JPH08134338A - 不飽和ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

不飽和ポリエステル樹脂組成物

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JPH08134338A
JPH08134338A JP27094594A JP27094594A JPH08134338A JP H08134338 A JPH08134338 A JP H08134338A JP 27094594 A JP27094594 A JP 27094594A JP 27094594 A JP27094594 A JP 27094594A JP H08134338 A JPH08134338 A JP H08134338A
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JP
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unsaturated polyester
polyester resin
group
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JP27094594A
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Norihito Morishima
憲仁 森島
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形加工時の生産性が高いと共に黄変が少な
く、しかも成形品の熱水浸漬時に黄変や白化の少ない不
飽和ポリエステル樹脂組成物を得る。 【構成】 不飽和ポリエステル樹脂100重量部と、水
酸化アルミニウム又はガラス粉末50〜350重量部
と、10時間半減期温度が90〜120℃の脂肪族型パ
ーオキシエステル系有機過酸化物0.1〜5重量部と、
一般式RSiX3 (但し、Rはアクリル基又はメタクリ
ル基を有する有機基、Xは炭素数1〜4のアルコキシ基
である)で示されるシランカップリング剤0.2〜12
重量部とを含有する不飽和ポリエステル樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人造大理石等に好適に
用いられる不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】不飽和ポリエステル樹脂に硬化剤、充填
剤、増粘剤等を加えた樹脂組成物を、ガラス繊維等の補
強繊維に含浸し、バルク状又はシート状にした成形材料
は、バルクモールディングコンパウンド(BMC)又は
シートモールディングコンパウンド(SMC)と呼ば
れ、主に圧縮成形されて、住宅設備、工業部品、自動車
部品等に広く用いられている。
【0003】これ等の成形品の中でも透明性に優れた成
形品は人造大理石と呼ばれ、その高級感や深みのある外
観を生かして、浴槽、洗面カウンター、キッチンカウン
ター、テーブル等に使用されている。
【0004】しかし、人造大理石には、透明性などの高
級感が要求される製品であることから、成形加工時に生
じることの多い焼けによる黄変、或いは成形後の熱水に
よる黄変や白化は、製品の微妙な色合いの変化となって
現れ、製品の色合いのばらつきや使用中の色の変化をも
たらして製品価値を損ねるものであった。
【0005】成形時の黄変対策として、比較的低温で圧
縮成形する方法が考えられるが、この方法では、通常、
長時間を要して生産性が低下し、また熱水による白化
は、成形体の中に残存するスチレンモノマーが多くなる
と激しくなることから、スチレンモノマーが残存しやす
い低温成形は好ましくない。
【0006】一方、高温で成形して十分に硬化を行い、
残存スチレンモノマーを減らすことにより、成形後の熱
水による白化及び黄変を防ごうとすると、成形時の黄変
が激しくなったり、また装置が複雑化するなど経済的負
荷が高くなるという問題があった。
【0007】他方、ケトンパーオキサイドと有機リン化
合物を添加した不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いる
ことにより、着色の無い硬化物を得る方法が検討されて
いる(特公昭60−3088号公報参照)が、ゲル化す
るまでに比較的長時間を要し、やはり生産性が低いとい
う問題があり、着色がなく、しかも熱水による白化が少
ない成形品を短時間で得ることはできていないのが実情
であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、人造大理石
に好適に使用される不飽和ポリエステル樹脂の成形加工
における上記問題を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは、成形加工時の生産性が高
いと共に黄変が少なく、しかも成形品の熱水浸漬時に黄
変や白化の少ない不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の不飽和ポリエス
テル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂100重量
部と、水酸化アルミニウム又はガラス粉末50〜350
重量部と、10時間半減期温度が90〜120℃の脂肪
族型パーオキシエステル系有機過酸化物0.1〜5重量
部と、一般式RSiX3 (但し、Rはアクリル基又はメ
タクリル基を有する有機基、Xは炭素数1〜4のアルコ
キシ基である)で示されるシランカップリング剤0.2
〜12重量部とを含有することを特徴とし、このことに
より上記目的を達成することができる。
【0010】本発明に用いる不飽和ポリエステル樹脂
は、不飽和二塩基酸とグリコールと必要に応じて使用さ
れる飽和二塩基酸とを重縮合させた不飽和ポリエステル
と、共重合性単量体とを含有する混合物からなる。な
お、不飽和ポリエステル樹脂に含まれる樹脂成分とし
て、上記不飽和ポリエステル樹脂の他に、必要に応じて
成形品の低収縮化のために特定の熱可塑性樹脂を添加し
てもよい。
【0011】上記不飽和二塩基酸としては、無水マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げら
れ、グリコールとしてはエチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
リコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール、ビスフェノール
A、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのエ
チレンオキサイド付加物、ネオペンチルグリコール等が
挙げられる。
【0012】上記飽和二塩基酸としては、無水フタル
酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ア
ジピン酸、コハク酸、テトラクロロフタル酸、ヘット酸
等が挙げられる。
【0013】上記重合性単量体としては、スチレン、ジ
クロロスチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、メタク
リル酸、メタクリル酸エステル、アクリル酸、アクリル
酸エステルフタル酸ジアリル等が挙げられるが、特にス
チレンが好ましい。通常、上記不飽和ポリエステル樹脂
に含まれる重合性単量体の量は、20〜60重量%であ
る。
【0014】また、低収縮化のための熱可塑性樹脂とし
ては、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタ
クリレート、ポリエチレン、ポリε−カプロラクトン、
飽和ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン、
スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル−スチレン共
重合体等が挙げられる。
【0015】本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物
は、水酸化アルミニウム又はガラス粉末を必須の充填剤
として含有する。水酸化アルミニウムは、通常、平均粒
径2〜40μm 、好ましくは3〜20μm の範囲のもの
が使用される。ガラス粉末は、通常、平均粒径2〜50
μm 、好ましくは3〜30μm の範囲のものが使用され
る。2μm より小さいと透明性が低下し、また粒径が大
き過ぎると鮮映値が低下する傾向がある。
【0016】上記充填剤の含有量は、水酸化アルミニウ
ム又はガラス粉末を単独で使用する場合、或いは両者を
併用混合して使用する場合のいずれも、不飽和ポリエス
テル樹脂100重量部に対して50〜350重量部であ
る。好ましくは100〜300重量部、より好ましくは
150〜280重量部である。50重量部より少ない
と、成形材料の粘度が低すぎて成形性が悪化し、逆に3
50重量部を越えると、樹脂成分の分散性が不十分とな
って充填剤に樹脂が行きわたらなくなったり、粘度が異
常に上昇して成形性が悪くなる。
【0017】なお、水酸化アルミニウムとガラス粉末と
を併用混合して使用する場合の配合割合は、水酸化アル
ミニウム30〜95重量%、ガラス粉末5〜70重量%
が好ましい。また、他の充填剤として、例えば、炭酸カ
ルシウム、硫酸カルシウム等が含有されてもよい。
【0018】また、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組
成物は、10時間半減期温度が90〜120℃の脂肪族
型パーオキシエステル系有機過酸化物を必須の硬化剤と
して含有する。この脂肪族型パーオキシエステル系有機
過酸化物は、一般式R1 −CO−O−O−R2 (但し、
R1 及びR2 は脂肪族系化合物から水素を除いた1価の
原子団)、及び一般式R3 −O−CO−O−O−R
4 (但し、R3 及びR4 は脂肪族系化合物から水素を除
いた1価の原子団)で示される。
【0019】ここで、上記一般式における脂肪族系化合
物とは、便宜上、アルカン、アルケン,アルキン等の鎖
式炭化水素化合物の他に、例えば、シクロアルカン、ビ
シクロアルカン等の脂環式炭化水素化合物をも含むもの
