JP2015535022A - 樹脂移送成形プロセスのためのポリエチレンテトラアミン含有エポキシ樹脂系 - Google Patents
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Abstract
Description
1)1つ以上のエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂成分であって、エポキシ樹脂の少なくとも80重量%が、最大約250のエポキシ等価重量を有するポリフェノールの1つ以上のポリグリシジルエーテルである、エポキシ樹脂成分と
2)アミン硬化剤であり、アミン硬化剤が、少なくとも95重量%のポリエチレンテトラアミンを含むポリエチレンテトラアミン混合物であり、混合物が少なくとも40重量%の直鎖状トリエチレンテトラアミンを含み、アミン硬化剤によって提供されるアミン水素当量当たり少なくとも0.8のエポキシ当量が、エポキシ樹脂成分によって反応混合物に提供される、アミン硬化剤と、
3)i)アルカリ金属塩、ii)カルボン酸、カルボン酸無水物、またはカルボン酸エステル置換フェノール化合物、iii)アミノ酸からなる群から選択される触媒的に有効な量の少なくとも1つの触媒であり、触媒が、エポキシ樹脂成分、アミン硬化剤、または両方中に存在している触媒と、を含む硬化性エポキシ樹脂系である。
a)衝突混合によってエポキシ樹脂成分をアミン硬化剤と混合して、その結果生じた反応混合物を、強化用繊維を含む金型に移送することと、
b)金型中の反応混合物を高温で硬化して、強化用繊維が反応混合物を硬化することによって形成されるポリマーマトリックス中に埋め込まれる、繊維強化複合体を形成することと、
c)繊維強化複合体を離型することであり、
1)エポキシ樹脂成分が、1つ以上のエポキシ樹脂を含み、エポキシ樹脂の少なくとも80重量%が最大約250のエポキシ等価重量を有するポリフェノールの1つ以上のポリグリシジルエーテルであり、
2)アミン硬化剤が、少なくとも95重量%のポリエチレンテトラアミンを含むポリエチレンテトラアミン混合物であり、混合物が少なくとも40重量%の直鎖状トリエチレンテトラアミンを含み、
3)ステップa)において、エポキシ樹脂成分およびアミン硬化剤が、反応前にアミン水素の当量当たり0.8〜1.25のエポキシ当量を提供する比率で混合され、
4)i)アルカリ金属塩、ii)カルボン酸、カルボン酸無水物、またはカルボン酸エステル置換フェノール化合物、iii)アミノ酸からなる群から選択される触媒的に有効な量の少なくとも1つの触媒がアミン硬化剤に提供される、離型することと、を含む、繊維強化エポキシ複合体を形成するためのプロセスである。
H2N−CH2−CH2−NH−CH2−CH2−NH−CH2−CH2−NH2
である。
直鎖状トリエチレンテトラアミンは、少なくとも60%、少なくとも90%、少なくとも95%、最大100%の重量のポリエチレンテトラアミン混合物を構成し得る。
硬化性エポキシ樹脂系実施例1および比較サンプルAの硬化特性は、以下のように評価される。エポキシ樹脂A(約180のエポキシ等価重量および約350の分子量を有するビスフェノールAのジグリシジルエーテル)を市販のトリエチレンテトラアミンアミン硬化剤(Dow Chemical CompanyからのD.E.H.24)および触媒と30秒間混合する。トリエチレンテトラアミン硬化剤は、約68重量%が直鎖状トリエチレンテトラアミン(H2N−CH2−CH2−NH−CH2−CH2−NH−CH2−CH2−NH2)である約99重量%のトリエチレンテトラアミンを含む。
硬化性エポキシ樹脂系実施例2〜7および比較サンプルBの硬化特性を実施例1で記載された同様の方式で評価する。エポキシ樹脂系の配合を下の表2に示す。ゲル化および離型時間およびガラス転移温度は表2に報告するとおりである。便宜上、比較サンプルAの配合および結果を表2に繰り返す。
硬化性エポキシ樹脂系実施例8〜10の硬化特性を実施例1で記載された同様の方式で評価する。エポキシ樹脂系の配合を下の表3に示す。ゲル化および離型時間およびガラス転移温度は表3に報告するとおりである。便宜上、比較サンプルAおよびBの配合および結果を表3に繰り返す。
Claims (18)
- 硬化性エポキシ樹脂系であって、
1)1つ以上のエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂成分であって、その少なくとも80重量%が、最大約250のエポキシ等価重量を有するポリフェノールの1つ以上のポリグリシジルエーテルである、エポキシ樹脂成分と、
