TW567210B - Unsaturated polyester resin and composition for molding compound - Google Patents

Description

567210 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 五、發明說明（1 ) [發明領域] 本發明為有關使用氳氧化鋁作為無機填充劑之不飽和 聚酯樹脂，其適於產製人造大理石；及有關人造大理石成 形材料用組成物。 [相關技藝描述] 近年來，趨向高品質及精巧裝飾結果，人造大理石已 廣用於浴槽、櫥房櫃臺、盥洗臺、梳粧臺、等。人造大理 石以壓縮成形術成形時，使用大量玻璃粉作成形材料之填 充劑’以付優異透明感及高财熱水性。然而，由於玻璃粉 之磨擦，使捏和機及模片有時耗損，且產製成本高，仍有 些問題，於是，市場上需以硬度低及較價廉之氫氧化鋁代 替玻璃粉。但是，因習用不飽和聚酯樹脂之折射指數低， 與折射指數較高（指射指數1.57至1.58)之氬氧化鋁組合 時’由於折射指數差異大，使得如此組合時，成形物件未 能獲得透明感及深色外觀。 本發明之目的，乃提供一種不飽和聚醋樹脂，適於產 製以壓縮成形時，具優異透明質地及優異耐水性之人造大 理石；成形材料用之組成物，及成形物件。 [發明概述] 為獲得適於產製上述人造大理石之不飽和聚酯樹脂， 對構成不飽和聚酯各成分之種類及用量等，進行深入研究 結果，本發明人發現用雙酚A及氧化丙烯之加成物（後文 稱為BPA · PO)，和雙酴A及氧化乙烯之加成物（後文稱為 BPA · EO)，二者組合之二酵成分，可獲得具良好成形性、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311834 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 訂--------- f 567210 Α7 Β7 五、發明說明（2) 質地及耐水性之成形物件，據此進一步研究而完成本發 明。本發明由下述（1)至（7)項組成： (1) 一種不飽和聚酿樹脂，包括： 一種共聚單體；及 一種不飽和聚酯，其中，α，々_稀徑不飽和二羧酸或 其酸酐，於全部酸成分中之比例，為50莫耳％或以上，且 包括以雙紛Α及氧化丙稀之加成物（後文稱為“β p a · ρ 〇，， 和雙酚A及氧化乙烯之加成物（後文稱為“βρα·ε〇”）作 為二醇成分； 其中’該不飽和聚酯樹脂於25 °C之折射指數為1540 至 1.570。 (2) 如上述（1)之不飽和聚酯樹脂，其中βρα·Ρ〇於全 部二醇成分中之比例為10至80莫耳％，ΒΡΑ · ΕΟ於全部 二醇成分中之比例為5至80莫耳。/〇,且ΒΡΑ· Ρ〇及ΒΡΑ · ΕΟ佔全部二醇成分總量之50莫耳％或以上。 (3) 如上述（1)或（2)之不飽和聚酯樹脂，其中加入 ΒΡΑ · ΡΟ中之氧化丙烯平均莫耳數為17至3 〇莫耳，及 加入ΒΡΑ·ΕΟ中之氧化乙烯平均莫耳數為1.7至3.0莫耳。 (4) 一種成形材料用之組成物，其中係使收縮抑制劑、 填充劑及聚合啟始劑摻和於如上述（1)至（3)項任一項之不 飽和聚酯樹脂。 (5) 如上述（4)項之成形材料用之組成物，其中又加入玻 璃纖維。 (6) 如上述（4)或（5)項之成形材料用之組成物，其中填 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) ▼_農--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 311834 567210 Α7 --- Β7 五、發明說明（3 ) 充劑為氮氧化銘。 (7)—種成形物件，其中係使上述（6)項之成形材料用之 組成物於加熱加壓下熟化。 [較佳具體例之詳細說明] 本發明所用之不飽和聚酯，係由，石-晞烴不飽和二 叛酸或其酸酐及二醇，經加成反應或脫氳縮合反應予以合 成。再則，與飽和二元酸及芳族二元酸或酸酐相反應之二 環戊二烯等，或其酸類，可共同使用。 «，/5 ·烯烴不飽和二叛酸之實例為順丁烯二酸、反丁 烯二酸、衣康酸、檸康酸及此等二羧酸之酸酐。與此等^， /5·烯烴不飽和二羧酸共同使用之二羧酸實例為己二酸、癸 二酸、丁二酸、酞酸、鄰酞酸、異酞酸、對酞酸、四氫酞 酸、四氣酞酸、等。較好使用反丁烯二酸、順丁烯二酸及 順丁烯二酸酐中之至少一種。就樹脂顏色而言，更佳使用 反丁烯二酸。再則，α，/3 -稀烴不飽和二羧酸或其酸酐之 比例，為全部酸成分之50莫耳％或以上。若低於50莫耳 %，則成形物件之耐水性不足。 再則，乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、I% 丁二醇、1，4-丁二醇、ι，6-己二醇、新戊二醇、氫化雙酚Α、 ΒΡΑ · ΡΟ、ΒΡΑ · ΕΟ、1,4·環己烷二甲醇 '丙三醇、三羥 甲基丙烷、三羥甲基乙烷、氧化乙烯、氧化丙烯、等，均 為二醇之實例。 其中’本發明必須共同使用ΒΡΑ · ΡΟ及βρα · ΕΟ。 若使用ΒΡΑ.ΡΟ,成形物件為微黃色，而若使用βΡΑ·Ε0， (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁：> 單-裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 3 311834 567210 A7 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成形物件為白色。