JP2014514396A - プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造に対するレオロジー特性を化学的に調整可能な高分子配合物 - Google Patents

プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造に対するレオロジー特性を化学的に調整可能な高分子配合物 Download PDF

Info

Publication number
JP2014514396A
JP2014514396A JP2014501642A JP2014501642A JP2014514396A JP 2014514396 A JP2014514396 A JP 2014514396A JP 2014501642 A JP2014501642 A JP 2014501642A JP 2014501642 A JP2014501642 A JP 2014501642A JP 2014514396 A JP2014514396 A JP 2014514396A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
polymer
formulation
resin
prepreg
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.)
Pending
Application number
JP2014501642A
Other languages
English (en)
Inventor
ブルーノ ダンドレア
コズモ アンナ ディ
ヴァレリア ヴィンティ
Original Assignee
アヴィオ エッセ.ピー.アー.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アヴィオ エッセ.ピー.アー. filed Critical アヴィオ エッセ.ピー.アー.
Publication of JP2014514396A publication Critical patent/JP2014514396A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4045Mixtures of compounds of group C08G18/58 with other macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/69Polymers of conjugated dienes
    • C08G18/698Mixtures with compounds of group C08G18/40
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/80Masked polyisocyanates
    • C08G18/8061Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

本発明は、密度が100Pa・s〜0,000Pa・sの少なくとも1つの第1のエポキシ樹脂と、ブロックイソシアネートと、ヒドロキシ官能基を含むポリマーと、熱可塑性樹脂と、架橋剤とを含む高分子配合物であって、ヒドロキシル官能基を含むポリマーのヒドロキシル含量が0.65meq/g〜0.95meq/gの範囲であり、イソシアネート当量とポリマー−OH当量との比率が0.60〜1.1の範囲である、高分子配合物に関する。好ましくは、第1のエポキシ樹脂が室温で実質的に半固体であり、配合物が、室温で実質的に液体である少なくとも1つの第2のエポキシ樹脂を含み、第1のエポキシ樹脂と第2のエポキシ樹脂とが、60:40〜80:20の重量比で存在する。これらの配合物は、ドライワインディングプロセスによってプリプレグ及び複合材料の物品を製造するのに有利に使用される。安定性の改善によって、ガラス転移温度を上昇させ、レオロジープロファイルを含浸/ドライワインディングプロセスの必要性に応じて化学的に調整することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、高分子基質に組み込まれた繊維を含むタイプのプリプレグ半製品及び複合ケーシングの製造に関する。より具体的には、本発明は、プリプレグ(例えば炭素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素等をベースとする)の製造に高分子基質として使用することができる、高分子配合物、更により具体的にはエポキシ樹脂系配合物に関する。
本発明は更に、上記高分子配合物及び上記プリプレグの作製方法、並びに複合材料で構成された物品の製造へのそれらの使用に関する。
