JP3568818B2 - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、フェノール樹脂成形材料において、ポリビニルブチラール（以下、ＰＶＢという）とアクリルニトリルブタジエン（以下、ＮＢＲという）を併用配合することにより、耐熱性・寸法安定性を損なうことなく、衝撃強度・静的強度の何れにも優れ、且つ靭性も優れたフェノール樹脂成形材料を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車、電機部品をはじめとする構造・機構部品の小型化、軽量化及び高性能化要求に従い強度、耐熱性、寸法安定性、応力緩和特性等に優れるガラス充填熱硬化性樹脂成形材料が金属代替材として注目を集めている。
これらの特性を向上させるためにガラス繊維の配合比を高くする方法が一般的であるが、高くし過ぎると成形性が悪化し強度低下を招くことがあるばかりでなく、材料のコストも上昇する。そこで上記特性をより向上させるために種々の添加剤が検討されてきたが、これまで十分な効果の得られる添加剤が見いだされていない。例えば、ガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料にＮＢＲを配合すると、衝撃強度が向上し、且つ靱性も向上するが、静的強度の向上は期待出来ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的とするところは、ガラス繊維を充填材とする熱硬化性樹脂成形材料の特長である寸法安定性・耐熱性等を損なうことなく、衝撃強度・静的強度の何れにも優れ、且つ、靱性も優れたフェノール樹脂成形材料を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、成形材料全体１００重量部に対しポリビニルブチラール０．５〜５重量部とアクリロニトリルブタジェンゴム０．５〜５重量部を必須成分として配合する事を特徴とするフェノール樹脂成形材料である。かかるフェノール樹脂成形材料において、アクリロニトリルブタジェンゴムが、部分架橋型又はカルボキシ変性型であり、結合アクリロニトリル量が３０〜４５モル％であり、相溶性パラメータ値が９〜１１であることが好ましく、また、成形材料全体１００重量部に対し、フェノール樹脂又はフェノール樹脂と硬化剤の合計量が３０〜５５重量部、及びガラス繊維又はガラス繊維と他の無機充填材の合計量が４０〜６５重量部配合されていることが好ましい。
【０００５】
本発明に従えば、ＮＢＲとＰＶＢの併用による相乗作用により、ＮＢＲを単独で配合した際に発現する衝撃強度及び靱性の向上のみならず、静的強度も向上する。ＮＢＲ及びＰＶＢの配合量としては、成形材料全体１００重量部に対しそれぞれ０．５〜５重量部であることが望ましい。ＮＢＲが０．５重量部未満では衝撃強度・靱性の十分な向上効果が得られず、５重量部を越えると静的強度の低下を招くようになり、耐燃性・耐薬品性等が低下するようになる。ＰＶＢが０．５重量部未満ではＮＢＲ併用による静的強度向上が得られず、５重量部を越えると逆に機械的特性を低下させるようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるＮＢＲの種類は特に限定しないが、結合アクリロニトリル量が３０〜４５モル％である部分架橋型又はカルボキシ変性型であり、相溶性パラメータ値が９〜１１であるものが好ましい。結合アクリロニトリル量が４５％を越えるとＮＢＲ自体の堅さが増し、成形材料化した際に可撓性の向上が充分でなく、３０％未満ではＮＢＲ自体の耐熱性が低下し、得られる成形材料の耐熱性も低下するからである。
【０００７】
同様にＰＶＢの種類も特にしないが、好ましくは重合度が２５０〜２５００、ブチラール化度が６０〜８０モル％であり、１００メッシュ以下の粒状のものが成形材料化時の分散性がよく作業性に優れており、かつ得られる成形材料において耐熱性や機械的特性のバランスが良く好ましい。
【０００８】
本発明で用いられるフェノール樹脂はノボラック型フェノール樹脂と硬化剤、レゾール型樹脂単独、或いはこれらを併用しても良い。ノボラック型フェノール樹脂に用いる硬化剤としては、一般的にはヘキサメチレンテトラミンであるが、成形材料化段階での作業性や得られる成形材料の成形性及び特性を良好にするには、ヘキサメチレンテトラミンをフェノール樹脂１００重量部に対し１５〜２０重量部配合するのが好ましい。
ここで用いられるフェノール樹脂又はフェノール樹脂と硬化剤の合計量の配合量は、成形材料化する段階での作業性、成形性、得られる成形物の特性から、成形材料全体に対し３０〜５５重量％であることが望ましい。
【０００９】
本発明において、主な充填材として配合されるガラス繊維は特には限定しないが、補強効果や成形材料化時の作業性のバランスから繊維径５〜１５μｍ、繊維長０．５〜６ｍｍのチョップドストランドが望ましい。
成形物の寸法安定性・耐熱性等を向上させるために他の無機充填材を併用してもよい。かかる無機充填材としては、クレー、水酸化アルミニウム、タルク、炭酸カルシウム、マイカ等が挙げらる。
ガラス繊維またはガラス繊維と他の無機充填材の配合量は成形材料全体に対して４０〜６５重量部配合することが望ましい。４０重量％未満では十分な補強効果が得られず、６５重量％を越えると、成形材料化時の作業性が悪くなるし、成形材料の流動性が低下するため成形性が低下し、成形物の強度低下につながるからである。必要に応じて、パルプ、織物粉砕物等の有機充填材を配合することも出来る。
【００１０】
本発明において、成形材料を得るにはその他に硬化助剤、他の充填材、離型剤、顔料等と合わせて均一に混合し、混練機で加熱混練後、冷却し粉砕するのが一般的である。混練機はロール、コニーダ、二軸押出機等を単独で、あるいはコニーダ、二軸押出機等とロールと組合せて使用される。更に２軸押出機、単軸押出機等でペレット状に造粒しても良い。
本発明のフェノール樹脂成形材料は、機械的強度に優れることから自動車、電気、電子部品等の金属代替を大きく促進するために有効な手段となる。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明の実施例及び比較例を示す。何れの例においても加熱ロールにより混練し、冷却後粉砕し、フェノール樹脂成形材料を得た。
得られた成形材料をトランスファー成形（１７５℃、３分硬化）により特性評価用試験片を成形し、機械的特性等を評価した。その評価結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
（測定方法）
１．曲げ強さ、曲げ弾性率：ＪＩＳ Ｋ７２０３
２．引張り強さ ：ＪＩＳ Ｋ７１１３
３．シャルピー衝撃強度 ：ＪＩＳ Ｋ７１１１
４．荷重たわみ温度 ：ＪＩＳ Ｋ７２０７
５．成形収縮率 ：ＪＩＳ Ｋ６９１５
【００１４】
【発明の効果】
以上の実施例及び比較例より明らかなように、本発明のフェノール樹脂成形材料は、これまで実現が困難であった衝撃強度・静的強度が高位で両立するので、自動車、電気、電子分野における金属代替を大幅に促進するものであり、靱性の目安となる曲げ強さ／曲げ弾性率の比も良好であり、コンミテータのように金属シャフト等の圧入強度を必要とする成形品にも好適に適用される。
さらに、本発明のフェノール樹脂成形材料は、ガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料の特長である寸法安定性・耐熱性等の特性も保持している。

Claims (3)

1. 成形材料全体１００重量部に対しポリビニルブチラール０．５〜５重量部とアクリロニトリルブタジェンゴム０．５〜５重量部を必須成分として配合する事を特徴とするフェノール樹脂成形材料。
2. アクリロニトリルブタジェンゴムが、部分架橋型又はカルボキシ変性型であり、結合アクリロニトリル量が３０〜４５モル％であり、相溶性パラメータ値が９〜１１である請求項１記載のフェノール樹脂成形材料。
3. 成形材料全体１００重量部に対し、フェノール樹脂又はフェノール樹脂と硬化剤の合計量が３０〜５５重量部、及びガラス繊維又はガラス繊維と他の無機充填材の合計量が４０〜６５重量部配合されている請求項１記載のフェノール樹脂成形材料。