JP2736444B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number
JP2736444B2
JP2736444B2 JP16007989A JP16007989A JP2736444B2 JP 2736444 B2 JP2736444 B2 JP 2736444B2 JP 16007989 A JP16007989 A JP 16007989A JP 16007989 A JP16007989 A JP 16007989A JP 2736444 B2 JP2736444 B2 JP 2736444B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
component
composition according
resin composition
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP16007989A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0324118A (ja
Inventor
義信 白石
尚 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP16007989A priority Critical patent/JP2736444B2/ja
Publication of JPH0324118A publication Critical patent/JPH0324118A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2736444B2 publication Critical patent/JP2736444B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Epoxy Resins (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な炭素繊維複合材料用エポキシ樹脂組成
物に関する。
〔従来の技術〕
炭素繊維複合材料は(以下、CFRPと略記)優れた機械
的性能を有しているため、種々の分野において構造部品
として、またスポーツ・レジヤー用品等に用いられてい
るが、機械的特性に優れていること、硬化時の揮発分が
ないこと、硬化時の収縮が少ないこと、炭素繊維との接
着性が優れていること等の理由により、広くエポキシ樹
脂が用いられてきた。
しかるに、近年、炭素繊維複合材料の軽量化薄肉化が
進む中、パイプ等の成形品の成形終了後の反りによる欠
陥品の増大が大きな問題になつてきている。これらに対
し複合材料の偏肉の低減、炭素繊維分散の適正化等の製
造条件の変更、あるいはマトリツクス樹脂架橋度の低
減、可塑剤の添加等により界面に発生する残留熱応力を
低減する等の種々の検討が行なわれているが、複合材料
の機械的強度を維持したまま反りを少なくする簡便で経
済的な方法は実現されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者らは以上の現状に鑑み、種々検討した結果、
特定のエポキシ化合物、硬化剤、硬化促進剤および特定
の化合物を反応して得られる反応生成物を組み合わせた
樹脂をマトリツクスに用いることにより複合材料の機械
特性、特に直交積層体の機械的特性が高くかつ成形品の
反りが少ない複合材料用エポキシ樹脂組成物が得られる
ことを見出し本発明を完成した。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の要旨は、下記成分(A)(B)(C)(D)
(E)を必須成分として含有する炭素繊維複合材料用エ
ポキシ樹脂組成物にある。
(A)ノボラツク型エポキシ樹脂 (B)ビスフエノールAジグリシジルエーテル型エポキ
シ樹脂 (C)ジシアンジアミド、2,6−キシレニルビグアニ
ド、0−トリルビグアニド、ジフエニルグアニジン、ア
ジピルジヒドラジド、アゼライルジヒドラジド及びイソ
フタル酸ジヒドラジドから選ばれた少なくとも1種の化
合物 (D)一般式(1)で示される化合物 (式中X1,X2は同一でも異つていてもよく水素、塩素、
臭素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基、エトキシ基又
