JP6776649B2 - Epoxy resin composition, and films, prepregs and fiber reinforced plastics using it. - Google Patents

Epoxy resin composition, and films, prepregs and fiber reinforced plastics using it. Download PDF

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Description

本発明は、スポーツ・レジャー用途や産業用途などに使用される繊維強化プラスチックに好適に使用されるエポキシ樹脂組成物とこれを用いたフィルム、プリプレグ及び繊維強化プラスチックに関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition preferably used for fiber reinforced plastics used for sports / leisure applications and industrial applications, and films, prepregs and fiber reinforced plastics using the same.

繊維強化複合材料の1つである繊維強化プラスチックは、軽量で、高強度、高剛性であることから、スポーツ・レジャー用途、自動車用途、航空機用途、産業用途等、幅広く用いられている。 Fiber reinforced plastic, which is one of the fiber reinforced composite materials, is lightweight, has high strength, and has high rigidity, so that it is widely used in sports / leisure applications, automobile applications, aircraft applications, industrial applications, and the like.

繊維強化プラスチックの製造方法としては、強化繊維などの長繊維(連続繊維)からなる補強材にマトリックス樹脂を含浸させた中間材料、すなわちプリプレグを使用する方法がある。この方法によれば、繊維強化プラスチックの強化繊維の含有量を管理しやすいとともに、その含有量を高めに設計することが可能であるという利点がある。 As a method for producing fiber reinforced plastic, there is a method of using an intermediate material, that is, a prepreg, in which a reinforcing material made of long fibers (continuous fibers) such as reinforcing fibers is impregnated with a matrix resin. According to this method, there is an advantage that the content of the reinforcing fiber of the fiber reinforced plastic can be easily controlled and the content can be designed to be higher.

プリプレグから繊維強化プラスチックを得る具体的な方法としては、オートクレーブを用いた方法、プレス成型、内圧成形、オーブン成形、シートラップ成形などがある。 Specific methods for obtaining fiber reinforced plastic from prepreg include a method using an autoclave, press molding, internal pressure molding, oven molding, and sheet wrap molding.

繊維強化プラスチックのなかでも、繊維強化プラスチック管状体は、例えば、釣り竿、ゴルフクラブ用シャフト、スキーポール、自転車フレーム等のスポーツ・レジャー用途に多用されている。繊維強化プラスチックの高い弾性率を利用することで、管状体を振る際に起こるしなりと反動により、低い力でボールや釣り針を遠くに飛ばすことが可能となる。また、管状体とすることで、軽量化し使用者の操作感を向上させることも可能となる。 Among the fiber reinforced plastics, the fiber reinforced plastic tubular body is widely used for sports and leisure applications such as fishing poles, golf club shafts, ski poles, and bicycle frames. By utilizing the high elastic modulus of fiber reinforced plastic, it is possible to fly a ball or a fishing hook far away with a low force due to the bending and recoil that occurs when the tubular body is shaken. Further, by using a tubular body, it is possible to reduce the weight and improve the operability of the user.

近年は軽量化のニーズが高まっているため、炭素繊維の一部を高弾性率タイプのものに変更する等の取り組みが行われている。 In recent years, there has been an increasing need for weight reduction, so efforts are being made to replace some of the carbon fibers with high elastic modulus types.

しかし、高弾性率タイプの炭素繊維は一般的に強度が低めの傾向を示し、繊維強化プラスチックが破壊しやすくなることから使用量が制限される場合がある。また、高弾性率タイプの炭素繊維は一般的に高価であることから、経済的な面からも使用量は制限される場合がある。現状の炭素繊維のまま、軽量化のためにプリプレグの使用量を減少すると、管状体の破壊強度が低下する。 However, the high elastic modulus type carbon fiber generally tends to have a low strength, and the amount used may be limited because the fiber reinforced plastic is easily broken. In addition, since carbon fibers of high elastic modulus type are generally expensive, the amount used may be limited from an economical point of view. If the amount of prepreg used is reduced to reduce the weight of the current carbon fiber, the breaking strength of the tubular body will decrease.

このような事情を背景とし、炭素繊維の弾性率変更以外の方法による繊維強化プラスチック管状体の破壊強度向上が求められている。 Against this background, it is required to improve the breaking strength of the fiber-reinforced plastic tubular body by a method other than changing the elastic modulus of the carbon fiber.

このような課題解決のために、例えば特許文献1〜3記載のエポキシ樹脂組成物を使用することが提案されている。 In order to solve such a problem, it has been proposed to use, for example, the epoxy resin compositions described in Patent Documents 1 to 3.

特開2009−215481号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-215481 特開2010−57462号公報JP-A-2010-57462 特許第5804222号公報Japanese Patent No. 5804222

しかしながら、特許文献1〜3に開示のエポキシ樹脂組成物は繊維強化プラスチックの0°曲げ強度および90°曲げ強度が十分ではない。 However, the epoxy resin compositions disclosed in Patent Documents 1 to 3 do not have sufficient 0 ° bending strength and 90 ° bending strength of fiber reinforced plastics.

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、特定のエポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂として用いることによって、優れた機械物性をもった繊維強化プラスチックが得られることを見出したものである。とりわけ管状の繊維強化プラスチックの材料として用いた際に、優れた破壊強度を得ることができるエポキシ樹脂組成物と、該樹脂組成物を用いたプリプレグ、さらにはこのプリプレグを用いて形成された繊維強化プラスチックを提供する。 The present invention has been made in view of the above background, and it has been found that a fiber reinforced plastic having excellent mechanical properties can be obtained by using a specific epoxy resin composition as a matrix resin. In particular, an epoxy resin composition capable of obtaining excellent breaking strength when used as a material for tubular fiber reinforced plastics, a prepreg using the resin composition, and a fiber reinforced formed using this prepreg. Provide plastic.

本発明者らは鋭意検討を行った結果、特定の構造を有するエポキシ樹脂を用いることにより、前記課題を解決し、所望の性能を有する繊維強化プラスチックを提供できることを見出し本発明に至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have found that by using an epoxy resin having a specific structure, the above-mentioned problems can be solved and a fiber-reinforced plastic having desired performance can be provided, and the present invention has been reached.

すなわち本発明の要旨は以下に存する。
〔1〕 下記成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含むエポキシ樹脂組成物。
成分(A)3官能エポキシ樹脂
成分(B)25℃で固形である成分(A)以外のエポキシ樹脂
成分(C)25℃で液状である成分(A)以外のエポキシ樹脂
成分(D)硬化剤
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] An epoxy resin composition containing the following components (A), (B), (C) and (D).
Component (A) Trifunctional Epoxy Resin Component (B) Epoxy Resin Other Than Component (A) Solid at 25 ° C Component (C) Epoxy Resin Other Than Component (A) Liquid at 25 ° C Component (D) Curing Agent

〔2〕 前記エポキシ樹脂組成物に含まれる前記成分(B)がエポキシ当量500以下で
ある〔1〕に記載のエポキシ樹脂組成物。
〔3〕 前記エポキシ樹脂組成物に含まれる前記成分(C)がエポキシ当量500以下で
ある〔1〕又は〔2〕に記載のエポキシ樹脂組成物。
〔4〕 前記成分(B)が、軟化点または融点が50℃以上のエポキシ樹脂である、
〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
〔5〕 前記成分(B)として、下記一般式(1)で示されるエポキシ樹脂を含有する、
〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
式中、n及びmは平均値を示し、nは1〜10の範囲にあり、mは0〜10の
範囲にある実数であり、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子1〜
4個を有するアルキル基又はトリフルオロメチル基を示す。
〔6〕 前記成分(B)として、下記一般式(2)で表される脂環式エポキシ樹脂を含有
する、〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[式(2)中、R1はp価の有機基を示す。pは、1〜20の整数を示す。
qは、1〜50の整数を示し、式(2)におけるqの総和は、3〜100の整数
である。
R2は、下記式(2a)または(2b)で表される基のいずれかを示す。但し、
式(2)におけるR2の少なくとも1つは式(2a)で表される基である。
[2] The epoxy resin composition according to [1], wherein the component (B) contained in the epoxy resin composition has an epoxy equivalent of 500 or less.
[3] The epoxy resin composition according to [1] or [2], wherein the component (C) contained in the epoxy resin composition has an epoxy equivalent of 500 or less.
[4] The component (B) is an epoxy resin having a softening point or a melting point of 50 ° C. or higher.
The epoxy resin composition according to any one of [1] to [3].
[5] The component (B) contains an epoxy resin represented by the following general formula (1).
The epoxy resin composition according to any one of [1] to [4].
In the formula, n and m represent mean values, n is a real number in the range of 1 to 10, m is a real number in the range of 0 to 10, and R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms and carbon atoms 1, respectively. ~
Shows an alkyl group or a trifluoromethyl group having four.
[6] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [5], which contains the alicyclic epoxy resin represented by the following general formula (2) as the component (B).
[In formula (2), R1 represents a p-valent organic group. p represents an integer of 1 to 20.
q represents an integer of 1 to 50, and the sum of q in the equation (2) is an integer of 3 to 100.
R2 represents either of the groups represented by the following formula (2a) or (2b). However,
At least one of R2 in the formula (2) is a group represented by the formula (2a).

〔7〕 前記脂環式エポキシ樹脂として、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタ
ノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物を
含有する、〔6〕に記載のエポキシ樹脂組成物。
〔8〕 前記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の合計量100質量部に対する
前記成分(B)の含有量が5質量部〜90質量部である、〔1〕〜〔7〕のいず
れか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
〔9〕 前記成分(C)が、ビスフェノール型エポキシ樹脂である、〔1〕〜〔8〕の
いずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物
〔10〕前記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の合計量100質量部に対す
る前記成分(C)の含有量が20質量部〜50質量部である、〔1〕〜〔9〕の
いずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
〔11〕前記成分(D)がジシアンジアミドである、〔1〕〜〔10〕のいずれか一項に
記載のエポキシ樹脂組成物。
〔12〕さらに、成分(E)として、ウレア系硬化助剤を含む、〔1〕〜〔11〕のいず
れか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
〔13〕〔1〕〜〔12〕のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物からなる
フィルム。
〔14〕〔1〕〜〔13〕のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物が強化繊維基材に
含浸されたプリプレグ。
〔15〕〔1〕〜〔14〕のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物と強化
繊維からなる繊維強化プラスチック。
〔16〕管状である〔15〕に記載の繊維強化プラスチック。
[7] As the alicyclic epoxy resin, 1,2-epoxy-4- (2-oxylanyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol is contained in [6]. The epoxy resin composition described.
[8] Any of [1] to [7], wherein the content of the component (B) is 5 parts by mass to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin contained in the epoxy resin composition. The epoxy resin composition according to item 1.
[9] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [8], wherein the component (C) is a bisphenol type epoxy resin. [10] The epoxy resin contained in the epoxy resin composition. The epoxy resin composition according to any one of [1] to [9], wherein the content of the component (C) is 20 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount.
[11] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [10], wherein the component (D) is dicyandiamide.
[12] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [11], further containing a urea-based curing aid as the component (E).
[13] A film comprising the epoxy resin composition according to any one of [1] to [12].
[14] A prepreg in which a reinforcing fiber base material is impregnated with the epoxy resin composition according to any one of [1] to [13].
[15] A fiber-reinforced plastic composed of a cured product of the epoxy resin composition according to any one of [1] to [14] and reinforced fibers.
[16] The fiber reinforced plastic according to [15], which is tubular.

本発明のエポキシ樹脂組成物を繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂として用いることによって、優れた機械物性をもった繊維強化プラスチックが得られる。とりわけ、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いることにより、管状体の繊維強化プラスチックにおいて優れた破壊強度を得ることができる。 By using the epoxy resin composition of the present invention as a matrix resin of a fiber reinforced plastic, a fiber reinforced plastic having excellent mechanical properties can be obtained. In particular, by using the epoxy resin composition of the present invention, excellent breaking strength can be obtained in a tubular fiber reinforced plastic.

本発明は、下記成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含むエポキシ樹脂組成物及びその用途に存する。 The present invention relates to an epoxy resin composition containing the following components (A), (B), (C) and (D) and uses thereof.

