JP3363927B2 - 樹脂組成物及びプリプレグ - Google Patents
樹脂組成物及びプリプレグInfo
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Description
レグの改良に関するものである。
芳香族ポリアミド繊維等の一方向引き揃えシートや織物
等にマトリックス樹脂を含浸したプリプレグは硬化成形
後の機械的特性が優れているため、航空機用から釣竿及
びゴルフシャフト等のスポーツ用品に至るまで幅広い用
途に用いられている。
的特性に優れることは勿論のこと、取扱い性に優れ[適
度なタック(粘着性)とドレープ性(柔軟性)を有して
いること]、且つ成形時の樹脂流れが少ないこと等の特
性が要求される。
4号には、エポキシ樹脂にポリビニルホルマール樹脂を
添加して表面のべとつきを減少させる方法が開示され、
また特開昭60−155224号には、エポキシ樹脂に
ノボラック型フェノール樹脂とポリビニルアセタール樹
脂を配合して低内部応力の電子部品用樹脂を得る方法が
開示されている。
エポキシ樹脂との相溶性がよく、種々のエポキシ樹脂の
改良に使用されており、またこれらの混合樹脂を種々の
補強繊維に含浸させてプリプレグとして使用することも
知られている。
合性の強い官能基を含む化学物質の場合は、ポリビニル
アセタール樹脂と相溶性が悪く、例えばジシアンジアミ
ド(DICY)を硬化剤として用い、ポリビニルアセタ
ール樹脂を溶解均一化したエポキシ樹脂を硬化させる
と、硬化中に大きく相分離を起こし、この相分離により
成形後の複合材料の強度低下が生じるのである。
3−37135号には、特定分子量のビスフェノール型
とフェノールノボラック型のエポキシ樹脂を用いること
により、ポリビニルホルマールとDICYを併用しなが
ら相分離を抑える方法が開示されているが、この方法に
は、分子量の制限されたビスフェノール型のエポキシ樹
脂及びフェノールノボラック樹脂が必須成分である等の
制約があった。
取扱い性、成形性、及び機械的強度にも優れたプリプレ
グ及び樹脂組成物の提供を課題とするものである。
題を達成するために以下の構成をとる。すなわち、本発
明はエポキシ当量500以下で分子内に平均して1.8
〜2.5個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂100重
量部に対してジアミノジフェニルスルホン(DDS)5
〜10重量部を予め反応させた予備反応物[A成分]1
00重量部に、ポリビニルアセタール樹脂[B成分]1
〜6重量部を溶解混合し、硬化剤として尿素誘導体及び
/又はジシアンジアミド(DICY)[C成分]を混合
した樹脂組成物、及びその樹脂組成物を補強繊維に含浸
したプリプレグである。
脂としては、分子内に平均して1.8〜2.5個のエポ
キシ基を有し、エポキシ当量が500以下であれば特に
制限はないが、エポキシ当量が300以下のエポキシ樹
脂が特に好ましい。エポキシ当量が500を越えるとD
DSとの予備反応物であるA成分の粘度が高くなりすぎ
てその後の作業性が悪くなるので好ましくない。
シ樹脂の代表例としては、ビスフェノール型エポキシ樹
脂が挙げられ、この内取扱い性、及び経済性の点からビ
スフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましい。
のエポキシ樹脂を混合して用いることも可能であり、ま
た前記エポキシ樹脂の変性物も使用可能である。
添加量はエポキシ樹脂に対して5〜10重量部にする必
要があり、5重量部未満であるとこの予備反応物を用い
る効果があまり認められず、逆に10重量部を越えると
予備反応物中にゲル化する虞があり、危険である。
脂とDDSを予め反応させた予備反応物を用いることは
極めて重要であり、この予備反応により形成される構造
が過大な相分離を抑える作用をなし、単にエポキシ樹脂
とDDSとを混合しただけの混合物では、このような効
果を得ることはできない。この場合の予備反応は120
〜160℃の温度で、目的とするA成分の分子量に応じ
て1〜20時間行うことが望ましい。
ール樹脂は、取扱い性(タックとドレープ性)を制御す
る役割を果たしており、通常5部以上添加しないとこの
ような制御効果を発揮しないが、本発明においては上記
予備反応物であるA成分を用いることにより、1〜6部
の添加量で取扱い性の制御効果を発揮し、この制御効果
を充分に発揮させるには、DDSの添加量より少ないほ
うが良く、通常は4部以下で充分な効果が得られる。こ
の場合、ポリビニルアセタール樹脂の添加量が6部を越
えると樹脂の粘度が上昇して調整が困難となり、また硬
化後の機械的特性にも悪影響をおよぼすので好ましくな
い。
しては、ポリビニルブチラール又はポリビニルホルマー
ルが好適に用いられるが、ビニルアセタール部、ビニル
アルコール部、及びビニルアセテート部からなり、ビニ
ルアセタール部が70%以上含まれ、平均重合度が10
00以下であることが望ましい。
エポキシとDDSの反応には影響を与えないので、DD
Sと反応させる前のエポキシに溶解しておいて、エポキ
シとDDSを反応させながら溶解させても、またA成分
に直接溶解しも良い。要するに、最終的に硬化剤である
C成分で硬化させる前にA成分にB成分が溶け込んでい
れば良いのである。
は、尿素誘導体及び/又はDICYが好適に使用され
る。
するが、実施例中の化合物の略号及び各試験法は以下の
通りである。尚、硬化条件は全て130℃×1時間とし
た。
樹脂(油化シェル社製) [エポキシ当量184〜194] EP834:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シ
ェル社製) [エポキシ当量230〜270] EP1001:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化
シェル社製) [エポキシ当量450〜500] DDS:ジメチルジフェニルスルホン PVF:ポリビニルホルマール ビニレックK(チッソ
社製) PVB:ポリビニルブチラール デンカブチラール#3
000−1(デンカ社製) DCMU:3,4−ジクロルフェニル−N,N−ジメチ
ル尿素 DICY:ジシアンジアミド
m スパン長:80mm(L/D=40) 圧子先端半径:3.2mm クロスハンド速度:1mm/min 物性値は以下式より算出した。 曲げ強度(FS)=3PL/2wt2[kg/mm2] 曲げ弾性率(FM)=P’L3/4wt3a[kg/mm
2]
対してDDS10重量部を150℃×2時間で反応させ
た予備反応物(A成分)100重量部に、PVF(B成
分)4重量部を加え、150℃×3時間で溶解混合し、
この混合物にDCMU4重量部とDICY(C成分)4
重量部を加え、50℃×3時間で均一混合した。得られ
た樹脂組成物と高強度炭素繊維(三菱レイヨン社製TR
40、弾性率24t/mm2)とで、炭素繊維目付20
0g/m2、繊維体積含有率(Vf)60%の一方向プ
リプレグをホットメルト法で製造した。
径10mmのパイプで巻き付け試験を実施したところ、
タック及びドレープ性とも良好であった。また、このプ
リプレグを40℃の鉄板上に置き、同様に巻き付け試験
を実施したところ、その取扱い性は良好であった。
0mmにカットし、0゜/90゜で積層して、プレスで
85℃、20kg/mm2で3分間加圧したところ、流
れ出た樹脂を含めた対角の長さの初期長(707mm)
に対する増加分(これをレジンフローと定義する)は5
点の平均で2.2mmと非常に小さかった。
さに積層し、オートクレーブで成形圧1気圧、成形温度
130℃、成形時間1時間の各条件で成形した。得られ
た成形物の0゜と90゜との曲げ試験及びILSS試験
を実施し、その結果を表1に示した。
あるPVFをPVBに代える以外は、実施例1と同じ条
件でプリプレグを製造した。得られたプリプレグについ
て実施例1と同様に巻き付け試験を実施したところ、1
8℃及び40℃でのタック性及びドレープ性とも良好で
あった。また、レジンフロー及び機械的物性も同様に測
定して、その結果も表1に示した。
P1001:30重量部に対してPVF3重量部を15
0℃×3時間で溶解し、これにDDS5重量部を加え、
150℃×3時間で反応させて、A成分にB成分が溶解
している状態の樹脂を得、この樹脂にDCMU4重量部
を加えて50℃×30分で均一混合した。得られた樹脂
組成物を用いて実施例1と同様のプリプレグを形成し、
実施例1と同様に巻き付け試験を実施したところ、18
℃及び40℃においてタック及びドレープ性とも良好で
あった。また、レジンフロー及び機械的物性も同様に測
定し、その結果も表1に示した。
Sを加えない以外は、実施例3と同様にして製造した樹
脂組成物を用いて実施例1と同様にプリプレグを形成し
た。得られたプリプレグを実施例1と同様に巻き付け試
験、レジンフロー試験、及び機械的物性の測定試験を実
施したところ巻き付け試験は40℃のタックが若干きつ
めであった。その他の結果は表1に示した。表1から明
らかなように、機械的物性があまり良くなかった。
備反応させない例)EP834:70重量部とEP10
01:30重量部に対してPVF3重量部を150℃×
3時間で溶解し、これにDDS5重量部とDCMU4重
量部を加えて50℃×30分で均一混合した。この樹脂
組成物を用いて実施例1と同様にプリプレグを形成し
た。得られたプリプレグを実施例1と同様に巻き付け試
験、レジンフロー試験、及び機械的物性の測定試験を実
施したところ、巻き付け試験は40℃のタックが若干き
つめであった。その他の結果は表1に示した。表1から
明かなように、機械的物性があまり良くなかった。
828:100重量部に対してDDS10重量部を15
0℃×5時間で反応させた予備反応物(A成分)100
重量部に、DCMU4重量部とDICY(C成分)4重
量部を加え、50℃×3時間で均一混合した。得られた
樹脂組成物を用いて実施例1と同様にプリプレグを形成
した。得られたプリプレグを実施例1と同様に巻き付け
試験、レジンフロー試験、及び機械的物性の測定試験を
実施したところ、巻き付け試験は18℃でタックがあま
りなくかなりかためであった。その他の結果は表1に示
した。表1から明かなように、レジンフローがかなり大
きめであった。
以下の如き優れた効果が得られる。 (1)適度なタックとドレープ性を有しているため、複
雑な金型にも沿わせることが出来、マンドレル等への巻
き付けも容易であり、しかもその優れた取扱い性は雰囲
気温度に鈍感で、18℃から40℃の範囲で同様の取扱
い性を有している。
め、成形精度に優れ、成形後の物性が安定している。 (3)成形後の機械的物性が非常に優れている。
Claims (5)
- 【請求項1】エポキシ当量500以下で分子内に平均し
て1.8〜2.5個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
100重量部に対してジアミノジフェニルスルホン(D
DS)5〜10重量部を予め反応させた予備反応物[A
成分]100重量部に、ポリビニルアセタール樹脂[B
成分]1〜6重量部を溶解混合し、硬化剤として尿素誘
導体及び/又はジシアンジアミド(DICY)[C成
分]を混合した樹脂組成物。 - 【請求項2】B成分のポリビニルアセタール樹脂が、ビ
ニルアセタール部、ビニルアルコール部、及びビニルア
セテート部からなり、ビニルアセタール部が70%以上
含まれ、平均重合度が1000以下の樹脂である請求項
1記載の樹脂組成物。 - 【請求項3】 請求項1記載の樹脂組成物を補強繊維に
含浸したプリプレグ。 - 【請求項4】 請求項2記載の樹脂組成物を補強繊維に
含浸したプリプレグ。 - 【請求項5】補強繊維が炭素繊維、アラミド繊維、ガラ
ス繊維、又はボロン繊維である請求項3又は4記載のプ
リプレグ。
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JP32027892A JP3363927B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 樹脂組成物及びプリプレグ |
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JPH06166765A JPH06166765A (ja) | 1994-06-14 |
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ID=18119723
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-
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- 1992-11-30 JP JP32027892A patent/JP3363927B2/ja not_active Expired - Lifetime
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