JPS62275151A - 耐熱性高強度フエノ−ル樹脂成形材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は耐熱性と高強度とを兼ね備えたフェノール樹
脂成形材料に関するものである。

〔従来の技術〕

フェノール樹脂成形材料は耐熱性、強度、電気絶縁性等
の特性とコストの／Ｎランスがとれた材料で、電気部品
、自動車部品の材料として使用されてきた。それら部品
のプラスチ・ツク化が進むＧこつれ、耐熱性及び強度の
向上が益々要請されつつある。しかしながら荷重たわみ
温度が２８０°Ｃを超える材料はプラスチックのなかで
も、ポリイミド、芳香族ポリエステルなど限られていた
。従来のフェノール樹脂成形材料では到達できない耐熱
性であった。また従来耐熱性フェノール樹脂としてはア
スベスト基材の材料が主として用いられて（為だがアス
ベストは発癌性を有するので、アスベストを含まない耐
熱材料が望まれていた。従来荷重たわみ温度が２８０°
Ｃ以上で衝撃強さが１０ｋｇｆ・ｃｍ　／　ＣＩＪを超
える材料はなかった。ＪＩＳＫ６９１５では高強度フェ
ノール樹脂成形材料として衝撃強さｌ　５ｋｇｆ−ｃｍ
／ｃ＋＋Ｉ以上、曲げ強さ１０ｋｇｆ／ａｓ２以上のも
のとしてはＭ　Ｉ　Ｉ規格がある。上記の耐熱性とＭＩ
Ｉの規格を両方とも満足する材料はなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は荷重たわみ温度２８０℃以上で衝撃強さ１０
　ｋｇ　ｒ−ｃｍ／ｃｊ以上を有し、アスベストを含ま
ない新規な耐熱性高強度フェノール樹脂成形材料とその
製法を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１〜３
の通常のレゾール溶液に２価金属の水酸化物、酸化物ま
たは塩類をフェノール１モルに対して０．０１５〜０．
０６モル溶解または懸濁分散し、この分散液の不揮発分
１００重量部に対し、繊維径３〜８ミクロン、繊維長１
〜１３１１のガラス繊維２０〜１００重量部と他の配合
原料とを混合し、乾燥後、造粒してなるフェノール樹脂
成形材料は荷重たわみ温度２９５℃、加熱後の外観（Ｊ
ＩＳＫ６９１１）３５０℃の高い耐熱性を示し、その機
械的強度はシャルピー衝撃値１０ｋｇｆ・ｃｍ　／　ｃ
ｎ１以上、曲げ強さ１０　ｋｇ　ｆ　／１ｍ”以上で、
耐熱性と機械的強度に優れた材料が得られた。

この発明によればさらに上記耐熱性とＪＴＳＫ６９１５
のＭｌｌ規格を満足する材料の製造が可能である。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明の第１段階は、レゾール溶液に２価金属の酸化物
、水酸化物又は塩類を分散することにある。

レゾールは通常フェノール類に対するアルデヒド類のモ
ル比を１以上とし、アルカリ性触媒で縮合して得られる
自硬化性のレジンである。フェノール類としてはフェノ
ール単独又はフェノールにクレゾール類、レゾルシン、
カテコール、キシレノール等を共縮合することができる
。

反応触媒としてはアルカリおよびアルカリ土類の酸化物
、水酸化物、炭酸塩、アンモニア、アミン類、ヘキサメ
チレンテトラミン、２価金属塩等が反応の初期または反
応の途中で添加して使用される。

上記レゾール溶液に２価金属の塩類、水酸化物をレゾー
ル溶液に含まれるフェノール１モルに対して、０．０１
５モル〜０．０６モルを添加し懸濁分散する。２価金属
化合物は予め微細に粉砕しておくか、又は添加後レゾー
ル溶液を磨砕機にかけて微細に分散することが必要であ
る。２価金属化合物はレゾール溶液に１部は溶解し、１
部は不溶のまま分散している。固形レゾールの場合には
メタノール又はアセトン等の溶媒で溶液にしてから２価
金属化合物を分散するとよい。固形レゾールと２価金属
化合物とガラス繊維その他の添加物とを高速回転混合機
で混和することもできる。

２価金属化合物としてはＣａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ。

Ｚｎ等の酸化物、水酸化物、無機酸塩類、有機酸塩類等
が使用できる。レゾール溶液に２価金属化合物を懸濁分
散した液を以下分散液と略称する。

本発明の第２段階は分散液の不揮発分１００重量部に対
して、繊維径３〜８ミクロン、繊維長１〜１３ｎ＋のガ
ラス繊維２０〜１００重量部とその他の配合原料をニー
ダー等で混合し、その後乾燥する。

分散液の不揮発分とはＪＩＳＫ６９０９に従って分散液
を１３５℃で１時間乾燥した残留分をいう繊維径３〜８
ミクロン、繊維長１〜１３ｍｍのガラス繊維は分散液の
不揮発分１００重景重量対し最低２０重量部は必要であ
る。残部については通常のガラス繊維で、繊維径８ミク
ロン以上のガラスチョップを併用しても強度を維持する
ことができる。またロックウール等無機質基材を併用す
ることもできる。その添加量は材料とコストのバランス
を考えて選択出来る。その他に離型剤、着色料、カンプ
リング剤等も必要に応じて添加する。

ニーダ−等に繊維径３〜８ミクロン、繊維径１〜１３ｍ
のガラス繊維２０〜１００重量部を投入し、必要に応じ
てロックウール、炭酸カルシウムを添加する。またその
他の添加剤を混入する。ニーダ−等を回転しながら分散
液を注入し約３０分攪拌した後取り出して、８０℃の空
気循環式乾燥機で約４時間乾燥する。

本発明の第３段階は乾燥した材料を粒状して成形材料と
することにある。

乾燥した材料はロールミル等で圧搾し、シート状にした
後、回転カッターで切断し、チップ状のフエノール樹脂
成形材料を作る。か（して得られた成形材料はＪＩＳＫ
６９１１の試験法に従って圧縮成形により試験片を作り
テストすると第１表に示す如く優れた耐熱性と強度を示
した。

〔実施例〕

実施例１゜ フェノール２８２重量部、３７％ホルマリン３１６重量
部、２５％アンモニア水８．５重量部、を還流装置およ
び攪拌機を備えた反応釜に仕込む。

ホルムアルデヒド／フェノールのモル比は１．３である
。温度８０℃で６０分間反応し、その後真空度９０Ｔｏ
　ｒ　ｒで内温６０℃まで減圧脱水する。

脱水後３０℃に冷却し、メタノール２５０重量部を加え
てレゾール溶液５８０重量部を得た。このレゾール溶液
はＪＩＳＫ６９０９に従って、１３５０　’Ｃで１時間
乾燥した不揮発分は６０％であった。また２５における
粘度は１６０センチポイズであった。このレゾール溶液
１１４重量部に水酸化バリウム８水塩の微粉末６重量部
を添加し、撹拌して分散液１２０重量部を作った。この
分散液は分散液中のフェノール−モルに対して、水酸化
バリウム０．０３２モルが分散されていることになる。

分散後の不揮発分は７４重量部であった。

ニーダーに次の原料を仕込む 繊維径６ミクロン、繊維長３龍のガラス繊維２１重量部
。

繊維径１３ミクロン、繊維長６のガラス繊維１４重量部
。

ロックウール　　１２重量部。

炭酸カルシウム　１１重量部。

アミノシラン（カップリング剤）　　０．５重量部。

ステアリン酸亜鉛（離型剤）　　２重量部。

カーボンブラック　　２．５重量部。

ニーダ−を回転して、上記原料を攪拌しながら、レゾー
ル分散液１２０重量部を注入し、３０分間攪拌した後、
取り出して８０°Ｃの温風循環式乾燥機で３時間乾燥し
た。乾燥した材料をロールで圧搾し、シート状にした後
、回転カッターで切断し、チップ状のフェノール樹脂成
形材料を作った。

ＪＩＳＫ６９１１に準じて、この材料で圧縮成形により
、試験片を作り、物性の測定を行ったところ第１表に示
すように耐熱性及び機械強度が優れていた。

実施例２゜ フェノール４７１重量部、８０％パラホルムアルデヒド
４１３重量部、酸化マグネシウム１４重量部を還流装置
及び攪拌機を備えた反応釜に仕込む。

ホルムアルデヒド／フェノールのモル比は２．２である
。８０℃で２４０分間反応し、８９５重量部のレゾール
を得た。このレゾールはＪＩＳＫ６９０９による不揮発
分が８０％２５℃における粘度が２５ポイズであった。

このレゾール溶液に水酸化マグネシウムの微粉１０重量
部を添加し、攪拌してレゾール分散液９０５重量部を得
た。この分散液中のフェノール１モルに対して分散した
水酸化マグネシウムは０．０３４モルであった。

上記分散液を３６重量部に、ノボラック６０％を含むメ
タノール溶液２５重量部を混合した。この分散混合液６
１重量部の不揮発分は４３．８重量部であった。

ニーダーには次の原料を仕込む 繊維径６ミクロン、繊維長６龍のガラス繊維２６重量部
。

繊維径１３ミクロン、繊維長３鶴のガラス繊維１６重量
部。

ロックウール　　５重量部。

アミノシラン（カップリング剤）　　１重量部。

ステアリン酸マグネシウム（離型剤）３重量部。

アニリンブラ・ツク（染料）　　２重量部。

ニーダ−を回転し攪拌しながら分散混合液６１重量部を
添加し、３０分間攪拌してから取り出し、８０℃の温風
循環式乾燥機で３時間乾燥した。乾燥材料を実施例１に
従ってチップ状のフェノール樹脂成形材料を作った。　
　・ この材料の特性を実施例１に準じて測定したところ第１
表に示すよう、耐熱性においては荷重たわみ温度２９５
℃以上、加熱後外観は３５０　’Ｃ以上であり、機械的
強度においてはシャルピー衝撃強さ１６．１ｋｇ　ｒ　
・ａｍ／ｃｎｌ、曲げ強さ１１．８ｋｇｆ／龍２でＪＩ
ＳＫ６９１５のＭｌ！規格を満足する高強度であった。

比較例１゜ 実施例１における繊維径６ミクロン、繊維長６１斃のガ
ラス繊維の代わりに繊維径１３ミクロン、繊維長６ｍｌ
のガラス繊維を使用した。従って、力゛ラス繊維は繊維
径１３ミクロン、繊維長５　ｍｍのものを３５重量部、
使用したことになる。その他の原料処方、製法は実施例
１と全く同じにしてフェノール樹脂成形材料を作った。

その特性は第１表Ｇこ示すように、耐熱性は実施例１と
変わらなし１が、機械的強度が低かった。

比較例２゜ 実施例１において、水酸化マグネシウムを分散する前の
レゾール２８．５重量部にノボラック６０％を含むメタ
ノール溶液２５重量部を混合した。

この混合液を使って以下実施例１と全く同じ方法でフェ
ノール樹脂成形材料を作った。その特性を第１表に示し
た。　機械的特性は優れていたが、耐熱性において本発
明の目標に達しなかった。

比較例３゜ 実施例２において、繊維径６ミクロン、繊維長６龍のガ
ラス繊維２６重量部の代わりに長繊維アスベスト２６重
冊部を使用した。レゾールとして比較例２の混合液、即
ち２価金属化合物を分散しないレゾールを使用し、その
他の原料処方、製法については実施例２と全く同じにし
てフェノール樹脂成形材料を作った。本発明の特許請求
の範囲を外れたこの材料の特性は第１表に示すように耐
熱性も機械的強度も本発明の目標値に達しなかった。

〔作用と効果〕

本発明により作られたフェノール樹脂成形材料では、レ
ゾールに２価金属化合物を分散することにより、顕著な
耐熱性向上の作用が見られ、また繊維径３〜８ミクロン
のガラス繊維を使用することが、材料の強度増加に大き
な作用を果たした。本発明は２価金属化合物と繊維径３
〜８ミクロンのガラス繊維の作用を併用することにより
、耐熱性と高強度を合わせ有する新規なフェノール樹脂
成形材料が得られた。

手続補正書（自発） 昭和６１年６月ｚＧ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１
   〜３のレゾール溶液に２価金属の酸化物、水酸化物又は
   塩類をフェノール１モルに対して、０．０１５モル〜０
   ．０６モル分散し、この分散液を繊維径３〜８ミクロン
   、繊維長１〜１３ｍｍのガラス繊維を上記分散液中の不
   揮発分１００重量部に対して２０〜１００重量部と、他
   の配合原料に混合し乾燥後造粒してなるフェノール樹脂
   成形材料 ２）特許請求の範囲第１項のフェノール樹脂成形材料の
   製造方法