JP6376878B2 - 繊維強化プラスチック成形材料および繊維強化プラスチック成形品 - Google Patents
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脂肪族アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブテンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−メチルプロパン−1,3−ジオール、2−ブチル−2−エチルプロパン−1,3−ジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,7−へプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールが挙げられる。脂環族アルコールとしては、水添ビスフェノールA、トリシクロデカンジメタノール、スピログリコール等が挙げられる。脂肪族アルコール化合物のうち、樹脂粘度や硬化物の機械物性の点から1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。
ガス導入管、撹拌装置、冷却管、温度計を備えた反応容器にイソホロンジイソシアネート(エボニック社製)349部、ジブチル錫ジウラレート0.01部、1,3−プロパンジオール(デュポン社製)67部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱ガス化学社製)144部、トルハイドロキノン0.1部、4−メチルー2,6−ジターシャリーブチルフェノール0.2部、およびスチレンモノマー187部を仕込み、撹拌下、空気を吹き込みつつ加熱しながら温度を95〜105℃に保持し、反応させた。反応はIRにて追跡し、イソシアネート基の吸収(2270cm −1 付近)が一定になったところを終点とした。反応には3時間を要した。得られたウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)のイソシアネート基含有量は2.1重量%、エチレン性不飽和基当量505g/eqであった。その後、スチレンモノマー253部で希釈し、イソシアネート基を1.2重量%含有するウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)を得た(a−1)。
合成例1と同様の装置にイソホロンジイソシアネート(VESTANAT T 1890エボニック社製)396部とスチレンモノマー307部を仕込み、撹拌下、空気を吹き込みつつ60℃まで加熱した。その後、ジブチル錫ジウラレート0.02部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱ガス化学社製)174部、トルハイドロキノン0.2部、4−メチルー2,6−ジターシャルブチルフェノール0.06部を分割して仕込み、温度を95〜105℃に保持し反応させた。反応はIRにて追跡し、イソシアネート基の吸収(2270cm −1 付近)が一定になったところを終点とした。反応には3時間を要した。得られたウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)のイソシアネート基含有量は2.0重量%、エチレン性不飽和基当量423g/eqであった。その後、メタクリル酸メチル123部で希釈し、イソシアネート基を1.1重量%含有するウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)を得た(a−2)。
合成例1と同様の装置にテトラブロモビスフェノール A ビス(2−ヒドロキシエチル) エーテル(明成化学工業社製)342部、無水マレイン酸26部を仕込み、窒素雰囲気下、撹拌しながら210℃で5時間反応させ、水酸基価92.86mgKOH/gの反応物を得た。その後スチレンモノマー158部で希釈し、ポリエステルポリオール(P−1)を得た。次いで、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)123部、ジブチル錫ジウラレート0.01部、ポリエステルポリオール(P−1)526部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱ガス化学社製)49部、トルハイドロキノン0.06部、4−メチルー2,6−ジターシャリーブチルフェノール0.22部、およびスチレンモノマー22部を仕込み、撹拌下、空気を吹き込みつつ加熱しながら温度を95〜105℃に保持し反応させた。反応はIRにて追跡し、イソシアネート基の吸収(2270cm −1 付近)が一定になったところを終点とした。反応には5時間を要した。得られたウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)のイソシアネート基含有量は1.0重量%、エチレン性不飽和基当量950g/eqであった。その後、スチレンモノマー280部で希釈し、イソシアネート基を0.6重量%含有するウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)を得た(a−3)。
実施例 1〜12
a−1〜a−3の各樹脂100部に促進剤として6%ナフテン酸コバルト0.46部とジブチル錫ジラウレート0.04部の混合物を加え攪拌した後に、硬化剤メチルエチルケトンパーオキサイド1.0部を配合し、後述の表1〜4に記載の強化繊維f−1〜f−4にそれぞれ含浸させ、ハンドレイアップにて成形・硬化した。
a−1〜a−3の各樹脂100部に促進剤として6%ナフテン酸コバルト0.46部とジブチル錫ジラウレート0.04部の混合物を加え攪拌した後に、硬化剤メチルエチルケトンパーオキサイド1.0部を配合し、f−5、f−6にそれぞれ含浸させ、Vacuum assisted Resin Transfer Molding(VaRTM)にて成形・硬化した。
b−1〜b−3の各樹脂100部に促進剤として6%ナフテン酸コバルト0.5部を加え攪拌した後に、硬化剤メチルエチルケトンパーオキサイド1.0部を配合し、f−1〜f−4にそれぞれ含浸させ、ハンドレイアップにて成形・硬化した。
b−1〜b−3の各樹脂100部に促進剤として6%ナフテン酸コバルト0.5部の混合物を加え攪拌した後に、硬化剤メチルエチルケトンパーオキサイド1.0部を配合し、f−5、f−6にそれぞれ含浸させ、VaRTMにて成形・硬化した。
b−4の樹脂100部に脂肪族ポリアミン(ナガセケムテックス社製XNH6815)27部を加えたものをf−1〜f−4にそれぞれ含浸させ、ハンドレイアップにて成形・硬化した。
b−4の樹脂100部に脂肪族ポリアミン(ナガセケムテックス社製XNH6815)27部を加えたものをf−5、f−6にそれぞれ含浸させ、VaRTMにて成形・硬化した。
硬化条件:常温硬化(23℃)×8時間、60℃×2時間、80℃×2時間、120℃×2時間。ここで比較例4,8,12,16,20,24については更に150℃×3時間硬化した。
各積層板について、引張強さ(JIS K 7161)、曲げ強さ(JIS K 7074)、圧縮強さ(JIS K 7018)、層間せん断強さ(JIS K 7078)、シャルピー衝撃強さ(JIS K 7077)を各JISに準拠し測定した。f−3、f−6を使用した繊維強化プラスチック成形材料については、引張試験および圧縮試験方向は繊維方向に平行、曲げ試験と層間せん断とシャルピー衝撃試験方向は繊維方向に垂直で行った。
Claims (14)
- 一般式[化1]:
- 一般式[化4]:
- 2個以上のイソシアネート基を有する化合物とエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物を反応させるか、又は2個以上のイソシアネート基を有する化合物とエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物及び2個以上の水酸基を有するアルコール化合物を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートにあって、イソシアネート基とエチレン性不飽和基とを有することを特徴とするウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料であって、前記イソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基モル数は、前記エチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物及び2個以上の水酸基を有するアルコール化合物の全水酸基モル数よりも多いことを特徴とする繊維強化プラスチック成形材料。
- 前記ウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)中のイソシアネート基は、0.1〜12重量%である請求項1〜3項のいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- 前記2個以上の水酸基を有するアルコール化合物は、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールから選ばれる1種以上である請求項2又は3に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- 前記2個以上の水酸基を有するアルコール化合物は、ジカルボン酸又はそのエステル形成誘導体とグリコールの重縮合により得られるポリエステルポリオールである請求項2又は3に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- 前記2個以上の水酸基を有するアルコール化合物は、テレフタル酸、イソフタル酸、そのエステル形成誘導体から選ばれる1種以上と1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールから選ばれる1種以上との重縮合により得られるポリエステルポリオールである請求項2又は3に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- 前記2個以上のイソシアネート基を有する化合物は、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、及びこれらの多量体、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートである請求項1〜7項のいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- 請求項1〜8項のいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)と重合性単量体とから成るウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- 請求項9記載のウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)中のイソシアネート基は0.1〜8重量%であるウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- エチレン性不飽和基を有する熱硬化性樹脂に、請求項1〜8項のいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物(A)が配合された0.1〜8重量%のイソシアネート基を有する熱硬化性樹脂組成物と、強化繊維とからなる繊維強化プラスチック成形材料。
- 前記強化繊維は、ガラス繊維、バサルト繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1〜11項のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形材料。
- 前記強化繊維は、ガラス繊維、バサルト繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維から選ばれる1種以上と、炭素繊維と、からなることを特徴とする請求項1〜12項のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形材料。
- 請求項1〜13項のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック成形材料を硬化して得られる繊維強化プラスチック成形品。
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