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JP7608235B2 - Thermosetting resin composition and method for producing cured molded article using same - Google Patents

Thermosetting resin composition and method for producing cured molded article using same Download PDF

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JP7608235B2 JP2021054109A JP2021054109A JP7608235B2 JP 7608235 B2 JP7608235 B2 JP 7608235B2 JP 2021054109 A JP2021054109 A JP 2021054109A JP 2021054109 A JP2021054109 A JP 2021054109A JP 7608235 B2 JP7608235 B2 JP 7608235B2
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thermosetting resin
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Description

本発明は、熱硬化性樹脂組成物およびそれを用いた硬化成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition and a method for producing a cured molded article using the same.

一般的に熱硬化性樹脂は硬化の際に溶融変形を防ぐために金型が必要であり、また硬化に時間がかかる。そのため、短時間に多くの成形体を量産するには限界がある。 Generally, thermosetting resins require a mold to prevent deformation during hardening, and they take time to harden. For this reason, there is a limit to how many molded parts can be mass-produced in a short period of time.

従来、マイクロ波または高周波を照射して硬化促進する方法が知られている。例えば、特許文献1には、マグネタイトまたはフェライトを配合し、マイクロ波照射により加熱架橋処理を行う粘土状造形材料が開示されている。 Conventionally, methods of accelerating hardening by irradiating with microwaves or high frequency waves have been known. For example, Patent Document 1 discloses a clay-like molding material that contains magnetite or ferrite and is subjected to a thermal cross-linking treatment by irradiating with microwaves.

特開2011-184532号公報JP 2011-184532 A

本発明者は、未硬化状態で溶融可能な熱硬化性樹脂を一旦、型を用いて溶融成形し、型から取り出した後に硬化させることができれば熱硬化性樹脂の成形体の生産性(生産効率)を飛躍的に向上することが可能となると考えた。このためには、型から取り出した後に溶融変形に要する時間より早く硬化反応を完結させる必要がある。しかしながら、上述のような従来技術は、溶融変形を抑制するには至っていない。すなわち従来技術には、一旦型に入れて溶融成形した後、型を用いずに硬化することが可能な熱硬化性樹脂組成物を提供するという観点からは改善の余地があった。 The inventors of the present invention thought that if a thermosetting resin that can melt in an uncured state could be melt-molded using a mold and then cured after removal from the mold, it would be possible to dramatically improve the productivity (production efficiency) of molded thermosetting resin bodies. To achieve this, it is necessary to complete the curing reaction faster than the time required for melt deformation after removal from the mold. However, the above-mentioned conventional techniques have not yet succeeded in suppressing melt deformation. In other words, the conventional techniques have room for improvement in terms of providing a thermosetting resin composition that can be melt-molded in a mold and then cured without using a mold.

本発明の一態様は、一旦型に入れて溶融成形した後、型を用いずに硬化することが可能な熱硬化性樹脂組成物を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize a thermosetting resin composition that can be melt-molded in a mold and then cured without using a mold.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、マイクロ波感応剤と架橋剤とを併用することにより、型から取り出した後に形状保持したまま硬化可能な熱硬化性樹脂組成物を実現できることを見出した。本発明は以下の態様を含む。
<1>(A)熱硬化性樹脂と、(B)1~15重量%のマイクロ波感応剤と、(C)0.1~30重量%の架橋剤とを含有し、(A)熱硬化性樹脂は、室温で固体であり、(B)マイクロ波感応剤は、平均粒子径が1nm~100μmであり、(C)架橋剤は多官能性有機化合物である、熱硬化性樹脂組成物。
<2>さらに、(D)0.001~15重量%の硬化触媒を含む、<1>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<3>(A)熱硬化性樹脂は、未硬化状態である、<1>または<2>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<4>(A)熱硬化性樹脂がフェノール樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ビスマレイミド樹脂からなる群より選択される1種以上である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<5>(B)マイクロ波感応剤が炭素材料である、<1>~<4>のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<6><1>~<5>のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物を型に入れて、当該熱硬化性樹脂組成物が完全に硬化しない温度で溶融成形することにより予備成形体を得る工程と、前記予備成形体を型から外した状態でマイクロ波を照射して硬化させることにより硬化成形体を得る工程とを含む、熱硬化性樹脂組成物の成形体の製造方法。
As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that by using a microwave sensitizer and a crosslinking agent in combination, it is possible to realize a thermosetting resin composition that can be cured while retaining its shape after being removed from a mold. The present invention includes the following aspects.
<1> A thermosetting resin composition comprising: (A) a thermosetting resin; (B) 1 to 15% by weight of a microwave sensitizer; and (C) 0.1 to 30% by weight of a crosslinking agent, wherein (A) the thermosetting resin is solid at room temperature; (B) the microwave sensitizer has an average particle size of 1 nm to 100 μm; and (C) the crosslinking agent is a polyfunctional organic compound.
<2> The thermosetting resin composition according to <1>, further comprising: (D) 0.001 to 15% by weight of a curing catalyst.
<3> The thermosetting resin composition according to <1> or <2>, wherein the thermosetting resin (A) is in an uncured state.
<4> The thermosetting resin composition according to any one of <1> to <3>, wherein the thermosetting resin (A) is at least one selected from the group consisting of a phenolic resin, an epoxy resin, an imide resin, a benzoxazine resin, and a bismaleimide resin.
<5> The thermosetting resin composition according to any one of <1> to <4>, wherein the microwave sensitizer (B) is a carbon material.
<6> A method for producing a molded product of a thermosetting resin composition, comprising: a step of putting the thermosetting resin composition according to any one of <1> to <5> into a mold, and melt-molding the composition at a temperature at which the thermosetting resin composition does not completely cure, to obtain a preformed product; and a step of irradiating the preformed product with microwaves in a state where the preformed product is removed from the mold, to cure the preformed product, to obtain a cured molded product.

本発明の一態様によれば、一旦型に入れて溶融成形した後、型を用いずに硬化することができる熱硬化性樹脂組成物を提供できる。 According to one aspect of the present invention, a thermosetting resin composition can be provided that can be melt-molded in a mold and then cured without using a mold.

本発明の実施の形態について、以下に詳細に説明する。本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意味する。 The embodiments of the present invention are described in detail below. Unless otherwise specified in this specification, "A to B" representing a numerical range means "A or more (including A and larger than A) and B or less (including B and smaller than B)."

〔1.熱硬化性樹脂組成物〕
本発明の一実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、(A)熱硬化性樹脂と、(B)1~15重量%のマイクロ波感応剤と、(C)0.1~30重量%の架橋剤とを含有し、(A)熱硬化性樹脂は、室温で固体であり、(B)マイクロ波感応剤は、平均粒子径が1nm~100μmであり、(C)架橋剤は多官能性有機化合物である。
[1. Thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition according to one embodiment of the present invention comprises: (A) a thermosetting resin; (B) 1 to 15% by weight of a microwave sensitizer; and (C) 0.1 to 30% by weight of a (A) the thermosetting resin is solid at room temperature, (B) the microwave sensitizer has an average particle size of 1 nm to 100 μm, and (C) the crosslinking agent is a polyfunctional It is a reactive organic compound.

