JPH09110949A - 不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂用硬化剤組成物及び硬化方法 - Google Patents
不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂用硬化剤組成物及び硬化方法Info
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- JPH09110949A JPH09110949A JP29325995A JP29325995A JPH09110949A JP H09110949 A JPH09110949 A JP H09110949A JP 29325995 A JP29325995 A JP 29325995A JP 29325995 A JP29325995 A JP 29325995A JP H09110949 A JPH09110949 A JP H09110949A
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Abstract
ル樹脂を硬化させるに当たり、従来の硬化剤で達成され
ている残存スチレン量より大幅に低い残存スチレン量と
FRPやライニングから水に溶出する臭気のない硬化剤
及びそれを用いた硬化方法を提供する。 【解決手段】ナフテン酸コバルト等の金属石ケンを促進
剤、アセチルアセトンパーオキサイドと特定の式で示さ
れるパーオキシエステルを硬化剤、アセチルアセトンを
プロモーターとして使用して各種不飽和ポリエステル樹
脂又はビニルエステル樹脂を硬化する。
Description
ル樹脂又はビニルエステル樹脂用硬化剤組成物及びそれ
らの樹脂の硬化方法に関する。
ステル樹脂又はビニルエステル樹脂をマトリックスとす
る強化プラスチック(以下FRPと略す)は、浴槽、浄
化槽などの住宅関係、漁船、ヨット、ボートなどの船舶
関係、パイプ、タンクなどのプラント関係の製品に、ま
た不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂は、
非FRPとして塗料、ライニング、注型、化粧板、積層
板など広い範囲で実用化されている。不飽和ポリエステ
ル樹脂又はビニルエステル樹脂を硬化させる際の硬化剤
としては、メチルエチルケトンパーオキサイド(以下M
EKPと略す)やアセチルアセトンパーオキサイド(以
下AAPと略す)等のケトンパーオキサイド類又は、ク
メンハイドロパーオキサイド(以下CHPと略す)等の
ハイドロパーオキサイド類とナフテン酸コバルト等の金
属石ケンによるレドックス系、及びベンゾイルパーオキ
サイド(以下BPOと略す)とN,N−ジメチルアニリ
ン等の芳香族3級アミン類を併用する系が一般に行われ
ている。
硬化させた場合、硬化樹脂中のスチレンモノマー(残存
モノマー)は硬化後も長期間、相当量が残存し、製品用
途によってはFRP製品中の残存モノマーからもたらさ
れる臭気の問題が指摘されていた。更にFRP製品の臭
気は残存モノマーからだけでなく使用した硬化剤及びプ
ロモーターからももたらされる事が特に臭気が問題にさ
れる大型上水貯槽のライニングの用途で指摘されてい
る。
イニング等の用途に於いては、残存モノマーによる食品
や水に対する臭気汚染が問題であり、残存モノマーを少
なくするために、製品の後加熱処理等を施す必要がある
が、これらタンク類や槽は主として大型オープンモール
ドを用いたハンドレイアップによる成型や、ライニング
処理が行われており、残存モノマーを減らすための後加
熱処理が事実上不可能であり、こうした用途への不飽和
ポリエステル系FRPやライニングが実用上制限されて
いた。
硬化方法で成型されたFRP製品を後加熱処理すること
なしにFRP製品やライニング中に残存するモノマーや
硬化剤及びプロモーターからもたらされる臭気汚染を解
決できる硬化剤組成物および硬化方法を提供することを
目的とする。
れるFRP製品やライニング中の残存モノマー量を加熱
成型や長時間の高温での後加熱処理によりはじめて達成
されていたレベルにまで低下させることができ、更に硬
化剤及びプロモーターからもたらされる臭気もほとんど
ない程度に抑えられる硬化剤組成物及び硬化方法を提供
することである。
を達するために鋭意研究の結果、特定の硬化剤とプロモ
ーターを用いれば室温における硬化法であっても、後加
熱処理することなく硬化物中の残存モノマー量を大幅に
低減できることや硬化剤及びプロモーターによる臭気も
ないFRP製品の製造やライニングが出来ることを見出
し、本発明を完成させた。
表されるパーオキシエステルを含有する不飽和ポリエス
テル樹脂又はビニルエステル樹脂用硬化剤組成物
のアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基を表
す。) (2)アセチルアセトンパーオキサイド、式(1)で表
されるパーオキシエステル及びアセチルアセトンを含有
する不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂用
硬化剤組成物 (3)前項(1)に記載の硬化剤組成物とアセチルアセ
トンと金属石ケンを用いることを特徴とする不飽和ポリ
エステル樹脂又はビニルエステル樹脂の硬化方法 (4)前項(2)に記載の硬化剤組成物と金属石ケンを
用いることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂又はビ
ニルエステル樹脂の硬化方法 (5)アセチルアセトンパーオキサイド、式(1)で表
されるパーオキシエステル、アセチルアセトン及び金属
石ケンを用いることを特徴とする不飽和ポリエステル樹
脂又はビニルエステル樹脂の硬化方法 に関する。
本発明に言うアセチルアセトンパーオキサイドは通常、
アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)と過酸化
水素を等モル仕込み、酸触媒のもと、これにDMP、N
−メチルピロリドン、トリエチルフォスフェート(TE
P)、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート等の
希釈剤を加え反応させることにより得られる。なお、こ
の場合トリエチルフォスフェート(TEP)、3−メト
キシ−3−メチルブチルアセテート等の臭気の低い希釈
剤を用いる事が、本発明には望ましい。
テルとしては3,5,5−トリメチルヘキサノイルクロ
ライドとタ−シャリブチルハイドロパ−オキサイド、タ
−シャリアミルハイドロパ−オキサイド、タ−シャリヘ
キシルハイドロパ−オキサイド、タ−シャリオクチルハ
イドロパ−オキサイド等の各種ハイドロパーオキサイド
とをアルカリの存在下で反応させて得られるものが用い
られるが、使用しうるパ−オキシエステルの具体例とし
ては、ターシャリブチルパーオキシ−3,5,5−トリ
メチルヘキサノエート(TBTMHと略す)、ターシャ
リアミルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノ
エート(TATMHと略す)、ターシャリヘキシルパー
オキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート(TH
TMHと略す)、2,4,4−トリメチルペンチル−
3,5,5−トリメチルヘキサノエート(TMTMHと
略す)等が挙げられる。
ルアセトンは2,4−ペンタジオンの事を言う。
は促進剤として働き、用いうる金属石ケンの例として
は、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸カリウム、ナフテ
ン酸カルシウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸マンガン、
オクチル酸コバルト、オクチル酸カリウム、オクチル酸
カルシウム、オクチル酸銅、オクチル酸マンガン等があ
げられるが、これらのうちナフテン酸コバルト、オクチ
ル酸コバルト等のコバルト石ケンが好ましい。
キサイドと式(1)で表されるパーオキシエステルは硬
化剤として働くが、その硬化剤の添加量は、不飽和ポリ
エステル樹脂又はビニルエステル樹脂(以下、単に樹脂
という。)100重量部に対しアセチルアセトンパーオ
キサイドは0.5〜5重量部であり、好ましくは1〜3
重量部で、又、式(1)で表されるパーオキシエステル
は0.5〜5重量部であり、好ましくは1〜3重量部で
ある。アセチルアセトンパーオキサイドとパーオキシエ
ステルは樹脂に対し、別々に加えても良いし、両者を予
め混合した硬化剤組成物として樹脂に添加しても良い。
0重量部に対して通常0.1〜3重量部で好ましくは
0.5〜2重量部用いられる。
組成物として樹脂に添加する場合は、アセチルアセトン
パーオキサイドと式(1)で表されるパーオキシエステ
ルとの組成物として用いる他に、この組成物にアセチル
アセトンを加えた組成物として用いても良い。前者の場
合、アセチルアセトンパーオキサイド1重量部に対して
通常パーオキシエステル0.1〜10重量部であるが、
好ましくは0.1〜8重量部である。又、後者の場合
は、アセチルアセトンパーオキサイドと式(1)で表さ
れるパーオキシエステルとの組成物1重量部に対して通
常アセチルアセトン0.1〜2重量部であるが、好まし
くは0.1〜1重量部である。これらの組成物の不飽和
ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂への添加量
は、前者の場合樹脂100重量部に対して1〜10重量
部で好ましくは1〜5重量部であり、後者の場合は樹脂
100重量部に対して1〜15重量部で好ましくは1〜
8重量部である。
える場合あるいは硬化剤組成物として加える場合のいず
れであっても、金属分として、樹脂100重量部に対し
て通常0.005〜0.2重量部で好ましくは0.02
〜0.15重量部である。
脂の常温硬化に用いられているメチルエチルケトンパー
オキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド(TB
H)、キュメンハイドロパーオキサイド等を併用する事
も可能である。
は不飽和二塩基酸を必ず1成分として含み、必要により
飽和二塩基酸を併用してグリコール類と加熱脱水縮合さ
せて得られる反応物をスチレン等のビニル系単量体で希
釈して得られたものをいう。用いうる不飽和二塩基酸の
具体例としては、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコ
ン酸、クロロマレイン酸等があげられる。又用いうる飽
和二塩基酸の具体例としては、無水フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、こはく酸、アジピン酸、セバチン
酸等があげられる。用いうるグリコール類の具体例とし
ては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサ
ンジオール、ビスフェノールA、プロピレンオキサイド
付加物等があげられる。
ポリエポキシドとα、β−不飽和一塩基酸の当量反応物
をビニル系単量体で希釈して得られたものを言う。用い
うるポリエポキシドの具体例としては、ビスフェノール
A、ビスフェノールF等のエピ・ビス型グリシジルエー
テル、ノボラック型グリシジルエーテル、臭素化グリシ
ジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート等の含
窒素ポリエポキシド、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸
等のグリシジルエステル、グリコール型グリシジルエー
テル等が挙げられる。又用いうる不飽和一塩基酸の具体
例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、
桂皮酸、ソルビン酸等があげられる。又、用いうるビニ
ル系単量体の具体例としては、スチレン以外に、メチル
メタクリレート、ビニルトルエン、α−メチルスチレ
ン、クロルスチレン等があげられる。ビニル系単量体の
添加量は通常樹脂に対して25〜45重量%添加され
る。
される不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂の
硬化に於いては、ガラス繊維等の補強剤、炭カル等の充
填剤、酸化チタン等の着色剤、ワックス等の離型剤、低
収縮剤としてポリスチレン等のポリマー等を必要に応
じ、併用することも可能で、実施の具体的方法としては
常温における、ゲルコート法、ハンドレイアップ法、ス
プレーアップ法、RTM法、注型法、フィルム法や、フ
ローコーター法やライニング法による塗布等、それ自体
公知の成形方法を利用することができる。成形時の雰囲
気温度は5℃以上であれば本発明の目的を達成すること
が出来るが、目的とする残存スチレンのレベルに達する
までの時間は長時間を要するので、ジェットヒ−タ−等
の加温装置を用いて雰囲気温度を15℃以上にすること
が好ましい。又、本発明の目的とするところのR.S値
が低く、溶出水に臭気のないFRPを得るのに要する時
間は大体15℃で1ヶ月、20℃で1週間程度である。
ロキノン等の禁止剤を樹脂中又は整形時に必要に応じて
使用できる。
説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定される
ものではない。
脂(樹脂1)の合成 撹拌機、分溜コンデンサー、ガス導入管、温度計を付し
た1Lセパラブルフラスコに、プロピレングリコール1
61g、無水マレイン酸196g、無水フタル酸296
gを仕込み、窒素ガス気流中180〜205℃にてエス
テル化して酸価36.1の不飽和アルキッド樹脂を得
た。これにハイドロキノン0.1g、スチレン385g
を加え、オルソ系ポリエステル樹脂(樹脂1)を得た。
(樹脂2)の合成 撹拌機、分溜コンデンサー、ガス導入管、温度計を付し
た1Lセパラブルフラスコに、プロピレングリコール7
6g、ネオペンチルグリコール104g、マレイン酸4
2g、イソフタル酸90gを仕込み、窒素ガス気流中、
撹拌下に10時間かけて200℃まで昇温し、さらにこ
の温度で3時間撹拌を続けて反応を完結させ、酸価30
の不飽和アルキッド樹脂を得た。これにハイドロキノン
0.1g、スチレン184gを加え、イソ系不飽和ポリ
エステル樹脂(樹脂2)を得た。
(樹脂3)の合成 撹拌機、分溜コンデンサー、ガス導入管、温度計を付し
た1Lセパラブルフラスコに、プロピレングリコール7
6g、ビスフェノールA224g、マレイン酸42g、
イソフタル酸90gを仕込み、窒素ガス気流中、撹拌下
に10時間かけて200℃まで昇温し、さらにこの温度
で3時間撹拌を続けて反応を完結させ、酸価30の不飽
和アルキッド樹脂を得た。これにハイドロキノン0.1
g、スチレン184gを加え、ビス系不飽和ポリエステ
ル樹脂(樹脂3)を得た。
の合成 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計を付した1Lセパラ
ブルフラスコに、エピコート#1001(商品名、エポ
キシ樹脂、油化シェル(株))を550g、メタクリル
酸86g、ハイドロキノン0.5g、トリメチルベンジ
ルアンモニウムクロライド2gを仕込み、130〜13
5℃で激しく撹拌しながら3時間反応させた。酸価9.
4の反応生成物にスチレンを当初300g、次いで2L
ビーカーに内容物を注入して更に250g加え、ビニル
エステル樹脂(樹脂4)を得た。
びアセチルアセトン等の薬剤を表1及び表2に示される
混合比で配合し液状組成物を得、この組成物を#450
のガラスマットに含浸させて得た120mm×70mm、1
プライの含浸マット(ガラスコンテント20重量%)を
20℃の温度で70mm×200mm×2mmのガラス板の両
面にそれぞれ積層し、そのまま20℃で7日間放置し
た。
す)の測定は得られた成形物よりFRPをはがし、それ
をダイヤモンドカッターで小さな切片に切断し、その約
3gを試験管に入れ、これに18mlのジクロロメタンと
0.045gのトルエンを加え、24時間冷暗所に置い
た後、溶液をガスクロマトグラフィにかけ残存スチレン
量を定量した。以下の各表において残存スチレン量
(%)はFRP100重量部に対する重量比である。
べたガラス板の両面にFRPを成形したサンプル板1枚
を、容量2Lの硬質ガラスビーカーに入れ、5〜6L/
分の流量で1時間、水道水により水洗する。続いて、ガ
ラス容器が水道水で満たされていることを確かめた後、
ポリエチレンフィルムで密閉し、常温で24時間静置す
る。
ゆすぎ、蒸留水2000mlを入れる。水洗いしたポリエ
チレンフィルムで密閉し、光を遮り20±1℃で24時
間静置し、この浸せき水を試料水とする。又、同時に蒸
留水800mlを同じ型の硬質ガラス容器に入れて同様に
密閉し、光を遮り試料水と同じ場所に24時間静置し、
これを対象水とする。
ぞれ共栓三角フラスコ300mlに採り、軽く栓をして4
0℃〜50℃に加温し、激しく振った後、開栓と同時に
対象水と比較して臭気の異常の有無を試験する。以上は
JWWAK135(1985)「水道用エポキシ樹脂塗
装方法」に準じて行った。
100℃のオーブンで4時間の後硬化を行ったものにつ
いて前記と同じ方法でR.S及び臭気を測定した。比較
例21はプレスを用いて#450のガラスマット2プラ
イのFRPを150℃×10分間の条件で積層を行い測
定した。
た。メチルエチルケトンパーオキサイド(MEKPと略
す、カヤメックMを使用)、アセチルアセトンパーオキ
サイド(AAPと略す、トリゴノックス40を使用)、
ジベンゾイルパーオキサイド(BPOと略す、ルシドー
ル50Pを使用)、t−ブチルパーオキシベンゾエート
(TBPBと略す、カヤブチルBを使用)、t−ブチル
パーオキシオクトエート(TBPOと略す、カヤエステ
ルOを使用)、t−ブチルパーオキシイソプロピルカー
ボネート(BICと略す、カヤカルボンBICを使
用)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカー
ボネート(EHPCと略す、トリゴノックス117を使
用)。以上は化薬アクゾ(株)製の商品を使用。
(NaCoと略す)と16%オクチル酸コバルト(Oc
Coと略す)を用いた。アセチルアセトン(AAと略
す)とジメチルアニリン(DMAと略す)は試薬1級を
用いた。又、各表においてphrは樹脂100重量部に
対する重量部を意味する。(phr:per hund
red resin)
を表3及び表4に示される混合比で配合し液状組成物を
得、この組成物を#450のガラスマットに含浸させて
得た120mm×70mm、1プライの含浸マット(ガラス
コンテント20重量%)を20℃の温度で70mm×20
0mm×2mmのガラス板の両面にそれぞれ積層し、そのま
ま20℃で7日間放置した。得られたFRP板の残存ス
チレン量及び溶出水の臭気の測定は実施例1〜7、比較
例1〜19と同じ方法で行った。
を表5及び表6に示される混合比で配合し液状組成物を
得、この組成物を#450のガラスマットに含浸させて
得た120mm×70mm、1プライの含浸マット(ガラス
コンテント20重量%)を20℃の温度で70mm×20
0mm×2mmのガラス板の両面にそれぞれ積層し、そのま
ま20℃で7日間放置した。得られたFRP板の残存ス
チレン量及び溶出水の臭気の測定は実施例1〜7、比較
例1〜19と同じ方法で行った。
を表7及び表8に示される混合比で配合し液状組成物を
得、この組成物を#450のガラスマットに含浸させて
得た120mm×70mm、1プライの含浸マット(ガラス
コンテント20重量%)を20℃の温度で70mm×20
0mm×2mmのガラス板の両面にそれぞれ積層し、そのま
ま20℃で7日間放置した。得られたFRP板の残存ス
チレン量及び溶出水の臭気の測定は実施例1〜7、比較
例1〜19と同じ方法で行った。
びタ−シャリブチルパ−オキシ−3,5,5−トリメチ
ルヘキサノエ−ト(TBTMH)1重量部を混合して本
発明の硬化剤組成物Aを得た。
タ−シャリブチルパ−オキシ−3,5,5−トリメチル
ヘキサノエ−ト(TBTMH)2重量部及びアセチルア
セトン(AA)1重量部を混合して本発明の硬化剤組成
物Bを得た。
Bを用いる以外は実施例1〜7、比較例1〜19と同様
の方法でFRP板を得、そのFRP板の残存スチレン量
及び溶出水の臭気の測定を実施例1〜7、比較例1〜1
9と同じ方法で行い、その結果を表9に示した。
り、各種不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹
脂の硬化において従来の硬化系を用いた場合に比較して
格段に低い残存スチレン量でかつFRPやライニングか
ら水に溶出する臭気の少ないFRP製品を製造できる。
Claims (5)
- 【請求項1】アセチルアセトンパーオキサイド及び式
(1)で表されるパーオキシエステルを含有する不飽和
ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂用硬化剤組成
物 【化1】 (式中、R1 は炭素数1〜6までの直鎖若しくは、分岐
のアルキル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基を表
す。) - 【請求項2】アセチルアセトンパーオキサイド、式
(1)で表されるパーオキシエステル及びアセチルアセ
トンを含有する不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエス
テル樹脂用硬化剤組成物 - 【請求項3】請求項1に記載の硬化剤組成物とアセチル
アセトンと金属石ケンを用いることを特徴とする不飽和
ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂の硬化方法 - 【請求項4】請求項2に記載の硬化剤組成物と金属石ケ
ンを用いることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂又
はビニルエステル樹脂の硬化方法 - 【請求項5】アセチルアセトンパーオキサイド、式
(1)で表されるパーオキシエステル、アセチルアセト
ン及び金属石ケンを用いることを特徴とする不飽和ポリ
エステル樹脂又はビニルエステル樹脂の硬化方法
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