成分(A)3官能エポキシ樹脂
成分(B)25℃で固形である成分(A)以外のエポキシ樹脂
成分(C)25℃で液状である成分(A)以外のエポキシ樹脂
成分(D)硬化剤
Component (A) Trifunctional Epoxy Resin Component (B) Epoxy Resin Other Than Component (A) Solid at 25 ° C Component (C) Epoxy Resin Other Than Component (A) Liquid at 25 ° C Component (D) Curing Agent

なお一般に、エポキシ樹脂という用語は熱硬化性樹脂の一つのカテゴリーの名称、或いは分子内にエポキシ基を有する化合物という化学物質のカテゴリーの名称として用いられるが、本発明においては後者の意味で用いられる(ただし、エポキシ樹脂の質量平均分子量は50000未満であるものとする)。また、エポキシ樹脂組成物という用語はエポキシ樹脂と硬化剤、場合により他の添加剤を含む組成物を意味する。 Generally, the term epoxy resin is used as the name of one category of thermosetting resin or the name of the chemical substance category of a compound having an epoxy group in the molecule, but in the present invention, it is used in the latter meaning. (However, it is assumed that the mass average molecular weight of the epoxy resin is less than 50,000). In addition, the term epoxy resin composition means a composition containing an epoxy resin, a curing agent, and optionally other additives.

本明細書において、「〜」は、この「〜」の前後に記載された数値及び比等を含む。
また本発明において「エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率」を「樹脂(の)曲げ弾性率」と称し、「エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ破断歪」を「樹脂(の)曲げ破断歪み」と称し、「エポキシ樹脂組成物の硬化物と、連続繊維である炭素繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維基材からなる繊維強化プラスチックの、90°曲げ強度および0°曲げ強度」を単に「繊維強化プラスチックの90°曲げ強度」および「繊維強化プラスチックの0°曲げ強度」と称すことがある。
In the present specification, "-" includes numerical values and ratios described before and after this "-".
Further, in the present invention, "the bending elasticity of the cured product of the epoxy resin composition" is referred to as "the bending elasticity of the resin", and "the bending breaking strain of the cured product of the epoxy resin composition" is referred to as "the bending of the resin (of)". Called "breaking strain", 90 ° bending strength and 0 ° bending strength of a fiber reinforced plastic consisting of a cured product of an epoxy resin composition and a reinforced fiber base material in which carbon fibers, which are continuous fibers, are aligned in one direction. May be simply referred to as "90 ° bending strength of fiber reinforced plastic" and "0 ° bending strength of fiber reinforced plastic".

以下、各成分につき詳細に説明する。 Hereinafter, each component will be described in detail.

「成分(A):3官能エポキシ樹脂」
成分(A)である3官能エポキシ樹脂は、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ強度および曲げ弾性率を高め、かつ繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂に用いる場合に、繊維強化プラスチックの曲げ強度、つまりは、90°曲げ強度および0°曲げ強度を高めることができる成分である。
"Component (A): Trifunctional epoxy resin"
The trifunctional epoxy resin as the component (A) increases the bending strength and bending elasticity of the cured product of the epoxy resin composition, and when used as a matrix resin of fiber reinforced plastic, the bending strength of the fiber reinforced plastic, that is, Is a component capable of increasing 90 ° bending strength and 0 ° bending strength.

3官能エポキシ樹脂は、一分子中にグリシジル基を3個有する化合物を含むものであり、例えば、トリグリシジル-m-アミノフェノールであるアラルダイドMY0600(ハンツマン(株)製)、アラルダイドMY0610(ハンツマン(株)製)トリグリシジル-p-アミノフェノールであるMY0500((ハンツマン(株)製)、MY0510((ハンツマン(株)製)トリアジン変性エポキシ樹脂であるTEPIC(日産化学(株)製)、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂であるTaxtix742(ハンツマン(株)製)等を挙げることができる。これらは、一種類又は二種類以上を使用することができる。 The trifunctional epoxy resin contains a compound having three glycidyl groups in one molecule, and is, for example, triglycidyl-m-aminophenol, Araldide MY0600 (manufactured by Huntsman Corporation), Araldide MY0610 (Huntsman Corporation). ) Triglycidyl-p-aminophenol MY0500 ((Huntsman Corporation)), MY0510 ((Huntsman Corporation) triazine-modified epoxy resin TEPIC (Nissan Chemical Co., Ltd.), Trishydroxyphenyl Taxix742 (manufactured by Huntsman Corporation), which is a methane-type epoxy resin, and the like can be mentioned. One type or two or more types of these can be used.

成分(A)は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ樹脂の合計量100質量部に対し1質量部〜50質量部であることが好ましい。これは、成分(A)の量が1質量部以上であれば、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ強度および曲げ弾性率を高め、かつこれを繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂に用いる場合に、繊維強化プラスチックの曲げ強度を高めることができる傾向にあるためである。より好ましくは5質量部以上である。また、成分(A)の量が50質量部以下とすることで、樹脂組成物の粘度を適度に維持することができ、プリプレグの製造工程におけるフィルム化が容易となる傾向にある。より好ましくは、20質量部以下である。 The component (A) is preferably 1 part by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition of the present invention. This is a case where the amount of the component (A) is 1 part by mass or more, the bending strength and the flexural modulus of the cured product of the epoxy resin composition of the present invention are increased, and this is used for the matrix resin of the fiber reinforced plastic. This is because the bending strength of the fiber reinforced plastic tends to be increased. More preferably, it is 5 parts by mass or more. Further, when the amount of the component (A) is 50 parts by mass or less, the viscosity of the resin composition can be appropriately maintained, and film formation in the prepreg manufacturing process tends to be facilitated. More preferably, it is 20 parts by mass or less.

「成分(B):25℃で固形の成分(A)以外のエポキシ樹脂」
本発明のエポキシ樹脂組成物は、成分(B)として25℃で固形のエポキシ樹脂を含有する。
この25℃で固形のエポキシ樹脂は、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ強度および曲げ弾性率及び耐熱性を高め、かつ繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂に用いる場合に、強化繊維へのマトリックス樹脂の接着性を高めることができる。
"Component (B): Epoxy resin other than component (A) solid at 25 ° C"
The epoxy resin composition of the present invention contains a solid epoxy resin at 25 ° C. as the component (B).
This epoxy resin solid at 25 ° C. enhances the bending strength, bending elasticity and heat resistance of the cured product of the epoxy resin composition, and when used as a matrix resin of fiber reinforced plastic, the matrix resin to the reinforcing fibers Adhesion can be improved.

この25℃で固形のエポキシ樹脂は、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、オキサゾリドン環型エポキシ樹脂及び脂環式エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である。これら成分(B)は、1種または2種以上を適宜選択して使用することができるが、軟化点または融点が50℃以上のものを使用するのが好ましい。
これは、成分(B)の軟化点または融点が50℃以上のものを使用することによって、プリプレグに適度なタックが得られ、取扱い性を良好となる傾向にあるためである。より好ましくは60℃以上であり、さらに好ましくは70℃以上である。また、成分(B)の軟化点または融点は、他成分との相溶性が良好となる点から160℃以下とするのが好ましい。より好ましくは、150℃以下である。
The epoxy resin solid at 25 ° C. is at least one selected from the group consisting of, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, oxazolidone ring type epoxy resin, and alicyclic epoxy resin. Is. One or more of these components (B) can be appropriately selected and used, but those having a softening point or a melting point of 50 ° C. or higher are preferably used.
This is because by using a component (B) having a softening point or a melting point of 50 ° C. or higher, an appropriate tack can be obtained for the prepreg, and the handleability tends to be improved. It is more preferably 60 ° C. or higher, and even more preferably 70 ° C. or higher. The softening point or melting point of the component (B) is preferably 160 ° C. or lower from the viewpoint of good compatibility with other components. More preferably, it is 150 ° C. or lower.

成分(B)として使用することのできるビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、jER1001(軟化点64℃)、jER1003(軟化点:89℃)、jER1004(軟化点:97℃)、jER1007(軟化点:128℃)、jER1009(軟化点:144℃)(以上、三菱化学(株)製)や、エポトートYD−014(軟化点:91〜102℃)、エポトートYD−017(軟化点:117〜127℃)、エポトート”YD−019(軟化点:130〜145℃)(以上、東都化成(株)製)等を挙げることができる。
また、成分(B)として使用することのできるビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、例えば、jER4004P(軟化点:85℃)、jER4007P(軟化点:108℃)、jER4010P(軟化点:135℃)(以上、三菱化学(株)製)等を挙げることができる。
さらに、使用することのできるビスフェノールS型エポキシ樹脂としては、例えば、EXA−1514(軟化点:75℃)、EXA−1517(軟化点:60℃)(以上、DIC(株)製)等を挙げることができる。
また、成分(B)として使用することのできるオキサゾリドン環型エポキシ樹脂としては、例えば、AER4152(軟化点:98℃)、XAC4151(軟化点:98℃)(以上、旭化成イーマテルアル(株)製)、ACR1348(株式会社ADEKA製)、DER858(DOW社製、軟化点:100℃)、TSR−400(DIC(株)製、軟化点:79℃)等を挙げることができる。
Examples of the bisphenol A type epoxy resin that can be used as the component (B) include jER1001 (softening point 64 ° C.), jER1003 (softening point: 89 ° C.), jER1004 (softening point: 97 ° C.), and jER1007 (softening point). : 128 ° C), jER1009 (softening point: 144 ° C) (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epototo YD-014 (softening point: 91-102 ° C), Epototo YD-017 (softening point: 117-127) ° C.), Epotote "YD-019 (softening point: 130 to 145 ° C.) (above, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like.
Examples of the bisphenol F type epoxy resin that can be used as the component (B) include jER4004P (softening point: 85 ° C.), jER4007P (softening point: 108 ° C.), jER4010P (softening point: 135 ° C.) (or more. , Mitsubishi Chemical Corporation), etc.
Further, examples of the bisphenol S-type epoxy resin that can be used include EXA-1514 (softening point: 75 ° C.), EXA-1517 (softening point: 60 ° C.) (all manufactured by DIC Corporation) and the like. be able to.
Examples of the oxazolidone ring-type epoxy resin that can be used as the component (B) include AER4152 (softening point: 98 ° C.), XAC4151 (softening point: 98 ° C.) (all manufactured by Asahi Kasei Ematel Al Co., Ltd.). ACR1348 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.), DER858 (manufactured by DOW, softening point: 100 ° C.), TSR-400 (manufactured by DIC Corporation, softening point: 79 ° C.) and the like can be mentioned.

また、成分(B)として、下記一般式(1)で示されるエポキシ樹脂を使用することができる。この使用によって、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ強度をより高めることができ、かつ繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂に用いる場合に、繊維強化プラスチックの90°曲げ強度をより高めることができる。 Further, as the component (B), an epoxy resin represented by the following general formula (1) can be used. By this use, the bending strength of the cured product of the epoxy resin composition can be further increased, and when used as a matrix resin of a fiber reinforced plastic, the 90 ° bending strength of the fiber reinforced plastic can be further increased.

式中、n及びmは平均値を示し、nは1〜10の範囲にあり、mは0〜10の範囲にある実数であり、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子1〜4個を有するアルキル基又はトリフルオロメチル基を示す。 In the formula, n and m represent average values, n is a real number in the range of 1 to 10, m is a real number in the range of 0 to 10, and R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms and carbon atoms 1, respectively. Shows an alkyl group or trifluoromethyl group having ~ 4 pieces.

この一般式(1)で示されるエポキシ樹脂としては、例えば、NER−7604、NER−7403、NER−1302、及びNER−1202(以上、日本化薬社製:エポキシ当量200〜500g/eq.、軟化点55〜75℃)等が挙げられる。
これら成分(B)は、1種または2種以上を適宜選択して使用することができるが、樹脂曲げ弾性率を向上させる点から、下記一般式(1a)で示されるエポキシ樹脂(例えば、NER−7604、NER−7403)が好ましく、さらに、樹脂曲げ強度、弾性率、破断歪のバランスを保つ観点から、kとjの総和が5以上であることが好ましく、NER−7604が特に好ましい。
Examples of the epoxy resin represented by the general formula (1) include NER-7604, NER-7403, NER-1302, and NER-1202 (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .: epoxy equivalent 200 to 500 g / eq., Softening point 55-75 ° C.) and the like.
One or two or more of these components (B) can be appropriately selected and used, but from the viewpoint of improving the resin flexural modulus, an epoxy resin represented by the following general formula (1a) (for example, NER) can be used. -7604, NER-7403) is preferable, and from the viewpoint of maintaining a balance between resin bending strength, elastic modulus, and breaking strain, the total sum of k and j is preferably 5 or more, and NER-7604 is particularly preferable.

式中、k及びjは平均値を示し、kは1〜10の範囲にあり、jは0〜10の範囲にある実数である。 In the equation, k and j represent mean values, k is in the range 1-10, and j is a real number in the range 0-10.

さらに、成分(B)として、下記一般式(2)で示される脂環式エポキシ樹脂を使用
することができる。この使用によって、樹脂曲げ弾性率及び耐熱性をより高めることが
できる。
Further, as the component (B), an alicyclic epoxy resin represented by the following general formula (2) can be used. By this use, the resin flexural modulus and heat resistance can be further enhanced.

[式(2)中、R1はp価の有機基を示す。pは、1〜20の整数を示す。qは、1〜50の整数を示し、式(2)におけるqの総和は、3〜100の整数である。R2は、下記式(2a)または(2b)で表される基のいずれかを示す。但し、式(2)におけるR2の少なくとも1つは式(2a)で表される基である。
上記の一般式(2)で表される脂環式エポキシ樹脂としては、例えば、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物、EHPE3150(株式会社ダイセル製、軟化点:75℃)を挙げることができる。
[In formula (2), R1 represents a p-valent organic group. p represents an integer of 1 to 20. q represents an integer of 1 to 50, and the sum of q in the equation (2) is an integer of 3 to 100. R2 represents either of the groups represented by the following formula (2a) or (2b). However, at least one of R2 in the formula (2) is a group represented by the formula (2a).
Examples of the alicyclic epoxy resin represented by the above general formula (2) include addition of 1,2-epoxy-4- (2-oxylanyl) cyclohexane of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. A product, EHPE3150 (manufactured by Daicel Corporation, softening point: 75 ° C.) can be mentioned.

成分(B)として使用することのできるその他のエポキシ樹脂としては、ヒドロキノンジグリシジルエーテル(例えばEX−203(融点88℃))、ジグリシジルテレフタレート(例えばEX−711(融点106℃))、N−グリシジルフタルイミド(例えばEX−731(融点95℃))(以上、ナガセケムテックス(株)製)等を挙げることができる。 Other epoxy resins that can be used as component (B) include hydroquinone diglycidyl ether (eg EX-203 (melting point 88 ° C.)), diglycidyl terephthalate (eg EX-711 (melting point 106 ° C.)), N-. Examples thereof include glycidyl phthalimide (for example, EX-731 (melting point 95 ° C.)) (all manufactured by Nagase ChemteX Corporation).

成分(B)として用いるエポキシ樹脂は、上記の25℃で固形であるエポキシ樹脂の少なくとも1種以上を適宜選択すれば良いが、オキサゾリドン環型エポキシ樹脂を使用した場合には、特に、強化繊維へのマトリックス樹脂の接着性が良好となる傾向にあり、一般式(1)で示されるエポキシ樹脂および脂環式エポキシ樹脂を使用した場合には、特に、樹脂曲げ強度、弾性率、破断歪のバランスに優れ、及び耐熱性が良好となる傾向にある。 As the epoxy resin used as the component (B), at least one of the above-mentioned epoxy resins solid at 25 ° C. may be appropriately selected, but when an oxazolidone ring-shaped epoxy resin is used, it is particularly suitable for reinforcing fibers. The adhesiveness of the matrix resin tends to be good, and when the epoxy resin represented by the general formula (1) and the alicyclic epoxy resin are used, the balance between the resin bending strength, the elastic coefficient, and the breaking strain is particularly good. It tends to be excellent in and heat resistance is good.

成分(B)は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ樹脂の合計量100質量部に対し5質量部〜90質量部であることが好ましい。これは、成分(B)の量が5質量部以上であれば、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率及び耐熱性を高め、かつこれを繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂に用いる場合に、強化繊維へのマトリックス樹脂の接着性を高めることができる傾向にあるためである。より好ましくは7質量部以上である。また、成分(B)の量を90質量部以下とすることによって、プリプレグの製造工程における樹脂の含浸性に優れ、得られるプリプレグの取扱い性(タック性、ドレープ性、マンドレルへの巻き付け性)が良好となるとともに、繊維強化複合材料の物性も良好となる傾向あるためである。より好ましくは、70質量部以下である。 The component (B) is preferably 5 parts by mass to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition of the present invention. This is a case where the amount of the component (B) is 5 parts by mass or more, the flexural modulus and heat resistance of the cured product of the epoxy resin composition of the present invention are increased, and this is used for the matrix resin of the fiber reinforced plastic. This is because the adhesion of the matrix resin to the reinforcing fibers tends to be enhanced. More preferably, it is 7 parts by mass or more. Further, by setting the amount of the component (B) to 90 parts by mass or less, the impregnation property of the resin in the manufacturing process of the prepreg is excellent, and the handleability (tack property, drape property, wrapping property around the mandrel) of the obtained prepreg is improved. This is because the physical properties of the fiber-reinforced composite material tend to be good as well as good. More preferably, it is 70 parts by mass or less.

「成分(C):25℃で液状の成分(A)以外のエポキシ樹脂」
本発明のエポキシ樹脂組成物は、成分(C)として25℃で液状のエポキシ樹脂を含有する。
この成分(C)は、前記エポキシ樹脂組成物の粘度を適切な範囲に容易に制御することができ、該エポキシ樹脂組成物を含むプリプレグのタック性を調整し、また、この使用によって、繊維強化プラスチック製造時にボイドの少ない成形品を得ることができる。
"Component (C): Epoxy resin other than component (A) liquid at 25 ° C"
The epoxy resin composition of the present invention contains an epoxy resin liquid at 25 ° C. as a component (C).
This component (C) can easily control the viscosity of the epoxy resin composition within an appropriate range, adjusts the tackiness of the prepreg containing the epoxy resin composition, and is fiber-reinforced by this use. A molded product with few voids can be obtained during plastic production.

この成分(C)は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、jER825(25℃での粘度:40〜70ポイズ)、jER827(25℃での粘度:90〜110ポイズ)、jER828(25℃での粘度:120〜150ポイズ)(以上、三菱化学(株)製)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、エピクロン830(DIC(株)製、25℃での粘度:30〜40ポイズ)、jER806(25℃での粘度:15〜25ポイズ)、jER807(25℃での粘度:30〜45ポイズ)(以上、三菱化学(株)製)、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、TETRAD−C(三菱ガス化学(株)製、25℃での粘度:20〜35ポイズ)、デナコールEX−252(ナガセ化成工業(株)製、25℃での粘度:22ポイズ)、レゾルシンジグリシジルエーテルであるデナコールEX−201(ナガセ化成工業(株)製、25℃での粘度:2.5ポイズ)、ジグリシジルフタレートであるデナコールEX−721(ナガセ化成工業(株)製、25℃での粘度:9.8ポイズ)、脂環式エポキシ樹脂であるアラルダイドCY177(25℃での粘度:6.5ポイズ)、CY179(25℃での粘度:3.5ポイズ)(以上、チバガイギー(株)製)、グリセリンのトリグリシジルエーテルであるデナコールEX−314(25℃での粘度:1.7ポイズ)、ペンタエリスリトールのテトラグリシジルエーテルであるデナコールEX−411(25℃での粘度:8.0ポイズ)(以上、ナガセ化成工業(株)製)、テトラグリシジルm-キシリレンジアミンであるTETRAD−X(三菱ガス化学(株)製、25℃での粘度:20〜35ポイズ)、ジグリシジルアニリンであるGAN(25℃での粘度:1.0〜1.6ポイズ)、o−トルイジンのジグリシジルアミン(25℃での粘度:0.3〜0.8ポイズ)(以上、日本化薬(株)製)、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、テトラグリシジルジアミン型エポキシ樹脂、グリシジルフェニルエーテル型エポキシ樹脂が挙げられる。さらにはこれらのエポキシ樹脂を変性したエポキシ樹脂、これらのエポキシ樹脂をブロム化したブロム化エポキシ樹脂等を挙げることができる。 For example, as a bisphenol A type epoxy resin, this component (C) contains jER825 (viscosity at 25 ° C.: 40 to 70 poise), jER827 (viscosity at 25 ° C.: 90 to 110 poise), jER828 (viscosity at 25 ° C.). Viscosity: 120-150 poise) (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), Epicron 830 (manufactured by DIC Co., Ltd., viscosity at 25 ° C.: 30-40 poise), jER806 (as a bisphenol F type epoxy resin) Viscosity at 25 ° C: 15-25 poise), jER807 (viscosity at 25 ° C: 30-45 poise) (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), TETRAD-C (hydrated bisphenol A type epoxy resin) Mitsubishi Gas Chemicals Co., Ltd., viscosity at 25 ° C: 20-35 poise), Denacol EX-252 (Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., viscosity at 25 ° C: 22 poise), Denacol, a resorcindiglycidyl ether EX-201 (manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., viscosity at 25 ° C: 2.5 poise), Denacol EX-721 (manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., viscosity at 25 ° C), which is diglycidyl phthalate: 9. 8 poise), alicyclic epoxy resin Araldide CY177 (viscosity at 25 ° C: 6.5 poise), CY179 (viscosity at 25 ° C: 3.5 poise) (above, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), glycerin Denacol EX-314 (viscosity at 25 ° C), which is a triglycidyl ether, and Denacol EX-411 (viscosity at 25 ° C: 8.0 poise), which is a tetraglycidyl ether of pentaerythritol. Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., Tetraglycidyl m-xylylene diamine TETRAD-X (Mitsubishi Gas Chemicals Co., Ltd., viscosity at 25 ° C: 20-35 poisons), diglycidyl aniline GAN (25) Viscosity at ° C: 1.0-1.6 poise), o-toluidine diglycidylamine (viscosity at 25 ° C: 0.3-0.8 poise) (above, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Examples thereof include biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, tetraglycidyl diamine type epoxy resin, and glycidyl phenyl ether type epoxy resin. Further, an epoxy resin obtained by modifying these epoxy resins, a bromized epoxy resin obtained by bromizing these epoxy resins, and the like can be mentioned.

成分(C)として用いるエポキシ樹脂は、上述のように、上記の25℃で液体のエポキシ樹脂から1種以上を適宜選択すれば良いが、中でも、ビスフェノール型の2官能エポキシ樹脂であることが、硬化物の耐熱性が優れ、かつ、硬化温度に達しても急な粘度上昇がなく成形時のボイド抑制に優れるので好ましい。また、成分(C)の全部または一部がビスフェノールF型エポキシ樹脂の場合、曲げ弾性率に優れるので特に好ましい。 As the epoxy resin used as the component (C), as described above, one or more of the epoxy resins liquid at 25 ° C. may be appropriately selected. Among them, the bisphenol type bifunctional epoxy resin is used. It is preferable because the cured product has excellent heat resistance and does not have a sudden increase in viscosity even when the curing temperature is reached, and is excellent in suppressing voids during molding. Further, when all or part of the component (C) is a bisphenol F type epoxy resin, it is particularly preferable because it has an excellent flexural modulus.

成分(C)は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ樹脂の合計量100質量部に対し20質量部〜50質量部であることが好ましい。これは、成分(C)の量が20質量部以上であれば、本発明のエポキシ樹脂組成物の粘度を適切な範囲に容易に制御することができ、該エポキシ樹脂組成物を含むプリプレグのタック性を調整し、また繊維強化プラスチック製造時にボイドの少ない成形品を得ることができる傾向にあるためである。より好ましくは25質量部以上である。また、成分(C)の量を50質量部以下とすることによって、適度なプリプレグのタックが得られ、その取扱い性が良好となる傾向にあり、また硬化物の樹脂曲げ弾性率及び樹脂曲げ破断歪が向上する傾向にあるためである。より好ましくは、45質量部以下である。 The component (C) is preferably 20 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition of the present invention. This is because if the amount of the component (C) is 20 parts by mass or more, the viscosity of the epoxy resin composition of the present invention can be easily controlled within an appropriate range, and the tack of the prepreg containing the epoxy resin composition can be easily controlled. This is because there is a tendency that a molded product having less voids can be obtained when the properties are adjusted and the fiber reinforced plastic is manufactured. More preferably, it is 25 parts by mass or more. Further, by setting the amount of the component (C) to 50 parts by mass or less, an appropriate tack of the prepreg can be obtained, and the handleability tends to be good, and the resin bending elastic modulus and the resin bending fracture of the cured product tend to be improved. This is because the distortion tends to improve. More preferably, it is 45 parts by mass or less.

「成分(D):硬化剤」
本発明のエポキシ樹脂組成物は、成分(D)として硬化剤を含有する。
成分(D)の硬化剤の種類は、特に限定されず、アミン系硬化剤、イミダゾール類、酸無水物、塩化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。中でもジシアンジアミドを用いることで、硬化前のエポキシ樹脂組成物の湿気による性能変化がなく、長期安定性をもちながら比較的低温で硬化を完了することができるため好ましい。ジシアンジアミドの好ましい配合量は、エポキシ樹脂組成物に配合される全てのエポキシ樹脂に由来するエポキシ基のモル数に対し、ジシアンジアミドの活性水素のモル数が0.6〜1.0倍となる配合量であることが良好な機械物性を発現する硬化物が得られる点から好ましい。さらに0.6〜0.8倍であると耐熱性に優れるのでさらに好ましい。
"Component (D): Hardener"
The epoxy resin composition of the present invention contains a curing agent as the component (D).
The type of the curing agent of the component (D) is not particularly limited, and examples thereof include amine-based curing agents, imidazoles, acid anhydrides, and boron chloride amine complexes. Of these, the use of dicyandiamide is preferable because the performance of the epoxy resin composition before curing does not change due to moisture, and curing can be completed at a relatively low temperature while maintaining long-term stability. The preferred blending amount of dicyandiamide is such that the number of moles of active hydrogen of dicyandiamide is 0.6 to 1.0 times the number of moles of epoxy groups derived from all the epoxy resins blended in the epoxy resin composition. Is preferable from the viewpoint that a cured product exhibiting good mechanical properties can be obtained. Further, it is more preferable that the value is 0.6 to 0.8 times because the heat resistance is excellent.

「成分(E):ウレア系硬化助剤」
本発明のエポキシ樹脂組成物は、更に成分(E)としてウレア系硬化助剤を用いても
よい。
特に成分(D)としてジシアンジアミドを用い、これに成分(E):ウレア系硬化助剤を併用することで、低温でも短時間にエポキシ樹脂組成物を硬化完了することができ、
好ましい。
"Ingredient (E): Urea-based curing aid"
In the epoxy resin composition of the present invention, a urea-based curing aid may be further used as the component (E).
In particular, by using dicyandiamide as the component (D) and using the component (E): urea-based curing aid in combination, the epoxy resin composition can be cured in a short time even at a low temperature.
preferable.

ウレア系硬化助剤としては3−フェニル−1,1−ジメチルウレア(PDMU)、トルエンビスジメチルウレア(TBDMU)、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア(DCMU)等の尿素誘導体化合物が挙げられるが、これらに限定されない。ウレア系硬化助剤は単独で用いることも、2種類以上を併用することもできる。特に3−フェニル−1,1−ジメチルウレアとトルエンビスジメチルウレアは、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性および曲げ強度が高くなること、また前記エポキシ樹脂組成物の硬化時間がより短くなることから好ましい。また、3−フェニル−1,1−ジメチルウレアや3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレアを用いることにより、これを含有するエポキシ樹脂組成物の硬化物の靱性が特に高くなるため好ましい。 Urea-based curing aids include 3-phenyl-1,1-dimethylurea (PDMU), toluenebisdimethylurea (TBDMU), 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU), etc. Urea derivative compounds include, but are not limited to. The urea-based curing aid may be used alone or in combination of two or more. In particular, 3-phenyl-1,1-dimethylurea and toluenebisdimethylurea have higher heat resistance and bending strength of the cured product of the epoxy resin composition, and the curing time of the epoxy resin composition is shorter. Is preferable. Further, by using 3-phenyl-1,1-dimethylurea or 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea, the toughness of the cured product of the epoxy resin composition containing the same is particularly high. Therefore, it is preferable.

成分(E)の配合量は、エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の合計量100質量部に対し、1〜5質量部であることが良好な硬化物が得られる点から好ましい。特に好ましくは1.5〜4質量部である。 The blending amount of the component (E) is preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin contained in the epoxy resin composition, from the viewpoint of obtaining a good cured product. Particularly preferably, it is 1.5 to 4 parts by mass.

「熱可塑性樹脂」
本発明のエポキシ樹脂組成物には、さらに熱可塑性樹脂を必要に応じて含有させることができる。この熱可塑性樹脂により、硬化物の樹脂曲げ破断歪を向上させることができる傾向にある。
この熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリ(メチルメタクリレート)/ポリ(ブチルアクリレート)/ポリ(メチルメタクリレート)のトリブロック共重合体、ポリ(スチレン)/ポリ(ブタジエン)/ポリ(メタクリル酸メチル)から選ばれるトリブロック共重合体等から適宜選択して使用することができるが、フェノキシ樹脂やポリビニルアセタール樹脂を使用することによって、上述の硬化物の樹脂曲げ破断歪と樹脂曲げ弾性率を両立させることができる傾向にある。
"Thermoplastic resin"
The epoxy resin composition of the present invention can further contain a thermoplastic resin, if necessary. With this thermoplastic resin, there is a tendency that the resin bending fracture strain of the cured product can be improved.
Examples of the thermoplastic resin include phenoxy resin, polyvinyl acetal resin, poly (methyl methacrylate) / poly (butyl acrylate) / poly (methyl methacrylate) triblock copolymer, and poly (styrene) / poly (butadiene) /. It can be appropriately selected from a triblock copolymer selected from poly (methyl methacrylate) and used, but by using a phenoxy resin or a polyvinyl acetal resin, the resin bending fracture strain and resin of the above-mentioned cured product can be used. There is a tendency that both bending elasticity can be achieved.

本発明のエポキシ樹脂組成物に使用できるフェノキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、もしくはビスフェノールA型とビスフェノールF型が混在したフェノキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定はされない。また、これらフェノキシ樹脂を2種類以上組み合わせて使用しても構わない。 Examples of the phenoxy resin that can be used in the epoxy resin composition of the present invention include, but are limited to, bisphenol A type phenoxy resin, bisphenol F type phenoxy resin, or phenoxy resin in which bisphenol A type and bisphenol F type are mixed. Not done. Further, two or more kinds of these phenoxy resins may be used in combination.

フェノキシ樹脂の質量平均分子量は50000〜80000であることが好ましい。フェノキシ樹脂の質量平均分子量が50000以上であれば、エポキシ樹脂組成物の粘度が低くなりすぎることを防ぐことができ、適正な配合量でエポキシ樹脂組成物の粘度を適正な粘度域に容易に調整できる。一方、フェノキシ樹脂の質量平均分子量が80000以下であれば、エポキシ樹脂への溶解が可能であり、極少量の配合量でもエポキシ樹脂組成物の粘度が高くなり過ぎることを防ぐことができ、エポキシ樹脂組成物の粘度を適正な粘度域に容易に調整できる。 The mass average molecular weight of the phenoxy resin is preferably 50,000 to 80,000. When the mass average molecular weight of the phenoxy resin is 50,000 or more, it is possible to prevent the viscosity of the epoxy resin composition from becoming too low, and the viscosity of the epoxy resin composition can be easily adjusted to an appropriate viscosity range with an appropriate blending amount. it can. On the other hand, if the mass average molecular weight of the phenoxy resin is 80,000 or less, it can be dissolved in the epoxy resin, and it is possible to prevent the viscosity of the epoxy resin composition from becoming too high even with a very small amount of the epoxy resin. The viscosity of the composition can be easily adjusted to an appropriate viscosity range.

フェノキシ樹脂の具体例としては、YP−50、YP−50S、YP−70(いずれも商品名、新日鉄住金化学(株)製)、jER1256、jER4250、jER4275(いずれも商品名、三菱化学(株)製)などが挙げられる。 Specific examples of the phenoxy resin include YP-50, YP-50S, YP-70 (all trade names, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), jER1256, jER4250, and jER4275 (all trade names, Mitsubishi Chemical Corporation). (Made) and so on.

ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、ビニレックK(平均分子量:59000)、ビニレックL(平均分子量:66000)、ビニレックH(平均分子量:73000)、ビニレックE(平均分子量:126000)(いずれも商品名、チッソ(株)製)などのポリビニルホルマール、エスレックK(積水化学工業(株)製)などのポリビニルアセタール、エスレックB(積水化学工業(株)製)やデンカブチラール(電気化学工業(株)製)などのポリビニルブチラールなどが挙げられる。 Specific examples of the polyvinyl acetal resin include Vinilek K (average molecular weight: 59000), Vinilec L (average molecular weight: 66000), Vinilec H (average molecular weight: 73000), Vinilec E (average molecular weight: 126000) (all trade names, Polyvinyl formal (manufactured by Chisso Co., Ltd.), polyvinyl acetal such as Eslek K (manufactured by Sekisui Chemical Industry Co., Ltd.), Eslek B (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and Denka Butyral (manufactured by Electrochemical Industry Co., Ltd.) Such as polyvinyl butyral.

トリブロック共重合体の具体例としては、ポリ(メチルメタクリレート)/ポリ(ブチルアクリレート)/ポリ(メチルメタクリレート)のトリブロック共重合体、ポリ(スチレン)/ポリ(ブタジエン)/ポリ(メタクリル酸メチル)のトリブロック共重合体などが挙げられる。すなわち、ポリ(メチルメタクリレート)と、ポリ(ブチルアクリレート)と、ポリ(メチルメタクリレート)がこの順に共重合したトリブロック共重合体、またはポリ(スチレン)と、ポリ(ブタジエン)と、ポリ(メタクリル酸メチル)がこの順に共重合したトリブロック共重合体などが挙げられる。 Specific examples of triblock copolymers include poly (methyl methacrylate) / poly (butyl acrylate) / poly (methyl methacrylate) triblock copolymers and poly (styrene) / poly (butadiene) / poly (methyl methacrylate). ) Triblock copolymer and the like. That is, a triblock copolymer in which poly (methyl methacrylate), poly (butyl acrylate), and poly (methyl methacrylate) are copolymerized in this order, or poly (styrene), poly (butadiene), and poly (methacrylic acid). Examples thereof include triblock copolymers in which methyl) is copolymerized in this order.

中央のソフトブロックにエポキシ樹脂に非相溶なポリマーを選択し、ハードブロックの片方もしくは両方としてエポキシ樹脂と相溶しやすいポリマーを選択することで、トリブロック共重合体はエポキシ樹脂中にミクロ分散する。ソフトブロックを構成するポリマーはハードブロックを構成するポリマーよりも、ガラス転移温度が低く破壊靱性が良好である。従って、この構造のトリブロック共重合体をエポキシ樹脂中にミクロ分散することで、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性の低下を抑制し、破壊靱性を向上させることができる。 By selecting a polymer that is incompatible with the epoxy resin for the soft block in the center and a polymer that is easily compatible with the epoxy resin as one or both of the hard blocks, the triblock copolymer is microdispersed in the epoxy resin. To do. The polymer constituting the soft block has a lower glass transition temperature and better fracture toughness than the polymer constituting the hard block. Therefore, by microdispersing the triblock copolymer having this structure in the epoxy resin, it is possible to suppress a decrease in heat resistance of the cured product of the epoxy resin composition and improve fracture toughness.

エポキシ樹脂と相溶しやすいポリマーであるハードブロックを両側にもつ、ポリ(メチルメタクリレート)/ポリ(ブチルアクリレート)/ポリ(メチルメタクリレート)のトリブロック共重合体は、エポキシ樹脂への分散が良好でエポキシ樹脂組成物の硬化物の破壊靱性を大きく向上させることができるので、より好ましい。市販品として入手可能なポリ(メチルメタクリレート)/ポリ(ブチルアクリレート)/ポリ(メチルメタクリレート)のトリブロック共重合体としては、例えばナノストレングス(Nanostrength、登録商標)M52、M52N、M22、M22N(いずれも商品名、アルケマ(株)製)などが挙げられる。 The poly (methyl methacrylate) / poly (butyl acrylate) / poly (methyl methacrylate) triblock copolymer having hard blocks on both sides, which is a polymer that is easily compatible with the epoxy resin, has good dispersion in the epoxy resin. It is more preferable because the breaking toughness of the cured product of the epoxy resin composition can be greatly improved. Examples of commercially available poly (methyl methacrylate) / poly (butyl acrylate) / poly (methyl methacrylate) triblock copolymers include Nanostrength (registered trademark) M52, M52N, M22, and M22N (any of them). Also includes the product name, manufactured by Alchema Co., Ltd.).

また市販品として入手可能な、ポリ(スチレン)/ポリ(ブタジエン)/ポリ(メタクリル酸メチル)のトリブロックコポリマーとしては、例えばアルケマ社製のNanostrength 123、250、012、E20、E40(いずれも商品名)などが挙げられる。 As commercially available poly (styrene) / poly (butadiene) / poly (methyl methacrylate) triblock copolymers, for example, Nanostrength 123, 250, 012, E20, and E40 manufactured by Arkema Co., Ltd. (all of which are commercial products. First name) and so on.

本発明のエポキシ樹脂組成物に使用する熱可塑性樹脂の量は、前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ樹脂の合計量100質量部に対し0.1〜10質量部の範囲とするのが好ましい。これは、熱可塑性樹脂の使用量が1質量部以上とすることによって、エポキシ樹脂組成物の硬化物の樹脂曲げ破断歪が高く好ましく、10質量部以下とすることによって、エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率が高くなる傾向にあるためである。より好ましくは、6質量部以下である The amount of the thermoplastic resin used in the epoxy resin composition of the present invention is in the range of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition. preferable. This is because when the amount of the thermoplastic resin used is 1 part by mass or more, the resin bending fracture strain of the cured product of the epoxy resin composition is high, and preferably, when it is 10 parts by mass or less, the epoxy resin composition is cured. This is because the flexural modulus of an object tends to be high. More preferably, it is 6 parts by mass or less.

「その他エポキシ樹脂」
本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の成分(A)、成分(B)、成分(C)のいずれとして列挙された上述のエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂(以下、「その他エポキシ樹脂」と称する。)を含有していても良い。
"Other epoxy resins"
The epoxy resin composition of the present invention includes an epoxy resin other than the above-mentioned epoxy resin listed as any of the above-mentioned components (A), (B), and (C) as long as the effects of the present invention are not impaired. (Hereinafter, referred to as "other epoxy resin") may be contained.

その他エポキシ樹脂の例としては、2官能エポキシ樹脂ではビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、さらにはこれらを変性したエポキシ樹脂等が挙げられる。3官能以上の多官能エポキシ樹脂としては、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、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンのようなテトラグリシジルジアミン型エポキシ樹脂、トリグリシジルアミノフェノール、テトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタンやトリス(グリシジルオキシフェニル)メタンのようなグリシジルフェニルエーテル型エポキシ樹脂が挙げられる。さらにはこれらのエポキシ樹脂を変性したエポキシ樹脂、これらのエポキシ樹脂をブロム化したブロム化エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定はされない。また、これらエポキシ樹脂を2種類以上組み合わせてその他エポキシ樹脂として使用しても構わない。 Examples of other epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, and modified epoxy thereof as bifunctional epoxy resins. Examples include resin. Examples of the trifunctional or higher functional epoxy resin include phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, tetraglycidyl diamine type epoxy resin such as tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, triglycidyl aminophenol, and tetrakis (glycidyl oxyphenyl) ethane. And tris (glycidyloxyphenyl) methane and other glycidylphenyl ether type epoxy resins. Further, examples thereof include an epoxy resin obtained by modifying these epoxy resins and a brominated epoxy resin obtained by bromizing these epoxy resins, but the present invention is not limited thereto. Further, two or more kinds of these epoxy resins may be combined and used as other epoxy resins.

本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる「その他エポキシ樹脂」の量は、前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ樹脂の合計量100質量部に対し30質量部以下であることが好ましい。 The amount of "other epoxy resin" contained in the epoxy resin composition of the present invention is preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of all epoxy resins contained in the epoxy resin composition.

「その他添加剤」
本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記熱可塑性樹脂以外の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーおよびエラストマーからなる群から選ばれた1種以上の添加剤を含有していてもよい。このような添加剤によって、本発明のエポキシ樹脂組成物の粘弾性を変化させて、粘度、貯蔵弾性率およびチキソトロープ性を適正化することができるとともに、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物の靭性を向上させることもできる。添加剤として用いられる熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーまたはエラストマーは、単独で使用してもよいし2種以上を併用してもよい。また、エポキシ樹脂成分中に溶解して配合されてもよく、微粒子、長繊維、短繊維、織物、不織布、メッシュ、パルプなどの形状でエポキシ樹脂組成物中に含まれていても良い。添加剤が、微粒子、長繊維、短繊維、織物、不織布、メッシュ、パルプなどの形状でプリプレグの表層に配置される場合には、繊維強化プラスチックの層間剥離を抑制することができるので好ましい。
"Other additives"
The epoxy resin composition of the present invention contains one or more additives selected from the group consisting of thermoplastic resins other than the thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, and elastomers as long as the effects of the present invention are not impaired. May be. With such an additive, the viscoelasticity of the epoxy resin composition of the present invention can be changed to optimize the viscosity, storage elastic modulus and thixotropic property, and the cured product of the epoxy resin composition of the present invention can be optimized. It can also improve toughness. The thermoplastic resin, thermoplastic elastomer or elastomer used as an additive may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be dissolved in the epoxy resin component and blended, or may be contained in the epoxy resin composition in the form of fine particles, long fibers, short fibers, woven fabric, non-woven fabric, mesh, pulp and the like. When the additive is arranged on the surface layer of the prepreg in the form of fine particles, long fibers, short fibers, woven fabric, non-woven fabric, mesh, pulp, etc., it is preferable because delamination of the fiber reinforced plastic can be suppressed.

前記熱可塑性樹脂としては、主鎖に、炭素−炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イミダゾール結合およびカルボニル結合からなる群から選ばれた結合を有する熱可塑性樹脂が好ましく用いられ、例えば、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリアラミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンのようなエンジニアリングプラスチックに属する熱可塑性樹脂の一群がより好ましく用いられる。耐熱性に優れることから、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンなどが特に好ましく使用される。また、これらの熱可塑性樹脂がエポキシ樹脂との反応性の官能基を有することは、本発明の樹脂組成物の硬化樹脂の靭性向上および耐環境性維持の観点から好ましい。エポキシ樹脂との反応性の好ましい官能基としては、カルボキシル基、アミノ基および水酸基などが挙げられる。 The thermoplastic resin comprises a carbon-carbon bond, an amide bond, an imide bond, an ester bond, an ether bond, a carbonate bond, a urethane bond, a urea bond, a thioether bond, a sulfone bond, an imidazole bond and a carbonyl bond in the main chain. Thermoplastic resins with bonds selected from the group are preferably used, such as, for example, polyacrylates, polyamides, polyaramids, polyesters, polycarbonates, polyphenylene sulfides, polybenzimidazoles, polyimides, polyetherimides, polysulfones and polyether sulfones. A group of thermoplastic resins belonging to engineering plastics is more preferably used. Polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone and the like are particularly preferably used because of their excellent heat resistance. Further, it is preferable that these thermoplastic resins have a functional group reactive with the epoxy resin from the viewpoint of improving the toughness of the cured resin of the resin composition of the present invention and maintaining the environmental resistance. Preferred functional groups with reactivity with the epoxy resin include carboxyl groups, amino groups and hydroxyl groups.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、下記(1)、(2)及び(3)を満たすことが好ましい。 The epoxy resin composition of the present invention preferably satisfies the following (1), (2) and (3).

〔物性〕
(1)該エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率が3.7GPa以上
(2)該エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ破断歪が8%以上
(3)該エポキシ樹脂組成物の硬化物と、連続繊維である中弾性・高弾性の炭素繊
維が一方向に引き揃えられた強化繊維基材からなる繊維強化プラスチックの、
0°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:1700MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:1600MPa以上
90°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:135MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:100MPa以上
[Physical properties]
(1) The flexural modulus of the cured product of the epoxy resin composition is 3.7 GPa or more (2) The bending breaking strain of the cured product of the epoxy resin composition is 8% or more (3) The cured product of the epoxy resin composition And a fiber reinforced plastic made of a reinforced fiber base material in which medium elastic and high elastic carbon fibers, which are continuous fibers, are aligned in one direction.
0 ° bending strength (MPa)
When using medium elastic carbon fiber: 1700 MPa or more
When using highly elastic carbon fiber: 1600 MPa or more 90 ° bending strength (MPa)
When using medium elastic carbon fiber: 135 MPa or more
When using highly elastic carbon fiber: 100 MPa or more

エポキシ樹脂組成物の硬化物において、曲げ弾性率の向上と曲げ破断歪の向上はトレードオフの関係にあるが、本発明者らは鋭意検討の結果、両物性を特定の範囲に制御することにより高いレベルで両立可能であることを見出した。このようなエポキシ樹脂組成物を使用することにより、得られる繊維強化プラスチックの破壊強度を向上させることができる。 In the cured product of the epoxy resin composition, there is a trade-off relationship between the improvement of the flexural modulus and the improvement of the bending fracture strain, but as a result of diligent studies, the present inventors have determined that both physical properties are controlled within a specific range. We found that they are compatible at a high level. By using such an epoxy resin composition, the breaking strength of the obtained fiber reinforced plastic can be improved.

また、後述する条件で測定した繊維強化プラスチックの0°曲げ強度と90°曲げ強度の比を特定の範囲に制御することが、得られる繊維強化プラスチックの破壊強度の向上に、より効果的であることを見出した。0°方向の曲げ強度および曲げ剛性と、90°方向の剥離強度の指標である曲げ強度を高いレベルで発現することで、管状体として高い強度を発現することが可能となる。 Further, controlling the ratio of the 0 ° bending strength to the 90 ° bending strength of the fiber reinforced plastic measured under the conditions described later within a specific range is more effective in improving the fracture strength of the obtained fiber reinforced plastic. I found that. By expressing the bending strength and the bending rigidity in the 0 ° direction and the bending strength which is an index of the peel strength in the 90 ° direction at a high level, it is possible to develop a high strength as a tubular body.

更に、繊維強化プラスチックの0°曲げ強度と90°曲げ強度のバランスと曲げ破断歪を両立させることは、従来の技術では成し得なかったが、これらを特定の範囲に制御することにより、高いレベルで両立可能であることを見出した。このようなエポキシ樹脂組成物を使用することにより、得られる繊維強化プラスチックの破壊強度を著しく向上されることができることを見出した。 Furthermore, it was not possible to achieve a balance between 0 ° bending strength and 90 ° bending strength of fiber reinforced plastic and bending fracture strain with conventional techniques, but it is high by controlling these within a specific range. We found that they are compatible at the level. It has been found that the breaking strength of the obtained fiber reinforced plastic can be remarkably improved by using such an epoxy resin composition.

以下、詳細に説明する。 The details will be described below.

(1)樹脂曲げ弾性率3.7GPa以上
本発明における樹脂曲げ弾性率は、以下方法において測定された値である。
(1) Resin flexural modulus of 3.7 GPa or more The resin flexural modulus in the present invention is a value measured by the following method.

エポキシ樹脂組成物を硬化させて得た厚み2mmの硬化樹脂板を、試験片(長さ60mm×幅8mm)に加工し、500Nロードセルを備えたINSTRON 4465測定機を用い、温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=3.2mm、サポートR=3.2mm)を用い、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/d=16の条件で試験片を曲げ、弾性率を測定する。 A cured resin plate having a thickness of 2 mm obtained by curing the epoxy resin composition is processed into a test piece (length 60 mm × width 8 mm), and using an INSTRON 4465 measuring machine equipped with a 500 N load cell, the temperature is 23 ° C. and the humidity is 50. Using a 3-point bending jig (indenter R = 3.2 mm, support R = 3.2 mm) in an environment of% RH, the ratio L / d = 16 of the distance between supports (L) and the thickness (d) of the test piece. Bend the test piece under the conditions of and measure the elastic modulus.

樹脂曲げ弾性率が3.7MPa以上であるエポキシ樹脂組成物を、繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂に使用した場合、高い0°曲げ強度が得られる。更に繊維強化プラスチックが管状の場合、管状体の高い曲げ強度が得られる。 When an epoxy resin composition having a resin flexural modulus of 3.7 MPa or more is used as a matrix resin of fiber reinforced plastic, a high 0 ° bending strength can be obtained. Further, when the fiber reinforced plastic is tubular, high bending strength of the tubular body can be obtained.

樹脂曲げ弾性率は3.7GPa以上であればよいが、3.9GPa以上であると、さらに高い0°曲げ強度及び90°曲げ強度が得られるため、より好ましい。樹脂曲げ弾性率の上限値に特に制限は無いが、通常6.0GPa以下である。 The resin flexural modulus may be 3.7 GPa or more, but more preferably 3.9 GPa or more because higher 0 ° bending strength and 90 ° bending strength can be obtained. The upper limit of the resin flexural modulus is not particularly limited, but is usually 6.0 GPa or less.

(2)樹脂曲げ破断歪が8%以上
樹脂曲げ破断歪は、以下方法において測定された値である。
(2) Resin bending fracture strain is 8% or more The resin bending fracture strain is a value measured by the following method.

エポキシ樹脂組成物を硬化させて得た厚み2mmの硬化樹脂板を、試験片(長さ60mm×幅8mm)に加工し、500Nロードセルを備えたINSTRON 4465測定機を用い、温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=3.2mm、サポートR=3.2mm)を用い、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/d=16の条件で試験片を曲げ、最大荷重時の歪および破断歪を得る。樹脂曲げ試験にて樹脂板が破断しない場合がある。その場合は13%を超えた時点で装置を停止し、その値を破断歪とする。 A cured resin plate having a thickness of 2 mm obtained by curing the epoxy resin composition is processed into a test piece (length 60 mm × width 8 mm), and using an INSTRON 4465 measuring machine equipped with a 500 N load cell, the temperature is 23 ° C. and the humidity is 50. Using a 3-point bending jig (indenter R = 3.2 mm, support R = 3.2 mm) in an environment of% RH, the ratio of the distance between supports (L) to the thickness (d) of the test piece L / d = 16 Bend the test piece under the conditions of (1) to obtain strain at maximum load and fracture strain. The resin plate may not break in the resin bending test. In that case, the device is stopped when it exceeds 13%, and the value is taken as the breaking strain.

樹脂曲げ破断歪が8%以上であるエポキシ樹脂組成物を、繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂に使用した場合、高い90°曲げ強度が得られる。更に繊維強化プラスチックが管状の場合、管状体の高い曲げ強度が得られる。 When an epoxy resin composition having a resin bending fracture strain of 8% or more is used for a matrix resin of a fiber reinforced plastic, a high 90 ° bending strength can be obtained. Further, when the fiber reinforced plastic is tubular, high bending strength of the tubular body can be obtained.

樹脂曲げ破断歪は8%以上であればよいが、11%以上であるとさらに高い90°曲げ強度が得られるため、より好ましい。さらに好ましくは12%以上である。樹脂曲げ破断歪みの上限値は、前述の測定法から明らかなように13%である。 The resin bending fracture strain may be 8% or more, but 11% or more is more preferable because a higher 90 ° bending strength can be obtained. More preferably, it is 12% or more. The upper limit of the resin bending fracture strain is 13% as is clear from the above-mentioned measurement method.

(3)該エポキシ樹脂組成物の硬化物と、連続繊維である炭素繊維が一方向に引き
揃えられた強化繊維基材からなる繊維強化プラスチックの、
0°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:1700MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:1600MPa以上
90°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:135MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:100MPa以上
上記の繊維強化プラスチックの0°曲げ強度、及び90°曲げ強度は、炭素繊維を一方向に引き揃え、繊維目付が125g/m2、樹脂含有量が28質量%のプリプレグを作製し、これを硬化して作製した繊維強化プラスチックパネルを以下の方法にて測定された値である。
(3) A fiber-reinforced plastic made of a cured product of the epoxy resin composition and a reinforcing fiber base material in which carbon fibers, which are continuous fibers, are aligned in one direction.
0 ° bending strength (MPa)
When using medium elastic carbon fiber: 1700 MPa or more
When using highly elastic carbon fiber: 1600 MPa or more 90 ° bending strength (MPa)
When using medium elastic carbon fiber: 135 MPa or more
When using highly elastic carbon fiber: 100 MPa or more The 0 ° bending strength and 90 ° bending strength of the above fiber reinforced plastics are such that the carbon fibers are aligned in one direction, the fiber grain is 125 g / m2, and the resin content is It is a value measured by the following method for the fiber reinforced plastic panel produced by producing 28% by mass of a prepreg and curing it.

(0°曲げ強度)
得られた繊維強化プラスチックパネルを試験片の長手方向に対して補強繊維が0゜に配向するように試験片(長さ127mm×幅12.7mm)に加工し、インストロン社製の万能試験機を用い、温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=5mm、サポートR=3.2mm)を用い、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/d=40、クロスヘッドスピード(分速)=(L×L×0.01)/(6×d)の条件で試験片を曲げ、曲げ強度および破断歪を測定する。
(0 ° bending strength)
The obtained fiber-reinforced plastic panel is processed into a test piece (length 127 mm × width 12.7 mm) so that the reinforcing fibers are oriented at 0 ° with respect to the longitudinal direction of the test piece, and is a universal testing machine manufactured by Instron. In an environment of temperature 23 ° C. and humidity 50% RH, using a three-point bending jig (indenter R = 5 mm, support R = 3.2 mm), the distance between supports (L) and the thickness of the test piece (d). The test piece is bent under the conditions of the ratio L / d = 40 and the cross head speed (minute speed) = (L × L × 0.01) / (6 × d), and the bending strength and the breaking strain are measured.

(90°曲げ強度)
得られた繊維強化プラスチックパネルを、試験片の長手方向に対して補強繊維が90゜に配向するように試験片(長さ60mm×幅12.7mm)に加工し、インストロン社製の万能試験機を用い、温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=5mm、サポートR=3.2mm)を用い、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/d=16、クロスヘッドスピード(分速)=(L×L×0.01)/(6×d)の条件で試験片を曲げ、曲げ強度および破断歪を測定する。
(90 ° bending strength)
The obtained fiber-reinforced plastic panel is processed into a test piece (length 60 mm x width 12.7 mm) so that the reinforcing fibers are oriented at 90 ° with respect to the longitudinal direction of the test piece, and a universal test manufactured by Instron is performed. Using a machine, in an environment of temperature 23 ° C. and humidity 50% RH, using a three-point bending jig (indenter R = 5 mm, support R = 3.2 mm), the distance between supports (L) and the thickness of the test piece (d) ), The cross head speed (minute speed) = (L × L × 0.01) / (6 × d), the test piece is bent, and the bending strength and the breaking strain are measured.

繊維強化プラスチックの、
0°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:1700MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:1600MPa以上
90°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:135MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:100MPa以上
であれば、管状の繊維強化プラスチックにおいて高い管状体の曲げ強度が得られる。繊維強化プラスチックの、
0°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:1800MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:1700MPa以上
90°曲げ強度(MPa)が
中弾性の炭素繊維を用いた場合:140MPa以上
高弾性の炭素繊維を用いた場合:105MPa以上
であるのが、より好ましい。
繊維強化プラスチックの0°曲げ強度と90°曲げ強度はいずれか一方が高く、一方が低い場合は、管状体としての性能発現のバランスが低下する傾向にある。
Of fiber reinforced plastic
When 0 ° bending strength (MPa) is medium elastic carbon fiber: 1700 MPa or more When high elastic carbon fiber is used: 1600 MPa or more When 90 ° bending strength (MPa) is medium elastic carbon fiber: When carbon fiber having high elasticity of 135 MPa or more is used: When 100 MPa or more, high bending strength of the tubular body can be obtained in the tubular fiber reinforced plastic. Of fiber reinforced plastic
When 0 ° bending strength (MPa) is medium elastic carbon fiber: 1800 MPa or more When high elastic carbon fiber is used: 1700 MPa or more When 90 ° bending strength (MPa) is medium elastic carbon fiber: When carbon fiber having high elasticity of 140 MPa or more is used: 105 MPa or more is more preferable.
When either the 0 ° bending strength or the 90 ° bending strength of the fiber reinforced plastic is high and the other is low, the balance of performance expression as a tubular body tends to be lowered.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、離型紙などに塗布することで樹脂のフィルムを得ることができる。本発明のフィルムはプリプレグを製造するための中間材料として、また、基材に貼り付け硬化させることで表面保護フィルム、接着フィルムとして有用である。 The epoxy resin composition of the present invention can be applied to a paper pattern or the like to obtain a resin film. The film of the present invention is useful as an intermediate material for producing a prepreg, and as a surface protective film or an adhesive film by being attached to a substrate and cured.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物を強化繊維基材に含浸させることでプリプレグを得ることができる。本発明のプリプレグに用いることができる強化繊維基材には制限が無く、炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、有機繊維、ボロン繊維、スチール繊維などを、トウ、クロス、チョップドファイバー、連続繊維を一方向に引き揃えた形態、連続繊維を経緯にして織物とした形態、トウを一方向に引き揃え横糸補助糸で保持した形態、複数枚の一方向の強化繊維のシートを異なる方向に重ねて補助糸でステッチして留めマルチアキシャルワープニットとした形態、また、強化繊維を不織布とした形態などが挙げられる。 Further, a prepreg can be obtained by impregnating the reinforcing fiber base material with the epoxy resin composition of the present invention. The reinforcing fiber base material that can be used for the prepreg of the present invention is not limited, and carbon fiber, graphite fiber, glass fiber, organic fiber, boron fiber, steel fiber and the like can be used, and tow, cloth, chopped fiber and continuous fiber can be used. A form in which the toes are aligned in a direction, a form in which continuous fibers are used as warp and weft, a form in which the toe is aligned in one direction and held by a weft auxiliary thread, and a plurality of sheets of unidirectional reinforcing fibers are stacked in different directions to assist Examples include a form in which a multiaxial warp knit is stitched with a thread and fastened, and a form in which reinforcing fibers are used as a non-woven fabric.

これらの強化繊維基材を構成する強化繊維として、炭素繊維や黒鉛繊維は比弾性率が良好で軽量化に大きな効果が認められるので本発明のプリプレグに好適に用いることができる。また、用途に応じてあらゆる種類の炭素繊維または黒鉛繊維を用いることができる。 As the reinforcing fibers constituting these reinforcing fiber base materials, carbon fibers and graphite fibers have a good specific elastic modulus and a great effect on weight reduction, and thus can be suitably used for the prepreg of the present invention. In addition, any kind of carbon fiber or graphite fiber can be used depending on the application.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、あらゆる強化繊維に好適に用いることが可能となる。特に炭素繊維に好適に用いることが可能となり、さらには、中弾性・高弾性の炭素繊維に好適に用いることが可能となる。 The epoxy resin composition of the present invention can be suitably used for any reinforcing fiber. In particular, it can be suitably used for carbon fibers, and further, it can be preferably used for medium-elasticity and high-elasticity carbon fibers.

また、本発明のプリプレグを賦形し硬化させることにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維を含む繊維強化プラスチックを得ることができる。該繊維強化プラスチックの用途にも制限は無く、航空機用構造材料をはじめとして、自動車用途、船舶用途、スポーツ用途、その他の風車やロールなどの一般産業用途に使用できる。繊維強化プラスチックの製造方法としては、プリプレグと呼ばれるシート状の成形中間体に加工して、オートクレーブ成形、シートラップ成形、プレス成形などを行う成形方法や、強化繊維のフィラメントやプリフォームにエポキシ樹脂組成物を含浸させて硬化し成形物を得るRTM、VaRTM、フィラメントワインディング、RFIなどの成形法を挙げることができるが、これらの成形方法に限られるものではない。 Further, by shaping and curing the prepreg of the present invention, a fiber-reinforced plastic containing a cured product of the epoxy resin composition and reinforcing fibers can be obtained. There are no restrictions on the use of the fiber reinforced plastic, and it can be used for structural materials for aircraft, automobiles, ships, sports, and other general industrial applications such as wind turbines and rolls. As a method for producing fiber reinforced plastic, a molding method in which a sheet-shaped molding intermediate called prepreg is processed to perform autoclave molding, sheet wrap molding, press molding, etc., or an epoxy resin composition for filaments and preforms of reinforcing fibers. Molding methods such as RTM, VaRTM, filament winding, and RFI that impregnate an object and cure to obtain a molded article can be mentioned, but are not limited to these molding methods.

