(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
一般式(I)で表されるアリル系化合物を重合して得られるアリル系重合体がヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、ヘキサヒドロ−1,3−ジアリルイソフタレート、ヘキサヒドロ−1,4−ジアリルテレフタレート、3−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、4−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、3,6−エンドメチレン−3−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、3,6−エンドメチレン−4−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレートからなる群より選択される少なくとも1種以上を、重合することで得られるアリル系重合体である請求項1に記載の電気・電子部品用不飽和ポリエステル樹脂組成物。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明を詳細に説明する。
不飽和ポリエステル樹脂組成物
本発明は、不飽和ポリエステル(A)と、
一般式(I)で表されるアリル系化合物を重合して得られるアリル系重合体(B)と
(CHR
1=CR
2−CH
2−O−CO)
n−X (I)
[R
1およびR
2は、それぞれ、HまたはCH
3を表し、
Xはアルキル置換基を有していてもよい飽和の4〜8員環の環状骨格を表し、nは2または3を表す。]
重合開始剤(C)を、含有してなる不飽和ポリエステル樹脂組成物である。
【0013】
不飽和ポリエステル(A)
本発明で用いる不飽和ポリエステル(A)は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。不飽和ポリエステルは、一般的に、多価アルコールを不飽和多塩基酸や飽和多塩基酸と重縮合(エステル化)させて得られた化合物であり、所望の特性に応じて適宜選択して用いることができる。
【0014】
本発明における不飽和ポリエステル(A)の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、好ましくは5,000〜20,000である。なお、本明細書において「重量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(昭和電工株式会社製Shodex GPC−101)を用いて常温で測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて求めた値のことを意味する。
【0015】
本発明の不飽和ポリエステル(A)の合成に用いられる多価アルコールとしては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。多価アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールA、グリセリン等を例示することができる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度及び成形性の観点から、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、及びビスフェノールA又は水素化ビスフェノールAが好ましい。これらの多価アルコールは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
【0016】
本発明の不飽和ポリエステル(A)の合成に用いられる不飽和多塩基酸としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。不飽和多塩基酸の例としては、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等を例示することができる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
【0017】
不飽和ポリエステルの合成に用いられる飽和多塩基酸としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。飽和多塩基酸の例としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等を例示することができる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。上記の中でも、耐熱性、機械的強度及び成形性等の観点から、不飽和多塩基酸が好ましく、無水マレイン酸及びフマル酸がより好ましい。
【0018】
本発明の不飽和ポリエステル(A)は、上記のような原料を用いて公知の方法で合成することができる。この合成における各種条件は、使用する原料やその量に応じて適宜設定する必要があるが、一般的に、窒素等の不活性ガス気流中、140〜230℃の温度にて加圧又は減圧下でエステル化させればよい。このエステル化反応では、必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。触媒の例としては、酢酸マンガン、ジブチル錫オキサイド、シュウ酸第一錫、酢酸亜鉛、及び酢酸コバルト等の公知の触媒を例示することができる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
【0019】
本発明の不飽和ポリエステル(A)の含有量は、不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して、5〜95重量%の範囲であればよく、10〜90重量%の範囲が好ましく、10〜70重量%の範囲がより好ましい。上記範囲内であれば、本発明の効果を十分に得ることができる。
【0020】
アリル系重合体(B)
本発明で用いるアリル系重合体(B)は、一般式(I)で表されるアリル系化合物を重合して得られるアリル系重合体を例示することができる。
(CHR
1=CR
2−CH
2−O−CO)
n−X (I)
[R
1およびR
2は、それぞれ、HまたはCH
3を表し、
Xはアルキル置換基を有していてもよい飽和の4〜8員環の環状骨格を表し、nは2または3を表す。]
【0021】
また、アリル系重合体(B)の重量平均分子量は、特に制限されないが、例えば、1,000〜300,000であればよく、5,000〜200,000が好ましく、20,000〜100,000がより好ましい。上記範囲内であれば、本発明の効果を十分に得ることができる。
【0022】
式(I)におけるXの具体例として、以下の環状骨格を例示できる。
【化2】
[式中、pは0〜4(例えば0〜3、特に0〜2、さらに0)であって、pが1〜4である場合のR
11は、炭素数1から5のアルキル基(特にメチル基およびエチル基)を表す。]
【0023】
式(I)におけるXの好ましいものとして、以下の環状骨格を例示できる。
【化3】
[式中、pは0〜4(例えば0〜3、特に0〜2、さらに0)であって、pが1〜4である場合のR
11は、炭素数1から5のアルキル基(特にメチル基およびエチル基)を表す。]
【0024】
式(I)におけるXのより好ましいものとして、以下の環状骨格を例示できる。
【化4】
[式中、pは0〜4(例えば0〜3、特に0〜2、さらに0)であって、pが1〜4である場合のR
11は、炭素数1から5のアルキル基(特にメチル基およびエチル基)を表す。]
【0025】
Xの環上におけるCHR
1=CR
2−CH
2−O−CO−基の置換位置は何れの組み合わせであっても良く、それらの混合物でも良い。特に、2つのCHR
1=CR
2−CH
2−O−CO−基が6員環のXに結合するときに、2つのCHR
1=CR
2−CH
2−O−CO−基は、オルト配向またはメタ配向またはパラ配向のいずれでもよいが、オルト配向またはメタ配向であることが好ましい。
【0026】
Xは、分子内で架橋されていても良い(例えば、アダマンタン、ノルボルネン、ノルボルナン)。また、Xは、芳香族の6員環ではない。
【0027】
上記式中、置換基R
11は、それぞれ同一または異なって、アルキル基(炭素数1〜5、特にメチル基およびエチル基)である。
Xの環上におけるR
11基の置換位置は何れであっても良く、それらの混合物でも良い。
pの下限値は0である。pの上限値は、[(環の炭素数)−(1、2または3)]である。pは一般に0〜4、例えば0〜3、特に0〜2、さらには0である。
nは、2または3、好ましくは2である。
【0028】
上記式(I)で表されるアリル系化合物としては、特に限定されず、市販されているものを購入して用いてもよく、合成したものを用いてもよい。具体例としては、ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、ヘキサヒドロ−1,3−ジアリルイソフタレート、ヘキサヒドロ−1,4−ジアリルテレフタレート、3−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、4−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、3,6−エンドメチレン−3−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、3,6−エンドメチレン−4−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート等を例示することができ、好ましくはヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、3−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート、4−メチル−ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレートである。中でも、ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレートが好ましい。上記アリル系化合物からなる群より選択される少なくとも1種以上を、重合することで得られるアリル系重合体を不飽和ポリエステル樹脂組成物に用いることができる。
【0029】
上記式(I)で表されるアリル系化合物の重合方法は、特に限定されず、通常の重合反応を用いることができる。また、重合反応において、未反応のアリル系化合物の単量体を回収し、再び重合反応に用いてもよい。
【0030】
本発明に用いる式(I)で表されるアリル系化合物の単量体は、空気中の酸素により重合し得るので、重合開始剤を用いることなく、重合することができる。また、必要に応じて、適宜重合開始剤を添加してもよい。重合開始剤を用いることで、より高分子量の重合体を短時間に得ることができる。
【0031】
本発明のアリル系重合体(B)の含有量は、不飽和ポリエステル(A)100重量部に対して、5〜900重量部であればよく、10〜800重量部であることが好ましく、10〜300重量部であることがより好ましく、10〜200重量部であることがさらに好ましい。上記範囲内であれば、本発明の効果を十分に得ることができる。
【0032】
重合開始剤(C)
本発明に用いる重合開始剤(C)は、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドの如きジアルキルパーオキサイド類やジアリルパーオキサイド類、tert−ブチル−ペルオキシベンゾエートのようなペルオキシエステル類、tert−ブチル−ペルオキシ−イソプロピルカーボネートペルオキシド類、1,1−ジ−tert−ブチル−ペルオキシ−シクロヘキサンのようなペルオキシケタール類、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロルベンゾインパーオキサイドのようなジアロイルパーオキサイド類やジアシルパーオキサイド類、ヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシド類、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物等を例示することができる。
【0033】
本発明の重合開始剤(C)の使用量は、不飽和ポリエステル(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部が好ましく、3〜10重量部がより好ましい。硬化速度を維持し成形性を良くするには3重量部以上が望ましい。また、機械的強度の低下を防止するためには10重量部以下であることが望ましい。
【0034】
無機充填剤(D)
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて無機充填剤(D)を添加してもよい。無機充填剤(D)として、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、石英ガラス、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム等の金属類の水和物、ガラス粉末、タルク、マイカ等を例示することができる。無機充填剤の粒径は、0.1〜100μmである。好ましくは、0.5〜60μmである。粒径が小さすぎると、組成物粘度が大きくなり、強化繊維に十分含浸せず、材料内部にエアーを混入しやすくなり、成形品に巣が入りやすい。一方、粒径が大きすぎると、粒子の比表面積が小さくなることにより、流動性が低下する。
【0035】
本発明の無機充填剤(D)の添加量は、不飽和ポリエステル(A)100重量部に対して、10〜1000重量部であればよく、200〜800重量部がより好ましい。添加量が少ないと、成形前の材料の取扱い性が低下する。また、添加量が多いと、粘度が大幅に上昇し、成形加工時の流動性が低下するとともに、強化繊維に対する含浸性が低下し、材料内部にエアーを混入しやすくなり、成形品に巣が入りやすい。
