JPH02232222A - 耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物 - Google Patents
耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物Info
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- JPH02232222A JPH02232222A JP2012398A JP1239890A JPH02232222A JP H02232222 A JPH02232222 A JP H02232222A JP 2012398 A JP2012398 A JP 2012398A JP 1239890 A JP1239890 A JP 1239890A JP H02232222 A JPH02232222 A JP H02232222A
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Classifications
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- B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、プラスチック材料の射出成形及びシート成形
化合物（ＳＭＣ）成形において用いる所定寸法に注型成
形する（ｃｘｓｔ−ｔｏ−ｓｉｚｅ）成形型のための耐
熱性エポキシ樹脂成形型組成物に関し、更に詳しくは、
２００゜Ｃ以下の成形温度における射出成形及びＳＭＣ
成形において用いる所定寸法に注型成形する成形型を製
造するだめの、強靭な耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物
に関する。
化合物（ＳＭＣ）成形において用いる所定寸法に注型成
形する（ｃｘｓｔ−ｔｏ−ｓｉｚｅ）成形型のための耐
熱性エポキシ樹脂成形型組成物に関し、更に詳しくは、
２００゜Ｃ以下の成形温度における射出成形及びＳＭＣ
成形において用いる所定寸法に注型成形する成形型を製
造するだめの、強靭な耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物
に関する。
発明の背景
射出成形型及びＳＭＣ成形型は、従来、その剛性及び耐
久性の理由で高強度の金型鋼から製造されている。自動
車工業においては、金型鋼から製造されｔ；成形型を用
いて、熱可塑性又は熱硬化性のいずれかのプラスチック
材料から製造される自動車部品を射出又は圧縮成形して
いる。しかしながら、これらの鋼製の成形型はこれらを
製造するのに広く加工する必要があるので極めて高価な
ものである。
久性の理由で高強度の金型鋼から製造されている。自動
車工業においては、金型鋼から製造されｔ；成形型を用
いて、熱可塑性又は熱硬化性のいずれかのプラスチック
材料から製造される自動車部品を射出又は圧縮成形して
いる。しかしながら、これらの鋼製の成形型はこれらを
製造するのに広く加工する必要があるので極めて高価な
ものである。
新しい車を製造する前に、まず限定台数のコンセプトカ
ー又はプロトタイブ力一を試験のために製造することが
自動車工業において通常行われている。これらのプロト
タイプ力一において用いられるプラスチック部品を成形
するために成形型鋼で成形型を成形することは、幾つか
の理由のために実用的でない。第１に、プロトタイプカ
ーは比較的短い時間で製造しなければならないので、成
形型を製造するために成形型鋼を用いることは、広い加
工が必要なので妨げられている。第２に、プロトタイブ
カーの形状は、最終的な製造モデルに至る迄に、元の形
状から何回も変更される。これは、特定の部品の形状が
最終的なものになる迄に数多くの成形型を製造しなけれ
ばならないことを意味する。このために、コストの理由
で鋼製の成形型を製造することが妨げられている。
ー又はプロトタイブ力一を試験のために製造することが
自動車工業において通常行われている。これらのプロト
タイプ力一において用いられるプラスチック部品を成形
するために成形型鋼で成形型を成形することは、幾つか
の理由のために実用的でない。第１に、プロトタイプカ
ーは比較的短い時間で製造しなければならないので、成
形型を製造するために成形型鋼を用いることは、広い加
工が必要なので妨げられている。第２に、プロトタイブ
カーの形状は、最終的な製造モデルに至る迄に、元の形
状から何回も変更される。これは、特定の部品の形状が
最終的なものになる迄に数多くの成形型を製造しなけれ
ばならないことを意味する。このために、コストの理由
で鋼製の成形型を製造することが妨げられている。
