JP2022179390A - Epoxy resin composition, curable composition, cured product, prepreg and composite material - Google Patents

Epoxy resin composition, curable composition, cured product, prepreg and composite material Download PDF

Info

Publication number
JP2022179390A
JP2022179390A JP2022079626A JP2022079626A JP2022179390A JP 2022179390 A JP2022179390 A JP 2022179390A JP 2022079626 A JP2022079626 A JP 2022079626A JP 2022079626 A JP2022079626 A JP 2022079626A JP 2022179390 A JP2022179390 A JP 2022179390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
carbon atoms
general formula
curable composition
group
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
JP2022079626A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
裕文 井上
Hirofumi Inoue
卓也 細木
Takuya Hosoki
広和 熊木
Hirokazu Kumaki
浩明 吉田
Hiroaki Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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 Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Publication of JP2022179390A publication Critical patent/JP2022179390A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Epoxy Resins (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

To provide an epoxy resin composition which imparts excellent impact strength resistance to a cured product.SOLUTION: An epoxy resin composition contains a component (A) which contains a bisphenol type epoxy resin represented by general formula (1) and has an epoxy equivalent in a range of 180-700, and a bisphenol type epoxy resin (B) which has an epoxy equivalent in a range of 200-560 and is represented by general formula (3), wherein a ratio (Wa)/(Wb) of a weight Wa of the component (A) to a weight Wb of the biphenol type epoxy resin (B) is 72/28 to 85/15.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、硬化性組成物、硬化物、プリプレグ及び複合材料に関する。 The present invention relates to epoxy resin compositions, curable compositions, cured products, prepregs and composite materials.

エポキシ樹脂は作業性及びその硬化物の優れた電気特性、耐熱性、接着性、耐湿性(耐水性)等により電気・電子部品及び構造用材料等の分野で幅広く用いられている(例えば特許文献1を参照)。 Epoxy resins are widely used in fields such as electrical and electronic parts and structural materials due to workability and excellent electrical properties, heat resistance, adhesiveness, moisture resistance (water resistance) of cured products thereof (e.g., patent documents 1).

特許第5348740号公報Japanese Patent No. 5348740

エポキシ樹脂及びその硬化物は上述のような優れた特性を有することから、近年、自動車、ドローン及び介護用ロボットの部品の材料として用いることが検討されている。これらの用途においては、衝撃を受ける環境での使用が想定されるため、より高い耐衝撃強度が求められる。
本発明は、その硬化物に優れた耐衝撃強度を付与するエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
Epoxy resins and cured products thereof have excellent properties as described above, and thus their use as materials for parts of automobiles, drones, and care robots has been studied in recent years. Since these applications are expected to be used in an impact environment, higher impact strength is required.
An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition that imparts excellent impact strength to its cured product.

本発明者は、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂を含み、エポキシ当量が180~700の範囲である成分(A)と、エポキシ当量が200~560の範囲である下記一般式(3)で表されるビフェノール型エポキシ樹脂(B)と、を含有し、ビフェノール型エポキシ樹脂(B)の重量Wbに対する前記成分(A)の重量Waの比(Wa)/(Wb)が72/28~85/15であるエポキシ樹脂組成物、前記エポキシ樹脂組成物と、硬化剤及び/又は硬化促進剤とを含有する硬化性組成物;前記硬化性組成物を硬化させてなる硬化物;前記硬化性組成物と、強化繊維とを含むプリプレグ;前記プリプレグを硬化させてなる複合材料である。
The present inventor has arrived at the present invention as a result of conducting studies to achieve the above object.
That is, the present invention comprises a bisphenol type epoxy resin represented by the following general formula (1), a component (A) having an epoxy equivalent in the range of 180 to 700, and the following having an epoxy equivalent in the range of 200 to 560. and a biphenol-type epoxy resin (B) represented by the general formula (3), wherein the ratio (Wa)/(Wb) of the weight Wa of the component (A) to the weight Wb of the biphenol-type epoxy resin (B) is 72/28 to 85/15, a curable composition containing the epoxy resin composition, a curing agent and / or a curing accelerator; curing obtained by curing the curable composition A prepreg containing the curable composition and reinforcing fibers; A composite material obtained by curing the prepreg.

Figure 2022179390000001
Figure 2022179390000001

式(1)中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、Rは下記一般式(2-1)~(2-7)のいずれかで表される構造部位であり、nは下記一般式(2A)で表される基の付加モル数であり、0.1以上の数である。 In formula (1), R 1 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is represented by the following general formulas (2-1) to ( 2-7), and n is the number of added moles of the group represented by the following general formula (2A), which is 0.1 or more.

Figure 2022179390000002
Figure 2022179390000002

式(2-2)中、Rはそれぞれ独立に炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基のいずれかである。 In formula (2-2), each R 3 is independently either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.

Figure 2022179390000003
Figure 2022179390000003

式(2A)中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、Rは上記一般式(2-1)~(2-7)のいずれかで表される構造部位である。 In formula (2A), each R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is represented by general formulas (2-1) to ( 2-7).

Figure 2022179390000004
Figure 2022179390000004

式(3)中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、Rは炭素原子数2~6のアルキレン基であり、mはROまたはORの付加モル数を表し、それぞれ独立に1以上の数である。 In formula (3), R 4 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. and m represents the number of added moles of R 5 O or OR 5 and is independently 1 or more.

本発明によれば、その硬化物に優れた耐衝撃強度を付与するエポキシ樹脂組成物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the epoxy resin composition which gives the hardened|cured material excellent impact strength can be provided.

<エポキシ樹脂組成物>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、下記一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂を含みエポキシ当量が180~700の範囲である成分(A)と、エポキシ当量が200~560の範囲である一般式(3)で表されるビフェノール型エポキシ樹脂(B)と、を含有する。
前記成分(A)に含まれるビスフェノール型エポキシ樹脂は下記一般式(1)で表される。以下において「一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂を含みエポキシ当量が180~700の範囲である成分(A)」を、「(A)成分」ともいう。
<Epoxy resin composition>
The epoxy resin composition of the present invention comprises a component (A) containing a bisphenol type epoxy resin represented by the following general formula (1) and having an epoxy equivalent in the range of 180 to 700, and an epoxy equivalent in the range of 200 to 560. and a biphenol-type epoxy resin (B) represented by a certain general formula (3).
The bisphenol type epoxy resin contained in the component (A) is represented by the following general formula (1). Hereinafter, "component (A) containing a bisphenol type epoxy resin represented by general formula (1) and having an epoxy equivalent in the range of 180 to 700" is also referred to as "(A) component".

Figure 2022179390000005
Figure 2022179390000005

一般式(1)中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基である。炭素原子数1~4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、直鎖または分岐のプロピル基及び直鎖または分岐のブチル基が挙げられる。炭素原子数1~4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、直鎖または分岐のプロポキシ基及び直鎖または分岐のブトキシ基が挙げられる。Rは水素原子であることが好ましい。 In general formula (1), each R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, linear or branched propyl group and linear or branched butyl group. The alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms includes methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group and linear or branched butoxy group. R 1 is preferably a hydrogen atom.

は下記一般式(2-1)~(2-7)のいずれかで表される構造部位である。一般式(2-2)中の、Rはそれぞれ独立に炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基のいずれかである。炭素原子数1~4のアルキル基及び炭素原子数1~4のアルコキシ基としてはRで例示したものと同じ基が挙げられる。
は好ましくは一般式(2-2)で表される構造部位であり、より好ましくは一般式(2-2)中のRがメチル基である構造部位である。
R 2 is a structural moiety represented by any one of the following general formulas (2-1) to (2-7). In general formula (2-2), each R 3 is independently either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms include the same groups as those exemplified for R 1 .
R 2 is preferably a structural moiety represented by general formula (2-2), more preferably a structural moiety wherein R 3 in general formula (2-2) is a methyl group.

Figure 2022179390000006
Figure 2022179390000006

一般式(1)中のnは0.1以上の数である。nは、下記一般式(2A)で表される基のモル数であり、0.1以上の数である。nは一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂1分子当たりの、一般式(2A)で表される基のモル数であり、小数の場合がある。一般式(2A)で表される基は、一般式(1)中の括弧内の基である。nは好ましくは0.1~10.0であり、より好ましくは0.1~6.0である。nが小数の場合の一例について説明する。例えば、(A)成分が、一般式(1)中の一般式(2A)で表される基の数が1の化合物と、一般式(1)中の一般式(2A)で表される基の数が0の化合物とを、1:9(モル比)で含む態様の場合、一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂1分子あたりの、一般式(2A)で表される基の数は0.1である。
上記の場合のnを算出する式は下記の通りである。
n=(1×1+0×9)/(1+9)
n in the general formula (1) is a number of 0.1 or more. n is the number of moles of groups represented by the following general formula (2A), and is a number of 0.1 or more. n is the number of moles of the group represented by the general formula (2A) per molecule of the bisphenol type epoxy resin represented by the general formula (1), and may be a decimal number. The group represented by general formula (2A) is the group in parentheses in general formula (1). n is preferably 0.1 to 10.0, more preferably 0.1 to 6.0. An example when n is a decimal will be described. For example, the component (A) is a compound in which the number of groups represented by the general formula (2A) in the general formula (1) is 1, and a group represented by the general formula (2A) in the general formula (1) and a compound having a number of 0 at a ratio of 1:9 (molar ratio), a group represented by the general formula (2A) per molecule of the bisphenol-type epoxy resin represented by the general formula (1) is 0.1.
The formula for calculating n in the above case is as follows.
n=(1×1+0×9)/(1+9)

Figure 2022179390000007
Figure 2022179390000007

一般式(2A)中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、Rは上記一般式(2-1)~(2-7)のいずれかで表される構造部位である。式(2A)中の、R及びRはそれぞれ一般式(1)中のR及びRと同じである。 In general formula (2A), R 1 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is the general formula (2-1) to It is a structural site represented by any one of (2-7). R 1 and R 2 in formula (2A) are the same as R 1 and R 2 in general formula (1), respectively.

一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂を含む成分(A)のエポキシ当量は180~700である。前記成分(A)のエポキシ当量が前記の範囲内であることにより、エポキシ樹脂組成物を含む硬化性組成物の硬化物において優れた耐衝撃性を発現できる。前記エポキシ当量が180未満の場合及び700超の場合は前記硬化物の耐衝撃性が不充分となることがある。前記成分(A)のエポキシ当量は好ましくは200~700であり、より好ましくは、250~600である。 The epoxy equivalent of the component (A) containing the bisphenol type epoxy resin represented by the general formula (1) is 180-700. When the epoxy equivalent of the component (A) is within the above range, excellent impact resistance can be exhibited in the cured product of the curable composition containing the epoxy resin composition. If the epoxy equivalent is less than 180 or more than 700, the impact resistance of the cured product may be insufficient. The epoxy equivalent of component (A) is preferably 200-700, more preferably 250-600.

本発明において、エポキシ樹脂のエポキシ当量とは、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量のことをいい、JISK 7236に規定する方法により測定することができる。
二種以上のエポキシ樹脂を用いる場合、二種以上のエポキシ樹脂を含む混合物のエポキシ当量は、以下のようにして算出できる。
例えばエポキシ当量がEE1のエポキシ樹脂1をW1g、及びエポキシ当量がEE2のエポキシ樹脂2をW2g用いる場合、エポキシ樹脂1とエポキシ樹脂2の混合物のエポキシ当量EEmは、下記式(X)により算出できる。
EEm=(W1+W2)/{(W1/EE1)+(W2/EE2)} (X)
In the present invention, the epoxy equivalent of an epoxy resin refers to the mass of a resin containing one equivalent of an epoxy group, and can be measured by the method specified in JISK7236.
When using two or more epoxy resins, the epoxy equivalent of a mixture containing two or more epoxy resins can be calculated as follows.
For example, when W1 g of epoxy resin 1 having an epoxy equivalent of EE1 and W2 g of epoxy resin 2 having an epoxy equivalent of EE2 are used, the epoxy equivalent EEm of the mixture of epoxy resin 1 and epoxy resin 2 can be calculated by the following formula (X).
EEm=(W1+W2)/{(W1/EE1)+(W2/EE2)} (X)

本発明においては、前記成分(A)として、一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂を一種単独で用いてもよいし二種以上を用いてもよい。前記成分(A)としてビスフェノール型エポキシ樹脂を二種以上用いる場合、二種以上のビスフェノール型エポキシ樹脂の混合物のエポキシ当量が180~700の範囲であればよく、前記混合物はエポキシ当量が前記の範囲外であるビスフェノール型エポキシ樹脂を含んでいてもよい。前記成分(A)としては、二種以上のビスフェノール型エポキシ樹脂からなるものが好ましい。 In the present invention, the bisphenol type epoxy resin represented by the general formula (1) may be used singly or in combination of two or more as the component (A). When two or more bisphenol-type epoxy resins are used as the component (A), the epoxy equivalent of the mixture of the two or more bisphenol-type epoxy resins may be in the range of 180 to 700, and the epoxy equivalent of the mixture is in the above range. It may also contain a bisphenol-type epoxy resin. The component (A) is preferably composed of two or more bisphenol type epoxy resins.

前記成分(A)に含まれるビスフェノール型エポキシ樹脂は、各種のビスフェノール化合物及び、エピハロヒドリン等を用いて製造することができる。具体的な製造方法としては、例えば、ビスフェノール化合物とエピハロヒドリンとを反応させて得られるジグリシジルエーテル化合物を、更にビスフェノール化合物と反応させる方法(方法1)、及びビスフェノール化合物とエピハロヒドリンとを反応させて直接目的物であるエポキシ樹脂を得る方法(方法2)等が挙げられる。反応が調整し易く、得られるエポキシ樹脂のエポキシ当量の調整が容易であることから、方法1が好ましい。 The bisphenol-type epoxy resin contained in component (A) can be produced using various bisphenol compounds, epihalohydrin, and the like. Specific production methods include, for example, a method in which a diglycidyl ether compound obtained by reacting a bisphenol compound and epihalohydrin is further reacted with a bisphenol compound (Method 1), and a method in which a bisphenol compound and epihalohydrin are reacted directly. A method (Method 2) for obtaining the desired epoxy resin, and the like. Method 1 is preferred because the reaction is easy to control and the epoxy equivalent of the resulting epoxy resin can be easily adjusted.

方法1又は2で用いるビスフェノール化合物としては、例えば、下記一般式(1a)で表される化合物を用いることができる。エピハロヒドリンとしてはエピクロロヒドリン等を用いることができる。 As the bisphenol compound used in method 1 or 2, for example, a compound represented by the following general formula (1a) can be used. Epichlorohydrin etc. can be used as an epihalohydrin.

Figure 2022179390000008
Figure 2022179390000008

式(1a)中の、R及びRはそれぞれ一般式(1)中のR及びRと同じである。一般式(1a)で表される化合物は、目的物であるビスフェノール型エポキシ樹脂[一般式(1)で表される化合物]の種類に応じ選択することができる。 R 1 and R 2 in formula (1a) are the same as R 1 and R 2 in general formula (1), respectively. The compound represented by the general formula (1a) can be selected according to the type of the target bisphenol type epoxy resin [compound represented by the general formula (1)].

前記成分(A)に含まれる一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂は、好ましくはビスフェノールAエピクロルヒドリン縮合物である。一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂としては市販されているものを用いてもよい。市販されているビスフェノール型エポキシ樹脂としては、三菱ケミカル(株)製の「jER1004」、「jER1001」及び「jER828]等が挙げられる。 The bisphenol type epoxy resin represented by the general formula (1) contained in the component (A) is preferably a bisphenol A epichlorohydrin condensate. As the bisphenol type epoxy resin represented by the general formula (1), commercially available products may be used. Commercially available bisphenol type epoxy resins include "jER1004", "jER1001" and "jER828" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

ビフェノール型エポキシ樹脂(B)は下記一般式(3)で表される化合物である。以下において「ビフェノール型エポキシ樹脂(B)」を「(B)成分」ともいう。 A biphenol-type epoxy resin (B) is a compound represented by the following general formula (3). Hereinafter, the "biphenol-type epoxy resin (B)" is also referred to as "(B) component".

Figure 2022179390000009
Figure 2022179390000009

一般式(3)中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基である。炭素原子数1~4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、直鎖または分岐のプロピル基及び直鎖または分岐のブチル基が挙げられる。炭素原子数1~4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、直鎖または分岐のプロポキシ基及び直鎖または分岐のブトキシ基が挙げられる。Rは水素原子であることが好ましい。 In general formula (3), each R 4 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, linear or branched propyl group and linear or branched butyl group. The alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms includes methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group and linear or branched butoxy group. R4 is preferably a hydrogen atom.

は炭素原子数2~6のアルキレン基である。炭素原子数2~6のアルキレン基としては、具体的にはメチレン基、エチレン基、直鎖または分岐のプロピレン基、直鎖または分岐のブチレン基、直鎖または分岐のペンチレン基及び直鎖または分岐のヘキシレン基が挙げられる。Rとしては直鎖または分岐のプロピレン基が好ましい。Rが複数ある場合(mが2以上の場合)、Rは同一であっても相違していてもよい。
一般式(3)中のmはROまたはORの付加モル数を表し、それぞれ独立に1以上の数である。2つのmは、それぞれ、一般式(3)で表されるビフェノール型エポキシ樹脂(B)1分子あたりのROの付加モル数及びORの付加モル数であり、小数の場合がある。mはそれぞれ1~7の整数であることが好ましく、2つのmの合計が2~14であることがより好ましい。
R 5 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. The alkylene group having 2 to 6 carbon atoms is specifically a methylene group, an ethylene group, a linear or branched propylene group, a linear or branched butylene group, a linear or branched pentylene group, and a linear or branched and a hexylene group. R5 is preferably a linear or branched propylene group. When there is more than one R5 (when m is 2 or more), R5 may be the same or different.
m in the general formula (3) represents the number of added moles of R 5 O or OR 5 and is independently 1 or more. The two m's are respectively the number of added moles of R 5 O and the number of added moles of OR 5 per molecule of the biphenol-type epoxy resin (B) represented by the general formula (3), and may be a decimal number. Each m is preferably an integer of 1 to 7, and more preferably the sum of two m is 2 to 14.

一般式(3)で表されるビフェノール型エポキシ樹脂(B)は、エポキシ当量が200~560の範囲である。ビフェノール型エポキシ樹脂(B)のエポキシ当量が前記の範囲内であることにより、エポキシ樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物において優れた耐衝撃性を発現できる。前記エポキシ当量が200未満の場合及び560超の場合は耐衝撃性が不充分となることがある。ビフェノール型エポキシ樹脂(B)のエポキシ当量は好ましくは200~556であり、より好ましくは、300~500である。 The biphenol type epoxy resin (B) represented by the general formula (3) has an epoxy equivalent in the range of 200-560. When the epoxy equivalent of the biphenol-type epoxy resin (B) is within the above range, excellent impact resistance can be exhibited in the cured product obtained by curing the epoxy resin composition. If the epoxy equivalent is less than 200 or more than 560, impact resistance may be insufficient. The epoxy equivalent of the biphenol type epoxy resin (B) is preferably 200-556, more preferably 300-500.

本発明においては、ビフェノール型エポキシ樹脂(B)を一種単独で用いてもよいし二種以上を用いてもよい。ビフェノール型エポキシ樹脂(B)を二種以上用いる場合、二種以上のビフェノール型エポキシ樹脂の混合物のエポキシ当量が200~560の範囲であればよく、前記混合物はエポキシ当量が前記の範囲外であるビフェノール型エポキシ樹脂を含んでいてもよい。 In the present invention, the biphenol type epoxy resin (B) may be used singly or in combination of two or more. When two or more kinds of biphenol-type epoxy resins (B) are used, the epoxy equivalent weight of the mixture of two or more kinds of biphenol-type epoxy resins should be in the range of 200 to 560, and the epoxy equivalent weight of the mixture is outside the above range. It may contain a biphenol type epoxy resin.

ビフェノール型エポキシ樹脂(B)は、下記一般式(3a)で表されるビフェノール化合物に炭素原子数2~6のアルキレンオキサイド(AO)を付加してなるビフェノールのアルキレンオキサイド(AO)付加物をジグリシジルエーテル化することなどにより得られる。 The biphenol-type epoxy resin (B) is obtained by adding an alkylene oxide (AO) having 2 to 6 carbon atoms to a biphenol compound represented by the following general formula (3a). It can be obtained by glycidyl etherification or the like.

Figure 2022179390000010
Figure 2022179390000010

一般式(3a)中のRは一般式(3)中のRと同じである。ビフェノールのAO付加物を構成するアルキレンオキサイド[一般式(3a)で表される化合物に付加させる炭素原子数2~6のアルキレンオキサイド]としては、エチレンオキサイド(以下、EOと略記する。)、1,2-プロピレンオキサイド(以下、POと略記する。)、1,2-ブチレンオキサイド、1,2-ペンチレンオキサイド及び1,2-ヘキシレンオキサイド等が挙げられる。これらは一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。AOとしては、好ましくは炭素原子数2~4のアルキレンオキサイドであり、より好ましくはPOである。 R 4 in general formula (3a) is the same as R 4 in general formula (3). Examples of the alkylene oxide constituting the AO adduct of biphenol [the alkylene oxide having 2 to 6 carbon atoms to be added to the compound represented by the general formula (3a)] include ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), 1 ,2-propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), 1,2-butylene oxide, 1,2-pentylene oxide and 1,2-hexylene oxide. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types. AO is preferably an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, more preferably PO.

本発明のエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は、耐衝撃性に優れるという観点から、好ましくは250~600の範囲であり、より好ましくは、255~580である。 The epoxy equivalent of the epoxy resin composition of the present invention is preferably in the range of 250 to 600, more preferably 255 to 580, from the viewpoint of excellent impact resistance.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、ビフェノール型エポキシ樹脂(B)の重量Wbに対する前記成分(A)の重量Waの比(Wa)/(Wb)は、72/28~85/15である。ビフェノール型エポキシ樹脂(B)の重量Wbに対する前記成分(A)の重量Waの比(Wa)/(Wb)が上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物を含む硬化性組成物の硬化物において優れた耐衝撃性を発現できる。前記(Wa)/(Wb)が72/28未満の場合及び85/15超の場合、エポキシ樹脂組成物を含む硬化性組成物の硬化物の耐衝撃性が不充分となることがある。
本発明エポキシ樹脂組成物は、硬化剤及び/又は硬化促進剤と共に用いて硬化性組成物等として用いることができる。
In the epoxy resin composition of the present invention, the ratio (Wa)/(Wb) of the weight Wa of the component (A) to the weight Wb of the biphenol type epoxy resin (B) is 72/28 to 85/15. When the ratio (Wa)/(Wb) of the weight Wa of the component (A) to the weight Wb of the biphenol-type epoxy resin (B) is within the above range, the cured product of the curable composition containing the epoxy resin composition Excellent impact resistance can be expressed. When the ratio (Wa)/(Wb) is less than 72/28 or more than 85/15, the impact resistance of the cured product of the curable composition containing the epoxy resin composition may be insufficient.
The epoxy resin composition of the present invention can be used as a curable composition or the like together with a curing agent and/or a curing accelerator.

<硬化性組成物>
本発明の硬化性組成物は、本発明のエポキシ樹脂組成物と、硬化剤及び/又は硬化促進剤とを含有する。
<Curable composition>
The curable composition of the present invention contains the epoxy resin composition of the present invention, a curing agent and/or a curing accelerator.

硬化剤(C)及び硬化促進剤(D)としては、例えば、ポリアミン化合物、アミド化合物、酸無水物、フェノール性水酸基含有樹脂、リン化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、尿素系化合物、有機酸金属塩、ルイス酸及びアミン錯塩等が挙げられる。以下において、「硬化剤(C)」を「(C)成分」と呼ぶことがあり、「硬化促進剤(D)」を「(D)成分」と呼ぶことがある。これらの具体例としては特許第6721855号に記載のもの等が挙げられる。以下にその一例を示す。 Examples of curing agents (C) and curing accelerators (D) include polyamine compounds, amide compounds, acid anhydrides, phenolic hydroxyl group-containing resins, phosphorus compounds, imidazole compounds, imidazoline compounds, urea compounds, and organic acid metal salts. , Lewis acids and amine complexes. Hereinafter, the "curing agent (C)" may be referred to as "(C) component", and the "curing accelerator (D)" may be referred to as "(D) component". Specific examples thereof include those described in Japanese Patent No. 6,721,855. An example is shown below.

ポリアミン化合物としては脂肪族アミン化合物(例えば、トリメチレンジアミン、及びエチレンジアミン等)、脂環式及び複素環式アミン化合物(例えばピぺリジン、ピペラジン、メンタンジアミン、イソホロンジアミン、メチルモルホリン及びエチルモルホリン等)、芳香族アミン化合物(例えばフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジルメチルアミン、ジメチルベンジルアミン、m-キシレンジアミン及びピリジン等)、ならびに変性アミン化合物(エポキシ化合物付加ポリアミン等)等があげられる。
アミド化合物としては、例えばジシアンジアミドならびにポリアミドアミン(コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸、脂肪酸及びダイマー酸等のカルボン酸化合物と、脂肪族ポリアミンやポリオキシアルキレン鎖を有するポリアミン等とを反応させて得られるもの等)等が挙げられる。
酸無水物としては例えば無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸及びメチルヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
フェノ-ル性水酸基含有樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂及びジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂等が挙げられる。
リン化合物としては、エチルホスフィン及びブチルホスフィン等のアルキルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン及び、ジプロピルホスフィン等のジアルキルホスフィン;ジフェニルホスフィン、メチルエチルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィン等が挙げられる。
イミダゾール化合物としてはイミダゾール、メチルイミダゾール、エチルイミダゾール等が挙げられる。
イミダゾリン化合物としては2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等が挙げられる。
尿素化合物としては、芳香族ジメチルウレア化合物(p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロロフェニル)-N,N-ジメチル尿素、及びN-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素等)等が挙げられる。
Polyamine compounds include aliphatic amine compounds (such as trimethylenediamine and ethylenediamine), alicyclic and heterocyclic amine compounds (such as piperidine, piperazine, menthanediamine, isophoronediamine, methylmorpholine and ethylmorpholine). , aromatic amine compounds (eg, phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, benzylmethylamine, dimethylbenzylamine, m-xylenediamine, pyridine, etc.), and modified amine compounds (epoxy compound-added polyamines, etc.).
Examples of amide compounds include dicyandiamide and polyamidoamines (aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, and azelaic acid; carboxylic acid compounds such as fatty acids and dimer acids; and aliphatic polyamines and obtained by reacting with a polyamine having a polyoxyalkylene chain, etc.).
Acid anhydrides include, for example, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride. acids and the like.
Phenolic hydroxyl group-containing resins include phenol novolac resins, cresol novolak resins, aromatic hydrocarbon-formaldehyde resin-modified phenol resins and dicyclopentadiene phenol addition type resins.
Phosphorus compounds include primary phosphines such as alkylphosphines such as ethylphosphine and butylphosphine, and phenylphosphine; dialkylphosphines such as dimethylphosphine and dipropylphosphine; secondary phosphines such as diphenylphosphine and methylethylphosphine; trimethylphosphine; and tertiary phosphines such as triethylphosphine and triphenylphosphine.
Examples of imidazole compounds include imidazole, methylimidazole, ethylimidazole and the like.
Examples of imidazoline compounds include 2-methylimidazoline and 2-phenylimidazoline.
Urea compounds include aromatic dimethylurea compounds (p-chlorophenyl-N,N-dimethylurea, 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3-(3,4-dichlorophenyl)-N,N-dimethylurea, and N-(3-chloro-4-methylphenyl)-N',N'-dimethylurea, etc.).

硬化剤(C)及び硬化促進剤(D)としては、市販されているものを用いてもよい。市販されている硬化剤等としては、ジシアンジアミド[三菱ケミカル(株)製、「DICY7」]及び芳香族系ジメチルウレア[サンアプロ(株)製、「U-CAT 3512T」]等が挙げられる。 As the curing agent (C) and curing accelerator (D), commercially available products may be used. Examples of commercially available curing agents include dicyandiamide [manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, "DICY7"] and aromatic dimethyl urea [manufactured by San-Apro Co., Ltd., "U-CAT 3512T"].

硬化剤(C)としては、好ましくは、芳香族アミン化合物、酸無水物、イミダゾール化合物、及びジシアンジアミドからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物であり、より好ましくはジシアンジアミドを含むものである。
硬化促進剤(D)としては、好ましくは尿素化合物を含むものであり、より好ましくは芳香族ジメチルウレアである。
The curing agent (C) is preferably at least one compound selected from the group consisting of aromatic amine compounds, acid anhydrides, imidazole compounds, and dicyandiamide, and more preferably contains dicyandiamide.
The curing accelerator (D) preferably contains a urea compound, more preferably aromatic dimethylurea.

本発明において硬化剤(C)を使用する場合、その使用量は、硬化性組成物の重量に基づき、0.5~10重量%が好ましく、1~7重量%がより好ましい。
硬化剤(C)としてエポキシ基と反応しうる官能基を有する硬化剤を用いる場合、エポキシ樹脂成分[(A)成分、(B)成分および必要に応じ添加される他のエポキシ樹脂(E)(詳細は後述)]中のエポキシ基1モルに対し硬化剤中の官能基が0.4~1.0モルの範囲となるように硬化剤を用いることが好ましい。
When the curing agent (C) is used in the present invention, the amount used is preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 7% by weight, based on the weight of the curable composition.
When a curing agent having a functional group capable of reacting with an epoxy group is used as the curing agent (C), the epoxy resin component [(A) component, (B) component and optionally added other epoxy resin (E) ( It is preferable to use the curing agent so that the functional group in the curing agent is in the range of 0.4 to 1.0 mol per 1 mol of the epoxy group in the above.

本発明において、硬化促進剤(D)を用いる場合には、その使用量は、硬化性組成物の重量に基づき、0.5~10重量%が好ましく、1~7重量%がより好ましい。 In the present invention, when the curing accelerator (D) is used, the amount used is preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 7% by weight, based on the weight of the curable composition.

本発明の硬化性組成物は、(A)成分及び(B)成分以外の他のエポキシ樹脂を用いても良い。その他のエポキシ樹脂(E)[(E)成分ともいう]は、例えば、フェノールノボラック型、ナフトールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノール-クレゾール共縮ノボラック型等のノボラック型エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂およびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。 The curable composition of the present invention may contain epoxy resins other than the components (A) and (B). Other epoxy resins (E) [also referred to as component (E)] include, for example, phenol novolak type, naphthol novolak type, cresol novolak type, phenol-cresol cocondensation novolak type novolac type epoxy resins, urethane-modified epoxy resins and Examples include triphenylmethane type epoxy resins.

本発明の硬化性組成物は、(A)~(E)の成分以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、有機溶剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、シリコン系添加剤、フッ素系添加剤、難燃剤、可塑剤、シランカップリング剤、有機ビーズ、無機微粒子、無機フィラー、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、防曇剤及び着色剤等が挙げられる。これらの成分は所望の性能に応じて任意の量を添加することができる。 The curable composition of the present invention may contain components other than components (A) to (E). Other ingredients include organic solvents, UV absorbers, antioxidants, silicone additives, fluorine additives, flame retardants, plasticizers, silane coupling agents, organic beads, inorganic fine particles, inorganic fillers, and rheology control agents. , defoamers, anti-fogging agents and coloring agents. These components can be added in arbitrary amounts depending on the desired performance.

本発明の硬化性組成物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び/又は(D)成分、ならびに、必要に応じ(E)成分および上記他の成分を、ポットミル、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ホモジナイザー、スーパーミル、ホモディスパー、万能ミキサー、バンバリーミキサーおよびニーダー等から選ばれる装置を用いて均一に混合することにより調製することができる。 The curable composition of the present invention is prepared by subjecting the (A) component, (B) component, (C) component and/or (D) component, and optionally the (E) component and the above other components to a pot mill, ball mill, , a bead mill, a roll mill, a homogenizer, a super mill, a homodisper, a universal mixer, a Banbury mixer, a kneader, and the like.

<硬化物>
本発明の硬化物は本発明の硬化性組成物を硬化してなる。本発明の硬化物は、例えば、上述の方法により調製した硬化性組成物を所望の形状の成形型等に入れて120~140℃で1~3時間加熱することにより製造することができる。硬化物を製造する際の温度条件及び加熱時間等は組成物に含まれる樹脂の種類及び量等を考慮し適宜選択することが可能である。
<Cured product>
The cured product of the present invention is obtained by curing the curable composition of the present invention. The cured product of the present invention can be produced, for example, by placing the curable composition prepared by the method described above in a mold having a desired shape and heating at 120 to 140° C. for 1 to 3 hours. The temperature conditions, heating time, etc. in producing the cured product can be appropriately selected in consideration of the type and amount of the resin contained in the composition.

本発明の硬化性組成物の硬化物は耐衝撃性に優れるので、例えば、衝撃を受ける環境での使用が想定されるものの部品材料として好適である。衝撃を受ける環境での使用が想定されるものとしては、自動車、ドローン及び介護用ロボット等が挙げられる。また本発明の硬化物は前記用途以外に、塗料、コーティング剤、成形材料、絶縁材料、封止剤、シール剤及び繊維の結束剤などに用いてもよい。 Since the cured product of the curable composition of the present invention has excellent impact resistance, it is suitable, for example, as a material for components that are expected to be used in environments subject to impact. Examples of products that are expected to be used in environments subject to impact include automobiles, drones, and nursing care robots. In addition to the above applications, the cured product of the present invention may also be used for paints, coating agents, molding materials, insulating materials, sealants, sealing agents, binding agents for fibers, and the like.

<プリプレグ>
本発明のプリプレグは、本発明の硬化性組成物と強化繊維とを含む。
本発明のプリプレグは、本発明の硬化性組成物をマトリックス樹脂としてなるプリプレグである。本発明のプリプレグは、強化繊維及び本発明の硬化性組成物以外に、必要により、触媒を含有してもよい。
触媒としては、上記硬化剤(C)及び硬化促進剤(D)として例示したものを用いてもよいし、例えば特開2005-213337号公報に記載のもの等のような公知のエポキシ樹脂用硬化剤及び硬化促進剤等を用いてもよい。
<Prepreg>
The prepreg of the present invention contains the curable composition of the present invention and reinforcing fibers.
The prepreg of the present invention is a prepreg comprising the curable composition of the present invention as a matrix resin. The prepreg of the present invention may contain a catalyst, if necessary, in addition to the reinforcing fibers and the curable composition of the present invention.
As the catalyst, those exemplified as the curing agent (C) and the curing accelerator (D) may be used, and known epoxy resin curing agents such as those described in JP-A-2005-213337 A curing agent, a curing accelerator, and the like may also be used.

強化繊維としては、繊維を繊維用集束剤で処理して得られる繊維束及び前記繊維束を加工して得られる繊維製品等が挙げられる。繊維用集束剤としては、公知のものおよび市販のものなどを用いることができる。市販の繊維用集束剤としては、例えば三洋化成工業(株)製、「ケミチレン」シリーズ等が挙げられる。 Examples of reinforcing fibers include fiber bundles obtained by treating fibers with a fiber sizing agent, and fiber products obtained by processing the fiber bundles. As the fiber sizing agent, known ones and commercially available ones can be used. Commercially available fiber sizing agents include, for example, Sanyo Chemical Industries Co., Ltd.'s "Chemitylene" series.

繊維用集束剤による処理対象となる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維、鉱物繊維、岩石繊維及びスラッグ繊維等の公知の繊維(国際公開第2003/47830号に記載のもの等)等が挙げられる。複合材料の強度の観点から、好ましくは炭素繊維である 繊維は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Fibers to be treated with a fiber sizing agent include known fibers such as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, ceramic fiber, metal fiber, mineral fiber, rock fiber and slag fiber (see International Publication No. 2003/47830). described, etc.) and the like. From the viewpoint of the strength of the composite material, the fibers, which are preferably carbon fibers, may be used singly or in combination of two or more.

繊維の処理方法としては、スプレー法及び浸漬法等が挙げられる。繊維用集束剤の繊維への付着量(重量%)は、繊維の重量に基づいて、0.05~5重量%が好ましく、更に好ましくは0.1~3.0重量%である。この範囲であると、複合体強度が更に優れる。 Methods of treating fibers include spraying and dipping. The amount (% by weight) of the fiber sizing agent attached to the fibers is preferably 0.05 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3.0% by weight, based on the weight of the fibers. Within this range, the strength of the composite is further improved.

繊維製品は、前記繊維束を加工して繊維製品としたものであり、織物、編み物、不織布(フェルト、マット及びペーパー等)、チョップドファイバー及びミルドファイバー等が含まれる。 Textile products are textile products obtained by processing the above fiber bundles, and include woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics (felt, mat, paper, etc.), chopped fibers, milled fibers, and the like.

本発明のプリプレグは、本発明の硬化性組成物を熱溶融(溶融温度:60~150℃)して繊維に含浸させる方法、又は溶剤(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン及び酢酸エチル等)で希釈した本発明の硬化性組成物を繊維に含浸させる方法等により製造できる。溶剤を使用する方法を採る場合、プリプレグを乾燥させて溶剤を除去するのが好ましい。 The prepreg of the present invention can be prepared by heat-melting the curable composition of the present invention (melting temperature: 60 to 150° C.) and impregnating it into fibers, or by using solvents (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene and ethyl acetate). etc.) to impregnate fibers with the curable composition of the present invention. When a method using a solvent is employed, it is preferable to dry the prepreg to remove the solvent.

硬化性組成物と繊維との重量比(硬化性組成物/繊維)は、成形体強度等の観点から、10/90~90/10が好ましく、更に好ましくは20/80~70/30、特に好ましくは30/70~60/40である。触媒を含有する場合、触媒の含有量(重量%)は、成形体強度等の観点から、硬化性組成物に対して0.01~10が好ましく、更に好ましくは0.1~5、特に好ましくは1~3である。 The weight ratio of the curable composition to the fiber (curable composition/fiber) is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 70/30, particularly It is preferably 30/70 to 60/40. When a catalyst is contained, the content (% by weight) of the catalyst is preferably 0.01 to 10, more preferably 0.1 to 5, and particularly preferably 0.1 to 5, relative to the curable composition, from the viewpoint of molding strength and the like. is 1-3.

<複合材料>
本発明の複合材料は、本発明のプリプレグを硬化させてなる。複合材料は、例えば、本発明のプリプレグを加熱成形し、硬化することで得ることができる。硬化は完結している必要はないが、複合材料が形状を維持できる程度に硬化していることが好ましい。加熱成形の方法は特に限定されず、例えばフィラメントワイディング成形法(回転するマンドレルに張力をかけながら巻き付け、加熱成形する方法)、プレス成型法(プリプレグシートを積層して加熱成形する方法)、オートクレーブ法(プリプレグシートを型に圧力をかけ押しつけて加熱成形する方法)及びチョップドファイバー又はミルドファイバーをマトリックス樹脂と混合して射出成形する方法等が挙げられる。
<Composite material>
The composite material of the present invention is obtained by curing the prepreg of the present invention. A composite material can be obtained, for example, by thermoforming and curing the prepreg of the present invention. The curing need not be complete, but it is preferred that the composite material is cured to the extent that it can maintain its shape. The method of thermoforming is not particularly limited, and for example, a filament winding molding method (a method of winding while applying tension to a rotating mandrel and thermoforming), a press molding method (a method of laminating prepreg sheets and thermoforming), autoclave. method (a method of heat-molding a prepreg sheet by applying pressure to a mold) and a method of mixing chopped fibers or milled fibers with a matrix resin for injection molding.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

<製造例1:4,4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b1)の製造>
撹拌機、加熱冷却装置及び滴下ボンベを備えた耐圧反応容器に、ビフェノール化合物(「4、4’-ジヒドロキシビフェニル」[東京化成工業(株)製])186.2重量部(1モル部)、メチルエチルケトン130.3部及び水酸化カリウム1重量部を投入し、窒素置換を行った。110℃に温度を上げてプロピレンオキサイド116重量部(2モル部)を圧力が0.5MPa以下になるように調整しながら19時間かけて滴下した後、110℃で6時間熟成した。その後、メチルエチルケトンを85℃、-0.1MPaで減圧留去し、4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b1)を得た。
<Production Example 1: Production of PO adduct (b1) of 4,4′-dihydroxybiphenyl>
186.2 parts by weight (1 mol part) of a biphenol compound (“4,4′-dihydroxybiphenyl” [manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.]) was placed in a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, a heating/cooling device and a dropping cylinder, 130.3 parts of methyl ethyl ketone and 1 part by weight of potassium hydroxide were added, and nitrogen substitution was performed. The temperature was raised to 110° C., and 116 parts by weight (2 mol parts) of propylene oxide was added dropwise over 19 hours while adjusting the pressure to 0.5 MPa or less, followed by aging at 110° C. for 6 hours. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 85° C. and −0.1 MPa to obtain a PO adduct (b1) of 4,4′-dihydroxybiphenyl.

<製造例2:4,4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b2)の製造>
製造例1において、PO116重量部(2モル部)を406重量部(7モル部)に変更したこと以外は製造例1と同様にして、4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b2)を得た。
<Production Example 2: Production of PO adduct (b2) of 4,4′-dihydroxybiphenyl>
PO adduct (b2) of 4,4′-dihydroxybiphenyl was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that 116 parts by weight (2 mol parts) of PO was changed to 406 parts by weight (7 mol parts) of PO. got

<製造例3:4,4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b3)の製造>
製造例1において、PO116重量部(2モル部)を812重量部(14モル部)に変更したこと以外は製造例1と同様にして、4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b3)を得た。
<Production Example 3: Production of PO adduct (b3) of 4,4′-dihydroxybiphenyl>
PO adduct (b3) of 4,4′-dihydroxybiphenyl was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that 116 parts by weight (2 mol parts) of PO was changed to 812 parts by weight (14 mol parts) of PO. got

<製造例4:ビフェノール型エポキシ樹脂(B-1)の製造>
撹拌装置、温度制御措置、湿式粉砕機(反応槽の外側に付属)を設置した反応槽に、4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b1)151重量部、エピクロルヒドリン278重量部及びシクロヘキサン30重量部を仕込み、反応槽内を窒素雰囲気下(酸素濃度:730ppm)とし、19℃の窒素雰囲気下にある粒状水酸化カリウム112重量部を19~29℃で5時間かけて断続投入した。その後25℃~29℃で5時間反応熟成し、前記(b1)をグリシジルエーテル化した。
次に槽内を16℃に冷却後、23℃の水370.4重量部を20~28℃の範囲で投入して0.5時間攪拌、17℃で0.5時間分液静置後下層(水層)を取り出し、残った上層(有機層)に「キョーワード600」(協和化学工業社製;アルカリ吸着剤)12重量部を投入し、80℃で0.5時間攪拌した。「ラヂオライト#700」(協和化学工業社製、ケイソウ土ろ過助剤)を用いて濾過した後、減圧下(-0.1MPa)、110℃まで昇温してエピクロルヒドリンとシクロヘキサン混合物の留去を行い、ビフェノール型エポキシ樹脂(B-1)を得た。ビフェノール型エポキシ樹脂(B-1)のエポキシ当量を、JIS K7236で規定する方法により測定した。
<Production Example 4: Production of biphenol-type epoxy resin (B-1)>
151 parts by weight of the PO adduct (b1) of 4,4'-dihydroxybiphenyl, 278 parts by weight of epichlorohydrin and 30 parts by weight of cyclohexane were placed in a reaction vessel equipped with a stirring device, a temperature control device, and a wet pulverizer (attached to the outside of the reaction vessel). A nitrogen atmosphere (oxygen concentration: 730 ppm) was set in the reactor, and 112 parts by weight of granular potassium hydroxide in a nitrogen atmosphere at 19°C was intermittently added at 19 to 29°C over 5 hours. After that, reaction aging was performed at 25° C. to 29° C. for 5 hours to glycidyl etherify the above (b1).
Next, after cooling the inside of the tank to 16°C, 370.4 parts by weight of water at 23°C was added in the range of 20 to 28°C, stirred for 0.5 hours, and left to separate at 17°C for 0.5 hours. The (aqueous layer) was removed, and 12 parts by weight of "Kyoward 600" (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.; alkali adsorbent) was added to the remaining upper layer (organic layer) and stirred at 80°C for 0.5 hour. After filtration using "Radiolite #700" (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., diatomaceous earth filter aid), the temperature was raised to 110 ° C. under reduced pressure (-0.1 MPa) to distill off the epichlorohydrin and cyclohexane mixture. to obtain a biphenol type epoxy resin (B-1). The epoxy equivalent of the biphenol type epoxy resin (B-1) was measured by the method specified in JIS K7236.

<製造例5:ビフェノール型エポキシ樹脂(B-2)の製造>
製造例4において、4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b-1)151重量部に代えて4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b-2)296重量部を用いたこと以外は製造例4と同じ操作を行い、ビフェノール型エポキシ樹脂(B-2)を得た。当該ビフェノール型エポキシ樹脂(B-2)についても前記(B-1)と同じ方法でエポキシ当量を測定した。
<Production Example 5: Production of biphenol-type epoxy resin (B-2)>
In Production Example 4, 296 parts by weight of the PO adduct of 4,4′-dihydroxybiphenyl (b-2) was used in place of 151 parts by weight of the PO adduct of 4,4′-dihydroxybiphenyl (b-1). A biphenol type epoxy resin (B-2) was obtained by performing the same operation as in Production Example 4 except for the above. The epoxy equivalent of the biphenol-type epoxy resin (B-2) was measured in the same manner as in (B-1) above.

<製造例6:ビフェノール型エポキシ樹脂(B-3)の製造>
製造例4において、4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b-1)151重量部に代えて4、4’-ジヒドロキシビフェニルのPO付加物(b-3)499重量部を用いたこと以外は製造例4と同じ操作を行い、ビフェノール型エポキシ樹脂(B-3)を得た。当該ビフェノール型エポキシ樹脂(B-3)についても前記(B-1)と同じ方法でエポキシ当量を測定した。
<Production Example 6: Production of biphenol-type epoxy resin (B-3)>
In Production Example 4, 499 parts by weight of the PO adduct of 4,4′-dihydroxybiphenyl (b-3) was used in place of 151 parts by weight of the PO adduct of 4,4′-dihydroxybiphenyl (b-1). A biphenol type epoxy resin (B-3) was obtained by performing the same operation as in Production Example 4 except for the above. The epoxy equivalent of the biphenol-type epoxy resin (B-3) was measured in the same manner as in (B-1) above.

<実施例1~5および比較例1~2>
(硬化性組成物の作製)
表1に記載の量(重量部)のビスフェノール型エポキシ樹脂(A-1)、(A-2)、(A-3)、ビフェノール型エポキシ樹脂(B-1)~(B-3)又は(B’-1)、硬化剤(C-1)および硬化促進剤(D-1)を撹拌脱泡機(THINKY社製、ARV―930TWIN)を用いて、1400rpm、100℃で3分間混合し、硬化性組成物を得た。
<Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 2>
(Preparation of curable composition)
Bisphenol type epoxy resins (A-1), (A-2), (A-3), biphenol type epoxy resins (B-1) to (B-3) or ( B'-1), the curing agent (C-1) and the curing accelerator (D-1) are mixed at 1400 rpm and 100°C for 3 minutes using a stirring deaerator (manufactured by THINKY, ARV-930TWIN), A curable composition was obtained.

実施例および比較例で用いた、各成分は下記の通りである。(A-1)、(A-2)、(A-3)のエポキシ樹脂のエポキシ当量は(B-1)のエポキシ樹脂と同じ方法で測定した。
表1の「(A)成分のエポキシ当量」の欄および「(B)成分のエポキシ当量」の欄には、1種の化合物を用いる場合は当該化合物のエポキシ当量を記載し、2種以上の化合物を用いる場合は2種以上の化合物の混合物のエポキシ当量を記載した。表1の「エポキシ樹脂組成物のエポキシ当量」の欄には、(A)成分と(B)成分との混合物のエポキシ当量を記載した。混合物のエポキシ当量は上述式(X)を用いて算出した。
(A-1):ビスフェノールAエピクロルヒドリン縮合物[三菱ケミカル(株)製「jER1004」、エポキシ当量:911]
(A-2):ビスフェノールAエピクロルヒドリン縮合物[三菱ケミカル(株)製「jER1001」、エポキシ当量:479]
(A-3):ビスフェノールAエピクロルヒドリン縮合物[三菱ケミカル(株)製「jER828」、エポキシ当量:186]
(B-1):製造例1で得たビフェノール型エポキシ樹脂(PO2モル付加)(エポキシ当量:207.1)
(B-2):製造例2で得たビフェノール型エポキシ樹脂(PO10モル付加)(エポキシ当量:352.2)
(B-3):製造例3で得たビフェノール型エポキシ樹脂(PO14モル付加)(エポキシ当量:555.6)
(C-1):ジシアンジアミド[三菱ケミカル(株)製「DICY7」]
(D-1):芳香族系ジメチルウレア[サンアプロ(株)製「U-CAT 3512T」]
Components used in Examples and Comparative Examples are as follows. The epoxy equivalents of the epoxy resins (A-1), (A-2) and (A-3) were measured in the same manner as for the epoxy resin (B-1).
In Table 1, the column "epoxy equivalent of component (A)" and the column "epoxy equivalent of component (B)" describe the epoxy equivalent of the compound when one type of compound is used, and two or more types of epoxy equivalents. When using a compound, the epoxy equivalent of a mixture of two or more compounds is described. In the column of "epoxy equivalent of epoxy resin composition" in Table 1, the epoxy equivalent of the mixture of component (A) and component (B) is described. The epoxy equivalent weight of the mixture was calculated using formula (X) above.
(A-1): Bisphenol A epichlorohydrin condensate ["jER1004" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy equivalent: 911]
(A-2): Bisphenol A epichlorohydrin condensate ["jER1001" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy equivalent: 479]
(A-3): Bisphenol A epichlorohydrin condensate ["jER828" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy equivalent: 186]
(B-1): Biphenol-type epoxy resin obtained in Production Example 1 (2 moles of PO added) (epoxy equivalent: 207.1)
(B-2): Biphenol-type epoxy resin obtained in Production Example 2 (10 moles of PO added) (epoxy equivalent: 352.2)
(B-3): Biphenol-type epoxy resin obtained in Production Example 3 (14 moles of PO added) (epoxy equivalent: 555.6)
(C-1): Dicyandiamide ["DICY7" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation]
(D-1): Aromatic dimethyl urea ["U-CAT 3512T" manufactured by San-Apro Co., Ltd.]

(硬化物の作製および評価)
実施例1~5および比較例1~2の硬化性組成物を、JIS K7110(ISO180)に規定する大きさの試験片(ノッチなし試験片)を作製するための金型に入れ130℃で1時間加熱することで、厚み4mm、長さ80mm、幅寸法10mmのシート状の硬化物を得た。当該硬化物を試験片とした。当該試験片を用い、下記の性能試験により評価した。結果を表1に示す。
(Preparation and evaluation of cured product)
The curable compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were placed in a mold for preparing a test piece (notched test piece) having a size specified in JIS K7110 (ISO180) and heated at 130°C for 1 hour. By heating for a period of time, a sheet-like cured product having a thickness of 4 mm, a length of 80 mm and a width of 10 mm was obtained. The cured product was used as a test piece. Using the test piece, it was evaluated by the following performance test. Table 1 shows the results.

<性能試験:硬化物の耐衝撃性の評価>
JIS K-7110に規定する方法に準拠して、アイゾット衝撃試験を行い衝撃強さ(単位:kJ/m)を測定した。当該数値は大きいほうが耐衝撃性に優れる。
<Performance test: Evaluation of impact resistance of cured product>
An Izod impact test was performed according to the method specified in JIS K-7110 to measure the impact strength (unit: kJ/m 2 ). The larger the value, the better the impact resistance.

<性能試験:複合材料の耐衝撃性の評価>
(プリプレグの作製)
実施例1~5および比較例1~2の硬化性組成物を、ナイフコーターを用いて離型紙上に塗布し、樹脂フィルムを2枚作製した。集束剤で処理した炭素繊維[繊度800tex、フィラメント数12,000本、集束剤として「ケミチレンFS-6」、三洋化成工業(株)製を使用]をシート状に一方向に配列させたものを作製した。次に、上記樹脂フィルムを、集束剤で処理した炭素繊維の両面にそれぞれ1枚ずつ重ね、温度85℃、圧力2MPaの条件で加圧加熱して熱硬化性樹脂組成物を含浸させ、一方向プリプレグを得た。
<Performance test: evaluation of impact resistance of composite materials>
(Production of prepreg)
The curable compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were applied onto release paper using a knife coater to prepare two resin films. Carbon fibers treated with a sizing agent [fineness of 800 tex, number of filaments of 12,000, "chemitylene FS-6" as a sizing agent, manufactured by Sanyo Chemical Industries Co., Ltd.] are arranged in a sheet in one direction. made. Next, one sheet of the resin film is placed on each side of the carbon fiber treated with a sizing agent, and the thermosetting resin composition is impregnated in one direction by pressurizing and heating at a temperature of 85° C. and a pressure of 2 MPa. Got the prepreg.

(耐衝撃性の評価)
以下の方法により、(繊維強化)複合材料のシャルピー衝撃値を測定した。
前記一方向プリプレグの繊維方向が同じ方向になるように、(積層体の)厚みが約3mmとなるように積層して積層体を作製した、当該積層体をオートクレーブ中で135℃、内圧588kPaで2時間加熱加圧して硬化し、一方向繊維強化複合材料を作製した。
得られた各例の繊維強化複合材料から、厚み3±0.2 mm、幅10±0.2mm、長さ80mmの試験片を切り出した。当該試験片を用いて、JIS K7077(1991)に規定の方法に従い、秤量300kg・cmでフラットワイズ衝撃を与えてシャルピー衝撃試験(ノッチなし)を行い、衝撃値(単位:kJ/m)を測定した。測定数はn=5で行い平均値を算出した。結果を表1に示す。当該数値は大きいほうが耐衝撃性に優れる。
(Evaluation of impact resistance)
The Charpy impact value of the (fiber-reinforced) composite material was measured by the following method.
A laminate was prepared by laminating so that the fiber direction of the unidirectional prepreg was the same and the thickness (laminate) was about 3 mm. It was cured under heat and pressure for 2 hours to produce a unidirectional fiber reinforced composite material.
A test piece having a thickness of 3±0.2 mm, a width of 10±0.2 mm, and a length of 80 mm was cut from the obtained fiber-reinforced composite material of each example. Using the test piece, according to the method specified in JIS K7077 (1991), a Charpy impact test (without notch) was performed by applying a flatwise impact with a weighing weight of 300 kg cm, and the impact value (unit: kJ / m 2 ) was measured. It was measured. The number of measurements was n=5 and the average value was calculated. Table 1 shows the results. The larger the value, the better the impact resistance.

Figure 2022179390000011
Figure 2022179390000011

表1に示すように、一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂を含み、エポキシ当量が180~700の範囲である成分(A)と、エポキシ当量が200~560の範囲である一般式(3)で表されるビフェノール型エポキシ樹脂(B)と、を含有し、重量比(Wa)/(Wb)が72/28~85/15であるエポキシ樹脂組成物を用いた実施例の硬化物では、比較例よりも耐衝撃性が優れるという結果が得られた。また実施例の複合材料では衝撃試験の結果が比較例よりも優れていた。この結果から、本発明によれば硬化物に優れた耐衝撃性を付与するエポキシ樹脂組成物を提供できるということが分かった。 As shown in Table 1, a component (A) containing a bisphenol type epoxy resin represented by the general formula (1) and having an epoxy equivalent in the range of 180 to 700, and a general epoxy equivalent having an epoxy equivalent in the range of 200 to 560 and a biphenol type epoxy resin (B) represented by the formula (3), and a weight ratio (Wa)/(Wb) of 72/28 to 85/15. As for the cured product, a result was obtained that the impact resistance was superior to that of the comparative example. Also, the composite material of the example was superior to the comparative example in the impact test results. From these results, it was found that the present invention can provide an epoxy resin composition that imparts excellent impact resistance to the cured product.

Claims (11)

下記一般式(1)で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂を含み、エポキシ当量が180~700の範囲である成分(A)と、エポキシ当量が200~560の範囲である下記一般式(3)で表されるビフェノール型エポキシ樹脂(B)と、を含有し、
ビフェノール型エポキシ樹脂(B)の重量Wbに対する前記成分(A)の重量Waの比(Wa)/(Wb)が72/28~85/15であるエポキシ樹脂組成物。
Figure 2022179390000012

[式中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、Rは下記一般式(2-1)~(2-7)のいずれかで表される構造部位であり、nは下記一般式(2A)で表される基のモル数であり、0.1以上の数である。]
Figure 2022179390000013

[式中、Rはそれぞれ独立に炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基のいずれかである。]
Figure 2022179390000014

[式中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、Rは上記一般式(2-1)~(2-7)のいずれかで表される構造部位である。]
Figure 2022179390000015

[式中、Rはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基または炭素原子数1~4のアルコキシ基であり、Rは炭素原子数2~6のアルキレン基であり、mはROまたはORの付加モル数を表し、それぞれ独立に1以上の数である。]
Component (A) containing a bisphenol type epoxy resin represented by the following general formula (1) and having an epoxy equivalent in the range of 180 to 700, and the following general formula (3) having an epoxy equivalent in the range of 200 to 560 and a biphenol-type epoxy resin (B) represented,
An epoxy resin composition wherein the ratio (Wa)/(Wb) of the weight Wa of the component (A) to the weight Wb of the biphenol type epoxy resin (B) is 72/28 to 85/15.
Figure 2022179390000012

[wherein each R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents the following general formulas (2-1) to (2- 7), n is the number of moles of the group represented by the following general formula (2A), and is 0.1 or more. ]
Figure 2022179390000013

[In the formula, each R 3 is independently either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. ]
Figure 2022179390000014

[In the formula, each R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents the above general formulas (2-1) to (2- 7) is a structural moiety represented by any one of ]
Figure 2022179390000015

[In the formula, R 4 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, R 5 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, m represents the number of added moles of R 5 O or OR 5 and is each independently a number of 1 or more. ]
前記一般式(3)中のmがそれぞれ1~7の整数であり、かつ2つのmの合計が2~14である請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。 2. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein each m in the general formula (3) is an integer of 1 to 7, and the sum of two m is 2 to 14. エポキシ樹脂組成物のエポキシ当量が250~600の範囲である請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。 3. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the epoxy equivalent of the epoxy resin composition is in the range of 250-600. 請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物と、硬化剤及び/又は硬化促進剤とを含有する硬化性組成物。 A curable composition comprising the epoxy resin composition according to claim 1 or 2, and a curing agent and/or curing accelerator. 前記硬化剤がジシアンジアミドを含む請求項4に記載の硬化性組成物。 5. The curable composition of claim 4, wherein said curing agent comprises dicyandiamide. 請求項4に記載の硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。 A cured product obtained by curing the curable composition according to claim 4 . 請求項5に記載の硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。 A cured product obtained by curing the curable composition according to claim 5 . 請求項4に記載の硬化性組成物と、強化繊維とを含むプリプレグ。 A prepreg comprising the curable composition according to claim 4 and reinforcing fibers. 請求項5に記載の硬化性組成物と、強化繊維とを含むプリプレグ。 A prepreg comprising the curable composition according to claim 5 and reinforcing fibers. 請求項8に記載のプリプレグを硬化させてなる複合材料。 A composite material obtained by curing the prepreg according to claim 8 . 請求項9に記載のプリプレグを硬化させてなる複合材料。
A composite material obtained by curing the prepreg according to claim 9 .
JP2022079626A 2021-05-21 2022-05-13 Epoxy resin composition, curable composition, cured product, prepreg and composite material Pending JP2022179390A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021085886 2021-05-21
JP2021085886 2021-05-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022179390A true JP2022179390A (en) 2022-12-02

Family

ID=84239182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022079626A Pending JP2022179390A (en) 2021-05-21 2022-05-13 Epoxy resin composition, curable composition, cured product, prepreg and composite material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022179390A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5922582B2 (en) Composite composition
US4820784A (en) Modified advanced epoxy resins
JP6309973B2 (en) Epoxy resin, method for producing epoxy resin, curable resin composition, cured product thereof, fiber-reinforced composite material, and molded article
JP2013512988A (en) Epoxy resin composition
JP6769540B2 (en) Epoxy resin composition, curable resin composition and fiber reinforced composite material
JP2012507599A (en) Phosphorus-containing flame-retardant epoxy resin composition, prepreg and laminate thereof
JP2007291227A (en) Flame-retardant carbon fiber reinforced composite
JP7268355B2 (en) Epoxy resin compositions, prepregs and fiber reinforced composites
WO1987005035A1 (en) Advanced epoxy resins prepared from triglycidyl ethers and dihydric phenols
JP2006291094A (en) Epoxy resin composition for reinforced composite material
JP2013512997A (en) Adducts based on divinylarene dioxide
JP3230054B2 (en) Process for producing novolak type epoxy resin and novolak type epoxy resin composition
JP6596751B2 (en) Phosphorus-containing epoxy resin composition and cured product
JP2022179390A (en) Epoxy resin composition, curable composition, cured product, prepreg and composite material
JP2006291093A (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material
JP6897887B2 (en) Two-component curable epoxy resin composition, cured product, fiber-reinforced composite material and molded product
JP3722582B2 (en) Phosphorus-modified epoxy resin containing epoxy resin and phosphorus-containing compound
JP2023142053A (en) Epoxy resin composition, curable composition, cured product, prepreg, and composite material
JP6780317B2 (en) Curable composition and fiber reinforced composite material
JP4175590B2 (en) Epoxy resin, epoxy resin solution containing the same, epoxy resin composition, and method for producing epoxy resin
JP2001192432A (en) Flame-retardant epoxy resin, epoxy resin composition and its cured product
JPH1060093A (en) Phosphorus-modified epoxy resin compound comprising epoxy resin, phosphorus-containing compound and curing agent
JP2024075955A (en) Epoxy resin composition for carbon fiber reinforced plastics and cured product
JP4540080B2 (en) High softening point o-cresol-novolak type epoxy resin, epoxy resin solution containing the same, epoxy resin composition and method for producing epoxy resin
KR101954484B1 (en) Method for producing cyanuric acid-modified phosphorus-containing epoxy resin, resin composition containing cyanuric acid-modified phosphorus-containing epoxy resin, and cured product of same