とし、好ましくは炭素数が1〜15の化合物が用いられ
る。
【0020】硬化剤として10時間半減期温度が90℃
より低い脂肪族型パーオキシエステル系有機過酸化物を
用いると、成形時間が長くなり、モノマーが残存しやす
いため、熱水による白化が生じやすい。逆に10時間半
減期温度が120℃より高い脂肪族型パーオキシエステ
ル系有機過酸化物を用いた場合、成形温度が高くなり、
成形時の黄変が激しくなる。
【0021】脂肪族型パーオキシエステル系有機過酸化
物の含有量は、不飽和ポリエステル樹脂100重量部に
対して0.1〜5重量部である。好ましくは0.3〜3
重量部であり、より好ましくは0.5〜2重量部であ
る。0.1重量部より少ないと、硬化が完了するまでに
著しく時間がかかったり、残存モノマーが多くなり、熱
水下で白化が起こり易くなり、逆に5重量部より多い
と、成形時の着色が著しくなる傾向がある。
【0022】10時間半減期温度が90〜120℃の範
囲にある脂肪族型パーオキシエステル系有機過酸化物の
具体例としては、t−ブチルパーオキシアセテート、t
−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシ
イソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−
3,5,5−トリメチルヘキサノエート、ジエチレング
リコール−ビス(t−ブチルパーオキシカーボネート)
等が挙げられる。
【0023】さらに、本発明の不飽和ポリエステル樹脂
組成物は、一般式RSiX3 (但し、Rはアクリル基又
はメタクリル基を有する有機基、Xは炭素数1〜4のア
ルコキシ基)で示されるシランカップリング剤を、必須
の成分として含有する。
【0024】一般に、シランカップリング剤と呼ばれる
ものは、一般式RSiX3 で示され、有機材料と結合す
る有機官能性基R(アクリル基、メタクリル基、ビニル
基、グリシドキシ基、アミノ基、メルカプト基などを有
する有機基)と、無機材料と反応する加水分解性基X
(塩素、アルコキシ基など)を持っている。
【0025】本発明では、これ等のシランカップリング
剤のなかで、Rがアクリル基又はメタクリル基を有する
有機基、Xが炭素数1〜4のアルコキシ基であるものを
用いる。特に、Rはアクリル基を有する有機基であるも
のが好ましい。ここに、アクリル基又はメタクリル基を
除く部分の有機基としては、一般に炭素数1〜12のア
ルキル基等の非環式炭化水素基、シクロアルカン、ビシ
クロアルカン等の脂環式炭化水素基、ベンゼン等の芳香
族炭化水素基が用いられ、また分子中に酸素、窒素、硫
黄を含んだ基も用いられる。
【0026】これ等のシランカップリング剤の中でも、
特に、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタク
リロキシプロピルトリエトキシシラン、10−アクリロ
キシデカニルトリメトキシシラン、10−メタクリロキ
シデカニルトリメトキシシラン、10−アクリロキシデ
カニルトリエトキシシラン、10−メタクリロキシデカ
ニルトリエトキシシランなどが好適に用いられる。
【0027】上記シランカップリング剤の含有量は、不
飽和ポリエステル樹脂100重量部に対して0.2〜1
2重量部、好ましくは0.5〜7重量部である。シラン
カップリング剤の含有量が0.2重量部より少ないと、
樹脂と充填剤との界面接着力が向上せず、熱水下で白化
が起こり易くなり、逆に12重量部より多いと、熱水下
での白化防止効果がほとんど頭打ちとなる。
【0028】本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物
は、上述の不飽和ポリエステル樹脂100重量部と、水
酸化アルミニウム又はガラス粉末50〜350重量部
と、10時間半減期温度が90〜120℃の脂肪族型パ
ーオキシエステル系有機過酸化物0.1〜5重量部と、
一般式RSiX3 (但し、Rはアクリル基又はメタクリ
ル基を有する有機基、Xは炭素数1〜4のアルコキシ
基)とを混合して得られるが、通常、さらに安定剤(抗
酸化剤)、補強繊維、離型剤、増粘剤、顔料等を混合し
て用いられる。
【0029】そして、上記の混合物をBMCと呼ばれる
バルク状或いはSMCと呼ばれるシート状に一体化し、
これをポリエチレンフィルム等の離型フィルムで覆っ
て、熟成して増粘し半固体状にして成形材料とされる。
熟成は、通常、半日〜2日間、30〜50℃の温度条件
下に材料を置くことにより行われる。
【0030】上記安定剤として、固体状のホスファイト
系抗酸化剤を用いると、成形時の黄変低減に効果があ
る。固体状とは、23℃、常圧にて固体となる状態であ
り、好ましくは、融点50℃以上を示す固体状である。
液状のホスファイト系抗酸化剤を用いると、成形加工の
初期或いは貯蔵時に、硬化剤として用いる有機過酸化物
に作用して硬化反応を遅延させ、成形時間を大きく遅ら
せたり、残存スチレン量が多くなる場合がある。固体状
であると、黄色着色しやすい重合後期に有効に作用し、
着色が低減されるものと考えられる。
【0031】固体状のホスファイト系抗酸化剤は、不飽
和ポリエステル樹脂100重量部に対して、通常、0.
05〜2重量部、好ましくは0.1〜1重量部が配合さ
れる。0.05重量部より少ないと、着色低減効果がな
く、逆に2重量部より多いと、硬化反応を遅延させる。
【0032】このような固体状のホスファイト系抗酸化
剤としては、例えば、トリス(2,4−ジ−t−ブチル
フェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,
6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、
ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビ
ス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペ
ンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ
−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスフ
ァイト等が挙げられる。
【0033】補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊
維、石綿繊維、ホイスカー、有機合成繊維、天然繊維等
が使用され得る。繊維長さは、通常、1〜80mmのもの
が使用される。繊維長さが1mmより短いと補強効果が乏
しく、逆に80mmより長いと粘度が上昇して成形性が悪
くなる。
【0034】特に、人造大理石用には、繊維長さ1〜2
0mmのもの、好ましくは、1.2〜15mmのものが使用
される。繊維長さが1mmより短いと補強効果がなく、2
0mmより長いと成形品の外観が損なわれる。一定長さの
ストランドをそのまま使用する場合の他に、マット状に
したものも使用される。例えば、ガラス繊維の場合、ス
トランドを一定長さに切断したチョップドストランド、
チョップドストランドをバインダーで接着しマット状に
したチョップドストランドマット等が使用される。
【0035】これ等の補強繊維は、不飽和ポリエステル
樹脂組成物の成形材料全体に対して1〜40重量%の範
囲で混合される。1重量%より少ないと補強効果がな
く、40重量%より多いと粘度が上昇して成形性が悪く
なる。特に、人造大理石用には1〜20重量%の範囲、
好ましくは3〜15重量%の範囲で混合される。1重量
%より少ないと補強効果がなく、20重量%より多いと
透明性が低下する。
【0036】また、離型剤としては、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウム等が使用され、増粘剤とし
ては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カ
ルシウム、水酸化カルシウム等が使用される。
【0037】こうして得られる本発明の不飽和ポリエス
テル樹脂組成物は、通常、110〜150℃に加熱され
た金型内に必要量投入され、40〜120 kg/cm2 の
成形圧力で圧縮成形されるが、具体的な成形温度及び圧
力は、用いる硬化剤の種類、量により適宜決定される。
【0038】
【作用】本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物におい
て、不飽和ポリエステル樹脂100重量部と、水酸化ア
ルミニウム又はガラス粉末50〜350重量部と、10
時間半減期温度が90〜120℃の脂肪族型パーオキシ
エステル系有機過酸化物0.1〜5重量部とが含有され
ると、詳細な理由は不明であるが、この組成物を加熱圧
縮成形すると、黄変の少ない成形品が比較的短時間で得
られ、また、残存スチレンが少ないことに起因すると推
察されるが、熱水浸漬時の黄変、白化が起こりにくい成
形品が得られる。
【0039】さらに、上記組成物に、一般式RSiX3
(但し、Rはアクリル基又はメタクリル基を有する有機
基、Xは炭素数1〜4のアルコキシ基である)で示され
るシランカップリング剤0.2〜12重量部が含有され
ると、上記樹脂と充填剤(水酸化アルミニウム又はガラ
ス粉末)との界面接着力が向上して、熱水下で白化が一
層起こりにくくなる。
【0040】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて具
体的に説明する。実施例1〜8及び比較例1〜5 不飽和ポリエステル樹脂として、イソフタル酸、マレイ
ン酸及びプロピレングリコールを重縮合させて得られた
不飽和ポリエステルと、スチレンとの混合物(スチレン
含有量35%)100重量部に対して、離型剤(ステア
リン酸亜鉛)3重量部、増粘剤(酸化マグネシウム)1
重量部を配合する。
【0041】さらに、表1及び表2に示すような割合
で、充填剤としてガラス粉末(平均粒径5μm )及び水
酸化アルミニウム(平均粒径8μm )を配合し、補強繊
維としてガラス繊維(カット長3.5mm)を配合し、硬
化剤として下記の有機過酸化物を配合し、さらに、下記
のシランカップリング剤及び下記の抗酸化物を配合し、
これ等を全てニーダーで混合して、バルクモールディン
グコンパウンド(BMC)を調製した。
【0042】硬化剤(有機過酸化物)の種類は次の通り
である。 A:t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘ
キサノエート(トリゴノックス42:化薬アクゾ社製) (脂肪族型パーオキシエステル系、10時間半減期温
度:100℃) B:t−ブチルパーオキシアセテート(カヤブチルA−
50T:化薬アクゾ社製) (脂肪族型パーオキシエステル系、10時間半減期温
度:103℃) C:t−ブチルパーオキシラウレート(パーブチルL:
日本油脂社製) (脂肪族型パーオキシエステル系、10時間半減期温
度:96℃) D:1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,5,
5−トリメチルシクロヘキサン(パーヘキサ3M:日本
油脂社製) (脂肪族型パーオキシケタール系、10時間半減期温
度:90℃) E:t−ブチルパーオキシベンゾエート(カヤブチル
B:化薬アクゾ社製) (芳香族型パーオキシエステル系、10時間半減期温
度:105℃) F:t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート
(カヤエステルO:化薬アクゾ社製) (脂肪族型パーオキシエステル系、10時間半減期温
度:74℃)
【0043】シランカップリング剤の種類は次の通りで
ある。 (イ):γ−アクリロキシロピルトリメトキシシラン
(KBM5103:信越化学社製) (ロ):10−アクリロキシデカニルトリメトキシシラ
ン(KBM1303:信越化学社製) (ハ):γ−メタクリロキシロピルトリメトキシシラン
(KBM503:信越化学社製) (ニ):ビニルトリメトキシシラン(KBM1003:
信越化学社製)
【0044】抗酸化剤のの種類は次の通りである。 :トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフ
ァイト(アデカスタブ2112:アデカアーガス化学社
製) (白色粉末 融点183℃) :2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフ
ェニル)オクチルホスファイト(アデカスタブHP−1
0:アデカアーガス化学社製) (白色粉末 融点148℃)
【0045】得られた各BMCを用いて、300トンプ
レス機及び平板金型(300mm×300mm×厚さ8mm)
により成形圧力100 kgf /cm2 で圧縮成形した。加
圧時間は10分とし、金型温度は表1及び2に示す通り
とした。
【0046】得られた各成形品について、黄色度、熱水
浸漬後の白化度及び熱水浸漬後の黄変度の黄色度を評価
した。その結果をまとめて表1及び表2に示した。
【0047】上記黄色度は、色差計(カラーアナライザ
ーTC−1800:東京電色社製)を用いて測定し、C
IEによるL* 、a* 、b* 色空間におけるb* 値で示
した。このb* 値が小さいほど、黄変度合いが少ない。
【0048】また、熱水浸漬後の白化度は、80℃の熱
水に300時間片面浸漬した後のL * 値と浸漬前のL*
値との差△L* で示した。この△L* 値が小さいほど、
白化度合いが少ない。
【0049】同様に、熱水浸漬後の黄変度は、80℃の
熱水に300時間片面浸漬した後のb* 値の変化量△b
* で示した。この△b* が小さいほど、黄変度合いが少
ない。比較例1、2、5、6、8の△b* は、白化度合
いが激しいため測定不能であった。なお、これ等は成形
品の曇り性改良のため低温で成形した。
【0050】
【表1】
【0051】
【表2】
【0052】
【発明の効果】上述の通り、本発明の不飽和ポリエステ
ル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂100重量部
と、水酸化アルミニウム又はガラス粉末50〜350重
量部と、10時間半減期温度が90〜120℃の脂肪族
型パーオキシエステル系有機過酸化物0.1〜5重量部
と、一般式RSiX3 (但し、Rはアクリル基又はメタ
クリル基を有する有機基、Xは炭素数1〜4のアルコキ
シ基)で示されるシランカップリング剤0.2〜12重
量部とを含有するもので、このような樹脂組成物を用い
た成形材料を加熱圧縮成形すると、黄変の少ない成形品
が比較的短時間で得られ、しかも成形後は熱水に浸漬さ
れる環境下でも黄変及び白化が起こりにくい。
【0053】したがって、本発明の不飽和ポリエステル
樹脂組成物は、高級感のある人造大理石等の製造に好適
に用いられる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和ポリエステル樹脂100重量部
    と、水酸化アルミニウム又はガラス粉末50〜350重
    量部と、10時間半減期温度が90〜120℃の脂肪族
    型パーオキシエステル系有機過酸化物0.1〜5重量部
    と、一般式RSiX3 (但し、Rはアクリル基又はメタ
    クリル基を有する有機基、Xは炭素数1〜4のアルコキ
    シ基)で示されるシランカップリング剤0.2〜12重
    量部とを含有することを特徴とする不飽和ポリエステル
    樹脂組成物。
JP27094594A 1994-11-04 1994-11-04 不飽和ポリエステル樹脂組成物 Pending JPH08134338A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007146125A (ja) * 2005-11-02 2007-06-14 Nof Corp ラジカル重合型熱硬化性樹脂用硬化剤、それを含む成形材料及びその硬化方法
WO2018193735A1 (ja) * 2017-04-20 2018-10-25 昭和電工株式会社 電子制御装置封止用樹脂組成物、電子制御装置及びその製造方法

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