これらの問題点を改善するために、ここ数年、注型成形
できるポリマー材料を用いてグロトタイプシ一トメタル
の型理工具が製造されている。これらの材料の一つはエ
ポキシ樹脂である。例えば、１｝ｅ！ｒｌｏｖｃらに与
えられ、Ｇｅｎｅｒｉｌ Ｍｏｊｃｒｓ Ｃｏｒｐｏ−
ｒａ＋ｉｏｎｌ：：ｌｌ渡された米国特許第４，４２３
，０９４号においては、シートメタル型押ダイの製造に
おいて用いるための、強靭で耐久性のあるエポキシノポ
ラック樹脂材料が開示されている。この材料は成形型の
目的に良好な機械強度を有しているが、１５０゜Ｃ以下
の成形温度においてしか用いることができない。殆どの
射出成形型及びＳＭＣ成形型においては、成形用の成形
型材料は、１５０℃より高い温度において安定性を保持
していなければならない。米国特許第４，４２３，０９
４号において開示されているエポキシ樹脂成形型組成物
の他の欠点は、エポキシノボラック樹脂が高価であると
いうことである。
できるポリマー材料を用いてグロトタイプシ一トメタル
の型理工具が製造されている。これらの材料の一つはエ
ポキシ樹脂である。例えば、１｝ｅ！ｒｌｏｖｃらに与
えられ、Ｇｅｎｅｒｉｌ Ｍｏｊｃｒｓ Ｃｏｒｐｏ−
ｒａ＋ｉｏｎｌ：：ｌｌ渡された米国特許第４，４２３
，０９４号においては、シートメタル型押ダイの製造に
おいて用いるための、強靭で耐久性のあるエポキシノポ
ラック樹脂材料が開示されている。この材料は成形型の
目的に良好な機械強度を有しているが、１５０゜Ｃ以下
の成形温度においてしか用いることができない。殆どの
射出成形型及びＳＭＣ成形型においては、成形用の成形
型材料は、１５０℃より高い温度において安定性を保持
していなければならない。米国特許第４，４２３，０９
４号において開示されているエポキシ樹脂成形型組成物
の他の欠点は、エポキシノボラック樹脂が高価であると
いうことである。
したがって、本発明の目的は、１５０℃より高い成形温
度での射出成形又はＳＭＣ成形の成形型において用いる
ことができるエポキシ樹脂成形型組成物を提供すること
である。
度での射出成形又はＳＭＣ成形の成形型において用いる
ことができるエポキシ樹脂成形型組成物を提供すること
である。
本発明の他の目的は、１５０℃より高い成形温度での所
定寸法に注型する射出成形又はＳＭＣ成形の成形型にお
いて用いることができるエポキシ樹脂成形型組成物を提
供することである。
定寸法に注型する射出成形又はＳＭＣ成形の成形型にお
いて用いることができるエポキシ樹脂成形型組成物を提
供することである。
本発明の更に他の目的は、１５０℃より高い成形温度で
の所定寸法に注型する射出成形又はＳＭＣ成形の成形型
において用いることができる高い圧縮強さを有するエポ
キシ樹脂成形型組成物を提供することである。
の所定寸法に注型する射出成形又はＳＭＣ成形の成形型
において用いることができる高い圧縮強さを有するエポ
キシ樹脂成形型組成物を提供することである。
発明の概要
本発明の好ましい態様によれば、注型高温射出成形又は
ＳＭＣ成形の成形型において用いることができる、新規
なエポキシ樹脂成形型組成物が提供される。この組成物
から注型成形されるエポキシ樹脂成形型は、１５０°Ｃ
より高い成形温度において用いることができる。測定さ
れた１８２〜ｌ８６゜Ｃの加熱撓み温度に基づくと、本
発明による組成物からの成形型注型物の最大使用温度は
２００℃が推奨される。本発明のエポキシ樹脂成形型ｍ
成物の粘度は、充填剤を７５容量％という高い量充填し
た場合においても、薄い断面及びバルク（ｂＩｌｌｋ）
な断面を有する成形型中に注ぐことができるのに十分に
低いものである。ここで、エポキシ樹脂成形型における
「バルクな断面」という用語は、６．３５ｍｍ（１／４
インチ）よりも非常に大きな厚さを有する断面として定
義されるものである。「薄い断面」は、６．３５ｍｍ（
１／４インチ）よりも少ない厚さを有する断面として定
義されるものである。
ＳＭＣ成形の成形型において用いることができる、新規
なエポキシ樹脂成形型組成物が提供される。この組成物
から注型成形されるエポキシ樹脂成形型は、１５０°Ｃ
より高い成形温度において用いることができる。測定さ
れた１８２〜ｌ８６゜Ｃの加熱撓み温度に基づくと、本
発明による組成物からの成形型注型物の最大使用温度は
２００℃が推奨される。本発明のエポキシ樹脂成形型ｍ
成物の粘度は、充填剤を７５容量％という高い量充填し
た場合においても、薄い断面及びバルク（ｂＩｌｌｋ）
な断面を有する成形型中に注ぐことができるのに十分に
低いものである。ここで、エポキシ樹脂成形型における
「バルクな断面」という用語は、６．３５ｍｍ（１／４
インチ）よりも非常に大きな厚さを有する断面として定
義されるものである。「薄い断面」は、６．３５ｍｍ（
１／４インチ）よりも少ない厚さを有する断面として定
義されるものである。
バルクな断面の成形梨を注型成形するためには、硬化中
にエポキシ樹脂によって発生する発生熱を制御しなけれ
ばならないということが既に分かっている。エポキシ樹
脂の一定重量あたりの発生熱の量は一定であるので、全
ての潜在的な過熱の問題を避けるために独特の注型法が
考えられている，まず第１に、エポキシ樹脂硬化反応に
よって発生する発生熱の全量を最小にするために、割込
み適合性（ｉｎｔｅｒｓｔｉｌｉａｌｌｙ−ｍａ亀ｃｂ
ｅｄ）の充填剤の系を用いることによってエポキシ樹脂
の使用量を最小にしている。他の研究者は、迅速に硬化
するエポキシ樹脂系において大量の充填剤を用いること
を試みたが、失敗に終わっている。これは、臨界レベル
以上の充填剤をエポキシｍｙ注型組成物に加えると、組
成物の粘度が、注型することが出来なくなる程度にまで
増加するためである。
にエポキシ樹脂によって発生する発生熱を制御しなけれ
ばならないということが既に分かっている。エポキシ樹
脂の一定重量あたりの発生熱の量は一定であるので、全
ての潜在的な過熱の問題を避けるために独特の注型法が
考えられている，まず第１に、エポキシ樹脂硬化反応に
よって発生する発生熱の全量を最小にするために、割込
み適合性（ｉｎｔｅｒｓｔｉｌｉａｌｌｙ−ｍａ亀ｃｂ
ｅｄ）の充填剤の系を用いることによってエポキシ樹脂
の使用量を最小にしている。他の研究者は、迅速に硬化
するエポキシ樹脂系において大量の充填剤を用いること
を試みたが、失敗に終わっている。これは、臨界レベル
以上の充填剤をエポキシｍｙ注型組成物に加えると、組
成物の粘度が、注型することが出来なくなる程度にまで
増加するためである。
充填剤の粒径を割込み適合させることによって、極めて
高い充填剤充填量においても、充填エポキシ樹脂組成物
の粘度を一定レベルに保持することができることが見出
された。「割込み適合」ということは、充填剤において
、より大きな粒子の隙間に、より小さな粒子が適合する
ように、異なる大きさの充填剤粒子を注意深く選択する
ことを意味している。この重要な要求が満足されれば、
エポキシ樹脂組成物の注型適性を保持しながら、７５容
量％という高い全充填剤充填量を用いることができる。
高い充填剤充填量においても、充填エポキシ樹脂組成物
の粘度を一定レベルに保持することができることが見出
された。「割込み適合」ということは、充填剤において
、より大きな粒子の隙間に、より小さな粒子が適合する
ように、異なる大きさの充填剤粒子を注意深く選択する
ことを意味している。この重要な要求が満足されれば、
エポキシ樹脂組成物の注型適性を保持しながら、７５容
量％という高い全充填剤充填量を用いることができる。
高い充填量の充填剤を用いることの他の利点は、充填剤
が、硬化反応から発生する発生熱を吸収する熱緩衝剤と
して凌能することである。その結果、熱衝撃又は局所的
な熟ポケット・が潜在的に発生し、成形型が過度に収縮
又は変形することが避けられる。
が、硬化反応から発生する発生熱を吸収する熱緩衝剤と
して凌能することである。その結果、熱衝撃又は局所的
な熟ポケット・が潜在的に発生し、成形型が過度に収縮
又は変形することが避けられる。
本発明の新規なエポキシ樹脂組成物は、ビス７エノール
Ａタイプのエポキシ樹脂、三官能価芳香族エポキン樹脂
、無水物硬化剤、イミダゾール触媒、及び、場合によっ
ては割込み適合性の充填剤系を含むものである。２種類
のエポキシ樹脂、無水物硬化剤及びイミダゾール触媒を
独特の組成で正確に配合することが非常に重要であるこ
とが分かった。いずれかの成分を他の成分と置き換える
と、加熱撓み温度及び引張特性のような物理特性が大き
く低下する。３種類の割込み適合性充填剤を本発明の好
ましい態様において用いた。全組成物の７５容量％とい
う高い量で用いると、組成物の硬・化反応から発生する
発生熱が大きく減少する。かかる新規なエポキシ成形型
組成物は２段階で硬化させることができる。予備硬化で
ある第ｌ段階は、室温で２日間、又は、６０℃で８時間
のいずれかで行うことができる。予備硬化の後、成形型
製造フレームを取り外し、生成した成形型を１ ８ ０
℃で２時間、後硬化させる。
Ａタイプのエポキシ樹脂、三官能価芳香族エポキン樹脂
、無水物硬化剤、イミダゾール触媒、及び、場合によっ
ては割込み適合性の充填剤系を含むものである。２種類
のエポキシ樹脂、無水物硬化剤及びイミダゾール触媒を
独特の組成で正確に配合することが非常に重要であるこ
とが分かった。いずれかの成分を他の成分と置き換える
と、加熱撓み温度及び引張特性のような物理特性が大き
く低下する。３種類の割込み適合性充填剤を本発明の好
ましい態様において用いた。全組成物の７５容量％とい