特許文献1に記載の技術では、直径30mmの球状成形体を加熱架橋処理した場合、最良の条件でも直径26mmまで変形しており、形状保持特性は不十分であった。本発明の一実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、マイクロ波感応剤がマイクロ波を吸収して急速に発熱するとともに、架橋剤の作用により樹脂が流動する前に硬化反応を促進することができる。これにより架橋反応を迅速化できる。そのため、本発明の一実施形態によれば、熱硬化性樹脂組成物を一旦型に入れて溶融成形した後、型を使用せずとも、熱硬化性樹脂組成物に形状が崩れる時間的余裕を与えることなく迅速に硬化させることが可能となる。 In the technology described in Patent Document 1, when a spherical molded body with a diameter of 30 mm was subjected to a heat crosslinking treatment, it deformed to a diameter of 26 mm even under the best conditions, and the shape retention characteristics were insufficient. In the thermosetting resin composition according to one embodiment of the present invention, the microwave sensitizer absorbs microwaves and rapidly generates heat, and the crosslinking agent acts to promote the curing reaction before the resin flows. This makes it possible to speed up the crosslinking reaction. Therefore, according to one embodiment of the present invention, after the thermosetting resin composition is once placed in a mold and melt-molded, it is possible to quickly cure the thermosetting resin composition without giving it time to lose its shape, even without using a mold.

熱硬化性樹脂組成物を用いた成形体の製造工程において、例えば、最初の溶融成形工程に射出成型機のようなハイスループット装置を用いた場合、その次の硬化工程が律速となる。このような場合も、本発明の一実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物を用いることにより、型を使用せずとも形状を保持して迅速に硬化させることが可能となる。よって、成形体の製造に必要な時間およびコストを低減し、生産性を向上できる。 In the manufacturing process of a molded article using a thermosetting resin composition, for example, if a high-throughput device such as an injection molding machine is used for the initial melt molding process, the subsequent curing process becomes rate-limiting. Even in such a case, by using a thermosetting resin composition according to one embodiment of the present invention, it is possible to quickly cure the article while retaining its shape without using a mold. This reduces the time and cost required to manufacture the molded article, and improves productivity.

なお、本明細書において、熱硬化性樹脂組成物とは、硬化前の樹脂組成物を意味する。すなわち、(A)熱硬化性樹脂は、未硬化状態であり得る。熱硬化性樹脂組成物は、以下で説明する各成分を混合することにより得られる。 In this specification, the term "thermosetting resin composition" refers to a resin composition before curing. In other words, the thermosetting resin (A) may be in an uncured state. The thermosetting resin composition is obtained by mixing the components described below.

<1-1.熱硬化性樹脂>
本発明の一実施形態に係る熱硬化性樹脂は、室温(10℃~35℃)で固体である。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、イミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ビスマレイミド樹脂等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いられてもよく、2種以上が併用して用いられてもよい。マイクロ波照射による硬化時間短縮の観点からは、ベンゾオキサジン樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂およびビスマレイミド樹脂が好ましい。
<1-1. Thermosetting resin>
The thermosetting resin according to one embodiment of the present invention is solid at room temperature (10° C. to 35° C.). Examples of the thermosetting resin include phenolic resin, epoxy resin, urea resin, imide resin, benzoxazine resin, These may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of shortening the curing time by microwave irradiation, benzoxazine resin, phenol resin, etc. , imide resins and bismaleimide resins are preferred.

ベンゾオキサジン樹脂には、ジアミン化合物、トリアミン化合物、ポリアミン化合物等を重合させてもよい。ジアミン化合物としては、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ヘキサメチレンジアミン、パラフェニレンジアミン、エチレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、キシレンジアミン等が挙げられる。トリアミン化合物としては、ジエチレントリアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリスアミノメチルフェノール等が挙げられる。ポリアミン化合物としてはトリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等が挙げられる。重合反応の際に用いる溶媒は特に限定されないが、2-メトキシエタノール、ジオキサン、トルエン等が挙げられる。 The benzoxazine resin may be prepared by polymerizing a diamine compound, a triamine compound, a polyamine compound, or the like. Examples of diamine compounds include 4,4'-diaminodiphenyl ether, hexamethylene diamine, paraphenylene diamine, ethylene diamine, metaphenylene diamine, diaminodiphenylmethane, xylylene diamine, and the like. Examples of triamine compounds include diethylene triamine, bis(hexamethylene) triamine, and trisaminomethylphenol, and the like. Examples of polyamine compounds include triethylene tetramine, tetraethylene pentamine, and pentaethylene hexamine, and the like. The solvent used in the polymerization reaction is not particularly limited, and examples thereof include 2-methoxyethanol, dioxane, and toluene.

<1-2.マイクロ波感応剤>
本明細書において、マイクロ波感応剤とは、マイクロ波を吸収して発熱する物質を意味する。上記マイクロ波感応剤は、マイクロ波を効率よく吸収して発熱することにより、熱硬化反応を促進させる。
<1-2. Microwave sensitizer>
In this specification, the microwave sensitizer means a substance that absorbs microwaves and generates heat. The microwave sensitizer efficiently absorbs microwaves and generates heat, thereby accelerating the thermosetting reaction.

熱硬化性樹脂組成物中のマイクロ波感応剤の含有量は、1~15重量%であり、好ましくは2~12重量%であり、より好ましくは3~10重量%である。マイクロ波感応剤の含有量が1重量%以上であれば、マイクロ波による発熱およびそれに伴う硬化が十分に進行する。また、マイクロ波感応剤の含有量が15重量%以下であれば、樹脂組成物の内部までマイクロ波が到達するため、樹脂組成物の内部の硬化も十分に進行する。マイクロ波感応剤が多すぎると、樹脂組成物の表面で多くのマイクロ波が吸収されるため、樹脂組成物の内部までマイクロ波が到達しないおそれがある。 The content of microwave sensitizer in the thermosetting resin composition is 1 to 15% by weight, preferably 2 to 12% by weight, and more preferably 3 to 10% by weight. If the content of microwave sensitizer is 1% by weight or more, the heat generation by microwaves and the accompanying curing will proceed sufficiently. If the content of microwave sensitizer is 15% by weight or less, the microwaves will reach the inside of the resin composition, and the curing of the inside of the resin composition will also proceed sufficiently. If there is too much microwave sensitizer, a lot of the microwaves will be absorbed on the surface of the resin composition, and there is a risk that the microwaves will not reach the inside of the resin composition.

マイクロ波感応剤の平均粒子径は、1nm~100μmであり、好ましくは10nm~50μmであり、より好ましくは30μm~20μmである。平均粒子径が100μm以下であるマイクロ波感応剤は、樹脂中への分散性を高めることができるため、少量の含有量ですむ上、表面積が大きいため、熱伝導性が高い。よって、熱硬化性樹脂を効率的に硬化させることができる。また、マイクロ波感応剤の平均粒子径が1nm以上であれば、マイクロ波を吸収して発生した熱を周囲に伝搬できる。本明細書において、平均粒子径は、動的光散乱法、レーザー回折法、遠心沈降法などによって測定された値を意味する。 The average particle size of the microwave sensitizer is 1 nm to 100 μm, preferably 10 nm to 50 μm, and more preferably 30 μm to 20 μm. A microwave sensitizer with an average particle size of 100 μm or less can increase dispersibility in the resin, so a small amount is sufficient, and the surface area is large, so the thermal conductivity is high. This allows the thermosetting resin to be cured efficiently. Furthermore, if the average particle size of the microwave sensitizer is 1 nm or more, the heat generated by absorbing microwaves can be propagated to the surroundings. In this specification, the average particle size means a value measured by dynamic light scattering, laser diffraction, centrifugal sedimentation, etc.