エンジンケーシング、及び圧力下での使用を目的とし、繊維で補強された高分子基質を含む複合材料で構成された他のコンテナといった部品が、とりわけ航空分野において知られている。予め適切な高分子配合物を含浸させた繊維又はフィラメント繊維のワインディングをベースとする製造方法を上記目的に使用することが一般的に知られている。類似技術を軽量化したタンク、配管要素等の製造に使用することに成功している。
歴史的に見て、ガラス繊維は最も広く使用されてきた繊維であるが、近年になって炭素フィラメント、ホウ素フィラメント及び高弾性高分子フィラメント、とりわけアラミド繊維といった他の繊維を複合構造体に使用することが多くなっており、このようにして有利にはその固有の物理化学的特性が利用されている。
最も頻繁に使用される樹脂は一般的に、エポキシ系樹脂であり、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(BADGE)と、低分子量のエポキシ希釈剤と、脂肪族アミン及び芳香族アミン等の架橋剤と、カルボン酸無水物とを含む。
同様の高分子組成物は、例えば特許文献1及び特許文献2で知られており、そこではとりわけプリント回路基板の作製用の、エポキシ樹脂と、ブロックイソシアネートと、ヒドロキシル官能基を含むポリマーと、潜在性架橋剤とを含む配合物が開示されている。
より詳細には、特許文献1は特に、回路基板の製造用のはんだとの相互作用によって、回路が配置された主面に対する垂直方向への高分子積層体の熱膨張が起こらないように、複数の特性の良好なバランス、とりわけ加熱時の満足のいく寸法安定性(すなわち十分高いガラス転移温度)を示す高分子組成物を提供することに関するものである。
同様に、特許文献2は、温度耐性が改善したプリント回路基板の製造用の高分子配合物を提供することに関するものである。更により具体的には、樹脂の硬化が完了する前の樹脂に敷設した導線のいわゆる「スイミング(swimming)」の排除を目的とする配合物が提供される。
しかしながら使用に際して、プリント回路基板には多大な機械的負荷はかからない。
そのため、特許文献1及び特許文献2では、作動時にはるかに大きな負荷及び応力に耐えることが要求される、高分子基質に組み込まれた繊維を含むタイプの複合部品、例えばエンジンケーシング、タンク、及び圧力下での使用を目的とする他のコンテナを製造する際に通常抱える他の問題に対する考察は与えられていない。
回転スピンドルにフィラメントを巻き付けることを包含する様々な製造プロセスが当該技術分野で知られており、その回転スピンドルの形態によって、複合材料で構成された物品の最終製造形状が決定される。
「ウェットワインディング」と呼ばれる第1のプロセスに従って、フィラメント繊維を、高分子配合物の入った溶液槽内に浸漬させることによって、中に入った高分子配合物でコーティングさせる。浸漬の直後に、フィラメントをスピンドルに巻き付けて、所望の構造体を形成する。続いて、このようにしてワインディングによって得られた構造体を架橋させる。
代替的には、「ドライワインディング」と呼ばれる第2のプロセスでは、プリプレグ、すなわち予め高分子配合物中で含浸させたフィラメント繊維からなる半製品をスピンドルに巻き付ける。この場合でも、続いてワインディングによって得られた構造体を架橋させる。しかしながら、この第2のプロセスの実施には、プリプレグが、複合材料で構成された物品を作製するのに、所与の安定性、すなわち製造と続くワインディングとの間の安定性を有する必要があり、プリプレグを倉庫内にかなりの長期間、簡単に貯蔵することが可能でなければならない。換言すると、プリプレグは室温で貯蔵される場合であっても十分長い貯蔵寿命(いわゆる「アウトライフ」)を有していなければならない。
とりわけ、この分野において、少なくとも5、6ヶ月の貯蔵寿命を有する、プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造のための高分子配合物が必要とされている。
同時に、製造プロセスの様々な段階、及び相対的作動条件(温度、架橋プロセスの活性化等)に完全に適合するレオロジー特徴を有する、プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造のための高分子配合物が強く望まれている。
実際、プロセスの様々な段階において、高分子配合物のレオロジー挙動を段階的に調整可能であることが望ましいことを考慮に入れなければならない。とりわけ、第1の段階では、配合物はフィラメント繊維を湿らせるのに十分流体であるが、プリプレグを巻き付けるまで長期間安定して貯蔵するのに十分粘性である必要がある。
そういった意味で、この分野において、ガラス転移温度が既知の配合物よりも高い、プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造のための高分子配合物が必要とされている。
さらにワインディング段階での加工性を確保するために、配合物の粘度は、ワインディング中、スピンドルの回転を妨げるのに十分な程度まで増大するのが望ましい。最後に、ワインディング段階の終了時に配合物を架橋させることが可能でなければならない。
