JP5609040B2 - RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME - Google Patents

RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME Download PDF

Info

Publication number
JP5609040B2
JP5609040B2 JP2009189069A JP2009189069A JP5609040B2 JP 5609040 B2 JP5609040 B2 JP 5609040B2 JP 2009189069 A JP2009189069 A JP 2009189069A JP 2009189069 A JP2009189069 A JP 2009189069A JP 5609040 B2 JP5609040 B2 JP 5609040B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
composite material
reinforced composite
reinforced
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009189069A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011038049A (en
Inventor
小林 厚子
厚子 小林
小椋 一郎
一郎 小椋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
DIC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIC Corp filed Critical DIC Corp
Priority to JP2009189069A priority Critical patent/JP5609040B2/en
Publication of JP2011038049A publication Critical patent/JP2011038049A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5609040B2 publication Critical patent/JP5609040B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、優れた流動性を発現し、その硬化物において機械的強度に優れるために、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材などに適する繊維強化複合材料、その製造方法、及び該繊維強化複合材料のマトリックス樹脂材料に関する。   The present invention provides a fiber-reinforced composite material suitable for aircraft members, spacecraft members, automobile members, and the like, and a method for producing the same, and the fiber-reinforced composite because it exhibits excellent fluidity and excellent mechanical strength in the cured product. The present invention relates to a matrix resin material.

エポキシ樹脂及びその硬化剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物は、高耐熱性、耐湿性、寸法安定性等の諸物性に優れる点から半導体封止材やプリント配線基板、ビルドアップ基板、レジストインキ等の電子部品、導電ペースト等の導電性接着剤やその他接着剤、アンダーフィルなどの液状封止材、液晶シール材、フレキシブル基板用カバーレイ、ビルドアップ用接着フィルム、塗料、フォトレジスト材料、顕色材料、繊維強化複合材料等で広く用いられている。   An epoxy resin composition containing an epoxy resin and its curing agent as essential components is excellent in various physical properties such as high heat resistance, moisture resistance, and dimensional stability, so that it is a semiconductor encapsulant, a printed wiring board, a build-up board, a resist ink. Electronic parts such as conductive paste, conductive adhesives such as conductive paste and other adhesives, liquid sealing materials such as underfill, liquid crystal sealing materials, flexible substrate coverlays, build-up adhesive films, paints, photoresist materials, Widely used in color materials, fiber reinforced composite materials, etc.

これらの中で特に、エポキシ樹脂及び硬化剤をマトリックス成分として強化繊維に含浸、硬化させてなる繊維強化樹脂成形品は、軽量・高強度といった特性に加え、その優れた高耐熱性、強度、低硬化収縮率、耐薬品性、高弾性率等の諸性能を兼備する点から自動車産業、航空宇宙産業など一般産業分野において要求が高い。   Among these, in particular, fiber reinforced resin molded products obtained by impregnating and curing reinforcing fibers as a matrix component with an epoxy resin and a curing agent are not only light weight and high strength, but also have excellent high heat resistance, strength, and low strength. There is a high demand in general industrial fields such as the automobile industry and the aerospace industry because they have various performances such as cure shrinkage, chemical resistance and high elastic modulus.

しかしながら、一般にエポキシ樹脂は常温で高粘度流動体乃至は固形であるため、繊維強化材に樹脂含浸する工程ではエポキシ樹脂の実用レベルの流動性を確保する為に樹脂成分を加熱する必要があるが、加熱によりエポキシ樹脂の硬化が促進され、却って高粘度化および含浸不良を招くといった問題が生じていた。とりわけ、炭素繊維強化熱硬化性プラスチック(CFRP)の分野で、近年、圧倒的なサイクルタイムと低設備コストから普及が進んでいるレジン・トランスファー・モールディング(RTM)法による成形技術は、成形のハイサイクル化の観点から、熱硬化性樹脂材料の低粘度・高流動性が重要な課題となっていた。   However, since an epoxy resin is generally a high-viscosity fluid or solid at room temperature, it is necessary to heat the resin component in order to ensure a practical level of fluidity of the epoxy resin in the step of impregnating the fiber reinforcement with resin. However, the curing of the epoxy resin is accelerated by heating, and on the contrary, there has been a problem that the viscosity is increased and the impregnation is poor. In particular, in the field of carbon fiber reinforced thermosetting plastics (CFRP), the molding technology based on the resin transfer molding (RTM) method, which has been spreading in recent years due to overwhelming cycle time and low equipment cost, From the viewpoint of cycling, the low viscosity and high fluidity of thermosetting resin materials have become important issues.

従来よりCFRPマトリックス用のエポキシ樹脂材料における流動性を改善する手段として、3,4−エポキシシクロへキシメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートに代表される脂肪族エポキシ化合物、或いは、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンに代表されるポリグリシジルアミンを、アクリル酸、スチレン、ラジカル重合開始剤と共に配合して液状組成物を調整し、これを炭素繊維基材に含浸後、加熱し、エポキシ基とアクリル酸との反応を行うと共にラジカル重合させて成形品を得る技術が知られている(下記特許文献1参照)。   Conventionally, as means for improving fluidity in epoxy resin materials for CFRP matrix, aliphatic epoxy compounds represented by 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, or N, N, Polyglycidylamine typified by N ', N'-tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is blended with acrylic acid, styrene and a radical polymerization initiator to prepare a liquid composition, which is impregnated into a carbon fiber substrate and heated. In addition, a technique is known in which a molded product is obtained by performing a radical polymerization while reacting an epoxy group with acrylic acid (see Patent Document 1 below).

しかしながら、かかる脂肪族エポキシ化合物、或いは、ポリグリシジルアミンを、アクリル酸、スチレン、ラジカル重合開始剤と共に配合した組成物は、流動性に優れ、繊維強化材への含浸性に優れ、かつ、硬化物における弾性率が高いものの、脆く、靱性に劣り、その為、とりわけ繊維強化樹脂成形品にした場合に充分な強度が得られないものであった。   However, a composition in which such an aliphatic epoxy compound or polyglycidylamine is blended with acrylic acid, styrene, and a radical polymerization initiator is excellent in fluidity, excellent in impregnation into fiber reinforcement, and cured. Although the elastic modulus was high, it was brittle and inferior in toughness, so that sufficient strength could not be obtained especially when it was made into a fiber-reinforced resin molded product.

一方、CFRP用途におけるRTM法に適するエポキシ樹脂材料として、例えばエポキシ当量200g/eq.以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂を主剤として用い、かつ、硬化剤成分として室温で液状の芳香族ポリアミン、及び、ルイス酸と塩基の錯体を使用することにより、熱硬化性樹脂成分の流動性を改善すると共に、更に低温硬化性を改善し、RTM法におけるCFRPの生産性を向上させる技術が知られている(特許文献2参照)。   On the other hand, as an epoxy resin material suitable for the RTM method in CFRP applications, for example, an epoxy equivalent of 200 g / eq. The following bisphenol F type epoxy resin is used as the main agent, and the fluidity of the thermosetting resin component is improved by using an aromatic polyamine that is liquid at room temperature and a Lewis acid / base complex as the curing agent component. In addition, a technique for further improving low-temperature curability and improving CFRP productivity in the RTM method is known (see Patent Document 2).

しかしながら、前記したエポキシ当量200g/eq.以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂、室温で液状の芳香族ポリアミン、及びルイス酸と塩基の錯体を配合した熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂自体の低粘度化を図ってはいるものの、組成物全体として未だ粘度が高く、例えば、RTM成形における樹脂注入時において100℃前後の加熱が不可欠であり、硬化反応による増粘の虞が残る他、エネルギー的にランニングコスト高となる他、成形サイクル時間を十分に短縮することができないものであった。加えて、硬化物における靱性が十分でなく自動車産業や航空宇宙産業など高度な強度が求められる分野への適用が困難なものであった。   However, the epoxy equivalent of 200 g / eq. The following bisphenol F type epoxy resin, aromatic polyamine that is liquid at room temperature, and thermosetting resin material containing a complex of Lewis acid and base are designed to reduce the viscosity of the epoxy resin itself, but the entire composition As the viscosity is still high, for example, heating at around 100 ° C. is indispensable at the time of resin injection in RTM molding, there is a risk of thickening due to the curing reaction, the running cost is increased in terms of energy, and the molding cycle time is reduced. It could not be shortened sufficiently. In addition, the toughness of the cured product is not sufficient, making it difficult to apply to fields that require high strength such as the automobile industry and aerospace industry.

特開昭55−110115号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-110115 特開2006−265434号公報JP 2006-265434 A

従って、本発明が解決しようとする課題は、流動性に優れ、繊維基材への含浸性に優れると共に、硬化物に優れた靱性を与える繊維強化複合材料用樹脂組成物、その硬化物、成形品に優れた強度を与える繊維強化複合材料、強度に優れる繊維強化樹脂成形品、及び生産性良好な繊維強化樹脂成形品の製造方法を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the resin composition for fiber reinforced composite material, which has excellent fluidity and impregnation into a fiber base material, and gives excellent toughness to a cured product, its cured product, and molding An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced composite material that gives an excellent strength to a product, a fiber-reinforced resin molded product that is excellent in strength, and a method for manufacturing a fiber-reinforced resin molded product that has good productivity.

本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、繊維強化剤に含浸硬化させる熱硬化性樹脂成分として、ビスフェノール型エポキシ樹脂(A)、下記構造式(1) As a result of intensive investigations to solve the above problems, the present inventors have determined that, as a thermosetting resin component impregnated and cured in a fiber reinforcing agent, a bisphenol type epoxy resin (A), the following structural formula (1)

Figure 0005609040

(式中、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、Xはエステル結合又はカーボネート結合、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表し、nは1〜5の整数を示す。)
で表される酸基含有ラジカル重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)を必須成分とする組成物を用い、これらを連続的乃至同時に硬化させる、所謂イン・サイチュー重合反応による硬化を行うこと、即ち、前記酸基含有重合性単量体(B)中の酸基を前記エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基と反応させると共に、該酸基含有重合性単量体(B)に起因するラジカル重合性基を重合させることにより、硬化前では、低温域、例えば25℃の常温であっても優れた流動性を発現すると伴に、硬化後は優れた靱性を発現することを見出し、本発明を完成するに至った。
Figure 0005609040

(Wherein R 1 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, X is an ester bond or carbonate bond, R 2 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, or aromatic carbonization. Represents a hydrogen group, and n represents an integer of 1 to 5.)
A so-called in situ polymerization reaction in which a radically polymerizable monomer (B) and a radical polymerization initiator (C) represented by the formula are used as essential components and these are cured continuously or simultaneously. That is, the acid group in the acid group-containing polymerizable monomer (B) is reacted with the epoxy group in the epoxy resin (A), and the acid group-containing polymerizable monomer ( By polymerizing the radically polymerizable group resulting from B), before curing, it exhibits excellent fluidity even in a low temperature range, for example, at room temperature of 25 ° C., and also exhibits excellent toughness after curing. As a result, the present invention has been completed.

即ち、本発明は、ビスフェノール型エポキシ樹脂(A)、下記構造式(1) That is, the present invention relates to a bisphenol type epoxy resin (A), the following structural formula (1)

Figure 0005609040

(式中、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、Xはエステル結合又はカーボネート結合、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表し、nは1〜5の整数を示す。)
で表される酸基含有ラジカル重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)を必須成分とし、前記ビスフェノール型エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基と、前記酸基含有ラジカル重合性単量体(B)中の酸基との当量比[エポキシ基/酸基]が1/1〜1/0.1となる割合であることを特徴とする繊維強化複合材料用樹脂組成物に関する。
Figure 0005609040

(Wherein R 1 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, X is an ester bond or carbonate bond, R 2 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, or aromatic carbonization. Represents a hydrogen group, and n represents an integer of 1 to 5.)
The acid group-containing radical polymerizable monomer (B) and the radical polymerization initiator (C) represented by the formula are essential components , the epoxy group in the bisphenol-type epoxy resin (A), and the acid group-containing radical. polymerizable monomer (B) equivalent ratio [epoxy groups / group] is 1 / 1-1 / 0.1 and consisting ratio der Rukoto fiber-reinforced composite material for resin, wherein the acid groups in the Relates to the composition.

本発明は、更に、前記繊維強化複合材料用樹脂組成物をイン・サイチュー重合反応させることにより得られる硬化物に関する。   The present invention further relates to a cured product obtained by subjecting the resin composition for fiber-reinforced composite material to an in situ polymerization reaction.

本発明は、更に、前記繊維強化複合材料用樹脂組成物と、強化繊維とを必須成分とする繊維強化複合材料に関する。   The present invention further relates to a fiber-reinforced composite material comprising the resin composition for fiber-reinforced composite material and reinforcing fibers as essential components.

本発明は、更に、前記繊維強化複合材料用樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを必須成分とする繊維強化樹脂成形品に関する。
本発明は、更に、型内に配置した強化繊維からなる基材に、前記繊維強化複合材料用樹脂組成物を注入し、含浸させた後、イン・サイチュー重合反応させることにより硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法に関する。
The present invention further relates to a fiber reinforced resin molded product comprising a cured product of the resin composition for fiber reinforced composite material and reinforcing fibers as essential components.
The present invention is further characterized by injecting and impregnating the resin composition for fiber-reinforced composite material into a base material composed of reinforcing fibers arranged in a mold, followed by curing by in-situ polymerization reaction. The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced resin molded product.

本発明によれば、流動性に優れ、繊維基材への含浸性に優れると共に、硬化物に優れた靱性を与える繊維強化複合材料用樹脂組成物、その硬化物、成形品に優れた靱性を与える繊維強化複合材料、靱性に優れる繊維強化樹脂成形品、及び生産性良好な繊維強化樹脂成形品の製造方法を提供できる。
従って、本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物を用いれば、エポキシ系CFRPの製造法において、一層のハイサイクル化が可能となると共に、高強度な繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
According to the present invention, the resin composition for a fiber reinforced composite material that has excellent fluidity, excellent impregnation into a fiber substrate, and excellent toughness in a cured product, and excellent toughness in the cured product and molded product. It is possible to provide a fiber-reinforced composite material to be provided, a fiber-reinforced resin molded article having excellent toughness, and a method for producing a fiber-reinforced resin molded article having good productivity.
Therefore, if the resin composition for fiber reinforced composite materials of the present invention is used, a higher cycle can be achieved and a high-strength fiber reinforced resin molded product can be obtained in the process for producing epoxy CFRP.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物は、その熱硬化性樹脂成分として、エポキシ樹脂(A)、脂肪族エステル結合又は脂肪族カーボネート結合を有する酸基含有ラジカル重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)を必須成分とするものである。そして、繊維強化材へ該組成物を含浸させた後、これを一度に反応させること、即ち、エポキシ基と酸基との反応と、ラジカル重合性基の重合反応とを特に反応工程として区別することなく両反応を同時乃至連続的に行うことを特徴としている。このようにイン・サイチュー重合反応により硬化させることで、硬化前においては流動性が著しく高くRTM法におけるハイサイクル化が可能となると共に、硬化物における靱性を飛躍的に向上させることができる。一方、イン・サイチュー重合反応により得られる硬化物は、エポキシ樹脂(A)と、前記脂肪族エステル結合又は脂肪族カーボネート結合を有する酸基含有ラジカル重合性単量体(B)(以下、これを「酸基含有ラジカル重合性単量体(B)」と略記する。)とを予め反応させてビニルエステル化したのち、これをラジカル重合させる場合に比べて、硬化物の強度を一層高めることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention includes an epoxy resin (A), an acid group-containing radical polymerizable monomer (B) having an aliphatic ester bond or an aliphatic carbonate bond as its thermosetting resin component. And a radical polymerization initiator (C) as essential components. Then, after impregnating the composition into the fiber reinforcement, the reaction is performed at once, that is, the reaction between the epoxy group and the acid group and the polymerization reaction of the radical polymerizable group are distinguished as reaction steps. The reaction is characterized in that both reactions are carried out simultaneously or continuously. Thus, by curing by in-situ polymerization reaction, fluidity is remarkably high before curing, and high cycle can be achieved in the RTM method, and toughness in the cured product can be dramatically improved. On the other hand, the cured product obtained by the in-situ polymerization reaction includes an epoxy resin (A) and an acid group-containing radical polymerizable monomer (B) having an aliphatic ester bond or an aliphatic carbonate bond (hereinafter referred to as this). It is abbreviated as “acid group-containing radically polymerizable monomer (B)”) to give a vinyl ester, and then the strength of the cured product can be further increased as compared with the case of radical polymerization. it can.

ここで用いるエポキシ樹脂(A)は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、等のビスフェノール型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、前記エポキシ樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。 As used herein, the epoxy resin (A), for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin etc., Te tiger-bisphenol A type epoxy Resin etc. are mentioned. Moreover, the said epoxy resin may be used independently and may mix 2 or more types.

これらのビスフェノール型エポキシ樹脂、特にエポキシ樹脂自体が低粘度であって、強化繊維への含浸性に優れる点、及び硬化物の耐熱性、強度の物性バランスが良好である点から好まし、特に常温での流動性に優れ、強化繊維への含浸性が良好となる点からエポキシ当量500g/eq.以下のものが好ましく、とりわけ硬化物の剛性、耐湿熱性などのバランスに優れる点からビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましい。また、該ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ当量は、組成物の流動性の点から100〜300g/eq.の範囲であることが特に好ましい。 These bisphenol type epoxy resins, especially epoxy resin itself is a low viscosity, enhanced because of excellent impregnation into fibers, and heat resistance of the cured product, rather better or balance of properties strength point is good RaYoshimi In particular, the epoxy equivalent is 500 g / eq. From the viewpoint of excellent fluidity at room temperature and good impregnation into reinforcing fibers. The following are preferable, and bisphenol A type epoxy resins are particularly preferable from the viewpoint of excellent balance between the rigidity of the cured product and heat and humidity resistance. The epoxy equivalent of the bisphenol-type epoxy resin is 100 to 300 g / eq. It is particularly preferable that the range is

本発明で用いるエポキシ樹脂(A)は、前記した通り、ビスフェノール型エポキシ樹脂であるが、本発明では、これらビスフェノール型エポキシ樹脂にその他のエポキシ樹脂を目的に応じて併用してもよいその場合、ビスフェノール型エポキシ樹脂100質量部あたり、その他のエポキシ樹脂を5〜80質量部となる割合であることがビスフェノール型エポキシ樹脂の前記性能が十分発揮させることができる点から好ましい。ここで用いるその他のエポキシ樹脂は、例えば、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールフェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールSノボラック型エポキシ樹脂、アルコキシ基含有ノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;その他、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(通称ザイロック樹脂のエポキシ化物)、レゾルシンのジグリシジルエーテル、ハイドロキノンのジグリシジルエーテル、カテコールのジグリシジルエーテル、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、硫黄含有エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂等の2官能型エポキシ樹脂、トリグリシジルシソシアヌレート、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、ビフェニル変性ノボラック型エポキシ樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール樹脂のエポキシ化物)、アルコキシ基含有ノボラック型エポキシ樹脂、アルコキシ基含有フェノールアラルキル樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらその他のエポキシ樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。 Epoxy resin (A) used in the present invention, as described above, is a bisphenol-type epoxy resins, the present invention may be used in combination depending on the purpose of these bisphenol type epoxy resins and other epoxy resins. In that case, from the viewpoint of capable of bisphenol type epoxy resins 1 00 parts by weight per other things epoxy resin is a ratio of the 5 to 80 parts by weight the performance of the bisphenol type epoxy resins can be sufficiently exhibited. Other epoxy resins used here include, for example, orthocresol novolak type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, brominated phenol phenol novolak type epoxy resin, alkylphenol novolak type epoxy resin. Resin, bisphenol S novolac type epoxy resin, alkoxy group-containing novolac type epoxy resin, novolac type epoxy resin such as brominated phenol novolak type epoxy resin, etc .; phenol aralkyl type epoxy resin (commonly known as epoxidized zylock resin), resorcin di Glycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, catechol diglycidyl ether, biphenyl type epoxy resin, Bifunctional epoxy resins such as lamethylbiphenyl type epoxy resin, sulfur-containing epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, triphenylmethane type epoxy resin, tetraphenylethane type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol addition Reactive epoxy resin, biphenyl-modified novolac epoxy resin (epoxidized polyhydric phenol resin in which phenol nucleus is linked by bismethylene group), alkoxy group-containing novolac epoxy resin, alkoxy group-containing phenol aralkyl resin, brominated phenol novolak type An epoxy resin etc. are mentioned. These other epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.

次に、本発明で用いる酸基含有ラジカル重合性単量体(B)は、硬化物に優れた強度を付与し、靱性を向上させる為の必須の成分であり、下記構造式(1)   Next, the acid group-containing radical polymerizable monomer (B) used in the present invention is an essential component for imparting excellent strength to the cured product and improving toughness, and the following structural formula (1)

Figure 0005609040

(式中、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、Xはエステル結合又はカーボネート結合、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表し、nは1〜5の整数を示す。)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005609040

(Wherein R 1 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, X is an ester bond or carbonate bond, R 2 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, or aromatic carbonization. Represents a hydrogen group, and n represents an integer of 1 to 5.).

上記一般式(1)中、Rが炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基であり、かつ、Rが炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基であることから、その硬化物において架橋密度が高くなり過ぎず適度な柔軟性を付与することができ、靱性を飛躍的に高めることができる。 In the general formula (1), R 1 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and R 2 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, or aromatic carbonization Since it is a hydrogen group, the crosslink density does not become too high in the cured product, and appropriate flexibility can be imparted, and toughness can be dramatically increased.

ここで、前記構造式1中、Xとしてエステル結合を有するものとしては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと炭素原子数2〜10の飽和脂肪族多価カルボン酸とを反応させて得られる化合物;ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと芳香族ジカルボン酸又はその酸無水物とを反応させて得られる化合物;ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと、炭素原子数2〜10の飽和脂肪族ジオールと、炭素原子数2〜10の飽和脂肪族多価カルボン酸とを反応させて得られる化合物;ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと、炭素原子数2〜10の飽和脂肪族ジオールと、芳香族ジカルボン酸とを反応させて得られる化合物が挙げられる。   Here, in the structural formula 1, X having an ester bond is a compound obtained by reacting a hydroxyalkyl (meth) acrylate with a saturated aliphatic polyvalent carboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms; Compound obtained by reacting alkyl (meth) acrylate with aromatic dicarboxylic acid or acid anhydride thereof; hydroxyalkyl (meth) acrylate, saturated aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms, and 2 to 2 carbon atoms Compound obtained by reacting 10 saturated aliphatic polyvalent carboxylic acid; obtained by reacting hydroxyalkyl (meth) acrylate, saturated aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms, and aromatic dicarboxylic acid Compounds.

ここでヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、β−ヒドロキシエチルメタアクリレート、β−ヒドロキシエチルアクリレートが挙げられる。   Here, examples of the hydroxyalkyl (meth) acrylate include β-hydroxyethyl methacrylate and β-hydroxyethyl acrylate.

また、炭素原子数2〜10の飽和脂肪族多価カルボン酸としては、無水コハク酸、アジピン酸、テトラヒドロフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。また、芳香族ジカルボン酸又はその酸無水物としては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラブロモフタル酸、テトラブロモ無水フタル酸等が挙げられる。   Examples of the saturated aliphatic polyvalent carboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms include succinic anhydride, adipic acid, tetrahydrophthalic acid, and cyclohexanedicarboxylic acid. Examples of the aromatic dicarboxylic acid or its acid anhydride include phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrabromophthalic acid, and tetrabromophthalic anhydride.

更に、炭素原子数2〜10の飽和脂肪族ジオールとしては、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジエタノール、1,3−シクロヘキサンジエタノール、1,4−シクロヘキサンジエタノールなどが挙げられる。これらのなかでも炭素原子数が4〜8のブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールがエポキシ樹脂(A)との相溶性に優れる点から好ましい。   Further, as the saturated aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3- Propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanediethanol, 1,3-cyclohexane Ethanol, 1,4-cyclohexane diethanol, and the like. Of these, butanediol, pentanediol, hexanediol, cyclohexanediol, and cyclohexanedimethanol having 4 to 8 carbon atoms are preferred from the viewpoint of excellent compatibility with the epoxy resin (A).

また、前記構造式(1)中、Xとしてカーボネート結合を有するものとしては、例えば、前記炭素原子数2〜10の脂肪族ジオールと炭酸ジアルキルをエステル交換反応によりポリカーボネートジオールを得た後(メタ)アクリル酸又はその誘導体と反応させて得られる化合物が挙げられる。   Moreover, as what has a carbonate bond as X in the said Structural formula (1), for example, after obtaining polycarbonate diol by transesterification of the said C2-C10 aliphatic diol and dialkyl carbonate (meta) The compound obtained by making it react with acrylic acid or its derivative (s) is mentioned.

これらのなかでも特に硬化物に適度な柔軟性を付与できる点から、前記構造式(1)中のXがエステル結合であるものが好ましく、特に、β−ヒドロキシエチルメタアクリレートと無水コハク酸との付加物である3‐[[2‐(メタクリロイルオキシ)エトキシ]カルボニル]プロピオン酸、β−ヒドロキシエチルメタアクリレートとヘキサヒドロフタル酸との付加物である2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸が好ましい。   Among these, X is preferably an ester bond in the structural formula (1) from the viewpoint that moderate hardness can be imparted to the cured product, in particular, β-hydroxyethyl methacrylate and succinic anhydride. Preference is given to 3-[[2- (methacryloyloxy) ethoxy] carbonyl] propionic acid which is an adduct, and 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid which is an adduct of β-hydroxyethyl methacrylate and hexahydrophthalic acid.

本発明で用いるラジカル重合開始剤(C)は、熱ラジカル重合開始剤として用いられるものであればよく、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、P−メンタンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、α、α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、イソブチリルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、桂皮酸パーオキサイド、m−トルオイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、α、α’−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3,−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチ−ルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレイックアシッド、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−m−トルオイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等が挙げられる。   The radical polymerization initiator (C) used in the present invention is not particularly limited as long as it is used as a thermal radical polymerization initiator. For example, methyl ethyl ketone peroxide, methylcyclohexanone peroxide, methyl acetoacetate peroxide, acetylacetone peroxide, 1, 1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) 3,3,5 -Trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, 1,1-bis (t-butylperoxy) ) Cyclododecane, n-butyl 4,4-bis (t-butyl pero) B) Valerate, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, t-butyl hydroperoxide, P-menthane hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, t-hexyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, α, α '-Bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3, Isobutyryl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide Id, lauroyl peroxide, cinnamic acid peroxide, m-toluoyl peroxide, benzoyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-3-methoxybutylperoxy Dicarbonate, di-2-ethylhexylperoxydicarbonate, di-sec-butylperoxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate, di (4-t-butylcyclohexyl) peroxy Dicarbonate, α, α′-bis (neodecanoylperoxy) diisopropylbenzene, cumylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, 1-cyclohexyl- 1-methyl Ruethyl peroxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, 2,5-dimethyl -2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2- Ethyl hexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxymaleic acid, t -Butylperoxylaurate, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate , T-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate, t-hexyl Peroxybenzoate, t-butylperoxy-m-toluoylbenzoate, t-butylperoxybenzoate, bis (t-butylperoxy) isophthalate, t-butylperoxyallyl monocarbonate, 3,3 ′, 4 Examples include 4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone.

以上詳述したエポキシ樹脂(A)、前記酸基含有重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)の配合割合は、前記エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基と、前記酸基含有重合性単量体(B)中の酸基との当量比[エポキシ基/酸基]が1/1〜1/0.1となる割合であって、かつ、(A)成分〜(C)成分の合計100質量部あたりラジカル重合開始剤(C)の配合量が0.01〜3質量部となる割合であることが、組成物の流動性と硬化物の靱性のバランスが良好なものとなる点から好ましく、特に、前記エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基と、前記酸基含有重合性単量体(B)中の酸基との当量比[エポキシ基/酸基]が1/1〜1/0.48となる割合であることが、流動性及び硬化物の靱性のバランスがより優れたものとなる点から好ましい。また、特に前記エポキシ樹脂(A)としてエポキシ当量500g/eq.以下のビスフェノール型エポキシ樹脂を用いる場合には、前記配合割合は、前記エポキシ樹脂(A)が50〜90質量部、前記酸基含有重合性単量体(B)が10〜40質量部、及びラジカル重合開始剤(C)が0.5〜2質量部となる割合であることが流動性、強化繊維への含浸性の点から好ましい。   The blending ratio of the epoxy resin (A), the acid group-containing polymerizable monomer (B), and the radical polymerization initiator (C) detailed above is the same as the epoxy group in the epoxy resin (A) and the acid. The equivalent ratio [epoxy group / acid group] with the acid group in the group-containing polymerizable monomer (B) is a ratio of 1/1 to 1 / 0.1, and the component (A) to ( C) The balance of the fluidity of the composition and the toughness of the cured product is good when the blending amount of the radical polymerization initiator (C) is from 0.01 to 3 parts by mass per 100 parts by mass of the total component. In particular, the equivalent ratio [epoxy group / acid group] of the epoxy group in the epoxy resin (A) and the acid group in the acid group-containing polymerizable monomer (B) is 1 in particular. / 1 to 1 / 0.48 is a better balance of fluidity and toughness of the cured product. Preferable from the point. In particular, the epoxy resin (A) has an epoxy equivalent of 500 g / eq. In the case of using the following bisphenol type epoxy resin, the blending ratio is such that the epoxy resin (A) is 50 to 90 parts by mass, the acid group-containing polymerizable monomer (B) is 10 to 40 parts by mass, and It is preferable from the point of fluidity | liquidity and the impregnation property to a reinforced fiber that it is a ratio from which a radical polymerization initiator (C) will be 0.5-2 mass parts.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物では、上記したエポキシ樹脂(A)、前記酸基含有重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)に加え、更に、硬化物の強度及び耐熱性が向上する点から、前記不飽和カルボン酸又はその無水物であって、分子量160以下のラジカル重合性単量体(D)(以下、これを「低分子量酸基含有重合性単量体(D)」と略記する。)を併用することが好ましい。ここで用いる前記低分子量酸基含有重合性単量体(D)としては、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、及びこれらの酸無水物からなる群から選択されるものであることが組成物の流動性向上の効果が顕著なものとなる点から好ましい。   In the resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention, in addition to the epoxy resin (A), the acid group-containing polymerizable monomer (B), and the radical polymerization initiator (C), From the viewpoint of improving strength and heat resistance, the unsaturated carboxylic acid or its anhydride, which is a radical polymerizable monomer (D) having a molecular weight of 160 or less (hereinafter referred to as “low molecular weight acid group-containing polymerizable monomer”). (It is abbreviated as “mer (D)”). Specific examples of the low molecular weight acid group-containing polymerizable monomer (D) used here include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, and acid anhydrides thereof. It is preferable from the point that the effect of improving the fluidity of the composition is remarkable.

これらのなかでも特に、粘度低減の効果、及び硬化物の強度に優れる点からアクリル酸、メタクリル酸が好ましく、特にメタクリル酸が好ましい。かかる低分子量酸基含有重合性単量体(D)の使用割合は、具体的には、前記酸基含有重合性単量体(B)と低分子量酸基含有重合性単量体(D)とのモル比[酸基含有重合性単量体(B)/低分子量酸基含有重合性単量体(D)]が95/5〜20/80となる割合であることが、硬化性に優れ硬化物強度が一層向上する点から好ましい。更に、この場合において、エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基の総モル数(An)に対する酸基含有重合性単量体(B)の酸基の総モル数(Bn)及び低分子量酸基含有重合性単量体(D)中の酸基及び酸無水物基の総モル数(Dn)の合計モル数の割合「(An)/[(Bn)+(Dn)]」が1/1〜1/0.48となる範囲であることが、流動性及び硬化性が良好な組成物となる点から好ましい。   Among these, acrylic acid and methacrylic acid are particularly preferable, and methacrylic acid is particularly preferable from the viewpoint of the effect of reducing the viscosity and the strength of the cured product. Specifically, the use ratio of the low molecular weight acid group-containing polymerizable monomer (D) is as follows: the acid group-containing polymerizable monomer (B) and the low molecular weight acid group-containing polymerizable monomer (D). And the molar ratio [acid group-containing polymerizable monomer (B) / low molecular weight acid group-containing polymerizable monomer (D)] is a ratio of 95/5 to 20/80. It is preferable from the viewpoint that the excellent cured product strength is further improved. Furthermore, in this case, the total number of moles of acid groups (Bn) of the acid group-containing polymerizable monomer (B) relative to the total number of moles (An) of epoxy groups in the epoxy resin (A) and the content of low molecular weight acid groups The ratio “(An) / [(Bn) + (Dn)]” of the total number of moles (Dn) of acid groups and acid anhydride groups in the polymerizable monomer (D) is 1/1 to A range of 1 / 0.48 is preferable from the viewpoint of a composition having good fluidity and curability.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物では、更に、組成物の流動性の改善、及び粘度調整といった観点から芳香族ビニル化合物又は(メタ)アクリル酸エステル(E)(以下、これを「ラジカル重合性単量体(E)」と略記する。)を併用することができる。   In the fiber-reinforced composite material resin composition of the present invention, an aromatic vinyl compound or (meth) acrylic acid ester (E) (hereinafter referred to as “radical” from the viewpoints of improving the fluidity of the composition and adjusting the viscosity. (Abbreviated as “polymerizable monomer (E)”).

かかるラジカル重合性単量体(E)中、芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、ジビニルベンゼンが挙げられる。   In the radical polymerizable monomer (E), examples of the aromatic vinyl compound include styrene, methylstyrene, halogenated styrene, and divinylbenzene.

一方、(メタ)アクリル酸エステル類としては、各種の単官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレートを用いることができ、例えば、単官能(メタ)アクリレートとしては例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、3−メトキシブチル、アミル、イソアミル、2−エチルヘキシル、オクチル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ドデシル、トリデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ステアリル、イソステアリル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、ノニルフェノキシエチル、グリシジル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、イソボルニル、ジシクロペンタニル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニロキシエチル等の置換基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。   On the other hand, as the (meth) acrylic acid esters, various monofunctional (meth) acrylates and polyfunctional (meth) acrylates can be used. For example, monofunctional (meth) acrylates include, for example, methyl, ethyl, propyl , Butyl, 3-methoxybutyl, amyl, isoamyl, 2-ethylhexyl, octyl, isooctyl, nonyl, isononyl, decyl, isodecyl, dodecyl, tridecyl, hexadecyl, octadecyl, stearyl, isostearyl, cyclohexyl, benzyl, methoxyethyl, butoxyethyl , Having a substituent such as phenoxyethyl, nonylphenoxyethyl, glycidyl, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, isobornyl, dicyclopentanyl, dicyclopentenyl, dicyclopentenyloxyethyl ( Data) acrylate, and the like.

また、多官能(メタ)アクリレートとしては例えば、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、トリシクロデカンジメタノール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール1モルに2モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール1モルに4モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに2モルのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジまたはトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに4モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、
ジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性アルキル化リン酸(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Examples of the polyfunctional (meth) acrylate include 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol. Di (meth) such as neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, tricyclodecane dimethanol, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol Di (meth) acrylate of diol obtained by adding 2 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of 1,6-hexanediol, acrylate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate di (meth) acrylate , Di (meth) acrylate of diol obtained by adding 4 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of neopentyl glycol, Diol obtained by adding 2 mol of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of bisphenol A Di (meth) acrylate, 3 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide added to 1 mol of trimethylolpropane, diol or tri (meth) acrylate of triol, 4 mol or more of ethylene oxide or propylene per 1 mol of bisphenol A Di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra of diol obtained by adding oxide Meth) acrylate,
Examples include di (pentaerythritol) poly (meth) acrylate, ethylene oxide-modified phosphoric acid (meth) acrylate, and ethylene oxide-modified alkylated phosphoric acid (meth) acrylate.

これらのなかでも特にワニスの更なる低粘度化が可能となる点から、スチレン、メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、ジビニルベンゼン、単官能(メタ)アクリレートが好ましく、特にスチレン又は単官能(メタ)アクリレート、特にスチレンが硬化物の強度が優れる点から好ましい。   Of these, styrene, methylstyrene, halogenated styrene, divinylbenzene, and monofunctional (meth) acrylate are preferred, and particularly styrene or monofunctional (meth) acrylate, since the viscosity of the varnish can be further reduced. In particular, styrene is preferable because the strength of the cured product is excellent.

ここで、ラジカル重合性単量体(E)を用いる場合、前記した(A)〜(D)の各成分及び該ラジカル重合性単量体(E)の合計質量100質量部に対して、該ラジカル重合性単量体(E)が50質量部〜5質量部、特に35質量部〜5質量部となる割合であることが硬化物強度を低下させることなく、流動性を高めることができ強化繊維への含浸性がより良好なものとなる点から好ましい。   Here, when the radical polymerizable monomer (E) is used, the total mass of the components (A) to (D) described above and the radical polymerizable monomer (E) is 100 parts by mass. The ratio of the radical polymerizable monomer (E) in the range of 50 parts by mass to 5 parts by mass, particularly 35 parts by mass to 5 parts by mass can enhance the fluidity without reducing the strength of the cured product. It is preferable from the viewpoint of better impregnation into the fiber.

また、本発明では、前記した前記酸基含有重合性単量体(B)に加え、更に、低分子量酸基含有重合性単量体(D)やラジカル重合性単量体(E)を併用する場合、ラジカル重合開始剤(C)の使用量は、組成物100質量部あたり、0.01〜5質量部であることが硬化性の点から好ましい。   In the present invention, in addition to the acid group-containing polymerizable monomer (B), a low molecular weight acid group-containing polymerizable monomer (D) and a radical polymerizable monomer (E) are used in combination. When doing, it is preferable from a sclerosing | hardenable point that the usage-amount of a radical polymerization initiator (C) is 0.01-5 mass parts per 100 mass parts of compositions.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物は、更に、前記エポキシ樹脂(A)と、前記酸基含有重合性単量体(B)とを反応させるための反応触媒を適宜併用することもできる。この反応触媒としては、例えばトリエチルアミン、N,N−ベンジルジメチルアミン、N,N−ジメチルフェニルアミン、N,N−ジメチルアニリンもしくはジアザビシクロオクタンの如き3級アミン類;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、メチルトリエチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等のホスフィン類;2−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;トリフェニルスチビン、アニオン交換樹脂等が挙げられる。該触媒の使用量はワニスである繊維強化複合材料用樹脂組成物中、0.01〜5質量%、特に0.05〜5質量%となる範囲であることが、反応性に優れる点から好ましい。   The resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention can further appropriately use a reaction catalyst for reacting the epoxy resin (A) with the acid group-containing polymerizable monomer (B). . Examples of the reaction catalyst include tertiary amines such as triethylamine, N, N-benzyldimethylamine, N, N-dimethylphenylamine, N, N-dimethylaniline or diazabicyclooctane; trimethylbenzylammonium chloride, triethylbenzyl Quaternary ammonium salts such as ammonium chloride and methyltriethylammonium chloride; phosphines such as triphenylphosphine and tributylphosphine; imidazoles such as 2-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole; Examples include triphenyl stibine and anion exchange resin. The amount of the catalyst used is preferably in the range of 0.01 to 5% by mass, particularly 0.05 to 5% by mass in the resin composition for fiber-reinforced composite material that is a varnish from the viewpoint of excellent reactivity. .

以上詳述した本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物は、更に硬化物に難燃性を付与する観点から難燃剤を併用できる。ここで用いる難燃剤としては、ポリ臭素化ジフェニルエーテル、ポリ臭素化ビフェニル、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂等のハロゲン系難燃剤、及び、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、シリコーン系難燃剤、無機系難燃剤、有機金属塩系難燃剤等の非ハロゲン系難燃剤が挙げられる。これらのなかでも特に近年のノンハロゲンの要求が高いことから非ハロゲン系難燃剤が好ましい。   The resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention described in detail above can further use a flame retardant from the viewpoint of imparting flame retardancy to the cured product. Examples of the flame retardant used here include halogen-based flame retardants such as polybrominated diphenyl ether, polybrominated biphenyl, tetrabromobisphenol A, and tetrabromobisphenol A type epoxy resin, and phosphorus-based flame retardants, nitrogen-based flame retardants, and silicones. Non-halogen flame retardants such as flame retardants, inorganic flame retardants, and organic metal salt flame retardants. Of these, non-halogen flame retardants are preferred because of the recent high demand for non-halogens.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物には、必要に応じて、シランカップリング剤、離型剤、イオントラップ剤、顔料等、種々の配合剤を添加することができる。   Various compounding agents, such as a silane coupling agent, a mold release agent, an ion trap agent, and a pigment, can be added to the resin composition for fiber-reinforced composite materials of the present invention as necessary.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物は、前記した各成分を、均一に撹拌することにより、液状の組成物として容易に得ることができる。   The resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention can be easily obtained as a liquid composition by uniformly stirring the above-described components.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物は、有機溶剤無しで、或いは、極少量の使用でワニス化することができる。ここで、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、N,N−ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノールなどが挙げられる。この有機溶剤の使用量は、組成物中10質量%以下であることが好ましく、特に実質的に有機溶剤を使用しないことが好ましい。   The resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention can be varnished without using an organic solvent or by using a very small amount. Here, acetone, methyl ethyl ketone, toluene, xylene, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether, N, N-dimethylformamide, methanol, ethanol and the like can be mentioned. The amount of the organic solvent used is preferably 10% by mass or less in the composition, and it is particularly preferable that the organic solvent is not substantially used.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物、即ち強化繊維含浸用のワニスは、従来に比べ流動性が高く、かつ、硬化後は優れた靱性を発現するものであるが、強化繊維含浸へ含浸・硬化させる際の温度条件、特にRTM法で成形する際の温度条件における粘度(E型粘度計)が500mPa・s以下であることが好ましい。本発明では、かかる性能が顕著に現れる点から、上記各成分を均一に混合したワニスは、ワニス調整後1時間経過後の25℃にてE型粘度計(東機産業(株)製「TV−20形」コーンプレートタイプ)を使用して測定した粘度が500mPa・s以下、具体的には5〜500mPa・sであることが好ましい。本発明ではワニス粘度がこのように従来のCFRP用ワニスに比べ低粘度であるため、該ワニスを繊維強化材への含浸させる際の加熱温度を低く抑えること、乃至は5〜40℃の常温領域での含浸が可能となる。更に、上記ワニスは貯蔵安定性に優れ、ワニス調整後1週間経過した後であっても、その増粘は僅かであって、25℃で5〜500mPa・sの粘度条件を維持することができる。他方、このような低粘度ワニスでありながら繊維強化材に含浸、イン・サイチュー重合反応により硬化させて得られる成形品は、優れた強度を発現する。このような本発明の特異な性能がより顕著に現れる点から、前記粘度は特に300mPa・s以下、であることが好ましく、特にエポキシ当量500g/eq.以下のビスフェノール型エポキシ樹脂を用いる場合、前記粘度は200mPa・s以下であることが好ましい。このようにエポキシ当量500g/eq.以下のビスフェノール型エポキシ樹脂を用いる場合、200mPa・s以下という極めて低い粘度に調整しても優れた靱性を有する硬化物、成形品を得ることができる。   The resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention, that is, the varnish for impregnating reinforcing fibers has higher fluidity than the conventional one and expresses excellent toughness after curing. -It is preferable that the viscosity (E-type viscometer) in the temperature condition at the time of hardening, especially the temperature condition at the time of molding by the RTM method is 500 mPa · s or less. In the present invention, since such performance appears remarkably, a varnish in which each of the above components is uniformly mixed is an E-type viscometer (“TV” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25 ° C. after 1 hour from the varnish adjustment. It is preferable that the viscosity measured using a “-20 type” cone plate type) is 500 mPa · s or less, specifically 5 to 500 mPa · s. In the present invention, the varnish viscosity is thus lower than that of the conventional CFRP varnish, so that the heating temperature when impregnating the varnish into the fiber reinforcement is kept low, or in the normal temperature range of 5 to 40 ° C. Impregnation with is possible. Furthermore, the varnish is excellent in storage stability, and even after one week has passed since the varnish adjustment, the viscosity is slight, and the viscosity condition of 5 to 500 mPa · s can be maintained at 25 ° C. . On the other hand, a molded product obtained by impregnating a fiber reinforcing material and curing it by an in-situ polymerization reaction while exhibiting such a low viscosity varnish exhibits excellent strength. In view of such remarkable performance of the present invention, the viscosity is preferably 300 mPa · s or less, and particularly an epoxy equivalent of 500 g / eq. When the following bisphenol type epoxy resin is used, the viscosity is preferably 200 mPa · s or less. Thus, an epoxy equivalent of 500 g / eq. When the following bisphenol type epoxy resin is used, a cured product and a molded product having excellent toughness can be obtained even if the viscosity is adjusted to an extremely low viscosity of 200 mPa · s or less.

本発明の繊維強化複合材料用樹脂組成物の硬化物は、前記した通り、イン・サイチュー重合反応させることにより得られるものである。ここで、イン・サイチュー重合反応とは、前記した通り、エポキシ基と酸基との反応と、ラジカル重合性基の重合反応とを特に反応工程として区別することなく両反応を同時乃至連続的に行うものである。ここで、イン・サイチュー重合反応とは、前記した通り、エポキシ基と酸基との反応と、ラジカル重合性基の重合反応とを特に反応工程として区別することなく両反応を同時乃至連続的に行うものである。   As described above, the cured product of the resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention is obtained by in situ polymerization reaction. Here, as described above, the in-situ polymerization reaction means that both reactions can be performed simultaneously or continuously without distinguishing the reaction between the epoxy group and the acid group and the polymerization reaction of the radical polymerizable group as reaction steps. Is what you do. Here, as described above, the in-situ polymerization reaction means that both reactions can be performed simultaneously or continuously without distinguishing the reaction between the epoxy group and the acid group and the polymerization reaction of the radical polymerizable group as reaction steps. Is what you do.

かかるイン・サイチュー重合反応を行う際の硬化温度は、具体的には、50〜250℃の温度範囲であることが好ましく、特に、50〜100℃で硬化させ、タックフリー状の硬化物にした後、更に、120〜200℃の温度条件で処理することが好ましい。   Specifically, the curing temperature at the time of performing the in-situ polymerization reaction is preferably in the temperature range of 50 to 250 ° C., and in particular, cured at 50 to 100 ° C. to obtain a tack-free cured product. Then, it is preferable to further process at a temperature of 120 to 200 ° C.

また、本発明の繊維強化複合材料は、上記した繊維強化複合材料用樹脂組成物と、強化繊維とを必須成分とするものであり、具体的には、上記した各成分を均一に混合したワニス、即ち、繊維強化複合材料用樹脂組成物を強化繊維からなる強化基材に含浸して得られるものが挙げられる。   The fiber-reinforced composite material of the present invention comprises the above-described resin composition for fiber-reinforced composite material and reinforcing fibers as essential components, and specifically, a varnish obtained by uniformly mixing the above-described components. That is, what is obtained by impregnating a reinforcing substrate made of reinforcing fibers with a resin composition for fiber-reinforced composite materials is mentioned.

従って、前記した硬化物は、前記繊維強化複合材料用樹脂組成物を強化繊維からなる強化基材に含浸し、次いで、イン・サイチュー重合反応させることにより得られるものである。   Therefore, the above-mentioned cured product is obtained by impregnating a reinforcing base material composed of reinforcing fibers with the resin composition for fiber-reinforced composite material, and then performing in-situ polymerization reaction.

ここで、強化繊維は、強化繊維は、有撚糸、解撚糸、又は無撚糸などいずれでも良いが、解撚糸や無撚糸が、繊維強化プラスチック製部材の成形性と機械強度を両立することから、好ましい。さらに、強化繊維の形態は、繊維方向が一方向に引き揃えたものや、織物が使用できる。織物では、平織り、朱子織りなどから、使用する部位や用途に応じて自由に選択することができる。具体的には、機械強度や耐久性に優れることから、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などが挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。これらの中でもとりわけ成形品の強度が良好なものとなる点から炭素繊維が好ましく、かかる、炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系などの各種のものが使用できる。中でも、容易に高強度の炭素繊維が得られるポリアクリロニトリル系のものが好ましい。ここで、ワニスを強化繊維からなる強化基材に含浸して繊維強化複合材料とする際の強化繊維の使用量は、該繊維強化複合材料中の強化繊維の体積含有率が40〜85%の範囲となる量であることが好ましい。   Here, the reinforcing fiber may be any of a twisted yarn, an untwisted yarn, or a non-twisted yarn, but the untwisted yarn or the untwisted yarn has both the moldability and mechanical strength of the fiber-reinforced plastic member, preferable. Furthermore, the form of a reinforced fiber can use what the fiber direction arranged in one direction, and a textile fabric. The woven fabric can be freely selected from plain weaving, satin weaving, and the like according to the site and use. Specifically, since it is excellent in mechanical strength and durability, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber and the like can be mentioned, and two or more of these can be used in combination. Among these, carbon fiber is preferable from the viewpoint that the strength of the molded product is particularly good. As the carbon fiber, various types such as polyacrylonitrile-based, pitch-based, and rayon-based can be used. Among these, a polyacrylonitrile-based one that can easily obtain a high-strength carbon fiber is preferable. Here, the use amount of the reinforcing fiber when the varnish is impregnated into a reinforcing substrate made of reinforcing fibers to form a fiber-reinforced composite material is such that the volume content of the reinforcing fiber in the fiber-reinforced composite material is 40 to 85%. The amount is preferably in the range.

本発明の繊維強化樹脂成形品は、繊維強化複合材料用樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを有する成形品であり、具体的には、繊維強化樹脂成形品中の強化繊維の量は、体積含有率で40〜85%の範囲であること、特に強度の点から50〜70%の範囲であることが好ましい。   The fiber-reinforced resin molded product of the present invention is a molded product having a cured product of a resin composition for fiber-reinforced composite material and reinforcing fibers, specifically, the amount of reinforcing fibers in the fiber-reinforced resin molded product is: The volume content is preferably in the range of 40 to 85%, particularly in the range of 50 to 70% from the viewpoint of strength.

かかる繊維強化樹脂成形品を製造する方法としては、型に繊維骨材を敷き、前記ワニスを多重積層してゆくハンドレイアップ法やスプレーアップ法、オス型・メス型のいずれかを使用し、強化繊維からなる基材にワニスを含浸させながら積み重ねて成形、圧力を成形物に作用させることのできるフレキシブルな型をかぶせ、気密シールしたものを真空(減圧)成型する真空バッグ法、あらかじめ強化繊維を含有するワニスをシート状にしたものを金型で圧縮成型するSMCプレス法、繊維を敷き詰めた合わせ型に前記ワニスを注入するRTM法、強化繊維に前記ワニスを含浸させてプリプレグを製造し、これを大型のオートクレーブで焼き固める方法などが挙げられるが、これらのなかでもとりわけ、ワニスの流動性に優れる点からRTM法が好ましい。   As a method for producing such a fiber reinforced resin molded article, a fiber aggregate is laid on a mold, and a hand layup method or a spray-up method in which the varnish is laminated in multiple layers, either a male type or a female type, Vacuum bag method in which a base made of reinforcing fibers is stacked and impregnated while impregnating varnish, covered with a flexible mold that allows pressure to act on the molded product, and hermetically sealed is vacuum (reduced pressure) molding, reinforcing fibers in advance SMC press method in which a varnish containing varnish is formed into a sheet is compression-molded with a mold, RTM method in which the varnish is injected into a mating die laid with fibers, and a prepreg is produced by impregnating the varnish into a reinforcing fiber, There are methods such as baking this in a large autoclave. Among these, the RTM method is particularly preferred because of its excellent varnish fluidity. Preferred.

RTM法により繊維強化樹脂成形品を製造する方法は、具体的には、型内に配置した強化繊維からなる基材に、前記繊維強化複合材料用樹脂組成物を注入し、含浸させた後、イン・サイチュー重合反応させることにより硬化させる方法が挙げられる。   Specifically, the method for producing a fiber reinforced resin molded article by the RTM method is to inject and impregnate the resin composition for fiber reinforced composite material into a base material composed of reinforcing fibers arranged in a mold. A method of curing by in-situ polymerization reaction may be mentioned.

ここで用いる強化繊維からなる基材としては、強化繊維からなる織物、ニット、マット、ブレイド状のものが挙げられ、これらは、更に、積層、賦形し、結着剤やステッチなどの手段で形態を固定したプリフォームとして使用してもよい。   Examples of the base material made of reinforcing fibers include woven fabrics made of reinforcing fibers, knits, mats, and blades, and these are further laminated, shaped, and used by means such as binders and stitches. It may be used as a preform having a fixed form.

また、型としては、鉄、スチール、アルミニウム、FRP、木材、石膏等の材質からなるクローズドクローズドモールドが挙げられる。   Moreover, as a type | mold, the closed closed mold which consists of materials, such as iron, steel, aluminum, FRP, wood, gypsum, is mentioned.

前記RTM法による繊維強化樹脂成形品は、強化繊維からなる基材を配置した型のキャビティ内を減圧し、前記繊維強化複合材料用樹脂組成物を、減圧されたキャビティ内圧力と外部圧力との差圧を利用してキャビティ内に注入し、前記基材に含浸する真空RTM成形法であることが好ましく、具体的には、強化繊維からなる基材を下型の型面に沿わせて賦形し、上型と下型とで型締めを行い、型のキャビティ内を減圧、前記基材に前記繊維強化複合材料用樹脂組成物を含浸し、次いで前記した硬化温度条下にイン・サイチュー硬化させる方法が挙げられる。この際、強化繊維からなる基材を下型の型面に配設する前に、該型面にゲルコートを塗布することが成形品の外観が良好となる点から好ましい。硬化後、脱型して目的とする繊維強化樹脂成形品を得ることができる。本発明では、脱型後にさらに高温で後硬化を行ってもよい。   The fiber reinforced resin molded article by the RTM method is used to reduce the pressure in the cavity of a mold in which a substrate made of reinforcing fibers is disposed, and to reduce the pressure in the cavity and the external pressure of the resin composition for fiber reinforced composite material. It is preferable to use a vacuum RTM molding method in which the pressure difference is used to inject into the cavity and the substrate is impregnated. Specifically, the substrate made of reinforcing fibers is applied along the lower mold surface. Then, the upper mold and the lower mold are clamped, the mold cavity is depressurized, the base material is impregnated with the resin composition for fiber reinforced composite material, and then in-situ under the curing temperature conditions described above. The method of hardening is mentioned. At this time, it is preferable to apply a gel coat to the mold surface before disposing the base material made of reinforcing fibers on the mold surface of the lower mold, from the viewpoint of improving the appearance of the molded product. After curing, the desired fiber-reinforced resin molded product can be obtained by demolding. In the present invention, post-curing may be performed at a higher temperature after demolding.

また、型内には、強化繊維基材以外にフォームコア、ハニカムコア、金属部品などを設置し、これらと一体化した複合材としてもよい。特にフォームコアの両面に炭素繊維基材を配置して成型して得られるサンドイッチ構造体は、軽量で大きな曲げ剛性を持つので、例えば自動車や航空機などの外板材料として有用である。   In addition to the reinforcing fiber substrate, a foam core, a honeycomb core, a metal part, and the like may be installed in the mold, and a composite material integrated with these may be used. In particular, a sandwich structure obtained by placing and molding carbon fiber substrates on both sides of a foam core is lightweight and has a large bending rigidity, and thus is useful as an outer plate material for automobiles, aircrafts and the like.

このようにして得られた繊維強化樹脂成形品の用途としては、釣竿、ゴルフシャフト、自転車フレームなどのスポーツ用品、自動車、航空機のフレーム又はボディー材、宇宙機部材、風力発電機ブレードなどが挙げられる。とりわけ、自動車部材、航空機部材、宇宙機部材には高度な耐熱性、強度が要求されるため、本発明の繊維強化樹脂成形品はこれらの用途に適し、特にアンダーボディー、モノコック、プラットフォーム等の車体構造部材、バンパ、フェンダ、フロントフロア、ドア用インナパネル、ドア用アウタパネル、フードパネル等のパネル部材、インストルメントパネル等の内装部品などの自動車用部材として適する。更に、ガソリン自動車のみならず、ディーゼル車、バイオディーゼル車、燃料電池車、ハイブリッド車、電気自動車等の部材として用いることができる。   Applications of the fiber-reinforced resin molded article thus obtained include sports equipment such as fishing rods, golf shafts, bicycle frames, automobiles, aircraft frames or body materials, spacecraft members, wind power generator blades, and the like. . In particular, since automotive members, aircraft members, and spacecraft members are required to have high heat resistance and strength, the fiber-reinforced resin molded product of the present invention is suitable for these uses. It is suitable as a member for automobiles such as structural members, bumpers, fenders, front floors, door inner panels, door outer panels, panel members such as hood panels, and interior parts such as instrument panels. Furthermore, it can be used as a member of not only a gasoline vehicle but also a diesel vehicle, a biodiesel vehicle, a fuel cell vehicle, a hybrid vehicle, an electric vehicle and the like.

次に本発明を実施例、比較例により具体的に説明するが、以下において「部」及び「%」は特に断わりのない限り重量基準である。尚、各物性評価は以下の条件にて測定した。
1)ワニス粘度:25℃にてE型粘度計(東機産業(株)製「TV−20形」コーンプレートタイプを使用して測定した。
2)樹脂板の曲げ強度、曲げ弾性率:JIS K6911に準拠した。
3)炭素繊維強化複合材料の曲げ強度:JIS K7074に準拠した。
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. In the following, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified. In addition, each physical property evaluation was measured on condition of the following.
1) Varnish viscosity: Measured at 25 ° C. using an E-type viscometer (“TV-20 type” cone plate type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
2) Bending strength and flexural modulus of resin plate: compliant with JIS K6911.
3) Flexural strength of carbon fiber reinforced composite material: conformed to JIS K7074.

実施例1〜及び比較例1〜
1.エポキシ樹脂組成物配合
下記の表1に示す配合に従い、各主配合成分を、撹拌機を用いて配合してエポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ樹脂組成物調整後1時間経過したときのワニス粘度を評価した。
2.エポキシ樹脂の樹脂硬化板の作製
下記硬化条件A、B又はCにより樹脂硬化板を得、次いで各種の評価試験を行った。結果を表1に示す。なお、各実施例及び比較例で採用した硬化条件を表1に示した。
[硬化条件A]
エポキシ樹脂組成物を、厚さ2mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、オーブン中で170℃で10分間硬化させた後、型から硬化物を取り出し、樹脂硬化板を得た。
[硬化条件B]
エポキシ樹脂組成物を、厚さ2mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、オーブン中で80℃で2時間硬化させ、型から硬化物を取り出し、タックフリー状になっているのを確認した後、更に、160℃で2時間、アフターキュアを行い、厚み2mmの樹脂硬化板を得た。
[硬化条件C]
エポキシ樹脂組成物を、厚さ2mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、オーブン中で25℃で24時間硬化させ、型から硬化物を取り出し、タックフリー状になっているのを確認した後、更に、120℃で2時間、アフターキュアを行い、厚み2mmの樹脂硬化板を得た。
3.炭素繊維強化複合材料の作製
200mm×200mm×3.5mmのポリテトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体がコーティングされたSUS板上に150mm×150mmに切り出した炭素繊維織物(炭素繊維:CO6343、目付け198g/cm、東レ(株)製)を4枚積層し、エポキシ樹脂組成物をキャストしてローラーで樹脂を押し付けるようにして樹脂を含浸させ、もう1枚のポリテトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体がコーティングされたSUS板を載せた。これをオーブン中で100℃で1時間、続いて170℃で1時間アフターキュアを行い、厚さ1.5mmの繊維強化複合材料を得た。目視での確認では得られた繊維強化複合材料には気泡等のボイドは確認されなかった。これを試験片として用い、各種の評価試験を行った。結果を表1に示す。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4
1. Epoxy resin composition blending According to the blending shown in Table 1 below, each main blending component was blended using a stirrer to obtain an epoxy resin composition. The varnish viscosity when 1 hour passed after this epoxy resin composition adjustment was evaluated.
2. Preparation of cured resin plate of epoxy resin A cured resin plate was obtained under the following curing conditions A, B, or C, and then various evaluation tests were performed. The results are shown in Table 1. The curing conditions employed in each example and comparative example are shown in Table 1.
[Curing conditions A]
The epoxy resin composition is poured into a mold gap in which a spacer (silicone tube) having a thickness of 2 mm is sandwiched between glass plates, cured in an oven at 170 ° C. for 10 minutes, and then the cured product is taken out of the mold and a resin cured plate Got.
[Curing condition B]
The epoxy resin composition is poured into a mold gap in which a spacer (silicone tube) with a thickness of 2 mm is sandwiched between glass plates, cured in an oven at 80 ° C. for 2 hours, and the cured product is removed from the mold to become tack-free. Then, after-curing was further performed at 160 ° C. for 2 hours to obtain a cured resin plate having a thickness of 2 mm.
[Curing conditions C]
The epoxy resin composition is poured into a gap of a mold in which a spacer (silicone tube) having a thickness of 2 mm is sandwiched between glass plates, cured in an oven at 25 ° C. for 24 hours, and the cured product is taken out of the mold and becomes tack-free. Then, after-curing was further performed at 120 ° C. for 2 hours to obtain a cured resin plate having a thickness of 2 mm.
3. Production of Carbon Fiber Reinforced Composite Material Carbon fiber fabric (carbon fiber: CO6343, cut out to 150 mm × 150 mm on a SUS plate coated with a 200 mm × 200 mm × 3.5 mm polytetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer. 4 sheets of a basis weight of 198 g / cm 2 , manufactured by Toray Industries, Inc., cast the epoxy resin composition and impregnate the resin by pressing the resin with a roller, and another polytetrafluoroethylene / perfluoro A SUS plate coated with an alkyl vinyl ether copolymer was placed. This was after-cured in an oven at 100 ° C. for 1 hour and then at 170 ° C. for 1 hour to obtain a fiber-reinforced composite material having a thickness of 1.5 mm. Voids such as bubbles were not confirmed in the fiber-reinforced composite material obtained by visual confirmation. Using this as a test piece, various evaluation tests were performed. The results are shown in Table 1.

なお、比較例4については、ワニスの炭素繊維織物への含浸が不十分で、表面において炭素繊維がむき出し状態となった他、樹脂部分も表面に気泡も多く、評価試験に耐え得る試験片を製造することはできなかった。   For Comparative Example 4, the carbon fiber fabric was not sufficiently impregnated with the varnish, and the carbon fiber was exposed on the surface, and there were many bubbles on the surface of the resin part, and a test piece that could withstand the evaluation test was prepared. It could not be manufactured.

Figure 0005609040
Figure 0005609040

なお、実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物に使用した各成分は下記の通りである。
「BPA型液状エポキシ樹脂」:ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、商品名「EPICLON 850S」DIC(株)製、エポキシ当量188g/eq
ビニルエステル樹脂」:ビスフェノールA型エポキシメタクリレート(「EPICLON 850S」のメタクリル酸との反応生成物)
「ポリグリシジルアミン」:N,N,N’,N’−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ(株)製「ARALDITE MY721CH」)
「HO−MS」:3‐[[2‐(メタクリロイルオキシ)エトキシ]カルボニル]プロピオン酸(共栄社化学(株)製「ライトエステルHO−MS」)
「ラジカル重合開始剤A」:1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン(日油(株)製重合開始剤「パーヘキサHC」)
「ラジカル重合開始剤B」:メチルエチルケトンパーオキサイド(日油(株)製「パーメックN」)
「2E4MZ」:2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成(株)製 キュアゾール2E4MZ)
「2MZ」:2−メチルイミダゾール(四国化成(株)製「キュアゾール2MZ」)
「6%ナフテン酸コバルト」:ナフテン酸コバルト溶液(コバルト原子含有率6質量%、溶媒:ミネラルスピリット)
また、表1中の「硬化条件」における「A」「B」及び「C」は、それぞれ前記した「硬化条件A」、「硬化条件B」及び「硬化条件C」に対応するものである。
In addition, each component used for the epoxy resin composition of an Example and a comparative example is as follows.
“BPA liquid epoxy resin”: bisphenol A liquid epoxy resin, trade name “EPICLON 850S” manufactured by DIC Corporation, epoxy equivalent of 188 g / eq .
Vinyl ester resin”: bisphenol A type epoxy methacrylate (reaction product of “EPICLON 850S” with methacrylic acid)
“Polyglycidylamine”: N, N, N ′, N′-tetraglycidyldiaminodiphenylmethane (“ARLDITE MY721CH” manufactured by Huntsman Advanced Materials Co., Ltd.)
“HO-MS”: 3-[[2- (methacryloyloxy) ethoxy] carbonyl] propionic acid (“Light Ester HO-MS” manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
“Radical polymerization initiator A”: 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane (polymerization initiator “Perhexa HC” manufactured by NOF Corporation)
“Radical polymerization initiator B”: Methyl ethyl ketone peroxide (“Permec N” manufactured by NOF Corporation)
“2E4MZ”: 2-ethyl-4-methylimidazole (Cureazole 2E4MZ manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.)
“2MZ”: 2-methylimidazole (“Cureazole 2MZ” manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.)
“6% cobalt naphthenate”: cobalt naphthenate solution (cobalt atom content 6 mass%, solvent: mineral spirit)
Further, “A”, “B”, and “C” in “curing conditions” in Table 1 correspond to the “curing conditions A”, “curing conditions B”, and “curing conditions C”, respectively.

Claims (9)

エポキシ当量が500g/eq.以下のビスフェノール型エポキシ樹脂(A)、下記構造式(1)
Figure 0005609040
(式中、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、Xはエステル結合又はカーボネート結合、Rは炭素原子数2〜10の飽和脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表し、nは1〜5の整数を示す。)
で表される酸基含有ラジカル重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)を必須成分とし、更に、不飽和カルボン酸又はその無水物であって、分子量160以下のラジカル重合性単量体(D)、又は芳香族ビニル化合物又は(メタ)アクリル酸エステル(E)のどちらかを含有する繊維強化複合材料用樹脂組成物であって、前記ビスフェノール型エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基と、前記酸基含有ラジカル重合性単量体(B)中の酸基との当量比[エポキシ基/酸基]が1/1〜1/0.1となる割合であり、かつ、前記ラジカル重合開始剤(C)を組成物100質量あたり0.01〜5質量部の範囲で含有することを特徴とする繊維強化複合材料用樹脂組成物。
Epoxy equivalent is 500 g / eq. The following bisphenol type epoxy resin (A), the following structural formula (1)
Figure 0005609040
(Wherein R 1 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, X is an ester bond or carbonate bond, R 2 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, or aromatic carbonization. Represents a hydrogen group, and n represents an integer of 1 to 5.)
The radical polymerization monomer (B) and the radical polymerization initiator (C) represented by the formula are essential components, and further, an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof having a molecular weight of 160 or less. A resin composition for fiber-reinforced composite materials containing either a functional monomer (D), an aromatic vinyl compound or a (meth) acrylic ester (E), wherein the bisphenol-type epoxy resin (A) and epoxy group, Ri proportion der the equivalent ratio [epoxy groups / group] is 1 / 1-1 / 0.1 with the acid groups in the acid-group-containing radical polymerizable monomer (B), and the radical polymerization initiator (C) a fiber-reinforced composite material for a resin composition characterized that you contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight per the composition 100 wt.
請求項1記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物と、強化繊維とを必須成分とする繊維強化複合材料。 Fiber-reinforced composite material with the resin composition for fiber-reinforced composite material according to claim 1 Symbol placement, and reinforcing fibers as essential components. 強化繊維の体積含有率が40〜85%の範囲内である請求項記載の繊維強化複合材料。 The fiber-reinforced composite material according to claim 2 , wherein the volume content of the reinforcing fibers is in the range of 40 to 85%. 請求項又はに記載の繊維強化複合材料をイン・サイチュー重合反応させることにより得られる硬化物。 A cured product obtained by subjecting the fiber-reinforced composite material according to claim 2 or 3 to an in situ polymerization reaction. 請求項1記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物の硬化物と強化繊維とを必須成分とする繊維強化樹脂成形品。 A fiber-reinforced resin molded article comprising a cured product of the resin composition for fiber-reinforced composite material according to claim 1 and reinforcing fibers as essential components. 強化繊維の体積含有率が40〜85%の範囲内である請求項記載の繊維強化樹脂成形品。 The fiber-reinforced resin molded article according to claim 5 , wherein the volume content of the reinforcing fibers is in the range of 40 to 85%. 型内に配置した強化繊維からなる基材に、請求項1記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物を注入し、含浸させた後、イン・サイチュー重合反応させることにより硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。 A substrate made of reinforcing fibers and placed in a mold, injecting claim 1 Symbol placement of the fiber-reinforced composite material resin composition is impregnated, and wherein the curing by situ polymerization reaction A method for producing a fiber-reinforced resin molded product. 強化繊維からなる基材を配置した型のキャビティ内を減圧し、請求項1記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物を、減圧されたキャビティ内圧力と外部圧力との差圧を利用してキャビティ内に注入し、前記基材に含浸する真空RTM成形法を用いる、請求項記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。 Reducing the pressure in the mold was placed a substrate composed of reinforcing fibers cavity, the fiber-reinforced composite material for the resin composition of claim 1 Symbol placement, by utilizing the pressure difference between the depressurized cavity pressure and external pressure The manufacturing method of the fiber reinforced resin molded product of Claim 7 using the vacuum RTM molding method which inject | pours in a cavity and impregnates the said base material. 自動車用部材である、請求項又は記載の繊維強化樹脂成形品。 The fiber-reinforced resin molded article according to claim 5 or 6 , which is a member for automobiles.
JP2009189069A 2009-08-18 2009-08-18 RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME Expired - Fee Related JP5609040B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009189069A JP5609040B2 (en) 2009-08-18 2009-08-18 RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009189069A JP5609040B2 (en) 2009-08-18 2009-08-18 RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013045272A Division JP2013100562A (en) 2013-03-07 2013-03-07 Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured material of the same, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced resin molded article, and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011038049A JP2011038049A (en) 2011-02-24
JP5609040B2 true JP5609040B2 (en) 2014-10-22

Family

ID=43766135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009189069A Expired - Fee Related JP5609040B2 (en) 2009-08-18 2009-08-18 RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5609040B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013100562A (en) * 2013-03-07 2013-05-23 Dic Corp Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured material of the same, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced resin molded article, and method for producing the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4678560B2 (en) * 2008-07-18 2011-04-27 Dic株式会社 Epoxy resin composition, cured product thereof, method for producing cured product, optical semiconductor sealing material, and optical semiconductor device
JP5526511B2 (en) * 2008-09-04 2014-06-18 Dic株式会社 Epoxy resin composition, cured product thereof, method for producing cured product, resin composition for sealing optical semiconductor, and optical semiconductor device
JP2010195886A (en) * 2009-02-24 2010-09-09 Dic Corp Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured product of the same, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced resin molded article, and method for producing the same
JP2010196017A (en) * 2009-02-27 2010-09-09 Dic Corp Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured product of the same, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced resin molded article, and method for producing the article
KR101294713B1 (en) * 2009-08-17 2013-08-08 디아이씨 가부시끼가이샤 Resin composition for fiber-reinforced composite materials, cured product thereof, fiber-reinforced composite materials, moldings of fiber-reinforced resin, and process for production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011038049A (en) 2011-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4775520B2 (en) RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING SAME
KR101352450B1 (en) Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured object obtained therefrom, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced molded resin, and process for producing same
US10538638B2 (en) Prepregs for manufacturing composite materials
US5612424A (en) Fiber-reinforced resin composition
JP5678976B2 (en) Curable resin composition, cured product thereof, and resin material for electronic parts
JP5424021B2 (en) Resin composition for fiber reinforced composite material, cured product thereof, resin composition for printed wiring board, fiber reinforced composite material, fiber reinforced resin molded product, and production method thereof
KR102140039B1 (en) Composition of modified epoxy vinyl ester acrylate resin and prepreg using the same
JP2013100562A (en) Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured material of the same, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced resin molded article, and method for producing the same
JP2010196017A (en) Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured product of the same, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced resin molded article, and method for producing the article
JP2010195886A (en) Resin composition for fiber-reinforced composite material, cured product of the same, fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced resin molded article, and method for producing the same
JP5609040B2 (en) RESIN COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, CURED PRODUCT, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP6579417B1 (en) Carbon fiber reinforced plastic molding resin composition, molding material, molded article and method for producing molded article
CN109071738B (en) Radically curable resin composition and cured product thereof
CN110016107B (en) Curable resin composition
JP2010229218A (en) Curable resin composition, cured product thereof, and resin material for electronic part
JP5447921B2 (en) Curable resin composition, cured product thereof, and resin material for electronic parts
JP7160648B2 (en) Curable resin composition
JPH05209040A (en) Fiber-reinforced resin composition
JP2010024315A (en) Epoxy resin composition, cured product, method for producing the same, prepreg, and its structured body
JPH0725986A (en) Fiber-reinforced resin composition
JPS648649B2 (en)
JPH0129816B2 (en)
JPH04130141A (en) Fiber-reinforced resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120605

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131205

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140805

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5609040

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees