JP6698634B2 - 速硬化性組成物 - Google Patents
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Description
i)型内への材料(プリプレグ)の提供(積層)、
ii)硬化反応、及び
iii)型からの硬化製品の取り外し。
本発明のエポキシ樹脂配合物は、130℃以上のTg、好ましくは120℃以上のTg、及び20℃で水中に2週間浸漬させて熟成させたとき、90℃以上の湿性Tg(Wet Tg)、好ましくは80℃以上の湿性Tgを有するように硬化され得る。
好ましくは、樹脂材料は、室温(20℃)で、1×106Pa〜1×107Pa、より好ましくは2×106Pa〜4×106Paの貯蔵弾性率G’を有する。
好ましくは、樹脂材料は、室温(20℃)で、5×106Pa〜1×107Pa、より好ましくは7×106Pa〜9×106Paの損失弾性率G’’を有する。
好ましくは、樹脂材料は、室温(20℃)で、5×105Pa・s〜1×107Pa・s、より好ましくは7.5×105Pa・s〜5×106Pa・sの複素粘度を有する。
好ましくは、樹脂材料は、80℃で、1×106Pa・s〜2×106Pa・s、より好ましくは5〜30Pa・sの複素粘度を有する。好ましくは、樹脂材料は、80℃で、10〜25Pa・sの粘度を有する。好ましくは、樹脂材料はエポキシ樹脂である。
0.5%、1%、または2%の離型剤を含有するニート樹脂のサンプルを混合し、200gsmのフィルムに流延した。フィルムを150×150mmの正方形のG803布(Hexcel Reinforcements,Les Avenieres,France)の中に押圧してプリプレグを形成した。Hexcel CorporationによりM77の商品名で販売されている速硬化性樹脂系をニート樹脂として使用した。4層のプリプレグを脱脂したアルミニウムのプレート上に積層した。サンプルをプレス内に温充填し、150℃で6分間、7.2バールでプレス硬化した。冷めたら、硬化積層体及びこれを付けたアルミニウムをプレスから取り出し、更に小さい50mm×50mmの正方形に切断した。これらの正方形のそれぞれの中央に、内径10mm半径を切削するドリルビットを使用し、積層体を通して下のアルミニウムまで切り取った。Redux 810接着剤を使用して、これらプリプレグの円形物にドリー(dolly)を取り付けた。次に、ドリーをInstron材料試験リグに接続し、Instronを使用して、プリプレグの円形物をアルミニウムシートから取り除くのに必要な力を測定した。この引離し力を、いかなる離型剤も含まない同一のプリプレグについての引離し力に対する百分率として比較した。
0.5重量%の離型剤Axel INT−1324
95重量%のM77(Hexcel Corporation)
第2の樹脂配合物は、離型剤の重量%を1%に倍にしただけで、上述のように作製された。上述のように、サンプルを型内で硬化した。42のサンプルは、外部離型剤を再適用することなく良好に脱型された。
ニート樹脂サンプル群を、Hexcel Corporationにより供給されるM77樹脂から調製した。この樹脂サンプル群は、以下のように市販の離型剤を含有した。
なお、本発明に包含され得る諸態様は、以下のとおり要約される。
[態様1]
150℃で150秒以内に95%硬化に至るまで硬化され得ると共に120℃で4分以内に95%硬化に至るまで硬化され得る硬化剤を含有し、ASTM D7028に従った測定において140℃以下のガラス転移温度(Tg)を有する硬化樹脂を提供するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
[態様2]
前記硬化エポキシ樹脂配合物が、140℃より低い温度で、20°より小さい、好ましくは15°より小さい、より好ましくは10°より小さい位相角を有する、上記態様1に記載のエポキシ樹脂配合物。
[態様3]
前記位相角が、140℃より低い温度で、10°または20°または30°または40°より大きい、上記態様2に記載のエポキシ樹脂配合物。
[態様4]
硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、600秒未満の間、好ましくは550秒未満の間120℃で硬化されたとき、30°より小さい位相角を有し、前記配合物が離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
[態様5]
硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、350秒未満の間、好ましくは300秒未満の間130℃で硬化されたとき、30°より小さい位相角を有し、前記配合物が離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
[態様6]
前記離型剤が、不飽和脂肪酸及び/または飽和脂肪酸を含む、上記態様1〜5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
[態様7]
前記離型剤が、トリグリセリド類から選択される構成成分を含む、上記態様1〜6のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
[態様8]
前記離型剤が、多価不飽和脂肪酸及び/またはモノ飽和脂肪酸及び/または飽和脂肪酸を含む、上記態様1〜7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
[態様9]
前記離型剤が、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、及びパルミチン酸から選択される1つ以上の構成成分を含む、上記態様1〜8のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
[態様10]
上記態様1〜9のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物を含有する、プリプレグ。
[態様11]
繊維強化材と、150℃で150秒以内に硬化され得ると共に120℃で4分以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、140℃以下のTgを有し、かつ140℃以下の温度で20°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂が離型剤を含有する、プリプレグ。
[態様12]
繊維強化材と、150℃で10秒〜140秒以内に硬化され得ると共に120℃で30秒〜220秒以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、140℃以下のTgを有し、かつ140℃以下の温度で20°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂が離型剤を含有する、プリプレグ。
[態様13]
0.25〜5重量%、好ましくは0.4〜3重量%の前記離型剤を含有する、上記態様1〜12のいずれか一項に記載のエポキシまたはプリプレグ。
[態様14]
前記離型剤が、有機脂肪酸誘導体と表面活性剤のブレンドである、上記態様1〜13のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
[態様15]
前記硬化剤が、尿素系硬化剤である、上記態様1〜14のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
[態様16]
前記エポキシ樹脂が、前記エポキシ樹脂の重量に基づいて、4〜10重量%の前記硬化剤を含有する、上記態様1〜15のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
[態様17]
前記エポキシ樹脂が、少なくとも2の官能価を有する、上記態様1〜16のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
[態様18]
前記エポキシ樹脂配合物またはプリプレグが、10秒〜140秒以内の間、30秒〜180秒以内の間、好ましくは40秒〜120秒以内の間、より好ましくは35秒〜100秒以内の間、及び/または前述の範囲の組み合わせの間、硬化温度T 硬化1 で硬化され、かつ、30秒〜220秒以内の間、好ましくは80秒〜200秒以内の間、より好ましくは130秒〜190秒以内の間、及び/またはこれらの組み合わせの間、T 硬化2 の硬化温度で硬化される場合、ASTM D7028に従った測定において、T 硬化 −20℃<T g <T 硬化 、好ましくはT 硬化 −15℃<T g <T 硬化 、より好ましくはT 硬化 −10℃<T g <T 硬化 の範囲のTgを有し、T 硬化1 が180℃、160℃、または150℃から選択され、T 硬化2 が140℃、130℃、または120℃から選択される、上記態様1〜17のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
[態様19]
物品の大量連続製造のための、上記態様10〜17のいずれか一項に記載のプリプレグの使用。
[態様20]
前記製造が、前記プリプレグの形成及び加熱による硬化を含む、上記態様18に記載の使用。
[態様21]
前記プリプレグの形成及び硬化が型内で行われる、上記態様19に記載の使用。
[態様22]
前記プリプレグが、前記型内に導入され、前記型内で形成及び硬化され、5分未満で前記型から取り外される、上記態様20に記載の使用。
[態様23]
前記時間が、2分以内である、上記態様21に記載の使用。
[態様24]
上記態様1〜9のいずれか一項に記載の硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物を含む成形品を脱型する方法であって、前記成形品が、その成形品の温度の20%以内、好ましくは10%以内のTgを有する、脱型方法。
Claims (22)
- 尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、
このエポキシ樹脂配合物は、150℃で150秒以内に95%硬化に至るまで硬化され得ると共に120℃で4分以内に95%硬化に至るまで硬化され得るものであり、硬化によりASTM D7028に従った測定において140℃以下のガラス転移温度(Tg)を有する硬化樹脂を提供し、ここで、前記配合物が有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。 - 前記硬化エポキシ樹脂配合物が、140℃より低い温度で、20°より小さい位相角を有する、請求項1に記載のエポキシ樹脂配合物。
- 前記位相角が、140℃より低い温度で、10°より大きい、請求項2に記載のエポキシ樹脂配合物。
- 尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、600秒未満の間、好ましくは550秒未満の間120℃で硬化されたとき、30°より小さい位相角を有し、前記配合物が有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
- 尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、350秒未満の間、好ましくは300秒未満の間130℃で硬化されたとき、30°より小さい位相角を有し、前記配合物が有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
- 前記離型剤が、不飽和脂肪酸及び/または飽和脂肪酸を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
- 前記離型剤が、トリグリセリド類から選択される構成成分を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
- 前記離型剤が、多価不飽和脂肪酸及び/またはモノ不飽和脂肪酸及び/または飽和脂肪酸を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
- 前記離型剤が、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、及びパルミチン酸から選択される1つ以上の構成成分を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物を含有する、プリプレグ。
- 繊維強化材と、150℃で150秒以内に硬化され得ると共に120℃で4分以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、140℃以下のTgを有し、かつ140℃以下の温度で20°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂配合物が、尿素系硬化剤、および有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を含有する、プリプレグ。
- 繊維強化材と、150℃で10秒〜140秒以内に硬化され得ると共に120℃で30秒〜220秒以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、140℃以下のTgを有し、かつ140℃以下の温度で20°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂配合物が、尿素系硬化剤、および有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を含有する、プリプレグ。
- 0.25〜5重量%、好ましくは0.4〜3重量%の前記離型剤を含有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
- 前記エポキシ樹脂配合物が、前記エポキシ樹脂の重量に基づいて、4〜10重量%の前記尿素系硬化剤を含有する、請求項1〜13のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
- 前記エポキシ樹脂が、少なくとも2の官能価を有する、請求項1〜14のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
- 前記エポキシ樹脂配合物が、10秒〜140秒以内の間、30秒〜180秒以内の間、好ましくは40秒〜120秒以内の間、より好ましくは35秒〜100秒以内の間、及び/または前述の範囲の組み合わせの間、硬化温度T硬化1で硬化され、かつ、30秒〜220秒以内の間、好ましくは80秒〜200秒以内の間、より好ましくは130秒〜190秒以内の間、及び/またはこれらの組み合わせの間、T硬化2の硬化温度で硬化される場合、ASTM D7028に従った測定において、T硬化−20℃<Tg<T硬化、好ましくはT硬化−15℃<Tg<T硬化、より好ましくはT硬化−10℃<Tg<T硬化の範囲のTgを有し、T硬化1が180℃、160℃、または150℃から選択され、T硬化2が140℃、130℃、または120℃から選択される、請求項1〜15のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
- 物品の大量連続製造のための、請求項10〜15のいずれか一項に記載のプリプレグの使用。
- 前記製造が、前記プリプレグの成形及び加熱による硬化を含む、請求項17に記載の使用。
- 前記プリプレグの成形及び硬化が型内で行われる、請求項18に記載の使用。
- 前記プリプレグが、前記型内に導入され、前記型内で成形及び硬化され、5分未満で前記型から取り外される、請求項19に記載の使用。
- 前記時間が、2分以内である、請求項20に記載の使用。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物を含む成形品を脱型する方法であって、前記成形品が、その成形品の温度の20%以内、好ましくは10%以内のTgを有する、脱型方法。
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