JP3442851B2 - Cfrp用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
Cfrp用エポキシ樹脂組成物Info
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description
化複合材料)用のマトリックスエポキシ樹脂組成物に関
する。
性、電気的特性に優れるため広い分野に用いられてい
る。例えば、電子材料用封止剤、塗料・舗装材料、ある
いは接着剤と多岐に渡っている。さらに近年、機械特
性、耐熱性に優れることから繊維複合材料用マトリック
ス樹脂として用いられるようになってきており、特に炭
素繊維(CF)を補強材として航空機用から釣竿、ゴル
フクラブシャフト等の汎用用途まで広く用いられてい
る。
プレグ(マトリックス樹脂と補強繊維とを組み合わせた
複合材料用前駆体)を使用する方法の他、ハンドレイア
ップ法、フィラメントワインディング(FW)法、レジ
ントランスファーモールディング(RTM)法、インジ
ェクション法等があり、その中でFW、あるいはRTM
法に使用される樹脂としては、硬化後のコンポ物性に優
れることはもちろん、成形プロセスにおいては含浸性を
考えると、低粘度でかつ粘度安定性に優れる方がよい。
無水物系硬化剤、イミダゾール系触媒を組み合わせたエ
ポキシ樹脂組成物が好適に用いられる。ただしこのよう
な樹脂組成物のエポキシ樹脂について、その分子量が小
さいと硬化樹脂の伸度が小さくなってしまうことが特開
平3−17118号公報に記載されている。同公報の記
載によれば、硬化樹脂の引張伸度と耐熱性のバランスか
らエポキシ樹脂の分子量としては400〜490でなけ
ればならない。しかし分子量が大きくなるとそれだけ粘
度が高くなってしまい含浸性に関しては好ましくない。
化性に優れ、かつ粘度の安定性にも優れ、更に硬化樹脂
物性としては伸度と耐熱性とのバランスの良好なCFR
P用のエポキシ樹脂組成物の提供を課題とする。
シ樹脂:100重量部 (b)液状の酸無水物系硬化剤:成分(a)のエポキシ
樹脂に対する量論量の50〜120% (c)イミダゾール系触媒:0.1〜5重量部 (d)−COO−構造を有するカルボン酸またはエステ
ルの中から選ばれる少なくとも一種類以上の化合物の
塩:0.2〜3重量部 から成るCFRP用エポキシ樹脂組成物によって、上記
課題を解決するものである。
樹脂は分子量が400以下のビスフェノールA型のエポ
キシ樹脂でなければならず、分子量が400を越えると
粘度が高くなって含浸性が悪くなるので不適である。
温で液状であれば特に制限はないが、メチルテトラヒド
ロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無
水メチルナジック酸が好適に用いられる。成分(b)の
添加量としては、成分(a)のエポキシ樹脂に対する量
論量の50〜120%でなければならず、この範囲を越
えると硬化物の耐熱性が低下するので好ましくない。よ
り好ましい範囲は70〜110%である。
常温で液状の方が好ましく、2−エチル−4−メチルイ
ミダゾールが好適に用いられる。その添加量としては成
分(a)のエポキシ樹脂100重量部に対して0.1〜
5重量部でなければならなず、0.1重量部より少ない
と硬化速度が著しく遅くなり、5重量部を越えると粘度
の安定性が著しく損なわれるので好ましくない。より好
ましい範囲は0.5〜3重量部である。
物としては、カルボン酸またはエステルの中から選ばれ
る少なくとも一種類以上の化合物の塩である。このよう
な化合物の具体例としては、ステアリン酸、オレイン酸
等の脂肪酸、N−アシルアミノ酸またはアルキルエーテ
ルカルボン酸の塩やジアルキルスルホコハク酸エステル
塩等が挙げられる。またその添加量としては、成分
(a)のエポキシ樹脂100重量部に対して0.2〜3
重量部でなければならず、0.2重量部より少ないと添
加効果が現れず、3重量部より多いと硬化物の耐熱性が
低下するので好ましくない。より好ましい範囲は0.5
〜2重量部である。
大きい。何故なら通常(a)、(b)、(c)成分だけ
であれば耐熱性等は優れるものの硬化樹脂の引張伸度が
低く、場合によってはCFの引張伸度を下回り、一方向
コンポの0°方向の引張において樹脂破壊が律速になっ
てしまい、CFによる補強の効果が十分に発揮されない
が、(d)成分を加えることにより他の特性を犠牲にす
ることなく、硬化樹脂の伸度を大幅に改善することがで
きるからである。
するが、実施例、比較例中の化合物の略号、及び試験法
は以下の通りである。 Ep828 :ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化
シェル社製 分子量:約380) Ep834 :ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化
シェル社製 分子量:約470) MNA :無水メチルナジック酸 MeTHPA:メチルテトラヒドロフタル酸無水物 2E4MZ :2−エチル−4−メチルイミダゾール DASS :ジアルキルスルホコハク酸エステル塩
値は重量部)を、2mmのスペーサをはさんだ2枚のガ
ラス板の間に流し込んで140℃の乾燥器に60分入れ
て硬化させた。得られた樹脂板から試験片を切り出し
て、曲げ試験、及びTMA Tg測定を実施した結果を
表2に示す。同表から伸度及び耐熱性等の物性のバラン
スが非常に良好であることがわかる。またこれらの樹脂
を40℃の浴に入れ、三菱レイヨン社製カーボンファイ
バーTR−30GのCFを用いてFW法で一方向の平板
を巻き、プレスで硬化させた。成形条件はプレス圧5k
g/cm2 で140℃×60分、CFの体積含有率は6
0%であった。得られたコンポの0°、90°曲げ試験
を実施した結果を併せて表2に示す。コンポ物性も非常
に良好であることがわかる。
える以外は実施例と同様に評価した。評価結果を表2に
示す。硬化剤が少なすぎると樹脂の弾性率が極端に低く
なり、耐熱性も低く、コンポ物性も悪かった。また、硬
化剤が多すぎても耐熱性が低く、90°曲げ強度もあま
り良くなかった。
える以外は実施例と同様に評価した。評価結果を表2に
示す。触媒が少なすぎると反応性が低下し140℃×6
0分では硬化不十分なようであった。また触媒が多すぎ
る場合は、浴内の樹脂がかなり増粘しており、おそらく
その影響であろうと考えられるが、含浸性が低下したた
め90°の曲げ強度があまり良くなかった。
える以外は実施例と同様に評価した。評価結果を表2に
示す。DASSを添加しない、あるいは添加量が少ない
系ではやはり樹脂の曲げ伸度が良くなく、コンポ物性、
特に90°曲げ強度があまり良くなかった。また添加量
が多すぎると、樹脂物性では弾性率、Tgが低下した。
以外は実施例と同様に評価した。評価結果を表2に示
す。やはり粘度が若干高いため含浸性が悪く、コンポの
90°曲げ強度が本発明の樹脂を用いた場合に比べやや
低かった。
P用エポキシ樹脂組成物は、室温で低粘度であることか
ら強化繊維への含浸性に優れ、かつ硬化性及び粘度の安
定性のバランスに優れている。さらに硬化樹脂は伸度と
耐熱性のバランスに優れ、本発明の樹脂組成物を用いて
得られたコンポは非常に良好な物性を示す。また本発明
のエポキシ樹脂組成物は工程中での安定性に優れるた
め、FW、RTM成形等に適している。
Claims (3)
- 【請求項1】 (a)分子量が400以下のビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂:100重量部 (b)液状の酸無水物系硬化剤:成分(a)のエポキシ
樹脂に対する量論量の50〜120% (c)イミダゾール系触媒:0.1〜5重量部 (d)−COO−構造を有するカルボン酸またはエステ
ルの中から選ばれる少なくとも一種類以上の化合物の
塩:0.2〜3重量部 から成るCFRP用エポキシ樹脂組成物 - 【請求項2】 (b)成分がメチルテトラヒドロ無水フ
タル酸である請求項1記載のCFRP用エポキシ樹脂組
成物。 - 【請求項3】 (d)成分がジアルキルスルホコハク酸
エステルである請求項1または2一項記載のCFRP用
エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07899594A JP3442851B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | Cfrp用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07899594A JP3442851B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | Cfrp用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286033A JPH07286033A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3442851B2 true JP3442851B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=13677484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07899594A Expired - Lifetime JP3442851B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | Cfrp用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3442851B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090131556A1 (en) * | 2006-04-24 | 2009-05-21 | Toray Industries, Inc. | Epoxy resin composition, fiber-reinforced composite material and production method of the same |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP07899594A patent/JP3442851B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07286033A (ja) | 1995-10-31 |
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