JP5934937B2 - Phenolic resin molding materials and molded products using the same - Google Patents
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Description
本発明は、フェノール樹脂成形材料とそれを用いた成形品に関する。 The present invention relates to a phenol resin molding material and a molded article using the same.
従来、自動車、電機、機械の摺動部品には、金属部品が多く使用されてきたが、軽量化、生産性の向上などの要求に伴い樹脂部品への代替が検討されている。 Conventionally, many metal parts have been used for sliding parts of automobiles, electric machines, and machines. However, replacement with resin parts is being studied in response to demands for weight reduction and productivity improvement.
このような機械部品には、耐熱性、機械強度、耐薬品性などが要求されるため、熱硬化性樹脂が適している。 Such machine parts are required to have heat resistance, mechanical strength, chemical resistance, etc., and therefore thermosetting resins are suitable.
中でもフェノール樹脂成形材料は、耐熱性、機械強度、寸法安定性に優れるので、自動車やその他の汎用エンジンに使用される金属部品の代替材料として使用されている。 Among them, phenol resin molding materials are excellent in heat resistance, mechanical strength, and dimensional stability, and are therefore used as an alternative material for metal parts used in automobiles and other general-purpose engines.
近年、これらの中には高い摺動特性を要求されるものがある。摺動特性を要求されるフェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂、ガラス繊維、その他の添加剤から構成されるものが知られているが、高い摺動特性の要求に応えるため、潤滑性物質を添加して摺動特性を向上させる方法が提案されている。 In recent years, some of these require high sliding characteristics. Phenolic resin molding materials that require sliding properties are known to be composed of phenolic resin, glass fiber, and other additives, but in order to meet the requirements for high sliding properties, lubrication substances are added. Thus, a method for improving the sliding characteristics has been proposed.
例えば、潤滑性物質として高分子量ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレンなどの熱可塑性樹脂を添加する方法が提案されている(特許文献1〜3)。 For example, a method of adding a thermoplastic resin such as high molecular weight polyethylene or polytetrafluoroethylene as a lubricating substance has been proposed (Patent Documents 1 to 3).
また、潤滑性物質を添加する方法以外には、ガラス繊維の代わりに炭素繊維やアラミド繊維を使用することで摺動特性を向上させる方法も検討されている。 In addition to the method of adding a lubricating substance, a method of improving sliding properties by using carbon fiber or aramid fiber instead of glass fiber has been studied.
しかしながら、潤滑性物質として使用される上述したような熱可塑性樹脂は極性が低く、フェノール樹脂との相溶性が悪いために分散性が低下し、著しい強度低下を招く場合があるため、添加量が限られていた。 However, the above-mentioned thermoplastic resin used as a lubricating substance has low polarity and poor compatibility with the phenol resin, so that the dispersibility is lowered and the strength may be significantly reduced. It was limited.
また、炭素繊維やアラミド繊維を使用する方法は、これらの繊維が非常に高価なため、これらを使用した材料も高価になり、コストパフォーマンスが低くなるという問題点があった。 Further, the method using carbon fiber or aramid fiber has a problem in that since these fibers are very expensive, the materials using them are also expensive, and the cost performance is low.
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、機械強度の低下が小さく、摺動特性に優れ、かつコストパフォーマンスにも優れたフェノール樹脂成形材料とそれを用いた成形品を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, a phenol resin molding material having a small decrease in mechanical strength, excellent sliding characteristics, and excellent cost performance, and a molded product using the same. The issue is to provide.
上記の課題を解決するために、本発明のフェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂、繊維補強材、および潤滑性物質を含有するフェノール樹脂成形材料であって、潤滑性物質として表面に水酸基およびカルボキシル基が導入されたポリエチレン粒子を含有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the phenol resin molding material of the present invention is a phenol resin molding material containing a phenol resin, a fiber reinforcing material, and a lubricating substance, and has a hydroxyl group and a carboxyl group on the surface as the lubricating substance. It is characterized by containing polyethylene particles introduced.
このフェノール樹脂成形材料において、水酸基およびカルボキシル基が導入されたポリエチレン粒子の含有量がフェノール樹脂成形材料の全量に対して1〜8質量%の範囲内であることが好ましい。 In this phenol resin molding material, the content of polyethylene particles having hydroxyl groups and carboxyl groups introduced therein is preferably in the range of 1 to 8% by mass relative to the total amount of the phenol resin molding material.
このフェノール樹脂成形材料において、水酸基およびカルボキシル基が導入されたポリエチレン粒子の重量平均分子量が100000〜5000000の範囲内であることが好ましい。 In this phenol resin molding material, it is preferable that the weight average molecular weight of the polyethylene particles into which hydroxyl groups and carboxyl groups are introduced is in the range of 100,000 to 5,000,000.
このフェノール樹脂成形材料において、水酸基およびカルボキシル基が導入されたポリエチレン粒子の平均粒子径が5〜350μmの範囲内であることが好ましい。 In this phenol resin molding material, it is preferable that the average particle diameter of the polyethylene particles into which hydroxyl groups and carboxyl groups are introduced is in the range of 5 to 350 μm.
本発明の成形品は、前記のフェノール樹脂成形材料の硬化物により形成されていることを特徴としている。 The molded article of the present invention is characterized by being formed of a cured product of the above-described phenol resin molding material.
本発明のフェノール樹脂成形材料および成形品によれば、機械強度の低下が小さく、摺動特性に優れ、かつコストパフォーマンスにも優れている。 According to the phenol resin molding material and the molded product of the present invention, the decrease in mechanical strength is small, the sliding property is excellent, and the cost performance is also excellent.
以下に、本発明について詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明のフェノール樹脂成形材料において、フェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂をそれぞれ単独で用いることができ、あるいはこれらを併用することができる。 In the phenol resin molding material of the present invention, as the phenol resin, a novolac type phenol resin and a resol type phenol resin can be used alone, or these can be used in combination.
フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、フェノール樹脂成形材料の全量に対して25〜40質量%の範囲内が好ましく、30〜38質量%の範囲内がより好ましい。フェノール樹脂の含有量をこの範囲内にすると、混練性と成形性を高めることができ、かつ、成形収縮率や線膨張係数を小さくして耐湿処理後の寸法変化を抑制し、良好な寸法安定性を得ることができる。 Although content of a phenol resin is not specifically limited, The inside of the range of 25-40 mass% is preferable with respect to the whole quantity of a phenol resin molding material, and the inside of the range of 30-38 mass% is more preferable. If the content of the phenolic resin is within this range, kneadability and moldability can be improved, and the dimensional change after moisture-resistant treatment is suppressed by reducing the molding shrinkage rate and linear expansion coefficient, and good dimensional stability. Sex can be obtained.
ノボラック型フェノール樹脂としては、特に限定されないが、GPC(ゲルパーミエーション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が2000〜6000の範囲内であることが好ましい。重量平均分子量がこの範囲内であると、低分子量成分による取り扱い性の低下を抑制し、かつ成形時の流動性も良好である。 Although it does not specifically limit as a novolak type phenol resin, It is preferable that the weight average molecular weight of polystyrene conversion by GPC (gel permeation chromatography) exists in the range of 2000-6000. When the weight average molecular weight is within this range, a decrease in handleability due to a low molecular weight component is suppressed, and fluidity during molding is also good.
ノボラック型フェノール樹脂は、オルソ/パラ比(O/P比)が0.8〜6.0の範囲内であることが好ましい。O/P比がこの範囲内であると、硬化性を高めることができる。 The novolac type phenol resin preferably has an ortho / para ratio (O / P ratio) in the range of 0.8 to 6.0. When the O / P ratio is within this range, the curability can be improved.
