JPS58500028A - メラミン樹脂、その製造方法およびその用途並びに該樹脂から製造される成形用組成物 - Google Patents

メラミン樹脂、その製造方法およびその用途並びに該樹脂から製造される成形用組成物

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 メラミン樹脂、その製造方法 およびその用途並びに該樹脂 から製造される成形用組成物 本発明は、グリコールエーテルおよび/またはp−トルエンスルホアミドで変性 されており且つ限られた水希釈能を有しているメラミン―ホルムアルデヒ)’= 1 + (1,27〜α7)のモル比のメラミン樹脂、その製造方法お↓びそれ を成形用組成物の製造に用いること並びに該樹脂から製造された成形用組成物に 関する。
メラミン樹脂はメラミンとホルムアルデヒドとの反応によって製造きれる。この ものは、不可逆的に硬化するというその性質の為に、既に工業的に例えば硬化性 成形用組成物、化粧積層物、繊維加工剤、塗料およびサイズ剤の製造に使用され る。
硬化性成形用組成物からは1機械的力の影響下で一定の温度範囲内で色々な種類 の成形体、例えば台所道具、盆、電話−、ラジオ−1時計−およびテレビジョン −ケーシング、ノブ、部分品、電気絶縁部材および類似物が製造される。大きい 成形体を製造する場合には、成形体の問題のない加工を可能としそして成形体の 遅れひび割れを避ける為に、加工収縮および後収縮について低い値を厳守しなけ ればならない。この種の要求は、例えばフェノール樹脂成形用組成物によって、 また殊にポリエステル樹脂−およびエポキシド樹脂成形用組成物によって満足さ れる。これらの1部分は、これらを製造する為に必要な樹脂が高価でおり、そし て他の部分ではこれから製造される成形体が不所望の熱可塑性を有しそして充分 な溶剤−撞だは熱安定性でない。電子工業において用いられる成形体、例えばス イッチ、ノブ、ヒユーズホルダー、シャン一部分、トランジスターの収容部分、 ICおよびこれらの類似物V′i更に充分なトラキング不含有性を有していなけ ればならなへ通常のメラミン樹脂を基礎として製造される成形用組成物は硬化の 際に、例えばフェノール樹脂をおよび殊にポリエステル−またはエポキシ樹脂を 基礎とする成形用組成物よりも大きい後収縮値を示す。
従って、従来、成形用組成物あるいは成形体を製造する為には、維持すべき許容 限界が大きく且つ加熱が僅かである時に、普通のメラミン樹脂を用いることがで きた。確に、大きい割合で特別な無機填料、例えば酸化アルミニウム水和物(ド イツ特許出願公開側2,356,298号明細書、参照)、岩石粉等を用いるこ とによって成形用組成物の製造時の後収縮を小さくし得ることが公知であるが、 この場合には、成形用組成物の加工時に大抵は悪い流@性を伴なわざるを得々い 。
ドイツ特許出願公開側2.60へ767号および同!2.60!x763号明細 書からは、高い電気抵抗および高い電気的トラキング不含有性の成形体を製造し 得るt解質不含メラミン樹脂が公刊である。この公知のメラミン樹脂を用いて製 造される成形用組成物の加ニーおよび後収縮が、大きい成形体を製造するには未 だ太き過ぎる。
英国特許第673,742号明細(からは、メラミンとホルムアルデヒドとを1  (1〜17)のモル比で水溶液状態で7〜11のpH−値のもとて縮合するこ とによって製造されるメラミン樹脂がおよびこのものから、残りわずかに0,6 9%である加工収縮率を示すプレス成形用組成物を製造し得ることが公知である 。
ドイツ特許出願公開側2.824.473号明細書からは、残りわずかに極小で ある加工収縮および後収縮を示す成形用組成物を製造できる、メラミン°ホルム アルデヒド=1:(t25〜t O)のモル比テある部分エーテル化液状メラミ ン樹脂が公知である。
この樹脂を製造する際には、グリコールおよびグリコールエーテルを樹脂の固形 分含有1−に対して26重量%より多い、例えば54〜45重蓋%の量で使用す る。完成せるこの液状樹脂はそれ故にそれの製造時から大きな割合で高沸点グリ コールエーテルをなお多量に含有しているので、このものは成形用組成物の製造 の際に%に有利でちる粉末樹脂に移行できない。更に、この成形用組成物から製 造さnる成4 形体は多くの目的にとっては不充分な燃焼挙動を示すことが判っている。
本発明者は、メラミン:ホルムアルデヒド=1:(L27〜α7)のモル比ヲ有 し、グリコールエーテルで変性されておりそして極く僅かの加工収縮および後収 縮のプレス成形用組成物の製造に適しているメラミン樹脂を製造する際に、変性 用グリコールエーテルの含有量を、用いるメラミンとホルムアルデヒド(100 %のホルムアルデヒドとして計算する)との総重量に対して25重量%より少々 い量、殊に15重量%と同じかまたはそれよシ少ない量に低下させ得ることを見 出した。この種の液状樹脂は自体公知のように粉末樹脂にも移行され得る。
本発明は、メラミン:ホルムアルデヒド=1:(t27〜α7)のモル比を有し そして、メラミンとホルムアルデヒド(1oo%のホルムアルデヒドとして計算 する)との総重量に対して25重量%より少々い式(1) %式%(]) c式中、Rけ1〜4個のC−原子を有するアルキル基をそしてnは1〜5の整数 を意味する。〕で表わされる1種類のグリコールエーテルまたは多種類のグリコ ールエーテルおよび/またはp−)ルエンスルホンアミドの含有量を有する変性 きれたメラミン−ホルムアルデヒド樹脂に関する。
式(+)中においてRけメチル、特に有利にはエチルを意味しセしてnは殊に2 ,3またけ4を意味する。本発明の樹脂のメラミン:ホルムアルデヒド−モル比 は好ましくけ1:(tzs〜t o 1)であシそして賛性剤(式1のグリコー ルエーテルおよび/l*hp−トルエンスルホンアミド)の含有量は、メラミン とホルムアルデヒド(100%のホルムアルデヒドとして計算する)との総重量 に対して好ましくは15重量%と同じかまたはそれより少ない。
本発明のメラミン樹脂は、メラミンを水溶液あるいけ水性懸濁状態にてホルムア ルデヒドと、メランン:ホルムアルデヒド=1:(t27〜a7)、殊に1:( t25〜t01)のモル比にて8〜11、殊に&5〜1α5のpH−値の本とで 、1:(α1〜4)、殊に1=(11〜3)の水希釈能が滞成されるまでの間、 105〜160℃、殊に110〜130℃の温度に加熱しそして縮合の前、間ま たは後に、用いるメラミンとホルムアルデヒド(100%のホルムアルデヒドと して計算する)との総重量に対して25重量%よシ少ない、殊に15重量%と同 じかまたはより少ない式(1)の1種類のグリコールエーテルまたは多種類のグ リコールエーテルおよび/、または1)−)ルエンスルホンアミドを添加しそし て得られる液状樹脂を場合によっては次に自体公知のように粉末樹脂に転化す石 ことによって製造する。
反応温度は水の沸点より上にあるので、本発明の樹脂の製造は封じた加圧容器中 において縮合の際に起る過剰圧のもとで、有利には攪拌下に行かう。ポルムアル デヒドは通常は普通の39%の水溶液の状態で使用する。しかしパラホルムアル デヒドの水溶液または高濃度のオたけ低い濃度のホルムアルデヒド溶液も使用で きる。反応混合物水溶液中のホルムアルデヒドの濃度は10〜6o重量%、殊に 20〜40重量%であってもよい。
上述の反応条件のもとでは、比較的速やか々メラミンの溶解が生じる。例えば2 0〜25モルの装入量の場合には、メラミンは既に5〜10分後に溶解している 。メラミンが溶解した後に、後縮合の際に装入物の水希釈能が低下する◇通常は 、完成せる樹脂溶液が1:(r:L1〜4)、殊に1=(α1〜3)の水希釈能 に滞成するまでの間、更に縮合させる。
された容量の樹脂を20℃の温度の本とで持続的な濁シが生ずるまで水で滴定す る。従って水希釈能1: 1117)る記載は例えば、1容量部の樹脂とa1重 量部の水とを混合した時に持続的な濁シが生じるととを意味している。例えば1 :Illの水希釈能を有する樹脂を製造する場合には、樹脂試料がとの水希釈能 を示すまでの間、縮合する必要はなく、縮合は温度を急速に下げることKよって 既に先に中止しなければならない。何故ならば、冷却する間にも後縮合が生ずる からである。縮合を中止すべき時の水希釈能は予備実験によって容易に決めるこ とができも8〜11、殊に&5〜1α5のpH−値は適当なアルカリ反応性の無 機−または有機化合物の添加によって調整される。この種の適当な無機化合物に は、例えばアルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、−カリウムまた はリチウム);アルカリ土類金属炭酸塩(例えば炭酸ナトリウムまたけ−カリウ ム)がある。適する有機化合物には、例えば第三−アミノアルコール類、例えば N、N−ジエチルアミノエタノール、N、N−ジエチルアミノエタノール、N、 N−ジプロピルアミンエタノール、N、N−ジメチル−1−ジエチル−または− ジプロビルアiノブ′四パノールがある。種々の適当なアルカリ反応性化合物の 混合物、例えば炭酸カリウムとN、N−ジメチルアミノエタノールとの混合物も 使用できる。pH−値を調整する為に使用する化合物は、反応混合物に、勿論、 水溶液の状態でも添加することができる。pH−値を調整する為には、通常は例 えばアルカリ金属水酸化物的cL06〜I11重量%および第三−アZノアルコ ール約CL5〜2重量%(メラミンの重量に対して)が必要とされる。
変性の為に使用する式lのグリコールエーテルおよび/lたap−トルエンスル ホンアずドを、反応8 混合物に縮合前、間または後に添加する。合目的にけ、用いるグリコールエーテ ルの量および/または1)−)ルエンスルホンアミドの少なくとも1部分、例え ば50Xを縮合の開始前に添加する。変性の為に用いる式1のグリコールおよび /またup−トルエンスルホンアミドの量は、用いるメラミンとホルムアルデヒ ド(100%のホルムアルデヒドとして計算する)との総重量に対して、1〜2 5重量%、殊に2〜l5li量%である。1種類のグリコールエーテルの代りに 、式Iの種々のグリコールエーテルの混合物も使用できる。この場合、特に、7 0重量%のエチルジグリコール、20重量%のエチルトリグリコールおよび10 重量%のエチルトリグリコールとより成る工業用混合物(1エチルポリグリコー ル′)とも称する)が有効である。
本発明に従って製造できる樹脂は、別の変性剤によっても変性できる。別の公知 の変性剤も組合の前、関または終了後に添加することができる。あるいは使用さ れる、適する他の変性剤には例えばグリコールml、flJ、tばエチレングリ コール、プロピレングリコール−t2およヒプロピレングリコール−1,3、ブ タンジオール−t2、ブタンジオール−t3およヒブタンジオール−t4、エチ レンジグリコール、エチレントリグリコール、エチレンテトラグリコール、ジグ ロビレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラフロピレンゲリコール 、ポリエチレングリコール、更にポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ペ ンタエリトリット;グルコースの如き糖類:更にアルコール、例えばメタノール 、エタノール;砿−カプロラクタムの如きラクタム;メチレンビスホルムアミド ;ホルムアルデヒド、ホルムアミドおよびC−カプロラクタムより成る反応生成 物がある。変性剤としては他の7ミノブラスト形成物およびその誘導体、例えば 尿素、チオ尿素、プロピレン尿素、エチレン尿素、グリオキザル尿素、ホルモグ アナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、アジボービスグアナミン等も 用いることができる。追加的に変性する為にアミドスルホン酸またはその塩を用 いる場合には、メラミン+ホルムアルデヒド(100Xのもの)の総重量に対し て最高1重量%、殊に最高α5重景%使用する。変性剤を最大限に使用する場合 には、アルコール、グリコールまたはグリコールエーテルを用いる際にも、実質 的に未だエーテル化されてない樹脂を得ることが保証される。
