JP2597186B2 - Imide resin matrix composite - Google Patents

Imide resin matrix composite

Info

Publication number
JP2597186B2
JP2597186B2 JP1142093A JP14209389A JP2597186B2 JP 2597186 B2 JP2597186 B2 JP 2597186B2 JP 1142093 A JP1142093 A JP 1142093A JP 14209389 A JP14209389 A JP 14209389A JP 2597186 B2 JP2597186 B2 JP 2597186B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imide
prepreg
compound
oligomer
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1142093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH037762A (en
Inventor
新治 山本
秀穂 田中
一良 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP1142093A priority Critical patent/JP2597186B2/en
Publication of JPH037762A publication Critical patent/JPH037762A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2597186B2 publication Critical patent/JP2597186B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特定の耐熱性の無機繊維を強化材とし、
末端変性したイミドオリゴマーを主成分とするイミド樹
脂組成物をマトリックスとするイミド樹脂マトリックス
プリプレグの硬化層を有する複合材に係わるものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention uses a specific heat-resistant inorganic fiber as a reinforcing material,
The present invention relates to a composite material having a cured layer of an imide resin matrix prepreg having an imide resin composition containing a terminal-modified imide oligomer as a main component as a matrix.

この発明におけるイミド樹脂マトリックスプリプレグ
は、比較的低温において、しかも、短時間で硬化させる
ことができ、さらに、タック性やドレープ性が良好なた
めに積層が容易であり、複合材製法の作業性や加工性に
優れている。
The imide resin matrix prepreg of the present invention can be cured at a relatively low temperature and in a short period of time, and can be easily laminated because of good tackiness and drapability. Excellent workability.

そして、この発明におけるプリプレグを加熱などで硬
化した硬化層を有する複合材は、機械的強度、弾性率、
耐熱性などが極めて優れており、航空機、宇宙産業機器
などの広い範囲の用途に使用することができる。
And the composite material having a cured layer obtained by curing the prepreg in the present invention by heating or the like has mechanical strength, elastic modulus,
It is extremely excellent in heat resistance and can be used for a wide range of applications such as aircraft and space industry equipment.

〔従来技術の説明〕 炭素繊維強化樹脂複合材料(CFRP)は、比強度及び比
弾性率が高いため、スポーツ、レジャー分野、一般産業
分野及び航空宇宙産業分野において広く使用されてい
る。
[Description of the Prior Art] Carbon fiber reinforced resin composite material (CFRP) is widely used in sports, leisure, general industrial and aerospace industries due to its high specific strength and specific elastic modulus.

しかし、CFRPはその優れた引張強度特性に比べて圧縮
や曲げ特性が必ずしも満足すべきものでないこと、更
に、高温下、空気中で容易に酸化することなどの重大な
欠点があるために、特に耐熱性の要求される分野での構
造材料として充分な適性を有していない。
However, CFRP has particularly disadvantageous properties such as insufficient compression and bending properties compared to its excellent tensile strength properties, and furthermore has serious drawbacks such as easy oxidation in air at high temperatures. It does not have sufficient suitability as a structural material in fields where properties are required.

このCFRPの問題を解決する一つの材料として、特開昭
62−57427号公報に記載されている「無機繊維で強化さ
れたプラスチック複合材料」がある。特に、プラスチッ
クマトリックスとしてポリイミド樹脂を用いた複合材料
は、耐熱構造材料として適していると考えられる。
As one material for solving this CFRP problem,
There is a "plastic composite material reinforced with inorganic fibers" described in JP-A-62-57427. In particular, a composite material using a polyimide resin as a plastic matrix is considered to be suitable as a heat-resistant structural material.

しかしながら、現在、一般的に知られている複合材料
用マトリックスとして使用されるポリイミドは、特にタ
ック性や硬化温度などの加工性の点で問題が多く、か
つ、特性(耐熱性、強度など)と加工性のバランスがと
れていないものがほとんどであった。
However, polyimides used as a matrix for composite materials which are generally known at present have many problems particularly in workability such as tackiness and curing temperature, and have poor properties (heat resistance, strength, etc.). In most cases, the workability was not balanced.

最近、この出願人は、前述の問題を解決することがで
きる末端変性イミドオリゴマーに関する発明について、
特願昭62−297668号、特願昭63−73194号などとして出
願した。
Recently, the present applicant has disclosed an invention relating to a terminal-modified imide oligomer capable of solving the above-mentioned problem.
We filed applications as Japanese Patent Application Nos. 62-297668 and 63-73194.

しかし、前記の出願に係わる発明の末端変性イミドオ
リゴマーは、プリプレグなどのマトリックス樹脂として
使用した場合に、タック性やブレード性が優れている
が、ゲル化時間が長くなったり、あるいは、加熱硬化後
にも未架橋の末端基が残存し易く、充分な強度の硬化物
が得られないことがあるという問題点があり、必ずしも
満足すべきものではなかった。
However, when the terminal-modified imide oligomer of the invention according to the above-mentioned application is used as a matrix resin such as a prepreg, it has excellent tackiness and blade properties, but has a long gelation time, or after heat curing. However, uncrosslinked terminal groups are liable to remain, and a cured product having sufficient strength may not be obtained, which is not always satisfactory.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

この発明の目的は、良好な作業性や加工性を有し、そ
して、構造材料に要求される力学的物性や耐熱性に優れ
た複合材料を製造することができるような強化繊維を含
有するイミド樹脂系マトリックスのプリプレグの硬化層
を有する複合材料を提供することである。
An object of the present invention is to provide an imide containing a reinforcing fiber having good workability and workability, and capable of producing a composite material having excellent mechanical properties and heat resistance required for a structural material. An object of the present invention is to provide a composite material having a cured layer of a resin-based matrix prepreg.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この出願の発明は、強化材として、ケイ素Si、チタン
Ti又はジルコニウムZrである金属M、炭素C及び酸素O
から実質的になる無機物の繊維を、そして、マトリック
スとして2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸類
と芳香族ジアミン化合物と炭素−炭素三重結合を有する
モノアミン化合物とを溶媒中で反応させて得られたもの
であり、オリゴマー末端に不飽和末端基およびオリゴマ
ー内部にイミド結合を有すると共に、30℃の対数粘度
(濃度;0.5g/100m1−溶媒、溶媒;N−メチル−2−ピロ
リドン)が0.1−1である末端変性イミドオリゴマーイ
ミドから主としてなるイミド樹脂組成物を含有するイミ
ド樹脂マトリックスプリプレグの熱硬化層を有する複合
材に関するものである。
The invention of this application uses silicon Si, titanium
Metal M which is Ti or zirconium Zr, carbon C and oxygen O
And a reaction of 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic acids, an aromatic diamine compound and a monoamine compound having a carbon-carbon triple bond in a solvent as a matrix. Which has an unsaturated terminal group at the oligomer terminal and an imide bond inside the oligomer, and has a logarithmic viscosity at 30 ° C. (concentration: 0.5 g / 100 m 1 -solvent, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone) Is a composite material having a thermosetting layer of an imide resin matrix prepreg containing an imide resin composition mainly composed of a terminal-modified imide oligomer imide having 0.1-1.

この発明におけるプリプレグにおいて使用される無機
繊維は、例えば、 i)Si、Ti又はZrであるM、C及びOから実質的になる
非晶質物質、 ii)実質的にβ−SiC、MC、β−SiCとMCとの固溶体及び
MC1-Xからなり粒子径が500Å以下の結晶質微粒子、及び
非晶質のSiO2とMO2とからなる集合体、又は、 iii)上記i)の非晶質物質と上記ii)の集合体との混
合物質(xは0<x<1) からなるSi−M−C−O繊維であることが好ましく、例
えば、特公昭60−1405号公報、特公昭58−5286号公報、
特公昭60−20485号公報、特公昭59−44403号公報に記載
の方法に従って製造することができる。
The inorganic fibers used in the prepreg of the present invention include, for example, i) an amorphous substance substantially consisting of M, C and O which are Si, Ti or Zr; ii) substantially β-SiC, MC, β -Solid solution of SiC and MC and
Crystalline fine particles of MC 1-X having a particle size of 500 ° or less, and an aggregate of amorphous SiO 2 and MO 2 , or iii) an aggregate of the above i) amorphous substance and the above ii) It is preferably a Si-MCO fiber composed of a substance mixed with the body (x is 0 <x <1). For example, Japanese Patent Publication No. 60-1405, Japanese Patent Publication No. 58-5286,
It can be produced according to the methods described in JP-B-60-20485 and JP-B-59-44403.

前記のSi−M−C−O繊維中の各元素の割合は、Si:3
0〜60重量%、Ti又はZr:0.5〜35重量%、特に好ましく
は1〜10重量%、C:25〜40重量%、O:0.01〜30重量%で
あることが好ましい。前記のSi−M−C−O繊維として
は、宇部興産(株)が製造・販売しているチラノ繊維
(登録商標)が好適である。
The ratio of each element in the Si-MCO fiber is Si: 3
It is preferably 0 to 60% by weight, Ti or Zr: 0.5 to 35% by weight, particularly preferably 1 to 10% by weight, C: 25 to 40% by weight, and O: 0.01 to 30% by weight. As the Si-MCO fiber, Tyranno fiber (registered trademark) manufactured and sold by Ube Industries, Ltd. is suitable.

この発明において使用されるSi−M−C−O繊維は、
公知の耐熱性サイジング剤及び/又は表面処理剤によっ
て集束及び/又は処理されているものが望ましいが、必
ずしも必要条件ではない。
The Si-MCO fibers used in the present invention are:
Those that have been bundled and / or treated with a known heat-resistant sizing agent and / or surface treatment agent are desirable, but not necessary.

前記のサイジング剤又は表面処理剤としては、シラン
カップリング剤が最も適当であり、特願平1−328030号
の出願明細書に記載されているものを代表例として挙げ
ることができる。
As the sizing agent or the surface treatment agent, a silane coupling agent is most suitable, and those described in the application specification of Japanese Patent Application No. 1-328030 can be mentioned as a typical example.

この発明において使用するイミド樹脂組成物として
は、例えば、特願昭63−213732号の出願明細書に記載さ
れているように、 i)ビフェニルテトラカルボン酸類と芳香族ジアミン化
合物と炭素−炭素三重結合を有するモノアミン化合物と
を溶媒中で反応させて得られたものであり、オリゴマー
末端に不飽和末端基およびオリゴマー内部にイミド結合
を有すると共に、30℃の対数粘度が0.1〜1、好ましく
は0.2〜0.8程度、特に好ましくは0.03〜0.7程度であっ
て比較的分子量が高いものである末端変性イミドオリゴ
マー100重量部、および、 ii)ビフェニルテトラカルボン酸類と炭素−炭素三重結
合を有するモノアミン化合物とを溶媒中で反応させて得
られたものであり、末端に不飽和末端基および内部にイ
ミド結合を有する不飽和イミド化合物1〜20重量部、好
ましくは1〜10重量部 を含有するイミド樹脂組成物を好適に挙げることができ
るが、前記の末端変性イミドオリゴマーのみが樹脂成分
として主として含有されているイミド樹脂であってもよ
い。
Examples of the imide resin composition used in the present invention include: i) biphenyltetracarboxylic acids, an aromatic diamine compound, and a carbon-carbon triple bond, as described in the specification of Japanese Patent Application No. 63-213732. Which has an unsaturated terminal group at the oligomer terminal and an imide bond inside the oligomer, and has a logarithmic viscosity at 30 ° C. of 0.1 to 1, preferably 0.2 to 1. 100 parts by weight of a terminal-modified imide oligomer having a relatively high molecular weight of about 0.8, particularly preferably about 0.03 to 0.7, and ii) a biphenyltetracarboxylic acid and a monoamine compound having a carbon-carbon triple bond in a solvent. In an unsaturated imide compound having an unsaturated terminal group at the terminal and an imide bond at the end of the compound. Parts, preferably may be mentioned the imide resin composition containing 1 to 10 parts by weight Preferably, only the terminal-modified imide oligomer may be a imide resin contained primarily as the resin component.

前記の末端変性イミドオリゴマーは、その融点が100
〜300℃、好ましくは150〜270℃であり、有機溶媒への
溶解性が優れている、常温において固体(粉末状)であ
る末端変性イミドオリゴマーであることが好ましい。
The terminal-modified imide oligomer has a melting point of 100
It is preferably 300 to 300 ° C., preferably 150 to 270 ° C., and is preferably a terminal-modified imide oligomer which is excellent in solubility in an organic solvent and is solid (powder) at ordinary temperature.

前記のビフェニルテトラカルボン酸類は、2,3,3′,
4′−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3′,4′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物(a−BPDA)、あるい
は、それらの酸化合物の低級アルコールエステル又は塩
などの酸誘導体であり、特に、2,3,3′,4′−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物が最適である。
The biphenyltetracarboxylic acids are 2,3,3 ',
4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (a-BPDA), or an acid derivative such as a lower alcohol ester or a salt of the acid compound, In particular, 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride is most suitable.

前記2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸類
は、その一部(例えば30モル%以下、特に20モル%以
下、さらに10モル%以下)が、他の芳香族テトラカルボ
ン酸類、例えば、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物(BTDA)、ピロメリット酸二無水物
(PMDA)、2,2−ビス(3′,4′−ジカルボキシフェニ
ル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルオキシフェ
ニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)チオエーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)ホスフィン二無水物、ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)スルホン二無水物などと置換されて
いてもよい。
The 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic acids are partially (for example, 30 mol% or less, particularly 20 mol% or less, and further 10 mol% or less), and other aromatic tetracarboxylic acids, for example, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), pyromellitic dianhydride (PMDA), 2,2-bis (3', 4'-dicarboxyphenyl) propane Anhydride, bis (3,4-dicaroxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) thioether dianhydride, bis ( It may be substituted with 3,4-dicarboxyphenyl) phosphine dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, or the like.

前記芳香族ジアミン化合物としては、例えば、 〔A〕芳香族環を一つ有するジアミン化合物 i)フェニレンジアミン系ジアミン化合物 ii)キシリレン系ジアミン化合物 iii)トリアルキルベンゼン系ジアミン化合物 〔B〕芳香族環を二つ有するジアミン化合物 i)ベンチジン系ジアミン化合物 ii)ジフェニルエーテル系ジアミン化合物 iii)ジフェニルチオエーテル系ジアミン化合物 iv)ベンゾフェノン系ジアミン化合物 v)ジフェニルスルフィン系ジアミン化合物 vi)ジフェニルスルフィド系ジアミン化合物 vii)ジフェニルスルホン系ジアミン化合物 viii)ジフェニルアルカン系ジアミン化合物 〔C〕芳香族環を3つ有するジアミン化合物 i)ビス(フェノキシ)ベンゼン系ジアミン化合物 〔D〕芳香族環を4つ有するジアミン化合物 i)ビス〔(フェノキシ)フェニル〕プロパン系ジアミ
ン化合物 ii)ビス(フェノキシ)ジフェニルスルホン系ジアミン
化合物 などを挙げることができ、それらを単独、あるいは混合
物として使用することができる。
Examples of the aromatic diamine compound include: [A] a diamine compound having one aromatic ring; i) a phenylenediamine diamine compound; ii) a xylylene diamine compound; iii) a trialkylbenzene diamine compound; Diamine compound i) benzidine diamine compound ii) diphenyl ether diamine compound iii) diphenyl thioether diamine compound iv) benzophenone diamine compound v) diphenyl sulfine diamine compound vi) diphenyl sulfide diamine compound vii) diphenyl sulfone diamine compound viii) Diphenylalkane diamine compound [C] Diamine compound having three aromatic rings i) Bis (phenoxy) benzene diamine compound [D] Diamine compound having four aromatic rings ) Bis [(phenoxy) phenyl] propane based diamine compound ii) bis (phenoxy) diphenyl sulfone diamine compounds can be exemplified, can be used as they alone or as a mixture.

前記の芳香族ジアミン化合物としては、特に、4,4′
−ジアミノジフェニルエーテル(DADE)、3,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミノジフェニル
エーテルなどのジフェニルエーテル系ジアミン化合物、
3,3′−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、3,4′−ジアミンノジフェニルメタ
ン、ビス(2,6−ジエチル−4−アミノフェニル)メタ
ン、ビス(2−エチル−6−メチル−4−アミノフェニ
ル)メタン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−
ビス(3−クロロ−4−アミノフェニル)プロパン、2,
2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキ
サフロロプロパンなどのジフェニルアルカン系ジアミン
化合物、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
(TPE−R)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(T
PE−Q)、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼ
ンなどのビス(フェノキシ)ベンゼン系ジアミン化合
物、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕プロパン(BAPP)、2,2−ビス〔4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル〕ヘキサフロロプロパン(BAFP)
などのビス〔4−(フェノキシ)フェニル〕プロパン系
ジアミン化合物、4,4′−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ジフェニルスルホン、ビス〔4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕スルホン(4−BAPS)、ビス〔4−
(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン(3−BA
PS)などのビス(フェノキシ)ジフェニルスルホン系ジ
アミン化合物と好適に挙げることができる。
As the aromatic diamine compound, in particular, 4,4 '
Diamino diphenyl ethers (DADE), 3,4'-diamino diphenyl ether, diphenyl ether diamine compounds such as 3,3'-diamino diphenyl ether,
3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminenodiphenylmethane, bis (2,6-diethyl-4-aminophenyl) methane, bis (2-ethyl-6-methyl- 4-aminophenyl) methane, 2,2-bis (3-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-
Bis (3-chloro-4-aminophenyl) propane, 2,
Diphenylalkane based diamine compounds such as 2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene (TPE-R), 1,3-bis (3- Aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene (T
Bis- (phenoxy) benzene-based diamine compounds such as PE-Q) and 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (BAPP), 2 , 2-Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane (BAFP)
Bis [4- (phenoxy) phenyl] propane-based diamine compound, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) diphenylsulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone (4-BAPS), Screw [4-
(3-Aminophenoxy) phenyl] sulfone (3-BA
Preferred examples include bis (phenoxy) diphenylsulfone-based diamine compounds such as PS).

また、この発明で使用する末端変性イミドオリゴマー
を製造するためのジアミン成分として、α,ω−ポリシ
ロキサンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポ
リエチレングリコールジアニリンなどの重合体系ジアミ
ンを、前記の芳香族ジアミンの一部の代わりに使用する
こともできる。
Further, as a diamine component for producing the terminal-modified imide oligomer used in the present invention, a polymer diamine such as α, ω-polysiloxane diamine, polyoxypropylene diamine, polyethylene glycol dianiline, etc. Some alternatives can be used.

前記の炭素−炭素三重結合を有するモノアミン化合物
は、炭素−炭素三重結合(アセチレン基)からなる不飽
和基(架橋基)およびモノアミノ基(第1級アミノ基)
を同時に有しており、隣接する一対のカルボキシル基と
反応してイミド結合を形成しうる反応性の不飽和モノア
ミン化合物である。
The monoamine compound having a carbon-carbon triple bond includes an unsaturated group (crosslinking group) composed of a carbon-carbon triple bond (acetylene group) and a monoamino group (primary amino group).
And a reactive unsaturated monoamine compound capable of reacting with a pair of adjacent carboxyl groups to form an imide bond.

前記の炭素−炭素三重結合を有するモノアミン化合物
として、例えば、 (a) プロパルギルアミン(PA)、3−アミノブチ
ン、4−アミノブチン、5−アミノペンチン、6−アミ
ノヘキシン、7−アミノヘプチン、4−アミノ−3−メ
チルブチン、4−アミノペンチンなどの脂肪族モノアミ
ノ化合物、あるいは、 (b) 3−アミノフェニルアセチレン、4−アミノフ
ェニルアセチレンなどの芳香族モノアミノ化合物を好適
に挙げることができ、この発明では、前記の炭素−炭素
三重結合を有するモノアミン化合物が単独で使用されて
いてもよく、また、それらのモノアミノ化合物が複数併
用されていてもよい。
Examples of the monoamine compound having a carbon-carbon triple bond include: (a) propargylamine (PA), 3-aminobutyne, 4-aminobutyne, 5-aminopentin, 6-aminohexyne, 7-aminoheptin, 4-amino-3- Preferred are aliphatic monoamino compounds such as methylbutyne and 4-aminopentin, and (b) aromatic monoamino compounds such as (b) 3-aminophenylacetylene and 4-aminophenylacetylene. A monoamine compound having a carbon triple bond may be used alone, or a plurality of such monoamino compounds may be used in combination.

前記の末端変性イミドオリゴマーを製造する際に使用
される有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−
2−ピロリドン(NMP)、N−メチルカプロラクタムな
どのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチ
ルフォスホルアミド、ジメチルスルホン、テトラメチレ
ンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホンなどの硫
黄原子を含有する溶媒、クレゾール、フェノールなどの
フェノール系溶媒、ピリジン、エチレングリコール、テ
トラメチル尿素などの其の他の溶媒を挙げることができ
る。
Examples of the organic solvent used for producing the terminal-modified imide oligomer include, for example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-
Amide solvents such as 2-pyrrolidone (NMP) and N-methylcaprolactam; solvents containing sulfur atoms such as dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, and dimethyltetramethylene sulfone; cresol; phenol; And other solvents such as phenolic solvents, pyridine, ethylene glycol, and tetramethylurea.

この発明において使用する末端変性イミドオリゴマー
の製法としては、例えば、前述のような2,3,3′,4′−
ビフェニルテトラカルボン酸類(特に、これらの酸二無
水物)と、芳香族ジアミン化合物と、炭素−炭素三重結
合を有するモノアミン化合物とが、全成分の酸無水基
(または隣接するジカルボン酸基)の当量の全量と全成
分のアミノ基の当量の全量とがほぼ等量となるような割
合で使用して、各成分を前述の有機極性溶媒中で、約10
0℃以下、特に80℃以下の反応温度で反応させて『アミ
ド−酸結合を有するオリゴマー』を生成し、次いで、そ
のアミド−酸オリゴマー(アミック酸オリゴマーともい
う)を、約0〜140℃の低温でイミド化剤を添加する方
法によるか、或いは140〜250℃の高温に加熱する方法に
よるかして、脱水・イミド環化させて、末端に付加重合
性の不飽和基を有するイミドオリゴマーを生成させる製
法を挙げることができる。
As a method for producing the terminal-modified imide oligomer used in the present invention, for example, 2,3,3 ', 4'-
Biphenyltetracarboxylic acids (especially, these acid dianhydrides), an aromatic diamine compound, and a monoamine compound having a carbon-carbon triple bond are equivalent to acid anhydride groups (or adjacent dicarboxylic acid groups) of all components. Are used in a proportion such that the total amount of the amino groups of all the components and the total amount of the equivalents of the amino groups of all the components are substantially equivalent.
The reaction is carried out at a reaction temperature of 0 ° C. or lower, particularly 80 ° C. or lower to produce “oligomer having an amide-acid bond”, and then the amide-acid oligomer (also referred to as amic acid oligomer) is heated to about 0 to 140 ° C. Dehydration and imide cyclization by a method of adding an imidizing agent at a low temperature or a method of heating to a high temperature of 140 to 250 ° C. to form an imide oligomer having an addition-polymerizable unsaturated group at a terminal. Examples of the production method include:

前述のようにして生成した末端変性イミドオリゴマー
は、その反応液を水等に注ぎ込んで、粉末状の生成物と
して単離してもよい。
The terminal-modified imide oligomer produced as described above may be isolated as a powdery product by pouring the reaction solution into water or the like.

この発明において前述の末端変性イミドオリゴマーと
共に樹脂成分として使用することができる不飽和イミド
化合物は、ビフェニルテトラカルボン酸類と、炭素−炭
素三重結合を有するモノアミン化合物とを、各成分の酸
無水物基(あるいは隣接する二個のカルボキル基等)の
当量の合計と各成分のアミノ基の当量の合計とが概略等
量となるようにして、有機溶媒中で反応させて得られた
不飽和イミド化合物であればよい。
In the present invention, unsaturated imide compounds that can be used as a resin component together with the above-mentioned terminal-modified imide oligomer include biphenyltetracarboxylic acids and a monoamine compound having a carbon-carbon triple bond, and an acid anhydride group ( Or an unsaturated imide compound obtained by reacting in an organic solvent such that the sum of equivalents of two adjacent carboxyl groups) and the sum of equivalents of amino groups of each component become approximately equivalent. I just need.

前記不飽和イミド化合物は、末端にプロパルギル基な
どの付加重合可能な三重結合を有する不飽和末端基、及
び、内部に少なくとも1個、特に複数のイミド結合を有
する、不飽和イミド化合物である。
The unsaturated imide compound is an unsaturated imide compound having an unsaturated terminal group having an addition-polymerizable triple bond such as a propargyl group at a terminal, and having at least one, particularly a plurality of imide bonds therein.

前記不飽和イミド化合物は、30℃の対数粘度(濃度;
0.5g/100ml溶媒、溶媒;N−メチル−2−ピロリドン)
が、0.005〜0.09、特に好ましくは0.01〜0.08程度、さ
らに好ましくは0.01〜0.05程度であって比較的分子量の
低いものであり、有機溶媒への溶解性が優れている、常
温において固体(粉末状)である不飽和イミド化合物で
あることが好ましい。
The unsaturated imide compound has a logarithmic viscosity at 30 ° C. (concentration;
0.5 g / 100 ml solvent, solvent; N-methyl-2-pyrrolidone)
However, it has a relatively low molecular weight of 0.005 to 0.09, particularly preferably about 0.01 to 0.08, and more preferably about 0.01 to 0.05, and has excellent solubility in organic solvents. ) Is preferable.

前記の不飽和イミド化合物の製造において使用される
『ビフェニルテトラカルボン酸類』、『炭素−炭素三重
結合を有するモノアミン化合物』、および『反応用の有
機溶媒』は、前述の末端変性イミドオリゴマーの製造に
おいてすでに具体的に例示した『ビフェニルテトラカル
ボン酸類』、『炭素−炭素三重結合を有するモノアミン
化合物』、および『反応用の有機溶媒』とまったく同じ
ものを使用することができる。
"Biphenyltetracarboxylic acids", "monoamine compound having a carbon-carbon triple bond", and "organic solvent for reaction" used in the production of the unsaturated imide compound are used in the production of the above-mentioned terminal-modified imide oligomer. Exactly the same as "biphenyltetracarboxylic acids", "monoamine compounds having a carbon-carbon triple bond", and "organic solvents for reaction", which have been specifically exemplified, can be used.

そして、不飽和イミド化合物の製造における反応方法
および反応条件は、前述の末端変性イミドオリゴマーの
製造において採用した反応方法および条件とほとんど同
様であればよい。
The reaction method and reaction conditions in the production of the unsaturated imide compound may be almost the same as those used in the production of the above-mentioned terminal-modified imide oligomer.

この発明において、イミド樹脂組成物が、末端変性イ
ミドオリゴマーに対して不飽和イミド化合物の含有割合
が余りに大きくなり過ぎると、そのような組成物から得
られた硬化物がその表面に多数の大きなボイド、フクレ
などを形成し、その硬化物の機械的物性が著しく低下す
るので好ましくない、また、不飽和イミド化合物の含有
割合が余りに少なくなり過ぎると、硬化に長時間を要
し、しかも硬化物の物性も低下することがあるので、実
用的ではないことがある。
In the present invention, if the content of the unsaturated imide compound in the imide resin composition is too large relative to the terminal-modified imide oligomer, the cured product obtained from such a composition may have many large voids on its surface. , Blisters and the like are formed, and the mechanical properties of the cured product are remarkably deteriorated, which is not preferable.If the content of the unsaturated imide compound is too small, the curing takes a long time, and In some cases, the physical properties are also deteriorated, so that it may not be practical.

この発明で使用する末端変性イミドオリゴマーと不飽
和イミド化合物とのイミド樹脂組成物は、 i)末端変性イミドオリゴマー、不飽和イミド化合物な
どの粉末を、前述の混合割合で、機械的に均一に混合す
る方法、 ii)末端変性イミドオリゴマーおよび不飽和イミド化合
物が、前述の混合割合で、常圧での沸点が100〜250℃程
度である有機溶媒に、均一に溶解した後に、有機溶媒を
除去する方法などで調製することができる。
The imide resin composition of the terminal-modified imide oligomer and the unsaturated imide compound used in the present invention comprises: i) mechanically uniformly mixing powders of the terminal-modified imide oligomer and the unsaturated imide compound in the above-mentioned mixing ratio. Ii) The terminal-modified imide oligomer and unsaturated imide compound are uniformly dissolved in an organic solvent having a boiling point of about 100 to 250 ° C. at normal pressure in the above-mentioned mixing ratio, and then the organic solvent is removed. It can be prepared by a method or the like.

この発明のプリプレグは、一般には、一方に引き揃え
られた無機繊維又は無機繊維織物などに、溶融した樹脂
又は溶媒に溶解したイミド樹脂溶液を含浸させるか、あ
るいは、予めイミド樹脂を含浸させた無機繊維をドラム
上に巻き付けた後に、加熱して揮発分を除去することに
よって、イミド樹脂が粘着性を有する状態に調製して、
製造されるのである。
The prepreg of the present invention is generally impregnated with an imide resin solution dissolved in a molten resin or a solvent, or an inorganic fiber or an inorganic fiber woven fabric arranged on one side, or an inorganic imide resin previously impregnated with an imide resin. After winding the fiber on the drum, by heating to remove volatiles, the imide resin is prepared to have a sticky state,
It is manufactured.

前述のイミド樹脂組成物の溶液を含浸させる際に、前
記の補強繊維は、一方向に平面的に引き揃えた帯状の形
態または糸束の形態として用いられてもよく、さらに、
補強繊維からなる不織布又は織布の形態で用いられても
よい。
When impregnating the solution of the imide resin composition described above, the reinforcing fibers may be used in the form of a strip or a bundle of yarns arranged in one direction in a plane, and further,
It may be used in the form of a nonwoven fabric or a woven fabric made of reinforcing fibers.

プリプレグの製法としては、具体的には、前記のイミ
ド樹脂溶液を、Si−M−C−O繊維に含浸させた後、約
50〜200℃程度の温度のオーブン中で溶媒を実質的に蒸
発して除去して(乾燥して)、厚さが約10〜300μm、
特に50〜200μmであるシート状のプリプレグとして得
られることが好ましい。
As a method for producing a prepreg, specifically, after impregnating the above imide resin solution with Si-MCO fibers,
The solvent is substantially evaporated off (dried) in an oven at a temperature of about 50 to 200 ° C., and the thickness is about 10 to 300 μm,
In particular, it is preferably obtained as a sheet-shaped prepreg having a size of 50 to 200 μm.

前記のイミド樹脂溶液は、末端変性イミドオリゴマー
および不飽和イミド化合物の合計濃度が、約20〜60重量
%、特に30〜50重量%であり、25℃での溶液粘度(ブル
ックフィールド型回転粘度計で測定された回転粘度であ
る、ポリマー濃度;20重量%)が、0.1〜200ポイズ、特
に好ましくは0.5〜100ポイズ、さらに好ましくは5〜80
ポイズ程度であることが、強化無機繊維などへの含浸操
作などの点で好ましい。
The imide resin solution has a total concentration of the terminal-modified imide oligomer and the unsaturated imide compound of about 20 to 60% by weight, particularly 30 to 50% by weight, and has a solution viscosity at 25 ° C. (Brookfield-type rotational viscometer). The polymer concentration (20% by weight), which is the rotational viscosity measured in the above, is 0.1 to 200 poise, particularly preferably 0.5 to 100 poise, and more preferably 5 to 80 poise.
It is preferably about poise from the viewpoint of the operation of impregnating the reinforcing inorganic fibers and the like.

また、プリプレグ中の残存溶媒の量(プリプレグ中に
占める重量%)は、1〜20重量、特に好ましくは5〜15
重量%、さらに好ましくは7〜12重量%の範囲内にある
ことが、タック性やドレープ性などの作業性、さらに、
複合材を形成するための成形時のイミド樹脂の流動性、
および硬化した成形品(複合材)中のボイド含有割合な
どから、好適である。
The amount of the residual solvent in the prepreg (% by weight in the prepreg) is 1 to 20% by weight, particularly preferably 5 to 15%.
Wt%, more preferably in the range of 7 to 12 wt%, such as workability such as tackiness and drape,
Fluidity of the imide resin during molding to form a composite,
It is suitable from the viewpoint of the void content ratio in the cured molded article (composite material) and the like.

また、この発明のプリプレグにおいて、イミド樹脂の
含有量の割合〔Wr/(Wr+Wf)で求められる値の100倍で
ある。WrおよびWfは、それぞれプリプレグ中に存在する
イミド樹脂組成物成分及び無機繊維の重量を示す〕は、
20〜50重量%、特に25〜45重量%の範囲であることが好
ましい。
In the prepreg of the present invention, the content ratio of the imide resin is 100 times the value obtained by the ratio [ Wr / ( Wr + Wf )]. W r and W f indicates the weight of the imide resin composition component and the inorganic fibers present in each prepreg] is
It is preferably in the range of 20 to 50% by weight, especially 25 to 45% by weight.

前述のようにして調製した「イミド樹脂組成物が補強
繊維に含浸されているプリプレグ」は、その複数層を、
減圧バック/オートクレーブ硬化法、ホットプレス成形
法、シートワインディング法などの公知の方式で、積層
し、そして、その積層体を約3〜15kg/cm2程度の加圧下
に200℃〜300℃までに加熱して成形して、前記のイミド
樹脂組成物が硬化された「繊維強化イミド樹脂の複合
材」を製造することができる。
The prepreg prepared by impregnating the reinforcing fibers with the imide resin composition as described above has a plurality of layers,
Vacuum backing / autoclave hardening method, hot press molding method, laminating by a known method such as sheet winding method, and the laminate is heated to 200 ° C. to 300 ° C. under a pressure of about 3 to 15 kg / cm 2. By heating and molding, a “fiber-reinforced imide resin composite material” in which the imide resin composition is cured can be manufactured.

また、必要であれば、前述のようにして製造された複
合材は、さらに、加熱オーブン中でポストキュアをする
こともできる。
If necessary, the composite material produced as described above can be further post-cured in a heating oven.

前記の繊維強化イミド樹脂の硬化物からなる複合材の
体積繊維含有率は、約30〜80容量%、特に40〜70容量%
程度であることが好ましい。
The volume fiber content of the composite material comprising the cured product of the fiber-reinforced imide resin is about 30 to 80% by volume, particularly 40 to 70% by volume.
It is preferred that it is about.

この発明の複合材は、硬化されたイミド樹脂組成物の
熱分解開始温度が400℃以上であり、しかも二次転移温
度(Tg)が250℃以上であるので、優れた耐熱性を有し
ていると共に、Si−M−C−O繊維で補強されているの
で優れた機械的強度を有している。
The composite material of the present invention has excellent heat resistance because the cured imide resin composition has a thermal decomposition onset temperature of 400 ° C. or higher and a secondary transition temperature (Tg) of 250 ° C. or higher. In addition, it has excellent mechanical strength because it is reinforced with Si-MCO fibers.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例および比較例を示し、この発明をさらに
詳しく説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

まず、実施例などにおいて示す種々の物性などの測定
方法を次に示す。
First, methods for measuring various physical properties shown in Examples and the like are described below.

(a) プリプレグの硬化時間(ゲル化タイム)JIS K7
071の規格に従って、組成物から形成したプリプレグを
加圧して樹脂を流し出し、樹脂の加熱によるえい(曳)
糸性の変化からゲルタイムを求めた。
(A) Prepreg curing time (gel time) JIS K7
According to the specification of 071, the prepreg formed from the composition is pressed out to flow out the resin, and the resin is heated.
The gel time was determined from the change in threadiness.

(b) プリプレグのタック性 幅;10.1cm及び長さ;20.3cmである鉄板の上に、プリプ
レグ(長さ;7.6cm及び幅;7.6cm)を重ね合わせて貼り着
けて、更に、その上にもう1枚のプリプレグを貼り着け
て、得られた積層体を垂直に立てて、23℃、湿度;50%R
Hで、30分間放置して、維持できるか否かで判断した。
(AMS 3894) (c) プリプレグのドレープ性 プリプレグを、23℃において、半円筒面(直径;2.54c
m)の上に載せて自重で面に沿うか否かで判定した。(A
MS 3894) (d) 熱分解特性 DTA・TG分析装置((株)第二精工舎)を用い、空気
中で、昇温速度;20℃/分で測定し、5重量%分解温度
(TD)を求めた。更に、700℃空気中で5分間放置した
時の重量減少率(ΔW)を求めた。
(B) Tackiness of prepreg A prepreg (length; 7.6 cm and width; 7.6 cm) is laminated and pasted on an iron plate with a width of 10.1 cm and a length of 20.3 cm. Attach another prepreg and place the resulting laminate upright, at 23 ° C, humidity: 50% R
At H, it was left for 30 minutes and judged whether it could be maintained.
(AMS 3894) (c) Drapability of prepreg At 23 ° C, prepreg was placed on a semi-cylindrical surface (diameter: 2.54c
m) and placed on top of it under its own weight. (A
MS 3894) using (d) is the thermal decomposition characteristics DTA · TG analyzer (Co. Second Seikosha), in air, Atsushi Nobori rate; measured at 20 ° C. / min, 5 wt% decomposition temperature (T D ). Further, the weight loss rate (ΔW) when left in the air at 700 ° C. for 5 minutes was determined.

(e) 機械的物性 測定機;インストロン社製 インストロン 1185 i)曲げテスト:3点曲げ法 ・スパン/厚さの比;32 ・クロスヘッド速度;2mm/分 ・測定温度;23℃ ・測定湿度;50RH(ASTM 790) ii)層間剪断強度:ショートビーム法 ・スパン/厚さの比;4 ・クロスヘッド速度;2mm/分 ・測定温度;23℃ ・測定湿度;50RH(ASTM D2344) (f) 体積繊維含有率(Vol %)(Vf) 濃硫酸で複合材料のマトリックスを溶解させ、補強繊
維の重量含有率を求め、複合材料の密度を測定して算出
した。(ASTM D3171) (g) 体積空洞含有率(Vol %)(Vv) 体積繊維含有率とそれから算出される体積樹脂含有率
の和を、100から差引き算出した。(ASTM D2734) 実施例1 i)末端変性イミドオリゴマー(A)の製造 500mlのフラスコに、 (a) 2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物(a−BPDA)105.92g (b) 1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
(TPE−R)87.70g (c) プロパルギルアミン(PA)6.67g および、 (d) N−メチル−2−ピロリドン(NMP)240gを仕
込み、窒素気流中、50℃で1時間撹拌して、アミック酸
オリゴマーを生成させ、次いで、その反応液を185℃に
昇温し、その温度で1時間撹拌して末端変形イミドオリ
ゴマーを生成させた。
(E) Mechanical properties Measuring machine; Instron 1185 manufactured by Instron i) Bending test: 3-point bending method ・ Span / thickness ratio; 32 ・ Crosshead speed; 2 mm / min ・ Measurement temperature; 23 ° C. ・ Measurement Humidity: 50 RH (ASTM 790) ii) Interlaminar shear strength: short beam method ・ Span / thickness ratio; 4 ・ Crosshead speed; 2 mm / min ・ Measurement temperature; 23 ° C. ・ Measurement humidity; 50 RH (ASTM D2344) (f) ) Volume fiber content (Vol%) (V f ) The matrix of the composite material was dissolved in concentrated sulfuric acid, the weight content of the reinforcing fiber was determined, and the density of the composite material was measured and calculated. (ASTM D3171) (g) volume void content the sum of (Vol%) (V v) volume fiber content and volume resin content calculated therefrom was calculated subtracted from 100. (ASTM D2734) Example 1 i) Preparation of terminal-modified imide oligomer (A) In a 500 ml flask, (a) 105.92 g of 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (a-BPDA) (B) 87.70 g of 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene (TPE-R) (c) 6.67 g of propargylamine (PA) and (d) 240 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) The mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream to produce an amic acid oligomer, and then the reaction solution was heated to 185 ° C. and stirred at that temperature for 1 hour to form a terminal-modified imide oligomer. .

その反応液を室温(約25℃)まで冷却した後、水中に
投じて粉末状のイミドオリゴマーを析出させ、その析出
したイミドオリゴマーを濾過して分離した後、25℃のメ
タノールで2回洗浄し、減圧・乾燥して、末端変性イミ
ドオリゴマーの粉末(25℃の対数粘度;0.134)を得た。
After cooling the reaction solution to room temperature (about 25 ° C.), it is poured into water to precipitate a powdery imide oligomer, and the precipitated imide oligomer is separated by filtration and washed twice with methanol at 25 ° C. After drying under reduced pressure, a powder of a terminal-modified imide oligomer (logarithmic viscosity at 25 ° C .; 0.134) was obtained.

ii)不飽和イミド化合物(B)の製造 100mlのフラスコに、 (a) 2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物(a−BPDA)105.92g (b) プロパルギルアミン(PA)39.66g および、 (d) N−メチル−2−ピロリドン(NMP)582gを仕
込み、窒素気流中、50℃で1時間撹拌して、アミック酸
化合物を生成させ、次いで、その反応液を185℃に昇温
し、その温度で1時間撹拌して不飽和イミド化合物を生
成させた。
ii) Production of unsaturated imide compound (B) In a 100 ml flask, (a) 105.92 g of 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (a-BPDA) (b) propargylamine (PA) ) 39.66 g and (d) 582 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were charged and stirred at 50 ° C. for 1 hour in a nitrogen stream to produce an amic acid compound. , And stirred at that temperature for 1 hour to produce an unsaturated imide compound.

その反応液を室温(約25℃)まで冷却した後、水中に
投じて粉末状の不飽和イミド化合物を析出させ、その析
出した不飽和イミド化合物を濾過して分離した後、25℃
のメタノールで2回洗浄し、減圧・乾燥して、不飽和イ
ミド化合物の粉末(25℃の対数粘度;0.02)を得た。
After the reaction solution was cooled to room temperature (about 25 ° C.), it was poured into water to precipitate a powdery unsaturated imide compound, and the precipitated unsaturated imide compound was separated by filtration and then separated at 25 ° C.
Was washed twice with methanol and dried under reduced pressure to obtain a powder of an unsaturated imide compound (logarithmic viscosity at 25 ° C .; 0.02).

iii)イミド樹脂組成物の溶液の調製 前述のようにして得られた末端変性イミドオリゴマー
(粉末)(A)166gおよび不飽和イミド化合物(B)9.
27gを、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶解さ
せ、末端変性イミドオリゴマー(A)と不飽和イミド化
合物(B)との合計量の濃度が30重量%であるイミド樹
脂組成物溶液(25℃の溶液粘度;2ポイズ)を調製した。
iii) Preparation of solution of imide resin composition Terminal-modified imide oligomer (powder) (A) (166 g) and unsaturated imide compound (B) 9.
27 g was dissolved in N, N-dimethylacetamide (DMAc) to obtain an imide resin composition solution (25%) having a total concentration of the terminal-modified imide oligomer (A) and the unsaturated imide compound (B) of 30% by weight. ° C solution viscosity; 2 poise).

iv)無機繊維強化プリプレグの製造 次いで、前述のようにして調製した末端変性イミドオ
リゴマー溶液を、温度25℃、湿度50%RHの条件で、主と
して非晶質のSi−M−C−O無機繊維(宇部興産(株)
製、商品名:チラノ繊維、1600フィラメント)に含浸さ
せ、ドラムワインダーを用いて巻き取り、一方向に引き
揃えて(UD)、さらに、180℃で1.5時間乾燥して、プリ
プレグを製造した。
iv) Production of Inorganic Fiber Reinforced Prepreg Next, the terminal-modified imide oligomer solution prepared as described above was mixed with an amorphous Si-MCO inorganic fiber mainly at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50% RH. (Ube Industries, Ltd.)
(Trade name: Tyranno fiber, 1600 filaments), wound using a drum winder, aligned in one direction (UD), and dried at 180 ° C. for 1.5 hours to produce a prepreg.

