JPS6357664A - Formable composition - Google Patents
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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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はフェノール−フルフルアルデヒドノボラックを
フェノール−アルデヒドレゾール樹脂に添加してなる新
規なガラス質炭素組成物に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a novel vitreous carbon composition comprising a phenol-furfuraldehyde novolak added to a phenol-aldehyde resol resin.
詳述すれば、本発明は、大きいサイズで成形されたガラ
ス質炭素、特に適当に圧縮、成形された製品を炭素化し
、ついで低い破損率又は低い変化拒絶率で良好なガラス
質炭素に黒鉛化されてなる大きい薄板の製造に係る。さ
らに詳述すれば、本発明はかかるガラス質炭素製品の製
法に係る。Specifically, the present invention provides carbonization of large-sized shaped vitreous carbon, especially properly compressed and shaped products, and then graphitization into good vitreous carbon with low breakage rate or low change rejection rate. related to the manufacture of large thin plates made of More specifically, the present invention relates to a method of making such a vitreous carbon product.
従来の技術
ガラス質炭素は極めて不活性(非反応性)でありかつ孔
を有しないため、多数の分野及び各種の工業分野で使用
される構造体の重要かつ有用な材料である。研究及び開
発では、かかる材料はビーカー、深皿、ボート、反応管
等の製造に使用されており、一般的な用途では、半導体
の加工、フッ化物レーザ材料、金属のゾーン精製、化学
物質のゾーン精製、バイオメディカル用品、燃料電池の
電極等に使用されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Glassy carbon is extremely inert (non-reactive) and has no pores, making it an important and useful material for structures used in many fields and various industrial fields. In research and development, such materials are used in the manufacture of beakers, deep dishes, boats, reaction tubes, etc., and common applications include semiconductor processing, fluoride laser materials, zone refining of metals, zone refining of chemicals, etc. Used in purification, biomedical supplies, fuel cell electrodes, etc.
しかしながら、ガラス質炭素の工業的利用は近年になっ
て始まったものである。ガラス質炭素は、亜鉛、銀、銅
、スズ、鉛、アルミニウム、金、白金等を含む広範な金
属に対するぬれ性を有しないため、これら金属及びそれ
らの合金の加工、たとえば塩素ガスによる溶融アルミニ
ウムの脱水素処理に利用されていた。腐食性液に浸漬さ
れるパイプをこの種の材料で製造することも、有効な応
用法の1つである。However, industrial use of vitreous carbon has only begun in recent years. Glassy carbon does not have wettability with a wide range of metals, including zinc, silver, copper, tin, lead, aluminum, gold, platinum, etc., so it is difficult to process these metals and their alloys, such as processing molten aluminum with chlorine gas. It was used for dehydrogenation treatment. The production of pipes immersed in corrosive liquids from this type of material is also a useful application.
この材料の工業的用途の発展は、従来の型又はダイスを
使用して、同等の効率及びコストで、適当に硬化された
所望形状の成形品又は押出成形品を製造することができ
ないため、非常に制限されていた。さらに、燃料電池で
の使用に適する太きいサイズの薄板の製造も困難であっ
た。The development of industrial applications for this material has been extremely difficult due to the inability to produce properly cured molded or extruded parts of the desired shape with comparable efficiency and cost using conventional molds or dies. was limited to. Furthermore, it has been difficult to manufacture thick sheets suitable for use in fuel cells.
レゾール樹脂は、加熱される際にはなお溶融すると共に
、アセトンにはなお不溶である状態まで縮合(反応)さ
れたフェノールとアルデヒドとの間の樹脂状反応生成物
であり、この樹脂はなお充分な反応性を保有しており、
硬化材の添加なしでも加熱により硬化し、不溶及び非溶
融状態に達しうるちのである。レゾール樹脂は、架橋剤
の添加なしで硬化し得るため、Aステージフェノール樹
脂又はシングルステージ樹脂としても公知である。A resol resin is a resinous reaction product between a phenol and an aldehyde that has been condensed (reacted) to the point that it still melts when heated and is still insoluble in acetone; It has a high reactivity,
Even without the addition of a curing agent, it can be cured by heating and reach an insoluble and non-molten state. Resol resins are also known as A-stage phenolic resins or single-stage resins because they can be cured without the addition of crosslinkers.
レゾール樹脂は、モル比1/1以上でアルデヒド及びフ
ェノールを使用して調製される。不溶非溶融状態まで硬
化を行うに充分なアルデヒドがすでに存在するため、最
終的な硬化を行うためにヘキサメチレンテトラミン(以
後rhexaJと略称する)の如き硬化剤を添加する必
要はない。しかしながら、レゾール樹脂の調製では、よ
り硬くかつより容易に粉砕されるレゾールを得るために
少量のhexaを添加することが好ましい。この目的に
は、たとえばフェノール1モル当りhexaO,005
ないし0,03モル、好ましくは0.01モルを使用す
ることが有利である。いずれの場合にも、レゾールの調
製に使用されるhexaの量は、ノボラック−レゾール
混合物の硬化を促進するために添加される量には算入さ
れない。Resol resins are prepared using aldehydes and phenols in molar ratios of 1/1 or greater. There is no need to add a curing agent such as hexamethylenetetramine (hereinafter referred to as rhexaJ) to effect the final cure since there is already sufficient aldehyde to effect the cure to an insoluble, non-molten state. However, in the preparation of resol resins, it is preferred to add a small amount of hexa to obtain a harder and more easily crushed resol. For this purpose, for example hexaO,005
It is advantageous to use between 0.03 and 0.03 mol, preferably 0.01 mol. In any case, the amount of hexa used in the preparation of the resol is not counted in the amount added to accelerate the curing of the novolak-resol mixture.
これに対して、ノボラック樹脂はアルデヒドが欠乏した
状態で調製されたものであるため、hexaの如き硬化
剤を添加しないかぎり硬化されない。In contrast, novolak resins are prepared in an aldehyde-depleted state and therefore will not cure unless a curing agent such as hexa is added.
従って、ノボラックは、いずれの用途においても、加熱
の際にも不溶、非溶融状態まで硬化又は変化せず、溶解
性及び溶融性を残すフェノール−アルデヒドの樹脂状反
応生成物として定義される。Novolacs, in any application, are therefore defined as resinous reaction products of phenol-aldehydes that do not harden or change to an insoluble, non-molten state upon heating, but remain soluble and meltable.
樹脂粒を使用する場合、ノボラックがフェノール−フル
フルアルデヒド樹脂であることが特に重要である。ノボ
ラックがフルフルアルデヒドを使用するものである場合
、樹脂混合物を所望の形状に成形するには圧縮法が適し
ているが、この方法は、他のアルデヒドを使用して調製
されたノボラックに関しては適していない。When using resin granules, it is particularly important that the novolak is a phenol-furfuraldehyde resin. If the novolak uses furfuraldehyde, compression methods are suitable for molding the resin mixture into the desired shape, but this method is not suitable for novolaks prepared using other aldehydes. do not have.
特許出願第182,755号、第358,893号及び
第502゜181号において、ノボラック及びレゾール
樹脂の反応に関して多数の文献か引用されている。これ
らには、米国特許第3,998,906号、第3,92
7,140号、第3,879,338号、第3,410
,718号、特開昭53−75294号及び英国特許第
1,098,029号が含まれる。これらの文献は樹脂
の硬化可能なガラス質混合物に関するものではあるが、
いずれも、ガラス質混合物から水を除去し、これにより
成形可能な組成物、特に、ガラス質炭素生成物に変質さ
れるようにグラファイトの如き炭素質充填剤と混合され
る組成物を生成する方法に関するものではない。In patent applications No. 182,755, No. 358,893 and No. 502.181, numerous documents are cited regarding the reaction of novolacs and resol resins. These include U.S. Patent No. 3,998,906;
No. 7,140, No. 3,879,338, No. 3,410
, 718, JP-A-53-75294 and British Patent No. 1,098,029. Although these documents concern curable vitreous mixtures of resins,
Both methods involve removing water from a vitreous mixture and thereby producing a moldable composition, particularly a composition that is mixed with a carbonaceous filler such as graphite so as to be transformed into a vitreous carbon product. It's not about.
発明の概要
本発明によれば、フェノール−アルデヒドレゾール樹脂
の20−80重量%水溶液又は水性懸濁液に、好ましく
はレゾール樹脂生成の初期段階において、フェノール−
プルフルアルデヒドノボラック樹脂20−80重量%を
、適当な量のアミン(たとえばヘキサメチレンテトラミ
ン)と共に添加することによって優れた成形塑性の樹脂
組成物が得られる(%表示は2つの樹脂の総重量に対す
る値である)。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, phenol-aldehyde resol resin is added to a 20-80 wt.
By adding 20-80% by weight of purfuraldehyde novolac resins together with appropriate amounts of amines (e.g. hexamethylenetetramine), resin compositions with excellent moldability are obtained (% expressed relative to the total weight of the two resins). value).
なお、1lexa及びノボラックは、レゾール樹脂の脱
水又は水の除去の完了前に別個に又は同時に添加される
。hexaは、1度に全量を又は2個以上に分けて、水
の90%が除去されるまで、好ましくは水の75%が除
去される前に添加される。ノボラックは、レゾール成分
が約90℃で約30分間反応された後で、有利には水の
実質的に全量が除去される前に添加される。レゾールに
添加されるノボラックの調製中、存在する水の少なくと
も25%が除去され、レゾールへのノボラックの添加で
は、有利には、水の少なくとも35%、好ましくは少な
くとも50%又は75%が除去され、さらに有利には、
水の実質的に全量が除去される。反応前におけるノボラ
ックの重量部/レゾールの重量部の好適な比は3G/7
0ないし50/ 5Gの範囲である。Note that 1lexa and novolak are added separately or simultaneously before the completion of dehydration or water removal of the resol resin. The hexa is added all at once or in two or more portions until 90% of the water is removed, preferably before 75% of the water is removed. The novolak is added after the resol components have been reacted at about 90° C. for about 30 minutes, advantageously before substantially all of the water has been removed. During the preparation of the novolak to be added to the resol, at least 25% of the water present is removed, and in the addition of the novolak to the resol, advantageously at least 35%, preferably at least 50% or 75% of the water is removed. , more advantageously,
Substantially all of the water is removed. The preferred ratio of parts by weight of novolak/parts by weight of resol before reaction is 3G/7.
It ranges from 0 to 50/5G.
樹脂中の水の除去及び樹脂の生成の際の水の除去に関し
て、この「水」には、成分中に存在する水、たとえばホ
ルムアルデヒド水溶液、又はカセイアルカリ水溶液等に
含まれる水、そのままの状態で添加された水、樹脂縮合
反応によって生成された水が包含される。水の量は、ま
ず水を完全に除去する反応を行ない、つづいて水の一部
のみを除去する反応を行なうことによって容易に決定さ
れる。Regarding the removal of water in the resin and during the production of the resin, this "water" includes water present in the ingredients, such as water contained in formaldehyde aqueous solution or caustic alkali aqueous solution, etc. Added water and water produced by resin condensation reaction are included. The amount of water is easily determined by first conducting a reaction that completely removes the water, followed by a reaction that removes only a portion of the water.
hexaO代りとしては、後により詳細に記述する如く
、各種の他のアミンが使用される。hexa又は他のア
ミンは2つの機能を果たす。第1に、レゾール成分を硬
化させ、時期尚早のゲル化を防止するよう機能し、ノボ
ラックが添加される際の時期尚早のゲル化の発生を回避
するよう機能する。時期尚早のゲル化の回避は、混合反
応生成物から水を完全に除去して、つづいで成形可能組
成物中で硬化される粉砕可能な生成物を生成することに
関して重要である。Various other amines can be used in place of hexaO, as described in more detail below. Hexa or other amines serve two functions. First, it functions to harden the resole component and prevent premature gelation, and functions to avoid premature gelation from occurring when novolak is added. Avoidance of premature gelation is important in completely removing water from the mixed reaction product to produce a millable product that is subsequently hardened in a moldable composition.
有利には、特定量のhexaは、レゾール用成分に、好
ましくはレゾール成分の還流がホルムアルデヒドの実質
的にすべてが反応された段階まで行なわれた後に添加さ
れるか、あるいはノボラックの添加の前後でかつ始めに
存在する水の90%が除去されるまでに、好ましくは水
の75%が除去された後に添加される。Advantageously, the specified amount of hexa is added to the resole component, preferably after refluxing of the resole component to the point where substantially all of the formaldehyde has been reacted, or before or after the addition of the novolac. and is added until 90% of the water initially present has been removed, preferably after 75% of the water has been removed.
アミンの量は、フェノール成分の総重量に対して、有利
には1−15重量%、好ましくは2−10重量%である
。樹脂生成物の総重量に対しては、アミンの量は有利に
は0.5−6重量%、好ましくは1−5重量%である。The amount of amine is advantageously 1-15% by weight, preferably 2-10% by weight, based on the total weight of the phenolic components. Based on the total weight of the resin product, the amount of amine is advantageously 0.5-6% by weight, preferably 1-5% by weight.
hexa及びノボラックの添加が完了した後、脱水又は
水の除去を、反応塊を冷却する際粉砕可能な樹脂が得ら
れるようになるまで実施する。得られた樹脂生成物は、
炭素質(たとえばグラファイト)を充填した成形可能な
組成物(特に応力を有さずかつくぼみ及び孔を有してい
ないガラス質炭素の生成を目的とする黒鉛化に適する)
に優れた流動性を付与するに特に適する成形塑性を有す
る。After the addition of hexa and novolak is complete, dehydration or water removal is carried out until a grindable resin is obtained upon cooling the reaction mass. The resulting resin product is
Formable compositions filled with carbonaceous material (e.g. graphite), particularly suitable for graphitization to produce glassy carbon that is stress-free and free of pits and pores.
It has molding plasticity that is particularly suitable for imparting excellent fluidity to.
ノボラック樹脂の硬化の際には、アルデヒド−架橋基の
欠乏を解消するため、特定量の硬化剤(fコとえばhe
xa)が使用される。添加されるこの種の硬化剤として
は、ホルムアルデヒドの如きアルデヒド、又は硬化のた
めにメチレン基を放出するヘキサメチレンテトラミンの
如きアルキレン放出化合物がある。しかしながら、最終
的にガラス質炭素の生成を目的とする硬化ノボラック樹
脂の調製の際に、このような特定量の硬化剤が使用され
る場合には、一般に多量のガスが副生され、樹脂加工の
後段階で、成形品内応力(molded−in 5t
ress)が発生する。いずれの場合にも、生成物は所
望の特性を有し得ない。During the curing of novolac resins, certain amounts of curing agents (e.g. he
xa) is used. Such curing agents that may be added include aldehydes such as formaldehyde, or alkylene releasing compounds such as hexamethylenetetramine which release methylene groups for curing. However, when such a specific amount of curing agent is used in the preparation of a cured novolak resin with the ultimate purpose of producing glassy carbon, a large amount of gas is generally produced as a by-product and the resin processing In the later stage, the stress within the molded product (molded-in 5t
ress) occurs. In either case, the product may not have the desired properties.
本発明の組成物及び方法によれば、フェノール基間の架
橋の少なくとも大部分又は実質的にすべてがレゾール樹
脂中に存在するメチロール基を介して行なわれ、優れた
成型塑性の樹脂を生成できるとの事実により、最終的に
非常に良好な特性を有するガラス質炭素を生成するため
の樹脂を調製できる。このようにして、ノボラック分子
用の架橋基を提供するために最終生成物へ架橋剤を添加
する必要性は回避又は低減される。本発明による組成物
から生成された炭化可能なフェノール樹脂は、フェノー
ル−フルフラールノボラック樹脂及びレゾール樹脂中h
exaの反応生成物である。この反応のいくぶんかはレ
ゾールの脱水の間に行なわれる。According to the compositions and methods of the present invention, at least a majority or substantially all of the crosslinking between phenolic groups is carried out through the methylol groups present in the resole resin, producing a resin with excellent moldability. Due to the fact that resins can be prepared to ultimately produce vitreous carbon with very good properties. In this way, the need to add crosslinking agents to the final product to provide crosslinking groups for the novolac molecules is avoided or reduced. The carbonizable phenolic resin produced from the composition according to the invention can be used in phenol-furfural novolac resins and resol resins.
It is a reaction product of exa. Some of this reaction takes place during dehydration of the resol.
この反応樹脂生成物は、グラファイトの如き微粉状の炭
素質充填剤との混合物として使用され、充分な成形塑性
を発揮して応力及び歪みの少ない成形品を提供出来るよ
うな塑性を有しており、この成形品は、黒鉛化の際、優
れた特性を有し、くぼみ及び孔を有しておらず、しかも
亀裂及び微細亀裂を有しておらず、従って燃料電池にお
けるセパレータとしての適性を判定する際に、破損によ
る拒否あるいは透過性テストにおける不合格となること
が低減及び実質的に回避されるようなガラス質炭素生成
物を提供する。This reaction resin product is used as a mixture with a finely divided carbonaceous filler such as graphite, and has sufficient molding plasticity to provide molded products with low stress and distortion. , this molded product has excellent properties during graphitization, has no depressions and pores, and also has no cracks and microcracks, thus determining its suitability as a separator in fuel cells. The present invention provides a vitreous carbon product that reduces and substantially avoids rejection due to breakage or failure in permeability tests.
フェノール−フルフラールノボラックは、反応したレゾ
ール樹脂について可塑化効果を有し、従って、得られる
粘稠塊状物は低圧下で均一かつ容易に流動し、高度のゲ
ル化及び架橋が生ずる前に型を完全に充満する。これに
対し、シングルステージ樹脂(レゾール)は、初期の硬
化速度が速く、ゲル化又は架橋された重合分子を多量生
成し、これにより、成形品内に局部的に応力を受けた区
域を形成する。この可塑化効果のため、実質的に成形品
内応力のない成形物品の生成が可能になるものと考えら
れる。さらに、成形品がガラス質炭素に炭化される場合
、この応力のない状態は最終製品まで持越され、その中
で優れた特性が発現される。The phenol-furfural novolak has a plasticizing effect on the reacted resole resin, so that the resulting viscous mass flows uniformly and easily under low pressure and completely clears the mold before a high degree of gelation and crosslinking occurs. filled with. In contrast, single-stage resins (resols) have a fast initial curing rate and produce large amounts of gelled or cross-linked polymeric molecules, thereby creating locally stressed areas within the molded part. . It is believed that this plasticizing effect allows for the production of molded articles that are substantially free of intra-molded stresses. Furthermore, when the molded article is carbonized to vitreous carbon, this stress-free state is carried over to the final product, in which superior properties are developed.
予じめ生成された微粉状フェノール−フルフルアルデヒ
ドノボラック(PFUN)と、予じめ生成された微粉状
フェノール−アルデヒドレゾール(PFR)との混合物
は、本願出願人に係る前述の先行特許出願第50,33
1号の方法においては、他の方法では困難であるガラス
質炭素成形品の製造に関して有効に使用されることが開
示されているが、発明者らは、新たに、生成物が完全に
は脱水されていない段階まで重合化されたフェノールア
ルデヒドレゾール樹脂の溶液に、予じめ生成されたフェ
ノール−フルフルアルデヒドノボラック樹脂を添加する
ことによって、この目的にさらに有効な組成物が得られ
ることを見出し、本発明に至った。ノボラック樹脂は、
かかる添加に先立って完全に脱水されるか、なお未脱水
の状態で予じめ生成される。A mixture of preformed micronized phenol-furfuraldehyde novolak (PFUN) and preformed micronized phenol-aldehyde resol (PFR) is disclosed in the aforementioned Prior Patent Application No. 50 of the present applicant. ,33
Although it has been disclosed that method No. 1 can be effectively used in the production of vitreous carbon molded products, which is difficult to produce with other methods, the inventors have newly discovered that the product is not completely dehydrated. It has been found that by adding a preformed phenol-furfuraldehyde novolac resin to a solution of a phenolic aldehyde resol resin that has been polymerized to an uncontained stage, a composition more effective for this purpose is obtained; This led to the present invention. Novolac resin is
Prior to such addition, it may be completely dehydrated or may be preformed in an undehydrated state.
特に成形、炭化及び黒鉛化を有効に行なうことが困難で
ある成形品は、成形最終厚さ0.10ないし0.13c
m (0,04−0,05インチ)、好ましくは0.1
14cx(0,045インチ)のプレートである。上記
厚さ及び適当な他の寸法、たとえば約51−64cm
(20−25インチ)x 64−76CI (25−3
0インチ)、さらに大きい場合には127 X 127
ci(50X 50インチ)を有するガラス質炭素プレ
ートは、ガス及び液不透過性である場合には、燃料電池
において有効に利用される。Especially for molded products that are difficult to effectively mold, carbonize, and graphitize, the final molded thickness is 0.10 to 0.13 cm.
m (0.04-0.05 inch), preferably 0.1
It is a 14cx (0,045 inch) plate. The above thickness and other suitable dimensions, e.g. about 51-64 cm
(20-25 inches) x 64-76CI (25-3
0 inch), or 127 x 127 if larger
Glassy carbon plates with ci (50×50 inches) are effectively utilized in fuel cells if they are gas and liquid impermeable.
上述の特許出願に記載された方法により、かかるプレー
トの不透過性が改善されている。しかしながら、亀裂が
プレート全体に亙って生じた場合には、プレートは透過
性となり、当然不合格となる。The method described in the above-mentioned patent application improves the impermeability of such plates. However, if cracks occur throughout the entire plate, the plate becomes transparent and is naturally rejected.
脱水前に樹脂を混合し、脱水中に樹脂を反応させる改良
法では、厚さ0.114cm(0,045インチ)でも
優れた不透過性を示す生成物が生成される。このような
改善により、拒絶される頻度を実質的に回避し、これに
よってプレートのコストを低減できる。An improved method of mixing the resins before dewatering and allowing the resins to react during dewatering produces a product that exhibits excellent impermeability even at thicknesses of 0.045 inches. Such improvements can substantially avoid the frequency of rejections, thereby reducing the cost of the plate.
ゲル浸透クロマトダラム及びCI3核磁核兵器共鳴”N
MR)スペクトルでは、脱水前に行なわれた混合におい
て、PFUNの高分子量分の分子量がわずかに低下し、
低分子量物質のPFUNへのグラフトが見られることを
示した。この低分子量物質は低分子量ヒドロキシメチル
フェノール及びビス(ヒドロキシメチル)フェノールで
あると思われる。Gel permeation chromatography and CI3 nuclear magnetic nuclear resonance”N
In the MR) spectrum, the molecular weight of the high molecular weight portion of PFUN slightly decreased during the mixing performed before dehydration;
It was shown that grafting of low molecular weight substances to PFUN was observed. This low molecular weight material appears to be low molecular weight hydroxymethylphenol and bis(hydroxymethyl)phenol.
