JP2012236975A - Curable epoxy resin composition for blade of wind power generator - Google Patents

Curable epoxy resin composition for blade of wind power generator Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curable epoxy resin composition for the blade of a wind power generator having a prolonged pot life, by which a high-strength cured material is obtained.SOLUTION: The curable epoxy resin composition for the blade of the wind power generator includes (D1) an epoxy compound having in a molecule, two or more alicyclic epoxy groups which is formed by including the adjacent two carbon atoms of alicycles composed by the epoxy group, and (B) an amine curing agent, or further (C) a curing accelerator. The composition may further include an epoxy compound (D2) including an aromatic glycidyl ether type epoxy compound. Besides, the amine curing agent (B) is preferably a cycloaliphatic polyamine.

Description

本発明は風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a curable epoxy resin composition for wind power generator blades.

地球環境保護の観点から、風力発電機が注目されている。風力発電機は、一般に、支柱と、該支柱に回転自在に支持されるブレード(羽根)とを備えており、風力によりブレードが回転し、該回転力により電力を発生させている。このような風力発電機において、ブレードには、風力に耐え得る強度と共に、風力を効率よく電力に変換するため、大型化が求められている。   From the viewpoint of protecting the global environment, wind power generators are attracting attention. A wind power generator generally includes a support column and a blade (blade) that is rotatably supported by the support column. The blade is rotated by wind force, and electric power is generated by the rotational force. In such a wind power generator, the blades are required to have a large size in order to efficiently convert wind power into electric power as well as strength enough to withstand wind power.

特開2009−275536号公報には、全体形を発泡樹脂成形体で形成し、表面を熱可塑性樹脂被覆材で被覆した風力発電機用風車の羽根が開示されている。しかし、このような羽根は強度が十分でなく、強風により破損しやすい。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-275536 discloses a blade of a wind turbine for wind power generators that is formed of a foamed resin molded body and whose surface is covered with a thermoplastic resin coating material. However, such blades are not strong enough and are easily damaged by strong winds.

特開2009−275536号公報JP 2009-275536 A

本発明者等は、強度の高い風力発電機ブレードを得るため、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含む硬化性樹脂組成物について検討を行ったところ、硬化物の強度の点では優れているものの、樹脂組成物のポットライフが短く、成形作業性に劣るため、大型の風力発電機ブレード製造用の樹脂組成物としては適していないことが分かった。   The present inventors have studied a curable resin composition containing a bisphenol A type epoxy resin in order to obtain a high-strength wind power generator blade, but the resin composition is excellent in terms of the strength of the cured product. Since the pot life of the product was short and the molding workability was inferior, it was found that the product was not suitable as a resin composition for producing a large wind power generator blade.

従って、本発明の目的は、ポットライフが長く、しかも強度の高い硬化物の得られる風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記特性に加え、さらに、低粘度で取扱性、作業性に優れる風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物、上記特性に加え、さらに、靱性の高い硬化物の得られる風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a curable epoxy resin composition for wind power generator blades, which has a long pot life and can provide a cured product having high strength.
Another object of the present invention is to provide a curable epoxy resin composition for wind power generator blades that is low in viscosity and excellent in handleability and workability, in addition to the above properties, and in addition to the above properties, a cured product with high toughness. It is providing the curable epoxy resin composition for wind power generator blades obtained.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定構造を有するエポキシ化合物とアミン硬化剤とを含むエポキシ樹脂組成物によれば、ポットライフが長い(室温での安定性が高い)上、硬化により高強度の硬化物が得られ、風力発電機ブレードの大型化への対応が可能となることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have a long pot life (high stability at room temperature) according to an epoxy resin composition containing an epoxy compound having a specific structure and an amine curing agent. In addition, the present inventors have found that a cured product having a high strength can be obtained by curing, and that it is possible to cope with an increase in the size of a wind power generator blade.

すなわち、本発明は、(D1)エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を分子内に2個以上有するエポキシ化合物と、(B)アミン硬化剤とを含むか、又は、さらに(C)硬化促進剤を含む風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物(以下、「第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物」と称する場合がある)を提供する。   That is, the present invention relates to (D1) an epoxy compound having two or more alicyclic epoxy groups formed in the molecule containing two adjacent carbon atoms constituting the alicyclic ring, and (B) an amine. A curable epoxy resin composition for wind power generator blades (hereinafter, referred to as “first curable epoxy resin composition for wind power generator blades”) further comprising (C) a curing accelerator. Provide).

前記第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、さらに、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物を含むエポキシ化合物(D2)を含んでいてもよい。   The first curable epoxy resin composition for wind power generator blades may further contain an epoxy compound (D2) containing an aromatic glycidyl ether type epoxy compound.

本発明は、また、(A)環を構成する炭素原子にエポキシ基が単結合により結合している脂環を分子内に2個以上有するエポキシ化合物(A1)及び分子内に2個以上のジエン骨格と2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物と、(B)アミン硬化剤とを含むか、又は、さらに(C)硬化促進剤を含む風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物(以下、「第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物」と称する場合がある)を提供する。   The present invention also includes (A) an epoxy compound (A1) having two or more alicyclic rings in the molecule in which an epoxy group is bonded to a carbon atom constituting the ring by a single bond, and two or more dienes in the molecule. It contains at least one epoxy compound selected from the group consisting of a skeleton and an epoxidized polybutadiene resin (A2) having two or more epoxy groups, and (B) an amine curing agent, or (C) curing acceleration A curable epoxy resin composition for wind power generator blades containing an agent (hereinafter sometimes referred to as “second curable epoxy resin composition for wind power generator blades”) is provided.

前記第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、さらに、分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物[但し、前記(A1)及び(A2)を除く](D)を含んでいてもよい。   The second curable epoxy resin composition for wind power generator blades further comprises an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule [provided that (A1) and (A2) are excluded] (D) May be included.

前記エポキシ化合物(D)は、エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を分子内に2個以上有するエポキシ化合物(D1)及び芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物であってもよい。   The epoxy compound (D) includes an epoxy compound (D1) and an aromatic glycidyl having two or more alicyclic epoxy groups formed in the molecule, the epoxy group including two adjacent carbon atoms constituting the alicyclic ring. It may be at least one epoxy compound selected from the group consisting of ether type epoxy compounds (D2).

前記第1又は第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、前記アミン硬化剤(B)は、イソホロンジアミン等の環状脂肪族ポリアミンであるのが好ましい。   In the first or second curable epoxy resin composition for wind power generator blades, the amine curing agent (B) is preferably a cyclic aliphatic polyamine such as isophoronediamine.

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物によれば、ポットライフが長く室温での安定性に優れるとともに、高い強度及び弾性率を有する硬化物を得ることができる。そのため、大型の風力発電機ブレードに対応可能である。また、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物によれば、上記特性に加え、低粘度で取扱性に優れる。また、高い靱性を有する硬化物を得ることができる。さらにまた、本発明によれば、実用上十分な耐熱性を有する硬化物を得ることができる。   According to the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, a cured product having a long pot life and excellent stability at room temperature and having high strength and elastic modulus can be obtained. Therefore, it can cope with a large wind power generator blade. Moreover, according to the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, in addition to the above properties, the viscosity is low and the handling property is excellent. Moreover, the hardened | cured material which has high toughness can be obtained. Furthermore, according to the present invention, a cured product having practically sufficient heat resistance can be obtained.

本発明の第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、(D1)エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を分子内に2個以上有するエポキシ化合物と、(B)アミン硬化剤とを含むか、又は、さらに(C)硬化促進剤を含んでいる。また、本発明の第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、(A)環を構成する炭素原子にエポキシ基が単結合により結合している脂環を分子内に2個以上有するエポキシ化合物(A1)及び分子内に2個以上のジエン骨格と2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物と、(B)アミン硬化剤とを含むか、又は、さらに(C)硬化促進剤を含んでいる。   In the curable epoxy resin composition for a first wind power generator blade of the present invention, (D1) an alicyclic epoxy group in which an epoxy group is formed containing two adjacent carbon atoms constituting an alicyclic ring Or (B) an amine curing agent, or (C) a curing accelerator. In the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, (A) two or more alicyclic rings in which an epoxy group is bonded to a carbon atom constituting the ring by a single bond in the molecule. An epoxy compound (A1) having at least one epoxy compound selected from the group consisting of an epoxidized polybutadiene resin (A2) having two or more diene skeletons and two or more epoxy groups in the molecule, and (B) an amine A curing agent, or (C) a curing accelerator.

[エポキシ化合物(A)]
本発明の第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物においては、エポキシ化合物(A)として、環を構成する炭素原子にエポキシ基が単結合により結合している脂環を分子内に2個以上有するエポキシ化合物(A1)及び分子内に2個以上のジエン骨格と2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物を用いる。
[Epoxy compound (A)]
In the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, as an epoxy compound (A), an alicyclic ring in which an epoxy group is bonded to a carbon atom constituting the ring by a single bond is contained in the molecule. At least one epoxy compound selected from the group consisting of two or more epoxy compounds (A1) and an epoxidized polybutadiene resin (A2) having two or more diene skeletons and two or more epoxy groups in the molecule is used.

[エポキシ化合物(A1)]
エポキシ化合物(A1)は、環を構成する炭素原子にエポキシ基の炭素原子が単結合により結合している脂環(エポキシ基が直接単結合で結合した脂肪族環状骨格)を分子内に2個以上有するエポキシ化合物である。エポキシ化合物(A1)は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[Epoxy compound (A1)]
The epoxy compound (A1) has two alicyclic rings (aliphatic cyclic skeleton in which the epoxy group is directly bonded by a single bond) in which the carbon atoms of the epoxy group are bonded to the carbon atoms constituting the ring by a single bond in the molecule. An epoxy compound having the above. An epoxy compound (A1) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

このような化合物として、例えば、下記式(1)

Figure 2012236975
(式中、Rはq価のアルコール[R−(OH)q]からq個のOHを除した基、pは1〜50の整数、qは1〜10の整数を示す。q個の括弧内の基において、pはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい)
で表される化合物が挙げられる。 As such a compound, for example, the following formula (1)
Figure 2012236975
(In the formula, R represents a group obtained by dividing q OH from q-valent alcohol [R- (OH) q ], p represents an integer of 1 to 50, and q represents an integer of 1 to 10. q parentheses. In the groups within the above, p may be the same or different)
The compound represented by these is mentioned.

前記pは好ましくは1〜30である。前記qは好ましくは2〜6である。q価のアルコール[R−(OH)q]としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール等の1価のアルコール;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、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポ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、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、水添ビスフェノールS等の2価のアルコール;グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、エリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトールなどの3価以上のアルコールが挙げられる。前記アルコールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等であってもよい。前記アルコールとしては、炭素数1〜10の脂肪族アルコールが好ましく、特に、トリメチロールプロパン[=2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノール]等の炭素数2〜10の脂肪族多価アルコールが好ましい。 The p is preferably 1-30. Q is preferably 2-6. As the q-valent alcohol [R- (OH) q ], monovalent alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, 1-butanol; ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3- Propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, Divalent alcohols such as hydrogenated bisphenol F and hydrogenated bisphenol S; glycerin, diglycerin, polyglycerin, erythritol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol Lithol, dipentaerythritol, and a trihydric or higher alcohols such as sorbitol. The alcohol may be polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polyolefin polyol, or the like. The alcohol is preferably an aliphatic alcohol having 1 to 10 carbon atoms, particularly an aliphatic polyvalent having 2 to 10 carbon atoms such as trimethylolpropane [= 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol]. Alcohol is preferred.

式(1)で表される化合物は、例えば、前記q価のアルコール[R−(OH)q]を開始剤にして、4−ビニルシクロヘキセン−1−オキシドを開環重合させることによって得られるポリエーテル樹脂、すなわち、ビニル基側鎖を有するポリシクロヘキセンオキシドのビニル基側鎖を過酸(過酢酸など)等の酸化剤でエポキシ化することにより製造することができる。なお、式(1)で表される化合物は、分子内に未反応のビニル基や反応に用いる原料等に由来する基を含んでいてもよい。 The compound represented by the formula (1) is obtained, for example, by polycyclic ring-opening polymerization of 4-vinylcyclohexene-1-oxide using the q-valent alcohol [R— (OH) q ] as an initiator. It can be produced by epoxidizing an ether resin, that is, a vinyl group side chain of polycyclohexene oxide having a vinyl group side chain with an oxidizing agent such as peracid (peracetic acid or the like). In addition, the compound represented by Formula (1) may contain in the molecule | numerator the group derived from the unreacted vinyl group or the raw material used for reaction.

式(1)で表される化合物として市販品を用いることができる。市販品として、例えば、商品名「EHPE3150」(ダイセル化学工業株式会社製)などがある。   A commercial item can be used as a compound represented by Formula (1). As a commercial item, there exists a brand name "EHPE3150" (made by Daicel Chemical Industries Ltd.) etc., for example.

[エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)]
エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)は、分子内に2個以上のジエン骨格と2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化ポリブタジエン樹脂である。エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[Epoxidized polybutadiene resin (A2)]
The epoxidized polybutadiene resin (A2) is an epoxidized polybutadiene resin having two or more diene skeletons and two or more epoxy groups in the molecule. The epoxidized polybutadiene resin (A2) can be used alone or in combination of two or more.

前記エポキシ化ポリブタジエン樹脂の末端基は、水素原子のほか、水酸基、シアノ基などであってもよい。末端基としては、特に、水素原子、水酸基が好ましい。   The terminal group of the epoxidized polybutadiene resin may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, or the like. As the terminal group, a hydrogen atom and a hydroxyl group are particularly preferable.

前記エポキシ化ポリブタジエン樹脂は、ポリブタジエン樹脂にエポキシ化剤を反応させることによって得ることができる。原料であるポリブタジエン樹脂において、二重結合部位の立体構造は、シス−1,4、トランス−1,4、トランス−1,2、シス−1,2のいずれであってもよい。また、それらの比率は任意でよい。エポキシ化剤としては、過酢酸、過ギ酸、過安息香酸、トリフルオロ過酢酸、過プロピオン酸などの有機過酸類、過酸化水素、t−ブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドなどの有機ヒドロパーオキサイド類などを使用できる。有機過酸としては、目的物のオキシラン酸素濃度を高めるため、実質的に水を含まないもの(例えば、水分含有量で0.8重量%以下)が好ましい。上記エポキシ化剤の中でも、工業的に安価に入手でき、且つ安定度の高い点から、過酢酸が特に好ましい。   The epoxidized polybutadiene resin can be obtained by reacting an epoxidizing agent with the polybutadiene resin. In the polybutadiene resin as a raw material, the steric structure of the double bond site may be any of cis-1,4, trans-1,4, trans-1,2, and cis-1,2. Moreover, those ratios may be arbitrary. Examples of the epoxidizing agent include organic peracids such as peracetic acid, performic acid, perbenzoic acid, trifluoroperacetic acid and perpropionic acid, and organic hydroperoxides such as hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide. Oxides can be used. As the organic peracid, one that does not substantially contain water (for example, 0.8% by weight or less in terms of water content) is preferable in order to increase the oxirane oxygen concentration of the target product. Among the epoxidizing agents, peracetic acid is particularly preferable because it can be obtained industrially at low cost and has high stability.

前記エポキシ化ポリジエン樹脂の数平均分子量は、例えば、500〜50000、好ましくは2500〜30000、さらに好ましくは3500〜20000である。エポキシ化ポリジエン樹脂のオキシラン酸素濃度は、例えば、3〜15%、好ましくは5〜12%である。1分子中のエポキシ基の数は5個以上(例えば、5〜200個)が好ましく、より好ましくは10個以上、さらに好ましくは20個以上である。   The number average molecular weight of the epoxidized polydiene resin is, for example, 500 to 50000, preferably 2500 to 30000, and more preferably 3500 to 20000. The oxirane oxygen concentration of the epoxidized polydiene resin is, for example, 3 to 15%, preferably 5 to 12%. The number of epoxy groups in one molecule is preferably 5 or more (for example, 5 to 200), more preferably 10 or more, and still more preferably 20 or more.

前記エポキシ化ポリジエン樹脂として市販品を用いることができる。市販品として、例えば、商品名「EPL PB3600」(ダイセル化学工業株式会社製)などがある。   A commercially available product can be used as the epoxidized polydiene resin. As a commercial item, there exists a brand name "EPL PB3600" (made by Daicel Chemical Industries Ltd.) etc., for example.

[エポキシ化合物(D)]
本発明の第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、前記エポキシ化合物(A)に加えて、必要に応じて、さらに、分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物[但し、前記(A1)及び(A2)を除く](D)を含んでいてもよい。エポキシ化合物(D)は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[Epoxy compound (D)]
In addition to the epoxy compound (A), the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention further includes an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule, if necessary. However, (except for (A1) and (A2)) (D) may be included. An epoxy compound (D) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

エポキシ化合物(D)としては、特に限定されず、例えば、(D1)エポキシ基が脂環(環状脂肪族骨格)を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を2以上有するエポキシ化合物、(D2)芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物、(D3)脂肪族多価アルコールポリグリシジルエーテル、(D4)その他のエポキシ化合物などを使用できる。   The epoxy compound (D) is not particularly limited. For example, (D1) an alicyclic epoxy group formed by including two adjacent carbon atoms that constitute an alicyclic ring (cycloaliphatic skeleton). Two or more epoxy compounds, (D2) aromatic glycidyl ether type epoxy compounds, (D3) aliphatic polyhydric alcohol polyglycidyl ethers, (D4) other epoxy compounds, and the like can be used.

エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を2以上有するエポキシ化合物(D1)として、下記式(2)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the epoxy compound (D1) having two or more alicyclic epoxy groups formed by including two adjacent carbon atoms constituting the alicyclic epoxy group include compounds represented by the following formula (2).

Figure 2012236975
Figure 2012236975

上記式(2)で表される脂環式エポキシ化合物は、対応する脂環式オレフィン化合物を脂肪族過カルボン酸等によって酸化することにより製造され、実質的に無水の脂肪族過カルボン酸を用いて製造されたものが高いエポキシ化率を有する点で好ましい。   The alicyclic epoxy compound represented by the above formula (2) is produced by oxidizing a corresponding alicyclic olefin compound with an aliphatic percarboxylic acid or the like, and uses a substantially anhydrous aliphatic percarboxylic acid. It is preferable in that it has a high epoxidation rate.

上記式(2)において、Yは単結合又は連結基を示す。連結基としては、例えば、2価の炭化水素基、カルボニル基(−CO−)、エーテル結合(−O−)、エステル結合(−COO−)、アミド結合(−CONH−)、カーボネート結合(−OCOO−)、及びこれらが複数個連結した基などが挙げられる。上記2価の炭化水素基としては、炭素数1〜18(特に1〜6)の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基や2価の脂環式炭化水素基(特に2価のシクロアルキレン基)等が好ましく例示される。前記直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン基などが挙げられる。また、2価の脂環式炭化水素基としては、1,2−シクロペンチレン、1,3−シクロペンチレン、シクロペンチリデン、1,2−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,4−シクロへキシレン、シクロヘキシリデン基などが挙げられる。Yとしては、特に、エステル結合と2価の炭化水素基を含む連結基、及び単結合が好ましい。   In the above formula (2), Y represents a single bond or a linking group. Examples of the linking group include a divalent hydrocarbon group, a carbonyl group (—CO—), an ether bond (—O—), an ester bond (—COO—), an amide bond (—CONH—), and a carbonate bond (— OCOO-) and a group in which a plurality of these are linked. Examples of the divalent hydrocarbon group include a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms (particularly 1 to 6) and a divalent alicyclic hydrocarbon group (particularly a divalent cycloalkylene group). And the like are preferably exemplified. Examples of the linear or branched alkylene group include methylene, methylmethylene, dimethylmethylene, ethylene, propylene, and trimethylene groups. Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include 1,2-cyclopentylene, 1,3-cyclopentylene, cyclopentylidene, 1,2-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, Examples include 1,4-cyclohexylene and cyclohexylidene groups. As Y, a linking group containing an ester bond and a divalent hydrocarbon group, and a single bond are particularly preferable.

式(2)で表される脂環式エポキシ化合物としては、具体的には下記の化合物が例示される。   Specific examples of the alicyclic epoxy compound represented by the formula (2) include the following compounds.

Figure 2012236975
Figure 2012236975

上記式中、nは1〜30の整数である。   In said formula, n is an integer of 1-30.

芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ビスフェノールAジグリシジルエーテル;両末端にグリシジルエーテル基を有する、ビスフェノールAとエピクロロヒドリンとの縮合生成物等)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ビスフェノールFジグリシジルエーテル;両末端にグリシジルエーテル基を有する、ビスフェノールFとエピクロロヒドリンとの縮合生成物等)、ビスフェノールS型エポキシ樹脂(ビスフェノールSジグリシジルエーテル;両末端にグリシジルエーテル基を有する、ビスフェノールSとエピクロロヒドリンとの縮合生成物等)などのビスフェノール型ジエポキシ樹脂のほか、4,4′−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテル、1,6−ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンとフェノールの付加物のグリシジルエーテル、9,9′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンのジグリシジルエーテルなどが挙げられる。   As the aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2), for example, bisphenol A type epoxy resin (bisphenol A diglycidyl ether; condensation product of bisphenol A and epichlorohydrin having glycidyl ether groups at both ends) Bisphenol F type epoxy resin (bisphenol F diglycidyl ether; condensation product of bisphenol F and epichlorohydrin having glycidyl ether groups at both ends), bisphenol S type epoxy resin (bisphenol S diglycidyl ether; both In addition to bisphenol diepoxy resins such as condensation products of bisphenol S and epichlorohydrin having a glycidyl ether group at the terminal, etc., 4,4'-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether, 4,4'-di Droxy-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyldiglycidyl ether, 1,6-dihydroxynaphthalenediglycidyl ether, glycidyl ether of dicyclopentadiene and phenol adduct, 9,9′-bis (4- Hydroxyphenyl) fluorene diglycidyl ether and the like.