ここでO/P比は次のように定義される。ノボラック型フェノール樹脂は、フェノール系化合物に由来する芳香環がメチレン結合により架橋した構造である。そしてメチレン結合の架橋の仕方は、それぞれの芳香環の水酸基に対してオルソ位同士で架橋している場合と、オルソ位とパラ位で架橋している場合と、パラ位同士で架橋している場合の3通りがある。これらによってO/P比は次式で表される。
O/P比={(オルソ位同士で架橋しているメチレン結合数)+(オルソ位とパラ位で架橋しているメチレン結合数の1/2)}/{パラ位同士で架橋しているメチレン結合数+オルソ位とパラ位で架橋しているメチレン結合数の1/2}
なお、ノボラック型フェノール樹脂のメチレン結合数およびその結合形式は、赤外線吸収スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、GPCなどの方法で求めることができる。例えば、メチレン結合数およびその結合形式が同定された標準物質により、これらの方法で予めそれぞれの吸収位置と吸収強度を確認しておき、その吸収位置と吸収強度から求めることができる。
Here, the O / P ratio is defined as follows. The novolac type phenol resin has a structure in which an aromatic ring derived from a phenol compound is cross-linked by a methylene bond. And the way of cross-linking of the methylene bond is when the ortho-position is cross-linked with respect to the hydroxyl group of each aromatic ring, when the ortho-position and the para-position are cross-linked, and the para-position is cross-linked There are three cases. Thus, the O / P ratio is expressed by the following equation.
O / P ratio = {(number of methylene bonds bridged between ortho positions) + (1/2 of the number of methylene bonds bridged between ortho positions and para positions)} / {bridged between para positions Number of methylene bonds + 1/2 of the number of methylene bonds bridging at ortho and para positions}
In addition, the number of methylene bonds of the novolac-type phenol resin and the bond form thereof can be determined by methods such as infrared absorption spectrum, nuclear magnetic resonance spectrum, and GPC. For example, each absorption position and absorption intensity can be confirmed in advance by these methods using a standard substance in which the number of methylene bonds and the bond form thereof have been identified, and can be determined from the absorption position and absorption intensity.
レゾール型フェノール樹脂としては、特に限定されないが、例えば、メチロール型やジメチレンエーテル型などを用いることができる。中でもジメチレンエーテル型は、硬化性と熱安定性のバランスが良好である。 Although it does not specifically limit as a resol type phenol resin, For example, a methylol type, a dimethylene ether type, etc. can be used. Among them, the dimethylene ether type has a good balance between curability and thermal stability.
レゾール型フェノール樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、GPCによるポリスチレン換算で2000〜6000の範囲内であることが好ましい。重量平均分子量がこの範囲内であると、低分子量成分による取り扱い性の低下を抑制し、かつ成形時の流動性も良好である。 Although the weight average molecular weight of a resol type phenol resin is not specifically limited, It is preferable to exist in the range of 2000-6000 in polystyrene conversion by GPC. When the weight average molecular weight is within this range, a decrease in handleability due to a low molecular weight component is suppressed, and fluidity during molding is also good.
本発明のフェノール樹脂成形材料には、フェノール樹脂の硬化剤を配合することができる。このような硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンテトラミンなどの窒素系化合物を用いることができ、フェノール樹脂としてノボラック型フェノール樹脂を用いる場合に好適である。 The phenol resin molding material of the present invention may contain a phenol resin curing agent. As such a curing agent, for example, a nitrogen compound such as hexamethylenetetramine can be used, which is suitable when a novolac type phenol resin is used as the phenol resin.
硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミンの含有量は、特に限定されないが、ノボラック型フェノール樹脂に対して10〜25質量%の範囲内が好ましい。ヘキサメチレンテトラミンの含有量がこの範囲内であると、硬化性を高め、かつ硬化物の架橋密度も適度な範囲内にすることができる。 Although content of the hexamethylenetetramine as a hardening | curing agent is not specifically limited, The inside of the range of 10-25 mass% with respect to a novolak-type phenol resin is preferable. When the content of hexamethylenetetramine is within this range, the curability can be improved and the cross-linking density of the cured product can be within an appropriate range.
本発明のフェノール樹脂成形材料には、硬化性を改善するための硬化助剤を配合することができる。硬化助剤としては、例えば、金属酸化物、金属水酸化物、ホウ酸、アミン化合物、イミダゾール化合物などを用いることができる。 The phenol resin molding material of the present invention can contain a curing aid for improving curability. As the curing aid, for example, metal oxides, metal hydroxides, boric acid, amine compounds, imidazole compounds and the like can be used.
金属酸化物としては、例えば、酸化カルシウム、酸化コバルト、酸化マグネシウム、酸化鉄などを用いることができる。 As the metal oxide, for example, calcium oxide, cobalt oxide, magnesium oxide, iron oxide, or the like can be used.
金属水酸化物としては、例えば、水酸化カルシウムなどを用いることができる。 As the metal hydroxide, for example, calcium hydroxide can be used.
アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルフォン、ベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセンなどを用いることができる。 Examples of the amine compound include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 4,4-diaminodiphenylmethane, metaphenylenediamine, diaminodiphenylsulfone, benzyldimethylamine, and 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene. be able to.
イミダゾール化合物としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどを用いることができる。 As the imidazole compound, for example, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole and the like can be used.
硬化助剤の含有量は、特に限定されないが、フェノール樹脂の全量に対して0.5〜5.0質量%の範囲内が好ましい。硬化助剤の含有量をこの範囲内にすると、フェノール樹脂の硬化を促進し、かつ、硬化速度が速くなりすぎることによる製造性や成形性の低下も抑制することができる。 Although content of a hardening adjuvant is not specifically limited, The inside of the range of 0.5-5.0 mass% is preferable with respect to the whole quantity of a phenol resin. When the content of the curing aid is within this range, it is possible to accelerate the curing of the phenolic resin and to suppress the manufacturability and moldability due to the too high curing speed.
本発明のフェノール樹脂成形材料には、繊維補強材が配合される。繊維補強材としては、ガラス繊維が好ましい。ガラス繊維は、特に限定されないが、例えば、A−ガラス、C−ガラス、D−ガラス、E−ガラス、R−ガラス、S−ガラス、T−ガラス、AR−ガラスなどからなるガラス繊維を用いることができる。 A fiber reinforcing material is blended in the phenol resin molding material of the present invention. As the fiber reinforcing material, glass fiber is preferable. Although glass fiber is not specifically limited, For example, glass fiber which consists of A-glass, C-glass, D-glass, E-glass, R-glass, S-glass, T-glass, AR-glass etc. should be used. Can do.
ガラス繊維の繊維径は、特に限定されないが、8〜18μmの範囲内が好ましい。繊維長も特に限定されないが、1〜5mmの範囲内が好ましい。繊維径と繊維長がこの範囲内であると、フェノール樹脂成形材料の調製時における作業性が良好で、成形品の強度も高めることができる。 Although the fiber diameter of glass fiber is not specifically limited, The inside of the range of 8-18 micrometers is preferable. The fiber length is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 5 mm. When the fiber diameter and fiber length are within this range, workability during preparation of the phenol resin molding material is good, and the strength of the molded product can be increased.
ガラス繊維の含有量は、特に限定されないが、フェノール樹脂成形材料の全量に対して40〜65質量%が好ましい。ガラス繊維の含有量がこの範囲内であると、成形品の十分な機械強度を得ることができ、かつ製造性や成形性の低下も抑制することができる。 Although content of glass fiber is not specifically limited, 40-65 mass% is preferable with respect to the whole quantity of a phenol resin molding material. When the content of the glass fiber is within this range, sufficient mechanical strength of the molded product can be obtained, and deterioration of manufacturability and moldability can be suppressed.
本発明のフェノール樹脂成形材料には、繊維補強材と共に、補強材として無機鉱物を併用することもできる。このような無機鉱物としては、例えば、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスビーズ、アルミナなどを用いることができる。 In the phenol resin molding material of the present invention, an inorganic mineral can also be used as a reinforcing material together with the fiber reinforcing material. As such an inorganic mineral, for example, wollastonite, calcium carbonate, talc, fired clay, unfired clay, mica, glass beads, alumina, and the like can be used.
本発明のフェノール樹脂成形材料には、潤滑性物質として、表面に水酸基およびカルボキシル基が導入されたポリエチレン粒子(以下、「表面処理ポリエチレン粒子」とも言う。)が配合される。 In the phenol resin molding material of the present invention, polyethylene particles having a hydroxyl group and a carboxyl group introduced on the surface (hereinafter, also referred to as “surface-treated polyethylene particles”) are blended as a lubricating substance.
この表面処理ポリエチレン粒子を配合することで、成形品の機械強度の低下を抑制しつつ摺動特性を高めることができる。表面に水酸基およびカルボキシル基を持たないポリエチレン粒子は非極性であるため、極性のあるフェノール樹脂との相溶性が悪く、分散性が低下する。そのため、摺動特性を十分に発揮することができない。これに対して、極性基である水酸基およびカルボキシル基を表面に導入したポリエチレン粒子は極性が高くなるため、フェノール樹脂との相溶性が高くなり、分散性が向上する。これによって、優れた摺動特性を発揮することができる。 By blending the surface-treated polyethylene particles, it is possible to enhance the sliding characteristics while suppressing a decrease in mechanical strength of the molded product. Since the polyethylene particles having no hydroxyl group or carboxyl group on the surface are non-polar, the compatibility with the polar phenol resin is poor and the dispersibility is lowered. Therefore, the sliding characteristics cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, since the polyethylene particle which introduce | transduced into the surface the hydroxyl group and carboxyl group which are polar groups becomes high polarity, compatibility with a phenol resin becomes high and dispersibility improves. As a result, excellent sliding characteristics can be exhibited.
この表面処理ポリエチレン粒子は、酸化ガスによる表面処理技術によって表面に水酸基およびカルボキシル基を導入したものであり、例えば、「インヘンス」シリーズ(製造元:フルオロシール社)を用いることができる。この表面処理ポリエチレン粒子における水酸基とカルボキシル基の比率は、特に限定されないが、1:9〜9:1が好ましい。 The surface-treated polyethylene particles are obtained by introducing a hydroxyl group and a carboxyl group on the surface by a surface treatment technique using an oxidizing gas. For example, the “Ingens” series (manufacturer: Fluoroseal Co., Ltd.) can be used. The ratio of the hydroxyl group to the carboxyl group in the surface-treated polyethylene particles is not particularly limited, but is preferably 1: 9 to 9: 1.
この表面処理ポリエチレン粒子の重量平均分子量は、特に限定されないが、100000〜5000000の範囲内が好ましい。表面処理ポリエチレン粒子の重量平均分子量がこの範囲内であると、優れた摺動特性を発揮することができる。 The weight average molecular weight of the surface-treated polyethylene particles is not particularly limited, but is preferably in the range of 100,000 to 5000000. When the weight average molecular weight of the surface-treated polyethylene particles is within this range, excellent sliding characteristics can be exhibited.