添付図面は、相互に重ねられた2つのゲル浸透クロマト
グラム曲線を示す。曲線Aは特許出願第50.531号
の方法に従って予じめ調製されたPFUN及びPPRに
よる混合物のゲル浸透クロマトグラムを示す。破線の曲
線Bは、後述の実施例5に記載の方法と同様にして行な
われる脱水前に、曲線Aで使用したものと同じPFUN
を同様のPFRに添加することによって得られた混合物
(ただしPPR65部に対しPFUN 35部を添加し
た)のゲル浸透クロマトグラムを示す。割合及び他の条
件はできるだけ同一にしである。曲線Bは高分子量ピー
クの左側にこぶを示す。これは上述の如く、物質がグラ
フトしたことを示すものと思われる。The accompanying drawing shows two gel permeation chromatogram curves superimposed on each other. Curve A shows the gel permeation chromatogram of a mixture with PFUN and PPR previously prepared according to the method of patent application no. 50.531. The dashed curve B shows the same PFUN as used in curve A before dehydration carried out in a manner similar to that described in Example 5 below.
Figure 2 shows a gel permeation chromatogram of a mixture obtained by adding PFUN to a similar PFR, except that 35 parts of PFUN were added to 65 parts of PPR. The proportions and other conditions were kept as similar as possible. Curve B shows a hump to the left of the high molecular weight peak. This seems to indicate that the substance was grafted as described above.
C” NMRスペクトルは、5g −60ppmにおけ
る遊離ヒドロキシメチル基共鳴の低下及び152−15
7ppmの共鳴によって表されるフェノール基の置換パ
ターンの変化によって、グラフト現象を示している。C'' NMR spectrum shows a decrease in free hydroxymethyl group resonance at 5g-60ppm and 152-15
The grafting phenomenon is indicated by the change in the substitution pattern of the phenolic groups as represented by the 7 ppm resonance.
ノボラック及びレゾール樹脂は、Carleton E
llisにより「ザ・ケミストリー・オブ・シンセティ
ック・レジンズ(The Chemistry o
f 5yntheticResins )J(Rei
nhold Publishing Co、発行、ニュ
ーヨーク)Vol 1 、 p 315 (1935
)に記載された如く、各種のフェノールとアルデヒドと
の間の縮合によって調製される。この著者は第13−1
8章に多数のフェノール−アルデヒド樹脂を、第19章
に変性フェノール−アルデヒド樹脂を第20章に変性フ
ェノール−ホルムアルデヒド樹脂を開示している。Novolak and resole resins include Carleton E
The Chemistry of Synthetic Resins
f5yntheticResins)J(Rei
nhold Publishing Co., New York) Vol 1, p 315 (1935
) are prepared by condensation between various phenols and aldehydes. This author is No. 13-1
Chapter 8 discloses a number of phenol-aldehyde resins, Chapter 19 discloses modified phenol-aldehyde resins, and Chapter 20 discloses modified phenol-formaldehyde resins.
使用されるフェノールの代表的な例としては、フェノー
ル自体及びその各種の類似体(たとえば−一クレゾール
):各種のキシレノール、ヒドロキノン、ピロガロール
;レゾルシノール;アルデヒドとの縮合に使用される2
以上の部薇を残すフェノールのハロゲン化誘導体(たと
えばp−クロロフェノール、p−ブロモフェノール、p
−フロオロフェノール等):各種のナフトール、各種の
ヒドロキシ−安息香酸エステル; p、 p’ −ジヒ
ドロキシジフェニルメタン; p、 p’ −ジヒドロ
キシジフェニル−2,2’ −ジフェニルプロパン等が
ある。Typical examples of phenols used include phenol itself and its various analogues (e.g. mono-cresol); various xylenols, hydroquinone, pyrogallol; resorcinol;
Halogenated derivatives of phenol that retain the above components (e.g. p-chlorophenol, p-bromophenol, p-bromophenol, p-chlorophenol, p-bromophenol,
-fluorophenol, etc.): various naphthols, various hydroxy-benzoic acid esters; p,p'-dihydroxydiphenylmethane;p,p'-dihydroxydiphenyl-2,2'-diphenylpropane, etc.
〇−及びp−クレゾールも、オルト位及びパラ位の如き
架橋に利用される3つの反応性部位を有する他のフェノ
ール(たとえば−−フェノール)と混合される場合には
使用可能である。経済的理由及び入手容易性の点から、
フェノール自体の使用が好適である。〇- and p-cresols can also be used when mixed with other phenols that have three reactive sites available for crosslinking, such as the ortho and para positions (e.g. -phenol). For economic reasons and ease of availability,
Preference is given to using phenol itself.
同様に、本発明で使用されるレゾール樹脂の調製の際、
広い範囲のアルデヒドが使用できる。代表的には、ホル
ムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、ブチルアルデヒド、グリオキサール、アクロレイン
、ベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒド等である。Similarly, in preparing the resol resins used in the present invention,
A wide range of aldehydes can be used. Typically, formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, butyraldehyde, glyoxal, acrolein, benzaldehyde, terephthalaldehyde, etc. are used.
この場合にも、コスト及び入手容易性の点及び取扱いの
容易さの点から、ホルムアルデヒドが好適である。ここ
で「アルデヒド」とは、上述のアルデヒド、すなわち−
C10基を含有する化合物のみを詣称するものではなく
、反応条件下においてアルデヒドを発生しうる化合物、
又はアルデヒドによって生ずるものと同じ種類の架橋用
アルキレン基を放出しうる化合物をも含むものである。In this case, too, formaldehyde is preferred from the viewpoints of cost, availability, and ease of handling. Here, "aldehyde" refers to the above-mentioned aldehyde, i.e. -
This does not refer only to compounds containing C10 groups, but also to compounds that can generate aldehydes under reaction conditions.
It also includes compounds capable of releasing crosslinking alkylene groups of the same type as those produced by aldehydes.
たとえば、ヘキサメチレンテトラミンはメチレン架橋基
を放出し、適当な条件下におけるアセチレンはフェノー
ルと反応してフェノール及びアセトアルデヒドから生成
されるものと同様の樹脂を生成する。For example, hexamethylenetetramine releases methylene bridging groups, and acetylene under appropriate conditions reacts with phenol to produce resins similar to those produced from phenol and acetaldehyde.
ノボラックを調製する際及びレゾールを調製する際のア
ルデヒド/フェノールの最適モル比は、それぞれ、アル
デヒドの性質及びフェノールの性質及びこれらが反応さ
れる際の条件に左右される。The optimum molar ratio of aldehyde/phenol in preparing novolacs and in preparing resoles depends, respectively, on the nature of the aldehyde and the nature of the phenol and the conditions under which they are reacted.
ノボラック用の縮合アルデヒドとしてフルフルアルデヒ
ド(フルフラール)を使用する場合、その量は有利には
フェノール1モル当り約0.8−0.9モル、好ましく
は約0.7−0.75モルである。フルフラールは1回
に全量を又は2回以上に分けて添加される。If furfuraldehyde (furfural) is used as the condensing aldehyde for the novolak, its amount is advantageously about 0.8-0.9 mol, preferably about 0.7-0.75 mol per mole of phenol. Furfural is added in its entirety at one time or in two or more parts.
ノボラックに関して重要な点は、ノボラックとして許容
される要件(すなわちフェノール−アルデヒド樹脂は加
熱される際、単に硬化するのみで、いかなる目的に関し
ても、不溶性、非溶融生成物に熱変化しないものである
こと)を満たすらのであることである。An important point regarding novolaks is that the requirements for acceptance as novolaks (i.e., the phenol-aldehyde resin must only cure when heated and not be thermally transformed into an insoluble, non-molten product for any purpose) ).
ノボラックとしてさらに要求される点は、添加されたア
ルデヒド、たとえばホルムアルデヒドまたはhexaの
如き反応性アルデヒド化合物との熱反応によっては、不
溶性、非溶融生成物に変化しうるちのでなければならな
いことである(前記Ellisの文献、I) 327参
照)。このように、ノボラックは、hexa 10重量
%を添加し、加熱することによってテストされる。真の
ノボラックは、硬化されて不溶性、非溶融性樹脂となる
。材料がテストの際硬化しない場合には、さらにhex
aを添加し、テストを繰返す。それでもなお硬化しない
場合には、その物質はノボラックではないものとされる
。本発明の実施にあたっては、レゾールにより硬化して
不溶、非溶融状態となるものであることが必要とされる
ため、この硬化テストを満足するものでなければならな
い。A further requirement for the novolak is that it must be capable of being converted into an insoluble, non-molten product by thermal reaction with an added aldehyde, such as formaldehyde or a reactive aldehyde compound such as hexa. (see Ellis, supra, I) 327). Thus, novolak is tested by adding 10% by weight hexa and heating. True novolaks are cured to become insoluble, non-melting resins. If the material does not cure during testing, further hex
Add a and repeat the test. If it still does not cure, the material is considered not to be a novolak. In carrying out the present invention, it is necessary that the material be cured by the resol to become insoluble and non-molten, so it must satisfy this curing test.
このように、本発明の実施の際には、ノボラックの架橋
のほとんどはレゾールによって形成される。ノボラック
と共に添加されたヘキサメチレンテトラミンは、レゾー
ルによって形成された架橋を補充する。しかしながら、
hexaの量は、所望の効果を達成するものではあるが
、上述の欠点を回避するよう充分に少ない量でなければ
ならない。Thus, in the practice of the present invention, most of the novolak crosslinks are formed by the resol. Hexamethylenetetramine added with novolac replenishes the crosslinks formed by the resol. however,
The amount of hexa, while achieving the desired effect, must be low enough to avoid the drawbacks mentioned above.
上述の如く、この量は、ノボラック樹脂の100重量部
当り有利には0.12ないし12重量部、好適には2な
いし8重量部である。As mentioned above, this amount is advantageously from 0.12 to 12 parts by weight, preferably from 2 to 8 parts by weight per 100 parts by weight of novolac resin.
前記したように、hexaの代わりに、同様の機能を発
揮するような各種のアミンを使用できる。As mentioned above, various amines that perform similar functions can be used in place of hexa.
これらアミンとしては、アンモニア、及び窒素原子に結
合する遊離の水素を有する各種のアミン、たとえばモノ
及びジアルキルアミン(メチルアミン、ジメチルアミン
、エチルアミン、ジエチルアミン、ブチルアミン、ジブ
チルアミン、デシルアミン等)、モノ及びジアリールア
ミン(アニリン、ジフェニルアミン、ベンジジン、メチ
レンジアニリン等)、モノアリール−モノアルキルアミ
ン(N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プ
ロピルートリールアミン等)がある。有利には、炭化水
素基は炭素数1ないし21.好ましくは1ないしlOの
ものである。These amines include ammonia and various amines with free hydrogen bonded to the nitrogen atom, such as mono- and dialkylamines (methylamine, dimethylamine, ethylamine, diethylamine, butylamine, dibutylamine, decylamine, etc.), mono- and diarylamines, etc. These include amines (aniline, diphenylamine, benzidine, methylene dianiline, etc.), and monoaryl-monoalkylamines (N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propyltrilylamine, etc.). Advantageously, the hydrocarbon radical has 1 to 21 carbon atoms. Preferably it is from 1 to 1O.
レゾールは、使用するフェノール及びアルデヒドの特殊
性に応じて広い゛モル比でフェノール及びアルデヒドを
使用して調製される。この場合にも、フェノール成分と
してフェノールを使用し、アルデヒド成分としてホルム
アルデヒドを使用することが一般的である。フェノール
−ホルムアルデヒドレゾールは、通常、いずれもアルデ
ヒドから誘導されるメチレン基と共に、多数の未反応メ
チロール基を有する樹脂状縮合生成物を生成するように
、アルカリ性又は塩基性条件下で調製される。Resoles are prepared using phenol and aldehyde in a wide range of molar ratios depending on the specificity of the phenol and aldehyde used. In this case as well, it is common to use phenol as the phenol component and formaldehyde as the aldehyde component. Phenol-formaldehyde resols are usually prepared under alkaline or basic conditions to produce resinous condensation products having a large number of unreacted methylol groups, along with methylene groups, both derived from aldehydes.
レゾールの調製に関してホルムアルデヒド/フェノール
の比は好ましくは1.Q5/ 1ないし1゜5/1であ
る。ある種の処方では、架橋基のいくぶんかはhexa
によって補充される。For the preparation of resols, the formaldehyde/phenol ratio is preferably 1. Q5/1 to 1°5/1. In some formulations, some of the crosslinking groups are hexa
replenished by.
レゾール中の有効な基は同様に、活性な官能基であり、
ノボラックと反応して架橋を生じ、これにより、つづく
炭化の際に使用されてガラス質炭素を生成する熱硬化樹
脂を生成する。Effective groups in the resol are likewise active functional groups,
It reacts with the novolac to form a thermoset resin that is used in subsequent carbonization to produce vitreous carbon.
フルフラール−フェノールノボラックの調製では、制御
された縮合を行なうためアルカリ触媒を使用することが
好ましい。酸触媒の使用は、酸が環状ジエン−エーテル
構造を有するフラン環のエチレン系不飽和結合を介して
余分な重合反応を生じ易いため、回避されるべきである
。In the preparation of furfural-phenol novolaks, it is preferred to use alkaline catalysts to effect a controlled condensation. The use of acid catalysts should be avoided since acids tend to cause extra polymerization reactions through the ethylenically unsaturated bonds of the furan ring with the cyclic diene-ether structure.
これに対して、アル功す性条件下(たとえば炭酸ナトリ
ウムによる)、フルフラールを使用してノボラックを調
製する際には、フルフラール/フェノールのモル比0.
60/lないし0.90/l、好ましくは0.70/1
ないし0.75/1では、通常の加熱では硬化しないが
、ホルムアルデヒド又はhexaを添加する場合には硬
化するノボラックが生成される。しかし、初期縮合の間
に酸が存在するか又はその後に添加される場合には、樹
脂はさらに反応を受けるが、得られる樹脂は性質的には
レゾールであると判断される。たとえば、フルフラール
ノボラックを強酸で処理する場合には、ビニル形の付加
反応が促進され、その結果、さらに重合反応を生じて重
合体分子間の架橋を生ずる。In contrast, when preparing novolaks using furfural under active conditions (e.g., with sodium carbonate), the furfural/phenol molar ratio is 0.
60/l to 0.90/l, preferably 0.70/1
to 0.75/1, a novolac is produced that does not cure with normal heating but does cure when formaldehyde or hexa is added. However, if acid is present during the initial condensation or added afterwards, the resin undergoes further reaction, but the resulting resin is judged to be resole in nature. For example, when furfural novolac is treated with a strong acid, addition reactions of the vinyl form are promoted, resulting in further polymerization reactions and crosslinking between polymer molecules.
本発明の炭化樹脂は、電気化学システム(たとえば塩素
電池)、溶融アルミニウムシステム、電気メツキシステ
ム、燃料としてメタン及び空気、水素及び酸素又は塩素
等と共に硫酸及びリン酸の如き強電解性酸を使用する直
流電力発生システムにおける電極として、原子炉のバー
ン捕獲装置又は制御棒として、航空宇宙システムの部材
として、触媒システムの支持体又は壁として、冶金用る
つぼとして、拡散装置における拡散シート又は拡散板と
して、ゾーン精製ユニット等としての使用に適している
。The carbonized resin of the present invention can be used in electrochemical systems (e.g. chlorine cells), molten aluminum systems, electroplating systems, using strong electrolytic acids such as sulfuric acid and phosphoric acid with methane and air, hydrogen and oxygen or chlorine etc. as fuels. As an electrode in a DC power generation system, as a burn capture device or control rod in a nuclear reactor, as a member in an aerospace system, as a support or wall in a catalyst system, as a metallurgical crucible, as a diffusion sheet or plate in a diffusion device, Suitable for use as a zone purification unit etc.
本発明によるノボラック−レゾール反応組成物からの成
形品の製造は、公知の技術手段、たとえば圧縮成形、射
出成形、トランスファー成形及びインパルス成形等によ
って行なわれる。いずれの場合にも、樹脂混合物は、少
なくとも型のあらゆる部位まで混合物を充満するに足る
圧力下で熱い型に導入され、樹脂組成物は硬化されて不
溶、非溶融状態となる。The production of molded articles from the novolac-resol reaction compositions according to the invention is carried out by known technical means, such as compression molding, injection molding, transfer molding and impulse molding. In either case, the resin mixture is introduced into the hot mold under sufficient pressure to at least fill all parts of the mold with the mixture, and the resin composition is cured to an insoluble, non-molten state.
温度は、ノボラックの組成及び反応されるレゾールの組
成、補助架橋剤又は反応性可塑剤として添加されるフル
フラールの有無、炭素質充填剤及び他の非発泡性充填剤
の量及び種類等に応じて広い範囲で変られる。しかしな
がら、これらの組成 1物の多くは、100ないし16
6℃の範囲で成形される。The temperature depends on the composition of the novolak and the resol to be reacted, the presence or absence of furfural added as an auxiliary crosslinker or reactive plasticizer, the amount and type of carbonaceous fillers and other non-expandable fillers, etc. It can change over a wide range. However, many of these compositions are 100 to 16
It is molded at a temperature of 6°C.
特定の場合には、180℃程度の温度が利用される。In certain cases, temperatures on the order of 180°C are utilized.
好適範囲は149°−166℃である。The preferred range is 149°-166°C.
温度自体と同様に、使用する成形温度に影響を及ぼすも
のと同じ前述のファクターが、多くの場合、所望の形状
に成形する際の圧力の選択にも影響を及ぼす。しかしな
がら、グラファイト充填剤60%を含有する混合物を成
形するためには、グラファイト40%、20%又は0%
を含むものに関する場合よりも高い圧力が要求される。As with temperature itself, the same factors mentioned above that affect the molding temperature used often also influence the selection of pressure in molding into the desired shape. However, to form a mixture containing 60% graphite filler, 40%, 20% or 0% graphite filler is required.
higher pressures are required than for those containing
さらに、成形部品の形状も適当な成形圧力の選択に影響
を及ぼす。圧縮成形について必要な圧力を基準とすると
、トランスファー成形では、より高い圧力が要求され、
射出成形ではさらに高い圧力が必要とされる。一般にト
ランスファー成形では2800に?/ am”(20(
米)トン/インチリであり、圧縮成形では700に91
0x’(5)ン/フィンチリある。Furthermore, the shape of the molded part also influences the selection of a suitable molding pressure. Based on the pressure required for compression molding, higher pressure is required for transfer molding,
Injection molding requires even higher pressures. Is it generally 2800 for transfer molding? / am”(20(
US) tons/inch, and compression molding is 700 to 91
There is 0x'(5) n/finch.
圧力の一般的範囲は35ないし3500に9/cm’(
0,25ないし25トン/インチリ、好適範囲は35−
2800に97cm”(0,25−20)ン/インチ3
)であり、圧縮成形に関しては56−700に9/cx
’c0.4−5 トン/インチつである。The general range of pressure is 35 to 3500 to 9/cm' (
0.25 to 25 tons/inch, preferred range is 35-
2800 to 97cm” (0,25-20) inches/inch3
), and 9/cx to 56-700 for compression molding.
'c0.4-5 tons/inch.
本発明の成形品の抽出性テストでは、非反応性添加剤(
たとえば可塑剤)が存在しないとすれば、生成物の樹脂
含量に対して、アセトンで抽出される物質は2%以下、
一般的には1%以下であることを示した。事実、多くの
場合、成形品は、強い溶媒(たとえばジメチルホルムア
ミド)が使用される場合でも、抽出可能な物質を極めて
少量含有するのみである。なお、抽出性テストはAST
M D 494−46に従って行なわれる。In the extractability test of the molded articles of the present invention, non-reactive additives (
If no plasticizer (e.g. plasticizer) is present, less than 2% of the material will be extracted with acetone based on the resin content of the product.
It was shown that it is generally 1% or less. In fact, shaped articles often contain only very small amounts of extractable substances, even when strong solvents (eg dimethylformamide) are used. In addition, the extractability test is AST
Performed according to MD 494-46.
反応前におけるノボラック樹脂とレゾール樹脂との間の
重量比は、補助硬化剤(たとえばhexa)、反応性可
塑剤(フルフラール)、加工助剤、たとえば成形可塑剤
(ステアリン酸亜鉛又はステアリルアルコール)及び各
種の充填剤(グラファイト)等の如き各種の添加剤又は
変性剤の有無と同様に、ガラス質炭素の用途に左右され
る。ここで検討するように、本発明の生成物の用途は極
めて多彩であり、たとえば化学抵抗性を有する配管及び
装置、燃料電池用の壁及び電極等の用途を有する。The weight ratio between the novolak resin and the resol resin before the reaction is determined by the addition of auxiliary hardeners (e.g. hexa), reactive plasticizers (furfural), processing aids such as molding plasticizers (zinc stearate or stearyl alcohol) and various The use of the vitreous carbon depends on the use of the vitreous carbon, as well as the presence or absence of various additives or modifiers, such as fillers (graphite), etc. As discussed herein, the applications of the products of the present invention are extremely versatile, with applications such as chemically resistant piping and equipment, walls and electrodes for fuel cells, and the like.
多くの用途に関しては、PFUN: PFR比は80:
20ないし20:80である。アミン(たとえばhex
a)は、上述の如く、フェノール成分の総重量に対しh
exal−15%、好ましくは2−10%の量で、又は
樹脂の総重量に対し0.5−6%、好ましくは!−5%
の量で添加される。上述の如(、hexaの代わりに、
同量の他のアミンを使用できる。塑性を高めるためには
、樹脂100重量部当りフルフラール5重量%以下を添
加できる。For many applications, the PFUN:PFR ratio is 80:
20 to 20:80. Amines (e.g. hex
a) is h relative to the total weight of the phenolic components, as described above.
exal-15%, preferably in an amount of 2-10%, or 0.5-6%, preferably relative to the total weight of the resin! -5%
is added in an amount of As mentioned above (instead of hexa,
Similar amounts of other amines can be used. In order to increase plasticity, 5% by weight or less of furfural can be added per 100 parts by weight of resin.
樹脂中に離型剤が配合されてもよい。好適な離型剤とし
ては、炭素数14−22の脂肪酸、炭素数1−22のア
ルコールとのエステル及び金属塩(たとえばCa、 Z
n及びMg塩)がある。これらの中でも代表的なものは
、オレイン酸、ステアリン酸、Montanワックス、
ステアリン酸ステアリル、モノオレイン酸グリセリル、
モノステアリン酸グリセリル、Acrawaxの名称で
販売されているワックス、ステアリン酸亜鉛、カルシウ
ム又はマグネシウム等である。バイオメディカルの分野
では、金属又は金属化合物でない離型剤が使用される。A mold release agent may be blended into the resin. Suitable mold release agents include fatty acids having 14-22 carbon atoms, esters with alcohols having 1-22 carbon atoms, and metal salts (e.g. Ca, Z
n and Mg salt). Typical among these are oleic acid, stearic acid, Montan wax,
stearyl stearate, glyceryl monooleate,
Glyceryl monostearate, the wax sold under the name Acrawax, zinc stearate, calcium or magnesium, and the like. In the biomedical field, mold release agents that are not metals or metal compounds are used.
離型剤は樹脂組成物全体の0.5−3重量%の割合で使
用される。The mold release agent is used in an amount of 0.5-3% by weight of the entire resin composition.
非常に有効な種類の充填剤は、ガラス質炭素自体が高接
着力を発揮しうるような炭素質充填剤である。このよう
な物質としては、熱分解グラファイト、普通のグラファ
イト (ファンデルワース力によって相互に保持された
炭素の平らでかつ平行なうメラによって形成されたもの
)、炭素化セルロース等がある。経済性の点から、一般
的には、通常のグラファイトが、ガラス質炭素において
他の充填剤より多く使用される。A very effective class of fillers are carbonaceous fillers in which the vitreous carbon itself can exhibit high adhesion. Such materials include pyrolytic graphite, ordinary graphite (formed by flat, parallel membranes of carbon held together by van der Waals forces), and carbonized cellulose. For economic reasons, conventional graphite is generally used more than other fillers in vitreous carbon.
通常のグラファイトの場合を参考にして述べれば、本発
明による成形用粉末組成物中におけるかかる充填剤の割
合は、顕著な効果を得るためには5%程度であるが有利
には成形用組成物の35ないし65重量%、好ましくは
約40−60重量%である。With reference to the case of ordinary graphite, the proportion of such fillers in the molding powder composition according to the invention is of the order of 5% in order to obtain a significant effect; 35 to 65% by weight, preferably about 40-60% by weight.
h e x a s離型剤、フルフラール等の使用と共
に混合物中のノボラックの量を調節することによって、
グラファイトの割合は成形用組成物の30ないし76%
に調節される。しかしながら、グラファイトの相溶性は
、目のあらいものと比較して、細かい粒状のグラファイ
トを使用することによって改善される。特定の場合には
、グラファイトの各種の目のあらさの異なるものを組合
せて使用することが望ましい。各種の粒子サイズのグラ
ファイトを組合せて使用することにより、混合物の緻密
性及び比重に富むものを生成できる。たとえば、好適な
混合物では、最大粒子サイズが好ましくは300μを越
えず、そのうち一部は60ないし160μ のサイズで
あり、一部は60μ以下のサイズを有する。他の充填剤
についても同様である。By adjusting the amount of novolac in the mixture along with the use of hexas mold release agents, furfural, etc.
The proportion of graphite in the molding composition is 30 to 76%
adjusted to. However, graphite compatibility is improved by using fine-grained graphite compared to coarse. In certain cases, it may be desirable to use a combination of graphite types with different grain roughness. By using graphite of various particle sizes in combination, a dense and dense mixture can be produced. For example, in suitable mixtures, the maximum particle size preferably does not exceed 300μ, some of which have a size of 60 to 160μ, and some of which have a size of 60μ or less. The same applies to other fillers.
炭素質充填剤の量は、樹脂100重量部当りの重量部に
よっても表示される。このように、本発明の成形可能な
組成物は、ノボラック80−20重量部及びレゾール2
0−80重量部(相互に反応される際の割合で、ノボラ
ック及びレゾールの合計は100重量部である)に、炭
素質充填剤230重量部以下、好ましくは150重量部
以下、フルフルアルデヒド5重量部以下、hexao、
5−6重量部、好ましくは1ないし5重量部及び離型剤
3重量部以下を配合してなる熱硬化性、圧縮成形可能な
ブレンドで構成される(なお、各添加剤の割合はノボラ
ック及びレゾールの合計100重量部に対するものであ
る)。The amount of carbonaceous filler is also expressed in parts by weight per 100 parts by weight of resin. Thus, the moldable composition of the present invention comprises 80-20 parts by weight of novolac and 2 parts by weight of resol.
0-80 parts by weight (in the proportions when reacted with each other, the total of novolak and resol is 100 parts by weight), up to 230 parts by weight of carbonaceous filler, preferably up to 150 parts by weight, and 5 parts by weight of furfuraldehyde. Below the department, hexao,
It consists of a thermosetting, compression moldable blend comprising 5 to 6 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight, and 3 parts by weight or less of a mold release agent (the proportions of each additive include novolak and 3 parts by weight). (based on a total of 100 parts by weight of resol).
ボールミルにより極めて細かい粒子サイズに注意深く粉
砕する場合の如く、格別の分散法を利用する場合には、
グラファイトの量は上述の量を多少越えるものであって
もよい。When special dispersion methods are used, such as careful milling to very fine particle sizes by ball milling,
The amount of graphite may slightly exceed the amounts mentioned above.
代表的なグラファイト含有組成物は、グラファイト60
%、フェノール−フルフラールノボラック(PFUN)
13.0%と反応せしめたフェノール−ホルムアルデヒ
ドレゾール(PFR)22.1%、he++a 1.4
8%、ステアリン酸ステアリル0.6%、ステアリン酸
亜鉛1.25%及びフルフラール1.25%を含有する
。A typical graphite-containing composition is Graphite 60
%, phenol-furfural novolak (PFUN)
Phenol-formaldehyde resol (PFR) 22.1% reacted with 13.0% he++a 1.4
8%, stearyl stearate 0.6%, zinc stearate 1.25% and furfural 1.25%.
他の代表的な組成物は、グラファイト40%、フェノー
ル−フルフラールノボラック20.17%と反応せしめ
たフェノール−ホルムアルデヒドレゾール34.75%
、ステアリン酸ステアリル0.1%、ステアリン酸亜鉛
1%及びフルフラール0.6%を包含する。数値は組成
物全体に対する重量%である。Another representative composition is 34.75% phenol-formaldehyde resol reacted with 40% graphite, 20.17% phenol-furfural novolak.
, 0.1% stearyl stearate, 1% zinc stearate and 0.6% furfural. The figures are in % by weight relative to the total composition.
さらに他の代表的なグラファイト含有組成物は、グラフ
ァイト49.9重量%、PFUN 16.6%と反応せ
しめたPFR29,2%、hexa 1.9%、ステア
リン酸ステアリル0.4%及びフルフラール1゜0%を
含有する。Yet another representative graphite-containing composition is 49.9% graphite by weight, 29.2% PFR reacted with 16.6% PFUN, 1.9% hexa, 0.4% stearyl stearate, and 1° furfural. Contains 0%.
この組成物について、後述するトランスファー成形後、
粉砕して、アセトン溶解成分含量を測定した。これらの
テストの平均は溶解物質含鷺が0゜48%あることを示
し、分析結果では、溶解物質がステアリン酸系可塑剤及
び未反応フルフラールの混合物で構成されていることを
示した。After transfer molding, which will be described later, for this composition,
It was ground and the content of acetone dissolved components was measured. The average of these tests indicated a dissolved material content of 0.48%, and the analysis indicated that the dissolved material consisted of a mixture of stearic plasticizer and unreacted furfural.
特殊な用途では、異方性のため、ガラス質炭素に特別な
熱特性及び機械特性を持たせることが可能となるので、
充填剤として普通のグファイトよりも、微細に分散され
る熱分解グラファイトを使用することが好適である。熱
分解グラファイトは、2000℃以上の温度において炭
素含有ガスから析出された純粋な結晶性グラファイトで
ある。For special applications, the anisotropy allows glassy carbon to have special thermal and mechanical properties.
It is preferred to use finely dispersed pyrolytic graphite as filler rather than ordinary graphite. Pyrolytic graphite is pure crystalline graphite precipitated from carbon-containing gases at temperatures above 2000°C.
本発明の組成物において充填剤として熱分解グラファイ
トが使用される際には、ガラス質炭素は、グラファイト
状層の小形積層体の中に分散された多量のグラファイト
(又はダイヤモンド)結晶域を有するようになる。この
理由は明らかではないが、核生成効果によるものであろ
う。グラファイト結晶域が点存するグラファイト状層の
小形積層体の比を、ある程度まで変化させ得る。When pyrolytic graphite is used as a filler in the compositions of the invention, the vitreous carbon is such that it has a large amount of graphite (or diamond) crystal domains dispersed within a compact stack of graphitic layers. become. The reason for this is not clear, but it may be due to the nucleation effect. The ratio of the compact stack of graphite-like layers interspersed with graphite crystalline regions can be varied to a certain extent.
本発明のブレンドは、成形及び成形品の硬化の中間工程
を経てガラス質炭素に変化される。通常、炭化の間に硬
化中の粒子は亀裂を生ずるため、硬化を適正に行なうこ
と(すなわち、硬化温度及び時間の選択)が極めて重要
である。硬化の度合は、アセトン抽出物の量を測定する
ことによりチェックされる。ASTM D 494−4
6に従って測定して、アセトン抽出物含量が樹脂成分の
重量に対して2%以下、好ましくは1%以下である場合
に、満足できる生成物が得られる。The blend of the present invention is converted into vitreous carbon through intermediate steps of molding and curing of the molded article. Correct curing (ie, selection of curing temperature and time) is critical, since the curing particles typically crack during carbonization. The degree of hardening is checked by measuring the amount of acetone extract. ASTM D 494-4
Satisfactory products are obtained when the acetone extract content is less than 2%, preferably less than 1%, relative to the weight of the resin component, measured according to No. 6.
成形にあたっては多数の方法が使用される。すでに述べ
たように、圧縮成形、トランスファー成形、押出成形又
は射出成形により、成形品が生成される。本発明のブレ
ンドを使用し、多空胴型でトランスファー成形又は射出
成形することにより高生産率が容易に得られる。特定の
場合には、他の成形品又は押出成形品から加工して成形
体が調製される。A number of methods are used for shaping. As already mentioned, molded articles are produced by compression molding, transfer molding, extrusion molding or injection molding. High production rates are easily obtained using the blends of the present invention by transfer molding or injection molding in multi-cavity molds. In certain cases, shaped bodies are prepared by processing other shaped articles or extrudates.
代表的な操作法では、粉砕した成形用組成物をまず予備
成形して、包含される空気を除去し、電気的に110℃
に予熱する。ついで、ライン圧力35kg/ cx”(
500psi)で作動される直径14.0ci(5,5
インチ)のラムを使用する型プレス内で予備成形体を成
形する。得られた成形体を空胴圧力約105&9/C貫
”(1500psi)で、149℃において4−5分間
硬化させる。明らかなように、各種の他の方法を利用で
きる。In a typical method of operation, the ground molding composition is first preformed to remove entrapped air and electrically heated to 110°C.
Preheat to. Then, the line pressure was increased to 35 kg/cx” (
500psi) diameter 14.0ci (5,5
The preform is formed in a mold press using a ram (inch). The resulting compact is cured at 149 DEG C. for 4-5 minutes at a cavity pressure of about 1500 psi. As will be appreciated, various other methods can be used.
このようにして得られた成形品を、炉内において、不活
性雰囲気中で、最高加熱処理温度に達するまで、正確に
制御しながら熱炭化することによって、成形ガラス質炭
素製品に変化させる。ついで、ガラス質炭素製品を、閉
止した炉において不活性雰囲気下で冷却する。通常、多
数個の成形品を1回の加熱操作で処理する。The molded article thus obtained is transformed into a molded vitreous carbon product by precisely controlled thermal carbonization in a furnace in an inert atmosphere until a maximum heat treatment temperature is reached. The vitreous carbon product is then cooled under an inert atmosphere in a closed furnace. Usually, a large number of molded products are processed in one heating operation.
多くの場合、温度対時間の最適焼成サイクルは、成形品
の幾何学的要因(特に壁厚)が速度に直接関係するため
、成形品の各々について経験的に定められる。時間−温
度の関係は、最終硬化樹脂の劣化特性にも左右される。In many cases, the optimum firing cycle of temperature vs. time is determined empirically for each molded article, since the geometrical factors of the molded article (particularly the wall thickness) are directly related to the speed. The time-temperature relationship also depends on the degradation characteristics of the final cured resin.
製品の壁寸法が異なれば、焼成サイクルの変化も大きく
なる。Different product wall dimensions lead to greater variations in firing cycles.
一般に、代表的な焼成サイクルでは、温度は連続的に上
昇されるが、その上昇速度はサイクルの各時点で異なる
。焼成の間に、製品の体積収縮が生ずる。炭素質充填剤
又は他の充填剤を含有しない成形品では、通常、15な
いし25%である。収縮度は、樹脂、成形法及び成形条
件、及び焼成サイクルによっても左右される。これらの
収縮は再現可能であり、製造誤差±0.013cm(0
,005インヂ)内に収めるように充分に予測される。Generally, in a typical firing cycle, the temperature is raised continuously, but at different rates at each point in the cycle. During firing, volumetric shrinkage of the product occurs. For molded articles containing no carbonaceous fillers or other fillers, it is usually 15 to 25%. The degree of shrinkage also depends on the resin, molding method and conditions, and firing cycle. These shrinkages are reproducible and have a manufacturing tolerance of ±0.013 cm (0
, 005 inches).
このような充填剤を含有しない成形品の焼成の間では、
成形品の約30−35重量%が揮発性ガスとして失われ
る。樹脂混合物に炭素質充填剤が配合されている場合に
は、収縮及び重量損失は、充填剤の含量に比例して低減
される。ガラス質炭素生成の間に発生された多量のガス
を除去するため、窒素、ヘリウム又はアルゴンの如き不
活性パージガス流を使用するか、又は別法として、減圧
(10−”トル以下)をかけてもよい。ガス放出は特定
の温度範囲において活発である。たとえば、室温から2
60−371’C(500−TOOoF)まででは、温
度の上昇速度は代表的には0.6−2.8℃/時間(l
−5°F/時間)である。371’C(70O°F)以
上では、温度は、5.6ないし27.8℃/時間(10
−50°F/時間)の如くかなり急速に上昇される。一
般に、多くの成形品ニ関しテl!、371℃(700’
F )以上テハ、温度ハ5 、6℃/時間(10°F
/時間)の速度で427−455℃(goo−850°
F)まで上昇され、その後、11.1−27.8℃/時
間(2G−50°F/時間)で最高温度(一般に、98
2℃(1800°F)以上とする必要はない)まで上昇
される。During the firing of such filler-free molded articles,
Approximately 30-35% by weight of the molded article is lost as volatile gases. When carbonaceous fillers are incorporated into the resin mixture, shrinkage and weight loss are reduced in proportion to the filler content. To remove the bulk gases generated during glassy carbon formation, an inert purge gas stream such as nitrogen, helium, or argon is used, or alternatively, reduced pressure (10-" Torr or less) is applied. Outgassing is active in certain temperature ranges, e.g.
Up to 60-371'C (500-TOOoF), the rate of temperature rise is typically 0.6-2.8°C/hour (l
−5°F/hour). Above 371'C (700F), the temperature is 5.6 to 27.8C/hour (10
-50°F/hour) rather rapidly. In general, regarding many molded products! , 371℃ (700'
F ) or above, temperature is 5,6℃/hour (10℃
/hour) at a rate of 427-455°C (goo-850°
11.1-27.8°C/hour (2G-50°F/hour) to a maximum temperature (typically 98°F)
The temperature need not exceed 2°C (1800°F).
特定の場合には、最大温度は538℃(tooooF)
を越える必要はない。成形ガラス質炭素製品に高度の熱
安定性が要求される場合には、加熱は少なくとも109
3℃(2000°F)まで、ある場合には少なくとも1
649℃(3000°F)まで続けられ、この温度に少
なくとも24時間維持される。ついで、温度を5.6−
11.1℃/時間(10−20@F /時間)の速度で
徐々に低下させる。In certain cases, the maximum temperature is 538°C (tooooF)
There is no need to exceed. If a high degree of thermal stability is required for the shaped vitreous carbon product, heating will be at least 109
up to 3°C (2000°F), in some cases at least 1
Continue to 649°C (3000°F) and maintain this temperature for at least 24 hours. Then, the temperature was set to 5.6-
Gradually reduce the temperature at a rate of 11.1°C/hour (10-20@F/hour).
場合によっては、温度約149−482℃(300−9
00°F)までの加熱を炭化と称し、温度約1149℃
(2100°F)以上までの加熱を黒鉛化と称する。い
ずれの場合の加熱も上述の如く徐々に行なわれる。In some cases, temperatures of about 149-482°C (300-9°C
00°F) is called carbonization, and the temperature is approximately 1149°C.
(2100°F) or higher is called graphitization. Heating in either case is done gradually as described above.
必要な場合には、臨界温度レジーム(r6gime)は
熱重量分析法(TGA)及び示差熱分析(DTA)によ
って測定される。このようにして測定された熱レジーム
は、成形フェノール樹脂製品の化学的及び熱的履歴の特
性である。If necessary, the critical temperature regime (r6gime) is determined by thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA). The thermal regime thus measured is characteristic of the chemical and thermal history of the shaped phenolic resin article.
本発明のノボラック−レゾール反応樹脂がガラス質炭素
への変質以外の目的で成形される際には、上述の炭素質
充填剤以外の各種充填剤、たとえば木粉、石綿、石灰、
炭酸カルシウム、MgO、ガラス繊維等が使用され、こ
れらのもの又は他の公知の変性剤の各種混合物も成形用
組成物の調製にあたって使用される。When the novolac-resol reaction resin of the present invention is molded for a purpose other than changing to glassy carbon, various fillers other than the above-mentioned carbonaceous fillers may be used, such as wood flour, asbestos, lime, etc.
Calcium carbonate, MgO, glass fibers, etc. are used, and various mixtures of these or other known modifiers are also used in preparing the molding compositions.
上記の如く調製された反応ノボラック−レゾール樹脂は
、ガラス質炭素製品の製造以外の目的の成形用組成物を
調製するためにも使用され、これにより得られた成型品
はノボラック及びレゾール樹脂の応力を生じない相互効
果のため、各種の改善された特性を有する。このような
場合、充填剤と添加剤との割合は、ガラス質炭素に変質
される組成物での使用に関して上述したものに実質に相
当する。The reacted novolak-resole resin prepared as described above can also be used to prepare molding compositions for purposes other than the production of glassy carbon products, and the molded articles obtained thereby are free from the stress of the novolak and resole resins. It has various improved properties due to the mutual effect that does not cause In such cases, the proportions of fillers and additives correspond substantially to those described above for use in compositions that are converted to vitreous carbon.
レゾールの脱水が開始又は実質的に終了する前に、レゾ
ール溶液に予じめ生成したノボラックを添加するにあた
り、このノボラックを完全に、又は部分的に脱水してお
いてもよい。有利には初めに存在する水の少なくとも2
5%、好ましくは少なくとも50%を、レゾールへの添
加前に除去する。Before the dehydration of the resol begins or substantially ends, the preformed novolak may be completely or partially dehydrated before it is added to the resol solution. Advantageously at least two portions of the water initially present
5%, preferably at least 50% is removed before addition to the resol.
混合物の脱水が完了された後に得られた生成物はグラフ
ト重合生成物である。The product obtained after the dehydration of the mixture is completed is a graft polymerization product.
本発明の樹脂は、予じめ生成されたフェノール系−フル
フルアルデヒドノボラック、好ましくはフェノール−フ
ルフルアルデヒドノボラックをフェノール系−アルデヒ
ド、好ましくはフェノール−ホルムアルデヒドレゾール
の水溶液又は水性懸濁液に、このレゾール樹脂の脱水前
に添加することによって調製される。レゾールへの添加
の際、ノボラックは完全に又は部分的に脱水される。一
方、レゾールは、添加の際、部分的に脱水されるが、好
ましくは、添加は脱水の開始前に行なわれる。The resin of the present invention is prepared by adding a preformed phenolic-furfuraldehyde novolac, preferably a phenol-furfuraldehyde novolac, to an aqueous solution or suspension of a phenolic-aldehyde, preferably a phenol-formaldehyde resol, to form a resole resin. prepared by adding it before dehydration. Upon addition to the resol, the novolak is completely or partially dehydrated. On the other hand, the resol is partially dehydrated upon addition, but preferably the addition is carried out before the dehydration begins.
添付図面に関する記載の部分で述べた如く、この方法で
得られる生成物は改善された物理特性を有するグラフト
重合生成物である。この事実は、これから生成されたガ
ラス質炭素の特性についても同じである。これらの新し
い生成物は、他の方法に従って得られたものをかなり改
良するものである。この改良の結果は、ガラス質炭素プ
レートの物理特性に良好な影響を及ぼす°だけでなく、
具体的には、かかるプレートの使用が透過性であること
を理由として拒否されることを回避している。As mentioned in the description with reference to the accompanying drawings, the product obtained in this manner is a graft polymerization product with improved physical properties. This fact also applies to the properties of glassy carbon produced from this. These new products are a significant improvement over those obtained according to other methods. The results of this improvement not only have a positive impact on the physical properties of the vitreous carbon plate, but also
In particular, it avoids the use of such plates being refused on the basis of transparency.
添付図面に関連する組成物において、ノボラックは後述
の実施例1の方法によって生成されたPFUNであり、
レゾールは実施例3の方法で生成された −PF
Rであり、グラフト重合生成物は実施例5に従って得ら
れたものである。いずれの場合も、割合はPFR65部
に対してPFUN35部であり、充填剤及び変性剤は前
述の量で使用されている。本発明によれば、127X
127X 0.11cm(50X 50X O,045
インチ)程度の大きさの薄いガラス質炭素プレートを製
造できる。In the compositions associated with the accompanying drawings, the novolac is PFUN produced by the method of Example 1 below;
The resol was produced by the method of Example 3 -PF
R and the graft polymerization product was obtained according to Example 5. In each case, the ratio is 65 parts PFR to 35 parts PFUN, and the fillers and modifiers are used in the amounts mentioned above. According to the invention, 127X
127X 0.11cm (50X 50X O,045
It is possible to manufacture thin vitreous carbon plates with a size of about 1 inch).