を示す) (E)一般式 (式中Xは水素、塩素、臭素又は水酸基、Rは水素、 を示す。)で表わされるアミド又はアミンを 一般式 (式中Xは前記と同じ)で表わされるエポキシ化合物と
反応させることにより得られる反応生成物。
(A)成分のノボラツク型エポキシ樹脂はフエノール
ノボラツク型エポキシ樹脂、クレゾールノボラツク型エ
ポキシ樹脂いづれを用いてもよい。
具体的には油化シエルエポキシ(株)より市販されて
いるエピコート152(以下、Ep152と略記)、Ep154、Ep1
57、日本化薬(株)より市販されているEOCN−102、EOC
N−103、EOCN−104、住友化学(株)より市販されてい
るESCN−220L、ESCN−220M、ESCN−220H等を挙げること
ができる。
本発明においてはエポキシ樹脂成分として、(A)成
分であるノボラツク型エポキシ樹脂に加えて、(B)成
分のビスフエノールA型グリシジルエーテルを配合す
る。(B)成分の配合により(A)成分単独で用いるよ
りも混合等の調整が容易でしかも低温硬化性が良好とな
り、かつ硬化後の伸び、脆さ等が解消される。用いるビ
スフエノールA型エポキシ樹脂の当量は特に限定される
ものではなく、用いる(A)成分のノボラツク型エポキ
シ樹脂の粘度に応じ、プリプレグタツク等を考慮して最
適なものを用いるとよい。添加量は(A)成分100重量
部当り25〜100重量部で配合すると、未硬化樹脂、硬化
樹脂特性とも良好であり好ましい。
本発明では硬化成分として、(C)成分である硬化剤
及び(D)成分の硬化促進剤を併用する。硬化剤として
はジシアンジアミドが、硬化促進剤としては3−(3,4
−ジクロルフエニル)−1,1−ジメチル尿素が特に好ま
しい。添加量は硬化剤がエポキシ化合物100重量部に対
して1〜10重量部、硬化促進剤はエポキシ化合物100重
量部に対して、1.5〜15重量部の範囲で用いられる。
本発明ではさらに(E)成分を配合せしめる。(E)
成分は式(2)のアミン又はアミドを式(3)又は
(4)のエポキシ樹脂と反応させることにより得られ
る。この(E)成分の添加により初めて低反りCFRPが実
現できる。
前記の反応生成物(以下反応物という)(E)は式
(2)と式(3)又は(4)の化合物を1:0.9〜1.1のモ
ル比で100〜200℃の温度範囲で反応させることにより容
易に得られる。この反応生成物をそのまま用いてもよい
が、未反応成分を反応後に加熱(50〜200℃)、減圧下
(1mmHg以下)で留去し、精製して用いることが好まし
い。反応物(E)の添加量は(A)〜(D)で示される
エポキシ樹脂組成物に対して5〜100重量%の範囲であ
る。反応物(E)の添加量が5重量%より少ないと複合
材料の反りに対する改善効果が低く、100重量%を超え
ると、複合材料の機械的物性が低下し、好ましくない。
本発明の樹脂組成物は炭素繊維複合材料用中間材とし
て有用である。炭素繊維の形状は一方向に配列されたテ
ープ,シート状物の他、マツト状物、布状物などどのよ
うな形状でもよい。また用途によりガラス繊維、有機繊
維、金属繊維と炭素繊維とを併用してもよい。
〔実施例〕
以下実施例により本発明を具体的に説明する。複合材
料の物性は次の方法により測定した。
(1)層間剪断強度(ILSS) 長さ15mm、巾10mm、厚み2mmの板状試片を用いてスパ
ン間隔8mmの支点(先端半径3.2mm)においた試片の中央
を先端半径3.2mmの圧子で押えて3点曲げ試験を行っ
た。クロスヘツド速度は2mm/分とした。次式によりILSS
を計算した。なおスパン間隔をL(mm)、試料厚みをT
(mm)、試料巾をW(mm)、破断荷重P(kg)とした。
ILSS=3P/4WT(kg/mm2) (2)曲げ試験 (i)0°曲げ試験 長さ100mm(0°方向)、幅10mm、厚さ2mmの板状試験
片を用いてスパン間隔80mmとし、その他はILSS試験と同
様にして試験を行ない次式により曲げ強度および曲げ弾
性率を計算した。δはある荷重P′(kg)におけるクロ
スヘツドの降下量(mm)を示す。
0°曲げ強度(FS)=3PL/2WT2(kg/mm2) 0°曲げ弾性率(FM)=P′・L3・10-3/4WT3・δ
(t/mm2) (ii)90°曲げ試験 長さ60mm、幅10mm(CF方向)、厚さ2mmの板状試験片
を用い、かつスパン間隔32mmとした以外は(i)の0°
曲げ試験と全く同様にして実施して90°曲げ強度(FS
⊥)、90°曲げ弾性率(FM⊥)を計算した。
参考例1 N−〔4−(2−ヒドロキシ−3−フエノキシプロポ
キシ)−フエニル〕アセトアミド〔(E)−1〕の合成 p−ヒドロキシアセトアニリドとフエニルグリシジル
エーテルを1:1.05(モル比)で混合し、160℃で60分間
加熱して反応させると室温で粘稠な液状の反応物が得ら
れた。これを1mmHgで150℃に加熱し、未反応のフエニル
グリシジルエーテルを除去し、反応物(E)−1を得
た。反応物(E)−1の赤外吸収スペクトルを測定し、
エポキシ基のないことを確認した。また反応物(E)−
1のクロロホルム溶液を用いてゲルパーミエーシヨンク
ロマトグラフイーを測定したところ、反応物(E)−1
は1:1の表記の化合物のほかに−NH−基との反応物、さ
らに反応の進んだ高分子化合物を含む反応混合物であつ
た。
参考例2 N−フエニル−N−(2−ヒドロキシ−3−フエノキ
シプロピル)−アセトアセトアミド〔(E)−2〕の合
アセトアセトアニリドとフエニルグリシジルエーテル
を参考例1と同様にして1:1.2(モル比)で170℃、1時
間加熱して反応させ、反応物(E)−2を得た。この
(E)−2は表記の1:1化合物以外にさらに反応の進ん
だ高分子化合物を含む反応混合物であつた。
参考例3 N−(2−ヒドロキシ−2−シクロヘキセンオキシド
エチル)−アニリン〔(E)−3〕の合成 アニリンおよびビニルシクロヘキセンジオキサイド
を、参考例1と同様にして1:2.1(モル比)で100℃、45
分間加熱して反応させ粘稠な液状の反応物(E)〜3を
得た。この(E)−3は参考例1と同様1:1の反応物以
外に、さらに反応の進んだ高分子化合物を含む反応混合
物であつた。
実施例1 Ep152 60部とEp1001 40部を加熱ニーダーに入れて
十分混合した後、ジシアンジアミド(DICY)4.5部、3
−(3,4−ジクロルフエニル)1,1−ジメチルウレア(DC
MU)5部および(E)−1をEp152、Ep1001、DICY、DCM
U混合物に対して30wt%を添加して十分攪拌混合し、プ
リプレグ用エポキシ樹脂を得た。
次にこの樹脂組成物を加熱して離型紙上に薄膜を形成
させたホツトメルトフイルムを作成した。このフイルム
をドラムに巻き付け、1方向に引き揃えた炭素繊維(三
菱レイヨン(株)製、パイロフイルT−1)を加熱、含
浸してプリプレグを作成した。得られたプリプレグは適
当な粘着性とかたさを有しており、かつ25℃、1.5ケ月
保管した後もプリプレグの粘着性やかたさに変化は少な
く、良好な貯蔵安定性を有していた。
さらに、このプリプレグを一方向に積層し、成形後の
炭素繊維の含有量が60体積%になるように調整した後、
金型に仕込み130℃、6kg/cm2加圧下で1時間加熱硬化し
て成形体を作成を作成した。
得られたCFRPの曲げ特性とILSSを測定した結果を第1
表に示した。
良好なコンポジツト物性を有していることがわかる。
実施例2 実施例1で作成したプリプレグを用いて(0°,90
°)6、の構成で合計12枚を直交積層し、130℃、6kg/cm
2下1時間加熱して1mm厚のCFRP板を得た。試片厚み1m
m、スパン間隔40mmに変更して0°曲げ試験を実施し
た。曲げ強度152kg/mm2、曲げ弾性率6.2t/mm2であつ
た。
比較例1 実施例1および2の樹脂組成中(E)−1を添加しな
い以外は全く同様にして樹脂調整CFRP作成を実施して物
性を測定した。結果を第2表に示した。
実施例1,2の本発明の樹脂組成物のCFRP物性と比較す
ると、本発明の樹脂組成物をマトリツクスとするCFRPは
一方向材料物性は同等かそれ以上の値を有し、かつ直交
積層体物性においては弾性率が同等で、しかも強度が20
%以上高いという優れた物性を有している。
実施例3 実施例1と同様にして作成したホツトメルトフイルム
と炭素繊維を用いたプリプレグを直交に貼着した後、5
φの鉄製マンドレルに3周巻き付け、ポリプロピレン製
テープ(巾15mm)をテープ張力3kg/15mmでラツピング
し、硬化炉に入れて130℃、2時間の条件で硬化し硬化
終了後、炉密閉状態で徐冷して室温まで冷却し、長さ60
0mmのパイプを成形した。成形中の曲り、クラツク等の
欠点の発生したものはなく、得られたパイプの外観、強
度とも良好であつた。
比較例2 比較例1で得られたプリプレグを用いて、実施例3と
同様にしてパイプの成形を行なつた。その結果、主とし
て曲がりによる不良品が40%発生し、実施例3に比べて
不良品の発生率が著しく高かつた(パイプ50本を評
価)。なお曲がりはパイプを500mm巾の2点で支えて回
転させ、中央部の振れ巾の値を測定し、この値が0.5mm
