JP3555836B2

JP3555836B2 - フェノール樹脂成形材料

Info

Publication number: JP3555836B2
Application number: JP09067498A
Authority: JP
Inventors: 英裕興梠
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JPH11269342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性、成形性に優れたフェノール樹脂成形材料に関するものであり、更に詳しくは、主として自動車部品をはじめとする各種金属製部品の代替化に好適なフェノール樹脂成形材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェノール樹脂成形材料は、耐熱性、寸法精度、機械的強度とコストとのバランスの優れた材料として各分野で広く用いられている。
しかしながら、市場の要求特性は益々厳しくなる一方であり、特に、近年の自動車産業における高温雰囲気で使用されるトランスミッション部品やエンジン付近の部品等のプラスチックの代替化、あるいは、既にプラスチック化されているコンミテーター等の次世代における高耐久化の要求には、従来のフェノール樹脂の耐熱性は限界のところまできている。
【０００３】
この改良材として、ザイロック樹脂（フェノールアラルキル）や多環芳香族型フェノール樹脂等を使用した材料が開発されている。これらの材料中の樹脂はフェノール性水酸基の少ない構造で、耐酸化劣化性に優れていることから、高度な長期耐熱性を有する。
しかしながら、フェノール樹脂の硬化反応はフェノール性水酸基によって促進されるため、ザイロック樹脂や多環芳香族型フェノール樹脂は従来のものと比べて３〜４倍の硬化時間を有し、よってこれらの樹脂を使用した材料は成形性に問題があった。また、熱間での強度が従来のフェノール樹脂と比べて低いという問題もあった。
【０００４】
更に、自動車のエンジン等のような高温雰囲気では常に異常加熱が予想されることから、このような部分で使用される部品類には、クラック等の外観変化の伴わない、いわゆる瞬間耐熱性も要求されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、従来のフェノール樹脂成形材料と同等の成形性を有し、且つ、長期耐熱性と瞬間耐熱性に優れた成形材料を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、特に長期耐熱性と瞬間耐熱性の向上を目的として種々検討した結果、レゾール型フェノール樹脂にメラミンとＮＢＲを併用することにより目的を達成できることを見い出し、本発明を成すに至った。すなわち本発明は、レゾール型フェノール樹脂１００重量部に対し、メラミン３０〜１００重量部、ＮＢＲ１３〜３０重量部、及び無機充填材１５０〜２８０重量部を配合させてなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で使用されるレゾール型フェノール樹脂はメチロール型、ジメチレンエーテル型を含むものであり、液状でも固形状でもよい。
【０００８】
本発明で使用されるメラミンはレゾール型フェノール樹脂１００重量部に対して３０〜１００重量部の範囲で使用するのが良い。更に好ましくは３０〜７０重量部である。３０重量部より少ないと、耐熱性があまり向上せず、１００重量部より多くなると機械的強度が低下し、成形材料化する際の作業性も悪くなる。
【０００９】
本発明で使用されるＮＢＲは特に限定されるものではなく、変性ＮＢＲや部分架橋ＮＢＲでもよい。使用量はレゾール型フェノール樹脂１００重量部に対して１３〜３０重量部が望ましい。１３重量部より少ないと高温（３００℃以上）においてクラックが生じ易く、３０重量部より多いと耐熱性、機械的強度が低下する。
【００１０】
本発明で使用される無機充填材は特に限定するものではなく、従来のフェノール樹脂に添加されるものは何れも使用可能であり、例えば、炭酸カルシウム、クレー、タルク、シリカ、アラミド繊維、カーボン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。特に、ガラス繊維を主体とした無機充填材は強度、耐熱性に有効である。この際、配合時にガラス繊維をシランカップリング剤で処理することが望ましい。シランカップリング剤は従来のフェノール樹脂に添加されるものは使用可能であり、特に、機械的強度、耐熱性、成形材料化する際の作業性の点から、エポキシシラン類が好適である。
【００１１】
成形材料化する際の作業上での離型性、また成形材料の成形時における金型離型性は、従来のフェノール樹脂成形材料と同等またはそれ以上であることから、離型剤も従来のフェノール樹脂に添加されるもので十分である。
【００１２】
本発明のフェノール樹脂成形材料の製造方法には特に制限はないが、耐熱性をいっそう効果的に向上させるためには、十分に混練した方が好ましく、特に、ミキシング熱ロールによる製造が有効である。本発明のフェノール樹脂成形材料の成形方法は、射出成形、トランスファー成形、圧縮成形等のいずれにも適用できる。
【００１３】
本発明のフェノール樹脂成形材料を用いた成形品が、特に長期耐熱性において優れている理由は未だ明確ではないが、以下のように推察される。つまり、メラミンの窒素原子はフェノール性水酸基と水素結合するため、保護された構造となり、水酸基の酸化劣化が抑制される。この点は、水酸基の密度が低いザイロック樹脂や多環芳香族型フェノール樹脂が酸化劣化しにくいことと同様である。
しかしながら、メラミンとの水素結合でフェノール性水酸基の活性は損なわれることがないため、フェノール樹脂の硬化反応は抑制されることはなく、良好な成形性を有することとなる。
【００１４】
またメラミンは、メラミン樹脂で良く知られているように、メチロール基やジメチレンエーテル基との反応性を有する。つまり、レゾール型フェノール樹脂との反応性を有することから、単なる充填剤とは異なる特性を示すものと推察される。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例と比較例によって本発明を詳細に説明する。
【００１６】
実施例１〜３
ジメチレンエーテル型レゾール樹脂（旭有機材工業（株）製、数平均分子量７００）、メラミン（三井東圧化学（株）製）、部分架橋ＮＢＲ（日本合成ゴム（株）製）、ガラス繊維（日本電気ガラス（株）製）、その他（硬化剤、離型剤等）添加剤を表１に示す割合で配合し、ミキシング熱ロールにて混練後、パワーミルで粉砕し、成形材料とした。
【００１７】
得られた成形材料を以下の条件で射出成形し、ＪＩＳ曲げ試験片（８０×１０×４ｍｍ）を得た。

【００１８】
得られた試験片について１８０℃×３時間＋２２０℃×３時間のアフターキュアを行い、２５０℃における長期耐熱試験、１６０℃雰囲気下での熱間強度試験、３００℃での外観評価（瞬間耐熱性）の耐熱試験を行った。結果を表１に示した。
【００１９】
比較例１〜３
表１のごとき割合で配合し試験片を得た以外は、実施例１〜３と同様にして耐熱試験を行った。結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
表１より、本発明のフェノール樹脂成形材料を使用した成形品は、比較例１のごとき一般のフェノール樹脂成形材料並みの熱間強度を保持し、高温での強度劣化が少なく、更に、クラック等の外観変化が発生し難いことから、長期耐熱性と瞬間耐熱性に優れたものであることが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、高温雰囲気での長期耐熱性と瞬間耐熱性に優れており、これまで不可能であった高温雰囲気中での使用が可能であるため、トランスミッション、エンジン付近等の自動車部品の金属の代替化が可能である。また、前記耐熱改良材であるザイロック樹脂や多環芳香族型フェノール樹脂を使用した成形材料と比較して、明らかに硬化速度が速いことから成形性に優れており、更にコストも従来の一般的フェノール樹脂成形材料と同等であることから、工業的に非常に好適な材料である。

Claims

レゾール型フェノール樹脂１００重量部に対し、メラミン３０〜１００重量部、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）１３〜３０重量部、及び無機充填材１５０〜２８０重量部を配合させてなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。