本発明を下記の実施例によって説明するが、これらの実
施例は単に本発明を説明するためのものであって、本発
明の精神又は実施の態様を制限するものではない。特に
示さないかぎり、部及び%は重量部及び重量%である。The present invention will be explained by the following examples, but these examples are merely for illustrating the present invention and are not intended to limit the spirit or mode of implementation of the present invention. Unless otherwise indicated, parts and percentages are by weight.
実施例I
フェノール−フルフルアルデヒドノボラック(PFUN
)の調製
撹拌機、蒸留冷却器、加熱マントル及び温度計を具備す
る樹脂容器(4g)に、[ISPフェノール20009
(21,28モル)及びフルフラール14809 (1
5,25モル)を充填した。この混合物を66℃に加熱
し、炭酸ナトリウム30.09(0,36モル)を添加
した。ついで、内容物をゆっくりと121’Cまで加熱
し、この温度で加熱し、この温度で加熱マントルを除去
した。Example I Phenol-furfuraldehyde novolak (PFUN
) In a resin container (4 g) equipped with a stirrer, distillation condenser, heating mantle and thermometer, [ISP Phenol 20009
(21,28 mol) and furfural 14809 (1
5.25 mol). The mixture was heated to 66° C. and 30.09 (0.36 mol) of sodium carbonate were added. The contents were then slowly heated to 121'C, at which temperature the heating mantle was removed.
反応は発熱反応となり、135℃で沸騰が始まるまで温
度は上昇を続けた。蒸留物を別の装置で集め、フルフラ
ール相を定期的に取出し、反応の進行の間、バッチに戻
した。蒸留を、バッチの温度を133℃ないし139℃
の間に維持しながら、3時間40分続けた。ついで、容
器から樹脂を排出し、冷却して融点89℃(192°F
)及びガラス転移温度330°K(134,6℃)を有
する固状物(収量32309)を得た。この生成物は、
165.5℃(330°F)のホットプレート上でのテ
ストから明らかな如く非硬化性のノボラック樹脂であり
、ただしhexa 10 pphと混合する際には、
186℃(330°F)での硬化時間65−69秒を示
す。The reaction became exothermic and the temperature continued to rise until boiling began at 135°C. The distillate was collected in a separate apparatus and the furfural phase was removed periodically and returned to the batch during the course of the reaction. Distillation at batch temperature of 133°C to 139°C
It continued for 3 hours and 40 minutes while maintaining the time between. The resin is then drained from the container and cooled to a melting point of 89°C (192°F).
) and a glass transition temperature of 330°K (134,6°C) (yield 32309). This product is
It is a non-curing novolac resin as evidenced by testing on a 165.5°C (330°F) hot plate, but when mixed with HEXA 10 pph.
A cure time of 65-69 seconds at 186°C (330°F) is shown.
実施例2
実施例1と同様に操作し、ただし蒸留の途中でモノオレ
イン酸グリセリル309を添加し、よく混合し、蒸留を
続けた。得られた樹脂は融点85.5℃(186°F)
、ガラス転移温度327’ K を有していた。Example 2 The procedure was the same as in Example 1, except that during the distillation, glyceryl monooleate 309 was added, mixed well, and the distillation was continued. The resulting resin has a melting point of 85.5°C (186°F)
, and had a glass transition temperature of 327'K.
この樹脂も非硬化性であり、hexa 10ppmを添
加した場合の硬化時間は67−68秒である。This resin is also non-curable, with a cure time of 67-68 seconds when 10 ppm hexa is added.
実施例3
フェノール−ホルムアルデヒドレゾール樹脂(PFR)
の調製
(a) 実施例1で使用したものと同様の容器に、U
SPフェノール1500g(15,96モル)、ホルム
アルデヒド水溶液(52%)11979(20,75モ
ル)、hexa 239(0,16モル)及び水酸化ナ
トリウム(97%)79(0,170モル)を充填した
。この混合物を90℃に加温し、この温度に1時間維持
した。この時間の経過後、還流冷却器を減圧蒸留冷却器
及び受容器と交換した。ついで、バッチを減圧度66C
JI(26″)Hgに維持し、バッチの温度が90℃(
194°F)に達するまで熱を供給した。ついで、減圧
度を71CJl(28″)Hgに調節し、蒸留を1時間
続けた。その後、反応を停止し、生成物を容器から排出
した。集められた蒸留水の量は940gであった。秤量
したところ生成物18559が得られた。この生成物は
、グラディエンド・バー(gradient bar
)法によるmp79℃(175°F)、ガラス転移点
(示差走査熱分析法で測定)321″K (118,4
°F)及び166℃(330°F)でのホットプレート
硬化時間17−18秒を存する。Example 3 Phenol-formaldehyde resol resin (PFR)
Preparation (a) In a container similar to that used in Example 1, add U.
Filled with SP phenol 1500 g (15,96 mol), formaldehyde aqueous solution (52%) 11979 (20,75 mol), hexa 239 (0,16 mol) and sodium hydroxide (97%) 79 (0,170 mol) . The mixture was warmed to 90°C and maintained at this temperature for 1 hour. After this time, the reflux condenser was replaced with a vacuum distillation condenser and receiver. Then, the batch was depressurized to 66C.
JI (26″) Hg and batch temperature of 90°C (
Heat was applied until the temperature reached 194°F. The vacuum was then adjusted to 71 CJl (28'') Hg and distillation continued for 1 hour. Afterwards, the reaction was stopped and the product was discharged from the vessel. The amount of distilled water collected was 940 g. Weighing yielded product 18559, which was added to a gradient bar.
) method mp 79°C (175°F), glass transition temperature (measured by differential scanning calorimetry) 321″K (118,4
(°F) and a hot plate cure time of 17-18 seconds at 166°C (330°F).
(b) 30%アンモニア水3B、39(NH30,
64モル、1o、gg9)を使用し、ただしhexaを
省略して、上記操作を繰返した。生成物のサンプルは、
融点が79°C(175°F)であることを示した。こ
の生成物も、前記(a)で生成されたレゾールと同様、
粉砕可能である。(b) 30% ammonia water 3B, 39 (NH30,
The above procedure was repeated using 64 mol, 1o, gg9) but omitting hexa. The product sample is
The melting point was shown to be 79°C (175°F). This product also has the same characteristics as the resol produced in (a) above.
Can be crushed.
(c) 上記(a)と同様に、ただし、ホルムアルデ
ヒド水溶液IQ5g!11(18,34モル)を使用し
て反応を行った。生成物は粉砕可能なレゾールであった
。(c) Same as (a) above, but formaldehyde aqueous solution IQ 5g! The reaction was carried out using 11 (18.34 mol). The product was a grindable resol.
(d) ホルムアルデヒド水溶液1197gの代わり
に13359(23,15モル)を使用して、上記(a
)の反応を行った。生成物は粉砕可能なレゾールであっ
た。(d) Using 13359 (23.15 mol) instead of 1197 g of formaldehyde aqueous solution, the above (a)
) reaction was performed. The product was a grindable resol.
実施例4
フェノール−ホルムアルデヒドノボラック樹脂(PPM
)の調製
撹拌機、還流冷却器及び温度計を具備する樹脂製フラス
コ(,4(1)に、USPフェノール2000g(21
,28モル)、ホルムアルデヒド水溶液(52%)88
29(15,28モル)、水2009及びリン酸(85
%)129(0,10モル)を充填した。得られた混合
物のpHは1.05であった。Example 4 Phenol-formaldehyde novolac resin (PPM
) Preparation of 2000 g of USP phenol (21
, 28 mol), formaldehyde aqueous solution (52%) 88
29 (15,28 mol), water 2009 and phosphoric acid (85
%) 129 (0.10 mol). The pH of the resulting mixture was 1.05.
ついで、この混合物を加熱して還流させ、計5時間還流
を行った。この時点での混合物における遊離ホルムアル
デヒド含量は0.84%であった。ここで還流冷却器を
蒸留冷却器に取換え、バッチの温度が160℃に達する
まで大気圧下で1時間蒸留を行った。その後、水709
と混合した51%ホルムアルデヒド水溶液1739(:
(,0モル)の混合物を36分間で徐々に添加した。添
加の間にバッチの温度は142℃に低下した。すべての
ホルムアルデヒド水溶液を添加したところで、バッチを
142−150°Cに15分間維持した。ついで、蒸留
冷却器の受容器を、バッチを減圧下に維持できるように
真空受容器を交換した。ついで、減圧度71cx(2g
インチ]Igにおいて温度165℃に加熱して樹脂を脱
水した。減圧を解放し、樹脂を容器から取出したところ
、生成物20279が得られた。この生成物はグラディ
エンド・バー法によるmp106℃(223°F)及び
ガラス転移温度(示差走査熱分析法で測定)70℃(1
58°F)を有している。この樹脂は、166℃(33
0°F)のホットプレート上でテストする際に示す如く
非硬化性ノボラックである。しかしながら、hexa
10 pphと混合する場合には、166℃(330°
F)で加熱する際、硬化時間24−25秒を有する。This mixture was then heated to reflux for a total of 5 hours. The free formaldehyde content in the mixture at this point was 0.84%. Here, the reflux condenser was replaced with a distillation condenser, and distillation was carried out under atmospheric pressure for 1 hour until the batch temperature reached 160°C. After that, water 709
51% formaldehyde aqueous solution mixed with 1739 (:
(,0 mol) of the mixture was added gradually over 36 minutes. During the addition the temperature of the batch decreased to 142°C. Once all the formaldehyde aqueous solution had been added, the batch was held at 142-150°C for 15 minutes. The distillation condenser receiver was then replaced with a vacuum receiver so that the batch could be maintained under reduced pressure. Next, the degree of vacuum 71cx (2g
The resin was dehydrated by heating to a temperature of 165° C. in Ig. The vacuum was released and the resin was removed from the vessel, yielding product 20279. The product has a glass transition temperature (determined by differential scanning calorimetry) of 70°C (1
58°F). This resin was heated at 166°C (33°C).
It is a non-curing novolak as shown when tested on a hot plate at 0°F. However, hexa
166°C (330°
When heated at F), it has a curing time of 24-25 seconds.
実施例5
温度計、還流冷却器、撹拌機及びストッパを具備する4
頚樹脂フラスコ(4e)に、フェノール1712g(1
8,21モル)、ホルムアルデヒド1199g(20,
78モル)を充填した。この混合物を39℃に冷却し、
この時点で水酸化ナトリウム8.09(0,2モル)及
びヘキサメチレンテトラミン8.09(0,2モル)を
添加した。この混合物を30分間で90℃に加熱し、9
0℃に30分間維持した。ついで、還流冷却器に代えて
減圧蒸留装置を装着し、バッチを減圧度66cm(26
インチ)Hgにおいて減圧蒸留することによって温度6
3℃に急速に冷却させた。加熱マントル可変抵抗器を5
6にセットして、60メツシユのふるいを通過するよう
微細に粉砕したフェノール−フルフラールノボラック(
実施例1で調製したもの)2509を添加した。添加時
間の合計は2分間である。添加の間に、温度がゆっくり
と64℃に上昇した。添加終了時、容器を閉止し、減圧
度66cx(26″)Hgにおいて温度92℃まで減圧
蒸留を行った。この時点で、ドライブモータに取付けた
連続読取り電力計は、速度設定5において110ワツト
を示した。樹脂を、皿に排出し、冷却した。冷却後、か
かる樹脂は融点(グラディエンド・バー法による)=8
4℃、硬化時間(ストローク硬化法)=165℃におい
て30.5秒を有していた。グラフト共重合体の収量は
24599であった。Example 5 4 equipped with thermometer, reflux condenser, stirrer and stopper
In the neck resin flask (4e), add 1712 g of phenol (1
8,21 mol), formaldehyde 1199 g (20,
78 mol). The mixture was cooled to 39°C,
At this point 8.09 (0.2 mol) of sodium hydroxide and 8.09 (0.2 mol) of hexamethylenetetramine were added. This mixture was heated to 90°C for 30 minutes and
Maintained at 0°C for 30 minutes. Next, a vacuum distillation device was installed in place of the reflux condenser, and the batch was heated to a vacuum degree of 66 cm (26 cm).
inch) by vacuum distillation at a temperature of 6.
Allowed to rapidly cool to 3°C. Heating mantle variable resistor 5
Phenol-furfural novolak finely ground to pass through a 60 mesh sieve at
2509 (prepared in Example 1) was added. Total addition time is 2 minutes. During the addition, the temperature slowly rose to 64°C. At the end of the addition, the vessel was closed and vacuum distillation was carried out to a temperature of 92°C at a vacuum of 66 cx (26'') Hg. At this point, a continuous read wattmeter attached to the drive motor was reading 110 watts at speed setting 5. The resin was discharged into a dish and allowed to cool. After cooling, the resin had a melting point (by gradient-end bar method) = 8.
It had a curing time (stroke curing method) of 30.5 seconds at 4°C and 165°C. The yield of graft copolymer was 24,599.
上述の反応生成物を60メツシユのふるいを通過するよ
うに粉砕し、差動2−ロール混合ミル(前部ロールは1
21℃に維持され、後部ロールは27℃に維持されてい
る)に導入した。ついで、この樹脂を溶融し、添加剤を
加えることなく計17分間混合し、グラベンダー(Br
abender)最小トルク及び持続時間、それぞれ2
700m−g及び40.5秒の生成物を得た。このグラ
ベンダー測定を、ハーフサイズヘッド及びローラブレー
ドを具備する標準のグラベンダー粘度計を使用して実施
した。測定温度は、コネクター設定1.5、感度(トル
クの抑制なし)45(X 5 )で、60rpmにおい
て125℃である。The above reaction product was ground to pass through a 60 mesh sieve and milled in a differential 2-roll mixing mill (front roll was 1
(maintained at 21°C, rear roll maintained at 27°C). This resin was then melted and mixed for a total of 17 minutes without adding any additives and mixed with Gravender (Br
abender) minimum torque and duration, each 2
A product of 700 mg and 40.5 seconds was obtained. The Gravender measurements were performed using a standard Gravender viscometer equipped with a half-size head and roller blade. The measured temperature is 125° C. at 60 rpm with a connector setting of 1.5 and a sensitivity (no torque suppression) of 45 (X 5 ).
ついで、ライン圧力42に97cm”(600psi)
を使用する標準トランスファープレスにおいて生成物を
成形し、標準ASTM圧縮強さ、引張強さ、曲げ強さ、
Izod衝撃強さ及び絶縁耐力の試料を調製した。Then, line pressure 42 to 97 cm” (600 psi)
The product is molded in a standard transfer press using a standard ASTM compressive strength, tensile strength, flexural strength,
Izod impact strength and dielectric strength samples were prepared.
これら成形物をテストしたところ、以下の結果を示した
。When these molded products were tested, the following results were shown.
比重 1.28
圧縮強さ 2242.8に97cm” (32,0
40psi)曲げ強さ 1005.6&9/CI’
(14,366psi)lzod衝撃強さ 0.01
32kg−x/cm(0,24ft−1b/1n)(ノ
ツチ付き)
引張強さ 519.4&9/cff” (7,4
20psi)絶縁耐力 170 V/Km (
272V/n1l)18.5に9/cm”(264ps
i)におけるゆがみ温度186℃(367°F)
実施例5で明らかなように、還流後、好ましくは所望の
冷却効果、有利には31−39℃(55−70°Iパ)
が達成されるように充分に水を除去した後、ノボラック
を添加することが有利である。必要によっては、冷却を
他の手段によって行なうこともでき、還流後及び水の除
去前にノボラックの添加が開始される。いずれの場合に
も、ノボラックの添加後に水の除去が行なわれる。Specific gravity 1.28 Compressive strength 2242.8 to 97cm” (32,0
40psi) Bending strength 1005.6&9/CI'
(14,366psi) lzod impact strength 0.01
32kg-x/cm (0,24ft-1b/1n) (with notch) Tensile strength 519.4&9/cff” (7,4
20psi) Dielectric strength 170V/Km (
272V/n1l) 18.5 to 9/cm” (264ps
Distortion temperature at i) of 186°C (367°F) After reflux, preferably the desired cooling effect, advantageously 31-39°C (55-70°I), as seen in Example 5.
It is advantageous to add the novolak after sufficient water has been removed so that . If desired, cooling can be effected by other means, with novolac addition starting after reflux and before water removal. In both cases, water removal takes place after the addition of the novolak.
実施例6
ポリヒドロキンメチルフェノール−グラフト化フェノー
ル−フルフラールノボラック (グラフト化しゾール/
フェノールーフルフラールノボフェノール1522g(
16,19モル)、ホルムアルデヒド(52%溶液)1
066g(18,48モル)、水酸化ナトリウム7.1
09(0,178モル)、ヘキサメチレンテトラミン7
6.1g(0,54モル)及び実施例1のフェノール−
フルフラールノボラック2509を使用し、前記実施例
5と同様に操作を行った。添加時間は3分であり、温度
をゆっくりと81”Cに上昇させた。減圧度63.0c
m(24,8インチ) Hgで温度93℃まで減圧蒸留
を行った。速度設定5における電力計の読みは120ワ
ツトであった。回収された樹脂は、融点= 183.8
℃及び硬化時間=165℃において30.5秒であった
。Example 6 Polyhydroquine methylphenol-grafted phenol-furfural novolak (grafted sol/
Phenol-furfural novophenol 1522g (
16,19 mol), formaldehyde (52% solution) 1
066g (18,48 mol), sodium hydroxide 7.1
09 (0,178 mol), hexamethylenetetramine 7
6.1 g (0.54 mol) and the phenol of Example 1
The same procedure as in Example 5 was carried out using furfural novolac 2509. The addition time was 3 minutes and the temperature was slowly increased to 81"C. Vacuum degree 63.0C.
Vacuum distillation was carried out at a temperature of 93° C. at m (24,8 inches) Hg. The wattmeter reading at speed setting 5 was 120 watts. The recovered resin has a melting point = 183.8
C and curing time = 30.5 seconds at 165C.
グラフト共重合体の収量は24689であった。混合を
21分間行い、グラベンダー最小トルク及び持続時間そ
れぞれ2200m−g及び73.5秒の生成物を得た。The yield of graft copolymer was 24,689. Mixing was carried out for 21 minutes, yielding a product with Gravender minimum torque and duration of 2200 mg and 73.5 seconds, respectively.
成形物のテストの結果は以下のとおりであった。The results of the molded article tests were as follows.
比重 1.28
圧縮強さ 2126.6に?/cm″(30、38
0ps i)曲げ強さ 878.1に9/cm”
(12,544psi)Izod衝撃強さ 0.01
3に9す7cm(0,24ft’lb/インチ)ノツチ
付き)
引張強さ 469 kg/cff” (6,70
0psi)絶縁耐力 171.9 V/Km
(275V/mi+)185kg/cm″(264ps
i)におけるゆがみ温度160℃(320°F)
実施例7
フェノール1332g(14,17モル)、ホルムアル
デヒド(52%溶液)9329(16,15モル)、水
酸化ナトリウム6.209(0,156モル)、ヘキサ
メチレンテトラミン66.69(0,48モル)及び実
施例1のフェノール−フルフラールノボラック7509
を使用し、前記実施例5と同様に操作を行った。添加時
間は12分であり、温度をゆっくりと68℃に上昇させ
た。減圧度64cz(25インチ)Hgで温度92℃ま
で減圧蒸留を行った。速度設定5における電力計の読み
は120ワツトであった。回収された樹脂は、融点=8
2℃及び硬化時間=165℃において31.5秒であっ
た。グラフト共重合体の収量は24809であった。混
合を20分間行い、グラベンダー最小トルク及び持続時
間それぞれ2000IIl−g及び73.5秒の生成物
を得た。Specific gravity 1.28 Compressive strength 2126.6? /cm'' (30, 38
0 ps i) Bending strength 878.1 to 9/cm”
(12,544psi) Izod impact strength 0.01
3 to 9 cm (0,24 ft'lb/inch) notched) Tensile strength 469 kg/cff” (6,70
0psi) Dielectric strength 171.9 V/Km
(275V/mi+) 185kg/cm'' (264ps
Distortion temperature in i) 160° C. (320° F.) Example 7 1332 g (14,17 mol) of phenol, 9329 (16,15 mol) of formaldehyde (52% solution), 6.209 (0,156 mol) sodium hydroxide , hexamethylenetetramine 66.69 (0.48 mol) and phenol-furfural novolak 7509 of Example 1
The same operation as in Example 5 was carried out using . The addition time was 12 minutes and the temperature was slowly increased to 68°C. Vacuum distillation was carried out at a vacuum degree of 64 cz (25 inches) Hg to a temperature of 92°C. The wattmeter reading at speed setting 5 was 120 watts. The recovered resin has a melting point of 8
At 2°C and curing time = 31.5 seconds at 165°C. The yield of graft copolymer was 24,809. Mixing was carried out for 20 minutes, yielding a product with Gravender minimum torque and duration of 2000 IIl-g and 73.5 seconds, respectively.
成形物のテストの結果は以下の通りであった。The results of the molded product tests were as follows.
比重 1.28
圧縮強さ 2059.4に9/cyr″(29,4
20psi)曲げ強さ 681.0&2/cm’
(9,728psi)I zod衝撃強さ O,ot
3に9す7cm(0,24ft−1b/インチ)(ノツ
チ付き)
引張強さ 433.1&9/cm” (6,18
7psi)絶縁耐力 190 V/Km (3
04V/m1l)185に9/ cx’(264psi
)におけるゆがみ温度147℃(297°F)
実施例8
フェノール11429(12,15モル)、ホルムアル
デヒド(52%溶液)799y(13,85モル)、水
酸化ナトリウム5.(39(0,133モル)、ヘキサ
メチレンテトラミン57.19(0,41モル)及び実
施例2のフェノール−フルフラールノボラック1000
9を使用し、前記実施例5と同様に操作を行った。添加
時間は5分であり、温度をゆっくりと77℃に上昇させ
た。減圧度61cR(24インチ)Hgで温度93℃ま
で減圧蒸留を行った。速度設定5における電力計の読み
は120ワツトであった。回収された樹脂は、融点=8
6℃及び硬化時間=165℃において28.5秒であっ
た。グラフト共重合体の収量は24889であった。混
合を19゜5分間行い、グラベンダー最小トルク及び持
続時間それぞれ220011−g及び45秒の生成物を
得た。成形物のテストの結果は以下の通りであった。Specific gravity 1.28 Compressive strength 2059.4 to 9/cyr'' (29,4
20psi) Bending strength 681.0&2/cm'
(9,728psi)I zod impact strength O,ot
3 to 9 cm (0.24 ft-1 b/inch) (notched) Tensile strength 433.1 & 9/cm” (6,18
7psi) Dielectric strength 190V/Km (3
04V/ml) 185 to 9/cx' (264psi
Distortion temperature at 147° C. (297° F.) Example 8 Phenol 11429 (12.15 mol), formaldehyde (52% solution) 799y (13.85 mol), sodium hydroxide 5. (39 (0,133 mol), hexamethylenetetramine 57.19 (0,41 mol) and phenol-furfural novolak 1000 of Example 2
9, and the same operation as in Example 5 was performed. The addition time was 5 minutes and the temperature was slowly increased to 77°C. Vacuum distillation was carried out at a vacuum degree of 61 cR (24 inches) Hg to a temperature of 93°C. The wattmeter reading at speed setting 5 was 120 watts. The recovered resin has a melting point of 8
At 6°C and cure time = 28.5 seconds at 165°C. The yield of graft copolymer was 24,889. Mixing was carried out for 5 minutes at 19° to give a product with Gravender minimum torque and duration of 220011-g and 45 seconds, respectively. The results of the molded product tests were as follows.
比重 1.28
圧縮強さ 1874.ly/cm’ (26,78
0psi)曲げ強さ 864.6に97c1(12
,351psi)Izod衝撃強さ o、ot3に9す
/cjI(0,24ft・lb/インチ)(ノツチ付き
)
引張強さ 331.5 kfl/ax” (4,7
36psi)絶縁耐力 200 V/Km (
320V/ff1il)18.5&9/c11”(26
4psi)におけるゆがみ温度127℃(261°F)
実施例9
フェノール15009 (15,96モル)、ホルムア
ルデヒド(52%溶液)1050g(18,2モル)、
水酸化ナトリウム7 g(0,175モル)、ヘキサメ
チレンテトラミン759(0,54モル)及び実施例1
のフェノール−フルフラニルノボラック19339を使
用し、前記実施例5と同様に操作を行った。添加時間は
46分であり、温度をゆっくりと77℃に上昇させた。Specific gravity 1.28 Compressive strength 1874. ly/cm' (26,78
0psi) bending strength 864.6 to 97c1 (12
, 351 psi) Izod Impact Strength o, ot3 to 9s/cjI (0,24 ft・lb/inch) (notched) Tensile Strength 331.5 kfl/ax” (4,7
36psi) Dielectric strength 200V/Km (
320V/ff1il) 18.5 & 9/c11” (26
Example 9 Phenol 15009 (15,96 mol), formaldehyde (52% solution) 1050 g (18,2 mol),
Sodium hydroxide 7 g (0,175 mol), hexamethylenetetramine 759 (0,54 mol) and Example 1
The same procedure as in Example 5 was carried out using phenol-furfuranyl novolak 19339. The addition time was 46 minutes and the temperature was slowly increased to 77°C.
減圧度48G2(19インチ)Hgで温度89℃まで減
圧蒸留を行った。Vacuum distillation was carried out at a vacuum degree of 48 G2 (19 inches) Hg and a temperature of 89°C.
速度設定5における電力計の読みは90ワツトであった
。回収された樹脂は、融点=84℃及び硬化時間=16
5℃において34.5秒であった。グラフト共重合体の
収量は3904gであった。混合を23分間行い、グラ
ベンダー最小トルク及び持続時間それぞれ2400m・
g及び120秒の生成物を得た。成形物のテストの結果
は以下のとおりであった。The wattmeter reading at speed setting 5 was 90 watts. The recovered resin had a melting point = 84°C and a curing time = 16
The time was 34.5 seconds at 5°C. The yield of graft copolymer was 3904 g. Mixing was carried out for 23 minutes, and the minimum torque and duration of Gravender were 2400 m・
g and 120 seconds of product were obtained. The results of the molded article tests were as follows.
比重 1.28
圧縮強さ 1810.2&9/cm’ (25,8
60psi)曲げ強さ 766.1&9/cm″
(10,944psi)Izod衝撃強さ 0.014
&9す7cm(0,26rllb/インチ)(ノツチ付
き)
引張強さ 534.8ky/cm” (7,64
0psi)絶縁耐力 175 V/Km (2
80V/m1l)18.8に9/ax″(264psi
)におけるゆがみ温度108℃(228°F)
実施例IO
フェノール5719 (6,08モル)、ホルムアルデ
ヒド(52%溶液)3999(6,93モル)、水酸化
ナトリウム2.669 (0,066モル)、ヘキサメ
チレンテトラミン28.549(0,204モル)及び
実施例2のフェノール−フルフラールノボラック175
01Fを使用し、ml記実施例5と同様に操作を行った
。添加時間は22分であり、温度をゆっくりと66℃に
低下させた。減圧度61ci(24インチ)Hgで温度
90℃まで減圧蒸留を行った。速度設定4.5における
電力計の読みは100ワツトであった。回収された樹脂
は、融点=87℃及び硬化時間=165℃において41
.5秒であった。グラフト共重合体の収量は2497g
であった。混合を37分間行い、グラベンダー最小トル
ク及び持続時間それぞれ19(10a+−g及び105
秒の生成物を得た。Specific gravity 1.28 Compressive strength 1810.2&9/cm' (25,8
60psi) Bending strength 766.1&9/cm''
(10,944psi) Izod impact strength 0.014
&9s 7cm (0,26rllb/inch) (with notch) Tensile strength 534.8ky/cm” (7,64
0psi) Dielectric strength 175 V/Km (2
80V/ml) 18.8 to 9/ax'' (264psi
) Distortion temperature at 108°C (228°F) Example IO Phenol 5719 (6,08 mol), Formaldehyde (52% solution) 3999 (6,93 mol), Sodium hydroxide 2.669 (0,066 mol), Hexamethylenetetramine 28.549 (0,204 mol) and the phenol-furfural novolac of Example 2 175
Using 01F, the same operation as in Example 5 was carried out. The addition time was 22 minutes and the temperature was slowly lowered to 66°C. Vacuum distillation was carried out at a vacuum degree of 61 ci (24 inches) Hg to a temperature of 90°C. The wattmeter reading at speed setting 4.5 was 100 watts. The recovered resin had a melting point of 41°C at melting point = 87°C and curing time = 165°C.
.. It was 5 seconds. The yield of graft copolymer was 2497g.
Met. Mixing was carried out for 37 minutes, Gravender minimum torque and duration were 19 (10a+-g and 105
A second product was obtained.
成形物のテストの結果は以下の通りであった。The results of the molded product tests were as follows.
比重 l、28
圧縮強さ 1216.6&9/cm” (17,3
80psi)曲げ強さ 457.0kg/cm″(
6,528psi)Izod衝撃強さ 0.0135&
9゜x/cx(0,25ft4b/インチ)(ノツチ付
き)
引張強さ 216.5&g/cm’ (3,09
3psi)絶縁耐力 178.1 V/KI11(
285V/n+1l)18.5kg/cm”(264p
si)におけるゆがみ温度86℃(187°F)
実施例11
フェノール380.59(4,05モル)、ホルムアル
デヒド(52%溶液)266.49(4,62モル)、
水酸化ナトリウム1.789(0,045モル)、ヘキ
サメチレンテトラミン19.039(0,136モル)
及び実施例1のフェノール−フルフラールノボラック2
0009を使用し、前記実施例5と同様に操作を行った
。添加時間は30分であり、温度をゆっくりと78℃に
低下させた。減圧度48cj+(19インチ) Hgで
温度80℃まで減圧蒸留を行った。速度設定4における
電力計の読みは150ワツトであった。回収された樹脂
は、融点=11O℃及び硬化時間=165°Cにおいて
33.5秒であった。Specific gravity l, 28 Compressive strength 1216.6&9/cm” (17,3
80psi) Bending strength 457.0kg/cm'' (
6,528psi) Izod impact strength 0.0135&
9゜x/cx (0,25ft4b/inch) (notched) Tensile strength 216.5&g/cm' (3,09
3psi) Dielectric strength 178.1 V/KI11 (
285V/n+1l) 18.5kg/cm” (264p
Distortion temperature at si) 86°C (187°F) Example 11 Phenol 380.59 (4.05 mol), formaldehyde (52% solution) 266.49 (4.62 mol),
Sodium hydroxide 1.789 (0,045 mol), hexamethylenetetramine 19.039 (0,136 mol)
and phenol-furfural novolak 2 of Example 1.
The same operation as in Example 5 was carried out using 0009. The addition time was 30 minutes and the temperature was slowly lowered to 78°C. Vacuum distillation was carried out at a vacuum degree of 48cj+ (19 inches) Hg to a temperature of 80°C. The wattmeter reading at speed setting 4 was 150 watts. The recovered resin had a melting point = 110°C and a cure time = 33.5 seconds at 165°C.
グラフト共重合体の収量は27959であった。混合を
5.5分間行い、グラベンダー最小トルク及び持続時間
それぞれ2500m−g及び52.5秒の生成物を得た
。成形物のテストの結果は以下の通りであった。The yield of graft copolymer was 27,959. Mixing was carried out for 5.5 minutes, yielding a product with Gravender minimum torque and duration of 2500 mg and 52.5 seconds, respectively. The results of the molded product tests were as follows.
比重 1.28
圧縮強さ L948.8kg/ax” (27,8
40psi)曲げ強さ 631.1に97ax″
(9,024psi)Izod衝撃強さ O,O12に
9す/cm(0,24ft・lb/インチ)(ノツチ付
き)
引張強さ 320.6&9/cm” (4,58
0psi)絶縁耐力 158.1 V/I[m
(253V/m1l)lLs&g/Cm”(264ps
i)におけるゆがみ温度168℃(334°F)
実施例12
グラファイト充填剤配合組成物の調製
実施例1及び3(a)の樹脂を、0.13ci(0,0
5インチ)のふるいを通過するように、別々に粉砕し、
以下の如く配合した。Specific gravity 1.28 Compressive strength L948.8kg/ax” (27,8
40psi) bending strength 631.1 to 97ax''
(9,024 psi) Izod Impact Strength O, O12 9 S/cm (0,24 ft・lb/inch) (notched) Tensile Strength 320.6 & 9/cm” (4,58
0psi) Dielectric strength 158.1 V/I [m
(253V/ml)lLs&g/Cm” (264ps
Example 12 Preparation of Graphite Filled Compositions The resins of Examples 1 and 3(a) were added to
Grind separately to pass through a 5-inch sieve,
It was mixed as follows.
実施例1の樹脂(PFUN) 850(9)実
施例3(a)の樹脂(PFR) 1500グラ
フアイト粉末 2560ヘキサメチレンテ
トラミン粉末 100ステアリン酸ステアリル
20フルフラール 50ステアリ
ン酸 50リボンブレンダーで1時
間混合した後、得られた混合物を差動20−ルミル(前
部ロールは93°C(200°F)に維持され、後部ロ
ールは149°C(300°F)に維持される)で混合
した。樹脂が完全に溶融した後のミル時間は15秒であ
る。ついで、ロールからシートをはがし、冷却し、粒子
サイズ6−80メツシュCU、S標準ふるい)に粉砕し
た。この粉末について、実施例5に記載のグラベンダー
粘度計で塑性及び硬化特性をテストしたところ、最小塑
性=500111−g及び流動持続時間=125℃にお
いて285秒を有することを示した。Resin of Example 1 (PFUN) 850(9) Resin of Example 3(a) (PFR) 1500 Graphite powder 2560 Hexamethylenetetramine powder 100 Stearyl stearate
20 Furfural 50 Stearic Acid 50 After mixing in a ribbon blender for 1 hour, the resulting mixture was heated to a differential 20-lumin (front roll maintained at 93°C (200°F) and rear roll at 149°C (300°F). (°F)). The mill time after the resin is completely melted is 15 seconds. The sheet was then peeled off the roll, cooled and ground to a particle size of 6-80 mesh CU, S standard sieve). This powder was tested for plasticity and hardening properties in the Gravender viscometer as described in Example 5 and was shown to have a minimum plasticity = 500111-g and flow duration = 285 seconds at 125°C.
ついで、この配合物を、トランスファー成形法により、
57.2x 69.9x O,114(厚さ)cm(2
2,5x 27.5X O,045インチ)のシートに
成形した。この配合物を使用する場合、流動持続時間が
充分ではないため、通常のトランスファー成形法では必
ずしも再現性よ〈実施できない。しかしながら、5.
lcス(2インチ)の予備成形体(各々の重!621F
)868gを使用し、大きな600トン圧縮プレスで行
う場合には、良好かつ再現性よく成形できる。この成形
の際の空胴圧力は105kg/ cm’(1500ps
ig)であり、各プレートは149℃(300°F)、
3−4分間で成形される。Next, this compound is processed by a transfer molding method.
57.2x 69.9x O, 114 (thickness) cm (2
2.5 x 27.5 x 0.045 inch) sheets. When using this formulation, the flow duration is not sufficient so that conventional transfer molding methods cannot always be performed reproducibly. However, 5.
lc (2 inch) preforms (each weighing !621F
) When using 868 g and using a large 600 ton compression press, good molding can be achieved with good reproducibility. The cavity pressure during this molding was 105 kg/cm' (1500 ps
ig), each plate at 149°C (300°F);
Molds in 3-4 minutes.
これらプレートは、後述の実施例14の方法によって、
許容される特性を有するグラファイト充填ガラス質炭素
に効果的に変質される。These plates were prepared by the method of Example 14 described below.
Effectively transformed into graphite-filled vitreous carbon with acceptable properties.
実施例13
実施例7の樹脂を、0.13cx(0,05インチ)の
ふるいを通過するように粉砕し、下記の成分と配合した
。Example 13 The resin of Example 7 was ground to pass a 0.05 inch screen and blended with the following ingredients.
実施例7の樹脂 2350(9)グラフ
ァイト粉末 2560ヘキサメチレンテト
ラミン粉末 100ステアリン酸ステアリル
20フルフラール 50ステアリン
酸 50リボンブレンダーで1時間
混合した後、得られた混合物を差動20−ルミル(前部
ロールは93°C(200°F)に維持され、後部ロー
ルは149℃(300°F)に維持される)で混合した
。樹脂が完全に溶融した後のミル時間は15秒である。Resin of Example 7 2350 (9) Graphite powder 2560 Hexamethylenetetramine powder 100 Stearyl stearate
20 Furfural 50 Stearic Acid 50 After mixing in a ribbon blender for 1 hour, the resulting mixture was mixed in a differential 20-lumin (front roll maintained at 93°C (200°F) and rear roll at 149°C (300° F). The mill time after the resin is completely melted is 15 seconds.
ついで、ロールからシートをはがし、冷却し、粒子サイ
ズ6−80メツシユ(U、S標準ふるい)に粉砕した。The sheet was then removed from the roll, cooled and ground to particle size 6-80 mesh (U, S standard sieves).
この粉末について、実施例5に記載のグラベンダー粘度
計で塑性及び硬化特性をテストしたところ、最小塑性=
400111−g及び流動持続時間−125℃において
435秒を有することを示した。When this powder was tested for plasticity and hardening properties using the Gravender viscometer described in Example 5, the minimum plasticity =
400111-g and a flow duration of -435 seconds at -125°C.
同一組成において同じ種類及び量の充填剤を配合したシ
ングルステージ樹脂及び2ステージ樹脂の従来の混合物
では、グラベンダー値500m−g及び流動持続時間2
85秒を示した。これは、流動持続時間及び流動性が増
大されたこれらの樹脂か所望の特性及び予想されなかっ
た特性を有することを示している。これらの特性によっ
て、ゲル化前にかかる混合物が複雑な形状の型の隅々ま
で充分に行き渡るようになり、このため、高圧下での硬
化が可能となり、緻密でボイドのない部品が得られる。Conventional mixtures of single-stage and two-stage resins of the same composition and with the same type and amount of fillers have a Gravender value of 500 m-g and a flow duration of 2
It showed 85 seconds. This indicates that these resins have desirable and unexpected properties such as increased flow duration and flowability. These properties allow the mixture to thoroughly penetrate complex shaped molds before gelling, allowing curing under high pressure to yield dense, void-free parts.
流動性及び物理的均一性における改善により、本発明の
グラフト化ノボラックは同様の樹脂の混合物よりも優れ
ているものと考えられる。It is believed that the grafted novolacs of the present invention are superior to mixtures of similar resins due to improvements in flowability and physical uniformity.
ついで、この配合物を、トランスファー成形法により、
57.2X 69.9X O,114(厚さ)cR(2
2,5x 27.5X O,045インチ)のシートに
成形した。別法として、5、ICI(2インチ)の予備
成形体(各々の重量629)868gを使用し、大きな
600トン圧縮プレスを使用して圧縮成形を行う場合に
も、各シートを同様のプレートに成形できる。この成形
の際の空胴圧力は105kg/cm’(1500psi
g )であり、各プレートは149°C(300°F’
)、3−4分間で成形される。これらプレートは、後述
の実施例14の方法によって、許容される特性を有する
グラファイト充填ガラス質炭素に効果的に変質される。Next, this compound is processed by a transfer molding method.
57.2X 69.9X O, 114 (thickness) cR (2
2.5 x 27.5 x 0.045 inch) sheets. Alternatively, using 868 g of 5. ICI (2 inch) preforms (each weighing 629) and compression molding using a large 600 ton compression press, each sheet is placed in a similar plate. Can be molded. The cavity pressure during this molding was 105 kg/cm' (1500 psi).
g) and each plate was heated to 149°C (300°F'
), molded in 3-4 minutes. These plates are effectively transformed into graphite-filled vitreous carbon with acceptable properties by the method of Example 14 below.
実施例14
実施例12及び13の成形品の炭化
これら物質の炭化可能性を評価するため、実施例12及
び13のプレートを、窒素雰囲気を有する炉内のグラフ
ァイト容器内に配置した。使用した炭化サイクルは、T
hornbury及びMorganにより記載されたと
おりである(rsoc、 Plast、 Eng、 P
ACTEC1975J9月16−18.1975. p
47 )。炉の温度を、徐々に、1.1−1.7℃(
2−3°F)7時間の速度で温度3716C(700°
F)まで上昇させ、この時点で、温度上昇速度を、42
7−454℃(800−850°F)までは約5.6℃
(10°F)7時間に調節し、その後982℃(180
0°F)までは約16.7℃(30°F)7時間に調節
し、その後、この温度に約25時間維持した。ついで、
閉止した炉内の窒素雰囲気の温度を維持しながら、温度
を約5.6−11.1℃(10−20°F)の速度で徐
々に室温まで低下させた。いずれの場合にも、優れた品
質の不透過性のガラス質炭素プレートが得られた。Example 14 Carbonization of the Moldings of Examples 12 and 13 To evaluate the carbonization potential of these materials, the plates of Examples 12 and 13 were placed in a graphite container in a furnace with a nitrogen atmosphere. The carbonization cycle used was T
As described by Hornbury and Morgan (rsoc, Plast, Eng, P
ACTEC1975JSeptember 16-18.1975. p
47). Gradually increase the temperature of the furnace to 1.1-1.7℃ (
Temperature 3716C (700°) at a rate of 2-3°F) 7 hours
F), and at this point the temperature increase rate was increased to 42
Approximately 5.6°C up to 7-454°C (800-850°F)
(10°F) for 7 hours, then 982°C (180°C).
0°F) for 7 hours and then maintained at this temperature for about 25 hours. Then,
The temperature was gradually reduced to room temperature at a rate of about 5.6-11.1°C (10-20°F) while maintaining the temperature of the nitrogen atmosphere in the closed furnace. In both cases, impermeable vitreous carbon plates of excellent quality were obtained.
実施例15
それぞれ実施例6.8及び9の反応樹脂(PFR/PF
tlN比=80/2G、6G/ 40及び5(1150
) (実施例13に従ってグラファイトと混合したもの
)を使用して、実施例14と同様の操作を行ったところ
、それぞれ満足できる結果が得られた。Example 15 Reactive resins of Examples 6.8 and 9 (PFR/PF
tlN ratio = 80/2G, 6G/40 and 5 (1150
) (mixed with graphite according to Example 13), the same operation as in Example 14 was carried out, and satisfactory results were obtained in each case.
実施例16
(a)実施例5で使用されたノボラック及びレゾールの
調製の際、フェノールの代わりに同量のm−クレゾール
を使用し、
(b)実施例5で使用されるノボラックの調製の際、フ
ェノールの代わりに同量のp、 p’ −ジフェニロー
ルメタンを使用し、
(C)実施例5でPFUNと共に使用されるレゾールの
調製の際、フェノールの代わりに同量のβ−ナフトール
を使用して、
実施例1.5.13及び14の操作を行ったところ、ガ
ラス質炭素の生成において、満足できる結果が得られた
。Example 16 (a) In the preparation of the novolak and resol used in Example 5, the same amount of m-cresol was used instead of phenol; (b) In the preparation of the novolak used in Example 5. , using the same amount of p,p'-diphenylolmethane in place of phenol, and (C) using the same amount of β-naphthol in place of phenol in the preparation of the resol used with PFUN in Example 5. The operations of Examples 1.5.13 and 14 were carried out using the following methods, and satisfactory results were obtained in the production of vitreous carbon.
フェノール−ホルムアルデヒドノボラックの使用と本発
明によるフェノール−フルフルアルデヒドノボラックの
使用との間の差異を明確にするため、レゾールの脱水前
にフェノール−ホルムアルデヒドノボラック(PFN)
を一連のフェノール−ホルムアルデヒドレゾール(PF
l’l)添加して行ったテストを、下記の実施例17に
示す。これらのテストは、レゾール/ノボラック(すな
わちPFR/ PFN)の重潰比40/ 60ないし8
0/ 20の一連の混合物について実施したものである
。なお、PPMは実施例4に記載の方法によって得られ
たものである。本発明による調製では、脱水は、撹拌機
にかけられる電力が、樹脂生成物における所望の融点に
相関するワット数に達するまで、減圧下で実施した。実
施例5で示される如く、この場合には、撹拌機のモータ
ー速度設定5で110ワツトが必要であった。To clarify the difference between the use of phenol-formaldehyde novolacs and the use of phenol-furfuraldehyde novolacs according to the invention, phenol-formaldehyde novolacs (PFN) are added before dehydration of the resol.
to a series of phenol-formaldehyde resols (PF
A test conducted with the addition of l'l) is shown in Example 17 below. These tests are based on resol/novolak (i.e. PFR/PFN) crush ratios of 40/60 to 8.
This experiment was carried out on a series of mixtures of 0/20. Note that PPM was obtained by the method described in Example 4. In the preparation according to the invention, dehydration was carried out under reduced pressure until the power applied to the stirrer reached a wattage that correlated to the desired melting point in the resin product. As shown in Example 5, in this case 110 watts were required at stirrer motor speed setting 5.
反応の完了は、相関する蒸留水の量によっても示される
。ホルムアルデヒド溶液中に添加された水の11 +
CH,Oとフェノールとの反応によって放出される水の
量に基いて算定される。蒸留物は主として遊離アルデヒ
ド5重量%及び遊離フェノール5重量%を含有する水で
ある。実施例17で示す反応では、これらの測定値は、
いずれも、各々の場合に生ずるゲル化萌に反応が完了し
たことを示さなかった。さらに、標準法によって調製さ
れたレゾールは粉砕可能ではなく、レゾールに粉砕可能
性を付与するためには、実施例3(a)、(b)、(c
)及び(d)に示す如< hexa又はアンモニアの存
在が必要であった。実施例17のうち、hexaを使用
していないものでは、生成物はゴム状のゲルであった。Completion of the reaction is also indicated by the relative amount of distilled water. 11 + of water added into formaldehyde solution
It is calculated based on the amount of water released by the reaction of CH, O and phenol. The distillate is primarily water containing 5% by weight of free aldehydes and 5% by weight of free phenols. For the reaction shown in Example 17, these measurements are:
In neither case did the gelation that occurred in each case indicate that the reaction was complete. Furthermore, resols prepared by standard methods are not grindable and in order to impart grindability to the resols, Example 3(a), (b), (c
) and (d), the presence of hexa or ammonia was required. In Example 17, in which hexa was not used, the product was a rubbery gel.
粉砕可能な樹脂を生成する試みでは、操作Cにおいてh
exaを使用しているが、操作A、B及びDで生成され
たものよりはゲル化がかなり速いとの結果を示した。In an attempt to produce a grindable resin, in operation C h
exa was used, but the results showed that the gelation was much faster than that produced in Runs A, B, and D.
実施例17
PFR−PFNグラフト化樹脂の調製
撹拌機(該撹拌機のモータに供給された電力を読み取る
ための電力計を有する)、温度計及び還流冷却器を具備
する樹脂フラスコ(4000m12)において、4種の
実験を行った。このフラスコに、適当量のUSPフェノ
ール、ホルムアルデヒド(52%水溶液)及び触媒とし
てのNaOHを充填した。いずれの場合にも、フェノー
ルとホルムアルデヒド水溶液との混合物を40℃に冷却
し、NaOHを添加した。Example 17 Preparation of PFR-PFN grafted resin In a resin flask (4000 m12) equipped with a stirrer (with a wattmeter to read the power supplied to the stirrer motor), a thermometer and a reflux condenser, Four types of experiments were conducted. The flask was charged with appropriate amounts of USP phenol, formaldehyde (52% aqueous solution), and NaOH as a catalyst. In each case, the mixture of phenol and aqueous formaldehyde was cooled to 40° C. and NaOH was added.
ついで、温度を90℃に上昇させ、この温度に約172
時間維持した。その後、減圧蒸留用の部材を装着し、微
粉末状のフェノール−ホルムアルデヒドノボラック(P
FN)を添加した。減圧度約68cm(26インチ)H
gとしたが、ワット数の読み又は集められた蒸留水の量
によって示される如く、反応の完了までは達していなか
った。反応体の割合、反応の条件及び得られた結果を表
Aに示す。The temperature was then increased to 90°C, and at this temperature approximately 172°C
Time was maintained. After that, equipment for vacuum distillation was attached, and fine powdered phenol-formaldehyde novolac (P
FN) was added. Decompression degree approximately 68cm (26 inches)H
g, but the reaction did not reach completion as indicated by the wattage reading or the amount of distilled water collected. The proportions of reactants, conditions of reaction and results obtained are shown in Table A.
本発明による方法は、前記特許出願第50,531号に
記載された樹脂混合物を使用して行う場合よりも、かな
り簡単であり、かつ良好な再現性を与える。The method according to the invention is considerably simpler and gives better reproducibility than when carried out using the resin mixture described in said patent application no. 50,531.
フェノール−フルフラールノボラックに関して、これは
、樹脂の調製にあたりフルフルアルデヒドの少量の代わ
りに他のアルデヒドを使用してなるノボラックを含むも
のである。このようにフェノール−フルフラールノボラ
ックとは、フェノールとの縮合に使用されるアルデヒド
の大部分がフルフラールであるノボラックを含むもので
ある。換言すれば、この目的に関してはフルフラール1
00%が好適であるが、縮合するアルデヒドの少なくと
も50モル%がフルフラールであるかぎり、得られるノ
ボラックは本発明の目的に関して満足できる結果を与え
る。With respect to phenol-furfural novolaks, this includes novolaks in which small amounts of furfuraldehyde are replaced with other aldehydes in the preparation of the resin. As described above, phenol-furfural novolacs include novolacs in which most of the aldehydes used for condensation with phenol are furfural. In other words, for this purpose furfural 1
00% is preferred, but as long as at least 50 mole % of the aldehyde condensed is furfural, the resulting novolacs give satisfactory results for the purposes of the present invention.
成形の間、塑性が乏しい場合には、一般に、より高い圧
力を使用する必要がある。上述の実施例で示される如く
、PFUN反応PFR−グラフアイ)・配合混合物を使
用する場合には、圧力的105に97cm″(1500
psi)で満足できる結果が得られ、多くの場合、成形
時の塑性が改善されるため、低い圧力、好ましくは56
−105 kg/ am″(800−1500psi)
が可能となる。105 kg/ cm”(1500ps
i)以上、特に140kg/ cm”(2000psi
)以上の圧力では、成形品内に及びこれから得られるガ
ラス質炭素製品内に応力及びひずみを生ずる。これらの
応力及びひずみは、しばしば、生成物内に亀裂、特に微
細亀裂を生ずる。こられの応力及びこれに伴う亀裂及び
微細亀裂は、本発明のPFUN−PPR反応物の改善さ
れた成形塑性によって可能となったより低い成形圧力の
使用により、回避又は少なくとも低減される。During molding, higher pressures generally need to be used if plasticity is poor. As shown in the examples above, when using the PFUN reaction (PFR) formulation mixture, the pressure
lower pressures, preferably 56 psi), give satisfactory results and often improve plasticity during forming.
-105 kg/am'' (800-1500psi)
becomes possible. 105 kg/cm” (1500ps
i) more than 140 kg/cm” (2000 psi)
Pressures above ) create stresses and strains within the molded article and the resulting vitreous carbon product. These stresses and strains often cause cracks, especially microcracks, in the product. These stresses and their associated cracks and microcracks are avoided or at least reduced through the use of lower molding pressures made possible by the improved molding plasticity of the PFUN-PPR reactants of the present invention.
上述の如く、フェノール−フルフルアルデヒドノボラッ
クとレゾールとの間の反応生成物は、粘稠な塊状物が均
一かつ容易に流動し、型を完全に充満しうるような成形
塑性を有する。これは、特に、樹脂がグラファイトの如
き充填剤を含有する場合に明らかである。この改善され
た塑性により、127 x 127cm(50x 50
インチ)の如く大きくかつ厚さ0.10−0.13cm
(0,04−0,05インチ)及び良好な透過抵抗性を
有し、亀裂及びくぼみのないガラス質炭素PFUN反応
PFR−グラファイト配合プレートへの成形及び変質が
可能となる。これに対し、PFN −PFR−グラファ
イト配合混合物は、この目的に適する満足できる塑性及
び流動性を持たない。好適なPFtlN/ PFR比は
20/ 80ないし50/ 50である。As mentioned above, the reaction product between the phenol-furfuraldehyde novolak and the resol has molding plasticity such that the viscous mass flows uniformly and easily and can completely fill the mold. This is particularly evident when the resin contains fillers such as graphite. This improved plasticity allows for 127 x 127 cm (50 x 50
(inch) and thickness 0.10-0.13cm
(0.04-0.05 inches) and good permeation resistance, allowing for molding and modification into vitreous carbon PFUN-reactive PFR-graphite blended plates without cracks and pits. In contrast, PFN-PFR-graphite blend mixtures do not have satisfactory plasticity and flow properties suitable for this purpose. A suitable PFtlN/PFR ratio is between 20/80 and 50/50.
上述の反応生成物から製造されたガラス質炭素は、くぼ
み及び孔を有していないことに関して非常に改善されて
いる。本発明のガラス質炭素製品におけるくぼみ及び孔
及び亀裂を有していないことに関する改良は、改善され
た透過抵抗によって、さらに大きい薄板の如きガラス質
炭素が、燃料電池での使用の際にさらされる条件に適合
するか否かを決定するための各種のテストを受ける際に
、拒絶される頻度が低下することからも明らかである。The vitreous carbon produced from the above-mentioned reaction products is greatly improved with respect to the absence of cavities and pores. The improvements in the absence of pits and pores and cracks in the vitreous carbon products of the present invention result in improved permeation resistance that allows larger sheets of vitreous carbon to be exposed during use in fuel cells. This is evident from the fact that people are less likely to be rejected when taking various tests to determine whether or not they meet the requirements.
本願の親出願において、審査官は米国特許第3゜998
.906号及び特開昭53−75294号を引用した。In the parent application of this application, the examiner examined U.S. Pat.
.. No. 906 and JP-A-53-75294 were cited.
これらの発明は結合用樹脂及び金属鋳造用の鋳型を製造
するための粒体の調製に関するものである。These inventions relate to the preparation of granules for producing bonding resins and molds for metal casting.
しかしながら、これらは、ここに述べた混合物における
フェノール−フルフラールノボラック樹脂の予期し得な
い優秀性を教示しておらず、またノボラックの添加に先
立って、レゾールにヘキサメチレンテトラミンの如きア
ミンを添加することにより得られる利点についてはいず
れも示唆していない。However, these do not teach the unexpected superiority of phenol-furfural novolak resins in the mixtures described here, nor do they teach the unexpected superiority of phenol-furfural novolac resins in the mixtures described here, nor do they teach the addition of an amine such as hexamethylenetetramine to the resol prior to the addition of the novolac. There is no suggestion of any advantage that may be obtained.
以下に示す例は、実施例1.2及び6−14に示すフェ
ノール−フルフラールノボラック(PFUN)に比べて
、フェノール−ホルムアルデヒドノボラック(PFN
’)混合物が劣っていることを示すものである。これら
の例は、ゲル化を防止し、改善された成形塑性を与える
ためには、レゾール−ノボラック反応混合物へのhex
aの添加が重要であることを明示している。これら例で
は、比較のため、フェノール−ホルムアルデヒドレゾー
ル/ PFN又はPFUNの比を60/40とした(こ
の比の値が最適比であるため)。The examples shown below show that phenol-formaldehyde novolac (PFN
') indicates that the mixture is inferior. These examples include adding hex to the resol-novolak reaction mixture to prevent gelation and provide improved molding plasticity.
This clearly shows that the addition of a is important. In these examples, for comparison, the ratio of phenol-formaldehyde resol/PFN or PFUN was set to 60/40 (because this value is the optimal ratio).
これらの例で生成された各樹脂を実施例3の方法に従っ
てグラファイトと混合し、ライン圧力140 kg/C
x’(2000psi)で作動する600トンプレスを
使用し、149℃(300°F)で3−4分間成形して
、57.2X 69.9X 0.114c訳(22,5
x 27.5x O,045インチ)のサイズのプレー
トを調製した。各プレートを欠陥及びきず等の有無につ
いて注意深く検査し、下記の基準で等級を定めた。すな
わち、膨れあり(B)、編目すじ(Knitlines
)(KL)、中心に孔あり、(IIC)、多孔性(P)
、充填不足の角部あり(SC)、やや充填不足の角部あ
り(SSC) 、充填不足の側部あり(SS)及び目視
可能なきずなしくNF)である。Each of the resins produced in these examples was mixed with graphite according to the method of Example 3 at a line pressure of 140 kg/C.
x' (2000 psi) and molded for 3-4 minutes at 149°C (300°F)
A plate of size 27.5 x 0.045 inches was prepared. Each plate was carefully inspected for defects, scratches, etc., and graded according to the following criteria. That is, there are bulges (B), stitch lines (Knitlines).
) (KL), with hole in the center, (IIC), porous (P)
, with underfilled corners (SC), with slightly underfilled corners (SSC), with underfilled sides (SS) and NF without visible flaws.
下記の比較例1ないし7はグラフト操作に先立って一定
量のhexaが添加されると共に、レゾールへの添加前
に各種の量の水がノボラックから除去されてなるPFR
/ PPN混合物の使用に関するものである。hexa
の添加量は、レゾールの改善のためにのみ必要な少ない
量である。比較例8及び9は、グラフト操作前又はグラ
フト操作中に多量のhexaが添加されると共に、レゾ
ール成分への添加前に各種の量の水がノボラックから除
去されてなるPFR/ PPN混合物の使用に関する。Comparative Examples 1 to 7 below are PFRs in which a certain amount of hexa is added prior to the grafting operation and various amounts of water are removed from the novolak before addition to the resol.
/ Concerning the use of PPN mixtures. hexa
The amount of addition is a small amount that is necessary only for improving the resol. Comparative Examples 8 and 9 relate to the use of PFR/PPN mixtures in which large amounts of hexa are added before or during the grafting operation and various amounts of water are removed from the novolak before addition to the resol component. .
これら比較例におけるrhexaなし」とは、レゾール
用の少量のhexa以外には添加されないことを意味し
、rhexaあり」とは、グラフト反応において作用す
る充分な量のhexaが添加されることを意味する。In these comparative examples, ``without rhexa'' means that nothing other than a small amount of hexa for resol is added, and ``with rhex'' means that a sufficient amount of hexa to act in the graft reaction is added. .
明確に理解されると思うが、これら比較例の操作では、
満足できるプレートを製造できない。As you can clearly understand, in the operation of these comparative examples,
It is not possible to produce a plate that is satisfactory.
比較例!
この例は、特開昭53−75294号の実施例3に記載
された操作を追試したものである。Comparative example! This example is a reproduction of the operation described in Example 3 of JP-A-53-75294.
還流冷却器を具備する反応器に、フェノール9409(
10モル)、42%ホルマリン(ホルムアルデヒド水溶
液) 1214g(17モル)及びリン酸三ナトリウム
419を充填して、レゾール予縮合物を調製した。Phenol 9409 (
10 moles), 1214 g (17 moles) of 42% formalin (formaldehyde aqueous solution), and 419 trisodium phosphate to prepare a resol precondensate.
混合物を1.5時間還流した。得られた干柿合物(21
96g)は樹脂含量50%及び揮発成分含量50%を有
していた。The mixture was refluxed for 1.5 hours. The obtained dried persimmon mixture (21
96 g) had a resin content of 50% and a volatile content of 50%.
別に、同じ反応器に、フェノール940g、42%ホル
マリン571g及びシュウ酸9.49を充填し、この混
合物を2時間還流させたところ、ノボラック樹脂予縮合
物15189が得られた。Separately, the same reactor was charged with 940 g of phenol, 571 g of 42% formalin, and 9.49 g of oxalic acid, and the mixture was refluxed for 2 hours, yielding 15189 novolak resin precondensate.
レゾール予縮合物の全量(2196g)をノボラック予
縮合物844gに添加し、得られた混合物を減圧下で反
応せしめ、温度が90℃に達するまで水及び未反応フェ
ノールを除去した。この時点で反応混合物はゲル化した
。ついで、反応混合物を反応器から取出し、冷却したと
ころ、半固状ゲル2896gが得られた。The total amount of resol precondensate (2196 g) was added to 844 g of novolac precondensate, and the resulting mixture was reacted under reduced pressure to remove water and unreacted phenol until the temperature reached 90°C. At this point the reaction mixture gelled. The reaction mixture was then taken out of the reactor and cooled, yielding 2896 g of semi-solid gel.
この樹脂を、前記と同様にして、プレートに成形した。This resin was molded into a plate in the same manner as described above.
このプレートは充填不足の角部、充填不足の側部、編目
すじ及び中心部の孔を有しているため、つづくガラス質
炭素への加工には全く不満足のものである。This plate has underfilled corners, underfilled sides, stitch lines, and central holes, making it completely unsatisfactory for subsequent processing into vitreous carbon.
比較例2
特開昭53−75294号の実施例4に記載された操作
を追試した。Comparative Example 2 The operation described in Example 4 of JP-A-53-75294 was repeated.
比較例1と同様に操作し、生成したノボラック樹脂15
139にレゾール樹脂725gを添加した。混合物を比
較例1の如く処理したところ、固状樹脂1452gが得
られた。この樹脂のグラディエンド・バー融点は82℃
(180″F)であり、166℃(330°F)におい
て30秒でゴム状硬化を示した。Novolac resin 15 produced by the same operation as in Comparative Example 1
725 g of resol resin was added to No. 139. The mixture was processed as in Comparative Example 1, yielding 1452 g of solid resin. The gradient end bar melting point of this resin is 82℃
(180″F) and exhibited a rubbery cure in 30 seconds at 166°C (330°F).
この樹脂を上述の如くプレートに成形する場合には、比
較例1と同じ不満足な結果が得られた。When this resin was molded into plates as described above, the same unsatisfactory results as in Comparative Example 1 were obtained.
比較例3
Rice特許第3,998,906号の実施例1に記載
の操作を追試した。Comparative Example 3 The operation described in Example 1 of Rice Patent No. 3,998,906 was repeated.
温度制御装置及び還流装置を具備する反応器において、
USPSエフール1177部、95%パラホルムアルデ
ヒド(5%水)395部、パラホルムアルデヒドを水性
ホルムアルデヒドと同等なものにするための水1759
部及び50%Na0Il水溶液200部を混合した。ま
ず、初めの3種の成分を混合し、NaOH水溶液の少量
を添加してパラホルムアルデヒドを溶解させた。温度を
50−55℃に上げ、Na0l+水溶液の残部を添加し
た。ついで、温度を90℃に上げ、混合物を30分間反
応させ、その後、温度を80−85°Cに低下させ、6
0分間反応を続けた。ついで、生成物を室温に冷却した
。In a reactor equipped with a temperature control device and a reflux device,
USPS Efur 1177 parts 95% paraformaldehyde (5% water) 395 parts water to make paraformaldehyde equivalent to aqueous formaldehyde 1759 parts
parts and 200 parts of 50% Na0Il aqueous solution were mixed. First, the first three ingredients were mixed and a small amount of NaOH aqueous solution was added to dissolve the paraformaldehyde. The temperature was raised to 50-55°C and the remainder of the Na0l+aqueous solution was added. The temperature was then raised to 90 °C and the mixture was allowed to react for 30 minutes, after which the temperature was lowered to 80-85 °C and the mixture was reacted for 6
The reaction continued for 0 minutes. The product was then cooled to room temperature.
予電合体B(レゾール)を、同様の反応器において、U
SPSエフール1177部、95%パラホルムアルデヒ
ド925部、水2177部及び50%NaOH水溶液1
809を使用して調製した。前述の操作と同様にして、
ただし、最初の過熱を80−65℃で行ない、残余のN
aOH溶液の添加後、温度を50−55℃に低下させ、
反応を120分間続けることとして、操作を行なった。Pre-electrocombinant B (resol) was added to U in a similar reactor.
1177 parts of SPS Efur, 925 parts of 95% paraformaldehyde, 2177 parts of water and 1 part of 50% NaOH aqueous solution
809. In the same way as above,
However, if the initial heating is performed at 80-65℃, the remaining N
After adding the aOH solution, reduce the temperature to 50-55 °C,
The operation was carried out with the reaction lasting for 120 minutes.
ついで、反応生成物を室温に冷却する前に、反応を45
−50℃でさらに60分間続けた。The reaction was then heated for 45 minutes before cooling the reaction product to room temperature.
Continued for an additional 60 minutes at -50°C.
予電合体A (938部)及び予電合体B (938部
)を、50%NaO■溶液33.8部と共に、同様の反
応器に添加し、反応混合物の粘度(25℃で測定)が2
160−2520Kg/m−h (600−700ce
ntipoise)に達するに充分な時間、温度を85
−87℃に維持した。ついで、反応温度を75−80℃
に低下させ、50%NaOH水溶液90.2部を添加し
、得られる樹脂の粘度(25℃で1剣定)が1440−
1800 K9/ m−h(400−500centi
poise)に達するまで75−110℃で反応させ、
この時点で樹脂を室温に冷却せしめた。Precharged coalescence A (938 parts) and precharged coalescence B (938 parts) were added to a similar reactor along with 33.8 parts of 50% NaO solution until the viscosity of the reaction mixture (measured at 25°C) was 2.
160-2520Kg/m-h (600-700ce
85°C for a sufficient time to reach
It was maintained at -87°C. Then, the reaction temperature was increased to 75-80°C.
90.2 parts of 50% NaOH aqueous solution was added, and the viscosity of the resulting resin (1K constant at 25°C) was 1440-
1800 K9/ m-h (400-500 centi
react at 75-110°C until reaching (poise),
At this point the resin was allowed to cool to room temperature.
この樹脂から、上述の操作法を利用して3個のプレート
を形成した。これらはいずれも満足できるものではなか
った。すなわち、これらのうち3個のプレートはいずれ
も充填不足の角度及び多孔性を有するものであり、2個
は充填不足の側部及び編目すじ又は孔を有していた。Three plates were formed from this resin using the procedure described above. None of these were satisfactory. That is, three of these plates all had underfilled angles and porosity, and two had underfilled sides and stitch lines or holes.
比較例4
(a)実施例1で使用した如き装置にUSPフェノール
20009(21,28モル)、ホルムアルデヒド水溶
液(52%’) 8229(15,28−F−ル)、水
200B及びリン酸(85%)29 (0,10モル)
を充填した。Comparative Example 4 (a) In an apparatus as used in Example 1, USP Phenol 20009 (21,28 mol), formaldehyde aqueous solution (52%') 8229 (15,28-F-1), water 200B and phosphoric acid (85 mol) were added. %) 29 (0,10 mol)
filled with.
ついで、この混合物を加熱して還流させ、計5時間還流
した。この時点で、還流冷却器を蒸留冷却器に取換え、
バッチをバッチ温度が160℃に達するまで蒸留した。The mixture was then heated to reflux for a total of 5 hours. At this point, replace the reflux condenser with a distillation condenser,
The batch was distilled until the batch temperature reached 160°C.
この混合物に、水70yと混合した51%ホルムアルデ
ヒド水溶液1739(3,0モル)を36分間でゆっく
りと添加した。添加の間に、バッチ温度は142℃に低
下した。ホルムアルデヒド水溶液の全量を添加した後、
バッチを142−150℃に15分間維持した。ついで
、蒸留冷却器上の受容器を、水の連続除去が可能となる
ように減圧受容器と取換えた。減圧度を71cx(28
インチ)Hgに調節し、水の25%(除去率100%の
際に集められる水の量に対して)が集められるまで蒸留
を続けた。このPFN生成物は、その後、下記の如く使
用される。To this mixture was added slowly over 36 minutes a 51% aqueous formaldehyde solution 1739 (3.0 mol) mixed with 70y of water. During the addition, the batch temperature decreased to 142°C. After adding the entire amount of formaldehyde aqueous solution,
The batch was held at 142-150°C for 15 minutes. The receiver on the distillation cooler was then replaced with a vacuum receiver to allow continuous removal of water. Reduce the degree of pressure reduction to 71cx (28
inch) Hg and distillation continued until 25% of the water (relative to the amount of water collected at 100% removal rate) was collected. This PFN product is then used as described below.
(b)温度計、還流冷却器、撹拌機及びストッパを具備
する4頚樹脂フラスコ(4σ)に、USPフェノール1
142g(12,15モル)及び中ルムアルデヒド水溶
液(52%) 7999(13,85モル)を充填した
。これを39℃に冷却し、hexa 51.7g及び水
酸化ナトリウム5,339(0,133モル)を添加し
た。(b) In a four neck resin flask (4σ) equipped with a thermometer, reflux condenser, stirrer and stopper, add USP
142 g (12.15 mol) and 7999 (13.85 mol) of medium luminaldehyde aqueous solution (52%) were charged. This was cooled to 39° C. and 51.7 g of hexa and 5,339 (0,133 mol) of sodium hydroxide were added.
この混合物を30分間で90℃に加熱し、90℃に30
分間維持した。ついで、還流冷却器を減圧蒸留装置に取
換え、バッチを減圧度66cm(26インチ)Hgでの
減圧蒸留によって温度63℃まで急激に冷却した。加熱
マントルの可変抵抗器を56にセットし、前記(a)で
調製したフェノール−ホルムアルデヒドノボラック(P
FN)2180?を添加した。添加の間、温度をゆっく
りと64℃に上昇させた。添加が完了した後、容器を閉
止し、減圧度66cm(26″](gで温度92℃まで
減圧蒸留を行なった。この時点における駆動モータに取
付けた連続読取り電力計の読みは、速度設定5で110
ワツトであった。This mixture was heated to 90°C for 30 minutes and heated to 90°C for 30 minutes.
It was maintained for a minute. The reflux condenser was then replaced with a vacuum distillation apparatus and the batch was rapidly cooled to a temperature of 63° C. by vacuum distillation at 66 cm (26 inches) Hg. The variable resistor of the heating mantle was set to 56, and the phenol-formaldehyde novolak (P
FN) 2180? was added. During the addition, the temperature was slowly increased to 64°C. After the addition was complete, the vessel was closed and vacuum distillation was carried out to a temperature of 92°C at a vacuum degree of 66 cm (26") g. At this point, the continuous reading wattmeter attached to the drive motor read at speed setting 5. So 110
It was Watsuto.
この樹脂から上述の如く成形して、プレート3個を調製
した。3個のプレートはいずれも各種の欠点を有してい
た。すなわち、これら3個はいずれも孔を有しかつ多孔
性であり、2個は充填不足の側部を有し、これら2個の
うちの一方は充填不足の側部をも有していた。Three plates were prepared from this resin by molding as described above. All three plates had various drawbacks. That is, all three had pores and were porous, two had underfilled sides, and one of these two also had underfilled sides.
比較例5
比較例4と同様にして、ただし、工程(b)でのレゾー
ルへの添加に先立ってノボラック(PFN)から水41
09 (50%)を除去することとして操作を行なった
。得られた樹脂を同様に成形して5個のプレートを調製
した。5個のうち4個は不満足なものであった。このう
ち3個は多孔性を有し、残りは孔及び充填不足の角部を
有し、3個のうちの2側は充填不足の側部を有し、残り
の1個は充填不足の角部を有していた。Comparative Example 5 Similar to Comparative Example 4, except that 41% of water was added from the novolac (PFN) prior to addition to the resol in step (b).
The operation was carried out by removing 09 (50%). Five plates were prepared by molding the obtained resin in the same manner. Four out of five were unsatisfactory. 3 of these have porosity, the rest have pores and underfilled corners, 2 of the 3 have underfilled sides, and the remaining 1 has underfilled corners. It had a department.
比較例6
比較例4と同様にして、ただし、工程(b)でのレゾー
ルへの添加に先立ってノボラック(PPN)から水70
59(75%)を除去することとして操作を行なった。Comparative Example 6 Similar to Comparative Example 4, except that 70% of water was added from the novolac (PPN) prior to addition to the resol in step (b).
The operation was performed to remove 59 (75%).
得られた樹脂を同様に成形してプレートを調製したが、
充填不足の角部及び充填不足の側部があり、不満足なも
のであった。A plate was prepared by molding the obtained resin in the same manner, but
It was unsatisfactory as there were corners that were underfilled and sides that were underfilled.
比較例7
比較例4と同様にして、ただし、工程(b)でのレゾー
ルへの添加に先立ってノボラック(PFN)から水94
0g(100%)を除去することとして操作を行なった
。得られた樹脂は粉砕可能であるが、前述の如く成形し
て2個のプレートを調製したところ、これらは中心部に
孔を有し、充填不足の角部、充填不足の側部を有し、多
孔性であるため、全く不満足なものであった。Comparative Example 7 Similar to Comparative Example 4, except that 94% of water was added from the novolac (PFN) prior to addition to the resol in step (b).
The operation was performed with 0 g (100%) removed. The resulting resin is pulverizable, but when two plates were prepared by molding as described above, they had holes in the center, underfilled corners, and underfilled sides. , which was completely unsatisfactory due to its porous nature.
比較例8
(a)実施例1で使用した如き装置にUSPフェノール
15009、水1669、hexa 1009、水18
009及びパラホルムアルデヒド(95%)364gを
充填した。少量のか性溶液を添加したところ、熱が発生
した。残部のか性溶液をゆっくりと添加し、混合物を9
0℃に加熱し、この温度に30分間維持した。この時点
で混合物を85℃に冷却し、この温度に60分間維持し
た。ついで、大気圧下で、水2649(すべての水が除
去される場合に収集される水の量に対して25%に相当
)が収集されるまで蒸留を行い、この時点で生成物(固
形分45.5%)を冷却し、下記工程(b)で使用した
。Comparative Example 8 (a) USP Phenol 15009, Water 1669, Hexa 1009, Water 18
009 and 364 g of paraformaldehyde (95%) were charged. Heat was generated when a small amount of caustic solution was added. Slowly add the remaining caustic solution and bring the mixture to 9.
It was heated to 0°C and maintained at this temperature for 30 minutes. At this point the mixture was cooled to 85°C and maintained at this temperature for 60 minutes. Distillation is then carried out under atmospheric pressure until 2649 g of water (corresponding to 25% of the amount of water collected if all water is removed) is collected, at which point the product (solids content 45.5%) was cooled and used in step (b) below.
(b)温度計、還流冷却器、撹拌機及びストッパを具備
する4頚樹脂フラスコ(4Q)に、USPフェノール1
1429(12,15モル)及びホルムアルデヒド水溶
液(52%) 799g(13,85モル)を充填した
。これを39℃に冷却し、hexa 51.7g及びフ
レーク状の水酸化ナトリウム5,33g(0,133モ
ル)を添加した。この混合物を30分間で90℃に加熱
し、90℃に30分間維持した。ついで、還流冷却器を
減圧蒸留装置に取換え、バッチを減圧度66cx(26
インチ)Hgでの減圧蒸留によって温度63℃まで急激
に冷却した。この混合物に、上記工程(a)で調製した
フェノール−ポルムアルデヒドノボラック(PFN)
20459を添加した。添加が完了した後、容器を閉止
し、減圧度61cx(24″)Hgで温度70℃まで減
圧蒸留を行なった。この時点における駆動モータに取付
けた連続読取り電力計の読みは、速度設定5で110ワ
ツトであった。樹脂を皿に取出し、冷却した。(b) In a 4-necked resin flask (4Q) equipped with a thermometer, reflux condenser, stirrer, and stopper, add USP Phenol 1
1429 (12.15 mol) and 799 g (13.85 mol) of formaldehyde aqueous solution (52%) were charged. This was cooled to 39° C. and 51.7 g hexa and 5.33 g (0.133 mol) of flaked sodium hydroxide were added. The mixture was heated to 90°C for 30 minutes and maintained at 90°C for 30 minutes. Then, the reflux condenser was replaced with a vacuum distillation apparatus, and the batch was heated to a vacuum degree of 66 cx (26
The mixture was rapidly cooled to a temperature of 63° C. by vacuum distillation with Hg. Phenol-pormaldehyde novolac (PFN) prepared in step (a) above is added to this mixture.
20459 was added. After the addition was complete, the vessel was closed and vacuum distillation was carried out to a temperature of 70°C at a vacuum degree of 61 cx (24″) Hg. At this point, the continuous read wattmeter reading on the drive motor was at speed setting 5. 110 watts.The resin was removed to a dish and cooled.
得られたグラフト化樹脂を、上述の方法に従って、配合
、成形して4個のプレートを調製したが、いずれも満足
できるものではなかった。いずれも孔を有し、さらに2
個は編目すじ、中心部の孔及びやや充填不足の角部を有
していた。The obtained grafted resin was blended and molded according to the method described above to prepare four plates, but none of them were satisfactory. Both have holes, and two
The pieces had stitch lines, central holes, and slightly underfilled corners.
比較例9
比較例8と同様にして、ただし、工程(b)でレゾール
成分へ添加される前にノボラックから水50%を除去す
ることとして操作を行なった。得られたグラフト化樹脂
を上述の方法に従って配合せしめ、成形することにより
、プレート3個を調製したが、これらはいずれも満足で
きるものではなかった。3個はいずれも充填不足の角部
及び孔を有し、1個はさらに充填不足の側部をも有して
いた。Comparative Example 9 The operation was carried out as in Comparative Example 8, except that 50% of the water was removed from the novolac before it was added to the resole component in step (b). Three plates were prepared by blending and molding the obtained grafted resin according to the method described above, but none of them were satisfactory. All three had underfilled corners and holes, and one also had underfilled sides.
下記の比較例IOないし13は、レゾール成分への添加
前に、ノボラックから除去される水の量が異なるととも
に、レゾールに影響を与えるが、グラフト化には影響を
及ぼさない量のhexaが添加されてなるPFR/ P
FUNの使用に関するものである。これら例のいずれに
おいてら、満足できるプレートトは製造されない。Comparative Examples IO to 13 below differ in the amount of water removed from the novolac before addition to the resol component, and an amount of hexa is added that affects the resol but not the grafting. PFR/P
It concerns the use of FUN. In none of these examples does a satisfactory plate be produced.
比較例10
(a)撹拌機、蒸留冷却器、加熱マントル及び温度計を
具備する樹脂容器(412)に、USPフェノール20
009(21,28モル)及びフルフラール1480g
(15,25モル)を充填した。この混合物を65℃に
加熱し、炭酸ナトリウム3Q、Q9(0,36モル)を
添加した。ついで、充填物をゆっくりと 120℃に加
熱し、この温度で加熱マントルを排除した。反応は発熱
性であり、温度は沸騰が135℃で始まるまで上昇を続
けた。水64.79(水の25%)が収集されるまで、
反応混合物に戻されるフルフラールと共に、蒸留物を分
別装置で集めた。温度を低下させ、エメリーオイル20
9を添加し、5分間撹拌した。得られた樹脂を容器から
排出し、下記工程(b)での使用まで保存した。Comparative Example 10 (a) In a resin container (412) equipped with a stirrer, distillation condenser, heating mantle and thermometer, USP Phenol 20
009 (21,28 mol) and furfural 1480 g
(15.25 mol) was charged. The mixture was heated to 65° C. and sodium carbonate 3Q, Q9 (0.36 mol) was added. The charge was then slowly heated to 120°C, at which temperature the heating mantle was removed. The reaction was exothermic and the temperature continued to rise until boiling began at 135°C. Until 64.79 of water (25% of water) has been collected.
The distillate was collected in a fractionator with the furfural being returned to the reaction mixture. Reduce temperature, emery oil 20
9 was added and stirred for 5 minutes. The resulting resin was discharged from the container and stored until use in step (b) below.
(b)温度計、還流冷却器、撹拌機及びストッパを具備
する4頚樹脂フラスコ(412)に、フェノール114
29(12,15モル)及びホルムアルデヒド(52%
) 7999(13,1115モル)を充填した。この
混合物を80分間で90℃に加熱し、90℃に30分間
帷持した。ついで、還流冷却器を減圧蒸留装置に取換え
、66cz(26″))Igで減圧蒸留することによっ
て温度63℃までパッチを急激に冷却させた。加熱マン
トルの可変抵抗器を56にセットし、工程(a)からの
フェノール−フルフラールノボラック(PPUN) 1
667gを添加した。添加の間に、温度をゆっくりと6
4℃に上昇させた。添加が完了した後、容器を閉止し、
減圧度66ci(26″)Hgで温度92℃まで減圧蒸
留を行なった。この時点での駆動モータに取付けた連続
読取り電力計の読みは、速度設定5において、11Oワ
ツトであった。樹脂を皿に取出し、冷却させた。(b) Phenol 114 was added to a four neck resin flask (412) equipped with a thermometer, reflux condenser, stirrer and stopper.
29 (12,15 mol) and formaldehyde (52%
) 7999 (13,1115 mol) was charged. The mixture was heated to 90°C for 80 minutes and held at 90°C for 30 minutes. Then, the reflux condenser was replaced with a vacuum distillation apparatus, and the patch was rapidly cooled to a temperature of 63 °C by vacuum distillation with 66 cz (26") Ig. The variable resistor of the heating mantle was set to 56. Phenol-furfural novolak (PPUN) from step (a) 1
667g was added. During the addition, slowly increase the temperature to 6
The temperature was increased to 4°C. After the addition is complete, close the container and
Vacuum distillation was carried out at a reduced pressure of 66 ci (26") Hg to a temperature of 92°C. At this point the continuous reading wattmeter attached to the drive motor was reading 11 O watts at speed setting 5. It was taken out and allowed to cool.
得られた樹脂を上述の如くして成形し、プレート5個を
調製した。これら5個のプレートはt)ずれも充填不足
の角部、充填不足の側部及び編目すじを有しており、不
完全なものであった。The resulting resin was molded as described above to prepare five plates. These five plates were incomplete, with t) misalignment, underfilled corners, underfilled sides, and stitch streaks.
比較例11
比較例IOと同様にして、ただし、工程(b)でのレゾ
ールへの添加に先立ってノボラック(PFUN)から水
の50%を除去することとして操作を行なった。Comparative Example 11 The operation was carried out similarly to Comparative Example IO, except that 50% of the water was removed from the novolac (PFUN) prior to addition to the resol in step (b).
得られた樹脂を、同様に、前記の如くして成形し、プレ
ート5個を調製したが、これらのうち4個は充填不足の
角部、充填不足の側部及び編目すじを有し、そのうち3
個は膨れをも有するなど、いずれも不満足なものであっ
た。The resulting resin was similarly molded as described above to prepare five plates, four of which had underfilled corners, underfilled sides, and stitch lines; 3
All of them were unsatisfactory, with some having swelling.
比較例12
比較例10と同様に、ただし、工程(b)でのレゾール
への添加に先立ってノボラック(PFUN)から水の7
5%を除去することとして操作を行なった。得られた樹
脂を、同様に、前記の如くして成形し、プレート4個を
調製した。4個のプレートはいずれも充填不足の角部、
充填不足の側部及び編目すじを有し、そのうち3個はさ
らに膨れを有し、これら3個のうち1個は孔をも有する
など、いずれも不満足なものであった。Comparative Example 12 Similar to Comparative Example 10, except that 7 ml of water was added from the novolac (PFUN) prior to addition to the resol in step (b).
The operation was carried out by removing 5%. The resulting resin was molded in the same manner as described above to prepare four plates. All four plates have corners that are insufficiently filled,
All of them were unsatisfactory, with underfilled sides and stitch lines, three of which also had bulges, and one of these three also had holes.
比較例13
比較例10と同様に、ただし、工程(b)でのレゾール
への添加に先立ってノボラック(PFUN)から水のす
べて(100%)を除去することとして操作を行なった
。得られた樹脂を、同様に、前記の如くして成形し、プ
レート4個を調製した。4個のプレートはいずれも充填
不足の角部及び編目すじを有し、そのうち3個は膨れを
も有するなど、いずれも不満足なものであった。Comparative Example 13 The procedure was as in Comparative Example 10, except that all (100%) of the water was removed from the novolak (PFUN) prior to addition to the resol in step (b). The resulting resin was molded in the same manner as described above to prepare four plates. All four plates had underfilled corners and stitch lines, and three of them also had bulges, so all were unsatisfactory.
下記の実施例18ないし21は、グラフト用としてhe
xaを補充添加してなるPFR/ PFUNの使用に関
するものである。レゾール成分への添加に先立って、各
種の量の水がノボラック(PFUN)から除去される。Examples 18 to 21 below describe he
This invention relates to the use of PFR/PFUN supplemented with xa. Various amounts of water are removed from the novolak (PFUN) prior to addition to the resole component.
これらの樹脂から得られたプレートはかなり満足できる
ものである。Plates obtained from these resins are quite satisfactory.
実施例18
(a)比較例10の工程(a)に従って(ただし、水除
去段階では水の25%のみ除去される)、フェノール−
フルフルアルデヒドノボラック(PFUN)を調製した
。Example 18 (a) Phenol-
Furfuraldehyde novolac (PFUN) was prepared.
(b)温度計、還流冷却器、撹拌機及びストッパを具備
する4頚樹脂フラスコ(4,12)に、フェノール11
42g(12,15モル)及びホルムアルデヒド(52
%”) 7999CL3.85モル)を充填した。(b) Phenol 11
42 g (12,15 mol) and formaldehyde (52
%") 7999CL 3.85 mol) was charged.
混合物を39℃に冷却し、フレーク状NaOH5,33
9を添加した。この混合物を30分間で90℃に加熱し
、さらに90℃に30分間維持した。ついで、還流冷却
器を減圧蒸留装置に取換え、減圧度86cz(26″)
Hgで減圧蒸留して、バッチを温度63°Cまで急速に
冷却させた。加熱マントルの可変抵抗器を56にセット
し、工程(a)からのフェノール−フルフラールノボラ
ック(PFUN)1667gを添加した。添加の間に、
温度をゆっくりと64℃に上昇させた。添加が完了した
後、容器を閉止し、減圧度66cx(26″)Hgで温
度90℃まで減圧蒸留した。この時点での駆動モータに
取付けた連続読取り電力計の読みは、速度設定5におい
て、120ワツトであった。この樹脂を皿に取出し、冷
却した。The mixture was cooled to 39°C and flaked NaOH5,33
9 was added. The mixture was heated to 90°C for 30 minutes and maintained at 90°C for an additional 30 minutes. Then, the reflux condenser was replaced with a vacuum distillation device, and the degree of vacuum was 86cz (26″).
The batch was rapidly cooled to a temperature of 63°C by vacuum distillation with Hg. The heating mantle variable resistor was set to 56 and 1667 g of phenol-furfural novolak (PFUN) from step (a) was added. During the addition,
The temperature was slowly increased to 64°C. After the addition was complete, the vessel was closed and vacuum distilled to a temperature of 90° C. at a vacuum of 66 cx (26″) Hg. At this point the continuous read wattmeter attached to the drive motor read: At speed setting 5: 120 watts.The resin was taken out into a dish and cooled.
得られた樹脂を上述の如く成形して、プレート5個を調
製した。2個のプレートは全く欠陥を宵しておらず、1
個は極めてわずかに気泡を有するのみで、はぼ欠陥を有
しておらず、他の2個は充填不足の角部を有していた。The resulting resin was molded as described above to prepare five plates. Two plates had no defects and 1
One had very few bubbles and no pitting defects, and the other two had underfilled corners.
実施例19
(a)比較例10の工程(a)に従って、ただし、水除
去段階で水の50%を除去することとして、フェノール
−フルフルアルデヒドノボラック(PFUN)を調製し
た。Example 19 (a) Phenol-furfuraldehyde novolak (PFUN) was prepared according to step (a) of Comparative Example 10, but with 50% of the water removed in the water removal step.
、(b)別の反応器において、実施例18の工程(b)
に従って、ただし、実施例18で使用したノボラックの
代わりに、上記工程(a)で調製したノボラックを使用
して操作を行なった。このようにして得られた樹脂から
、上述の方法に従って成形して、プレート3個を調製し
た。, (b) in a separate reactor, step (b) of Example 18.
The procedure was carried out according to the same procedure, except that instead of the novolak used in Example 18, the novolak prepared in step (a) above was used. Three plates were prepared from the resin thus obtained by molding according to the method described above.
これらの3個のプレートはいずれも欠陥を有していなか
った。None of these three plates had any defects.
実施例20
(a)比較例10の工程(a)に従って、ただし、水除
去段階で水の75%を除去することとして、フェノール
−フルフルアルデヒドノボラック(PFUN)を調製し
た。Example 20 (a) Phenol-furfuraldehyde novolac (PFUN) was prepared according to step (a) of Comparative Example 10, but with 75% of the water removed in the water removal step.
(b)別の反応器において、実施例18の工程(b)に
従って、ただし、実施例18で使用したノボラックの代
わりに、上記工程(a)で調製したノボラックを使用し
て操作を行なった。このようにして得られた樹脂から、
上述の方法に従って成形して、プレート3個を調製した
。(b) In a separate reactor, the operation was carried out according to step (b) of Example 18, but using the novolak prepared in step (a) above instead of the novolak used in Example 18. From the resin obtained in this way,
Three plates were prepared by molding according to the method described above.
プレートの2個は欠陥を全く有しておらず、残りの1個
もきわめてわずかな充填不足の角部を有しているのみで
あった。Two of the plates had no defects and the remaining one had only very slight underfilled corners.
実施例21
実施例8の方法に従って、ノボラックから実質的に完全
に水を除去して、グラフト化PFR/ PFUNを調製
した。この樹脂から、プレート8個を調製した。これら
8個のプレートはいずれも欠陥を有していないものであ
った。Example 21 A grafted PFR/PFUN was prepared according to the method of Example 8 with substantially complete removal of water from the novolac. Eight plates were prepared from this resin. None of these eight plates had any defects.
比較例スないし13及び実施例18ないし21で得られ
たプレート成形物についての結果を表Bに示す。Table B shows the results for the plate moldings obtained in Comparative Examples 1 to 13 and Examples 18 to 21.
比較例及び実施例に示す如く、いずれの場合にも、レゾ
ール/ノボラックの比は60/40である。各側におい
て、レゾールはフェノール−ホルムアルデヒドレゾール
(PFR)である。表中の記号は前述のとおりである。As shown in the comparative examples and examples, in each case the resol/novolac ratio is 60/40. On each side, the resol is a phenol-formaldehyde resol (PFR). The symbols in the table are as described above.
履 (炎 染 ζ 衰 扉 (ζ 体: ミ
(灸 凝 : 0 (u′kf’J
Ln COh
CD ■k 灸 扉 染 凝
隣 扉 ζ 々 (体 (〉築 ζ ト
(染 ζ ロ 染 (ミ c−J
染 (+i 1)
拭−jシシー
豪 コ 豪 豪 啄
c’eao■ロー
啼 QP !r uウ ull
1 i l iと
44−−wh 繋
+ 肴
(祉 築 築 染
上記B表に報告した結果を検討することにより明らかな
如く、PFR/PPM混合物(hexaを添加したもの
、不添加のもの)ではいずれも、上記の如くして成形さ
れて欠陥のないプレート、換言すれば、次工程における
ガラス質炭素プレートへの炭化に関して満足できるプレ
ートを生成しうるグラフト共重合体を生成できない(プ
レートNo、 12を除く)。(flame dyed ζ decay door (ζ body: mi (moxibustion concentration: 0 (u'kf'J
Ln COh
CD ■k Moxibustion door dyeing condensation adjoining door ζ
Dye (+i 1)
Wipe-j Sissy Go Ko Go Go 啄c'eao■ Low cry QP! r u ull
1 i l i and 44--wh connection + appetizer (welfare construction construction dyeing) As is clear from examining the results reported in Table B above, in PFR/PPM mixtures (those with and without hexa added) None of them can produce a graft copolymer that can be molded as described above to produce a defect-free plate, in other words, a plate that is satisfactory for carbonization into a vitreous carbon plate in the next step (Plate No. 12). except for).
要するに、生成されたプレート23個のうち1個だけが
満足できるものである。In short, only 1 out of 23 plates produced is satisfactory.
同様に、樹脂の組合せがPFR/ PFUNであり、h
exaが添加されない場合には、生成されたプレート1
7個のうち欠陥のないものは全くなく、次工程における
ガラス質炭素プレートへの炭化に関して満足できるプレ
ートは全く調製されない。Similarly, the resin combination is PFR/PFUN and h
If exa is not added, the generated plate 1
None of the seven were defect-free, and no plate was prepared that was satisfactory for carbonization into a glassy carbon plate in the next step.
PFR/l’FUNのグラフトの際hexaが添加され
る場合には、生成されたプレート19個のうち、1つの
欠陥があるとして不満足なものは3個のみであり、1個
はボーダーライン上のものであり、他の15個は欠陥を
有さず、ガラス質炭素プレートへの炭化に関し満足でき
るものである。When hexa was added during grafting of PFR/l'FUN, out of 19 plates produced, only 3 were unsatisfactory with 1 defect, and 1 was borderline. The other 15 have no defects and are satisfactory for carbonization into glassy carbon plates.
換言すれば、PFR/ PFNプレート (hexaを
添加し光もの、不添加のもの)の95,8%は不満足な
ものであり、次のガラス質炭素プレートへの炭化には適
さないものとする欠陥を有している。同様に、PFR/
PFUN樹脂のグラフトの際にhexaが添加されな
い場合には、調製されたプレート17個のうちの17個
全部(100%)が、次のガラス質炭素プレートへの炭
化には適さないものとする欠陥を有している。In other words, 95.8% of PFR/PFN plates (with and without hexa doping) are unsatisfactory and have defects that make them unsuitable for subsequent carbonization into glassy carbon plates. have. Similarly, PFR/
If hexa is not added during grafting of PFUN resin, all 17 out of 17 plates (100%) prepared are unsuitable for subsequent carbonization into glassy carbon plates. have.
これに対して、ノボラックから少なくとも25%の水が
除去され、かつグラフトのために充分なhexaが添加
された本発明のPPR/ PFUN混合物では、成形さ
れたプレート19個のうち3または4個のみ(15,8
%又は21%)欠陥を有するもので、残りの84.2%
又は79%は欠陥を有しないものである。グラフト反応
での使用前にノボラックから除去される水が50−75
%(さらに好適な範囲である)である場合には、プレー
ト6個のうち1個(17%)が欠陥を有するのみであり
、残りの83%は欠陥を有しておらず、ガラス質炭素へ
の炭化に関し満足できるものである。さらに、上述の如
く、添加に先立ってPFUNから水の実質的に100%
が除去される場合には、プレートは100%欠陥を有し
ておらず、次のガラス質炭素プレートへの炭化に適して
いる。In contrast, with the PPR/PFUN mixture of the present invention in which at least 25% of water has been removed from the novolak and sufficient hexa has been added for grafting, only 3 or 4 of the 19 molded plates (15,8
% or 21%) with defects, the remaining 84.2%
Or 79% have no defects. The water removed from the novolak before use in the grafting reaction is 50-75
% (which is a more preferable range), only 1 out of 6 plates (17%) has defects, and the remaining 83% have no defects, and the vitreous carbon It is satisfactory in terms of carbonization. Additionally, as noted above, substantially 100% of the water is removed from the PFUN prior to addition.
is removed, the plate is 100% defect-free and suitable for subsequent carbonization into a glassy carbon plate.
上記の点から、レゾール成分の混合物への添加前又はレ
ゾール生成の初期段階に、ノボラック調製の際に存在し
た水の少なくとも25%、有利には少なくとも35%、
好ましくは少なくとも50%又は75%を除去したフェ
ノール−フルフルアルデヒドとホルムアルデヒド−フェ
ノールレゾールとのグラフト反応生成物の使用が最適で
あると考えられる。同様に、かかる添加前に、水の実質
的にすべてが除去される。In view of the above, at least 25%, advantageously at least 35%, of the water present during the novolak preparation before addition of the resol components to the mixture or at the initial stage of resol production;
The use of a graft reaction product of phenol-furfuraldehyde and formaldehyde-phenol resol, preferably with at least 50% or 75% removed, is considered optimal. Similarly, substantially all of the water is removed prior to such addition.
上述の如く、hexaの代わりにアミンを使用すること
もできる。このようなアミンは少なくとも水素1個が結
合した1以上の窒素原子を有するものでなければならな
い。ここに記載する反応では、水素が結合した窒素原子
当りただ1つの反応が生ずることが明らかである。he
xaの場合には、結合する水素が存在しない場合でも、
反応を生じうる窒素原子4個が存在する。従って、he
xaの1当量は分子量の174、すなわち140/4(
35)である。他のアミンでは、1当量は、少なくとも
水素1個が結合した窒素原子の数で割ったアミンの分子
量に相当する。たとえば、エチルアミンの1当量は45
/1、すなわち45である。エチレンジアミンでは60
/2、すなわち30である。As mentioned above, amines can also be used in place of hexa. Such amines must have one or more nitrogen atoms to which at least one hydrogen is attached. It is clear that in the reactions described here only one reaction occurs per nitrogen atom to which a hydrogen is attached. he
In the case of xa, even if there is no bonding hydrogen,
There are 4 nitrogen atoms available for reaction. Therefore, he
One equivalent of xa has a molecular weight of 174, or 140/4 (
35). For other amines, one equivalent corresponds to the molecular weight of the amine divided by the number of nitrogen atoms to which at least one hydrogen is attached. For example, 1 equivalent of ethylamine is 45
/1, that is, 45. 60 for ethylenediamine
/2, that is, 30.
実施例22
実施例1.8.13及び16の操作を、実施例8のへキ
サメチレンテトラミン57.1g(0,41モル)の代
わりに、下記のアミンを使用して行った。Example 22 Examples 1.8, 13 and 16 were carried out using the following amine in place of 57.1 g (0.41 mol) of hexamethylenetetramine from Example 8.
(a)エチルアミン 7:(,49(b)ジメ
チルアミン 73.49(C)アニリン
152.59(d)エチレンジアミン 49.
29(e)フェニレンジアミン 88.69(f) N
、N’ −ジメチル−
フェニレンジアミン 111.59
(g) N−メチルアニリン 175.49(h)
lf、N′ −ジメチル−
エチレンジアミン 72.29
(i)プロピレンジアミン 65.69(Dピペリレン
139.49(k)ピペラジン 7
7.19いずれの場合においても、実施例8と同様にし
てグラフト共重合体が得られ、同様に成形したところ、
欠陥のないプレートが生成され、これらは実施例14と
同様に操作することにより、良好にガラス質炭素プレー
トに炭化された。(a) Ethylamine 7:(,49(b) Dimethylamine 73.49(C) Aniline
152.59(d) Ethylenediamine 49.
29(e) Phenylenediamine 88.69(f) N
, N'-dimethyl-phenylenediamine 111.59 (g) N-methylaniline 175.49 (h)
lf, N'-dimethyl-ethylenediamine 72.29 (i) Propylene diamine 65.69 (D Piperylene 139.49 (k) Piperazine 7
7.19 In either case, a graft copolymer was obtained in the same manner as in Example 8 and molded in the same manner.
Defect-free plates were produced, which were successfully carbonized into vitreous carbon plates by operating similarly to Example 14.
本発明の特徴を各種実施例に関して詳述したが、本発明
の精神及び範囲内において他の変形が可能であることは
明らかであり、本発明はこれらに限定されないことは勿
論である。Although the features of the invention have been described in detail with respect to various embodiments, it will be obvious that other modifications may be made within the spirit and scope of the invention, and the invention is of course not limited thereto.
図面は本発明のノボラック−フェノール反応混合物の特
性を説明するゲル浸透クロマトグラムである。
(はかlる)The figure is a gel permeation chromatogram illustrating the properties of the novolac-phenol reaction mixture of the present invention. (Measure)
Claims (1)
おいて、フェノール−アルデヒドレゾール樹脂の水溶液
又は水性懸濁液に、該レゾール樹脂の水溶液又は水性懸
濁液から除去可能な水の90%が除去される前に、アル
デヒドのすくなくとも50モル%がフルフルアルデヒド
で構成されたフェノール−アルデヒドノボラック樹脂を
添加し、ただし、これら樹脂の量は前記ノボラック樹脂
20−80重量部及び前記レゾール樹脂20−80重量
部、併せて100重量部であり、ついで、前記樹脂を、
ヘキサメチレンテトラミン及び窒素原子に少なくとも1
つの水素が結合するアミンの中から選ばれるアミンによ
り相互に反応せしめ、ただし、前記アミンの量はフェノ
ール成分の総重量に対しヘキサメチレンテトラミン1−
15重量%に相当するものであり、樹脂を成形可能な状
態に維持しながら得られた反応塊状物から水を除去する
ことにより調製されてなり、前記ノボラック樹脂は、ノ
ボラック調製の間に除去可能な水の少なくとも25重量
%を除去することによって調製されたものであることを
特徴とする、成形可能な組成物。 2 特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
アミンの量が、フェノール成分の総重量に対し1−10
重量%に相当するものである、成形可能な組成物。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項記載の組成物にお
いて、前記アミンがヘキサメチレンテトラミンである、
成形可能な組成物。 4 特許請求の範囲第1項記載の組成物において、前記
アミンがヘキサメチレンテトラミンであり、ノボラック
のフェノール成分がフェノールである、成形可能な組成
物。 5 特許請求の範囲第4項記載の組成物において、前記
レゾールのフェノール成分がフェノールであり、レゾー
ルのアルデヒド成分がホルムアルデヒドである、成形可
能な組成物。 6 特許請求の範囲第5項記載の組成物において、前記
ノボラック中のフルフルアルデヒド含量がアルデヒド成
分の少なくとも75モル%である、成形可能な組成物。 7 特許請求の範囲第5項記載の組成物において、前記
ノボラック中のフルフルアルデヒドがアルデヒド成分の
ほぼ100モル%である、成形可能な組成物。 8 特許請求の範囲第1項、第2項、第4項ないし第7
項のいずれか1項に記載の組成物において、レゾールア
ルデヒドの反応が実質的に完了するよう充分に還流を行
った後に、前記ノボラックの添加を行なう、成形可能な
組成物。 9 特許請求の範囲第7項記載の組成物において、前記
レゾール樹脂の水溶液又は懸濁液からの水の除去の開始
前に、前記ノボラックを添加する、成形可能な組成物。 10 特許請求の範囲第7項記載の組成物において、前
記レゾール樹脂の水溶液又は懸濁液から水の25%が除
去される前に、前記ノボラックを添加する、成形可能な
組成物。 11 特許請求の範囲第7項記載の組成物において、添
加前では、前記ノボラックは実質的に完全に水を含有し
ないものである、成形可能な組成物。 12 特許請求の範囲第7項記載の組成物において、添
加前に、前記ノボラック調製物中に存在する水の少なく
とも50重量%を除去する、成形可能な組成物。 13 特許請求の範囲第7項記載の組成物において、添
加前に、前記ノボラック調製物中に存在する水の少なく
とも75重量%を除去する、成形可能な組成物。 14 特許請求の範囲第4項記載の組成物において、樹
脂100部当り微粉状炭素質充填剤40−316部を含
有してなる、成形可能な組成物。 15 特許請求の範囲第4項、第8項、第12項、第1
4項又は第15項のいずれか1項に記載の組成物におい
て、樹脂100部当り微粉状グラファイト40−150
部を含有してなる、成形可能な組成物。 16 特許請求の範囲第1項、第2項又は第4項ないし
第15項のいずれか1項に記載の組成物において、前記
レゾール樹脂/前記ノボラック樹脂の重量比が70/3
0ないし50/50の範囲である、成形可能な組成物。 17 特許請求の範囲第1項、第2項又は第4項ないし
第15項のいずれか1項に記載の組成物において、前記
アミンをノボラックの添加前又は同時に添加する、成形
可能な組成物。 18 特許請求の範囲第4項ないし第15項のいずれか
1項に記載の組成物において、ヘキサメチレンテトラミ
ンを樹脂生成物の重量に対して1ないし5重量%の割合
で使用する、成形可能な組成物。 19 くぼみ及び孔を実質的に有しておらず、製造及び
使用の間に殆ど亀裂を生じたり、破損したりすることの
ない成形品の製法において、特許請求の範囲第1項ない
し第18項のいずれか1項に記載の組成物を、温度10
0ないし180℃及び圧力35kg/cm^2(500
ポンド/インチ^2)ないし2800kg/cm^2(
20トン/インチ^2)で成形することを特徴とする、
成形品の製法。 20 特許請求の範囲第19項記載の製法において、成
形品が厚さ0.10ないし0.13cm(0.04−0
.05インチ)のプレートである、成形品の製法。 21 特許請求の範囲第19項記載の製法において、成
形を圧力56ないし105kg/cm^2(800ない
し1500ポンド/cm^2)で行なう、成形品の製法
。 22 くぼみ及び孔を実質的に有しておらず、製造及び
使用の間にほとんど亀裂を生じたり、破損したりするこ
とのないガラス質炭素の製法において、特許請求の範囲
第19項ないし第21項のいずれか1項に記載の製法に
よって得られた成形品を、少なくとも1800℃の最終
温度まで徐々に加熱し、この最終温度に少なくとも24
時間維持することを特徴とする、ガラス質炭素の製法。 23 特許請求の範囲第22項記載の製法において、ガ
ラス質炭素製品が厚さ0.10ないし0.13cm、他
の寸法は少なくとも50.8×63.5cm(20×2
5インチ)を有する平板である、ガラス質炭素の製法。 24 特許請求の範囲第23項記載の製法において、他
の寸法が約127×127cm(50×50インチ)で
ある、ガラス質炭素の製法。Claims: 1. In a moldable composition having improved mold flow properties, an aqueous solution or suspension of a phenol-aldehyde resol resin contains a compound removable from the aqueous solution or suspension of the resol resin. Before 90% of the water is removed, add phenol-aldehyde novolac resins in which at least 50 mole % of the aldehydes are composed of furfuraldehyde, provided that the amount of these resins is 20-80 parts by weight of said novolak resin and said 20-80 parts by weight of resol resin, 100 parts by weight in total, and then the resin,
hexamethylenetetramine and at least 1 nitrogen atom
Hexamethylenetetramine 1-
15% by weight and is prepared by removing water from the resulting reaction mass while maintaining the resin in a moldable state, said novolak resin being removable during novolak preparation. A moldable composition, characterized in that it has been prepared by removing at least 25% by weight of water. 2. The composition according to claim 1, wherein the amount of the amine is 1-10% based on the total weight of the phenol component.
% by weight of the moldable composition. 3. The composition according to claim 1 or 2, wherein the amine is hexamethylenetetramine.
Moldable composition. 4. The moldable composition of claim 1, wherein the amine is hexamethylenetetramine and the phenolic component of the novolac is phenol. 5. The moldable composition according to claim 4, wherein the phenolic component of the resol is phenol and the aldehyde component of the resol is formaldehyde. 6. A moldable composition according to claim 5, wherein the furfuraldehyde content in the novolac is at least 75 mole % of the aldehyde component. 7. The moldable composition of claim 5, wherein the furfuraldehyde in the novolac is approximately 100 mole percent of the aldehyde component. 8 Claims 1, 2, 4 to 7
A moldable composition according to any one of the preceding paragraphs, wherein the addition of the novolak is carried out after sufficient refluxing to substantially complete the reaction of the resole aldehyde. 9. A moldable composition according to claim 7, wherein the novolac is added before the initiation of water removal from the aqueous solution or suspension of resole resin. 10. The moldable composition of claim 7, wherein the novolac is added before 25% of the water is removed from the aqueous solution or suspension of resole resin. 11. The moldable composition of claim 7, wherein the novolac is substantially completely water-free prior to addition. 12. The composition of claim 7, wherein at least 50% by weight of the water present in the novolac preparation is removed before addition. 13. The composition of claim 7, wherein at least 75% by weight of the water present in the novolac preparation is removed before addition. 14. A moldable composition according to claim 4, comprising 40-316 parts of finely divided carbonaceous filler per 100 parts of resin. 15 Claims 4, 8, 12, 1
In the composition according to any one of paragraphs 4 and 15, 40-150 parts of finely divided graphite per 100 parts of resin.
A moldable composition comprising: 16. In the composition according to any one of claims 1, 2, or 4 to 15, the weight ratio of the resol resin/the novolak resin is 70/3.
A moldable composition ranging from 0 to 50/50. 17. A moldable composition according to any one of claims 1, 2, or 4 to 15, wherein the amine is added before or simultaneously with the addition of the novolac. 18. A moldable composition according to any one of claims 4 to 15, in which hexamethylenetetramine is used in a proportion of 1 to 5% by weight relative to the weight of the resin product. Composition. 19 Claims 1 to 18 of a method for manufacturing a molded product that is substantially free of depressions and holes and hardly cracks or breaks during manufacturing and use. The composition according to any one of the above is heated at a temperature of 10
0 to 180℃ and pressure 35kg/cm^2 (500
lb/inch^2) or 2800kg/cm^2(
Characterized by molding at 20 tons/inch^2),
Manufacturing method for molded products. 20 In the manufacturing method described in claim 19, the molded product has a thickness of 0.10 to 0.13 cm (0.04-0.
.. 05 inch) plate, a method for manufacturing a molded product. 21. A method for manufacturing a molded article according to claim 19, wherein the molding is performed at a pressure of 56 to 105 kg/cm^2 (800 to 1500 pounds/cm^2). 22 Claims 19 to 21 provide a method for producing vitreous carbon that is substantially free of depressions and pores and hardly cracks or breaks during production and use. The molded article obtained by the method described in any one of the paragraphs is gradually heated to a final temperature of at least 1800°C, and the molded article obtained by the method according to any one of paragraphs 1 and 2 is heated gradually to a final temperature of at least 1800°C,
A method for producing vitreous carbon, which is characterized by its ability to be maintained over time. 23 In the method according to claim 22, the vitreous carbon product has a thickness of 0.10 to 0.13 cm and other dimensions of at least 50.8 x 63.5 cm (20 x 2
5 inches). 24. The method of claim 23, wherein the other dimensions are about 50 x 50 inches.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/470,978 US4526924A (en) | 1982-07-01 | 1983-03-01 | Thermosettable compositions convertible to vitreous carbon and process for preparation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6357664A true JPS6357664A (en) | 1988-03-12 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20193786A Pending JPS6357664A (en) | 1983-03-01 | 1986-08-29 | Formable composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6357664A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001183532A (en) * | 1999-10-14 | 2001-07-06 | Asahi Kasei Corp | Light guide plate and method of producing the same |
JP2003051318A (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | Separator for fuel cell |
JP2007246594A (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Dainippon Ink & Chem Inc | Resin composition having naphthalene skeleton |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4526924A (en) * | 1982-07-01 | 1985-07-02 | Plastics Engineering Company | Thermosettable compositions convertible to vitreous carbon and process for preparation thereof |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20193786A patent/JPS6357664A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4526924A (en) * | 1982-07-01 | 1985-07-02 | Plastics Engineering Company | Thermosettable compositions convertible to vitreous carbon and process for preparation thereof |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001183532A (en) * | 1999-10-14 | 2001-07-06 | Asahi Kasei Corp | Light guide plate and method of producing the same |
JP2003051318A (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | Separator for fuel cell |
JP2007246594A (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Dainippon Ink & Chem Inc | Resin composition having naphthalene skeleton |
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