JPH0610246B2 - 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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- JPH0610246B2 JPH0610246B2 JP2012398A JP1239890A JPH0610246B2 JP H0610246 B2 JPH0610246 B2 JP H0610246B2 JP 2012398 A JP2012398 A JP 2012398A JP 1239890 A JP1239890 A JP 1239890A JP H0610246 B2 JPH0610246 B2 JP H0610246B2
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/68—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
- C08G59/38—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups together with di-epoxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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(cast-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℃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ための、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(cast-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℃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ための、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た成形型を用い
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た成形型を用い
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
ー又はプロトタイプカー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
タイプカーにおいて用いられるプラスチック部分を成形
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、プロトタイプ
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。
ー又はプロトタイプカー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
タイプカーにおいて用いられるプラスチック部分を成形
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、プロトタイプ
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プロトタイプシートメタル
の型押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、Dearloveらに与えられ、Ge
neral Moters Corpo-rationに譲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
ポキシノボ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、１５
０℃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４，４
２３，０９４号において開示されているエポキシ樹脂成
形型組成の他の欠点は、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プロトタイプシートメタル
の型押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、Dearloveらに与えられ、Ge
neral Moters Corpo-rationに譲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
ポキシノボ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、１５
０℃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４，４
２３，０９４号において開示されているエポキシ樹脂成
形型組成の他の欠点は、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℃よ
り高い成形温度において用いることかできる。測定され
た１８２〜１８６℃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２０
０℃が推奨される。本発明のエポキシ樹脂成形型組成物
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(bulk)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℃よ
り高い成形温度において用いることかできる。測定され
た１８２〜１８６℃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２０
０℃が推奨される。本発明のエポキシ樹脂成形型組成物
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(bulk)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型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(interstitially-matched)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
樹脂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(interstitially-matched)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
樹脂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
して機能することである。その結果、熱衝撃又は局所的
な熱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
して機能することである。その結果、熱衝撃又は局所的
な熱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、ビスフェノール
Ａタイプのエポキシ樹脂、三官能価芳香族エポキシ樹
脂、無水物硬化剤、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１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１８０℃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シ樹
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１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１８０℃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Magnolia 6013Aは、Magn
olia Plastics Company(米国)から得たものである。こ
れは、寸法が２０μｍ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、１２５
μｍ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（７０×１０3セ
ンチポアズ）であった粘度が、鉄粒子充填量が３３容量
％においては４７０Pas（４７０×１０3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、１５０Pas（１５０×１０3セ
ンチポアズ）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る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た。
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Magnolia 6013Aは、Magn
olia Plastics Company(米国)から得たものである。こ
れは、寸法が２０μｍ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、１２５
μｍ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（７０×１０3セ
ンチポアズ）であった粘度が、鉄粒子充填量が３３容量
％においては４７０Pas（４７０×１０3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、１５０Pas（１５０×１０3セ
ンチポアズ）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る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た。
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（７０×１０3センチポアズ）から１
００Pas（１００×１０3センチポアズ）までしか増加し
なかった。１００Pas（１００×１０3センチポアズ）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。
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（７０×１０3センチポアズ）から１
００Pas（１００×１０3センチポアズ）までしか増加し
なかった。１００Pas（１００×１０3センチポアズ）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。
