JP6241583B1 - 繊維強化成形材料及びそれを用いた成形品 - Google Patents
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Abstract
Description
炭素繊維への樹脂含浸性がより向上することから、200〜8000mPa・s(25℃)の範囲が好ましい。
温度計、窒素導入管、撹拌機を設けた2Lフラスコに、エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン850」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188)661質量部、ビスフェノールA 58.8質量部、及び2−メチルイミダゾール0.36質量部を仕込み、120℃に昇温して3時間反応させ、エポキシ当量を測定した。エポキシ当量が設定通り240になったことを確認後、60℃付近まで冷却した後、メタクリル酸253質量部、及びt−ブチルハイドロキノン0.28質量部を仕込み、窒素と空気とを1対1で混合したガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2−メチルイミダゾール0.25質量部を入れ、110℃に昇温して10時間反応させると、酸価が6以下になったので、反応を終了した。60℃付近まで冷却した後、反応容器より取り出し、水酸基価206mg/KOHのビニルエステル(A−1)を得た。
合成例1と同様のフラスコに、エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン850」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188)667質量部、ビスフェノールA 96.9質量部、及び2−メチルイミダゾール0.38質量部を仕込み、120℃に昇温して3時間反応させ、エポキシ当量を測定した。エポキシ当量が設定通り283になったことを確認後、60℃付近まで冷却した後、メタクリル酸228質量部、及びt−ブチルハイドロキノン0.29質量部を仕込み、窒素と空気とを1対1で混合したガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2−メチルイミダゾール0.23質量部を入れ、110℃に昇温して10時間反応させると、酸価が6以下になったので、反応を終了した。60℃付近まで冷却した後、反応容器より取り出し、水酸基価204mgKOH/gのビニルエステル(A−2)を得た。
合成例1と同様のフラスコに、エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン850」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188)656質量部、ビスフェノールA 147質量部、及び2−メチルイミダゾール0.4質量部を仕込み、120℃に昇温して3時間反応させ、エポキシ当量を測定した。エポキシ当量が設定通り365になったことを確認後、60℃付近まで冷却した後、メタクリル酸185質量部、及びt−ブチルハイドロキノン0.29質量部を仕込み、窒素と空気とを1対1で混合したガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2−メチルイミダゾール0.18質量部を入れ、110℃に昇温して10時間反応させると、酸価が6以下になったので、反応を終了した。60℃付近まで冷却した後、反応容器より取り出し、水酸基価202mgKOH/gのビニルエステル(A−3)を得た。
合成例1と同様のフラスコに、エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン850」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188)677質量部、メタクリル酸310質量部、及びt−ブチルハイドロキノン0.29質量部を仕込み、窒素と空気とを1対1で混合したガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2−メチルイミダゾール0.60質量部を入れ、110℃に昇温して10時間反応させると、酸価が6以下になったので、反応を終了した。60℃付近まで冷却した後、反応容器より取り出し、水酸基価213mgKOH/gのビニルエステル(A−4)を得た。
合成例1と同様のフラスコに、エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン 850−CRP」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量170)680質量部、メタクリル酸337質量部、及びt−ブチルハイドロキノン0.29質量部を仕込み、窒素と空気とを1対1で混合したガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2−メチルイミダゾール0.67質量部を入れ、110℃に昇温して10時間反応させると、酸価が6以下になったので、反応を終了した。60℃付近まで冷却した後、反応容器より取り出し、水酸基価210mgKOH/gのビニルエステル(RA−1)を得た。
合成例1で得たビニルエステル(A−1)60質量部をフェノキシエチルメタクリレート40質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(三井化学株式会社製「コスモネートLL」、以下、「ポリイソシアネート(C−1)」と略記する。)23.3質量部、及び重合開始剤(化薬アクゾ株式会社製「カヤカルボンAIC−75」、有機過酸化物、以下、「重合開始剤(D−1)」と略記する。)1部を混合し、樹脂組成物(X−1)を得た。この樹脂組成物(X−1)における
モル比(NCO/OH)は0.71であった。
上記で得られた繊維強化成形材料(1)を室温でフィルムから剥がす際の取り扱い性を下記の基準に従って評価した。
○:フィルムに樹脂の付着がなし
△:フィルムに樹脂の付着が少しあり
×:フィルムに樹脂の付着があり
上記で得られた繊維強化成形材料(1)を室温でフィルムから剥がした後のタック性を下記の基準に従って評価した。
○:指に成形材料の付着がなし
△:指に成形材料の付着が少しあり
×:指に成形材料の付着があり
上記で得られたシート状の繊維強化成形材料(1)をフィルムから剥離し、30cm×15cmにカットしたものを3枚重ね、30×30cm2の平板金型の左半分にセットし、プレス金型温度150℃、プレス時間2分間、プレス圧力8MPaで成形し、厚み2mmの平板状の成形品(1)を得た。
上記の成形品(1)作製時の成形性を下記の基準に従い評価した。
○:成形材料の流動性あり、成形品欠損なし
×:成形材料の流動性不十分で、成形品欠損あり
上記で得られた成形品(1)のうち、繊維強化成形材料(1)が金型内に流動して得られた右半分について、外観を目視により下記の基準に従い評価した。
○:ふくれなし
×:ふくれあり
上記で得られた成形品(1)のうち、繊維強化成形材料(1)が流動して得られた右半分について、JIS K7074に準拠し、3点曲げ試験を行い、曲げ強さ、曲げ弾性率を測定した。
合成例2で得たビニルエステル(A−2)55質量部をフェノキシエチルメタクリレート45質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)21.9質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(X−2)を得た。この樹脂組成物(X−2)におけるモル比(NCO/OH)は0.74であった。
合成例2で得たビニルエステル(A−2)55質量部をベンジルメタクリレート45質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)21.9質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(X−3)を得た。この樹脂組成物(X−3)におけるモル比(NCO/OH)は0.74であった。
合成例3で得たビニルエステル(A−3)50質量部をフェノキシエチルメタクリレート50質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)14.6質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(X−4)を得た。この樹脂組成物(X−4)におけるモル比(NCO/OH)は0.55であった。
合成例4で得たビニルエステル(A−4)60質量部をフェノキシエチルメタクリレート40質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)24.9質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(X−5)を得た。この樹脂組成物(X−5)におけるモル比(NCO/OH)は0.74であった。
合成例3で得たビニルエステル(A−3)55質量部をスチレン45質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)10.7質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(RX−1)を得た。この樹脂組成物(RX−1)におけるモル比(NCO/OH)は0.37であった。
合成例3で得たビニルエステル(A−3)70質量部をメチルメタクリレート30質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)10.7質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(RX−2)を得た。この樹脂組成物(RX−2)におけるモル比(NCO/OH)は0.29であった。
合成例5で得たビニルエステル(RA−1)60質量部をフェノキシエチルメタクリレート40質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)24.2質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(RX−3)を得た。この樹脂組成物(RX−3)におけるモル比(NCO/OH)は0.74であった。
合成例1で得たビニルエステル(A−1)35質量部をフェノキシエチルメタクリレート65質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)15.4質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(RX−4)を得た。この樹脂組成物(RX−4)におけるモル比(NCO/OH)は0.80であった。
合成例2で得たビニルエステル(A−2)55質量部をフェノキシエチルメタクリレート45質量部に溶解させた樹脂溶液100質量部に、ポリイソシアネート(C−1)28.1質量部、及び重合開始剤(D−1)1部を混合し、樹脂組成物(RX−5)を得た。この樹脂組成物(RX−5)におけるモル比(NCO/OH)は0.95であった。
Claims (5)
- エポキシ当量が180〜500の範囲であるエポキシ樹脂(a1)と(メタ)アクリル酸(a2)との反応物であるビニルエステル(A)、引火点が100℃以上の不飽和単量体(B)、ポリイソシアネート(C)、重合開始剤(D)、及び繊維長2.5〜50mmの炭素繊維(E)を必須原料とする繊維強化成形材料であって、前記ビニルエステル(A)と前記不飽和単量体(B)との質量比((A)/(B))が40/60〜85/15の範囲であり、前記ポリイソシアネート(C)のイソシアネート基(NCO)と前記ビニルエステル(A)の水酸基(OH)とのモル比(NCO/OH)が0.25〜0.85の範囲であることを特徴とする繊維強化成形材料。
- 前記不飽和単量体(B)が、フェノキシエチルメタクリレート及び/又はベンジルメタクリレートである請求項1記載の繊維強化成形材料。
- 前記エポキシ樹脂(a1)のエポキシ基(EP)と前記(メタ)アクリル酸(a2)のカルボキシル基(COOH)とのモル比(COOH/EP)が0.6〜1.1の範囲である請求項1又は2記載の繊維強化成形材料。
- 前記ポリイソシアネート(C)が、芳香族系ポリイソシアネートである請求項1〜3のいずれか1項記載の繊維強化成形材料。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の繊維強化成形材料を用いた成形品。
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