JP6999050B2 - イソソルビドの新規使用 - Google Patents
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Description
(a)55重量%~85重量%のイソソルビドジグリシジルエーテル、
(b)10重量%~30重量%の硬化剤、
(c)0重量%~15重量%の添加剤、
を含み、ここで、重量%は、成分(a)、(b)および(c)の合計を基準とし、その合計には有機充填剤、無機充填剤および触媒は含まれない。
a)イソソルビドジグリシジルエーテルおよび硬化剤を含む組成物を準備する工程、
b)上記組成物を型内に流し込む工程、
c)上記組成物を少なくとも部分的に硬化させる工程、
d)上記少なくとも部分的に硬化された組成物を上記型から分離して、犠牲支持体を得る工程、
を含む、方法に関する。
a)犠牲支持体を本発明の方法に従って製造する工程と、
b)ポリマーを含む材料を堆積させて、上記犠牲支持体を少なくとも部分的に覆う工程と、
c)上記堆積された材料から上記犠牲支持体を除去することで、3次元物体を得る工程と、
を含む、方法に関する。
硬化性の参照エポキシ組成物
34.2重量%の数平均分子量700g/mol以下を有する液体のビスフェノールAを基礎とするエポキシ樹脂と、40.9%の数平均分子量700g/mol以下を有する液体のビスフェノールFを基礎とするエポキシ樹脂と、24.2重量%の1,6-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)ヘキサンと、0.7重量%の泡止め剤としてのAirex 900とを含有するエポキシ配合物を配合し、均質化し、そしてガス抜きした。
100重量部のエポキシ当量165を有する市販の液体のイソソルビドジグリシジルエーテルを、実施例1の硬化促進剤配合物と同じ組成を有する34重量部の硬化促進剤配合物と混合した。
100重量部のエポキシ当量165を有する液体のイソソルビドジグリシジルエーテルを18重量部の3,6,9,12-テトラアザテトラデカン-1,14-ジアミン(硬化促進剤)と混合し、60℃で15時間硬化させた。
100重量部のエポキシ当量165を有する液体のイソソルビドジグリシジルエーテルを21重量部の1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼンと混合し、60℃で15時間硬化させた。
100重量部のエポキシ当量165を有する液体のイソソルビドジグリシジルエーテルを28重量部の3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン(硬化促進剤)と混合し、100℃で3時間硬化させることで、最大のTgに達した。
吸水試験は、ASTM D 570に従って実施した。直径50.8mm±0.3mmおよび厚さ3.2mm±0.3mmの6つの供試体を、各実施例のために注型し、60℃で15時間硬化させた。各系の3つの供試体を室温(23±2℃)で24時間水に浸したのに対して、残りの3つは沸騰した熱湯に2時間浸した。供試体の重量を試験の前後に記録した。表3に示されるパーセンテージは、試験後の重量変動を表している。正の値は、供試体の重量が増えたことを意味する。「分解した」は、供試体が試験の間にばらばらになったことを意味する。
59.3重量%のエポキシ当量165を有する液体のイソソルビドジグリシジルエーテルと、40重量%のフィライトと、0.7重量%の泡止め剤としてのAirex 900とを含有するエポキシ配合物を配合し、均質化し、そしてガス抜きした。2つの主要な異性体の3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミンおよび3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミンの混合物としてのジエチルメチルトルエンジアミンを硬化剤として使用した。100重量部のイソソルビド配合物を17重量部の硬化剤と混合し、慎重にガス抜きした。
犠牲支持体の作製および溶解試験
溶解性試験のために、実施例6の組成物を円筒型の型に注ぎ込んで、高さ50mm×直径29mmの供試体を得た。型内の組成物を120℃で2時間および175℃で2時間硬化させた。示差走査熱量測定(ASTM D 3418)によって測定された108℃のTgは、完全な硬化を示した。
溶解試験のために、円筒状供試体を、室温(23±2℃)で貯蔵された水中の5重量%の酢酸溶液中に浸漬した。犠牲支持体は、72時間の間に有機マトリックスの完全な分解/溶解を示した。
溶解試験のための硬化性のイソソルビド組成物
59.3重量%のエポキシ当量165を有する液体のイソソルビドジグリシジルエーテルと、40重量%のフィライトと、0.7重量%の泡止め剤としてのAirex 900とを含有するエポキシ配合物を調製し、均質化し、そしてガス抜きした。硬化剤として3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミンを使用した。100重量部のイソソルビド配合物を17重量部の硬化剤と混合し、慎重にガス抜きした。その系を40℃で3時間および100℃で2時間硬化させた。示差走査熱量測定(ASTM D 3418)によって測定された87℃のTgは、完全な硬化を示した。
犠牲支持体の作製
実施例8の組成物を円筒型の型に注ぎ込んで、高さ50mm×直径29mmの供試体を得た。型内の組成物を40℃で3時間および100℃で2時間硬化させた。示差走査熱量測定(ASTM D 3418)によって測定された87℃のTgは、完全な硬化を示した。得られた供試体を型から分離した後に、次に犠牲支持体に炭素プリプレグ層の堆積を施し、真空バギング後に6barの圧力で120分間にわたる130℃の硬化サイクルに供した。
内部の犠牲支持体を除去するために、内部に犠牲支持体を有する炭素複合物を、水中の5重量%の酢酸溶液中に浸漬した。48時間~72時間後に、犠牲コアは完全に分解/溶解した。