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、
Hi-Tek polymers，Inc.，U.S.A.によってEpi-Rez 509
（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１７７〜１９０のエポキシ当量、及び２５℃において
７〜１０Pas（７０００〜１００００センチポアズ）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、Dow ChemicalのD.E.R.33
0(RTM）、shellのEpon 826(RTM）及びCiba-GeigyのAral
dite 6005(RTM）である。
て行う。組成物において用いる第１のエポキシ樹脂は、
Hi-Tek polymers，Inc.，U.S.A.によってEpi-Rez 509
（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１７７〜１９０のエポキシ当量、及び２５℃において
７〜１０Pas（７０００〜１００００センチポアズ）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、Dow ChemicalのD.E.R.33
0(RTM）、shellのEpon 826(RTM）及びCiba-GeigyのAral
dite 6005(RTM）である。
本発明の組成物において用いる第２のエポキシ樹脂は、
Ciba-Geigy Co.，U.S.A.によってAral-dite 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０．５５Pas〜０．８５０Pas
（５５０〜８５０センチポアズ）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、Dow Chemical Company，U.S.A.から供給さ
れているTactix 742である。
Ciba-Geigy Co.，U.S.A.によってAral-dite 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０．５５Pas〜０．８５０Pas
（５５０〜８５０センチポアズ）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、Dow Chemical Company，U.S.A.から供給さ
れているTactix 742である。
本発明の新規な組成物は、室温で約２日間又は６０℃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。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℃で２時間、寸法を実質的に変化させ
ないで後硬化させる。
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。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℃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.，U.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０．１７５Pas〜０．２７５Pas(１７５〜２７５セ
ンチポアズ)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、Buffal
oColor Corporation，U.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.，U.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０．１７５Pas〜０．２７５Pas(１７５〜２７５セ
ンチポアズ)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、Buffal
oColor Corporation，U.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BASF Corpo
ration，U.S.A.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℃で液体に融解されることができ
る。他の促進剤である２−エチル−４−メチルイミダゾ
ールは、Fike Chemical Co.，U.S.A.から得た。
ル及び１−メチルイミダゾールは、どちらもBASF Corpo
ration，U.S.A.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℃で液体に融解されることができ
る。他の促進剤である２−エチル−４−メチルイミダゾ
ールは、Fike Chemical Co.，U.S.A.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。
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、２６４psiにおいてＳＡＴＭ Ｄ−６４
８に示されている試験法によって測定した。引張強さは
ＡＳＴＭ Ｄ−６３８によって測定した。圧縮強さはＳ
ＡＴＭ Ｄ−６９５に示されている試験法によって測定
した。
ＳＴＭ試験法によって測定した。例えば、加熱撓み温度
（ＨＤＴ）は、２６４psiにおいてＳＡＴＭ Ｄ−６４
８に示されている試験法によって測定した。引張強さは
ＡＳＴＭ Ｄ−６３８によって測定した。圧縮強さはＳ
ＡＴＭ Ｄ−６９５に示されている試験法によって測定
した。
組成物１、２及び３において用いる成分の量を、Araldi
te 0510(RTM)に関しては２０〜３０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Araldite 0510(RTM)は、新しい物質であるDow Chemic
al，U.S.A.から市販されているTactix 742(RTM)と置き
換えることができる。Epi-Rez 509(RTM)は、DowのD.E.
R.330 (RTM)又はCiba-GeigyのAraldite 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。
te 0510(RTM)に関しては２０〜３０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Araldite 0510(RTM)は、新しい物質であるDow Chemic
al，U.S.A.から市販されているTactix 742(RTM)と置き
換えることができる。Epi-Rez 509(RTM)は、DowのD.E.
R.330 (RTM)又はCiba-GeigyのAraldite 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を示す。
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を示す。
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 Company，U.S.A.から得た。炭化ケイ素SiC 100
は、６３〜２０３μｍの粒径を有し、平均粒径が１２２
μｍのものであった。SiC 400は、１〜２５μｍの粒径
を有し、平均粒系が４μｍのものであった。大きなSiC
粒子の間に適合させるために、Whittaker，Clark& Dani
els Inc.，U.S.A.から市販されている微粒径シリカSi-2
1を選択した。Si-21は、５μｍ未満のものが５１％、１
５μｍの未満のものが９０％という粒径分布、及び２μ
ｍ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 Company，U.S.A.から得た。炭化ケイ素SiC 100
は、６３〜２０３μｍの粒径を有し、平均粒径が１２２
μｍのものであった。SiC 400は、１〜２５μｍの粒径
を有し、平均粒系が４μｍのものであった。大きなSiC
粒子の間に適合させるために、Whittaker，Clark& Dani
els Inc.，U.S.A.から市販されている微粒径シリカSi-2
1を選択した。Si-21は、５μｍ未満のものが５１％、１
５μｍの未満のものが９０％という粒径分布、及び２μ
ｍ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。
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、Ro
ssミキサー内のステンレススチール製のボール中に注い
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。モーター駆動の攪拌羽根を用いて、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。
好適な量のエポキシ樹脂、硬化剤及び触媒を秤量し、Ro
ssミキサー内のステンレススチール製のボール中に注い
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。モーター駆動の攪拌羽根を用いて、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。
シート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４，６０１，８６７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。
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４，６０１，８６７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組成物は、室温
で２日間又は６０℃で８時間、予備硬化させ、次に１８
０℃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材を充填すると、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。更に、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
高くすることできる。
で２日間又は６０℃で８時間、予備硬化させ、次に１８
０℃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材を充填すると、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。更に、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
業者に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。
業者に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。
Claims (6)
- 【請求項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ソール触
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。 - 【請求項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-stitial
ly-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。 - 【請求項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。 - 【請求項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６７
０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。 - 【請求項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
２０〜３０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、６０〜２００
μｍ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請求項１
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。 - 【請求項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 JPH02232222A (ja) | 1990-09-14 |
| JPH0610246B2 true 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 |
|---|---|---|---|---|
| US5260014A (en) * | 1991-06-13 | 1993-11-09 | Automotive Plastic Technologies | Method of making a multilayer injection mold |
| GB9218115D0 (en) * | 1992-08-26 | 1992-10-14 | Formulated Resins Ltd | Hard composition |
| US5691402A (en) * | 1996-09-13 | 1997-11-25 | Composite Technology Group, Llc | Composite tooling material having vinyl ester resins and fillers |
| US6060540A (en) * | 1998-02-13 | 2000-05-09 | Landec Corporation | Modeling pastes |
| US6194490B1 (en) | 1998-02-27 | 2001-02-27 | Vantico, Inc. | Curable composition comprising epoxidized natural oils |
| US6309587B1 (en) | 1999-08-13 | 2001-10-30 | Jeffrey L. Gniatczyk | Composite molding tools and parts and processes of forming molding tools |
| KR100417067B1 (ko) * | 2000-12-05 | 2004-02-05 | 주식회사 엘지화학 | 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 저유전율 동박 적층판 |
| ATE355318T1 (de) * | 2003-06-16 | 2006-03-15 | Abb Technology Ltd | Epoxyharzzusammensetzungen und verfahren zur herstellung von geformten gegenständen daraus |
| US7247667B2 (en) * | 2004-03-23 | 2007-07-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Particle containing solid surface material |
| EP2083865A2 (en) | 2006-10-12 | 2009-08-05 | C-3 International, Llc | Methods for providing prophylactic surface treatment for fluid processing systems and components thereof |
| US8623301B1 (en) | 2008-04-09 | 2014-01-07 | C3 International, Llc | Solid oxide fuel cells, electrolyzers, and sensors, and methods of making and using the same |
| CA2899575C (en) | 2010-02-10 | 2020-03-10 | Ut-Battelle, Llc | Low temperature electrolytes for solid oxide cells having high ionic conductivity |
| WO2015009618A1 (en) | 2013-07-15 | 2015-01-22 | Fcet, Llc | Low temperature solid oxide cells |
| AT515711B1 (de) * | 2014-04-23 | 2019-10-15 | Polymer Competence Center Leoben Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines epoxidbasierten Duromers und damit hergestelltes Duromer |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2951825A (en) * | 1958-02-03 | 1960-09-06 | Union Carbide Corp | Glycidyl derivatives of amino phenols |
| US3394105A (en) * | 1963-05-02 | 1968-07-23 | Shell Oil Co | Process for curing polyepoxides and resulting products |
| US3329652A (en) * | 1965-02-15 | 1967-07-04 | Shell Oil Co | Process for curing polyepoxides with anhydrides and activators therefor |
| NL6504681A (ja) * | 1965-04-13 | 1965-06-25 | ||
| FR1566468A (ja) * | 1968-03-04 | 1969-05-09 | ||
| US3658750A (en) * | 1969-02-13 | 1972-04-25 | Hitachi Ltd | Thermosetting resin composition and electrical appliances using the same |
| US3746686A (en) * | 1971-07-12 | 1973-07-17 | Shell Oil Co | Process for curing polyepoxides with polycarboxylic acid salts of an imidazole compound and compositions thereof |
| JPS5124399B2 (ja) * | 1973-03-19 | 1976-07-23 | ||
| US4002599A (en) * | 1975-11-06 | 1977-01-11 | Lord Corporation | Epoxy resin compositions from glycidyl derivatives of aminophenols cured with tetracarboxylic dianhydrides |
| US4346207A (en) * | 1980-08-11 | 1982-08-24 | Ciba-Geigy Corporation | Flowable, curable epoxy resin mixture |
| US4423094A (en) * | 1982-11-12 | 1983-12-27 | General Motors Corporation | Durable cast epoxy tooling composition |
| US4732962A (en) * | 1987-02-18 | 1988-03-22 | General Motors Corporation | High temperature epoxy tooling composition of bisphenol-A epoxy, trifunctional epoxy, anhydride curing agent and an imidazole catalyst |
-
1989
- 1989-01-23 US US07/300,401 patent/US4925886A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-02 CA CA000607302A patent/CA1304184C/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2012398A patent/JPH0610246B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4925886A (en) | 1990-05-15 |
| JPH02232222A (ja) | 1990-09-14 |
| CA1304184C (en) | 1992-06-23 |
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