[发明专利]纤维增强热固性树脂成型材料及其制造方法

说明书

本发明是有关纤维增强热固性树脂成型材料及其制造方法。更详细地是关于在预切断的玻璃纤维束中混入并使之浸含有不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂等热固性树脂组合物的，并能在注射成型机或压铸模塑成型机上适于加热加压制成制品的成型材料及其制造方法。

作为成型材料，通常是使用片状成型料（以下略称为SMC）的压缩成型品，其强度和刚性都高，但是其表面特性及在生产周期方面都存在有困难;另一方面，使用预制整体模塑料（以下略称为BMC）作为成型材料的注射成型品，其表面特性良好，生产周期也短，但其机械强度差。尽管人们历来使用BMC的注射成型法，但事实上仅限于以电气零件为代表的小型成型品，很少用于大型成型品的成型加工，其原因在于其强度特性，尤其是冲击强度特性低。

历来，被用于注射成型的BMC，是使用双螺杆型的捏合机等混炼机，使玻璃纤维的切断物含浸有不饱和聚酯树脂组合物而被制造的。在其制造过程中，由于机械剪切力的作用，玻璃纤维束产生开纤、曲折和扭伤，作为BMC的坯料阶段，即BMC中的玻璃纤维束即使假定在压缩成型阶段没有受到上述的损伤，其制品的冲击强度就已经仅为SMC制品的1/2了。再有，当BMC原料输入填塞箱、柱塞或螺杆的挤入、运送、计量、注射及经过模型内流动到固化的注射或压铸模塑成型工程中，BMC由于受到机械力的作用，BMC中的纤维束的显著开纤，更多的曲折损伤，因此使BMC进行注射或压铸成型得到的产品与SMC的压缩成型产品相比较，其制品的冲击强度更低，仅为SMC制品的1/4。

为此，历来在BMC制造时，尽管采用缩短混练时间的办法，例如谋求混练机的最优化（美国专利3932980）的同时，也可采用下述方法，即开发研究玻璃纤维束粘合剂的类型以及调节它的附着量，使玻璃纤维难以开纤和引起损伤，还可以通过使用长度为1/4英寸的短纤维的玻璃纤维束避免纤维的曲折和扭缠在一起（日本特开昭57-41918），为了减少纤维之间的相互摩擦引起的损伤是采用BMC中玻璃纤维含量低于20（重量）%等办法。可是上述办法都没有达到大幅度改良的效果。

因此，本发明的目的在于，提供一种新颖的纤维增强热固性树脂成型材料及其制造方法。

本发明的其他目的在于，在维持原来BMC所具有的优良表面特性和生产性能等优点的同时，提供一种能得到大幅度改善其机械性能，尤其是冲击强度，和实用性优良的中型以及大型成型品的玻璃纤维增强的热固性树脂成型材料及其制造方法。

上述诸目的是通过使用具有下列特征的纤维增强热固性树脂成型材料来达到的，即在以苯乙烯单体为交联成分以及含有液态热固性树脂的组合物与玻璃纤维束的切断物所组成的，并能使用柱塞或螺杆机构注入到模型内，经加热加压成型的成型材料中，所说的玻璃纤维束的集束根数在600～1400范围内，该玻璃纤维束的粘合剂附着量为1.0（重量）%以上，并且使用相对于该粘合剂中的苯乙烯单体的不溶性成分的量为40～90（重量）%的玻璃纤维束的切断物。

另外，上述诸目的是通过下述的制造方法来达到的，即玻璃纤维的集束根数在600～1400范围内，该玻璃纤维束的粘合剂附着量为1.0（重量）%以上，而且使用相对于该粘合剂中的苯乙烯单体的不溶性成分的量为40～90（重量）%的玻璃纤维束的切断物，在以苯乙烯单体为交联剂成分的，含有液态热固性树脂组合物中相混合为特征的，使用柱塞或螺杆机构将其注入模型中，经加热加压成的纤维增强热固性树脂成型材料的制造方法。

在本发明中，形成玻璃纤维束的单根纤维的直径，根据用途分别使用历来常用的直径为8～13μm的为宜，例如，将直径为11μm和13μm的两种纤维作比较，使用直径为13μm的成型材料，它的坯材强度值（成型材料的压缩成型品强度）要高出6%，然而，掺合直径为13μm粗的玻璃纤维的成型材料的注射或压铸模塑成型品，以其压缩成型品作比较，作为最终成型品的强度和使用直径为11μm纤维的成型材料具有同等的强度。

关于玻璃纤维束切断物的长度没有作特别的限制，通常为6～25mm，从所得的成型品的强度方面考虑最好为12～18mm。对于长度超过25mm的纤维，使所得的成型材料注射或压铸模塑成型时的计量和运送由于成型机能力的原因不能顺畅地进行，因而不好。

关于玻璃纤维束的切断物的含量，从能达到实际应用的注射或压铸模塑成型品的强度方面考虑，其用量应为成型材料量的15（重量）%以上，尽可能多一点为好。但是超过30（重量）%时，玻璃纤维间的相互摩擦或绞络增多，反而降低了最终产品的强度，成型品的表面性能也存在缺陷。所以，最适宜的用量应为15～25（重量）%。