藉共同使用，能調節成形物件之色調。 ΒΡΑ · PO及ΒΡΑ · EO總計佔全部二醇成分之5〇莫耳％或 以上。若比例少於50莫耳％，成形物件透明度低，則不理 想。ΒΡΑ· PO於全部二醇成分中之比例，須為1〇至8〇莫 耳％。若多於80莫耳％，成形物件將變太黃，則不理想。 若BPA · PO之比例少於1〇%，而ΒρΑ · E〇之比例增加， 則不利於成形物件之色調亦不理想。另一方面，BpA · E〇 於全部二醇成分中之比例，須為5至8〇莫耳％。若多於 莫耳％，成形物件之色調太白，透明度降低，則不理想。 又則，物料之貯存安定性（沈積性）及成形物件之耐水^， 將有問題。S ΒΡΑ · E0之比例少於5莫耳％，而ΒρΑ · p〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之比例增加，對成形物件之色調不利，亦不理想。加入 ΒΡΑ · PO中之PO平均莫耳數較佳為j 7至3 〇莫耳。若 多於3.0莫耳，熟化時過度收縮，成形物件易碎裂，而若 少於1.7莫耳，所合成樹脂之分子量降低，易有耐水性問 題。於所用ΒΡΑ·ΕΟ中之E0平均莫耳數較佳為】了至]^ 莫耳。若多於3.0莫耳，親水性增加，易生耐水性問題。 若少於1.7莫耳，所合成樹脂之分子量降低，易有 問題。 本發明所用共聚單體之㈣，為芳族㈣，例如苯乙 稀、對氣苯乙埽、乙締甲苯等，及丙稀酸單體，例如㈣ :、丙烯酸甲醋、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋、丙烯睛 此共聚單體亦可於化合物製備期間’與不飽和聚醋之 4 311834 k紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 567210 A7 B7 五、發明說明（5 ) 稀釋劑分別加入。 由此不飽和聚酿及共聚單體形成之不飽和聚酯樹脂，於 25C成液體形式’折射指數為1540至1.570。不飽和聚酯 樹脂熟化產物之折射指數，通常比液體形式之折射指數高 約0.02。較好不飽和聚酯樹脂之折射指數與填充劑之折射 指數符合，以得成形物件之透明性。 本發明所用之收縮抑制劑較好為部分交聯之聚合物顆 粒。部分交聯聚合物顆粒為至少一種單官能基乙烯單體及 至少一種多官能基乙烯單體的共聚物。單官能基單體類之 實例為芳族乙烯基，例如苯乙烯、α_甲基苯乙烯、氣苯乙 稀、乙稀甲苯、乙基乙烯苯等；共軛二稀類，例如丁二晞、 異戊二烯、氣丁二烯等；（甲基）丙稀酸_，例如丙稀酸乙 醋、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁醋、丙烯酸環己酯、丙烯酸2_ 乙基己醋、甲基丙稀酸甲醋、甲基丙缔酸丁醋等；乙稀醋 類，例如乙酸乙稀醋、丙酸乙稀醋等；丙婦睛，例如丙稀 臆、甲基丙烯腈等；及其他類，例如亞乙烯二氰等。多官 能基單體類之實例為芳族二乙烯單體，例如二乙稀苯等； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 烧多元醇聚甲基丙稀酸醋，例如乙 醇二丙晞酸g旨、乙 醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸醋、己 酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、三 羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、 醇二丙烯酸 幾甲基丙烷二丙烯酸酯、 羥甲基丙烷三丙烯酸 羥甲基丙烷三甲基丙烯酸㈣。若需要，此交聯聚 合物之表面，覆無機物質，例如二氧化石夕、氧化銘、 碳酸鈣、矽酸鎂、矽酸鋁、氫氧化銘等。 酯 本紙張尺用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 311834 567210 A7 五、發明說明（6 ) -- 本發明之無機填充劑可為已知之填充劑，例如氫氧化 銘、玻璃粉及碳酸辑均可使用，但就成形物件之透明度及 質地而言’以用氫氧化銘特佳。亦可共同使用玻璃粉，只 要捏和機及模片不被玻璃粉磨擦耗損即可。填充劑較佳之 大小為平均粒徑！至100微米。再則’若填充劑之表面已 經表面改良劑例如碎燒偶合劑、欽偶合劑等予以處理則 亦可使用。 熟化樹脂組成物用之熟化劑，可一種或組合使用多種 有機過氧化合物，例如過苯甲酸第三丁酯（TBpB)、過辛酸 第二丁酯（TBPO)、過苯甲酸第三己酯（THpB)、過辛酸第三 己醋（THPO)、2,5-二甲基-2,5_二（苯甲醯過氧基）環已烷 (DDBPH)、過辛酸第三戊酯（TAp〇)、過碳酸第三丁酯異丙 酯（TBIPC)、等。 習知之玻璃纖維可用於本發明。一般較好使用直徑8 至15微米及長度26毫米或更短之玻璃纖維。此等玻璃纖 維通常對全部量組成物，添加〇至3 〇重量〇/〇。 再則，若需要，可添加脫模劑，一般為之硬脂酸辞或 硬脂酸鈣。 本發明之樹脂組成物，以整體成形化合物，例如 BMC，或層片成形化合物，例如SMC或TMC，藉習知方 法，由此等成分經捏和、浸潰及熟化獲得。 由本發明之不飽和聚酯樹脂組成物製得之成形物件， 係使上述不飽和聚酯樹脂組成物，於規定溫度及規定壓力 下，藉壓縮成形裝置或射出成形裝置，經加熱加壓成形。 -----------ί -裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 311834 567210

五、發明說明（7 ) 茲由實施例詳述本發明，但本發明並不限於此等實施 例。再則，於實施例中之“份”，除非另有指明，否則意 指“重量份”，加入所用ΒΡΑ · PO中之P〇平均莫耳數為 2·20莫耳，而加入所用ΒΡΑ · E〇中之E〇平均莫耳數為 2 · 2 6。又，於實施例所示之“數平均分子量”，係以聚苯 乙烯作標準，用GPC(凝膠滲透層析術）測定之值決定之。 (_1)不飽和聚酯樹脂之製造實施例 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 製造例1 1，〇45 克反丁 烯二酸、i，619 克 ΒΡΑ·ΡΟ、1，440 克 ΒΡΑ · Ε0及〇·19克氫醌（抑制劑），後文稱為“hq”）導入至具授 拌器、溫度計、惰性氣體入口及分餾管柱之5升五頸燒瓿， 於200°C反應7小時，同時進入氮氣，獲得反應產物，酸 值為16.0亳克KOH/克及數平均分子量為4,050。然後，於 所得不飽和聚酯中添加70份苯乙烯及0.005份HQ，予以 溶解，獲得不飽和聚酯樹脂A，黏度3,220mPa · s(25°C )。 製造例2 1，161 克反丁烯二酸、1，810 克 ΒΡΑ· PO、960 克 BPA · EO，208克新戊二醇、及〇,19克HQ導入至如製造例1相 同反應容器，於200°C反應8小時，同時通入氮氣，獲得 反應產物，酸值18.9毫克KOH/克及數平均分子量為 4,7 00。然後，於所得不飽和聚酯中添加及溶解70份苯乙 烯及0.005份HQ，獲得不飽和聚酯樹脂B，黏度3，150mPa · s(25〇C )。 製造例3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7 311834 ----------—裝--- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) _ 567210 A7 __ B7 五、發明說明（8 )

1，〇45 克反丁烯二酸、3,206 克 BPA· P0 及 0.20 克 HQ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 導入至如製造例1相同反應器，於200°C反應7小時，同 時通入氮氣，獲得反應產物，酸值為14.1亳克KOH/克及 數平均分子量為4,450。然後，於所得不飽和聚酯中添加 70份苯乙烯及0·005份HQ並溶解，獲得不飽和聚酯樹脂 C，黏度 2,600mPa · s(25°C ) 製造例4 3,520克BPA · EO導入如製造例1相同反應容器，於 80°C溶解，同時通入氮氣。然後，加ι，277克反丁烯二酸 及0.20克HQ，於200°C反應6小時，同時通入氮氣，獲 得反應產物，酸值為14.0亳克KOH/克及數平均分子量為 5,700。然後，於所得不飽和聚酯中添加80份苯乙烯及0.005 伤HQ友溶解’獲得不飽和聚g旨樹脂d，黏度5,200mPa · s(25〇C )。 製造例5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1，〇97克異反丁烯二酸、1，031克新戊二醇、1，190克 雙酚A氩氧化物、195克1,6-己二醇、及〇·ΐ9克HQ導入 如製造例1之相同反應容器，於200°C反應5小時，同時 通入氮氣。若反應產物之酸值變成25.0毫克KOH/克以 下，内溫予以冷卻至170°C —次，然後，導入971克順丁 烯二酸酐。繼之，通入氮氣，溫度又提昇至2〇〇，反應 進行大約6小時，獲得反應產物，酸值為26.5毫克KOH/ 克及數平均分子量為3,100。然後，於所得不飽和聚酯中 添加60份苯乙烯及0.005份HQ及溶解，獲得不飽和聚酯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 8 311834 567210 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 樹脂E，黏度為2 3〇〇mPa ·吖25它） 實施你IX至比較例1至4 裝每例1至5之不飽和聚s旨樹脂Α至Ε之化合物，作 為收縮抑制劑之部分交聯之聚苯乙烯、填充劑、熟化劑 抑制劑:脫模劑、及玻璃纖維所構成之混合物示於表卜 父聯聚苯乙稀為Staphylold(註冊商標）GBi〇3R，由武田藥 品工業株式會社製造’·填充劑為平均粒徑25微米之氫氧;: 銘’及平均粒徑15微米之玻璃粉。此外，單第三丁基氣酷 (M丽Q)作為抑_，過苯甲酸第三了 _ π·)作為聚名 啟始劑。硬脂酸辞作為脫模劑，氧化鎂作為增祠劑。 BMC依％知製造方法製成。亦即’除了增稠劑及玻为 碎塊（1.5毫米）以外，起始物予以完全捏和，然後，增_ 及玻璃碎塊加至樹脂漿’又予以捏和。Bmc於4〇t周圍 溫度下’熟化24小時。然後’此3邮於丨⑽及ι嘯 條件下’予以加熱加壓8分鐘’獲得成形物件，厚度為 毫米。TMC亦依習知製造方法製成。亦即，除了增:劑 玻璃纖維（1/2英吋）以外，起始物予以完全捏和，然後 稠劑加至樹脂漿，藉浸潰裝置，與玻璃纖維一起浸潰。 後’ TMC於4(TC周圍溫度下熟化24小時。此tmc於！ 乞及lOMPa條件下’予以加熱加壓8分鐘，獲得成形物件 厚度為8毫米。 成形物件就色調、透明度（深度）及防沸性進行呷估 防沸性基於ΔΕ評估’色調乃樣品塊浸入㈣熱水5〇〇 ㈣觀察。於表】中，防沸性評成“良，，，指示桃3 - I 丨 — 丨· I — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) K紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311834 --^1 ^1 - 567210