う高い量で用いると、組成物の硬・化反応から発生する
発生熱が大きく減少する。かかる新規なエポキシ成形型
組成物は２段階で硬化させることができる。予備硬化で
ある第ｌ段階は、室温で２日間、又は、６０℃で８時間
のいずれかで行うことができる。予備硬化の後、成形型
製造フレームを取り外し、生成した成形型を１ ８ ０
℃で２時間、後硬化させる。
本発明の他の目的、特徴及び有利性は、以下の説明によ
って明らかとなろう。
って明らかとなろう。
好ましい態様の説明
より小さな粒子の充填剤が、より大きな及び中程度の大
きさの粒子状充填剤の間の割込み空間内に適合する割込
み適合性の充填剤系を用いるという概念を、まず市販さ
れているエポキシ樹脂系を用いることによって試験した
。この市販のエポキシ樹脂系ＭＢｎｏｌｉｘ ６０１３
Ａは、Ｍｓ（ｎｏｌｉｘ ＰｈｓｌｉｃｓＣａ＋＋＋ｐ
ｉ＋＋ｙ（米国）から得たものである。これは、寸法が
２０ｐｍの鉄粒子２７容量％を含んでいる。
きさの粒子状充填剤の間の割込み空間内に適合する割込
み適合性の充填剤系を用いるという概念を、まず市販さ
れているエポキシ樹脂系を用いることによって試験した
。この市販のエポキシ樹脂系ＭＢｎｏｌｉｘ ６０１３
Ａは、Ｍｓ（ｎｏｌｉｘ ＰｈｓｌｉｃｓＣａ＋＋＋ｐ
ｉ＋＋ｙ（米国）から得たものである。これは、寸法が
２０ｐｍの鉄粒子２７容量％を含んでいる。
割込み適合性の充填剤系を試験するために、１２５μｍ
の寸法を有する鉄粒子の第２の充填剤を加え、この第２
の充填剤の粘度に対する効果を観察した。鉄粒子の充填
量が２７容量％の場合には７０Ｐａｓ （７ ０ ｘ
１ ０３センチボアズ）であった粘度が、鉄粒子充填量
が３３容量％においては４７０Ｐａｓ（４７ＱｘｌＯ’
センチポアズ）と大きく増加したことが観察された。即
ち、鉄粉末充填量を８容量％増加させることによって粘
度が７倍に増加した。この実験によって、１５０Ｐｘｓ
（１５０ｘｌ０１センチボアズ）を超える粘度に到達す
ると、組成物を注ぐことが実質的に出来なくなる程度に
まで注型組成物の流動性が低下することが示されｔ二
。
の寸法を有する鉄粒子の第２の充填剤を加え、この第２
の充填剤の粘度に対する効果を観察した。鉄粒子の充填
量が２７容量％の場合には７０Ｐａｓ （７ ０ ｘ
１ ０３センチボアズ）であった粘度が、鉄粒子充填量
が３３容量％においては４７０Ｐａｓ（４７ＱｘｌＯ’
センチポアズ）と大きく増加したことが観察された。即
ち、鉄粉末充填量を８容量％増加させることによって粘
度が７倍に増加した。この実験によって、１５０Ｐｘｓ
（１５０ｘｌ０１センチボアズ）を超える粘度に到達す
ると、組成物を注ぐことが実質的に出来なくなる程度に
まで注型組成物の流動性が低下することが示されｔ二
。
次に、割込み適合性の充填剤系を、２７９μｍの粒径を
有する鉄粒子を用いることによって試みた。鉄粉末の全
充填量を４０容量％まで徐々に増加することによって、
系の粘度は７０Ｐａｓ（７０Ｘ１０３センチボアズ）か
ら１ ０ ０Ｐ＆ｓ（１ ０ ０ Ｘ１０１センチボア
ズ）までしか増加しなかった。
有する鉄粒子を用いることによって試みた。鉄粉末の全
充填量を４０容量％まで徐々に増加することによって、
系の粘度は７０Ｐａｓ（７０Ｘ１０３センチボアズ）か
ら１ ０ ０Ｐ＆ｓ（１ ０ ０ Ｘ１０１センチボア
ズ）までしか増加しなかった。
１００Ｐｘｓ（１．ＯＯｘｌＯ’センチボアズ）の粘度
においては、流動の問題なしに注型組成物を薄い成形断
面に注ぐことができる。
においては、流動の問題なしに注型組成物を薄い成形断
面に注ぐことができる。
本発明の新規な組成物の配合は、Ｒｏｓｓ ミキサー中
において行う。組成物において用いる第１のエポキシ樹
脂は、旧−７ｅｋ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， ｌｉｅ．，■
．Ｓ．Ａ．によってＥｐｉ−Ｒｅｚ ５Ｇ９ （ＲＴＭ
）の商品名で供給されているビスフェノールＡのジグリ
シジルエーテルである。このエポキシ樹脂は、ほぼ１７
７〜ｌ９０のエポキシ当量、及び２５℃において７〜１
０Ｐｓｓ（７０００−１００００センチボアズ）の範囲
の粘度を有している。このエポキシ樹脂と実質的に同等
である他の市販生成物は、Ｄｏｔ Ｃｈｅ＋ａｉｃａｌ
のＤ．Ｅ．１．３３０ （ＲＴＭ）、ＳｈｅｌｌのＥｐ
ｏｎ ８２６ （ＲＴＭ）及びＣｉｂｘ−Ｇｃｉ（ｙの
Ａｒｉｌｄｉｌｅ ６００５ （ＲＴＭ）である。
において行う。組成物において用いる第１のエポキシ樹
脂は、旧−７ｅｋ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， ｌｉｅ．，■
．Ｓ．Ａ．によってＥｐｉ−Ｒｅｚ ５Ｇ９ （ＲＴＭ
）の商品名で供給されているビスフェノールＡのジグリ
シジルエーテルである。このエポキシ樹脂は、ほぼ１７
７〜ｌ９０のエポキシ当量、及び２５℃において７〜１
０Ｐｓｓ（７０００−１００００センチボアズ）の範囲
の粘度を有している。このエポキシ樹脂と実質的に同等
である他の市販生成物は、Ｄｏｔ Ｃｈｅ＋ａｉｃａｌ
のＤ．Ｅ．１．３３０ （ＲＴＭ）、ＳｈｅｌｌのＥｐ
ｏｎ ８２６ （ＲＴＭ）及びＣｉｂｘ−Ｇｃｉ（ｙの
Ａｒｉｌｄｉｌｅ ６００５ （ＲＴＭ）である。
本発明の組成物において用いる第２のエポギシ樹脂は、
Ｃｉｂｘ−Ｇｅｉ（ｙ Ｃｏ．， ［Ｉ．Ｓ．Ａ．によ
ってＡｒｓｌｄｉｌｅ ０５１０ （ＲＴＭ）の商品名
で供給されているトリグリシジル−ｐ−アミノフェノー
ルの三官能価芳香族エポキシ樹脂である。このエポキシ
樹脂は、ほぼ、約９５〜１０７のエポキシ樹脂当量及び
２５℃において約０．５５Ｐ＊ｓ〜０．８５０１’ｉｓ
（５５０〜８５０センチボアズ）の範囲の粘度を有して
いる。同等に良好に作用することが分かっている他の市
販生成物は、Ｄａｙ Ｃｂｅｍｉｃｓｌ Ｃｅｍｐｘｉ
ｙ，Ｕ．Ｓ．＾．から供給されているＴａｃｌｉｘ ７
Ｎである。
Ｃｉｂｘ−Ｇｅｉ（ｙ Ｃｏ．， ［Ｉ．Ｓ．Ａ．によ
ってＡｒｓｌｄｉｌｅ ０５１０ （ＲＴＭ）の商品名
で供給されているトリグリシジル−ｐ−アミノフェノー
ルの三官能価芳香族エポキシ樹脂である。このエポキシ
樹脂は、ほぼ、約９５〜１０７のエポキシ樹脂当量及び
２５℃において約０．５５Ｐ＊ｓ〜０．８５０１’ｉｓ
（５５０〜８５０センチボアズ）の範囲の粘度を有して
いる。同等に良好に作用することが分かっている他の市
販生成物は、Ｄａｙ Ｃｂｅｍｉｃｓｌ Ｃｅｍｐｘｉ
ｙ，Ｕ．Ｓ．＾．から供給されているＴａｃｌｉｘ ７
Ｎである。
本発明の新規な組成物は、室温で約２日間又は６０゜Ｃ
で約８時間、予備硬化させることができる。
で約８時間、予備硬化させることができる。
この予備硬化工程によって、成形フレームを、通常のフ
レーム製造法によって、木、石膏及び粘土のような通常
の材料で製造することが可能になる。
レーム製造法によって、木、石膏及び粘土のような通常
の材料で製造することが可能になる。
この最初の硬化の後、フレームを分解し、木、石膏又は
粘土を取り除く。次に生成した成形型を、１８０゜Ｃで
２時間、寸法を実質的に変化させないで後硬化させる。
粘土を取り除く。次に生成した成形型を、１８０゜Ｃで
２時間、寸法を実質的に変化させないで後硬化させる。
この２段階硬化工程を行うために、無水物硬化剤及び３
種類のイミダゾール促進・剤を用いた。用いた無水物は
、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．，口．Ｓ．Ａ．から硬
化剤９０６として供給されているナド酸メチル無水物で
ある。これは、２５℃において０．１７５Ｐｊｓ〜０．
２ ７ ５Ｐａｓ（１ ７ ５ 〜２ ７ ５センチボ
アズ）の粘度、９３％の無水物含有量及び２７８℃の沸
点を有している。ナド酸メチル無水物は、Ｂａ目ａｌｏ
ｃｏｌａｒＣ＠ＢｏｒＮ．ｉｓｉ， ｔｔ．ｓ．Ａ．か
らも供給されている。
種類のイミダゾール促進・剤を用いた。用いた無水物は
、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏ．，口．Ｓ．Ａ．から硬
化剤９０６として供給されているナド酸メチル無水物で
ある。これは、２５℃において０．１７５Ｐｊｓ〜０．
２ ７ ５Ｐａｓ（１ ７ ５ 〜２ ７ ５センチボ
アズ）の粘度、９３％の無水物含有量及び２７８℃の沸
点を有している。ナド酸メチル無水物は、Ｂａ目ａｌｏ
ｃｏｌａｒＣ＠ＢｏｒＮ．ｉｓｉ， ｔｔ．ｓ．Ａ．か
らも供給されている。
イミダゾール促進剤である１．２−ジメチルイミダゾー
ル及び１−メチルイミダゾールは、どちらも！ｔＡｓＦ
Ｃｓｒｐａｒａｊｉｉａ， Ｕ．Ｓ．▲．の市販生成
物である．１．２−ジメチルイミダゾールは、結晶形態
で供給されており、配合の目的の為に３５〜３８℃で液
体に融解させることができる。他の促進剤である２−エ
チル−４−メチルイミダゾールは、Ｆｉｋ！Ｃｈｅｇ＋
ｉｃａｌ Ｃｏ．， ［１．５．▲．から得た。
ル及び１−メチルイミダゾールは、どちらも！ｔＡｓＦ
Ｃｓｒｐａｒａｊｉｉａ， Ｕ．Ｓ．▲．の市販生成
物である．１．２−ジメチルイミダゾールは、結晶形態
で供給されており、配合の目的の為に３５〜３８℃で液
体に融解させることができる。他の促進剤である２−エ
チル−４−メチルイミダゾールは、Ｆｉｋ！Ｃｈｅｇ＋
ｉｃａｌ Ｃｏ．， ［１．５．▲．から得た。
３種類のエポキシ樹脂組成物の配合比及び物理特性を表
１に示す。
１に示す。
ＡｒａｌｄｉＬｅ １１５１＠ （ＲＴＭ）ナド酸
メチル無水物 ！，トジメチル イミダゾール ２−エチル−｛−メチル イミダゾール 引張強さ（ＭＦｓ） ！Ｓ Ｈ Ｎ ＩＮＩＮＩＮ ３．１ ３．！ ！１．２ ６！．Ｏ 寡Ｓ．６ ３種類のエポキシ樹脂組成物の物理特性を以下の標準Ａ
ＳＴＭ試験法によって測定した。例えば、加熱撓み温度
（ＨＤＴ）は、２ ６ ４ ｐｓｉにおいてＡＳＴＭ
Ｄ−６４８に示されている試験法によって測定しｔ；
。引張強さはＡＳＴＭ Ｄ−６３８によって測定した
。圧縮強さはＡＳＴＭ Ｄ−６９５に示されている試
験法によって測定した。
メチル無水物 ！，トジメチル イミダゾール ２−エチル−｛−メチル イミダゾール 引張強さ（ＭＦｓ） ！Ｓ Ｈ Ｎ ＩＮＩＮＩＮ ３．１ ３．！ ！１．２ ６！．Ｏ 寡Ｓ．６ ３種類のエポキシ樹脂組成物の物理特性を以下の標準Ａ
ＳＴＭ試験法によって測定した。例えば、加熱撓み温度
（ＨＤＴ）は、２ ６ ４ ｐｓｉにおいてＡＳＴＭ
Ｄ−６４８に示されている試験法によって測定しｔ；
。引張強さはＡＳＴＭ Ｄ−６３８によって測定した
。圧縮強さはＡＳＴＭ Ｄ−６９５に示されている試
験法によって測定した。
組成物ｌ、２及び３において用いる成分の量を、Ａｒｘ
ｌｄｉｔｅ ０５１０ （ＲＴＭ）に関しては２ ０−
３ ０重量部、ナド酸メチル無水物に関しては１１０〜
１１５重量部、イミダゾールに関しては２〜６重量部の
範囲で変化させた。多官能性Ａ目１ｄｉｌｅ Ｑ５１０
（ＲＴＭ）は、新しい物質であるＤｏｔ Ｃｈｅｍｉｃ
ｉｌ、Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されているＴａｃｋ’ｓ
’１４２ （ＲＴＭ）と置き換えることができる。Ｅｐ
ｉ−Ｒｅｚ ５０９ （ＲＴＭ）は、Ｄｏｖの１１．Ｅ
．２．３３０ （ＲＴＭ）又はＣｆｂｘ−Ｇｅｉｘｙの
ＡｒｇｌｄｉＬｅ ６００（ＲＴＭ）のような同等の分
子量を有する他のエポキシ樹脂と置き換えることができ
る。
ｌｄｉｔｅ ０５１０ （ＲＴＭ）に関しては２ ０−
３ ０重量部、ナド酸メチル無水物に関しては１１０〜
１１５重量部、イミダゾールに関しては２〜６重量部の
範囲で変化させた。多官能性Ａ目１ｄｉｌｅ Ｑ５１０
（ＲＴＭ）は、新しい物質であるＤｏｔ Ｃｈｅｍｉｃ
ｉｌ、Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されているＴａｃｋ’ｓ
’１４２ （ＲＴＭ）と置き換えることができる。Ｅｐ
ｉ−Ｒｅｚ ５０９ （ＲＴＭ）は、Ｄｏｖの１１．Ｅ
．２．３３０ （ＲＴＭ）又はＣｆｂｘ−Ｇｅｉｘｙの
ＡｒｇｌｄｉＬｅ ６００（ＲＴＭ）のような同等の分
子量を有する他のエポキシ樹脂と置き換えることができ
る。
本発明の新規なエポキシ樹脂組成物において用いる割込
み適合性の充填剤系は、２種類の炭化ケイ素粒子及び１
種類のシリカ粒子を含むものである。用いる各充填剤の
重量部を表２に示す。
み適合性の充填剤系は、２種類の炭化ケイ素粒子及び１
種類のシリカ粒子を含むものである。用いる各充填剤の
重量部を表２に示す。
表 ２
炭化ケイ素（１０Ｇメッシュ）４００
炭化ケイ素（４００メッシュ）１５０
炭化ケイ素粒子は、優れた耐摩耗性を有し、優れた耐久
性を有する成形型が得られるのでこれを選択した。シリ
カ粒子は、その硬質性及び安価なことから選択した。２
種類の異なる寸法の炭化ケイ素粒子を用いた。これらは
Ｓｏｈｉｏ ＣｏｍｐａＢ，υ．Ｓ．Ａ．から得た。炭
化ケイ素ＳｉＣ ｔｏｏは、６３〜２０３μｍの粒径を
有し、平均粒径が１２２μｍのものであった。ＳｉＣ
４０Ｇは、１〜２５μｍの粒径を有し、平均粒径が４μ
ｍのものであった。大きなＳｉＣ粒子の間に適合させる
ために、Ｗｈｉ目ｘｋｅｒ， Ｃｌｉｒｋ＆ Ｄｘｎ
ｉｅｌｓ Ｉａｅ．， Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されてい
る微粒径７リカ Ｓｉ−Ｈを選択した。Ｓｉ−２１は、
５μ１未満のものが５１％、１５μｍ未満のものが９０
％という粒径分布、及び２μｍの平均粒径を有するもの
である。
性を有する成形型が得られるのでこれを選択した。シリ
カ粒子は、その硬質性及び安価なことから選択した。２
種類の異なる寸法の炭化ケイ素粒子を用いた。これらは
Ｓｏｈｉｏ ＣｏｍｐａＢ，υ．Ｓ．Ａ．から得た。炭
化ケイ素ＳｉＣ ｔｏｏは、６３〜２０３μｍの粒径を
有し、平均粒径が１２２μｍのものであった。ＳｉＣ
４０Ｇは、１〜２５μｍの粒径を有し、平均粒径が４μ
ｍのものであった。大きなＳｉＣ粒子の間に適合させる
ために、Ｗｈｉ目ｘｋｅｒ， Ｃｌｉｒｋ＆ Ｄｘｎ
ｉｅｌｓ Ｉａｅ．， Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されてい
る微粒径７リカ Ｓｉ−Ｈを選択した。Ｓｉ−２１は、
５μ１未満のものが５１％、１５μｍ未満のものが９０
％という粒径分布、及び２μｍの平均粒径を有するもの
である。
樹脂充填組成物によって以下の特性が得られた。
表 ３
物理特性
配合比
引張強さ（ＭＰａ） ５５．慕 ４１ｇ ４
３．９圧縮強さ（ＭＰＪ） Ｉｌｌｓ １
１２ １９７表３において、これらの配合物は、全
て、４０ＭＰａより高い引張強さ及び１８０℃より高い
ＨＤＴを有していることが分かる。
３．９圧縮強さ（ＭＰＪ） Ｉｌｌｓ １
１２ １９７表３において、これらの配合物は、全
て、４０ＭＰａより高い引張強さ及び１８０℃より高い
ＨＤＴを有していることが分かる。
本発明の新規なエポキシ樹脂配合物を配合するために、
好適な量のエポキシ樹脂、硬化剤及び触媒を秤量し，
Ｒｏｓｓミキサー内のステンレススチール製のポール中
に注いだ。次に、粒子状充填剤をステンレススチール製
のボールに加えた。モーター駆動の撹拌羽根を用いて、
全成分を１０１．６ｋＰａ（３０インチ）の減圧下で１
時間混合した。
好適な量のエポキシ樹脂、硬化剤及び触媒を秤量し，
Ｒｏｓｓミキサー内のステンレススチール製のポール中
に注いだ。次に、粒子状充填剤をステンレススチール製
のボールに加えた。モーター駆動の撹拌羽根を用いて、
全成分を１０１．６ｋＰａ（３０インチ）の減圧下で１
時間混合した。
減圧は、混合工程中に発生する気泡を混合物から抜気す
るために施した。混合されたエポキシ樹脂配合物は、約
２日間の保存寿命を有していた。
るために施した。混合されたエポキシ樹脂配合物は、約
２日間の保存寿命を有していた。
シーｌ・メタル型押工程において用いるプラスチック成
形型を注型成形する方法は、１９８６年７月２２日に設
定登録された米国特許第４ ，６ ０ １ ，８６７号
において詳細に記載されている。大型の成形型を注型成
形する場合には、鋼線メッシュのような他の物理的補強
材を用いて成形型の構造強度を改良することもできる。
形型を注型成形する方法は、１９８６年７月２２日に設
定登録された米国特許第４ ，６ ０ １ ，８６７号
において詳細に記載されている。大型の成形型を注型成
形する場合には、鋼線メッシュのような他の物理的補強
材を用いて成形型の構造強度を改良することもできる。
本発明の新規な耐熱性エポキシ樹脂注型成形組成物は、
室温で２日間又は６０°Ｃで８時間、予備硬化させ、次
に１８０℃で２時間、後硬化させることができる。７５
容量％以下のレベルで充填剤を充填すると、２００℃と
いう高い成形温度で用いることができる。これは、推奨
されている最高使用温度が僅か１５０℃でしかない市販
されているエポキシ樹脂成形型化合物を凌ぐ大きな改良
である。本発明の新規組成物は、一般に毒性危険物質で
あると考えられている芳香族アミン類を含まない。更１
ζ、割込み適合性の充填剤を用いることによって、充填
された組成物の流動性を保持しながら充填剤の充填量を
非常に高くすることができる。
室温で２日間又は６０°Ｃで８時間、予備硬化させ、次
に１８０℃で２時間、後硬化させることができる。７５
容量％以下のレベルで充填剤を充填すると、２００℃と
いう高い成形温度で用いることができる。これは、推奨
されている最高使用温度が僅か１５０℃でしかない市販
されているエポキシ樹脂成形型化合物を凌ぐ大きな改良
である。本発明の新規組成物は、一般に毒性危険物質で
あると考えられている芳香族アミン類を含まない。更１
ζ、割込み適合性の充填剤を用いることによって、充填
された組成物の流動性を保持しながら充填剤の充填量を
非常に高くすることができる。
本発明を三つの特定の実施態様によって説明したが、当
業者ｌこよって他の形態のものを用いて同等の結果を得
ることが容易に出来るであろう。例えば、好適な粒径を
有する他の好適な充填剤粒子を任意に配合して、用いら
れる割込み適合性の充填剤系を形成させることができる
。満足しなければならない唯一の重要な要求は、充填剤
粒子が割込み適合性であり、高い容量％で用いた場合に
も、全配合エポキシ樹脂系の粘度をそれほど増加させな
いものでなければならないということである。
業者ｌこよって他の形態のものを用いて同等の結果を得
ることが容易に出来るであろう。例えば、好適な粒径を
有する他の好適な充填剤粒子を任意に配合して、用いら
れる割込み適合性の充填剤系を形成させることができる
。満足しなければならない唯一の重要な要求は、充填剤
粒子が割込み適合性であり、高い容量％で用いた場合に
も、全配合エポキシ樹脂系の粘度をそれほど増加させな
いものでなければならないということである。
炭化ケイ素に代えて、シリカ、アルミナ及びアルミニウ
ムのような良好な硬質性及び耐摩耗性を有する他の充填
剤粒子を好適に用いることができる。
ムのような良好な硬質性及び耐摩耗性を有する他の充填
剤粒子を好適に用いることができる。
手続補正書
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、三官能価芳香族エ
ポキシ樹脂、無水物硬化剤及びイミダゾール触媒を含み
、イミダゾール触媒が１，２−ジメチルイミダゾール、
２−エチル−４−メチルイミダゾール又は１−メチルイ
ミダゾールのいずれかであることを特徴とする、所定寸
法に注型成形する（ｃａｓｔ−ｔｏ−ｓｉｚｅ）成形型
において用いるための耐久性、耐熱性エポキシ樹脂成形
型組成物。 ２、０．５〜２００μｍの範囲の異なる粒径を有する硬
質粒子状充填剤の割込み適合性（ｉｎｔｅｒ−ｓｔｉｔ
ｉａｌｌｙ−ｍａｔｃｈｅｄ）の充填剤系を含む請求項
１記載の強靭な耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物。 ３、前記ビスフェノールＡエポキシ樹脂１００重量部、
前記三官能価芳香族エポキシ樹脂２０〜３０重量部、前
記無水物硬化剤１１０〜１１５重量部、及び前記触媒２
〜６重量部を含む請求項１記載の強靭で耐久性のある耐
熱性エポキシ成形型組成物。 ４、前記ビスフェノールＡエポキシ樹脂１００重量部、
前記三官能価芳香族エポキシ樹脂２０〜３０重量部、前
記無水物硬化剤１１０〜１１５重量部、前記触媒２〜６
重量部、及び前記割込み適合性の充填剤系６７０重量部
以下を含む請求項２記載の強靭で耐久性のある耐熱性エ
ポキシ成形型組成物。 ５、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル１００重
量部、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール２０〜３
０重量部、ナド酸メチル無水物１１０〜１１５重量部、
前記触媒２〜６重量部、並びに、６０〜２００μｍの範
囲の粒径を有する炭化ケイ素粒子約４００重量部、１〜
２５μｍの範囲の粒径を有する炭化ケイ素粒子約１５０
重量部及び１〜１５μｍの範囲の粒径を有するシリカ粒
子約１２０重量部を含む割込み適合性の充填剤系を含み
、硬化した際に少なくとも１６０℃の可使温度及び少な
くとも４０ＭＰａの引張強さを有する強靭で耐久性のあ
る耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物。 ６、請求項１〜５のいずれか一に記載の強靭で耐久性の
ある耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物から生成する反応
生成物である、強靭で耐久性があり耐熱性の、所定寸法
に注型成形するためのエポキシ樹脂成形型。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US300401 | 1989-01-23 | ||
| US07/300,401 US4925886A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | High temperature epoxy tooling composition of bifunctional epoxy, trifunctional epoxy, anhydride, imidazole and interstitially matched filler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02232222A true JPH02232222A (ja) | 1990-09-14 |
| JPH0610246B2 JPH0610246B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=23158947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012398A Expired - Lifetime JPH0610246B2 (ja) | 1989-01-23 | 1990-01-22 | 耐熱性エポキシ樹脂成形型組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4925886A (ja) |
| JP (1) | JPH0610246B2 (ja) |
| CA (1) | CA1304184C (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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