JP5228853B2 - Epoxy resin composition, fiber reinforced composite material, and production method thereof - Google Patents

Epoxy resin composition, fiber reinforced composite material, and production method thereof Download PDF

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Description

本発明は、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材および船舶部材などに用いられる繊維強化複合材料への適用に好適なエポキシ樹脂組成物、特にレジン・トランスファー・モールディング成形法に適したエポキシ樹脂組成物に関するものであり、さらに、低粘度、高耐熱性、高弾性率であり、強化繊維との接着性が極めて優れたエポキシ樹脂組成物と、該エポキシ樹脂組成を用いたことで強化繊維とエポキシ樹脂組成物の接着性が高く、耐疲労特性に優れた繊維強化複合材料に関するものである。   The present invention relates to an epoxy resin composition suitable for application to a fiber-reinforced composite material used for aircraft members, spacecraft members, automobile members, ship members, and the like, particularly an epoxy resin composition suitable for a resin transfer molding method. In addition, an epoxy resin composition having low viscosity, high heat resistance, and high elastic modulus, and extremely excellent adhesion to the reinforcing fiber, and the reinforcing fiber and the epoxy resin by using the epoxy resin composition The present invention relates to a fiber-reinforced composite material having a high adhesive property and excellent fatigue resistance.

従来、ガラス繊維、炭素繊維およびアラミド繊維などの強化繊維と、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂およびビスマレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂からなる繊維強化複合材料は、軽量でありながら、強度や剛性などの機械物性や耐熱性、さらには耐食性に優れているため、航空機、宇宙機、自動車、鉄道車両、船舶、土木建築およびスポーツ用品などの数多くの分野に応用されてきた。特に、高性能が要求される用途では、連続した強化繊維を用いた繊維強化複合材料が用いられ、強化繊維としては比強度、比弾性率に優れた炭素繊維が、そしてマトリックス樹脂としては熱硬化性樹脂、中でも機械特性、耐熱性および耐薬品性のバランスに優れたエポキシ樹脂が多く用いられている。   Conventionally, fiber reinforced composite materials consisting of reinforcing fibers such as glass fiber, carbon fiber and aramid fiber, and thermosetting resins such as unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, phenol resin, cyanate resin and bismaleimide resin have been Because it is lightweight, it has excellent mechanical properties such as strength and rigidity, heat resistance, and corrosion resistance, so it can be used in many fields such as aircraft, spacecraft, automobiles, railway vehicles, ships, civil engineering and sports equipment. It has been. Especially in applications where high performance is required, fiber reinforced composite materials using continuous reinforcing fibers are used, carbon fibers with excellent specific strength and specific elastic modulus are used as reinforcing fibers, and thermosetting is used as a matrix resin. Of these, epoxy resins having a good balance of mechanical properties, heat resistance and chemical resistance are often used.

炭素繊維を強化繊維とした繊維強化複合材料は、優れた機械特性のため金属に対して軽量化することができる。そのため、近年では航空機部材への適用が進んでいる。   A fiber reinforced composite material using carbon fibers as reinforced fibers can be reduced in weight relative to metal due to excellent mechanical properties. Therefore, in recent years, application to aircraft members has been progressing.

繊維強化複合材料を航空機部材に適用する場合、耐衝撃性や疲労特性、特に加熱成形時に発生する熱応力や熱サイクル試験(環境疲労試験)により発生するクラックの抑制が重要である。耐衝撃性や疲労特性により発生するクラックは、得てして繊維強化複合材料中における強度の一番低い強化繊維とエポキシ樹脂の界面近傍において発生することが多い。そのため、耐衝撃性および疲労特性を向上させるためには、強化繊維とエポキシ樹脂の接着性を高めることが有効である。   When applying a fiber reinforced composite material to an aircraft member, it is important to suppress impact resistance and fatigue characteristics, in particular, thermal stress generated during thermoforming and cracks generated by a thermal cycle test (environmental fatigue test). Cracks generated due to impact resistance and fatigue characteristics often occur near the interface between the reinforcing fiber having the lowest strength in the fiber-reinforced composite material and the epoxy resin. Therefore, in order to improve the impact resistance and fatigue characteristics, it is effective to increase the adhesion between the reinforcing fiber and the epoxy resin.

強化繊維とエポキシ樹脂の接着性を評価する方法としては、90度引張強度試験や層内剪断強度試験(ILSS)などがあるが、中でも90度引張強度が純粋に接着性を評価できるので好ましく用いられている。   Methods for evaluating the adhesion between the reinforcing fiber and the epoxy resin include a 90-degree tensile strength test and an in-layer shear strength test (ILSS). Among them, the 90-degree tensile strength is preferably used because the adhesion can be evaluated purely. It has been.

強化繊維とエポキシ樹脂の接着性を改善する方法としては、例えば特定の熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂に溶解させる方法(特許文献1〜3)や、特殊な骨格を持ったエポキシ樹脂を添加させる方法(特許文献4)が提案されている。   Examples of a method for improving the adhesion between the reinforcing fiber and the epoxy resin include a method of dissolving a specific thermoplastic resin in the epoxy resin (Patent Documents 1 to 3) and a method of adding an epoxy resin having a special skeleton ( Patent Document 4) has been proposed.

しかしながら、これらの方法ではマトリックス樹脂の粘度を著しく増加させてしまい、繊維強化複合材料の製造方法が、強化繊維に予めマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを使用する方法に限定されてしまう。   However, these methods significantly increase the viscosity of the matrix resin, and the method for producing the fiber-reinforced composite material is limited to a method using a prepreg in which the reinforcing fiber is impregnated with the matrix resin in advance.

近年では、繊維強化複合材料を製造するための工程が少なく、オートクレーブのような高価な設備を必要としない低コストの製造方法、例えば、レジン・トランスファー・モールディング法が注目されている。レジン・トランスファー・モールディング法では強化繊維を含む織物に液状マトリックス樹脂を加圧もしくは減圧して注入含浸させるためマトリックス樹脂の粘度には制限があり、上記した接着性向上方法は適用できない。   In recent years, low-cost manufacturing methods that do not require expensive equipment such as an autoclave, such as a resin transfer molding method, have attracted attention because there are few steps for manufacturing fiber-reinforced composite materials. In the resin transfer molding method, since the liquid matrix resin is injected or impregnated by pressurizing or depressurizing a woven fabric containing reinforcing fibers, the viscosity of the matrix resin is limited, and the above-described method for improving adhesion cannot be applied.

そのため、粘度を著しく増加させない強化繊維とエポキシ樹脂の接着性向上方法が望まれていた。
特開昭63−37135号公報 特開昭63−37136号公報 特開昭63−37137号公報 特開平9−100358号公報
Therefore, a method for improving the adhesion between the reinforcing fiber and the epoxy resin that does not significantly increase the viscosity has been desired.
JP-A-63-37135 JP-A-63-37136 JP-A-63-37137 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-130038

本発明の目的は、かかる従来技術の背景に鑑み、耐熱性、弾性率が高く、低粘度でありながら強化繊維との接着性に優れたエポキシ樹脂組成物、および該エポキシ樹脂組成物を適用することによる優れた接着特性を有し、航空機一次構造などの部材として最適な繊維強化複合材料を提供することにある。   In view of the background of such conventional technology, an object of the present invention is to apply an epoxy resin composition having high heat resistance, high elastic modulus, low viscosity and excellent adhesion to reinforcing fibers, and the epoxy resin composition. It is an object of the present invention to provide a fiber-reinforced composite material that has excellent adhesive properties and is optimal as a member of an aircraft primary structure or the like.

本発明は、かかる課題を解決するために次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物は、少なくとも次の構成要素[A]、[B]、[C]、[D]および[E]を含むエポキシ樹脂組成物であって、構成要素[A]を全エポキシ樹脂100重量部中に40〜85重量部、構成要素[B]を全エポキシ樹脂100重量部中に10〜55重量部、構成要素[C]を全エポキシ樹脂100重量部中に5〜10重量部、構成要素[E]を全エポキシ樹脂100重量部中に0.5〜10重量部含み、かつ、構成要素[D]は全芳香族ジアミン100重量部中に、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンと4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが重量比を10:90〜90:10として10〜40重量部配合され、構成要素[E]は平均粒子径が体積平均粒子径で1〜500nmであることを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。
[A]1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
[B]1分子中にジグリシジルアニリン骨格を1個有し、エポキシ基が2個のエポキシ樹脂
[C]繰り返し単位数nが6〜22であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
[D]70℃における粘度が500mPa・s以下である液状芳香族ジアミン
[E]コアシェルポリマー粒子
The present invention employs the following means in order to solve such problems. That is, the epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition containing at least the following constituent elements [A], [B], [C], [D] and [E] , wherein the constituent element [A] 40 to 85 parts by weight in 100 parts by weight of the total epoxy resin, 10 to 55 parts by weight of the component [B] in 100 parts by weight of the total epoxy resin, and 5 in 100 parts by weight of the total epoxy resin. 10 to 10 parts by weight, component [E] is contained in 0.5 to 10 parts by weight in 100 parts by weight of the total epoxy resin, and component [D] is 3,3 ′ in 100 parts by weight of wholly aromatic diamine. -Diaminodiphenyl sulfone and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone are blended in a weight ratio of 10:90 to 90:10 and 10 to 40 parts by weight, and the component [E] has an average particle size of 1 to 1 in terms of volume average particle size. and characterized in that it is a 500nm That an epoxy resin composition.
[A] Epoxy resin having three or more epoxy groups in one molecule [B] Epoxy resin having one diglycidylaniline skeleton in one molecule and two epoxy groups [C] The number of repeating units n is Polyethylene glycol diglycidyl ether [D] 6 to 22 [D] Liquid aromatic diamine [E] core-shell polymer particles having a viscosity at 70 ° C. of 500 mPa · s or less

本発明のエポキシ樹脂組成物の好ましい態様によれば、少なくとも構成要素[A]、[B]、[C]および[E]を含む主剤であって、構成要素[A]を全エポキシ樹脂100重量部中に40〜85重量部、構成要素[B]を全エポキシ樹脂100重量部中に10〜55重量部、構成要素[C]を全エポキシ樹脂100重量部中に5〜10重量部、構成要素[E]を全エポキシ樹脂100重量部中に0.5〜10重量部含み、構成要素[E]は平均粒子径が体積平均粒子径で1〜500nmである主剤と、少なくとも構成要素[D]を含む硬化剤であって、構成要素[D]は全芳香族ジアミン100重量部中に、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンと4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが重量比を10:90〜90:10として10〜40重量部配合されている硬化剤から構成され、使用する際に主剤と硬化剤を混合する二液型のエポキシ樹脂組成物であり、該主剤の70℃における粘度が500mPa・s以下、該硬化剤の70℃における粘度が500mPa・s以下であり、該主剤と該硬化剤を混合した組成物の、70℃において、測定開始から5分以内の粘度が500mPa・s以下であり、かつ粘度が1000mPa・sに達する時間が60分以上である。ここで、70℃における該混合物の粘度の測定は、JIS Z8803(1991)における「円すい−板形回転粘度計による粘度測定方法」に従い、標準コーンローター(1°34’×R24)を装備したE型粘度計((株)トキメック製、TVE−30H)を使用して、回転速度50回転/分にて行われる。 According to a preferable aspect of the epoxy resin composition of the present invention, the epoxy resin composition is a main agent containing at least the constituent elements [A], [B], [C] and [E], and the constituent element [A] is 100 wt% of the total epoxy resin. 40 to 85 parts by weight, 10 to 55 parts by weight of component [B] in 100 parts by weight of all epoxy resin, and 5 to 10 parts by weight of component [C] in 100 parts by weight of all epoxy resin The element [E] is contained in an amount of 0.5 to 10 parts by weight in 100 parts by weight of the total epoxy resin, and the component [E] is composed of a main agent having an average particle diameter of 1 to 500 nm in volume average particle diameter, and at least the component [D The component [D] is composed of 3,3′-diaminodiphenylsulfone and 4,4′-diaminodiphenylsulfone in a weight ratio of 10:90 to 100 parts by weight of the wholly aromatic diamine. 90:10 as 10 0 consists curing agents which are parts by weight blended, an epoxy resin composition of the two-part mixing base and curing agent when used, the viscosity at 70 ° C. of the main agent 500 mPa · s or less, curing The viscosity of the agent at 70 ° C. is 500 mPa · s or less, and the composition obtained by mixing the main agent and the curing agent at 70 ° C. has a viscosity within 5 minutes from the start of measurement of 500 mPa · s or less, and the viscosity is The time to reach 1000 mPa · s is 60 minutes or more. Here, the viscosity of the mixture at 70 ° C. is measured according to JIS Z8803 (1991) “Viscosity measurement method using a cone-plate rotational viscometer” and equipped with a standard cone rotor (1 ° 34 ′ × R24). Using a viscometer (produced by Tokimec Co., Ltd., TVE-30H), the rotation speed is 50 rpm.

本発明の好ましい繊維強化複合材料は、少なくとも該エポキシ樹脂組成物と炭素繊維で構成されており、さらに好ましい態様によれば、用いられる炭素繊維基材が、該炭素繊維のストランドからなる経糸とこれに平行に配列されたガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸と、これらと直交するように配列されたガラス繊維または化学繊維からなる緯糸からなり、該補助経糸と該緯糸が互いに交差することにより、炭素繊維ストランドが一体に保持されて織物が形成されているノンクリンプ構造の織物である。   A preferred fiber-reinforced composite material of the present invention is composed of at least the epoxy resin composition and carbon fibers. According to a further preferred embodiment, the carbon fiber substrate used is a warp comprising strands of the carbon fibers and the same. Auxiliary warp of a fiber bundle made of glass fiber or chemical fiber arranged in parallel to the fiber, and weft made of glass fiber or chemical fiber arranged so as to be orthogonal thereto, and the auxiliary warp and the weft intersect each other By this, it is a non-crimp woven fabric in which carbon fiber strands are held together to form a woven fabric.

さらに、本発明の繊維強化複合材料の好ましい製造方法は、前記した炭素繊維を含むノンクリンプ構造の織物を型内に配置し、該エポキシ樹脂組成物を注入して含浸させた後、加熱硬化させる、いわゆるレジン・トランスファー・モールディング(RTM)法である。   Furthermore, a preferred method for producing the fiber-reinforced composite material of the present invention is to dispose a non-crimp structure woven fabric containing carbon fibers as described above in a mold, inject and impregnate the epoxy resin composition, and then heat cure. This is the so-called resin transfer molding (RTM) method.

本発明によれば、レジン・トランスファー・モールディング法に適した低粘度を保ちつつ、耐熱性および弾性率に優れ、さらに強化繊維との接着性に優れたエポキシ樹脂組成物が得られ、これにより該エポキシ樹脂組成物と強化繊維から構成される繊維強化複合材料は、耐衝撃性および耐疲労特性に優れているため、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材および船舶部材などの構造部材に好適に使用することができる。   According to the present invention, an epoxy resin composition excellent in heat resistance and elastic modulus and excellent in adhesion to reinforcing fibers is obtained while maintaining a low viscosity suitable for the resin transfer molding method. Fiber reinforced composite material composed of epoxy resin composition and reinforced fiber is excellent in impact resistance and fatigue resistance, so it is suitable for structural members such as aircraft members, spacecraft members, automobile members and ship members can do.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、少なくとも分子内に特定の骨格を有するエポキシ樹脂と液状芳香族ジアミンから構成される。   The epoxy resin composition of the present invention comprises at least an epoxy resin having a specific skeleton in the molecule and a liquid aromatic diamine.

本発明において、エポキシ樹脂とは1分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物を指す。また、エポキシ樹脂組成物とはエポキシ樹脂、エポキシ樹脂を硬化させる成分(一般的には硬化剤、硬化触媒または硬化促進剤という。)および必要に応じて適宜添加される改質剤(可塑剤、染料、有機顔料や無機充填材、高分子化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、カップリング剤、界面活性剤など)を含んだ未硬化状態の混合物を指し、エポキシ樹脂硬化物あるいは硬化物とはエポキシ樹脂組成物を加熱して架橋反応させ、ガラス転移温度が少なくとも50℃以上を有するまで高分子量化した高分子量体を指す。   In the present invention, the epoxy resin refers to a compound having two or more epoxy groups in one molecule. The epoxy resin composition is an epoxy resin, a component for curing the epoxy resin (generally referred to as a curing agent, a curing catalyst, or a curing accelerator), and a modifier (plasticizer, Dye, organic pigment and inorganic filler, polymer compound, antioxidant, UV absorber, coupling agent, surfactant, etc.) It refers to a high molecular weight polymer that has been polymerized until the epoxy resin composition is heated to undergo a crosslinking reaction and has a glass transition temperature of at least 50 ° C. or higher.

本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる構成要素[A]である、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂は、本発明のエポキシ樹脂組成物を加熱硬化して得られる硬化物の耐熱性を高めるために配合される。構成要素[A]としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、N,N,O−トリグリシジル−m−アミノフェノール、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール、N,N,O−トリグリシジル−4−アミノ−3−メチルフェノール、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−メチレンジアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−2,2’−ジエチル−4,4’−メチレンジアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂等を、1種または複数種を混合して用いても良い。特に、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−メチレンジアニリンは耐熱性を高める効果が高く、硬化物の耐薬品性に優れており、また、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノールは耐熱性を高める効果があるエポキシ樹脂の中で粘度が非常に低く、エポキシ樹脂組成物の粘度を低下させる効果があるので好ましく用いることができる。   The epoxy resin having 3 or more epoxy groups in one molecule, which is the constituent element [A] used in the epoxy resin composition of the present invention, is a cured product obtained by heating and curing the epoxy resin composition of the present invention. It is blended to increase the heat resistance. Examples of the constituent element [A] include novolac epoxy resins such as phenol novolac epoxy resins and cresol novolac epoxy resins, N, N, O-triglycidyl-m-aminophenol, N, N, O-triglycidyl. -P-aminophenol, N, N, O-triglycidyl-4-amino-3-methylphenol, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-methylenedianiline, N, N, Glycidylamine type epoxy resins such as N ′, N′-tetraglycidyl-2,2′-diethyl-4,4′-methylenedianiline, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylenediamine Etc. may be used alone or in combination of two or more. In particular, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-methylenedianiline has a high effect of increasing heat resistance and is excellent in chemical resistance of a cured product, and N, N, O -Triglycidyl-p-aminophenol can be preferably used because it has a very low viscosity among epoxy resins having an effect of improving heat resistance and has an effect of lowering the viscosity of the epoxy resin composition.

本発明において、構成要素[A]の配合量は、全エポキシ樹脂100重量部中に40〜85重量部である必要があり、より好ましくは45〜75重量部配合することである。かかるエポキシ樹脂の配合量を全エポキシ樹脂100重量部中に40重量部以上とすることにより、得られる硬化物、ひいては該エポキシ樹脂硬化物と強化繊維からなる繊維強化複合材料のガラス転移温度を高くすることができ、さらにかかるエポキシ樹脂が全エポキシ樹脂100重量部に対し85重量部以下とすることにより、エポキシ樹脂硬化物の破壊靭性の低下を抑え、繊維強化複合材料に適したものとなる。 In this invention, the compounding quantity of component [A] needs to be 40-85 weight part in 100 weight part of all the epoxy resins, More preferably, it is 45-75 weight part. By setting the blending amount of the epoxy resin to 40 parts by weight or more in 100 parts by weight of the total epoxy resin, the glass transition temperature of the resulting cured product, and thus the fiber reinforced composite material composed of the cured epoxy resin and the reinforcing fiber, is increased. Further, when the epoxy resin is 85 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total epoxy resin, a decrease in fracture toughness of the cured epoxy resin is suppressed, and the epoxy resin is suitable for the fiber-reinforced composite material.

本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる構成要素[B]である、1分子中にジグリシジルアニリン骨格を1個有し、エポキシ基が2個のエポキシ樹脂は本発明のエポキシ樹脂組成物を加熱硬化して得られる硬化物の粘度を下げ、加熱硬化して得られる硬化物の弾性率を高めるために配合される。構成要素[B]としては、例えば、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジル−o−トルイジンが挙げられる。   The component [B] used in the epoxy resin composition of the present invention, which has one diglycidylaniline skeleton in one molecule and has two epoxy groups, heats the epoxy resin composition of the present invention. It mix | blends in order to reduce the viscosity of the hardened | cured material obtained by hardening, and to raise the elasticity modulus of the hardened | cured material obtained by heat-curing. Examples of the component [B] include N, N-diglycidylaniline and N, N-diglycidyl-o-toluidine.

本発明において、構成要素[B]の配合量は、全エポキシ樹脂100重量部中に10〜55重量部である必要があり、より好ましくは15〜50重量部配合することである。かかるエポキシ樹脂の配合量を全エポキシ樹脂100重量部中に10部以上とするにより、得られるエポキシ樹脂組成物の粘度を下げ、加熱硬化して得られる硬化物の弾性率を高め、ひいては該エポキシ樹脂硬化物と強化繊維からなる繊維強化複合材料の圧縮特性を向上することができ、さらにかかるエポキシ樹脂が全エポキシ樹脂100重量部に対し55重量部以下とすることにより、エポキシ樹脂の耐熱性、破壊靭性の低下を抑え繊維強化複合材料に適したものとなる。 In this invention, the compounding quantity of component [B] needs to be 10-55 weight part in 100 weight part of all the epoxy resins, More preferably, it is blending 15-50 weight part. By setting the blending amount of the epoxy resin to 10 parts or more in 100 parts by weight of the total epoxy resin, the viscosity of the resulting epoxy resin composition is lowered, and the elastic modulus of the cured product obtained by heat curing is increased. The compression characteristics of the fiber reinforced composite material composed of the cured resin and the reinforced fiber can be improved. Further, when the epoxy resin is 55 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total epoxy resin, the heat resistance of the epoxy resin, It is suitable for a fiber-reinforced composite material by suppressing a decrease in fracture toughness.

本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる構成要素[C]である、繰り返し単位数nが6〜22であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテルは本発明のエポキシ樹脂組成物と炭素繊維および少なくとも炭素繊維を含む織物に用いられる材料、具体的にはガラス繊維やポリアミド繊維、アラミド繊維等との接着性を向上するために配合される。なお、構成要素[C]における繰り返し単位数とは、1分子中に存在するエチレン基の繰り返し数である。 The polyethylene glycol diglycidyl ether having a repeating unit number n of 6 to 22, which is the constituent element [C] used in the epoxy resin composition of the present invention, contains the epoxy resin composition of the present invention, carbon fibers, and at least carbon fibers. It mix | blends in order to improve the adhesiveness with the material used for a textile fabric, specifically glass fiber, a polyamide fiber, an aramid fiber, etc. In addition, the number of repeating units in the component [C] is the number of repeating ethylene groups present in one molecule.

ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルとしては、例えば、ナガセケムテックス(株)社製の“デナコール(登録商標)”EX−850およびEX−851(n=2)、EX−821(n=4)、EX−830およびEX−832(n=9)、EX−841(n=13)、EX−861(n=22)が、阪本薬品工業(株)社製のSR−2EG(n=2)、SR−8EG(n=9)があり、本発明の目的である接着性向上効果が得られるのは、繰り返し単位数nが6〜22、より好ましくはnが7〜13、もっとも好ましくはnが9のものである。 Examples of the polyethylene glycol diglycidyl ether include “Denacol (registered trademark)” EX-850 and EX-851 (n = 2), EX-821 (n = 4), EX- manufactured by Nagase ChemteX Corporation. 830 and EX-832 (n = 9), EX-841 (n = 13), EX-861 (n = 22) are SR-2EG (n = 2), SR-manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd. There is 8EG (n = 9), and the effect of improving the adhesion which is the object of the present invention is obtained because the number of repeating units n is 6 to 22, more preferably n is 7 to 13, and most preferably n is 9. Is.

また、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルのような直鎖脂肪族エポキシ樹脂、例えばネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、脂肪酸変性エポキシ樹脂などを用いても、本発明の構成要素[C]程の接着性向上効果は発現しない。   Further, even when a linear aliphatic epoxy resin such as polyethylene glycol diglycidyl ether, for example, neopentyl glycol diglycidyl ether, fatty acid-modified epoxy resin or the like is used, the effect of improving the adhesiveness as much as the component [C] of the present invention is obtained. Not expressed.

本発明の構成要素[C]が強化繊維との接着性を向上させる理由は、強化繊維、特にエポキシ樹脂との接着性を高めるためにエポキシ樹脂と反応し得る官能基、例えば水酸基やカルボキシル基等を表面処理により導入した炭素繊維の場合、表面エネルギーが極めて高いことから、表面エネルギーの低い成分が近寄りやすくなる。本発明を構成する構成要素の中で表面エネルギーが低い成分が構成要素[C]を含む脂肪族系のエポキシ樹脂である。   The reason why the component [C] of the present invention improves the adhesiveness with the reinforcing fiber is that functional groups capable of reacting with the epoxy resin in order to improve the adhesiveness with the reinforcing fiber, particularly the epoxy resin, such as a hydroxyl group and a carboxyl group In the case of carbon fiber introduced with a surface treatment, the surface energy is extremely high, so components with low surface energy are likely to approach. Among the components constituting the present invention, a component having a low surface energy is an aliphatic epoxy resin containing the component [C].

しかしながら、脂肪族系のエポキシ樹脂であっても、分子量が低いもの、すなわち本発明においてポリエチレングリコールジグリシジルエーテルの繰り返し単位数nがより小さいものやネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等では、強化繊維とエポキシ樹脂組成物の界面近傍における硬化物の架橋密度が高くなりことから、靭性が低下して脆性破壊しやすくなり強度が低下する。一方で分子量が高いもの、すなわち、本発明においてポリエチレングリコールジグリシジルエーテルの繰り返し単位数nが22より大きいものや、脂肪酸変性エポキシ樹脂、例えばヒマシ油変性エポキシ樹脂やダイマー酸変性エポキシ樹脂などでは、架橋密度が低くなりすぎて剛性が保てないため強度が低下する。 However, even in the case of aliphatic epoxy resins, those having a low molecular weight, that is, those having a repeating unit number n of polyethylene glycol diglycidyl ether smaller than 6 in the present invention, neopentyl glycol diglycidyl ether, etc. Since the crosslink density of the cured product in the vicinity of the interface of the epoxy resin composition is increased, the toughness is reduced, brittle fracture is easily caused, and the strength is reduced. On the other hand, those having a high molecular weight, that is, those having a number of repeating units n of polyethylene glycol diglycidyl ether greater than 22 in the present invention, fatty acid-modified epoxy resins, such as castor oil-modified epoxy resins and dimer acid-modified epoxy resins, are crosslinked. Since the density is too low and the rigidity cannot be maintained, the strength decreases.

本発明者は、鋭意検討した結果、本発明の構成要素[C]である繰り返し単位数nが6〜22、より好ましくはnが7〜13、もっとも好ましくはnが9であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテルが強化繊維との接着性を向上させ、かつ適度な強度を保つことを見出したものである。 As a result of intensive studies, the present inventor has found that the number of repeating units n of the constituent element [C] of the present invention is 6 to 22, more preferably n is 7 to 13, and most preferably n is 9, polyethylene glycol diglycidyl. It has been found that ether improves the adhesion to reinforcing fibers and maintains an appropriate strength.

本発明において、構成要素[C]の配合量は、全エポキシ樹脂100重量部中に5〜10重量部である必要があり、より好ましくは6〜8重量部配合することである。かかるエポキシ樹脂の配合量を全エポキシ樹脂100重量部中に5重量部以上とすることで得られるエポキシ樹脂組成物と、強化繊維および少なくとも強化繊維を含む織物に用いられる材料との接着性を向上でき、ひいては該硬化物と強化繊維からなる繊維強化複合材料の接着特性や圧縮特性を向上することができ、さらに、かかるエポキシ樹脂が全エポキシ樹脂100重量部に対し10重量部以下とすることで、加熱硬化して得られる硬化物の耐熱性が低下するのを抑え、繊維強化複合材料に適したものとなる。 In this invention, the compounding quantity of component [C] needs to be 5-10 weight part in 100 weight part of all the epoxy resins, More preferably, it is mix | blending 6-8 weight part. Improved adhesion between the epoxy resin composition obtained by setting the amount of the epoxy resin to 5 parts by weight or more in 100 parts by weight of the total epoxy resin and the material used for the reinforcing fiber and the fabric including at least the reinforcing fiber. As a result, the adhesive properties and compression properties of the fiber reinforced composite material comprising the cured product and the reinforcing fibers can be improved. Further, the epoxy resin can be 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total epoxy resin. It suppresses that the heat resistance of the hardened | cured material obtained by heat-curing falls and becomes suitable for a fiber reinforced composite material.

本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる構成要素[D]である液状芳香族ジアミンは、構成要素[A]、[B]および[C]のエポキシ樹脂を架橋して硬化させるための硬化剤であり、70℃における粘度が500mPa・s以下であり、より好ましい粘度は400mPa・s以下である。なお、粘度の測定はJIS Z8803(1991)における「円すい−板形回転粘度計による粘度測定方法」に従い、標準コーンローター(1°34’×R24)を装備したE型粘度計((株)トキメック製、TVE−30H)を使用して、回転速度50回転/分で測定する。70℃における粘度が500mPa・sより高い場合は得られるエポキシ樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ、レジン・トランスファー・モールディング法による繊維強化複合材料の成形を行う場合、強化繊維を含む織物に加圧あるいは減圧注入することができなくなり、得られた繊維強化複合材料中にエポキシ樹脂組成物の未含浸部が発生し、機械物性が低下することがあるので好ましくない。70℃における粘度の下限は特に制限なく、粘度が低いほどレジン・トランスファー・モールディング成形におけるエポキシ樹脂組成物の注入含浸が容易になり好ましい。   The liquid aromatic diamine which is the component [D] used in the epoxy resin composition of the present invention is a curing agent for crosslinking and curing the epoxy resins of the components [A], [B] and [C]. Yes, the viscosity at 70 ° C. is 500 mPa · s or less, and the more preferable viscosity is 400 mPa · s or less. The viscosity was measured in accordance with JIS Z8803 (1991) "Viscosity measurement method using a cone-plate rotary viscometer" and an E-type viscometer equipped with a standard cone rotor (1 ° 34 '× R24) (Tokimec Co., Ltd.). Using a TVE-30H, manufactured at a rotational speed of 50 rpm. When the viscosity at 70 ° C. is higher than 500 mPa · s, the viscosity of the resulting epoxy resin composition becomes too high, and when a fiber-reinforced composite material is molded by the resin transfer molding method, the fabric containing reinforcing fibers is pressurized. Alternatively, it cannot be injected under reduced pressure, and an unimpregnated portion of the epoxy resin composition is generated in the obtained fiber-reinforced composite material, which is not preferable because mechanical properties may be deteriorated. The lower limit of the viscosity at 70 ° C. is not particularly limited, and the lower the viscosity, the easier the injection impregnation of the epoxy resin composition in the resin transfer molding is preferable.

構成要素[D]の成分としては、例えばジエチルトルエンジアミン(2,4−ジエチル−6−メチル−m−フェニレンジアミンと4,6−ジエチル−2−メチル−m−フェニレンジアミンを主成分とする混合物)や2,2’−ジエチル−4,4’−メチレンジアニリン、2,2’−イソプロピル−6,6’−ジメチル−4,4’−メチレンジアニリン、2,2’、6,6’テトライソプロピル−4,4’−メチレンジアニリン等のジアミノジフェニルメタンのアルキル基誘導体およびポリオキシテトラメチレンビス(p−アミノベンゾエート)を挙げることができる。中でも、低粘度でガラス転移温度などの硬化物としての物性に優れるジエチルトルエンジアミンが好ましく使用できる。構成要素[D]には前述した粘度を超えない範囲で固形の芳香族ポリアミンを配合する。固形の芳香族ポリアミンとしては3,3’−ジアミノジフェニルスルホンおよび4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが耐熱性、弾性率に優れた硬化物が得られ、さらに線膨張係数および吸湿による耐熱性の低下が小さいので必須成分として使用される。一般に、ジアミノジフェニルスルホンは結晶性が強く、液状芳香族ポリアミンと高温で混合して液体としても、冷却過程で結晶として析出しやすいが、ジアミノジフェニルスルホンの2種の異性体と液状芳香族ポリアミンを混合した場合、単一のジアミノジフェニルスルホンと液状芳香族ポリアミンの混合物より遙かに結晶の析出が起こりにくくなる。ジアミノジフェニルスルホンの配合量は、全芳香族アミン100重量部中に10〜40重量部である必要があり、20〜35重量部であればさらに好ましい。配合量が10重量部以上であれば前述したような硬化物の効果が得られやすく、さらに配合量が40重量部以下であれば結晶の析出を抑制しやすくな。3,3’−ジアミノジフェニルスルホンと4,4’−ジアミノジフェニルスルホンを、結晶の析出を抑制するために併用する、両者の重量比は10:90〜90:10である必要があり、両者の比率が近いほど、結晶析出の抑制効果は高くなる。 Examples of the component [D] include diethyltoluenediamine (a mixture mainly composed of 2,4-diethyl-6-methyl-m-phenylenediamine and 4,6-diethyl-2-methyl-m-phenylenediamine). ), 2,2′-diethyl-4,4′-methylenedianiline, 2,2′-isopropyl-6,6′-dimethyl-4,4′-methylenedianiline, 2,2 ′, 6,6 ′ Mention may be made of alkyl group derivatives of diaminodiphenylmethane such as tetraisopropyl-4,4′-methylenedianiline and polyoxytetramethylene bis (p-aminobenzoate). Of these, diethyltoluenediamine having a low viscosity and excellent physical properties as a cured product such as a glass transition temperature can be preferably used. The component [D] blended aromatic polyamines solid without exceeding the viscosity described above. As solid aromatic polyamines, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone and 4,4′-diaminodiphenyl sulfone can provide a cured product having excellent heat resistance and elastic modulus, and further, thermal expansion is reduced due to linear expansion coefficient and moisture absorption. Is used as an essential ingredient . In general, diaminodiphenyl sulfone has a strong crystallinity, and even if it is mixed with liquid aromatic polyamine at a high temperature to form a liquid, it tends to precipitate as a crystal in the cooling process. However, two isomers of diaminodiphenyl sulfone and liquid aromatic polyamine are used. when mixed, the precipitation of crystals hardly occurs much a mixture of single-diaminodiphenyl sulfone and liquid aromatic polyamines. The amount of diaminodiphenylsulfone, should be 10 to 40 parts by weight in the total aromatic di amine 100 parts by weight, more preferably if 20 to 35 parts by weight. Effect is obtained easily cured product such amount is described above as long as 10 parts by weight or more, that more amount is easily suppressed precipitation when the crystal or less 40 parts by weight. 3,3' diaminodiphenyl sulfone and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, although in combination to suppress deposition of crystals, both the weight ratio of from 10: 90 to 90: should be 10, both The closer the ratio is, the higher the effect of suppressing crystal precipitation.

本発明において、構成要素[D]の配合量は、全エポキシ樹脂のエポキシ基1個に対し、構成要素[D]中の活性水素が0.7〜1.3個の範囲になる量であることが好ましく、より好ましくは0.8〜1.2個になるように配合することである。活性水素とは有機化合物において窒素、酸素、硫黄と結合していて、反応性の高い水素原子をいう。エポキシ基と活性水素の比率が前記範囲を外れた場合、得られた樹脂硬化物の耐熱性や弾性率が低下する可能性がある。   In this invention, the compounding quantity of component [D] is the quantity from which the active hydrogen in component [D] becomes the range of 0.7-1.3 with respect to one epoxy group of all the epoxy resins. It is preferable to blend so as to be 0.8 to 1.2. Active hydrogen refers to a highly reactive hydrogen atom bonded to nitrogen, oxygen, or sulfur in an organic compound. When the ratio between the epoxy group and the active hydrogen is out of the above range, the heat resistance and elastic modulus of the obtained resin cured product may be lowered.

本発明の構成要素[D]に使用される芳香族ジアミンは、一般的に架橋反応の進行が遅いことが知られている。そこで、本発明の構成要素[D]には反応を促進するため硬化促進剤を配合することができる。硬化促進剤を構成要素[D]に配合する場合は、本発明の繊維強化複合材料を使用して繊維強化複合材料を製造する際に、強化繊維束の中にまで硬化促進剤の濃度が均一のまま含浸できるほど形状が小さいことが好ましい。具体的には体積平均粒子径で0.5μm以下、より好ましくは0.1μm以下であり、もっとも好ましくは、本発明の構成要素[D]に用いられる芳香族ジアミンに固形分が存在しないまで完全に溶解した状態であることである。前記要件を満たすことにより、安定な機械物性を示す繊維強化複合材料を得ることができる。ここで、完全に溶解した状態とは、溶解して固形成分を有せず、濃度分布が無い液状物を形成し、さらには該液状物を25℃で1ヶ月以上静置保管した場合でも結晶が析出しない状態に保たれていることを意味する。   It is known that the aromatic diamine used in the component [D] of the present invention generally has a slow progress of the crosslinking reaction. Therefore, a curing accelerator can be blended with the component [D] of the present invention to accelerate the reaction. When the curing accelerator is blended in the component [D], the concentration of the curing accelerator is uniform even in the reinforcing fiber bundle when the fiber reinforced composite material of the present invention is used to produce the fiber reinforced composite material. It is preferable that the shape is small enough to be impregnated as it is. Specifically, the volume average particle diameter is 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less. Most preferably, the aromatic diamine used in the constituent element [D] of the present invention is completely dissolved until there is no solid content. It is in a dissolved state. By satisfying the above requirements, a fiber-reinforced composite material exhibiting stable mechanical properties can be obtained. Here, the completely dissolved state means a liquid material that dissolves and does not have a solid component and has no concentration distribution, and even when the liquid material is stored at 25 ° C. for one month or longer. Means that it is kept in a state where no precipitation occurs.

本発明の構成要素[D]に配合する硬化促進剤としては、例えば三級アミン、ルイス酸錯体、オニウム塩、イミダゾールなどの硬化促進剤を配合することがあるが、レジン・トランスファー・モールディング法による繊維強化複合材料の成形の場合、樹脂を注入する間の粘度増加を抑えなければならない。t−ブチルカテコールは樹脂注入時の温度(50〜80℃)では反応促進効果は少なく、100℃以上の温度域で促進効果が増加する特徴があるのでレジン・トランスファー・モールディング法に適している。   As the curing accelerator to be blended with the component [D] of the present invention, for example, a curing accelerator such as a tertiary amine, Lewis acid complex, onium salt, imidazole and the like may be blended, but the resin transfer molding method is used. In the case of molding a fiber reinforced composite material, the increase in viscosity during resin injection must be suppressed. t-Butylcatechol is suitable for the resin transfer molding method because it has little reaction promoting effect at the temperature (50-80 ° C.) at the time of resin injection and increases in a temperature range of 100 ° C. or higher.

本発明において、構成要素[D]に硬化促進剤を配合する場合の配合量は全エポキシ樹脂100重量部に対し、0.5〜3重量部であることが好ましく、より好ましくは1〜2.5重量部配合することである。t−ブチルカテコールの配合量がこの範囲から外れると、樹脂注入時の粘度増加と高温時の反応速度のバランスが崩れるので好ましくない。   In this invention, it is preferable that the compounding quantity in the case of mix | blending a hardening accelerator with component [D] is 0.5-3 weight part with respect to 100 weight part of all the epoxy resins, More preferably, 1-2. It is to mix 5 parts by weight. If the amount of t-butylcatechol is out of this range, the balance between the increase in viscosity at the time of resin injection and the reaction rate at high temperature is lost, which is not preferable.

本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる構成要素[E]であるコアシェルポリマー粒子とは、架橋されたゴム状ポリマーまたはエラストマーを主成分とする粒子状コア成分の表面にコア成分とは異種のシェル成分ポリマーをグラフト重合することで粒子状コア成分の表面の一部あるいは全体をシェル成分で被覆したものであり、少量添加で硬化物の破壊靭性を大きく向上することが可能である。   The core-shell polymer particles that are the constituent element [E] used in the epoxy resin composition of the present invention are a shell different from the core component on the surface of the particulate core component mainly composed of a crosslinked rubbery polymer or elastomer. By graft polymerization of the component polymer, a part or the whole of the surface of the particulate core component is coated with the shell component, and the fracture toughness of the cured product can be greatly improved by adding a small amount.

コアシェルポリマーを構成するコア成分としては、共役ジエン系モノマー、アクリル酸および/またはメタクリル酸エステル系モノマーより選ばれる1種または複数種から重合されたポリマーまたはシリコーン樹脂などがあるが、特に共役ジエン系モノマーであるブタジエンを重合した架橋ポリブタジエンをコア成分として適用したものが、極低温下における破壊靭性の向上に優れているため好適に用いることができる。   The core component constituting the core-shell polymer includes a polymer or silicone resin polymerized from one or more selected from a conjugated diene monomer, acrylic acid and / or methacrylic acid ester monomer, and is particularly conjugated diene-based. What applied the bridge | crosslinked polybutadiene which superposed | polymerized the butadiene which is a monomer as a core component can be used suitably, since it is excellent in the improvement of fracture toughness at very low temperature.

コアシェルポリマーを構成するシェル成分は、前記したコア成分にグラフト重合されており、コア成分を構成するポリマーと化学結合していることが好ましい。かかるシェル成分を構成する成分としては、例えば(メタ)アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物等から選ばれた1種または複数種から重合された重合体である。   The shell component that constitutes the core-shell polymer is preferably graft-polymerized to the above-described core component, and is preferably chemically bonded to the polymer that constitutes the core component. The component constituting the shell component is, for example, a polymer polymerized from one or more selected from (meth) acrylic acid esters, aromatic vinyl compounds and the like.

また、該シェル成分には分散状態を安定化させるために、本発明のエポキシ樹脂組成物と反応する官能基が導入されていることが好ましい。かかる官能基としては、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、エポキシ基が挙げられる。   The shell component preferably has a functional group that reacts with the epoxy resin composition of the present invention in order to stabilize the dispersion state. Examples of such functional groups include a hydroxyl group, a carboxyl group, and an epoxy group.

本発明のエポキシ樹脂組成物に適用できるコアシェルポリマーとしては特に制限はなく、周知の方法で製造されたものを使用できる。しかしながら、通常コアシェルポリマーは塊状で取り出されたものを粉砕して粉体として取り扱われており、粉体状コアシェルポリマーを再度エポキシ樹脂中に分散させることが多いが、この方法では、一次粒子の状態で安定に分散させることが難しい。よって、コアシェルポリマーの製造過程から一度も塊状で取り出すことなく、最終的にはエポキシ樹脂中に一次粒子で分散したマスターバッチの状態で取り扱うことができるものが好ましく、例えば、特開2004−315572号公報に記載の方法、すなわち、コアシェルポリマーを乳化重合、分散重合、懸濁重合に代表される水媒体中で重合する方法で重合を行い、コアシェルポリマーが分散した懸濁液を得て、得られた懸濁液に水と部分溶解性を示す有機溶媒、例えばアセトンやメチルエチルケトンなどのエーテル系溶媒を混合後、水溶性電解質、例えば塩化ナトリウムや塩化カリウムを接触させ、有機溶媒層と水層を相分離させ、水層を分離除去して得られたコアシェルポリマー分散有機溶媒に適宜エポキシ樹脂を混合した後、有機溶媒を蒸発除去する方法などが使用できる。該製造方法で製造されたコアシェルポリマー分散エポキシマスターバッチとしては、株式会社カネカ社から市販されている“カネエース(登録商標)”を好適に使用できる。   There is no restriction | limiting in particular as a core shell polymer applicable to the epoxy resin composition of this invention, The thing manufactured by the well-known method can be used. However, the core-shell polymer is usually handled as a powder by pulverizing what is taken out as a lump, and the powder-like core-shell polymer is often dispersed again in the epoxy resin. It is difficult to disperse stably. Therefore, it is preferable that the core-shell polymer can be handled in the form of a masterbatch that is finally dispersed in the epoxy resin without being taken out in a lump from the production process of the core-shell polymer. For example, JP-A-2004-315572 Obtained by obtaining a suspension in which the core-shell polymer is dispersed by polymerizing by the method described in the publication, that is, by polymerizing the core-shell polymer in an aqueous medium represented by emulsion polymerization, dispersion polymerization, and suspension polymerization. The suspension is mixed with water and an organic solvent that is partially soluble, for example, an ether solvent such as acetone or methyl ethyl ketone, and then brought into contact with a water-soluble electrolyte such as sodium chloride or potassium chloride. After separating the water layer, the epoxy resin is mixed with the core-shell polymer-dispersed organic solvent obtained by separating and removing the aqueous layer. And a method for evaporating and removing the medium can be used. As the core-shell polymer-dispersed epoxy masterbatch produced by the production method, “Kane Ace (registered trademark)” commercially available from Kaneka Corporation can be suitably used.

本発明のエポキシ樹脂組成物に適用するコアシェルポリマーは平均粒子径が体積平均粒子径で1〜500nmである必要があり、3〜300nmであればさらに好ましい。なお、体積平均粒子径はナノトラック粒度分布測定装置(日機装(株)製)を用いて測定することができる。本発明で使用されるコアシェルポリマーの体積平均粒子径が1nm未満では製造することが困難であるか、または非常に高価となり実質的に使用することができず、体積平均粒子径が500nmを超える場合では繊維強化複合材料の成形プロセスにおけるエポキシ樹脂組成物を注入、含浸させる工程において強化繊維で濾別され、繊維強化複合材料中において分散状態が不均一になる場合があるので好ましくない。 To Turkey Asher polymer applied to the epoxy resin composition of the present invention have an average particle size of 1~500nm a volume average particle diameter, more preferably if 3 to 300 nm. The volume average particle diameter can be measured using a nanotrack particle size distribution analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). When the volume average particle size of the core-shell polymer used in the present invention is less than 1 nm, it is difficult to produce, or becomes very expensive and cannot be used substantially, and the volume average particle size exceeds 500 nm Then, in the step of injecting and impregnating the epoxy resin composition in the molding process of the fiber reinforced composite material, it is not preferable because it is filtered by the reinforced fiber and the dispersion state becomes nonuniform in the fiber reinforced composite material.

本発明において、構成要素[E]の配合量は全エポキシ樹脂100重量部中に0.5〜10重量部配合される必要があり、より好ましくは1〜8重量部配合することである。配合量が0.5重量部以上であれば、成形後の繊維強化複合材料に必要とされる破壊靭性が得られやすく、さらに、配合量が10重量部以下であれば、得られるエポキシ樹脂組成物の粘度が高くなることを抑え、強化繊維に注入、含浸するレジン・トランスファー・モールディング法による繊維強化複合材料の成形により適したものとなる。 In the present invention, the compounding amount of the component [E] needs to be 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total epoxy resin. If the blending amount is 0.5 parts by weight or more, the fracture toughness required for the fiber-reinforced composite material after molding is easily obtained, and if the blending amount is 10 parts by weight or less, the resulting epoxy resin composition It becomes more suitable for molding a fiber-reinforced composite material by a resin transfer molding method in which the viscosity of the product is suppressed and injected into and impregnated into the reinforcing fiber.

本発明のエポキシ樹脂組成物には構成要素[A]、[B]および[C]以外にも、粘度増加および各種物性低下させない範囲で他のエポキシ樹脂を配合することができる。かかるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテルなどのビスフェノール型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルなどの臭素化エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、レゾルシンジグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート等を1種または複数種を混合して使用することができる。   In addition to the constituent elements [A], [B] and [C], other epoxy resins can be blended in the epoxy resin composition of the present invention as long as the viscosity is not increased and various physical properties are not deteriorated. Examples of such epoxy resins include bisphenol-type epoxy resins such as bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol AD diglycidyl ether, and bisphenol S diglycidyl ether, and brominated epoxy resins such as tetrabromobisphenol A diglycidyl ether. 1 type of epoxy resin having biphenyl skeleton, epoxy resin having naphthalene skeleton, epoxy resin having dicyclopentadiene skeleton, phenol novolac type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, resorcin diglycidyl ether, triglycidyl isocyanurate or the like A plurality of types can be mixed and used.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物には耐熱性や機械物性に対し著しい低下を及ぼさない範囲で1分子中に1個のエポキシ基しか有していないモノエポキシ化合物、脂環式エポキシ樹脂などを適宜配合することができる。   In addition, the epoxy resin composition of the present invention includes a monoepoxy compound having only one epoxy group in one molecule, an alicyclic epoxy resin, etc. within a range that does not significantly reduce heat resistance and mechanical properties. It can mix | blend suitably.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、加熱硬化して得られる硬化物、ひいては該硬化物と強化繊維とで構成される繊維強化複合材料の物性を著しく低下させない範囲で可塑剤、染料、有機顔料や無機充填材、高分子化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、カップリング剤、界面活性剤などを適宜配合することもできる。   The epoxy resin composition of the present invention includes a plasticizer, a dye, and an organic pigment as long as the physical properties of a cured product obtained by heat-curing, and thus a fiber-reinforced composite material composed of the cured product and reinforcing fibers, are not significantly reduced. Inorganic fillers, polymer compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, coupling agents, surfactants, and the like can be appropriately blended.

エポキシ樹脂組成物には一般に、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂を硬化させうる成分である硬化剤を予め配合している一液型のものと、エポキシ樹脂と硬化剤を別々に保管し、使用直前に両者を混合して使用する二液型のものが存在する。   The epoxy resin composition generally contains a one-component type that contains a curing agent that is a component capable of curing the epoxy resin and the epoxy resin in advance, and stores the epoxy resin and the curing agent separately, both of which are used immediately before use. There are two-pack types that use a mixture of the two.

一液型のエポキシ樹脂組成物の場合、保管中にも硬化反応が進行するため硬化剤成分は反応性の低く、固形状のものを選択する場合が多い。しかしながら、室温中では少しずつ硬化反応が進行するため冷凍保管が必要になるため、管理費用が増加する。また、固形状の硬化剤を使用するため、強化繊維に一液型エポキシ樹脂組成物を含浸させるためにはプレスロールを使用して高い圧力で押し込む必要があり製造コストも増加する。   In the case of a one-pack type epoxy resin composition, since the curing reaction proceeds during storage, the curing agent component has low reactivity and is often selected in a solid form. However, since the curing reaction proceeds little by little at room temperature, it is necessary to store in a frozen state, which increases management costs. In addition, since a solid curing agent is used, in order to impregnate the reinforcing fiber with the one-pack type epoxy resin composition, it is necessary to use a press roll and press it at a high pressure, which increases the manufacturing cost.

一方、二液型のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂から構成される主剤と硬化剤を別々に保管するため、保管条件に特に制限なく長期保管も可能である。また、主剤および硬化剤とも液状のものとすることで、該主剤と該硬化剤を混合した混合物も低粘度な液状とすることができ、レジン・トランスファー・モールディング法などの簡便な方法強化繊維に含浸、成形まで行うことができる。   On the other hand, since the two-pack type epoxy resin composition stores the main agent and the curing agent composed of the epoxy resin separately, it can be stored for a long time without any particular limitation on the storage conditions. In addition, by making both the main agent and the curing agent liquid, a mixture obtained by mixing the main agent and the curing agent can also be made into a low-viscosity liquid, and can be used as a simple method for reinforcing fibers such as a resin transfer molding method. Impregnation and molding can be performed.

本発明のエポキシ樹脂組成物は一液型および二液型に特に限定されるものではないが、前述した利点から二液型が推奨される。   The epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited to a one-pack type or a two-pack type, but a two-pack type is recommended because of the advantages described above.

本発明のエポキシ樹脂組成物を二液型とする場合、本発明に使用される構成要素[A]、[B]、[C]および前記した平均粒子径を有する[E]を前記した配合量で混合したものを主剤とし、本発明に使用される、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンと4,4’−ジアミノジフェニルスルホンを前記した配合量で配合した構成要素[D]および必要に応じて構成要素[D]に均一溶解可能な硬化促進剤を硬化剤とする。また、前述したその他の成分は主剤成分および硬化剤成分と反応性を示さない限りどちらに配合しても問題ない。主剤および硬化剤のどちらかと反応性を示す場合は、反応性を示さない方に配合することが望ましい。 When the epoxy resin composition of the present invention is made into a two-pack type, the components [A], [B], [C] used in the present invention and [E] having the above-mentioned average particle diameter are described above. The component [D] in which 3,3′-diaminodiphenylsulfone and 4,4′-diaminodiphenylsulfone are blended in the above-mentioned blending amounts, and used as necessary. component shall be the curing agent uniformly dissolvable cure accelerator to [D]. Further, the other components described above can be blended in any way as long as they do not show reactivity with the main component and the curing agent component. When it is reactive with either the main agent or the curing agent, it is desirable to blend it in the direction that does not show reactivity.

本発明のエポキシ樹脂組成物を二液型とする場合、主剤の粘度は70℃において500mPa・s以下であり、好ましい粘度は400mPa・s以下である。なお、粘度の測定はJIS Z8803(1991)における「円すい−板形回転粘度計による粘度測定方法」に従い、標準コーンローター(1°34’×R24)を装備したE型粘度計((株)トキメック製、TVE−30H)を使用して、回転速度50回転/分で測定する。70℃における粘度が500mPa・sより高い場合は、容器からの取り出し、計量、硬化剤との混合、あるいは脱気処理などの作業性が悪くなることがある。該主剤の70℃における粘度を500mPa・s以下にするためには、分子量が500以上のエポキシ樹脂を、主剤100重量部中に好ましくは30重量部以上配合せず、コアシェルポリマーのような粒子状添加剤を15重量部以上配合しないことである。主剤の70℃における粘度の下限は特に制限なく、粘度が低いほどレジン・トランスファー・モールディング法におけるエポキシ樹脂組成物の注入含浸が容易になり好ましい。   When the epoxy resin composition of the present invention is a two-pack type, the viscosity of the main agent is 500 mPa · s or less at 70 ° C., and the preferred viscosity is 400 mPa · s or less. The viscosity was measured in accordance with JIS Z8803 (1991) "Viscosity measurement method using a cone-plate rotary viscometer" and an E-type viscometer equipped with a standard cone rotor (1 ° 34 '× R24) (Tokimec Co., Ltd.). Using a TVE-30H, manufactured at a rotational speed of 50 rpm. When the viscosity at 70 ° C. is higher than 500 mPa · s, workability such as taking out from the container, weighing, mixing with a curing agent, or degassing treatment may be deteriorated. In order to reduce the viscosity of the main agent at 70 ° C. to 500 mPa · s or less, an epoxy resin having a molecular weight of 500 or more is preferably not blended in 100 parts by weight of the main agent, and a particulate form such as a core-shell polymer. The additive is not blended in an amount of 15 parts by weight or more. The lower limit of the viscosity of the main agent at 70 ° C. is not particularly limited, and the lower the viscosity, the easier the injection impregnation of the epoxy resin composition in the resin transfer molding method is preferable.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物を二液型とする場合、硬化剤の粘度は70℃において500mPa・s以下であり、好ましい粘度は400mPa・s以下である。なお、粘度の測定は前述した主剤粘度の測定方法と同様である。硬化剤の70℃における粘度が500mPa・sより高い場合は、容器からの取り出し、計量、主剤との混合、あるいは脱気処理などの作業性が悪くなることがある。70℃における粘度の下限は特に制限なく、粘度が低いほどレジン・トランスファー・モールディング法におけるエポキシ樹脂組成物の注入含浸が容易になり好ましい。該硬化剤の70℃における粘度を500mPa・s以下にするためには、前述したように本発明に使用する構成要素[D]において、ジアミノジフェニルスルホンの配合量を全芳香族アミン100重量部中に40重量部を超えて配合せず、コアシェルポリマーのような粒子状添加剤を15重量部以上配合しないことである。硬化剤の70℃における粘度の下限は特に制限なく、粘度が低いほどレジン・トランスファー・モールディング法におけるエポキシ樹脂組成物の注入含浸が容易になり好ましい。 Moreover, when making the epoxy resin composition of this invention into a two-pack type, the viscosity of a hardening | curing agent is 500 mPa * s or less in 70 degreeC, and a preferable viscosity is 400 mPa * s or less. In addition, the measurement of a viscosity is the same as the measuring method of the main ingredient viscosity mentioned above. When the viscosity at 70 ° C. of the curing agent is higher than 500 mPa · s, workability such as taking out from the container, weighing, mixing with the main agent, or degassing treatment may be deteriorated. The lower limit of the viscosity at 70 ° C. is not particularly limited, and the lower the viscosity, the easier the injection impregnation of the epoxy resin composition in the resin transfer molding method is preferable. To a viscosity at 70 ° C. of curative below 500 mPa · s, in the component [D] used in the present invention as described above, wholly aromatic blending amount of diamino diphenylsulfone amine 100 parts by weight It is to mix | blend in excess of 40 weight part in and not mix | blend 15 weight part or more of particulate additives like a core shell polymer. The lower limit of the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is not particularly limited, and the lower the viscosity, the easier the injection impregnation of the epoxy resin composition in the resin transfer molding method is preferable.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、50〜200℃の範囲の任意温度で0.5〜10時間の範囲の任意時間で加熱することで架橋反応を進行させて硬化物を得ることができる。加熱条件は1段階でも良く、複数の加熱条件を組み合わせた多段階条件でも良い。硬化温度が高い方が繊維強化複合材料の耐熱性が高くなるが、成形において型内での加熱温度が高いと、設備・熱源等のコストが高くなり、また型の占有時間が長くなるため経済性が悪くなる。そのため、初期硬化は50〜140℃の範囲の任意温度で行った後、成形物を型から脱型し、オーブンなどの装置を用いて比較的高温で最終硬化を行うことが好ましい。   The epoxy resin composition of the present invention can be cured by heating at an arbitrary temperature in the range of 50 to 200 ° C. for an arbitrary time in the range of 0.5 to 10 hours, so as to advance the crosslinking reaction. The heating condition may be one stage or may be a multistage condition in which a plurality of heating conditions are combined. The higher the curing temperature, the higher the heat resistance of the fiber reinforced composite material. However, the higher the heating temperature in the mold during molding, the higher the cost of equipment and heat source, and the longer the occupation time of the mold, the more economical Sexuality gets worse. Therefore, it is preferable that the initial curing is performed at an arbitrary temperature in the range of 50 to 140 ° C., the molded product is removed from the mold, and the final curing is performed at a relatively high temperature using an apparatus such as an oven.

航空機用の構造部材を想定した場合は、最終硬化条件は、例えば、180℃の温度で1〜10時間硬化の範囲で硬化することにより所望する樹脂硬化物を得ることができる。   Assuming an aircraft structural member, the final curing condition is, for example, a desired resin cured product can be obtained by curing at a temperature of 180 ° C. for 1 to 10 hours.

本発明のエポキシ樹脂組成物を180℃の温度下で2時間かけて加熱硬化した硬化物は25℃における曲げ弾性率が2.5〜4.5GPaであることが好ましく、より好ましくは3.0〜4.0GPaである。なお、曲げ弾性率の測定はJIS K7171−1994に従い行う。25℃における乾燥状態の曲げ弾性率が2.5GPa以上とすることで圧縮特性に優れた繊維強化複合材料が得られる。25℃におけるまで曲げ弾性率が2.5GPaより低い場合、本発明のエポキシ樹脂組成物を使用した繊維強化複合材料の圧縮特性が低下してしまう可能性があるため、構造部材として用いる場合に設計厚みが厚くなることから部材の重量が重くなる場合がある。他方、曲げ弾性率が4.5GPaより高すぎると硬化物の脆性が増大し耐衝撃性、耐疲労特性が低下する傾向にある。   The cured product obtained by heat curing the epoxy resin composition of the present invention at 180 ° C. for 2 hours preferably has a flexural modulus of 2.5 to 4.5 GPa at 25 ° C., more preferably 3.0. -4.0 GPa. The flexural modulus is measured according to JIS K7171-1994. By setting the bending elastic modulus in a dry state at 25 ° C. to 2.5 GPa or more, a fiber-reinforced composite material having excellent compression characteristics can be obtained. Designed when used as a structural member, because if the flexural modulus is lower than 2.5 GPa at 25 ° C., the compression properties of the fiber-reinforced composite material using the epoxy resin composition of the present invention may deteriorate. Since the thickness increases, the weight of the member may increase. On the other hand, if the flexural modulus is too higher than 4.5 GPa, the brittleness of the cured product increases and the impact resistance and fatigue resistance tend to decrease.

本発明のエポキシ樹脂組成物を180℃の温度下で2時間かけて加熱硬化した硬化物のガラス転移温度は160〜230℃であることが好ましく、より好ましくは170〜220℃以上である。なお、ガラス転移温度はJIS K7121−1987に記載のある中間点ガラス転移温度求め方に従い行う。硬化物のガラス転移温度が160℃以上とすることで、硬化物が吸水した状態においても高い弾性率を保持することができ、ひいては高温・吸水時圧縮特性の優れた繊維強化複合材料を得ることができる。他方、一般的にエポキシ樹脂組成物の硬化物は240℃付近で熱分解を開始するため、230℃以上で力学物性の著しい低下が起こる可能性がある。   It is preferable that the glass transition temperature of the hardened | cured material which heat-cured the epoxy resin composition of this invention over 2 hours at the temperature of 180 degreeC is 160-230 degreeC, More preferably, it is 170-220 degreeC or more. The glass transition temperature is determined according to the method for obtaining the midpoint glass transition temperature described in JIS K7121-1987. By setting the glass transition temperature of the cured product to 160 ° C. or higher, it is possible to maintain a high elastic modulus even in a state where the cured product has absorbed water, and thus to obtain a fiber-reinforced composite material having excellent compression characteristics at high temperature / water absorption. Can do. On the other hand, since the cured product of the epoxy resin composition generally starts thermal decomposition at around 240 ° C., there is a possibility that the mechanical properties will be significantly lowered at 230 ° C. or higher.

本発明のエポキシ樹脂組成物を用いた繊維強化複合材料の製造方法として、例えばハンドレイアップ法、ホットメルト含浸プリプレグ法、ウェット含浸プリプレグ法、フィラメントワインディング法などの方法を用いることは可能であるが、本発明のエポキシ樹脂組成物は、特にレジン・トランスファー・モールディング法を利用した繊維強化複合材料の製造に好適に用いることができる。レジン・トランスファー・モールディング法とは、強化繊維からなる繊維基材あるいはプリフォームを成形型内に設置し、その成形型内に液状のマトリックス樹脂を注入して強化繊維に含浸させ、その後に加熱して該二液型エポキシ樹脂組成物を硬化させて、成形品である繊維強化複合材料を得る方法である。   As a method for producing a fiber reinforced composite material using the epoxy resin composition of the present invention, for example, a hand layup method, a hot melt impregnation prepreg method, a wet impregnation prepreg method, a filament winding method, or the like can be used. The epoxy resin composition of the present invention can be suitably used particularly for the production of a fiber-reinforced composite material using a resin transfer molding method. In the resin transfer molding method, a fiber base or preform made of reinforcing fibers is placed in a mold, liquid matrix resin is injected into the mold to impregnate the reinforcing fibers, and then heated. The two-component epoxy resin composition is cured to obtain a fiber-reinforced composite material that is a molded product.

本発明で用いられる強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維等が挙げられ、特に軽量かつ高性能な繊維強化複合材料が得られる点で、炭素繊維が好ましく用いられる。   Examples of the reinforcing fiber used in the present invention include carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber, and carbon fiber is preferably used in that a lightweight and high-performance fiber-reinforced composite material can be obtained.

本発明における炭素繊維としては、具体的にはアクリル系、ピッチ系およびレーヨン系等の炭素繊維が挙げられ、特に引張強度の高いアクリル系の炭素繊維が好ましく用いられる。炭素繊維の形態としては、有撚糸、解撚糸および無撚糸等を使用することができるが、繊維強化複合材料の成形性と強度特性のバランスが良いため、解撚糸または無撚糸が好ましく用いられる。   Specific examples of the carbon fibers in the present invention include acrylic, pitch, and rayon carbon fibers, and acrylic carbon fibers having particularly high tensile strength are preferably used. As the form of the carbon fiber, twisted yarn, untwisted yarn, untwisted yarn and the like can be used, but untwisted yarn or untwisted yarn is preferably used because the balance between moldability and strength characteristics of the fiber reinforced composite material is good.

炭素繊維の弾性率は、成形された構造部材の特性と重量との観点から、200GPa〜400GPaの範囲であることが好ましい。弾性率がこの範囲より低いと、構造部材の剛性が不足し軽量化が不十分となる場合があり、逆に弾性率がこの範囲より高いと、一般に炭素繊維の強度が低下する傾向がある。より好ましい弾性率は、250GPa〜370GPaの範囲内であり、さらに好ましくは290GPa〜350GPaの範囲内である。   The elastic modulus of the carbon fiber is preferably in the range of 200 GPa to 400 GPa from the viewpoint of the characteristics and weight of the molded structural member. If the elastic modulus is lower than this range, the rigidity of the structural member may be insufficient and weight reduction may be insufficient. Conversely, if the elastic modulus is higher than this range, the strength of the carbon fiber generally tends to decrease. A more preferable elastic modulus is in the range of 250 GPa to 370 GPa, and more preferably in the range of 290 GPa to 350 GPa.

本発明において強化繊維からなる繊維基材は、強化繊維単独または複数種、さらには必要に応じ他の化学繊維などと組み合わせたものから成り、その形態としては、繊維方向がほぼ同方向に引き揃えられたものや、織物、ニット、ブレイドおよびマット等を使用することができるが、特に、高力学物性および強化繊維の体積含有率が高い繊維強化複合材料が得られるという点で、強化繊維が実質的に一方向に配向されており、ガラス繊維または化学繊維で固定されたいわゆる一方向織物が好ましく用いられる。   In the present invention, the fiber base material composed of reinforcing fibers is composed of reinforcing fibers alone or in combination with a plurality of types, and further combined with other chemical fibers as necessary, and as a form, the fiber directions are aligned substantially in the same direction. Woven fabrics, knitted fabrics, braids and mats can be used. However, in particular, the reinforcing fiber is substantially used in that a fiber reinforced composite material having high mechanical properties and a high volume content of the reinforcing fiber can be obtained. In particular, a so-called unidirectional fabric that is oriented in one direction and fixed with glass fiber or chemical fiber is preferably used.

一方向織物としては、例えば、炭素繊維からなるストランドを経糸として一方向に互いに平行に配置し、それと直交するガラス繊維または化学繊維からなる緯糸とが、互いに交差して平織組織をなしたものや、炭素繊維のストランドからなる経糸とこれに平行に配列されたガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸と、これらと直交するように配列されたガラス繊維または化学繊維からなる緯糸からなり、該補助経糸と該緯糸が互いに交差することにより、炭素繊維ストランドが一体に保持されて織物が形成されているノンクリンプ構造の織物等が挙げられる。   Examples of the unidirectional woven fabric include strands made of carbon fibers arranged in parallel in one direction as warps, and wefts made of glass fibers or chemical fibers intersecting with each other to form a plain weave structure. , Consisting of a warp made of carbon fiber strands, an auxiliary warp of a fiber bundle made of glass fibers or chemical fibers arranged parallel to this, and a weft made of glass fibers or chemical fibers arranged so as to be orthogonal thereto, Non-crimped woven fabrics and the like in which the woven fabric is formed by holding the carbon fiber strands integrally by crossing the auxiliary warps and the wefts.

平織組織をなした織物の場合、炭素繊維のストランドと緯糸が直交するため、炭素繊維のストランドが屈曲するが、ノンクリンプ構造の織物の場合、直交するのはガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸とガラス繊維または化学繊維からなる緯糸であるため炭素繊維のストランドは屈曲しない。炭素繊維のストランドが屈曲した場合、ストランド内において炭素繊維が占める体積分布のムラが生じ、炭素繊維の単糸同士の接触が発生する可能性がある。炭素繊維の単糸同士の接触が発生した場合、その部分にはエポキシ樹脂組成物が含浸しないため欠陥となり接着性や力学物性を低下させる可能性がある。   In the case of a woven fabric having a plain weave structure, the carbon fiber strands and the wefts are orthogonal to each other, so the carbon fiber strands bend. However, in the case of a non-crimped woven fabric, the orthogonal is a fiber bundle made of glass fibers or chemical fibers. The strand of carbon fiber does not bend because it is a weft made of auxiliary warp and glass fiber or chemical fiber. When the strand of carbon fiber is bent, unevenness in volume distribution occupied by the carbon fiber in the strand is generated, and there is a possibility that contact between the single yarns of the carbon fiber occurs. When the contact between the single yarns of carbon fibers occurs, the portion is not impregnated with the epoxy resin composition and becomes a defect, which may reduce the adhesiveness and mechanical properties.

よって、炭素繊維のストランドが屈曲しないノンクリンプ構造の織物を繊維基材とし、本願のエポキシ樹脂組成物を組み合わせた場合に接着性の向上効果が最大に発揮されるため特に好ましい。   Therefore, when the non-crimp structure woven fabric in which the strands of carbon fibers are not bent is used as a fiber base material and the epoxy resin composition of the present application is combined, the effect of improving adhesiveness is maximized, which is particularly preferable.

繊維基材には、強化繊維の配向ズレ防止、繊維基材同士の仮接着および得られる繊維強化複合材料の耐衝撃性を向上させるなどの目的のため、バインダーを適宜付着させておくことができる。   A binder can be appropriately attached to the fiber base material for the purpose of preventing the orientation deviation of the reinforcing fibers, temporarily adhering the fiber base materials, and improving the impact resistance of the resulting fiber reinforced composite material. .

バインダーの組成に特に制限がなく既存のものが使用できるが、熱可塑性樹脂を主成分としたものが前述した目的に加え、保管時の物性変化が少ないので好ましく用いることができる。   There are no particular restrictions on the composition of the binder, and existing ones can be used. However, those containing a thermoplastic resin as the main component can be preferably used because they have little change in physical properties during storage in addition to the above-mentioned purpose.

本発明の繊維強化複合材料を航空機用構造部材として用いる場合、優れた耐熱性が要求されるため、バインダーに使用される熱可塑性樹脂としては高いガラス転移温度を有するエンジニアリングプラスチックが好ましい。特に、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等は好適に用いることができる。   When the fiber-reinforced composite material of the present invention is used as an aircraft structural member, excellent heat resistance is required, and therefore an engineering plastic having a high glass transition temperature is preferable as the thermoplastic resin used for the binder. In particular, polysulfone, polyethersulfone, polyimide, polyetherimide and the like can be preferably used.

バインダーは繊維基材の片面または両面に付着されていてもよく、付着量は目付で5〜50g/mが好ましく、より好ましくは10〜45g/mである。5g/m以上とすることで前述した目的を満たすことができ、50g/m以下とすることで本発明のエポキシ樹脂組成物の含浸を妨げず、ボイドのない成形体を得ることができる。 The binder may be attached to one or both surfaces of the fibrous base material, coating weight is preferably 5 to 50 g / m 2 in basis weight, and more preferably from 10 to 45 g / m 2. By setting it to 5 g / m 2 or more, the above-mentioned purpose can be satisfied, and by setting it to 50 g / m 2 or less, impregnation with the epoxy resin composition of the present invention is not hindered, and a molded body without voids can be obtained. .

本発明において、繊維強化複合材料は、強化繊維の体積含有率が50〜65%であることが好ましく、体積含有率はより好ましくは53〜60%である。体積含有率が上記範囲より少ないと繊維強化複合材料の重量が重くなり、また、応力集中の影響で強度が低下する傾向がある。また、強化繊維の体積含有率が上記範囲より多いと繊維強化複合材料内部に未含浸部分やボイドのような欠陥部分が発生することが非常に多く、物性低下を起こしてしまうことがある。   In the present invention, the fiber reinforced composite material preferably has a reinforcing fiber volume content of 50 to 65%, and more preferably 53 to 60%. When the volume content is less than the above range, the weight of the fiber-reinforced composite material becomes heavy, and the strength tends to decrease due to the influence of stress concentration. Further, when the volume content of the reinforcing fiber is larger than the above range, a defect portion such as an unimpregnated portion or a void is very often generated inside the fiber reinforced composite material, which may cause deterioration in physical properties.

本発明における繊維強化複合材料の好ましい成形方法としては、型内に配置した強化繊維基材からなるプリフォームに、本発明のエポキシ樹脂組成物を好適には40〜90℃の範囲での任意温度において注入する。そのため、本発明のエポキシ樹脂組成物は二液型の場合、主剤と硬化剤を混合してから5分以内の粘度は70℃において500mPa・s以下であることが好ましく、より好ましい粘度は300mPa・s以下である。尚、本発明において粘度測定にはJIS Z8803(1991)における「円すい−板形回転粘度計による粘度測定方法」に従い、標準コーンローター(1°34’×R24)を装備したE型粘度計((株)トキメック製、TVE−30H)を使用して、回転速度50回転/分にて測手下粘度である。混合開始から5分以内の粘度が上記の範囲より高いとエポキシ樹脂組成物の含浸性が不十分になることがある。70℃における粘度の下限は特に制限なく、粘度が低いほどレジン・トランスファー・モールディング法において本発明のエポキシ樹脂組成物の注入含浸が容易になる。   As a preferable molding method of the fiber-reinforced composite material in the present invention, the epoxy resin composition of the present invention is preferably applied at an arbitrary temperature in the range of 40 to 90 ° C. to a preform composed of a reinforcing fiber substrate disposed in a mold. Inject. Therefore, when the epoxy resin composition of the present invention is a two-pack type, the viscosity within 5 minutes after mixing the main agent and the curing agent is preferably 500 mPa · s or less at 70 ° C., more preferably 300 mPa · s. s or less. In the present invention, the viscosity is measured in accordance with JIS Z8803 (1991) "Viscosity measurement method using a conical-plate rotational viscometer" (E type viscometer equipped with a standard cone rotor (1 ° 34 '× R24) (( Using Tokimec Co., Ltd., TVE-30H), the viscometer is measured at a rotational speed of 50 rpm. If the viscosity within 5 minutes from the start of mixing is higher than the above range, the impregnation property of the epoxy resin composition may be insufficient. The lower limit of the viscosity at 70 ° C. is not particularly limited, and the lower the viscosity, the easier the injection impregnation of the epoxy resin composition of the present invention in the resin transfer molding method.

また、注入温度において、本発明のエポキシ樹脂組成物の反応性が高いと、注入過程で粘度が増加してしまい成形が困難になる場合がある。そのため、本発明のエポキシ樹脂組成物の粘度が70℃の温度において1000mPa・sに達する時間が60分以上であることが好ましく、より好ましくは90分以上である。70℃の温度で1000mPa・sに達する時間の上限に制限はなく、時間が長いほど繊維強化複合材料の成形性に優れる。本発明の反応性の制御は、本発明で使用する構成要素[E]の配合量の規定で行っている。   Moreover, when the reactivity of the epoxy resin composition of the present invention is high at the injection temperature, the viscosity may increase during the injection process, which may make molding difficult. Therefore, the time for the viscosity of the epoxy resin composition of the present invention to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. is preferably 60 minutes or more, and more preferably 90 minutes or more. There is no upper limit on the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C., and the longer the time, the better the moldability of the fiber-reinforced composite material. The reactivity of the present invention is controlled by defining the amount of component [E] used in the present invention.

本発明において、レジン・トランスファー・モールディング法に用いられる型は、剛体からなるクローズドモールドを用いてもよく、剛体のオープンモールドと可撓性のフィルム(バッグ)を用いることも可能である。後者の場合、強化繊維からなる繊維基材は、剛体オープンモールドと可撓性フィルムの間に設置することができる。   In the present invention, the mold used for the resin transfer molding method may be a rigid closed mold, or a rigid open mold and a flexible film (bag). In the latter case, the fiber substrate made of reinforcing fibers can be placed between the rigid open mold and the flexible film.

剛体型の材料としては、スチールやアルミニウム等の金属、繊維強化プラスチック(FRP)、木材および石膏など既存の各種のものが用いられる。可撓性のフィルムの材料には、ナイロン、フッ素樹脂およびシリコーン樹脂等が用いられる。   As the rigid material, various kinds of existing materials such as metals such as steel and aluminum, fiber reinforced plastic (FRP), wood and gypsum are used. Nylon, fluorine resin, silicone resin, or the like is used as the material for the flexible film.

剛体のクローズドモールドを用いる場合は、加圧して型締めし、本発明のエポキシ樹脂組成物を加圧して注入することが通常行われる。このとき、注入口とは別に吸引口を設け、真空ポンプに接続して吸引することも可能である。吸引を行い、かつ、特別な加圧手段を用いることなく、大気圧のみで本発明のエポキシ樹脂組成物を注入することも可能である。   When a rigid closed mold is used, it is usually performed by pressurizing and clamping, and then injecting the epoxy resin composition of the present invention under pressure. At this time, it is also possible to provide a suction port separately from the injection port and connect it to a vacuum pump for suction. It is also possible to inject the epoxy resin composition of the present invention only at atmospheric pressure without performing a suction and using a special pressurizing means.

剛体のオープンモールドと可撓性フィルムを用いる場合は、通常、吸引と大気圧による注入を用いる。大気圧による注入で、良好な含浸を実現するためには、樹脂拡散媒体を用いることが有効である。さらに、強化繊維からなる繊維基材あるいはプリフォームの設置に先立って、剛体型の表面にゲルコートを塗布することも好ましく行われる。   In the case of using a rigid open mold and a flexible film, suction and injection by atmospheric pressure are usually used. In order to achieve good impregnation by injection at atmospheric pressure, it is effective to use a resin diffusion medium. Furthermore, it is also preferable to apply a gel coat to a rigid surface prior to the installation of a fiber substrate or preform made of reinforcing fibers.

強化繊維からなる繊維基材あるいはプリフォームの設置が完了した後、型締めあるいはバギングが行われ、続いて本発明のエポキシ樹脂組成物の注入が行われた後に、加熱硬化が行われる。加熱硬化時の型の温度は、通常、エポキシ樹脂組成物の注入時における型の温度より高い温度が選ばれる。加熱硬化時の型の温度は、80〜180℃であることが好ましい。加熱硬化の時間は、1〜20時間が好ましい。加熱硬化が完了した後、脱型して繊維強化複合材料を取り出す。その後、得られた繊維強化複合材料を、硬化温度より高い温度で加熱する後硬化を行ってもよい。後硬化の温度は150〜200℃が好ましく、時間は1〜4時間が好ましい。   After the installation of the fiber base material or preform made of reinforcing fibers is completed, mold clamping or bagging is performed, and then the epoxy resin composition of the present invention is injected, followed by heat curing. The temperature of the mold at the time of heat curing is usually selected to be higher than the temperature of the mold at the time of injection of the epoxy resin composition. The mold temperature during heat curing is preferably 80 to 180 ° C. The time for heat curing is preferably 1 to 20 hours. After the heat curing is completed, the mold is removed and the fiber reinforced composite material is taken out. Thereafter, the obtained fiber-reinforced composite material may be post-cured by heating at a temperature higher than the curing temperature. The post-curing temperature is preferably 150 to 200 ° C., and the time is preferably 1 to 4 hours.

本発明の繊維強化複合材料は、強化繊維および繊維基材を構成する材料と本発明のエポキシ樹脂組成物との接着性に優れる。   The fiber-reinforced composite material of the present invention is excellent in adhesiveness between the material constituting the reinforcing fiber and the fiber substrate and the epoxy resin composition of the present invention.

本発明の繊維強化複合材料を航空機用の構造部材として使用するためには、接着性の指標である90度引張強度が45〜70MPaであることが好ましく、より好ましくは50〜65MPaである。なお、繊維強化複合材料の90度引張強度の測定はASTM D3039に従い行う。90度引張強度が45MPa以上とすることで優れた接着性が得られ、圧縮特性の優れた繊維強化複合材料が得られる。他方、70MPa以上まで接着性を高めると、0度引張強度が低下する可能性がある。   In order to use the fiber-reinforced composite material of the present invention as an aircraft structural member, the 90-degree tensile strength that is an index of adhesion is preferably 45 to 70 MPa, and more preferably 50 to 65 MPa. In addition, the measurement of 90 degree | times tensile strength of a fiber reinforced composite material is performed according to ASTMD3039. By setting the 90-degree tensile strength to 45 MPa or more, excellent adhesiveness can be obtained, and a fiber-reinforced composite material having excellent compression characteristics can be obtained. On the other hand, when the adhesiveness is increased to 70 MPa or more, the 0-degree tensile strength may decrease.

本発明の繊維強化複合材料は強化繊維の体積含有率が高いため軽く、機械物性に優れており、特に強化繊維とマトリックス樹脂の接着性優れていることから、胴体、主翼、尾翼、動翼、フェアリング、カウル、ドア、座席および内装材などの航空機部材、モーターケースおよび主翼などの宇宙機部材、構体およびアンテナなどの人工衛星部材、外板、シャシー、空力部材および座席などの自動車部材、構体および座席などの鉄道車両部材、船体および座席などの船舶部材など多くの構造材料に好適に用いることができる。   The fiber-reinforced composite material of the present invention is light because the volume content of the reinforcing fiber is high, and is excellent in mechanical properties, and in particular, because it has excellent adhesion between the reinforcing fiber and the matrix resin, the fuselage, main wing, tail wing, moving blade, Aircraft members such as fairings, cowls, doors, seats and interior materials, spacecraft members such as motor cases and main wings, artificial satellite members such as structures and antennas, automobile members such as outer panels, chassis, aerodynamic members and seats, structures It can be suitably used for many structural materials such as railway vehicle members such as seats, and ship members such as hulls and seats.

以下、実施例によって、本発明のエポキシ樹脂組成物について、さらに具体的に説明する。なお、組成比の単位「部」は、特に注釈のない限り「重量部」を意味する。   Hereinafter, the epoxy resin composition of the present invention will be described more specifically with reference to examples. The unit “parts” of the composition ratio means “parts by weight” unless otherwise noted.

<樹脂粘度測定>
実施例で得られたエポキシ樹脂組成物において、該エポキシ樹脂組成物を構成する主剤、硬化剤およびそれらの混合物の各粘度は、JIS Z8803(1991)における「円すい−板形回転粘度計による粘度測定方法」に従い、標準コーンローター(1°34’×R24)を装備したE型粘度計((株)トキメック製、TVE−30H)を使用して、回転速度50回転/分にて所定温度の粘度を測定した。
<Resin viscosity measurement>
In the epoxy resin compositions obtained in the examples, the respective viscosities of the main agent, the curing agent and the mixture thereof constituting the epoxy resin composition are measured by “cone-plate-type rotational viscometer” in JIS Z8803 (1991). In accordance with “Method”, a viscosity at a predetermined temperature was obtained at a rotation speed of 50 revolutions / minute using an E-type viscometer (TVE-30H, manufactured by Tokimec Co., Ltd.) equipped with a standard cone rotor (1 ° 34 ′ × R24). Was measured.

混合物の主剤と硬化剤を混合してから5分以内に行ったものを初期粘度とした。   The initial viscosity was determined within 5 minutes after mixing the main agent and curing agent of the mixture.

<樹脂硬化物の曲げ弾性率の測定方法>
実施例で得られたエポキシ樹脂組成物を所定の型枠内に注入し、熱風オーブン中で室温から130℃の温度まで1分間に1.5℃ずつ昇温した後、130℃の温度下で2時間保持し、次いで180℃の温度まで1分間に1.5℃ずつ昇温した後、180℃の温度下で2時間保持して2mm厚の樹脂硬化板を作製した。作製した樹脂硬化板から幅10mm、長さ60mmの試験片を切り出し、試験速度2.5mm/分、支点間距離32mmで3点曲げ試験を行い、JIS K7171−1994に従い、曲げ弾性率を測定した。
<Method for measuring flexural modulus of cured resin>
The epoxy resin composition obtained in the examples was poured into a predetermined mold, heated in a hot air oven from room temperature to 130 ° C. by 1.5 ° C. per minute, and then at a temperature of 130 ° C. It was held for 2 hours, then heated to 1.5 ° C. per minute to a temperature of 180 ° C., and then held at a temperature of 180 ° C. for 2 hours to produce a 2 mm thick resin cured plate. A test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm was cut out from the produced cured resin plate, a three-point bending test was performed at a test speed of 2.5 mm / min, and a fulcrum distance of 32 mm, and the flexural modulus was measured according to JIS K7171-1994. .

<樹脂硬化物のガラス転移温度の測定方法>
得られた樹脂硬化板の小片(5〜10mg)をJIS K7121−1987に従い、DSC法で中間点ガラス転移温度を求めた。測定装置にはPyris1 DSC(Perkin Elmer社製)を用いて窒素ガス雰囲気下において昇温速度40℃/分で測定した。
<Method for measuring glass transition temperature of cured resin>
The midpoint glass transition temperature was calculated | required by DSC method for the small piece (5-10 mg) of the obtained resin hardening board according to JISK7121-1987. A Pyris 1 DSC (manufactured by Perkin Elmer) was used as a measuring apparatus, and measurement was performed at a temperature rising rate of 40 ° C./min in a nitrogen gas atmosphere.

<炭素繊維からなる繊維基材1の製造>

各実施例で用いた炭素繊維からなる繊維基材1は次のように作製した。PAN系の無撚糸である炭素繊維束“トレカ(登録商標)”T800S−24K−10C(東レ(株)製、24000フィラメント)を経糸として1.8本/cmの密度で引き揃えて一方向性シート状強化繊維束群を形成した。緯糸としてガラス繊維ECE225 1/0 1Z(日東紡(株)製)を用い、前記一方向性シート状強化繊維束群に直交する方向に3本/cmの密度で配列し、織機を用いて該経糸と該緯糸が互いに交差するように織り込み、実質的に炭素繊維が一方向に配列された平織組織の織物を作製し、繊維基材1とした。得られた繊維基材1の炭素繊維目付は190g/mであった。 <炭素繊維からなる繊維基材2の製造>
各実施例で用いた炭素繊維からなる繊維基材2は次のようにして作製した。PAN系の無撚糸である炭素繊維束“トレカ(登録商標)”T800S−24K−10C(東レ(株)製、24000フィラメント)を経糸として1.8本/cmの密度で引き揃え、これに平行、かつ交互に配列された補助経糸としてガラス繊維束ECE225 1/0 1Z(日東紡(株)製、200フィラメント)を1.8本/cmの密度で引き揃えて一方向性シート状強化繊維束群を形成した。緯糸としてポリアミド繊維束(ポリアミド66、7フィラメント)を用い、前記一方向性シート状強化繊維束群に直交する方向に3本/cmの密度で配列し、織機を用いて該補助経糸と該緯糸が互いに交差するように織り込み、実質的に炭素繊維束が一方向に配列されクリンプの無い、一方向性ノンクリンプ織物を作製し、繊維基材2とした。繊維基材2の炭素繊維目付は192g/mであった。
<Manufacture of fiber base material 1 made of carbon fiber>

The fiber substrate 1 made of carbon fiber used in each example was produced as follows. PAN-based untwisted carbon fiber bundle “Treca (registered trademark)” T800S-24K-10C (Toray Industries, Inc., 24000 filaments) is used as a warp yarn, and it is aligned at a density of 1.8 yarns / cm and is unidirectional A sheet-like reinforcing fiber bundle group was formed. Glass fibers ECE225 1/0 1Z (manufactured by Nittobo Co., Ltd.) are used as wefts, arranged at a density of 3 strands / cm in a direction perpendicular to the unidirectional sheet-like reinforcing fiber bundle group, and using a loom A woven fabric having a plain weave structure in which the warp and the weft are woven so as to cross each other and the carbon fibers are substantially arranged in one direction is produced. The obtained fiber base material 1 had a carbon fiber basis weight of 190 g / m 2 . <Manufacture of fiber base material 2 made of carbon fiber>
The fiber base material 2 made of carbon fiber used in each example was produced as follows. PAN-based untwisted carbon fiber bundle “Torayca (registered trademark)” T800S-24K-10C (manufactured by Toray Industries, Inc., 24000 filaments) is used as a warp and aligned at a density of 1.8 yarns / cm and parallel to this. In addition, glass fiber bundles ECE225 1/0 1Z (manufactured by Nittobo Co., Ltd., 200 filaments) are arranged at a density of 1.8 fibers / cm as auxiliary warp yarns arranged alternately. Groups were formed. Polyamide fiber bundles (polyamide 66, 7 filaments) are used as wefts, arranged at a density of 3 strands / cm in a direction perpendicular to the unidirectional sheet-like reinforcing fiber bundle group, and the auxiliary warp and weft yarns using a loom. Were woven so as to cross each other, and a unidirectional non-crimp woven fabric in which carbon fiber bundles were substantially arranged in one direction and had no crimp was produced as a fiber substrate 2. The carbon fiber basis weight of the fiber base 2 was 192 g / m 2 .

<バインダー付き繊維基材の製造>
ポリエーテルスルホン“スミカエクセル(登録商標)”5003P(住友化学工業(株)製)60部、ビスフェノールF型エポキシ樹脂“エピコート(登録商標)”(ジャパンエポキシレジン(株)製)23.5部、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂NC−3000(日本化薬(株)製)12.5部およびトリグリシジルイソシアヌレートTEPIC−P(日産化学工業(株)製)4部を二軸押出機にて210℃で溶融混練し、得られた組成物を冷凍粉砕後に分級して、体積平均粒子径100μm、ガラス転移温度73℃のバインダー粒子を得た。なお、体積平均粒子径はJIS K5600−9−3(2006)に従い、レーザー回析・散乱式粒度分布測定器(LMS−24、(株)セイシン企業製)を用いて測定し、ガラス転移温度は前記した樹脂硬化物のガラス転移温度の測定方法と同様に測定した。
<Manufacture of fiber substrate with binder>
60 parts of polyethersulfone “Sumika Excel (registered trademark)” 5003P (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 23.5 parts of bisphenol F type epoxy resin “Epicoat (registered trademark)” (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), 12.5 parts of biphenyl aralkyl type epoxy resin NC-3000 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and 4 parts of triglycidyl isocyanurate TEPIC-P (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) at 210 ° C. with a twin screw extruder After melt-kneading, the resulting composition was classified after freezing and pulverization to obtain binder particles having a volume average particle diameter of 100 μm and a glass transition temperature of 73 ° C. The volume average particle diameter is measured according to JIS K5600-9-3 (2006) using a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer (LMS-24, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.), and the glass transition temperature is It measured similarly to the measuring method of the glass transition temperature of an above described resin cured material.

得られたバインダー粒子を前記の繊維基材1および繊維基材2の片側表面にエンボスロールとドクターブレードにて計量しながら自然落下させ、振動ネットを介して均一分散させながら、バインダー目付が約25g/m2となるように散布した。その後、200℃、0.3m/分の条件にて遠赤外線ヒーターを通過させ、バインダーを繊維基材の片側全面に融着させてバインダー付き繊維基材1および2を得た。   The obtained binder particles are spontaneously dropped onto one side surfaces of the fiber base material 1 and the fiber base material 2 while being measured with an embossing roll and a doctor blade, and uniformly dispersed through a vibration net. It sprayed so that it might become / m2. Thereafter, a far-infrared heater was passed under conditions of 200 ° C. and 0.3 m / min, and the binder was fused to the entire surface of one side of the fiber substrate to obtain fiber substrates 1 and 2 with a binder.

<繊維強化複合材料の試験体の製造>
各実施例で使用した繊維強化複合材料は、レジン・トランスファー・モールディング法で作製したものである。前記で得られた繊維基材1および2の炭素繊維の長手方向を0度とし、同配向方向に12枚積層してプリフォームを作製した。得られたプリフォームに、70℃の温度下において各実施例で得られたエポキシ樹脂組成物を注入含浸した後、1分間に1.5℃ずつ130℃の温度まで昇温して130℃の温度下で2時間予備硬化する。予備硬化品を型から取り出した後、熱風オーブン中で1分間に1.5℃ずつ、180℃の温度まで昇温して180℃の温度下で2時間硬化して試験体の繊維強化複合材料とした。
<Manufacture of specimens of fiber reinforced composite materials>
The fiber reinforced composite material used in each example was produced by a resin transfer molding method. The longitudinal direction of the carbon fibers of the fiber base materials 1 and 2 obtained above was set to 0 degree, and 12 sheets were laminated in the same orientation direction to prepare a preform. The resulting preform was injected and impregnated with the epoxy resin composition obtained in each example at a temperature of 70 ° C., then heated to 130 ° C. at a rate of 1.5 ° C. per minute. Pre-cure for 2 hours at temperature. After removing the pre-cured product from the mold, it is heated to 180 ° C. in a hot air oven at a rate of 1.5 ° C. per minute and cured at a temperature of 180 ° C. for 2 hours. It was.

<繊維強化複合材料の90度引張強度の測定>
前記の製造方法で得られた繊維強化複合材料から、試験片の長手方向を炭素繊維配向角90度として縦190mm、横25.4mmの短形試験片を切り出し、ASTM D3039に従い測定した。サンプル数は5とした。
<Measurement of 90 degree tensile strength of fiber reinforced composite material>
From the fiber-reinforced composite material obtained by the above-described production method, a short test piece having a length of 190 mm and a width of 25.4 mm was cut out with the longitudinal direction of the test piece being a carbon fiber orientation angle of 90 degrees, and measured according to ASTM D3039. The number of samples was 5.

参考実施例1>
下記の処方により、エポキシ樹脂組成物を得た。なお、得られたエポキシ樹脂組成物は二液型の形態であり、使用前に主剤と硬化剤を混合して使用した。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):61部
・GAN(N,N−ジグリシジルアニリン、分子量:205、日本化薬工業(株)製):10部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):5部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):32部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):34.0部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):6.0部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):0.5部。
< Reference Example 1>
An epoxy resin composition was obtained according to the following formulation. In addition, the obtained epoxy resin composition was a two-component form, and used the main ingredient and the hardening | curing agent mixed before use.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 61 parts GAN (N, N-diglycidylaniline, molecular weight: 205, Nippon Kayaku Kogyo ( 10 parts) "Denacol (registered trademark)" EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 5 parts, "Kaneace (registered trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle diameter: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer): 25) Part masterbatch): 32 parts "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 34.0 parts-3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd. )): 6.0 parts TBC (t-butylcatechol, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.): 0.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は320mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は80mPa・sであり、主剤108部に対して硬化剤40.5部混合した混合物の70℃における初期粘度は223mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は210分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-mentioned method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 320 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 80 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 40.5 parts of the curing agent was 223 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 210 minutes.

得られた混合物を用いて、前記方法にて樹脂硬化物を作製し、ガラス転移温度を測定した結果195℃、25℃における曲げ弾性率は3.7GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。   Using the obtained mixture, a cured resin was prepared by the above-described method, and the glass transition temperature was measured. As a result, the flexural modulus at 195 ° C. and 25 ° C. was 3.7 GPa, and was prepared by resin transfer molding. Suitable for matrix resin of fiber reinforced composite material.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記したバインダーの無い繊維基材1を用いて、前記方法にて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、45MPaと高い値であり、構造部材に適していた。   The obtained epoxy resin composition was used for the fiber base material 1 without a binder as described above, and a fiber reinforced composite material was prepared by the method described above, and the 90-degree tensile strength was measured. Suitable for parts.

参考実施例2>
参考実施例1で得られた二液型のエポキシ樹脂組成物を前記したバインダーの無い繊維基材2を用いて、前記方法にて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、47MPaと高い値であり、構造部材に適していた。
< Reference Example 2>
The fiber reinforced composite material was produced by the above-described method using the above-described binder-free fiber base material 2 from the two-pack type epoxy resin composition obtained in Reference Example 1, and the 90-degree tensile strength was measured. 47 MPa, which is a high value and suitable for a structural member.

<実施例
下記の処方により、参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):37部
・GAN(N,N−ジグリシジルアニリン、分子量:205、日本化薬工業(株)製):55部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):5部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):4部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):27.9部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):6.0部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):6.0部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):1.5部。
<Example 1 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 37 parts-GAN (N, N-diglycidylaniline, molecular weight: 205, Nippon Kayaku Kogyo ( Co., Ltd.): 55 parts, “Denacol (registered trademark)” EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 5 parts, “Kaneace (registered trademark)” "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle diameter: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer): 25) Part masterbatch): 4 parts "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 27.9 parts-3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd.) ) Ltd.): 6.0 parts "Seikakyua (registered trademark)" S (4,4'-diaminodiphenyl sulfone, manufactured by Seika Corporation): 6.0 parts TBC (t-butyl catechol, Dainippon ink and chemicals Industrial Co., Ltd.): 1.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は103mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は72mPa・sであり、主剤101部に対して硬化剤41.4部混合した混合物の70℃における初期粘度は95mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は162分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. was 103 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. was 72 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 41.4 parts of the curing agent was 95 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 162 minutes.

参考実施例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度162℃、25℃における曲げ弾性率は3.9GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。 As a result of measuring the physical properties of the cured resin in the same manner as in Reference Example 1, the fiber elastic modulus was 3.9 GPa at a glass transition temperature of 162 ° C. and 25 ° C., and the fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding. It was suitable for the matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、参考実施例2と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、47MPaと高い値であり、構造部材に適していた。 Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was produced in the same manner as in Reference Example 2, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, it was a high value of 47 MPa and was suitable for a structural member.

<実施例
下記の処方により、参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):41部
・GAN(N,N−ジグリシジルアニリン、分子量:205、日本化薬工業(株)製):40部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):10部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):27.5部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):5.9部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):5.9部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):1.5部。
<Example 2 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 41 parts-GAN (N, N-diglycidylaniline, molecular weight: 205, Nippon Kayaku Kogyo ( 40 parts) "Denacol (registered trademark)" EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 10 parts "Kaneace (registered trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle diameter: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer): 25) Part masterbatch): 12 parts "curing agent
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 27.5 parts-3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd. )): 5.9 parts ・ “Seica Cure (registered trademark)” S (4,4′-diaminodiphenyl sulfone , manufactured by Seika Co., Ltd.): 5.9 parts ・ TBC (t-butylcatechol, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Industrial Co., Ltd.): 1.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は105mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は70mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤40.8部混合した混合物の70℃における初期粘度は83mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は165分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-mentioned method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 105 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 70 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 40.8 parts of the curing agent was 83 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 165 minutes.

参考実施例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度174℃、25℃における曲げ弾性率は3.4GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。 As a result of measuring the physical properties of the cured resin in the same manner as in Reference Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 174 ° C. and 25 ° C. is 3.4 GPa, and a fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding. It was suitable for the matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、参考実施例2と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、52MPaと高い値であり、構造部材に適していた。 Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was prepared in the same manner as in Reference Example 2, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, it was a high value of 52 MPa, and was suitable for a structural member.

<実施例
下記の処方により、参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):16部
・“jER(登録商標)”630(N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール、分子量:277、ジャパンエポキシレジン(株)製):25部
・GAN(N,N−ジグリシジルアニリン、分子量:205、日本化薬工業(株)製):40部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):10部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):28.7部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):8.2部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):4.1部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):3.0部。
<Example 3 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 16 parts "jER (registered trademark)" 630 (N, N, O-triglycidyl-p -Aminophenol, molecular weight: 277, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 25 parts GAN (N, N-diglycidylaniline, molecular weight: 205, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.): 40 parts "Denacol ( (Registered trademark) "EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 10 parts""Kaneace (registered trademark)" MX416 ("Araldite" MY721: 75 parts / Core-shell polymer (volume average particle diameter: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene) Down (glass transition temperature: -70 ° C.), the shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer): 25 parts of the masterbatch): 12 parts of "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 28.7 parts-3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd.) )): 8.2 parts ・ "Seika Cure (registered trademark)" S (4,4'-diaminodiphenyl sulfone , manufactured by Seika Co., Ltd.): 4.1 parts-TBC (t-butylcatechol, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Industrial Co., Ltd.): 3.0 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は96mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は73mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤44.0部混合した混合物の70℃における初期粘度は90mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は120分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-described method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 96 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 73 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 44.0 parts of the curing agent was 90 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 120 minutes.

参考実施例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度172℃、25℃における曲げ弾性率は3.5GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。 As a result of measuring the physical properties of the cured resin in the same manner as in Reference Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 172 ° C. and 25 ° C. is 3.5 GPa, and the fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding. It was suitable for the matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、参考実施例2と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、57MPaと高い値であり、構造部材に適していた。 Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was produced in the same manner as in Reference Example 2, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, it was a high value of 57 MPa, and was suitable for a structural member.

<実施例
下記の処方により、参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“JER(登録商標)”152(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、分子量:360、ジャパンエポキシレジン(株)製):16部
・“jER(登録商標)”630(N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール、分子量:277、ジャパンエポキシレジン(株)製):25部
・GAN(N,N−ジグリシジルアニリン、分子量:205、日本化薬工業(株)製):40部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):10部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):26.9部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):7.7部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):3.8部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):3.0部。
<Example 4 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"JER (registered trademark)" 152 (phenol novolac type epoxy resin, molecular weight: 360, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 16 parts "jER (registered trademark)" 630 (N, N, O-triglycidyl- p-aminophenol, molecular weight: 277, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 25 parts • GAN (N, N-diglycidylaniline, molecular weight: 205, manufactured by Nippon Kayaku Kogyo Co., Ltd.): 40 parts • “Denacol (Registered trademark) "EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 10 parts" Kaneace (registered trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts) / Core-shell polymer (volume average particle diameter: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -7 ° C.), the shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer): 25 parts of the masterbatch): 12 parts of "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 26.9 parts3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd. )): 7.7 parts "SEICA CURE (registered trademark)" S (4,4'-diaminodiphenyl sulfone , manufactured by Seika Co., Ltd.): 3.8 parts-TBC (t-butylcatechol, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Industrial Co., Ltd.): 3.0 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は90mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は73mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤41.5部混合した混合物の70℃における初期粘度は78mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は118分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-described method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 90 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 73 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 41.5 parts of the curing agent was 78 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 118 minutes.

参考実施例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度165℃、25℃における曲げ弾性率は3.4GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。 As a result of measuring the physical properties of the cured resin as in Reference Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 165 ° C. and 25 ° C. is 3.4 GPa, and the fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding. It was suitable for the matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、参考実施例2と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、50MPaと高い値であり、構造部材に適していた。 Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was produced in the same manner as in Reference Example 2, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, the value was as high as 50 MPa, which was suitable for a structural member.

<実施例
下記の処方により、参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“JER(登録商標)”152(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、分子量:360、ジャパンエポキシレジン(株)製):21部
・“jER(登録商標)”630(N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール、分子量:277、ジャパンエポキシレジン(株)製):30部
・GAN(N,N−ジグリシジルアニリン、分子量:205、日本化薬工業(株)製):20部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):20部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):25.5部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):7.3部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):3.6部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):3.0部。
<Example 5 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"JER (registered trademark)" 152 (phenol novolac type epoxy resin, molecular weight: 360, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 21 parts-"jER (registered trademark)" 630 (N, N, O-triglycidyl- p-aminophenol, molecular weight: 277, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 30 parts • GAN (N, N-diglycidylaniline, molecular weight: 205, manufactured by Nippon Kayaku Kogyo Co., Ltd.): 20 parts “Denacol (Registered trademark) "EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 20 parts" Kaneace (registered trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts) / Core-shell polymer (volume average particle diameter: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -7 ° C.), the shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer): 25 parts of the masterbatch): 12 parts of "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 25.5 parts-3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd.) )): 7.3 parts ・ “Seica Cure (registered trademark)” S (4,4′-diaminodiphenyl sulfone , manufactured by Seika Co., Ltd.): 3.6 parts ・ TBC (t-butylcatechol, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Industrial Co., Ltd.): 3.0 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は82mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は74mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤39.4部混合した混合物の70℃における初期粘度は75mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は118分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-mentioned method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 82 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 74 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 39.4 parts of the curing agent was 75 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 118 minutes.

得られた混合物を用いて、前記方法にて樹脂硬化物を作製し、ガラス転移温度を測定した結果、ガラス転移温度142℃、25℃における曲げ弾性率は2.8GPaであった。   Using the obtained mixture, a cured resin product was prepared by the above-described method, and the glass transition temperature was measured. As a result, the flexural modulus at a glass transition temperature of 142 ° C. and 25 ° C. was 2.8 GPa.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、参考実施例2と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、53MPaと高い値であった。 Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was produced in the same manner as in Reference Example 2, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, the value was as high as 53 MPa.

<実施例
下記の処方により、参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):41部
・GOT(N,N−ジグリシジル−O−トルイジン、分子量:219、日本化薬工業(株)製):40部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):10部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):26.7部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):5.7部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):5.7部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):1.5部。
<Example 6 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 41 parts-GOT (N, N-diglycidyl-O-toluidine, molecular weight: 219, Nippon Kayaku) Industrial Co., Ltd.): 40 parts, “Denacol (registered trademark)” EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 10 parts, “Kaneace (registered) Trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle size: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer)) : 25 parts masterbatch): 12 parts Curing agent "
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 26.7 parts-3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd.) ) Ltd.): 5.7 parts "Seikakyua (registered trademark)" S (4,4'-diaminodiphenyl sulfone, manufactured by Seika Corporation): 5.7 parts TBC (t-butyl catechol, Dainippon ink and chemicals Industrial Co., Ltd.): 1.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は102mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は72mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤39.6部混合した混合物の70℃における初期粘度は86mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は160分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-mentioned method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 102 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 72 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 39.6 parts of the curing agent was 86 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 160 minutes.

参考実施例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度168℃、25℃における曲げ弾性率は3.4GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。 As a result of measuring the physical properties of the cured resin in the same manner as in Reference Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 168 ° C. and 25 ° C. is 3.4 GPa, and the fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding. It was suitable for the matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、参考実施例2と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、55MPaと高い値であり、構造部材に適していた。 Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was produced in the same manner as in Reference Example 2, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, it was a high value of 55 MPa, and was suitable for a structural member.

<実施例
下記の処方により、参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):31部
・GOT(N,N−ジグリシジル−O−トルイジン、分子量:219、日本化薬工業(株)製):40部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):5部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
・“EPON(登録商標)”825(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、分子量:380、ジャパンエポキシレジン(株)製):15部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):25.9部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):5.6部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):5.6部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):1.5部。
<Example 7 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 31 parts GOT (N, N-diglycidyl-O-toluidine, molecular weight: 219, Nippon Kayaku) Industrial Co., Ltd.): 40 parts, “Denacol (registered trademark)” EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 5 parts, “Kane Ace (registered) Trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle size: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer)) : 25 parts masterbatch): 12 parts EPON (registered trademark) "825 (bisphenol A type epoxy resin, molecular weight: 380, manufactured by Japan Epoxy Resins Co.): 15 parts of" curing agent "
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 25.9 parts 3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd.) )): 5.6 parts ・ “Seika Cure (registered trademark)” S (4,4′-diaminodiphenyl sulfone , manufactured by Seika Co., Ltd.): 5.6 parts ・ TBC (t-butylcatechol, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Industrial Co., Ltd.): 1.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は105mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は72mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤38.6部混合した混合物の70℃における初期粘度は93mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は162分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-described method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 105 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 72 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 38.6 parts of the curing agent was 93 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 162 minutes.

参考実施例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度175℃、25℃における曲げ弾性率は3.3GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。 As a result of measuring the physical properties of the cured resin in the same manner as in Reference Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 175 ° C. and 25 ° C. is 3.3 GPa, and the fiber reinforced composite material produced by resin transfer molding. It was suitable for the matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を、前記したバインダー付き繊維基材1を用いて、前記方法にて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、49MPaと高い値であり、構造部材に適していた。   As a result of producing a fiber-reinforced composite material by the above-described method using the above-mentioned fiber base material 1 with a binder and measuring the 90-degree tensile strength, the obtained epoxy resin composition has a high value of 49 MPa, and the structure Suitable for parts.

<実施例
実施例で得られた二液型のエポキシ樹脂組成物を前記したバインダー付き繊維基材2を用いて、前記方法にて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、52MPaと高い値であり、構造部材に適していた。
<Example 8 >
A fiber reinforced composite material was prepared by the above method using the above-mentioned binder-attached fiber base material 2 obtained from the two-pack type epoxy resin composition obtained in Example 7 , and the result of measuring the 90-degree tensile strength was 52 MPa. It was a high value and suitable for structural members.

<実施例
下記の処方により,参考実施例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):26部
・GOT(N,N−ジグリシジル−O−トルイジン、分子量:219、日本化薬工業(株)製):25部
・“デナコール(登録商標)”EX−830(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=9、分子量:536、ナガセケムテックス(株)):10部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):32部
・“EPON(登録商標)”825(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、分子量:380、ジャパンエポキシレジン(株)製):15部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):25.8部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):5.5部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):5.5部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):1.5部。
<Example 9 >
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Reference Example 1 with the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 26 parts-GOT (N, N-diglycidyl-O-toluidine, molecular weight: 219, Nippon Kayaku) Industrial Co., Ltd.): 25 parts, “Denacol (registered trademark)” EX-830 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 9, molecular weight: 536, Nagase ChemteX Corporation): 10 parts, “Kaneace (registered) Trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle size: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer)) : 25 parts masterbatch): 32 parts "EPON (registered trademark)" 825 (bisphenol A type epoxy resin, molecular weight: 380, manufactured by Japan Epoxy Resins Co.): 15 parts of "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 25.8 parts3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd.) )): 5.5 parts ・ "Seika Cure (registered trademark)" S (4,4'-diaminodiphenyl sulfone , manufactured by Seika Co., Ltd.): 5.5 parts-TBC (t-butylcatechol, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Industrial Co., Ltd.): 1.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は119mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は71mPa・sであり、主剤108部に対して硬化剤38.3部混合した混合物の70℃における初期粘度は105mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は157分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-mentioned method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 119 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 71 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 38.3 parts of the curing agent was 105 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 157 minutes.

参考実施例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度170℃、25℃における曲げ弾性率は3.1GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。 As a result of measuring the physical properties of the cured resin as in Reference Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 170 ° C. and 25 ° C. is 3.1 GPa, and a fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding. It was suitable for the matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、60MPaと高い値であり、構造部材に適していた。 Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was produced in the same manner as in Example 8, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, it was a high value of 60 MPa, and was suitable for a structural member.

<比較例1>
下記の処方により、エポキシ樹脂組成物を得た。なお、得られたエポキシ樹脂組成物は二液型の形態であり、使用前に主剤と硬化剤を混合して使用した。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):85部
・GAN(N,N−ジグリシジルアニリン、分子量:205、日本化薬工業(株)製):15部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):34.6部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):6.1部
・TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):0.5部。
<Comparative Example 1>
An epoxy resin composition was obtained according to the following formulation. In addition, the obtained epoxy resin composition was a two-component form, and used the main ingredient and the hardening | curing agent mixed before use.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 85 parts-GAN (N, N-diglycidylaniline, molecular weight: 205, Nippon Kayaku Kogyo ( Co., Ltd.): 15 parts "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 34.6 parts3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd. )): 6.1 parts · TBC (t-butylcatechol, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.): 0.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は323mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は80Pa・sであり、主剤100部に対して硬化剤41.2部混合した混合物の70℃における初期粘度は234mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は215分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-described method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 323 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 80 Pa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 41.2 parts of the curing agent was 234 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 215 minutes.

得られた混合物を用いて、前記方法にて樹脂硬化物を作製し、樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度210℃、25℃における曲げ弾性率は4.2GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。   Using the obtained mixture, a cured resin was prepared by the above-described method, and the physical properties of the cured resin were measured. As a result, the flexural modulus at a glass transition temperature of 210 ° C. and 25 ° C. was 4.2 GPa. It was suitable as a matrix resin for fiber-reinforced composite materials produced by transfer molding.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、前記したバインダーの無い繊維基材1を用いて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、33MPaと低い値であり、構造部材に不適であった。   Using the obtained epoxy resin composition, a fiber reinforced composite material was produced using the above-described fiber base 1 without a binder, and the 90-degree tensile strength was measured. It was inappropriate.

<比較例2>
比較例1で得られた二液型のエポキシ樹脂組成物を前記したバインダーの無い繊維基材2を用いて、前記方法にて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、37MPaと低い値であり、構造部材に不適であった。
<Comparative example 2>
As a result of producing a fiber reinforced composite material by the above method using the above-described fiber base material 2 without a binder, the two-pack type epoxy resin composition obtained in Comparative Example 1, and measuring the tensile strength at 90 degrees, The value was as low as 37 MPa, which was unsuitable for structural members.

<比較例3>
下記の処方により、比較例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):31部
・GOT(N,N−ジグリシジル−O−トルイジン、分子量:219、日本化薬工業(株)製):40部
・SR−NPG(ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、分子量:216、阪本薬品工業(株)):5部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
・“EPON(登録商標)”825(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、分子量:380、ジャパンエポキシレジン(株)製):15部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):26.6部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):5.7部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):5.7部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):1.5部。
<Comparative Example 3>
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 by the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 31 parts GOT (N, N-diglycidyl-O-toluidine, molecular weight: 219, Nippon Kayaku) Industrial Co., Ltd.): 40 parts SR-NPG (Neopentyl glycol diglycidyl ether, molecular weight: 216, Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.): 5 parts “Kane Ace (registered trademark)” MX416 (“Araldite” MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle diameter: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C.), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer): 25 parts masterbatch): 12 parts "EPON (registered trademark)" 825 (Bisfe Lumpur A type epoxy resin, molecular weight: 380, manufactured by Japan Epoxy Resins Co.): 15 parts of "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.): 26.6 parts3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd. ) Ltd.): 5.7 parts "Seikakyua (registered trademark)" S (4,4'-diaminodiphenyl sulfone, manufactured by Seika Corporation): 5.7 parts TBC (t-butyl catechol, Dainippon ink and chemicals Industrial Co., Ltd.): 1.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は103mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は72mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤39.5部混合した混合物の70℃における初期粘度は94mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は163分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-described method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 103 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 72 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 39.5 parts of the curing agent was 94 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 163 minutes.

比較例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度178℃、25℃における曲げ弾性率は3.2GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。   As a result of measuring physical properties of the cured resin as in Comparative Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 178 ° C. and 25 ° C. is 3.2 GPa, and the fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding is used. Suitable for matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、前記したバインダー付き繊維基材1を用いて、前記方法にて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、37MPaと低い値であり、構造部材に不適であった。   Using the obtained epoxy resin composition, a fiber-reinforced composite material was prepared by the above-described method using the above-described fiber substrate 1 with a binder, and the tensile strength at 90 degrees was measured. As a result, it was a low value of 37 MPa. It was unsuitable for structural members.

<比較例4>
比較例3で得られた二液型のエポキシ樹脂組成物を前記したバインダー付き繊維基材2を用いて、前記方法にて繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、37MPaと低い値であり、構造部材に不適であった。
<Comparative example 4>
As a result of producing a fiber reinforced composite material by the above-described method using the above-mentioned fiber base material 2 with a binder obtained from the two-component epoxy resin composition obtained in Comparative Example 3, and measuring the 90-degree tensile strength, 37 MPa It was a low value and unsuitable for structural members.

<比較例5>
下記の処方により、比較例1と同様に二液型のエポキシ樹脂組成物を得た。
「主剤」
・“アラルダイト(登録商標)”MY721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、分子量:450、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ製):26部
・GOT(N,N−ジグリシジル−O−トルイジン、分子量:219、日本化薬工業(株)製):40部
・“デナコール(登録商標)”EX−821(ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、n=4、分子量:370、ナガセケムテックス(株)):10部
・“カネエース(登録商標)”MX416(“アラルダイト”MY721:75部/コアシェルポリマー(体積平均粒子径:100nm、コア成分:架橋ポリブタジエン(ガラス転移温度:−70℃)、シェル:PMMA/グリシジルメタクリレート/スチレン共重合物):25部のマスターバッチ):12部
・“EPON(登録商標)”825(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、分子量:380、ジャパンエポキシレジン(株)製):15部
「硬化剤」
・“jERキュア(登録商標)”W(ジエチルトルエンジアミン、ジャパンエポキシレジン(株)製):25.6部
・3,3’−DAS(3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、小西化学工業(株)製):5.5部
・“セイカキュア(登録商標)”S(4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、セイカ(株)製):5.5部
・ TBC(t−ブチルカテコール、大日本インキ化学工業(株)製):1.5部。
<Comparative Example 5>
A two-pack type epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 by the following formulation.
"Main agent"
"Araldite (registered trademark)" MY721 (tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, molecular weight: 450, manufactured by Huntsman Advanced Materials): 26 parts-GOT (N, N-diglycidyl-O-toluidine, molecular weight: 219, Nippon Kayaku) Industrial Co., Ltd.): 40 parts "Denacol (registered trademark)" EX-821 (polyethylene glycol diglycidyl ether, n = 4, molecular weight: 370, Nagase ChemteX Corporation): 10 parts-"Kaneace (registered) Trademark) "MX416 (" Araldite "MY721: 75 parts / core-shell polymer (volume average particle size: 100 nm, core component: crosslinked polybutadiene (glass transition temperature: -70 ° C), shell: PMMA / glycidyl methacrylate / styrene copolymer)) : 25 parts masterbatch): 12 parts "EPON (registered trademark)" 825 (bisphenol A type epoxy resin, molecular weight: 380, manufactured by Japan Epoxy Resins Co.): 15 parts of "curing agent"
"JER Cure (registered trademark)" W (diethyltoluenediamine, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.): 25.6 parts3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenylsulfone, Konishi Chemical Industries, Ltd.) )): 5.5 parts ・ "Seika Cure (registered trademark)" S (4,4'-diaminodiphenyl sulfone , manufactured by Seika Co., Ltd.): 5.5 parts-TBC (t-butylcatechol, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Industrial Co., Ltd.): 1.5 parts.

得られたエポキシ樹脂組成物を前記方法にて粘度測定を行った結果、主剤の70℃における粘度は120mPa・s、硬化剤の70℃における粘度は72mPa・sであり、主剤103部に対して硬化剤38.1部混合した混合物の70℃における初期粘度は105mPa・sであり、70℃の温度下で1000mPa・sに達する時間は157分であった。   As a result of measuring the viscosity of the obtained epoxy resin composition by the above-mentioned method, the viscosity of the main agent at 70 ° C. is 120 mPa · s, and the viscosity of the curing agent at 70 ° C. is 72 mPa · s. The initial viscosity at 70 ° C. of the mixture obtained by mixing 38.1 parts of the curing agent was 105 mPa · s, and the time to reach 1000 mPa · s at a temperature of 70 ° C. was 157 minutes.

比較例1と同様に樹脂硬化物の物性を測定した結果、ガラス転移温度171℃、25℃における曲げ弾性率は3.0GPaであり、レジン・トランスファー・モールディング成形により作製される繊維強化複合材料のマトリックス樹脂に適していた。   As a result of measuring the physical properties of the cured resin as in Comparative Example 1, the flexural modulus at a glass transition temperature of 171 ° C. and 25 ° C. is 3.0 GPa, and the fiber-reinforced composite material produced by resin transfer molding is used. Suitable for matrix resin.

得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、比較例4と同様に繊維強化複合材料を作製し、90度引張強度を測定した結果、41MPaと低い値であり、構造部材に不適であった。   Using the obtained epoxy resin composition, a fiber reinforced composite material was produced in the same manner as in Comparative Example 4, and the 90-degree tensile strength was measured. As a result, it was a low value of 41 MPa, which was unsuitable for a structural member.

Claims (8)

少なくとも次の構成要素[A]、[B]、[C]、[D]および[E]を含むエポキシ樹脂組成物であって、構成要素[A]を全エポキシ樹脂100重量部中に40〜85重量部、構成要素[B]を全エポキシ樹脂100重量部中に10〜55重量部、構成要素[C]を全エポキシ樹脂100重量部中に5〜10重量部、構成要素[E]を全エポキシ樹脂100重量部中に0.5〜10重量部含み、かつ、構成要素[D]は全芳香族ジアミン100重量部中に、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンと4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが重量比を10:90〜90:10として10〜40重量部配合され、構成要素[E]は平均粒子径が体積平均粒子径で1〜500nmであることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
[A]1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
[B]1分子中にジグリシジルアニリン骨格を1個有し、エポキシ基が2個のエポキシ樹脂
[C]繰り返し単位数nが6〜22であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
[D]70℃における粘度が500mPa・s以下である液状芳香族ジアミン
[E]コアシェルポリマー粒子
An epoxy resin composition comprising at least the following components [A], [B], [C], [D] and [E] , wherein the component [A] is 40 to 40 parts by weight in 100 parts by weight of the total epoxy resin. 85 parts by weight, 10 to 55 parts by weight of component [B] in 100 parts by weight of total epoxy resin, 5 to 10 parts by weight of component [C] in 100 parts by weight of total epoxy resin, and component [E] 0.5 to 10 parts by weight in 100 parts by weight of total epoxy resin, and component [D] is 3,3′-diaminodiphenylsulfone and 4,4′-diamino in 100 parts by weight of total aromatic diamine. An epoxy resin composition characterized in that diphenylsulfone is blended in a weight ratio of 10:90 to 90:10 and 10 to 40 parts by weight, and the constituent element [E] has a volume average particle diameter of 1 to 500 nm. object.
[A] Epoxy resin having three or more epoxy groups in one molecule [B] Epoxy resin having one diglycidylaniline skeleton in one molecule and two epoxy groups [C] The number of repeating units n is Polyethylene glycol diglycidyl ether [D] 6 to 22 [D] Liquid aromatic diamine [E] core-shell polymer particles having a viscosity at 70 ° C. of 500 mPa · s or less
構成要素[D]において、硬化促進剤が全エポキシ樹脂100重量部に対し0.5〜3重量部配合されている、請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 1, wherein in the constituent element [D], 0.5 to 3 parts by weight of the curing accelerator is blended with respect to 100 parts by weight of the total epoxy resin. 構成要素[D]に配合される硬化促進剤がt−ブチルカテコールである、請求項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition of Claim 2 whose hardening accelerator mix | blended with component [D] is t-butyl catechol. 70℃において、測定開始から5分以内の粘度が500mPa・s以下であり、かつ粘度が1000mPa・sに達する時間が60分以上である、請求項1〜のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein, at 70 ° C, the viscosity within 5 minutes from the start of measurement is 500 mPa · s or less, and the time until the viscosity reaches 1000 mPa · s is 60 minutes or more. object. 少なくとも次の構成要素[A]、[B]、[C]および[E]を含む主剤であって、構成要素[A]を全エポキシ樹脂100重量部中に40〜85重量部、構成要素[B]を全エポキシ樹脂100重量部中に10〜55重量部、構成要素[C]を全エポキシ樹脂100重量部中に5〜10重量部、構成要素[E]を全エポキシ樹脂100重量部中に0.5〜10重量部含み、構成要素[E]は平均粒子径が体積平均粒子径で1〜500nmである、70℃における粘度が500mPa・s以下である主剤と、少なくとも次の構成要素[D]を含む硬化剤であって、構成要素[D]は全芳香族ジアミン100重量部中に、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンと4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが重量比を10:90〜90:10として10〜40重量部配合されている、70℃における粘度が500mPa・s以下である硬化剤を混合する工程を含む、二液型エポキシ樹脂組成物の製造方法。
[A]1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
[B]1分子中にジグリシジルアニリン骨格を1個有し、エポキシ基が2個のエポキシ樹脂
[C]繰り返し単位数nが6〜22であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
[D]70℃における粘度が500mPa・s以下である液状芳香族ジアミン
[E]コアシェルポリマー粒子
At least the following components [A], [B], [C] and [E] the A including base resin, 40 to 85 parts by weight of component [A] in 100 parts by weight of total epoxy resin, component [B] is 10 to 55 parts by weight in 100 parts by weight of all epoxy resins, component [C] is 5 to 10 parts by weight in 100 parts by weight of all epoxy resins, and component [E] is 100 parts by weight of all epoxy resins. Containing 0.5 to 10 parts by weight, component [E] has an average particle size of 1 to 500 nm in terms of volume average particle size , a main agent having a viscosity at 70 ° C. of 500 mPa · s or less, and at least the following components elements [D] a including curing agent, component [D] is in 100 parts by weight of the total aromatic diamine, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone in a weight ratio of From 10:90 to 90:10 0-40 are parts by weight blended, comprising the step of viscosity for mixing a curing agent is less than 500 mPa · s at 70 ° C., a manufacturing method of a two-part epoxy resin composition.
[A] Epoxy resin having three or more epoxy groups in one molecule [B] Epoxy resin having one diglycidylaniline skeleton in one molecule and two epoxy groups [C] The number of repeating units n is Polyethylene glycol diglycidyl ether [D] 6 to 22 [D] Liquid aromatic diamine [E] core-shell polymer particles having a viscosity at 70 ° C. of 500 mPa · s or less
少なくとも請求項1〜のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、または請求項に記載の方法で製造された二液型エポキシ樹脂組成物の硬化物と炭素繊維から構成される繊維強化複合材料。 The fiber reinforced composite material comprised from the hardened | cured material and carbon fiber of the epoxy resin composition in any one of Claims 1-4 at least, or the two-component epoxy resin composition manufactured by the method of Claim 5 . 前記炭素繊維を有してなる繊維基材が、該炭素繊維のストランドからなる経糸とこれに平行に配列されたガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸と、これらと直交するように配列されたガラス繊維または化学繊維からなる緯糸からなり、該補助経糸と該緯糸が互いに交差することにより、炭素繊維のストランドが一体に保持されて織物が形成されているノンクリンプ構造の織物である、請求項に記載の繊維強化複合材料。 The fiber base material having the carbon fiber is arranged so that the warp made of the carbon fiber strand and the auxiliary warp of the fiber bundle made of glass fiber or chemical fiber arranged in parallel to the carbon fiber are orthogonal to these. A non-crimp woven fabric comprising a weft made of a glass fiber or a chemical fiber, wherein the auxiliary warp and the weft intersect each other so that the strands of carbon fibers are held together to form a woven fabric. Item 7. A fiber-reinforced composite material according to Item 6 . 前記炭素繊維のストランドからなる経糸とこれに平行に配列されたガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸と、これらと直交するように配列されたガラス繊維または化学繊維からなる緯糸からなり、該補助経糸と該緯糸が互いに交差することにより、炭素繊維のストランドが一体に保持されて織物が形成されているノンクリンプ構造の織物を型内に配置し、請求項1〜のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、または請求項に記載の方法で製造された二液型エポキシ樹脂組成物を注入して含浸させた後、加熱硬化させる、繊維強化複合材料の製造方法。 It consists of a warp composed of carbon fiber strands, an auxiliary warp of a fiber bundle composed of glass fibers or chemical fibers arranged parallel thereto, and a weft composed of glass fibers or chemical fibers arranged so as to be orthogonal thereto, by the auxiliary warp and weft yarns cross each other, strands of carbon fibers are held together by placing the fabric non-crimp structure fabric is formed in a mold, according to any one of claims 1-4 A method for producing a fiber-reinforced composite material, wherein the epoxy resin composition or the two-component epoxy resin composition produced by the method according to claim 5 is injected and impregnated, and then cured by heating.
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