脂肪族多価アルコールポリグリシジルエーテル(D3)としては、特に限定されず、広範な脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ化合物を使用できる。該脂肪族多価アルコールポリグリシジルエーテルにおける「脂肪族多価アルコール」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、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポ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等の2価のアルコール;グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、エリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどの3価以上のアルコールが挙げられる。   The aliphatic polyhydric alcohol polyglycidyl ether (D3) is not particularly limited, and a wide range of aliphatic glycidyl ether type epoxy compounds can be used. Examples of the “aliphatic polyhydric alcohol” in the aliphatic polyhydric alcohol polyglycidyl ether include, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4- Divalent alcohols such as butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol; glycerin, di Examples include trivalent or higher alcohols such as glycerin, polyglycerin, erythritol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, and dipentaerythritol.

脂肪族多価アルコールポリグリシジルエーテルの代表的な例として、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルなどが挙げられる。   Representative examples of the aliphatic polyhydric alcohol polyglycidyl ether include 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol Examples include diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, and polyethylene glycol diglycidyl ether.

その他のエポキシ化合物(D4)としては、例えば、下記式で表される化合物や、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−メチレン−ビスベンズアミンなどのポリグリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられる。下記式中、a、b、c、d、e、fは、それぞれ、0〜30の整数である。   Other epoxy compounds (D4) include, for example, compounds represented by the following formula, and polyglycidylamine type such as N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-methylene-bisbenzamine. An epoxy resin etc. are mentioned. In the following formulae, a, b, c, d, e, and f are each an integer of 0 to 30.

Figure 2012236975
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エポキシ化合物(D)としては、上記の中でも、(D1)エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を2以上有するエポキシ化合物、(D2)芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物が特に好ましい。   As the epoxy compound (D), among the above, (D1) an epoxy compound having two or more alicyclic epoxy groups formed by including two adjacent carbon atoms that constitute the alicyclic ring, (D2) Aromatic glycidyl ether type epoxy compounds are particularly preferred.

なお、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、上記以外のエポキシ化合物を含んでいてもよい。   In addition, the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention may contain an epoxy compound other than the above.

本発明の第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、エポキシ化合物(A)の総量は、該硬化性エポキシ樹脂組成物中の全エポキシ化合物の量に対して、通常、3重量%以上、より好ましくは5重量%以上であり、7重量%以上であってもよい。また、本発明の第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、エポキシ化合物(A)とエポキシ化合物(D)の総量は、該硬化性エポキシ樹脂組成物中の全エポキシ化合物の量に対して、70重量%以上が好ましく、より好ましくは85重量%以上、特に好ましくは95重量%以上である。   In the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, the total amount of the epoxy compound (A) is usually 3 wt% with respect to the total amount of the epoxy compound in the curable epoxy resin composition. % Or more, more preferably 5% by weight or more, and may be 7% by weight or more. Further, in the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, the total amount of the epoxy compound (A) and the epoxy compound (D) is the amount of the total epoxy compound in the curable epoxy resin composition. Is preferably 70% by weight or more, more preferably 85% by weight or more, and particularly preferably 95% by weight or more.

本発明の第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、エポキシ化合物(A)として前記エポキシ化合物(A1)を用いると、従来の芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物と比較して、樹脂組成物のポットライフが著しく長くなり、取扱性、成形作業性が大幅に向上する。また、硬化物の強度及び弾性率も優れている。エポキシ化合物(A)として前記エポキシ化合物(A1)を用いる場合、エポキシ化合物(A1)の総量は、該熱硬化性エポキシ樹脂組成物中のエポキシ化合物の総量に対して、例えば、5重量%以上(5〜100重量%)、より好ましくは10重量%以上(10〜100重量%)、さらに好ましくは30重量%以上(30〜100重量%)である。なお、エポキシ化合物(A)として前記エポキシ化合物(A1)を用いる場合、エポキシ化合物(A1)とともに、前記エポキシ化合物(D1)及び/又は芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)を用いてもよい。この場合、エポキシ化合物(A1)とエポキシ化合物(D1)の比率(重量比)は、前者/後者=1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、さらに好ましくは30/70〜70/30である。また、この場合、(A1)と(D1)と(D2)の総量は、該硬化性エポキシ樹脂組成物中のエポキシ化合物の総量に対して、例えば、70重量%以上(70〜100重量%)、より好ましくは85重量%以上(85〜100重量%)、さらに好ましくは95重量%以上(95〜100重量%)である。   When the epoxy compound (A1) is used as the epoxy compound (A) in the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, an epoxy resin composition using a conventional aromatic glycidyl ether type epoxy resin Compared with the product, the pot life of the resin composition is remarkably increased, and the handleability and molding workability are greatly improved. Moreover, the strength and elastic modulus of the cured product are also excellent. When using the said epoxy compound (A1) as an epoxy compound (A), the total amount of an epoxy compound (A1) is 5 weight% or more with respect to the total amount of the epoxy compound in this thermosetting epoxy resin composition ( 5 to 100% by weight), more preferably 10% by weight or more (10 to 100% by weight), and further preferably 30% by weight or more (30 to 100% by weight). In addition, when using the said epoxy compound (A1) as an epoxy compound (A), you may use the said epoxy compound (D1) and / or aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2) with an epoxy compound (A1). In this case, the ratio (weight ratio) between the epoxy compound (A1) and the epoxy compound (D1) is the former / the latter = 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 30/70. ~ 70/30. In this case, the total amount of (A1), (D1), and (D2) is, for example, 70% by weight or more (70 to 100% by weight) with respect to the total amount of the epoxy compound in the curable epoxy resin composition. More preferably, it is 85% by weight or more (85-100% by weight), and more preferably 95% by weight or more (95-100% by weight).

本発明の第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、エポキシ化合物(A)として前記エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)を用いると、従来の芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物と比較して、樹脂組成物のポットライフが長くなり、取扱性、成形作業性が向上するとともに、特に、硬化物の靱性が大幅に改善される。また、硬化物の強度及び弾性率も優れている。エポキシ化合物(A)として前記エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)を用いる場合、エポキシ化合物(A2)の総量は、該硬化性エポキシ樹脂組成物中の全エポキシ化合物の量に対して、例えば、3重量%以上(3〜80重量%)、より好ましくは5重量%以上(5〜50重量%)、さらに好ましくは7重量%以上(7〜30重量%)である。なお、エポキシ化合物(A)として前記エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)を用いる場合、エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)とともに、前記エポキシ化合物(D1)及び/又は芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)を用いてもよい。この場合、エポキシ化合物(A1)と芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)の比率(重量比)は、前者/後者=1/99〜99/1、好ましくは3/97〜70/30、さらに好ましくは5/95〜50/50である。また、この場合、(A2)と(D1)と(D2)の総量は、該硬化性エポキシ樹脂組成物中のエポキシ化合物の総量に対して、例えば、70重量%以上(70〜100重量%)、より好ましくは85重量%以上(85〜100重量%)、さらに好ましくは95重量%以上(95〜100重量%)である。   When the epoxidized polybutadiene resin (A2) is used as the epoxy compound (A) in the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, an epoxy using a conventional aromatic glycidyl ether type epoxy resin Compared with the resin composition, the pot life of the resin composition becomes longer, handling properties and molding workability are improved, and in particular, the toughness of the cured product is greatly improved. Moreover, the strength and elastic modulus of the cured product are also excellent. When using the said epoxidized polybutadiene resin (A2) as an epoxy compound (A), the total amount of an epoxy compound (A2) is 3 weight% with respect to the quantity of all the epoxy compounds in this curable epoxy resin composition, for example. Above (3 to 80% by weight), more preferably 5% by weight or more (5 to 50% by weight), still more preferably 7% by weight or more (7 to 30% by weight). In addition, when using the said epoxidized polybutadiene resin (A2) as an epoxy compound (A), the said epoxy compound (D1) and / or aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2) are used with an epoxidized polybutadiene resin (A2). May be. In this case, the ratio (weight ratio) between the epoxy compound (A1) and the aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2) is the former / the latter = 1/99 to 99/1, preferably 3/97 to 70/30, Preferably it is 5/95-50/50. In this case, the total amount of (A2), (D1), and (D2) is, for example, 70% by weight or more (70 to 100% by weight) with respect to the total amount of the epoxy compound in the curable epoxy resin composition. More preferably, it is 85% by weight or more (85-100% by weight), and more preferably 95% by weight or more (95-100% by weight).

本発明の第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、前述したように、エポキシ化合物として、上記(D1)エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を分子内に2個以上有するエポキシ化合物を含んでいる。このような硬化性エポキシ樹脂組成物は、従来の芳香族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物と比較して、樹脂組成物のポットライフが著しく長くなり、且つ粘度も大幅に低下して、取扱性、成形作業性が著しく向上するとともに、硬化物の弾性率が大幅に向上する。   As described above, the first curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention is formed by including, as an epoxy compound, the two adjacent carbon atoms in which the (D1) epoxy group constitutes an alicyclic ring. An epoxy compound having two or more alicyclic epoxy groups in the molecule is included. Such a curable epoxy resin composition significantly increases the pot life of the resin composition and greatly reduces the viscosity as compared with an epoxy resin composition using a conventional aromatic glycidyl ether type epoxy resin. As a result, the handleability and molding workability are remarkably improved, and the elastic modulus of the cured product is greatly improved.

本発明の第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、さらに、上記芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)を含んでいてもよい。エポキシ化合物としてエポキシ化合物(D1)と(D2)とを含む硬化性エポキシ樹脂組成物では、上記特性に加えて、硬化物の曲げ強度や靱性がより向上する。   The curable epoxy resin composition for a first wind power generator blade of the present invention may further contain the aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2). In the curable epoxy resin composition containing the epoxy compounds (D1) and (D2) as the epoxy compound, in addition to the above properties, the bending strength and toughness of the cured product are further improved.

本発明の第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、エポキシ化合物(D1)と(D2)の総量は、該硬化性エポキシ樹脂組成物中の全エポキシ化合物の量に対して、通常、50重量%以上、より好ましくは70重量%以上であり、90重量%以上であってもよい。   In the curable epoxy resin composition for a first wind power generator blade of the present invention, the total amount of the epoxy compounds (D1) and (D2) is based on the total amount of the epoxy compounds in the curable epoxy resin composition. Usually, it is 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and may be 90% by weight or more.

本発明の第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、エポキシ化合物(D2)とエポキシ化合物(D1)の比率(重量比)は、通常、前者/後者=0/100〜99/1(例えば、1/99〜99/1)、好ましくは前者/後者=0/100〜95/5(例えば、30/70〜95/5)、さらに好ましくは前者/後者=0/100〜90/10(例えば、50/50〜90/10)である。特に樹脂組成物のポットライフを長くしたい場合には、エポキシ化合物(D2)とエポキシ化合物(D1)の比率(重量比)は、好ましくは、前者/後者=0/100〜10/90、より好ましくは前者/後者=0/100〜50/50、さらに好ましくは前者/後者=0/100〜70/30である。   In the first curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, the ratio (weight ratio) of the epoxy compound (D2) to the epoxy compound (D1) is usually the former / the latter = 0/100 to 99 /. 1 (for example, 1/99 to 99/1), preferably the former / the latter = 0/100 to 95/5 (for example, 30/70 to 95/5), more preferably the former / the latter = 0/100 to 90 / 10 (for example, 50/50 to 90/10). In particular, when it is desired to increase the pot life of the resin composition, the ratio (weight ratio) of the epoxy compound (D2) to the epoxy compound (D1) is preferably the former / the latter = 0/100 to 10/90, more preferably. The former / the latter = 0/100 to 50/50, more preferably the former / the latter = 0/100 to 70/30.