そのため、この分野において、レオロジー挙動を上記に要約された作製プロセスの要件に従って調整することができる、プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造のための高分子配合物が必要とされている。
上述の必要性に加えて、硬化複合材の機械的性能を改善すると同時に、(或る特定の作製要件に適合しないことから廃棄する必要のある完全に製造済みの部品に対する)処理スクラップの量を最小限に抑えるために、この分野において、適切な破断伸度値をもたらすことが可能な高分子配合物が必要とされている。
高分子配合物の良好な破断伸度値によって、高分子基質(エポキシ樹脂)から硬化複合材に組み込まれた繊維への良好な負荷伝達係数を得ることが可能となる。このことは、硬化部品内に小さな欠陥(空隙の存在又は剥離現象等)であっても、フィラメントワインディング技術に実質的に固有の欠陥があれば、強化繊維に対する高分子基質の不十分な変形の結果、負荷が欠陥のない層のみに伝達し、隣接する欠陥層には伝達しないという場合に、特に望ましくまた関連性がある。この負荷の不均一分布は理解されるように、部品の損傷を引き起こし、その寿命を大幅に低減する可能性があり、部品が急速に劣化し易くなると考えられる。
国際公開第2009/055666号 米国特許第5340946号
したがって、本発明の目的は、単純で安価な方法で上記要件のうちの少なくとも1つを満たす、プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造のための高分子配合物を提供することである。
上述の目的は、本発明が請求項1に規定されるようなプリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造のための高分子配合物に関することから、本発明によって達成される。
本発明をより良好に理解するために、好ましい実施形態を、単に非限定的な実施例によって添付の図面を参照することで下記に説明する。
本発明による配合物の温度に応じたレオメトリックプロファイルの傾向を示す図である。 本発明による配合物のガラス転移温度を決定する動的機械分析試験の結果を示す図である。 調製の直後、及び調製の6ヶ月後の本発明による配合物に関する温度に応じたレオメトリックプロファイルの傾向を比較した図である。
粘度が100Pa・s〜10000Pa・sである少なくとも1つの第1のエポキシ樹脂と、ブロックイソシアネートと、ヒドロキシル官能基を含むポリマーと、架橋剤とを含む高分子配合物が提供される。
とりわけ、第1のエポキシ樹脂の粘度は、フィラメント含浸段階中に繊維を湿らせるのに必要な流動性と、ドリッピング(dripping)及び他の製造欠陥を最小限に抑える必要性との間の満足のいく折衷を保証するように選択される。
フィラメント繊維に含浸させるのに、高分子配合物を予め混合して、その後いわゆる「成膜(filming)」段階を行い、そこで混合した配合物を展開し、紙上に薄層(薄膜)を形成した後、通例冷却段階を行わなければならないことを留意すべきである。
それから成膜した紙をフィラメント繊維に適用するために加熱する(実含浸(actual impregnation))。
さらに、巻き付ける乾燥繊維に溶融樹脂を直接含浸させる代替方法が当該技術分野で極めて一般的なものである(ドライワインディング)。ドライワインディングは、単一トウ(tows)の作製に関してコストの低下及び生産性の増大という点で有利であることが分かっており、成膜段階を伴う上記の方法は、いわゆる「テープ」を作製するのに使用するのがより一般的である。
エポキシ樹脂の粘度は、含浸段階を行う温度を上昇させることによって容易に低下させることができることに留意されたい。しかしながら、温度を過度に上昇させると、架橋プロセスを活性化するエポキシ樹脂が不安定化するリスクがある。
さらに、プリプレグを倉庫内で5、6ヶ月貯蔵する必要があることを考えると、室温での貯蔵が望ましいことに留意されたい。上記目的では、配合物が可能な限り最大のガラス転移温度を有し、繊維の濡れ要件に適合していることが望ましい。
有利には、ヒドロキシル官能基を含むポリマーのヒドロキシル含量は、0.65meq/g〜0.95meq/gの範囲、好ましくは0.70meq/g〜0.92meq/gの範囲である。
さらに、高分子配合物では、イソシアネート当量とポリマー−OH当量との比率(「硬化レベル」、NCO当量/OH当量とも称される)は有利には、0.60〜1.1の範囲、好ましくは0.7〜1.0の範囲である。
ヒドロキシル官能基を含むポリマーは、例えばヒドロキシル末端ポリブタジエン、タイプR45HTである。好ましくは、ヒドロキシル官能基を含むポリマーは、0.1phr〜35phr、より好ましくは6phr〜30phrという重量パーセントで配合物中に存在する。「phr」は「樹脂100部当たりの部」を表すことに留意されたい。
実施例の実験データを用いてより詳細に示されるように、これらの特性を有する高分子配合物は、大幅に改善した破断伸度値を示す(約3.0%という初期値から8.0%超という最大値まで)。
ブロックイソシアネートは、BaxendenのBI7982又はBI7963であり得る。好ましくは、ブロックイソシアネートは0.1phr〜15phr、より好ましくは、2phr〜10phrという重量パーセントで配合物中に存在する。
ブロックイソシアネートは、本発明の配合物中で重要な機能を果たし、その機能は下記に与えられる配合物の使用における挙動の説明から明らかになる。
架橋剤はジシアナミド又はジアミノフェニルスルホン(DDS又はDADPS)であるのが好ましい。
好ましくは、第1のエポキシ樹脂は室温で実質的に固体又は半固体であり、配合物は室温で実質的に液体である少なくとも1つの第2のエポキシ樹脂を含み、第1のエポキシ樹脂と第2のエポキシ樹脂とが60:40〜80:20の重量比で配合物中に存在する。
このようにして、第1のエポキシ樹脂と第2のエポキシ樹脂との間の重量比を変更することによって、配合物の出発粘度を有利に調整することが可能である。
更により好ましくは、配合物は最大25重量%という脂環式樹脂等の希釈剤を更に含むことができ、その導入によって配合物の出発粘度及び密度の調節に更なる自由度が与えられる。
例えば、第1のエポキシ樹脂は、HexionのEpon 828又はHuntsmanのMY750等の二官能性液体DGEBA樹脂であり得る。好ましくは、第1のエポキシ樹脂は40%〜90%、より好ましくは50%〜80%という重量パーセントで配合物中に存在する。
例えば、第2のエポキシ樹脂は、HexionのEpon 1001F又はHuntsmanのGT7071等の二官能性固体DGEBA樹脂であり得る。好ましくは、第2のエポキシ樹脂は、10%〜60%、より好ましくは20%〜50%という重量パーセントで配合物中に存在する。
例えば、反応性希釈剤の機能を果たす樹脂は、HuntsmanのDY−D/CH又はC/Y−179又はCY−184等の脂環式樹脂であり得る。希釈用樹脂は最大25%という重量パーセントで配合物中に存在するのが好ましい。
配合物はチキソトロープ剤を更に含むのが好ましい。より好ましくは、チキソトロープ剤は、0.1phr〜5phr、より好ましくは1phr〜3phrという重量パーセントで配合物中に存在する。例えば、チキソトロープ剤は、DEGUSSAのAerosil R972であり得る。
チキソトロープ剤は、成膜操作の前段階での配合物の混合、及びフィラメント繊維の含浸を促すと同時に含浸段階中、フィラメント繊維からの配合物の不要なドリッピングの発生を抑えるという有利な効果を有する。
配合物は、HuntsmanのTactix 742又はHuntsmanのMY0510等の多官能性樹脂を更に含み得る。
本発明の配合物は、有利にはプリプレグの製造に使用される。
とりわけ、上記プリプレグは、ガラス繊維、ケブラー(登録商標)、ホウ素、窒化物、炭化ケイ素、炭素、高弾性ポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択されるフィラメント繊維に本発明の配合物を含浸させることによって得ることができる。
このようにして得られたプリプレグは、有利にはドライワインディングプロセスを用いて、複合材料で構成された物品の製造に使用することができる。
図1の図面は、本発明による配合物の動的粘度(Pa・s単位)の温度に応じた傾向を示す。
本発明の配合物の粘度測定プロファイル(図1)は、所定の粘度を有するエポキシ樹脂又はエポキシ樹脂の固液混合物が存在し、必要に応じてチキソトロープ剤及び熱可塑性ポリマーが添加されていることから、プリプレグの調製(先に記載された樹脂混合、樹脂貯蔵、紙上での樹脂の成層、及び繊維の含浸)に特に適している。
さらに、単一トウの作製に関してコストの低下及び生産性の増大という点で、本発明の配合物は、有利にはドライワインディングプロセスにも使用することができる。
結果として、得られた配合物は、室温で固体又は半固体であり(このため樹脂のドリッピングの可能性が避けられる)、30℃〜60℃の温度で流体化し、それにより繊維の成膜と含浸との両方が可能になる。
図2は、本発明による配合物のガラス転移温度を決定する動的機械分析の結果を示す。測定中、初めに配合物を加熱し、室温から240℃〜250℃にし(ガウストレンドの標準曲線、その曲線下面積は架橋反応のΔHに実質的に相当する)、その後該配合物を冷却させた後、再び加熱する(S字曲線の低減、曲線の変曲点はガラス転移温度に相当する)。
本発明による配合物に関して、ガラス転移温度が150℃より高いことが、図2の図面より容易に理解される。
プリプレグの架橋中、粘度測定プロファイルは、ブロックイソシアネート、ヒドロキシル官能基及び(潜在性)架橋剤の存在によって調節される。
実際、本発明の配合物によって、異なるレオロジー粘度測定プロファイルの3つの帯域が架橋段階で得られる:
様々なプリプレグ層の濡れ性を優れたものにするのに十分粘度が低く;粘度の低下が温度による樹脂の流体化によって制御される、第1の帯域(50℃〜70℃の温度)(物理的b段階(physical bstage));
樹脂がドリッピングすることなく、(タンク等の物品での)スピンドルの回転が妨げられ;ブロックイソシアネート(より低い温度で安定)とヒドロキシル官能基を有するポリマーとの重合の結果、ポリウレタンが形成されることから粘度が増大する、中間粘度を有する第2の帯域(70℃〜100℃の温度)(化学的b段階(chemical bstage));
潜在性硬化剤によってエポキシ系が完全に硬化するまで粘度が漸増する、第3の帯域(100℃〜150℃の温度)。
さらに、本発明の配合物は、図3で与えられるデータにより示されるように、室温で少なくとも6ヶ月間安定である。
図3は、温度に応じた本発明の配合物の動的粘度の傾向を示す。同じ熱サイクルを用いた試験を、調製の直後に配合物に対して行った後、調製の6ヶ月後に繰り返した。本発明の配合物のレオロジー挙動が、どれほど質的に(曲線の全体傾向)かつ量的に(測定中に考慮される様々な温度での動的粘度のプラトー値)実質的に不変であるかを観察することは容易である。
本発明による配合物の一部の実施例を下記に示す。さらに、硬化樹脂の破断伸度に関する機械的性能の測定に関する実験データを表1に示す。
実施例A
1. 40%〜80%という割合のHexionのEpon 828(二官能性液体DGEBA樹脂又はその対応型、すなわちHuntsmanのMY750);
2. 50%〜20%という割合のHexionのEpon 1001F(二官能性固体DGEBA樹脂又はその対応型、すなわちHuntsmanのGT7071);
3. 最大25%という割合のHuntsmanのDY−D/CH(反応性希釈剤としての脂環式樹脂又はその対応型、すなわちCY−179及びCY−184);
4. 1phr〜3phrという割合のチキソトロープ剤であるDEGUSSAのAerosil R972;
5. 架橋剤としてのジシアンジアミド(粉末状又はペースト状);
6. 2phr〜10phrという割合のブロックイソシアネートであるBaxendenのBI7982(又は代替的にはBI7963等の他のもの);
7. 6phr〜30phrという割合のヒドロキシル化ポリマー(R45HT等のヒドロキシル末端ポリブタジエン)。
実施例B
実施例Aと同じ組成であるが、成分5(ジシアンジアミド)を粉末状又はペースト状のジアミノフェニルスルホン(DDS又はDADPS)に置き換える。
実施例C
実施例Aと同じ組成であるが、HuntsmanのTactix 742又はHuntsmanのMY0510等の多官能性樹脂を加える。
実施例D
実施例Dと同じ組成であるが、HuntsmanのTactix 742又はHuntsmanのMy0510等の多官能性樹脂を加える。
具体的に実施例Aの配合物を参照して、同様の考察を上記で与えられる実施例B〜実施例Dの残りに拡大適用するが、異なる配合物が、「架橋密度」及びポリウレタンの割合の両方に応じて、破断伸度に対する異なる機械的挙動を示すとされる。
ポリウレタンが、イソシアネート(「アンブロッキング(un-blocking)」温度に達した際にブロックイソシアネートによって送達される)と、ヒドロキシル含量が0.70meq/g〜0.92meq/gの範囲である、ヒドロキシル官能基を含むポリマーとの反応によって形成されることに留意されたい。
とりわけ、下記表1には、破断伸度に関して試験された一部の高分子配合物に関するデータが含まれる。試験は硬化配合物に対して行った。
Figure 2014514396
有利には、本発明の配合物によって、通常低い温度(−18℃)での貯蔵が必要となる市販されている標準プリプレグよりも高い安定性を有するプリプレグを調製することが可能であり、これは該プリプレグが、室温で固体であり、一定温度(通常60℃超)によって流体化する樹脂(DGEBA、ノボラック、多官能性樹脂、脂環式樹脂、他の樹脂及びそれらの混合樹脂等)の使用に基づくものであるためであり、それによって樹脂のドリッピング問題を伴わずに、繊維の含浸、続く冷却、トウ及びテープの再ワインディングが可能となる。さらに、市販の系を、かなり広範の硬化剤/触媒(潜在性及び非潜在性の架橋剤)を用いて配合し、それによって目的とする用途に従って硬化速度を或る程度調整することが可能になる。
そのため本発明の解決策によって、期限切れの材料に関するエネルギー資源の大幅な節約及び廃棄物の削減が可能になる。
さらに、本発明の配合物によって有利には、得られるガラス転移温度が通常の市販の系よりも大幅に高くなり(およそ125℃)、少なくとも6ヶ月間の室温安定性が得られる。
最後に、本発明の配合物によって、硬化樹脂に関して適度に高い破断伸度値を得ることが可能となり、それによって硬化複合部品の機械的観点での性能の大幅な向上がもたらされる。同時に、本発明の配合物は、硬化複合部品に存在し得る欠陥をかなりの程度まで補い、それにより製造プロセス全体に対する技術面及び経済面の両方において重大な利点がもたらされる。
また、添付の独立請求項の保護範囲から逸脱することなく、記載及び図示される配合物に対する変更形態及び変形形態を作成することができることが明らかである。

Claims (12)

  1. 粘度が100Pa・s〜10000Pa・sの範囲の少なくとも1つの第1のエポキシ樹脂と、ブロックイソシアネートと、ヒドロキシル官能基を含むポリマーと、潜在性架橋剤とを含む高分子配合物であって、該ヒドロキシル官能基を含むポリマーのヒドロキシル含量が0.65meq/g〜0.95meq/gの範囲であり、イソシアネート当量とポリマー−OH当量との比率が0.60〜1.1の範囲であることを特徴とする、高分子配合物。
  2. 前記ヒドロキシル官能基を含むポリマーのヒドロキシル含量が0.70meq/g〜0.92meq/gの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の配合物。
  3. 前記イソシアネート当量とポリマー−OH当量との比率が0.70〜1.0の範囲であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の配合物。
  4. 前記第1のエポキシ樹脂が室温で実質的に半固体の樹脂であり、前記配合物が、室温で実質的に液体である少なくとも1つの第2のエポキシ樹脂を含み、該第1のエポキシ樹脂と該第2のエポキシ樹脂とが、60:40〜80:20の範囲の重量比で該配合物中に存在することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の配合物。
  5. チキソトロープ剤を更に含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の配合物。
  6. 前記イソシアネートとの反応に適合した脂環式樹脂及び/又は熱可塑性樹脂を更に含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の配合物。
  7. 前記架橋剤がジシアナミド又はジアミノフェニルスルホン(DDS又はDADPS)であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の配合物。
  8. フィラメント繊維に請求項1〜7のいずれか一項に記載の配合物を含浸させる工程を含む、プリプレグを製造する方法。
  9. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の配合物とフィラメント繊維とを含むプリプレグ。
  10. 前記繊維が、ガラス繊維、ケブラー(登録商標)、ホウ素、窒化物、炭化ケイ素、炭素、高弾性ポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項9に記載のプリプレグ。
  11. 請求項9又は10に記載のプリプレグをドライワインディングすることによって得ることができる複合物。
  12. プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造への請求項1〜7のいずれか一項に記載の配合物の使用。
JP2014501642A 2011-03-29 2012-03-29 プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造に対するレオロジー特性を化学的に調整可能な高分子配合物 Pending JP2014514396A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000283A ITTO20110283A1 (it) 2011-03-29 2011-03-29 Formulazioni polimeriche a reologia chimicamente regolabile per la fabbricazione di preimpregnati e articoli in materiale composito
ITTO2011A000283 2011-03-29
PCT/EP2012/055740 WO2012131009A1 (en) 2011-03-29 2012-03-29 Polymeric formulations with chemically adjustable rheology for the manufacture of prepregs and articles made of composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014514396A true JP2014514396A (ja) 2014-06-19

Family

ID=43977515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014501642A Pending JP2014514396A (ja) 2011-03-29 2012-03-29 プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造に対するレオロジー特性を化学的に調整可能な高分子配合物

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9217082B2 (ja)
EP (1) EP2691438B1 (ja)
JP (1) JP2014514396A (ja)
CN (1) CN103608378B (ja)
BR (2) BR112013025126B1 (ja)
CA (1) CA2831669C (ja)
IT (1) ITTO20110283A1 (ja)
RU (1) RU2594284C2 (ja)
WO (1) WO2012131009A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2514189B (en) 2013-05-17 2018-11-14 Gurit Uk Ltd Carbon fibre-containing prepregs
GB201504498D0 (en) * 2015-03-17 2015-04-29 Penso Holdings Ltd Method and apparatus for production of carbon fibre components
US10348610B2 (en) * 2017-05-25 2019-07-09 Alcatel Lucent Method and apparatus for minimum label bandwidth guaranteed path for segment routing

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0488011A (ja) * 1990-07-31 1992-03-19 Sumitomo Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物
JPH04168119A (ja) * 1990-10-31 1992-06-16 Aisin Chem Co Ltd 塩化ビニル系プラスチゾル組成物
JPH05148337A (ja) * 1991-11-29 1993-06-15 Yokohama Rubber Co Ltd:The 構造用接着剤に適したエポキシ樹脂組成物
JPH08164591A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Nitto Denko Corp 補強材
JP2000007984A (ja) * 1998-06-23 2000-01-11 Kansai Paint Co Ltd 塗料組成物及び塗装鋼板
US6153709A (en) * 1998-01-26 2000-11-28 Essex Specialty Products, Inc. Chip resistant, vibration damping coatings for vehicles

