JP6606924B2 - エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6606924B2 JP6606924B2 JP2015167783A JP2015167783A JP6606924B2 JP 6606924 B2 JP6606924 B2 JP 6606924B2 JP 2015167783 A JP2015167783 A JP 2015167783A JP 2015167783 A JP2015167783 A JP 2015167783A JP 6606924 B2 JP6606924 B2 JP 6606924B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- fiber
- composition according
- polyalkylene oxide
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Description
本発明で用いるエポキシ樹脂(a)としては、種々のエポキシ樹脂を挙げることができる。そのようなエポキシ樹脂としては、例えば、分子中に複数のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂や、分子中に脂環構造を有する液状脂環式エポキシ樹脂などを挙げることができる。多官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、分子構造中にナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂等を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。
本発明で用いる酸無水物(b)は、分子中に酸無水物基を有し、エポキシ樹脂(a)を硬化させることのできる化合物(いわゆるエポキシ樹脂用硬化剤)であればよく、特に限定されるものではない。例えば、環状脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物、不飽和カルボン酸無水物等が挙げられる。前記環状脂肪族酸無水物としては、無水テトラヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエンドエチレンテトラヒドロフタル酸、無水トリアルキルテトラヒドロフタル酸、無水メチルナジック酸等が挙げられる。前記芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられる。前記不飽和カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸等が挙げられる。これらのなかでも、得られる硬化物が機械物性に優れる点から、環状脂肪族酸無水物であることが好ましい。さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物が強化繊維への含浸性に優れるようになる点から、上記環状脂肪族酸無水物は25℃で液状であることが好ましい。
本発明で用いる脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)は、1分子中にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを繰り返し単位として有する脂肪族性化合物である。ここでいう脂肪族性化合物は、直鎖状であっても分岐構造を有していてもよいが、環構造を有さないものをいう。脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)は、1分子中にアルキレンオキサイドを繰り返し単位として幾つ有しても構わないが、繰り返し単位としてアルキレンオキサイドを2〜400の範囲で有することが好ましく、20〜400の範囲で有することがより好ましく、40〜400の範囲で有することが特に好ましい。
本発明で用いる硬化促進剤(d)は、エポキシ樹脂組成物中に含まれる酸無水物(b)の硬化活性を向上させることができる化合物であれば特に限定されるものではない。そのような硬化促進剤(d)としては、例えば、尿素誘導体、イミダゾール誘導体、リン系化合物、第3級アミン、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。硬化促進剤(d)を用いることにより、より低温で、あるいは早く硬化させることが可能となる。
上記のように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(a)、酸無水物(b)、脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)、硬化促進剤(d)を必須の成分として含むものである。
上記のように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂以外の樹脂を含有していてもよい。そのような樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂、上記以外の硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等などが挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、難燃性を発揮させるために、実質的にハロゲン原子を含有しない非ハロゲン系難燃剤を含有していてもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、充填材を含有していてもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、添加剤を含有していてもよい。本発明のエポキシ樹脂組成物が添加剤を含有すると、得られる硬化物において剛性や寸法安定性等、他の特性が向上する。添加剤としては、例えば可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の安定剤、帯電防止剤、導電性付与剤、応力緩和剤、離型剤、結晶化促進剤、加水分解抑制剤、潤滑剤、衝撃付与剤、摺動性改良剤、相溶化剤、核剤、強化剤、補強剤、流動調整剤、染料、増感材、着色用顔料、ゴム質重合体、増粘剤、沈降防止剤、タレ防止剤、消泡剤、カップリング剤、防錆剤、抗菌・防カビ剤、防汚剤、導電性高分子等を添加することも可能である。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、繊維強化樹脂成形品をフィラメントワインディング法を用いて製造する場合などには、有機溶剤を含有していてもよい。ここで使用し得る有機溶剤としては、メチルエチルケトンアセトン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン、メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、エチルジグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられ、その選択や適正な使用量は用途によって適宜選択し得る
本発明のエポキシ樹脂組成物は、低粘度でありながら、得られる硬化物において優れた耐熱性と柔軟性を発現させることができるため、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品を製造する際、好適な材料として用いることができる。以下に、本発明のエポキシ樹脂組成物から繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品を製造する方法等について説明する。
本発明の繊維強化複合材料とは、エポキシ樹脂組成物を強化繊維に含浸させた後の硬化前の状態の材料のことである。ここで、強化繊維は、有撚糸、解撚糸、又は無撚糸などいずれでも良いが、解撚糸や無撚糸が、繊維強化複合材料において優れた成形性を有することから、好ましい。さらに、強化繊維の形態は、繊維方向が一方向に引き揃えたものや、織物が使用できる。織物では、平織り、朱子織りなどから、使用する部位や用途に応じて自由に選択することができる。具体的には、機械的強度や耐久性に優れることから、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などが挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。これらの中でもとりわけ成形品の強度が良好なものとなる点から炭素繊維が好ましく、かかる、炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系などの各種のものが使用できる。
本発明の繊維強化樹脂成形品とは、強化繊維とエポキシ樹脂組成物の硬化物とを有する成形品であり、繊維強化複合材料を熱硬化させて得られるものである。本発明の繊維強化樹脂成形品として、具体的には、繊維強化成形品における強化繊維の体積含有率が40%〜85%の範囲であることが好ましく、強度の観点から50%〜70%の範囲であることが特に好ましい。そのような繊維強化樹脂成形品としては、例えば、フロントサブフレーム、リアサブフレーム、フロントピラー、センターピラー、サイドメンバー、クロスメンバー、サイドシル、ルーフレール、プロペラシャフトなどの自動車部品、電線ケーブルのコア部材、海底油田用のパイプ材、印刷機用ロール・パイプ材、ロボットフォーク材、航空機の一次構造材、二次構造材などを挙げることができる。
下記表1に示す配合に従い、エポキシ樹脂、酸無水物、脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物、硬化促進剤を釜に入れ攪拌し均一化することで、実施例1〜5、及び比較例1〜3のエポキシ樹脂組成物を得た。表1中の略号は下記の通りである。
a−1:トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、EPICLON EXA−7250(DIC株式会社製、エポキシ当量:164g/eq)
a−2:フェノールノボラック型エポキシ樹脂、EPICLON N−740(DIC株式会社製、エポキシ当量:181g/eq)
a−3:液状脂環式エポキシ樹脂、CEL2021P(ダイセル化学工業株式会社製、エポキシ当量:131g/eq)
a−4:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、EPICLON N−655EXP−S(DIC株式会社製、エポキシ当量:202g/eq)
b−1:テトラヒドロメチル無水フタル酸、EPICLON B−570H(DIC株式会社製)
b−2:メチル−3,6−エンドメチレン−1,2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸、MHAC−P(日立化成株式会社製)
c−1:アデカプルロニック 17R−4(株式会社ADEKA製、EO%(1):40%、分子量:約2,700)
c−2:アデカプルロニック F−108(株式会社ADEKA製、EO%(1):80%、分子量:約16,000)
c−3:アデカプルロニック 25R−2(株式会社ADEKA製、EO%(1):20%、分子量:約3,100)
c−4:PPGジオール、エクセノール510(旭硝子株式会社製、分子量:約4,000)
c−5:ポリエチレングリコール、PEG#1000(日油株式会社製、分子量:約1,000)
*(1)EO%は、脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物中に含まれるエチレンオキサイドの割合(脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物全体の分子量に占めるエチレンオキサイドの分子量の割合)を示す。
d−1:1,2−ジメチルイミダゾール、1,2DMZ(四国化成工業株式会社製)
得られたエポキシ樹脂組成物について25℃における粘度を、粘度計(TOKI SANGYO CO.LTD.VISCOMETER TV−22)を用いて測定した。
得られたエポキシ樹脂組成物を、厚さが2mmの、100℃にて予熱した型枠内に流し込み、10分間、160℃の条件にて、エポキシ樹脂組成物を成形し、硬化物を得た。
JIS K7161に準拠して、上記で得られた硬化物の伸び率を測定した。
上記で得られた硬化物をダイヤモンドカッターで幅5mm、長さ50mmに切り出し、試験片を得た。粘弾性測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製「DMS6100」)を用いて、得られた試験片の両持ち曲げによる動的粘弾性を測定し、貯蔵弾性率G’のオンセットよりガラス転移温度を求めた。なお、動的粘弾性測定の測定条件は、温度範囲:室温〜260℃、昇温速度:3℃/分、周波数:1Hz、歪振幅:10μmとした。
Claims (18)
- トリフェニルメタン型エポキシ樹脂のみからなるエポキシ樹脂、又は
ノボラック型エポキシ樹脂若しくはトリフェニルメタン型エポキシ樹脂のうち少なくともいずれかの樹脂と液状脂環式エポキシ樹脂を組み合わせたもの
を含むエポキシ樹脂(a)と、酸無水物(b)と、脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)と、硬化促進剤(d)とを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
- 前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)が、1分子中に繰り返し単位としてアルキレンオキサイドを2〜400含む化合物である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)が、2種以上のポリアルキレンオキサイドがブロック共重合したブロック共重合体である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)が、ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドとのブロック共重合体である請求項3記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記ポリエチレンオキサイドの繰り返し単位数(X)と前記ポリプロピレンオキサイドの繰り返し単位数(Y)との比(X/Y)が、10/90〜90/10である請求項4記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)が、2種類以上のポリアルキレンオキサイドユニットを含む請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)が、ポリエチレンオキサイドユニットとポリプロピレンオキサイドユニットとを含む請求項6記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)が、前記エポキシ樹脂(a)と前記酸無水物(b)と前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)の合計質量を100質量部としたとき、3質量部〜30質量部の割合で含まれる請求項1〜7の何れか1項記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)が、前記エポキシ樹脂(a)と前記酸無水物(b)と前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)の合計質量を100質量部としたとき、5質量部〜15質量部の割合で含まれる請求項1〜7の何れか1項記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記エポキシ樹脂(a)が、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂と液状脂環式エポキシ樹脂を組み合わせたものである請求項1〜9の何れか1項記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記硬化促進剤(d)が、イミダゾール誘導体である請求項1〜10の何れか1項記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記エポキシ樹脂(a)、前記酸無水物(b)、前記脂肪族性ポリアルキレンオキサイド化合物(c)、前記硬化促進剤(d)を含む組成物であって、強化繊維に含浸させる前の組成物としての25℃における粘度が、500mPa・s〜6,000mPa・sである請求項11記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜12の何れか1項記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする硬化物。
- 請求項1〜12の何れか1項記載のエポキシ樹脂組成物と強化繊維とを必須成分とし、強化繊維の体積含有率が40〜85%の範囲内であることを特徴とする繊維強化複合材料。
- 請求項1〜12の何れか1つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを必須成分とし、強化繊維の体積含有率が40〜85%の範囲内であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品。
- 請求項14記載の繊維強化複合材料を熱硬化することを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。
- 請求項14記載の繊維強化複合材料を引き抜き成形することを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。
- 電線ケーブルのコア部材である、請求項15記載の繊維強化樹脂成形品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015167783A JP6606924B2 (ja) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015167783A JP6606924B2 (ja) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017043709A JP2017043709A (ja) | 2017-03-02 |
JP6606924B2 true JP6606924B2 (ja) | 2019-11-20 |
Family
ID=58211311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015167783A Active JP6606924B2 (ja) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6606924B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113292819B (zh) * | 2021-03-03 | 2023-08-15 | 北玻院(滕州)复合材料有限公司 | 一种中低温快速固化的环氧树脂组合物、环氧树脂基复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5628253A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | Epoxy resin composition for powder coating |
JP3820886B2 (ja) * | 2001-01-17 | 2006-09-13 | 松下電工株式会社 | 光半導体用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 |
JP2004067828A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Nippon Perunotsukusu Kk | エポキシ樹脂粉体塗料 |
JP2007314702A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Works Ltd | エポキシ樹脂組成物と樹脂封止半導体装置 |
JP2008031229A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Matsushita Electric Works Ltd | 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 |
BRPI0910800A2 (pt) * | 2008-07-17 | 2016-07-12 | Dow Global Technologies Inc | compósito estrutural e processo para preparar um compósito estrutural |
JP2013173811A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物、成形材料およびその製造方法 |
-
2015
- 2015-08-27 JP JP2015167783A patent/JP6606924B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017043709A (ja) | 2017-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5954516B1 (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 | |
JP6624341B2 (ja) | 硬化性組成物及び繊維強化複合材料 | |
JP6825757B1 (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、プリプレグ及びトウプリプレグ | |
JP2016098322A (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 | |
JP6923090B2 (ja) | 硬化性組成物、硬化物、繊維強化複合材料、成形品及びその製造方法 | |
WO2017033632A1 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び繊維強化複合材料 | |
JP7388049B2 (ja) | エポキシ樹脂用硬化剤、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 | |
JP6606924B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 | |
CN114651025B (zh) | 固化性组合物、固化物、纤维增强复合材料、成型品及其制造方法 | |
JP6897887B2 (ja) | 2液硬化型エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料及び成形品 | |
JP6780318B2 (ja) | 硬化性組成物及び繊維強化複合材料 | |
JP6780317B2 (ja) | 硬化性組成物及び繊維強化複合材料 | |
JP6579367B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、及び繊維強化樹脂成形品の製造方法 | |
JP2016020444A (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、回路基板、ビルドアップフィルム、及びビルドアップ基板 | |
JP6471420B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、繊維強化樹脂成形品、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、回路基板、ビルドアップフィルム、及びビルドアップ基板 | |
JP7239076B1 (ja) | 硬化性組成物、硬化物、繊維強化複合材料、及び、繊維強化樹脂成形品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20180220 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180806 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190516 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190702 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190822 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190924 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191007 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6606924 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |