JP2023115099A - Epoxy resin film and fiber-reinforced epoxy resin composite material - Google Patents

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祐介 渡邉
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Abstract

To provide: a fiber-reinforced epoxy resin composite material which can afford a fiber-reinforced plastic having extremely scarce voids and excellent mechanical properties; and the fiber-reinforced plastic using the fiber-reinforced epoxy resin composite material.SOLUTION: Provided is a fiber-reinforced epoxy resin composite material formed by impregnating reinforcing fibers with an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent by a hot-melt method, in which a content of the solvent is 0.02-5 mass%. The epoxy resin is preferably an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more, or a mixture of an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1,500, where a rate of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more per 100 pts.mass of the total epoxy resins is 60 pts.mass or more. The reinforcing fiber is preferably a carbon fiber. Also provided is a fiber-reinforced plastic comprising the fiber-reinforced epoxy resin composite material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いた繊維強化エポキシ樹脂複合材及び繊維強化プラスチックに関するものであり、スポーツ・レジャー用途、一般産業用途、航空機用材料用途等に好適に使用されるものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to fiber-reinforced epoxy resin composites and fiber-reinforced plastics using an epoxy resin as a matrix resin, which are suitably used for sports/leisure applications, general industrial applications, aircraft material applications, and the like. .

繊維強化複合材料の1つである繊維強化プラスチックは、軽量で、高強度、高剛性であるため、スポーツ・レジャー用途から、自動車や航空機等の産業用途まで、幅広く用いられている。 Fiber-reinforced plastic, which is one of fiber-reinforced composite materials, is lightweight, high-strength, and high-rigidity, and is therefore widely used in sports and leisure applications as well as industrial applications such as automobiles and aircraft.

繊維強化プラスチックの製造方法として、強化繊維などの長繊維(連続繊維)からなる補強材にマトリックス樹脂を含浸させた中間材料、すなわちプリプレグを使用する方法がある。この方法によれば、得られる繊維強化プラスチックの強化繊維の含有量を管理しやすいとともに、その含有量を高めに設計することが可能であるという利点がある。このプリプレグを複数枚積層して加熱硬化させることにより、繊維強化プラスチックの成形品を得ることができる。 As a method of producing fiber-reinforced plastics, there is a method of using an intermediate material, ie, a prepreg, in which a reinforcing material made of long fibers (continuous fibers) such as reinforcing fibers is impregnated with a matrix resin. This method has the advantage that it is easy to control the content of the reinforcing fibers in the resulting fiber-reinforced plastic and that the content can be designed to be high. A molded product of fiber-reinforced plastic can be obtained by laminating a plurality of prepregs and heat-curing them.

従来、軽量化のニーズから、強化繊維としては比強度、比弾性率に優れた炭素繊維が、マトリックス樹脂としては炭素繊維との接着性に優れた熱硬化性エポキシ樹脂が多く用いられている。
しかしながら、熱硬化性エポキシ樹脂は、一般にその硬化物が脆く、耐衝撃性が低い傾向にあるため、これを用いた繊維強化プラスチックの耐衝撃性の向上が課題とされている。
Conventionally, due to the need for weight reduction, carbon fibers with excellent specific strength and specific modulus are used as reinforcing fibers, and thermosetting epoxy resins with excellent adhesion to carbon fibers are often used as matrix resins.
However, thermosetting epoxy resins tend to be brittle in cured form and have low impact resistance. Therefore, improvement of the impact resistance of fiber-reinforced plastics using them is an issue.

また、従来、航空機向けの熱硬化性繊維強化プラスチックを成形する際には、オートクレーブを使用し、高温、高圧下で長時間かけて硬化させるため、高い強度が得られる反面、成形時間が長く、生産性が低いことが課題であった。また、オートクレーブの大きさによって製造可能な成形品の大きさが制限され、高付加価値の熱硬化性炭素繊維強化プラスチックの生産には向いているものの、汎用品の量産には不向きであった。 Conventionally, when molding thermosetting fiber reinforced plastics for aircraft, autoclaves are used to harden them under high temperature and high pressure for a long time. The problem was low productivity. In addition, the size of the molded product that can be manufactured is limited by the size of the autoclave, and although it is suitable for the production of high value-added thermosetting carbon fiber reinforced plastics, it is not suitable for mass production of general-purpose products.

このようなことから、脱オートクレーブ化、特に熱可塑性炭素繊維強化プラスチックの開発が進められており、特許文献1には、炭素繊維を含む織物に熱可塑性エポキシ樹脂を含浸させてなるシート状の炭素繊維複合材が提案されている。
一般的に、熱可塑性樹脂複合材料は熱硬化性樹脂複合材料に比べて、短時間で成形できるので生産性が高くコストダウンに貢献できる。
For this reason, de-autoclaving, particularly the development of thermoplastic carbon fiber reinforced plastics, is underway. Fiber composites have been proposed.
In general, thermoplastic resin composite materials can be molded in a shorter time than thermosetting resin composite materials, so productivity is high and it can contribute to cost reduction.

特開2018-193457号公報JP 2018-193457 A

特許文献1においては、熱可塑性エポキシ樹脂を含浸させるために多量の溶剤を使用しており、溶剤量のコントロールが難しいために得られる複合材の機械物性がばらつく問題がある。また、溶剤を揮発させる段階で多量のボイドが発生し、このボイドが成形の段階でも残存し、得られる複合材の機械物性を低下させる原因となる。更には、分子量の低い熱可塑性エポキシ樹脂を用いているため、耐衝撃性にも劣るものとなる。 In Patent Literature 1, a large amount of solvent is used to impregnate the thermoplastic epoxy resin, and it is difficult to control the amount of solvent. In addition, a large amount of voids are generated in the step of volatilizing the solvent, and these voids remain even in the step of molding, causing deterioration in the mechanical properties of the resulting composite material. Furthermore, since a thermoplastic epoxy resin with a low molecular weight is used, the impact resistance is also inferior.

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、ボイドが著しく少なく、機械物性に優れた繊維強化プラスチックを得ることができる繊維強化エポキシ樹脂複合材と、この繊維強化エポキシ樹脂複合材を用いた繊維強化プラスチックを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background, and includes a fiber-reinforced epoxy resin composite material that can obtain a fiber-reinforced plastic having extremely few voids and excellent mechanical properties, and a fiber-reinforced epoxy resin composite material that uses this fiber-reinforced epoxy resin composite. An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced plastic.

本発明者らは鋭意検討を行った結果、エポキシ樹脂と溶剤を含むエポキシ樹脂組成物をホットメルト法により強化繊維に含浸させることにより、ごく少量の溶剤を用いてエポキシ樹脂を強化繊維に含浸させることができ、これにより、上記課題を解決し、所望の性能を有する繊維強化プラスチックを提供できることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies, the present inventors impregnated reinforcing fibers with an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent by a hot-melt method, thereby impregnating the reinforcing fibers with the epoxy resin using a very small amount of solvent. As a result, the inventors have found that it is possible to solve the above-mentioned problems and provide a fiber-reinforced plastic having desired performance, thus leading to the present invention.

すなわち、本発明は以下を要旨とする。 That is, the gist of the present invention is as follows.

[1] エポキシ樹脂と溶剤を含むエポキシ樹脂組成物をホットメルト法により強化繊維に含浸してなり、溶剤の含有量が0.02質量%以上5質量%以下である繊維強化エポキシ樹脂複合材。 [1] A fiber-reinforced epoxy resin composite obtained by impregnating reinforcing fibers with an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent by a hot-melt method, and having a solvent content of 0.02% by mass or more and 5% by mass or less.

[2] 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂である[1]に記載の繊維強化エポキシ樹脂複合材。 [2] The fiber-reinforced epoxy resin composite material according to [1], wherein the epoxy resin has a weight average molecular weight of 1500 or more.

[3] 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂との混合物であり、全エポキシ樹脂100質量部中の重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂の割合が60質量部以上である[1]に記載の繊維強化エポキシ樹脂複合材。 [3] The epoxy resin is a mixture of an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1500, and the proportion of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more in 100 parts by mass of the total epoxy resin is 60. The fiber-reinforced epoxy resin composite material according to [1], which is at least parts by mass.

[4] 前記強化繊維が炭素繊維である[1]~[3]のいずれかに記載の繊維強化エポキシ樹脂複合材。 [4] The fiber-reinforced epoxy resin composite material according to any one of [1] to [3], wherein the reinforcing fibers are carbon fibers.

[5] [1]~[4]のいずれかに記載の繊維強化エポキシ樹脂複合材を用いた繊維強化プラスチック。 [5] A fiber-reinforced plastic using the fiber-reinforced epoxy resin composite according to any one of [1] to [4].

[6] エポキシ樹脂と溶剤を含むエポキシ樹脂組成物よりなるフィルムであって、該フィルム中の溶剤含有量が0.2質量%以上10質量%以下であるエポキシ樹脂フィルム。 [6] A film made of an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent, wherein the solvent content in the film is 0.2% by mass or more and 10% by mass or less.

[7] 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂である[6]に記載のエポキシ樹脂フィルム。 [7] The epoxy resin film according to [6], wherein the epoxy resin has a weight average molecular weight of 1500 or more.

[8] 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂との混合物であり、全エポキシ樹脂100質量部中の重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂の割合が60質量部以上である[6]に記載のエポキシ樹脂フィルム。 [8] The epoxy resin is a mixture of an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1500, and the proportion of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more in 100 parts by mass of the total epoxy resin is 60. The epoxy resin film according to [6], which is at least parts by mass.

[9] [6]~[8]のいずれかに記載のエポキシ樹脂フィルムと、強化繊維集合体との積層体を加熱一体化してなる繊維強化エポキシ樹脂複合材。 [9] A fiber-reinforced epoxy resin composite obtained by heating and integrating a laminate of the epoxy resin film according to any one of [6] to [8] and a reinforcing fiber assembly.

[10] 強化繊維と、エポキシ樹脂組成物を有する繊維強化エポキシ樹脂複合材の製造方法であって、
(a)エポキシ樹脂と、溶剤とを含むエポキシ樹脂組成物を調製し、
(b)前記調製されたエポキシ樹脂組成物を20~70℃の範囲に温度調整して塗膜を形成し、
(c)前記塗膜を温度80~180℃にて5分~3時間保持して溶剤を揮発させて樹脂フィルムを作成し、
(d)強化繊維に対して、前記樹脂フィルムを加熱圧着してエポキシ樹脂組成物を含浸させ、溶剤の含有量が0.02質量%以上5質量%以下である繊維強化エポキシ樹脂複合材を製造する
繊維強化エポキシ樹脂複合材の製造方法。
[10] A method for producing a fiber-reinforced epoxy resin composite comprising reinforcing fibers and an epoxy resin composition, comprising:
(a) preparing an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent;
(b) adjusting the temperature of the prepared epoxy resin composition to a range of 20 to 70° C. to form a coating film;
(c) holding the coating film at a temperature of 80 to 180° C. for 5 minutes to 3 hours to volatilize the solvent to form a resin film;
(d) A fiber-reinforced epoxy resin composite having a solvent content of 0.02% by mass or more and 5% by mass or less is produced by impregnating the resin film with the reinforcing fiber under heat and pressure to impregnate the epoxy resin composition. A method for manufacturing a fiber-reinforced epoxy resin composite material.

[11] 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂である[10]に記載の繊維強化エポキシ樹脂複合材の製造方法。 [11] The method for producing a fiber-reinforced epoxy resin composite according to [10], wherein the epoxy resin has a weight average molecular weight of 1500 or more.

[12] 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂との混合物であり、全エポキシ樹脂100質量部中の重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂の割合が60質量部以上である[10]に記載の繊維強化エポキシ樹脂複合材の製造方法。 [12] The epoxy resin is a mixture of an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1500, and the proportion of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more in 100 parts by mass of the total epoxy resin is 60. The method for producing a fiber-reinforced epoxy resin composite material according to [10], which is at least parts by mass.

本発明によれば、ボイドが著しく少なく、優れた機械物性を有する繊維強化プラスチックを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fiber-reinforced plastic having extremely few voids and excellent mechanical properties.

以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

本発明において、「エポキシ樹脂」とは、1分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物を意味する。
また、「エポキシ樹脂組成物」とは、エポキシ樹脂と溶剤、場合により、硬化剤、硬化促進剤と、エポキシ樹脂以外の熱可塑性樹脂や添加剤等を含む樹脂組成物を意味する。
本発明において「固形分」とは溶剤を除いた成分を意味し、固体のエポキシ樹脂のみならず、半固形や粘稠な液状物のものを含むものとする。
In the present invention, "epoxy resin" means a compound having two or more epoxy groups in one molecule.
The term "epoxy resin composition" means a resin composition containing an epoxy resin, a solvent, optionally a curing agent, a curing accelerator, a thermoplastic resin other than the epoxy resin, additives, and the like.
In the present invention, the term "solid content" means the components excluding the solvent, and includes not only solid epoxy resins but also semi-solid and viscous liquid substances.

また、エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)とは、ゲル浸透クロマトグラフィーによってポリスチレン換算値として測定される値である。
また、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エポキシ樹脂の質量」と定義され、JISK7236に準じて測定することができる。
Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the epoxy resin is a value measured as a polystyrene-equivalent value by gel permeation chromatography.
The "epoxy equivalent" of an epoxy resin is defined as "the mass of an epoxy resin containing one equivalent of an epoxy group" and can be measured according to JISK7236.

なお、「含浸」とは一般的には、布や紙、木材などの多孔性材料に、薬品・樹脂や水などの「液体」を浸して含ませることを意味するが、本発明において、「含浸」とは、液体に限らず、強化繊維の隙間にエポキシ樹脂を充填することを意味する。 The term "impregnation" generally means soaking a "liquid" such as a chemical, resin, or water in a porous material such as cloth, paper, or wood. "Impregnation" means filling the interstices of the reinforcing fibers with an epoxy resin, not limited to the liquid.