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1304865C (en) * 1985-12-20 1992-07-07 Kollmorgen Technologies Corporation Heat activatable adhesive for wire scribed circuits
US5340946A (en) * 1985-12-20 1994-08-23 Advanced Interconnection Technology, Inc. Heat activatable adhesive for wire scribed circuits
US4923934A (en) * 1987-05-29 1990-05-08 Werner Todd A Interpenetrating polymer network of blocked urethane prepolymer, polyol, epoxy resin and anhydride
ZA913801B (en) * 1990-05-21 1993-01-27 Dow Chemical Co Latent catalysts,cure-inhibited epoxy resin compositions and laminates prepared therefrom
RU2010812C1 (ru) * 1992-06-25 1994-04-15 Ситникова Раиса Васильевна Препрег
US5521262A (en) * 1992-11-03 1996-05-28 Harcros Chemicals Inc. Liquid epoxy adhesive composition having stable elastomeric phase
JP2002526632A (ja) * 1998-10-02 2002-08-20 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー シーラント組成物、物品及び作製方法
US7649060B2 (en) * 2005-12-02 2010-01-19 Henkel Corporation Curable compositions
EP1741734A1 (de) * 2005-07-05 2007-01-10 Sika Technology AG Tieftemperaturschlagzähe hitze-härtbare Epoxidharzzusammensetzung mit Epoxidfestharzen
JP4141478B2 (ja) * 2006-04-25 2008-08-27 横浜ゴム株式会社 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物
JP4141487B2 (ja) * 2006-04-25 2008-08-27 横浜ゴム株式会社 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物
KR20100084561A (ko) * 2007-10-26 2010-07-26 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. 전기적 적층물에 사용하기 위한 이소시아누레이트 함유 에폭시 수지 조성물
DE102009027825A1 (de) * 2009-07-20 2011-01-27 Evonik Degussa Gmbh Katalyse von Epoxidharzformulierungen mit schwerlöslichen Katalysatoren
DE102011007897A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Henkel Ag & Co. Kgaa Schlagzähmodifizierte Klebstoffe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0488011A (ja) * 1990-07-31 1992-03-19 Sumitomo Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物
JPH04168119A (ja) * 1990-10-31 1992-06-16 Aisin Chem Co Ltd 塩化ビニル系プラスチゾル組成物
JPH05148337A (ja) * 1991-11-29 1993-06-15 Yokohama Rubber Co Ltd:The 構造用接着剤に適したエポキシ樹脂組成物
JPH08164591A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Nitto Denko Corp 補強材
US6153709A (en) * 1998-01-26 2000-11-28 Essex Specialty Products, Inc. Chip resistant, vibration damping coatings for vehicles
JP2000007984A (ja) * 1998-06-23 2000-01-11 Kansai Paint Co Ltd 塗料組成物及び塗装鋼板

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012131009A1 (en) 2012-10-04
BR112013025126B1 (pt) 2020-04-14
ITTO20110283A1 (it) 2012-09-30
BR112013025126A2 (pt) 2017-02-14
US9217082B2 (en) 2015-12-22
CA2831669C (en) 2019-04-16
EP2691438A1 (en) 2014-02-05
BR122020000532B1 (pt) 2020-10-06
CA2831669A1 (en) 2012-10-04
RU2013148016A (ru) 2015-05-10
RU2594284C2 (ru) 2016-08-10
US20140011918A1 (en) 2014-01-09
CN103608378A (zh) 2014-02-26
WO2012131009A8 (en) 2013-01-31
CN103608378B (zh) 2015-11-25
EP2691438B1 (en) 2014-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2816076B1 (en) Fiber-reinforced composite material
JP5159990B2 (ja) プリプレグ及びその製造方法
US7740907B2 (en) Fiber reinforced resin assembly
JP4141478B2 (ja) 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物
EP2787028B1 (en) Prepreg, fiber-reinforced composite material, method for producing same, and epoxy resin composition
EP2816074B1 (en) Fiber-reinforced composite material
EP2816075B1 (en) Fiber-reinforced composite material
EP2311892A1 (en) Epoxy resin composition and prepreg using same
EP3786218A1 (en) Towpreg, method for manufacturing same, and method for manufacturing pressure container
US20230331906A1 (en) Prepreg, method for producing same, and method for producing fiber-reinforced composite material
EP3819331B1 (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced composite material, and production method therefor
JP2014514396A (ja) プリプレグ及び複合材料で構成された物品の製造に対するレオロジー特性を化学的に調整可能な高分子配合物
TW201835211A (zh) 硬化性環氧樹脂組成物,及使用其之纖維強化複合材料
EP1072634B1 (en) Reactive resin sheet materials
JP2013142123A (ja) プリプレグ及びプリプレグの製造方法
JP7059000B2 (ja) エポキシ樹脂組成物の硬化方法
JP6321391B2 (ja) 繊維強化複合材料、プリプレグおよびそれらの製造方法
JPH0873631A (ja) プリプレグおよびその製造方法
WO2020071360A1 (ja) シートモールディングコンパウンド、繊維強化複合材料、繊維強化複合材料の製造方法
JP2020158594A (ja) トウプレグおよびその製造方法、圧力容器の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150317

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160119

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160418

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160629

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160823