前述のプリプレグの製造において、イミド樹脂組成物
溶液が、無機繊維へ含浸する状態は良好であった。
In the production of the prepreg, the state in which the imide resin composition solution was impregnated into the inorganic fibers was good.

前述のようにして得られたプリプレグは、揮発分が8.
0重量%であり、樹脂含有率が27.0重量%であり、さら
に、ゲル化タイムが25分であった。そして、前記プリプ
レグのタック性およびドープ性は極めて良好であった。
The prepreg obtained as described above has a volatile content of 8.
It was 0% by weight, the resin content was 27.0% by weight, and the gel time was 25 minutes. And the tackiness and doping property of the prepreg were extremely good.

実施例2 イミド樹脂組成物溶液の調製における不飽和イミド化
合物の使用量を18.2gに変えたほかは実施例1と同様に
して、イミド樹脂組成物溶液を調製し、その溶液を使用
して実施例1と同様にしてプリプレグを製造した。
Example 2 An imide resin composition solution was prepared and used in the same manner as in Example 1 except that the amount of the unsaturated imide compound used in the preparation of the imide resin composition solution was changed to 18.2 g. A prepreg was produced in the same manner as in Example 1.

その結果得られたプリプレグは、ゲル化タイムが17分
であった。また、前記プリプレグのタック性およびドー
プ性は極めて良好であった。
The resulting prepreg had a gel time of 17 minutes. Further, the tackiness and doping properties of the prepreg were extremely good.

実施例3 イミド樹脂組成物溶液の調製における不飽和イミド化
合物の使用量を27.3gに変えたほかは実施例1と同様に
して、イミド樹脂組成物溶液を調製し、その溶液を使用
して実施例1と同様にしてプリプレグを製造した。
Example 3 An imide resin composition solution was prepared and used in the same manner as in Example 1 except that the amount of the unsaturated imide compound used in preparing the imide resin composition solution was changed to 27.3 g. A prepreg was produced in the same manner as in Example 1.

その結果得られたプリプレグは、ゲル化タイムが16分
であった。また、前記プリプレグのタック性およびドー
プ性は極めて良好であった。
The resulting prepreg had a gel time of 16 minutes. Further, the tackiness and doping properties of the prepreg were extremely good.

実施例4 イミド樹脂組成物溶液の調製において不飽和イミド化
合物をまったく使用しなかったほかは実施例1と同様に
して、イミド樹脂組成物溶液を調製し、その溶液を使用
して実施例1と同様にしてプリプレグを製造した。
Example 4 An imide resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that no unsaturated imide compound was used in the preparation of the imide resin composition solution. A prepreg was produced in the same manner.

その結果得られたプリプレグは、ゲル化タイムが35分
であった。
The resulting prepreg had a gel time of 35 minutes.

また、前記プリプレグのタック性およびドープ性は極
めて良好であった。
Further, the tackiness and doping properties of the prepreg were extremely good.

実施例5 複合材(積層体硬化物)の製造 実施例1で得られたプリプレグ(厚さ;260μm)を、
長さ;260mmおよび幅;90mmの長方形に裁断し、同じ方向
(0゜方向)に8枚重ね合わせて圧着し、その積層物を
オートクレーブ内で180℃まで昇温しその温度に2時間
保持して、さらに、続いて250℃まで昇温してその温度
に4時間保持し、最後に、80℃まで冷却した後、放圧し
て、積層された複合材料の成形品を製造した。なお、前
述の複合材料の成形において、成形圧力の最大値は、8.
5kg/cm2であった。また、バッグ内は、オートクレーブ
缶内が250℃に達するまで、減圧(5mmHg以下)を保持し
た。
Example 5 Production of Composite Material (Cured Laminate) The prepreg (thickness: 260 μm) obtained in Example 1 was
Cut into a rectangle having a length of 260 mm and a width of 90 mm, stack eight sheets in the same direction (0 ° direction) and press-bond, and heat the laminate to 180 ° C. in an autoclave and hold at that temperature for 2 hours. Then, the temperature was further raised to 250 ° C. and maintained at that temperature for 4 hours. Finally, after cooling to 80 ° C., the pressure was released to produce a laminated composite material molded article. In the molding of the composite material described above, the maximum value of the molding pressure is 8.
It was 5 kg / cm 2 . The inside of the bag was kept under reduced pressure (5 mmHg or less) until the inside of the autoclave can reached 250 ° C.

さらに、前述のようにして成形した複合材料の成形品
を、300℃で2時間加熱してポストキュアを行った。
Further, the molded article of the composite material molded as described above was heated at 300 ° C. for 2 hours to perform post cure.

得られた成形品(複合材)から、曲げ試験片(繊維方
向の長さ;85mm、幅;12.7mm)、および層間剪断用試験片
(繊維方向の長さ;28mm、幅;12.7mm)を切り出した。
From the obtained molded product (composite material), a bending test piece (length in the fiber direction; 85 mm, width; 12.7 mm) and a test piece for interlayer shearing (length in the fiber direction; 28 mm, width; 12.7 mm) I cut it out.

これらの試験片を使用して、熱分解特性、曲げ強度、
曲げ弾性率、層間剪断強度、体積繊維含有率、体積空洞
含有率を測定した、その結果を第1表に示す。
Using these test pieces, pyrolysis properties, bending strength,
The flexural modulus, interlaminar shear strength, volume fiber content, and volume void content were measured, and the results are shown in Table 1.

なお、前述のようにして成形した複合材を空気中で60
0℃で5分間加熱した後、その表面を走査型電子顕微鏡
(SEM)で観察した結果、マトリックスであるイミド樹
脂組成物の熱分解がわずかに見られたが無機繊維の損傷
は何ら認められなかった。
In addition, the composite material molded as described above was
After heating at 0 ° C. for 5 minutes, the surface was observed with a scanning electron microscope (SEM). As a result, slight decomposition of the imide resin composition as the matrix was observed, but no damage to the inorganic fibers was observed. Was.

実施例6 実施例4で得られたプリプレグを使用したほかは、実
施例5と同様にして、複合材を製造した。
Example 6 A composite material was produced in the same manner as in Example 5, except that the prepreg obtained in Example 4 was used.

得られた複合材について、実施例5と同様の物性試験
を行ったが、その結果を第1表に示す。
The obtained composite was subjected to the same physical property tests as in Example 5, and the results are shown in Table 1.

比較例1 実施例1において、チラノ繊維の代わりに、炭素繊維
(東邦レーヨン(株)製、ベスファイトHTA、3000フィ
ラメント)を使用したほかは、実施例1と同様にして、
プリプレグを作成した。
Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated, except that the carbon fiber (Vesfight HTA, 3000 filament, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) was used instead of the Tyranno fiber.
Prepreg was created.

前記のプリプレグを用いたほかは、実施例5と同様に
して、複合材を成形した。その複合材の物性を第1表に
示す。
A composite material was formed in the same manner as in Example 5 except that the prepreg was used. Table 1 shows the physical properties of the composite material.

前述のようにして製造した複合材を、実施例5と同様
にして加熱し、その表面をSEMで観察したところ、イミ
ド樹脂組成物と共に、炭素繊維の顕著な熱分解が観察さ
れた。
The composite material produced as described above was heated in the same manner as in Example 5, and the surface thereof was observed by SEM. As a result, remarkable thermal decomposition of the carbon fibers was observed together with the imide resin composition.

〔本発明の作用効果〕 この発明のイミド樹脂マトリックスプリプレグは、優
れたタック性やドレープ性を保有しており、その結果、
このプリプレグが積層しやすく、かつ、低温でしかも短
時間で硬化するために、硬化操作の加工がし易いのであ
る。
[Function and effect of the present invention] The imide resin matrix prepreg of the present invention has excellent tackiness and drape properties, and as a result,
Since the prepreg is easily laminated and cured at a low temperature in a short time, the curing operation can be easily performed.

また、この発明のプリプレグを硬化して製造される複
合材は、強化材として特定の無機繊維を使用しているた
めに、従来の炭素繊維強化複合材料に比べて、高い耐熱
性と曲げ強度を有しており、耐熱性構造材料として、最
も優れた材料である。
Further, the composite material produced by curing the prepreg of the present invention uses a specific inorganic fiber as a reinforcing material, and therefore has higher heat resistance and bending strength than a conventional carbon fiber reinforced composite material. It is the most excellent material as a heat-resistant structural material.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】強化材として、ケイ素Si、チタンTi又はジ
ルコニウムZrである金属M、炭素C及び酸素Oから実質
的になる無機物の繊維を、そして、マトリックスとして
2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸類と芳香族
ジアミン化合物と炭素−炭素三重結合を有するモノアミ
ン化合物とを溶媒中で反応させて得られたものであり、
オリゴマー末端に不飽和末端基およびオリゴマー内部に
イミド結合を有すると共に、30℃の対数粘度(濃度;0.5
g/100m1−溶媒、溶媒;N−メチル−2−ピロリドン)が
0.1−1である末端変性イミドオリゴマーイミドから主
としてなるイミド樹脂組成物を含有するイミド樹脂マト
リックスプリプレグの熱硬化層を有する複合材。
An inorganic fiber consisting essentially of a metal M which is silicon Si, titanium Ti or zirconium Zr, carbon C and oxygen O as a reinforcing material, and a matrix as a matrix.
2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic acids and an aromatic diamine compound and a monoamine compound having a carbon-carbon triple bond are obtained by reacting in a solvent,
It has an unsaturated terminal group at the oligomer end and an imide bond inside the oligomer, and has a logarithmic viscosity at 30 ° C. (concentration: 0.5
g / 100m1-solvent, solvent; N-methyl-2-pyrrolidone)
A composite material having a thermosetting layer of an imide resin matrix prepreg containing an imide resin composition mainly composed of a terminal-modified imide oligomer imide having 0.1-1.
JP1142093A 1989-06-06 1989-06-06 Imide resin matrix composite Expired - Lifetime JP2597186B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1142093A JP2597186B2 (en) 1989-06-06 1989-06-06 Imide resin matrix composite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1142093A JP2597186B2 (en) 1989-06-06 1989-06-06 Imide resin matrix composite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH037762A JPH037762A (en) 1991-01-14
JP2597186B2 true JP2597186B2 (en) 1997-04-02

Family

ID=15307265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1142093A Expired - Lifetime JP2597186B2 (en) 1989-06-06 1989-06-06 Imide resin matrix composite

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2597186B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1919389A (en) * 2005-08-24 2007-02-28 任天堂株式会社 Video game controller and video game system
JP2008119974A (en) * 2006-11-13 2008-05-29 Ube Ind Ltd Polyimide composite material sandwich panel and manufacturing method therefor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59167569A (en) * 1983-03-14 1984-09-21 Agency Of Ind Science & Technol Preparation of imide oligomer
JPS6257427A (en) * 1985-05-25 1987-03-13 Ube Ind Ltd Inorganic fiber-reinforced plastic composite material
JPH01139632A (en) * 1987-11-27 1989-06-01 Ube Ind Ltd Prepreg with imide oligomer matrix

Also Published As

Publication number Publication date
JPH037762A (en) 1991-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4133561B2 (en) Polyamic acid oligomers, polyimide oligomers, solution compositions, and fiber reinforced composite materials
JP3551846B2 (en) Terminal-modified imide oligomer and cured product thereof
JP4918557B2 (en) Two-stage curing polyimide oligomer
WO2018180930A1 (en) Semipreg, prepreg, resin composite material, and production methods thereof
JP6332528B2 (en) Polyimide resin composition made of terminal-modified imide oligomer using 2-phenyl-4,4&#39;-diaminodiphenyl ether and aromatic thermoplastic polyimide using oxydiphthalic acid, and varnish, and heat resistance and mechanical properties Excellent molded article of polyimide resin composition, prepreg, and fiber reinforced composite material thereof
WO2014181670A1 (en) Polyimide resin composition comprising terminal-modified imide oligomer prepared using 2-phenyl-4,4&#39;-diaminodiphenyl ether and aromatic thermoplastic polyimide prepared using oxydiphthalic acid, varnish, polyimide resin composition molded article having excellent heat resistance and mechanical properties, prepreg, and fiber-reinforced composite material containing said prepreg
WO1999062989A1 (en) Films, preimpregnated tapes and composites made from polyimide &#39;salt-like&#39; solutions
JP5987898B2 (en) Heat curable solution composition, cured product using the same, prepreg and fiber reinforced composite material
JPH02284923A (en) Terminal-modified imide oligomer composition
US5460746A (en) Terminal-modified imide oligomer composition
JPH01139632A (en) Prepreg with imide oligomer matrix
US5260412A (en) Terminal-modified imide oligomer composition
JP2597186B2 (en) Imide resin matrix composite
US5081196A (en) Terminal-modified aromatic imide oligomer composition
JP2551849B2 (en) Terminally modified imide oligomer composition
JP3544788B2 (en) Linear polyamic acid, linear polyimide and thermosetting polyimide
Hou et al. IM7/LARCTM MPEI-1 polyimide composites
JP2631926B2 (en) Thermosetting resin composition
JP2886918B2 (en) Polyimide composite material
JP2022502535A (en) Method for producing a novel amic acid oligomer for molding a polyimide composite material
JPH01247430A (en) Production of fiber-reinforced polyimide composite material
JPH04211910A (en) Manufacture of fiber-reinforced prepreg
JP7418737B2 (en) Imide oligomers, varnishes, cured products thereof, prepregs and fiber reinforced composites using them
JP7496547B2 (en) Imide oligomer, varnish, cured product thereof, and prepreg and fiber-reinforced composite material using the same
JP3031822B2 (en) Polyimide resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109

Year of fee payment: 13