JP2022154652A - epoxy resin composition - Google Patents

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JP2022154652A JP2021057780A JP2021057780A JP2022154652A JP 2022154652 A JP2022154652 A JP 2022154652A JP 2021057780 A JP2021057780 A JP 2021057780A JP 2021057780 A JP2021057780 A JP 2021057780A JP 2022154652 A JP2022154652 A JP 2022154652A
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力 三宅
Tsutomu Miyake
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Abstract

To provide an epoxy resin composition having excellent mechanical properties required for many molded articles, such as Tg and toughness, particularly an epoxy resin composition suitable for fiber-reinforced composite materials.SOLUTION: An epoxy resin composition contains epoxy resin (A), urethane-modified epoxy resin (B), dicyandiamide (C), and core-shell rubber (D) as essential components. The content of the urethane-modified epoxy resin (B) is 10 pts.wt. or more relative to 100 pts.mass of the total of the (A)-(D) components.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、硬化性エポキシ樹脂組成物に関する。 The present invention relates to curable epoxy resin compositions.

従来、炭素繊維、ガラス繊維などの強化繊維と、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂からなる繊維強化複合材料は、軽量でありながら、強度や剛性などの力学特性や耐熱性、また耐食性に優れているため、航空・宇宙、自動車、鉄道車両、船舶、土木建築およびスポーツ用品などの数多くの分野に応用されてきた。特に、高性能が要求される用途では、連続した強化繊維を用いた繊維強化複合材料が用いられ、強化繊維としては比強度、比弾性率に優れた炭素繊維が、そしてマトリックス樹脂としては熱硬化性樹脂、中でも特に炭素繊維との接着性に優れたエポキシ樹脂が多く用いられている。しかし、一般にエポキシ樹脂(硬化物)は脆い、すなわち靭性や伸びが低いことが欠点であるため、これをそのまま用いた繊維強化複合材料の力学特性は低くなってしまい満足するものではなかった。 Conventionally, fiber-reinforced composite materials made of reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers and thermosetting resins such as epoxy resins and phenolic resins are lightweight, yet have mechanical properties such as strength and rigidity, heat resistance, and corrosion resistance. Because of its superiority, it has been applied in many fields such as aerospace, automobiles, railroad vehicles, ships, civil engineering and construction, and sporting goods. In particular, for applications that require high performance, fiber-reinforced composite materials using continuous reinforcing fibers are used. Carbon fibers with excellent specific strength and specific elastic modulus are used as reinforcing fibers, and thermosetting resins are used as matrix resins. In particular, epoxy resins, which have excellent adhesion to carbon fibers, are widely used. However, epoxy resins (cured products) generally have the drawback of being brittle, that is, having low toughness and elongation. Therefore, the mechanical properties of fiber-reinforced composite materials using them as they are are unsatisfactory.

エポキシ樹脂の靱性や伸びを向上させる方法として、靱性に優れるゴム成分や熱可塑性樹脂を配合する方法などが試されてきた。例えば、カルボキシル基を含有するアクリロニトリル-ブタジエンゴムのようなゴム成分をエポキシ樹脂に配合することにより、エポキシ樹脂の靱性が改善されることは1970年代から検討されており、一般によく知られている。しかしながら、ゴム成分は、耐熱性低下や弾性率低下を引き起こす上、ゴム成分による靱性改質効果を十分に得るためには、ゴム成分を多量に配合する必要がある。このため、エポキシ樹脂本来の耐熱性や力学特性が低下し、良好な物性を有する複合材料が得られないという欠点があった。 As a method for improving the toughness and elongation of epoxy resins, methods such as blending rubber components and thermoplastic resins with excellent toughness have been tried. For example, it has been studied since the 1970s and is generally well known that the toughness of epoxy resins is improved by blending them with rubber components such as acrylonitrile-butadiene rubbers containing carboxyl groups. However, the rubber component causes a decrease in heat resistance and elastic modulus, and a large amount of the rubber component must be blended in order to obtain a sufficient toughness-improving effect of the rubber component. As a result, the inherent heat resistance and mechanical properties of the epoxy resin are degraded, and a composite material having good physical properties cannot be obtained.

また、エポキシ樹脂に熱可塑性樹脂を配合する方法としては、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンおよびポリエーテルイミドのような熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂に溶解、あるいは微粉末で配合し溶解することにより、エポキシ樹脂中に熱可塑性樹脂を均一に分散させる方法があり、エポキシ樹脂の持つ機械物性を損なうことなしに靱性を向上し、耐衝撃性に優れた繊維強化複合材料が得られることが知られている(特許文献1)。 In addition, as a method of blending a thermoplastic resin with an epoxy resin, a thermoplastic resin such as polyethersulfone, polysulfone, or polyetherimide is dissolved in the epoxy resin, or blended in fine powder and dissolved in the epoxy resin. There is a method of uniformly dispersing the thermoplastic resin in the epoxy resin. Reference 1).

しかしながら、この方法では、靱性改質効果を十分に得るためには、これらの熱可塑性樹脂を多量に配合する必要がある。その結果、エポキシ樹脂組成物の粘度が大幅に上昇し、プリプレグを得る際のプロセス性の大幅な低下や、得られるプリプレグにおける樹脂未含浸部を生じたり、プリプレグを硬化して得られる繊維強化複合材料にボイドが生じるというような欠点があった。 However, in this method, a large amount of these thermoplastic resins must be blended in order to obtain a sufficient toughness-improving effect. As a result, the viscosity of the epoxy resin composition significantly increases, resulting in a significant decrease in processability when obtaining the prepreg, the occurrence of resin-unimpregnated portions in the obtained prepreg, and the fiber-reinforced composite obtained by curing the prepreg. There were drawbacks such as the formation of voids in the material.

この問題に対して、エポキシ樹脂に実質的に不溶なポリマー粒子を用いる方法が提案されている。中でも、ポリマーを主成分とする粒子状のコア部分と、コア部分とは異なるポリマーをグラフト重合するなどの方法でコア部分の表面の一部あるいは全体を被覆したコアシェルゴム粒子を配合する方法が提案されている(例えば、特許文献2、3)。この方法ではエポキシ樹脂組成物の粘度上昇、エポキシ樹脂硬化物のTg低下を抑制できることが知られている。 To address this problem, a method has been proposed in which polymer particles that are substantially insoluble in epoxy resin are used. Among them, a method of compounding core-shell rubber particles in which a part or the entire surface of the core portion is coated by a method such as graft polymerization of a particulate core portion mainly composed of a polymer and a polymer different from the core portion is proposed. (For example, Patent Documents 2 and 3). It is known that this method can suppress an increase in the viscosity of the epoxy resin composition and a decrease in the Tg of the cured epoxy resin composition.

しかしながら、十分な靱性向上効果を得るためには大量のコアシェルゴム粒子の配合が必要であり、この結果エポキシ樹脂硬化物の弾性率が低下し、ひいては繊維強化複合材料の力学特性の低下を引き起こすという問題が依然として残されていた。 However, it is necessary to incorporate a large amount of core-shell rubber particles in order to obtain a sufficient effect of improving toughness, and as a result, the elastic modulus of the cured epoxy resin decreases, which in turn causes a decrease in the mechanical properties of the fiber-reinforced composite. The problem still remained.

それらを補う手段として、コアシェルゴムと分子量の大きい長鎖エポキシ樹脂を併用する手法も提案されている(特許文献4)。しかしながら、長鎖エポキシ樹脂は組成物の粘度を上昇させる上、貯蔵安定性の悪化を招く、靱性の向上も満足のいくものではなかった。 As a means for compensating for these problems, a method of using a core-shell rubber and a long-chain epoxy resin with a large molecular weight in combination has been proposed (Patent Document 4). However, the long-chain epoxy resin increases the viscosity of the composition, deteriorates storage stability, and improves toughness unsatisfactorily.

最近、より過酷な環境での適用のため、より高温な環境での使用も検討されている。エポキシ樹脂硬化物はガラス転移温度(Tg)の前後で大きく機能性が変化する。ガラス転移点を超えるとゴム領域と呼ばれる状態となり、弾性率の低下等が起こる。そのため一般的にエポキシ樹脂硬化物のTgは取り扱われる環境の温度より高い値が必要となる。 Recently, use in higher temperature environments has also been investigated for application in more severe environments. The functionality of cured epoxy resins varies greatly around the glass transition temperature (Tg). When the glass transition point is exceeded, a state called a rubber region occurs, and a decrease in elastic modulus occurs. Therefore, the Tg of the cured epoxy resin generally needs to be higher than the temperature of the environment in which it is handled.

特公平6-43508号公報Japanese Patent Publication No. 6-43508 特開平5-65391号公報JP-A-5-65391 特開2003-277579号公報JP-A-2003-277579 特許第5293629号Patent No. 5293629

本発明はTgや靭性といった多くの成形物に必要とされる力学特性に優れるエポキシ樹脂組成物を提供するもので、特に繊維強化複合材料に好適なエポキシ樹脂組成物を提供するものである。 The present invention provides an epoxy resin composition that is excellent in mechanical properties such as Tg and toughness required for many molded articles, and is particularly suitable for fiber-reinforced composite materials.

すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、ウレタン変性エポキシ樹脂(B)、ジシアンジアミド(C)、及びコアシェルゴム(D)を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、
ウレタン変性エポキシ樹脂(B)を、(A)~(D)成分の合計100質量部に対し、10重量部以上含み、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定において、ウレタン変性エポキシ樹脂(B)が下記一般式(1)で表される構造をウレタン変性エポキシ樹脂(B)中に15面積%以上含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。

Figure 2022154652000001
G:グリシジル基
R:炭素数6~30の有機基 That is, the present invention provides an epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a urethane-modified epoxy resin (B), dicyandiamide (C), and a core-shell rubber (D) as essential components,
10 parts by weight or more of a urethane-modified epoxy resin (B) with respect to a total of 100 parts by weight of components (A) to (D),
In gel permeation chromatography (GPC) measurement, the urethane-modified epoxy resin (B) is characterized by containing 15 area % or more of the structure represented by the following general formula (1) in the urethane-modified epoxy resin (B). It is an epoxy resin composition.
Figure 2022154652000001
G: glycidyl group R: organic group having 6 to 30 carbon atoms

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、エポキシ樹脂(A)、ウレタン変性エポキシ樹脂(B)、ジシアンジアミド(C)、及びコアシェルゴム(D)を必須成分とする。以下、エポキシ樹脂(A)、ウレタン変性エポキシ樹脂(B)、ジシアンジアミド(C)、コアシェルゴム(D)を、それぞれ(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分ともいう。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present invention comprises epoxy resin (A), urethane-modified epoxy resin (B), dicyandiamide (C), and core-shell rubber (D) as essential components. Hereinafter, epoxy resin (A), urethane-modified epoxy resin (B), dicyandiamide (C), and core-shell rubber (D) are also referred to as component (A), component (B), component (C), and component (D), respectively. .

本発明で使用するエポキシ樹脂(A)の配合量は、(A)~(D)成分の合計100質量部に対し、好ましくは10~90質量部、より好ましくは20~70質量部、さらに好ましくは20~50重量部である。
エポキシ樹脂としては、1分子中に2つのエポキシ基を有するビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂、イソホロンビスフェノール型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂や、これらビスフェノール型エポキシ樹脂のハロゲン、アルキル置換体、水添品、単量体に限らず複数の繰り返し単位を有する高分子量体、アルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテルや、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂や、3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキサンカルボキシレ-ト、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、1-エポキシエチル-3,4-エポキシシクロヘキサン等の脂環式エポキシ樹脂や、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリオキシアルキレンジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ樹脂や、フタル酸ジグリシジルエステルや、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステルや、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステルや、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルジアミノジフェニルスルホン、トリグリシジルアミノフェノール、トリグリシジルアミノクレゾール、テトラグリシジルキシリレンジアミン等のグリシジルアミン類等を用いることができる。これらは1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The amount of the epoxy resin (A) used in the present invention is preferably 10 to 90 parts by mass, more preferably 20 to 70 parts by mass, and even more preferably 100 parts by mass in total of components (A) to (D). is 20 to 50 parts by weight.
Epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol Z type epoxy resin, and isophorone bisphenol type epoxy resin having two epoxy groups in one molecule. Bisphenol-type epoxy resins such as bisphenol-type epoxy resins, halogen, alkyl-substituted products, hydrogenated products of these bisphenol-type epoxy resins, high molecular weight products having multiple repeating units not limited to monomers, glycidyl ethers of alkylene oxide adducts, and phenol Novolak type epoxy resins such as novolak type epoxy resins, cresol novolak type epoxy resins, bisphenol A novolac type epoxy resins, and 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexanecarboxylate- 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 1-epoxyethyl-3,4-epoxycyclohexane and other alicyclic epoxy resins, trimethylolpropane polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl Aliphatic epoxy resins such as ethers and polyoxyalkylene diglycidyl ethers, glycidyl esters such as diglycidyl phthalate, diglycidyl tetrahydrophthalate, and glycidyl dimer, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, tetraglycidyldiaminodiphenyl Glycidylamines such as sulfone, triglycidylaminophenol, triglycidylaminocresol, and tetraglycidylxylylenediamine can be used. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.