以上のものを欠陥品とした。
実施例4,比較例3 実施例1,比較例1で用いたILSS試片(長さ15mm、巾10
mm、厚み2mm)を25℃,50℃の水中に1週間浸漬して吸水
させた後、実施例1と同様にしてILSSを測定した。吸水
なしCFRPのILSSと併せて結果を第3表に示した。
本発明のマトリツクス樹脂を用いたCFRPは吸水に伴な
う重量変化が低く、それに伴なうILSSの低下も低く、良
好な物性を有していることがわかる。
実施例5 実施例1において(E)−1のかわりに(E)−2を
20wt%添加した樹脂組成物および(E)−3を40wt%添
加した樹脂組成物の2種の樹脂組成物を用いて実施例1,
2と全く同様にしてCFRPを得た。得られたCFRP板を用い
た物性測定結果を第4表にした。
(E)−1を添加した樹脂組成物同様高い1方向CFRP
物性と著しく高い直交積層CFRP物性を有していることが
わかる。
比較例4 Ep152 90部、Ep1001を10部添加した以外は実施例1
と全く同様にしてプリプレグを得た。得られたプリプレ
グのタツク,ドレープ性は良好であつたが、25℃の貯蔵
安定性が本発明に比べて悪く、タツク,ドレープ性の変
化が著しく劣つていた。
比較例5 Ep152 30部、Ep1001 70部添加した以外は実施例1
と全く同様にしてプリプレグを得た。得られたプリプレ
グのタツク,ドレープ性は良好であり、25℃の貯蔵安定
性も良好であり、25℃、1ケ月でほとんど変化がなかつ
た。そこでこのプリプレグを用いて、CFRP板を作成し、
曲げ試験を実施した。得られたCFRP FS=162kg/mm2
と低く本発明マトリツクス樹脂を用いた場合に比べ著し
く劣つていた。
〔発明の効果〕
本発明で得られる炭素繊維複合材料は、 ・室温の貯蔵安定性が良好かつ低温硬化が可能であり、
しかも複合材料の機械的物性に優れ、特に実用上重要で
ある直交積層体、疑似等方体等の機械特性に優れる ・パイプ、釣竿穂先等の成形品の反りが低下し、歩留り
が向上し、生産性、経済性が著しく向上する という大きな特徴を有する。
このため釣竿、ゴルフシヤフト等のスポーツ、レジヤ
ー分野の他に、自動車、航空機、ロケツト等の工業分野
までの広い用途への適用が可能となる。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記成分(A)(B)(C)(D)(E)
    を必須成分として含有することを特徴とする炭素繊維複
    合材料用エポキシ樹脂組成物。 (A)ノボラツク型エポキシ樹脂 (B)ビスフエノールAジグリシジルエーテル型エポキ
    シ樹脂 (C)ジシアンジアミド、2,6−キシレニルビグアニ
    ド、0−トリルビグアニド、ジフエニルグアニジン、ア
    ジピルジヒドラジド、アゼライルジヒドラジド及びイソ
    フタル酸ジヒドラジドから選ばれた少なくとも1種の化
    合物 (D)一般式(1)で示される化合物 (式中X1,X2は同一でも異つていてもよく水素、塩素、
    臭素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基、エトキシ基又
    を示す) (E)一般式 (式中Xは水素、塩素、臭素又は水酸基、Rは水素、 を示す。)で表わされるアミド又はアミンを一般式 (式中Xは前記と同じ)で表わされるエポキシ化合物と
    反応させることにより得られる反応生成物。
  2. 【請求項2】(C)成分がジシアンジアミドである請求
    項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】(D)成分が3−(3,4−ジクロルフエニ
    ル)−1,1−ジメチル尿素である請求項1記載の組成
    物。
  4. 【請求項4】(E)成分がP−ヒドロキシアセトアニリ
    ド又はアセトアセトアニリドとフエニルグリシジルエー
    テルとの反応生成物である請求項1記載の組成物。
  5. 【請求項5】(E)成分がアニリンと4−ビニルシクロ
    ヘキセンジオキサイドとの反応生成物であることを特徴
    とする請求項1記載の組成物。
JP16007989A 1989-06-22 1989-06-22 エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JP2736444B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16007989A JP2736444B2 (ja) 1989-06-22 1989-06-22 エポキシ樹脂組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16007989A JP2736444B2 (ja) 1989-06-22 1989-06-22 エポキシ樹脂組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0324118A JPH0324118A (ja) 1991-02-01
JP2736444B2 true JP2736444B2 (ja) 1998-04-02

Family

ID=15707419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16007989A Expired - Lifetime JP2736444B2 (ja) 1989-06-22 1989-06-22 エポキシ樹脂組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2736444B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0324118A (ja) 1991-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10920027B2 (en) Epoxy resin composition, molding material, and fiber-reinforced composite material
US6838176B2 (en) Epoxy resin composition and prepreg made with the epoxy resin composition
JP6187586B2 (ja) ベンゾオキサジン樹脂組成物、プリプレグ、および繊維強化複合材料
KR100623457B1 (ko) 섬유강화 복합재료용 수지 조성물, 프리프레그 및 섬유강화 복합재료
KR102389775B1 (ko) 에폭시 수지 조성물, 프리프레그 및 섬유 강화 복합재료
JP6771883B2 (ja) エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
JPWO2008133054A1 (ja) 樹脂組成物、及びプリプレグ
JP2017020004A (ja) エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
JP2003026768A (ja) エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
JP5729023B2 (ja) 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
JP3363927B2 (ja) 樹脂組成物及びプリプレグ
JP2736443B2 (ja) 複合材料用エポキシ樹脂組成物
JP2736444B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2736442B2 (ja) 炭素繊維複合材料用エポキシ樹脂組成物
JPH11279261A (ja) 繊維強化複合材料用耐熱性エポキシ樹脂組成物
JPH08337707A (ja) エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
JPS6143616A (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3342710B2 (ja) エポキシ樹脂組成物及びそれからの複合材料用プリプレグ
JP2011057851A (ja) エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
JP3342709B2 (ja) エポキシ樹脂組成物及びそれからのプリプレグ
JPH0618835B2 (ja) 硬化性樹脂組成物
JPH0480226A (ja) 複合材料用エポキシ樹脂組成物
JPH0471928B2 (ja)
JPS6313444B2 (ja)
JP3349556B2 (ja) エポキシ樹脂組成物およびプリプレグ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116