JPH056581B2

JPH056581B2 -

Info

Publication number: JPH056581B2
Application number: JP59061211A
Authority: JP
Inventors: Min Tai Kao; Naoyuki Kokuni
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1993-01-26
Also published as: JPS60206821A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕本発明は注型用エポキシ樹脂組成物に関し、更
に詳しくは、硬化物の耐クラツク性及び強度並び
に組成物の低収縮性が優れると共に、流動性も良
好な注型用エポキシ樹脂組成物に関する。〔発明の技術的背景とその問題点〕今日、エポキシ樹脂組成物は注型時の収縮が少
なく、硬化物の強度が良い点が注目され、注型品
もしくは成形品として広く用いられているが、注
型操作を容易にするため低粘度のエポキシ樹脂組
成物が要求されている。一般に、注型材料の強度等は繊維の含有量に比
例して増大するが、一方、繊維を配合することに
よつて粘度の上昇は不可避なものとなり、流動性
は低下する。そこで、プラスチツク分野において材料の強度
と組成物の低粘度を同時に具備する樹脂の研究・
開発が進められた結果、次のような提案が行われ
ている。熱可塑性樹脂の分野では、成形時の供給特性を
良好にするため、通常使用されるチヨプドストラ
ンドに比べ繊維長がさらに短い繊維を配合した樹
脂が知られている。しかしながら、その供給特性
とは圧縮成形、射出成形、RIM成形等における
圧力により材料が流れる際の流れ性を意味するも
のであつて、注型における重力により材料が自然
に流れる流れ性ではない。また、熱硬化性樹脂の
分野でも、例えば、特開昭58−168619号に、ガラ
ス繊維切断物は、高粘度のゴム質ポリマーに対し
て加熱硬化時の流れ性を良くする働きを有して、
シール性・作業性に好結果を与え、また接着界面
での気泡の発生を防止して塗膜の剥離原因となる
欠陥を消失するのに有効に機能する旨が開示され
ている。しかしながら、注型材料に単独でガラス
繊維切断物を配合すると、配合量に比例して著し
く粘度が上昇する。すなわち、ガラス繊維切断物
は繊維長が非常に短いと言つても繊維である以
上、少量添加してもかなりの粘度上昇を招き、通
常の注型材料としては使用することが望めない。したがつて、当業界においては、注型操作時の
作業性の改良を図りつつ、多量の繊維を含有する
と共に低粘度の注型用エポキシ樹脂組成物の出現
が切望されていた。本発明者らは、上記の事情に鑑み、鋭意研究し
た結果、特定の形状をもつ繊維と、特定の粒度分
布粉粒体とをエポキシ樹脂に加えて用いると、図
に示すように組成物の粘度が劇的に低下すること
を知り、この発明を完成するに到つたものであ
る。すなわち、本発明は粘度の上昇をもたらす２
つの充填剤を一緒に用いると粘度が低下するとい
う新しい現象を利用し、強度、耐クラツク性、収
縮性、作業性を同時に満足する注型用エポキシ樹
脂組成物の開発に成功したものである。〔発明の目的〕本発明の目的は、硬化物の耐クラツク性及び強
度並びに低収縮性が優れると共に、流動性も良好
な注型用エポキシ樹脂組成物を提供することにあ
る。〔発明の概要〕本発明の注型用エポキシ樹脂組成物は、 (a) エポキシ樹脂及び硬化剤 100容量部 (b) 直径３〜20μ、長さ３〜1500μの繊維及び粒
径10μ以下が90重量％以上かつ5μ以下が50重量
％以上の粒度分布を有する無機質粉粒体
40〜150容量部から成ることを特徴とするものである。本発明に使用されるエポキシ樹脂は、通常、エ
ポキシ樹脂として公知のものであればいかなるも
のであつてもよい。この樹脂の具体例としては、
ビスフエノールＡジグリシジルエーテル及びその
二重体、三重体、ノボラツク型フエノール樹脂と
エピクロルヒドリンとから得られるエポキシ樹
脂、多価アルコールやポリアルキレンオキシドと
エピクロルヒドリンとから得られるエポキシ樹
脂、シクロヘキセンオキシド基を含むエポキシ樹
脂が挙げられる。本発明に使用される硬化剤は、通常、エポキシ
樹脂の硬化剤として公知のものであればいかなる
ものであつてもよい。この硬化剤の具体例として
は、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、
テトラヒドロ無水フタル酸、メチル−ヘキサヒド
ロ無水フタル酸、メチル−テトラヒドロ無水フタ
ル酸、メチル−無水ナジツク酸、ドデセニル無水
コハク酸、無水ピロメリツト酸等の酸無水物；ト
リエチレンテトラミン、メタフエニレンジアミ
ン、トリス（ジメチルアミノメチル）フエノール
等のアミン類；ジシアンジアミド；酸フツ化ホウ
素−アミン錯体；イミダゾール等が挙げられ、こ
れらから成る群より選ばれる１種もしくは２種以
上の混合系で使用される。本発明に使用される繊維は直径が、通常、３〜
20μ、好ましくは９〜13μであり、流さが通常、
３〜1500μ、好ましくは10〜1000μである繊維で
ある。繊維の直径及び長さが上記した範囲を外れ
る場合は図に示すような、粘度低下現象がみられ
ないため好ましくない。図は、特定の形状をもつ
繊維と特定の粒度分布をもつ粉粒体とをエポキシ
