WO2019198641A1 - 不飽和ポリエステル樹脂組成物、成形材料、成形品、および、電動車両のバッテリーパック筐体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an unsaturated polyester resin composition, a molding material, a molded article, and a battery pack casing of an electric vehicle, and more specifically, an unsaturated polyester resin composition, a molding material containing the unsaturated polyester resin composition, and molding.
- the present invention relates to a molded article including a cured material and a battery pack housing of an electric vehicle including the cured material.
- molded products made of molding materials containing unsaturated polyester resin especially SMC (Sheet Molding Compound) have excellent appearance, mechanical properties, water resistance, corrosion resistance, etc. is doing.
- a molding material for example, a molding material including an unsaturated polyester resin, a low shrinkage agent, carbon calcium as a filler, and carbon fiber as a reinforcing fiber has been proposed (for example, the following patents) Reference 1).
- the molded product made of such a molding material is combined with a steel plate around a portion where rigidity and heat resistance such as an engine oil pan and a rocker cover are required in addition to a trunk lid and a bonnet, It is used.
- such molded products may be required to have flame retardancy due to low shrinkage to reduce warpage and deformation and delay of fire spread in the event of a vehicle fire.
- An object of the present invention is an unsaturated polyester resin composition for obtaining a molded product having excellent low shrinkage, excellent flame retardancy, and excellent dimensional stability even when combined with light metal parts, and the unsaturated polyester resin composition
- An object of the present invention is to provide a molding material including a molded article, a molded article including a cured product of the molding material, and a battery pack housing for an electric vehicle including the cured product of the molding material.
- the present invention [1] includes an unsaturated polyester, a polymerizable monomer, a low shrinkage agent, and aluminum hydroxide, and the unsaturated polyester is a polymerization product of a polybasic acid and a polyhydric alcohol.
- the polybasic acid contains an unsaturated polybasic acid, and the blending ratio of the unsaturated polybasic acid is 80 mol% or more with respect to 100 mol% of the polybasic acid, and the low shrinkage
- the agent includes polyvinyl acetate, and the blending ratio of polyvinyl acetate is 3 parts by mass or more and 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the unsaturated polyester, the polymerizable monomer, and the low shrinkage agent.
- the mixing ratio of the aluminum hydroxide is 150 parts by mass or more and 300 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the unsaturated polyester, the polymerizable monomer, and the low shrinkage agent.
- the unsaturated polyester resin composition That.
- the low shrinkage agent further contains a saturated polyester, and the blending ratio of the saturated polyester is 100 parts by mass of the total amount of the unsaturated polyester, the polymerizable monomer, and the low shrinkage agent.
- This invention [3] contains the unsaturated polyester resin composition as described in said [1] or [2] which does not contain a halogenated flame retardant substantially.
- the present invention [4] further contains the unsaturated polyester resin composition according to any one of [1] to [3] above, which contains a phosphorus-based flame retardant.
- the present invention further includes the unsaturated polyester resin composition according to any one of [1] to [4] above, which further includes a hollow filler.
- the present invention [6] includes the unsaturated polyester resin composition according to the above [1] to [5] and a reinforcing fiber.
- the unsaturated polyester resin composition the aluminum hydroxide and optionally blended.
- the total amount of the filler-excluded components excluding the filler to be formed includes a molding material that is 30% by volume or more and 50% by volume or less.
- the present invention [7] includes a molded product including the cured product of the molding material described in [6] above.
- the present invention [8] includes the molded article according to the above [7], wherein the linear expansion coefficient exceeds 17 ppm / ° C. and is 25 ppm / ° C. or less.
- the present invention [9] includes the molded product according to the above [7] or [8], which is used for a battery pack housing of an electric vehicle.
- the present invention [10] includes an aluminum member and a battery pack housing for an electric vehicle comprising the molded article according to any one of the above [7] to [9] combined with the aluminum member. .
- the polybasic acid of the unsaturated polyester contains a predetermined proportion of the unsaturated polybasic acid.
- the polyvinyl acetate which is a low shrinkage agent is a predetermined ratio with respect to the total amount of the unsaturated polyester, the polymerizable monomer and the low shrinkage agent.
- a molded product obtained using this unsaturated polyester resin composition is excellent in low shrinkage and flame retardancy.
- aluminum hydroxide is in a predetermined ratio with respect to the total amount of the unsaturated polyester, the polymerizable monomer and the low shrinkage agent.
- a molded product obtained using this unsaturated polyester resin composition is excellent in flame retardancy, and is excellent in dimensional stability even when combined with a light metal.
- the molding material of the present invention contains the unsaturated polyester resin composition of the present invention, a molded product obtained using this molding material is excellent in low shrinkage and flame retardancy, and may be combined with a light metal. Excellent dimensional stability.
- the molded article of the present invention contains the cured product of the molding material of the present invention, it has excellent low shrinkage, excellent flame retardancy, and excellent dimensional stability even when combined with a light metal.
- the battery pack casing of the electric vehicle of the present invention includes the molded product of the present invention, it has excellent low shrinkage, excellent flame retardancy, and excellent dimensional stability even when combined with a light metal.
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a battery pack housing of an electric vehicle according to the present invention.
- 2 is a schematic perspective view when the tray member and the cover member are combined in the battery pack housing of the electric vehicle of FIG.
- the unsaturated polyester resin composition of the present invention contains a resin component and aluminum hydroxide.
- the resin component contains unsaturated polyester, a polymerizable monomer, and a low shrinkage agent.
- Unsaturated polyester is a polymerization product of polybasic acid and polyhydric alcohol.
- the polybasic acid includes an unsaturated polybasic acid as an essential component and a saturated polybasic acid as an optional component.
- unsaturated polybasic acid examples include aliphatic unsaturated dibasic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, anicotic acid, dihydromuconic acid, for example, halides of these acids, for example, alkyls of these acids.
- esters examples include esters.
- the unsaturated polybasic acid includes acid anhydrides derived from the above aliphatic unsaturated dibasic acids, such as maleic anhydride.
- Preferred examples of the unsaturated polybasic acid include maleic anhydride and fumaric acid.
- saturated polybasic acid examples include aliphatic saturated polybasic acids, alicyclic saturated polybasic acids, aromatic saturated polybasic acids (ethylenically unsaturated double bond-free aromatic polybasic acids), and these acids. And alkyl esters of these acids.
- aliphatic saturated polybasic acid examples include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, methyl succinic acid, 2,2-dimethyl succinic acid, 2,3-dimethyl succinic acid, hexyl succinic acid, glutaric acid, and 2-methyl glutarar.
- examples thereof include aliphatic saturated dibasic acids such as acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylsuccinic acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
- the aliphatic saturated polybasic acid includes acid anhydrides derived from the above-mentioned aliphatic saturated dibasic acids, such as oxalic anhydride and succinic anhydride.
- alicyclic saturated polybasic acid examples include het acid, 1,2-hexahydrophthalic acid, 1,1-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid (cis- or trans-1,4-cyclohexane).
- Dicarboxylic acids or mixtures thereof) and alicyclic saturated dibasic acids such as dimer acids.
- aromatic saturated polybasic acid examples include aromatic saturated dibasic acids such as phthalic acid (orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid), trimellitic acid, and pyromellitic acid.
- the aromatic saturated polybasic acid includes acid anhydrides derived from the above aromatic saturated dibasic acids, such as phthalic anhydride.
- the saturated polybasic acid is preferably an aromatic saturated polybasic acid, more preferably an aromatic saturated dibasic acid, still more preferably phthalic acid, and particularly preferably isophthalic acid.
- Polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
- the polybasic acid contains a predetermined proportion of the unsaturated polybasic acid.
- the blending ratio of the unsaturated polybasic acid with respect to the polybasic acid is 80 mol% or more. 99 mol% or less.
- the blending ratio of the unsaturated polybasic acid is 100 mol% (that is, 80 mol% or more) with respect to the polybasic acid.
- an unsaturated polybasic acid is used alone.
- the polybasic acid includes the unsaturated polybasic acid in the above-described range, such an unsaturated polyester has high reactivity.
- polyhydric alcohol examples include ethylene glycol, propylene glycol (1,2- or 1,3-propanediol or a mixture thereof), butylene glycol (1,2- or 1,3- or 1,4-butylene glycol or Mixture thereof), 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 3- Alkane diols such as methyl-1,5-pentanediol, 2,2,2-trimethylpentanediol, and 3,3-dimethylolheptane, for example, aliphatics such as ether diols such as diethylene glycol, triethylene glycol, and dipropylene glycol Diols such as cyclohexa Diol (1,2- or 1,3- or 1,4-cyclohexanedio
- Polyhydric alcohols can be used alone or in combination of two or more.
- propylene glycol and neopentyl glycol are used in combination.
- the unsaturated polyester is obtained by polycondensation (condensation polymerization) with a polybasic acid and a polyhydric alcohol.
- the equivalent ratio of polyhydric alcohol to polybasic acid is, for example, It mix
- the reaction temperature is, for example, 150 ° C. or higher, preferably 190 ° C. or higher, and for example, 250 ° C. or lower, preferably 230 ° C. or lower.
- the reaction time is, for example, 8 hours or longer, for example, 30 hours or shorter.
- the acid value of the unsaturated polyester (measurement method: based on JIS K6901 (2008)) is, for example, 20 mgKOH / g or more and less than 40 mgKOH / g.
- the weight average molecular weight of the unsaturated polyester is, for example, 6000 or more, preferably 8000 or more, and for example, 25000 or less, preferably 20000 or less.
- a weight average molecular weight is a polystyrene equivalent weight average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography), and can be obtained by GPC measurement of unsaturated polyester.
- the blending ratio of the unsaturated polyester is, for example, 20% by mass or more and, for example, 60% by mass or less with respect to the resin component.
- the polymerizable monomer is a solvent for dissolving the unsaturated polyester, and at the time of curing the unsaturated polyester resin (described later), a crosslinkable monomer (reactive diluent) that can crosslink with the unsaturated polyester.
- Styrene monomers such as styrene, ⁇ -methyl styrene, ⁇ -ethyl styrene, vinyl toluene, t-butyl styrene, chlorostyrene, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, Isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate), 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (Meth) actyl such as methacrylic lauryl acrylate, trimethyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate Alkylate alkyl ester, for example (meth) acrylic acid allyl ester such as allyl (meth) acrylate, for example,
- Polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
- the blending ratio of the polymerizable monomer is, for example, 30% by mass or more with respect to the resin component, and is, for example, 70% by mass or less, preferably 60% by mass or less.
- the blending ratio of the polymerizable monomer is, for example, 50 parts by mass or more, for example, 220 parts by mass or less, preferably 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the unsaturated polyester.
- the low shrinkage agent is blended in order to suppress curing shrinkage and thermal shrinkage of the molded product (described later) when a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is obtained.
- the low shrinkage agent contains polyvinyl acetate as an essential component.
- Polyvinyl acetate can suppress curing shrinkage and heat shrinkage of a molded product (described later).
- the low shrinkage agent contains polyvinyl acetate, a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is excellent in low shrinkage.
- the blending ratio of polyvinyl acetate is 3 parts by mass or more, preferably 5 parts by mass or more, and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin component.
- a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is excellent in low shrinkage.
- a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is excellent in low shrinkage.
- the blending ratio of the polyvinyl acetate exceeds the above upper limit, the production stability is lowered due to the deterioration of the film peelability during the production of the molding material, and a molded product obtained using the unsaturated polyester resin composition (described later) ), The flexural modulus and specific rigidity at 90 ° C. are reduced.
- the low shrinkage agent includes, as an optional component, other low shrinkage agents such as polystyrene, polyethylene, cross-linked polystyrene, polyvinyl acetate-polystyrene block copolymer, SBS (rubber), and saturated polyester resin.
- other low shrinkage agents such as polystyrene, polyethylene, cross-linked polystyrene, polyvinyl acetate-polystyrene block copolymer, SBS (rubber), and saturated polyester resin.
- the saturated polyester resin can be obtained by dissolving saturated polyester in the polymerizable monomer described above.
- Saturated polyester is a polymerization product of the aforementioned saturated polybasic acid and the aforementioned polyhydric alcohol.
- the saturated polybasic acid is preferably an aliphatic saturated polybasic acid, more preferably an aliphatic saturated dibasic acid, and still more preferably adipic acid.
- Saturated polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
- the polyhydric alcohol is preferably a dihydric alcohol, more preferably propylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,6 hexanediol, neopentyl glycol, or the like.
- Polyhydric alcohol can be used alone or in combination of two or more.
- Saturated polyester is obtained by polycondensation (condensation polymerization) with a saturated polybasic acid and a polyhydric alcohol.
- the equivalent ratio of polyhydric alcohol to polybasic acid is, for example, 0.9 or more, preferably 0.95 or more, for example, 1.2 or less, preferably 1.1 or less, and stirred under normal pressure and nitrogen atmosphere.
- the reaction temperature is, for example, 150 ° C. or higher, preferably 190 ° C. or higher, and for example, 250 ° C. or lower, preferably 230 ° C. or lower.
- the reaction time is, for example, 8 hours or longer, for example, 30 hours or shorter.
- the acid value of the saturated polyester (measurement method: based on JIS K6901 (2008)) is, for example, 5 mgKOH / g or more and less than 40 mgKOH / g.
- this saturated polyester is dissolved in the above-mentioned polymerizable monomer (preferably, styrene), and if necessary, it is saturated by adding an additive (polymerization inhibitor (described later) (preferably hydroquinone)).
- an additive polymerization inhibitor (described later) (preferably hydroquinone)
- a polyester resin is prepared.
- the blending ratio of the polymerizable monomer is, for example, 35 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the saturated polyester, for example, 150 parts by mass or less, and a polymerization inhibitor.
- the blending ratio is, for example, 0.001 part by mass or more, preferably 0.005 part by mass or more, and for example, 0.1 part by mass or less, preferably 0 with respect to 100 parts by mass of the saturated polyester. .05 parts by mass or less.
- the low shrinkage agent can be used alone or in combination of two or more.
- polyvinyl acetate and a saturated polyester resin are used in combination.
- the low shrinkage agent preferably contains a saturated polyester resin.
- the blending ratio of the saturated polyester is, for example, 8 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resin component. For example, it is 15 parts by mass or less.
- a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is excellent in low shrinkage.
- a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is excellent in flame retardancy.
- the resin component includes other thermosetting resins (excluding unsaturated polyester resins) as necessary.
- thermosetting resins examples include vinyl ester resins, brominated vinyl ester resins, and acrylic syrup.
- the vinyl ester resin can be obtained by dissolving vinyl ester in the above polymerizable monomer.
