性を発現するために通常使用されている熱可塑性樹脂であり、例えば、塩化ビニル、酢酸ビニル、エチレン、プロピレン、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル類及びスチレンなどの単量体の単独重合体又は共重合体、ポリカプロラクトン、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、熱可塑性ポリウレタン、飽和ポリエステル並びにスチレン−ブタジエンで代表されるようなビニル化合物とオレフィンとの共重合体などが挙げられる。低収縮剤はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して50重量部以下、好ましくは30重量部以下で使用することができる。   The low shrinkage agent is a thermoplastic resin that is usually used to prevent cracking, dimensional stability and surface smoothness of molded products. For example, vinyl chloride, vinyl acetate, ethylene, propylene, methacrylic ester, acrylic Homopolymers or copolymers of acid esters and monomers such as styrene, polycaprolactone, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, thermoplastic polyurethanes, saturated polyesters and vinyls such as styrene-butadiene. Examples thereof include a copolymer of a compound and an olefin. The low shrinkage agent can be used in an amount of 50 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the thermosetting resin used in CSMC.

充填剤としては、成形材料で一般的に用いられる種々の充填剤が使用可能であり、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、クレー、タルク、硅砂、ケイソウ土、雲母粉末、アスベスト粉及びガラス粉などが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。充填剤はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して200重量部以下、好ましくは100重量部以下で使用することができる。   As the filler, various fillers generally used in molding materials can be used. For example, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, calcium sulfate, aluminum hydroxide, silica, clay, talc, Examples thereof include cinnabar, diatomaceous earth, mica powder, asbestos powder and glass powder, and these can be used alone or in combination of two or more. The filler can be used in an amount of 200 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the thermosetting resin used in CSMC.

内部離型剤としては、成形材料で一般的に用いられる内部離型剤が使用可能であり、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、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及びカルナバワックスなどが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。内部離型剤はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して1〜10重量部が好適である。   As the internal mold release agent, internal mold release agents generally used in molding materials can be used, and examples thereof include stearic acid, zinc stearate, calcium stearate, aluminum stearate, magnesium stearate, and carnauba wax. These can be used alone or in combination of two or more. The internal mold release agent is preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermosetting resin used in CSMC.

重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、トリメチルヒドロキノン、p-ベンゾキノン、ナフトキノン、p-トルキノン、2,5-ジフェニル-p-ベンゾキノン、2,5-ジアセトキシ-p-ベンゾキノン、p-t-ブチルカテコール、2,5-ジ-t-ブチルヒドロキノン、ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール及びフェノチアジンなどが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。重合禁止剤はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して0.01〜5重量部が好適である。   Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone, trimethylhydroquinone, p-benzoquinone, naphthoquinone, p-toluquinone, 2,5-diphenyl-p-benzoquinone, 2,5-diacetoxy-p-benzoquinone, pt-butylcatechol, 2, 5-di-t-butylhydroquinone, di-t-butyl-p-cresol, hydroquinone monomethyl ether, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, phenothiazine, and the like. More than one species can be used in combination. The polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermosetting resin used in CSMC.

顔料は成形品を着色する場合に使用するものであり、成形材料で通常使用されている種々の無機顔料及び有機顔料を使用することができる。顔料は成形品の着色度合いによって適宜その使用量を選択する必要があるが、内部顔料はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して30重量部以下、好ましくは15重量部以下で使用することができる。   The pigment is used for coloring a molded article, and various inorganic pigments and organic pigments that are usually used in molding materials can be used. The pigment should be used in an appropriate amount depending on the degree of coloring of the molded product, but the internal pigment is 30 parts by weight or less, preferably 15 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin used in CSMC Can be used in

増粘剤としては、マグネシウム、カルシウム、亜鉛などの二価金属の酸化物又は水酸化物の他、ポリイソシアネートを使用することができる。二価金属の酸化物又は水酸化物としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどが使用できる。ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキサンジイソシアネート(CHDI)などのポリイソシアネートを使用することができる。加えて、これらのポリイソシアネート化合物のアロファネート体、ビュレット体、トリマー体なども使用できる。増粘剤はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して0.1〜30重量部、好ましくは0.5〜20重量部である。   As the thickener, polyisocyanates can be used in addition to oxides or hydroxides of divalent metals such as magnesium, calcium and zinc. Examples of the divalent metal oxide or hydroxide include magnesium oxide, calcium oxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide. As the polyisocyanate, for example, polyisocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and cyclohexane diisocyanate (CHDI) can be used. In addition, allophanate, burette and trimer forms of these polyisocyanate compounds can be used. A thickener is 0.1-30 weight part with respect to 100 weight part of thermosetting resins currently used for CSMC, Preferably it is 0.5-20 weight part.

硬化促進剤としては、例えば、ナフテン酸コバルト及びオクテン酸コバルトなど公知の金属石鹸を使用することができる。硬化促進剤はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して金属分として0.5重量部以下、好ましくは0.1重量部以下で使用することができる。   As a hardening accelerator, well-known metal soaps, such as cobalt naphthenate and cobalt octenoate, can be used, for example. The curing accelerator can be used in an amount of 0.5 parts by weight or less, preferably 0.1 parts by weight or less as a metal component with respect to 100 parts by weight of the thermosetting resin used in CSMC.

硬化促進助剤としては、公知のアミン類などが用いられ、例えば、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ジメチルパラトルイジン、トリエタノールアミン及びアセチルアセトンなどが挙げられる。硬化促進助剤はCSMCに使用している熱硬化性樹脂100重量部に対して1重量部以下、好ましくは0.5重量部以下で使用することができる。   As the curing accelerator, known amines are used, and examples thereof include dimethylaniline, diethylaniline, dimethylparatoluidine, triethanolamine, and acetylacetone. The curing accelerating aid can be used in an amount of 1 part by weight or less, preferably 0.5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin used in CSMC.

CSMCの製造
前記成分によって構成される本発明のCSMCは、通常のCSMC製造装置を用いた通常の方法により製造することができる。例えば、カーボン繊維以外の各成分を所定の割合で含有するCSMC原料を、上下に設置されたキャリアフィルムに均一な厚さになるように塗布し、所定の長さにカットされたカーボン繊維を、前記上下に設置されたキャリアフィルム上に塗布されたCSMC原料で挟み込み、次いで、全体を含浸ロールの間に通して、圧力を加えてカーボン繊維にCSMC原料を含浸させた後、ロール状に巻き取るか又はつづら折りに畳んでCSMCが得られる。必要に応じて、この後に熟成などを行う。増粘剤を配合した場合は、室温〜60℃の温度に加温して熟成することが好ましい。キャリアフィルムとしてはポリエチレンフィルム及びポリプロピレンフィルムなどを用いることができる。
Production of CSMC The CSMC of the present invention composed of the above components can be produced by a usual method using a usual CSMC production apparatus. For example, a CSMC raw material containing each component other than carbon fiber in a predetermined ratio is applied to a carrier film installed on the top and bottom so as to have a uniform thickness, and the carbon fiber cut into a predetermined length is It is sandwiched between the CSMC raw materials applied on the carrier film installed above and below, and then the whole is passed between impregnating rolls, and the carbon fibers are impregnated with the CSMC raw materials by applying pressure, and then wound into a roll. Or it can be folded into spells to obtain CSMC. This is followed by aging as necessary. When a thickener is blended, it is preferable to ripen by heating to a temperature of room temperature to 60 ° C. A polyethylene film, a polypropylene film, etc. can be used as a carrier film.

CSMC成形品の製造
本発明のCSMCの成形法としては特に限定されることなく、公知の様々な成形法を使用することができる。例えば、圧縮成形法及びトランスファー成形法などを利用することができる。
Production of CSMC molded product The CSMC molding method of the present invention is not particularly limited, and various known molding methods can be used. For example, a compression molding method, a transfer molding method, or the like can be used.

本発明において使用するビスフェノールA型ビニルエステル樹脂は耐熱性が低いため、高温で成形すると成形品に変形が生じてしまう。更に、カーボン繊維を使用した場合、高温で成形するとクラックが発生する恐れがある。そのため、本発明におけるCSMCの成形は125℃〜145℃、好ましくは130℃〜140℃、特に好ましくは130℃〜135℃で行う。   Since the bisphenol A-type vinyl ester resin used in the present invention has low heat resistance, the molded product is deformed when molded at a high temperature. Furthermore, when carbon fibers are used, cracks may occur when molded at high temperatures. Therefore, the molding of CSMC in the present invention is performed at 125 ° C to 145 ° C, preferably 130 ° C to 140 ° C, particularly preferably 130 ° C to 135 ° C.

本発明におけるCSMCの成形は3〜20MPa、好ましくは5〜18MPa、特に好ましくは7〜15MPaの圧力で行うことができる。   In the present invention, the molding of CSMC can be performed at a pressure of 3 to 20 MPa, preferably 5 to 18 MPa, particularly preferably 7 to 15 MPa.

成形品の厚さを薄くすると発熱量が極端に低下し、アフターキュア効果が小さくなるため成形品中に多量のスチレンモノマーが残存することになるが、本発明においてはCSMC中の活性酸素を所定の濃度とすることでスチレンモノマーの残存量を低下させることができる。そのため、本発明における成形では成形品の全部又は一部の厚さを1〜3mm、好ましくは1.5〜2.5mmとすることができる。   If the thickness of the molded product is reduced, the calorific value is drastically reduced, and the after-curing effect is reduced, so that a large amount of styrene monomer remains in the molded product. The residual amount of styrene monomer can be reduced by setting the concentration of. Therefore, in the molding in the present invention, the thickness of all or part of the molded product can be set to 1 to 3 mm, preferably 1.5 to 2.5 mm.

