不饱和聚酯树脂组合物、成型材料、成型品、及电动车辆的电池组壳体

文档序号:652993 发布日期:2021-04-23 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 不饱和聚酯树脂组合物、成型材料、成型品、及电动车辆的电池组壳体 (Unsaturated polyester resin composition, molding material, molded article, and battery pack case for electric vehicle ) 是由 赤井郁雄 箱谷昌宏 冢本贵史 于 2019-10-16 设计创作,主要内容包括:不饱和聚酯树脂组合物包含树脂成分、氢氧化铝和阻燃剂,所述树脂成分包含不饱和聚酯、聚合性单体及低收缩剂。不饱和聚酯为多元酸与多元醇的聚合产物,所述多元酸包含规定比例的具有烯键式不饱和双键的多元酸。作为低收缩剂的聚乙酸乙烯酯相对于树脂成分而言为规定比例。氢氧化铝相对于树脂成分而言为规定比例。(The unsaturated polyester resin composition comprises a resin component, aluminum hydroxide and a flame retardant, wherein the resin component comprises an unsaturated polyester, a polymerizable monomer and a low shrinkage agent. The unsaturated polyester is a polymerization product of a polybasic acid containing a prescribed proportion of a polybasic acid having an ethylenically unsaturated double bond and a polyhydric alcohol. The polyvinyl acetate as the low shrinkage agent is in a predetermined ratio with respect to the resin component. The ratio of aluminum hydroxide to the resin component is specified.)

不饱和聚酯树脂组合物、成型材料、成型品、及电动车辆的电 池组壳体

技术领域

本发明涉及不饱和聚酯树脂组合物、成型材料、成型品、及电动车辆的电池组壳体,详细而言,涉及不饱和聚酯树脂组合物、包含不饱和聚酯树脂组合物的成型材料、包含成型材料的固化物的成型品、以及具备成型材料的固化物的电动车辆的电池组壳体。

背景技术

以往,由包含不饱和聚酯树脂的成型材料(尤其是SMC(片状模塑料))形成的成型品因外观、机械特性、耐水性、耐腐蚀性等优异而取代了汽车的一部分钢板。

作为这样的成型材料,例如,提出了包含不饱和聚酯树脂、低收缩剂、作为填充材料的碳酸钙和作为增强纤维的碳纤维的成型材料(例如,参见下述专利文献1。)。

而且,更具体而言,由这样的成型材料形成的成型品主要在行李箱盖、发动机罩、以及发动机油底壳、摇臂罩等要求刚性、耐热性的部位与钢板组合而使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-209269号公报

发明内容

发明所要解决的课题

近年来,从轻质化的观点出发,对于这样的成型品而言,除了与钢板组合使用以外,还强烈期望与轻金属组合而使用。

但是,由专利文献1的成型材料形成的成型品的线膨胀系数比轻金属小。因此,若将成型品与轻金属组合,则由于成型品的线膨胀系数与轻金属的线膨胀系数之间的差,导致存在尺寸稳定性降低的不良情况。

尤其是,若使成型品与轻金属一体成型,则由上述的差带来的影响变得更显著,存在尺寸稳定性进一步降低的不良情况。

另外,对于这样的成型品而言,存在要求用于减小翘曲、变形的低收缩性、用于延迟车辆火灾时的火势蔓延的阻燃性的情况。

本发明的目的在于提供用于获得低收缩性优异、并且阻燃性优异、即使与轻金属部件组合尺寸稳定性也优异的成型品的不饱和聚酯树脂组合物、包含该不饱和聚酯树脂组合物的成型材料、包含该成型材料的固化物的成型品、以及具备其该成型材料的固化物的电动车辆的电池组壳体。

用于解决课题的手段

本发明[1]为不饱和聚酯树脂组合物,其包含树脂成分、氢氧化铝和阻燃剂,所述树脂成分包含不饱和聚酯、聚合性单体及低收缩剂,前述不饱和聚酯为多元酸与多元醇的聚合产物,前述多元酸包含具有烯键式不饱和双键的多元酸,前述具有烯键式不饱和双键的多元酸的配合比例相对于前述多元酸100摩尔%而言为80摩尔%以上,前述低收缩剂包含聚乙酸乙烯酯,聚乙酸乙烯酯的配合比例相对于前述树脂成分100质量份而言为3质量份以上10质量份以下,前述氢氧化铝的配合比例相对于前述树脂成分100质量份而言为50质量份以上小于150质量份。

本发明[2]包含上述[1]所述的不饱和聚酯树脂组合物,其中,前述阻燃剂的配合比例相对于前述氢氧化铝100质量份而言为15质量份以上70质量份以下。

本发明[3]包含上述[1]或[2]所述的不饱和聚酯树脂组合物,其中,前述阻燃剂为磷系阻燃剂。

本发明[4]包含成型材料,所述成型材料包含上述[1]~[3]所述的不饱和聚酯树脂组合物和增强纤维,前述不饱和聚酯树脂组合物中,除前述氢氧化铝及根据需要配合的填充材料以外的填料除外成分的总量为40体积%以上70体积%以下。

本发明[5]包含成型品,所述成型品包含上述[4]所述的成型材料的固化物。

本发明[6]包含上述[5]所述的成型品,所述成型品的线膨胀系数为20ppm/℃以上25ppm/℃以下。

本发明[7]包含上述[5]或[6]所述的成型品,所述成型品用于电动车辆的电池组壳体。

本发明[8]包含电动车辆的电池组壳体,所述电动车辆的电池组壳体一体地具备铝构件及上述[5]~[7]中任一项所述的成型品。

发明的效果

本发明的不饱和聚酯树脂组合物中,不饱和聚酯的多元酸包含规定比例的具有烯键式不饱和双键的多元酸。

另外,本发明的不饱和聚酯树脂组合物中,作为低收缩剂的聚乙酸乙烯酯相对于树脂成分而言为规定比例。

因此,使用该不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品的低收缩性优异,并且阻燃性优异。

另外,本发明的不饱和聚酯树脂组合物包含氢氧化铝及阻燃剂,氢氧化铝相对于树脂成分而言为规定比例。

若增多氢氧化铝的配合比例,则使用该不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品的线膨胀系数变小,而另一方面,阻燃性提高,另外,若减少氢氧化铝的配合比例,则上述的成型品的线膨胀系数变大,而另一方面,阻燃性降低。

而且,将上述的成型品与轻金属组合的情况下,若从提高尺寸稳定性的观点出发,为了减小与轻金属的线膨胀系数的差而调整氢氧化铝的配合比例,则阻燃性的确保变得不充分。

因此,该不饱和聚酯树脂组合物包含阻燃剂。

其结果,使用本发明的不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品的尺寸稳定性及阻燃性优异。

就本发明的成型材料而言,由于包含本发明的不饱和聚酯树脂组合物,因此使用该成型材料而得到的成型品的低收缩性优异,并且阻燃性优异,即使与轻金属组合,尺寸稳定性也优异。

就本发明的成型品而言,由于包含本发明的成型材料的固化物,因此低收缩性优异,并且阻燃性优异,即使与轻金属组合,尺寸稳定性也优异。

就本发明的电动车辆的电池组壳体而言,由于具备本发明的成型品,因此低收缩性优异,并且阻燃性优异,尺寸稳定性优异。

附图说明

[图1]为示出本发明的电动车辆的电池组壳体的一实施方式的截面图。

[图2]为在图1的电动车辆的电池组壳体中组合有托盘构件和盖构件时的截面图。

具体实施方式

本发明的不饱和聚酯树脂组合物包含树脂成分、氢氧化铝和阻燃剂。

树脂成分包含不饱和聚酯、聚合性单体及低收缩剂。

不饱和聚酯为多元酸与多元醇的聚合产物。

多元酸包含:作为必需成分的具有烯键式不饱和双键的多元酸(以下,记为含烯键式不饱和键的多元酸。)、和作为任意成分的不具有烯键式不饱和双键的多元酸(以下,记为不含烯键式不饱和键的多元酸。)。

作为含烯键式不饱和键的多元酸,可举出例如马来酸、富马酸、衣康酸、二氢黏康酸等烯键式不饱和脂肪族二元酸、例如这些酸的卤化物、例如这些酸的烷基酯等。

另外,含烯键式不饱和键的多元酸包含由上述的烯键式不饱和脂肪族二元酸衍生的酸酐,例如马来酸酐等。

作为含烯键式不饱和键的多元酸,优选可举出马来酸酐、富马酸。

作为不含烯键式不饱和键的多元酸,例如可举出饱和脂肪族多元酸、饱和脂环族多元酸、芳香族多元酸、这些酸的卤化物、这些酸的烷基酯等。

作为饱和脂肪族多元酸,例如可举出草酸、丙二酸、琥珀酸、甲基琥珀酸、2,2-二甲基琥珀酸、2,3-二甲基琥珀酸、己基琥珀酸、戊二酸、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,3-二甲基琥珀酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等饱和脂肪族二元酸等。

另外,饱和脂肪族多元酸包含由上述的饱和脂肪族二元酸衍生的酸酐,例如草酸酐、琥珀酸酐等。

作为饱和脂环族多元酸,例如,可举出氯桥酸、1,2-六氢邻苯二甲酸、1,1-环丁烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸(顺式-或反式-1,4-环己烷二甲酸或者它们的混合物)、二聚酸等饱和脂环族二元酸。

作为芳香族多元酸,例如,可举出苯二甲酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸)、偏苯三酸、均苯四甲酸等芳香族二元酸。

另外,芳香族多元酸包含由上述的芳香族二元酸衍生的酸酐,例如苯二甲酸酐等。

作为不含烯键式不饱和键的多元酸,优选可举出芳香族多元酸,更优选可举出芳香族二元酸,进一步优选可举出苯二甲酸,尤其优选可举出间苯二甲酸。

多元酸可以单独使用或组合使用2种以上。

另外,该不饱和聚酯中,多元酸包含规定比例的含烯键式不饱和键的多元酸。

具体而言,组合使用含烯键式不饱和键的多元酸及不含烯键式不饱和键的多元酸的情况下,相对于多元酸而言,含烯键式不饱和键的多元酸的配合比例为80摩尔%以上,另外,例如为99摩尔%以下。

另外,单独使用含烯键式不饱和键的多元酸的情况下,相对于多元酸而言,含烯键式不饱和键的多元酸的配合比例为100摩尔%(即,80摩尔%以上)。

优选单独使用含烯键式不饱和键的多元酸。

不饱和聚酯中,多元酸包含上述范围的含烯键式不饱和键的多元酸,因此这样的不饱和聚酯具有高的反应性。

作为多元醇,可举出例如乙二醇、丙二醇(1,2-或1,3-丙二醇或者它们的混合物)、丁二醇(1,2-或1,3-或1,4-丁二醇或者它们的混合物)、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2,2-三甲基戊二醇、3,3-二羟甲基庚烷等链烷二醇、例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇等醚二醇等脂肪族二醇、例如环己烷二醇(1,2-或1,3-或1,4-环己烷二醇或者它们的混合物)、环己烷二甲醇(1,2-或1,3-或1,4-环己烷二甲醇或者它们的混合物)、环己烷二乙醇(1,2-或1,3-或1,4-环己烷二乙醇或者它们的混合物)、氢化双酚A等脂环族二醇、例如双酚A、双酚A的环氧乙烷加成物、双酚A的环氧丙烷加成物等芳香族二醇等2元醇、例如甘油、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺等3元醇、例如四羟甲基甲烷(季戊四醇)、二甘油等4元醇、例如木糖醇等5元醇、例如山梨糖醇、甘露醇、蒜糖醇、艾杜糖醇、半乳糖醇、阿卓糖醇、肌醇、二季戊四醇等6元醇等,优选可举出2元醇,更优选可举出脂肪族二醇,进一步优选可举出链烷二醇,尤其优选可举出丙二醇、新戊二醇。

多元醇可以单独使用或组合使用2种以上,优选组合使用丙二醇、新戊二醇。

不饱和聚酯通过将多元酸与多元醇进行缩聚(缩合聚合)而得到。

使多元酸与多元醇缩聚(缩合聚合)时,以多元醇相对于多元酸而言的当量比(多元醇的羟基/多元酸的羧基)成为例如0.9以上、优选0.95以上、另外成为例如1.2以下、优选1.1以下的方式进行配合,在常压、氮气气氛下进行搅拌。

作为反应温度,例如为150℃以上,优选为190℃以上,另外,例如为250℃以下,优选为230℃以下。

作为反应时间,例如为8小时以上,另外,例如为30小时以下。

需要说明的是,上述的反应中,根据需要,也可以配合已知的溶剂及已知的催化剂。

由此,得到不饱和聚酯。

不饱和聚酯的酸值(测定方法:依据JIS K6901(2008年))例如为20mgKOH/g以上且小于40mgKOH/g。

不饱和聚酯的重均分子量例如为6000以上,优选为8000以上,另外,例如为25000以下,优选为20000以下。

需要说明的是,重均分子量为基于GPC(凝胶渗透色谱)的聚苯乙烯换算的重均分子量,可以通过对不饱和聚酯进行GPC测定来求出。

不饱和聚酯的配合比例相对于树脂成分而言例如为20质量%以上,另外,例如为60质量%以下。

聚合性单体为用于溶解不饱和聚酯的溶剂,并且为在不饱和聚酯树脂(后述)固化时可与不饱和聚酯交联的交联性单体(反应性稀释剂),可举出例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯等苯乙烯系单体、例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯、例如(甲基)丙烯酸烯丙酯等(甲基)丙烯酸烯丙基酯、例如(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯等含环结构的(甲基)丙烯酸酯、例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、例如(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯、例如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯及它们的氯化物盐、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等(甲基)丙烯酸氟烷基酯等(甲基)丙烯酸酯系单体、例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯、例如甘油单烯丙基醚、季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇单烯丙基醚、三羟甲基丙烷单烯丙基醚等烯丙基系单体等,优选可举出苯乙烯系单体,更优选可举出苯乙烯。需要说明的是,(甲基)丙烯酸系基团与甲基丙烯酸系基团和/或丙烯酸系基团同义。

聚合性单体可以单独使用或组合使用2种以上。

聚合性单体的配合比例相对于树脂成分而言例如为20质量%以上,另外,例如为60质量份%以下,优选为50质量份%以下。

另外,聚合性单体的配合比例相对于不饱和聚酯100质量份而言例如为50质量份以上,另外,例如为200质量份以下,优选为100质量份以下。

低收缩剂是在获得使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)时为了抑制成型品(后述)的固化收缩及热收缩而配合的。

低收缩剂包含聚乙酸乙烯酯作为必需成分。

聚乙酸乙烯酯能够抑制成型品(后述)的固化收缩及热收缩。

因此,低收缩剂包含聚乙酸乙烯酯时,使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)的低收缩性优异。

聚乙酸乙烯酯的配合比例相对于树脂成分100质量份而言为3质量份以上,优选为5质量份以上,另外,为10质量份以下。

聚乙酸乙烯酯的配合比例为上述下限以上时,使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)的低收缩性优异。

另一方面,聚乙酸乙烯酯的配合比例小于上述下限时,使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)的低收缩性降低。

聚乙酸乙烯酯的配合比例为上述上限以下时,使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)的低收缩性优异。

另一方面,聚乙酸乙烯酯的配合比例超过上述上限时,因成型材料制造时的膜剥离性降低而导致制造稳定性降低。

另外,低收缩剂包含例如聚苯乙烯、聚乙烯、交联聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯-聚苯乙烯嵌段共聚物、SBS(橡胶)、饱和聚酯树脂等其他低收缩剂作为任意成分。

饱和聚酯树脂通过使饱和聚酯溶解于上述的聚合性单体而得到。

饱和聚酯为上述的不含烯键式不饱和键的多元酸与上述的多元醇的聚合产物。

作为不含烯键式不饱和键的多元酸,优选可举出饱和脂肪族多元酸、芳香族多元酸,更优选可举出饱和脂肪族二元酸、芳香族二元酸,进一步优选可举出己二酸、间苯二甲酸。

不含烯键式不饱和键的多元酸可以单独使用或组合使用2种以上。

作为多元醇,优选可举出2元醇,更优选可举出新戊二醇等。

多元醇可以单独使用或组合使用2种以上。

饱和聚酯通过将不含烯键式不饱和键的多元酸与多元醇进行缩聚(缩合聚合)而得到。

使不含烯键式不饱和键的多元酸与多元醇缩聚(缩合聚合)时,以多元醇相对于多元酸的当量比(多元醇的羟基/多元酸的羧基)成为例如0.9以上、优选0.95以上、另外成为例如1.2以下、优选1.1以下的方式配合,在常压、氮气气氛下进行搅拌。

作为反应温度,例如为150℃以上,优选为190℃以上,另外,例如为250℃以下,优选为230℃以下。

作为反应时间,例如为8小时以上,另外,例如为30小时以下。

需要说明的是,上述的反应中,根据需要,也可以配合已知的溶剂及已知的催化剂。

由此,得到饱和聚酯。

饱和聚酯的酸值(测定方法:依据JIS K 6901(2008年))例如,为5mgKOH/g以上且小于40mgKOH/g。

然后,使该饱和聚酯溶解于上述的聚合性单体(优选苯乙烯),根据需要配合添加剂(阻聚剂(后述)(优选氢醌)),由此制备饱和聚酯树脂。

饱和聚酯树脂的制备中,聚合性单体的配合比例相对于饱和聚酯100质量份而言例如为35质量份以上,另外,例如为150质量份以下,阻聚剂的配合比例相对于饱和聚酯100质量份而言例如为0.001质量份以上,优选为0.005质量份以上,另外,例如为0.1质量份以下,优选为0.05质量份以下。

低收缩剂可以单独使用或组合使用2种以上,优选将聚乙酸乙烯酯和饱和聚酯树脂组合使用。

即,低收缩剂优选包含饱和聚酯树脂。

饱和聚酯的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为8质量份以上,优选为10质量份以上,另外,例如为15质量份以下。

低收缩剂的配合比例相对于树脂成分而言例如为10质量%以上,优选为20质量%以上,另外,例如为50质量份%以下。

另外,低收缩剂的配合比例相对于不饱和聚酯100质量份而言例如为20质量份以上,优选为30质量份以上,另外,例如为70质量份以下。

另外,树脂成分根据需要包含其他热固性树脂(不包括不饱和聚酯树脂在内)。

作为其他热固性树脂,例如,可举出乙烯基酯树脂、溴化乙烯基酯树脂、亚克力树脂液(Acrysirup)等。

乙烯基酯树脂通过使乙烯基酯溶解于上述的聚合性单体而得到。

乙烯基酯为非溴化环氧树脂与不饱和一元酸的反应产物。

非溴化环氧树脂为第1酚成分及第1环氧成分的反应产物。

第1酚成分包含非溴化双酚化合物。

非溴化双酚化合物由下述通式(1)表示。

[化学式1]

(式中,Y1表示-C(CH3)2-、-CH2-、-O-、-S-、-(O=S=O)-中任一者。)

作为非溴化双酚化合物,例如,可举出双酚A、双酚F、双酚S等,优选可举出双酚A。

这些非溴化双酚化合物可以单独使用或组合使用2种以上。

第1环氧成分包含非溴化环氧化合物。

作为非溴化环氧化合物,由下述通式(2)表示。

[化学式2]

(式中,Y1表示与上述式(1)的Y1相同的含义,n表示0~5的整数。)

作为这样的非溴化环氧化合物,例如,可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等。

非溴化环氧化合物的环氧当量例如为100g/eq以上,优选为150g/eq以上,另外,例如为800g/eq以下,优选为400g/eq以下,更优选小于300g/eq,进一步优选为250g/eq以下。

这些非溴化环氧化合物可以单独使用或组合使用2种以上。

然后,为了得到非溴化环氧树脂,使第1酚成分与第1环氧成分反应。具体而言,将非溴化双酚化合物和非溴化环氧化合物配合并使它们反应。

上述的反应中,非溴化双酚化合物与非溴化环氧化合物进行扩链反应。

另外,上述的反应中,相对于第1酚成分1当量而言,第1环氧成分为0.5当量以上,优选为1.0当量以上,优选为2.0当量以上,另外,例如为4.0当量以下。

另外,上述的反应中,根据需要可以添加催化剂。

作为催化剂,可举出例如三乙胺、苄基二甲胺等胺类、例如四甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵等季铵盐、例如2-乙基-4-咪唑等咪唑类、例如酰胺类、例如吡啶类、例如三苯基膦等膦类、例如四苯基溴化鏻、乙基三苯基溴化鏻等鏻盐、例如锍盐、例如磺酸类、例如辛酸锌等有机金属盐等,优选可举出季铵盐,更优选可举出三乙基苄基氯化铵。

这些催化剂可以单独使用或组合使用2种以上。

催化剂的配合比例相对于第1酚成分及第1环氧成分的总量100质量份而言例如为0.01质量份以上,优选为0.1质量份以上,另外,例如为3.0质量份以下,优选为1.0质量份以下。

另外,上述的反应中,根据需要可以添加阻聚剂(后述)(优选氢醌)。

阻聚剂的配合比例相对于第1酚成分及第1环氧成分的总量100质量份而言例如为0.001质量份以上,优选为0.005质量份以上,另外,例如为0.5质量份以下,优选为0.1质量份以下。

另外,作为反应条件,反应温度例如为80℃以上,优选为100℃以上,另外,例如为170℃以下,另外,作为反应时间,例如为1小时以上,优选为3小时以上,另外,例如为12小时以下,优选为10小时以下。

由此,得到非溴化环氧树脂。

非溴化环氧树脂的环氧当量例如为200g/eq以上,优选为300g/eq以上,另外,例如为800g/eq以下,优选为400g/eq以下。

作为不饱和一元酸,可举出例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、山梨酸等单羧酸,例如二元酸酐与分子中具有至少一个不饱和基团的醇的反应产物等。作为二元酸酐,例如,可举出马来酸酐、琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等。作为具有不饱和基团的醇,例如,可举出(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯等。

不饱和一元酸可以单独使用或组合使用2种以上。

作为不饱和一元酸,优选可举出单羧酸,更优选可举出(甲基)丙烯酸,进一步优选可举出甲基丙烯酸。

然后,为了得到乙烯基酯,使非溴化环氧树脂与不饱和一元酸反应。

上述的反应中,非溴化环氧树脂的环氧基与不饱和一元酸进行加成反应。

另外,上述的反应中,不饱和一元酸的羧基相对于非溴化环氧树脂的环氧基而言的当量例如为1以上,优选为1.5以上,另外,例如为2.5以下。

另外,作为反应条件,反应温度例如为80℃以上,优选为100℃以上,另外,例如为150℃以下,优选为130℃以下,另外,作为反应时间,例如为1小时以上,优选为2小时以上,另外,例如为10小时以下。

需要说明的是,上述的反应也可以接着上述第1酚成分与第1环氧成分的反应而实施。

由此,得到乙烯基酯。

乙烯基酯的酸值(测定方法:依据JIS K 6901(2008年))例如为5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下。

然后,使乙烯基酯溶解于上述的聚合性单体(优选苯乙烯),由此制备乙烯基酯树脂。

溴化乙烯基酯树脂通过使溴化乙烯基酯溶解于上述的聚合性单体而得到。

溴化乙烯基酯树脂为溴化环氧树脂与上述的不饱和一元酸的反应产物。

溴化环氧树脂为第2酚成分与第2环氧成分的反应产物。

第2酚成分包含溴化双酚化合物。

溴化双酚化合物由下述通式(3)表示。

[化学式3]

(式中,Y1表示与上述式(1)的Y1相同的含义,a及b独立地表示1~4的整数)

作为这样的溴化双酚化合物,例如,可举出四溴双酚A([2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷)、二溴双酚A、四溴双酚F、四溴双酚S等。

这些溴化双酚化合物可以单独使用或组合使用2种以上。

第2酚成分根据需要包含上述的非溴化双酚化合物。

第2环氧成分包含溴化环氧化合物。

溴化环氧化合物由下述通式(4)表示。

[化学式4]

(式中,Y1表示与上述式(1)的Y1相同的含义,c~f独立地表示1~4的整数,n表示0~5的整数。)

作为这样的溴化环氧化合物,例如,可举出四溴双酚A型环氧树脂、二溴双酚A型环氧树脂、四溴双酚F型环氧树脂、四溴双酚S型环氧树脂等。

溴化环氧化合物的环氧当量例如为100g/eq以上,优选为200g/eq以上,更优选为300g/eq以上,另外,例如为1000g/eq以下,优选为600g/eq以下。

这些溴化环氧化合物可以单独使用或组合使用2种以上。

第2环氧成分根据需要包含上述的非溴化环氧化合物。

然后,为了得到溴化环氧树脂,使第2酚成分与第2环氧成分反应。具体而言,将溴化双酚化合物、溴化环氧化合物、根据需要配合的非溴化双酚化合物和根据需要配合的非溴化环氧化合物配合并使它们反应。

上述的反应中,溴化双酚化合物、溴化环氧化合物、根据需要配合的非溴化双酚化合物和根据需要配合的非溴化环氧化合物进行扩链反应。

另外,上述的反应中,相对于第2酚成分1当量,第2环氧成分为0.5当量以上,优选为1.0当量以上,优选为2.0当量以上,另外,例如为4.0当量以下。

另外,上述的反应中,根据需要可以添加上述的催化剂。

作为催化剂,优选可举出季铵盐,更优选可举出三乙基苄基氯化铵。

催化剂的配合比例相对于第2酚成分及第2环氧成分的总量100质量份而言例如为0.01质量份以上,优选为0.1质量份以上,另外,例如为3.0质量份以下,优选为1.0质量份以下。

另外,上述的反应中,根据需要,可以添加阻聚剂(后述)(优选氢醌)。

阻聚剂的配合比例相对于第2酚成分及第2环氧成分的总量100质量份而言,例如为0.001质量份以上,优选为0.005质量份以上,另外,例如为0.5质量份以下,优选为0.1质量份以下。

另外,作为反应条件,反应温度例如为80℃以上,优选为100℃以上,另外,例如为150℃以下,优选为130℃以下,另外,作为反应时间,例如为1小时以上,优选为3小时以上,另外,例如为12小时以下,优选为10小时以下。

由此,得到溴化环氧树脂。

溴化环氧树脂的环氧当量例如为200g/eq以上,优选为300g/eq以上,另外,例如为800g/eq以下,优选为500g/eq以下。

溴化环氧树脂的溴含量例如为20质量%以上,优选为30质量%以上,另外,例如为60质量%以下。

需要说明的是,溴化环氧树脂的溴含量可以通过离子色谱法求出。

然后,为了得到溴化乙烯基酯,使溴化环氧树脂与上述的不饱和一元酸(优选甲基丙烯酸)反应。

上述的反应中,溴化环氧树脂的环氧基与不饱和一元酸进行加成反应。

另外,上述的反应中,相对于溴化环氧树脂的环氧基而言的不饱和一元酸的羧基的当量例如为0.5以上,优选为1.0以上,另外,例如为2.5以下。

另外,作为反应条件,反应温度例如为80℃以上,优选为100℃以上,另外,例如为150℃以下,优选为130℃以下,另外,作为反应时间,例如为1小时以上,优选为2小时以上,另外,例如为10小时以下,优选为6小时以下。

需要说明的是,上述的反应也可以接着上述的第2酚成分与第2环氧成分的反应而实施。

由此,得到溴化乙烯基酯。

溴化乙烯基酯的酸值(测定方法:依据JIS K 6901(2008年))例如为5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下。

然后,使溴化乙烯基酯溶解于上述的聚合性单体(优选苯乙烯),由此制备溴化乙烯基酯树脂。

溴化乙烯基酯树脂的溴含量例如为10质量%以上,优选为20质量%以上,另外,例如为40质量%以下。

需要说明的是,溴化乙烯基酯树脂的溴含量可以通过离子色谱法来求出。

其他热固性树脂的配合比例相对于树脂成分而言例如为15质量%以上,另外,例如为40质量%以下。

氢氧化铝是为了对使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)赋予阻燃性、透明性、色阶(color scales)、以及调整成型品(后述)的线膨胀系数而配合的。

氢氧化铝的平均粒径例如为1μm以上,另外,例如为50μm以下,优选为25μm以下。

需要说明的是,氢氧化铝的平均粒径可以如下求出:利用激光衍射·散射式粒径分布测定装置制作粒径分布曲线,算出相当于50质量%的粒径从而求出。

氢氧化铝可以单独使用,或者组合使用2种以上的平均粒径不同的氢氧化铝、及氧化钠的含量不同的氢氧化铝。

氢氧化铝的配合比例相对于树脂成分100质量份而言为50质量份以上,优选为60质量份以上,另外,小于150质量份,更优选为125质量份以下,进一步优选为115质量份以下。

若增多氢氧化铝的配合比例,则使用该不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)的线膨胀系数变小,而另一方面,阻燃性提高,另外,若减少氢氧化铝的配合比例,则使用该不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)的线膨胀系数变大,而另一方面,阻燃性降低。

而且,对于该不饱和聚酯树脂组合物而言,将使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)与轻金属组合的情况下,从提高尺寸稳定性的观点出发,为了使与轻金属的线膨胀系数之差变小,将氢氧化铝的配合比例调整至上述的范围。因此,氢氧化铝的配合比例在上述的范围内时,使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)即使与轻金属(后述)组合,尺寸稳定性也优异。

另一方面,氢氧化铝的配合比例小于上述下限时,就使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)而言,若与轻金属(后述)组合,则尺寸稳定性降低,并且阻燃性过度降低。

另外,氢氧化铝的配合比例超过上述上限时,就使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)而言,若与轻金属(后述)组合,则尺寸稳定性降低。

另外,仅通过使氢氧化铝的配合比例为上述的范围内虽然能够提高尺寸稳定性,但是阻燃性的确保变得不充分(具体而言,在UL94阻燃性试验(厚度3mm)中,无法满足V-0标准。)。因此,该不饱和聚酯树脂组合物包含阻燃剂(后述)。

需要说明的是,使用该不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)根据目的及用途而不同,也无需一定满足高于V-0基准的阻燃基准即5VA基准。

阻燃剂是为了对使用不饱和聚酯树脂组合物而得到的成型品(后述)赋予阻燃性而配合的,详细而言,如上文所述,仅通过以上述的配合比例配合氢氧化铝,在UL94阻燃性试验(厚度3mm)中无法满足的V-0标准,因此是为了满足上述的V-0标准而配合的。

作为阻燃剂,可举出例如溴系阻燃剂等卤素系阻燃剂、例如磷系阻燃剂、无机系阻燃剂、氮化合物系阻燃剂的非卤素系阻燃剂等。

作为溴系阻燃剂,可举出例如六溴苯、例如四溴双酚、例如四溴联苯、六溴联苯、十溴联苯、十溴二苯基乙烷(双五溴苯基乙烷)等溴联苯、例如四溴二苯基醚、六溴二苯基醚、十溴二苯基醚等溴二苯基醚等。

作为磷系阻燃剂,可举出例如红磷、例如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲苯酯等磷酸酯、例如聚磷酸铵等聚磷酸盐、例如配合聚磷酸铵和季戊四醇等助剂和三聚氰胺等碳供给剂而成的IFR(Intumescent)系膨胀型阻燃剂、例如膦酸金属盐等。

另外,磷系阻燃剂可以使用市售品,具体而言,可举出Exolit AP系列(具体而言,Exolit AP422(聚磷酸铵))、OP系列(具体而言,Exolit OP1230(膦酸金属盐))、RP系列(Clariant Chemicals公司制)等。

作为无机系阻燃剂,例如,可举出三氧化二锑等锑氧化物、锡酸锌、硼酸锌及其制剂等,优选可举出三氧化二锑。

作为氮化合物系阻燃剂,例如,可举出偶氮烷烃化合物、受阻胺化合物、三聚氰胺化合物。

作为阻燃剂,优选可举出非卤素系阻燃剂。

即,优选不饱和聚酯树脂组合物实质上不含卤素系阻燃剂。

实质上不含卤素系阻燃剂是指,相对于不饱和聚酯树脂组合物而言,卤素系阻燃剂例如为1.0质量%以下,优选为0.1质量%以下。

不饱和聚酯树脂组合物实质上不含卤素系阻燃剂时,在燃烧时能够抑制源自卤素的气体的产生,能够抑制环境污染。

另外,作为阻燃剂,更优选可举出磷系阻燃剂,进一步优选可举出磷酸酯,尤其优选可举出聚磷酸铵及膦酸金属盐。

即,更优选不饱和聚酯树脂组合物包含磷系阻燃剂。

不饱和聚酯树脂组合物包含磷系阻燃剂时,能够提高阻燃性。

阻燃剂的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为5质量份以上,优选为15质量份以上,优选为25质量份以上,另外,例如为100质量份以下,优选为50质量份以下。

另外,阻燃剂的配合比例相对于氢氧化铝100质量份而言例如为3质量份以上,优选为5质量份以上,更优选为15质量份以上,进一步优选为20质量份以上,另外,例如为80质量份以下,优选为70质量份以下,更优选为50质量份以下。

阻燃剂的配合比例为上述下限以上时,阻燃性优异。

阻燃剂的配合比例为上述上限以下时,阻燃性优异,另外,能够使增强纤维充分含浸于不饱和聚酯树脂组合物,制造稳定性优异。

阻燃剂可以单独使用或组合使用2种以上。

然后,不饱和聚酯树脂组合物可以通过将树脂成分、氢氧化铝和阻燃剂以上述的配合比例配合来得到。具体而言,将不饱和聚酯、聚合性单体、低收缩剂、根据需要配合的其他热固性树脂、氢氧化铝、和阻燃剂以上述的配合比例配合。

由此,得到不饱和聚酯树脂组合物。

这样的不饱和聚酯树脂组合物中,树脂成分的配合比例相对于不饱和聚酯树脂组合物而言例如为30质量%以上,优选为40质量%以上,另外,例如为60质量份以下。另外,氢氧化铝的配合比例相对于不饱和聚酯树脂组合物而言为20质量%以上,另外,例如为60质量份以下,为40质量%以下。另外,阻燃剂的配合比例例如为1质量%以上,优选为5质量%以上,另外,例如为20质量%以下。另外,树脂成分、氢氧化铝和阻燃剂的总量相对于不饱和聚酯树脂组合物而言例如为95质量%以上,另外,例如为100质量%以下。

另外,不饱和聚酯树脂组合物中可以根据需要配合阻聚剂、固化剂、脱模剂、着色剂、填充材料、增稠剂等添加剂。这些添加剂可以单独使用或组合使用2种以上。

阻聚剂是为了调整可使用时间(pot life)、固化反应而配合的,可举出例如氢醌、甲基氢醌、叔丁基氢醌等氢醌化合物、例如对苯醌、甲基对苯醌等苯醌化合物、例如叔丁基儿茶酚等儿茶酚化合物、例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4-甲氧基苯酚等苯酚化合物、例如1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶(1-oxyl-2,2,6,6-tetramethyl piperidine)、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇、4-羟基-2,2,6,6-四哌啶-1-氧自由基、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-乙酸酯、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-2-乙基己酸酯、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-硬脂酸酯、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-4-叔丁基苯甲酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)琥珀酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己二酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)正丁基丙二酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)邻苯二甲酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)间苯二甲酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)对苯二甲酸酯、双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)六氢对苯二甲酸酯、N,N’-双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己二酰二胺、N-双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己内酰胺、N-双(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)十二烷基琥珀酰亚胺、2,4,6-三-[N-丁基-N-(1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)]-均三嗪、1-氧自由基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮等N-氧自由基化合物,优选可举出苯醌化合物,更优选可举出对苯醌。

阻聚剂的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为0.01质量份以上,另外,例如为0.1质量份以下。

阻聚剂可以单独使用或组合使用2种以上。

作为固化剂,例如可举出过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔戊基过氧化异丙基单碳酸酯、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸戊酯、过氧化-2-乙基己酸2-乙基己酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔己酯、过氧化乙酸叔己酯等过氧化物,优选可举出作为过氧化异丙基单碳酸酯的叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔戊基过氧化异丙基单碳酸酯、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯等。

固化剂的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为0.5质量份以上,优选为0.8质量份以上,另外,例如为10质量份以下,优选为3质量份以下。

固化剂可以单独使用或组合使用2种以上。

作为脱模剂,可举出例如硬脂酸、月桂酸等脂肪酸、例如硬脂酸锌、硬脂酸钙等脂肪酸金属盐、例如石蜡、液体蜡、氟聚合物、硅系聚合物等,优选可举出脂肪酸金属盐,更优选可举出硬脂酸锌。

脱模剂的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为1质量份以上,优选为3质量份以上,另外,例如为10质量份以下。

脱模剂可以单独使用或组合使用2种以上。

作为着色剂,没有特别限制,例如,可举出氧化钛、聚酯调色剂(toner)(含有氧化钛和/或炭黑的聚酯着色剂)等,优选可举出聚酯调色剂。

着色剂的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为1质量份以上,优选为3质量份以上,另外,例如为20质量份以下。

着色剂可以单独使用或组合使用2种以上。

作为填充材料,可举出例如氧化铝、二氧化钛等氧化物、氢氧化镁等氢氧化物(不包括氢氧化铝)、例如碳酸钙等碳酸盐、硫酸钡等硫酸盐、例如二氧化硅(例如,结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、气相二氧化硅、干式二氧化硅(AEROSIL)等)、例如玻璃粉末、例如玻璃球、二氧化硅球、氧化铝球等中空填料、例如硅砂、硅藻土、云母、粘土、高岭土、滑石等硅酸盐、例如萤石等氟化物、例如磷酸钙等磷酸盐、例如蒙脱石等粘土矿物等无机填充材料等。

填充材料的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为1质量份以上,优选为3质量份以上,另外,例如为50质量份以下,优选为30质量份以下。

填充材料可以单独使用或组合使用2种以上。

湿润分散剂是为了使不饱和聚酯树脂组合物降低至适于加热压缩成型的粘度而配合的,可举出磷酸聚酯等已知的湿润分散剂。另外,湿润分散剂可以使用市售品,具体而言,可使用BYK-W996(BYK公司制)等。

湿润分散剂的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为0.1质量份以上,另外,例如为10质量份以下。

湿润分散剂可以单独使用或组合使用2种以上。

增稠剂是为了将不饱和聚酯树脂组合物增稠至适于加热压缩成型的粘度而配合的,优选在使不饱和聚酯树脂组合物含浸至增强纤维(后述)之前(优选即将含浸前)进行配合,可举出例如氧化镁等碱土金属氧化物、例如氢氧化镁、氢氧化钙等碱土金属氢氧化物等,优选可举出碱土金属氧化物,更优选可举出氧化镁。

增稠剂的配合比例相对于树脂成分100质量份而言例如为0.5质量份以上,另外,例如为10质量份以下,优选为3质量份以下。

增稠剂可以单独使用或组合使用2种以上。

另外,不饱和聚酯树脂组合物中,根据需要可以在不损害本发明效果的范围内配合例如花纹材料(patterning material)、抗菌剂、亲水剂、光催化剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、防分离剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、触变赋予剂、触变稳定剂、聚合促进剂等添加剂。这些添加剂可以单独使用或组合使用2种以上。

需要说明的是,上述的说明中,将不饱和聚酯、聚合性单体、低收缩剂、根据需要配合的其他热固性树脂、氢氧化铝、阻燃剂和根据需要配合的添加剂配合,得到不饱和聚酯树脂组合物,但也可以如下得到:首先,使不饱和聚酯溶解于聚合性单体,由此制备不饱和聚酯树脂,然后,将得到的不饱和聚酯树脂、聚合性单体、低收缩剂、根据需要配合的其他热固性树脂、氢氧化铝和根据需要配合的添加剂配合。

不饱和聚酯树脂的制备中,也可以在配合不饱和聚酯及聚合性单体的同时根据需要适当配合上述的添加剂(例如阻聚剂)。

不饱和聚酯树脂的制备中,聚合性单体的配合比例相对于不饱和聚酯100质量份而言例如为35质量份以上,另外,例如为150质量份以下,阻聚剂的配合比例相对于不饱和聚酯100质量份而言例如为0.001质量份以上,优选为0.005质量份以上,另外,例如为0.1质量份以下,优选为0.05质量份以下。

然后,向这样的不饱和聚酯树脂组合物中配合玻璃纤维等已知的增强纤维,由此可以制备成型材料。而且,由这样的成型材料通过已知的方法可以得到成型品。

作为增强纤维,可举出例如玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维等无机纤维、例如聚乙烯醇系纤维、聚酯系纤维、聚酰胺系纤维、氟树脂系纤维、苯酚系纤维等有机纤维、例如麻、洋麻等天然纤维等,优选可举出无机纤维,更优选可举出碳纤维、玻璃纤维,进一步优选可举出玻璃纤维。

这些增强纤维的形状例如可举出粗纱布等布状、短切毡、预成型毡(preformablemat)、连续原丝毡(continuous strand mat)、表面毡等毡状、线束状、粗纱状、无纺布状、纸状等,优选可举出粗纱状。

这些增强纤维中,优选可举出碳纤维、玻璃纤维,更优选可举出玻璃纤维,更具体而言,优选玻璃粗纱,进一步具体而言,优选将玻璃粗纱切断成规定的长度而成的短切玻璃(chopped glass)。

增强纤维的长度没有特别限制,例如为1.5mm以上,使用上述的不饱和聚酯树脂组合物来制备成型材料的情况下,即使增强纤维长,也能够确保平滑性,因此从提高强度的观点出发,优选为5mm以上,更优选为15mm以上,另外,例如为80mm以下,优选为40mm以下。

然后,对于成型材料而言,通过使不饱和聚酯树脂组合物含浸至增强纤维,由此例如以片状的成型材料的形式而得到。

增强纤维的配合比例(例如,增强纤维为玻璃纤维的情况下,以下,记为玻璃含有率。)相对于不饱和聚酯树脂组合物及强化纤维的总量而言例如为5质量%以上,优选为10质量%以上,另外,例如为50质量%以下,优选为35质量%以下。

作为制备成型材料的方法,可举出已知的方法,例如,可举出SMC(片状模塑料)、TMC(厚型模塑料)、BMC(团状模塑料)等,从提高成型品的强度的观点出发,优选可举出适于制备配合有长的增强纤维(例如5mm以上)的成型材料的方法的SMC、TMC。

由此,得到包含上述的不饱和聚酯树脂组合物和增强纤维的成型材料。

相对于成型材料,上述的不饱和聚酯树脂组合物中,除氢氧化铝及根据需要配合的填充材料以外的填料除外成分(具体而言为树脂成分、阻燃剂、以及除根据需要配合的填充材料以外的其他添加剂的总量))的总量(体积含有率)例如为40体积%以上,优选为50体积%以上,更优选为55体积%以上,进一步优选为60体积%以上,另外,例如为70体积%以下。

填料除外成分的体积含有率为上述下限以上及为上述上限以下时,能够使增强纤维充分含浸于不饱和聚酯树脂组合物,制造稳定性优异。

另外,相对于成型材料,氢氧化铝的体积含有率例如为10体积%以上,另外,例如为30体积%以下,优选为20体积%以下。

另外,相对于成型材料,增强纤维的体积含有率例如为15体积%以上,另外,例如为40体积%以下,优选为30体积%以下。

就该成型材料而言,由于包含上述的不饱和聚酯树脂组合物,因此使用该成型材料而得到的成型品的低收缩性优异,并且阻燃性优异,即使与轻金属组合,尺寸稳定性也优异。

接着,为了使这样的成型材料增稠以便能够进行加热压缩成型(后述),优选在例如20℃以上50℃以下,8小时以上120小时以下的条件下进行熟化。

由此,成型材料例如保持为片状。即,成型材料具有片状形状。

然后,成型品通过利用已知的方法对成型材料进行加热压缩成型而得到。

加热压缩成型的条件根据目的及用途来适当设定,具体而言,成型温度例如为100℃以上,另外,例如为200℃以下,另外,成型压力例如为0.1MPa以上,优选为1MPa以上,更优选为5MPa以上,另外,例如为20MPa以下,优选为15MPa以下。

由此,成型材料发生固化,并且成型材料成型。

由此,得到成型品。

该成型品包含上述的成型材料的固化物,因此低收缩性优异,并且阻燃性优异。

另外,上述的不饱和聚酯树脂组合物中,多元酸以上述的规定比例含有含烯键式不饱和键的多元酸。另外,上述的不饱和聚酯树脂组合物以上述的规定比例含有聚乙酸乙烯酯。此外,以上述的规定比例含有氢氧化铝,能够与铝(线膨胀系数23.0ppm/℃)、镁(线膨胀系数25.4ppm/℃)等轻金属的线膨胀系数近似,由此,能够提高成型品的尺寸稳定性。

具体而言,上述的成型品的线膨胀系数例如为20.0ppm/℃以上,优选为21.5ppm/℃以上,另外,例如为30.0ppm/℃以下,优选例如为28.0ppm/℃以下,优选为25.0ppm/℃以下。

另外,轻金属为铝的情况下,成型品的线膨胀系数与铝的线膨胀系数之差(铝的线膨胀系数-成型品的线膨胀系数)的绝对值例如为2以下,优选为1.3以下。

另外,尤其是,如电动车辆的锂电池电池组壳体那样,成型品与铝一体成型的情况下,存在由上述之差带来的影响变得更显著的倾向。

但是,对于上述的成型品而言,能够使成型品的线膨胀系数与铝的线膨胀系数之差为上述的范围,因此即使在成型品与铝一体成型的情况下,尺寸稳定性也优异。

另一方面,由专利文献1那样的包含碳酸钙的成型材料形成的成型品的线膨胀系数为0ppm/℃以上16ppm/℃以下,与轻金属(例如铝(线膨胀系数23.0ppm/℃))的差大。因此,若将这样的成型品与轻金属组合,则有因与热变化相伴的尺寸差而发生部件间的间隙的变化、接合部处产生应力、以及在密封部发生密封性降低等尺寸稳定性差这样的不良情况。

作为轻金属,例如,可举出铝、镁等,优选可举出铝。

需要说明的是,关于成型品的线膨胀系数的测定方法,在后述的实施例中详细叙述。

这样的成型品优选在电动车辆的电池组壳体中使用,更优选在电动车辆的锂电池电池组壳体中使用。

如图1所示,电动车辆的电池组壳体1具备托盘构件2、与托盘构件2组合的盖构件3。

托盘构件2为收纳电池(未图示)的容器,具备作为铝构件的内侧层4、和层叠于内侧层4的作为上述的成型品的外侧层5。

内侧层4具有一侧开放的盒状。另外,内侧层4由铝形成。

外侧层5呈与内侧层4同样的一侧开放的盒状,具有可将内侧层4收纳于其内侧的大小及形状(即,外侧层5的内侧的形状及大小与内侧层4的外侧的形状及大小相同)。另外,外侧层5的内侧面(内侧周面及内侧底面)与内侧层4的外侧面(外侧周面及外侧底面)接触(密合)。另外,外侧层5由上述的成型品形成。

然后,该托盘构件2通过使内侧层4及外侧层5一体成型为上述形状而得到。

具体而言,首先,将内侧层4预先成型为上述形状,向内侧层4的周围注入上述的成型材料,然后,将该成型材料在上述的条件下加热压缩成型,由此使内侧层4与外侧层5一体化。即,在该电动车辆的电池组壳体1中,托盘构件2一体地具备铝构件及上述的成型品。

而且,如上文所述,成型品的线膨胀系数与铝的线膨胀系数之差小,因此尺寸稳定性优异。

盖构件3具有将设置于托盘构件2的开口堵塞的板状,并具有与该开口相同的尺寸。另外,盖构件3由上述的成型品形成。

而且,在该电动车辆的电池组壳体1中,如图2所示,以盖构件3将设置于托盘构件2的开口堵塞的方式将托盘构件2和盖构件3组合。

即,该电动车辆的电池组壳体1中,该成型品与铝构件组合。

而且,如上文所述,成型品的线膨胀系数与铝的线膨胀系数之差小,因此尺寸稳定性优异。

另外,电动车辆的电池组壳体1具备由上述成型品形成的盖构件3及由上述成型品形成的外侧层5,因此低收缩性优异,并且阻燃性优异。

实施例

以下的记载中使用的配合比例(含有比例)、物性值、参数等具体的数值可以替换为与上述的“具体实施方式”中记载的与它们相对应的配合比例(含有比例)、物性值、参数等该记载的上限值(以“以下”、“小于”的形式被定义的数值)或下限值(以“以上”、“超过”的形式被定义的数值)。另外,以下的记载中只要没有特别说明,“份”及“%”就为质量基准。

1.不饱和聚酯树脂的制备

合成例1

在具备温度计、氮气导入管、回流冷凝器及搅拌器的烧瓶中投入马来酸酐10.0摩尔、丙二醇6.5摩尔、新戊二醇4.0摩尔,一边在氮气气氛下搅拌一边于200℃~210℃进行缩聚反应,得到酸值为26.5mgKOH/g的不饱和聚酯。需要说明的是,酸值的测定方法依据JIS K6901(2008年)。相对于得到的不饱和聚酯100质量份,添加作为阻聚剂的氢醌0.01质量份、苯乙烯66.7质量份,将它们均匀地混合,得到不饱和聚酯树脂(苯乙烯含量40%)。

合成例2

在具备温度计、氮气导入管、回流冷凝器及搅拌器的烧瓶中投入间苯二甲酸3.3摩尔、丙二醇10.5摩尔,一边在氮气气氛下搅拌一边于200℃~210℃进行缩聚反应。然后,在反应产物的酸值变为20mgKOH/g的时刻冷却至150℃,投入马来酸酐6.7摩尔,再次于210℃~220℃进行反应,得到酸值为27.5mgKOH/g的不饱和聚酯。相对于得到的不饱和聚酯100质量份,添加作为阻聚剂的氢醌0.01质量份、苯乙烯66.7质量份,将它们均匀地混合,得到不饱和聚酯树脂(苯乙烯含有率40%)。

2.饱和聚酯树脂的制备

合成例3

在具备温度计、氮气导入管、回流冷凝器及搅拌器的烧瓶中投入间苯二甲酸4.0摩尔、新戊二醇10.5摩尔,一边在氮气气氛下搅拌一边于200℃~210℃进行缩聚反应。然后,在反应产物的酸值变为10mgKOH/g的时刻冷却至150℃,投入己二酸6.0摩尔,再次于210℃~220℃进行反应,得到酸值为9.5mgKOH/g的饱和聚酯。对得到的饱和聚酯100质量份添加作为阻聚剂的氢醌0.01质量份、苯乙烯66.7质量份,将它们均匀地混合,得到饱和聚酯树脂(苯乙烯含有率40%)。

3.乙烯基酯树脂的制备

合成例4

在具备搅拌器、回流冷凝器、气体导入管的烧瓶中投入双酚A 114质量份(1.0当量)、双酚A型环氧树脂(环氧当量185)555质量份(3.0当量)、作为催化剂的三乙基苄基氯化铵0.15质量份,一边吹入氮气一边于150℃进行5小时反应,得到环氧当量为335的非溴化环氧树脂。冷却至120℃后,添加作为阻聚剂的氢醌0.10质量份、作为催化剂的三乙基苄基氯化铵1.50质量份、甲基丙烯酸176质量份(2.05当量),一边吹入空气一边于110℃进行8小时反应,得到酸值为8.5mgKOH/g的乙烯基酯。接着,向该乙烯基酯中加入苯乙烯563质量份,由此得到含有40质量%的苯乙烯的乙烯基酯树脂。

4.溴化乙烯基酯树脂的制备

合成例5

在与合成例3同样的反应容器中添加作为溴化环氧树脂的四溴双酚A型环氧树脂(环氧当量400,溴含有率48.0%)400质量份(1.0当量)、甲基丙烯酸88.2质量份(1.025当量)、作为阻聚剂的氢醌0.05质量份、作为催化剂的三乙基苄基氯化铵0.5质量份,一边吹入空气一边于110℃进行8小时反应,得到酸值为9.0mgKOH/g的溴化乙烯基酯。接着,向该溴化乙烯基酯中加入苯乙烯325质量份,由此得到含有40质量%苯乙烯的溴化乙烯基酯树脂(溴含有率23.6%)。

5.不饱和聚酯树脂组合物及成型材料的制备

实施例1

将合成例1的不饱和聚酯树脂60质量份(不饱和聚酯36质量份,苯乙烯24质量份)、作为低收缩剂的聚乙酸乙烯酯溶液(聚乙酸乙烯酯的40%苯乙烯溶液)15质量份(聚乙酸乙烯酯6质量份,苯乙烯9质量份)、及合成例3的饱和聚酯树脂20质量份(饱和聚酯12质量份,苯乙烯8质量份)、作为聚合性单体的苯乙烯5质量份、作为阻燃剂的膦酸金属盐(OP1230(商品名,Exolit OP1230,Clariant Chemicals公司制,磷含量23%))10质量份、作为阻聚剂的对苯醌0.05质量份、作为固化剂的过氧化苯甲酸叔丁酯1.0质量份、作为脱模剂的硬脂酸锌5质量份、作为着色剂的黑色聚酯调色剂(其是使炭黑分散于聚酯树脂而成的)10质量份、氢氧化铝(平均粒径8μm)130质量份、作为湿润分散剂的磷酸聚酯1质量份混合,得到不饱和聚酯树脂组合物。

在该不饱和聚酯树脂组合物中添加作为增稠剂的氧化镁0.8质量份后,以玻璃含有率成为29.5质量%的方式添加作为增强纤维的将玻璃粗纱连续地切断为25mm而成的短切玻璃,通过已知的SMC含浸机得到成型材料(SMC)后,于40℃进行48小时熟化,使成型材料增粘至可进行加热压缩成型的状态。

实施例2~实施例9及比较例1~比较例7

按照表1及表2的记载变更配合处方,除此以外,与实施例1同样地处理,得到成型材料。

需要说明的是,实施例5及实施例9中,作为阻燃剂,使用聚磷酸铵(商品名,ExolitAP422,Clariant Chemicals公司制,磷含量31%)。

另外,实施例6及实施例8中,使用合成例4的乙烯基酯树脂。

另外,实施例7中,使用合成例5的溴化乙烯基酯树脂。

另外,比较例2中,作为低收缩剂,使用聚苯乙烯溶液(重均分子量为约250000的聚苯乙烯的35%苯乙烯溶液)、聚乙烯粉末(平均粒径为约30μm的聚乙烯粉末)。

另外,比较例5中,作为填充材料,使用平均粒径为约3μm的碳酸钙。

6.评价

(成型收缩率)

使用300mm×300mm平板模具对成型材料进行加热压缩成型,得到厚度4mm的平板状的成型品。

对于成型而言,在制品面、背面的模具温度均为140℃、成型压力为10MPa、模具内保持时间为420秒的条件下实施。然后,使成型品从模具脱模,立即夹持于铁板之间而进行冷却。然后,将成型品于25℃放置24小时,测定25℃时的成型品的4条边的尺寸,根据与上述的平板模具的尺寸的比率,测定收缩率。将其结果示于表3及表4。

另外,对于收缩率,按照以下的基准评价优劣。将其结果示于表3及表4。

评价基准:

◎:收缩率为0以下。

○:收缩率为0以上且小于0.10。

×:收缩率为0.10以上。

(阻燃性)

通过与成型收缩率测定平板制作同样的步骤将成型材料成型,得到厚度4mm、3mm及2.5mm的成型板。从成型板切出试验片,依据UL标准(Underwriters Laboratories Inc.)的UL94标准(塑料材料燃烧性试验)实施燃烧试验。针对厚度4mm、厚度3mm、厚度2.5mm的各个试验片是否满足V-0基准进行评价。将其结果示于表3及表4。

另外,对于阻燃性,按照以下的基准评价优劣。将其结果示于表3及表4。

评价基准:

◎:符合V-0基准(厚度2.5mm)。

○:符合V-0基准(厚度3mm)。

×:不符合V-0基准(厚度4mm)。

(线膨胀系数)

从成型收缩率测定中使用的平板状的成型品(厚度4mm)切削加工试验片(4mm×4mm×5mm),用热机械分析装置(Hitachi High-Tech Science Corporation制,EXSTAR TMASS7100)使用压缩·膨胀探针,测定成型品的水平方向的线膨胀系数。以5℃/分钟的升温速度自室温起升温至100℃,测定50℃~80℃的范围的线膨胀系数。将其结果示于表3及表4。

另外,将得到的线膨胀系数与铝的线膨胀系数(23.0ppm/℃)之差一起记于表3及表4中。

对于线膨胀系数,按照以下的基准评价优劣。将其结果示于表3及表4。

◎:与铝的线膨胀系数之差的绝对值为0以上且小于1.2

○:与铝的线膨胀系数之差的绝对值为1.2以上且小于2

△:与铝的线膨胀系数之差的绝对值为2以上且小于4

×:与铝的线膨胀系数之差的绝对值为4以上

(发烟性)

上述阻燃性试验中,在使用厚度3mm试验片时的V-0判定试验中,通过目视观察在燃烧时是否产生黑烟。

对于发烟性,按照以下的基准评价优劣。将其结果示于表3及表4。

○:未产生黑烟。

×:产生黑烟。

(制造稳定性)

<含浸状态的评价>

在刚刚制造SMC后用切割刀剥取载体膜,通过目视评价不饱和聚酯树脂组合物与玻璃纤维的含浸的程度。

对于含浸状态,按照以下的基准评价优劣。将其结果示于表3及表4。

○:玻璃纤维被不饱和聚酯树脂组合物充分润湿,未观察到未含浸于不饱和聚酯树脂组合物的玻璃纤维。

×:局部观察到未含浸于不饱和聚酯树脂组合物的玻璃纤维。

<膜剥离性的评价>

用切割刀将熟化后的成型材料(SMC)的载体膜剥离,评价膜剥离性。

对于膜剥离性,按照以下的基准评价优劣。将其结果示于表3及表4。

○:SMC上粘性少,膜顺利地剥离。

×:在SMC上观察到强的粘性。或在膜剥离时观察到一部分成分的分离。

(密度)

从成型收缩率测定中使用的平板状的成型品(厚度4mm)切出试验片,依据JISK6911(1995年)测定密度。将其结果示于表3及表4。

(弯曲特性)

从成型收缩率测定中使用的平板状的成型品(厚度4mm)切出试验片(长度80mm,宽度10mm),依据JIS K7017(1999年),于23℃及90℃测定弯曲强度、弯曲弹性模量。将其结果示于表3及表4。

另外,根据弯曲弹性模量、密度的测定结果,通过下述式(1)算出于23℃及90℃的比刚性。将其结果示于表3及表4。

比刚性=(弯曲弹性模量)1/3/(密度)(1)

(拉伸特性)

从成型收缩率测定中使用的平板状的成型品(厚度4mm)切出试验片,依据JISK7164(2005年),于23℃测定拉伸强度、拉伸弹性模量。将其结果示于表3及表4。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

需要说明的是,上述发明作为本发明的例示实施方式而提供,但其仅为例示,并不作限定性解释。对于本技术领域的技术人员而言显而易见的本发明的变形例包含在所附的权利要求书中。

产业上的可利用性

本发明的不饱和聚酯树脂组合物、成型材料、成型品可以适合地在电动车辆的电池组壳体等中使用。

本发明的电动车辆的电池组壳体可以适合地在需要低收缩性、阻燃性及尺寸稳定性的车辆中使用。

附图标记说明

1 电动车辆的电池组壳体

4 内侧层

5 外侧层

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