JP4370439B2 - 安定なエポキシ樹脂組成物を使用する樹脂トランスファー成形方法 - Google Patents
安定なエポキシ樹脂組成物を使用する樹脂トランスファー成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4370439B2 JP4370439B2 JP51426598A JP51426598A JP4370439B2 JP 4370439 B2 JP4370439 B2 JP 4370439B2 JP 51426598 A JP51426598 A JP 51426598A JP 51426598 A JP51426598 A JP 51426598A JP 4370439 B2 JP4370439 B2 JP 4370439B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- mold
- preform
- epoxy resin
- produce
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
- B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/24—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 characterised by the choice of material
- B29C67/246—Moulding high reactive monomers or prepolymers, e.g. by reaction injection moulding [RIM], liquid injection moulding [LIM]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/02—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
- C08G59/04—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof
- C08G59/06—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols
- C08G59/08—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols from phenol-aldehyde condensates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/68—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
- C08G59/72—Complexes of boron halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
- C08L63/04—Epoxynovolacs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
Description
本発明は、潜硬化剤を含む安定な液体エポキシ樹脂組成物を一成分触媒樹脂として使用する樹脂トランスファー成形系で複合物品を製造するための方法に関する。
樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）および真空補助樹脂トランスファー成形（ＶＡＲＴＭ）は繊維強化複合物品を製造するための方法である。これらの方法は２つの基本的工程を含む；すなわち、１）最終物品の形状に繊維プレフォームを製造すること、および２）該プレフォームを熱硬化性樹脂、一般的に母材樹脂と呼ばれるもので含浸させることである。得られた繊維強化複合物品は高い強度および低い重量を示す。このような物品は宇宙工業で、そしてまた低重量および高強度の物質を必要とする他の用途のために使用される。
ＲＴＭ／ＶＡＲＴＭ工程の最初の段階は、所望の物品の形状に繊維プレフォームを製造することである。プレフォームは一般的に、得られる複合物品に所望の強化性能を与える多数の繊維層または縒からなる。繊維プレフォームを製造したら、該プレフォームを密閉雌型に置く。第二段階では該型を密閉し、そして母材樹脂を型に射出し、始めにプレフォームを湿潤させ、そして最終的にプレフォームを含浸させる。ＲＴＭ系では母材樹脂を型中に常圧で射出する。母材樹脂を硬化し、最終複合物品を製造する。
ＶＡＲＴＭ系では、プレフォームを柔軟なシートまたはライナーで覆う。この柔軟なシートまたはライナーを型上に積み、覆いの中にプレフォームを密封する。次いで触媒母材樹脂を覆いの中に導入し、プレフォームを湿潤させる。真空管を経由させて覆いの内部に真空を適用し、プレフォームに対して柔軟なシートを崩壊させる。真空にすることによりプレフォームを通して樹脂が吸引され、そして気泡形成の回避または最終物品における気泡の放出が助成される。真空にしながら母材樹脂を硬化する。真空を適用することにより硬化の工程間に発生する蒸気はいずれも吸引される。
ＲＴＭおよびＶＡＲＴＭ系における母材樹脂は、プレフォームを完全に湿潤および含浸させるために、非常に低い射出粘度を有するべきである。代表的にＲＴＭおよびＶＡＲＴＭ系は、使用する直前に硬化剤および樹脂成分を組み合わせなければならない“二成分”エポキシ樹脂組成物を適用している。一般的な“一成分”エポキシ樹脂組成物は、架橋反応を防ぐため、および貯蔵寿命を伸ばすため、制御された低温度下で貯蔵されなければならない。
米国特許第５，３６９，１９２号明細書には、ＲＴＭ系において母材樹脂として使用することのできるエポキシ樹脂をベースとする組成物が開示されている。この明細書に示された母材樹脂は、少なくとも一種の芳香族ポリエポキシド、フッ素含有エポキシド、および９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤を含む。この母材樹脂は重いペーストであり、ＲＴＭ系中に射出するためには加熱されなければならない。エポキシ樹脂をベースとする組成物を硬化するためには、少なくとも１７６．７℃（３５０°Ｆ）まで樹脂含浸プレフォームを加熱しなければならない。そこで、室温で低粘度を有し、９３．３および１４８．９℃（２００および３００°Ｆ）の間の温度で硬化できる安定な組成物が必要である。
本発明は、
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなる母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）該母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｄ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで上記樹脂含浸プレフォームを加熱すること
からなる樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法に関する。
更に本発明の方法は、部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる。
好ましくは、母材樹脂は２５℃において約１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）の粘度を有する。
液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂は次式Ｉ
（式中、ｎは１ないし５であり、そしてＲ1は水素原子または炭素原子数１ないし６のアルキル基を表す。）で表され得る。
好ましくは、エポキシ樹脂は２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテル、２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルまたはそれらの混合物をベースとする。
別の態様において、本発明は
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなる母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）型の内部を減圧にすること；
ｄ）型を上記の減少された圧力に維持すること；
ｅ）前記母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｆ）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで該樹脂含浸プレフォームを加熱すること
からなる真空補助樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法に関する。
更に本発明は、部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる。
本発明の方法では、好ましくは母材樹脂は２５℃において約１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）の粘度を有する。
液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂は式Ｉで表され得る。