本発明に従って製造できる液状の樹脂は50重量%およびそれ以上の固形分含有 量を有しておりそして自体公知のように、例えば噴霧乾燥によって乾燥すること によって粉末状樹脂に移行し得る。本発明の樹脂は好オしくけ粉末状態で使用す る。
0 樹脂を製造する本発明の方法は、密封系で縮合を行なうことによって完全な環境 保護を保証する。反応温度に滞した後に、縮合は約20=50分の間に急早に進 行する。反応容器の使用時間および熱エネルギーの使用量がそれに帰因して減少 することによって、製造コストの低下がもたらされる。
本発明の樹脂は、後加工する際にも臭気が力くそしてそれ故にそれを取り扱かう 際および使用する際に環境を汚染することがなくそしてあらゆる使用目的に、即 ち従来のメラミン樹脂の為に使用できる。
このものは液状でもまたは好ましくは固体状態でも、成形用組成物の製造に適し ている。
成形用組成物の製造は自体公知のように、液状または好オしくけ固体状態の樹脂 を填料、滑剤および場合によっては流動助剤および顔料と混合しそして熱の作用 によって一定の縮合度に調整することによって行なう。適する填料には例えば木 粉末、セルロース粉末、セルロース−エステル粉末、岩石粉、ガラス粉末、綿屑 、木綿繊維、綿布切シ屑、穀粉、デン粉、泥炭、アスベスト繊維、雲母またはグ ラファイトがあシ、その内でも最初に挙げた二つが特に好ましい。顔料は有機− または無機物である。適する無機顔料は、一般に金属、特にチタン、亜鉛、鉄、 クロム、コバルト、鉛およびカドミウムの硫化物、酸化物またFi混合酸化物を 基礎としている。特に有利万」、色顔料はカーボンブラックである。有機顔料と しては、色指数において顔料色票と称される化合物が適する。
公知の流動助剤にはソルビット、グリコールおよびグリコール誘導体およびポリ グリコールがある。
滑剤および成形体をプレス型から難かく分離するのに必要とされる離型剤として はステアリン酸の金属塩、殊にステアリン酸−亜鉛、−カルシウムおよび一マグ ネシウムを使用する。
本発明に従うメラミン−ホルムアルデヒド樹脂は、填料および場合によっては他 の添加物と自体公知のように一般にいわゆる乾式法によってまたはいわゆる湿式 法によって混合する。乾式法(溶融含浸法とも称する)の場合には、通常の場合 、約35〜60重量部の粉末樹脂を約65〜40重量部の填料並びに約1重量部 の滑剤、更には場合によっては流動助剤および顔料と一諸に混合装置中で混合す る。次に、得られた混合物をロール混合機にていわゆるロール−シート状物の1 00〜140℃の温度のもとてロール掛けしそして約70〜100℃の二番目の カレンダーロールにてカレンダー加工してロールシート状物にする。カレンダー 加工の間に、溶融した樹脂で填料が均一に含浸され、その際に、得られる成形用 組成物の縮合度が同時に上昇する。粗混合物から成形用組成物への移行は通常、 約1〜3分継続する。
12 所望の縮合度の滞成後に均一な可塑性組成物を、ロールから剥ぎ取り、冷却しそ して次に細分化(例えば顆粒化および粉砕)する。
湿式法に従って成形用組成物を製造する為には、粉末樹脂を最初に水に溶解する かまたは液状の樹脂を直接的に使用する。樹脂溶液の固形分含有量は一般に50 〜70%である。最初に樹脂溶液、填料およびその他の添加物から水性の粗混合 物を製造する。
用いる処方(固形分樹脂に関する)は乾式法に記した処方に相応する。水性粗混 合物を例えば混合用ニーダによって湿った顆粒状物に転化し、次にそれを約50 〜100℃のもとで脱水して約2〜6%の湿分残留量にする。この場合、同時に 所望の縮合度の訓整を行なう。
成形用組成物から、成形および約100〜180℃の温度と150〜800 b ar、殊に200〜400barの圧力との作用によって色々な製品が製造でき る。成形体の製造は自体公知の方法で、例えばプレス成形法、圧送成形法または 射出成形法によって行なう。
プレス成形法の場合には、成形用組成物を顆粒状またはタブレット状で加熱可能 なプレス成形用型の中空部に入れる。プレス型を閉じた後に例えば120〜17 0℃の温度および200〜400 barの圧力のもとて成形体を製造する。こ の成形体は離型後に13 91′?、昭58−500028(5)まだデバリン グを行かわなければならない。圧送成形法の場合にけ、成形用組成物を最初にス クリュ一式押出機中で高温高圧のもとて予備可塑化しそして組成物の形に押し出 す。この組成物を未だ熱い状態で分割しそしてその各分割物を開口しているプレ ス型中に直ちに落し、その中で高圧高温のもとで成形して成形体とする。
射出成形法の場合には、成形用組成物を最初に同様にスクリュ一式押出成形機中 で可塑化し、次にしかし流動溝を通して閉じられた成形用型中に注入しその中で 120〜170℃の温度および200〜400barの圧力のもとて最終硬化を 行々う。
成形体を製造する際の圧縮時間は、通常約30秒〜約5分である。
本発明の樹脂にて製造される成形用組成物は高い流動能力を示すが、ホルムアル デヒドの割合の多い樹脂で製造されている成形用組成物よシも低い反応性である 。それ故に場合によっては、成形用組成物を製造する際に、自体公知の硬化剤を 添加して、溶融粘度を実質的に高めることなしに、硬化の遅い場合に硬化速度を 促進させることが合目的である。適する硬化剤には例えば、有機酸のメラミン塩 、例えばメラミンフタレート、メラミンオクザレート、メラミンアセテ−)、1 )−)ルエンスルホン酸のモルホリン塩、アリルスルホン酸エステル、例工ばp −トルエンスルホン酸−メチル−1−エチルーマタハーフェニルエステル、無水 コノ・り酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ベンゼン−テトラカルボン酸 、ポリ−リン酸エステルまたけギ酸と過酸化水素との混合物がある。この場合、 ギ酸は一般に85%のものであり、過酸化水素は30%のものでありそしてギ酸 :過酸化水素−混合比は1;α75である。
本発明の樹脂で製造される成形用組成物は、慣習的メラミン樹脂を基礎とする成 形用組成物よシも良好な加工収縮性および後収縮性(例えば後収縮は≦14%で ある)をおよびドイツ特許出顧公開第2、824.475号明細書の樹脂を基礎 とする成形用組成物よりも良好な燃焼挙動を示す。本発明の樹脂にて製造される 成形体の機械的性質はDIN−規定の要求を満足している。
以下の実施例によって本発明を更に説明する。%表示は重量%である。
実施例1: 攪拌機、温度計、サイトグラス、照明、加熱−および冷却装置、安全弁(s b ar ) 、圧力計、注入口および底部弁を備えた密封可能な耐圧性の20L− ステンレス製容器中[,2577fの蒸留水、192!Sfの39!Xホルムア ルデヒド水溶液、3000fのメラミン(メラミン:ホルムアルデヒドのモル比 ;ノール(以下、ジメチルエタノールアミンまたはDMEA と称する)および 350fのエチルトリグリコールを入れる。pH−値け1α1である。容器を封 じた後に攪拌下に120℃の温度に加熱する。120℃の縮合温度に滞した後に メラミンは6分間で溶解する。更に12分間、120〜125℃の温度のもとて 攪拌下に、樹脂が20℃で1:[L7の水希釈能に滞する寸で、更に縮合させる 。この場合、容器中の過剰圧は2.0〜Z 5 barである。冷却することに よって縮合を終了する。得られる透明な樹脂溶液は20℃で1:α25の水希釈 能および50%の固形分含有量を有する。
得られる樹脂溶液のj部を、薄い層の状態で50℃の温度のもとて水流ポンプ減 圧下に乾燥させ、次に粉末化する。
同様にして他の樹脂を、第1表に記載の条件下に製造する。
1 DIN 53464に従う後収縮およびD工N53480に従うトラキング不含 有性を測定する為に、D工N7708に従って成形用組成物タイプ152および タイプ182を製造する。成形用組成物タイプ152の製造は以下の処方に従っ て行なうニ ア0部の樹脂、30部のセルロース、1部のステアリン酸亜鉛およびX部の硬化 剤を、ロール上で110℃のもとてロール掛けしてロール−シート状物とする。
このロール−シート状物を顆粒化した後に、150〜150℃、250 bar および8分のプレス時開のもとて規格の棒状の成形体を製造する。
硬化剤の量および製造された規格の棒で得られる結果を第2表に総括掲載する。
成形用組成物タイプ182の製造も同様に行なべ但しこの場合には本発明の樹脂 とフェノール樹脂との混合物を用いる。
8 国際調査報告 第1頁の続き 0発 明 者 シュリュテル・カリーン西ドイツ・デー6000フランクアルト ・アム・マイン・ディープルゲル・ストラーセ12ツエー @発明者 ウオルフ・アルフォンス 西ドイツ・デー6453ゼーリゲンシユタツト・アインハルトストラーセ32

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t メラミン:ホルムアルデヒド=1:(t27〜a7)のモル比および、メラ ミンとホルムアルデヒド(100%のホルムアルデヒドとして計算する)との総 重量に対して25重重量上り少ない式(1) %式% 〔式中、R#′1l−Y4個のC−原子を有するアルキル基゛をそしてnは1〜 5の整数を意味すも〕で表わされる1種類のグリコールエーテルまたは多種類の グリコールエーテルおよび/またはp−トルエンスルホンアミドの含有量を有す る変性されたメラミン−ホルムアルデヒド樹脂。 2 メラミン:ホルムアルデヒド=1:(1,25〜1、 o 1)のモル比で ある請求の範囲第1項記載のメラミン−ホルムアルデヒド樹脂。 五 1:(Il11〜4)、殊に1:(0,1〜3)の水希釈能である請求の範 囲第1項または第23J記載のメランンーホルムアルデヒド!脂。 瓜 粉末状態である請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1つに記載のメ ラミン−ホルムアルデヒド樹脂。 五 製造の際に用いる量のメラズンーホルムアルデヒドに対して、1〜25重量 %、殊に2〜15重量%の葡性剤、この場合には但し最高1重量%のアミドスル ホン酸またはその塩、殊に最高α5重量%のアミドスルホン酸またはその塩を含 有している請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1つに記載のメラミン− ホルムアルデヒド樹脂。 & メラミンを水溶液あるいは水性懸濁状態にてホルムアルデヒドと、メラミン :ホルムアルデヒド=1+(1,27〜(L7)、殊に1:(1,25〜1.0 1)のモル比にて8〜11のpH−値のもとで、完成せる樹脂が1:(cz〜4 )の水希釈能と滞成するまでの間、105〜160℃の温度に加熱することを特 徴とする請求の範囲第1項から第5項までのいずれか1つに記載のメラミン−ホ ルムアルデヒド樹脂の製造方法。 2 縮合を110〜130℃の温度で実施する請求の範囲第6項記載の方法。 & 縮合をa5〜1r:L5のpH−値のもとで実施する請求の範囲第6項また は第7項記載の方法。 9 請求の範囲第1〜5項の樹脂あるいけ請求の範囲第6〜9項の1つ以上に従 って製造される樹脂を成形用組成物を製造する為に自体公知の方法で用いること 。 1α 請求の範囲第1〜5項の1つ以上のまたは請求の範囲第6〜8項の1つ以 上に従って製造される樹脂35〜60重量部(固形分として計算)、65〜40 重量部の填料、約1重量部の滑剤、更に場合によっては流動助剤、顔料および硬 化剤を混合し、次に70〜140℃のもとて1〜3分間カレンダー加工し、冷却 しそして粉砕して得られる成形用組成物。
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