炭素複合物に対する酸性溶液の効果を評価するために、層間せん断強さ(ILSS、ASTM D 2344)用の供試体を作製し、酸性溶液中に72時間浸漬した。
77.9重量%のエポキシ当量165を有する液体のイソソルビドジグリシジルエーテルと、18.8重量%の中空ガラス微小球と、3.2%の炭酸ステアリン酸カルシウムと、0.1重量%の泡止め剤としてのAirex 900とを含有するエポキシ配合物を調製し、均質化し、そしてガス抜きした。硬化剤として3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミンを使用した。100重量部のイソソルビド配合物を22重量部の硬化剤と混合し、慎重にガス抜きした。
実施例10の組成物を型内に流し込むことで、長さ460mm、幅120mmおよび厚さ5mmを有する機械加工可能なブロックを得た。型内の組成物を室温で24時間硬化させた後に、100℃で2時間硬化させた。示差走査熱量測定(ASTM D 3418)によって測定された75℃のTgは、完全な硬化を示した。得られた供試体を型から分離した後に、機械加工可能なブロックをフライス加工にかけて、該系の機械加工性を評価した。優れた機械加工性が達成された。
機械加工可能なブロックの溶解特性を評価するために、元のブロックから21×37×35mmの平行六面体を切り出し、200mLの5重量%の酢酸水溶液中に浸漬した。8時間~12時間毎に溶液を交換することによって、犠牲コアは28時間~36時間後に完全に分解/溶解した。
発泡犠牲支持体の作製
77.5重量%のエポキシ当量165を有する液体のイソソルビドジグリシジルエーテルと、18.8重量%の中空ガラス微小球と、3.2%の炭酸ステアリン酸カルシウムと、0.5重量%の発泡剤としてのシリコーングリコールとを含有するエポキシ配合物を調製し、均質化し、そしてガス抜きした。50%の1,2-シクロヘキサンジアミンおよび50%の2つの異性体の3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミンおよび3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミンを含む硬化促進剤配合物を硬化剤として使用した。発泡剤としてポリメチルヒドロシロキサンを使用した。100重量部のイソソルビド配合物を16重量部の硬化剤および0.7重量部の発泡剤と混合した。
機械加工可能なブロックの溶解特性を評価するために、元のブロックから175×125×24mmの平行六面体を切り出し、5Lの酢中に浸漬した。コアの表面の侵食された部分を4時間~8時間毎に手動で除去することによって、犠牲支持体は18時間~20時間後に完全に分解/溶解した。
Claims (15)
- イソソルビドジグリシジルエーテルおよび硬化剤を含む犠牲支持体の製造のための組成物であって、
前記硬化剤は、アミン窒素に結合された少なくとも1つの活性水素を有する少なくとも1つのアミン官能基を有する、組成物。 - 前記硬化剤は、アミン窒素に結合された少なくとも1つの活性水素をそれぞれ有する2つのアミン官能基を有する、請求項1に記載の組成物。
- 前記組成物は、少なくとも1種の有機充填剤を更に含む、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記有機充填剤は、フェノール樹脂、アクリル樹脂およびそれらの混合物、またはポリ(ビニルアルコール)、ポリ(酢酸ビニル)、エチレン-酢酸ビニル、ゴムおよびそれらの混合物の群から選択される熱可塑性樹脂を基礎とする系からなる群から選択される、請求項3に記載の組成物。
- 前記組成物は、少なくとも1種の発泡剤を更に含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記発泡剤は、シロキサン、ポリメチルヒドロシロキサン、シリコーンハイブリッド、シリコーン誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項5に記載の組成物。
- イソソルビドエーテル繰返単位及びアミン基を有するポリマーを含む3次元物体の製造用の犠牲支持体。
- 前記犠牲支持体は、ASTM D 3418に従って示差走査熱量測定によって測定されて、50℃から180℃の間のTgを有する、請求項7に記載の犠牲支持体。
- 前記犠牲支持体は、ASTM D 638に従って25℃で測定されて、3.5%から10.5%の範囲の破壊伸びを有する、請求項7または8に記載の犠牲支持体。
- イソソルビドエーテル繰返単位を有するポリマーを含む3次元物体の製造用の犠牲支持体を製造する方法であって、
a)イソソルビドジグリシジルエーテルおよび硬化剤を含む組成物を準備する工程であって、前記硬化剤は、アミン窒素に結合された少なくとも1つの活性水素を有する少なくとも1つのアミン官能基を有する工程、
b)前記組成物を型内に流し込む工程、
c)前記組成物を少なくとも部分的に硬化させる工程、
d)前記硬化された組成物を前記型から分離して、犠牲支持体を得る工程、
を含む、方法。 - 前記硬化工程c)は、2時間から30時間の範囲の時間にわたって行われる、請求項10に記載の方法。
- 3次元物体を作製する方法であって、
a)犠牲支持体を請求項10または11に記載の方法に従って製造する工程と、
b)ポリマーを含む材料を堆積させて、前記犠牲支持体を少なくとも部分的に覆う工程と、
c)前記堆積された材料から前記犠牲支持体を除去することで、3次元物体を得る工程と、
を含む、方法。 - 前記犠牲支持体の除去工程は、水性酸性溶液を使用して行われる、請求項12に記載の方法。
- 前記堆積させる材料は硬化性ポリマーを含み、該硬化性ポリマーは工程c)の前に硬化される、請求項12または13に記載の方法。
- 複合材料の製造においてポリマーの3次元物体を製造するための、請求項10~14のいずれか一項に記載の方法で製造された犠牲支持体の使用。
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