JPS62246961A - 耐熱性樹脂組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性樹脂組成物に係り、更に詳細には高温度
物品との接触温度たとえば厨房器具使用温度、エレクト
ロニクス用プリント配線基板へのハンダ浴処理温度、熱
可塑性樹脂の混練、成型温度等に耐えうる耐熱性樹脂組
成物に関する。

（従来技術） 水酸化アルミニウムを充てん剤とした合成樹脂組成物の
成形体、たとえば不飽和ポリエステル樹脂成形体はオニ
ックス調の透明感を有し所謂人造大理石と呼ばれ近年建
築材料はじめキッチンカウンタートップ、洗面台、化粧
台等の家具、或はバスタブ等に広く使用されているが該
充てん剤である水酸化アルミニウムは約２Ｏ０℃から結
晶水を放出しはじめるためこの温度以上の温度条件で使
用する場合、たとえば使用直後の調理鍋、灰皿内のタバ
コの火などにより成形体表面の白色化、ふくれ等を生ず
るという欠点を有している。またキッチンカウンタ等の
用途においては水濡れ低温状態から沸騰した薬缶、使用
直後の天ぷら鍋等が直接載置されるというような熱衝撃
が加えられたとき亀裂発生を招くことがあり、使用に当
り制限を受けているのが現状である。

更に、水酸化アルミニウムを充てん剤としたエポキシ樹
脂、フェノール樹脂等から成るプリント配線等電気電子
部品用途においては、公知の充てん剤たとえばメルク、
クレー、アルミナ、炭酸カルシウム等に比べて難燃性に
すぐれ、また耐アーク性、耐トラツキング性等の電気特
性にすぐれていることが知られているが上記公知光てん
剤の場合には・・ンダ浴処理においていわゆる火ぶくれ
を生ずるという欠点がある。

また、水酸化アルミニウムをポリエチレン、ポリプロピ
レン等の熱可塑性樹脂に充てんするときは加熱混練、射
出押出し成型等を実施する際、結合水の一部が解離して
水蒸気を発生することがあり、極端な場合、発泡のため
成型不可能に陥り、あるいは成型品表面にシルバーマー
ク等金生じ成型品の外観、物性の低下を来すという欠点
がある。

これを改善する手段として、たとえば特開昭５１−２７
８９８号公報に見られる如く、ギブサイト型水酸化アル
ミニウムをアルミナ１分子に結合する結晶水の見掛は上
のモル比１．８〜２．９の範囲になるように加熱処理し
２Ｏ０℃前後における脱水反応を遅延せしめた耐熱性に
すぐれた水酸化アルミニウムが知られている。

しかしながら上記方法により得られる水酸化アルミニウ
ムは合成樹脂の成型および加工後の成型体の発泡、白濁
斑点発生全防止する効果を有するが人造大理石のような
透明性を要求される合成樹脂用の充てん剤としては、光
透過性にすぐれるギブサイト型水酸化アルミニウムの一
部が加熱処理によシ光屈折率の犬なるベーマイト型水酸
化アルミニウムに変化しているため成型体自体が白化、
不透明化し、使用に適さない欠点を有する。

光透過性を保持しつつ耐熱性にすぐれた樹脂成型体とし
てはたとえば特開昭５９−２Ｏ４６３２号公報記載にな
る、全ＮａｚＯ含有量が０．１％以下のギブサイト型水
酸化アルミニウムが提案されている。

しかしながら本発明者等の実験によれば上記提案の水酸
化アルミニウムを充てんした樹脂成形体の耐熱性は不充
分であり、熱亀裂が発生し易い欠点があることが認めら
れた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来技術の欠点にかんがみ改良された水
酸化アルミニウムを配合光てんすることによシ耐熱性に
すぐれた樹脂組成物を提供することをその目的とする。

（問題点解決のための手段） 本発明者らは上記問題点を解決し耐熱性にすぐれた樹脂
組成物を見出すため鋭意研究した結果、平均粒子径０．
５〜１５μｍ、窒素ガス吸着法による比表面積が２．８
　ｍ２／　１１以上、全ＮａｚＯ含有量がｏ、ｏ　ｓ重
量係以下のバイヤー水酸化アルミニウムヲ１θ〜９０重
量係充てんした耐熱性樹脂組成物を見出し、さらに、好
ましくは上記水酸化アルミニウムはシランカッシリング
剤０．５〜２．０重量係を被覆したギブサイト凰水酸化
アルミニウムであシ、また、さらに好ましくは白色度９
７以上の水酸化アルミニウムであることを見出して本発
明の耐熱性樹脂組成物を完成するに至ったものである。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明で使用する充てん剤としての水酸化アルミニウム
はバイヤ一工程によって得られるギブサイト型Ａｔ（Ｏ
ｆ（）３又はα−Ｍ２Ｏ３・３Ｈ２Ｏであシ、全Ｎａ　
２Ｏ含有量が０．０７重重量以下であることを必須とす
る。

従来、ギブサイト型水酸化アルミニウムを樹脂用光てん
剤として使用する場合、該水酸化アルミニウム中の全Ｎ
ａ２Ｏ量は概ね０．１５重重量以上であシ、一般には０
．２〜０．４重量係程度である。しかし、斯様に全Ｎａ
２Ｏ含有量の高いギブサイト型水酸化アルミニウムは２
Ｏ０℃付近から始まるベーマイト転位による初期脱水反
応が起り易い。これに対して全Ｎａ２Ｏ含有量０．０８
重重量以下のギブサイト型水酸化アルミニウムは上記の
ごとき初期のベーマイト転位反応が起シ難い。斯様な水
酸化アルミニウムは極めて特殊な製品であるがバイヤー
法においてアルミネート溶液中のＡｔ２Ｏ３　／　Ｎａ
　２Ｏのモル比を低くとり析出を極めてゆっくり行う方
法、たとえば米国特許第４，０１４，９８５号明細書に
開示されている方法等によって得ることができる。

次に、本発明耐熱性樹脂組成物における充てん剤として
のギブサイト型水酸化アルミニウムは窒素ガス吸着法に
よるＢＥＴ比表面積が２．８　ｍ２／　ｆｊ以上である
ことを必須とするものである。

そもそもギブサイト型水酸化アルミニウムの初期脱水反
応は、はぼ２Ｏ０℃付近におけるベーマイト転位反応に
よるものであるが、この反応は水酸化アルミニウム粒子
近傍の水蒸気分圧が高いほど生起し易い。したがって水
酸化アルミニウムのＢＥＴ比表面積が大なるほど発生す
る水蒸気の表面からの拡散が犬であり、このため粒子近
傍の水蒸気分圧は低くなり、ベーマイト転位反応は生起
し難くなシ、初期脱水の生起は困難となる。

斯様にＢＥＴ比表面積の大なる水酸化アルミニウムは、
たとえばゴールミルのような粉砕機で長時間粉砕するこ
とによって得られるが粉砕時間が長ずざると過粉砕とな
りギブサイト型水酸化アルミニウムの結晶構造が破壊さ
れるおそれがある。このためＢＥＴ比表面積は２．８ｍ
２７１１以上であることを安し、好ましくは３〜４．５
　ｍ”／　ｉである。粒度の細かい水酸化アルミニウム
が必要な場合には、これを更に分級して得ることができ
る。

本発明におけるギブサイト型水酸化アルミニウムの平均
粒子径は０．５〜１５μｍの範囲が、成形体にしたとき
十分な機械的強度および耐熱衝撃性を得る上で必須であ
る。平均粒子径がこの範囲を超えて粗くなると本組成物
を成形体とした場合、成形体に十分な耐熱衝撃性が得ら
れない。また逆に上記範囲をはずれて細かくなればコン
ノクウンドの粘度が高くなり、成形作業性をいちじるし
く悪化する。平均粒子径１０．５〜１５μｍとした理由
は上記の通りである。

さて１本発明の組成物を用いて成形体を形成する場合、
成形体の耐熱衝撃性、機械的強度、作業性等は水酸化ア
ルミニウム粒子のシランカツノリング剤コーティングに
よって、いちじるしく改善される。シランカップリング
剤の被覆量は水酸化アルミニウムに０．５〜２．０重量
％含有する程度が適当である。０．５重量％未満では効
果不十分であり、また２、０重量％を超えても特別顕著
な効果が期待できない。

シランカップリング剤としては、本発明における樹脂が
不飽和ポリエステル樹脂、メチルメタクリレート樹脂等
の場合にはアクリルシランを、エポキシ樹脂にはエポキ
シシランを、またポリエチレン等のポリオレフィン類に
はビニルシランを用いる等、使用樹脂に適合したシラン
カップリング剤を用いることが好ましい。シランカップ
リング剤で表面処理して用いることによシ水酸化アルミ
ニウムの樹脂との相溶性、分散性を一層向上させる他、
成形特性、成形品の物理的性質の向上に一層好ましい結
果をもたらすことができ、特に電気特性および耐湿、耐
熱性をいちじるしく改善する。

また１色調を重視する人造大理石用途等に用いる場合、
ギブサイト型水酸化アルミニウムの、光電白色度肝で猾
淀した白色度は９７以上が必要であシ、この数値に達し
ない場合には成形体に乳白色の色調が得られないのみな
らず有色着色を生じ製品価値をいちじるしく低下させる
ので適当ではない。

プリント配線基板、電ｍ被覆材等の用途に供する場合に
は、必要に応じて本発明の水酸化アルミニウムを水洗ま
たは化学的洗浄を行い水溶性ナトリウムｆｔ、０．０１
重重量風下に低下したものを使用するのが一層好ましい
。

本発明において使用する樹脂としては不飽和ポリエステ
ル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＰｖＣの他ポリ
エチレン、ポリプロピレンおよび合成ゴム等熱可塑性高
分子合成物質が適当である。

以下、本発明を実施例および比較例によって説明する。

（実施例及び比較例１） 第１表において試料＆１〜８に示すごとき全Ｎａ２Ｏｔ
、平均粒子径、窒素ガス吸着法によるＢＥＴ比表面積を
有するバイヤー水酸化アルミニウム、硬化剤およびエポ
キシ樹脂を表示の配合にて混合抜角型成形型に注型し、
加熱硬化させて成形体を得、これから寸法５０Ｘ１００
Ｘ３ｍの試験片を切り出し、・ヘンダ耐熱性試験を行な
った結果、第１表に示す成績を得た。さらに本発明の要
件を満たさないバイヤー水酸化アルミニウムを充てんし
た比較例Ａ９〜１３の成績を第１表に併記した。

本例におけるハンダ耐熱性試験は、温度２６０℃に保持
したハンダ浴中に上記成形体を浸漬し、成形体において
ふくれを発生する時間（秒）を測定することによって行
なった。

（以下余白） 第　　１　　表 表註；１）樹脂はエポキシ樹脂 ２〕　配合量は、樹脂成形体中の水酸化アルミニウム含
有量ｗｔ、％ 第１表の成績から本発明組成物から成るエポキシ樹脂成
形体は・・ンダ耐熱性によシ表わされる耐熱性を著しく
向上させていることは明らかである。

実施例及び比較例２ 不飽和ポリエステル樹脂にバイヤー水酸化アルミニウム
と少量の硬化剤を配合して混合し、金型に注型し、加熱
硬化させ、厚さ１０ｍｍの板状成形体を作成した。この
板状成形体についてアイゾツト衝撃強さ、曲げ強さ、乾
熱試験及び湿熱試験を行った。

乾熱試験は底径２５０＋ａ＋の天ぷら鍋に、大豆油を入
れ、加熱して油温１８５℃に保持し、次いで上記板状成
形体の面上に上記鍋を載置し、板状成形体にクラックが
生ずるまでの時間全測定することによって行った。また
湿熱試験は、上記板状成形体の面上に沸騰水を流して湿
潤させ、ついで板状成形体の面上に沸騰水の入った鍋音
載置し、板状成形体の白化状況を観察することによって
行った。

第２表に、バイヤー水酸化アルミニウムの特性値、充て
ん量と、樹脂成形体の特性を示した。表においてＡ１〜
Ａ８は本発明の実施例、屋９〜煮１２は本発明の要件を
満たさないバイヤー水酸化アルミニウムを充てんした比
較例である。

（以下余白） 第２表の結果から、本発明組成物から成る成形体は耐熱
衝撃性、曲げ強さ、耐熱性および耐湿性において比較例
にくらべ格段にすぐれていることが知られる。

（発明の効果） 以上詳記した通シ、本発明の耐熱性樹脂組成物は、これ
によって構成された成形体において従来にない高い耐熱
性を有すると共に他の機械的性質をも向上し、その美麗
な色調と相まって多方面にその用途を拡大しうる効果は
極めて犬である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒子径が０．５〜１５μｍ、窒素ガス吸着法
   による比表面積が２．８ｍ＾２／ｇ以上、全Ｎａ＿２Ｏ
   含有量が０．０８重量％以下の水酸化アルミニウムを１
   ０〜９０重量％充てんしたことを特徴とする耐熱性樹脂
   組成物。
2. （２）水酸化アルミニウムがシランカップリング剤によ
   って表面処理され、該シランカップリング剤を０．５〜
   ２．０重量％含有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の耐熱性樹脂組成物。
3. （３）水酸化アルミニウムが白色度９７以上であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐熱性樹脂組
   成物。