不呈白色’而評成劣”，指示ΛΕ^3或呈白色。再則， BMC及TMC於120°C及lOMPa條件下，經加熱加壓8小 時，此用小型浴槽成形物，大小減至實際浴槽之約1， 所得成形物件查核裂痕。樹脂之折射指數，藉Atago株式 會社製造之Abbe’s折射計，以25°C恆溫水流過稜柱周園。 樹脂於25°C環境下，貯存2個月，基於沈積物之產生，評 估樹脂之貯存安定性。 實施例1至5之組成物，於樹脂之貯存安定性、成形 期間之成形性、及色調、透明性（外觀深度）、及成形物件 之防沸性，均顯示良好結果。 因比較例1未用ΒΡΑ· EO，成形物件太黃，色調不佳。 因比較例2未用BPA · PO而產生沈積物。成形物件之色調 太白，無透明性，防沸性亦不佳。因比較例3既不用BPA · PO亦不用BPA· EO,且樹脂及填充劑間折射指數差異大， 因而成形物件呈白色，透明性未能令人滿意。 --— II-------裝--- Γ 清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 311834 567210 A7 B7 五、發明說明（11 ) 表1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例 比較例 1 2 3 4 5 1 2 3 不飽和聚酯樹脂A 97 97 97 不飽和聚酯樹脂B 97 97 不飽和聚酯樹脂C 97 不飽和聚酯樹脂D 97 不飽和聚酯樹脂E 97 交聯聚苯乙烯 3 3 3 3 3 3 3 3 氫氧化鋁 300 300 150 150 120 300 300 300 玻璃粉 150 150 安定劑 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 熟化劑 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 内部脫模劑 4 4 4 4 4 4 4 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311834 567210 A7 ____B7_ 五、發明說明（12 ) 表1(續） 實施例 比較例 1 2 3 4 5 1 2 3 玻璃碎塊 10 10 10 10 — 10 10 10 玻璃纖維（重量％) 15 填充劑之折射指數 1.578 1.578 1.5661 1.5661 1.578 1.578 1.578 1.578 樹脂之折射指數 1.561 1.556 1.561 1.556 1.561 1.557 1.567 1.538 樹脂之貯存安定性 (2 月 /25t：) 良 良 良 良 良 良 劣 良 成形性 良 良 良 良 良 良 良 良 色調 良 良 良 良 良 劣 劣 劣 透明性（外觀深度） 良 良 良 良 良 良 劣 劣 防沸性 (500 小時/93 °C) 良 良 良 良 良 良 劣 良 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12 311834 1 若用2種以上無機填充劑，則折射指數為所得之算術平 均值。 本發明之不飽和聚酯樹脂具優異之耐水性及高折射指 數，尤其因BPA · PO及BPA · EO共同作為二醇成分。因 此’本發明之不飽和聚酯樹脂可使用高折射指數之填充 劑，即使用填充劑如氫氧化鋁等，亦能獲得具優異耐水性 及優異透明度及色調之成形物件如人造大理石成形物件， 等。 再則’若特別使用氫氧化鋁作填充劑，則可減少由於 用玻璃粉引起之捏和機和膜片之磨損問題，且降低成本。 567210 A7 _B7_ 五、發明說明（13 ) 又則，本發明之樹脂不僅可用作BMC，亦可用作周知之 TMC及SMC物件形式，因此可以高生產力製得。 ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 13 311834

Claims (1)

1. 56721分 f| •r n 第89120841號專利申請案 申請專利範圍修正本 H3 ,./¾. (92年4月17曰） 一種不飽和聚酯樹脂，包括： 共聚單體；及

   不飽和聚酯，其中，a，)S-稀烴不飽和二緩酸或其 酸酐，於全部酸成分中之比例，為50莫耳％或以上， 且包括雙酚A及氧化丙稀之加成物（BPA · PO)和雙紛a 及氧化乙烯之加成物（BPA · EO)作為二醇成分，其中， ΒΡΑ· PO於全部二醇成分中之比例為1〇至8〇莫耳〇/〇， BPA · EO於全部二醇成分中之比例為5至80莫耳％， 且BPA · PO及BPA · EO合計佔全部二醇成分總量之5〇 莫耳％以上； 其中，該不飽和聚酯樹脂於25 °C之折射指數為 1.540 至 1.570。

   經 濟 部 中 央 標 準 員 工 福 利 委 員 會 印 製 2·如申請專利範圍第1項之不飽和聚酯樹脂，其中，加入 BPA · PO中之氧化丙烯平均莫耳數為丨7至3 〇莫耳， 且加入BPA · EO中之氧化乙烯平均莫耳數為17至3〇 莫耳。 3 · —種成开> 材料用之組成物，包括收縮抑制劑、填充劑、 聚合啟始劑、以及如申請專利範圍第丨項之不飽和聚酯 樹脂。 4.如申清專利範圍第3項之成形材料用之組成物，其中又 加入玻璃纖維。 本紙張尺度剌+國國家標準（CNS) A4規格（21·〇 X 297公爱了 1 (修正本）311834 567210 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 H3 5·如申請專利範圍第3或4項之成形材料用之組成物，其 中，填充劑為氳氧化鋁。 6·如申請專利範圍第5項之成形材料用之組成物，其中， 係於加熱加壓下熟化而製得成形物件。 2 (修正本）311834 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公釐）