ここで表面処理ポリエチレン粒子の重量平均分子量は、GPCによって次の方法で測定することができる。GPC装置としては、Waters製GPC 150C ALC/GPCを用いる。カラムとしてはSHODEX製GPCUT802.5を一本、UT806Mを2本用い、検出器として示差屈折率計(RI検出器)を用いて測定する。測定溶媒は、o−ジクロロベンゼンを使用しカラム温度を145℃とする。試料濃度は1.0mg/mlとし、200マイクロリットル注入し測定を行う。分子量の検量線は、ユニバーサルキャリブレーション法により分子量既知のポリスチレン試料を用いて作成する。 Here, the weight average molecular weight of the surface-treated polyethylene particles can be measured by GPC according to the following method. As the GPC apparatus, Waters GPC 150C ALC / GPC is used. The column is measured using one SHODEX GPCUT802.5 and two UT806M, and a differential refractometer (RI detector) as a detector. The measurement solvent is o-dichlorobenzene and the column temperature is set to 145 ° C. The sample concentration is 1.0 mg / ml, and 200 microliters are injected for measurement. A calibration curve of molecular weight is prepared using a polystyrene sample having a known molecular weight by the universal calibration method.
この表面処理ポリエチレン粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、5〜350μmの範囲内が好ましく、10〜300μmの範囲内がより好ましい。表面処理ポリエチレン粒子の平均粒子径がこの範囲内であると、コストパフォーマンスに優れ、優れた摺動特性を発揮することもできる。 The average particle diameter of the surface-treated polyethylene particles is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 350 μm, and more preferably in the range of 10 to 300 μm. When the average particle diameter of the surface-treated polyethylene particles is within this range, the cost performance is excellent and excellent sliding characteristics can be exhibited.
なお、平均粒子径はレーザ回折・散乱法により測定することができ、具体的にはレーザ回折式粒度分布測定装置により、粒度分布を体積基準で作成してメディアン径(d50)を測定し、このメディアン径を平均粒子径とすることができる。 The average particle diameter can be measured by a laser diffraction / scattering method. Specifically, the particle size distribution is created on a volume basis by a laser diffraction particle size distribution measuring device, and the median diameter (d 50 ) is measured. This median diameter can be taken as the average particle diameter.
この表面処理ポリエチレン粒子の含有量は、フェノール樹脂成形材料の全量に対して1〜8質量%の範囲内であることが好ましい。表面処理ポリエチレン粒子の含有量がこの範囲内であると、機械強度の低下が小さく、摺動特性に優れ、かつコストパフォーマンスにも優れている。 The content of the surface-treated polyethylene particles is preferably in the range of 1 to 8% by mass with respect to the total amount of the phenol resin molding material. When the content of the surface-treated polyethylene particles is within this range, the decrease in mechanical strength is small, the sliding properties are excellent, and the cost performance is also excellent.
本発明のフェノール樹脂成形材料には、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の各成分以外に他の添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、例えば、離型剤、着色剤、カップリング剤などを用いることができる。 In the phenol resin molding material of the present invention, other additives can be blended in addition to the above-described components within a range not impairing the effects of the present invention. As such an additive, a mold release agent, a coloring agent, a coupling agent, etc. can be used, for example.
離型剤としては、例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム等のステアリン酸塩類、カルナバワックスなどを用いることができる。 As the mold release agent, for example, stearates such as calcium stearate, magnesium stearate and magnesium stearate, carnauba wax and the like can be used.
着色剤としては、例えば、酸化チタン、ベンガラ、カーボンブラック、モリブデン赤、フタロシアニンブルーなどを用いることができる。 As the colorant, for example, titanium oxide, bengara, carbon black, molybdenum red, phthalocyanine blue, or the like can be used.
カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などを用いることができる。 As a coupling agent, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, etc. can be used, for example.
本発明のフェノール樹脂成形材料は、上述のフェノール樹脂、繊維補強材、潤滑性物質などを、2軸混練機などを用いて混練して調製することができる。混練後は、冷却粉砕し造粒するようにしてもよい。 The phenol resin molding material of the present invention can be prepared by kneading the above-mentioned phenol resin, fiber reinforcing material, lubricating material, etc. using a biaxial kneader or the like. After kneading, it may be cooled and pulverized and granulated.
このようにして調製された本発明のフェノール樹脂成形材料を用いて、射出成形、直圧成形、トランスファー成形などの加熱加圧成形を行うことによって、成形品を得ることができる。 A molded article can be obtained by performing heat and pressure molding such as injection molding, direct pressure molding, transfer molding, etc. using the phenol resin molding material of the present invention thus prepared.
本発明の成形品は、機械強度の低下が小さく、摺動特性に優れ、かつコストパフォーマンスにも優れていることから、自動車のエンジンルーム周辺部品などのような摺動部品に好適に使用することができる。 The molded product of the present invention is suitable for sliding parts such as automobile engine room peripheral parts because the mechanical strength is small, sliding characteristics are excellent, and cost performance is excellent. Can do.
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
配合成分として、以下のものを用いた。
(フェノール樹脂)
・ノボラック型フェノール樹脂、パナソニック株式会社製「PAR」、重量平均分子量3000、O/P比=1.0
・レゾール型フェノール樹脂、パナソニック株式会社製「AX−10」、重量平均分子量3000、ジメチレンエーテル型
(硬化剤)
ヘキサメチレンテトラミン
(潤滑性物質)
・表面処理によって水酸基およびカルボキシル基が導入されたポリエチレン粒子、販売元:株式会社平泉洋行、製造元:フルオロシール社、「インヘンスUH、HD」シリーズ、重量平均分子量3000000および平均粒子径20μm、30μm、45μm、180μm、重量平均分子量100000および平均粒子径20μm
・ポリエチレン粒子(表面処理なし)、三井化学(株)製「ミペロンXM−220」、重量平均分子量3000000、平均粒子径30μm
(硬化助剤)
水酸化カルシウム
(離型剤)
カルナバワックス
(顔料)
カーボンブラック
(繊維補強材)
ガラス繊維、日東紡績株式会社製「CS3E−479S」、繊維径12μm、繊維長3mm
以上の配合成分を表1に示すように所定量配合し、1分間混合した。次にこの混合物を2軸混練機で3分間、品温100〜110℃で混練した。その後、混練物を冷却粉砕し、造粒してフェノール樹脂成形材料を得た。
The following ingredients were used as blending components.
(Phenolic resin)
・ Novolak type phenol resin, “PAR” manufactured by Panasonic Corporation, weight average molecular weight 3000, O / P ratio = 1.0
・ Resol type phenol resin, “AX-10” manufactured by Panasonic Corporation, weight average molecular weight 3000, dimethylene ether type (curing agent)
Hexamethylenetetramine (lubricating substance)
-Polyethylene particles into which hydroxyl groups and carboxyl groups have been introduced by surface treatment, distributor: Yoko Hiraizumi Co., Ltd., manufacturer: Fluorseal Co., Ltd., “Ingens UH, HD” series, weight average molecular weight 3000000 and average particle diameters 20 μm, 30 μm, 45 μm , 180 μm, weight average molecular weight 100,000 and average particle diameter 20 μm
Polyethylene particles (no surface treatment), “Miperon XM-220” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., weight average molecular weight 3000000, average particle diameter 30 μm
(Curing aid)
Calcium hydroxide (release agent)
Carnauba wax (pigment)
Carbon black (fiber reinforcement)
Glass fiber, “CS3E-479S” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., fiber diameter 12 μm, fiber length 3 mm
Predetermined amounts of the above ingredients were mixed as shown in Table 1 and mixed for 1 minute. Next, this mixture was kneaded at a product temperature of 100 to 110 ° C. for 3 minutes with a twin-screw kneader. Thereafter, the kneaded product was cooled and pulverized and granulated to obtain a phenol resin molding material.
このようにして得られたフェノール樹脂成形材料を用いて次の評価を行った。
[曲げ強さ、曲げ弾性率]
射出成形(成形温度165℃、硬化時間90秒)により、JIS K6911に準じて試験片を作製した(試験片は180℃×8hアフターベーキング有)。このテストピースを用いて、JIS K6911に準拠して曲げ強さおよび曲げ弾性率を測定した。
[摺動磨耗試験]
以下の条件にて円柱状樹脂試験片を作製した。
金型:目的の形状の試験片金型(直圧成形)
成形条件:金型温度165℃、圧力10MPa、硬化時間180秒
形状:φ100mm×3mm
180℃×8h アニール処理有り
上記条件で作製した円柱状樹脂試験片(ロータ、φ100mm×3mm)が、試験片上部で角板状試験片(ステータ、アルミニウムA5052、42mm×18mm×4mm)に接触し、荷重1.2kgが接触部に均一にかかるようにした。そしてロータを常温、60rpmで5h回転させた後のロータ(樹脂成形品)とステータ(アルミニウムA5052)の摩耗量を測定した。
The following evaluation was performed using the phenol resin molding material thus obtained.
[Bending strength, flexural modulus]
A test piece was prepared according to JIS K6911 by injection molding (molding temperature 165 ° C., curing time 90 seconds) (the test piece had 180 ° C. × 8 h after-baking). Using this test piece, bending strength and bending elastic modulus were measured in accordance with JIS K6911.
[Sliding wear test]
A cylindrical resin test piece was produced under the following conditions.
Mold: Test piece mold of desired shape (direct pressure molding)
Molding conditions: mold temperature 165 ° C., pressure 10 MPa, curing time 180 seconds Shape: φ100 mm × 3 mm
180 ° C. × 8 h With annealing treatment A cylindrical resin test piece (rotor, φ100 mm × 3 mm) produced under the above conditions contacts a square plate-like test piece (stator, aluminum A5052, 42 mm × 18 mm × 4 mm) at the top of the test piece. A load of 1.2 kg was applied uniformly to the contact portion. Then, the amount of wear of the rotor (resin molded product) and the stator (aluminum A5052) after rotating the rotor at room temperature for 5 hours at 60 rpm was measured.
評価結果を表1に示す。 The evaluation results are shown in Table 1.
表1より、潤滑性物質として表面に水酸基およびカルボキシル基が導入されたポリエチレン粒子を配合した実施例1〜8では、これを配合しない比較例1、3に比べて、比較的少量の配合でも摩耗を抑制し、摺動特性に優れていた。さらに機械特性(曲げ強さ、曲げ弾性率)も比較例1、3に比べて低下は小さかった。 From Table 1, in Examples 1-8 in which polyethylene particles having a hydroxyl group and a carboxyl group introduced on the surface as a lubricating substance were blended, they were worn even in a relatively small amount as compared with Comparative Examples 1 and 3 in which this was not blended. And was excellent in sliding characteristics. Further, the mechanical properties (bending strength and flexural modulus) were smaller than those of Comparative Examples 1 and 3.
表面処理をしていないポリエチレン粒子を配合した比較例2、4では、それ以外は同条件の実施例1、3に比べて、機械特性(曲げ強さ、曲げ弾性率)の低下は同程度であった。ところが、摩耗の抑制では実施例1〜8の方が比較例2、4よりも著しく優れていた。 In Comparative Examples 2 and 4 in which polyethylene particles not subjected to surface treatment were blended, the mechanical properties (bending strength and flexural modulus) were almost the same as those of Examples 1 and 3 under the same conditions. there were. However, Examples 1 to 8 were significantly superior to Comparative Examples 2 and 4 in suppressing wear.
以上の結果から、実施例1〜8の成形品は、ガラス繊維の代わりに比較的高価な炭素繊維やアラミド繊維を使用することを要せずとも、機械特性を満足しつつ摺動特性を大幅に向上させることができることが確認された。 From the above results, the molded products of Examples 1 to 8 have greatly improved sliding characteristics while satisfying mechanical characteristics without requiring the use of relatively expensive carbon fibers or aramid fibers instead of glass fibers. It was confirmed that it can be improved.
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