なお、本発明の繊維強化プラスチックは、管状とすることにより、高い破壊強度を生かしたゴルフクラブシャフト等に、特に好適に使用することができる。 The fiber-reinforced plastic of the present invention can be particularly preferably used for a golf club shaft or the like utilizing high breaking strength by making it tubular.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<原材料>
成分(A):
MY0510(商品名):トリグリシジル−p−アミノフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量101g/eq
MY0600(商品名):トリグリシジル−m−アミノフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量105g/eq
<Raw materials>
Ingredient (A):
MY0510 (trade name): Triglycidyl-p-aminophenol type epoxy resin, epoxy equivalent 101 g / eq
MY0600 (trade name): Triglycidyl-m-aminophenol type epoxy resin, epoxy equivalent 105 g / eq

成分(B):
NER−7604(商品名):多官能ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量350g/eq、軟化点70℃、日本化薬(株)製
AER4152(商品名「アラルダイトAER4152」):骨格中にオキサゾリドン環を持つ2官能エポキシ樹脂、数平均分子量814、軟化点:79°旭化成イーマテリアルズ株式会社製
jER1001(商品名):ビスフェノールA型2官能エポキシ樹脂、エポキシ当量450〜500g/eq、数平均分子量900、軟化点:64℃ 三菱化学(株)製
jER1004(商品名):ビスフェノールA型2官能エポキシ樹脂、エポキシ当量875〜975g/eq、数平均分子量1650、軟化点:97℃ 三菱化学(株)製
EHPE3150(商品名):固形脂環式エポキシ樹脂、軟化点:75℃、株式会社ダイセル製
Ingredient (B):
NER-7604 (trade name): Polyfunctional bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent 350 g / eq, softening point 70 ° C, AER4152 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. (trade name "Araldite AER4152"): Oxazolidene ring in the skeleton Bifunctional epoxy resin with, number average molecular weight 814, softening point: 79 ° Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd. jER1001 (trade name): bisphenol A type bifunctional epoxy resin, epoxy equivalent 450-500 g / eq, number average molecular weight 900, Softening point: 64 ° C JER1004 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. (trade name): Bisphenol A type bifunctional epoxy resin, epoxy equivalent 875-975 g / eq, number average molecular weight 1650, softening point: 97 ° C EHPE3150 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. (Product name): Solid alicyclic epoxy resin, softening point: 75 ° C, manufactured by Daicel Co., Ltd.

成分(C):
jER828(商品名):ビスフェノールA型2官能エポキシ樹脂、エポキシ当量189g/eq、三菱化学(株)製
jER807(商品名):ビスフェノールF型2官能エポキシ樹脂、エポキシ当量167g/eq、三菱化学(株)製
Ingredient (C):
jER828 (trade name): bisphenol A type bifunctional epoxy resin, epoxy equivalent 189 g / eq, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation jER807 (trade name): bisphenol F type bifunctional epoxy resin, epoxy equivalent 167 g / eq, Mitsubishi Chemical Corporation ) Made

成分(D):
DICY15(商品名):ジシアンジアミド(略称:DICY)、三菱化学(株)製
Ingredient (D):
DICY15 (trade name): dicyandiamide (abbreviation: DICY), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation

成分(E):
DCMU99(商品名):3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア(略称:DCMU)、保土谷化学工業(株)製
Omicure94(商品名):3−フェニル−1,1−ジメチルウレア(略称:PUMU)、PTIジャパン(株)製
Ingredient (E):
DCMU99 (trade name): 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (abbreviation: DCMU), Hodogaya Chemical Co., Ltd. Omicure94 (trade name): 3-phenyl-1,1- Dimethylurea (abbreviation: PUMU), manufactured by PTI Japan Co., Ltd.

熱可塑性樹脂:
ビニレックE(商品名):ポリビニルホルマール樹脂、チッソ(株)製
YP−50S(商品名):フェノキシ樹脂、質量平均分子量50,000〜70,000、新日鉄住金化学(株)製
M52N(商品名「NanostrengthM52N」):アクリル系ブロック共重合体(ポリ(メチルメタクリレート)/ポリ(ブチルアクリレート)/ポリ(メチルメタクリレート)のトリブロック共重合体であり、さらにジメチルアクリルアミドが共重合したもの、アルケマ(株)製
Thermoplastic resin:
Vinilec E (trade name): Polyvinylformal resin, manufactured by Chisso Co., Ltd. YP-50S (trade name): Phenoxy resin, mass average molecular weight 50,000 to 70,000, manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Chemical Co., Ltd. M52N (trade name " Nanostrength M52N "): Acrylic block copolymer (poly (methyl methacrylate) / poly (butyl acrylate) / poly (methyl methacrylate) triblock copolymer, further copolymerized with dimethyl acrylamide, Alchema Co., Ltd." Made

〔実施例1〜12、比較例1〜7〕
以下の手順でエポキシ樹脂組成物を調製し、これを用いて樹脂曲げ弾性率、樹脂曲げ破断歪み、及び繊維強化プラスチックの曲げ強度を測定した。樹脂組成および測定(評価)結果を表1に示す。
[Examples 1 to 12, Comparative Examples 1 to 7]
An epoxy resin composition was prepared by the following procedure, and the resin flexural modulus, resin bending fracture strain, and bending strength of the fiber reinforced plastic were measured using the epoxy resin composition. Table 1 shows the resin composition and the measurement (evaluation) results.

<触媒樹脂組成物の調製>
表1に示す樹脂組成に含まれる液体状のエポキシ樹脂成分の一部に、同表に示す成分(D)および成分(E)を3本ロールミルで均一に分散させて、触媒樹脂組成物を調製
した。
<Preparation of catalyst resin composition>
A catalyst resin composition is prepared by uniformly dispersing the components (D) and (E) shown in the same table in a part of the liquid epoxy resin components contained in the resin composition shown in Table 1 with a three-roll mill. did.

<エポキシ樹脂組成物の調製>
表1に示す樹脂組成に含まれる固体状のエポキシ樹脂成分の一部と、液体状のエポキシ樹脂成分の残部の一部、及び熱可塑性樹脂を、160℃にて加熱混合することで均一なマスターバッチ(1)を得た。
<Preparation of epoxy resin composition>
A uniform master by heating and mixing a part of the solid epoxy resin component contained in the resin composition shown in Table 1, a part of the rest of the liquid epoxy resin component, and the thermoplastic resin at 160 ° C. A batch (1) was obtained.

得られたマスターバッチ(1)を120℃に冷却した後、ここに固体状のエポキシ樹脂成分の残部を添加し、120℃で混合することによって均一に分散させ、マスターバッチ(2)を得た。 After cooling the obtained masterbatch (1) to 120 ° C., the rest of the solid epoxy resin component was added thereto and mixed at 120 ° C. to uniformly disperse the masterbatch (2). ..

得られたマスターバッチ(2)を60℃に冷却した後、予め調製しておいた触媒樹脂組成物および液体状のエポキシ樹脂成分の残部を計量して添加し、60℃で混合することによって均一に分散させ、エポキシ樹脂組成物を得た。 After cooling the obtained masterbatch (2) to 60 ° C., the remainder of the catalyst resin composition and the liquid epoxy resin component prepared in advance are weighed and added, and the mixture is uniformly mixed at 60 ° C. The epoxy resin composition was obtained.

<硬化樹脂板の作製>
上述の<エポキシ樹脂組成物の調製>にて得られたエポキシ樹脂組成物を、厚さ2mmのポリテトラフルオロエチレン製のスペーサーと共にガラス板で挟んで、昇温速度2℃/分で昇温し、130℃で90分保持して硬化させることにより硬化樹脂板を得た。
<Manufacturing of cured resin plate>
The epoxy resin composition obtained in the above <Preparation of Epoxy Resin Composition> is sandwiched between glass plates together with a spacer made of polytetrafluoroethylene having a thickness of 2 mm, and the temperature is raised at a heating rate of 2 ° C./min. A cured resin plate was obtained by holding at 130 ° C. for 90 minutes and curing.

<樹脂曲げ弾性率および樹脂曲げ破断歪の測定>
上述の<硬化樹脂板の作製>にて得られた厚み2mmの硬化樹脂板を、試験片(長さ60mm×幅8mm)に加工し、500Nロードセルを備えたINSTRON 4465測定機を用い、温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=3.2mm、サポートR=3.2mm)を用い、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/d=16の条件で試験片を曲げ、弾性率および最大荷重時の歪および破断歪を得た。結果を表1に示す。
<Measurement of resin flexural modulus and resin bending fracture strain>
The cured resin plate having a thickness of 2 mm obtained in the above-mentioned <Preparation of cured resin plate> is processed into a test piece (length 60 mm × width 8 mm), and the temperature is 23 using an INSTRON 4465 measuring machine equipped with a 500 N load cell. Using a three-point bending jig (indenter R = 3.2 mm, support R = 3.2 mm) in an environment of ° C. and humidity of 50% RH, the ratio L of the distance between supports (L) and the thickness (d) of the test piece is L. The test piece was bent under the condition of / d = 16 to obtain elastic modulus, strain at maximum load, and breaking strain. The results are shown in Table 1.

なお、樹脂曲げ試験にて樹脂板が破断しない場合は、13%を超えた時点で装置を停止し、その値を破断歪とした。 If the resin plate did not break in the resin bending test, the apparatus was stopped when it exceeded 13%, and the value was taken as the breaking strain.

実施例1〜12においては、樹脂曲げ弾性率3.7GPa以上、かつ破断歪8%以上であった。
一方、比較例1〜7においては、樹脂曲げ弾性率3.7GPa以上、又は破断歪8%以上のいずれかが未達であった。
In Examples 1 to 12, the resin flexural modulus was 3.7 GPa or more and the breaking strain was 8% or more.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 7, either the resin flexural modulus of 3.7 GPa or more or the breaking strain of 8% or more was not achieved.

<コンポジット(繊維強化プラスチック)パネル作製方法>
上述の<エポキシ樹脂組成物の調製>にて得られた、実施例1、4と比較例1、5のエポキシ樹脂組成物を60℃に加温し、フィルムコーターで離型紙に塗布して樹脂フィルムを作製した。該樹脂フィルムの厚みは、後述するように該樹脂フィルムを2枚用いてプリプレグを作製した場合に、該プリプレグの樹脂含有率が28質量%となるよう設定した。
<Composite (fiber reinforced plastic) panel manufacturing method>
The epoxy resin compositions of Examples 1 and 4 and Comparative Examples 1 and 5 obtained in the above <Preparation of Epoxy Resin Composition> are heated to 60 ° C. and applied to a release paper with a film coater to form a resin. A film was made. The thickness of the resin film was set so that the resin content of the prepreg was 28% by mass when two prepregs were produced using the two resin films as described later.

この樹脂フィルム上(離型紙の、樹脂フィルム形成側表面)に、炭素繊維(三菱レイヨン株式会社製、中弾性炭素繊維としてMR70―12Pおよび高弾性炭素繊維としてHR40−12M)を繊維目付が125g/m2のシートになるようにドラムワインド装置にて巻きつけた。さらにもう1枚の樹脂フィルムをドラムワインド装置上で炭素繊維シート上に貼り合わせた。2枚の樹脂フィルムに挟まれた炭素繊維シートを温度100℃、圧力0.4MPa、送り速度3m/分の条件でフュージングプレス(アサヒ繊維機械工業(株)、JR−600LTSW、処理長1340mm、圧力はシリンダー圧)に通し、繊維目付が125g/m2、樹脂含有量が28質量%のプリプレグを得た。 Carbon fibers (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., MR70-12P as medium elastic carbon fibers and HR40-12M as high elastic carbon fibers) are placed on this resin film (the surface of the release paper on the resin film forming side) with a fiber grain of 125 g / It was wound with a drum wind device so as to form an m2 sheet. Yet another resin film was laminated on the carbon fiber sheet on the drum wind device. Fusing press (Asahi Textile Machinery Co., Ltd., JR-600LTSW, processing length 1340 mm, pressure) under the conditions of temperature 100 ° C, pressure 0.4 MPa, feed rate 3 m / min, and carbon fiber sheet sandwiched between two resin films. Was passed through the cylinder pressure) to obtain a prepreg having a fiber grain of 125 g / m2 and a resin content of 28% by mass.