ウレタン変性エポキシ樹脂(B)は、下記一般式(1)で表される構造をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定において15面積%以上含む。より好ましくは20面積%以上、さらに好ましくは25面積%以上含む。

Figure 2022154652000002

ここで、Gはグリシジル基を示す。Rは炭素数6~30の有機基、好ましくは炭素数6~18の有機基を示す。 The urethane-modified epoxy resin (B) contains 15 area % or more of the structure represented by the following general formula (1) as measured by gel permeation chromatography (GPC). More preferably 20 area % or more, still more preferably 25 area % or more.
Figure 2022154652000002

Here, G represents a glycidyl group. R represents an organic group having 6 to 30 carbon atoms, preferably an organic group having 6 to 18 carbon atoms.

ウレタン変性エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型(BPA型)エポキシ樹脂及びイソシアネートを必須の反応原料として使用することにより得ることができる。
ウレタン変性エポキシ樹脂を製造するにあたり、BPA型エポキシ樹脂及びイソシアネート以外の原料、例えば各種のポリオール化合物についても、本発明を阻害しない限り、使用することができる。
A urethane-modified epoxy resin can be obtained by using a bisphenol A type (BPA type) epoxy resin and isocyanate as essential reaction raw materials.
In producing the urethane-modified epoxy resin, raw materials other than the BPA-type epoxy resin and isocyanate, such as various polyol compounds, can be used as long as they do not interfere with the present invention.

反応原料としてのビスフェノールA型エポキシ樹脂は、下記構造(b2)で表される二量体(n=1体)をGPC測定において20面積%以上含むことを必須とする。好ましくは30面積%以上、より好ましくは35面積%以上、さらに好ましくは40面積%以上である。
ビスフェノールA単量体(n=0体)は、好ましくは50面積%以下、より好ましくは40面積%以下である。その他の成分、例えばn=0体とn=1体の間の副生物(クロルメチル体、ジオール体、α、β付加体等)、三量体(n=2体)以上の成分の合計量は、好ましくは30面積%以下である。

Figure 2022154652000003

ここで、Gはグリシジル基を示す。
BPA型エポキシ樹脂の成分調整は、蒸留などによってn=0成分を一定量除去することが望ましい。 The bisphenol A type epoxy resin as a reaction raw material must contain 20 area % or more of a dimer (n=1) represented by the following structure (b2) as measured by GPC. It is preferably 30 area % or more, more preferably 35 area % or more, and still more preferably 40 area % or more.
The bisphenol A monomer (n=0) is preferably 50 area % or less, more preferably 40 area % or less. Other components, for example, by-products between n = 0 and n = 1 (chloromethyl, diol, α, β adducts, etc.), trimers (n = 2) or higher components , preferably 30 area % or less.
Figure 2022154652000003

Here, G represents a glycidyl group.
It is desirable to adjust the components of the BPA-type epoxy resin by removing a certain amount of the n=0 component by distillation or the like.

BPA型エポキシ樹脂は、エポキシ当量が、好ましくは180~350g/eqである。水酸基当量が、好ましくは500~3000g/eq、より好ましくは800~2000g/eqである。 The BPA type epoxy resin preferably has an epoxy equivalent weight of 180 to 350 g/eq. The hydroxyl equivalent is preferably 500-3000 g/eq, more preferably 800-2000 g/eq.

反応原料としてのイソシアネートは、下記構造(b1)で表される。

Figure 2022154652000004

ここで、Rは炭素数6~30の有機基、好ましくは6~18の有機基を示す。
イソシアネートとしては、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水素化キシリレンジイソシアネート(HXDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。
これらの内、低分子量で増粘性がなく低価格、安全性などの観点からMDIやTDIが好ましい。これらは1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Isocyanate as a reaction raw material is represented by the following structure (b1).
Figure 2022154652000004

Here, R represents an organic group having 6 to 30 carbon atoms, preferably an organic group having 6 to 18 carbon atoms.
Examples of isocyanates include toluene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated xylylene diisocyanate (HXDI), isophorone diisocyanate (IPDI), naphthalene diisocyanate, and the like. be done.
Among these, MDI and TDI are preferable from the viewpoints of low molecular weight, low viscosity, low cost, and safety. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.

ウレタン変性エポキシ樹脂(B)の量は、(A)~(D)成分の合計100質量部に対し、10重量部以上、より好ましくは20重量部以上である、より低い値ではTgや靭性の向上効果が発現しない。上限としては、好ましくは70質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。
ウレタン変性エポキシ樹脂(B)中の一般式(1)で表される構造の量はGPCにより求めることができ、ウレタン変性エポキシ樹脂(B)中に15面積%以上、より好ましくは20面積%以上である。より低い値ではTgや靭性の向上効果が発現しない。上限値は、好ましくは50面積%以下、より好ましくは40面積%以下である。
The amount of the urethane-modified epoxy resin (B) is 10 parts by weight or more, more preferably 20 parts by weight or more, with respect to a total of 100 parts by weight of components (A) to (D). The improvement effect does not appear. The upper limit is preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less.
The amount of the structure represented by the general formula (1) in the urethane-modified epoxy resin (B) can be determined by GPC, and is 15 area % or more, more preferably 20 area % or more in the urethane-modified epoxy resin (B). is. Lower values do not exhibit the effect of improving Tg and toughness. The upper limit is preferably 50 area % or less, more preferably 40 area % or less.

ウレタン変性エポキシ樹脂(B)は、エポキシ当量が、好ましくは180~350g/eq、より好ましくは200~300g/eqである。 The urethane-modified epoxy resin (B) preferably has an epoxy equivalent of 180 to 350 g/eq, more preferably 200 to 300 g/eq.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、硬化剤としてジシアンジアミド(C)が用いられる。ジシアンジアミドは常温で固体の硬化剤であり、室温ではエポキシ樹脂にほとんど溶解しないが、180℃以上まで加熱すると溶解し、エポキシ基と反応するという特性を有する室温での保存安定性に優れた潜在性硬化剤である。使用する量としてはエポキシ当量に対して0.2~0.8当量(ジシアンジアミド1モルを4当量として計算)の範囲で配合することが好ましい。より好ましくは0.2~0.5当量である。エポキシ当量に対して0.2当量未満では硬化物の架橋密度が低くなり、破壊靱性が低くなりやすくなり、0.8当量を超えると未反応のジシアンジアミドが残り易くなるため、機械物性が悪くなる傾向にある。 Dicyandiamide (C) is used as a curing agent in the epoxy resin composition of the present invention. Dicyandiamide is a curing agent that is solid at room temperature. It is almost insoluble in epoxy resin at room temperature, but when heated to 180°C or higher, it dissolves and reacts with epoxy groups. Hardener. The amount to be used is preferably in the range of 0.2 to 0.8 equivalents (calculated on the assumption that 1 mol of dicyandiamide is 4 equivalents) relative to the epoxy equivalent. More preferably, it is 0.2 to 0.5 equivalents. If it is less than 0.2 equivalents relative to the epoxy equivalent, the crosslink density of the cured product tends to be low and fracture toughness tends to be low. There is a tendency.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、コアシェルゴム(D)を必須成分として含有する。コアシェルゴム(D)は、(A)~(D)成分の合計100質量部に対し、好ましくは10~40重量部、より好ましくは20~30重量部の範囲で配合される。
本発明に適用できるコアシェルゴム(D)としては、周知の方法で製造されたものを使用できる。しかしながら、通常コアシェルポリマーは塊状で取り出されたものを粉砕して粉体として取り扱われており、粉体状コアシェルポリマーを再度エポキシ樹脂中に分散させることが多いが、この方法では、一次粒子の状態で安定に分散させることが難しい。よって、コアシェルポリマーの製造過程から一度も塊状で取り出すことなく、最終的にはエポキシ樹脂中に一次粒子で分散したマスターバッチの状態で取り扱うことができるものが好ましい。例えば、特開2004-315572号公報に記載の方法、すなわち、コアシェルポリマーを乳化重合、分散重合、懸濁重合に代表される水媒体中で重合する方法で重合を行い、コアシェルポリマーが分散した懸濁液を得て、得られた懸濁液に水と部分溶解性を示す有機溶媒、例えば、アセトンやメチルエチルケトンなどのエーテル系溶媒を混合後、水溶性電解質、例えば塩化ナトリウムや塩化カリウムを接触させ、有機溶媒層と水層を相分離させ、水層を分離除去して得られたコアシェルポリマー分散有機溶媒に適宜エポキシ樹脂を混合した後、有機溶媒を蒸発除去する方法などが使用できる。例えば、コアシェルポリマー分散エポキシマスターバッチとしては、株式会社カネカ社から市販されている“カネエース(登録商標)”を好適に使用できる。
The epoxy resin composition of the present invention contains core-shell rubber (D) as an essential component. The core-shell rubber (D) is blended in an amount of preferably 10 to 40 parts by weight, more preferably 20 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of components (A) to (D) in total.
As the core-shell rubber (D) applicable to the present invention, those produced by a well-known method can be used. However, the core-shell polymer is usually taken out in a lump and pulverized and treated as a powder, and the powdery core-shell polymer is often dispersed again in the epoxy resin. It is difficult to disperse stably at Therefore, it is preferable that the core-shell polymer can be handled in the form of a masterbatch in which the primary particles are dispersed in the epoxy resin without being taken out from the manufacturing process of the core-shell polymer. For example, the method described in JP-A-2004-315572, that is, the core-shell polymer is polymerized in an aqueous medium represented by emulsion polymerization, dispersion polymerization, and suspension polymerization, and the core-shell polymer is dispersed in a suspension. A turbid liquid is obtained, and the resulting suspension is mixed with an organic solvent that is partially soluble in water, such as an ether solvent such as acetone or methyl ethyl ketone, and then brought into contact with a water-soluble electrolyte such as sodium chloride or potassium chloride. Alternatively, an organic solvent layer and an aqueous layer may be phase-separated, the core-shell polymer-dispersed organic solvent obtained by separating and removing the aqueous layer may be appropriately mixed with an epoxy resin, and then the organic solvent may be removed by evaporation. For example, as the core-shell polymer-dispersed epoxy masterbatch, "Kane Ace (registered trademark)" commercially available from Kaneka Corporation can be suitably used.

本発明のエポキシ樹脂組成物はさらに硬化促進剤を含むことが出来る。硬化促進剤としては、2,4-ジアミノ-6-[2`-メチルイミダゾリル-(1`)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加塩(2MA-OK)等の結晶性イミダゾール化合物や3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素(DCMU)等の尿素化合物を好適に用いることができる。硬化促進剤の配合量はジシアンジアミド(C)の量100質量部に対し、好ましくは10~100質量部、より好ましくは20~90質量部である。イミダゾール系硬化助剤が10質量部より少ない場合、速硬化性の発現が困難となり、50質量部より多くなると速硬化性に変化はないものの硬化物のTgが低下し、硬化物が脆くなる傾向にある。 The epoxy resin composition of the present invention can further contain a curing accelerator. Curing accelerators include crystalline imidazole compounds such as 2,4-diamino-6-[2`-methylimidazolyl-(1`)]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid addition salt (2MA-OK) and 3- Urea compounds such as (3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (DCMU) can be preferably used. The amount of the curing accelerator is preferably 10 to 100 parts by mass, more preferably 20 to 90 parts by mass, per 100 parts by mass of dicyandiamide (C). When the imidazole-based curing aid is less than 10 parts by mass, it becomes difficult to develop fast curing. It is in.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに他の安定剤、改質剤等を含んでいても良い。保存安定性を向上させるものであれば特に限定されないが、ホウ酸エステル化合物、リン酸、アルキルリン酸エステル、p-トルエンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸メチルなどを配合してもよい。好ましい安定剤としては、B(OR)(但し、Rは水素原子、アルキル基あるいはアリール基を表す。)で表されるトリメチルボレート、トリエチルボレート、トリ―n―プロピルボレート、トリイソプロピルボレート、トリ―n―ブチルボレート、トリス(2-エチルヘキシロキシ)ボラン、トリフェニルボレート、トリメトキシボロキシン等が挙げられる。またホウ酸エステル化合物の市販品としては、例えば「キャダクトL-07N」(四国化成工業株式会社)などが挙げられる。アルキルリン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリブチル等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。保存安定剤は単独でも複数を混合しても良い、保存安定性を考慮するとトリ―n―ブチルボレートが好ましい。安定剤の配合量は、樹脂組成物全体を100質量部に対して0.005~10質量部であり、好ましくは0.05~3質量部である。0.005質量部未満の添加量では貯蔵時の安定性を確保することができず、また10質量部を越えると硬化反応を阻害する効果のほうが大きくなってしまい、硬化不良を誘発するので好ましくない。 The epoxy resin composition of the present invention may further contain other stabilizers, modifiers and the like. Although it is not particularly limited as long as it improves storage stability, a borate ester compound, phosphoric acid, alkyl phosphate, p-toluenesulfonic acid, methyl p-toluenesulfonate, and the like may be blended. Preferred stabilizers include trimethylborate, triethylborate, tri -n-propylborate, triisopropylborate, tri- -n-butylborate, tris(2-ethylhexyloxy)borane, triphenylborate, trimethoxyboroxine and the like. Commercially available boric acid ester compounds include, for example, "Cadact L-07N" (Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). As the alkyl phosphate, trimethyl phosphate, tributyl phosphate and the like can be used, but the alkyl phosphate is not limited to these. The storage stabilizer may be used singly or in combination, and tri-n-butylborate is preferred in consideration of storage stability. The blending amount of the stabilizer is 0.005 to 10 parts by mass, preferably 0.05 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the entire resin composition. If the addition amount is less than 0.005 parts by mass, the stability during storage cannot be ensured. do not have.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、添加剤として表面平滑性を向上させる目的で消泡剤、レベリング剤を添加することが可能である。これら添加剤は樹脂組成物全体を100質量部に対して0.01~3質量部、好ましくは0.01~1質量部を配合することができる。配合量が0.01質量部未満では表面を平滑にする効果が表れず、3質量部をこえると添加剤が表面にブリードアウトを起こしてしまい、逆に平滑性を損なう要因となるため好ましくない。 An antifoaming agent and a leveling agent can be added to the epoxy resin composition of the present invention as additives for the purpose of improving surface smoothness. These additives can be blended in an amount of 0.01 to 3 parts by mass, preferably 0.01 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of the entire resin composition. When the amount is less than 0.01 part by mass, the effect of smoothing the surface is not exhibited, and when the amount exceeds 3 parts by mass, the additive bleeds out on the surface, which adversely impairs the smoothness, which is not preferable. .

本発明のエポキシ樹脂組成物には、他の硬化性樹脂を配合することもできる。このような硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、硬化性アクリル樹脂、硬化性アミノ樹脂、硬化性メラミン樹脂、硬化性ウレア樹脂、硬化性シアネートエステル樹脂、硬化性ウレタン樹脂、硬化性オキセタン樹脂、硬化性エポキシ/オキセタン複合樹脂等が挙げられるがこれらに限定されない。 The epoxy resin composition of the present invention can also contain other curable resins. Examples of such curable resins include unsaturated polyester resins, curable acrylic resins, curable amino resins, curable melamine resins, curable urea resins, curable cyanate ester resins, curable urethane resins, curable oxetane resins, Examples include, but are not limited to, curable epoxy/oxetane composite resins.

本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる強化繊維としては、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ボロン繊維等から選ばれるが、強度に優れた繊維強化複合材料を得るためには炭素繊維を使用するのが好ましい。 The reinforcing fiber used in the epoxy resin composition of the present invention is selected from glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, boron fiber, etc. Carbon fiber is used to obtain a fiber-reinforced composite material having excellent strength. is preferred.

本発明のエポキシ樹脂組成物と強化繊維より構成された成形体において、強化繊維の体積含有率は、好ましくは30~75%、より好ましくは45~75%であり、この範囲であると空隙が少なく、かつ強化繊維の体積含有率が高い成形体が得られるため、優れた強度の成形材料が得られる。 In the molded article composed of the epoxy resin composition of the present invention and reinforcing fibers, the volume content of the reinforcing fibers is preferably 30 to 75%, more preferably 45 to 75%. Since a molded article having a small amount of reinforcing fibers and a high volume content of reinforcing fibers can be obtained, a molding material having excellent strength can be obtained.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、80~180℃、好ましくは135℃以上の温度の任意温度で、0.5~10時間の範囲の任意時間で加熱することで架橋反応を進行させて硬化物を得ることができる。加熱条件は1段階でも良く、複数の加熱条件を組み合わせた多段階条件でも良い。特に燃料電池に使用されるような水素ガスなどを充填する高圧力容器を想定した場合は、80~150℃の温度の範囲の任意温度で、0.5~5時間の範囲の任意時間で加熱硬化することにより、所望する硬化物の物性を得ることができる。 The epoxy resin composition of the present invention is cured by heating at an arbitrary temperature of 80 to 180° C., preferably 135° C. or higher, for an arbitrary time in the range of 0.5 to 10 hours to promote a cross-linking reaction. can be obtained. The heating condition may be one step, or may be a multi-step condition combining a plurality of heating conditions. In particular, assuming a high-pressure container filled with hydrogen gas such as that used in fuel cells, it is heated at an arbitrary temperature in the range of 80 to 150 ° C. for an arbitrary time in the range of 0.5 to 5 hours. By curing, desired physical properties of the cured product can be obtained.