2)アミン硬化剤であって、前記アミン硬化剤が、少なくとも95重量%のポリエチレンテトラアミンを含むポリエチレンテトラアミン混合物であり、前記混合物が少なくとも40重量%の直鎖状トリエチレンテトラアミンを含み、前記アミン硬化剤によって提供される前記アミン水素当量当たり少なくとも0.8のエポキシ当量が、前記エポキシ樹脂成分によって前記反応混合物に提供される、アミン硬化剤と、
3)i)アルカリ金属塩、ii)カルボン酸、カルボン酸無水物、またはカルボン酸エステル置換フェノール化合物、iii)アミノ酸からなる群から選択される触媒的に有効な量の少なくとも1つの触媒であって、前記エポキシ樹脂成分、前記アミン硬化剤、または両方中に存在する、触媒と、を含む、硬化性エポキシ樹脂系。 - 前記触媒が臭化リチウムである、請求項1に記載の硬化性エポキシ樹脂系。
- 前記触媒が、サリチル酸、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、4−ヒドロキシ安息香酸、メチル4−ヒドロキシ安息香酸塩、エチル4−ヒドロキシ安息香酸塩、4ヒドロキシイソフタル酸、メチル4−ヒドロキシイソフタル酸塩、およびエチル4−ヒドロキシイソフタル酸塩のうちの1つ以上である、請求項1または2に記載の硬化性エポキシ樹脂系。
- 前記触媒がL−プロリンである、請求項3に記載の硬化性エポキシ樹脂系。
- 繊維強化エポキシ複合体を形成するためのプロセスであって、
a)衝突混合によってエポキシ樹脂成分をアミン硬化剤と混合して、その結果生じた反応混合物を、強化用繊維を含む金型に移送することと、
b)前記金型中の前記反応混合物を高温で硬化して、前記強化用繊維が前記反応混合物を硬化することによって形成されるポリマーマトリックス中に埋め込まれる、繊維強化複合体を形成することと、
c)前記繊維強化複合体を離型することであって、
1)前記エポキシ樹脂成分が、1つ以上のエポキシ樹脂を含み、前記エポキシ樹脂の少なくとも80重量%が、最大約250のエポキシ等価重量を有するポリフェノールの1つ以上のポリグリシジルエーテルであり、
2)前記アミン硬化剤が、少なくとも95重量%のポリエチレンテトラアミンを含むポリエチレンテトラアミン混合物であり、前記混合物が少なくとも40重量%の直鎖状トリエチレンテトラアミンを含み、
3)ステップa)において、前記エポキシ樹脂成分および前記アミン硬化剤が、反応前にアミン水素の当量当たり0.8〜1.25のエポキシ当量を提供する比率で混合され、
4)i)アルカリ金属塩、ii)カルボン酸、カルボン酸無水物、またはカルボン酸エステル置換フェノール化合物、iii)アミノ酸からなる群から選択される触媒的に有効な量の少なくとも1つの触媒が、前記アミン硬化剤に提供されることと、を含む、プロセス。 - 前記触媒が臭化リチウムである、請求項5に記載のプロセス。
- 前記触媒が、サリチル酸、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、4−ヒドロキシ安息香酸、メチル4−ヒドロキシ安息香酸、エチル4−ヒドロキシ安息香酸、4ヒドロキシイソフタル酸、メチル4−ヒドロキシイソフタル酸、およびエチル4−ヒドロキシイソフタル酸のうちの1つ以上である、請求項5に記載のプロセス。
- 前記触媒がL−プロリンである、請求項7に記載のプロセス。
- 前記反応混合物の硬化性エポキシ樹脂系が、少なくとも1つの硬化温度100および120℃で、少なくとも60秒のゲル化時間および350秒以下のガラス化時間を示す、請求項5〜8のいずれかに記載のプロセス。
- 前記反応混合物の硬化性エポキシ樹脂系が、少なくとも1つの硬化温度100および120℃で、少なくとも10秒のゲル化時間および120秒以下のガラス化時間を示す、請求項5〜8のいずれかに記載のプロセス。
- 前記高温が、80〜140℃である、請求項5〜9のいずれかに記載のプロセス。
- 離型時間が300秒以下である、請求項5〜10のいずれかに記載のプロセス。
- 離型時間が240秒以下である、請求項5〜11のいずれかに記載のプロセス。
- 前記硬化エポキシ樹脂相が、離型するときに少なくとも110℃のガラス転移温度を有する、請求項5〜12のいずれかに記載のプロセス。
- 樹脂移送成形プロセス、湿式圧縮成形プロセスまたは隙間射出成形プロセスである、請求項5〜13のいずれかに記載のプロセス。
- 前記ポリエチレンテトラアミン混合物が、0.3重量%以下のアミノエチルエタノールアミンを含む、請求項5〜15のいずれかに記載のプロセス。
- 前記反応混合物が、内部離型剤を含む、請求項5〜16のいずれかに記載のプロセス。
- 請求項5〜17のいずれかに記載のプロセスによって作製された、硬化繊維強化複合体。
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