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物(第1の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物及び第2の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物)において用いるエポキシ化合物は、調合時及び繊維強化複合材料を製造する際の作業性を向上させる観点から、0〜50℃の何れかの温度[例えば、室温(25℃)]で液状であることが好ましい。ただし、単体としては固形のエポキシ化合物であっても、各成分を配合した後の硬化性エポキシ樹脂組成物の粘度(25℃)として、例えば150000mPa・s以下になるものであれば使用可能である。エポキシ化合物(使用する全てのエポキシ化合物の混合物)の粘度(25℃)は、例えば、150000mPa・s以下、好ましくは100000mPa・s以下、より好ましくは50000mPa・s以下、さらに好ましくは10000Pa・s以下、特に好ましくは6000mPa・s以下である。この粘度が大きすぎると、成形作業性等が低下しやすくなる。特に、エポキシ化合物(D1)を用いると、全エポキシ化合物の混合物の粘度を低下させることができる。   The epoxy compound used in the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention (the first curable epoxy resin composition for wind power generator blades and the second curable epoxy resin composition for wind power generator blades) is: From the viewpoint of improving workability at the time of blending and manufacturing a fiber-reinforced composite material, it is preferably liquid at any temperature of 0 to 50 ° C. [for example, room temperature (25 ° C.)]. However, even if it is a solid epoxy compound as a simple substance, it can be used as long as the viscosity (25 ° C.) of the curable epoxy resin composition after blending each component is, for example, 150,000 mPa · s or less. . The viscosity (25 ° C.) of the epoxy compound (a mixture of all the epoxy compounds to be used) is, for example, 150,000 mPa · s or less, preferably 100,000 mPa · s or less, more preferably 50000 mPa · s or less, further preferably 10,000 Pa · s or less, Particularly preferably, it is 6000 mPa · s or less. If this viscosity is too large, the molding workability and the like tend to decrease. In particular, when an epoxy compound (D1) is used, the viscosity of the mixture of all epoxy compounds can be reduced.

[アミン硬化剤(B)]
アミン硬化剤(B)としては、一般にエポキシ樹脂用硬化剤として知られているものの中から任意に選択して使用することができる。アミン硬化剤(B)として、ポリアミンを好適に使用できる。ポリアミンとしては、常温で液状のものが好ましい。常温で固体のポリアミンを使用する場合は、常温で液状のポリアミンに溶解させ、常温で液状の混合物として使用することが好ましい。アミン硬化剤(B)は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[Amine curing agent (B)]
The amine curing agent (B) can be arbitrarily selected from those generally known as epoxy resin curing agents. A polyamine can be suitably used as the amine curing agent (B). The polyamine is preferably liquid at room temperature. When a polyamine that is solid at room temperature is used, it is preferably dissolved in a liquid polyamine at room temperature and used as a liquid mixture at room temperature. An amine hardening | curing agent (B) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

ポリアミンの具体例として、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3−ペンタンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ジプロピレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミンなどの鎖状脂肪族ポリアミン;N−アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、4,4′−メチレンビスシクロヘキシル、4,4′−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン)、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンなどの環状脂肪族ポリアミン(脂環式ポリアミン);ポリエーテルポリアミン;m−キシリレンジアミン、4,4′−メチレンジアニリン、4,4′−メチレンビス(2−メチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(2−エチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(2−イソプロピルアニリン)、4,4′−メチレンビス(2−クロロアニリン)、4,4′−メチレンビス(2,6−ジメチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(2,6−ジエチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(2−イソプロピル−6−メチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(2−ブロモ6−エチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(N−メチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(N−エチルアニリン)、4,4′−メチレンビス(N−sec−ブチルアニリン)、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−シクロヘキシリデンジアニリン、4,4′−(9−フルオレニリデン)ジアニリン、4,4′−(9−フルオレニリデン)ビス(N−メチルアニリン)、4,4′−ジアミノベンズアニリド、4,4′−オキシジアニリン、2,4−ビス(4−アミノフェニルメチル)アニリン、4−メチル−m−フェニレンジアミン、2−メチル−m−フェニレンジアミン、N,N′−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、2−クロロ−p−フェニレンジアミン、2,4,6−トリメチル−m−フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン(2,4−ジエチル−6−メチル−m−フェニレンジアミンと4,6−ジエチル−2−メチル−m−フェニレンジアミンの混合物など)、ビス(メチルチオ)トルエンジアミン[6−メチル−2,4−ビス(メチルチオ)−m−フェニレンジアミンと2−メチル−4,6−ビス(メチルチオ)−m−フェニレンジアミンの混合物等]、4,6−ジメチル−m−フェニレンジアミン、トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、α,α−ビス(4−アミノフェイル)−p−ジイソプロピルベンゼン、1,3−ビス(m−アミノフェニル)ベンゼン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。   Specific examples of polyamines include, for example, chain aliphatics such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, hexamethylenediamine, 1,3-pentanediamine, 2-methylpentamethylenediamine, dipropylenediamine, and diethylaminopropylamine. Polyamine: N-aminoethylpiperazine, mensendiamine, isophoronediamine, 4,4'-methylenebiscyclohexyl, 4,4'-methylenebis (2-methylcyclohexylamine), bis (aminomethyl) norbornane, 1,2-cyclohexane Cyclic aliphatic polyamines (alicyclic polyamines) such as diamine and 1,3-bisaminomethylcyclohexane; polyether polyamines; m-xylylenediamine, 4,4′-methylenedianiline, 4,4 -Methylenebis (2-methylaniline), 4,4'-methylenebis (2-ethylaniline), 4,4'-methylenebis (2-isopropylaniline), 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline), 4, 4'-methylenebis (2,6-dimethylaniline), 4,4'-methylenebis (2,6-diethylaniline), 4,4'-methylenebis (2-isopropyl-6-methylaniline), 4,4'- Methylenebis (2-ethyl-6-methylaniline), 4,4'-methylenebis (2-bromo6-ethylaniline), 4,4'-methylenebis (N-methylaniline), 4,4'-methylenebis (N- Ethylaniline), 4,4'-methylenebis (N-sec-butylaniline), 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diamy Diphenylsulfone, 4,4'-cyclohexylidenedianiline, 4,4 '-(9-fluorenylidene) dianiline, 4,4'-(9-fluorenylidene) bis (N-methylaniline), 4,4'-diaminobenz Anilide, 4,4'-oxydianiline, 2,4-bis (4-aminophenylmethyl) aniline, 4-methyl-m-phenylenediamine, 2-methyl-m-phenylenediamine, N, N'-di- sec-butyl-p-phenylenediamine, 2-chloro-p-phenylenediamine, 2,4,6-trimethyl-m-phenylenediamine, diethyltoluenediamine (2,4-diethyl-6-methyl-m-phenylenediamine and 4,6-diethyl-2-methyl-m-phenylenediamine, etc.), bis (methylthio) toluene di Amines [mixtures of 6-methyl-2,4-bis (methylthio) -m-phenylenediamine and 2-methyl-4,6-bis (methylthio) -m-phenylenediamine, etc.], 4,6-dimethyl-m- Phenylenediamine, trimethylenebis (4-aminobenzoate), 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, α, α-bis (4-aminofailure) And aromatic polyamines such as -p-diisopropylbenzene and 1,3-bis (m-aminophenyl) benzene.

このうち、耐熱性に優れ、且つ弾性率の高い硬化物を得るという点からは、ポリアミンとして、芳香族ポリアミンを用いるのが好ましい。また、低粘度で取扱性、成形作業性に優れ、しかも靱性、弾性率の高い硬化物を得るという点からは、ポリアミンとして、環状脂肪族ポリアミンを用いるのが好ましい。特に好ましいポリアミンは、例えば、イソホロンジアミンなどの環状脂肪族ポリアミンである。   Among these, it is preferable to use an aromatic polyamine as the polyamine from the viewpoint of obtaining a cured product having excellent heat resistance and high elastic modulus. From the viewpoint of obtaining a cured product having a low viscosity, excellent handleability and molding workability, and having a high toughness and a high elastic modulus, it is preferable to use a cyclic aliphatic polyamine as the polyamine. Particularly preferred polyamines are cycloaliphatic polyamines such as, for example, isophorone diamine.

アミン硬化剤(B)の配合量は、その種類によっても異なるが、一般に、エポキシ化合物(A)[エポキシ化合物(A)とともにエポキシ化合物(D)を用いる場合はそれらの総量]100重量部(又は、組成物中のエポキシ化合物の総量100重量部)に対して、1〜100重量部、好ましくは5〜80重量部、さらに好ましくは10〜70重量部である。特に、アミン硬化剤(B)は、本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物中のエポキシ化合物におけるエポキシ基1当量当たり、0.5〜1.5のアミン当量となるような割合で使用することが好ましい。   Although the compounding quantity of an amine hardening | curing agent (B) changes also with the kind, generally epoxy compound (A) [when using an epoxy compound (D) with an epoxy compound (A), those total amounts] 100 weight part (or 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 80 parts by weight, and more preferably 10 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of epoxy compounds in the composition. In particular, the amine curing agent (B) should be used in such a ratio that the amine equivalent is 0.5 to 1.5 per equivalent of epoxy group in the epoxy compound in the thermosetting epoxy resin composition of the present invention. Is preferred.

[硬化促進剤(C)]
硬化促進剤(C)としては、アミン硬化剤を用いてエポキシ化合物を硬化させる際の硬化速度を促進させるために一般に使用される硬化促進剤であれば特に制限はなく、例えば、第三級アミン、第三級アミン塩、イミダゾール類、有機リン系化合物、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第四級アルソニウム塩、第三級スルホニウム塩、第三級セレノニウム塩、第二級ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩等のオニウム塩、強酸エステル、ルイス酸と塩基の錯体、有機金属塩等を用いることができる。硬化促進剤(C)は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。なお、強酸のオニウム塩、強酸エステル、ルイス酸と塩基の錯体等は潜在性酸触媒とも称される。
[Curing accelerator (C)]
The curing accelerator (C) is not particularly limited as long as it is a curing accelerator generally used for accelerating the curing rate when an epoxy compound is cured using an amine curing agent. For example, a tertiary amine , Tertiary amine salts, imidazoles, organophosphorus compounds, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, quaternary arsonium salts, tertiary sulfonium salts, tertiary selenonium salts, secondary iodonium salts Further, onium salts such as diazonium salts, strong acid esters, Lewis acid and base complexes, organometallic salts, and the like can be used. A hardening accelerator (C) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Note that strong acid onium salts, strong acid esters, Lewis acid-base complexes, and the like are also referred to as latent acid catalysts.

第三級アミンとしては、例えば、ラウリルジメチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルアニリン、(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)などが挙げられる。   Examples of the tertiary amine include lauryl dimethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N-dimethylbenzylamine, N, N-dimethylaniline, (N, N-dimethylaminomethyl) phenol, 2,4. , 6-Tris (N, N-dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 ( DBN).

第三級アミン塩としては、例えば、前記第三級アミンのカルボン酸塩、スルホン酸塩、無機酸塩などが挙げられる。カルボン酸塩としては、オクチル酸塩等の炭素数1〜30(特に、炭素数1〜10)のカルボン酸の塩(特に、脂肪酸の塩)などが挙げられる。スルホン酸塩としては、p−トルエンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩などが挙げられる。第三級アミン塩の代表的な例として、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)の塩(例えば、p−トルエンスルホン酸塩、オクチル酸塩)などが挙げられる。   Examples of the tertiary amine salt include carboxylates, sulfonates, and inorganic acid salts of the tertiary amine. Examples of the carboxylate include salts of carboxylic acids having 1 to 30 carbon atoms (particularly 1 to 10 carbon atoms) such as octylates (particularly salts of fatty acids). Examples of the sulfonate include p-toluenesulfonate, benzenesulfonate, methanesulfonate, and ethanesulfonate. Typical examples of the tertiary amine salt include salts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU) (for example, p-toluenesulfonate, octylate). .

イミダゾール類としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾールなどが挙げられる。   Examples of imidazoles include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, and 1-benzyl. -2-methylimidazole and the like.

有機リン系化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、亜リン酸トリフェニルなどが挙げられる。   Examples of the organic phosphorus compound include triphenylphosphine and triphenyl phosphite.

第四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミドなどが挙げられる。また、第四級アンモニウム塩としては、カウンターイオンとして、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、スルホネートイオン(p−トルエンスルホネートイオン、ベンゼンスルホネートイオン、4−クロロベンゼンスルホネートイオン、ドデシルベンゼンスルホネートイオン、メタンスルホネートイオン、トリフルオロメタンスルホネートイオン等)、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ヘキサフルオロアンチモネートイオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートイオン等を有する第四級アンモニウム塩を用いることもできる。   Examples of the quaternary ammonium salt include tetraethylammonium bromide and tetrabutylammonium bromide. Moreover, as a quaternary ammonium salt, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, sulfonate ion (p-toluenesulfonate ion, benzenesulfonate ion, 4-chlorobenzenesulfonate ion, dodecylbenzenesulfonate ion, methanesulfonate as counter ions. Quaternary ammonium salts having ions, trifluoromethanesulfonate ions, etc.), hexafluorophosphate ions, hexafluoroantimonate ions, tetrakis (pentafluorophenyl) borate ions, and the like can also be used.

第四級ホスホニウム塩としては、例えば、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、テトラブチルホスホニウムラウリン酸塩、テトラブチルホスホニウムミリスチン酸塩、テトラブチルホスホニウムパルミチン酸塩、テトラブチルホスホニウムカチオンとビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸及び/又はメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸のアニオンとの塩、テトラブチルホスホニウムカチオンと1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸のアニオンとの塩などが挙げられる。また、第四級ホスホニウム塩としては、カウンターイオンとして、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、スルホネートイオン(p−トルエンスルホネートイオン、ベンゼンスルホネートイオン、4−クロロベンゼンスルホネートイオン、ドデシルベンゼンスルホネートイオン、メタンスルホネートイオン、トリフルオロメタンスルホネートイオン等)、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ヘキサフルオロアンチモネートイオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートイオン等を有する第四級ホスホニウム塩を用いることもできる。   Examples of the quaternary phosphonium salt include tetrabutyl phosphonium decanoate, tetrabutyl phosphonium laurate, tetrabutyl phosphonium myristate, tetrabutyl phosphonium palmitate, tetrabutyl phosphonium cation and bicyclo [2.2.1. ] Salts of heptane-2,3-dicarboxylic acid and / or methylbicyclo [2.2.1] heptane-2,3-dicarboxylic acid anion, tetrabutylphosphonium cation and 1,2,4,5-cyclohexanetetra Examples thereof include salts with anions of carboxylic acids. Moreover, as a quaternary phosphonium salt, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, sulfonate ion (p-toluenesulfonate ion, benzenesulfonate ion, 4-chlorobenzenesulfonate ion, dodecylbenzenesulfonate ion, methanesulfonate as counter ions. Quaternary phosphonium salts having ions, trifluoromethanesulfonate ions, etc.), hexafluorophosphate ions, hexafluoroantimonate ions, tetrakis (pentafluorophenyl) borate ions, and the like.

第四級アルソニウム塩、第三級スルホニウム塩、第三級セレノニウム塩、第二級ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩としては、それぞれ、カウンターイオンとして、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、スルホネートイオン(p−トルエンスルホネートイオン、ベンゼンスルホネートイオン、4−クロロベンゼンスルホネートイオン、ドデシルベンゼンスルホネートイオン、メタンスルホネートイオン、トリフルオロメタンスルホネートイオン等)、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ヘキサフルオロアンチモネートイオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートイオン等を有する第四級アルソニウム塩、第三級スルホニウム塩、第三級セレノニウム塩、第二級ヨードニウム塩又はジアゾニウム塩が挙げられる。   As quaternary arsonium salt, tertiary sulfonium salt, tertiary selenonium salt, secondary iodonium salt, diazonium salt, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, sulfonate ion (p- Toluenesulfonate ion, benzenesulfonate ion, 4-chlorobenzenesulfonate ion, dodecylbenzenesulfonate ion, methanesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, etc.), hexafluorophosphate ion, hexafluoroantimonate ion, tetrakis (pentafluorophenyl) borate ion, etc. A quaternary arsonium salt, tertiary sulfonium salt, tertiary selenonium salt, secondary iodonium salt or diazonium salt having

強酸エステルとしては、例えば、硫酸エステル、スルホン酸エステル、りん酸エステル、ホスフィン酸エステル、ホスホン酸エステルなどが挙げられる。   Examples of strong acid esters include sulfuric acid esters, sulfonic acid esters, phosphoric acid esters, phosphinic acid esters, and phosphonic acid esters.

ルイス酸と塩基の錯体としては、例えば、高温で解離してルイス酸を生成するものが挙げられる。ルイス酸としては、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素等のハロゲン化ホウ素、五フッ化りん、五フッ化アンチモンなどが好ましい。また、塩基としては、有機アミンが好ましい。ルイス酸と塩基の錯体の代表的な例として、三フッ化ホウ素・アニリン錯体、三フッ化ホウ素・p−クロロアニリン錯体、三フッ化ホウ素・エチルアミン錯体、三フッ化ホウ素・イソプロピルアミン錯体、三フッ化ホウ素・ベンジルアミン錯体、三フッ化ホウ素・ジメチルアミン錯体、三フッ化ホウ素・ジエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素・ジブチルアミン錯体、三フッ化ホウ素・ピペリジン錯体、三フッ化ホウ素・ジベンジルアミン錯体、三塩化ホウ素・ジメチルオクチルアミン錯体等が挙げられる。   Examples of the Lewis acid and base complex include those that dissociate at a high temperature to produce a Lewis acid. As the Lewis acid, boron halides such as boron trifluoride and boron trichloride, phosphorus pentafluoride, antimony pentafluoride and the like are preferable. As the base, an organic amine is preferable. Representative examples of Lewis acid and base complexes include boron trifluoride / aniline complex, boron trifluoride / p-chloroaniline complex, boron trifluoride / ethylamine complex, boron trifluoride / isopropylamine complex, three Boron fluoride / benzylamine complex, boron trifluoride / dimethylamine complex, boron trifluoride / diethylamine complex, boron trifluoride / dibutylamine complex, boron trifluoride / piperidine complex, boron trifluoride / dibenzylamine Complex, boron trichloride / dimethyloctylamine complex, and the like.

有機金属塩としては、例えば、オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛、ジラウリン酸ジブチルスズ、アルミニウムアセチルアセトン錯体などが挙げられる。   Examples of the organic metal salt include tin octylate, zinc octylate, dibutyltin dilaurate, and aluminum acetylacetone complex.

これらの硬化促進剤の中でも、カウンターイオンとして、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、スルホネートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ヘキサフルオロアンチモネートイオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートイオン等を有する、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第四級アルソニウム塩、第三級スルホニウム塩、第三級セレノニウム塩、第二級ヨードニウム塩又はジアゾニウム塩;強酸エステル;ルイス酸と塩基の錯体などの潜在性酸触媒が好ましく、特に、三フッ化ホウ素・ピペリジン錯体、三塩化ホウ素・ジメチルオクチルアミン錯体などのルイス酸と塩基との錯体が好ましい。   Among these curing accelerators, a fourth ion having perchlorate ions, tetrafluoroborate ions, sulfonate ions, hexafluorophosphate ions, hexafluoroantimonate ions, tetrakis (pentafluorophenyl) borate ions, etc. as counter ions. Potential of quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, quaternary arsonium salts, tertiary sulfonium salts, tertiary selenonium salts, secondary iodonium salts or diazonium salts; strong acid esters; Lewis acid and base complexes Acid catalysts are preferred, and in particular, Lewis acid and base complexes such as boron trifluoride / piperidine complex and boron trichloride / dimethyloctylamine complex are preferred.

硬化促進剤(C)の配合量は、アミン硬化剤(B)の種類によっても異なるが、通常、アミン硬化剤(B)100重量部に対して、0.1〜60重量部、好ましくは1〜50重量部、さらに好ましくは5〜40重量部である。また、硬化促進剤(C)の配合量は、エポキシ化合物(A)[エポキシ化合物(A)とともにエポキシ化合物(D)を用いる場合はそれらの総量]100重量部(又は、組成物中のエポキシ化合物の総量100重量部)に対して、例えば、0.2〜20重量部、好ましくは1〜16重量部、さらに好ましくは2〜10重量部である。なお、硬化物の靱性を向上させるためには、硬化促進剤(C)の配合量を、エポキシ化合物(A)[エポキシ化合物(A)とともにエポキシ化合物(D)を用いる場合はそれらの総量]100重量部(又は、組成物中のエポキシ化合物の総量100重量部)に対して、例えば、0〜5重量部、好ましくは0〜3重量部、さらに好ましくは0〜2重量部の範囲とするのが望ましい。   Although the compounding quantity of a hardening accelerator (C) changes with kinds of amine hardening | curing agent (B), it is 0.1-60 weight part normally with respect to 100 weight part of amine hardening | curing agents (B), Preferably it is 1 -50 parts by weight, more preferably 5-40 parts by weight. Moreover, the compounding quantity of a hardening accelerator (C) is epoxy compound (A) [when using an epoxy compound (D) with an epoxy compound (A), those total amounts] 100 weight part (or an epoxy compound in a composition) For example, 0.2 to 20 parts by weight, preferably 1 to 16 parts by weight, and more preferably 2 to 10 parts by weight. In addition, in order to improve the toughness of hardened | cured material, the compounding quantity of a hardening accelerator (C) is epoxy compound (A) [The total amount when using an epoxy compound (D) with an epoxy compound (A)] 100 For example, 0 to 5 parts by weight, preferably 0 to 3 parts by weight, and more preferably 0 to 2 parts by weight with respect to parts by weight (or 100 parts by weight of the total amount of epoxy compounds in the composition). Is desirable.

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、上記の成分のほか、硬化物の物性に悪影響を与えない範囲で各種の添加剤を配合することができる。そのような添加剤としては、例えば、界面活性剤、内部離型剤、着色剤、難燃剤、消泡剤、シランカップリング剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を挙げることができる。これら各種の添加剤の配合量は該硬化性エポキシ樹脂組成物に対して、重量基準で10%以下(特に、5%以下)であるのが好ましい。従って、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物において、全エポキシ化合物とアミン硬化剤と硬化促進剤の総量は、全体の90重量%以上であることが好ましく、95重量%以上であることが特に好ましい。  In addition to the above components, the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention may contain various additives within a range that does not adversely affect the physical properties of the cured product. Examples of such additives include surfactants, internal mold release agents, colorants, flame retardants, antifoaming agents, silane coupling agents, fillers, antioxidants, ultraviolet absorbers, and the like. . The blending amount of these various additives is preferably 10% or less (particularly 5% or less) based on the weight of the curable epoxy resin composition. Therefore, in the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, the total amount of all epoxy compounds, amine curing agent and curing accelerator is preferably 90% by weight or more, and 95% by weight or more. It is particularly preferred.

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化温度は、エポキシ化合物の種類によっても異なるが、例えば、20〜250℃、好ましくは40〜220℃である。硬化は硬化温度を変えて多段階で行ってもよい。例えば、硬化は、20〜140℃(好ましくは40〜120℃)、0.1〜8時間(好ましくは0.3〜4時間)の条件で硬化させる工程と、その後、140℃を超える温度〜250℃(好ましくは150〜220℃)、0.1〜8時間(好ましくは0.3〜4時間)の条件で硬化させる工程とを含む工程により行うことができる。   The curing temperature of the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention varies depending on the type of epoxy compound, but is, for example, 20 to 250 ° C, preferably 40 to 220 ° C. Curing may be performed in multiple stages by changing the curing temperature. For example, curing is carried out under conditions of 20 to 140 ° C. (preferably 40 to 120 ° C.) and 0.1 to 8 hours (preferably 0.3 to 4 hours), and then a temperature exceeding 140 ° C. And a step of curing under conditions of 250 ° C. (preferably 150 to 220 ° C.) and 0.1 to 8 hours (preferably 0.3 to 4 hours).

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(例えば、110℃で2時間、且つ180℃で2時間硬化させて得られる硬化物)のガラス転移温度[熱機械測定装置(TMA)による測定値]は、例えば50℃以上、好ましくは60℃以上である。また、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(例えば、80℃で2時間、且つ200℃で2時間硬化させて得られる硬化物)のガラス転移温度[熱機械測定装置(TMA)による測定値]は、例えば90℃以上、好ましくは100℃以上である。   Glass transition temperature of a cured product (for example, a cured product obtained by curing at 110 ° C. for 2 hours and 180 ° C. for 2 hours) of the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention [thermomechanical measurement device ( The measured value according to TMA) is, for example, 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher. Further, the glass transition temperature [thermomechanical measurement] of a cured product of the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention (for example, a cured product obtained by curing at 80 ° C. for 2 hours and 200 ° C. for 2 hours). The measured value by the apparatus (TMA)] is, for example, 90 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher.

また、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(例えば、110℃で2時間、且つ180℃で2時間硬化させて得られる硬化物)の曲げ強度は、例えば、70MPa以上、好ましくは80MPa以上である。また、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(例えば、80℃で2時間、且つ200℃で2時間硬化させて得られる硬化物)の曲げ強度は、例えば、90MPa以上、好ましくは100MPa以上である。さらに、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(例えば、110℃で2時間、且つ180℃で2時間硬化させて得られる硬化物、或いは80℃で2時間、且つ200℃で2時間硬化させて得られる硬化物)の曲げ弾性率は、例えば、1600MPa以上、好ましくは2000MPa以上、さらに好ましくは2500MPa以上である。特に、エポキシ化合物(A)としてエポキシ化合物(A1)を用いた場合や、エポキシ化合物(D1)を用いた場合などには、該曲げ弾性率を2800MPa以上(さらには、3500MPa以上)とすることが可能である。   The bending strength of a cured product of the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention (for example, a cured product obtained by curing at 110 ° C. for 2 hours and 180 ° C. for 2 hours) is, for example, 70 MPa. Above, preferably 80 MPa or more. The bending strength of the cured product of the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention (for example, a cured product obtained by curing at 80 ° C. for 2 hours and 200 ° C. for 2 hours) is, for example, 90 MPa. Above, preferably 100 MPa or more. Further, a cured product of the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention (for example, a cured product obtained by curing at 110 ° C. for 2 hours and 180 ° C. for 2 hours, or 80 ° C. for 2 hours, and The bending elastic modulus of the cured product obtained by curing at 200 ° C. for 2 hours is, for example, 1600 MPa or more, preferably 2000 MPa or more, and more preferably 2500 MPa or more. In particular, when the epoxy compound (A1) is used as the epoxy compound (A), or when the epoxy compound (D1) is used, the bending elastic modulus may be set to 2800 MPa or more (further 3500 MPa or more). Is possible.

また、本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(例えば、110℃で2時間、且つ180℃で2時間硬化させて得られる硬化物、或いは80℃で2時間、且つ200℃で2時間硬化させて得られる硬化物)、特に、エポキシ化合物(A)としてエポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)を用いて得られる硬化物や、エポキシ化合物(D1)とエポキシ化合物(D2)とを用いて得られる硬化物は、極めて高い靱性を示し、曲げ弾性率測定において、変位21mmまでの測定で破断しない。   Further, a cured product of the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention (for example, a cured product obtained by curing at 110 ° C. for 2 hours and 180 ° C. for 2 hours, or 80 ° C. for 2 hours, and Cured product obtained by curing at 200 ° C. for 2 hours), in particular, a cured product obtained by using epoxidized polybutadiene resin (A2) as epoxy compound (A), and epoxy compound (D1) and epoxy compound (D2) The cured product obtained by using exhibits a very high toughness, and does not break in the measurement of the bending elastic modulus up to a displacement of 21 mm.

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は風力発電機ブレード製造用として用いられる。風力発電機ブレードとしては、強度等の観点から、強化繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化複合材料で形成することが好ましい。本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は繊維強化複合材料のマトリックス樹脂の原料(硬化前の前駆体)として有用である。なお、マトリックス樹脂(硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物)の熱特性及び機械的特性は繊維強化複合材料の物性に反映される。すなわち、マトリックス樹脂のガラス転移温度が高ければ、繊維強化複合材料の耐熱性が向上する。また、マトリックス樹脂の曲げ強度が高ければ、繊維強化複合材料の曲げ強度も高くなり、マトリックス樹脂の弾性率が高ければ、繊維強化複合材料の圧縮強度や引張強度が向上する。さらに、マトリックス樹脂の靱性が高ければ高いほど、繊維強化複合材料の強じん性が増加する。   The curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention is used for producing wind power generator blades. The wind power generator blade is preferably formed of a fiber reinforced composite material composed of reinforcing fibers and a matrix resin from the viewpoint of strength and the like. The curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention is useful as a raw material (precursor before curing) of a matrix resin of a fiber reinforced composite material. The thermal characteristics and mechanical characteristics of the matrix resin (cured product of the curable epoxy resin composition) are reflected in the physical properties of the fiber-reinforced composite material. That is, if the glass transition temperature of the matrix resin is high, the heat resistance of the fiber reinforced composite material is improved. Further, if the bending strength of the matrix resin is high, the bending strength of the fiber reinforced composite material is also high. If the elastic modulus of the matrix resin is high, the compressive strength and tensile strength of the fiber reinforced composite material are improved. Furthermore, the higher the toughness of the matrix resin, the greater the toughness of the fiber reinforced composite material.

繊維強化複合材料の製造方法としては、ハンドレイアップ法、プリプレグ法、RTM法、プルトルージョン法、フィラメントワインディング法、スプレーアップ法などの公知の方法がいずれも好ましく適用できる。好ましい製造法の一つであるRTM法とは、型内に設置した強化繊維基材に液状の熱硬化性樹脂を注入し、硬化して繊維強化複合材料を得る方法である。強化繊維基材としては、強化繊維からなる織物、ニット、マット、ブレイドなどをそのまま用いてもよく、これらの基材を積層、賦形し、結着剤やステッチなどの手段で形態を固定したプリフォームを用いてもよい。   As a method for producing a fiber reinforced composite material, any of known methods such as a hand lay-up method, a prepreg method, an RTM method, a pultrusion method, a filament winding method, and a spray-up method can be preferably applied. The RTM method, which is one of the preferred production methods, is a method in which a liquid thermosetting resin is injected into a reinforcing fiber base placed in a mold and cured to obtain a fiber-reinforced composite material. As the reinforcing fiber base material, a woven fabric made of reinforcing fibers, knit, mat, braid or the like may be used as it is, and these base materials are laminated and shaped, and the form is fixed by means such as a binder or a stitch. A preform may be used.

強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維などが挙げられる。これらのなかでも、炭素繊維、ガラス繊維が特に好ましい。繊維は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。前記炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維などを用いることができる。ガラス繊維としては、樹脂強化用に通常用いられるガラス繊維を使用できる。   Examples of the reinforcing fiber include carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, and boron fiber. Among these, carbon fiber and glass fiber are particularly preferable. A fiber can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. As the carbon fiber, for example, polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, or the like can be used. As a glass fiber, the glass fiber normally used for resin reinforcement | strengthening can be used.

型は、剛体からなるクローズドモールドを用いてもよく、剛体の片面型と可撓性のフィルム(バッグ)を用いる方法も可能である。後者の場合、強化繊維基材は剛体片面型と可撓性フィルムの間に設置する。剛体の型材としては、例えば金属(鉄、スチール、アルミニウムなど)、FRP、木材、石膏など既存の各種のものが用いられる。可撓性のフィルムとしては、ナイロン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などのフィルムが用いられる。剛体のクローズドモールドを用いる場合は、加圧して型締めし、液状エポキシ樹脂組成物を加圧して注入することが通常行われる。このとき、注入口とは別に吸引口を設け、真空ポンプに接続して吸引することも可能である。吸引を行い、かつ、特別な加圧手段を用いず、大気圧のみで液状エポキシ樹脂を注入することも可能である。   The mold may be a closed mold made of a rigid body, or a method using a rigid single-sided mold and a flexible film (bag) is also possible. In the latter case, the reinforcing fiber base is placed between the rigid single-sided mold and the flexible film. As the rigid mold material, for example, various existing ones such as metal (iron, steel, aluminum, etc.), FRP, wood, plaster, and the like are used. As the flexible film, a film of nylon, fluorine resin, silicone resin or the like is used. When a rigid closed mold is used, it is usually performed by pressurizing and clamping and injecting the liquid epoxy resin composition under pressure. At this time, it is also possible to provide a suction port separately from the injection port and connect it to a vacuum pump for suction. It is also possible to inject the liquid epoxy resin only at atmospheric pressure without suction and using a special pressurizing means.

剛体の片面型と可撓性フィルムを用いる場合は、通常、吸引と大気圧による注入を用いる。大気圧による注入で、良好な含浸を実現するためには、米国特許第4902215号公報に示されるような、樹脂拡散媒体を用いることが有効である。また、型内には、強化繊維基材以外にフォームコア、ハニカムコア、金属部品などを設置し、これらと一体化した複合材を得ることも可能である。特にフォームコアの両面に炭素繊維基材を配置して成型して得られるサンドイッチ構造体は、軽量で大きな曲げ剛性を持つので、例えば自動車や航空機などの外板材料として有用である。さらに、強化繊維基材の設置に先立って、剛体型の表面に後述のゲルコートを塗布することも好ましく行われる。   When a rigid single-sided mold and a flexible film are used, suction and injection by atmospheric pressure are usually used. In order to achieve good impregnation by injection at atmospheric pressure, it is effective to use a resin diffusion medium as shown in US Pat. No. 4,902,215. In addition to the reinforcing fiber substrate, a foam core, a honeycomb core, a metal part, and the like can be installed in the mold, and a composite material integrated with these can be obtained. In particular, a sandwich structure obtained by placing and molding carbon fiber substrates on both sides of a foam core is lightweight and has a large bending rigidity, and thus is useful as an outer plate material for automobiles, aircrafts and the like. Furthermore, prior to installation of the reinforcing fiber base, it is also preferable to apply a gel coat described later on the rigid surface.

樹脂注入が終了した後、適切な加熱手段を用いて加熱硬化を行い、脱型する。脱型後にさらに高温で後硬化を行うことも可能である。   After the resin injection is completed, heat curing is performed using an appropriate heating means, and demolding is performed. It is also possible to perform post-curing at a higher temperature after demolding.

繊維強化複合材料は、RTM法以外にも、前述のように、フィラメントワインディング法や、プルトルージョン法などの液状エポキシ樹脂組成物を用いる公知の繊維強化複合材料の製造法により製造することができる。   In addition to the RTM method, the fiber-reinforced composite material can be manufactured by a known fiber-reinforced composite material manufacturing method using a liquid epoxy resin composition such as a filament winding method or a pultrusion method as described above.

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物を用いることで、軽量、高強度、高剛性、高靱性で耐熱性に優れた風力発電機ブレード用の繊維強化複合材料を工業的に効率よく安価に製造することができる。   By using the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention, the fiber reinforced composite material for wind power generator blades, which is lightweight, high strength, high rigidity, high toughness and excellent in heat resistance, is industrially efficient. It can be manufactured well at low cost.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例、比較例で得られた液状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物の評価は、以下のようにして行った。   The liquid thermosetting epoxy resin compositions obtained in the examples and comparative examples were evaluated as follows.

[ポットライフ]
ポットライフは、安田精機製作所製「ゲルタイムテスター」を用いて、50℃におけるゲルタイムを測定することで評価した。
[Pot life]
The pot life was evaluated by measuring the gel time at 50 ° C. using a “gel time tester” manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho.

[耐熱性試験]
実施例、比較例で得られた熱硬化性エポキシ樹脂組成物を熱硬化させた試験片(長さ10mm、幅5mm、厚さ5mm)を、熱機械測定装置(TMA)[セイコーインスツルメント(株)製]でガラス転移温度(Tg、℃)を測定して耐熱性の指標とした。
[Heat resistance test]
A test piece (length 10 mm, width 5 mm, thickness 5 mm) obtained by thermosetting the thermosetting epoxy resin composition obtained in Examples and Comparative Examples was measured using a thermomechanical measurement apparatus (TMA) [Seiko Instruments ( The glass transition temperature (Tg, ° C.) was measured as a heat resistance index.

[曲げ強度試験(曲げ弾性率、曲げ強度)]
曲げ強度試験用の試験片は、熱硬化させて得られた硬化物を、5mm×10mm×80mmの大きさに加工して作製した。曲げ強度試験はJIS K 6911に準拠して、曲げ速度1mm/分で行った。なお、たわみの上限は21mmとした。
[Bending strength test (flexural modulus, bending strength)]
A test piece for bending strength test was prepared by processing a cured product obtained by thermosetting into a size of 5 mm × 10 mm × 80 mm. The bending strength test was performed at a bending speed of 1 mm / min according to JIS K6911. The upper limit of deflection was 21 mm.

実施例1
エポキシ化合物(A1)として、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物[ダイセル化学工業(株)製、商品名「EHPE3150」]50重量部、エポキシ化合物(D1)として、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート[ダイセル化学工業(株)製、商品名「セロキサイド2021P」]50重量部、アミン硬化剤(B)として、イソホロンジアミン[エボニック デグサ ジャパン(株)製、商品名「ベスタミン IPD」]28.2重量部、硬化促進剤(C)として、三フッ化ホウ素ピペリジン[ステラ ケミファ(株)製]0.5重量部を用いた。
これらを、シンキー(株)製の「あわとり練太郎」を用いて、室温下で20分間攪拌しながら混合することによって配合し、液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
得られた液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物の50℃におけるゲルタイムは、180分以上であった。また、110℃で2時間+180℃で2時間の条件で熱硬化させ、それぞれの物性を測定した結果、得られた樹脂硬化物は、ガラス転移温度が113℃、曲げ弾性率が3835MPa、曲げ強度が90MPaであり、優れた耐熱性、曲げに対する特性を有していた。
Example 1
As the epoxy compound (A1), 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol [manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “EHPE3150 ] 50 parts by weight, as epoxy compound (D1), 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate [manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “Celoxide 2021P”], 50 parts by weight, As the amine curing agent (B), isophoronediamine [Evonik Degussa Japan Co., Ltd., trade name “Vestamine IPD”] 28.2 parts by weight, as the curing accelerator (C), boron trifluoride piperidine [Stella Chemifa Corporation )] 0.5 parts by weight was used.
These were blended using “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd. by mixing with stirring at room temperature for 20 minutes to obtain a liquid thermosetting epoxy resin composition.
The resulting liquid thermosetting epoxy resin composition had a gel time at 50 ° C. of 180 minutes or more. In addition, as a result of thermosetting under conditions of 110 ° C. for 2 hours + 180 ° C. for 2 hours and measuring respective physical properties, the obtained resin cured product has a glass transition temperature of 113 ° C., a flexural modulus of 3835 MPa, a bending strength. Was 90 MPa, and had excellent heat resistance and bending properties.

実施例2
エポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)として、エポキシ化ポリブタジエン[ダイセル化学工業(株)製、商品名「EPL PB3600」]10重量部、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂[新日鐵化学(株)製、商品名「エポトートYD128」]90重量部、アミン硬化剤(B)として、イソホロンジアミン[エボニック デグサ ジャパン(株)製、商品名「ベスタミン IPD」]22.9重量部を用いた。
これらを、シンキー(株)製の「あわとり練太郎」を用いて、室温下で20分間攪拌しながら混合することによって配合し、液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
得られた液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物の50℃におけるゲルタイムは、48分であった。また、110℃で2時間+180℃で2時間の条件で熱硬化させ、それぞれの物性を測定した結果、得られた樹脂硬化物は、ガラス転移温度が137℃、曲げ弾性率が2275MPa、曲げ強度が100MPaであり、優れた耐熱性、曲げに対する特性を有していた。また、たわみ21mmまでの測定で破断しなかった。このように実用的な耐熱性と、優れた靱性を有していた。
Example 2
As epoxidized polybutadiene resin (A2), epoxidized polybutadiene [manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “EPL PB3600”] 10 parts by weight, as aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2), bisphenol A type epoxy resin [ 90 parts by weight manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name “Epototo YD128”, isophoronediamine [Evonik Degussa Japan Co., Ltd., trade name “Vestamine IPD”] 22.9 weights as amine curing agent (B) Parts were used.
These were blended using “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd. by mixing with stirring at room temperature for 20 minutes to obtain a liquid thermosetting epoxy resin composition.
The gel time at 50 ° C. of the obtained liquid thermosetting epoxy resin composition was 48 minutes. In addition, as a result of thermosetting under conditions of 110 ° C. for 2 hours + 180 ° C. for 2 hours and measuring respective physical properties, the obtained resin cured product has a glass transition temperature of 137 ° C., a flexural modulus of 2275 MPa, a bending strength. Was 100 MPa, and had excellent heat resistance and bending properties. Moreover, it did not fracture in the measurement up to the deflection of 21 mm. Thus, it had practical heat resistance and excellent toughness.

実施例3
エポキシ化合物(D1)として、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート[ダイセル化学工業(株)製、商品名「セロキサイド2021P」]30重量部、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂[新日鐵化学(株)製、商品名「エポトートYD128」]70重量部、アミン硬化剤(B)として、イソホロンジアミン[エボニック デグサ ジャパン(株)製、商品名「ベスタミン IPD」]25.3重量部を用いた。
これらを、シンキー(株)製の「あわとり練太郎」を用いて、室温下で20分間攪拌しながら混合することによって配合し、液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
得られた液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物の50℃におけるゲルタイムは、95分であった。また、110℃で2時間+180℃で2時間の条件で熱硬化させ、それぞれの物性を測定した結果、得られた樹脂硬化物は、ガラス転移温度が79℃、曲げ弾性率が3047MPa、曲げ強度が120MPaであり、優れた耐熱性、曲げに対する特性を有していた。また、たわみ21mmまでの測定で破断しなかった。このように実用的な耐熱性と、優れた靱性を有していた。
Example 3
As epoxy compound (D1), 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate [manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “Celoxide 2021P”], 30 parts by weight, aromatic glycidyl ether type epoxy As compound (D2), bisphenol A type epoxy resin [manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name “Epototo YD128”] 70 parts by weight, as amine curing agent (B), isophoronediamine [Evonik Degussa Japan Co., Ltd. , Trade name “Vestamine IPD”] 25.3 parts by weight.
These were blended using “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd. by mixing with stirring at room temperature for 20 minutes to obtain a liquid thermosetting epoxy resin composition.
The gel time at 50 ° C. of the obtained liquid thermosetting epoxy resin composition was 95 minutes. In addition, as a result of thermosetting under conditions of 110 ° C. for 2 hours + 180 ° C. for 2 hours and measuring respective physical properties, the obtained resin cured product has a glass transition temperature of 79 ° C., a flexural modulus of 3047 MPa, a bending strength. Was 120 MPa and had excellent heat resistance and bending properties. Moreover, it did not fracture in the measurement up to the deflection of 21 mm. Thus, it had practical heat resistance and excellent toughness.

比較例1
芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂[新日鐵化学(株)製、商品名「エポトートYD128」]100重量部、アミン硬化剤(B)として、イソホロンジアミン[エボニック デグサ ジャパン(株)製、商品名「ベスタミン IPD」]23重量部を用いた。
これらを、シンキー(株)製の「あわとり練太郎」を用いて、室温下で20分間攪拌しながら混合することによって配合し、液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
得られた液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物の50℃におけるゲルタイムは、27分と短かった。また、110℃で2時間+180℃で2時間の条件で熱硬化させ、それぞれの物性を測定した結果、得られた樹脂硬化物は、硬くて脆いものであり、ガラス転移温度が158℃、曲げ弾性率が2376MPa、曲げ強度が106MPaであった。また、たわみ21mmまでの測定で破断してしまった。
Comparative Example 1
As aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2), bisphenol A type epoxy resin [manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name “Epototo YD128”] 100 parts by weight, as amine curing agent (B), isophoronediamine [Evonik] 23 parts by weight of Degussa Japan Co., Ltd., trade name “Vestamine IPD” was used.
These were blended using “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd. by mixing with stirring at room temperature for 20 minutes to obtain a liquid thermosetting epoxy resin composition.
The gel time at 50 ° C. of the obtained liquid thermosetting epoxy resin composition was as short as 27 minutes. Moreover, as a result of thermosetting under the conditions of 110 ° C. for 2 hours + 180 ° C. for 2 hours and measuring the respective physical properties, the obtained resin cured product is hard and brittle with a glass transition temperature of 158 ° C., bending The elastic modulus was 2376 MPa and the bending strength was 106 MPa. Moreover, it broke by the measurement to the deflection of 21 mm.