樹脂に加えて用いると加えられた組成物の粘度が
著しく低下する様子を示す。使用したエポキシ樹脂、繊維及び粉粒体は実施
例１のものと同じであるがその配合割合はビスフ
エノールＡ型ジグリシジルエーテルエポキシ樹脂
70重量部、脂環式エポキシ樹脂30重量部、繊維と
シリカの使用量をそれぞれ(x)と(y)とすると、(x)＋
(y)＝250重量部と一定にした。図からわかるよう
に、繊維あるいはシリカを単独に用いると粘度が
高くなるが、両方を用いると粘度が急激に低下
し、特に (x)／(x)＋(y)＝0.4〜0.7 の範囲では粘度が最低になる。この繊維として
は、樹脂の機械的強度等の向上を図るため使用さ
れているものであればいかなるものであつてもよ
く、例えばミルドフアイバー（商品名、旭フアイ
バーグラス社製）、マイクログラスサーフエスト
ランド（商品名、日本板硝子社製）、ガラスカツ
トフアイバー（商品名、富士フアイバーガラス社
製）等のガラス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊
維、炭化ケイ素繊維、金属ホイスカー、カーボン
繊維等が挙げられる。本発明に使用される粉粒体は粒径10μ以下が90
重量％以上かつ粒径5μ以下が50重量％以上の粒
度分布（積算分布）を有する粉粒体である。粉粒
体の粒径及び割合が上記した範囲を外れる場合に
は、図に示すような繊維と併用するとき生ずる粘
度の低下効果がないため、好ましくない。この無
機質粉粒体は、公知の無機質粉粒体であればいか
なるものであつてもよく、例えばシリカ、アルミ
ナ、タルク、炭酸カルシウム、クレイ、水酸化ア
ルミニウム、硫酸バリウム、二酸化チタン等が挙
げられる。本発明に使用される上記の繊維(x)と粉粒体(y)の
使用量は樹脂と硬化剤の合計が100容量部に対し
て、(x)＋(y)＝40〜150容量部、好ましくは60〜100
容量部である。この繊維と粉粒体の繊維が上記の
範囲の下限未満では、収縮率、耐クラツク性、強
度の点で添加効果が微弱であり、好ましくない。
また、上限を超える範囲では粘度が高くなりすぎ
注型用材料としては適しない。さらに、繊維と粉
粒体との混合比については、図に示すように、 (x)／(x)＋(y)＝0.4〜0.7 の範囲内では組成物の粘度が最低になり、作業性
から考えると理想的な配合比である。しかし、一
般には組成物の粘度のほかに、強度、耐クラツク
性、収縮率、コスト等を考慮した上で、(x)／(x)＋(y) の比を決定すべきものである。本発明の注型用エポキシ樹脂組成物は、さら
に、必要に応じて、作業性を良好にするため、分
子中にエポキシ基を一個含有する反応性希釈剤を
添加してもよい。また、硬化時間を短縮するため
に、硬化促進剤を使用してもよい。例えば、２−
エチル−４−メチル−イミダゾール、１−ベンジ
ル−２−メチル−イミダゾール、２，４，６−ト
リス（ジメチルアミノメチル）フエノール、ベン
ジルジメチルアミン、テトラデシルジメチルベン
ジルアンモニウムクロリド等が挙げられ、これら
から成る群より選ばれた１種もしくは２種以上の
混合系で使用される。つぎに、本発明の注型用エポキシ樹脂組成物の
製造方法は、通常、樹脂組成物の製造方法に適用
されている方法であれば、格別限定されない。こ
の方法の一具体例としては、本発明の成分である
原料を所定量、万能混合機等の混合器に投入し、
混合撹拌して得られる。ついで、成形するために
は、得られた組成物を、十分混合脱気後、金型に
注入し、例えば、130℃で３時間、さらに150℃、
15時間放置して硬化せしめればよい。以下において、実施例及び比較例を掲げ、本発
明を更に詳細に説明する。〔発明の実施例〕実施例１〜４エポキシ当量400のビスフエノールＡ型ジグリ
シジルエーテル（シエル社製）、エポキシ当量156
の脂環式エポキシ樹脂（シエル社製）、無水フタ
ル酸、ガラス繊維切断物（13μ径、平均長さ50〜
60μ）及び２種類のシリカ（Ａ：平均粒径2.4μ、
Ｂ：平均粒径0.98μ）を用いて、それぞれ、表に
示す組成比に配合し、実施例１〜４の本発明の注
型用エポキシ樹脂組成物を調製した。ついで十分
混合脱気後、130℃で３時間、更に150℃で15時間
において硬化させ、耐クラツク性、引張強さ及び
線膨張係数収縮率の測定用試料を作成した。結果
を表に示す。比較例１〜４原料としてシリカ粒粉体（Ｃ：平均粒径10μ）
を加えた以外、実施例１〜４と同様にして、組成
物を調製したのち諸特性を測定するための試料を
作成した。結果を表に示す。

【表】

〔発明の効果〕

以上、詳述した通り、本発明の注型用エポキシ
樹脂組成物は硬化物の耐クラツク性、及び強度並
びに組成物の低収縮性が優れると共に、流動性も
良好であり、注型用樹脂としてその工業的価値は
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明に係る注型用エポキシ樹脂組成物
における粘度低下の様子を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) エポキシ樹脂及び硬化剤 100容量部 (b) 直径３〜20μ、長さ３〜1500μの繊維及び粒
径10μ以下が90重量％以上かつ5μ以下が50重量
％以上の粒度分布を有する無機質粉粒体
40〜150容量部から成ることを特徴とする注型用エポキシ樹脂組
成物。