得られたプレプレグを18枚積層し、オートクレーブで圧力0.04MPa下で、2℃/分で昇温し、80℃で60分保持後、さらに2℃/分で昇温し、130℃まで昇温し、圧力0.6MPa下で90分間加熱硬化させ、繊維強化プラスチックパネルを得た。 Eighteen of the obtained prepregs were laminated, heated in an autoclave at a pressure of 0.04 MPa at 2 ° C./min, held at 80 ° C. for 60 minutes, then further heated at 2 ° C./min, and raised to 130 ° C. It was warmed and heat-cured under a pressure of 0.6 MPa for 90 minutes to obtain a fiber-reinforced plastic panel.

<コンポジット(繊維強化プラスチック)曲げ強度の測定>
上述の<コンポジット(繊維強化プラスチック)パネル作製方法>にて得られた繊維強化プラスチックパネルを、試験片の長手方向に対して補強繊維が0°または90゜に配向するように試験片を下記の大きさに加工し、インストロン社製の万能試験機を用い、温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=5mm、サポートR=3.2mm)を用い、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/dを下記の条件で、クロスヘッドスピード(分速)=(L2×0.01)/(6×d)の条件で試験片を曲げ、0°及び90°における曲げ強度、弾性率及び破断歪を得た。0°曲げ特性はVf60%となるよう換算した。結果を表2に示す。
<Measurement of composite (fiber reinforced plastic) bending strength>
The fiber-reinforced plastic panel obtained by the above <method for producing a fiber-reinforced plastic panel> is subjected to the following test pieces so that the reinforcing fibers are oriented at 0 ° or 90 ° with respect to the longitudinal direction of the test piece. Processed to size, using a universal testing machine manufactured by Instron, using a three-point bending jig (indenter R = 5 mm, support R = 3.2 mm) in an environment of temperature 23 ° C. and humidity 50% RH, The ratio L / d of the distance between supports (L) and the thickness (d) of the test piece is tested under the conditions of crosshead speed (minute speed) = (L2 × 0.01) / (6 × d) under the following conditions. The pieces were bent to obtain bending strength, elastic modulus and breaking strain at 0 ° and 90 °. The 0 ° bending characteristic was converted to Vf60%. The results are shown in Table 2.

0°曲げ特性評価用:長さ100mm×幅12.7mm、L/d=40
90°曲げ特性評価用:長さ60mm×幅12.7mm、L/d=16
For 0 ° bending characteristic evaluation: length 100 mm x width 12.7 mm, L / d = 40
For evaluation of 90 ° bending characteristics: length 60 mm x width 12.7 mm, L / d = 16

<管状体(パイプ形状繊維強化プラスチック)の成型>
SUS製、6mmφの芯材に離型剤として、フレコートNC700(巴工業製)を塗布した。補強繊維としてMR70―12Pを使用した上記のプリプレグを繊維の配列方向が芯材の軸方向に対して、プラス45°方向、マイナス45°方向、および0°方向に配向するようにカットした。
まず、プラス45°方向のプリプレグを芯材に1層巻き付けて、次にマイナス45°方向に1層巻き付けた。これらを交互に積層し、±45°層として合計で7周分巻き付けた。その外周に、0°層を3周分巻き付ける。合計10週分のプリプレグを巻き付けた。トラバースピッチが約10mmとなるようPP製のラッピングテープを巻き付けた。加熱装置内にて、昇温速度2℃/分で昇温し、130℃で90分保持して硬化した。加熱後、脱芯することで管状体を得た。
<Molding of tubular body (pipe-shaped fiber reinforced plastic)>
Frecoat NC700 (manufactured by Tomoe Engineering Co., Ltd.) was applied as a mold release agent to a core material of 6 mmφ made of SUS. The above prepreg using MR70-12P as the reinforcing fiber was cut so that the arrangement direction of the fiber was oriented in the plus 45 ° direction, the minus 45 ° direction, and the 0 ° direction with respect to the axial direction of the core material.
First, one layer of the prepreg in the plus 45 ° direction was wound around the core material, and then one layer was wound in the minus 45 ° direction. These were alternately laminated and wound as a ± 45 ° layer for a total of 7 turns. A 0 ° layer is wound around the outer circumference for three turns. A total of 10 weeks' worth of prepreg was wrapped. A PP wrapping tape was wrapped so that the traverse pitch was about 10 mm. In the heating device, the temperature was raised at a heating rate of 2 ° C./min, and the temperature was maintained at 130 ° C. for 90 minutes to cure. After heating, the tube was decentered to obtain a tubular body.

<管状体(パイプ形状繊維強化プラスチック)の評価手法>
SG曲げ試験方法に準拠し、治具(サポート間距離(L)を150mm 圧子R=75mm、支持R=12.5)を使用し、クロスヘッドスピード(分速)=20mm/分で曲げ試験を実施。最大破壊荷重を得た。結果を表2に示す。
<Evaluation method for tubular body (pipe-shaped fiber reinforced plastic)>
In accordance with the SG bending test method, use a jig (distance between supports (L): 150 mm, indenter R = 75 mm, support R = 12.5), and perform a bending test at crosshead speed (minute speed) = 20 mm / min. Implementation. The maximum breaking load was obtained. The results are shown in Table 2.

実施例1及び実施例4の繊維強化プラスチックの0°曲げ強度は、いずれも中弾性の炭素繊維を用いた場合は1700MPa以上であり、高弾性の炭素繊維を用いた場合は1600MPa以上であったが、比較例1及び比較例5においては、いずれの場合の0°曲げ強度は1600MPa未満であった。
また、実施例1及び実施例4の繊維強化プラスチックの90°曲げ強度は、いずれも中弾性の炭素繊維を用いた場合は135MPa以上であり、高弾性の炭素繊維を用いた場合は100MPa以上であったが、比較例1及び比較例5においては、いずれの場合もこの基準に未達であった。
さらに、実施例1及び実施例4における管状体の最大破壊荷重は、比較例1及び比較例5のそれを大きく上回っていた。
The 0 ° bending strength of the fiber reinforced plastics of Examples 1 and 4 was 1700 MPa or more when medium elastic carbon fibers were used, and 1600 MPa or more when high elastic carbon fibers were used. However, in Comparative Example 1 and Comparative Example 5, the 0 ° bending strength in each case was less than 1600 MPa.
The 90 ° bending strength of the fiber reinforced plastics of Examples 1 and 4 is 135 MPa or more when medium elastic carbon fibers are used, and 100 MPa or more when high elastic carbon fibers are used. However, in Comparative Example 1 and Comparative Example 5, this criterion was not achieved in any case.
Further, the maximum breaking load of the tubular body in Examples 1 and 4 was much higher than that of Comparative Examples 1 and 5.

本発明のエポキシ樹脂組成物を用いることにより、優れた管状の繊維強化プラスチックを得ることができる。よって、本発明によれば、機械物性に優れた繊維強化プラスチック成形体、例えばゴルフクラブ用シャフトなどのスポーツ・レジャー用途成形体から航空機等の産業用途の成形体まで、幅広く提供することができる。 By using the epoxy resin composition of the present invention, an excellent tubular fiber reinforced plastic can be obtained. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a wide range of fiber-reinforced plastic molded articles having excellent mechanical properties, from molded articles for sports and leisure applications such as shafts for golf clubs to molded articles for industrial applications such as aircraft.

Claims (16)

下記成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含むエポキシ樹脂組成物。
成分(A)3官能エポキシ樹脂
成分(B)25℃で固形である成分(A)以外の下記一般式(1)で示されるエポキシ樹脂
成分(C)25℃で液状である成分(A)以外のエポキシ樹脂
成分(D)硬化剤
式中、n及びmは平均値を示し、nは1〜10の範囲にあり、mは0〜10の範囲にある実数であり、R 及びR はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子1〜4個を有するアルキル基又はトリフルオロメチル基を示す。
An epoxy resin composition containing the following components (A), (B), (C) and (D).
Component (A) Trifunctional epoxy resin Component (B) Epoxy resin represented by the following general formula (1) other than the component (A) solid at 25 ° C. Component (C) Other than the component (A) that is liquid at 25 ° C. Epoxy resin component (D) curing agent
In the formula, n and m represent average values, n is a real number in the range of 1 to 10, m is a real number in the range of 0 to 10, and R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms and carbon atoms 1, respectively. Shows an alkyl group or trifluoromethyl group having ~ 4 pieces.
前記エポキシ樹脂組成物に含まれる前記成分(B)がエポキシ当量500以下である請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the component (B) contained in the epoxy resin composition has an epoxy equivalent of 500 or less. 前記エポキシ樹脂組成物に含まれる前記成分(C)がエポキシ当量500以下である請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein the component (C) contained in the epoxy resin composition has an epoxy equivalent of 500 or less. 前記成分(B)が、軟化点または融点が50℃以上のエポキシ樹脂である、請求項1〜3のいずれか一項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 the component (B) is an epoxy resin having a softening point or a melting point of 50 ° C. or higher. 前記成分(B)が、軟化点または融点が150℃以下のエポキシ樹脂である、請求項1〜4のいずれか一項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 4, wherein the component (B) is an epoxy resin having a softening point or a melting point of 150 ° C. or lower . 前記成分(B)として、下記一般式(2)で表される脂環式エポキシ樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[式(2)中、R はp価の有機基を示す。pは、1〜20の整数を示す。qは、1〜50の整数を示し、式(2)におけるqの総和は、3〜100の整数である。R は、下記式(2a)または(2b)で表される基のいずれかを示す。但し、式(2)におけるR の少なくとも1つは式(2a)で表される基である。
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5, which contains an alicyclic epoxy resin represented by the following general formula (2) as the component (B).
[In formula (2), R 1 represents a p-valent organic group. p represents an integer of 1 to 20. q represents an integer of 1 to 50, and the sum of q in the equation (2) is an integer of 3 to 100. R 2 represents either of the groups represented by the following formula (2a) or (2b). However, at least one of R 2 in the formula (2) is a group represented by the formula (2a).
前記脂環式エポキシ樹脂として、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物を含有する、請求項6に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin according to claim 6, wherein the alicyclic epoxy resin contains a 1,2-epoxy-4- (2-oxylanyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. Composition. 前記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の合計量100質量部に対する前記成分(B)の含有量が5質量部〜90質量部である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy according to any one of claims 1 to 7, wherein the content of the component (B) is 5 parts by mass to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin contained in the epoxy resin composition. Resin composition. 前記成分(C)が、ビスフェノール型エポキシ樹脂である、請求項1〜8のいずれか一項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 8, wherein the component (C) is a bisphenol type epoxy resin . 前記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂の合計量100質量部に対する前記成分(C)の含有量が20質量部〜50質量部である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy according to any one of claims 1 to 9, wherein the content of the component (C) is 20 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin contained in the epoxy resin composition. Resin composition. 前記成分(D)がジシアンジアミドである、請求項1〜10のいずれか一項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 10, wherein the component (D) is dicyandiamide. さらに、成分(E)として、ウレア系硬化助剤を含む、請求項1〜11のいずれか一項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 11, further comprising a urea-based curing aid as the component (E). 請求項1〜12のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物からなるフィルム。 A film comprising the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 12. 請求項1〜1のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物が強化繊維基材に含浸されたプリプレグ。 A prepreg in which a reinforcing fiber base material is impregnated with the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 12 . 請求項1〜1のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維からなる繊維強化プラスチック。 A fiber-reinforced plastic comprising a cured product of the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 12 and reinforcing fibers. 管状である請求項15に記載の繊維強化プラスチック。
The fiber reinforced plastic according to claim 15, which is tubular.
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