エポキシ樹脂組成物は、様々な公知の方法で調製することができる。例えば、各成分をニーダーにて混練する方法がある。また、二軸の押出機を用いて混練してもよい。ジシアンジアミド(C)は、固形状態のまま各成分中に分散されるが、一度に全ての成分を混練した場合、ジシアンジアミドが凝集して分散不良となる場合がある。分散不良のエポキシ樹脂組成物は、硬化物中に物性ムラが生じたり、硬化不良を生じたりするため好ましくない。よって、ジシアンジアミドはエポキシ樹脂の一部を使用し、三本ロールにて予備混練を行い、マスターバッチとして使用することが好ましい。 Epoxy resin compositions can be prepared by a variety of known methods. For example, there is a method of kneading each component with a kneader. Moreover, you may knead using a twin-screw extruder. Dicyandiamide (C) is dispersed in each component in a solid state, but when all the components are kneaded at once, dicyandiamide may aggregate and become poorly dispersed. An epoxy resin composition with poor dispersion is not preferable because it causes unevenness in physical properties in the cured product and poor curing. Therefore, it is preferable to use dicyandiamide as a masterbatch by using a part of the epoxy resin and pre-kneading the mixture with a triple roll.

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。各実施例の樹脂組成物を得るために、下記の樹脂原料を用いた。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In order to obtain the resin composition of each example, the following resin raw materials were used.

(A)エポキシ樹脂
・液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂:YD-128(新日鉄住金化学株式会社製)
(エポキシ当量184~194g/eq)
・液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂:YDF-170(新日鉄住金化学株式会社製)
(エポキシ当量160~180g/eq)
(B)ウレタン変性エポキシ樹脂
・開発品1:汎用ビスフェノールA型エポキシ樹脂からn=0成分を蒸留により一定量取り除いたもの(エポキシ当量262g/eq、水酸基当量915g/eq、n=0成分:30面積%、n=1成分:50面積%、その他:20面積%)
・開発品2:汎用ビスフェノールF型エポキシ樹脂からn=0成分を蒸留により一定量取り除いたもの(エポキシ当量192g/eq、水酸基当量1500g/eq、n=0成分:40面積%、n=1成分:40面積%、その他:20面積%)
・MDI:ジフェニルメタンジイソシアネート(東京化成製)
・TDI:トルエンジイソシアネート(東京化成製)
(C)ジシアンジアミド
・DICYANEX1400F:ジシアンジアミド:(AIRPRODUCT社製)
(D)コアシェルゴム
・MX-154:エポキシマスターバッチ(株式会社カネカ製)
(コアシェルゴム配合量40wt%、BPA型エポキシ樹脂配合量60wt%)
・2MAOK:イミダゾール系硬化助剤(四国化成工業製)
・DCMU: 3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素(東京化成製)
(A) Epoxy resin/liquid bisphenol A type epoxy resin: YD-128 (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
(Epoxy equivalent 184 to 194 g / eq)
・ Liquid bisphenol F type epoxy resin: YDF-170 (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
(Epoxy equivalent 160-180g/eq)
(B) Urethane-modified epoxy resin/Developed product 1: General-purpose bisphenol A type epoxy resin from which a certain amount of n=0 component was removed by distillation (epoxy equivalent 262 g/eq, hydroxyl equivalent 915 g/eq, n=0 component: 30 area %, n = 1 component: 50 area %, other: 20 area %)
・ Developed product 2: General-purpose bisphenol F type epoxy resin with a certain amount of n = 0 component removed by distillation (epoxy equivalent 192 g / eq, hydroxyl equivalent 1500 g / eq, n = 0 component: 40 area%, n = 1 component : 40 area%, others: 20 area%)
・ MDI: diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Tokyo Kasei)
・TDI: toluene diisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
(C) Dicyandiamide DICYANEX1400F: Dicyandiamide: (manufactured by AIRPRODUCT)
(D) Core shell rubber MX-154: epoxy masterbatch (manufactured by Kaneka Corporation)
(40 wt% core-shell rubber content, 60 wt% BPA type epoxy resin content)
・ 2MAOK: imidazole-based curing aid (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.)
・DCMU: 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (manufactured by Tokyo Kasei)

測定方法を以下に示す。
(エポキシ樹脂中における一般式(1)の比率)
GPCを用いて分子量分布を測定し、ピークの面積%から求めた。具体的には、本体(東ソー株式会社製、HLC-8220GPC)にカラム(東ソー株式会社製、TSKgelG4000HXL、TSKgelG3000HXL、TSKgelG2000HXL)を直列に備えたものを使用し、カラム温度は40℃にした。また、溶離液にはテトラヒドロフランを用い、1mL/minの流速とし、検出器はRI(示差屈折計)検出器を用いた。
(水酸基当量)
ジメチルホルムアミド25mlを200mlガラス栓付三角フラスコにとり、水酸基11mg/当量以下を含む試料を精秤して加え溶解させる。1mol/L-フェニルイソシアネートトルエン溶液20mlとジブチルスズマレート触媒溶液1mlとをそれぞれピペットで加え、よく振り混ぜて混合し、密栓して30~60分間反応させる。反応終了後2mol/L-ジブチルアミントルエン溶液20mlを加えよく振り混ぜて混合し、15分間放置して過剰のフェニルイソシアネートと反応させる。次に、メチルセロソルブ30mlとブロムクレゾールグリーン指示薬0.5mlとを加え、過剰のアミンを標定済の過塩素酸メチルセロソルブ溶液で滴定する。指示薬は青から緑さらに黄色へと変化するので、黄色になった最初の点を終点とし、以下の式i、式iiを用いて水酸基当量を求めた。
水酸基当量 (g/eq)=(1000×W)/C(S-B)・・・(i)
C:過塩素酸メチルセロソルブ溶液の濃度 mol/L
W:試料量 (g)
S:過塩素酸メチルセロソルブ溶液の滴定量 (ml)
B:滴定の際のブランクテストに要した過塩素酸メチルセロソルブ溶液の滴定量 (ml)
C=(1000×W)/{121×(s-b)}・・・(ii)
w:標定のために秤取したトリス-(ハイドロキシメチル)-アミノメタンの採取量 (g)
s:トリス-(ハイドロキシメチル)-アミノメタンの滴定に要した過塩素酸メチルセロソルブ溶液の滴定量 (ml)
b:標定の際のブランクテストに要した過塩素酸メチルセロソルブ溶液の滴定量 (ml)
(エポキシ当量)
JIS K 7236規格に準拠して測定した。具体的には、電位差滴定装置を用い、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、臭素化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液を加え、0.1mol/L過塩素酸-酢酸溶液を用いた。
(ガラス転移温度:Tg)
示差走査熱量測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 EXSTAR6000 DSC6200)にて10℃/分の昇温条件で測定を行った時のDSC外挿値の温度で表した。
(破壊靭性(K1c))
ASTM E399に準じた。具体的には、幅10mm、厚み4mm、長さ50mmの試験片を作成し、室温23℃下、クロスヘッドスピード0.5 mm/分で測定した。
(引張弾性率、引張強度、引張りひずみ)
JIS K7161に準じた。具体的には、万能材料試験機(島津サイエンス株式会社製 オートグラフAGS-H)を使用した。室温にて、掴み部を含めた全長215mm、幅10mm、厚み4mmの寸法のダンベル試験片を、チャック間114mm、速度50mm/min.で引張試験し、得られた応力-歪線図から引張強度、引張弾性率、引張ひずみを求めた。
The measurement method is shown below.
(Ratio of general formula (1) in epoxy resin)
The molecular weight distribution was measured using GPC and determined from the peak area %. Specifically, a column (TSKgelG4000HXL, TSKgelG3000HXL, TSKgelG2000HXL manufactured by Tosoh Corporation) in series with a main body (HLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation) was used, and the column temperature was set to 40°C. Tetrahydrofuran was used as an eluent at a flow rate of 1 mL/min, and an RI (differential refractometer) detector was used.
(hydroxyl equivalent)
25 ml of dimethylformamide is placed in a 200 ml Erlenmeyer flask with a glass stopper, and a sample containing 11 mg/equivalent or less of hydroxyl groups is accurately weighed and dissolved. Add 20 ml of the 1 mol/L-phenylisocyanate toluene solution and 1 ml of the dibutyltinmalate catalyst solution with a pipette, shake well to mix, seal tightly, and react for 30 to 60 minutes. After completion of the reaction, 20 ml of a 2 mol/L-dibutylamine toluene solution is added, mixed well by shaking, and allowed to stand for 15 minutes to react with excess phenyl isocyanate. Then 30 ml of methyl cellosolve and 0.5 ml of bromcresol green indicator are added and the excess amine is titrated with a standardized methyl perchlorate solution of cellosolve. Since the indicator changes from blue to green to yellow, the point at which it first turned yellow was taken as the end point, and the hydroxyl group equivalent was determined using the following formulas i and ii.
Hydroxyl equivalent (g / eq) = (1000 × W) / C (SB) (i)
C: Concentration of methyl perchlorate cellosolve solution mol/L
W: sample amount (g)
S: Titration volume of methyl perchlorate cellosolve solution (ml)
B: Titration volume of methyl perchlorate cellosolve solution required for blank test during titration (ml)
C=(1000×W)/{121×(s−b)} (ii)
w: Amount of tris-(hydroxymethyl)-aminomethane sampled for standardization (g)
s: Titration volume of methyl perchlorate cellosolve solution required for titration of tris-(hydroxymethyl)-aminomethane (ml)
b: Titration volume of methyl perchlorate cellosolve solution required for blank test during standardization (ml)
(epoxy equivalent)
Measured according to JIS K 7236 standard. Specifically, a potentiometric titrator was used, tetrahydrofuran was used as a solvent, a tetraethylammonium bromide acetic acid solution was added, and a 0.1 mol/L perchloric acid-acetic acid solution was used.
(Glass transition temperature: Tg)
It was expressed as the temperature of the DSC extrapolated value when the measurement was performed with a differential scanning calorimeter (EXSTAR6000 DSC6200 manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.) under the temperature rising condition of 10°C/min.
(Fracture toughness (K1c))
Conforms to ASTM E399. Specifically, a test piece having a width of 10 mm, a thickness of 4 mm and a length of 50 mm was prepared and measured at a room temperature of 23° C. and a crosshead speed of 0.5 mm/min.
(tensile modulus, tensile strength, tensile strain)
Complies with JIS K7161. Specifically, a universal material testing machine (Autograph AGS-H manufactured by Shimadzu Science Co., Ltd.) was used. At room temperature, a dumbbell test piece having dimensions of 215 mm in total length including the gripping portion, 10 mm in width, and 4 mm in thickness was held at a chuck distance of 114 mm and a speed of 50 mm/min. Tensile strength, tensile modulus and tensile strain were obtained from the obtained stress-strain diagram.

(ウレタン変性エポキシ樹脂の合成)
合成例1
エポキシ樹脂(b1)として開発品1を300g窒素導入管、攪拌機、温度調節機を備えた500ml四つ口セパラブルフラスコに仕込み、室温で15分間攪拌した。次に、ポリイソシアネート(b2)としてトルエンジイソシアネートを29g仕込み、120 ℃で2時間反応させて、樹脂1(B)を得た。反応が完結していることは、IR測定によりNCO基の吸収スペクトルが消失したことで確認した。エポキシ当量は283g/eq、GPCより得られた下記構造の比率は25面積%だった。

Figure 2022154652000005

合成例2
エポキシ樹脂(b1)として開発品2を300g、ポリイソシアネート(b2)としてトルエンジイソシアネートを17g仕込んだ以外は合成例1と同じ手順で反応を行い、樹脂2(B)を得た。反応が完結していることは、IR測定によりNCO基の吸収スペクトルが消失したことで確認した。エポキシ当量は204g/eq、GPCより得られた下記構造の比率は20面積%だった。
Figure 2022154652000006

合成例3
ポリイソシアネート(b2)としてジフェニルメタンジイソシアネートを41g仕込んだ以外は合成例1と同じ手順で反応を行い、樹脂3(B)を得た。反応が完結していることは、IR測定によりNCO基の吸収スペクトルが消失したことで確認した。エポキシ当量は295g/eq、GPCより得られた下記構造の比率は35面積%だった。
Figure 2022154652000007

Figure 2022154652000008
(Synthesis of urethane-modified epoxy resin)
Synthesis example 1
As the epoxy resin (b1), 300 g of developed product 1 was charged into a 500 ml four-necked separable flask equipped with a nitrogen inlet tube, a stirrer and a temperature controller, and stirred at room temperature for 15 minutes. Next, 29 g of toluene diisocyanate was charged as polyisocyanate (b2) and reacted at 120° C. for 2 hours to obtain Resin 1 (B). Completion of the reaction was confirmed by the disappearance of the NCO group absorption spectrum by IR measurement. The epoxy equivalent was 283 g/eq, and the ratio of the following structure obtained by GPC was 25 area %.
Figure 2022154652000005

Synthesis example 2
A reaction was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 300 g of developed product 2 as epoxy resin (b1) and 17 g of toluenediisocyanate as polyisocyanate (b2) were charged to obtain resin 2 (B). Completion of the reaction was confirmed by the disappearance of the NCO group absorption spectrum by IR measurement. The epoxy equivalent was 204 g/eq, and the ratio of the following structure obtained by GPC was 20 area %.
Figure 2022154652000006

Synthesis example 3
A reaction was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 41 g of diphenylmethane diisocyanate was charged as polyisocyanate (b2) to obtain Resin 3 (B). Completion of the reaction was confirmed by the disappearance of the NCO group absorption spectrum by IR measurement. The epoxy equivalent was 295 g/eq, and the ratio of the following structure obtained by GPC was 35 area %.
Figure 2022154652000007

Figure 2022154652000008

実施例1
(1)エポキシ樹脂組成物の調製
YD-128(A)/樹脂1(B)/DICYANEX1400F(C)/MX-154(D)及び2MAOKを、それぞれ、45.6/25/4.4/25/3の配合(重量部)で加え、THINKY PLANETARY VACUUM MIXER(株式会社シンキー社製)を用いて2000rpm、4.0mmhgの条件下で6分混練して、エポキシ樹脂組成物を調製した。(B)ジシアンジアミドは、エポキシ樹脂(A)の一部と予備混練したものを使用し、(D)コアシェルゴムもコアシェルポリマーの製造過程でBPA型液状エポキシ樹脂中に分散したマスターバッチを使用した。
実施例2~6、比較例1~9
表1に記載の配合組成に従い、実施例1と同じ手順でエポキシ樹脂組成物を調製した。
Example 1
(1) Preparation of epoxy resin composition YD-128 (A) / resin 1 (B) / DICYANEX1400F (C) / MX-154 (D) and 2MAOK, respectively, 45.6/25/4.4/25 /3 (parts by weight) and kneaded for 6 minutes at 2000 rpm and 4.0 mmhg using THINKY PLANETARY VACUUM MIXER (manufactured by THINKY Co., Ltd.) to prepare an epoxy resin composition. Dicyandiamide (B) was pre-kneaded with a part of the epoxy resin (A), and core-shell rubber (D) was a masterbatch dispersed in the BPA-type liquid epoxy resin during the core-shell polymer manufacturing process.
Examples 2-6, Comparative Examples 1-9
An epoxy resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 according to the composition shown in Table 1.

(2)試験片の作製
上記(1)で調整したエポキシ樹脂組成物を、80℃の温度に加熱して、あらかじめ加温した金型に注型し、オーブンで所定の温度まで昇温後、厚さ4mmのエポキシ樹脂硬化物の板を作製した。次に、得られたエポキシ樹脂硬化物の板を切り出して試験分析に使用した。結果を合わせて表1に示す。

Figure 2022154652000009
(2) Preparation of test piece The epoxy resin composition prepared in (1) above is heated to a temperature of 80°C, poured into a preheated mold, heated to a predetermined temperature in an oven, and then A plate of cured epoxy resin having a thickness of 4 mm was produced. Next, a plate of the obtained cured epoxy resin was cut out and used for test analysis. The results are shown in Table 1 together.
Figure 2022154652000009

Claims (4)

エポキシ樹脂(A)、ウレタン変性エポキシ樹脂(B)、ジシアンジアミド(C)、及びコアシェルゴム(D)を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、
ウレタン変性エポキシ樹脂(B)を、(A)~(D)成分の合計100質量部に対し、10重量部以上含み、かつ該ウレタン変性エポキシ樹脂(B)は、下記一般式(1)で表される構造をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定において15面積%以上含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
Figure 2022154652000010

(但し、Gはグリシジル基を示す。Rは炭素数6~30の有機基を示す。)
An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a urethane-modified epoxy resin (B), dicyandiamide (C), and a core-shell rubber (D) as essential components,
The urethane-modified epoxy resin (B) contains 10 parts by weight or more based on the total of 100 parts by weight of components (A) to (D), and the urethane-modified epoxy resin (B) is represented by the following general formula (1). An epoxy resin composition comprising 15 area % or more of the structure obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement.
Figure 2022154652000010

(However, G represents a glycidyl group. R represents an organic group having 6 to 30 carbon atoms.)
ウレタン変性エポキシ樹脂(B)がBPA型エポキシ樹脂及び下記イソシアネート(b1)を必須の反応原料とし、GPC測定において、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が下記構造(b2)を20面積%以上含むことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2022154652000011

(但し、Gはグリシジル基を示す。Rは炭素数6~30の有機基を示す。)
The urethane-modified epoxy resin (B) uses a BPA type epoxy resin and the following isocyanate (b1) as essential reaction raw materials, and the bisphenol A type epoxy resin contains 20 area % or more of the following structure (b2) in GPC measurement. The epoxy resin composition according to claim 1.
Figure 2022154652000011

(However, G represents a glycidyl group. R represents an organic group having 6 to 30 carbon atoms.)
請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物に、強化繊維を配合してなることを特徴とする繊維強化複合材料。 A fiber-reinforced composite material comprising the epoxy resin composition according to claim 1 and reinforcing fibers blended therein. 強化繊維の体積含有率が30~75%である請求項3に記載の繊維強化複合材料。
The fiber-reinforced composite material according to claim 3, wherein the volume content of the reinforcing fibers is 30-75%.
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