【0036】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、上記の成分に加えて、繊維強化剤、低収縮剤、離型剤、増粘剤、顔料、減粘剤等の当該技術分野において公知の成分を、本発明の効果を阻害しない範囲において含むことができる。
【0037】
本発明に用いられる繊維強化剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。繊維強化材の例としては、ガラス繊維、パルプ繊維、テトロン(登録商標)繊維、ビニロン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ワラストナイト等の様々な有機繊維及び無機繊維を例示することができる。中でも、繊維長1.5〜25mm程度に切断したチョップドストランドガラスを用いることが好ましい。
【0038】
本発明に用いられる低収縮剤としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、飽和ポリエステル、スチレン−ブタジエン系ゴム等の低収縮剤として一般に使用されている熱可塑性ポリマーが挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0039】
本発明に用いられる離型剤としては、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、カルナバワックス等を例示することができる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明に用いられる増粘剤としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム等の金属酸化物、及びイソシアネート化合物等を例示することができる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0040】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、当該技術分野において通常行われる方法、例えば、ニーダー等を用いて混練することによって製造することができる
【0041】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、所望の形状に成形して硬化することによって成形物を製造することができる。成形及び硬化方法としては、特に限定されず、当該技術分野において通常行われる方法、例えば、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等を用いることができる。
【0042】
実施例
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0043】
(分析方法)
後述する製造例において、アリル系重合体の分析は下記に記載の方法を用いて行った。
【0044】
1)アリル系重合体の重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)
重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)はGPCを用いて測定した。標準ポリスチレン換算の重量平均分子量の値である。
カラム:ShodexKF−806L、KF−804、KF−803、KF−802、KF−801を直列に接続
流速:1.0mL/min
温度:40℃
検出:RID−6A
試料:試料20mgをテトラヒドロフラン8mLに溶解させ測定用のサンプルとした。
【0045】
製造例1
ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート重合体の重合
3Lのセパラブルフラスコにヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート(和光純薬工業株式会社)600gを加え、160℃で加熱攪拌し、5時間反応させた。その後、氷浴にて60℃まで冷却した後、フラスコにメタノール1.8kgを加え得られた重合体を沈殿させた。その後、バス温度60℃で1時間還流させ、得られた重合体からモノマーの抽出を行った。モノマー抽出後に得られた重合体を40℃で8時間減圧乾燥した。(収量:120g,収率:20%)。得られた重合体(Mw=6.1万,Mw/Mn=3.9)を実施例に用いた。
【0046】
実施例1、及び比較例1
表1に示す各材料を配合し、組成物を得た。得られた組成物を予備混合後、120〜130℃の加熱ロールで溶融混練し、冷却後粉砕して各成形材料を得た。
【0047】
【0048】
(表1の注)
※1 不飽和ポリエステル樹脂:日本ユピカ株式会社製「不飽和ポリエステル8542」
※2 ヘキサヒドロ−1,2−ジアリルフタレート重合体:製造例1で重合した重合体
※3 ジアリルフタレート樹脂:ダイソー株式会社製「ダイソーダップA」
※4 昭和電工株式会社製「ハイジライトH−32」
※5 ガラス繊維:オーエンスコーニングジャパン株式会社製「03IE830A」
※6 日油株式会社製「パークミルD」
※7 堺化学工業株式会社製「ステアリン酸亜鉛」
【0049】
実施例および比較例で得られた各成形材料の流動性を下記の条件で測定した。測定結果を表2に示す。
【0050】
流動性の測定
各成形材料が、細い渦巻き状の蚊取り線香の如きスパイラル状に硬化成形された部分の最長長さを測定し、その長さを流動性とし、その長さの変化を時系列的に測定した。測定は以下の条件で行った。
成形機械:37トン移送成形機(北十字社製「トランスファーATA37型」)
測定金型:EMMIスパイラルフロー(ダイソー自社製作)
測定温度:150℃(金型温度)
注入圧力:490MPa(50kg/cm
2)
試料量:15cc×比重(約30g前後)
加圧時間:180sec
【0051】
曲げ強さ
各成形材料を金型温度160度、成形時間4分間で圧縮成形および移送成形により作製し、成形品を得、JIS−K6911「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準じて、株式会社東洋精機製作所製STROGRAPH Wを用いて測定を行った。
【0052】
体積抵抗率
圧縮成形により成形品を得、JIS−K6911「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準じてHEWLETT PACKARD社製4329A HIGH RESISTANCE METERを用いて測定を行った。
【0053】
【0054】
表2に示すように、新規アリル系重合体を用いた不飽和ポリエステル樹脂組成物は、モノマー成分を添加することなく従来のものと比較して高い流動性を持つことがわかった。