本発明は、樹脂トランスファーおよび真空樹脂トランスファー成形系で複合物品を形成するための改良された方法にも関する。改良点は、１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用することからなる。最終複合物品を製造するために、得られた部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行うことができる。
好ましくは本発明は、安定な液体エポキシ樹脂組成物を含む一成分触媒エポキシ樹脂組成物を使用する樹脂トランスファー成形系で複合物品を形成するための方法に関する。好ましくはエポキシ樹脂組成物は、液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂成分、エポキシ稀釈剤成分、潜硬化剤成分および所望により充填剤、例えば脱泡剤の混合物であり、組成物は潜硬化剤以外の硬化剤をいずれも含まない。
樹脂トランスファー成形系は当該分野で公知であり、参考として本明細書に取り入れた米国特許第５，３６９，１９２号明細書に記載されている通りである。真空補助樹脂トランスファー成形（ＶＡＲＴＭ）系も当該分野で公知である。参考として本明細書に取り入れた米国特許第５，３１５，４６２号明細書、第５，４８０，６０３号明細書および第５，４３９，６３５号明細書に、様々なＶＡＲＴＭ系が開示されている。
樹脂トランスファー成形系では、樹脂含浸プレフォームから複合物品が製造される。最初に、複合材料、例えばガラス繊維、グラファイト等から、所望の物品の形状のプレフォームを製造しなければならない。製造されたプレフォームを雌型中に置く。次いで母材樹脂を型の中に射出し、プレフォームを湿潤および含浸させる。ＲＴＭ系においては、母材樹脂を常圧で雌型中に射出する。樹脂含浸プレフォームでは、熱および／または触媒反応の適用により硬化が引き起こされる。通常、最終複合物品を製造するために、得られた固体物品に後硬化処理を行う。
ＶＡＲＴＭの工程では、プレフォームを柔軟なシートまたはライナーで覆う。この柔軟なシートまたはライナーを型上に積み、覆いの中にプレフォームを密封する。次いで触媒母材樹脂を覆いの中に導入し、プレフォームを湿潤させる。真空管を経由させて覆いの内部に真空を適用し、プレフォームに対して柔軟なシートを崩壊させ、そしてプレフォームを通して樹脂を吸引する。樹脂含浸プレフォームでは、熱および／または触媒反応の適用により硬化が引き起こされる。通常、最終複合物品を製造するために、得られた固体物品に後硬化処理を行うことができる。
本発明で使用されるエポキシ樹脂組成物は、ａ）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂成分、ｂ）エポキシ稀釈剤成分、ｃ）潜硬化剤、および所望によりｄ）充填剤からなる。液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂成分は、理想的には式Ｉで表される。
適当なエポキシ樹脂は、エポキシフェノールノボラック、例えば登録商標アラルダイト(Araldite)EPN 1138（エポキシ価０．５５ないし０．５７当量／１００グラム，チバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社製）、登録商標アラルダイト(Araldite)EPN 1139（エポキシ価０．５６ないし０．５８当量／１００グラム，チバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社製）および登録商標ＤＥＮ 438（エポキシ価０．５５ないし０．５７当量／１００グラム，ダウケミカルズ(Dow Chemicals)社製）を含むが、これらに限定されない。好ましいエポキシ樹脂の例は、２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテル、２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルおよびそれらの混合物をベースとする液体組成物である。
２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルモノマーおよび２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルモノマーをベースとするポリマー混合物が好ましい。
本発明で使用することのできるエポキシ樹脂は、フェノール成分とアルデヒドを縮合してノボラック型置換されたフェノール樹脂を製造し、次いでエピハロヒドリンにより該樹脂をグリシジルエーテル化することにより、慣用の方法で製造される。重縮合反応のために、酸または金属塩触媒を供給してもよい。エーテル化反応においては、フェノール系樹脂をエピクロロヒドリンに溶解する。水およびエピクロロヒドリンが蒸留されている間、この溶液に水酸化アルカリ金属の水溶液を連続的に添加する。
エポキシ樹脂成分は、エポキシ樹脂組成物全体の約６０重量％ないし約９０重量％の量で、より好ましくは約８０重量％ないし約９０重量％の量で、最も好ましくは約８５重量％の量で、エポキシ樹脂組成物に供給される。
エポキシ稀釈剤成分はグリシジル末端化合物である。特に好ましくは、酸素原子、窒素原子またはイオウ原子に直接的に結合したグリシジル基またはβ−メチルグリシジル基を含む化合物である。このような樹脂は、一分子当りカルボン酸基を２個もしくはそれ以上含む物質とエピクロロヒドリン、グリセロールジクロロヒドリンもしくはβ−メチルエピクロロヒドリンをアルカリの存在下で反応させることにより得られるポリグリシジルおよびポリ（β−メチルグリシジル）エステルを含む。脂肪族カルボン酸、例えばオキサル酸、スクシン酸、アジピン酸、セバシン酸または二量化もしくは三量化されたリノレン酸から、脂環族カルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、４−メチルヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸および４−メチルテトラヒドロフタル酸から、または芳香族カルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸から、ポリグリシジルエステルを誘導することができる。
他の使用できるエポキシ樹脂には、アルコール性水酸基を２個もしくはそれ以上またはフェノール性水酸基を２個もしくはそれ以上含む物質とエピクロロヒドリン、グリセロールジクロロヒドリンもしくはβ−メチルエピクロロヒドリンをアルカリ条件下で、もしくは代案として続くアルカリ処理を伴う酸触媒の存在下で反応させることにより得られるポリグリシジルおよびポリ（β−メチルグリシジル）エーテルが含まれる。脂肪族アルコール、例えばエチレングリコールおよびポリ（オキシエチレン）グリコール、例えばジエチレングリコールおよびトリエチレングリコール、プロピレングリコールおよびポリ（オキシプロピレン）グリコール、プロパン−１，３−ジオール、ブタン−１，４−ジオール、ペンタン−１，５−ジオール、ヘキサン−１，６−ジオール、ヘキサン−２，４，６−トリオール、グリセロール、１，１，１−トリメチロールプロパンおよびペンタエリスリトールから；脂環族アルコール、例えばキニトール、１，１−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサ−３−エン、ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）メタンおよび２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパンから；あるいは芳香核を含むアルコール、例えばＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アニリンおよび４，４’−ビス（２−ヒドロシエチルアミノ）ジフェニルメタンから、このようなポリグリシジルエーテルを誘導することができる。
好ましくは、ポリグリシジルエーテルは一分子当りフェノール性水酸基を２個またはそれ以上含む物質、例えばレゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンおよび特にフェノール−ホルムアルデヒドまたはクレゾール−ホルムアルデヒドノボラック樹脂、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（またはビスフェノールＡとして公知である。）、および２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパンから誘導される。
更に、ポリ（Ｎ−グリシジル）化合物、例えばエピクロロヒドリンと窒素原子に直接結合した水素原子を少なくとも２個有するアミン、例えばアニリン、ｎ−ブチルアミン、ビス（４−アミノフェニル）メタン、ビス（４−アミノフェニル）スルホンおよびビス（４−メチルアミノフェニル）メタンとの反応生成物の脱塩化水素化により得られるものを使用することができる。使用できる他のポリ（Ｎ−グリシジル）化合物は、トリグリシジルイソシアヌレート、環式アルキレン尿素、例えばエチレン尿素および１，３−プロピレン尿素のＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体、ヒダントイン、例えば５，５−ジメチルヒダントインのＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体である。
環式およびアクリル系ポリオレフィンのエポキシ化により得られるエポキシ樹脂もまた使用することができ、例えばビニルシクロヘキセンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド、３，４−エポキシジヒドロジシクロペンタジエニルグリシジルエーテル、エチレングリコールのビス（３，４−エポキシジヒドロジシクロペンタジエニル）エーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボレートおよびその６，６’−ジメチル誘導体、エチレングリコールのビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボレート）、３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシアルデヒドと１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−３，４−エポキシシクロヘキサンとの間で形成されたアセタール、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、およびエポキシ化ブタジエンまたはブタジエンとエチレン系化合物、例えばスチレンおよび酢酸ビニルとのコポリマーである。
下記の工程；
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）該母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｄ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで上記樹脂含浸プレフォームを加熱すること
を含む樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法において１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度となった場合のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用することが改良点である。
更に本発明の方法は、ｅ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することを含む。
好ましいエポキシ稀釈剤は次式
（式中、ｎは０ないし５であり、好ましはｎは２または３であり、Ｒ2は水素原子またはグリシジル基を表し、そしてＲ3およびＲ4は互いに独立して水素原子またはメチル基を表す。）で表される。
適当な脂肪族または芳香族エポキシ樹脂稀釈剤はブタンジオールジグリシジルエーテル、オルトトルイジンのジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールのジグリシジルエーテルである。特に好ましいエポキシ稀釈剤は１，４−ジグリシジルオキシブタンである。エポキシ稀釈剤化合物は市販で入手可能であり、例えばチバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社製の登録商標アラルダイト(Araldite)DY 026 SPである。
エポキシ稀釈剤化合物は、エポキシ樹脂組成物全体に対して約５重量％ないし約１２重量％の量で、より好ましくは約８重量％ないし約１０重量％の量で、最も好ましくは約９重量％の量で、エポキシ樹脂組成物に供給される。
好ましくは、潜硬化剤化合物は８２℃（１８０°Ｆ）および１２１℃（２５０°Ｆ）の間の温度で活性化される。適当な潜硬化剤の例は、三塩化ホウ素アミン錯体を含む。最も好ましい潜硬化剤は、チバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社，タリータウン，ニューヨーク州(Tarrytown, New York)から登録商標ＤＹ 9577という名称で入手可能な三塩化ホウ素アミン錯体である。多くの三塩化ホウ素アミン錯体が市販で入手可能である。
潜硬化剤化合物は、エポキシ樹脂組成物全体に対して約１重量％ないし約１０重量％の量で、より好ましくは約３重量％ないし約７重量％の量で、最も好ましくは約５重量％の量で、エポキシ樹脂組成物に供給される。
組成物は好ましくは脱泡剤を含む。
下記の工程；ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；ｂ）母材樹脂を型に射出すること；ｃ）型の内部を減圧にすること；ｄ）型を上記の減少された圧力に維持すること；ｅ）前記母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；およびｆ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで該樹脂含浸プレフォームを加熱すること
を含む真空補助樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法において、１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用することが改良点である。
更に本発明の方法は、ｇ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することを含む。
本発明の方法の重要な特徴は、本発明の組成物は室温では安定であり、そして９３．３℃および１２１．１℃（２００および２５０°Ｆ）の間の温度で硬化することができるということである。従って本発明の組成物は、潜硬化剤または潜硬化剤の混合物以外、安定性を減少させたり、あるいは硬化温度を低下させるような硬化剤をいずれも含まない。加えて、本発明の更なる特徴は、本発明の組成物は２５℃において約１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）、５０℃で約８００ｍＰａ・ｓ（８００センチポアズ）または７０℃で約２００ｍＰａ・ｓ（２００センチポアズ）の粘度を有するということである。
上述された組成物は比較的加工が容易であり、長期室温貯蔵安定性を有しており、高いガラス転移温度（１４８．９ないし１６０．０℃）（３００ないし３２０°Ｆ）を有する硬化組成物を製造し、９３．３℃（２００°Ｆ）の温度で硬化され、そして７０℃においてさえも長い潜伏時間を有する。以下の限定されない例を参照することにより、本発明は更に説明されるであろう。
実施例１
上述で一覧に記載された成分を続く割合でブレンドする。
混合物は７２．２重量％の登録商標アラルダイト（Araldite）EPN 1139および２７．８重量％の登録商標ＤＥＮ 438を含む。
ブレンドを補助するために、添加の前にエポキシノボラックを前加熱する。
実施例２
オーブン内で樹脂Ａを含む液体系に一定の加熱を行い、そして周期的に粘度の増加を観測する。粘度増加は１０％以下であり、安定な樹脂組成物であることが表される。液体系における取扱適性では、５１．７℃（１２５°Ｆ）で４週間、４０℃（１０４°Ｆ）で４週間以上、２５．６℃（７８°Ｆ）で１年間、注目すべき変化は観測されなかった。
様々な例で本発明を説明したが、添付の請求項により定義されるような本発明の思想および範囲から逸脱することなく更なる修正および変化が可能であることは明白であろう。
樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）および真空補助樹脂トランスファー成形（ＶＡＲＴＭ）は繊維強化複合物品を製造するための方法である。これらの方法は２つの基本的工程を含む；すなわち、１）最終物品の形状に繊維プレフォームを製造すること、および２）該プレフォームを熱硬化性樹脂、一般的に母材樹脂と呼ばれるもので含浸させることである。得られた繊維強化複合物品は高い強度および低い重量を示す。このような物品は宇宙工業で、そしてまた低重量および高強度の物質を必要とする他の用途のために使用される。
ＲＴＭ／ＶＡＲＴＭ工程の最初の段階は、所望の物品の形状に繊維プレフォームを製造することである。プレフォームは一般的に、得られる複合物品に所望の強化性能を与える多数の繊維層または縒からなる。繊維プレフォームを製造したら、該プレフォームを密閉雌型に置く。第二段階では該型を密閉し、そして母材樹脂を型に射出し、始めにプレフォームを湿潤させ、そして最終的にプレフォームを含浸させる。ＲＴＭ系では母材樹脂を型中に常圧で射出する。母材樹脂を硬化し、最終複合物品を製造する。
ＶＡＲＴＭ系では、プレフォームを柔軟なシートまたはライナーで覆う。この柔軟なシートまたはライナーを型上に積み、覆いの中にプレフォームを密封する。次いで触媒母材樹脂を覆いの中に導入し、プレフォームを湿潤させる。真空管を経由させて覆いの内部に真空を適用し、プレフォームに対して柔軟なシートを崩壊させる。真空にすることによりプレフォームを通して樹脂が吸引され、そして気泡形成の回避または最終物品における気泡の放出が助成される。真空にしながら母材樹脂を硬化する。真空を適用することにより硬化の工程間に発生する蒸気はいずれも吸引される。
ＲＴＭおよびＶＡＲＴＭ系における母材樹脂は、プレフォームを完全に湿潤および含浸させるために、非常に低い射出粘度を有するべきである。代表的にＲＴＭおよびＶＡＲＴＭ系は、使用する直前に硬化剤および樹脂成分を組み合わせなければならない“二成分”エポキシ樹脂組成物を適用している。一般的な“一成分”エポキシ樹脂組成物は、架橋反応を防ぐため、および貯蔵寿命を伸ばすため、制御された低温度下で貯蔵されなければならない。
米国特許第５，３６９，１９２号明細書には、ＲＴＭ系において母材樹脂として使用することのできるエポキシ樹脂をベースとする組成物が開示されている。この明細書に示された母材樹脂は、少なくとも一種の芳香族ポリエポキシド、フッ素含有エポキシド、および９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤を含む。この母材樹脂は重いペーストであり、ＲＴＭ系中に射出するためには加熱されなければならない。エポキシ樹脂をベースとする組成物を硬化するためには、少なくとも１７６．７℃（３５０°Ｆ）まで樹脂含浸プレフォームを加熱しなければならない。そこで、室温で低粘度を有し、９３．３および１４８．９℃（２００および３００°Ｆ）の間の温度で硬化できる安定な組成物が必要である。
本発明は、
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなる母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）該母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｄ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで上記樹脂含浸プレフォームを加熱すること
からなる樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法に関する。
更に本発明の方法は、部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる。
好ましくは、母材樹脂は２５℃において約１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）の粘度を有する。
液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂は次式Ｉ
好ましくは、エポキシ樹脂は２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテル、２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルまたはそれらの混合物をベースとする。
別の態様において、本発明は
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなる母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）型の内部を減圧にすること；
ｄ）型を上記の減少された圧力に維持すること；
ｅ）前記母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｆ）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで該樹脂含浸プレフォームを加熱すること
からなる真空補助樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法に関する。
更に本発明は、部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる。
本発明の方法では、好ましくは母材樹脂は２５℃において約１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）の粘度を有する。
液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂は式Ｉで表され得る。
本発明は、樹脂トランスファーおよび真空樹脂トランスファー成形系で複合物品を形成するための改良された方法にも関する。改良点は、１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用することからなる。最終複合物品を製造するために、得られた部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行うことができる。
好ましくは本発明は、安定な液体エポキシ樹脂組成物を含む一成分触媒エポキシ樹脂組成物を使用する樹脂トランスファー成形系で複合物品を形成するための方法に関する。好ましくはエポキシ樹脂組成物は、液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂成分、エポキシ稀釈剤成分、潜硬化剤成分および所望により充填剤、例えば脱泡剤の混合物であり、組成物は潜硬化剤以外の硬化剤をいずれも含まない。
樹脂トランスファー成形系は当該分野で公知であり、参考として本明細書に取り入れた米国特許第５，３６９，１９２号明細書に記載されている通りである。真空補助樹脂トランスファー成形（ＶＡＲＴＭ）系も当該分野で公知である。参考として本明細書に取り入れた米国特許第５，３１５，４６２号明細書、第５，４８０，６０３号明細書および第５，４３９，６３５号明細書に、様々なＶＡＲＴＭ系が開示されている。
樹脂トランスファー成形系では、樹脂含浸プレフォームから複合物品が製造される。最初に、複合材料、例えばガラス繊維、グラファイト等から、所望の物品の形状のプレフォームを製造しなければならない。製造されたプレフォームを雌型中に置く。次いで母材樹脂を型の中に射出し、プレフォームを湿潤および含浸させる。ＲＴＭ系においては、母材樹脂を常圧で雌型中に射出する。樹脂含浸プレフォームでは、熱および／または触媒反応の適用により硬化が引き起こされる。通常、最終複合物品を製造するために、得られた固体物品に後硬化処理を行う。
ＶＡＲＴＭの工程では、プレフォームを柔軟なシートまたはライナーで覆う。この柔軟なシートまたはライナーを型上に積み、覆いの中にプレフォームを密封する。次いで触媒母材樹脂を覆いの中に導入し、プレフォームを湿潤させる。真空管を経由させて覆いの内部に真空を適用し、プレフォームに対して柔軟なシートを崩壊させ、そしてプレフォームを通して樹脂を吸引する。樹脂含浸プレフォームでは、熱および／または触媒反応の適用により硬化が引き起こされる。通常、最終複合物品を製造するために、得られた固体物品に後硬化処理を行うことができる。
本発明で使用されるエポキシ樹脂組成物は、ａ）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂成分、ｂ）エポキシ稀釈剤成分、ｃ）潜硬化剤、および所望によりｄ）充填剤からなる。液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂成分は、理想的には式Ｉで表される。
適当なエポキシ樹脂は、エポキシフェノールノボラック、例えば登録商標アラルダイト(Araldite)EPN 1138（エポキシ価０．５５ないし０．５７当量／１００グラム，チバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社製）、登録商標アラルダイト(Araldite)EPN 1139（エポキシ価０．５６ないし０．５８当量／１００グラム，チバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社製）および登録商標ＤＥＮ 438（エポキシ価０．５５ないし０．５７当量／１００グラム，ダウケミカルズ(Dow Chemicals)社製）を含むが、これらに限定されない。好ましいエポキシ樹脂の例は、２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテル、２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルおよびそれらの混合物をベースとする液体組成物である。
２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルモノマーおよび２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルモノマーをベースとするポリマー混合物が好ましい。
本発明で使用することのできるエポキシ樹脂は、フェノール成分とアルデヒドを縮合してノボラック型置換されたフェノール樹脂を製造し、次いでエピハロヒドリンにより該樹脂をグリシジルエーテル化することにより、慣用の方法で製造される。重縮合反応のために、酸または金属塩触媒を供給してもよい。エーテル化反応においては、フェノール系樹脂をエピクロロヒドリンに溶解する。水およびエピクロロヒドリンが蒸留されている間、この溶液に水酸化アルカリ金属の水溶液を連続的に添加する。
エポキシ樹脂成分は、エポキシ樹脂組成物全体の約６０重量％ないし約９０重量％の量で、より好ましくは約８０重量％ないし約９０重量％の量で、最も好ましくは約８５重量％の量で、エポキシ樹脂組成物に供給される。
エポキシ稀釈剤成分はグリシジル末端化合物である。特に好ましくは、酸素原子、窒素原子またはイオウ原子に直接的に結合したグリシジル基またはβ−メチルグリシジル基を含む化合物である。このような樹脂は、一分子当りカルボン酸基を２個もしくはそれ以上含む物質とエピクロロヒドリン、グリセロールジクロロヒドリンもしくはβ−メチルエピクロロヒドリンをアルカリの存在下で反応させることにより得られるポリグリシジルおよびポリ（β−メチルグリシジル）エステルを含む。脂肪族カルボン酸、例えばオキサル酸、スクシン酸、アジピン酸、セバシン酸または二量化もしくは三量化されたリノレン酸から、脂環族カルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、４−メチルヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸および４−メチルテトラヒドロフタル酸から、または芳香族カルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸から、ポリグリシジルエステルを誘導することができる。
他の使用できるエポキシ樹脂には、アルコール性水酸基を２個もしくはそれ以上またはフェノール性水酸基を２個もしくはそれ以上含む物質とエピクロロヒドリン、グリセロールジクロロヒドリンもしくはβ−メチルエピクロロヒドリンをアルカリ条件下で、もしくは代案として続くアルカリ処理を伴う酸触媒の存在下で反応させることにより得られるポリグリシジルおよびポリ（β−メチルグリシジル）エーテルが含まれる。脂肪族アルコール、例えばエチレングリコールおよびポリ（オキシエチレン）グリコール、例えばジエチレングリコールおよびトリエチレングリコール、プロピレングリコールおよびポリ（オキシプロピレン）グリコール、プロパン−１，３−ジオール、ブタン−１，４−ジオール、ペンタン−１，５−ジオール、ヘキサン−１，６−ジオール、ヘキサン−２，４，６−トリオール、グリセロール、１，１，１−トリメチロールプロパンおよびペンタエリスリトールから；脂環族アルコール、例えばキニトール、１，１−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサ−３−エン、ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）メタンおよび２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパンから；あるいは芳香核を含むアルコール、例えばＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アニリンおよび４，４’−ビス（２−ヒドロシエチルアミノ）ジフェニルメタンから、このようなポリグリシジルエーテルを誘導することができる。
好ましくは、ポリグリシジルエーテルは一分子当りフェノール性水酸基を２個またはそれ以上含む物質、例えばレゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンおよび特にフェノール−ホルムアルデヒドまたはクレゾール−ホルムアルデヒドノボラック樹脂、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（またはビスフェノールＡとして公知である。）、および２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパンから誘導される。
更に、ポリ（Ｎ−グリシジル）化合物、例えばエピクロロヒドリンと窒素原子に直接結合した水素原子を少なくとも２個有するアミン、例えばアニリン、ｎ−ブチルアミン、ビス（４−アミノフェニル）メタン、ビス（４−アミノフェニル）スルホンおよびビス（４−メチルアミノフェニル）メタンとの反応生成物の脱塩化水素化により得られるものを使用することができる。使用できる他のポリ（Ｎ−グリシジル）化合物は、トリグリシジルイソシアヌレート、環式アルキレン尿素、例えばエチレン尿素および１，３−プロピレン尿素のＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体、ヒダントイン、例えば５，５−ジメチルヒダントインのＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体である。
環式およびアクリル系ポリオレフィンのエポキシ化により得られるエポキシ樹脂もまた使用することができ、例えばビニルシクロヘキセンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド、３，４−エポキシジヒドロジシクロペンタジエニルグリシジルエーテル、エチレングリコールのビス（３，４−エポキシジヒドロジシクロペンタジエニル）エーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボレートおよびその６，６’−ジメチル誘導体、エチレングリコールのビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボレート）、３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシアルデヒドと１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−３，４−エポキシシクロヘキサンとの間で形成されたアセタール、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、およびエポキシ化ブタジエンまたはブタジエンとエチレン系化合物、例えばスチレンおよび酢酸ビニルとのコポリマーである。
下記の工程；
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）該母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｄ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで上記樹脂含浸プレフォームを加熱すること
を含む樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法において１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度となった場合のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用することが改良点である。
更に本発明の方法は、ｅ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することを含む。
好ましいエポキシ稀釈剤は次式
適当な脂肪族または芳香族エポキシ樹脂稀釈剤はブタンジオールジグリシジルエーテル、オルトトルイジンのジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールのジグリシジルエーテルである。特に好ましいエポキシ稀釈剤は１，４−ジグリシジルオキシブタンである。エポキシ稀釈剤化合物は市販で入手可能であり、例えばチバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社製の登録商標アラルダイト(Araldite)DY 026 SPである。
エポキシ稀釈剤化合物は、エポキシ樹脂組成物全体に対して約５重量％ないし約１２重量％の量で、より好ましくは約８重量％ないし約１０重量％の量で、最も好ましくは約９重量％の量で、エポキシ樹脂組成物に供給される。
好ましくは、潜硬化剤化合物は８２℃（１８０°Ｆ）および１２１℃（２５０°Ｆ）の間の温度で活性化される。適当な潜硬化剤の例は、三塩化ホウ素アミン錯体を含む。最も好ましい潜硬化剤は、チバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)社，タリータウン，ニューヨーク州(Tarrytown, New York)から登録商標ＤＹ 9577という名称で入手可能な三塩化ホウ素アミン錯体である。多くの三塩化ホウ素アミン錯体が市販で入手可能である。
潜硬化剤化合物は、エポキシ樹脂組成物全体に対して約１重量％ないし約１０重量％の量で、より好ましくは約３重量％ないし約７重量％の量で、最も好ましくは約５重量％の量で、エポキシ樹脂組成物に供給される。
組成物は好ましくは脱泡剤を含む。
下記の工程；ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；ｂ）母材樹脂を型に射出すること；ｃ）型の内部を減圧にすること；ｄ）型を上記の減少された圧力に維持すること；ｅ）前記母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；およびｆ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）まで該樹脂含浸プレフォームを加熱すること
を含む真空補助樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法において、１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも約９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用することが改良点である。
更に本発明の方法は、ｇ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することを含む。
本発明の方法の重要な特徴は、本発明の組成物は室温では安定であり、そして９３．３℃および１２１．１℃（２００および２５０°Ｆ）の間の温度で硬化することができるということである。従って本発明の組成物は、潜硬化剤または潜硬化剤の混合物以外、安定性を減少させたり、あるいは硬化温度を低下させるような硬化剤をいずれも含まない。加えて、本発明の更なる特徴は、本発明の組成物は２５℃において約１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）、５０℃で約８００ｍＰａ・ｓ（８００センチポアズ）または７０℃で約２００ｍＰａ・ｓ（２００センチポアズ）の粘度を有するということである。
上述された組成物は比較的加工が容易であり、長期室温貯蔵安定性を有しており、高いガラス転移温度（１４８．９ないし１６０．０℃）（３００ないし３２０°Ｆ）を有する硬化組成物を製造し、９３．３℃（２００°Ｆ）の温度で硬化され、そして７０℃においてさえも長い潜伏時間を有する。以下の限定されない例を参照することにより、本発明は更に説明されるであろう。
実施例１
ブレンドを補助するために、添加の前にエポキシノボラックを前加熱する。
オーブン内で樹脂Ａを含む液体系に一定の加熱を行い、そして周期的に粘度の増加を観測する。粘度増加は１０％以下であり、安定な樹脂組成物であることが表される。液体系における取扱適性では、５１．７℃（１２５°Ｆ）で４週間、４０℃（１０４°Ｆ）で４週間以上、２５．６℃（７８°Ｆ）で１年間、注目すべき変化は観測されなかった。
様々な例で本発明を説明したが、添付の請求項により定義されるような本発明の思想および範囲から逸脱することなく更なる修正および変化が可能であることは明白であろう。
Claims (14)
- ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の三塩化ホウ素アミン錯体潜硬化剤からなる母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）該母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｄ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）まで該樹脂含浸プレフォームを加熱することからなる樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法。 - 更に、ｅ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる請求項１記載の方法。
- ２５℃において母材樹脂が１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）の粘度を有する請求項１記載の方法。
- 液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂が次式Ｉ
（式中、ｎは１ないし５であり、そしてＲ1は水素原子または炭素原子数１ないし６のアルキル基を表す。）で表される請求項１記載の方法。 - エポキシ樹脂が２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテル、２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルまたはそれらの混合物をベースとする請求項１記載の方法。
- ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の三塩化ホウ素アミン錯体潜硬化剤からなる母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）型の内部を減圧にすること；
ｄ）型を上記の減少された圧力に維持すること；
ｅ）前記母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｆ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）まで該樹脂含浸プレフォームを加熱することからなる真空補助樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法。 - 更に、ｇ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる請求項６記載の方法。
- ２５℃において母材樹脂が１００００ｍＰａ・ｓ（１００００センチポアズ）の粘度を有する請求項６記載の方法。
- 液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂が請求項４記載の式Ｉで表される請求項６記載の方法。
- エポキシ樹脂が２，４−ジメチレンフェノールグリシジルエーテル、２，６−ジメチレンフェノールグリシジルエーテルまたはそれらの混合物をベースとする請求項６記載の方法。
- 下記の工程
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）該母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｄ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）まで上記樹脂含浸プレフォームを加熱することを含む樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法であって、該母材樹脂として、
１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）の温度となった場合のみ硬化する少なくとも一種の三塩化ホウ素アミン錯体潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用する方法。 - 更に、ｅ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる請求項１１記載の方法。
- 下記の工程
ａ）型に繊維プレフォームを供給すること；
ｂ）母材樹脂を型に射出すること；
ｃ）型の内部を減圧にすること；
ｄ）型を上記の減少された圧力に維持すること；
ｅ）前記母材樹脂を前記繊維プレフォームに含浸させること；および
ｆ）少なくとも部分的に硬化された固体物品を製造するために十分な時間、少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）まで該樹脂含浸プレフォームを加熱することを含む真空補助樹脂トランスファー成形による複合物品を形成するための方法であって、該母材樹脂として、
１）液体フェノール系ノボラックエポキシ樹脂、２）エポキシ稀釈剤、および３）少なくとも９３．３℃（２００°Ｆ）の温度にされた時のみ硬化する少なくとも一種の三塩化ホウ素アミン錯体潜硬化剤からなるエポキシ樹脂組成物を使用する方法。 - 更に、ｇ）部分的に硬化された固体物品に後硬化処理を行い、最終複合物品を製造することからなる請求項１３記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2696896P | 1996-09-20 | 1996-09-20 | |
| US5286397P | 1997-07-17 | 1997-07-17 | |
| US60/052,863 | 1997-07-17 | ||
| US60/026,968 | 1997-07-17 | ||
| PCT/EP1997/005014 WO1998012260A1 (en) | 1996-09-20 | 1997-09-13 | Resin transfer molding process using stable epoxy resin compositions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001500444A JP2001500444A (ja) | 2001-01-16 |
| JP4370439B2 true JP4370439B2 (ja) | 2009-11-25 |
Family
ID=26701868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51426598A Expired - Fee Related JP4370439B2 (ja) | 1996-09-20 | 1997-09-13 | 安定なエポキシ樹脂組成物を使用する樹脂トランスファー成形方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5942182A (ja) |
| EP (1) | EP0929607B1 (ja) |
| JP (1) | JP4370439B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000036010A (ja) |
| AT (1) | ATE256164T1 (ja) |
| AU (1) | AU732583B2 (ja) |
| CA (1) | CA2263418A1 (ja) |
| DE (1) | DE69726742T2 (ja) |
| TW (1) | TW421665B (ja) |
| WO (1) | WO1998012260A1 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6454251B1 (en) | 2000-05-01 | 2002-09-24 | John C. Fish | Composite cord assembly |
| US7045083B2 (en) * | 2002-01-11 | 2006-05-16 | Lockheed Martin Corporation | Carbon layup tape with fugitive binder and method of use |
| DE10228649A1 (de) * | 2002-06-26 | 2004-01-22 | Bakelite Ag | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Produktes auf Epoxidharzbasis |
| KR20070084272A (ko) * | 2004-11-17 | 2007-08-24 | 훈츠만 어드밴스트 머티리얼스(스위처랜드) 게엠베하 | 내고온성 모델 또는 툴 제조 방법 |
| US7500494B2 (en) * | 2004-12-03 | 2009-03-10 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for pipe repair |
| US8141592B2 (en) | 2004-12-03 | 2012-03-27 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for pipe repair |
| FR2879498B1 (fr) | 2004-12-16 | 2009-01-30 | Snecma Propulsion Solide Sa | Densification de structures fibreuses par rtm pour la realisation de pieces en materiau composite |
| US7790814B2 (en) * | 2005-04-05 | 2010-09-07 | Delphi Technologies, Inc. | Radiopaque polymers for circuit board assembly |
| GB2448251A (en) * | 2005-12-16 | 2008-10-08 | 21St Century Structures Llc | Inorganic composite building panel |
| DE112006003391T5 (de) * | 2005-12-16 | 2008-10-16 | 21st Century Structures, LLC, Naperville | Anorganisches Verbundmaterial und Herstellungsverfahren |
| EP2084241A4 (en) * | 2006-11-21 | 2014-08-20 | Henkel US IP LLC | REINFORCED BINDER COMPOSITIONS FOR USE WITH IMPROVED PROCESSES |
| US7803309B2 (en) * | 2006-12-20 | 2010-09-28 | The Boeing Company | Infusion monitoring system and method |
| CA2677820A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Dow Global Technologies Inc. | Process for preparing composites comprising epoxy resin formulations |
| FR2921666B1 (fr) * | 2007-10-01 | 2012-11-09 | Saint Gobain Abrasives Inc | Composition resinique liquide pour articles abrasifs |
| WO2009084014A2 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-09 | Amit Dixit | An epoxy resin composition |
| US8388885B2 (en) * | 2008-11-18 | 2013-03-05 | General Electric Company | Membrane structure for vacuum assisted molding fiber reinforced article |
| RU2543871C2 (ru) * | 2009-04-24 | 2015-03-10 | Хантсман Эдванст Матириалз (Свитзеленд) Гмбх | Способ получения химически устойчивых пресс-форм и инструментов |
| WO2011037239A1 (ja) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化複合材料 |
| SE534361C2 (sv) * | 2009-10-23 | 2011-07-26 | Idea Ab R | Metod för tillverkning av ett kompositmaterial |
| WO2011087477A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-07-21 | Dow Global Technologies Llc | Substantially solvent-free epoxy formulations |
| RU2447104C1 (ru) * | 2010-10-05 | 2012-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Эпоксидная композиция |
| EP2669309B1 (en) | 2011-01-27 | 2015-06-03 | Toray Industries, Inc. | Epoxy resin composition for resin transfer molding of fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced composite material, and method for producing same |
| US20130221555A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-08-29 | Basf Se | Process for producing moldings |
| WO2013115152A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 東レ株式会社 | エポキシ樹脂組成物および繊維強化複合材料 |
| RU2488612C1 (ru) * | 2012-04-18 | 2013-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии |
| CN103980666B (zh) * | 2014-05-28 | 2016-06-29 | 航天材料及工艺研究所 | 一种适用于rtm工艺的高韧性环氧树脂组合物及制备方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1346768A (en) * | 1970-08-11 | 1974-02-13 | Ciba Geigy Uk Ltd | Curable epoxide resin compositions |
| US4654100A (en) * | 1985-03-04 | 1987-03-31 | The Dow Chemical Company | Method for preparing random-fiber thermoset composites |
| GB8607565D0 (en) * | 1986-03-26 | 1986-04-30 | Ciba Geigy Ag | Curable compositions |
| US5011721A (en) * | 1989-10-16 | 1991-04-30 | Thiokol Corporation | Chemorheologically tailored matrix resin formulations and their use in making pre-impregnated fibers and in fabricating composite parts |
| CA2028414C (en) * | 1989-10-25 | 2000-02-08 | Owen H. Decker | Method for increasing fiber strength translation in composite pressure vessels using matrix resin formulations containing surface-active agents |
| JPH0420650U (ja) * | 1990-06-04 | 1992-02-20 | ||
| GB2263479B (en) * | 1992-01-22 | 1995-06-07 | Kobe Steel Europ Ltd | Epoxy resins |
| US5439635A (en) * | 1993-02-18 | 1995-08-08 | Scrimp Systems, Llc | Unitary vacuum bag for forming fiber reinforced composite articles and process for making same |
| US5369192A (en) * | 1993-06-28 | 1994-11-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Binder resin for resin transfer molding preforms |
| US5480603A (en) * | 1994-05-19 | 1996-01-02 | The Dow Chemical Company | Method for preparing preforms for molding processes |
| US5567499A (en) * | 1995-01-03 | 1996-10-22 | The Boeing Company | Resin transfer molding in combination with honeycomb core |
| JP3906417B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2007-04-18 | バンティコ アクチエンゲゼルシャフト | 一成分エポキシ樹脂工具材料 |
-
1997
- 1997-09-13 KR KR1019997001975A patent/KR20000036010A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-09-13 WO PCT/EP1997/005014 patent/WO1998012260A1/en not_active Application Discontinuation
- 1997-09-13 JP JP51426598A patent/JP4370439B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-13 AU AU43850/97A patent/AU732583B2/en not_active Ceased
- 1997-09-13 DE DE69726742T patent/DE69726742T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-13 AT AT97942028T patent/ATE256164T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-09-13 CA CA002263418A patent/CA2263418A1/en not_active Abandoned
- 1997-09-13 EP EP97942028A patent/EP0929607B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-18 TW TW086113490A patent/TW421665B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-09-19 US US08/999,527 patent/US5942182A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU732583B2 (en) | 2001-04-26 |
| EP0929607A1 (en) | 1999-07-21 |
| AU4385097A (en) | 1998-04-14 |
| TW421665B (en) | 2001-02-11 |
| KR20000036010A (ko) | 2000-06-26 |
| ATE256164T1 (de) | 2003-12-15 |
| CA2263418A1 (en) | 1998-03-26 |
| US5942182A (en) | 1999-08-24 |
| WO1998012260A1 (en) | 1998-03-26 |
| JP2001500444A (ja) | 2001-01-16 |
| DE69726742T2 (de) | 2004-09-30 |
| EP0929607B1 (en) | 2003-12-10 |
| DE69726742D1 (de) | 2004-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4370439B2 (ja) | 安定なエポキシ樹脂組成物を使用する樹脂トランスファー成形方法 | |
| ES2750306T3 (es) | Formulaciones de resina epoxídica latentes para procesos de impregnación de líquido para la producción de materiales compuestos fibrosos | |
| KR102051401B1 (ko) | 용매화된 고형물을 사용한 에폭시 수지 조성물 | |
| TWI557150B (zh) | 可固化樹脂組合物及短固化方法 | |
| KR102364545B1 (ko) | 에폭시 수지 조성물을 경화시키기 위한 배합물 | |
| ES2851010T3 (es) | Procedimientos para preparar materiales compuestos que tienen acabado de superficie superior y alta consolidación de fibras | |
| ES2748607T3 (es) | Formulaciones de resina epoxídica latentes para procesos de impregnación de líquido para la producción de compuestos reforzados con fibras | |
| KR20160140605A (ko) | 섬유 강화된 에폭시 복합 물품의 제조 방법, 얻어진 복합 물품 및 그의 용도 | |
| JP7242694B2 (ja) | エポキシ配合物のための脂環式アミン：エポキシ系のための新規な硬化剤 | |
| JPWO2013065516A1 (ja) | 繊維強化複合材料用２液型エポキシ樹脂組成物および繊維強化複合材料 | |
| JPS6144919A (ja) | ポリエポキシド、アミンおよびスルホニウム塩からなる硬化性組成物 | |
| JP2014118576A (ja) | 溶媒和された固体を使用するエポキシ樹脂組成物 | |
| WO2015046030A1 (ja) | 繊維強化複合材料用２液型エポキシ樹脂組成物および繊維強化複合材料 | |
| JP2020502346A (ja) | Ｎ−ヒドロキシエチルピペリジン（ｎｈｅｐ）：エポキシ系のための新しい硬化剤 | |
| JP2010163573A (ja) | エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた繊維強化複合材料 | |
| US3642698A (en) | Epoxy resin curing with imidazole alkyl acid phosphate salt catalyst | |
| JP2014214169A (ja) | 繊維強化複合材料用２液型エポキシ樹脂組成物および繊維強化複合材料 | |
| JP2011001442A (ja) | エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料、および繊維強化複合材料の製造方法 | |
| JPS6218421A (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
| CN117794975A (zh) | 胺组合物、由该胺组合物和环氧树脂制成的环氧体系和该环氧体系的用途 | |
| JP2006206795A (ja) | エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料、及び繊維強化複合材料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040909 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070710 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070702 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071010 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090306 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090519 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090605 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090728 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090818 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120911 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130911 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |