JPH09263691A

JPH09263691A - 不飽和ポリエステル樹脂組成物及び成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH09263691A
Application number: JP7650096A
Authority: JP
Inventors: Koji Matsumoto; 晃治松本; Makoto Yamaguchi; 真山口; Takeshi Muranaka; 健村中
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＭＣやＢＭＣに用いられる難燃性の付与され
た不飽和ポリエステル樹脂組成物及び成形体の製造方法
を提供すること。難燃性以外の他の性能についても従来
のＳＭＣ、ＢＭＣを用いた圧縮成形体と同等の性能を有
する成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】不飽和ポリエステル樹脂分100重量部に対
して、50〜350重量部の無機充填剤、及び５〜300重量部
の水を含有する不飽和ポリエステル樹脂組成物。不飽和
ポリエステル樹脂組成物において、多量の水を微分散さ
せることで、難燃性を与える。水を加えたことにより、
不飽和ポリエステル樹脂組成物の粘度が上昇し成形性が
低下した場合は、加熱流動化剤を加えることで成形性が
改善される。水を加えたことにより、加熱圧縮成形時の
成形温度は60〜98℃とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形法等に
おいて、成形材料として用いられる不飽和ポリエステル
樹脂組成物及びその組成物を用いた成形体の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】不飽和ポリエステル樹脂に、無機充填
剤、離型剤、顔料、硬化剤、及び増粘剤等を加えた樹脂
組成物をガラス繊維等の強化用繊維物質に含浸し、シー
ト状或いはバルク状に形成した不飽和ポリエステル樹脂
成形材料は、シートモールディングコンパウンド(ＳＭ
Ｃ)、或いはバルクモールディングコンパウンド(ＢＭ
Ｃ)と呼ばれている。一般にＳＭＣやＢＭＣは圧縮成形
され、往宅設備、工業部品、自動車部品等に広く用いら
れている。

【０００３】一方、近年、ＳＭＣやＢＭＣ成形体の難燃
化の要望が高まっている。一般にプラスチックの難燃化
のためには、以下に示す方法が知られている(大成社刊
ポリマーの難燃化西沢仁著)。

【０００４】（１）耐熱性のあるポリマーの使用（２）無機充填剤等の添加による可燃物の割合の低減（３）難燃剤の添加。

【０００５】上記（１）の方法として、不飽和ポリエス
テル樹脂の代わりにフェノール樹脂を用いる方法等が公
知である。フェノール樹脂は不飽和ポリエステル樹脂に
比ベ、かなり難燃な材料ではあるが、コスト、成形性、
成形体の表面性等に問題がある。

【０００６】上記（２）の方法においては、無機充填剤
等の混入には限度があり、例え高配合できたとしても、
機械的強度の低下が著しいといった問題が生じる。

【０００７】上記（３）の方法においては、“難燃剤の
効果が低く難燃効率が悪い”、“難燃効率を高めるため
に難燃剤を多量に配合すると物性が低下する或いはコス
トがかさむ”といった問題が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明ではこのような
背景の下に、ＳＭＣやＢＭＣに用いられる難燃性の付与
された不飽和ポリエステル樹脂組成物及び成形体の製造
方法を提供することを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は難燃性以外の他の性能
についても従来のＳＭＣ、ＢＭＣを用いた圧縮成形体と
同等の性能を有しながら、比較的低コストにて難燃化で
きる不飽和ポリエステル樹脂組成物及び成形体の製造方
法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の不飽和ポリエス
テル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂分100重量
部に対して、50〜350重量部の無機充填剤、及び５〜300
重量部の水、また必要に応じて１〜20重量部の加熱流動
化剤を配合してなり、更に通常、硬化剤、離型剤、増粘
剤、顔料、強化繊維等が配合される。

【００１１】この不飽和ポリエステル樹脂組成物は、シ
ート状にも、バルク状にも形成され得る。シート状成形
材料は、通常ＳＭＣと呼ばれ、公知の機械を用いて成形
され得る。シート状成形材料の熟成は通常、半日〜２日
間、30〜50℃の温度条件下に材料を置くことによりなさ
れる。また加えた水の量により熟成を必要としない場合
もある。

【００１２】以下に詳細を示す。

【００１３】本発明において用いられる水は必要に応じ
て添加剤が加えてあっても良い。水の添加量は不飽和ポ
リエステル樹脂分100重量部に対して５〜300重量部であ
る。好ましくは５０〜２００重量部であり、更に好まし
くは７０〜１５０重量部である。５重量部より少ないと
難燃性効果がなく、300重量部より多いと不飽和ポリエ
ステル樹脂への分散性が低下し相分離を起こす。

【００１４】水に加える添加剤としては、界面活性剤
(分散性向上、長期の安定性向上のため)、水ガラスとし
てのガラス成分(更に難燃性を付与するため)、或いは塩
化ナトリウムの様なイオン性結晶(沸点上昇により、成
形体中の水分の長期安定性を確保するため)等が用いら
れる。

【００１５】本発明に使用される不飽和ポリエステル樹
脂分とは、不飽和二塩基酸とグリコールと必要に応じて
飽和二塩基酸とを重縮合せしめた不飽和ポリエステル
と、重合性単量体及び必要により添加される低収縮化の
ための熱可塑性樹脂からなる混合物である。

【００１６】不飽和二塩基酸としては、無水マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が使用され
得る。グリコールとしては、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオー
ル、1,6-ヘキサンジオール、ビスフェノールＡ、水素添
加ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキ
サイド付加物、ネオペンチルグリコール等が使用され得
る。

【００１７】飽和二塩基酸としては、無水フタル酸、オ
ルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン
酸、コハク酸、テトラクロロフタル酸、ヘット酸等が使
用され得る。

【００１８】重合性単量体としては、スチレン、ジクロ
ロスチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、メタクリル
酸、メタクリル酸エステル、アクリル酸、アクリル酸エ
ステル、フタル酸ジアリル等が使用され得るが、スチレ
ンが好ましく使用される。

【００１９】また、低収縮化のための熱可塑性樹脂とし
ては、たとえばポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリメ
チルメタクリレート、ポリエチレン、ポリε−カプロラ
クトン、飽和ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリブタ
ジエン、ポリスチレン−アクリル酸共重合体、ポリスチ
レン−ポリ酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリロ
ニトリル−スチレン共重合体等が使用され得る。

【００２０】本発明に使用される無機充填剤としては、
炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウ
ム、ガラス粉末、タルク、マイカ等が使用される。

【００２１】無機充填剤の配合量は、不飽和ポリエステ
ル樹脂分100重量部に対して、50〜350重量部である。好
ましくは１００〜２５０重量部である。50重量部より少
ないと成形体中に水が分散しない。350重童部より多い
と不飽包和ポリエステル樹脂組成物の粘度が上昇しすぎ
て、強化繊維との含浸が悪くなる。

【００２２】本発明に必要に応じて使用される加熱流動
化剤とは、一般に知られているような熱可塑性樹脂の加
熱成形時に、その流動性を向上させるために用いられる
滑剤或いは界面活性剤等を指す。

【００２３】具体的には、（ａ）一価の脂肪族アルコー
ル、（ｂ）ソルビタン脂肪酸エステル、（ｃ）ネオペン
チル系ポリオール脂肪酸エステル、（ｄ）高級アルコー
ル高級脂肪酸エステル、（ｅ）脂肪酸アミドである。以
下に詳細を示す。

【００２４】（ａ）一価の脂肪族アルコール・・・飽和
または不飽和の脂肪族炭化水素の１つの水素が置換され
ている化合物であり、炭素数10〜26で、融点40〜100℃
のものが好ましい。具体例としては、セチルアルコー
ル、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等が挙
げられる。

【００２５】（ｂ）ソルビタン脂肪酸エステル・・・ソ
ルビット(分子式Ｃ₆Ｈ₁₄Ｏ₆)を脂肪酸でエステル化した
化合物で、炭素数８〜26の脂肪酸でエステル化したもの
で、融点40〜100℃のものが好ましい。具体例として
は、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレー
ト、ソルビタントリベヘネート等が挙げられる。

【００２６】（ｃ）ネオペンチル系ポリオール脂肪酸エ
ステル・・・ネオペンチルグリコール、ネオペンチルト
リオール、ネオペンチルテトラオールのいずれかのネオ
ペンチルポリオールを脂肪酸でエステル化したもの、或
いはこれらのネオペンチルポリオールがエーテル結合で
つながった２量体をポリオール成分として脂肪酸でエス
テル化した化合物であり、脂肪酸としては、炭素数10〜
25の脂肪族炭化水素の末端炭素に結合した水素をカルボ
キシル基で置換した化合物が用いられる。具体例として
は、ペンタエリスリトールのステアリン酸エステル、ペ
ンタエリスリトールのベヘニン酸エステル、ジペンタエ
リスリトールのステアリン酸エステル、ジペンタエリス
リトールのベヘニン酸エステル等が挙げられる。

【００２７】（ｄ）高級アルコール高級脂肪酸エステル
・・・高級アルコールと高級脂肪酸をエステル化したも
のであり、高級アルコールとして炭素数10〜36の脂肪族
炭化水素の末端の水素を水酸基で置換したもの、高級脂
肪酸として炭素数10〜36の脂肪族炭化水素の末端水素を
カルボキシル基で置換したものをエステル化したものが
用いられる。具体例としては、ステアリルステアレー
ト、ベヘニルベヘネート、セチルミリステート等が挙げ
られる。

【００２８】（ｅ）脂肪酸アミド・・・アンモニア、或
いはアミノ化合物と脂肪酸とから誘導されるアミドであ
り、脂肪酸として好ましくは、炭素数10〜36の脂肪族炭
化水素の末端水素をカルボキシル基で置換したものが用
いられる。具体例としては、ステアリン酸アミド、ベヘ
ニン酸アミド、エチレンビスステアロアミド、エチレン
ビス(ヒドロキシステアロアミド)、エチレンビスオレイ
ン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド等が用いら
れる。

【００２９】以上いずれの加熱流動化剤も不飽和ポリエ
ステル樹脂分100重量部に対して、単独或いは併用し
て、１〜20重量部加えることが好ましい。さらに好まし
くは５〜15重量部である。１重量部より少ないと、成形
加工時の流動性が低下しやすく、20重量部より多いと得
られた成形品表面に、巣、ピンホールが発生しやすく、
機械物性等も低下する傾向にある。

【００３０】上記強化繊維としては、ガラス繊維、炭素
繊維、石綿繊維、ホイスカー、有機合成繊維、天然繊維
等が挙げられる。

【００３１】好ましくは、物性、価格面でガラス繊維が
用いられる。一定長さ、または連続した繊維をそのまま
使用する場合の他に、マット状やクロス状のものも使用
することができる。

【００３２】例えば、ガラス繊維の場合、ストランドを
一定長さに切断したチョップドストランド、チョップド
ストランドをバインダーで接着しマット状にしたチョッ
プドストランドマット等が使用される。一定長さの繊維
長は、通常１〜80mmのものが使用される。１mmより短い
と捕強効果がなく、80mmより長いと粘度が上昇して成形
性が悪くなる。また、不飽和ポリエステル樹脂組成物中
の繊維の方向性は、ランダムにしたものの他に、一方向
に並ベたもの、Ｘ字状に並べたもの、等が使用される。

【００３３】本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物の
硬化剤としては、ターシャリーブチルパーオキシイソブ
チレート、ターシャリーブチルパーオキシ 2-エチルヘ
キサノエート、ターシャリーアミルパーオキシ 2-エチ
ルヘキサノエート、2,4,4-トリメチルペンチルパーオキ
シ 2-エチルヘキサノエート、ターシャリーブチルパー
オキシピバレート、ターシャリーブチルパーオキシベン
ゾエート、ターシャリーブチルパーオキシイソプロピル
カーボネート、ターシャリーブチルパーオキシ3,5,5−
トリメチルヘキサノエート、1,1-ビス (ターシャリーブ
チルパーオキシ) 3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、ベ
ンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキ
サイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化
物が使用され得る。

【００３４】上記離型剤としては、ステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸カルシウム等が使用され得る。

【００３５】上記増粘剤としては、酸化マグネシウム、
水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛等が使
用され得る。

【００３６】上記のような不飽和ポリエステル樹脂組成
物は、通常、圧縮成形により成形体を得ることができ
る。この場合、60〜98℃に加熱された金型内に不飽和ポ
リエステル樹脂組成物を必要量投入し、成形圧力２〜15
0kg/cm²で圧縮成形することができる。

【００３７】好ましくは、金型温度は80〜95℃、成形圧
力は５〜100kg/cm²である。金型温度が60℃より低い
と、成形時間が大幅に増大する。また98℃より高いと不
飽和ポリエステル樹脂組成物中の水が気化し成形体中に
気泡等が残りやすい。

【００３８】（作用）本発明の不飽和ポリエステル樹脂
組成物は水を含有することにより、水の消火性により燃
焼しにくくなる。また、不飽和ポリエステル樹脂組成物
が水を含有することによって該樹脂組成物の粘度が上昇
し成形性が低下する場合、加熱流動化剤をさらに含有す
ることで、圧縮成形時、加熱流動化剤が溶融し、材料粘
度の低下、或いは、金型／材料間の抵抗を減少させ、成
形流動性が向上する。

【００３９】また、不飽和ポリエステル樹脂組成物は水
を含有するが、本発明方法においては、加熱圧縮成形時
の成形温度を60〜98℃としているので、水の気化がな
く、水が均一に分散して微細な水滴となったまま硬化さ
れ、成形体中の水の分散が確保される。

【００４０】

【実施例】（実施例１）フマル酸、イソフタル酸及びプロピレング
リコールからなる不飽和ポリエステルと、ポリスチレン
とを、スチレンモノマーに溶解してなる不飽和ポリエス
テル樹脂分100重量部(スチレンモノマー45重量％)に、
炭酸カルシウム140重量部、純水100重量部、ターシャリ
ーブチルパーオキシイソブチレート１重量部、ステアリ
ン酸亜鉛５重量部、及び酸化マグネシウム0.7重量部を
混合してなる不飽和ポリエステル樹脂組成物に、25mmの
ガラスチョップドストランドを含浸し、ポリエチレンフ
ィルムで覆ってＳＭＣを得た。ガラス繊維含有率は28重
量％に調整した。

【００４１】上記ＳＭＣを平板型(250×250×4mm)に
て、加熱(コア／キャビティ温度は、90℃／90℃)、圧縮
成形した。成形圧力は10kg/cm²と50kg/cm²の２パターン
とした。成形時間は４分間とし、ＳＭＣのチャージパタ
ーンは200×200mmとした。

【００４２】尚、ＳＭＣができたものは○、できなかっ
たものは×とした。

【００４３】成形体の成形性を評価し以下のように表し
た。○：成形できた。×：成形できなかった。成形した
平板をＪＩＳＡ１３２２に従い、難燃性を評価した。そ
れらの結果を表１に示す。

【００４４】（実施例２）加熱流動化剤として、セチル
アルコールを５重量部加えたこと以外は実施例１と同様
にしてＳＭＣを得、同様に評価した。

【００４５】（比較例１）純水を加えなかったこと以外
は実施例１と同様にしてＳＭＣを得、同様に評価した。

【００４６】（比較例２）純水を１重量部使用したこと
以外は実施例１と同様にしてＳＭＣを得、同様に評価し
た。

【００４７】（比較例３）純水を350重量部使用したこ
と以外は実施例１と同様にしてＳＭＣを得、同様に評価
した。

【００４８】（比較例４）加熱圧縮成形の成形温度を14
0℃としたこと以外は実施例１と同様にしてＳＭＣを
得、同様に評価した。

【００４９】（比較例５）加熱圧縮成形の成形温度を55
℃としたこと以外は実施例１と同様にしてＳＭＣを得、
同様に評価した。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物
においては、従来の組成物に比べて多量の水を微分散さ
せることで、難燃性を与える。また水を加えたことによ
り、不飽和ポリエステル樹脂組成物の粘度が上昇し成形
性が低下した場合は、加熱流動化剤を加えることで成形
性が改善される。また本発明方法においては、加熱圧縮
成形時の成形温度は60〜98℃とする。

【００５２】よって、本発明によれば、不飽和ポリエス
テル樹脂組成物の加熱圧縮成形の成形体を、比較的低コ
ストにて、かつその機械的物性、表面性等を低下させる
ことなく難燃化することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｋ 5/00 Ｃ０８Ｋ 5/00 // Ｂ２９Ｋ 67:00 105:16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不飽和ポリエステル樹脂分100重量部に
対して、50〜350重量部の無機充填剤、及び５〜300重量
部の水を含有する不飽和ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】１〜20重量部の加熱流動化剤をさらに含
有する請求項１に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成
物。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の不飽和
ポリエステル樹脂組成物を、温度60〜98℃で加熱圧縮成
形することを特徴とする成形体の製造方法。