JPS58206638A - 金属・熱硬化性樹脂複合材料 - Google Patents
金属・熱硬化性樹脂複合材料Info
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- JPS58206638A JPS58206638A JP8807382A JP8807382A JPS58206638A JP S58206638 A JPS58206638 A JP S58206638A JP 8807382 A JP8807382 A JP 8807382A JP 8807382 A JP8807382 A JP 8807382A JP S58206638 A JPS58206638 A JP S58206638A
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- Japan
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- thermosetting resin
- molding
- parts
- composite material
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱性、高剛性で、かつ強靭性を有する新規な
金属・熱硬化性樹脂の複合材料に関する。
金属・熱硬化性樹脂の複合材料に関する。
その目的とするところは、熱硬化性樹脂の脆さを改質し
取扱い作業が容易で、成形性、耐熱性、高剛性および強
靭性に優れ、かつ伝熱性を有する成形用複合材料を提供
するにある。
取扱い作業が容易で、成形性、耐熱性、高剛性および強
靭性に優れ、かつ伝熱性を有する成形用複合材料を提供
するにある。
近年軽輩化、製造工程の合理化、コストダウン等のため
、金属のプラスチック材料への代替が活発に進められて
いる。これを背景として、特に耐熱性が要求される分野
では、熱硬化性樹脂をベースにしだ複合材料が各種杭案
されている。
、金属のプラスチック材料への代替が活発に進められて
いる。これを背景として、特に耐熱性が要求される分野
では、熱硬化性樹脂をベースにしだ複合材料が各種杭案
されている。
従来熱硬化性樹脂成形材料に耐熱性でかつ強靭性を付与
する°方法として、一般にガラス繊維、アスベスト等の
無機質繊維を、また特殊な場合には芳香族ポリアミドの
ような非常に高価な耐熱性の有機質繊維を配合すること
が知られている。
する°方法として、一般にガラス繊維、アスベスト等の
無機質繊維を、また特殊な場合には芳香族ポリアミドの
ような非常に高価な耐熱性の有機質繊維を配合すること
が知られている。
ガラス繊維を使用する場合は、成形品中に長い繊維が残
存する工程を経れば良好な強靭性は得られるが、製造法
、成形法に大きな制約を受け、しかも単純な形状の成形
品しかつくれない。しかも繊維の方向によって強度が不
均一になり、伝熱性が悪いので、発熱体の近辺に使用す
ると蓄熱によって成形品の熱劣化が促進される。
存する工程を経れば良好な強靭性は得られるが、製造法
、成形法に大きな制約を受け、しかも単純な形状の成形
品しかつくれない。しかも繊維の方向によって強度が不
均一になり、伝熱性が悪いので、発熱体の近辺に使用す
ると蓄熱によって成形品の熱劣化が促進される。
一方成形品中に長い繊維が残らない工程を経れば作業性
、成形性は向上し、複雑な形状の成形品もつくれる。し
かし剛性、靭性ともに不十分である。他の補強材につい
てもガラス繊維の場合と同様ないくつかの欠点を有し、
耐熱性、高剛性で、かつ強靭性を有する経済性のある成
形用複合材料はまだ得られていない。
、成形性は向上し、複雑な形状の成形品もつくれる。し
かし剛性、靭性ともに不十分である。他の補強材につい
てもガラス繊維の場合と同様ないくつかの欠点を有し、
耐熱性、高剛性で、かつ強靭性を有する経済性のある成
形用複合材料はまだ得られていない。
導電性を付与するため、銀粉、銅粉等の金属粉末をプラ
スチックに混入させることは、導電塗料等の分野で実用
されている。しかしこれらの単なる金属粉入シブラスチ
ックは、そのま＼成形品にしても靭性、その他の機械強
度が弱く、耐熱性、高剛性でかつ強靭性を有する成形用
複合材料として不通である。
スチックに混入させることは、導電塗料等の分野で実用
されている。しかしこれらの単なる金属粉入シブラスチ
ックは、そのま＼成形品にしても靭性、その他の機械強
度が弱く、耐熱性、高剛性でかつ強靭性を有する成形用
複合材料として不通である。
本発明者らは熱硬化性樹脂の脆さを改質し、取扱い作業
が容易で、成形性、１十熱性、高剛性および強靭性に優
れ、かつ伝熱性を有する成形用複合材料を得るために鋭
意検討した結果、金属・熱硬化性樹脂の新規な複合材料
を見出した。
が容易で、成形性、１十熱性、高剛性および強靭性に優
れ、かつ伝熱性を有する成形用複合材料を得るために鋭
意検討した結果、金属・熱硬化性樹脂の新規な複合材料
を見出した。
本発明は熱硬化性樹脂１００部、融点３００ ℃以上の
金属粉末５〜４００部および該金属粉末１００部に対し
て低融点金属粉末０１〜１ｏ部を含有する成形用混合物
を、加熱加圧成形又は加熱加圧成形後文に加熱処理して
なることを特徴とするものである。
金属粉末５〜４００部および該金属粉末１００部に対し
て低融点金属粉末０１〜１ｏ部を含有する成形用混合物
を、加熱加圧成形又は加熱加圧成形後文に加熱処理して
なることを特徴とするものである。
熱硬化性樹脂は耐熱性に優れているものが望ましく、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
、ジアリルフタレート樹脂、シリコン樹脂、ポリイ゛ミ
ド慟詣又はこれらの変性樹脂等が使用できる。
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
、ジアリルフタレート樹脂、シリコン樹脂、ポリイ゛ミ
ド慟詣又はこれらの変性樹脂等が使用できる。
更に好ましくは、熱処理による寸法変化率および重量変
化率の小さいもの、例えばノボラック型フェノール樹脂
（これはキシレン樹脂、キシリレングリコールジメチル
エーテル等による芳香族炭化水素類、メラミン、ベンゾ
グアナミン等のトリアジン類、若しくはアルキルフェノ
ール類による変性ノボラック型フェノール樹脂であって
もかまわない）、耐熱性エポキシ樹脂（これはフェノー
ル類ノボラック型、テトラフェニルエタンポリグリシジ
ルエーテル型、芳香族アミン型若しくは脂環式のエポキ
シ樹脂等である）、ジアリルフタレート系樹脂又はビス
マレイミド系ポリイミド樹脂を主構成成分とするものが
良い。勿論、これらには通常の硬化剤および必要に応じ
て硬化促進剤が用いられる。これらの中でも、特に芳香
族多カルボン酸無水物、例えば無水トリメリット酸、無
水ピロメリット酸、ベンゾフェノン−テトラカルボン酸
無水物（ＢＴＤＡ） 、若しくはエチレングリコールビ
ストリメリテート（ＴＭＥＧ ）等を硬化剤とするフェ
ノール類ノボラック型エポキシ樹脂又はビスマレイミド
系ポリイミド樹脂は、寸法変化率および重量変化率が非
常に小さく、金属との接着性にも優れているので、最も
好ましいものの例である。
化率の小さいもの、例えばノボラック型フェノール樹脂
（これはキシレン樹脂、キシリレングリコールジメチル
エーテル等による芳香族炭化水素類、メラミン、ベンゾ
グアナミン等のトリアジン類、若しくはアルキルフェノ
ール類による変性ノボラック型フェノール樹脂であって
もかまわない）、耐熱性エポキシ樹脂（これはフェノー
ル類ノボラック型、テトラフェニルエタンポリグリシジ
ルエーテル型、芳香族アミン型若しくは脂環式のエポキ
シ樹脂等である）、ジアリルフタレート系樹脂又はビス
マレイミド系ポリイミド樹脂を主構成成分とするものが
良い。勿論、これらには通常の硬化剤および必要に応じ
て硬化促進剤が用いられる。これらの中でも、特に芳香
族多カルボン酸無水物、例えば無水トリメリット酸、無
水ピロメリット酸、ベンゾフェノン−テトラカルボン酸
無水物（ＢＴＤＡ） 、若しくはエチレングリコールビ
ストリメリテート（ＴＭＥＧ ）等を硬化剤とするフェ
ノール類ノボラック型エポキシ樹脂又はビスマレイミド
系ポリイミド樹脂は、寸法変化率および重量変化率が非
常に小さく、金属との接着性にも優れているので、最も
好ましいものの例である。
融点３００℃以上の金属粉末（以下金属粉末という）と
しでは、加熱処理、即ち焼結時に低融点金輌液相が該金
属粉末粒子の間隙に浸透し易いものが好ましく、銅、鉄
、ニッケル、亜鉛又はその合金等が使用できる。
しでは、加熱処理、即ち焼結時に低融点金輌液相が該金
属粉末粒子の間隙に浸透し易いものが好ましく、銅、鉄
、ニッケル、亜鉛又はその合金等が使用できる。
粉末の粒子径は、その９０％以上が３００ ｐｍ以下、
好ましくは２００μｍ以下のものがよい。細かい方が熱
硬化性樹脂との一体化、均質化に好都合であるが、例え
ば（１，１μｍ以下の超微粉末になると、非常に高価で
、経済的な制約と超微粉末を得る製造技術上の制約を受
ける。
好ましくは２００μｍ以下のものがよい。細かい方が熱
硬化性樹脂との一体化、均質化に好都合であるが、例え
ば（１，１μｍ以下の超微粉末になると、非常に高価で
、経済的な制約と超微粉末を得る製造技術上の制約を受
ける。
金属粉末の配合量は、硬化剤を含む熱硬化性樹脂１００
部に対し１５〜４００部、好ましくＩｒ１１ｏ〜３゜０
部が良い。少な過ぎると剛性、強靭性、伝熱性が同上せ
す、また多進ぎても成形時のＲ動性が悪く、成形不良や
強度の不均一が多くなり、しかも高比重になる。
部に対し１５〜４００部、好ましくＩｒ１１ｏ〜３゜０
部が良い。少な過ぎると剛性、強靭性、伝熱性が同上せ
す、また多進ぎても成形時のＲ動性が悪く、成形不良や
強度の不均一が多くなり、しかも高比重になる。
低融点金属粉末は、熱硬化性樹脂の耐熱性の点から融点
１８０〜２５０ ℃の金属を使うのが良い。スズ、スズ
−鉛合金（ハンタ′）等が使用できる。この粉末の粒子
径も、上記の金属粉末と同様ないしはそれ以上に細かい
ことが好ましい。低融点金属粉末の配合量は、金属粉末
１００部に対して（）１〜１゜部、好ましくは０５〜５
部が良い。少な過ぎると成形品は脆く、剛性が向上せず
、機械強度、耐熱性が逆に低下する。また多過ぎても成
形品中に空隙を生じ、脆く、機械強度、耐熱性も低下す
る。
１８０〜２５０ ℃の金属を使うのが良い。スズ、スズ
−鉛合金（ハンタ′）等が使用できる。この粉末の粒子
径も、上記の金属粉末と同様ないしはそれ以上に細かい
ことが好ましい。低融点金属粉末の配合量は、金属粉末
１００部に対して（）１〜１゜部、好ましくは０５〜５
部が良い。少な過ぎると成形品は脆く、剛性が向上せず
、機械強度、耐熱性が逆に低下する。また多過ぎても成
形品中に空隙を生じ、脆く、機械強度、耐熱性も低下す
る。
低融点金属粉末は前もって金属粉末とよく混合しておく
ことが好ましい。
ことが好ましい。
上記の熱硬化性樹脂−金属の配合には、更に充てん材、
例えばガラス繊維、石こう繊維、炭素繊維、炭化けい素
繊維、アルミナ繊維等の無機質繊維、芳香族ポリアミド
等の耐熱性有機實稙維、シリカ、アルミナ、マイカ、炭
カル、クレー郷の無機質粉末、シラスバルーン、パーラ
イト等の無機質中空粉末など、その他離型剤、表面処理
剤、看色剤等を添加してもよい。
例えばガラス繊維、石こう繊維、炭素繊維、炭化けい素
繊維、アルミナ繊維等の無機質繊維、芳香族ポリアミド
等の耐熱性有機實稙維、シリカ、アルミナ、マイカ、炭
カル、クレー郷の無機質粉末、シラスバルーン、パーラ
イト等の無機質中空粉末など、その他離型剤、表面処理
剤、看色剤等を添加してもよい。
本発明の配合物は通常の熱硬化性樹脂成形材料と同様の
方法で混合又は混練し、成形用混合物となし、通常の加
熱加圧成形によって所望の成形品に成形される。成形後
、更に加熱処理、即ち焼結すると、剛性、強靭性および
その他の機械強度が大巾に向−Ｆする。伝熱性、導電性
も向上する。この加熱処理は、１８０〜２５０℃の温度
で１０分〜２４時間、好まし７くは３０分〜８時間実施
すると良い。なお成形侯の加熱処理を省く場合は、加熱
加圧の成形時…ｊを通常より長く、少なくとも１０分以
上かけることが望ましい。
方法で混合又は混練し、成形用混合物となし、通常の加
熱加圧成形によって所望の成形品に成形される。成形後
、更に加熱処理、即ち焼結すると、剛性、強靭性および
その他の機械強度が大巾に向−Ｆする。伝熱性、導電性
も向上する。この加熱処理は、１８０〜２５０℃の温度
で１０分〜２４時間、好まし７くは３０分〜８時間実施
すると良い。なお成形侯の加熱処理を省く場合は、加熱
加圧の成形時…ｊを通常より長く、少なくとも１０分以
上かけることが望ましい。
本発明の複合材料は、取扱い作業が容易で、成形性、耐
熱性、高剛性、および預靭性に優れ、かつ伝熱性、導電
性を有する。これらの優れた緒特性を同時に兼備できた
のは、熱硬化性樹脂の三次元網目構造に分散していた金
属粉末粒子が各々結合し、新規な金属・熱硬化性樹脂の
相互）ｆ通網目（■ＰＮ）の生成によるものである。
熱性、高剛性、および預靭性に優れ、かつ伝熱性、導電
性を有する。これらの優れた緒特性を同時に兼備できた
のは、熱硬化性樹脂の三次元網目構造に分散していた金
属粉末粒子が各々結合し、新規な金属・熱硬化性樹脂の
相互）ｆ通網目（■ＰＮ）の生成によるものである。
本発明の複合材料は、耐熱性、高強度、茜剛性を要する
金属代替用の成形材料分野の他に、導電性を要する電子
機器、接着剤等にも非常に有用である。
金属代替用の成形材料分野の他に、導電性を要する電子
機器、接着剤等にも非常に有用である。
次に実施例をあげて具体的に収量する。
実施例１
ノボラック型エポキシ樹脂７８部、無水トリメリノ）［
２２部、）リスジメチルアミノフ・ノール０４部および
ステアリン酸亜鉛２部に、前もって予備混合した黄銅粉
（平均粒子径 １００μｍ） ／・・／ダ粉（平均粒子
径： ５０μＰｙｔ） ＝ １００ ／’ １のものを
２００部添加してよく混合し、ロール混練して成ｈ＞拐
料を侍だ。
２２部、）リスジメチルアミノフ・ノール０４部および
ステアリン酸亜鉛２部に、前もって予備混合した黄銅粉
（平均粒子径 １００μｍ） ／・・／ダ粉（平均粒子
径： ５０μＰｙｔ） ＝ １００ ／’ １のものを
２００部添加してよく混合し、ロール混練して成ｈ＞拐
料を侍だ。
比較例
ノボラック型エポキシ樹脂７８部、無水トリメリット酸
２２部、トリスジメチルアミノフェノール０４部および
ステアリン酸亜鉛２部に、アミン／シフ処理したシリカ
粉末２００部を添加してよく混合し、□ロール混練して
成形材料を得た。
２２部、トリスジメチルアミノフェノール０４部および
ステアリン酸亜鉛２部に、アミン／シフ処理したシリカ
粉末２００部を添加してよく混合し、□ロール混練して
成形材料を得た。
実施例２
ノボラック型エポキシ樹脂６９部、エチレングリコール
ビストリメリアート（ＴＭＥＧ ） ３１部、トリスジ
メチルアミノフェノール０４部、カラスｍｍ５ｏ部、シ
ラスバルーン５０部、γ−メタアクリロキンプロピルト
リメトキシシラン１部およびステアリン酸亜鉛２部に、
前もって予備混合した鉄粉（平均粒子径、３０μｍ）／
スズ粉（平均粒子径１３０μｍ）＝１００／２のものを
５０部添加し−（よく混合し、ロール混練して成形材料
を得た３゜ 実施例３ ノホラノク型フェノール側ｕｈ９ｏ部、ヘギサメチし、
ノテトフ４ン１０ｇ１Ｓ、アζノンフン処理したガラス
繊維５０部およびステアリン＠３部に、目１１もって予
備混合した銅粉（平均粒子径 ５０μｍ） ／スズ粉（
平均粒子＆ ： ３０１１ｍ） ＝ １００ ／ ２の
ものを１００部添加してよく混合し、ロール混練して成
形材料を得た。
ビストリメリアート（ＴＭＥＧ ） ３１部、トリスジ
メチルアミノフェノール０４部、カラスｍｍ５ｏ部、シ
ラスバルーン５０部、γ−メタアクリロキンプロピルト
リメトキシシラン１部およびステアリン酸亜鉛２部に、
前もって予備混合した鉄粉（平均粒子径、３０μｍ）／
スズ粉（平均粒子径１３０μｍ）＝１００／２のものを
５０部添加し−（よく混合し、ロール混練して成形材料
を得た３゜ 実施例３ ノホラノク型フェノール側ｕｈ９ｏ部、ヘギサメチし、
ノテトフ４ン１０ｇ１Ｓ、アζノンフン処理したガラス
繊維５０部およびステアリン＠３部に、目１１もって予
備混合した銅粉（平均粒子径 ５０μｍ） ／スズ粉（
平均粒子＆ ： ３０１１ｍ） ＝ １００ ／ ２の
ものを１００部添加してよく混合し、ロール混練して成
形材料を得た。
実施例４
ビスマレイミド糸ポリイミド樹脂（ロース・ブー ラン
社製、ケルイミド）１００部、２−メチルイミダゾール
２部およびステアリン酸２部に、ＡｉＪもって予備混合
したニッケル粉（平均粒子径゛５０μｍ）、、／ ハ７
ダ粉（平均粒子径： ５０μｍ） ＝ １００ ／ １
のものを２００部添加してよく混合し、ロール混練して
成形材料を得た。なυ実施例１〜４νよひ比較例の材料
を加熱加圧成形し、その性能を第１穴に示した。
社製、ケルイミド）１００部、２−メチルイミダゾール
２部およびステアリン酸２部に、ＡｉＪもって予備混合
したニッケル粉（平均粒子径゛５０μｍ）、、／ ハ７
ダ粉（平均粒子径： ５０μｍ） ＝ １００ ／ １
のものを２００部添加してよく混合し、ロール混練して
成形材料を得た。なυ実施例１〜４νよひ比較例の材料
を加熱加圧成形し、その性能を第１穴に示した。
第１表
（争１）曲げ試験での応カー企み曲線から破壊に要Ｊる
エネルギーを算出した。
エネルギーを算出した。
（◆２１２３０℃で１時間熱処理した。
芙に？＋１１と比較例を比較すると、前者は熱処理を（
よ１．て聞げ強度、剛性（弾性率）、破壊エネル晴−ｈ
・よひ債軍埴の太ＩＪ々向上が認められる。他の実施例
２〜４においても同様に、強度、剛性、強靭性の向上効
果が顕著である。
よ１．て聞げ強度、剛性（弾性率）、破壊エネル晴−ｈ
・よひ債軍埴の太ＩＪ々向上が認められる。他の実施例
２〜４においても同様に、強度、剛性、強靭性の向上効
果が顕著である。
なお実施例１〜４の材料は導電性、伝熱性にも、優れて
いる。
いる。
特許出願人 住友ベークライト株式会社ゞ＼
Claims (3)
- （１）熱硬化性樹脂１００部、融点３００℃以上の金属
粉末５〜４００部および該金属粉末１００に対し低融点
金属粉末０１〜１０部を含有する成形用混合物を、加熱
加圧成形又は加熱加圧成形後文に加熱処理してなること
を特徴とする金属・熱硬化性樹脂複合材料 - （２）熱硬化性樹脂の主構成成分が、ノボラック型フェ
ノール樹脂、耐熱性エポキシ樹脂、ジアリルフタレート
系樹脂又はビスマレイミド系ポリイミド樹脂であり、融
点３００℃以上の金属粉末が、銅、鉄、ニンケル、亜鉛
又はその合金であり、かつ低融点金属粉末がスズ、スズ
−鉛合金である特許請求の範囲第（１）項記載の金属・
熱硬化性樹脂複合材料 - （３）金属粉末の粒子径が、その９０％以上が３００μ
ｍ以下であり、かつ加熱処理が１８０〜２５０℃の温度
で１０分〜２４時間である特許請求の範囲第（１）項又
は第（２）項記載の金属・熱硬化性樹脂複合材料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8807382A JPS58206638A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 金属・熱硬化性樹脂複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8807382A JPS58206638A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 金属・熱硬化性樹脂複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58206638A true JPS58206638A (ja) | 1983-12-01 |
Family
ID=13932675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8807382A Pending JPS58206638A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 金属・熱硬化性樹脂複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58206638A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63305168A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 樹脂組成物 |
| KR20020062440A (ko) * | 2001-01-20 | 2002-07-26 | 민병창 | 특수 합성 신소재 및 그의 제조방법 |
| DE19835613C2 (de) * | 1997-01-13 | 2002-12-12 | Aisin Seiki | Elektrisch leitfähige Harzzusammensetzung und deren Verwendung zur Herstellung von Harzformteilen |
| US6573322B1 (en) | 1998-03-10 | 2003-06-03 | Togo Seisakusho Corporation | Electroconductive resin composition |
| WO2021006602A1 (ko) * | 2019-07-08 | 2021-01-14 | 부경대학교 산학협력단 | 높은 방열성 및 전기절연성을 가지는 금속-폴리머 복합재료의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 복합재료 |
-
1982
- 1982-05-26 JP JP8807382A patent/JPS58206638A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63305168A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 樹脂組成物 |
| DE19835613C2 (de) * | 1997-01-13 | 2002-12-12 | Aisin Seiki | Elektrisch leitfähige Harzzusammensetzung und deren Verwendung zur Herstellung von Harzformteilen |
| US6573322B1 (en) | 1998-03-10 | 2003-06-03 | Togo Seisakusho Corporation | Electroconductive resin composition |
| KR20020062440A (ko) * | 2001-01-20 | 2002-07-26 | 민병창 | 특수 합성 신소재 및 그의 제조방법 |
| WO2021006602A1 (ko) * | 2019-07-08 | 2021-01-14 | 부경대학교 산학협력단 | 높은 방열성 및 전기절연성을 가지는 금속-폴리머 복합재료의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 복합재료 |
| KR20210006165A (ko) * | 2019-07-08 | 2021-01-18 | 부경대학교 산학협력단 | 높은 방열성 및 전기절연성을 가지는 금속-폴리머 복합재료의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 복합재료 |
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