マイクロ波感応剤としては、炭素材料、金属酸化物等が挙げられる。中でも樹脂との相溶性および硬化物の機械強度の観点からは、炭素材料が好ましい。炭素材料としては、グラファイト、グラフェン、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー等が挙げられる。カーボンブラックとしてはアセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化銅、酸化コバルト、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いられてもよく、2種以上が併用して用いられてもよい。 Examples of microwave sensitizers include carbon materials and metal oxides. Among these, carbon materials are preferred from the viewpoints of compatibility with resins and mechanical strength of the cured product. Examples of carbon materials include graphite, graphene, carbon black, carbon nanotubes, and carbon fibers. Examples of carbon black include acetylene black, furnace black, channel black, and thermal black. Examples of metal oxides include iron oxide, zinc oxide, titanium oxide, copper oxide, cobalt oxide, barium titanate, and strontium titanate. These may be used alone or in combination of two or more.

<1-3.架橋剤>
熱硬化性樹脂組成物中の架橋剤の含有量は、0.1~30重量%であり、好ましくは0.5~20重量%であり、より好ましくは1~15重量%である。架橋剤の含有量が0.1重量%以上であれば、熱硬化性樹脂を効率的に硬化させることができる。架橋剤の含有量の含有量が30重量%以下であれば、硬化物の機械強度、特に靭性の観点から好ましい。
<1-3. Crosslinking agent>
The content of the crosslinking agent in the thermosetting resin composition is 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, and more preferably 1 to 15% by weight. If the content of the crosslinking agent is 0.1% by weight or more, the thermosetting resin can be cured efficiently. If the content of the crosslinking agent is 30% by weight or less, it is preferable from the viewpoint of the mechanical strength, particularly the toughness, of the cured product.

本発明の一実施形態に係る架橋剤は、多官能性有機化合物である。本明細書において、多官能性有機化合物とは、2個以上の反応性官能基を有する有機化合物を意味する。このような反応性官能基としては、エポキシ基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、チオール基、ビニル基等が挙げられる。 The crosslinking agent according to one embodiment of the present invention is a polyfunctional organic compound. In this specification, a polyfunctional organic compound means an organic compound having two or more reactive functional groups. Examples of such reactive functional groups include an epoxy group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, a thiol group, and a vinyl group.

多官能性有機化合物の例としては、多官能エポキシ化合物、多官能アミン化合物、多官能フェノール化合物、多官能カルボン酸化合物、多官能カルボン酸無水物、多官能チオール化合物、多官能ビニル化合物、多官能アルコール化合物、多官能イソシアネート化合物、多官能オキサゾリン化合物等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いられてもよく、2種以上が併用して用いられてもよい。また、アミノ酸またはヒドロキシカルボン酸等のように異なる反応性官能基を複数有する化合物も使用することができる。 Examples of polyfunctional organic compounds include polyfunctional epoxy compounds, polyfunctional amine compounds, polyfunctional phenol compounds, polyfunctional carboxylic acid compounds, polyfunctional carboxylic anhydrides, polyfunctional thiol compounds, polyfunctional vinyl compounds, polyfunctional alcohol compounds, polyfunctional isocyanate compounds, polyfunctional oxazoline compounds, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Compounds having multiple different reactive functional groups, such as amino acids or hydroxycarboxylic acids, may also be used.

フェノール樹脂と併用することが好ましい架橋剤としては、多官能エポキシ化合物、多官能カルボン酸化合物、多官能イソシアネート化合物等が挙げられる。なおフェノール樹脂は多官能性有機化合物以外にヘキサメチレンテトラミンまたはトリオキサン等を架橋剤として使用することもできる。エポキシ樹脂と併用することが好ましい架橋剤としては、多官能アミン化合物、多官能カルボン酸無水物、多官能フェノール化合物、多官能カルボン酸化合物、多官能アルコール化合物等が挙げられる。ユリア樹脂と併用することが好ましい架橋剤としては、多官能カルボン酸化合物、多官能アミン化合物等が挙げられる。イミド樹脂と併用することが好ましい架橋剤としては、多官能カルボン酸化合物、多官能カルボン酸無水物、多官能アミン化合物等が挙げられる。ベンゾオキサジン樹脂と併用することが好ましい架橋剤としては、多官能カルボン酸化合物、多官能エポキシ化合物、多官能カルボン酸無水物、多官能アミン化合物、多官能オキサゾリン化合物等が挙げられる。ビスマレイミド樹脂と併用することが好ましい架橋剤としては、多官能チオール化合物、多官能ビニル化合物、多官能アミン化合物等が挙げられる。 Examples of crosslinking agents that are preferably used in combination with phenolic resins include polyfunctional epoxy compounds, polyfunctional carboxylic acid compounds, and polyfunctional isocyanate compounds. In addition to polyfunctional organic compounds, hexamethylenetetramine or trioxane can also be used as a crosslinking agent for phenolic resins. Examples of crosslinking agents that are preferably used in combination with epoxy resins include polyfunctional amine compounds, polyfunctional carboxylic acid anhydrides, polyfunctional phenolic compounds, polyfunctional carboxylic acid compounds, and polyfunctional alcohol compounds. Examples of crosslinking agents that are preferably used in combination with urea resins include polyfunctional carboxylic acid compounds and polyfunctional amine compounds. Examples of crosslinking agents that are preferably used in combination with imide resins include polyfunctional carboxylic acid compounds, polyfunctional carboxylic acid anhydrides, and polyfunctional amine compounds. Examples of crosslinking agents that are preferably used in combination with benzoxazine resins include polyfunctional carboxylic acid compounds, polyfunctional epoxy compounds, polyfunctional carboxylic acid anhydrides, polyfunctional amine compounds, and polyfunctional oxazoline compounds. Examples of crosslinking agents that are preferably used in combination with bismaleimide resins include polyfunctional thiol compounds, polyfunctional vinyl compounds, and polyfunctional amine compounds.

多官能エポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ化合物、ノボラック型エポキシ化合物、フタル酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル系エポキシ化合物、トリスフェノールメタン型エポキシ化合物、テトラキスフェノールエタン型エポキシ化合物等が挙げられる。中でも、フェノール樹脂またはベンゾオキサジン樹脂と併用することが好ましい多官能エポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ化合物、ノボラック型エポキシ化合物、グリシジルエステル系エポキシ化合物等が挙げられる。 Examples of polyfunctional epoxy compounds include bisphenol-type epoxy compounds, novolac-type epoxy compounds, glycidyl ester-based epoxy compounds such as glycidyl phthalate ester, trisphenolmethane-type epoxy compounds, and tetrakisphenolethane-type epoxy compounds. Among these, examples of polyfunctional epoxy compounds that are preferably used in combination with phenolic resins or benzoxazine resins include bisphenol-type epoxy compounds, novolac-type epoxy compounds, and glycidyl ester-based epoxy compounds.