実施例4
エポキシ化合物(D1)として、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート[ダイセル化学工業(株)製、商品名「セロキサイド2021P」]100重量部、アミン硬化剤(B)として、イソホロンジアミン[エボニック デグサ ジャパン(株)製、商品名「ベスタミン IPD」]32.8重量部、硬化促進剤(C)として、三フッ化ホウ素ピペリジン[ステラ ケミファ(株)製]2重量部を用いた。
これらを、シンキー(株)製の「あわとり練太郎」を用いて、室温下で20分間攪拌しながら混合することによって配合し、液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
得られた液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物の50℃におけるゲルタイムは、191分以上であった。また、80℃で2時間+200℃で2時間の条件で熱硬化させ、それぞれの物性を測定した結果、得られた樹脂硬化物は、ガラス転移温度が159℃、曲げ弾性率が3476MPa、曲げ強度が105MPaであり、優れた耐熱性、曲げに対する特性を有していた。
Example 4
As epoxy compound (D1), 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate [manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “Celoxide 2021P”], 100 parts by weight, amine curing agent (B) As an isophorone diamine [Evonik Degussa Japan Co., Ltd., trade name “Vestamine IPD”] 32.8 parts by weight, as a curing accelerator (C), boron trifluoride piperidine [Stella Chemifa Co., Ltd.] 2 parts by weight Was used.
These were blended using “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd. by mixing with stirring at room temperature for 20 minutes to obtain a liquid thermosetting epoxy resin composition.
The gel time at 50 ° C. of the obtained liquid thermosetting epoxy resin composition was 191 minutes or more. Moreover, as a result of thermosetting under conditions of 80 ° C. for 2 hours + 200 ° C. for 2 hours and measuring respective physical properties, the obtained resin cured product has a glass transition temperature of 159 ° C., a flexural modulus of 3476 MPa, a bending strength. Was 105 MPa and had excellent heat resistance and bending properties.

実施例5
エポキシ化合物(D1)として、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート[ダイセル化学工業(株)製、商品名「セロキサイド2021P」]30重量部、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂[新日鐵化学(株)製、商品名「エポトートYD128」]70重量部、アミン硬化剤(B)として、イソホロンジアミン[エボニック デグサ ジャパン(株)製、商品名「ベスタミン IPD」]25.9重量部、硬化促進剤(C)として、三フッ化ホウ素ピペリジン[ステラ ケミファ(株)製]2重量部を用いた。
これらを、シンキー(株)製の「あわとり練太郎」を用いて、室温下で20分間攪拌しながら混合することによって配合し、液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
得られた液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物の50℃におけるゲルタイムは、35分であった。また、80℃で2時間+200℃で2時間の条件で熱硬化させ、それぞれの物性を測定した結果、得られた樹脂硬化物は、ガラス転移温度が144℃、曲げ弾性率が3151MPa、曲げ強度が131MPaであり、優れた耐熱性、曲げに対する特性を有していた。
Example 5
As epoxy compound (D1), 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate [manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “Celoxide 2021P”], 30 parts by weight, aromatic glycidyl ether type epoxy As compound (D2), bisphenol A type epoxy resin [manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name “Epototo YD128”] 70 parts by weight, as amine curing agent (B), isophoronediamine [Evonik Degussa Japan Co., Ltd. , Trade name “Vestamine IPD”] 25.9 parts by weight, and 2 parts by weight of boron trifluoride piperidine [manufactured by Stella Chemifa Co., Ltd.] as the curing accelerator (C).
These were blended using “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd. by mixing with stirring at room temperature for 20 minutes to obtain a liquid thermosetting epoxy resin composition.
The gel time at 50 ° C. of the obtained liquid thermosetting epoxy resin composition was 35 minutes. Moreover, as a result of thermosetting on 80 degreeC for 2 hours +200 degreeC conditions for 2 hours, and measuring each physical property, the obtained resin cured material has a glass transition temperature of 144 degreeC, a bending elastic modulus of 3151 MPa, bending strength. Was 131 MPa, and had excellent heat resistance and bending properties.

比較例2
芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂[新日鐵化学(株)製、商品名「エポトートYD128」]100重量部、アミン硬化剤(B)として、イソホロンジアミン[エボニック デグサ ジャパン(株)製、商品名「ベスタミン IPD」]23重量部を用いた。
これらを、シンキー(株)製の「あわとり練太郎」を用いて、室温下で20分間攪拌しながら混合することによって配合し、液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
得られた液状熱硬化性エポキシ樹脂組成物の50℃におけるゲルタイムは、27分と短かった。また、80℃で2時間+120℃で2時間の条件で熱硬化させ、それぞれの物性を測定した結果、得られた樹脂硬化物は、硬くて脆いものであり、ガラス転移温度が138℃、曲げ弾性率が2731MPa、曲げ強度が120MPaであった。また、たわみ21mmまでの測定で破断してしまった。
Comparative Example 2
As aromatic glycidyl ether type epoxy compound (D2), bisphenol A type epoxy resin [manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name “Epototo YD128”] 100 parts by weight, as amine curing agent (B), isophoronediamine [Evonik] 23 parts by weight of Degussa Japan Co., Ltd., trade name “Vestamine IPD” was used.
These were blended using “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd. by mixing with stirring at room temperature for 20 minutes to obtain a liquid thermosetting epoxy resin composition.
The gel time at 50 ° C. of the obtained liquid thermosetting epoxy resin composition was as short as 27 minutes. Moreover, as a result of thermosetting under conditions of 80 ° C. for 2 hours + 120 ° C. for 2 hours and measuring respective physical properties, the obtained resin cured product is hard and brittle, has a glass transition temperature of 138 ° C., bending The elastic modulus was 2731 MPa and the bending strength was 120 MPa. Moreover, it broke by the measurement to the deflection of 21 mm.

実施例及び比較例の結果を表1にまとめて示す。表1において、各成分の欄の数字は重量部を示す。   The results of Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1. In Table 1, the numbers in the column of each component indicate parts by weight.

表1に示されるように、実施例1〜5の熱硬化性エポキシ樹脂組成物はポットライフが長く、該樹脂組成物から得られる硬化物は、高い強度及び弾性率を有する。また、特に、実施例2、3の熱硬化性エポキシ樹脂組成物から得られた硬化物は、高い靱性を有する。さらに、実施例3、4の熱硬化性エポキシ樹脂組成物は粘度が著しく低く、取扱性、成形作業性に優れる。   As shown in Table 1, the thermosetting epoxy resin compositions of Examples 1 to 5 have a long pot life, and the cured products obtained from the resin compositions have high strength and elastic modulus. In particular, the cured products obtained from the thermosetting epoxy resin compositions of Examples 2 and 3 have high toughness. Furthermore, the thermosetting epoxy resin compositions of Examples 3 and 4 have a remarkably low viscosity and are excellent in handleability and molding workability.

Figure 2012236975
Figure 2012236975

本発明の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物は、ポットライフが長いため、大型製品の注型・成形が容易となる上、熱硬化させて得られる硬化物は、高強度、高弾性率を有する。また、実用的な耐熱性を有し、靱性が高い。このため、大型複合材料用途、とりわけ大型のブレードを持つ風力発電機ブレード用樹脂組成物として有用である。   Since the curable epoxy resin composition for wind power generator blades of the present invention has a long pot life, it is easy to cast and mold large products, and the cured product obtained by thermosetting has high strength and high elasticity. Have a rate. In addition, it has practical heat resistance and high toughness. For this reason, it is useful as a resin composition for a wind power generator blade having a large blade, especially for a large composite material.

Claims (7)

(D1)エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を分子内に2個以上有するエポキシ化合物と、(B)アミン硬化剤とを含むか、又は、さらに(C)硬化促進剤を含む風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物。   (D1) Does the epoxy group contain an epoxy compound having two or more alicyclic epoxy groups formed in the molecule containing two adjacent carbon atoms constituting the alicyclic ring, and (B) an amine curing agent? Or (C) a curable epoxy resin composition for wind power generator blades, further comprising a curing accelerator. さらに、芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物を含むエポキシ化合物(D2)を含む請求項1記載の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物。   The curable epoxy resin composition for wind power generator blades according to claim 1, further comprising an epoxy compound (D2) containing an aromatic glycidyl ether type epoxy compound. (A)環を構成する炭素原子にエポキシ基が単結合により結合している脂環を分子内に2個以上有するエポキシ化合物(A1)及び分子内に2個以上のジエン骨格と2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化ポリブタジエン樹脂(A2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物と、(B)アミン硬化剤とを含むか、又は、さらに(C)硬化促進剤を含む風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物。   (A) An epoxy compound (A1) having two or more alicyclic rings in the molecule in which an epoxy group is bonded to a carbon atom constituting the ring by a single bond, and two or more diene skeletons and two or more A wind power generator containing at least one epoxy compound selected from the group consisting of an epoxidized polybutadiene resin (A2) having an epoxy group and (B) an amine curing agent, or further comprising (C) a curing accelerator A curable epoxy resin composition for blades. さらに、分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物[但し、前記(A1)及び(A2)を除く](D)を含む請求項3記載の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物。   The curable epoxy resin composition for wind power generator blades according to claim 3, further comprising an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule (except for the above (A1) and (A2)) (D). . 前記エポキシ化合物(D)が、エポキシ基が脂環を構成する隣接する2つの炭素原子を含んで形成されている脂環エポキシ基を分子内に2個以上有するエポキシ化合物(D1)及び芳香族グリシジルエーテル型エポキシ化合物(D2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物である請求項4記載の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物。   The epoxy compound (D1) and the aromatic glycidyl having two or more alicyclic epoxy groups in the molecule, in which the epoxy compound (D) includes two adjacent carbon atoms constituting the alicyclic epoxy group The curable epoxy resin composition for wind power generator blades according to claim 4, which is at least one epoxy compound selected from the group consisting of ether type epoxy compounds (D2). 前記アミン硬化剤(B)が環状脂肪族ポリアミンである請求項1〜5のいずれか1項に記載の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物。   The curable epoxy resin composition for wind power generator blades according to any one of claims 1 to 5, wherein the amine curing agent (B) is a cycloaliphatic polyamine. 前記アミン硬化剤(B)がイソホロンジアミンである請求項1〜6のいずれか1項に記載の風力発電機ブレード用硬化性エポキシ樹脂組成物。   The curable epoxy resin composition for wind power generator blades according to any one of claims 1 to 6, wherein the amine curing agent (B) is isophorone diamine.
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