JPH06145470A - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

フェノール樹脂成形材料

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JPH06145470A
JPH06145470A JP29845092A JP29845092A JPH06145470A JP H06145470 A JPH06145470 A JP H06145470A JP 29845092 A JP29845092 A JP 29845092A JP 29845092 A JP29845092 A JP 29845092A JP H06145470 A JPH06145470 A JP H06145470A
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JP
Japan
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group
phenol resin
alkyl group
molding material
represented
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JP29845092A
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English (en)
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Tamotsu Ishida
保 石田
Hidenori Saito
英紀 斎藤
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 (a)フェノール樹脂、(b)ヘキサメチレ
ンテトラミン、(c)3−(p−メトキシベンジル)ベ
ンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネート等の3
−ベンジルベンゾチアゾリウム塩、アルコキシ基を有す
るスルホニウムのヘキサフルオロスルホニウム等との塩
及びベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオ
ロホスフェート等のスルホニウム塩から選ばれる熱潜伏
性カチオン触媒、を(a)100重量部に対し0.5〜
2重量部(d)充填剤を含有する。 【効果】 本発明のフェノール樹脂成形材料は可塑化溶
融状態での熱安定性と高温時の硬化性が極めて優れてい
る。このため、特に射出成形において、射出成形機のシ
リンダー内で可塑化溶融樹脂の硬化反応の進行が著しく
抑制され、かつ金型内では急速に硬化するため、成形加
工性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は成形加工性、硬化性に優
れたフェノール樹脂成形材料に関するものであり、特に
射出成形において射出成形機のシリンダー内では硬化反
応が殆ど進行せず、金型内では極めて早く硬化するよう
な成形加工性の著しく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】フェノール樹脂成形材料は耐熱性、電気
性能、機械性能などが優れているため、自動車部品、電
子・電気部品、機械部品などの広範囲の用途に利用され
ている。しかし、従来のフェノール樹脂成形材料は、9
0〜125℃に可塑化された溶融状態では材料中の樹脂
の硬化反応の進行によって、粘度が増大し、10〜30
分間で流動性を失う性質を有しており、可塑化溶融樹脂
の熱安定性が極めて低い。このため、従来のフェノール
樹脂成形材料を射出成形する場合、射出成形機のシリン
ダー内での可塑化溶融された成形材料の熱安定性が著し
く劣り、適正な成形条件幅が極めて狭い問題がある。従
来この問題を解決する方法として成形材料の流動性を増
大させるなどの各種の方法が知られているが、可塑化溶
融状態での熱安定性を向上させると金型内での150〜
200℃における硬化反応が遅くなり、また逆に、金型
内での硬化性を向上させると、熱安定性が劣るようにな
り、可塑化溶融状態の熱安定性と金型内の硬化性との両
方を同時に向上したフェノール樹脂成形材料を得ること
は困難である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、可塑化溶融
状態での熱安定性と金型内での硬化性とが両立向上した
成形加工性性の優れたフェノール樹脂成形材料を得るた
め種々の検討の結果なされたものであり、その目的とす
るところは特に、射出成形においてシリンダー内での可
塑化溶融状態での熱安定性が著しく優れ、金型内での硬
化性が極めて優れたフェノール樹脂成形材料を提供する
にある。
【0004】
【課題が解決するための手段】本発明は、(a)フェノ
ール樹脂、(b)ヘキサメチレンテトラミン、(c)下
記一般式[I]で表される3−ベンジルベンゾチアゾリ
ウム塩、及び
【0005】
【化1】 (ただし、R1 、R2 はそれぞれ独立した水素原子、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原
子、ニトロ基のいずれかであり、R3 は水素原子、アル
キル基、ハロゲン原子、アルキルチオ基、アルキルスル
ホニル基のいずれかであり、XはSbF6、AsF6、PF
6、BF4のいずれかである。)、下記一般式[II]で表
されるアルコキシ基を有するスルホニウム塩、及び
【0006】
【化2】 (ただし、 R1 はCn2n+1(n=1〜4)で表される
アルキル基、シクロアルキル基および置換アルキル基か
ら選ばれた1価の脂肪族有機基であり、R2 は水素原
子、Cn2n+1(n=0〜4)、OCn2n+1(n=1〜
4)で表されるアルキル基、置換アルキル基、アルコキ
シ基から選ばれる1価の有機基であり、R3 はCn
2n+1(n=1〜8)で表されるアルキル基、シクロアル
キル基および置換アルキル基から選ばれる1価の脂肪族
有機基であり、XはSbF6、AsF6、PF6、BF4のい
ずれかである。)、下記一般式[III]で表されるアル
コキシ基を有するスルホニウム塩
【0007】
【化3】 (ただし、R1 、R2 は同一または異なる置換または非
置換の脂肪族または脂環族基であり、R1 とR2 とは環
を形成してもよい。Aはカチオン性イオウ原子に対して
α位に6〜20の炭素原子を有する1価の芳香族基を1
個有する炭化水素基、XはPF6、AsF6、SbF6、Sb
(OH)F5のいずれかである。)から選ばれる塩の1種
または2種以上、(d)充填剤を含有することを特徴と
するフェノール樹脂成形材料に関するものである。
【0008】本発明のフェノール樹脂は、フェノール類
とホルムアルデヒド類との反応で得られる通常のノボラ
ック型フェノール樹脂が用いられる。該フェノール樹脂
のフェノール類としては、フェノール、クレゾール、キ
シレノール、ナフトール、p−t−ブチルフェノール、
ビスフェノールA、レゾルシン等の1価並びに多価のフ
ェノール類およびそれらの置換体の1種または2種以上
を例示することが出来る。該ホルムアルデヒド類として
は、ホルマリン、パラホルムアルデヒドなどをあげるこ
とが出来る。また本発明のフェノール樹脂は芳香族炭化
水素樹脂、ジメトキシパラキシレン、ジシクロペンタジ
エンなどで適宜変性したものを用いることが出来る。本
発明のヘキサメチレンテトラミンとしては通常のフェノ
ール樹脂の硬化剤として用いられる粉末状のヘキサメチ
レンテトラミンが用いられ、フェノール樹脂100重量
部に対して7〜30重量部、好ましくは12〜20重量
部配合して用いられる。
【0009】本発明の一般式[I]で表される3−ベン
ジルベンゾチアゾリウム塩としては、3−ベンジルベン
ゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベ
ンジルベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェー
ト、3−ベンジルベンゾチアゾリウムテトラフルオロボ
レート、3−(p−メトキシベンジル)ベンゾチアゾリ
ウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジル−2
−メチルチオベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチ
モネート、3−ベンジル−2−メチルチオベンゾチアゾ
リウムヘキサフルオロホスフェート、3−ベンジル−5
−クロロベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネ
ート等を例示することが出来、これらの1種または2種
以上を用いることが出来る。
【0010】本発明の一般式[II]で表されるアルコキ
シ基を有するスルホニウム塩としては、好ましくはR1
及びR3 がメチル基であり、R2 が水素原子であるスル
ホニウムのヘキサフルオロアンチモネートまたはヘキサ
フルオロホスフェートであり、これらの1種または2種
以上を用いることが出来る。本発明の一般式[III]で
表されるスルホニウム塩としては、ベンジルテトラメチ
レンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジ
ルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオロアルセネ
ート、ベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフル
オロアンチモネート、p−メトキシベンジルテトラメチ
レンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、p−メ
トキシベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフル
オロアルセネート、p−メトキシベンジルテトラメチレ
ンスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−ニ
トロベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオ
ロアルセネート、o−ニトロベンジルテトラメチレンス
ルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ベンジルジメ
チルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベン
ジルジエチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネー
トなどを例示することが出来、これらの1種または2種
以上を用いることが出来る。
【0011】本発明の一般式[I]で表される3−ベン
ジルベンゾチアゾリウム塩、一般式[II]で表されるア
ルコキシ基を有するスルホニウム塩または一般式[II
I] で表されるスルホニウム塩は、熱潜伏性触媒として
の機能を有しており、低温では不活性であるが、高温で
は分解して、ルイス酸やカルボニウムイオンを発生する
等によって活性化し、フェノール樹脂とヘキサメチレン
テトラミンとの硬化反応を促進させる。これらの好のま
しいものは、130〜140℃以下の温度では不活性で
あり、150℃以上の温度で活性化するものである。こ
れらは、フェノール樹脂100重量部に対して、0.0
1 〜5重量部配合して用いられる。好ましい配合量は
0.5 〜2重量部である。配合量が少ないと、十分な硬
化促進効果がなく、また逆に多いと熱安定性が劣るよう
になり、さらに硬化物の電気的性能を低下させる。
【0012】本発明の充填剤としては、木粉、パルプ
粉、各種織物粉砕物、熱硬化性樹脂積層板・成形品の粉
砕品などの有機質のもの、シリカ、アルミナ、水酸化ア
ルミニウム、ガラス、タルク、クレー、マイカ、炭酸カ
ルシウム、カーボンなどの無機質の粉末のもの、ガラス
繊維、カーボン繊維、アスベストなどの無機質繊維が用
いられ、これらの1種又は2種以上を用いることが出来
る。これらの充填剤はフェノール樹脂100重量部に対
して50〜150重量部配合して用いられる。本発明に
おいて、必要により難燃剤、着色剤、離型剤などの添加
剤を適宜配合して用いることができる。また、本発明に
おいて、必要によりレゾール型フェノール樹脂、レゾル
シン、ビスフェノールF、ビフェノールなどのフェノー
ル化合物をフェノール樹脂100重量部に対して20重
量部以内で適宜配合して用いることが出来る。本発明の
フェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂、ヘキサメ
チレンテトラミン、一般式[I]〜[III]で表される
塩、充填剤及び各種添加剤を配合し、ロールミル、2軸
混練機などで溶融混練し、冷却後、粉砕して製造する方
法等、通常の方法で製造することが出来る。
【0013】
【作用】本発明のフェノール樹脂成形材料は、90〜1
25℃の可塑化溶融状態で著しく熱安定性が優れてお
り、金型内での150〜200℃での硬化性が極めて優
れている。この理由は本発明の一般式[I]で表される
3−ベンジルベンゾチアゾリウム塩、一般式[II]で表
されるアルコキシ基を有するスルホニウム塩または一般
式[III]で表されるスルホニウム塩が熱潜伏性触媒と
しての働き、成形材料が90〜125℃の可塑化溶融状
態では、触媒作用がないため、フェノール樹脂とヘキサ
メチレンテトラミンとの硬化反応が殆ど進行せず、金型
内の150〜200℃の温度では活性化して、フェノー
ル樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの硬化反応を著し
く促進することによると考えられる。
【0014】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。ここ
において「部」は重量部を表す。 [実施例1]フェノールとホルムアルデヒドとの反応で
得たノボラック樹脂(数平均分子量800)44部、ヘ
キサメチレンテトラミン7部、一般式[I]の3−(p
−メトキシベンジル)ベンゾチアゾリウムヘキサフルオ
ロアンチモネート1.5 部、木粉30部、炭酸カルシウ
ム10部、離型剤2部を混合し、2本ロールミルにて溶
融混練し、冷却後粉砕してフェノール樹脂成形材料を得
た。 [実施例2]実施例1の3−(p−メトキシベンジル)
ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネートの代
わりに、一般式[II]のR1 及びR3 がメチル基であ
り、R2 が水素原子であるスルホニウムのヘキサフルオ
ロアンチモネート2部を用い、実施例1と同様にしてフ
ェノール樹脂成形材料を得た。
【0015】[実施例3]実施例1の3−(p−メトキ
シベンジル)ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチ
モネートの代わりに、一般式[III]のベンジルテトラ
メチレンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート2部
を用い、実施例1と同様にしてフェノール樹脂成形材料
を得た。 [比較例1]フェノールとホルムアルデヒドとの反応で
得たノボラック樹脂(数平均分子量800)44部、ヘ
キサメチレンテトラミン粉末7部、水酸化カルシウム4
部、木粉32部、炭酸カルシウム11部、離型剤2部を
混合し、2本ロールミルにて溶融混練し、冷却後粉砕し
てフェノール樹脂成形材料を得た。
【0016】実施例1〜3及び比較例1で得たフェノー
ル樹脂の材料特性を表1に示す。
【表1】
【0017】表1の熱安定性は可塑化溶融状態での成形
材料の熱安定性を表すものであり、次の方法で測定した
ものである。100℃に保たれたラボプラストミル(東
洋精機株式会社製)に粉末状の成形材料を28g仕込
み、ロータを回転させて成形材料を可塑化溶融させ、ロ
ータ回転のトルクを測定する。樹脂の硬化進行によって
粘度が増大するにしたがってトルクは増大し、ついには
流動性を失ってトルクが急激増加する。測定開始からこ
の急にトルクが立ち上げるまでの時間を測定し、この時
間を熱安定性とした。時間が長いほど熱安定性が良好で
ある。表1の硬化性は金型内での成形材料の硬化速度を
表すものであり、直径50mm,厚さ3mmのキャビテ
ィーを有し、175℃に保たれた金型を有するトランス
ファー成形機に高周波予熱機で100〜105℃に余熱
されたタブレット状の30gの成形材料を仕込んで40
秒間成形し、ついで成形品を取り出し10秒後の成形品
硬度をバーコール硬度計No.935で測定したもので
ある。硬度が高いほど硬化速度が早く、硬化性が優れて
いる。
【0018】表1から、実施例1〜3に示した本発明の
フェノール樹脂成形材料は、比較例1の従来のフェノー
ル樹脂成形材料に比較して、極めて熱安定性に優れかつ
硬化性も優れていることがわかる。また、実施例1〜3
及び比較例1のフェノール樹脂成形材料を射出成形し、
途中で成形機を停止してシリンダー内に可塑化溶融状態
の成形材料をそのまま静置したところ、実施例1〜2の
材料はいずれも100分間放置したのちも、成形機を再
運転すると、成形が出来たが、比較例1の材料は30分
間放置すると、シリンダー内で硬化しまい、再運転する
ことは困難であった。
【0019】
【発明の効果】上記の実施例からもわかるように、本発
明のフェノール樹脂成形材料は可塑化溶融状態での熱安
定性と高温時の硬化性が極めて優れている。このため、
特に射出成形において、射出成形機のシリンダー内で可
塑化溶融樹脂の硬化反応の進行が著しく抑制され、かつ
金型内では急速に硬化するため、幅広い成形条件に適応
出来、極めて成形加工性に優れている。また、本発明の
フェノール樹脂成形材料は可塑化溶融状態での熱安定性
が極めて優れているため、スプルー・ランナーレス成形
にも極めて適している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/46 5/59

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)フェノール樹脂、(b)ヘキサメ
    チレンテトラミン、(c)下記一般式[I]で表される
    3−ベンジルベンゾチアゾリウム塩、及び 【化1】 (ただし、R1 、R2 はそれぞれ独立した水素原子、ア
    ルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原
    子、ニトロ基のいずれかであり、R3 は水素原子、アル
    キル基、ハロゲン原子、アルキルチオ基、アルキルスル
    ホニル基のいずれかであり、XはSbF6、AsF6、PF
    6、BF4のいずれかである。)、下記一般式[II]で表
    されるアルコキシ基を有するスルホニウム塩、及び 【化2】 (ただし、 R1 はCn2n+1(n=1〜4)で表される
    アルキル基、シクロアルキル基及び置換アルキル基から
    選ばれた1価の脂肪族有機基であり、R2 は水素原子、
    n2n+1(n=0〜4)、OCn2n+1(n=1〜4)
    で表されるアルキル基、置換アルキル基、アルコキシ基
    から選ばれる1価の有機基であり、R3 はCn2n+1(n
    =1〜8)で表されるアルキル基、シクロアルキル基お
    よび置換アルキル基から選ばれる1価の脂肪族有機基で
    あり、XはSbF6、AsF6、PF6、BF4のいずれかで
    ある。)、下記一般式[III]で表されるスルホニウム
    塩 【化3】 (ただし、R1 、R2 は同一または異なる置換または非
    置換の脂肪族または脂環族基であり、R1 とR2 とは環
    を形成してもよい。Aはカチオン性イオウ原子に対して
    α位に6〜20の炭素原子を有する1価の芳香族基を1
    個有する炭化水素基、XはPF6、AsF6、SbF6、Sb
    (OH)F5のいずれかである。)から選ばれる塩の1種
    又は2種以上、(d)充填剤を含有することを特徴とす
    るフェノール樹脂成形材料。
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