CSMC成形品中に残存するスチレンモノマーの量は少ないほど好ましい。そのため、本発明のCSMC成形品中のスチレンモノマー含有量は成形品の重量に対して好ましくは0.10重量%以下、特に好ましくは0.05重量%以下である。   The smaller the amount of styrene monomer remaining in the CSMC molded product, the better. Therefore, the styrene monomer content in the CSMC molded product of the present invention is preferably 0.10% by weight or less, particularly preferably 0.05% by weight or less, based on the weight of the molded product.

本発明のCSMC成形品は様々な分野で使用することができ、例えば自動車の内装部品、住宅関連部材及び家電製品のハウジングとして使用することができる。   The CSMC molded product of the present invention can be used in various fields, and can be used as, for example, automobile interior parts, housing-related members, and housings for home appliances.

CSMCの製造
昭和高分子株式会社製リポキシR-804相当品(スチレンモノマー溶解品、スチレンモノマー含有率45wt%)のビスフェノールA型ビニルエステル樹脂100重量部に対して、日油株式会社製有機過酸化物パーブチルZを1.5〜10.5重量部(CSMC中の活性酸素濃度4.5×10-2〜31.5×10-2wt%)を添加し、東レ株式会社製T-700SC相当品のカーボン繊維を50wt%となるように調整したCSMCを得た。
Production of CSMC Showa Polymer Co., Ltd. Lipoxy R-804 equivalent product (styrene monomer dissolved product, styrene monomer content 45 wt%) 100 parts by weight of bisphenol A type vinyl ester resin, NOF organic peroxide Perbutyl Z 1.5 to 10.5 parts by weight (active oxygen concentration in CSMC 4.5 x 10 -2 to 31.5 x 10 -2 wt%) is added, and carbon fiber equivalent to T-700SC made by Toray Industries, Inc. is 50 wt%. CSMC adjusted to be obtained.

残存スチレンモノマー評価用の平板成形品の作成
320mm×220mmの平板形状金型を用い、成形品厚みが2mmとなるようにCSMCの使用量を調整し、圧縮成形法により残存スチレンモノマー評価用の平板成形品を得た。平板成形品の成形条件は、成形温度130℃及び140℃、成形圧力15MPa、保圧時間500secとした。
Preparation of flat molded product for evaluation of residual styrene monomer
Using a 320 mm × 220 mm flat plate mold, the amount of CSMC used was adjusted so that the thickness of the molded product was 2 mm, and a flat molded product for residual styrene monomer evaluation was obtained by a compression molding method. The molding conditions of the flat plate molded product were a molding temperature of 130 ° C. and 140 ° C., a molding pressure of 15 MPa, and a holding time of 500 seconds.

成形品中に含まれる残存スチレンモノマー量の評価
得られた平板成形品から、約1gの試料を削り取り、これを約9gのN,N-ジメチルホルムアミドに浸漬し、試料中に含まれる残存スチレンモノマーを抽出した。その後、ガスクロマトグラフィーを用いて溶液中に含まれる残存スチレンモノマーの重量を求め、成形品中の残存スチレンモノマー量に換算した。
Evaluation of amount of residual styrene monomer contained in molded product About 1 g of sample was scraped from the obtained flat plate molded product and immersed in about 9 g of N, N-dimethylformamide, and the residual styrene monomer contained in the sample Extracted. Thereafter, the weight of the residual styrene monomer contained in the solution was determined using gas chromatography and converted to the amount of residual styrene monomer in the molded product.

Figure 2011231275
Figure 2011231275

Claims (4)

ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂、スチレンモノマー、カーボン繊維及び有機過酸化物を含むシートモールディングコンパウンドであって、前記シートモールディングコンパウンド中の活性酸素濃度が9.0×10-2〜25.0×10-2重量%である前記シートモールディングコンパウンド。 A sheet molding compound containing bisphenol A type vinyl ester resin, styrene monomer, carbon fiber and organic peroxide, wherein the active oxygen concentration in the sheet molding compound is 9.0 × 10 −2 to 25.0 × 10 −2 wt% There is a certain sheet molding compound. 請求項1に記載のシートモールディングコンパウンドを125〜145℃で成形する、シートモールディングコンパウンド成形品の製造方法。   A method for producing a sheet molding compound molded article, wherein the sheet molding compound according to claim 1 is molded at 125 to 145 ° C. 成形品の全体又は一部の厚みが1〜3mmである、請求項2に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the whole or part of the molded article has a thickness of 1 to 3 mm. 請求項2又は3に記載の方法により得られるシートモールディングコンパウンド成形品。   A sheet molding compound molded article obtained by the method according to claim 2 or 3.
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