JP5004486B2 - 炭素材料用及び耐火物用フェノール樹脂組成物 - Google Patents
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Description
東ソー株式会社製ゲル濾過クロマトグラフSC−8020シリーズ・ビルドアップシステム(カラム:G2000HXL+G4000HXL、検出器:UV254nm、キャリヤ:テトラヒドロフラン1mL/分、カラム温度:38℃)を用いたGPC測定によって、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求めた。
フェノール樹脂組成物が硬化する際に発生するガス量については、加熱時の質量減少率(%)を測定することにより、評価した。具体的には、秤量したPt容器内に、秤量したフェノール樹脂組成物を収容せしめ、TG−DTA(理学電機株式会社製)を用いて、空気雰囲気下にて、かかるPt容器を室温から100℃まで、10℃/minの昇温速度にて昇温し、100℃で10分間保持した後、引き続き200℃まで10℃/minの昇温速度にて昇温し、200℃で10分間保持した時の、室温から100℃×10分保持後までの質量減少率(%)と、100℃×10分保持後から200℃×10分保持後までの質量減少率(%)とを求め、下記式1より算出した。この数値が0に近いほど、硬化の際に発生するガス量が少ないことを意味する。
JIS−K−6911の「5.3.2 円板式流れ性」に準じて、以下のようにして測定した。具体的には、得られたフェノール樹脂組成物と黒鉛粉末とを、フェノール樹脂組成物:黒鉛粉末=4:6(質量比)の割合において混合し、得られた混合物の5gを400kg重にて圧縮成形することにより、直径:25mmのタブレット状の試験片を得た。かかる試験片を、加熱温度:160℃、圧力:254.2kgf/cm2 の条件にて3分間、圧縮し、圧縮後の試験片における光沢部分の長さを測定した。かかる長さが長いほど、フェノール樹脂組成物の溶融時における流動性が優れていることを意味する。
タブレット状の試験片を圧縮して流動性を評価した際の臭気について、以下の評価方法及び評価基準に基づく官能試験により評価した。具体的には、試験片を圧縮した際の臭気を、室温:20℃、相対湿度:60%の環境下において、15名の臭気パネラー(男性:10名、女性:5名)が、以下の基準に基づいて官能評価をし、得られた官能評価レベルの平均レベルによって評価した。なお、下記の各表中の◎等の記号は、以下の基準を表わすものである。
[評価基準]
◎:臭気がほとんど感じられない。
○:臭気をやや感じるが、実用上支障はない。
△:やや強い臭気を感じる。
×:非常に強い臭気を感じる。
秤量したPt容器内に、秤量したフェノール樹脂組成物を収容せしめ、TG−DTAを用いて、窒素雰囲気下(窒素流量:75mL/min)で、かかるPt容器を、室温から830℃まで、10℃/minの昇温速度にて昇温しながら、Pt容器全体の質量の変化を測定し、昇温前のPt容器全体の質量に対する、温度:800℃におけるPt容器全体の質量の割合(%)を算出して、残炭率とした。
レゾール型フェノール樹脂(A)としてベンジリックエーテル型レゾール(BE型レゾール、旭有機材工業株式会社製、重量平均分子量:3100)を、また、フェノール樹脂(B)としてベルパールS890(商品名、エア・ウォーター・ベルパール株式会社製、重量平均分子量:10000、煮沸メタノールへの溶解度:95重量%)を用いて、それらを下記表1に掲げる各割合にて配合することにより、3種類のフェノール樹脂組成物(実施例1〜実施例3)を得た。一方、BE型レゾールのみからなるフェノール樹脂組成物(比較例1)、及びベルパールS890(商品名)のみからなるフェノール樹脂組成物(比較例2)も準備した。各フェノール樹脂組成物の特性を、上述の如き手法に従って評価した。その結果を、下記表1に併せて示す。
レゾール型フェノール樹脂(A)として、上記と同様のBE型レゾールを用いる一方、それ以外のフェノール樹脂として、下記表2に掲げるベルパールS870、ベルパールS890、ベルパールS899、ベルパールR800(何れも商品名、エア・ウォーター・ベルパール株式会社製)の何れか1種を用いて、それらを下記表2に掲げる割合において配合して、4種類のフェノール樹脂組成物(実施例4〜実施例6、比較例3)を得た。なお、実施例5は、前述した実施例2と同一組成のものである。各フェノール樹脂組成物の特性を、上述の如き手法に従って評価した。その結果を、下記表2に併せて示す。
フェノール樹脂(B)としてベルパールS890(商品名)を用いる一方、それ以外のフェノール樹脂として、上記と同様のBE型レゾール、又はアンモニアレゾール(旭有機材工業株式会社製、重量平均分子量:3300)を用いて、それらを下記表3に掲げる割合において配合して、2種類のフェノール樹脂組成物(実施例7及び実施例8)を得た。なお、実施例7は、前述した実施例2及び実施例5と同一組成のものである。一方、ベルパールS890(商品名)と、ノボラック型フェノール樹脂(旭有機材工業株式会社製、商品名:SP1600N、重量平均分子量:6300)とを用いてなるフェノール樹脂組成物(比較例4)と、それらフェノール樹脂に、更に架橋剤としてのヘキサメチレンテトラミンを配合してなるフェノール樹脂組成物(比較例5)を準備した。各フェノール樹脂組成物の特性を上述の如き手法に従って評価し、その結果を、下記表3に併せて示す。
Claims (4)
- (A)重量平均分子量が4000以下のレゾール型フェノール樹脂と、(B)重量平均分子量が5000以上で、且つ煮沸メタノールへの溶解度が30重量%以上である熱硬化性のフェノール樹脂とを、必須の構成成分として含有することを特徴とする炭素材料或いは耐火物を製造する結合剤、又は炭素材料を製造する原料としてのフェノール樹脂組成物。
- 前記レゾール型フェノール樹脂(A)が、ベンジリックエーテル型レゾールであることを特徴とする請求項1に記載のフェノール樹脂組成物。
- 前記レゾール型フェノール樹脂(A)及び前記フェノール樹脂(B)を、レゾール型フェノール樹脂(A):フェノール樹脂(B)=20:80〜70:30の質量比にて含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフェノール樹脂組成物。
- (A)重量平均分子量が4000以下のレゾール型フェノール樹脂と、(B)重量平均分子量が5000以上で、且つ煮沸メタノールへの溶解度が30重量%以上である熱硬化性のフェノール樹脂とを、必須の構成成分として含有することを特徴とする炭素材料製造用フェノール樹脂組成物。
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