多官能アミン化合物としては、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ヘキサメチレンジアミン、パラフェニレンジアミン、メラミン等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂またはイミド樹脂と併用することが好ましい多官能アミン化合物としては、ヘキサメチレンジアミン、パラフェニレンジアミン、メラミン等が挙げられる。 Examples of polyfunctional amine compounds include 4,4'-diaminodiphenyl ether, hexamethylene diamine, paraphenylene diamine, melamine, etc. Among them, examples of polyfunctional amine compounds that are preferably used in combination with epoxy resins or imide resins include hexamethylene diamine, paraphenylene diamine, melamine, etc.

多官能オキサゾリン化合物としては、2,2’-ビス(2-オキサゾリン)、1,3-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン、1,4-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキザゾリル)ベンゼン等が挙げられる。 Examples of polyfunctional oxazoline compounds include 2,2'-bis(2-oxazoline), 1,3-bis(2-oxazolin-2-yl)benzene, and 1,4-bis(4,5-dihydro-2-oxazolyl)benzene.

多官能フェノール化合物としては、ビスフェノールA、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビフェノール、ナフタレンジオール、フェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of polyfunctional phenolic compounds include bisphenol A, hydroquinone, resorcinol, biphenol, naphthalenediol, and phenolic resins.

多官能カルボン酸化合物としては、テレフタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ピロメリット酸、トリメシン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ペリレンテトラカルボン酸およびこれらのエステル等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂またはベンゾオキサジン樹脂と併用することが好ましい多官能カルボン酸化合物としては、テレフタル酸、フタル酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ピロメリット酸、トリメシン酸およびこれらのエステル等が挙げられる。 Examples of polyfunctional carboxylic acid compounds include terephthalic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, biphenyltetracarboxylic acid, pyromellitic acid, trimesic acid, naphthalenetetracarboxylic acid, perylenetetracarboxylic acid, and esters thereof. Among these, examples of polyfunctional carboxylic acid compounds that are preferably used in combination with epoxy resins or benzoxazine resins include terephthalic acid, phthalic acid, biphenyltetracarboxylic acid, pyromellitic acid, trimesic acid, and esters thereof.

多官能カルボン酸無水物としては、無水フタル酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、無水マレイン酸、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂と併用することが好ましい多官能カルボン酸無水物としては、無水フタル酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、無水マレイン酸等が挙げられる。イミド樹脂と併用することが好ましい多官能カルボン酸無水物としては、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。ベンゾオキサジン樹脂と併用することが好ましい多官能カルボン酸無水物としては、無水フタル酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。 Examples of polyfunctional carboxylic acid anhydrides include phthalic anhydride, biphenyl tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, maleic anhydride, naphthalene tetracarboxylic dianhydride, and perylene tetracarboxylic dianhydride. Among them, examples of polyfunctional carboxylic acid anhydrides that are preferably used in combination with epoxy resins include phthalic anhydride, biphenyl tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, and maleic anhydride. Examples of polyfunctional carboxylic acid anhydrides that are preferably used in combination with imide resins include biphenyl tetracarboxylic dianhydride. Examples of polyfunctional carboxylic acid anhydrides that are preferably used in combination with benzoxazine resins include phthalic anhydride, biphenyl tetracarboxylic dianhydride, and pyromellitic dianhydride.

多官能チオール化合物としては、デカンジチオール、トリメチロールプロパントリス(β-チオプロピオネート)、昭和電工製カレンズMT(登録商標)等が挙げられる。 Examples of polyfunctional thiol compounds include decanedithiol, trimethylolpropane tris(β-thiopropionate), and Karenz MT (registered trademark) manufactured by Showa Denko.

多官能ビニル化合物としては、ジビニルベンゼン、アジピン酸ジビニル、アジピン酸ジアリル、アリルエーテル、ジイソプロペニルベンゼン、マレイン酸ジアリル、ジアリル尿素、ビスフェノールAジアリルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、トリビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。 Examples of polyfunctional vinyl compounds include divinylbenzene, divinyl adipate, diallyl adipate, allyl ether, diisopropenylbenzene, diallyl maleate, diallyl urea, bisphenol A diallyl ether, diethylene glycol divinyl ether, allyl methacrylate, diallyl phthalate, trivinylbenzene, and triallyl isocyanurate.

多官能アルコール化合物としては、エチレングリコール、グリセリン、カテコール、ビスフェノールA、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビフェノール、ナフタレンジオール、フェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of polyfunctional alcohol compounds include ethylene glycol, glycerin, catechol, bisphenol A, hydroquinone, resorcinol, biphenol, naphthalenediol, and phenolic resins.

多官能イソシアネート化合物としては、エチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of polyfunctional isocyanate compounds include ethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.

<1-4.硬化触媒>
熱硬化性樹脂組成物は、硬化触媒を含んでいてもよい。熱硬化性樹脂組成物中の硬化触媒の含有量は、好ましくは0.001~15重量%であり、より好ましくは0.01~10重量%であり、さらに好ましくは0.1~5重量%である。硬化触媒の含有量が0.001重量%以上であれば、熱硬化性樹脂を効率的に硬化させることができる。硬化触媒の含有量が15重量%以下であれば、硬化物の機械特性、耐熱性および耐候性の観点から好ましい。
<1-4. Curing catalyst>
The thermosetting resin composition may contain a curing catalyst. The content of the curing catalyst in the thermosetting resin composition is preferably 0.001 to 15% by weight, more preferably 0.01 The content of the curing catalyst is preferably 0.001% by weight or more, and more preferably 0.1% by weight or less .... If the content of the curing catalyst is 0.001% by weight or more, the thermosetting resin can be cured efficiently. A curing catalyst content of 15% by weight or less is preferred from the standpoint of mechanical properties, heat resistance and weather resistance of the cured product.

フェノール樹脂と併用することが好ましい硬化触媒としては、酸性触媒(シュウ酸、酢酸、スルホン酸、リン酸、有機ホスホン酸)、塩基性触媒(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アミン)等が挙げられる。有機ホスホン酸としては、1,4-ブチレンホスホン酸、ヘキシルホスホン酸、4-ホスホノ安息香酸、プロピルホスホン酸、パラキシレンジホスホン酸、4-ヒドロキシベンジルホスホン酸、エチルホスホン酸等が挙げられる。アミンとしては、トリエチルアミン等が挙げられる。 Examples of curing catalysts that are preferably used in combination with phenolic resins include acidic catalysts (oxalic acid, acetic acid, sulfonic acid, phosphoric acid, organic phosphonic acid), basic catalysts (sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, amines), etc. Examples of organic phosphonic acids include 1,4-butylenephosphonic acid, hexylphosphonic acid, 4-phosphonobenzoic acid, propylphosphonic acid, paraxylenediphosphonic acid, 4-hydroxybenzylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, etc. Examples of amines include triethylamine, etc.

エポキシ樹脂と併用することが好ましい硬化触媒としては、トリフェニルホスフィン、3級アミン、ジシアンジアミド、ジアザビシクロウンデセン、モルホリン、イミダゾール化合物、BF錯体、フェノール化合物等が挙げられる。3級アミンとしては、トリエチルアミン、トリフェニルアミン、テトラメチルフェニレンジアミン等が挙げられる。イミダゾール化合物としては、フェニルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-イソプロピルイミダゾール、2,4-ジメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール等が挙げられる。BF錯体としては、BFメタノール錯体、BFブチルエーテル錯体、BFエチルエーテル錯体等が挙げられる。フェノール化合物としては、ビスフェノールA、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビフェノール等が挙げられる。 Examples of the curing catalyst that is preferably used in combination with the epoxy resin include triphenylphosphine, tertiary amines, dicyandiamide, diazabicycloundecene, morpholine, imidazole compounds, BF3 complexes, phenol compounds, etc. Examples of the tertiary amines include triethylamine, triphenylamine, tetramethylphenylenediamine, etc. Examples of the imidazole compounds include phenylimidazole, 2-undecylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-isopropylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, etc. Examples of the BF3 complexes include BF3 methanol complex, BF3 butyl ether complex, BF3 ethyl ether complex, etc. Examples of the phenol compounds include bisphenol A, hydroquinone, resorcinol, biphenol, etc.

ユリア樹脂と併用することが好ましい硬化触媒としては、水酸化ナトリウム、炭酸アンモニウム、ヘキサメチレンテトラミン、硫酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、アミン塩酸塩等が挙げられる。アミン塩酸塩としては、ヘキサメチレンジアミン二塩酸塩、パラフェニレンジアミン二塩酸塩、メラミンノルアダマンタンアミン塩酸塩、エチレンジアミン二塩酸塩、ベンジルヒドロキシルアミン塩酸塩、テトラメチルフェニレンジアミン二塩酸塩、ジイソブチルアミン塩酸塩等が挙げられる。 Examples of curing catalysts that are preferably used in combination with urea resins include sodium hydroxide, ammonium carbonate, hexamethylenetetramine, sulfuric acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, phthalic acid, amine hydrochlorides, etc. Examples of amine hydrochlorides include hexamethylenediamine dihydrochloride, paraphenylenediamine dihydrochloride, melamine noradamantanamine hydrochloride, ethylenediamine dihydrochloride, benzylhydroxylamine hydrochloride, tetramethylphenylenediamine dihydrochloride, and diisobutylamine hydrochloride.

イミド樹脂と併用することが好ましい硬化触媒としては、アミン化合物、カルボン酸無水物等が挙げられる。アミン化合物としては、ピリジン、トリエチルアミン、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロウンデセン、ヘキサメチレンジアミン、パラフェニレンジアミン、メラミン等が挙げられる。カルボン酸無水物としては、無水酢酸、無水トリフルオロ酢酸等が挙げられる。 Examples of curing catalysts that are preferably used in combination with imide resins include amine compounds and carboxylic acid anhydrides. Examples of amine compounds include pyridine, triethylamine, diazabicyclooctane, diazabicycloundecene, hexamethylenediamine, paraphenylenediamine, and melamine. Examples of carboxylic acid anhydrides include acetic anhydride and trifluoroacetic anhydride.

ベンゾオキサジン樹脂と併用することが好ましい硬化触媒としては、カルボン酸化合物、フェノール化合物、スルホン酸、ルイス酸、亜リン酸トリフェニル等が挙げられる。カルボン酸化合物としては、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメシン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、安息香酸等が挙げられる。フェノール化合物としては、フェノール、ヒドロキノン、カテコール等が挙げられる。ルイス酸としては、四塩化チタン、塩化アルミニウム、五塩化リン等が挙げられる。 Examples of curing catalysts that are preferably used in combination with benzoxazine resins include carboxylic acid compounds, phenolic compounds, sulfonic acids, Lewis acids, triphenyl phosphite, etc. Examples of carboxylic acid compounds include terephthalic acid, pyromellitic acid, trimesic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, benzoic acid, etc. Examples of phenolic compounds include phenol, hydroquinone, catechol, etc. Examples of Lewis acids include titanium tetrachloride, aluminum chloride, phosphorus pentachloride, etc.

ビスマレイミド樹脂と併用することが好ましい硬化触媒としては、イミダゾール、過酸化物等が挙げられる。過酸化物としては、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウム、過酸化リチウム、過酸化亜鉛、過酸化ベンゾイル、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、過安息香酸等が挙げられる。 Examples of curing catalysts that are preferably used in combination with bismaleimide resins include imidazoles and peroxides. Examples of peroxides include sodium peroxide, barium peroxide, magnesium peroxide, lithium peroxide, zinc peroxide, benzoyl peroxide, ketone peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, peroxydicarbonates, peroxyesters, and perbenzoic acid.

これらはそれぞれ単独で用いられてもよく、2種以上が併用して用いられてもよい。架橋剤および硬化触媒の中には、テレフタル酸、フタル酸、ピロメリット酸、トリメシン酸、ビスフェノールA、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビフェノール、ヘキサメチレンジアミン、パラフェニレンジアミン、メラミン等のように、架橋剤兼硬化触媒として機能する化合物も存在する。 These may be used alone or in combination of two or more. Among the crosslinking agents and curing catalysts, there are compounds that function as both crosslinking agents and curing catalysts, such as terephthalic acid, phthalic acid, pyromellitic acid, trimesic acid, bisphenol A, hydroquinone, resorcinol, biphenol, hexamethylenediamine, paraphenylenediamine, and melamine.

<1-6.その他の成分>
上記熱硬化性樹脂組成物は、難燃剤、造核剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃助剤、帯電防止剤、防曇剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、着色剤等の各種添加剤を含有していてもよい。これらはそれぞれ単独で用いられてもよく、2種以上が併用して用いられてもよい。熱硬化性樹脂組成物中の添加剤の含有量は、限定されず、例えば、0~20重量%、0~10重量%、0~5重量%、または0~1重量%であってもよい。
<1-6. Other ingredients>
The thermosetting resin composition may contain various additives such as flame retardants, nucleating agents, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, flame retardant assistants, antistatic agents, antifogging agents, fillers, softeners, plasticizers, and colorants. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the additives in the thermosetting resin composition is not limited and may be, for example, 0 to 20% by weight, 0 to 10% by weight, 0 to 5% by weight, or 0 to 1% by weight.

なお、熱硬化性樹脂組成物は、沸点120℃以下の物質および120℃以下の温度で分解して気体または液体を発生する化合物を実質的に含有しないことが好ましい。例えば、熱硬化性樹脂組成物中のこのような物質および化合物の含有量は、0~5重量%であってもよく、0~3重量%であってもよい。 The thermosetting resin composition preferably does not substantially contain any substances with a boiling point of 120°C or less, or any compounds that decompose at a temperature of 120°C or less to generate a gas or liquid. For example, the content of such substances and compounds in the thermosetting resin composition may be 0 to 5% by weight, or may be 0 to 3% by weight.

〔2.熱硬化性樹脂組成物の成形体の製造方法〕
本発明の一実施形態に係る硬化成形体の製造方法は、上述の熱硬化性樹脂組成物を型に入れて、当該熱硬化性樹脂組成物が完全に硬化しない温度で溶融成形することにより予備成形体を得る工程と、前記予備成形体を型から外した状態でマイクロ波を照射して硬化させることにより硬化成形体を得る工程とを含む。本明細書において、予備成形体とは、型に入れた熱硬化性樹脂組成物を溶融成形することにより得られた成形体を意味する。また、硬化成形体とは、予備成形体を型から外した状態でマイクロ波を照射して硬化させることにより得られた成形体を意味する。
2. Method for producing molded article from thermosetting resin composition
The method for producing a cured molded body according to one embodiment of the present invention includes the steps of putting the above-mentioned thermosetting resin composition into a mold, melt-molding the composition at a temperature at which the thermosetting resin composition does not completely cure, to obtain a preformed body, and irradiating the preformed body with microwaves in a state where the preformed body is removed from the mold to cure the preformed body. In this specification, the term "preformed body" refers to a molded body obtained by melt-molding the thermosetting resin composition put into a mold. In addition, the term "cured molded body" refers to a molded body obtained by irradiating microwaves in a state where the preformed body is removed from the mold to cure the preformed body.

型の材質としては、金属、粘土、石、ガラス、樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物が完全に硬化しない温度は、例えば、溶融成形により得られた予備成形体の硬化度を、後述の実施例に記載の硬化成形体の硬化度と同様の方法によって測定した場合に、予備成形体の硬化度が50%に達しない温度である。当該温度は、熱硬化性樹脂、架橋剤および硬化触媒等の種類および量に応じて適宜設定することができる。 Materials for the mold include metal, clay, stone, glass, resin, etc. The temperature at which the thermosetting resin composition does not completely cure is, for example, the temperature at which the degree of cure of the preform obtained by melt molding does not reach 50% when the degree of cure of the preform is measured by a method similar to that of the cured molded body described in the Examples below. The temperature can be set appropriately depending on the type and amount of the thermosetting resin, crosslinking agent, curing catalyst, etc.

マイクロ波の波長は、0.3~30GHzであることが好ましく、1~20GHzであることがより好ましい。マイクロ波の波長が上記範囲であれば、熱硬化性樹脂組成物を効率よく加熱することができる。マイクロ波による加熱温度は、未硬化の樹脂組成物の温度が150~250℃となるように加熱することが好ましく、170~200℃となるように加熱することがより好ましい。 The microwave wavelength is preferably 0.3 to 30 GHz, and more preferably 1 to 20 GHz. If the microwave wavelength is within the above range, the thermosetting resin composition can be heated efficiently. The heating temperature by microwaves is preferably such that the temperature of the uncured resin composition is 150 to 250°C, and more preferably 170 to 200°C.

マイクロ波の照射時間は、1~10分であることが好ましく、1~5分であることがより好ましく、1~3分であることがさらに好ましい。上述の熱硬化性樹脂組成物は効率よくマイクロ波を吸収するため、このような短時間で硬化させることができる。 The microwave irradiation time is preferably 1 to 10 minutes, more preferably 1 to 5 minutes, and even more preferably 1 to 3 minutes. The above-mentioned thermosetting resin composition efficiently absorbs microwaves, so it can be cured in such a short time.

得られる樹脂硬化物は、厚みが0.1~300mmであってもよく、10~100mmであってもよい。マイクロ波を照射する熱硬化性樹脂組成物の厚みを、上述した厚みに設定してもよい。上述の熱硬化性樹脂組成物は効率よくマイクロ波を吸収するため、上記製造方法によって、ある程度の厚みを有する硬化物も効率よく得ることができる。なお、ここに言う「厚み」とは、得られる樹脂硬化物、または、材料となる熱硬化性樹脂組成物の最大の厚みを意図する。 The thickness of the resulting cured resin may be 0.1 to 300 mm, or 10 to 100 mm. The thickness of the thermosetting resin composition to which microwaves are irradiated may be set to the thickness described above. Since the above-mentioned thermosetting resin composition efficiently absorbs microwaves, a cured product having a certain degree of thickness can be efficiently obtained by the above-mentioned manufacturing method. Note that the "thickness" referred to here refers to the maximum thickness of the resulting cured resin, or the thermosetting resin composition that is the material.

上記熱硬化性樹脂組成物は例えば炭素繊維等によって形成されたシートに含浸させてから硬化させてもよい。 The thermosetting resin composition may be impregnated into a sheet made of carbon fiber or the like and then cured.

〔3.熱硬化性樹脂組成物の用途〕
熱硬化性樹脂組成物の用途としては、例えば、フィルム、シート、容器、筐体、建築材、人形、および構造材などが挙げられる。
3. Uses of the thermosetting resin composition
Applications of the thermosetting resin composition include, for example, films, sheets, containers, housings, building materials, dolls, and structural materials.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments.

以下に本発明の一実施形態を説明するための実施例および比較例を示すが、これらは本発明を限定するものではない。 The following examples and comparative examples are provided to explain one embodiment of the present invention, but are not intended to limit the scope of the present invention.

〔硬化度の測定方法〕
後述の実施例、比較例および参考例で得られた硬化成形体を均一に砕いた。砕いた硬化成形体3~10mgを採取し、DSC分析によって硬化反応の発熱ピークの面積を求めた。また、実施例、比較例および参考例それぞれの硬化前の樹脂組成物を用いて、同様にDSC分析によって硬化反応の発熱ピークの面積を求めた。硬化前の樹脂組成物の硬化反応の発熱ピークの面積に対する硬化成形体の硬化反応の発熱ピークの面積の比から、硬化度を見積もった。
[Method of measuring degree of cure]
The cured molded bodies obtained in the Examples, Comparative Examples, and Reference Examples described below were crushed uniformly. 3 to 10 mg of the crushed cured molded bodies were sampled, and the area of the exothermic peak of the curing reaction was determined by DSC analysis. In addition, the area of the exothermic peak of the curing reaction was similarly determined by DSC analysis using the resin compositions before curing in each of the Examples, Comparative Examples, and Reference Examples. The degree of curing was estimated from the ratio of the area of the exothermic peak of the curing reaction of the cured molded body to the area of the exothermic peak of the curing reaction of the resin composition before curing.

〔実施例1〕
四国化成工業(株)製のP-d型ベンゾオキサジン(10g)と4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(3.5g)とを2-メトキシエタノール(100mL)中50℃で5日間撹拌して反応させた。生成した沈殿を濾別して未硬化の熱硬化性樹脂を得た。この反応により得られた未硬化の熱硬化性樹脂を、以降PDDAと称する。このPDDAはN-メチルピロリドンを溶出液とするGPC分析より数平均分子量1600、重量平均分子量9200のオリゴマーであることが分かった。この熱硬化性樹脂PDDA(426.5mg)、マイクロ波感応剤としてアセチレンブラック(AB)(26.1mg、5.2重量%)、硬化触媒兼架橋剤としてテレフタル酸(TPA)(51.3mg、10.2重量%)をメノウ乳鉢に入れて12分間粉砕混合した。なお、粉砕されたABの平均粒子径は35nmであった。
Example 1
Pd-type benzoxazine (10 g) manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. and 4,4'-diaminodiphenyl ether (3.5 g) were reacted by stirring in 2-methoxyethanol (100 mL) at 50°C for 5 days. The resulting precipitate was filtered to obtain an uncured thermosetting resin. The uncured thermosetting resin obtained by this reaction is hereinafter referred to as PDDA. This PDDA was found to be an oligomer with a number average molecular weight of 1600 and a weight average molecular weight of 9200 by GPC analysis using N-methylpyrrolidone as an eluent. This thermosetting resin PDDA (426.5 mg), acetylene black (AB) (26.1 mg, 5.2 wt%) as a microwave sensitizer, and terephthalic acid (TPA) (51.3 mg, 10.2 wt%) as a curing catalyst and crosslinking agent were placed in an agate mortar and ground and mixed for 12 minutes. The average particle size of the ground AB was 35 nm.

得られた熱硬化性樹脂組成物(73.1mg)を円柱状の型に入れ、電気炉で120℃、5分間加熱して溶融成形した。得られた予備成形体を型から出して測定したサイズはΦ5.70mm×H5.10mmであった。この型から出した予備成形体に対して、アントンパール社製Monowave300を用いて150℃、1分の条件(2.45GHz)でマイクロ波を照射した。DSC分析において硬化時発熱ピークが認められなかったため、成形体は完全に硬化している(硬化度100%)と判断した。この硬化成形体のサイズはΦ5.85mm×H4.95mmであり、硬化前の予備成形体と同等であった。 The obtained thermosetting resin composition (73.1 mg) was placed in a cylindrical mold and heated in an electric furnace at 120°C for 5 minutes to melt mold. The obtained preform was removed from the mold and measured to have a size of Φ5.70 mm x H5.10 mm. The preform removed from the mold was irradiated with microwaves at 150°C for 1 minute (2.45 GHz) using an Anton Paar Monowave 300. Since no exothermic peak was observed during curing in the DSC analysis, the molded product was determined to be completely cured (100% cured). The size of this cured molded product was Φ5.85 mm x H4.95 mm, which was the same as the preformed product before curing.

〔比較例1〕
未硬化の熱硬化性樹脂としてPDDAの代わりにP-d型ベンゾオキサジン(950.0mg)、硬化触媒兼架橋剤としてTPA(50.4mg、5.0重量%)をメノウ乳鉢で10分間粉砕混合した。得られた熱硬化性樹脂組成物(134.2mg)を円柱状の型に入れ、電気炉で100℃、5分間加熱して溶融成形した。得られた予備成形体を型から出して測定したサイズはΦ6.10mm×H5.20mmであった。型から出した予備成形体に対して、電子レンジで200W、15分→500W、15分の条件でマイクロ波照射した。その結果、得られた硬化成形体が溶融変形した。硬化成形体のサイズはΦ8.20mm×H2.75mmであった。得られた硬化成形体の硬化度は41%であった。
Comparative Example 1
P-d-type benzoxazine (950.0 mg) was used as an uncured thermosetting resin instead of PDDA, and TPA (50.4 mg, 5.0 wt%) was used as a curing catalyst and crosslinking agent, and the mixture was ground and mixed in an agate mortar for 10 minutes. The obtained thermosetting resin composition (134.2 mg) was placed in a cylindrical mold and melt-molded by heating in an electric furnace at 100°C for 5 minutes. The size of the obtained preform was Φ6.10 mm x H5.20 mm when it was removed from the mold. The preform removed from the mold was irradiated with microwaves in a microwave oven under the conditions of 200 W, 15 minutes → 500 W, 15 minutes. As a result, the obtained cured molded product was melted and deformed. The size of the cured molded product was Φ8.20 mm x H2.75 mm. The degree of curing of the obtained cured molded product was 41%.

〔比較例2〕
熱硬化性樹脂として実施例1に記載のPDDA(990.4mg)、マイクロ波感応剤として単層カーボンナノチューブ(CNT)(10.2mg、10.2重量%)をメノウ乳鉢で30分間粉砕混合した。得られた熱硬化性樹脂組成物(88.3mg)を円柱状の型に入れ、電気炉で120℃、5分間加熱して溶融成形した。得られた予備成形体を型から出して測定したサイズはΦ4.80mm×H4.90mmであった。型から出した予備成形体に対して、電子レンジで500W、15分→700W、45分の条件でマイクロ波照射した。得られた硬化成形体の硬化度は26%であり、硬化が進んでいなかった。
Comparative Example 2
PDDA (990.4 mg) described in Example 1 as a thermosetting resin and single-walled carbon nanotubes (CNT) (10.2 mg, 10.2 wt%) as a microwave sensitizer were ground and mixed in an agate mortar for 30 minutes. The obtained thermosetting resin composition (88.3 mg) was placed in a cylindrical mold and heated in an electric furnace at 120 ° C for 5 minutes to be melt-molded. The size of the obtained preformed body measured after being removed from the mold was Φ4.80 mm × H4.90 mm. The preformed body removed from the mold was irradiated with microwaves in a microwave oven under the conditions of 500 W, 15 minutes → 700 W, 45 minutes. The degree of curing of the obtained cured molded body was 26%, and curing did not progress.

〔参考例1〕
実施例1と同じ熱硬化性樹脂組成物(22.6mg)を、実施例1と同様に円柱状の型に入れ、電気炉で120℃、5分間加熱して溶融成形した。得られた予備成形体を型から出して測定したサイズはΦ4.60mm×H1.80mmであった。この予備成形体を電気炉で200℃、2時間の条件で加熱して硬化させた。その結果、得られた硬化成形体が溶融変形した。硬化成形体のサイズはΦ5.10mm×H1.35mmであった。硬化成形体の硬化度は100%であった。
[Reference Example 1]
The same thermosetting resin composition (22.6 mg) as in Example 1 was placed in a cylindrical mold in the same manner as in Example 1, and melt-molded by heating in an electric furnace at 120°C for 5 minutes. The obtained preform was removed from the mold and measured for size to be Φ4.60 mm x H1.80 mm. This preform was heated in an electric furnace at 200°C for 2 hours to be cured. As a result, the obtained cured molded product was melt-deformed. The size of the cured molded product was Φ5.10 mm x H1.35 mm. The degree of curing of the cured molded product was 100%.

〔実施例2〕
四国化成工業(株)製のP-d型ベンゾオキサジン(P-d)(594mg)、マイクロ波感応剤としてアセチレンブラック(AB)(99.9mg、10.0重量%)、架橋剤として1,3-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン(BPO)(295.3mg、29.5重量%)、硬化触媒として亜リン酸トリフェニル(TPP)(10.3mg、1.0重量%)をメノウ乳鉢に入れて12分間粉砕混合した。なお、粉砕されたABの平均粒子径は35nmであった。
Example 2
Pd-type benzoxazine (P-d) (594 mg) manufactured by Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., acetylene black (AB) (99.9 mg, 10.0 wt%) as a microwave sensitizer, 1,3-bis(2-oxazolin-2-yl)benzene (BPO) (295.3 mg, 29.5 wt%) as a crosslinker, and triphenyl phosphite (TPP) (10.3 mg, 1.0 wt%) as a curing catalyst were placed in an agate mortar and ground and mixed for 12 minutes. The average particle size of the ground AB was 35 nm.

得られた熱硬化性樹脂組成物(74.3mg)を円柱状の型に入れ、電気炉で120℃、5分間加熱して溶融成形した。得られた予備成形体を型から出して測定したサイズはΦ5.10mm×H4.35mmであった。この型から出した予備成形体に対して、電子レンジを用いて700W、3分の条件(2.45GHz)でマイクロ波を照射した。DSC分析において硬化時発熱ピークから求めた硬化度は91%であった。この硬化成形体のサイズはΦ5.05mm×H4.20mmであり、硬化前の予備成形体と同等であった。 The obtained thermosetting resin composition (74.3 mg) was placed in a cylindrical mold and melt-molded by heating in an electric furnace at 120°C for 5 minutes. The obtained preform was removed from the mold and measured for size to be Φ5.10 mm x H4.35 mm. The preform removed from the mold was irradiated with microwaves at 700 W for 3 minutes (2.45 GHz) using a microwave oven. The degree of cure determined from the heat generation peak during curing in DSC analysis was 91%. The size of this cured molded product was Φ5.05 mm x H4.20 mm, which was the same as the preform before curing.

〔実施例3〕
JFEケミカル(株)製のB-a型ベンゾオキサジン(B-a)(797.5mg)、マイクロ波感応剤としてアセチレンブラック(AB)(101.3mg、10.2重量%)、架橋剤兼硬化触媒としてテレフタル酸(TPA)(97.4mg、9.8重量%)をメノウ乳鉢に入れて12分間粉砕混合した。なお、粉砕されたABの平均粒子径は35nmであった。
Example 3
Ba-type benzoxazine (Ba) (797.5 mg) manufactured by JFE Chemical Corporation, acetylene black (AB) (101.3 mg, 10.2 wt%) as a microwave sensitizer, and terephthalic acid (TPA) (97.4 mg, 9.8 wt%) as a crosslinking agent and curing catalyst were placed in an agate mortar and ground and mixed for 12 minutes. The average particle size of the ground AB was 35 nm.

得られた熱硬化性樹脂組成物(74.3mg)を円柱状の型に入れ、電気炉で120℃、5分間加熱して溶融成形した。得られた予備成形体を型から出して測定したサイズはΦ5.65mm×H4.60mmであった。この型から出した予備成形体に対して、電子レンジを用いて500W、1分+700W、1分の条件(2.45GHz)でマイクロ波を照射した。DSC分析において硬化時発熱ピークから求めた硬化度は98%であった。この硬化成形体のサイズはΦ5.70mm×H4.45mmであり、硬化前の予備成形体と同等であった。 The obtained thermosetting resin composition (74.3 mg) was placed in a cylindrical mold and melt-molded by heating in an electric furnace at 120°C for 5 minutes. The obtained preform was removed from the mold and measured for size Φ5.65 mm x H4.60 mm. The preform removed from the mold was irradiated with microwaves using a microwave oven under the conditions of 500 W for 1 minute + 700 W for 1 minute (2.45 GHz). The degree of cure determined from the heat generation peak during curing in DSC analysis was 98%. The size of this cured molded product was Φ5.70 mm x H4.45 mm, which was the same as the preform before curing.

〔実施例4〕
実施例2においてABの代わりにカーボンナノチューブ(CNT)を用いて同様の実験を行った。予備成形体のサイズΦ5.25mm×H4.50mmに対し硬化成形体のサイズはΦ5.40mm×H4.40mmであり、硬化度は90%であった。
Example 4
A similar experiment was carried out using carbon nanotubes (CNT) instead of AB in Example 2. The size of the preform was Φ5.25 mm×H4.50 mm, while the size of the cured molded body was Φ5.40 mm×H4.40 mm, and the degree of curing was 90%.

〔まとめ〕
特定のマイクロ波感応剤と架橋剤とを併用した実施例1~4では、型から取り出した後に形状保持したまま硬化成形体を得ることが可能であった。一方、マイクロ波感応剤を用いなかった比較例1では、溶融変形が生じた。また、架橋剤を用いなかった比較例2は硬化が不十分であった。
〔summary〕
In Examples 1 to 4, in which a specific microwave sensitizer and crosslinking agent were used in combination, it was possible to obtain a cured molded product that retained its shape after removal from the mold. On the other hand, in Comparative Example 1, in which no microwave sensitizer was used, melt deformation occurred. In Comparative Example 2, in which no crosslinking agent was used, curing was insufficient.

なお、参考例1のようにマイクロ波照射を行わずに電気炉による加熱のみにて硬化させることも可能であるが、実施例1に比べて硬化に時間を要した。また、溶融変形も生じた。 It is also possible to harden the material by heating in an electric furnace without irradiating it with microwaves as in Reference Example 1, but this took longer to harden than in Example 1. In addition, deformation due to melting also occurred.

本発明は、熱硬化性樹脂を用いる分野に利用することができる。 The present invention can be used in fields that use thermosetting resins.

Claims (5)

(A)熱硬化性樹脂と、(B)1~15重量%のマイクロ波感応剤と、(C)0.1~30重量%の架橋剤とを含有し、
(A)熱硬化性樹脂は、室温で固体であり、
(A)熱硬化性樹脂は、ベンゾオキサジン樹脂であり、
(B)マイクロ波感応剤は、平均粒子径が1nm~100μmであり、
(C)架橋剤は多官能性有機化合物であり、
(C)架橋剤は、多官能カルボン酸化合物または多官能オキサゾリン化合物である、熱硬化性樹脂組成物。
(A) a thermosetting resin, (B) 1 to 15% by weight of a microwave sensitizer, and (C) 0.1 to 30% by weight of a crosslinking agent;
(A) the thermosetting resin is a solid at room temperature;
(A) the thermosetting resin is a benzoxazine resin;
(B) the microwave sensitizer has an average particle size of 1 nm to 100 μm;
(C) the crosslinking agent is a polyfunctional organic compound;
(C) A thermosetting resin composition, wherein the crosslinking agent is a polyfunctional carboxylic acid compound or a polyfunctional oxazoline compound .
さらに、(D)0.001~15重量%の硬化触媒を含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1 further comprises (D) 0.001 to 15% by weight of a curing catalyst. (A)熱硬化性樹脂は、未硬化状態である、請求項1または2に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1 or 2, wherein (A) the thermosetting resin is in an uncured state. (B)マイクロ波感応剤が炭素材料である、請求項1~のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the microwave sensitizer (B) is a carbon material. 請求項1~のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物を型に入れて、当該熱硬化性樹脂組成物が完全に硬化しない温度で溶融成形することにより予備成形体を得る工程と、
前記予備成形体を型から外した状態でマイクロ波を照射して硬化させることにより硬化成形体を得る工程とを含む、硬化成形体の製造方法。
A step of putting the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 4 into a mold and melt-molding the thermosetting resin composition at a temperature at which the thermosetting resin composition is not completely cured to obtain a preform;
and curing the preform by irradiating the preform with microwaves while the preform is removed from the mold to obtain a cured molded body.
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