- Vinyl ester is a reaction product of a non-brominated epoxy resin and an unsaturated monobasic acid.
- the non-brominated epoxy resin is a reaction product of the first phenol component and the first epoxy component.
- the first phenol component contains a non-brominated bisphenol compound.
- the non-brominated bisphenol compound is represented by the following general formula (1).
- Y 1 represents any one of —C (CH 3) 2 —, —CH 2 —, —O—, —S—, — (O ⁇ S ⁇ O) —).
- non-brominated bisphenol compounds include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and preferably bisphenol A.
- non-brominated bisphenol compounds can be used alone or in combination of two or more.
- the first epoxy component includes a non-brominated epoxy compound.
- the non-brominated epoxy compound is represented by the following general formula (2).
- non-brominated epoxy compounds include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, and bisphenol S type epoxy resins.
- the epoxy equivalent of the non-brominated epoxy compound is, for example, 100 g / eq or more, preferably 150 g / eq or more, and for example, 800 g / eq or less, preferably 400 g / eq or less, more preferably 300 g / eq. Less than eq, more preferably 250 g / eq or less.
- non-brominated epoxy compounds can be used alone or in combination of two or more.
- the first phenol component and the first epoxy component are reacted. Specifically, a non-brominated bisphenol compound and a non-brominated epoxy compound are blended and reacted.
- the 1st epoxy component with respect to 1 equivalent of 1st phenol components is 0.5 equivalent or more, Preferably, it is 1.0 equivalent or more, Preferably, it is 2.0 equivalent or more. 4.0 equivalent or less.
- the catalyst examples include amines such as triethylamine and benzyldimethylamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride and triethylbenzylammonium chloride, and imidazoles such as 2-ethyl-4-imidazole, and the like.
- Amides eg pyridines, eg phosphines such as triphenylphosphine, eg phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide, eg sulfonium salts, eg sulfonic acids, eg octylic acid
- phosphines such as triphenylphosphine
- phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide
- sulfonium salts eg sulfonic acids, eg octylic acid
- organic metal salts such as zinc, preferably quaternary ammonium salts, and more preferably triethylbenzylammonium chloride.
- These catalysts can be used alone or in combination of two or more.
- the blending ratio of the catalyst is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the first phenol component and the first epoxy component. 0.0 parts by mass or less, preferably 1.0 parts by mass or less.
- a polymerization inhibitor (described later) (preferably hydroquinone) can be added as necessary.
- the blending ratio of the polymerization inhibitor is, for example, 0.001 parts by mass or more, preferably 0.005 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the first phenol component and the first epoxy component. 0.5 parts by mass or less, preferably 0.1 parts by mass or less.
- the reaction temperature is, for example, 80 ° C. or more, preferably 100 ° C. or more, and for example, 170 ° C. or less.
- the reaction time is, for example, 1 hour or more, preferably 3 For example, it is 12 hours or less, preferably 10 hours or less.
- the epoxy equivalent of the non-brominated epoxy resin is, for example, 200 g / eq or more, preferably 300 g / eq or more, and, for example, 800 g / eq or less, preferably 400 g / eq or less.
- Examples of the unsaturated monobasic acid include monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and sorbic acid, such as dibasic acid anhydride, and at least one unsaturated group in the molecule.
- Examples of the dibasic acid anhydride include maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and the like.
- Examples of the alcohol having an unsaturated group include hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, and the like. .
- Unsaturated monobasic acids can be used alone or in combination of two or more.
- the unsaturated monobasic acid is preferably a monocarboxylic acid, more preferably (meth) acrylic acid, and still more preferably methacrylic acid.
- a non-brominated epoxy resin is reacted with an unsaturated monobasic acid.
- the equivalent of the carboxyl group of the unsaturated monobasic acid to the epoxy group of the non-brominated epoxy resin is, for example, 1 or more, preferably 1.5 or more, and for example, 2.5 or less. is there.
- the reaction temperature is, for example, 80 ° C. or more, preferably 100 ° C. or more, for example, 150 ° C. or less, preferably 130 ° C. or less
- the reaction time is, for example, 1 It is not less than time, preferably not less than 2 hours, and for example, not more than 10 hours.
- reaction can also be implemented following reaction of the above-mentioned 1st phenol component and 1st epoxy component.
- the acid value of vinyl ester (measurement method: based on JIS K6901 (2008)) is, for example, 5 mgKOH / g or more and 20 mgKOH / g or less.
- a vinyl ester resin is prepared by dissolving the vinyl ester in the polymerizable monomer (preferably styrene).
- the brominated vinyl ester resin can be obtained by dissolving brominated vinyl ester in the above polymerizable monomer.
- Brominated vinyl ester resin is a reaction product of brominated epoxy resin and the above unsaturated monobasic acid.
- the brominated epoxy resin is a reaction product of the second phenol component and the second epoxy component.
- the second phenol component contains a brominated bisphenol compound.
- the brominated bisphenol compound is represented by the following general formula (3).
- brominated bisphenol compounds include tetrabromobisphenol A ([2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane), dibromobisphenol A, tetrabromobisphenol F, and tetrabromobisphenol S. Etc.
- brominated bisphenol compounds can be used alone or in combination of two or more.
- the second phenol component contains the non-brominated bisphenol compound as necessary.
- the second epoxy component contains a brominated epoxy compound.
- the brominated epoxy compound is represented by the following general formula (4).
- brominated epoxy compounds include tetrabromobisphenol A type epoxy resins, dibromobisphenol A type epoxy resins, tetrabromobisphenol F type epoxy resins, and tetrabromobisphenol S type epoxy resins.
- the epoxy equivalent of the brominated epoxy compound is, for example, 100 g / eq or more, preferably 200 g / eq or more, more preferably 300 g / eq or more, and for example, 1000 g / eq or less, preferably 600 g / eq. It is as follows.
- brominated epoxy compounds can be used alone or in combination of two or more.
- the second epoxy component contains the non-brominated epoxy compound as necessary.
- the second phenol component and the second epoxy component are reacted. Specifically, a brominated bisphenol compound, a brominated epoxy compound, a non-brominated bisphenol compound blended as necessary, and a non-brominated epoxy compound blended as necessary are blended and reacted.
- the amount of the second epoxy component relative to 1 equivalent of the second phenol component is 0.5 equivalents or more, preferably 1.0 equivalents or more, preferably 2.0 equivalents or more. 4.0 equivalent or less.
- the above catalyst can be added as necessary.
- the catalyst is preferably a quaternary ammonium salt, more preferably triethylbenzylammonium chloride.
- the blending ratio of the catalyst is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the second phenol component and the second epoxy component. 0.0 parts by mass or less, preferably 1.0 parts by mass or less.
- a polymerization inhibitor (described later) (preferably hydroquinone) can be added as necessary.
- the blending ratio of the polymerization inhibitor is, for example, 0.001 parts by mass or more, preferably 0.005 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the second phenol component and the second epoxy component, 0.5 parts by mass or less, preferably 0.1 parts by mass or less.
- the reaction temperature is, for example, 80 ° C. or more, preferably 100 ° C. or more, for example, 150 ° C. or less, preferably 130 ° C. or less
- the reaction time is, for example, 1 It is not less than time, preferably not less than 3 hours, and for example, not more than 12 hours, preferably not more than 10 hours.
- the epoxy equivalent of the brominated epoxy resin is, for example, 200 g / eq or more, preferably 300 g / eq or more, and for example, 800 g / eq or less, preferably 500 g / eq or less.
- the bromine content of the brominated epoxy resin is, for example, 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and for example, 60% by mass or less.
- the bromine content of the brominated epoxy resin can be obtained by an ion chromatography method.
- a brominated epoxy resin is reacted with the above unsaturated monobasic acid (preferably methacrylic acid).
- the equivalent of the carboxyl group of the unsaturated monobasic acid to the epoxy group of the brominated epoxy resin is, for example, 0.5 or more, preferably 1.0 or more, and, for example, 2.5 or less. It is.
- the reaction temperature is, for example, 80 ° C. or more, preferably 100 ° C. or more, for example, 150 ° C. or less, preferably 130 ° C. or less
- the reaction time is, for example, 1 It is not less than time, preferably not less than 2 hours, and for example, not more than 10 hours, preferably not more than 6 hours.
- reaction can also be implemented following reaction of the above-mentioned 2nd phenol component and 2nd epoxy component.
- the acid value of the brominated vinyl ester (measurement method: based on JIS K6901 (2008)) is, for example, 5 mgKOH / g or more and 20 mgKOH / g or less.
- the brominated vinyl ester resin is prepared by dissolving the brominated vinyl ester in the polymerizable monomer (preferably styrene).
- the bromine content of the brominated vinyl ester resin is, for example, 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and for example, 40% by mass or less.
- the bromine content of the brominated vinyl ester resin can be obtained by an ion chromatography method.
- the blending ratio of the other thermosetting resin is, for example, 15% by mass or more with respect to the resin component, and is, for example, 40% by mass or less.
- Aluminum hydroxide is blended to impart flame retardancy to a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition, and to impart transparency and depth.
- the average particle diameter of aluminum hydroxide is, for example, 1 ⁇ m or more, and for example, 50 ⁇ m or less, preferably 25 ⁇ m or less.
- the average particle size of aluminum hydroxide can be determined by preparing a particle size distribution curve using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device and calculating the particle size corresponding to 50% by mass.
- Aluminum hydroxide can be used alone or in combination of two or more kinds of aluminum hydroxide having different average particle sizes and aluminum hydroxide having different sodium oxide contents.
- the blending ratio of aluminum hydroxide is 150 parts by mass or more, preferably 160 parts by mass or more, and 300 parts by mass or less, more preferably 250 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin component.
- the compounding ratio of aluminum hydroxide is not less than the above lower limit, a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is excellent in flame retardancy.
- a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition is excellent in dimensional stability even when combined with a light metal.
- a molded product (described later) obtained using this unsaturated polyester resin composition is excellent in both flame retardancy and dimensional stability by containing the blending ratio of aluminum hydroxide at the above-mentioned predetermined ratio. .
- the unsaturated polyester resin composition can be obtained by blending the resin component and aluminum hydroxide at the blending ratio described above. Specifically, an unsaturated polyester, a polymerizable monomer, a low shrinkage agent, another thermosetting resin blended as necessary, and aluminum hydroxide are blended in the above blending ratio. Can be obtained.
- the unsaturated polyester resin composition may contain additives such as a polymerization inhibitor, a curing agent, a release agent, a colorant, a filler, and a thickener, if necessary. These additives can be used alone or in combination of two or more.
- the polymerization inhibitor is blended to adjust the pot life and the curing reaction.
- hydroquinone compounds such as hydroquinone, methylhydroquinone and t-butylhydroquinone
- benzoquinone compounds such as p-benzoquinone and methyl-p-benzoquinone
- catechol compounds such as t-butylcatechol, for example, phenol compounds such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and 4-methoxyphenol, such as 1-oxyl-2,2,6, 6-tetramethylpiperidine, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-ol, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetrapiperidine-1-oxyl, 4-methoxy-2 , 2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-oxyl, 1-oxyl-2,2 6,6-tetramethylpiperidin-4-yl-acetate, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl
- the blending ratio of the polymerization inhibitor is, for example, 0.01 parts by mass or more and, for example, 0.1 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin component.
- Polymerization inhibitors can be used alone or in combination of two or more.
- curing agent examples include benzoyl peroxide, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-amyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-hexyl peroxyisopropyl monocarbonate, and 1,1-bis (t-butylperoxy).
- the blending ratio of the curing agent is, for example, 0.5 parts by mass or more, preferably 0.8 parts by mass or more, and for example, 10 parts by mass or less, preferably 3 parts with respect to 100 parts by mass of the resin component. It is below mass parts.
- Curing agents can be used alone or in combination of two or more.
- the release agent examples include fatty acids such as stearic acid and lauric acid, and fatty acid metal salts such as zinc stearate and calcium stearate, such as paraffin, liquid wax, fluoropolymer, and silicon-based polymer. Is a fatty acid metal salt, more preferably zinc stearate.
- a mold release agent for example, a mixture of a surfactant such as a fatty acid alkyl ester or an alkyl ammonium salt and a copolymer can be used, and such a mold release agent can be a commercially available product.
- a surfactant such as a fatty acid alkyl ester or an alkyl ammonium salt
- a copolymer can be used, and such a mold release agent can be a commercially available product.
- BYK-P 9051, BYK-P 9060, BYK-P 9080 manufactured by BYK Chemie
- the mixing ratio of the release agent is, for example, 1 part by mass or more, preferably 3 parts by mass or more, and for example, 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the resin component.
- Release agents can be used alone or in combination of two or more.
- the colorant is not particularly limited, and examples thereof include titanium oxide and polyester toner (titanium oxide and / or carbon black-containing polyester colorant), and polyester toner is preferable.
- the blending ratio of the colorant is, for example, 1 part by mass or more, preferably 3 parts by mass or more, and for example, 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin component.
- Coloring agents can be used alone or in combination of two or more.
- the filler examples include oxides such as alumina and titania, hydroxides such as magnesium hydroxide (excluding aluminum hydroxide), carbonates such as calcium carbonate, sulfates such as barium sulfate, and silica.
- oxides such as alumina and titania
- hydroxides such as magnesium hydroxide (excluding aluminum hydroxide)
- carbonates such as calcium carbonate
- sulfates such as barium sulfate
- silica for example, glass powder
- glass powder for example, hollow fillers such as glass balloons, silica balloons, alumina balloons, such as quartz sand, diatomaceous earth, mica
- silicates such as clay, kaolin, and talc
- fluorides such as fluorite
- phosphates such as calcium phosphate
- inorganic fillers such as clay minerals such as smectite.
- the average particle diameter of the hollow filler is, for example, 5 ⁇ m or more, and for example, 50 ⁇ m or less.
- the density of the hollow filler is, for example, 0.1 g / mL or more, for example, 1.0 g / mL or less.
- the filler is preferably a hollow filler, more preferably a glass balloon.
- the unsaturated polyester resin composition includes a hollow filler, the density of a molded product (described later) obtained using the unsaturated polyester resin composition can be reduced.
- the blending ratio of the filler is, for example, 1 part by mass or more, preferably 3 parts by mass or more, for example, 50 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin component. is there.
- ⁇ Fillers can be used alone or in combination of two or more.
- the viscosity reducing agent is blended in order to reduce the unsaturated polyester resin composition to a viscosity suitable for heat compression molding, and includes known viscosity reducing agents.
- a commercially available product can be used. Specifically, BYK-W996 (manufactured by Big Chemie) or the like is used.
- the blending ratio of the viscosity reducing agent is, for example, 1 part by mass or more and, for example, 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin component.
- Viscosity reducing agents can be used alone or in combination of two or more.
- the flame retardant examples include halogen-based flame retardants such as bromine-based flame retardants, for example, phosphorus-based flame retardants, inorganic flame retardants, nitrogen compound-based flame retardant non-halogen flame retardants, and the like.
- halogen-based flame retardants such as bromine-based flame retardants, for example, phosphorus-based flame retardants, inorganic flame retardants, nitrogen compound-based flame retardant non-halogen flame retardants, and the like.
- brominated flame retardants include hexabromobenzene, for example, tetrabromobisphenol, for example, bromodiphenyl such as tetrabromodiphenyl, hexabromodiphenyl, decabromodiphenyl, decabromodiphenylethane (bispentabromophenylethane), for example, Bromodiphenyl ethers such as tetrabromodiphenyl ether, hexabromodiphenyl ether, decabromodiphenyl ether, and the like.
- hexabromobenzene for example, tetrabromobisphenol
- bromodiphenyl such as tetrabromodiphenyl, hexabromodiphenyl, decabromodiphenyl ether, and the like.
- Phosphorus flame retardants include, for example, red phosphorus, for example, phosphate esters such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tricresyl phosphate, polyphosphates such as ammonium polyphosphate, such as ammonium polyphosphate, and the like.
- examples thereof include IFR (Intumescent) type expansion flame retardants, for example, phosphinic acid metal salts, in which an auxiliary agent such as pentaerythritol and a carbon supply agent such as melamine are blended.
- phosphorus-based flame retardant commercially available products can be used, and specific examples include Exolit AP series, OP series, RP series (manufactured by Clariant Chemicals).
- inorganic flame retardants include antimony oxides such as antimony trioxide, zinc stannate, zinc borate and their preparations, and preferably antimony trioxide.
- nitrogen compound flame retardants examples include azoalkane compounds, hindered amine compounds, and melamine compounds.
- a non-halogen flame retardant is used.
- the unsaturated polyester resin composition is substantially free of a halogen-based flame retardant.
- Substantially free of halogenated flame retardant means that the halogenated flame retardant is, for example, 1.0% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, based on the unsaturated polyester resin composition. Means that.
- the unsaturated polyester resin composition does not substantially contain a halogen-based flame retardant, generation of gas derived from halogen during combustion can be suppressed, and environmental pollution can be suppressed.
- the flame retardant is more preferably a phosphorus flame retardant, more preferably a phosphate ester, particularly preferably an ammonium polyphosphate and a metal phosphinate.
- the unsaturated polyester resin composition contains a phosphorus-based flame retardant.
- the unsaturated polyester resin composition contains a phosphorus-based flame retardant
- the flame retardancy is improved, so that the content of aluminum hydroxide can be reduced.
- the linear expansion coefficient of the molded product can be increased.
- the blending ratio of the flame retardant is, for example, 15 parts by mass or more, preferably 25 parts by mass or more, and for example, 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin component.
- the ratio of the mixing ratio of aluminum hydroxide to the mixing ratio of the flame retardant is, for example, 5 or more, preferably 15 or less.
- Flame retardants can be used alone or in combination of two or more.
- the thickener is blended to increase the viscosity of the unsaturated polyester resin composition to a viscosity suitable for heat compression molding, and preferably before impregnating the unsaturated polyester resin composition into reinforcing fibers (described later) (preferably
- alkaline earth metal oxides such as magnesium oxide
- alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide
- alkaline earth metal An oxide more preferably, magnesium oxide is used.
- the blending ratio of the thickener is, for example, 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resin component, and is, for example, 10 parts by mass or less, preferably 3 parts by mass or less.
- Thickeners can be used alone or in combination of two or more.
- the unsaturated polyester resin composition for example, a pattern material, an antibacterial agent, a hydrophilic agent, a photocatalyst, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, a separation inhibitor, a silane coupling agent, an antistatic agent, a lubricating dispersion
- Additives such as an agent, a thixotropic agent, a thixo stabilizer, and a polymerization accelerator can be blended within a range that does not impair the effects of the present invention. These additives can be used alone or in combination of two or more.
- unsaturated polyester, polymerizable monomer, low shrinkage agent, other thermosetting resin blended as necessary, aluminum hydroxide, and additive blended as necessary To obtain an unsaturated polyester resin composition. First, an unsaturated polyester resin was prepared by dissolving the unsaturated polyester in a polymerizable monomer, and then the obtained unsaturated polyester resin was obtained. In addition, a polymerizable monomer, a low shrinkage agent, another thermosetting resin blended as necessary, aluminum hydroxide, and an additive blended as necessary can be blended.
- the unsaturated polyester resin In the preparation of the unsaturated polyester resin, the unsaturated polyester and the polymerizable monomer are blended, and the above additives (for example, a polymerization inhibitor) can be blended as necessary.
- the above additives for example, a polymerization inhibitor
- the blending ratio of the polymerizable monomer is, for example, 35 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the unsaturated polyester, and for example, 150 parts by mass or less.
- the mixing ratio of the inhibitor is, for example, 0.001 part by mass or more, preferably 0.005 part by mass or more, for example, 0.1 part by mass or less, preferably 100 parts by mass of unsaturated polyester. Is 0.05 parts by mass or less.
- a molding material can be prepared by mix
- a molded product can be obtained from such a molding material by a known method.
- reinforcing fibers include inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, metal fibers, and ceramic fibers, and organic fibers such as polyvinyl alcohol fibers, polyester fibers, polyamide fibers, fluororesin fibers, and phenol fibers.
- inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, metal fibers, and ceramic fibers
- organic fibers such as polyvinyl alcohol fibers, polyester fibers, polyamide fibers, fluororesin fibers, and phenol fibers.
- natural fibers such as hemp and kenaf, preferably inorganic fibers, more preferably carbon fibers and glass fibers, and still more preferably glass fibers.
- the shape of these reinforcing fibers is, for example, a cloth shape such as a roving cloth, a chopped strand mat, a preformable mat, a continuous strand mat, a mat such as a surface mat, a strand shape, a roving shape, a nonwoven fabric shape, and a paper shape.
- a roving shape is preferable.
- reinforcing fibers carbon fibers and glass fibers are preferable, and glass fibers are more preferable. More specifically, glass roving is preferable, and more specifically, glass roving has a predetermined length. A glass chop cut into pieces is preferred.
- the length of the reinforcing fiber is not particularly limited and is, for example, 1.5 mm or more, but when the molding material is prepared using the unsaturated polyester resin composition described above, even if the reinforcing fiber is long, Since smoothness can be ensured, from the viewpoint of improving strength, it is preferably 5 mm or more, more preferably 15 mm or more, and for example, 80 mm or less, preferably 40 mm or less.
- the molding material is obtained, for example, as a sheet-like molding material by impregnating the unsaturated fiber resin composition with reinforcing fibers.
- the blending ratio of the reinforcing fibers is, for example, 5% by mass with respect to the total amount of the unsaturated polyester resin composition and the reinforcing fibers. As mentioned above, Preferably, it is 10 mass% or more, for example, 50 mass% or less, Preferably, it is 35 mass% or less.
- Examples of methods for preparing the molding material include known methods, such as SMC (sheet molding compound), TMC (thick molding compound), BMC (bulk molding compound), etc.
- blended the long reinforcing fiber (for example, 5 mm or more) is mentioned from a viewpoint of improving (a).
- the total amount (volume content) of the filler-excluded components excluding aluminum hydroxide and, if necessary, the filler is 30% by volume or more, Preferably, it is 40 volume% or more, for example, 55 volume% or less, Preferably, it is 50 volume% or less.
- the reinforced fiber can be sufficiently impregnated in the unsaturated polyester resin composition, and the production stability is excellent.
- the volume content of aluminum hydroxide is, for example, 25% by volume or more, and, for example, 40% by volume or less.
- the volume content of the hollow filler is, for example, 5% by volume or more with respect to the molding material, and for example, 15 volume. % Or less.
- volume content of the reinforcing fiber with respect to the molding material is, for example, 15% by volume or more, and, for example, 25% by volume or less.
- this molding material contains the unsaturated polyester resin composition described above, a molded product obtained using this molding material is excellent in low shrinkage, excellent in flame retardancy, and is dimensionally stable even when combined with a light metal. Excellent in properties.
- the molding material is retained in a sheet shape, for example. That is, the molding material has a sheet shape.
- a molded article is obtained by heat compression molding a molding material by a known method.
- the conditions for the heat compression molding are appropriately set according to the purpose and application.
- the molding temperature is, for example, 100 ° C. or higher, for example, 200 ° C. or lower
- the molding pressure is, for example, 0.1 MPa or more, preferably 1 MPa or more, more preferably 5 MPa or more, and for example, 20 MPa or less, preferably 15 MPa or less.
- the molding material is cured and the molding material is molded.
- this molded product contains a cured product of the above molding material, it has excellent low shrinkage and flame retardancy.
- the polybasic acid contains the unsaturated polybasic acid in the predetermined ratio.
- the unsaturated polyester resin composition contains polyvinyl acetate in the above-mentioned predetermined ratio, and further contains aluminum hydroxide in the above-mentioned predetermined ratio, the above-mentioned unsaturated polyester resin composition.
- the linear expansion coefficient of the molded product obtained using the above exceeds, for example, 17.0 ppm / ° C., preferably 18.0 ppm / ° C. or more, more preferably 18.5 ppm / ° C. or more. For example, it becomes 25.0 ppm / ° C. or less.
- linear expansion coefficient of such a molded product approximates the linear expansion coefficient of light metals such as aluminum (linear expansion coefficient 23.0 ppm / ° C.) and magnesium (linear expansion coefficient 25.4 ppm / ° C.), and the linear expansion coefficient of the molded product. The difference between the coefficient and the linear expansion coefficient of light metal is small.
- the difference between the linear expansion coefficient of the molded product and the linear expansion coefficient of aluminum is, for example, ⁇ 2 or more. Also, for example, it is 6 or less, preferably 5 or less, more preferably less than 4.5.
- the linear expansion coefficient of a molded article made of a molding material containing calcium carbonate as in Patent Document 1 is 0 ppm / ° C. or more and 16 ppm / ° C. or less, and is a light metal (for example, aluminum (linear expansion coefficient 23.0 ppm / ° C.)). ) Is large. Therefore, when such a molded product is combined with light metal, dimensions such as changes in gaps between parts, generation of stress at joints, and deterioration of sealability at seals due to dimensional differences due to thermal changes. There is a problem of poor stability.
- Examples of the light metal include aluminum and magnesium, and preferably aluminum.
- Such a molded article is preferably used in a battery pack housing of an electric vehicle.
- a battery pack casing 1 of an electric vehicle includes a tray member 2 as an example of an aluminum member, and a cover member 3 made of the above-mentioned molded product in combination with the tray member 2.
- the tray member 2 is a container for storing a battery (not shown), and has a box shape with one side opened.
- the tray member 2 is made of aluminum.
- the cover member 3 has a plate shape that closes the opening provided in the tray member 2, and has the same size as the opening.
- the tray member 2 and the cover member 3 are combined so that the cover member 3 closes the opening provided in the tray member 2 as shown in FIG.
- this molded product is combined with an aluminum member.
- the step stability is excellent.
- the battery pack housing 1 of the electric vehicle includes the cover member 3 made of the molded product, the battery pack housing 1 is excellent in low shrinkage and flame retardancy.
- blending ratio content ratio
- physical property values and parameters used in the following description are described in the above-mentioned “Mode for Carrying Out the Invention”, and the corresponding blending ratio (content ratio) ), Physical property values, parameters, etc. may be replaced with the upper limit values (numerical values defined as “less than” or “less than”) or lower limit values (numbers defined as “greater than” or “exceeded”). it can.
- “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified. 1.
- Synthesis example 2 A flask equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, a reflux condenser and a stirrer was charged with 3.3 mol of isophthalic acid and 10.5 mol of propylene glycol, and was stirred at 200 ° C. to 210 ° C. with stirring in a nitrogen gas atmosphere. A condensation reaction was performed. Thereafter, when the acid value of the reaction product reached 20 mgKOH / g, the reaction product was cooled to 150 ° C., charged with 6.7 mol of maleic anhydride, and reacted again at 210 ° C. to 220 ° C. to give an acid value of 27.5 mgKOH / g Of unsaturated polyester was obtained.
- brominated vinyl ester resin Synthesis Example 5
- 400 parts by mass (1.0 equivalent) of tetrabromobisphenol A type epoxy resin epoxy equivalent 400, bromine content 48.0%
- methacrylic acid 88. 2 parts by mass (1.025 equivalents) a brominated epoxy resin
- methacrylic acid 88. 2 parts by mass (1.025 equivalents) methacrylic acid 88. 2 parts by mass (1.025 equivalents)
- 0.05 parts by mass of hydroquinone as a polymerization inhibitor 0.5 parts by mass of triethylbenzylammonium chloride as a catalyst were added and reacted at 110 ° C. for 8 hours while blowing air. 9.0 mg KOH / g brominated vinyl ester was obtained.
- Example 1 Preparation of Unsaturated Polyester Resin Composition and Molding Material 60 parts by weight of unsaturated polyester resin of Synthesis Example 1 (36 parts by weight of unsaturated polyester, 24 parts by weight of styrene), and 15 parts by weight of polyvinyl acetate solution (40% styrene solution of polyvinyl acetate) as a low shrinkage agent 6 parts by weight of vinyl acetate, 9 parts by weight of styrene), 20 parts by weight of the saturated polyester resin of Synthesis Example 3 (12 parts by weight of saturated polyester, 8 parts by weight of styrene), 5 parts by weight of styrene as a polymerizable monomer, and polymerization As an inhibitor, 0.05 parts by weight of p-benzoquinone, 1.0
- a glass chop obtained by continuously cutting glass roving into 25 mm as a reinforcing fiber has a glass content of 28% by mass. Then, after obtaining a molding material (SMC) with a known SMC impregnation machine, the mixture was aged at 40 ° C. for 48 hours to increase the viscosity until the molding material was ready for heat compression molding.
- SMC molding material
- Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 7 A molding material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation was changed according to the descriptions in Tables 1 to 3.
- Example 2 carbon fibers (T700SC-12000, manufactured by Toray Industries, Inc.) were used as reinforcing fibers.
- Example 5 brominated flame retardant (bispentabromophenyl ethane) and diantimony trioxide were used as the flame retardant.
- Example 3 Example 6, and Example 7, a phosphinic acid metal salt (OP1230 (trade name, Exolit OP1230, manufactured by Clariant Chemicals, Inc., phosphorus content 23%)) was used as a flame retardant.
- OP1230 trade name, Exolit OP1230, manufactured by Clariant Chemicals, Inc., phosphorus content 23%)
- Example 8 as a flame retardant, ammonium polyphosphate (trade name, Exolit) AP422, manufactured by Clariant Chemicals, phosphorus content 31%) was used.
- Example 9 red phosphorus was used as a flame retardant.
- Example 4 Example 6, and Example 10, a glass balloon (average particle size: 20 ⁇ m, density 0.46 g / mL) was used as the filler.
- Example 13 BYK-P 9060 (manufactured by Big Chemie) was used as a release agent.
- Comparative Example 1 calcium carbonate having an average particle diameter of about 3 ⁇ m was used as the filler.
- Molding was performed under the conditions that the mold temperature was 140 ° C. on both the product surface and the back surface, the molding pressure was 10 MPa, and the holding time in the mold was 420 seconds. Thereafter, the molded product was removed from the mold and immediately sandwiched between iron plates and cooled. Thereafter, the molded product was allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours, the dimensions of the four sides of the molded product at 25 ° C. were measured, and the shrinkage rate was measured based on the ratio to the dimensions of the flat plate mold. The results are shown in Tables 4-6.
- Molding material was molded in the same procedure as the production of flat plates to obtain molded plates having thicknesses of 3 mm and 4 mm. A test piece was cut out from the molded plate, and a combustion test was performed in accordance with UL94 standard (plastic material flammability test) of UL standard (Underwriters Laboratories Inc.). It was evaluated whether 5 VA and V-0 standards were satisfied with a 3 mm-thick test piece, and whether V-0 standards were satisfied with a 4 mm-thick test piece. The 5VA standard is a more advanced flame retardant standard than the V-0 standard. The results are shown in Tables 4-6.
- the superiority or inferiority was evaluated according to the following criteria with respect to the linear expansion coefficient. The results are shown in Tables 4-6.
- X The linear expansion coefficient was 16.0 ppm / ° C. or less.
- the superiority or inferiority was evaluated according to the following criteria for smoke generation. The results are shown in Tables 4-6. ⁇ : No black smoke was generated. X: Black smoke was generated.
- Superiority or inferiority was evaluated according to the following criteria with respect to film peelability. The results are shown in Tables 4-6. ⁇ : SMC had little tack and the film was peeled off smoothly. ⁇ : Strong tack was observed on SMC. Alternatively, separation of some components was observed during film peeling.
- Test piece (length 80 mm, width 10 mm) is cut out from a molded product molded for molding shrinkage measurement, and the bending strength and bending elastic modulus are measured at 23 ° C. and 90 ° C. in accordance with JIS K7017 (1999). did. The results are shown in Tables 4-6.
- the unsaturated polyester resin composition, molding material, and molded product of the present invention can be suitably used in a battery pack casing of an electric vehicle.
- the battery pack casing of the electric vehicle of the present invention can be suitably used for vehicles that require flame retardancy.
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Abstract
不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステルと、重合性単量体と、低収縮化剤と、水酸化アルミニウムとを含む。不飽和ポリエステルは、多塩基酸と、多価アルコールとの重合生成物である。多塩基酸は、不飽和多塩基酸を含み、不飽和多塩基酸の配合割合は、多塩基酸100モル%に対して、80モル%以上である。低収縮化剤は、ポリ酢酸ビニルを含み、ポリ酢酸ビニルの配合割合が、不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、3質量部以上、10質量部以下である。水酸化アルミニウムの配合割合は、不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、150質量部以上、300質量部以下である。
Description
本発明は、不飽和ポリエステル樹脂組成物、成形材料、成形品、および、電動車両のバッテリーパック筐体に関し、詳しくは、不飽和ポリエステル樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂組成物を含む成形材料、成形材料の硬化物を含む成形品、および、成形材料の硬化物を備える電動車両のバッテリーパック筐体に関する。
従来、不飽和ポリエステル樹脂を含む成形材料(とりわけ、SMC(シートモールディングコンパウンド))からなる成形品は、外観、機械的特性、耐水性、耐食性などに優れることから、自動車の鋼板の一部を置換している。
このような成形材料として、例えば、不飽和ポリエステル樹脂と、低収縮化剤と、充填材としての炭素カルシウムと、強化繊維としての炭素繊維とを含む成形材料が提案されている(例えば、下記特許文献1参照。)。
そして、より具体的には、このような成形材料からなる成形品は、トランクリッドやボンネットの他、エンジンオイルパンやロッカーカバーなどの剛性や耐熱性が求められる部位を中心に鋼板と組み合わせて、用いられている。
近年、軽量化の観点から、このような成形品は鋼板以外に、軽金属と組み合わせて用いることが要望されている。
しかし、特許文献1の成形材料からなる成形品の線膨張係数は、軽金属と比べて小さいため、このような成形品を軽金属と組み合わせると、寸法安定性に劣るという不具合がある。なお、一般的なプラスチック(熱可塑性樹脂)の線膨張係数は50ppm/℃を超え金属より大きく本用途には適さない。
また、このような成形品には、反りや変形を小さくするための低収縮性や車両火災時の延焼遅滞のために難燃性が要求される場合がある。
本発明の目的は、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れ、軽金属部品と組み合わせても、寸法安定性に優れる成形品を得るための不飽和ポリエステル樹脂組成物、その不飽和ポリエステル樹脂組成物を含む成形材料、その成形材料の硬化物を含む成形品、および、その成形材料の硬化物を備える電動車両のバッテリーパック筐体を提供することにある。
本発明[1]は、不飽和ポリエステルと、重合性単量体と、低収縮化剤と、水酸化アルミニウムとを含み、前記不飽和ポリエステルは、多塩基酸と、多価アルコールとの重合生成物であり、前記多塩基酸は、不飽和多塩基酸を含み、前記不飽和多塩基酸の配合割合は、前記多塩基酸100モル%に対して、80モル%以上であり、前記低収縮化剤は、ポリ酢酸ビニルを含み、ポリ酢酸ビニルの配合割合が、前記不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、3質量部以上、10質量部以下であり、前記水酸化アルミニウムの配合割合は、前記不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、150質量部以上、300質量部以下である、不飽和ポリエステル樹脂組成物である。
本発明[2]は、前記低収縮化剤は、さらに、飽和ポリエステルを含み、前記飽和ポリエステルの配合割合は、前記不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、8質量部以上15質量部以下である、上記[1]に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を含んでいる。
本発明[3]は、実質的に、ハロゲン系難燃剤を含まない、上記[1]または[2]に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を含んでいる。
本発明[4]は、さらに、リン系難燃剤を含む、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を含んでいる。
本発明[5]は、さらに、中空フィラーを含むことを特徴とする、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を含んでいる。
本発明[6]は、上記[1]~[5]に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物と、強化繊維とを含み、前記不飽和ポリエステル樹脂組成物のうち、前記水酸化アルミニウムおよび必要により配合される充填材を除いたフィラー除外成分の総量が、30体積%以上50体積%以下である、成形材料を含んでいる。
本発明[7]は、上記[6]に記載の成形材料の硬化物を含む、成形品を含んでいる。
本発明[8]は、線膨張係数が、17ppm/℃を超過し、25ppm/℃以下である、上記[7]に記載の成形品を含んでいる。
本発明[9]は、電動車両のバッテリーパック筐体用である、上記[7]または[8]に記載の成形品を含んでいる。
本発明[10]は、アルミニウム部材、および、前記アルミニウム部材と組み合わされる上記[7]~[9]のいずれか一項に記載の成形品を備える、電動車両のバッテリーパック筐体を含んでいる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物において、不飽和ポリエステルの多塩基酸は、所定割合の不飽和多塩基酸を含む。
また、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物では、低収縮化剤であるポリ酢酸ビニルが、不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量に対して、所定割合である。
そのため、この不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品は、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れる。
さらに、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物では、上記に加えて、水酸化アルミニウムが、不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量に対して、所定割合である。
そのため、この不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品は、難燃性に優れるとともに、軽金属と組み合わせても、寸法安定性に優れる。
本発明の成形材料は、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物を含むので、この成形材料を用いて得られる成形品は、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れ、軽金属と組み合わせても、寸法安定性に優れる。
本発明の成形品は、本発明の成形材料の硬化物を含むので、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れ、軽金属と組み合わせても、寸法安定性に優れる。
本発明の電動車両のバッテリーパック筐体は、本発明の成形品を備えるので、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れ、軽金属と組み合わせても、寸法安定性に優れる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、樹脂成分と、水酸化アルミニウムとを含んでいる。
樹脂成分は、不飽和ポリエステルと、重合性単量体と、低収縮化剤とを含んでいる。
不飽和ポリエステルは、多塩基酸と、多価アルコールとの重合生成物である。
多塩基酸は、必須成分としての不飽和多塩基酸と、任意成分としての飽和多塩基酸とを含む。
不飽和多塩基酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アニコット酸、ジヒドロムコン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、例えば、これらの酸のハロゲン化物、例えば、これらの酸のアルキルエステルなどが挙げられる。
また、不飽和多塩基酸には、上記の脂肪族不飽和二塩基酸から誘導される酸無水物、例えば、無水マレイン酸などが含まれる。
不飽和多塩基酸としては、好ましくは、無水マレイン酸、フマル酸が挙げられる。
飽和多塩基酸としては、例えば、脂肪族飽和多塩基酸、脂環族飽和多塩基酸、芳香族飽和多塩基酸(エチレン性不飽和二重結合不含芳香族多塩基酸)、これらの酸のハロゲン化物、これらの酸のアルキルエステルなどが挙げられる。
脂肪族飽和多塩基酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、2,2-ジメチルコハク酸、2,3-ジメチルコハク酸、ヘキシルコハク酸、グルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルコハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など脂肪族飽和二塩基酸などが挙げられる。
また、脂肪族飽和多塩基酸には、上記の脂肪族飽和二塩基酸から誘導される酸無水物、例えば、無水シュウ酸、無水コハク酸などが含まれる。
脂環族飽和多塩基酸としては、例えば、ヘット酸、1,2-ヘキサヒドロフタル酸、1,1-シクロブタンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸(cis-またはtrans-1,4-シクロヘキサンジカルボン酸もしくはその混合物)、ダイマー酸などの脂環族飽和二塩基酸が挙げられる。
芳香族飽和多塩基酸としては、例えば、フタル酸(オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸)、トリメリット酸、ピロメリット酸などの芳香族飽和二塩基酸が挙げられる。
また、芳香族飽和多塩基酸には、上記の芳香族飽和二塩基酸から誘導される酸無水物、例えば、無水フタル酸などが含まれる。
飽和多塩基酸としては、好ましくは、芳香族飽和多塩基酸が挙げられ、より好ましくは、芳香族飽和二塩基酸、さらに好ましくは、フタル酸、とりわけ好ましくは、イソフタル酸が挙げられる。
多塩基酸は、単独使用または2種以上併用できる。
また、この不飽和ポリエステルにおいて、多塩基酸は、所定割合の不飽和多塩基酸を含む。
具体的には、不飽和多塩基酸および飽和多塩基酸を併用する場合には、多塩基酸に対して、不飽和多塩基酸の配合割合は、80モル%以上であり、また、例えば、99モル%以下である。
また、不飽和多塩基酸を単独使用する場合には、多塩基酸に対して、不飽和多塩基酸の配合割合は、100モル%(すなわち、80モル%以上)である。
好ましくは、不飽和多塩基酸を単独使用する。
不飽和ポリエステルにおいて、多塩基酸は、上記した範囲の不飽和多塩基酸を含むので、このような不飽和ポリエステルは、高い反応性を有する。
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-または1,3-プロパンジオールもしくはその混合物)、ブチレングリコール(1,2-または1,3-または1,4-ブチレングリコールもしくはその混合物)、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,2-トリメチルペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタンなどのアルカンジオール、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどのエーテルジオールなどの脂肪族ジオール、例えば、シクロヘキサンジオール(1,2-または1,3-または1,4-シクロヘキサンジオールもしくはその混合物)、シクロヘキサンジメタノール(1,2-または1,3-または1,4-シクロヘキサンジメタノールもしくはその混合物)、シクロヘキサンジエタノール(1,2-または1,3-または1,4-シクロヘキサンジエタノールもしくはその混合物)、水素化ビスフェノールAなどの脂環族ジオール、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物などの芳香族ジオールなどの2価アルコール、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリイソプロパノールアミンなどの3価アルコール、例えば、テトラメチロールメタン(ペンタエリスリトール)、ジグリセリンなどの4価アルコール、例えば、キシリトールなどの5価アルコール、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどの6価アルコールなどが挙げられ、好ましくは、2価アルコール、より好ましくは、脂肪族ジオール、さらに好ましくは、アルカンジオール、とりわけ好ましくは、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコールが挙げられる。
多価アルコールは、単独使用または2種以上併用でき、好ましくは、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコールを併用する。
不飽和ポリエステルは、多塩基酸と、多価アルコールと重縮合(縮合重合)することにより得られる。
多塩基酸と、多価アルコールとを重縮合(縮合重合)させるには、多塩基酸に対す多価アルコールの当量比(多価アルコールのヒドロキシル基/多塩基酸のカルボキシル基)が、例えば、0.9以上、好ましくは、0.95以上、また、例えば、1.2以下、好ましくは、1.1以下になるように、配合し、常圧、窒素雰囲気下で撹拌する。
反応温度としては、例えば、150℃以上、好ましくは、190℃以上であり、また、例えば、250℃以下、好ましくは、230℃以下ある。
反応時間としては、例えば、8時間以上、また、例えば、30時間以下である。
なお、上記の反応において、必要に応じて、公知の溶剤および公知の触媒を配合することもできる。
これにより、不飽和ポリエステルが得られる。
不飽和ポリエステルの酸価(測定方法:JIS K6901(2008年)に準拠)は、例えば、20mgKOH/g以上であり、40mgKOH/g未満である。
不飽和ポリエステルの重量平均分子量は、例えば、6000以上、好ましくは、8000以上であり、また、例えば、25000以下、好ましくは、20000以下である。
なお、重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量であり、不飽和ポリエステルをGPC測定することにより求めることができる。
不飽和ポリエステルの配合割合は、樹脂成分に対して、例えば、20質量%以上であり、また、例えば、60質量%以下である。
重合性単量体は、不飽和ポリエステルを溶解するための溶剤であり、かつ、不飽和ポリエステル樹脂(後述)の硬化時には、不飽和ポリエステルと架橋可能な架橋性単量体(反応性希釈剤)であって、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、α-エチルスチレン、ビニルトルエン、t-ブチルスチレン、クロロスチレンなどのスチレン系モノマー、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル)、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば、(メタ)アクリル酸アリルなどの(メタ)アクリル酸アリルエステル、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチルなどの環構造含有(メタ)アクリル酸エステル、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、例えば、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチルなどの(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル、例えば、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルなどの(メタ)アクリル酸アミノアルキルエステルおよびこれらのクロライド塩、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸ヘプタデカフルオロデシルなどの(メタ)アクリル酸フルオロアルキルエステルなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリル酸エステル、例えば、グリセリンモノアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテルなどのアリル系モノマーなどが挙げられ、好ましくは、スチレン系モノマー、より好ましくは、スチレンが挙げられる。なお、(メタ)アクリルは、メタクリルおよび/またはアクリルと同義である。
重合性単量体は、単独使用または2種以上併用できる。
重合性単量体の配合割合は、樹脂成分に対して、例えば、30質量%以上であり、また、例えば、70質量部%以下、好ましくは、60質量部%以下である。
また、重合性単量体の配合割合は、不飽和ポリエステル100質量部に対して、例えば、50質量部以上であり、また、例えば、220質量部以下、好ましくは、150質量部以下である。
低収縮化剤は、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)を得る場合に、成形品(後述)の硬化収縮および熱収縮を抑制するために配合される。
低収縮化剤は、必須成分として、ポリ酢酸ビニルを含む。
ポリ酢酸ビニルは、成形品(後述)の硬化収縮および熱収縮を抑制できる。
そのため、低収縮化剤がポリ酢酸ビニルを含むと、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、低収縮性に優れる。
ポリ酢酸ビニルの配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、3質量部以上、好ましくは、5質量部以上であり、また、10質量部以下である。
ポリ酢酸ビニルの配合割合が、上記下限以上であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、低収縮性に優れる。
一方、ポリ酢酸ビニルの配合割合が、上記下限未満であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)において、低収縮性が低下する。
ポリ酢酸ビニルの配合割合が、上記上限以下であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、低収縮性に優れる。
一方、ポリ酢酸ビニルの配合割合が、上記上限を超過すれば、成形材料製造時のフィルム剥離性の悪化により製造安定性が低下し、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)において、90℃における曲げ弾性率、比剛性が低下する。
また、低収縮化剤は、任意成分として、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、架橋ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル-ポリスチレンブロックコポリマー、SBS(ゴム)、飽和ポリエステル樹脂などの他の低収縮化剤を含む。
飽和ポリエステル樹脂は、飽和ポリエステルを上記した重合性単量体に溶解させることにより得られる。
飽和ポリエステルは、上記した飽和多塩基酸と、上記した多価アルコールとの重合生成物である。
飽和多塩基酸としては、好ましくは、脂肪族飽和多塩基酸、より好ましくは、脂肪族飽和二塩基酸、さらに好ましくは、アジピン酸が挙げられる。
飽和多塩基酸は、単独使用または2種以上併用できる。
多価アルコールとしては、好ましくは、2価アルコール、より好ましくは、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,6ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられる。
多価アルコールは、単独使用または2種以上併用できる。
飽和ポリエステルは、飽和多塩基酸と、多価アルコールと重縮合(縮合重合)することにより得られる。
飽和多塩基酸と、多価アルコールとを重縮合(縮合重合)させるには、多塩基酸に対す多価アルコールの当量比(多価アルコールのヒドロキシル基/多塩基酸のカルボキシル基)が、例えば、0.9以上、好ましくは、0.95以上、また、例えば、1.2以下、好ましくは、1.1以下になるように、配合し、常圧、窒素雰囲気下で撹拌する。
反応温度としては、例えば、150℃以上、好ましくは、190℃以上であり、また、例えば、250℃以下、好ましくは、230℃以下ある。
反応時間としては、例えば、8時間以上、また、例えば、30時間以下である。
なお、上記の反応において、必要に応じて、公知の溶剤および公知の触媒を配合することもできる。
これにより、飽和ポリエステルが得られる。
飽和ポリエステルの酸価(測定方法:JIS K6901(2008年)に準拠)は、例えば、5mgKOH/g以上であり、40mgKOH/g未満である。
そして、この飽和ポリエステルを、上記した重合性単量体(好ましくは、スチレン)に溶解させ、必要により、添加剤(重合禁止剤(後述)(好ましくは、ハイドロキノン))を配合することにより、飽和ポリエステル樹脂を調製する。
飽和ポリエステル樹脂の調製においては、重合性単量体の配合割合は、飽和ポリエステル100質量部に対して、例えば、35質量部以上であり、また、例えば、150質量部以下であり、重合禁止剤の配合割合は、飽和ポリエステル100質量部に対して、例えば、0.001質量部以上、好ましくは、0.005質量部以上であり、また、例えば、0.1質量部以下、好ましくは、0.05質量部以下である。
低収縮化剤は、単独使用または2種以上併用でき、好ましくは、ポリ酢酸ビニルと飽和ポリエステル樹脂とを併用する。
つまり、低収縮化剤は、好ましくは、飽和ポリエステル樹脂を含む。
ポリ酢酸ビニルと飽和ポリエステル樹脂とを併用する場合には、飽和ポリエステルの配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、8質量部以上、好ましくは、10質量部以上であり、また、例えば、15質量部以下である。
飽和ポリエステルの配合割合が、上記下限以上であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、低収縮性に優れる。
飽和ポリエステルの配合割合が、上記上限以下であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、難燃性に優れる。
また、樹脂成分は、必要により、他の熱硬化性樹脂(不飽和ポリエステル樹脂を除く)を含む。
他の熱硬化性樹脂としては、例えば、ビニルエステル樹脂、臭素化ビニルエステル樹脂、アクリルシラップなどが挙げられる。
ビニルエステル樹脂は、ビニルエステルを上記した重合性単量体に溶解させることにより得られる。
ビニルエステルは、非臭素化エポキシ樹脂と不飽和一塩基酸との反応生成物である。
非臭素化エポキシ樹脂は、第1フェノール成分および第1エポキシ成分の反応生成物である。
第1フェノール成分は、非臭素化ビスフェノール化合物を含む。
非臭素化ビスフェノール化合物は、下記一般式(1)で表される。
(式中、Y1は、-C(CH3)2-、-CH2-、-O-、-S-、-(O=S=O)-のうち、いずれかを示す。)
非臭素化ビスフェノール化合物として、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどが挙げられ、好ましくは、ビスフェノールAが挙げられる。
非臭素化ビスフェノール化合物として、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどが挙げられ、好ましくは、ビスフェノールAが挙げられる。
これらの非臭素化ビスフェノール化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
第1エポキシ成分は、非臭素化エポキシ化合物を含む。
非臭素化エポキシ化合物としては、下記一般式(2)で表される。
(式中、Y1は、上記式(1)のY1と同意義を示し、nは、0~5の整数を示す。)
このような非臭素化エポキシ化合物として、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などが挙げられる。
このような非臭素化エポキシ化合物として、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などが挙げられる。
非臭素化エポキシ化合物のエポキシ当量は、例えば、100g/eq以上、好ましくは、150g/eq以上であり、また、例えば、800g/eq以下、好ましくは、400g/eq以下、より好ましくは、300g/eq未満、さらに好ましくは、250g/eq以下である。
これらの非臭素化エポキシ化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
そして、非臭素化エポキシ樹脂を得るには、第1フェノール成分と第1エポキシ成分とを反応させる。具体的には、非臭素化ビスフェノール化合物と非臭素化エポキシ化合物とを配合し、これらを反応させる。
上記の反応では、非臭素化ビスフェノール化合物と、非臭素化エポキシ化合物とが鎖伸長反応する。
また、上記の反応では、第1フェノール成分1当量に対する、第1エポキシ成分は、0.5当量以上、好ましくは、1.0当量以上、好ましくは、2.0当量以上であり、また、例えば、4.0当量以下である。
また、上記の反応では、必要により、触媒を添加することができる。
触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミンなどのアミン類、例えば、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライドなどの第四級アンモニウム塩、例えば、2-エチル-4-イミダゾールなどのイミダゾール類、例えば、アミド類、例えば、ピリジン類、例えば、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類、例えば、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイドなどのホスホニウム塩、例えば、スルホニウム塩、例えば、スルホン酸類、例えば、オクチル酸亜鉛などの有機金属塩などが挙げられ、好ましくは、第四級アンモニウム塩、より好ましくは、トリエチルベンジルアンモニウムクロライドが挙げられる。
これらの触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。
触媒の配合割合は、第1フェノール成分および第1エポキシ成分の総量100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.1質量部以上であり、また、例えば、3.0質量部以下、好ましくは、1.0質量部以下である。
また、上記の反応では、必要により、重合禁止剤(後述)(好ましくは、ハイドロキノン))を添加することができる。
重合禁止剤の配合割合は、第1フェノール成分および第1エポキシ成分の総量100質量部に対して、例えば、0.001質量部以上、好ましくは、0.005質量部以上であり、また、例えば、0.5質量部以下、好ましくは、0.1質量部以下である。
また、反応条件として、反応温度が、例えば、80℃以上、好ましくは、100℃以上、また、例えば、170℃以下であり、また、反応時間としては、例えば、1時間以上、好ましくは、3時間以上であり、また、例えば、12時間以下、好ましくは、10時間以下である。
これにより、非臭素化エポキシ樹脂が得られる。
非臭素化エポキシ樹脂のエポキシ当量は、例えば、200g/eq以上、好ましくは、300g/eq以上であり、また、例えば、800g/eq以下、好ましくは、400g/eq以下である。
不飽和一塩基酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、ソルビン酸などのモノカルボン酸、例えば、二塩基酸無水物と、分子中に少なくとも一個の不飽和基を有するアルコールとの反応物などが挙げられる。二塩基酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。不飽和基を有するアルコールとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
不飽和一塩基酸は、単独使用または2種類以上併用することができる。
不飽和一塩基酸として、好ましくは、モノカルボン酸、より好ましくは、(メタ)アクリル酸、さらに好ましくは、メタクリル酸が挙げられる。
そして、ビニルエステルを得るには、非臭素化エポキシ樹脂と不飽和一塩基酸とを反応させる。
上記の反応では、非臭素化エポキシ樹脂のエポキシ基と、不飽和一塩基酸とが付加反応する。
また、上記の反応では、非臭素化エポキシ樹脂のエポキシ基に対する不飽和一塩基酸のカルボキシル基の当量は、例えば、1以上、好ましくは、1.5以上、また、例えば、2.5以下である。
また、反応条件として、反応温度が、例えば、80℃以上、好ましくは、100℃以上、また、例えば、150℃以下、好ましくは、130℃以下であり、また、反応時間としては、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上であり、また、例えば、10時間以下である。
なお、上記の反応は、上記した第1フェノール成分と第1エポキシ成分との反応に引き続いて、実施することもできる。
これにより、ビニルエステルが得られる。
ビニルエステルの酸価(測定方法:JIS K6901(2008年)に準拠)は、例えば、5mgKOH/g以上であり、20mgKOH/g以下である。
そして、ビニルエステルを、上記した重合性単量体(好ましくは、スチレン)に溶解させることにより、ビニルエステル樹脂を調製する。
臭素化ビニルエステル樹脂は、臭素化ビニルエステルを上記した重合性単量体に溶解させることにより得られる。
臭素化ビニルエステル樹脂は、臭素化エポキシ樹脂と上記の不飽和一塩基酸との反応生成物である。
臭素化エポキシ樹脂は、第2フェノール成分および第2エポキシ成分の反応生成物である。
第2フェノール成分は、臭素化ビスフェノール化合物を含む。
臭素化ビスフェノール化合物は、下記一般式(3)で表される。
(式中、Y1は、上記式(1)のY1と同意義を示し、aおよびbは、独立して1~4の整数を示す)
このような臭素化ビスフェノール化合物として、例えば、テトラブロモビスフェノールA([2,2-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン)、ジブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールF、テトラブロモビスフェノールSなどが挙げられる。
このような臭素化ビスフェノール化合物として、例えば、テトラブロモビスフェノールA([2,2-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン)、ジブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールF、テトラブロモビスフェノールSなどが挙げられる。
これらの臭素化ビスフェノール化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
第2フェノール成分は、必要により、上記の非臭素化ビスフェノール化合物を含む。
第2エポキシ成分は、臭素化エポキシ化合物を含む。
臭素化エポキシ化合物は、下記一般式(4)で表される。
(式中、Y1は、上記式(1)のY1と同意義を示し、c~fは、独立して1~4の整数を示し、nは、0~5の整数を示す。)
このような臭素化エポキシ化合物として、例えば、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールS型エポキシ樹脂などが挙げられる。
このような臭素化エポキシ化合物として、例えば、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールS型エポキシ樹脂などが挙げられる。
臭素化エポキシ化合物のエポキシ当量は、例えば、100g/eq以上、好ましくは、200g/eq以上、より好ましくは、300g/eq以上であり、また、例えば、1000g/eq以下、好ましくは、600g/eq以下である。
これらの臭素化エポキシ化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
第2エポキシ成分は、必要により、上記の非臭素化エポキシ化合物を含む。
そして、臭素化エポキシ樹脂を得るには、第2フェノール成分と第2エポキシ成分とを反応させる。具体的には、臭素化ビスフェノール化合物と臭素化エポキシ化合物と必要により配合される非臭素化ビスフェノール化合物と必要により配合される非臭素化エポキシ化合物とを配合し、これらを反応させる。
上記の反応では、臭素化ビスフェノール化合物と、臭素化エポキシ化合物と、必要により配合される非臭素化ビスフェノール化合物と必要により配合される非臭素化エポキシ化合物とが鎖伸長反応する。
また、上記の反応では、第2フェノール成分1当量に対する、第2エポキシ成分は、0.5当量以上、好ましくは、1.0当量以上、好ましくは、2.0当量以上であり、また、例えば、4.0当量以下である。
また、上記の反応では、必要により、上記の触媒を添加することができる。
触媒として、好ましくは、第四級アンモニウム塩、より好ましくは、トリエチルベンジルアンモニウムクロライドが挙げられる。
触媒の配合割合は、第2フェノール成分および第2エポキシ成分の総量100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.1質量部以上であり、また、例えば、3.0質量部以下、好ましくは、1.0質量部以下である。
また、上記の反応では、必要により、重合禁止剤(後述)(好ましくは、ハイドロキノン))を添加することができる。
重合禁止剤の配合割合は、第2フェノール成分および第2エポキシ成分の総量100質量部に対して、例えば、0.001質量部以上、好ましくは、0.005質量部以上であり、また、例えば、0.5質量部以下、好ましくは、0.1質量部以下である。
また、反応条件として、反応温度が、例えば、80℃以上、好ましくは、100℃以上、また、例えば、150℃以下、好ましくは、130℃以下であり、また、反応時間としては、例えば、1時間以上、好ましくは、3時間以上であり、また、例えば、12時間以下、好ましくは、10時間以下である。
これにより、臭素化エポキシ樹脂が得られる。
臭素化エポキシ樹脂のエポキシ当量は、例えば、200g/eq以上、好ましくは、300g/eq以上であり、また、例えば、800g/eq以下、好ましくは、500g/eq以下である。
臭素化エポキシ樹脂の臭素含有量は、例えば、20質量%以上、好ましくは、30質量%以上であり、また、例えば、60質量%以下である。
なお、臭素化エポキシ樹脂の臭素含有量は、イオンクロマトグラフィー法により求めることができる。
そして、臭素化ビニルエステルを得るには、臭素化エポキシ樹脂と上記の不飽和一塩基酸(好ましくは、メタクリル酸)とを反応させる。
上記の反応では、臭素化エポキシ樹脂のエポキシ基と、不飽和一塩基酸とが付加反応する。
また、上記の反応では、臭素化エポキシ樹脂のエポキシ基に対する不飽和一塩基酸のカルボキシル基の当量は、例えば、0.5以上、好ましくは、1.0以上、また、例えば、2.5以下である。
また、反応条件として、反応温度が、例えば、80℃以上、好ましくは、100℃以上、また、例えば、150℃以下、好ましくは、130℃以下であり、また、反応時間としては、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上であり、また、例えば、10時間以下、好ましくは、6時間以下である。
なお、上記の反応は、上記した第2フェノール成分と第2エポキシ成分との反応に引き続いて、実施することもできる。
これにより、臭素化ビニルエステルが得られる。
臭素化ビニルエステルの酸価(測定方法:JIS K6901(2008年)に準拠)は、例えば、5mgKOH/g以上であり、20mgKOH/g以下である。
そして、臭素化ビニルエステルを、上記した重合性単量体(好ましくは、スチレン)に溶解させることにより、臭素化ビニルエステル樹脂を調製する。
臭素化ビニルエステル樹脂の臭素含有量は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、また、例えば、40質量%以下である。
なお、臭素化ビニルエステル樹脂の臭素含有量は、イオンクロマトグラフィー法により求めることができる。
他の熱硬化性樹脂の配合割合は、樹脂成分に対して、例えば、15質量%以上であり、また、例えば、40質量%以下である。
水酸化アルミニウムは、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)に難燃性を付与する他、透明性や深みを付与するために配合される。
水酸化アルミニウムの平均粒子径は、例えば、1μm以上であり、また、例えば、50μm以下、好ましくは、25μm以下である。
なお、水酸化アルミニウムの平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置により粒子径分布曲線を作成し、50質量%相当粒子径を算出することにより求めることができる。
水酸化アルミニウムは、単独使用または平均粒子径が異なる水酸化アルミニウム、および、酸化ナトリウムの含有量が異なる水酸化アルミニウムを2種以上併用できる。
水酸化アルミニウムの配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、150質量部以上、好ましくは、160質量部以上であり、また、300質量部以下、より好ましくは、250質量部以下である。
水酸化アルミニウムの配合割合が、上記下限以上であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、難燃性に優れる。
一方、水酸化アルミニウムの配合割合が、上記下限未満であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)において、難燃性が低下する。
水酸化アルミニウムの配合割合が、上記上限以下であれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、軽金属と組み合わせても、寸法安定性に優れる。
一方、水酸化アルミニウムの配合割合が、上記上限を超過すれば、不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、軽金属と組み合わると、寸法安定性が低下する。また、成形材料製造時に、不飽和ポリエステル樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ、強化繊維(後述)との含浸性が低下する。
すなわち、水酸化アルミニウムの配合割合が、上記上限を超過すると、難燃性を向上できるものの、寸法安定性および製造安定性が低下し、一方、上記下限未満であれば、寸法安定性を向上できるものの、難燃性が低下する。
つまり、この不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)は、水酸化アルミニウムの配合割合を上記した所定の割合で含有することにより、難燃性および寸法安定性の両方に優れる。
そして、不飽和ポリエステル樹脂組成物は、樹脂成分と、水酸化アルミニウムとを上記した配合割合で、配合することにより得ることができる。具体的には、不飽和ポリエステルと、重合性単量体と、低収縮化剤と、必要により配合される他の熱硬化性樹脂と、水酸化アルミニウムとを上記した配合割合で、配合することにより得ることができる。
これにより、不飽和ポリエステル樹脂組成物が得られる。
また、不飽和ポリエステル樹脂組成物には、必要により、重合禁止剤、硬化剤、離型剤、着色剤、充填材、増粘剤などの添加剤を配合することができる。これら添加剤は、単独使用または2種以上併用できる。
重合禁止剤は、可使時間、硬化反応を調整するために配合され、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノンなどのハイドロキノン化合物、例えば、p-ベンゾキノン、メチル-p-ベンゾキノンなどのベンゾキノン化合物、例えば、t-ブチルカテコールなどのカテコール化合物、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、4-メトキシフェノールなどのフェノール化合物、例えば、1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オール、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラピペリジン-1-オキシル、4-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル-アセテート、1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル-2-エチルヘキサノエート、1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル-ステアレート、1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル-4-t-ブチルベンゾエート、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)コハク酸エステル、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アジピン酸エステル、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバケート、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルマロン酸エステル、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)フタレート、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)イソフタレート、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)テレフタレート、ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ヘキサヒドロテレフタレート、N,N’-ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アジパミド、N-ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)カプロラクタム、N-ビス(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ドデシルサクシンイミド、2,4,6-トリス-[N-ブチル-N-(1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)]-s-トリアジン、1-オキシル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オンなどのN-オキシル化合物が挙げられ、好ましくは、ベンゾキノン化合物、より好ましくは、p-ベンゾキノンが挙げられる。
重合禁止剤の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上であり、また、例えば、0.1質量部以下である。
重合禁止剤は、単独使用または2種以上併用できる。
硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-アミルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、2-エチルヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、t-ヘキシルパーオキシアセテートなどのパーオキサイドが挙げられ、好ましくは、パーオキシイソプロピルモノカーボネートであるt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-アミルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシベンゾエートなどが挙げられる。
硬化剤の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、0.8質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下、好ましくは、3質量部以下である。
硬化剤は、単独使用または2種以上併用できる。
離型剤としては、例えば、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩、例えば、パラフィン、液体ワックス、フッ素ポリマー、シリコン系ポリマーなどが挙げられ、好ましくは、脂肪酸金属塩、より好ましくは、ステアリン酸亜鉛が挙げられる。
また、離型剤として、例えば、脂肪酸アルキルエステル、アルキルアンモニウム塩などの界面活性剤とコポリマーとの混合物を用いることもでき、このような離型剤は、市販品を用いることもでき、具体的には、BYK-P 9051、BYK-P 9060、BYK-P 9080(ビックケミー製)などが用いられる。
離型剤の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下である。
離型剤は、単独使用または2種以上併用できる。
着色剤としては、特に制限されず、例えば、酸化チタン、ポリエステルトナー(酸化チタンおよび/またはカーボンブラック含有ポリエステル着色剤)などが挙げられ、好ましくは、ポリエステルトナーが挙げられる。
着色剤の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上であり、また、例えば、20質量部以下である。
着色剤は、単独使用または2種以上併用できる。
充填材としては、例えば、アルミナ、チタニアなどの酸化物、水酸化マグネシウムなどの水酸化物(水酸化アルミニウムを除く)、例えば、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、硫酸バリウムなどの硫酸塩、例えば、シリカ(例えば、結晶性シリカ、溶融シリカ、フュームドシリカ、乾式シリカ(アエロジル)など)、例えば、ガラスパウダー、例えば、ガラスバルーン、シリカバルーン、アルミナバルーンなどの中空フィラー、例えば、珪砂、珪藻土、マイカ、クレー、カオリン、タルクなどのケイ酸塩、例えば、ホタル石などのフッ化物、例えば、リン酸カルシウムなどのリン酸塩、例えば、スメクタイトなどの粘土鉱物などの無機充填材などが挙げられる。
中空フィラーの平均粒子径は、例えば、5μm以上であり、また、例えば、50μm以下である。
また、中空フィラーの密度は、例えば、0.1g/mL以上、また、例えば、1.0g/mL以下である。
充填材として、好ましくは、中空フィラー、より好ましくは、ガラスバルーンが挙げられる。
不飽和ポリエステル樹脂組成物が、中空フィラーを含めば、この不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られる成形品(後述)の密度を低くできる。
充填材の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上であり、また、例えば、50質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。
充填材は、単独使用または2種以上併用できる。
粘度低下剤は、不飽和ポリエステル樹脂組成物を加熱圧縮成形に適した粘度まで低下させるために配合され、公知の粘度低下剤が挙げられる。また、粘度低下剤は、市販品を用いることができ、具体的には、BYK-W996(ビックケミー社製)などが用いられる。
粘度低下剤の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下である。
粘度低下剤は、単独使用または2種以上併用できる。
難燃剤としては、例えば、臭素系難燃剤などのハロゲン系難燃剤、例えば、リン系難燃剤、無機系難燃剤、窒素化合物系難燃剤の非ハロゲン系難燃剤などが挙げられる。
臭素系難燃剤としては、例えば、ヘキサブロモベンゼン、例えば、テトラブロモビスフェノール、例えば、テトラブロモジフェニル、ヘキサブロモジフェニル、デカブロモジフェニル、デカブロモジフェニルエタン(ビスペンタブロモフェニルエタン)などのブロモジフェニル、例えば、テトラブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテルなどのブロモジフェニルエーテルなどが挙げられる。
リン系難燃剤としては、例えば、赤リン、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリクレジルホスフェートなどのリン酸エステル、例えば、ポリリン酸アンモニウムなどのポリリン酸塩、例えば、ポリリン酸アンモニウムとペンタエリスリトールなどの助剤とメラミンなどの炭素供給剤とを配合したIFR(Intumescent)系膨張型難燃剤、例えば、ホスフィン酸金属塩などが挙げられる。
また、リン系難燃剤は、市販品を用いることができ、具体的には、Exolit APシリーズ、OPシリーズ、RPシリーズ(クラリアントケミカルズ社製)などが挙げられる。
無機系難燃剤として、例えば、三酸化二アンチモンなどの酸化アンチモン、錫酸亜鉛、ホウ酸亜鉛およびその製剤などが挙げられ、好ましくは、三酸化二アンチモンが挙げられる。
窒素化合物系難燃剤として、例えば、アゾアルカン化合物、ヒンダードアミン化合物、メラミン化合物が挙げられる。
難燃剤として、好ましくは、非ハロゲン系難燃剤が挙げられる。
つまり、好ましくは、不飽和ポリエステル樹脂組成物は、実質的に、ハロゲン系難燃剤を含まない。
実質的に、ハロゲン系難燃剤を含まないとは、不飽和ポリエステル樹脂組成物に対して、ハロゲン系難燃剤が、例えば、1.0質量%以下、好ましくは、0.1質量%以下であることを意味する。
不飽和ポリエステル樹脂組成物が、実質的に、ハロゲン系難燃剤を含まなければ、燃焼時にハロゲンに由来したガスが発生することを抑制でき、環境汚染を抑制できる。
また、難燃剤として、より好ましくは、リン系難燃剤、さらに好ましくは、リン酸エステル、とりわけ好ましくは、ポリリン酸アンモニウムおよびホスフィン酸金属塩が挙げられる。
つまり、より好ましくは、不飽和ポリエステル樹脂組成物は、リン系難燃剤を含む。
不飽和ポリエステル樹脂組成物が、リン系難燃剤を含むと、難燃性が向上するため、水酸化アルミニウムの含有量を低減させることができる。その結果、成形品の線膨張係数を高くできる。
難燃剤の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、15質量部以上、好ましくは、25質量部以上であり、また、例えば、35質量部以下である。
また、難燃剤の配合割合に対する水酸化アルミニウムの配合割合の比(水酸化アルミニウムの配合割合/難燃剤の配合割合)は、例えば、5以上、好ましくは、15以下である。
難燃剤は、単独使用または2種以上併用できる。
増粘剤は、不飽和ポリエステル樹脂組成物を加熱圧縮成形に適した粘度まで増粘させるために配合され、好ましくは、不飽和ポリエステル樹脂組成物を強化繊維(後述)に含浸させる前(好ましくは、直前)に配合され、例えば、酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属酸化物、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物などが挙げられ、好ましくは、アルカリ土類金属酸化物、より好ましくは、酸化マグネシウムが挙げられる。
増粘剤の配合割合は、樹脂成分100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下、好ましくは、3質量部以下である。
増粘剤は、単独使用または2種以上併用できる。
また、不飽和ポリエステル樹脂組成物には、必要により、例えば、柄材、抗菌剤、親水剤、光触媒、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、分離防止剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、潤滑分散剤、チクソ付与剤、チクソ安定剤、重合促進剤などの添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で、配合することができる。これら添加剤は、単独使用または2種以上併用できる。
なお、上記した説明では、不飽和ポリエステルと、重合性単量体と、低収縮化剤と、必要により配合される他の熱硬化性樹脂と、水酸化アルミニウムと、必要により配合される添加剤とを配合し、不飽和ポリエステル樹脂組成物を得たが、まず、不飽和ポリエステルを重合性単量体に溶解させることにより、不飽和ポリエステル樹脂を調製し、その後、得られた不飽和ポリエステル樹脂と、重合性単量体と、低収縮化剤と、必要により配合される他の熱硬化性樹脂と、水酸化アルミニウムと、必要により配合される添加剤とを配合することもできる。
不飽和ポリエステル樹脂の調製においては、不飽和ポリエステルおよび重合性単量体を配合するとともに、必要により、適宜、上記の添加剤(例えば、重合禁止剤)を配合することもできる。
不飽和ポリエステル樹脂の調製においては、重合性単量体の配合割合は、不飽和ポリエステル100質量部に対して、例えば、35質量部以上であり、また、例えば、150質量部以下であり、重合禁止剤の配合割合は、不飽和ポリエステル100質量部に対して、例えば、0.001質量部以上、好ましくは、0.005質量部以上であり、また、例えば、0.1質量部以下、好ましくは、0.05質量部以下である。
そして、このような不飽和ポリエステル樹脂組成物に、ガラス繊維などの公知の強化繊維を配合させることにより、成形材料を調製できる。そして、このような成形材料から、公知の方法により、成形品を得ることができる。
強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維などの無機繊維、例えば、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、フッ素樹脂系繊維、フェノール系繊維などの有機繊維、例えば、麻、ケナフなどの天然繊維などが挙げられ、好ましくは、無機繊維、より好ましくは、炭素繊維、ガラス繊維、さらに好ましくは、ガラス繊維が挙げられる。
これらの強化繊維の形状は、例えば、ロービングクロスなどのクロス状、チョップドストランドマット、プリフォーマブルマット、コンティニュアンスストランドマット、サーフェーシングマットなどのマット状、ストランド状、ロービング状、不織布状、ペーパー状などが挙げられ、好ましくは、ロービング状が挙げられる。
これらの強化繊維のうち、好ましくは、炭素繊維、ガラス繊維、より好ましくは、ガラス繊維が挙げられ、より具体的には、ガラスロービングが好ましく、さらに具体的には、ガラスロービングを所定の長さに切断したガラスチョップが好ましい。
強化繊維の長さは、特に制限されず、例えば、1.5mm以上であるが、上記した不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて、成形材料を調製する場合には、強化繊維が長くても、平滑性を確保することができるため、強度を向上させる観点から、好ましくは、5mm以上、より好ましくは、15mm以上であり、また、例えば、80mm以下、好ましくは、40mm以下である。
そして、成形材料は、強化繊維に不飽和ポリエステル樹脂組成物を含浸させることより例えば、シート状の成形材料として得られる。
強化繊維の配合割合(例えば、強化繊維がガラス繊維である場合には、以下、ガラス含有率とする。)は、不飽和ポリエステル樹脂組成物および強化繊維の総量に対して、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上、また、例えば、50質量%以下、好ましくは、35質量%以下である。
成形材料を調製する方法としては、公知の方法が挙げられ、例えば、SMC(シートモールディングコンパウンド)、TMC(シックモールディングコンパウンド)、BMC(バルクモールディングコンパウンド)などが挙げられ、好ましくは、成形品の強度を向上させる観点から、長い強化繊維(例えば、5mm以上)を配合した成形材料を調製する方法に適したSMC、TMCが挙げられる。
これにより、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物と強化繊維とを含む成形材料が得られる。
成形材料に対して、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物のうち、水酸化アルミニウムおよび必要により配合される充填材を除いたフィラー除外成分の総量(体積含有率)は、例えば、30体積%以上、好ましくは、40体積%以上であり、また、例えば、55体積%以下、好ましくは、50体積%以下である。
フィラー除外成分の体積含有率が、上記下限以上および上記上限以下であれば、強化繊維を不飽和ポリエステル樹脂組成物に十分に含浸させることができ、製造安定性に優れる。
また、成形材料に対して、水酸化アルミニウムの体積含有率は、例えば、25体積%以上であり、また、例えば、40体積%以下である。
また、不飽和ポリエステル樹脂組成物が充填材として、中空フィラーを含む場合には、成形材料に対して、中空フィラーの体積含有率は、例えば、5体積%以上であり、また、例えば、15体積%以下である。
また、成形材料に対して、強化繊維の体積含有率は、例えば、15体積%以上、また、例えば、25体積%以下である。
この成形材料は、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物を含むので、この成形材料を用いて得られる成形品は、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れ、軽金属と組み合わせても、寸法安定性に優れる。
次いで、このような成形材料を、加熱圧縮成形(後述)できるように、増粘させるため、好ましくは、例えば、20℃以上50℃以下、8時間以上120時間以下で熟成する。
これにより、成形材料が、例えば、シート状に保形される。つまり、成形材料は、シート形状を有する。
そして、成形品は、成形材料を、公知の方法により、加熱圧縮成形することにより得られる。
加熱圧縮成形の条件は、目的および用途に応じて、適宜設定され、具体的には、成形温度は、例えば、100℃以上、また、例えば、200℃以下であり、また、成形圧力は、例えば、0.1MPa以上、好ましくは、1MPa以上、より好ましくは、5MPa以上であり、また、例えば、20MPa以下、好ましくは、15MPa以下である。
これにより、成形材料が硬化するとともに、成形材料が成形される。
これにより、成形品が得られる。
この成形品は、上記の成形材料の硬化物を含むため、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れる。
また、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物では、多塩基酸は不飽和多塩基酸を上記の所定の割合で含有する。また、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、ポリ酢酸ビニルを上記の所定の割合で含有し、さらには、水酸化アルミニウムを上記の所定の割合で含有するため、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて得られるこの成形品の線膨張係数は、例えば、17.0ppm/℃を超過し、好ましくは、18.0ppm/℃以上、より好ましくは、18.5ppm/℃以上であり、また、例えば、25.0ppm/℃以下となる。
このような成形品の線膨張係数は、アルミニウム(線膨張係数23.0ppm/℃)、マグネシウム(線膨張係数25.4ppm/℃)などの軽金属の線膨張係数に近似し、成形品の線膨張係数と軽金属の線膨張係数との差が小さい。
具体的には、軽金属がアルミニウムである場合には、成形品の線膨張係数とアルミニウムの線膨張係数との差(アルミニウムの線膨張係数-成形品の線膨張係数)は、例えば、-2以上であり、また、例えば、6以下、好ましくは、5以下、より好ましくは、4.5未満である。
そのため、この成形品を軽金属と組み合わせても、寸法安定性に優れる。
一方、特許文献1のような炭酸カルシウムを含む成形材料からなる成形品の線膨張係数は、0ppm/℃以上16ppm/℃以下であり、軽金属(例えば、アルミニウム(線膨張係数23.0ppm/℃))との差が大きい。そのため、このような成形品を軽金属と組み合わせると、熱変化に伴う寸法差により、部品間での隙間の変化や接合部での応力発生、また、シール部ではシール性の低下を生じるなどの寸法安定性に劣るという不具合がある。
軽金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウムなどが挙げられ、好ましくは、アルミニウムが挙げられる。
なお、成形品の線膨張係数の測定方法については、後述する実施例において詳述する。
このような成形品は、好ましくは、電動車両のバッテリーパック筐体において用いられる。
図1に示すように、電動車両のバッテリーパック筐体1は、アルミニウム部材の一例としてのトレイ部材2、および、トレイ部材2と組み合わされ、上記成形品からなるカバー部材3を備える。
トレイ部材2は、バッテリー(図示せず)を収容する容器であって、一側が開口されたボックス形状を有する。また、トレイ部材2は、アルミニウムからなる。
カバー部材3は、トレイ部材2に設けられた開口を閉塞する板形状を有し、この開口と同じサイズを有する。
そして、この電動車両のバッテリーパック筐体1では、図2に示すように、カバー部材3がトレイ部材2に設けられた開口を閉塞するように、トレイ部材2とカバー部材3とを組み合わせる。
すなわち、この電動車両のバッテリーパック筐体1では、この成形品は、アルミニウム部材と組み合わされている。
そして、上記したように、成形品の線膨張係数とアルミニウムの線膨張係数との差は小さいため、寸歩安定性に優れる。
また、電動車両のバッテリーパック筐体1は、上記成形品からなるカバー部材3を備えているため、低収縮性に優れるとともに、難燃性に優れる。
以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。また、以下の記載において特に言及がない限り、「部」および「%」は質量基準である。
1.不飽和ポリエステル樹脂の調製
合成例1
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器および攪拌機を備えたフラスコに無水マレイン酸10.0モル、プロピレングリコール6.5モル、ネオペンチルグリコール4.0モルを仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら200℃~210℃で重縮合反応させ、酸価が26.5mgKOH/gの不飽和ポリエステルを得た。なお、酸価の測定方法は、JIS
K6901(2008年)に準拠した。得られた不飽和ポリエステル100質量部に対し、重合禁止剤としてハイドロキノンを0.01質量部、スチレンを66.7質量部添加し、これらを均一に混合して、不飽和ポリエステル樹脂(スチレン含有量40%)を得た。
1.不飽和ポリエステル樹脂の調製
合成例1
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器および攪拌機を備えたフラスコに無水マレイン酸10.0モル、プロピレングリコール6.5モル、ネオペンチルグリコール4.0モルを仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら200℃~210℃で重縮合反応させ、酸価が26.5mgKOH/gの不飽和ポリエステルを得た。なお、酸価の測定方法は、JIS
K6901(2008年)に準拠した。得られた不飽和ポリエステル100質量部に対し、重合禁止剤としてハイドロキノンを0.01質量部、スチレンを66.7質量部添加し、これらを均一に混合して、不飽和ポリエステル樹脂(スチレン含有量40%)を得た。
合成例2
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器および攪拌機を備えたフラスコに、イソフタル酸3.3モル、プロピレングリコール10.5モルを仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら200℃~210℃で重縮合反応させた。その後、反応生成物の酸価が20mgKOH/gになった時点で150℃まで冷却し、無水マレイン酸6.7モルを仕込み、再び210℃~220℃で反応させ、酸価27.5mgKOH/gの不飽和ポリエステルを得た。得られた不飽和ポリエステル100質量部に対し、重合禁止剤としてハイドロキノンを0.01質量部、スチレンを66.7質量部添加し、これらを均一に混合して、不飽和ポリエステル樹脂(スチレン含有率40%)を得た。
2.飽和ポリエステル樹脂の調製
合成例3
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器および攪拌機を備えたフラスコに、イソフタル酸4.0モル、ネオペンチルグリコール10.5モルを仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら200℃~210℃で重縮合反応させた。その後、反応生成物の酸価が10mgKOH/gになった時点で150℃まで冷却し、アジピン酸6.0モルを仕込み、再び210℃~220℃で反応させ、酸価9.5mgKOH/gの飽和ポリエステルを得た。得られた飽和ポリエステル100質量部に対し、重合禁止剤としてハイドロキノンを0.01質量部、スチレンを66.7質量部添加し、これらを均一に混合して、飽和ポリエステル樹脂(スチレン含有率40%)を得た。
3.ビニルエステル樹脂の調製
合成例4
攪拌機、還流冷却器、ガス導入管を備えたフラスコに、ビスフェノールA 114質量部(1.0当量)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量185)555質量部(3.0当量)、触媒として、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド 0.15質量部を仕込み、窒素を吹き込みながら、150℃で5時間反応させて、エポキシ当量が335の非臭素化エポキシ樹脂を得た。120℃まで冷却後、重合禁止剤としてハイドロキノン 0.10質量部、触媒としてトリエチルベンジルアンモニウムクロライド 1.50質量部、メタクリル酸 176質量部(2.05当量)を添加し、空気を吹き込みながら110℃で8時間反応させ、酸価8.5mgKOH/gのビニルエステルを得た。次いで、このビニルエステルにスチレン563質量部を加えることにより、スチレン40質量%含有のビニルエステル樹脂を得た。
4.臭素化ビニルエステル樹脂の調製
合成例5
合成例3と同様の反応容器に、臭素化エポキシ樹脂として、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量400、臭素含有率48.0%)400質量部(1.0当量)、メタクリル酸 88.2質量部(1.025当量)、重合禁止剤としてハイドロキノン 0.05質量部、触媒としてトリエチルベンジルアンモニウムクロライド 0.5質量部を添加し、空気を吹き込みながら110℃で8時間反応させ、酸価9.0mgKOH/gの臭素化ビニルエステルを得た。次いで、この臭素化ビニルエステルにスチレン325質量部を加えることにより、スチレン40質量%含有の臭素化ビニルエステル樹脂(臭素含有率23.6%)を得た。
5.不飽和ポリエステル樹脂組成物および成形材料の調製
実施例1
合成例1の不飽和ポリエステル樹脂60質量部(不飽和ポリエステル36質量部、スチレン24質量部)、低収縮化剤として、ポリ酢酸ビニル溶液(ポリ酢酸ビニルの40%スチレン溶液)15質量部(ポリ酢酸ビニル6質量部、スチレン9質量部)、および、合成例3の飽和ポリエステル樹脂20質量部(飽和ポリエステル12質量部、スチレン8質量部)、重合性単量体として、スチレン5質量部、重合禁止剤として、p-ベンゾキノン0.05質量部、硬化剤として、パーブチルI-75(t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート75%含有、日本油脂社製)1.0質量部、離型剤として、ステアリン酸亜鉛5質量部、着色剤として、黒色ポリエステルトナー(カーボンブラックをポリエステル樹脂に分散させたもの)10質量部、水酸化アルミニウム(平均粒子径8μm)250質量部、粘度低下剤(ビックケミー社製、BYK-W996)3質量部を混合して、不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器および攪拌機を備えたフラスコに、イソフタル酸3.3モル、プロピレングリコール10.5モルを仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら200℃~210℃で重縮合反応させた。その後、反応生成物の酸価が20mgKOH/gになった時点で150℃まで冷却し、無水マレイン酸6.7モルを仕込み、再び210℃~220℃で反応させ、酸価27.5mgKOH/gの不飽和ポリエステルを得た。得られた不飽和ポリエステル100質量部に対し、重合禁止剤としてハイドロキノンを0.01質量部、スチレンを66.7質量部添加し、これらを均一に混合して、不飽和ポリエステル樹脂(スチレン含有率40%)を得た。
2.飽和ポリエステル樹脂の調製
合成例3
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器および攪拌機を備えたフラスコに、イソフタル酸4.0モル、ネオペンチルグリコール10.5モルを仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら200℃~210℃で重縮合反応させた。その後、反応生成物の酸価が10mgKOH/gになった時点で150℃まで冷却し、アジピン酸6.0モルを仕込み、再び210℃~220℃で反応させ、酸価9.5mgKOH/gの飽和ポリエステルを得た。得られた飽和ポリエステル100質量部に対し、重合禁止剤としてハイドロキノンを0.01質量部、スチレンを66.7質量部添加し、これらを均一に混合して、飽和ポリエステル樹脂(スチレン含有率40%)を得た。
3.ビニルエステル樹脂の調製
合成例4
攪拌機、還流冷却器、ガス導入管を備えたフラスコに、ビスフェノールA 114質量部(1.0当量)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量185)555質量部(3.0当量)、触媒として、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド 0.15質量部を仕込み、窒素を吹き込みながら、150℃で5時間反応させて、エポキシ当量が335の非臭素化エポキシ樹脂を得た。120℃まで冷却後、重合禁止剤としてハイドロキノン 0.10質量部、触媒としてトリエチルベンジルアンモニウムクロライド 1.50質量部、メタクリル酸 176質量部(2.05当量)を添加し、空気を吹き込みながら110℃で8時間反応させ、酸価8.5mgKOH/gのビニルエステルを得た。次いで、このビニルエステルにスチレン563質量部を加えることにより、スチレン40質量%含有のビニルエステル樹脂を得た。
4.臭素化ビニルエステル樹脂の調製
合成例5
合成例3と同様の反応容器に、臭素化エポキシ樹脂として、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量400、臭素含有率48.0%)400質量部(1.0当量)、メタクリル酸 88.2質量部(1.025当量)、重合禁止剤としてハイドロキノン 0.05質量部、触媒としてトリエチルベンジルアンモニウムクロライド 0.5質量部を添加し、空気を吹き込みながら110℃で8時間反応させ、酸価9.0mgKOH/gの臭素化ビニルエステルを得た。次いで、この臭素化ビニルエステルにスチレン325質量部を加えることにより、スチレン40質量%含有の臭素化ビニルエステル樹脂(臭素含有率23.6%)を得た。
5.不飽和ポリエステル樹脂組成物および成形材料の調製
実施例1
合成例1の不飽和ポリエステル樹脂60質量部(不飽和ポリエステル36質量部、スチレン24質量部)、低収縮化剤として、ポリ酢酸ビニル溶液(ポリ酢酸ビニルの40%スチレン溶液)15質量部(ポリ酢酸ビニル6質量部、スチレン9質量部)、および、合成例3の飽和ポリエステル樹脂20質量部(飽和ポリエステル12質量部、スチレン8質量部)、重合性単量体として、スチレン5質量部、重合禁止剤として、p-ベンゾキノン0.05質量部、硬化剤として、パーブチルI-75(t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート75%含有、日本油脂社製)1.0質量部、離型剤として、ステアリン酸亜鉛5質量部、着色剤として、黒色ポリエステルトナー(カーボンブラックをポリエステル樹脂に分散させたもの)10質量部、水酸化アルミニウム(平均粒子径8μm)250質量部、粘度低下剤(ビックケミー社製、BYK-W996)3質量部を混合して、不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。
この不飽和ポリエステル樹脂組成物に、増粘剤として、酸化マグネシウム0.8質量部を添加後、強化繊維として、ガラスロービングを連続的に25mmに切断したガラスチョップをガラス含有率が28質量%となるように添加して、公知のSMC含浸機で成形材料(SMC)を得た後、40℃で48時間熟成させ、成形材料が加熱圧縮成形可能な状態になるまで増粘させた。
実施例2~実施例15および比較例1~比較例7
配合処方を、表1~表3の記載に従って変更した以外は、実施例1と同様に処理して、成形材料を得た。
配合処方を、表1~表3の記載に従って変更した以外は、実施例1と同様に処理して、成形材料を得た。
なお、実施例2では、強化繊維として、炭素繊維(T700SC-12000、東レ社製)を用いた。
また、実施例5では、難燃剤として臭素系難燃剤(ビスペンタブロモフェニルエタン)、三酸化二アンチモンを用いた。
実施例3、実施例6および実施例7では、難燃剤として、ホスフィン酸金属塩(OP1230(商品名、Exolit OP1230、クラリアントケミカルズ社製,リン含量23%))を用いた。
また、実施例8では、難燃剤として、ポリリン酸アンモニウム(商品名、Exolit
AP422、クラリアントケミカルズ社製,リン含量31%)を用いた。
AP422、クラリアントケミカルズ社製,リン含量31%)を用いた。
また、実施例9では、難燃剤として赤燐を用いた。
また、実施例4、実施例6および実施例10では、充填材として、ガラスバルーン(平均粒子径:20μm、密度0.46g/mL)を用いた。
また、実施例13では、離型剤として、BYK-P 9060(ビックケミー社製)を用いた。
また、比較例1では、充填材として、平均粒子径が約3μmの炭酸カルシウムを用いた。
また、比較例5では、低収縮化剤として、ポリスチレン溶液(重量平均分子量が約250000のポリスチレンの35%スチレン溶液)、ポリエチレン粉末(平均粒子径が約30μmのポリエチレン粉末)を用いた。
6.評価
(成形収縮率)
成形材料を、300mm×300mm平板金板を用いて、加熱圧縮成型して、厚み4mmの平板状の成形品を得た。
6.評価
(成形収縮率)
成形材料を、300mm×300mm平板金板を用いて、加熱圧縮成型して、厚み4mmの平板状の成形品を得た。
成形は、金型温度が製品面、裏面とも140℃、成形圧力10MPa、金型内保持時間420秒の条件で実施した。その後、成形品を金型から脱型し、直ちに鉄板の間に挟んで冷却した。その後、成形品を25℃で24時間放置し、25℃における成形品の4辺の寸法を測定し、上記の平板金型の寸法との比率により、収縮率を測定した。その結果を表4~表6に示す。
また、収縮率に関して次の基準で優劣を評価した。その結果を表4~表6に示す。
評価基準:
○:収縮率が、0未満であった。
△:収縮率が、0以上、0.10未満であった。
×:収縮率が、0.10以上であった。
評価基準:
○:収縮率が、0未満であった。
△:収縮率が、0以上、0.10未満であった。
×:収縮率が、0.10以上であった。
(難燃性)
成形収縮率測定平板作成と同様の手順で成形材料を成形し、厚み3mmおよび4mmの成形板を得た。成形板より試験片を切り出しUL規格(Underwriters Laboratories Inc.)のUL94規格(プラスチック材料燃焼性試験)に準拠して燃焼試験を実施した。厚さ3mm試験片で5VA、V-0基準を満たすか評価し、厚さ4mm試験片でV-0基準を満たすか評価を行った。なお、5VA基準はV-0基準と比較してより高度な難燃基準である。その結果を表4~表6に示す。
成形収縮率測定平板作成と同様の手順で成形材料を成形し、厚み3mmおよび4mmの成形板を得た。成形板より試験片を切り出しUL規格(Underwriters Laboratories Inc.)のUL94規格(プラスチック材料燃焼性試験)に準拠して燃焼試験を実施した。厚さ3mm試験片で5VA、V-0基準を満たすか評価し、厚さ4mm試験片でV-0基準を満たすか評価を行った。なお、5VA基準はV-0基準と比較してより高度な難燃基準である。その結果を表4~表6に示す。
また、難燃性に関して次の基準で優劣を評価した。その結果を表4~表6に示す。
評価基準:
◎:5VA基準(厚み3mm)に適合した。
○:V-0基準(厚み3mm)に適合した。
△:V-0基準(厚み4mm)に適合した。
×:V-0基準(厚み4mm)に適合しなかった。
(線膨張係数)
成形収縮率測定用の厚み4mmの平板成形品から、試験片(4mm×4mm×5mm)を切削加工し、熱機械分析装置(日立ハイテクサイエンス社製、EXSTAR TMA SS7100)で圧縮・膨張プローブを使用し、成形品の水平方向の線膨張係数を測定した。5℃/分の昇温速度で室温より100℃まで昇温し、50℃から80℃の範囲の線膨張係数を測定した。その結果を表4~表6に示す。
評価基準:
◎:5VA基準(厚み3mm)に適合した。
○:V-0基準(厚み3mm)に適合した。
△:V-0基準(厚み4mm)に適合した。
×:V-0基準(厚み4mm)に適合しなかった。
(線膨張係数)
成形収縮率測定用の厚み4mmの平板成形品から、試験片(4mm×4mm×5mm)を切削加工し、熱機械分析装置(日立ハイテクサイエンス社製、EXSTAR TMA SS7100)で圧縮・膨張プローブを使用し、成形品の水平方向の線膨張係数を測定した。5℃/分の昇温速度で室温より100℃まで昇温し、50℃から80℃の範囲の線膨張係数を測定した。その結果を表4~表6に示す。
また、得られた線膨張係数と、アルミニウムの線膨張係数(23.0ppm/℃)との差を表4~表6に併記する。
線膨張係数に関して次の基準で優劣を評価した。その結果を表4~表6に示す。
◎:線膨張係数が、18.5ppm/℃を超過した。
○:線膨張係数が、17.0ppm/℃を超過し、18.5ppm/℃以下であった。
△:線膨張係数が、16.0ppm/℃を超過し、17.0ppm/℃以下であった。
×:線膨張係数が、16.0ppm/℃以下であった。
◎:線膨張係数が、18.5ppm/℃を超過した。
○:線膨張係数が、17.0ppm/℃を超過し、18.5ppm/℃以下であった。
△:線膨張係数が、16.0ppm/℃を超過し、17.0ppm/℃以下であった。
×:線膨張係数が、16.0ppm/℃以下であった。
(発煙性)
上記難燃性試験で、厚み3mm試験片を使用した際のV-0判定試験において、燃焼時に黒煙が発生するか目視で観察した。
上記難燃性試験で、厚み3mm試験片を使用した際のV-0判定試験において、燃焼時に黒煙が発生するか目視で観察した。
発煙性に関して次の基準で優劣を評価した。その結果を表4~表6に示す。
○:黒煙が発生しなかった。
×:黒煙が発生した。
○:黒煙が発生しなかった。
×:黒煙が発生した。
(製造安定性)
<含浸状態の評価>
SMC製造直後にカッターナイフでキャリヤフィルムを剥ぎ取り、不飽和ポリエステル樹脂組成物とガラス繊維の含浸の程度を目視で評価した。
<含浸状態の評価>
SMC製造直後にカッターナイフでキャリヤフィルムを剥ぎ取り、不飽和ポリエステル樹脂組成物とガラス繊維の含浸の程度を目視で評価した。
含浸状態に関して次の基準で優劣を評価した。その結果を表4~表6に示す。
○:ガラス繊維が不飽和ポリエステル樹脂組成物で十分に濡らされ、不飽和ポリエステル樹脂組成物に含浸していないガラス繊維が観察されなかった。
×:部分的に、不飽和ポリエステル樹脂組成物に含浸していないガラス繊維が観察された。
○:ガラス繊維が不飽和ポリエステル樹脂組成物で十分に濡らされ、不飽和ポリエステル樹脂組成物に含浸していないガラス繊維が観察されなかった。
×:部分的に、不飽和ポリエステル樹脂組成物に含浸していないガラス繊維が観察された。
<フィルム剥離性の評価>
熟成後の成形材料(SMC)のキャリヤフィルムをカッターナイフで剥がし、フィルム剥離性を評価した。
熟成後の成形材料(SMC)のキャリヤフィルムをカッターナイフで剥がし、フィルム剥離性を評価した。
フィルム剥離性に関して次の基準で優劣を評価した。その結果を表4~表6に示す。
○:SMCにタックが少なくスムーズにフィルムが剥がれた
×:SMCに強いタックが観察された。または、フィルム剥離時に一部成分の分離が観察された。
○:SMCにタックが少なくスムーズにフィルムが剥がれた
×:SMCに強いタックが観察された。または、フィルム剥離時に一部成分の分離が観察された。
(密度)
成形収縮率測定用に成形した成形品から、試験片を切り出し、JIS K6911(1995年)に準拠し、密度を測定した。その結果を表4~表6に示す。
成形収縮率測定用に成形した成形品から、試験片を切り出し、JIS K6911(1995年)に準拠し、密度を測定した。その結果を表4~表6に示す。
(曲げ特性)
成形収縮率測定用に成形した成形品から、試験片(長さ80mm、幅10mm)を切り出し、JIS K7017(1999年)に準拠し、23℃および90℃において曲げ強さ、曲げ弾性率を測定した。その結果を表4~表6に示す。
成形収縮率測定用に成形した成形品から、試験片(長さ80mm、幅10mm)を切り出し、JIS K7017(1999年)に準拠し、23℃および90℃において曲げ強さ、曲げ弾性率を測定した。その結果を表4~表6に示す。
また、曲げ弾性率、密度の測定結果から、下記式(1)により23℃及び90℃における比剛性を算出した。その結果を表4~表6に示す。
比剛性 = (曲げ弾性率)1/3/(密度)(1)
(引張特性)
成形収縮率測定用に成形した成形品から、試験片を切り出し、JIS K7164(2005年)に準拠し、23℃において引張強さ、引張弾性率を測定した。その結果を表4~表6に示す。
(引張特性)
成形収縮率測定用に成形した成形品から、試験片を切り出し、JIS K7164(2005年)に準拠し、23℃において引張強さ、引張弾性率を測定した。その結果を表4~表6に示す。
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該当技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物、成形材料、成形品は、電動車両のバッテリーパック筐体などにおいて好適に用いることができる。
本発明の電動車両のバッテリーパック筐体は、難燃性を必要とする車両に好適に用いることができる。
1 電動車両のバッテリーパック筐体
2 トレイ部材
3 カバー部材
2 トレイ部材
3 カバー部材
Claims (10)
- 不飽和ポリエステルと、重合性単量体と、低収縮化剤と、水酸化アルミニウムとを含み、
前記不飽和ポリエステルは、多塩基酸と、多価アルコールとの重合生成物であり、
前記多塩基酸は、不飽和多塩基酸を含み、
前記不飽和多塩基酸の配合割合は、前記多塩基酸100モル%に対して、80モル%以上であり、
前記低収縮化剤は、ポリ酢酸ビニルを含み、
ポリ酢酸ビニルの配合割合が、前記不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、3質量部以上、10質量部以下であり、
前記水酸化アルミニウムの配合割合は、前記不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、150質量部以上、300質量部以下であることを特徴とする、不飽和ポリエステル樹脂組成物。 - 前記低収縮化剤は、さらに、飽和ポリエステルを含み、
前記飽和ポリエステルの配合割合は、前記不飽和ポリエステルと重合性単量体と低収縮化剤との総量100質量部に対して、8質量部以上15質量部以下であることを特徴とする、請求項1に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。 - 実質的に、ハロゲン系難燃剤を含まないことを特徴とする、請求項1に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- さらに、リン系難燃剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- さらに、中空フィラーを含むことを特徴とする、請求項1に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物と、強化繊維とを含み、
前記不飽和ポリエステル樹脂組成物のうち、前記水酸化アルミニウムおよび必要により配合される充填材を除いたフィラー除外成分の総量が、30体積%以上50体積%以下であることを特徴とする、成形材料。 - 請求項6に記載の成形材料の硬化物を含むことを特徴とする、成形品。
- 線膨張係数が、17ppm/℃を超過し、25ppm/℃以下であることを特徴とする、請求項7に記載の成形品。
- 電動車両のバッテリーパック筐体用であることを特徴とする、請求項7に記載の成形品。
- アルミニウム部材、および、前記アルミニウム部材と組み合わされる請求項7に記載の成形品を備えることを特徴とする、電動車両のバッテリーパック筐体。
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