JP2010241845A - プリプレグ及びこれを硬化した繊維強化複合材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エポキシ樹脂(A)、硬化剤として塩化ホウ素アミン錯体(B)、繊維基材(C)からなるプリプレグであり、エポキシ樹脂(A)中に含まれるエポキシ基のモル数に対し塩化ホウ素アミン錯体(B)中のホウ素のモル数比が4〜7モル%であること、エポキシ樹脂(A)が(I)で表されるオキサゾリドン構造を有する二官能エポキシ樹脂(1)、ビスフェノール型エポキシ樹脂(2)、(II)で表されるフェノールノボラック型エポキシ樹脂(3)であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
例示されている。
本発明のエポキシ樹脂(A)として用いるエポキシ樹脂は、公知の各種のものが使用でき、その分子中にエポキシ基を少なくとも2個有するものであれば分子構造、分子量等に特に制限はない。例えばビスフェノール型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ジシクロペンタジエン型、ナフタレン型、ビフェニル型、オキサゾリドン型などの各種エポキシ樹脂を単独または2種以上併用して用いることができる。また、必要に応じて、単官能エポキシ樹脂、ビニル重合性樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、BT樹脂、シアネートエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等配合することができる。好ましいエポキシ樹脂としてはオキサゾリドン型、ビスフェノール型、フェノールノボラック型である。
本発明の繊維基材(C)は一般に繊維強化複合材料として用いられる強化繊維を用いることができる。炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、高強度ポリエチレン繊維、タングステンカーバイド繊維、PBO繊維、ガラス繊維等などが挙げられ、これらを単独で、または2種以上を組合して用いてもかまわない。好ましくは炭素繊維である。繊維基材(C)は、そのままのトウの形態で、強化繊維トウを一方向に引き揃えた一方向材の形態で、製織した織物の形態で、短く裁断した強化繊維からなる不織布の形態などで使用される。織物の場合は、平織、綾織、朱子織、若しくはノンクリンプファブリックに代表される繊維束を一方向に引き揃えたシートや角度を変えて積層したようなシートをほぐれないようにステッチしたステッチングシート等が例示できる。得られる繊維強化複合材料の機械特性が優れるため一方向材が好ましい。取り扱い性からは織物が好ましい。本発明のプリプレグは繊維目付けに制限はないが、繊維目付けが大きいほどその性能優位性を発揮できる。
jER828とYP−70を160℃で溶解させマスターバッチを調製した。このマスターバッチを用い表2の組成でDY9577以外の成分を120℃で混合した。これを60℃にしDY9577を所定量添加混合し樹脂組成物Aを調製した。
jER828とYP−70を160℃で溶解させマスターバッチを調製した。また、jER828とDicy15及びDCMUを3本ロールミルで均一に分散させてマスターバッチを調製した。YP−70マスターバッチを用い、表2の組成でDicy15/DCMUマスターバッチ以外の成分を100℃で混合した。これを60℃にしDicy15/DCMUマスターバッチを所定量添加混合し樹脂組成物Bを調製した。
jER828とYP−70を160℃で溶解させマスターバッチを調製した。また、jER828と2MA−OK及びL−07Nを3本ロールミルで均一に分散させてマスターバッチを調製した。YP−70マスターバッチを用い、表2の組成で2MA−OK/L−07Nマスターバッチ以外の成分を100℃で混合した。これを60℃にし2MA−OK/L−07Nマスターバッチを所定量添加混合し樹脂組成物Cを調製した。
樹脂板および繊維強化複合材料のパネルを試験片(長さ50mm×幅12mm、樹脂板は厚み2mm、繊維強化複合材料は厚み2.8mm)に加工した。繊維強化複合材料のパネルの場合は長さ方向と繊維経糸方向が一致するように試験片を加工した。測定装置はレオメトリクス社製レオメーターRDA700またはTAインスツルメント社製ARES−RDAを使用した。測定周波数は1Hz、RDA700の昇温速度は5℃ステップ昇温で、ARES−RDAは5℃/min昇温で測定した。logG´を温度に対してプロットし、logG´の転移する前の平坦領域の近似直線とG´が転移する領域の近似直線との交点から求まる温度をG´−Tgとして記録した。また、tanδを温度に対してプロットし、tanδの極大を示す温度をtanδmaxとして記録した。測定装置差として、RDA700によるG´−Tg及びtanδmaxの測定値は、ARES−RDAによる測定値よりも1.05倍高い値となる。
TAインスツルメント社製Q100を用いサンプルをアルミパンに入れ、昇温速度10℃/分にて測定した。
繊維強化複合材料の層間せん断強度は、繊維強化複合材料から、試験片の長手方向に対して補強繊維の経糸方向が0°に配向するように試験片(長さ25mm×幅6.3mm×厚さ2.8mm)を切り出し、該試験片について、3点曲げ治具(圧子3.2mmR、サポート1.6mmR、サポート間距離 試験片厚さの4倍、クロスヘッドスピード サポート間距離の2乗×0.01/6×試験片の厚み)を設置したインストロン社製の万能試験機を用い、層間せん断特性を測定した。
繊維強化複合材料から、試験片の長手方向に対して補強繊維の経糸方向が0゜に配向するように試験片(長さ130mm×幅12mm×厚さ2.8mm)を切り出し、該試験片について、3点曲げ治具(圧子、サポートとも3.2mmR、サポート間距離 試験片厚さの40倍、クロスヘッドスピード サポート間距離の2乗×0.01/6×試験片の厚み)を設置したインストロン社製の万能試験機を用い、曲げ特性を測定した。
<比較例1>
<比較例2>
<比較例3>
<比較例4>
<実施例2>
<実施例3>
<実施例4〜8>
<実施例9>
<実施例10>
<実施例12>
<実施例13>
<実施例14>
2 樹脂が含浸されていない繊維基材
3 樹脂が含浸された繊維基材
4,5 樹脂フィルム
6 離型フィルム
7 不織布
8 真空引き口
9 シーラント
10 ツール
11 積層体
12 ナイロンバッグフィルム
13 プレッシャープレート
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