[繊維強化エポキシ樹脂複合材]
本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材(「プリプレグ」とも称される。)は、エポキシ樹脂と溶剤を含むエポキシ樹脂組成物をホットメルト法により強化繊維に含浸してなり、溶剤の含有量が0.02質量%以上5質量%以下であることを特徴とするものであって、ボイドが著しく少なく、機械物性に優れた繊維強化プラスチックの原材料とすることができる。
[Fiber-reinforced epoxy resin composite]
The fiber-reinforced epoxy resin composite material (also referred to as "prepreg") of the present invention is obtained by impregnating reinforcing fibers with an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent by a hot-melt method, and the solvent content is 0. 02% by mass or more and 5% by mass or less, it can be used as a raw material for a fiber-reinforced plastic having remarkably few voids and excellent mechanical properties.

本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材は、後述の通りエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物を用いて製造することができる。以下において、このエポキシ樹脂組成物を「本発明のエポキシ樹脂組成物」と称し、本発明のエポキシ樹脂組成物の中のエポキシ樹脂を「本発明のエポキシ樹脂」と称す場合がある。 The fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention can be produced using an epoxy resin composition containing an epoxy resin as described below. Hereinafter, this epoxy resin composition may be referred to as "epoxy resin composition of the present invention", and the epoxy resin in the epoxy resin composition of the present invention may be referred to as "epoxy resin of the present invention".

なお、本発明において、エポキシ樹脂としては熱可塑性エポキシ樹脂を用いる。
エポキシ樹脂には、熱硬化性エポキシ樹脂と熱可塑性エポキシ樹脂とがあるが、本発明ではこのうち、熱可塑性エポキシ樹脂を用いる。
エポキシ樹脂は、一般的には熱硬化性樹脂の代表的な樹脂である。熱硬化性エポキシ樹脂は比較的低分子量であるのに対して、本発明で用いる熱可塑性エポキシ樹脂は、高分子量であることによりエポキシ樹脂に熱可塑性を付与したものである。
In addition, in the present invention, a thermoplastic epoxy resin is used as the epoxy resin.
Epoxy resins include thermosetting epoxy resins and thermoplastic epoxy resins. Of these, the thermoplastic epoxy resin is used in the present invention.
Epoxy resins are generally representative of thermosetting resins. Thermosetting epoxy resins have relatively low molecular weights, whereas thermoplastic epoxy resins used in the present invention have thermoplasticity due to their high molecular weights.

<エポキシ樹脂>
本発明のエポキシ樹脂は、熱可塑性であればよく特に限定されず公知のものを用いることができる。
本発明のエポキシ樹脂としては、重量平均分子量が1500以上のエポキシ樹脂が好ましい。
また、本発明のエポキシ樹脂は、重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂との混合物であってもよい。
<Epoxy resin>
The epoxy resin of the present invention is not particularly limited as long as it is thermoplastic, and known resins can be used.
As the epoxy resin of the present invention, an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more is preferable.
Moreover, the epoxy resin of the present invention may be a mixture of an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1,500.

本発明のエポキシ樹脂組成物(固形分と溶剤を含む)中のエポキシ樹脂の含有量は25質量%以上、特に30質量%以上で、85質量%以下、特に80質量%以下であることが好ましい。エポキシ樹脂の含有量はエポキシ樹脂の粘度や溶剤の種類、硬化剤の含有量等にもよるが、エポキシ樹脂の含有量が上記下限以上であればフィルム化する際に溶剤を揮発させやすいため、好ましく、上記上限以下であればフィルム化する際に取り扱いが容易であるため、好ましい。 The content of the epoxy resin in the epoxy resin composition (including solid content and solvent) of the present invention is preferably 25% by mass or more, particularly 30% by mass or more, and 85% by mass or less, particularly 80% by mass or less. . The content of the epoxy resin depends on the viscosity of the epoxy resin, the type of solvent, and the content of the curing agent. It is preferable that the content is equal to or less than the above upper limit, because it is easy to handle when forming a film.

(重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂)
本発明のエポキシ樹脂として重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂を用いることで、優れた耐衝撃性を有する繊維強化プラスチックを得ることができる。
本発明のエポキシ樹脂として、重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂を併用してもよい。この場合、本発明のエポキシ樹脂100質量部に対する重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂の割合は、好ましくは60質量部以上、より好ましくは65質量部以上、更に好ましくは70質量部以上、特に好ましくは90質量部以上であり、その上限は好ましくは100質量部である。重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂の割合が上記下限以上で多い程、耐衝撃性に優れた繊維強化プラスチックを得ることができる傾向にある。
(Epoxy resin with a weight average molecular weight of 1500 or more)
By using an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more as the epoxy resin of the present invention, a fiber-reinforced plastic having excellent impact resistance can be obtained.
As the epoxy resin of the present invention, an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1,500 may be used in combination. In this case, the ratio of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more to 100 parts by mass of the epoxy resin of the present invention is preferably 60 parts by mass or more, more preferably 65 parts by mass or more, still more preferably 70 parts by mass or more, and particularly preferably It is 90 parts by mass or more, and the upper limit is preferably 100 parts by mass. As the proportion of the epoxy resin having a weight-average molecular weight of 1500 or more is greater than the above lower limit, there is a tendency that a fiber-reinforced plastic having excellent impact resistance can be obtained.

本発明のエポキシ樹脂が、全て重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂で構成される場合、フィルム化及び耐衝撃性を発現するのに不十分となる傾向がある。ただし、エポキシ樹脂の重量平均分子量が100,000を超えると高粘度のため樹脂の取り扱いが困難になる傾向がある。
フィルム化、耐衝撃性及び樹脂の取り扱いの観点から、重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂の重量平均分子量は、好ましくは2000以上で、好ましくは100,000以下、より好ましくは80,000以下である。
When the epoxy resin of the present invention is composed entirely of epoxy resins having a weight average molecular weight of less than 1500, it tends to be insufficient to develop film formation and impact resistance. However, when the weight-average molecular weight of the epoxy resin exceeds 100,000, the resin tends to be difficult to handle due to its high viscosity.
From the viewpoint of film formation, impact resistance and resin handling, the weight average molecular weight of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more is preferably 2000 or more, preferably 100,000 or less, more preferably 80,000 or less. .

また、重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂のエポキシ当量は800~50,000g/eq、特に850~40,000g/eqであることが好ましい。エポキシ当量が上記下限以上であればフィルム化が容易になり、かつ耐衝撃性を発現しやすくなり、上記上限以下であれば樹脂の取り扱いが容易になるため、好ましい。 Also, the epoxy equivalent of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more is preferably 800 to 50,000 g/eq, particularly preferably 850 to 40,000 g/eq. When the epoxy equivalent is at least the above lower limit, film formation is facilitated and impact resistance is readily exhibited, and when it is at most the above upper limit, handling of the resin is facilitated, which is preferable.

重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂は、一般的な熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法を用いて製造することができ、例えば、芳香族構造及び/または脂環式構造を持つ2価フェノール化合物、好ましくは芳香族構造及び脂環式構造を持つ2価フェノール化合物と、2官能エポキシ樹脂とを組み合わせて触媒の存在下で加熱付加反応させることにより
得ることができる。
Epoxy resins having a weight average molecular weight of 1500 or more can be produced using a general method for producing thermoplastic epoxy resins. It can be obtained by combining a dihydric phenol compound having an aromatic structure and an alicyclic structure with a bifunctional epoxy resin and subjecting the mixture to a thermal addition reaction in the presence of a catalyst.

芳香族構造及び脂環式構造を持つ2価フェノール化合物としては、特に制約はないが、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン等が好適に使用できる。これらは、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。その中でも、特にビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンが好ましい。使用するビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンは純度が96%以上のものがよく、好ましくは98%以上のものがよい。純度が96%未満では、十分に高分子量化を達成できない場合がある。 The dihydric phenol compound having an aromatic structure and an alicyclic structure is not particularly limited, but 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5- Trimethylcyclohexane and the like can be preferably used. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Among them, bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane is particularly preferred. The bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane used should have a purity of 96% or higher, preferably 98% or higher. If the purity is less than 96%, it may not be possible to achieve a sufficiently high molecular weight.

原料2価フェノール化合物としては、上記の芳香族構造及び脂環式構造を持つ2価フェノール化合物と共に他の2価フェノール化合物を併用してもよく、その場合、他の2価フェノール化合物としては、2個の水酸基が芳香族環に結合したものであればどのようなものでもよい。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビスフェノールB、ビスフェノールAD等のビスフェノール類、ビフェノール、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ジヒドロキシナフタレン等が挙げられる。また、これらがアルキル基、アリール基、エーテル基、エステル基などの非妨害性置換基で置換されたものを用いてもよい。これらの2価フェノール化合物の中で好ましいものは、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、4,4’-ビフェノール、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ビフェノールである。その他の2価フェノール化合物は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the raw material dihydric phenol compound, other dihydric phenol compounds may be used in combination with the above dihydric phenol compounds having an aromatic structure and an alicyclic structure. Any one having two hydroxyl groups bonded to an aromatic ring may be used. Examples thereof include bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, bisphenol B and bisphenol AD, biphenol, catechol, resorcinol, hydroquinone and dihydroxynaphthalene. In addition, those substituted with non-interfering substituents such as alkyl groups, aryl groups, ether groups and ester groups may also be used. Preferred among these dihydric phenol compounds are bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, 4,4'-biphenol and 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-biphenol. . Other dihydric phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.

これらの他の2価フェノール化合物を併用する場合、その使用量は原料として用いる全2価フェノール化合物中の30質量%以下とすること、即ち、原料2価フェノール化合物の70~100質量%は芳香族構造及び脂環式構造を持つ2価フェノール化合物であることが好ましい。 When these other dihydric phenol compounds are used in combination, the amount used should be 30% by mass or less in the total dihydric phenol compounds used as raw materials, that is, 70 to 100% by mass of the raw material dihydric phenol compounds should be aromatic. A dihydric phenol compound having a group structure and an alicyclic structure is preferred.

一方、原料2官能エポキシ樹脂は、分子内に2個のエポキシ基を持つ化合物であればどのようなものでもよく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノンなどの単環2価フェノールのジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンのジグリシジルエーテル、2価アルコールのジグリシジルエーテル、フタル酸、イソフタル酸、テトラハイドロフタル酸、ヘキサハイドロフタル酸などの2価カルボン酸のジグリシジルエステル等が挙げられる。また、これらがアルキル基、アリール基、エーテル基、エステル基などの非妨害性置換基で置換されたものを用いてもよい。これらの原料2官能エポキシ樹脂は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 On the other hand, the raw material bifunctional epoxy resin may be any compound having two epoxy groups in the molecule, such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, and the like. Bisphenol-type epoxy resin, biphenol-type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, catechol, resorcinol, diglycidyl ether of monocyclic dihydric phenol such as hydroquinone, diglycidyl ether of dihydroxynaphthalene, diglycidyl ether of dihydric alcohol, phthalate diglycidyl esters of divalent carboxylic acids such as acids, isophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, and the like. In addition, those substituted with non-interfering substituents such as alkyl groups, aryl groups, ether groups and ester groups may also be used. Only one type of these raw material bifunctional epoxy resins may be used, or two or more types may be used in combination.

原料2官能エポキシ樹脂と2価フェノール化合物の反応時の当量比は、エポキシ基:フェノール性水酸基=1:0.90~1.10とするのが好ましい。この当量比が0.90より小さくても、1.10より大きくても十分に高分子量化することができないおそれがある。なお、反応条件等にもよるが、エポキシ基:フェノール水酸基=1:1未満の場合、末端がエポキシ基となり、エポキシ基:フェノール性水酸基=1:1より大の場合、末端がフェノール性水酸基になる確率が高くなる。 The equivalent ratio of the raw material bifunctional epoxy resin and the dihydric phenol compound at the time of reaction is preferably epoxy group:phenolic hydroxyl group=1:0.90 to 1.10. Even if this equivalent ratio is smaller than 0.90 or larger than 1.10, it may not be possible to sufficiently increase the molecular weight. Depending on the reaction conditions, etc., if the ratio of epoxy group: phenolic hydroxyl group is less than 1:1, the terminal will be an epoxy group, and if the epoxy group: phenolic hydroxyl group is greater than 1:1, the terminal will be a phenolic hydroxyl group. more likely to become

重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂は、市販品を用いてもよい。
市販品として入手可能なエポキシ樹脂としては、以下に限定されないが、jER1055、jER1004、jER1007、jER1009、jER1010、jER1256、jER4250、jER4275、jER1256B40、jER1255HX30、YX8100BH30、YX6954BH30、YX7200B35、jER4005P、jER4007P、jER4010P(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製)や、EPICLON3050、EPICLON4050、EPICLON7050、EPICLON HM-091、EPICLON HM-101(いずれも商品名、DIC株式会社製)、YD-903N、YD-904、YD-907、YD-7910、YD-6020、YP-50、YP-50S、YP-70、ZX-1356-2、FX-316、YDF2004、YDF-2005RD(いずれも商品名、新日鉄住金ケミカル&マテリアル株式会社製)等が挙げられる。
A commercially available epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more may be used.
Commercially available epoxy resins include, but are not limited to, jER1055, jER1004, jER1007, jER1009, jER1010, jER1256, jER4250, jER4275, jER1256B40, jER1255HX30, YX8100BH30, YX6954BH30, YX720 0B35, jER4005P, jER4007P, jER4010P (any Also trade names, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), EPICLON3050, EPICLON4050, EPICLON7050, EPICLON HM-091, EPICLON HM-101 (all trade names, manufactured by DIC Corporation), YD-903N, YD-904, YD-907 , YD-7910, YD-6020, YP-50, YP-50S, YP-70, ZX-1356-2, FX-316, YDF2004, YDF-2005RD (all trade names, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical & Materials Co., Ltd. ) and the like.

重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂は、これらの中から1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Epoxy resins having a weight average molecular weight of 1500 or more may be used alone or in combination of two or more.

(重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂)
本発明のエポキシ樹脂として、本発明の目的を損なわない限り、重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と共に、重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂を用いてもよい。重量平均分子量1500未満、好ましくは1300以下のエポキシ樹脂を用いることで、得られる繊維強化プラスチックの強度や弾性率、耐熱性、取り扱い性の向上を図ることができる。
ただし、重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂の分子量が過度に小さいとエポキシ樹脂が揮発しやすく、離形フィルムや離型紙の表面でエポキシ樹脂が弾かれて樹脂フィルムを作製出来ないことから、重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂の重量平均分子量の下限は、200以上、特に250以上であることが好ましい。
また、重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂のエポキシ当量は90~800g/eq、特に100~750g/eqであることが好ましい。エポキシ当量が上記下限以上であれば樹脂フィルムを作製しやすくなり、上記上限以下であれば靱性を付与しつつも耐熱性や強度、弾性率を向上させられるため、好ましい。
(Epoxy resin with a weight average molecular weight of less than 1500)
As the epoxy resin of the present invention, an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1,500 may be used together with an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more, as long as the object of the present invention is not impaired. By using an epoxy resin having a weight-average molecular weight of less than 1,500, preferably 1,300 or less, the strength, elastic modulus, heat resistance, and handleability of the resulting fiber-reinforced plastic can be improved.
However, if the molecular weight of the epoxy resin with a weight average molecular weight of less than 1500 is excessively small, the epoxy resin tends to volatilize, and the surface of the release film or release paper repels the epoxy resin, making it impossible to produce a resin film. The lower limit of the weight average molecular weight of the epoxy resin having a molecular weight of less than 1500 is preferably 200 or more, particularly 250 or more.
The epoxy equivalent of the epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1500 is preferably 90-800 g/eq, more preferably 100-750 g/eq. If the epoxy equivalent is at least the above lower limit, it becomes easier to produce a resin film, and if it is at most the above upper limit, heat resistance, strength, and elastic modulus can be improved while imparting toughness, which is preferable.

本発明のエポキシ樹脂として、重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂を併用する場合、重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂を用いることによる前述の効果を有効に得る上で、本発明のエポキシ樹脂100質量部に対する重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂の割合は、好ましくは40質量部以下、より好ましくは35質量部以下、更に好ましくは30質量部以下、特に好ましくは10質量部以下であり、その下限値は0質量部である。 When an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1,500 are used in combination as the epoxy resin of the present invention, the use of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1,500 or more is effective in obtaining the above effects. The ratio of the epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1500 to 100 parts by mass of the epoxy resin of the present invention is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, still more preferably 30 parts by mass or less, and particularly preferably 10 parts by mass. part or less, and the lower limit is 0 part by mass.

重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂としては特に制限されないが、2官能以上のエポキシ樹脂が好ましく用いられる。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF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E型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノールのようなグリシジルアミン型エポキシ樹脂;テトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタン、トリス(グリシジルオキシ)メタンのような上記以外のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、及びこれらを変性したエポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ等が挙げられる。
3官能以上のエポキシ樹脂は、より優れた強度や弾性率、耐熱性が得られることから、パラ型やメタ型のトリグリシジルアミノフェノール型エポキシ樹脂やテトラグリシジルジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、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が好ましく用いられる。
Although the epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1500 is not particularly limited, a difunctional or higher epoxy resin is preferably used. For example, bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AF type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol Z type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, etc. Glycidylamines such as biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, trisphenolmethane type epoxy resin, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidylaminophenol type epoxy resin; tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane, tris (glycidyloxy) methane and other glycidyl ether type epoxy resins other than the above, and modified epoxy resins thereof, phenol aralkyl type epoxy resins, alicyclic epoxies, etc. mentioned.
Epoxy resins with three or more functionalities provide superior strength, elastic modulus, and heat resistance. A resin, a cresol novolac type epoxy resin, is preferably used.

重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂の市販品としては、以下に限定されないが、jER825(エポキシ当量175g/eq)、jER827(エポキシ当量185g/eq)、jER828(エポキシ当量189g/eq)、jER834(エポキシ当量250g/eq)、jER806(エポキシ当量165g/eq)、jER807(エポキシ当量170g/eq)、jER604(エポキシ当量120g/eq)、jER630(エポキシ当量98g/eq)、jER1032H60(エポキシ当量169g/eq)、jER152(エポキシ当量175g/eq)、jER154(エポキシ当量178g/eq)、jER157S70(エポキシ当量210g/eq)、YX-7700(エポキシ当量273g/eq)、YX-8000(エポキシ当量205g/eq)、YX-8800(エポキシ当量179g/eq)、YX-4000(エポキシ当量186g/eq)、YX-7105(エポキシ当量480g/eq)、YX-7400(エポキシ当量440g/eq)(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製)、YD-127(エポキシ当量185g/eq)、YD-128(エポキシ当量189g/eq)、YDF-170(エポキシ当量170g/eq)、YDPN-638(エポキシ当量180g/eq)、TX-0911(エポキシ当量172g/eq)(いずれも商品名、新日鉄住金ケミカル&マテリアル株式会社製)、EPICLON840(エポキシ当量185g/eq)、EPICLON850(エポキシ当量189g/eq)、EPICLON830(エポキシ当量170g/eq)、EPICLON835(エポキシ当量172g/eq)、HP-4032(エポキシ当量150g/eq)、HP-4700(エポキシ当量162g/eq)、HP-4770(エポキシ当量204g/eq)、HP-4750(エポキシ当量185g/eq)、HP-7200(エポキシ当量265g/eq)、N-730A(エポキシ当量174g/eq)、N-740(エポキシ当量181g/eq)、N-770(エポキシ当量187g/eq)、TSR-400(エポキシ当量338g/eq)(いずれも商品名、DIC株式会社製)、GAN(エポキシ当量125g/eq)、GOT(エポキシ当量135g/eq)、NC-2000(エポキシ当量241g/eq)、NC-3000(エポキシ当量275g/eq)(いずれも商品名、日本化薬株式会社製)、MY-0500(エポキシ当量110g/eq)、MY-0600(エポキシ当量106g/eq)、ECN-1299(エポキシ当量230g/eq)(いずれも商品名、ハンツマンジャパン株式会社製)、D.E.R331、D.E.R354(エポキシ当量170g/eq)(エポキシ当量187/eq)、D.E.R332(エポキシ当量173g/eq)(いずれも商品名、THE DOW CHEMICAL COMPANY社製)等が挙げられる。
重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂は、これらの中から1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of commercially available epoxy resins having a weight average molecular weight of less than 1500 include, but are not limited to, jER825 (epoxy equivalent 175 g/eq), jER827 (epoxy equivalent 185 g/eq), jER828 (epoxy equivalent 189 g/eq), jER834 (epoxy equivalent weight 250 g/eq), jER806 (epoxy equivalent weight 165 g/eq), jER807 (epoxy equivalent weight 170 g/eq), jER604 (epoxy equivalent weight 120 g/eq), jER630 (epoxy equivalent weight 98 g/eq), jER1032H60 (epoxy equivalent weight 169 g/eq) , jER152 (epoxy equivalent 175 g / eq), jER154 (epoxy equivalent 178 g / eq), jER157S70 (epoxy equivalent 210 g / eq), YX-7700 (epoxy equivalent 273 g / eq), YX-8000 (epoxy equivalent 205 g / eq), YX-8800 (epoxy equivalent 179 g/eq), YX-4000 (epoxy equivalent 186 g/eq), YX-7105 (epoxy equivalent 480 g/eq), YX-7400 (epoxy equivalent 440 g/eq) (all trade names, Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), YD-127 (epoxy equivalent 185 g / eq), YD-128 (epoxy equivalent 189 g / eq), YDF-170 (epoxy equivalent 170 g / eq), YDPN-638 (epoxy equivalent 180 g / eq), TX-0911 (epoxy equivalent 172 g/eq) (both trade names, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical & Materials Co., Ltd.), EPICLON840 (epoxy equivalent 185 g/eq), EPICLON850 (epoxy equivalent 189 g/eq), EPICLON830 (epoxy equivalent 170 g/eq) eq), EPICLON835 (epoxy equivalent 172 g/eq), HP-4032 (epoxy equivalent 150 g/eq), HP-4700 (epoxy equivalent 162 g/eq), HP-4770 (epoxy equivalent 204 g/eq), HP-4750 (epoxy equivalent weight 185 g/eq), HP-7200 (epoxy equivalent weight 265 g/eq), N-730A (epoxy equivalent weight 174 g/eq), N-740 (epoxy equivalent weight 181 g/eq), N-770 (epoxy equivalent weight 187 g/eq), TSR-400 (epoxy equivalent 338 g/eq) (both trade names, manufactured by DIC Corporation), GAN (epoxy equivalent 125 g/eq), GOT (epoxy equivalent 135 g/eq), NC-2000 (epoxy equivalent 241 g/eq) , NC-3000 (epoxy equivalent 275 g / eq) (both trade names, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), MY-0500 (epoxy equivalent 110 g / eq), MY-0600 (epoxy equivalent 106 g / eq), ECN-1299 (epoxy equivalent: 230 g/eq) (both trade names, manufactured by Huntsman Japan Co., Ltd.); E. R331, D.R. E. R354 (epoxy equivalent weight 170 g/eq) (epoxy equivalent weight 187/eq), D.I. E. R332 (epoxy equivalent: 173 g/eq) (both trade names, manufactured by THE DOW CHEMICAL COMPANY) and the like.
Epoxy resins having a weight-average molecular weight of less than 1500 may be used alone or in combination of two or more.

<溶剤>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、強化繊維への含浸等の取り扱い時に、粘度を適度に調整するために溶剤を含有することが好ましい。溶剤は、本発明のエポキシ樹脂組成物を強化繊維に含浸する際の、或いは後述の本発明のエポキシ樹脂フィルムを製造する際の取り扱い性、作業性を確保するために用いられ、その含有量には特に制限はないが、通常、本発明のエポキシ樹脂組成物は固形分濃度が25~85質量%、特に30~80質量%となるように調製されることが好ましい。
<Solvent>
The epoxy resin composition of the present invention preferably contains a solvent in order to appropriately adjust the viscosity during handling such as impregnation into reinforcing fibers. The solvent is used to ensure handleability and workability when impregnating the reinforcing fiber with the epoxy resin composition of the present invention or when manufacturing the epoxy resin film of the present invention described below. Although there is no particular limitation, the epoxy resin composition of the present invention is usually preferably prepared so that the solid content concentration is 25 to 85% by mass, particularly 30 to 80% by mass.

本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる溶剤としては特に制限はないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、メタノール、エタノールなどが挙げられる。これらの溶剤は適宜に2種又はそれ以上の混合溶剤として使用することも可能である。 The solvent contained in the epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited. Glycol monomethyl ether acetate, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, methanol, ethanol and the like. These solvents can be appropriately used as a mixed solvent of two or more.

<硬化剤>
本発明のエポキシ樹脂組成物は硬化剤を含有していてもよい。硬化剤は、強度や弾性率、耐熱性、強化繊維との接着性付与などのために用いられる。
本発明で用いる硬化剤としては特に限定されず、例えば、ジシアンジアミド、ウレア類、イミダゾール類、芳香族アミン類、その他アミン系硬化剤、酸無水物、塩化ホウ素アミン錯体、フェノール類、有機ホスフィン化合物、酸無水物、ベンゾオキサジン類等を用いることができる。
<Curing agent>
The epoxy resin composition of the present invention may contain a curing agent. Curing agents are used to impart strength, elastic modulus, heat resistance, adhesion to reinforcing fibers, and the like.
The curing agent used in the present invention is not particularly limited. Acid anhydrides, benzoxazines and the like can be used.

ジシアンジアミドは融点が高く、低温領域でエポキシ樹脂との相溶性が抑えられるため、硬化剤として用いると、ポットライフが優れたエポキシ樹脂組成物が得られる傾向にあるので好ましい。また、ジシアンジアミドを含むことで、樹脂の硬化物の機械物性が向上する傾向にあり好ましい。 Dicyandiamide has a high melting point and is less compatible with epoxy resins in the low-temperature range. Therefore, when used as a curing agent, an epoxy resin composition having an excellent pot life tends to be obtained, which is preferable. Moreover, the inclusion of dicyandiamide tends to improve the mechanical properties of the cured resin, which is preferable.

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤としてジシアンジアミドを含む場合、その含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる本発明のエポキシ樹脂が有するエポキシ基の全モル数に対し、ジシアンジアミドの活性水素のモル数が0.4~1倍となる量とするのが好ましい。このモル比を0.4倍以上とすることにより、耐熱性が良好で、機械物性が良好な(すなわち強度や弾性率が高い)硬化物が得られる傾向にある。また、1倍以下とすることにより、機械物性(すなわち塑性変形能力や耐衝撃性に優れた)が良好な硬化物が得られる傾向にある。さらに、このジシアンジアミドの活性水素のモル数を0.5~0.8倍とすることによって、硬化物の耐熱性がより優れる傾向にあるため、より好ましい。 When the epoxy resin composition of the present invention contains dicyandiamide as a curing agent, the content thereof is the activity of dicyandiamide with respect to the total number of moles of epoxy groups possessed by the epoxy resin of the present invention contained in the epoxy resin composition of the present invention. It is preferable that the amount is such that the number of moles of hydrogen is 0.4 to 1 times. By setting this molar ratio to 0.4 times or more, there is a tendency to obtain a cured product having good heat resistance and good mechanical properties (that is, high strength and elastic modulus). In addition, by setting it to 1 time or less, there is a tendency to obtain a cured product having good mechanical properties (that is, excellent plastic deformation ability and impact resistance). Furthermore, by increasing the number of moles of active hydrogen in the dicyandiamide to 0.5 to 0.8 times, the heat resistance of the cured product tends to be more excellent, which is more preferable.

ジシアンジアミドの市販品としては、例えばDICY7、DICY15(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製)、DICYANEX1400F(商品名、エアープロダクツ株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Commercially available products of dicyandiamide include, but are not limited to, DICY7, DICY15 (both trade names, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and DICYANEX1400F (trade name, manufactured by Air Products Co., Ltd.).

ウレア類は、分子内にジメチルウレイド基を有し、高温で加熱することによりイソシアネート基とジメチルアミンを生成し、これらが本発明のエポキシ樹脂を活性化するものであれば、特に制限されないが、例えばジメチルウレイド基が芳香環に結合した芳香族ジメチルウレア、ジメチルウレイド基が脂肪族化合物に結合した脂肪族ジメチルウレア等を挙げることができる。これらの中でも、硬化速度が速くなり、硬化物の耐熱性および曲げ強度が高くなる傾向にある点で、芳香族ジメチルウレアが好ましい。
芳香族ジメチルウレアとしては、例えばフェニルジメチルウレア、メチレンビス(フェニルジメチルウレア)、およびトリレンビス(ジメチルウレア)などが好適に用いられる。具体例としては、4,4’-メチレンビス(フェニルジメチルウレア)(MBPDMU)、3-フェニル-1,1-ジメチルウレア(PDMU)、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチルウレア(DCMU)、3-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-1,1-ジメチルウレア、2,4-ビス(3,3-ジメチルウレイド)トルエン(TBDMU)、m-キシリレンジイソシアネートとジメチルアミンとから得られるジメチルウレアなどが挙げられる。これらの中でも、硬化促進能力や樹脂硬化物への耐熱性付与といった点から、DCMU、MBPDMU、TBDMU、PDMUがより好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Urea is not particularly limited as long as it has a dimethylureido group in the molecule and generates an isocyanate group and dimethylamine by heating at a high temperature, and these activate the epoxy resin of the present invention. Examples thereof include aromatic dimethylurea in which a dimethylureido group is bonded to an aromatic ring, and aliphatic dimethylurea in which a dimethylureido group is bonded to an aliphatic compound. Among these, aromatic dimethyl urea is preferable because it tends to increase the curing speed and the heat resistance and bending strength of the cured product.
As aromatic dimethylurea, for example, phenyldimethylurea, methylenebis(phenyldimethylurea), and tolylenebis(dimethylurea) are preferably used. Specific examples include 4,4′-methylenebis(phenyldimethylurea) (MBPDMU), 3-phenyl-1,1-dimethylurea (PDMU), 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (DCMU), 3-(3-chloro-4-methylphenyl)-1,1-dimethylurea, 2,4-bis(3,3-dimethylureido)toluene (TBDMU), m-xylylene diisocyanate and dimethylamine Dimethyl urea obtained from and the like. Among these, DCMU, MBPDMU, TBDMU, and PDMU are more preferable from the viewpoint of curing acceleration ability and imparting heat resistance to a resin cured product. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

脂肪族ジメチルウレアとしては、例えばイソホロンジイソシアネートとジメチルアミンとから得られるジメチルウレア、ヘキサメチレンジイソシアネートとジメチルアミンとから得られるジメチルウレアなどが挙げられる。 Examples of aliphatic dimethylurea include dimethylurea obtained from isophorone diisocyanate and dimethylamine, dimethylurea obtained from hexamethylene diisocyanate and dimethylamine, and the like.

ウレア類は市販品を用いることもできる。DCMUの市販品としては、例えばDCMU
-99(商品名、保土谷化学工業社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
MBPDMUの市販品としては、例えばTechnicure MDU-11(商品名、A&C Catalysts社製);Omicure(オミキュア)52(商品名、ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
PDMUの市販品としては、例えばOmicure(オミキュア)94(商品名、ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
TBDMUの市販品としては、例えばOmicure(オミキュア)24(商品名、ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製)、U-CAT 3512T(商品名、サンアプロ株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
脂肪族ジメチルウレアの市販品としては、例えばU-CAT 3513N(商品名、サンアプロ株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Commercially available ureas can also be used. Commercial products of DCMU include, for example, DCMU
-99 (trade name, manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.) and the like, but are not limited thereto.
Commercially available products of MBPDMU include, for example, Technicure MDU-11 (trade name, manufactured by A&C Catalysts); Omicure 52 (trade name, manufactured by PIT Japan Co., Ltd.). It is not limited.
Commercially available products of PDMU include, but are not limited to, Omicure 94 (trade name, manufactured by PI Japan Co., Ltd.).
Commercially available products of TBDMU include, for example, Omicure 24 (trade name, manufactured by PI Japan Co., Ltd.) and U-CAT 3512T (trade name, manufactured by San-Apro Co., Ltd.). It is not limited.
Commercially available products of aliphatic dimethyl urea include, but are not limited to, U-CAT 3513N (trade name, manufactured by San-Apro Co., Ltd.).

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤としてウレア類を含有する場合、その含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる本発明のエポキシ樹脂100質量部に対して1~15質量部が好ましく、2~10質量部がより好ましい。ウレア類の含有量が1質量部以上であれば、エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂を十分に硬化、硬化促進し、機械物性や耐熱性を高くすることができる傾向にある。一方、ウレア類の含有量が15質量部以下であれば、得られる硬化物の靱性を高く保持できる傾向にある。 When the epoxy resin composition of the present invention contains urea as a curing agent, the content thereof is 1 to 15 parts by mass based on 100 parts by mass of the epoxy resin of the present invention contained in the epoxy resin composition of the present invention. Preferably, 2 to 10 parts by mass is more preferable. When the urea content is 1 part by mass or more, the epoxy resin contained in the epoxy resin composition can be sufficiently cured and accelerated, and mechanical properties and heat resistance tend to be improved. On the other hand, when the content of ureas is 15 parts by mass or less, the resulting cured product tends to maintain high toughness.

イミダゾール類はイミダゾールであっても良く、イミダゾールアダクト、包接イミダゾール、マイクロカプセル型イミダゾール、安定化剤を配位させたイミダゾール化合物等を用いることもできる。
これらは、その構造の中に非共有電子対を有する窒素原子を有し、これが本発明のエポキシ樹脂のエポキシ基を活性化させることができ、硬化や硬化を促進することができる。
The imidazoles may be imidazole, and imidazole adducts, inclusion imidazoles, microcapsule-type imidazoles, imidazole compounds coordinated with stabilizers, and the like can also be used.
These have nitrogen atoms with lone pairs of electrons in their structure, which can activate the epoxy groups of the epoxy resins of the present invention and accelerate curing and hardening.

イミダゾールの具体例としては、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、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、2,4-ジアミノ-6-(2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’))-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-(2’-エチル-4-メチルイミダゾリル-(1’))-エチル-s-トリアジン、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物、2-フェニルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、2-メチルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、1-シアノエチル-2-フェニル-4,5-ジ(2-シアノエトキシ)メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アダクト処理、異分子による包接処理、マイクロカプセル処理、あるいは安定化剤を配位させたイミダゾールは、前記のイミダゾールを修飾したものである。これらはイミダゾールにアダクト処理、異分子による包接処理、マイクロカプセル処理により、あるいは安定化剤を配位させることで活性を落とすことにより、低温領域で優れたポットライフを発現しつつも硬化や硬化促進能力が高い。
Specific examples of imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4 -methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2- undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2- phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6-(2'-methylimidazolyl-(1'))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-(2'-undecylimidazolyl- (1′))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-(2′-ethyl-4-methylimidazolyl-(1′))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6 -(2'-methylimidazolyl-(1'))-ethyl-s-triazine/isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole/isocyanuric acid adduct, 2-methylimidazole/isocyanuric acid adduct, 1-cyanoethyl-2 -phenyl-4,5-di(2-cyanoethoxy)methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole and the like, but these include It is not limited.
Adduct treatment, inclusion treatment with foreign molecules, microencapsulation treatment, or imidazole coordinated with a stabilizer is a modification of the imidazole. These can be hardened or accelerated while exhibiting excellent pot life in low-temperature regions by reducing the activity of imidazole by adduct treatment, inclusion treatment with foreign molecules, microencapsulation treatment, or by coordinating a stabilizer. Highly capable.

イミダゾール類としては市販品を用いてもよい。イミダゾールの市販品としては2E4MZ、2P4MZ、2PZ-CN、C11Z-CNS、C11Z-A、2MZA-PW、2MA-OK、2P4MHZ-PW、2PHZ-PW(いずれも商品名、四国化成工業社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
イミダゾールアダクトの市販品としては、例えば、エポキシ樹脂のエポキシ基へイミダゾール化合物が開環付加した構造を有する、PN-50、PN-50J、PN-40、PN-40J、PN-31、PN-23、PN-H(いずれも商品名、味の素ファインテクノ株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
包接イミダゾールの市販品としては、例えばTIC-188、KM-188、HIPA-2P4MHZ、NIPA-2P4MHZ、TEP-2E4MZ、HIPA-2E4MZ、NIPA-2E4MZ(いずれも商品名、日本曹達株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
マイクロカプセル型イミダゾールの市販品としては、例えばノバキュアHX3721、HX3722、HX3742、HX3748(いずれも商品名、旭化成イーマテリアルズ株式会社製);LC-80(商品名、A&C Catalysts社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
You may use a commercial item as imidazole. Commercial products of imidazole include 2E4MZ, 2P4MZ, 2PZ-CN, C11Z-CNS, C11Z-A, 2MZA-PW, 2MA-OK, 2P4MHZ-PW, and 2PHZ-PW (all trade names, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.). include, but are not limited to.
Commercially available imidazole adducts include, for example, PN-50, PN-50J, PN-40, PN-40J, PN-31, and PN-23, which have a ring-opening addition structure of an imidazole compound to an epoxy group of an epoxy resin. , and PN-H (both trade names, manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.), but are not limited to these.
Commercial products of clathrate imidazole include, for example, TIC-188, KM-188, HIPA-2P4MHZ, NIPA-2P4MHZ, TEP-2E4MZ, HIPA-2E4MZ, and NIPA-2E4MZ (all trade names, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.). include, but are not limited to.
Examples of commercial products of microcapsule-type imidazole include Novacure HX3721, HX3722, HX3742, HX3748 (all trade names, manufactured by Asahi Kasei E-materials); LC-80 (trade name, manufactured by A&C Catalysts). However, it is not limited to these.

また、安定化剤を配位させたイミダゾール化合物は、例えば四国化成工業株式会社製のイミダゾールアダクトであるキュアダクトP-0505(ビスフェノールAジグリシジルエーテル/2-エチル-4-メチルイミダゾールアダクト)に、四国化成工業株式会社製の安定化剤であるL-07N(エポキシ-フェノール-ホウ酸エステル配合物)を組み合わせることにより用意できる。前記キュアダクトP-0505の替わりに、先に挙げた各種イミダゾールやイミダゾールアダクトなどのイミダゾール化合物を用いても同様の効果が得られる。安定化剤を配位させる前のイミダゾール化合物としてはエポキシ樹脂に対する溶解性が低いものが好適に用いられ、この点からキュアダクトP-0505が好ましい。 Further, the imidazole compound coordinated with a stabilizer is, for example, Cureduct P-0505 (bisphenol A diglycidyl ether/2-ethyl-4-methylimidazole adduct), which is an imidazole adduct manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd. It can be prepared by combining L-07N (epoxy-phenol-borate ester compound) which is a stabilizer manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd. Similar effects can be obtained by using imidazole compounds such as various imidazoles and imidazole adducts mentioned above instead of Cure Duct P-0505. As the imidazole compound before the stabilizer is coordinated, those having low solubility in the epoxy resin are preferably used, and Cure Duct P-0505 is preferable in this respect.

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤としてイミダゾール類を含有する場合、その含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる本発明のエポキシ樹脂100質量部に対し、1~15質量部が好ましく、2~10質量部がより好ましい。イミダゾール類の含有量が1質量部以上であれば、エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂の硬化や硬化促進作用、耐熱性が充分に得られる傾向にある。一方、イミダゾール類の含有量が15質量部以下であれば、機械的特性により優れた硬化物が得られる傾向にある。 When the epoxy resin composition of the present invention contains imidazoles as a curing agent, the content thereof is 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin of the present invention contained in the epoxy resin composition of the present invention. Preferably, 2 to 10 parts by mass is more preferable. When the imidazole content is 1 part by mass or more, the epoxy resin contained in the epoxy resin composition tends to exhibit sufficient curing, curing acceleration, and heat resistance. On the other hand, when the content of imidazoles is 15 parts by mass or less, there is a tendency that a cured product having excellent mechanical properties can be obtained.

芳香族アミン類としては、例えば、3,3’-ジイソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトライソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジイソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラ-t-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。中でも、耐熱性、弾性率に優れ、さらに線膨張係数および吸湿による耐熱性の低下が小さい硬化物が得られる4,4’-ジアミノジフェニルスルホンおよび3,3’-ジアミノジフェニルスルホンを用いることが好ましい。4,4’-ジアミノジフェニルスルホンはプリプレグのタックライフを長い期間保持することができる点でも好ましい。3,3’-ジアミノジフェニルスルホンはプリプレグのタックライフや硬化物の耐熱性では4,4’-ジアミノジフェニルスルホンに劣ることがあるものの、硬化物の弾性率や靱性を高くすることができるため好ましい。また、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホンを同時に配合すれば、硬化物の耐熱性、弾性率を調整しやすいため好ましい。これら芳香族アミン類は単独で用いてもよいし、適宜配合して用いてもよい。 Examples of aromatic amines include 3,3′-diisopropyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-di-t-butyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diethyl- 5,5′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diisopropyl-5,5′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-di-t-butyl-5, 5'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3',5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diisopropyl-5,5'-diethyl-4,4 '-diaminodiphenylmethane, 3,3'-di-t-butyl-5,5'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3',5,5'-tetraisopropyl-4,4'-diamino Diphenylmethane, 3,3'-di-t-butyl-5,5'-diisopropyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3',5,5'-tetra-t-butyl-4,4'-diamino diphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, m-xylylenediamine, diethyltoluenediamine and the like, but these include It is not limited. Among them, it is preferable to use 4,4'-diaminodiphenylsulfone and 3,3'-diaminodiphenylsulfone, which are excellent in heat resistance and elastic modulus, and give a cured product having a small decrease in heat resistance due to linear expansion coefficient and moisture absorption. . 4,4'-Diaminodiphenylsulfone is also preferable in that it can maintain the tack life of the prepreg for a long period of time. Although 3,3'-diaminodiphenylsulfone may be inferior to 4,4'-diaminodiphenylsulfone in terms of the tack life of the prepreg and the heat resistance of the cured product, it is preferable because the elastic modulus and toughness of the cured product can be increased. . Also, it is preferable to mix 4,4'-diaminodiphenylsulfone and 3,3'-diaminodiphenylsulfone at the same time because the heat resistance and elastic modulus of the cured product can be easily adjusted. These aromatic amines may be used alone, or may be used by appropriately blending them.

芳香族アミン類は市販品を用いてもよい。4,4’-ジアミノジフェニルスルホンの市販品としてはセイカキュアS(活性水素当量62g/eq、商品名、和歌山精化工業株式会社製)、スミキュアS(活性水素当量62g/eq、商品名、住友化学株式会社製)等が、3,3’-ジアミノジフェニルスルホンの市販品としては3,3’-DAS(活性水素当量62g/eq、商品名、三井化学ファイン株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
その他、芳香族アミン類の市販品としては、MDA-220(活性水素当量50g/eq、商品名、三井化学株式会社製)、“jERキュア(登録商標)”W(活性水素当量45g/eq、三菱ケミカル株式会社製)、Lonzacure(登録商標)M-DEA(活性水素当量78g/eq)、“Lonzacure(登録商標)”M-DIPA(活性水素当量92g/eq)、“Lonzacure(登録商標)”M-MIPA(活性水素当量78g/eq)及び“Lonzacure(登録商標)”DETDA 80(活性水素当量45g/eq)(以上、Lonza(株)製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
Commercially available aromatic amines may be used. Commercially available products of 4,4'-diaminodiphenylsulfone include Seikacure S (active hydrogen equivalent 62 g/eq, trade name, manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.), Sumicure S (active hydrogen equivalent 62 g/eq, trade name, Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and commercial products of 3,3′-diaminodiphenylsulfone include 3,3′-DAS (active hydrogen equivalent 62 g/eq, trade name, manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd.). It is not limited to these.
In addition, commercially available aromatic amines include MDA-220 (active hydrogen equivalent 50 g/eq, trade name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), "jER Cure (registered trademark)" W (active hydrogen equivalent 45 g/eq, Mitsubishi Chemical Corporation), Lonzacure (registered trademark) M-DEA (active hydrogen equivalent 78 g / eq), "Lonzacure (registered trademark)" M-DIPA (active hydrogen equivalent 92 g / eq), "Lonzacure (registered trademark)" Examples thereof include, but are not limited to, M-MIPA (active hydrogen equivalent 78 g/eq) and “Lonzacure®” DETDA 80 (active hydrogen equivalent 45 g/eq) (manufactured by Lonza).

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤として芳香族アミン類を含有する場合、その含有量は、特にジアミノジフェニルスルホンにおいては、アミノ基の活性水素当量数としては、本発明のエポキシ性樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂のエポキシ当量数の0.5~1.5倍であることが好ましく、0.6~1.4倍であることがより好ましい。この範囲とすることで、得られる硬化物の弾性率、靭性および耐熱性を良好な範囲にすることができる傾向にある。 When the epoxy resin composition of the present invention contains an aromatic amine as a curing agent, the content thereof, particularly in diaminodiphenylsulfone, in terms of the number of active hydrogen equivalents of the amino group, is the same as that of the epoxy resin composition of the present invention. It is preferably 0.5 to 1.5 times, more preferably 0.6 to 1.4 times, the epoxy equivalent number of the total epoxy resin contained in. By setting it to this range, the elastic modulus, toughness and heat resistance of the cured product to be obtained tend to be within favorable ranges.

酸無水物の例としては、1分子中に環状の酸無水物基(-C(O)OC(O)-)を1つ有するジカルボン酸化合物や1分子中に環状の酸無水物基を2つ有するテトラカルボン酸化合物を挙げることができる。具体的には、ドデセニル無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、3-アセトアミドフタル酸無水物、4-ペンテン-1,2-ジカルボン酸無水物、6-ブロモ-1,2-ジヒドロ-4H-3,1-ベンゾオキサジン-2,4-ジオン、2,3-アントラセンジカルボン酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。 Examples of acid anhydrides include dicarboxylic acid compounds having one cyclic acid anhydride group (—C(O)OC(O)—) in one molecule and two cyclic acid anhydride groups in one molecule. tetracarboxylic acid compounds having Specifically, dodecenyl succinic anhydride, polyadipic anhydride, polyazelaic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhimic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, anhydride trimellitic acid, 3-acetamidophthalic anhydride, 4-pentene-1,2-dicarboxylic anhydride, 6-bromo-1,2-dihydro-4H-3,1-benzoxazine-2,4-dione, 2,3-anthracenedicarboxylic anhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤として酸無水物を含有する場合、その含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物中の本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量数に対する、酸無水物の酸基の当量数の比率として0.5~1.5が好ましく、0.6~1.4がより好ましく、0.7~1.3がさらに好ましい。 When the epoxy resin composition of the present invention contains an acid anhydride as a curing agent, the content of the acid anhydride with respect to the epoxy equivalent number of the epoxy resin of the present invention in the epoxy resin composition of the present invention. is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.6 to 1.4, even more preferably 0.7 to 1.3.

フェノール類は一般的に硬化物の架橋密度を高めるため、これを用いることで耐熱性、耐湿性、耐薬品性等に優れる硬化物が得られる。
フェノール類は市販品を用いても良くTD-2131、TD-2106、TD-2093、TD-2091、TD-2090、VH-4150、VH-4170、KH-6021、KA-1160、KA-1163、KA-1165(いずれも商品名、DIC株式会社製)等、MR-970N、MR-600、MR-970、MR-506、MR-860、MR-3307、MR-583、MR-757、MR-508、MR-110、MR-750,MR-550M、MR-5809、MR-750N、M-1、MR-552、MR-130、MR-2015、MR-320、MR-2014、MR-2018、MR-3413、MR-3405、MR-506C、MR-3424、MWR-204、MWR-102E、MWR-202L、MR-332、MWR-102EM、MWR-1223、MWR-202、MWR-2205、MWR-102G、MWR-1201、MW-201(いずれも商品名、明和化成株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
Phenols generally increase the cross-linking density of the cured product, and by using them, a cured product having excellent heat resistance, moisture resistance, chemical resistance, etc. can be obtained.
Commercially available phenols may be used, such as TD-2131, TD-2106, TD-2093, TD-2091, TD-2090, VH-4150, VH-4170, KH-6021, KA-1160, KA-1163, KA-1165 (all trade names, manufactured by DIC Corporation), etc., MR-970N, MR-600, MR-970, MR-506, MR-860, MR-3307, MR-583, MR-757, MR- 508, MR-110, MR-750, MR-550M, MR-5809, MR-750N, M-1, MR-552, MR-130, MR-2015, MR-320, MR-2014, MR-2018, MR-3413, MR-3405, MR-506C, MR-3424, MWR-204, MWR-102E, MWR-202L, MR-332, MWR-102EM, MWR-1223, MWR-202, MWR-2205, MWR- 102G, MWR-1201, MW-201 (all trade names, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.) and the like, but are not limited thereto.

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤としてフェノール類を含有する場合、その含有量は、フェノール類の水酸基の活性水素当量数が、本発明のエポキシ性樹脂組成物に含まれる本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量数の0.5~1.5倍となるような量であることが好ましく、0.6~1.4倍となるような量であることがより好ましい。この割合を上記範囲とすることで、得られる硬化物の弾性率、靭性および耐熱性を良好な範囲にすることができる傾向にある。 When the epoxy resin composition of the present invention contains a phenol as a curing agent, the content thereof is such that the active hydrogen equivalent number of the hydroxyl group of the phenol is the epoxy resin of the present invention contained in the epoxy resin composition of the present invention. The amount is preferably 0.5 to 1.5 times, more preferably 0.6 to 1.4 times, the epoxy equivalent number of . By setting this ratio within the above range, the elastic modulus, toughness and heat resistance of the resulting cured product tend to be within favorable ranges.

有機ホスフィン化合物の具体例としては、トリ-n-プロピルホスフィン、トリ-n-ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、テトラメチルホスホニウムブロマイド、テトラメチルホスホニウムアイオダイド、テトラメチルホスホニウムハイドロオキサイド、トリメチルシクロヘキシルホスホニウムクロライド、トリメチルシクロヘキシルホスホニウムブロマイド、トリメチルベンジルホスホニウムクロライド、トリメチルベンジルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、トリフェニルメチルホスホニウムブロマイド、トリフェニルメチルホスホニウムアイオダイド、トリフェニルエチルホスホニウムクロライド、トリフェニルエチルホスホニウムブロマイド、トリフェニルエチルホスホニウムアイオダイド、トリフェニルベンジルホスホニウムクロライド、トリフェニルベンジルホスホニウムブロマイドなどが挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of organic phosphine compounds include tri-n-propylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, tetramethylphosphonium bromide, tetramethylphosphonium iodide, tetramethylphosphonium hydroxide, trimethylcyclohexylphosphonium chloride, trimethyl Cyclohexylphosphonium bromide, trimethylbenzylphosphonium chloride, trimethylbenzylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, triphenylmethylphosphonium bromide, triphenylmethylphosphonium iodide, triphenylethylphosphonium chloride, triphenylethylphosphonium bromide, triphenylethylphosphonium iodide , triphenylbenzylphosphonium chloride, triphenylbenzylphosphonium bromide, and the like, but are not limited thereto.

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤として有機ホスフィン化合物を含有する場合、その含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる本発明のエポキシ樹脂100質量部に対し、0.1~5質量部が好ましく、0.5~3質量部がより好ましい。有機ホスフィン化合物の含有量が0.1質量部以上であれば、エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂の硬化や硬化促進作用、耐熱性が充分に得られる傾向にある。一方、有機ホスフィン化合物の含有量が5質量部以下であれば、機械的特性により優れた硬化物が得られる傾向にある。 When the epoxy resin composition of the present invention contains an organic phosphine compound as a curing agent, the content thereof is 0.1 to 5 parts per 100 parts by mass of the epoxy resin of the present invention contained in the epoxy resin composition of the present invention. Part by weight is preferred, and 0.5 to 3 parts by weight is more preferred. When the content of the organic phosphine compound is 0.1 parts by mass or more, the epoxy resin contained in the epoxy resin composition tends to be sufficiently cured, accelerated curing, and heat resistance. On the other hand, when the content of the organic phosphine compound is 5 parts by mass or less, there is a tendency that a cured product having excellent mechanical properties can be obtained.

ベンゾオキサジン類は熱によりオキサジン環が開環してフェノール性水酸基が生じ、フェノール類のように、一般的に硬化物の架橋密度を高めるため、これを用いることで耐熱性、耐湿性、難燃性、耐薬品性等に優れる硬化物が得られる。
入手可能なベンゾオキサジン類としては、ベンゾオキサジンF-a、ベンゾオキサジンP-d(いずれも商品名、四国化成工業株式会社製)、JBZ-OP100N、JBZ-BP100N(いずれも商品名、JFEケミカル株式会社製)、BF-BXZ、BS-BXZ(いずれも商品名、小西化学工業株式会社製)、CR-276(いずれも商品名、東北化工株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
With benzoxazines, the oxazine ring is opened by heat to form a phenolic hydroxyl group, and like phenols, the crosslink density of the cured product is generally increased. A cured product with excellent properties and chemical resistance can be obtained.
Available benzoxazines include benzoxazine Fa, benzoxazine Pd (both trade names, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), JBZ-OP100N, JBZ-BP100N (both trade names, JFE Chemical Co., Ltd.). company), BF-BXZ, BS-BXZ (both trade names, manufactured by Konishi Kagaku Kogyo Co., Ltd.), CR-276 (both trade names, manufactured by Tohoku Kako Co., Ltd.), etc., but are not limited to these. .

本発明のエポキシ樹脂組成物が硬化剤としてベンゾオキサジン類を含有する場合、その含有量は、ベンゾオキサジン類を加熱した際に発生する水酸基の活性水素当量数が、本発
明のエポキシ性樹脂組成物に含まれる本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量数の0.3~3.0倍となるような量であることが好ましく、0.4~2.5倍となるような量であることがより好ましい。この割合を上記範囲とすることで、得られる硬化物の弾性率、靭性および耐熱性を良好な範囲にすることができる傾向にある。
When the epoxy resin composition of the present invention contains benzoxazines as a curing agent, the content thereof is such that the number of active hydrogen equivalents of the hydroxyl groups generated when the benzoxazines are heated is equal to the number of active hydrogen equivalents of the epoxy resin composition of the present invention. The amount is preferably 0.3 to 3.0 times, more preferably 0.4 to 2.5 times, the epoxy equivalent number of the epoxy resin of the present invention contained in preferable. By setting this ratio within the above range, the elastic modulus, toughness and heat resistance of the resulting cured product tend to be within favorable ranges.

<熱可塑性樹脂>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、強化繊維への含浸時の樹脂フロー制御や靱性等の機能の付与を目的として、必要に応じてエポキシ樹脂以外の熱可塑性樹脂を含有していてもよい。
<Thermoplastic resin>
The epoxy resin composition of the present invention may optionally contain a thermoplastic resin other than the epoxy resin for the purpose of imparting functions such as resin flow control and toughness during impregnation of reinforcing fibers.

エポキシ樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテル、ポリオレフィン、液晶ポリマー、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリルスチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ABS、AES、ASA、ポリ塩化ビニル、ポリビニルホルマール樹脂、ブロックポリマー等が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of thermoplastic resins other than epoxy resins include polyamides, polyesters, polycarbonates, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene sulfides, polyetheretherketones, polyetherketones, polyimides, polytetrafluoroethylenes, polyethers, polyolefins, and liquid crystal polymers. , polyarylate, polysulfone, polyacrylonitrile styrene, polystyrene, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, ABS, AES, ASA, polyvinyl chloride, polyvinyl formal resin, block polymer and the like, but are not limited thereto.

これらの中でも、樹脂フロー制御性等に優れることから、ポリエーテルスルホン、ポリビニルホルマール樹脂が好ましい。また、ポリエーテルスルホンは、エポキシ樹脂組成物の耐熱性や難燃性をより高める観点から好ましく、ポリビニルホルマール樹脂は、エポキシ樹脂組成物の耐熱性を損なうことなく、得られるプリプレグのタックを適切な範囲に容易に制御でき、また強化繊維とエポキシ樹脂組成物の接着性を改善する観点から好ましい。ブロックポリマーは、靱性や耐衝撃性を向上させるため好ましい。 Among these, polyether sulfone and polyvinyl formal resin are preferable because they are excellent in resin flow controllability and the like. In addition, polyether sulfone is preferable from the viewpoint of further enhancing the heat resistance and flame retardancy of the epoxy resin composition, and polyvinyl formal resin is suitable for improving the tackiness of the obtained prepreg without impairing the heat resistance of the epoxy resin composition. It is preferable from the viewpoint that the range can be easily controlled and the adhesion between the reinforcing fiber and the epoxy resin composition is improved. Block polymers are preferred because they improve toughness and impact resistance.

ポリビニルホルマール樹脂としては、ビニレック(登録商標)K(平均分子量:59,000)、ビニレックL(平均分子量:66,000)、ビニレックH(平均分子量:73,000)、ビニレックE(平均分子量:126,000)(いずれも商品名、JNC株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of polyvinyl formal resins include Vinylec (registered trademark) K (average molecular weight: 59,000), Vinylec L (average molecular weight: 66,000), Vinylec H (average molecular weight: 73,000), Vinylec E (average molecular weight: 126 , 000) (both trade names, manufactured by JNC Corporation), but are not limited thereto.

得られる繊維強化プラスチックに180℃を超える耐熱性が必要とされる場合、熱可塑性樹脂としてはポリエーテルスルホンやポリエーテルイミドが好ましく用いられる。具体的には、ポリエーテルスルホンとして、スミカエクセル(登録商標)3600P(平均分子量:16,400)、スミカエクセル5003P(平均分子量:30,000)、スミカエクセル5200P(平均分子量:35,000)、スミカエクセル7600P(平均分子量:45,300)(以上、住友化学株式会社製)等が挙げられる。ポリエーテルイミドとしては、ULTEM1000(平均分子量:32,000)、ULTEM1010(平均分子量:32,000)、ULTEM1040(平均分子量:20,000)(いずれも商品名、SABICイノベーティブプラスチックス株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。 When the obtained fiber-reinforced plastic requires heat resistance exceeding 180° C., polyethersulfone and polyetherimide are preferably used as the thermoplastic resin. Specifically, as polyether sulfone, Sumika Excel (registered trademark) 3600P (average molecular weight: 16,400), Sumika Excel 5003P (average molecular weight: 30,000), Sumika Excel 5200P (average molecular weight: 35,000), and Sumika Excel 7600P (average molecular weight: 45,300) (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). As polyetherimide, ULTEM1000 (average molecular weight: 32,000), ULTEM1010 (average molecular weight: 32,000), ULTEM1040 (average molecular weight: 20,000) (all trade names, manufactured by SABIC Innovative Plastics Co., Ltd.), etc. include, but are not limited to.

ブロックポリマーとしては、Nanostrength M52、Nanostrength M52N、Nanostrength M22、Nanostrength M22N、Nanostrength 123、Nanostrength 250、Nanostrength 012、Nanostrength E20、Nanostrength E40(いずれも商品名、ARKEMA社製)、TPAE-8、TPAE-10、TPAE-12、TPAE-23、TPAE-31、TPAE-38、TPAE-63、TPAE-100、PA-260(いずれも商品名、T&K TOKA社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。 Block polymers include Nanostrength M52, Nanostrength M52N, Nanostrength M22, Nanostrength M22N, Nanostrength 123, Nanostrength 250, Nanostrength 012, Nanostrength E20, Nanostrength E4. 0 (both trade names, manufactured by ARKEMA), TPAE-8, TPAE-10, TPAE-12, TPAE-23, TPAE-31, TPAE-38, TPAE-63, TPAE-100, PA-260 (all trade names, manufactured by T&K TOKA) and the like, but not limited thereto.

これらの熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These thermoplastic resins may be used singly or in combination of two or more.

本発明のエポキシ樹脂組成物がエポキシ樹脂以外の熱可塑性樹脂を含有する場合、その含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物中の本発明のエポキシ樹脂100質量部に対して15質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が15質量部以下であれば、耐衝撃性を維持しつつ、樹脂フロー制御や物性改良効果が良好に発揮される傾向にある。 When the epoxy resin composition of the present invention contains a thermoplastic resin other than the epoxy resin, the content thereof should be 15 parts by mass or less per 100 parts by mass of the epoxy resin of the present invention in the epoxy resin composition of the present invention. Preferably, 10 parts by mass or less is more preferable. When the content of the thermoplastic resin is 15 parts by mass or less, resin flow control and physical property improvement effects tend to be exhibited satisfactorily while maintaining impact resistance.

<任意成分>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の様々な添加剤を含有してもよく、組成物の貯蔵安定性向上や、硬化物の変色や変質を避けるために、酸化防止剤や光安定剤を添加することもできる。
<Optional component>
If necessary, the epoxy resin composition of the present invention may contain various known additives within a range that does not impair the effects of the present invention. Antioxidants and light stabilizers can also be added to avoid deterioration and deterioration.

この具体例としては、例えば、各種市販されている、住友化学(株)製スミライザーBHT、スミライザーS、スミライザーBP-76、スミライザーMDP-S、スミライザーGM、スミライザーBBM-S、スミライザーWX-R、スミライザーNW、スミライザーBP-179、スミライザーBP-101、スミライザーGA-80、スミライザーTNP、スミライザーTPP-R、スミライザーP-16;旭電化工業(株)製アデカスタブAO-20、アデカスタブAO-30、アデカスタブAO-40、アデカスタブAO-50、アデカスタブAO-60AO-70、アデカスタブAO-80、アデカスタブAO-330、アデカスタブPEP-4C、アデカスタブPEP-8、アデカスタブPEP-24G、アデカスタブPEP-36、アデカスタブHP-10、アデカスタブ2112、アデカスタブ260、アデカスタブ522A、アデカスタブ329K、アデカスタブ1500、アデカスタブC、アデカスタブ135A、アデカスタブ3010;チバスペシャリティーケミカルズ(株)製チヌビン770、チヌビン765、チヌビン144、チヌビン622、チヌビン111、チヌビン123、チヌビン292;日立化成工業(株)製ファンクリルFA-711M、FA-712HM等が挙げられる。 Specific examples thereof include various commercially available Sumilizer BHT, Sumilizer S, Sumilizer BP-76, Sumilizer MDP-S, Sumilizer GM, Sumilizer BBM-S, Sumilizer WX-R, and Sumilizer manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. NW, Sumilizer BP-179, Sumilizer BP-101, Sumilizer GA-80, Sumilizer TNP, Sumilizer TPP-R, Sumilizer P-16; Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. Adekastab AO-20, Adekastab AO-30, Adekastab AO- 40, ADEKA STAB AO-50, ADEKA STAB AO-60AO-70, ADEKA STAB AO-80, ADEKA STAB AO-330, ADEKA STAB PEP-4C, ADEKA STAB PEP-8, ADEKA STAB PEP-24G, ADEKA STAB PEP-36, ADEKA STAB HP-10, ADEKA STAB 2112, AdeCastab 260, Adeca Stab 522A, Adecus Stab 329k, Adecus Stab 1500, Adecastab C, Adecastab 135A, Adeca Stab 3010; Chibu Specialty Chemicals Co., Ltd. , Chinubin 622, Chinubin 111, Chinubin 123, Chinubin 292; Fancryl FA-711M and FA-712HM manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.;

本発明のエポキシ樹脂組成物に、これらの酸化防止剤や光安定剤を含有させる場合、その添加量は特に限定されないが、本発明のエポキシ樹脂組成物中の本発明のエポキシ樹脂100質量部に対して、0.001~20質量部の範囲とすることが好ましく、0.01~15質量部の範囲とすることがより好ましい。 When the epoxy resin composition of the present invention contains these antioxidants and light stabilizers, the amount added is not particularly limited. On the other hand, it is preferably in the range of 0.001 to 20 parts by mass, more preferably in the range of 0.01 to 15 parts by mass.

その他添加剤としては、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー、難燃剤(例えばリン含有エポキシ樹脂や赤燐、ホスファゼン化合物、リン酸塩類、リン酸エステル類等)、シリコーンオイル、湿潤分散剤、消泡剤、脱泡剤、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン類等の離型剤、結晶質シリカ、溶融シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等の粉体や金属酸化物、金属水酸化物、ガラス繊維、カーボンナノチューブ、フラーレン等の無機フィラー、炭素繊維、セルロースナノファイバー等の有機フィラー、表面有機化処理した無機フィラー等、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シランカップリング剤、導電材等公知の添加剤が挙げられる。さらに必要に応じて、スリップ剤、レベリング剤、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤、紫外線吸収剤等を配合することもできる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
Other additives include thermosetting elastomers, thermoplastic elastomers, flame retardants (e.g., phosphorus-containing epoxy resins, red phosphorus, phosphazene compounds, phosphates, phosphate esters, etc.), silicone oils, wetting and dispersing agents, and antifoaming agents. agents, defoaming agents, natural waxes, synthetic waxes, metal salts of straight-chain fatty acids, acid amides, esters, paraffins and other release agents, crystalline silica, fused silica, calcium silicate, alumina, calcium carbonate , powders such as talc and barium sulfate, inorganic fillers such as metal oxides, metal hydroxides, glass fibers, carbon nanotubes and fullerenes, organic fillers such as carbon fibers and cellulose nanofibers, inorganic fillers with surface organic treatment, etc. , carbon black, colorants such as red iron oxide, silane coupling agents, and known additives such as conductive materials. Further, if necessary, a slip agent, a leveling agent, a polymerization inhibitor such as hydroquinone monomethyl ether, an ultraviolet absorber, and the like may be added.
These may be used individually by 1 type, and may be used together in combination of 2 or more types.

<エポキシ樹脂組成物の製造方法>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、以下に限定されないが、例えば、上述した各成分を混合することにより得ることができる。
各成分の混合方法としては、三本ロールミル、プラネタリミキサー、ニーダー、ホモジナイザー、ホモディスパー等の混合機を用いる方法が挙げられる。
<Method for producing epoxy resin composition>
The epoxy resin composition of the present invention is not limited to the following, but can be obtained, for example, by mixing each component described above.
Examples of a method for mixing each component include a method using a mixer such as a three-roll mill, planetary mixer, kneader, homogenizer, and homodisper.

<強化繊維>
強化繊維としては特に限定されず、繊維強化複合材を構成する強化繊維として公知のものから用途等に応じて適宜選択すればよい。強化繊維の具体例としては、炭素繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、高強度ポリエステル繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、窒化珪素繊維等の各種の無機繊維または有機繊維を用いることができる。これらの中でも、比強度、比弾性の観点から、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、窒化珪素繊維が好ましく、機械物性、耐熱性、電磁波遮蔽性、軽量性の観点から炭素繊維が特に好ましい。強化繊維として炭素繊維を用いる場合、金属による表面処理を施してもよい。
これらの強化繊維は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
<Reinforcing fiber>
The reinforcing fiber is not particularly limited, and may be appropriately selected from known reinforcing fibers constituting the fiber-reinforced composite material according to the application. Specific examples of reinforcing fibers include various inorganic or organic fibers such as carbon fibers, aramid fibers, nylon fibers, high-strength polyester fibers, glass fibers, boron fibers, alumina fibers, and silicon nitride fibers. Among these, from the viewpoint of specific strength and specific elasticity, carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, boron fiber, alumina fiber, and silicon nitride fiber are preferable, and from the viewpoint of mechanical properties, heat resistance, electromagnetic wave shielding, and lightness, carbon fiber Fibers are particularly preferred. When carbon fibers are used as reinforcing fibers, they may be surface-treated with a metal.
One type of these reinforcing fibers may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を用いて得られる繊維強化プラスチックの剛性の観点から、強化繊維として用いる炭素繊維ストランドの引張強度は、1~9GPaが好ましく、1.5~9GPaがより好ましく、引張弾性率は150~1,000GPaが好ましく、200~1,000GPaがより好ましい。
ここで、炭素繊維ストランドの引張強度及び引張弾性率は、JIS R 7601:1986に準拠して測定される値である。
From the viewpoint of the rigidity of the fiber-reinforced plastic obtained using the fiber-reinforced epoxy resin composite of the present invention, the tensile strength of the carbon fiber strand used as the reinforcing fiber is preferably 1 to 9 GPa, more preferably 1.5 to 9 GPa. The tensile modulus is preferably 150 to 1,000 GPa, more preferably 200 to 1,000 GPa.
Here, the tensile strength and tensile modulus of the carbon fiber strand are values measured according to JIS R 7601:1986.

強化繊維の形態としては特に制限されず、通常の繊維強化複合材の基材として使用される形態を採用でき、例えば、強化繊維が一方向に引き揃えられたものであってもよく、織物や不織布、またはノンクリンプファブリック(NCF)でもよい。 The form of the reinforcing fibers is not particularly limited, and any form that is used as a base material for ordinary fiber-reinforced composite materials can be adopted. It may be a non-woven fabric, or a non-crimped fabric (NCF).

強化繊維として用いる炭素繊維集合体の目付は特に制限はないが、30~1000g/m、特に50~800g/m程度であることが好ましい。炭素繊維集合体の目付が上記下限以上であれば積層回数を適切に保つことが出来、上記上限以下であればエポキシ樹脂組成物が含浸しやすく、ドレープ性を保持できる。 Although there is no particular limitation on the basis weight of the carbon fiber aggregate used as reinforcing fibers, it is preferably about 30 to 1000 g/m 2 , particularly about 50 to 800 g/m 2 . If the basis weight of the carbon fiber aggregate is at least the above lower limit, the number of times of lamination can be appropriately maintained, and if it is at most the above upper limit, the epoxy resin composition can be easily impregnated and the drape property can be maintained.

<繊維強化エポキシ樹脂複合材の製造方法>
本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材は、本発明のエポキシ樹脂組成物を強化繊維、好ましくは強化繊維の集合体に含浸させることにより製造することができる。
<Method for producing fiber-reinforced epoxy resin composite>
The fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention can be produced by impregnating reinforcing fibers, preferably an aggregate of reinforcing fibers, with the epoxy resin composition of the present invention.

一般的に、エポキシ樹脂を強化繊維集合体に含浸させる方法としては、例えば、比較的溶剤含有量の多い低粘度のエポキシ樹脂組成物を含浸させるウェット法と、エポキシ樹脂組成物を加熱により低粘度化して含浸させるホットメルト法(ドライ法)など公知の方法が知られているが、本発明ではエポキシ樹脂と溶剤を含むエポキシ樹脂組成物をホットメルト法により強化繊維に含浸させる。ホットメルト法には、加熱により低粘度化した樹脂組成物を直接強化繊維に含浸させる方法と、一旦樹脂組成物を離型紙等の上にコーティングしてフィルムを作製しておき、次いでこのフィルムを強化繊維の集合体の両面又は片面に重ね、加熱加圧することにより強化繊維にエポキシ樹脂を含浸させる方法がある。 In general, methods for impregnating a reinforcing fiber assembly with an epoxy resin include, for example, a wet method in which a low-viscosity epoxy resin composition having a relatively high solvent content is impregnated, and a low-viscosity method in which an epoxy resin composition is heated to reduce its viscosity. Although a known method such as a hot melt method (dry method) is known, in which a reinforcing fiber is impregnated with an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent, the reinforcing fiber is impregnated by the hot melt method. The hot-melt method includes a method in which a reinforcing fiber is directly impregnated with a resin composition whose viscosity has been reduced by heating, and a method in which a resin composition is coated on release paper or the like to prepare a film, and then this film is applied. There is a method of impregnating the reinforcing fibers with an epoxy resin by stacking them on both sides or one side of an aggregate of reinforcing fibers and applying heat and pressure.

本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材は、ホットメルト法の中でも、上記のフィルムを用いて製造されることが好ましい。この方法によれば、ウェット法とは異なり、繊維強化エポキシ樹脂複合材中の残留溶剤を著しく低減することができ、エポキシ樹脂を強化繊維に含浸させつつ、溶剤含有量の極めて少ない繊維強化エポキシ樹脂複合材とすることができ、この繊維強化エポキシ樹脂複合材を用いて、ボイドが著しく少なく機械物性に優れた繊維強化プラスチックを得ることができる。 The fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention is preferably produced using the above-described film among the hot-melt methods. According to this method, unlike the wet method, the residual solvent in the fiber-reinforced epoxy resin composite can be significantly reduced. It can be made into a composite material, and by using this fiber-reinforced epoxy resin composite material, a fiber-reinforced plastic having extremely few voids and excellent mechanical properties can be obtained.

<繊維強化エポキシ樹脂複合材の溶剤含有量>
本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材の溶剤含有量は、繊維強化エポキシ樹脂複合材全体の質量を100質量%としたとき、0.02質量%以上5質量%以下であり、好ましくは0.05質量%以上4質量%以下である。繊維強化エポキシ樹脂複合材中の溶剤含有量が5質量%を超えると、この繊維強化エポキシ樹脂複合材を用いて得られる繊維強化プラスチックに、この残留溶剤に起因してボイドが生成し、このボイドが応力が集中した際の破壊の起点となるため、機械物性に優れた繊維強化プラスチックを得ることができない。本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材の溶剤含有量は少ない程好ましいが、0.02質量%以上であることにより、含浸しやすくなる。
なお、繊維強化エポキシ樹脂複合材中の溶剤含有量は、200℃のオーブンにて1.5時間加熱して溶剤を揮発させ、重量測定することにより求めることができる。後掲の実施例においても溶剤含有量はこの方法で求めた。
<Solvent content of fiber reinforced epoxy resin composite>
The solvent content of the fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention is 0.02% by mass or more and 5% by mass or less, preferably 0.05%, when the mass of the entire fiber-reinforced epoxy resin composite material is 100% by mass. It is more than mass % and below 4 mass %. When the solvent content in the fiber-reinforced epoxy resin composite exceeds 5% by mass, voids are generated in the fiber-reinforced plastic obtained by using this fiber-reinforced epoxy resin composite due to the residual solvent. is the starting point of fracture when stress is concentrated, so a fiber-reinforced plastic with excellent mechanical properties cannot be obtained. Although it is preferable that the solvent content of the fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention is as low as possible, a solvent content of 0.02% by mass or more facilitates impregnation.
The solvent content in the fiber-reinforced epoxy resin composite can be determined by heating in an oven at 200° C. for 1.5 hours to volatilize the solvent and measuring the weight. The solvent content was also determined by this method in the examples given later.

<繊維強化エポキシ樹脂複合材の樹脂及び強化繊維含有量>
本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材の樹脂含有量(エポキシ樹脂を含む樹脂成分の含有量)は、繊維強化エポキシ樹脂複合材全体の質量を100質量%としたとき、15~50質量%であることが好ましく、20~45質量%であることがより好ましく、25~40質量%であることがさらに好ましい。樹脂含有量が、15質量%以上であれば、強化繊維とエポキシ樹脂等の樹脂成分との接着性を十分確保することができ、50質量%以下であれば機械物性を高く保持できる傾向にある。
<Resin and reinforcing fiber content of fiber-reinforced epoxy resin composite>
The resin content (content of resin components containing epoxy resin) of the fiber-reinforced epoxy resin composite of the present invention is 15 to 50% by mass when the mass of the entire fiber-reinforced epoxy resin composite is 100% by mass. is preferred, 20 to 45% by mass is more preferred, and 25 to 40% by weight is even more preferred. If the resin content is 15% by mass or more, sufficient adhesion between the reinforcing fiber and the resin component such as epoxy resin can be ensured, and if it is 50% by mass or less, mechanical properties tend to be kept high. .

[エポキシ樹脂フィルム]
本発明のエポキシ樹脂フィルムは、エポキシ樹脂と溶剤を含むエポキシ樹脂組成物よりなるフィルムであって、フィルム中の溶剤含有量が0.2質量%以上10質量%以下であることを特徴とする。
[Epoxy resin film]
The epoxy resin film of the present invention is a film made of an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent, and is characterized in that the solvent content in the film is 0.2% by mass or more and 10% by mass or less.

本発明のエポキシ樹脂フィルムは、本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を製造する際の中間材料として、前述のホットメルト法により強化繊維の集合体に重ねて加熱加圧することで本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を製造するためのフィルムとして好適に用いられる。
即ち、本発明のエポキシ樹脂フィルムを強化繊維基材に貼り付けた後、樹脂を含浸させ、場合によっては硬化剤で硬化させることで本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を製造することができる。本発明のエポキシ樹脂フィルムは、表面保護フィルム又は接着フィルムとしても有用である。
The epoxy resin film of the present invention is used as an intermediate material for producing the fiber-reinforced epoxy resin composite of the present invention. It is suitably used as a film for producing epoxy resin composites.
That is, the fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention can be produced by attaching the epoxy resin film of the present invention to a reinforcing fiber substrate, impregnating it with a resin, and optionally curing it with a curing agent. The epoxy resin film of the present invention is also useful as a surface protective film or adhesive film.

本発明のエポキシ樹脂フィルムの製造方法は特に限定されないが、本発明のエポキシ樹脂組成物をPETフィルム、離型紙等の基材の表面に塗布して成膜する方法が好ましい。成膜方法には、ロールコート、リバースコート、コンマコート、ナイフコート、ダイコート、グラビアコート、溶融押出成形法、溶液流延法、Tダイ法、カレンダー法等が挙げられる。共押出法やラミネート法を用いることにより、厚みを厚くしたり、樹脂組成の違うものを積層したりして製造することもできる。 The method for producing the epoxy resin film of the present invention is not particularly limited, but a method of applying the epoxy resin composition of the present invention to the surface of a substrate such as a PET film or release paper to form a film is preferred. Examples of film forming methods include roll coating, reverse coating, comma coating, knife coating, die coating, gravure coating, melt extrusion molding, solution casting, T-die, and calendering. By using a co-extrusion method or a lamination method, it is possible to increase the thickness or laminate different resin compositions for production.

このようにして、本発明のエポキシ樹脂フィルムを製造する際には、加熱等により形状が保てる程度に本発明のエポキシ樹脂組成物の乾燥及び/または硬化反応を進行させればよい。エポキシ樹脂組成物が溶剤を含んでいる場合には、加熱、減圧、風乾等の手法で大部分の溶剤を除去して、エポキシ樹脂フィルムの全体を100質量%とした場合のエポキシ樹脂フィルム中の溶剤含有量が0.2質量%以上10質量%以下、特に0.4質量%以上8質量%以下となるように溶剤を除去する。エポキシ樹脂フィルムの溶剤含有量が10質量%を超えると、得られる繊維強化エポキシ樹脂複合材の溶剤含有量が5質量%を超え
るようになり、ボイドが少なく、機械物性に優れた繊維強化プラスチックを得ることができなくなる。なお、本発明のエポキシ樹脂フィルムの溶剤含有量は少ない程好ましいが、0.2質量%より少ないと、エポキシ樹脂組成物が含浸しにくくなる。
エポキシ樹脂フィルムの溶剤含有量は、繊維強化エポキシ樹脂複合材の溶剤含有量と同様に求めることができる。
In this manner, when the epoxy resin film of the present invention is produced, the drying and/or curing reaction of the epoxy resin composition of the present invention may proceed to such an extent that the shape can be maintained by heating or the like. When the epoxy resin composition contains a solvent, most of the solvent is removed by a technique such as heating, reduced pressure, air drying, etc., and the total amount of the epoxy resin film is 100% by mass. The solvent is removed so that the solvent content is between 0.2% and 10% by weight, especially between 0.4% and 8% by weight. When the solvent content of the epoxy resin film exceeds 10% by mass, the solvent content of the resulting fiber-reinforced epoxy resin composite exceeds 5% by mass, resulting in a fiber-reinforced plastic with few voids and excellent mechanical properties. can no longer be obtained. The solvent content of the epoxy resin film of the present invention is preferably as small as possible, but if it is less than 0.2% by mass, impregnation with the epoxy resin composition becomes difficult.
The solvent content of the epoxy resin film can be determined in the same manner as the solvent content of the fiber-reinforced epoxy resin composite.

本発明のエポキシ樹脂フィルムの厚さには特に制限はないが、好ましくは10μm以上500μm以下、より好ましくは20μm以上400μm以下、特に好ましくは30μm以上300μm以下である。エポキシ樹脂フィルムの厚さが上記下限以上であれば樹脂が弾かれずにフィルムが製造出来、上記上限以下であればフィルム製造時にフィルムの形態を保持できるため、好ましい。 Although the thickness of the epoxy resin film of the present invention is not particularly limited, it is preferably 10 μm to 500 μm, more preferably 20 μm to 400 μm, and particularly preferably 30 μm to 300 μm. If the thickness of the epoxy resin film is at least the above lower limit, the film can be produced without repelling the resin, and if the thickness is below the above upper limit, the shape of the film can be maintained during film production, which is preferable.

なお、本発明のエポキシ樹脂フィルムには、必要に応じて、物理的な表面処理や化学的な表面処理、コーティングなどによって、新たな機能を付与することもできる。
できる。
The epoxy resin film of the present invention can be imparted with new functions by physical surface treatment, chemical surface treatment, coating, or the like, if necessary.
can.

本発明のエポキシ樹脂フィルムを用いて本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を製造するには、例えば、本発明のエポキシ樹脂フィルムを、強化繊維の集合体の一方又は双方の面に積層し、80~200℃程度で加熱してエポキシ樹脂フィルムと強化繊維とを一体化する方法が挙げられる。この加熱時には0.5~10MPa程度で加圧してもよく、また、樹脂の含浸を促進するために真空引きしてもよい。 In order to produce the fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention using the epoxy resin film of the present invention, for example, the epoxy resin film of the present invention is laminated on one or both surfaces of an assembly of reinforcing fibers, and A method in which the epoxy resin film and the reinforcing fiber are integrated by heating at about 200° C. can be mentioned. During this heating, a pressure of about 0.5 to 10 MPa may be applied, and a vacuum may be drawn to promote the impregnation of the resin.

[繊維強化プラスチック]
本発明の繊維強化プラスチックは、本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を用いて製造されるものである。本発明の繊維強化プラスチックは、本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材をプリプレグとして用いる他は、一般的なプリプレグを用いる繊維強化プラスチックの製造方法に従って製造することができる。
即ち、例えば、本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を積層した後、積層体に圧力を付与しながら、場合によってはエポキシ樹脂を加熱硬化させる方法等により成形する方法が挙げられる。プリプレグの積層の際、本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材と他の熱可塑性樹脂を含浸させた繊維強化シートを組み合わせてもよい。
[Fiber-reinforced plastic]
The fiber-reinforced plastic of the present invention is produced using the fiber-reinforced epoxy resin composite of the present invention. The fiber-reinforced plastic of the present invention can be produced according to a general method for producing a fiber-reinforced plastic using a prepreg, except that the fiber-reinforced epoxy resin composite of the present invention is used as a prepreg.
That is, for example, after laminating the fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention, there is a method of molding by heat-curing the epoxy resin while applying pressure to the laminate depending on the case. When laminating prepregs, the fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention may be combined with a fiber-reinforced sheet impregnated with another thermoplastic resin.

本発明の繊維強化プラスチックとして硬化させる場合は、繊維強化エポキシ樹脂複合材の製造に用いたエポキシ樹脂組成物中の配合成分や配合量、配合物の形状によっても異なるが、例えば23~250℃で5分~24時間で行う。 When the fiber-reinforced plastic of the present invention is cured, it may be cured at, for example, 23 to 250° C., although it may vary depending on the ingredients and amounts in the epoxy resin composition used in the production of the fiber-reinforced epoxy resin composite and the shape of the compound. 5 minutes to 24 hours.

本発明の繊維強化プラスチックの成形方法としては、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッピングテープ法、内圧成形法、シートラップ成形法等が挙げられるが、これらの成形方法に限られるものではない。 Examples of the method for molding the fiber-reinforced plastic of the present invention include press molding, autoclave molding, bagging molding, wrapping tape, internal pressure molding, and sheet wrap molding, but are limited to these molding methods. isn't it.

ラッピングテープ法は、マンドレル等の芯金にプリプレグを捲回して、繊維強化プラスチック製の管状体を成形する方法であり、ゴルフシャフト、釣り竿等の棒状体を作製する際に好ましく用いられる。より具体的には、マンドレルにプリプレグを捲回し、プリプレグの固定及び圧力付与のため、プリプレグの外側に熱可塑性フィルムからなるラッピングテープを捲回し、オーブン中で樹脂を加熱硬化させた後、芯金を抜き取って繊維強化プラスチック製管状体を得る方法である。 The wrapping tape method is a method of winding a prepreg around a metal core such as a mandrel to form a tubular body made of fiber-reinforced plastic, and is preferably used when producing rod-shaped bodies such as golf shafts and fishing rods. More specifically, a prepreg is wound around a mandrel, a wrapping tape made of a thermoplastic film is wound around the outside of the prepreg for fixing and applying pressure to the prepreg, the resin is heated and cured in an oven, and then the core bar is formed. is extracted to obtain a fiber-reinforced plastic tubular body.

内圧成形法は、熱可塑性樹脂製のチューブ等の内圧付与体にプリプレグを捲回したプリフォームを金型中にセットし、次いで内圧付与体に高圧の気体を導入して圧力を付与すると同時に金型を加熱せしめ、成形する方法である。本方法は、ゴルフシャフト、バット、
テニスやバドミントン等のラケットの如き複雑な形状物を成形する際に好ましく用いられる。
In the internal pressure molding method, a preform obtained by winding a prepreg around an internal pressure imparting body such as a thermoplastic resin tube is set in a mold, and then a high-pressure gas is introduced into the internal pressure imparting body to apply pressure at the same time. In this method, the mold is heated and molded. The method includes golf shafts, bats,
It is preferably used when molding complex shaped objects such as rackets for tennis, badminton, and the like.

本発明の繊維強化プラスチックは、スポーツ用途、一般産業用途、及び航空宇宙用途に好適に用いられる。より具体的には、スポーツ用途では、ゴルフシャフト、釣り竿、テニスやバドミントンのラケット用途、ホッケー等のスティック用途、及びスキーポール用途に好適に用いられる。更に一般産業用途では、自動車、船舶、及び鉄道車両等の移動体の構造材、ドライブシャフト、板バネ、風車ブレード、圧力容器、フライホイール、製紙用ローラ、屋根材、ケーブル、及び補修補強材料等に好適に用いられる。 The fiber-reinforced plastic of the present invention is suitably used for sports applications, general industrial applications, and aerospace applications. More specifically, in sports applications, it is suitably used for golf shafts, fishing rods, tennis and badminton rackets, hockey sticks, and ski poles. Further, in general industrial applications, structural materials for moving bodies such as automobiles, ships, and railway vehicles, drive shafts, leaf springs, windmill blades, pressure vessels, flywheels, papermaking rollers, roofing materials, cables, and repair and reinforcement materials, etc. It is preferably used for

[構造体]
本発明の繊維強化プラスチックから構造体を得ることができる。この構造体は、本発明の繊維強化プラスチックのみからなるものであってもよいし、本発明の繊維強化プラスチックと他の材料(例えば金属、インジェクション成形された熱可塑性樹脂製部材等)とから構成されるものであってもよい。
この構造体は、本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材よりなる繊維強化プラスチックで一部または全部が構成されているので、難燃性及び耐熱性に優れ、また機械的物性にも優れる。
この構造体は、上記本発明の繊維強化プラスチックの用途の他、例えば航空機や自動車の内装部材、電気・電子機器用筐体等にも適用できる。
[Structure]
A structure can be obtained from the fiber-reinforced plastic of the present invention. This structure may consist solely of the fiber-reinforced plastic of the present invention, or may consist of the fiber-reinforced plastic of the present invention and other materials (e.g., metal, injection-molded thermoplastic resin members, etc.). It may be
Since this structure is partially or wholly composed of the fiber-reinforced plastic made of the fiber-reinforced epoxy resin composite of the present invention, it is excellent in flame retardancy and heat resistance, and is also excellent in mechanical properties.
This structure can be applied not only to the use of the fiber-reinforced plastic of the present invention, but also to interior members of aircraft and automobiles, housings for electrical and electronic equipment, and the like.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.

[原料]
以下の実施例、比較例及び参考例で用いた原料は以下の通りである。
[material]
Raw materials used in the following examples, comparative examples and reference examples are as follows.

<エポキシ樹脂>
jER1256:固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂、Mw:約50,000、エポキシ当量:約8,000g/eq、三菱ケミカル株式会社製
jER1055:固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂、Mw:約1,600、エポキシ当量:約850g/eq、三菱ケミカル株式会社製
jER1003:固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂、Mw:約1,300、エポキシ当量:約720g/eq、三菱ケミカル株式会社製
<Epoxy resin>
jER1256: solid bisphenol A type epoxy resin, Mw: about 50,000, epoxy equivalent: about 8,000 g/eq, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation jER1055: solid bisphenol A type epoxy resin, Mw: about 1,600, epoxy equivalent: About 850 g / eq, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation jER1003: solid bisphenol A type epoxy resin, Mw: about 1,300, epoxy equivalent: about 720 g / eq, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation

<溶剤>
メチルエチルケトン
<Solvent>
methyl ethyl ketone

<強化繊維>
パイロフィルTR3110M:炭素繊維クロス、繊維目付:200g/m、三菱ケミカル株式会社製
<Reinforcing fiber>
Pyrofil TR3110M: carbon fiber cloth, fiber basis weight: 200 g/m 2 , manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation

[実施例1]
エポキシ樹脂としてjER1256、溶剤としてメチルエチルケトンを用い、以下のようにしてエポキシ樹脂組成物を調製した。
まず、エポキシ樹脂(固形)と、溶剤(液体)とを、固形物濃度が40質量%になるように容器に計量して混合、溶解してjER1256の40質量%メチルエチルケトン溶液を得た。
この溶液をシリコーン処理したPETフィルム上にスロットダイ式塗工装置(株式会社
廉井精機製)により塗工速度2.0m/分の速度で塗布し、乾燥温度150℃で6分乾燥させ、厚み50μmのjER1256のエポキシ樹脂フィルムを得た。このエポキシ樹脂フィルムには溶剤が2.1質量%残存していた(溶剤含有量2.1質量%)。
このエポキシ樹脂フィルムを炭素繊維クロス(パイロフィルTR3110M)の両面に張り合わせ、あらかじめ160℃に設定したプレス機で真空引きしながら含浸させて、樹脂含有量37.3質量%の繊維強化エポキシ樹脂複合材(プリプレグ)を得た。このプリプレグ中の溶剤含有量は0.7質量%であった。
[Example 1]
Using jER1256 as the epoxy resin and methyl ethyl ketone as the solvent, an epoxy resin composition was prepared as follows.
First, an epoxy resin (solid) and a solvent (liquid) were weighed in a container so that the solid concentration was 40% by mass, mixed and dissolved to obtain a 40% by mass methyl ethyl ketone solution of jER1256.
This solution is applied onto a silicone-treated PET film with a slot die coating device (manufactured by Kadoiseiki Co., Ltd.) at a coating speed of 2.0 m/min, dried at a drying temperature of 150 ° C. for 6 minutes, and the thickness is An epoxy resin film of 50 μm jER1256 was obtained. 2.1% by mass of solvent remained in this epoxy resin film (solvent content: 2.1% by mass).
This epoxy resin film is laminated on both sides of a carbon fiber cloth (Pyrofil TR3110M) and impregnated while being vacuumed by a press set to 160° C. in advance to obtain a fiber-reinforced epoxy resin composite material having a resin content of 37.3% by mass ( prepreg) was obtained. The solvent content in this prepreg was 0.7% by mass.

[実施例2]
エポキシ樹脂としてjER1055を用いた以外は、実施例1と同様にプリプレグを作製した。
[Example 2]
A prepreg was produced in the same manner as in Example 1, except that jER1055 was used as the epoxy resin.

[比較例1]
エポキシ樹脂としてjER1256、溶剤としてメチルエチルケトンを用い、以下のようにしてエポキシ樹脂組成物を調製した。
まず、エポキシ樹脂(固形)と、溶剤(液体)とを、固形物濃度が20質量%になるように容器に計量し、混合、溶解し、jER1256の20質量%メチルエチルケトン溶液を得た。
続けて、炭素繊維クロス(パイロフィルムTR3110M)を縦20mm、横130mmになるようにカットし、ここへ得られた溶液を1.55g塗付して含浸させた後、60℃で20分、150℃で20分乾燥させ、溶剤を除去した。その後、150kNにおいて160℃で30分間、プレス機で真空引きしながら含浸させて、樹脂含有量37.3質量%のプリプレグを得た。得られたプリプレグ中の溶剤含有量は0.4質量%であった。
[Comparative Example 1]
Using jER1256 as the epoxy resin and methyl ethyl ketone as the solvent, an epoxy resin composition was prepared as follows.
First, an epoxy resin (solid) and a solvent (liquid) were weighed into a container so that the solid concentration was 20% by mass, mixed and dissolved to obtain a 20% by mass methyl ethyl ketone solution of jER1256.
Subsequently, a carbon fiber cloth (Pyrofilm TR3110M) was cut to a length of 20 mm and a width of 130 mm. C. for 20 minutes and the solvent was removed. After that, impregnation was performed at 150 kN and 160° C. for 30 minutes while vacuuming with a press machine to obtain a prepreg having a resin content of 37.3% by mass. The solvent content in the obtained prepreg was 0.4% by mass.

[参考例1]
エポキシ樹脂としてjER1003を用いた以外は、実施例1と同様にプリプレグを作製した。
[Reference example 1]
A prepreg was produced in the same manner as in Example 1, except that jER1003 was used as the epoxy resin.

作製したプリプレグについて、以下の評価を行った。その結果を表1に示す。 The following evaluations were performed on the produced prepregs. Table 1 shows the results.

[プリプレグのボイド数評価]
得られたプリプレグについて、光学顕微鏡にて5mm四方中に存在するボイドの数を観察し、この観察面積当たり100個未満は○、単位面積当たり100個以上は×とした。ボイド数が上記面積当たり100個未満であれば、強化繊維プラスチックの作製時にプレス機で真空引きしながら成形することによりボイドが消失し、機械物性に優れた強化繊維プラスチックが得られる。ボイド数が上記面積当たり100個以上であると、強化繊維プラスチックの作製時に真空引きしながら成形してもボイドが抜けきれずに残存し、機械物性の低い強化繊維プラスチックとなる。
[Void number evaluation of prepreg]
The number of voids present in each 5 mm square of the obtained prepreg was observed with an optical microscope. Less than 100 voids per observed area were rated as ◯, and 100 or more voids per unit area were rated as x. If the number of voids is less than 100 per area, the voids disappear by molding while vacuuming with a press during production of the reinforced fiber plastic, and a reinforced fiber plastic with excellent mechanical properties can be obtained. If the number of voids per area is 100 or more, the voids will not be completely eliminated even if molding is carried out while vacuuming during production of the reinforced fiber plastic, and the voids will remain, resulting in a reinforced fiber plastic with low mechanical properties.

[プリプレグの剥離性評価]
得られたプリプレグを2枚積層し、55℃下で荷重が58g/cmかかるようにして30分おいた後、プリプレグが剥離するか否かを確認したプリプレグが剥離したものは○、剥離しないものは×とする。
プリプレグが剥離するものは誤って積層して温度をかけてしまった際に、プリプレグ同士が接着しないものであり、好ましい。プリプレグが剥離しないものは誤って積層して温度をかけてしまった際に、プリプレグ同士が接着するものであり好ましくない。
[Peelability evaluation of prepreg]
Two sheets of the obtained prepreg were laminated, and after standing for 30 minutes at 55° C. under a load of 58 g/cm 2 , it was confirmed whether the prepreg peeled off. Things are x.
A prepreg that peels off is preferable because the prepregs do not adhere to each other when the prepreg is laminated by mistake and heat is applied. If the prepregs are not peeled off, the prepregs will adhere to each other when the prepregs are laminated by mistake and heat is applied, which is not preferable.

表1に示すように、ホットメルト法による実施例1は、ボイドが発生したウェット法による比較例1に対し、プリプレグの溶剤量が多いにも関わらず、ボイドのないプリプレグおよび繊維強化プラスチックが得られた。また、実施例2は剥離したが、参考例1は剥離しなかった。参考例1は用いたエポキシ樹脂の重量平均分子量が低いためプリプレグが融着してしまった。 As shown in Table 1, in Example 1 using the hot-melt method, a void-free prepreg and fiber-reinforced plastic were obtained despite the large amount of solvent in the prepreg compared to Comparative Example 1 using the wet method in which voids were generated. was taken. Moreover, although Example 2 peeled, Reference Example 1 did not peel. In Reference Example 1, since the weight average molecular weight of the epoxy resin used was low, the prepreg was fused.

本発明の繊維強化エポキシ樹脂複合材を用いることにより、極めてボイドが少なく、機械物性に優れた繊維強化プラスチックを得ることができる。よって、本発明によれば、機械物性に優れた繊維強化プラスチック成形体、例えばゴルフクラブ用シャフトなどのスポーツ・レジャー用途成形体から航空機等の産業用途の成形体まで、幅広く提供することができる。 By using the fiber-reinforced epoxy resin composite material of the present invention, it is possible to obtain a fiber-reinforced plastic having extremely few voids and excellent mechanical properties. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a wide range of fiber-reinforced plastic molded articles having excellent mechanical properties, such as molded articles for sports and leisure applications such as golf club shafts, and molded articles for industrial applications such as aircraft.

Claims (6)

エポキシ樹脂と溶剤を含むエポキシ樹脂組成物よりなるフィルムであって、該フィルム中の溶剤含有量が0.2質量%以上10質量%以下であるエポキシ樹脂フィルム。 An epoxy resin film comprising an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a solvent, wherein the solvent content in the film is 0.2% by mass or more and 10% by mass or less. 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂である請求項6に記載のエポキシ樹脂フィルム。 7. The epoxy resin film according to claim 6, wherein the epoxy resin has a weight average molecular weight of 1500 or more. 前記重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂のエポキシ当量が800~50,000g/eqである請求項2に記載のエポキシ樹脂フィルム。 3. The epoxy resin film according to claim 2, wherein the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more has an epoxy equivalent of 800 to 50,000 g/eq. 前記エポキシ樹脂が重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂と重量平均分子量1500未満のエポキシ樹脂との混合物であり、全エポキシ樹脂100質量部中の重量平均分子量1500以上のエポキシ樹脂の割合が60質量部以上である請求項2又は3に記載のエポキシ樹脂フィルム。 The epoxy resin is a mixture of an epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 1500, and the proportion of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 1500 or more in 100 parts by weight of the total epoxy resin is 60 parts by weight or more. 4. The epoxy resin film according to claim 2 or 3. 請求項1~4のいずれかに記載のエポキシ樹脂フィルムと、強化繊維集合体との積層体を加熱一体化してなる繊維強化エポキシ樹脂複合材。 A fiber-reinforced epoxy resin composite obtained by heating and integrating a laminate of the epoxy resin film according to any one of claims 1 to 4 and a reinforcing fiber assembly. 溶剤の含有量が0.02質量%以上5質量%以下である請求項5に記載の繊維強化エポキシ樹脂複合材。 The fiber-reinforced epoxy resin composite material according to claim 5, wherein the solvent content is 0.02% by mass or more and 5% by mass or less.
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