JPH05170953A - Prepreg for carbon fiber-reinforced resin composite material - Google Patents

Prepreg for carbon fiber-reinforced resin composite material

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JPH05170953A
JPH05170953A JP34351491A JP34351491A JPH05170953A JP H05170953 A JPH05170953 A JP H05170953A JP 34351491 A JP34351491 A JP 34351491A JP 34351491 A JP34351491 A JP 34351491A JP H05170953 A JPH05170953 A JP H05170953A
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JP
Japan
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carbon fiber
prepreg
resin
composite material
polyfunctional
Prior art date
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Application number
JP34351491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeji Hayashi
繁次 林
Masahiro Sugimori
正裕 杉森
Masayuki Fukumoto
政之 福元
Takashi Tada
尚 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05170953A publication Critical patent/JPH05170953A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the subject prepreg using a specific silane coupling agent- treated carbon fibers as reinforcing material, capable of giving highly tough carbon fiber-reinforced resin composite materials with excellent thermal and mechanical properties. CONSTITUTION:The objective prepreg suitable for the structural materials for aircraft, made up of (A) as reinforcing material, carbon fibers treated with a silane coupling agent consisting of an aminosilane, epoxysilane and/or vinylsilane and (B) as matrix resin, a composition composed mainly of (1) a blend of polyfunctional maleimide and polyfunctional cyanic ester or (2) a preliminary reaction product therefrom, with its surface provided with (C) pref. fibrous thermoplastic resin form such as of engineering plastic.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、優れた熱的性質、機械
的性質を有し、且つ優れた靱性を有する炭素繊維強化樹
脂複合材料を成形し得る炭素繊維強化樹脂複合材料用プ
リプレグに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material, which is capable of forming a carbon fiber reinforced resin composite material having excellent thermal and mechanical properties and excellent toughness.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭素繊維強化複合材料は、その比強度、
比弾性が優れているという特徴を活かしてスポ−ツ用品
を中心に各種の用途に広く使用されている。現在のとこ
ろ、そのマトリックス樹脂としてはエポキシ樹脂が主流
であるが、エポキシ樹脂は耐熱性が十分でなく、そのた
め炭素繊維強化エポキシ樹脂複合材料は航空・宇宙用品
の用途を中心に高まりつつある耐熱素材としての要求を
充分に満足することはできない。一方、耐熱性樹脂とし
て知られているポリイミドは、耐熱性は優れているもの
の、成形加工性の面で問題があるため、そのマトリック
ス樹脂への実用化は遅れている。
2. Description of the Related Art Carbon fiber reinforced composite materials have a specific strength
It is widely used for various purposes, centering on sports goods, by taking advantage of its excellent specific elasticity. At present, epoxy resins are the mainstream as the matrix resin, but epoxy resins do not have sufficient heat resistance, so carbon fiber reinforced epoxy resin composite materials are increasing in heat resistance, mainly for applications in aerospace products. Can not be fully satisfied. On the other hand, polyimide, which is known as a heat-resistant resin, has excellent heat resistance, but has a problem in terms of molding processability, so that its practical use as a matrix resin has been delayed.

【0003】このような状況から耐熱性と成形性のバラ
ンスの優れた多官能性マレイミド系樹脂と多官能性シア
ン酸エステルとの混合物又は予備反応物が炭素繊維複合
材料用マトリックス樹脂として注目されている。しかし
この樹脂は靱性が乏しいという欠点があり、そのためそ
の用途はかなり制限されている。この欠点を改良する方
法として、ゴム成分や熱可塑性樹脂を配合する方法、他
のモノマ−を共重合する方法などが提案されているが、
耐熱性などの物性の低下が大きいわりには靱性の向上が
十分でなかったり、樹脂単体の破壊靱性は一応向上して
も炭素繊維複合材料としたときの靱性の向上が十分でな
いなどの問題があった。また、インタ−リ−フと呼ばれ
る一種の接着層ないしは衝撃吸収層を層間に挿入する方
法も提案されているが繊維含有率が上げられなく、また
取扱性も悪いなどの欠点があり、一般に使用されるに至
っていない。
Under these circumstances, a mixture or pre-reacted product of a polyfunctional maleimide resin and a polyfunctional cyanate ester having an excellent balance between heat resistance and moldability has attracted attention as a matrix resin for carbon fiber composite materials. There is. However, this resin suffers from poor toughness, which limits its application considerably. As a method for improving this drawback, a method of blending a rubber component or a thermoplastic resin, a method of copolymerizing another monomer, etc. have been proposed,
Although the physical properties such as heat resistance are greatly deteriorated, the toughness is not sufficiently improved, and even if the fracture toughness of the resin alone is improved, the toughness of the carbon fiber composite material is not sufficiently improved. It was In addition, a method of inserting a kind of adhesive layer or an impact absorbing layer called an interleaf between the layers has been proposed, but it has drawbacks that the fiber content cannot be increased and the handleability is poor. It has not been done.

【0004】更に、例えば特開平1−110537号公
報などに、炭素繊維強化樹脂複合材料用プリプレグにつ
いて、球状の微粒子をプリプレグ表面からプリプレグの
厚さの30%以内の深さに局在化させて複合材料の靱性
を改善することも提案されているが、この方法では微粒
子の添加量を増加させても複合材料全体としての靱性が
充分に向上しない等の問題点がある。
Further, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-110537 and the like, regarding a prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material, spherical fine particles are localized from the surface of the prepreg to a depth within 30% of the thickness of the prepreg. Although it has been proposed to improve the toughness of the composite material, this method has a problem that the toughness of the composite material as a whole is not sufficiently improved even if the amount of fine particles added is increased.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、マトリック
ス樹脂として用いた多官能性マレイミドと多官能性シア
ン酸エステルとの混合物又はその予備反応物の特性であ
る耐熱性を損なうことなく、炭素繊維強化樹脂複合材料
に優れた靱性を付与することのできる炭素繊維強化樹脂
複合材料用プリプレグを提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a carbon fiber without impairing the heat resistance which is a characteristic of a mixture of a polyfunctional maleimide used as a matrix resin and a polyfunctional cyanate ester or a preliminary reaction product thereof. An object of the present invention is to provide a prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material, which can impart excellent toughness to the reinforced resin composite material.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、炭素繊維
を強化材とし、多官能性マレイミドと多官能性シアン酸
エステルとの混合物又はその予備反応物を主成分とする
組成物をマトリックス樹脂とし、且つ、表面に熱可塑性
樹脂成形物が存在する炭素繊維強化樹脂複合材料用プリ
プレグについて種々検討した結果、このプリプレグを構
成する炭素繊維として特定のシランカップリング剤で処
理したものを用いることにより、該プリプレグで成形し
た複合材料の靭性を著しく高め得ることを知見し、本発
明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have made a matrix a composition containing carbon fiber as a reinforcing material and a mixture of a polyfunctional maleimide and a polyfunctional cyanate ester or a pre-reactant thereof as a main component. As a resin, and as a result of various studies on prepregs for carbon fiber reinforced resin composite materials in which a thermoplastic resin molded product is present on the surface, as the carbon fibers constituting this prepreg, use those treated with a specific silane coupling agent. As a result, they have found that the toughness of the composite material molded with the prepreg can be remarkably enhanced, and have completed the present invention.

【0007】すなわち本発明は、炭素繊維を強化材と
し、多官能性マレイミドと多官能性シアン酸エステルと
の混合物又はその予備反応物を主成分とする組成物をマ
トリックス樹脂とし、且つ、表面に熱可塑性樹脂成形物
が存在する炭素繊維強化樹脂複合材料用プリプレグにお
いて、該プリプレグ中の炭素繊維がアミノシラン、エポ
キシシラン及びビニルシランから選ばれた少なくとも一
種のシランカップリング剤で処理されたものであること
を特徴とする炭素繊維強化樹脂複合材料用プリプレグで
ある。
That is, the present invention uses carbon fiber as a reinforcing material, a composition containing a mixture of a polyfunctional maleimide and a polyfunctional cyanate ester or a pre-react thereof as a main component as a matrix resin, and the surface of the composition. In a prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material in which a thermoplastic resin molded article is present, the carbon fiber in the prepreg is treated with at least one silane coupling agent selected from aminosilane, epoxysilane and vinylsilane. Is a prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material.

【0008】本発明を詳しく説明する。本発明の特徴
は、マトリックス樹脂としての多官能性マレイミドと多
官能性シアン酸エステルとの混合物又はその予備反応物
を主成分する組成物と、強化材としての炭素繊維と、熱
可塑性樹脂成形物とでプリプレグを構成するに当たり、
炭素繊維としてアミノシラン、エポキシシラン及びビニ
ルシランから選ばれる少なくとも1種のシランカップリ
ング剤で処理た炭素繊維を用いる点にある。このように
特定のシランカップリング剤で処理した炭素繊維をプリ
プレグ原料に用いることにより、上記マトリックス樹脂
の耐熱性等の特性を損なうことなく、該プリプレグから
成形した炭素繊維複合材料に著しく向上した靱性を付与
し得るのであって、未処理の炭素繊維をそのまま用いた
のでは、いかに靱性の高い樹脂組成物及び熱可塑性樹脂
を組み合わせても、複合材料にしたときにその靱性を充
分に発揮させることができない。
The present invention will be described in detail. A feature of the present invention is that a composition containing a mixture of a polyfunctional maleimide and a polyfunctional cyanate ester as a matrix resin or a pre-reactant thereof as a main component, carbon fiber as a reinforcing material, and a thermoplastic resin molded product. When configuring a prepreg with
As the carbon fiber, the carbon fiber treated with at least one silane coupling agent selected from aminosilane, epoxysilane and vinylsilane is used. By using the carbon fiber treated with the specific silane coupling agent as the prepreg raw material in this manner, the carbon fiber composite material molded from the prepreg is significantly improved in toughness without impairing the heat resistance and other characteristics of the matrix resin. Since the untreated carbon fiber is used as it is, no matter how high the toughness of the resin composition and the thermoplastic resin are combined, the toughness of the composite material can be sufficiently exhibited. I can't.

【0009】本発明において「炭素繊維」の用語は、炭
素繊維及び黒鉛繊維の両方を意味する。この炭素繊維
は、通常「プレカ−サ−」と称されるポリアクリロニト
リル、ピッチ等の繊維状物を炭化するか、或はグラファ
イト温度に加熱することにより得られ、なかでも引張強
度4500MPa以上、伸度1.7%以上の高強度・高
伸度の炭素繊維が好適に用いられる。また、炭素繊維の
表面を電解酸化、オゾン酸化することにより、表面に水
酸基、カルボン酸基などの官能基を導入したものが好適
である。
In the present invention, the term "carbon fiber" means both carbon fiber and graphite fiber. This carbon fiber is obtained by carbonizing a fibrous material such as polyacrylonitrile or pitch, which is usually referred to as "precursor", or by heating it to a graphite temperature. A carbon fiber having a high strength and a high elongation of 1.7% or more is preferably used. Further, it is suitable to introduce functional groups such as hydroxyl groups and carboxylic acid groups on the surface by electrolytically oxidizing or ozone oxidizing the surface of the carbon fiber.

【0010】本発明に用いられるシランカップリング剤
は次のようなものである。アミノシランはγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−アミノプロピル−メチル−ジエトキシシラン、
γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−
アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等で
あり、エポキシシランはγ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキ
シシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エ
チルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン等であり、ビニルシランはビニル
トリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエト
キシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン等である。
官能基がアミノ基である化合物が特に好ましい。またこ
れらのシランカップリング剤の部分縮合物を用いること
もできる。
The silane coupling agent used in the present invention is as follows. Aminosilane is γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyl-methyl-diethoxysilane,
γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ- (2-
Aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane and the like, and the epoxysilane is γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and the like, and the vinylsilane includes vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinyltriacetoxysilane and the like.
A compound in which the functional group is an amino group is particularly preferable. A partial condensate of these silane coupling agents can also be used.

【0011】炭素繊維をシランカップリング剤で処理す
る方法としては、通常用いられているいずれの処理方法
でもよいが、シランカップリング剤の低濃度溶液中を通
過させて処理する方法が特に好ましい。この場合、溶液
中のシランカップリング剤の濃度が高いと炭素繊維の集
束が強くなりすぎて均一な複合材が得られにくくなり、
複合材としての靱性が低下してしまうので、低濃度溶液
を用いることが重要である。溶液濃度は2.0重量%以
下特に0.001〜2.0重量%が好ましい。シランカ
ップリング剤の低濃度溶液を調製する際の溶媒として
は、シランカップリング剤を溶解し、かつシランカップ
リング剤に対して実質的に不活性な溶媒であれば、いか
なる溶媒でもよいが、処理後の乾燥工程を考えた場合、
高沸点の有機溶媒は好ましくない。シランカップリング
剤としてアミノシラン系のカップリング剤を用いる場合
の溶媒としてはエチルアルコ−ル等の低級アルコ−ル、
低級アルコ−ルと水の混合溶媒、酢酸等の酸成分を含有
する水/アルコ−ル混合溶媒等が特に好ましい。これら
シランカップリング剤溶液で処理された炭素繊維は風乾
及び/又は加熱処理により溶剤等の揮発成分を除去した
のち使用される。
As the method for treating the carbon fiber with the silane coupling agent, any treatment method which is usually used may be used, but a method of treating the carbon fiber by passing it through a low concentration solution of the silane coupling agent is particularly preferable. In this case, when the concentration of the silane coupling agent in the solution is high, the focusing of the carbon fibers becomes too strong, and it becomes difficult to obtain a uniform composite material,
It is important to use a low-concentration solution because the toughness of the composite material will decrease. The solution concentration is preferably 2.0% by weight or less, particularly preferably 0.001 to 2.0% by weight. As the solvent when preparing the low-concentration solution of the silane coupling agent, any solvent may be used as long as it dissolves the silane coupling agent and is substantially inert to the silane coupling agent. Considering the drying process after treatment,
High boiling organic solvents are not preferred. As a solvent when using an aminosilane coupling agent as a silane coupling agent, a lower alcohol such as ethyl alcohol,
A mixed solvent of lower alcohol and water, a water / alcohol mixed solvent containing an acid component such as acetic acid, and the like are particularly preferable. The carbon fibers treated with these silane coupling agent solutions are used after removing volatile components such as solvents by air drying and / or heat treatment.

【0012】本発明に用いられるマトリック樹脂は、多
官能性マレイミド及び多官能性シアン酸エステルの混合
物又はの予備反応物を主成分とするものである。ここで
いう多官能性シアン酸エステルにはそのオリゴマ−も含
まれる。このマトリックス樹脂は、多官能性マレイミド
及び多官能性シアン酸エステルの混合物又はの予備反応
物が30重量%好ましくは40重量%以上を含む樹脂組
成物である。
The matrix resin used in the present invention is mainly composed of a mixture of a polyfunctional maleimide and a polyfunctional cyanate ester or a pre-reaction product thereof. The polyfunctional cyanate ester as used herein also includes its oligomer. This matrix resin is a resin composition containing a mixture of a polyfunctional maleimide and a polyfunctional cyanate ester or a pre-reacted product thereof in an amount of 30% by weight, preferably 40% by weight or more.

【0013】多官能性マレイミドとしては、マレイミド
基を2個以上有する化合物であって一般式
The polyfunctional maleimide is a compound having two or more maleimide groups and has the general formula

【0014】[0014]

【化1】 [Chemical 1]

【0015】(式中Xは2価の芳香族性又は脂肪族基を
示す。)で表されるビスマレイミドのほか、これらのビ
スマレイミドとジアミンから得られるプレポリマ−を含
む。化1のビスマレイミドは無水マレイン酸とジアミン
とを反応させビスマレアミド酸を調製し、ついで脱水環
化させる公知の方法で製造することができる。
In addition to the bismaleimide represented by the formula (wherein X represents a divalent aromatic or aliphatic group), a prepolymer obtained from these bismaleimide and diamine is included. The bismaleimide of the chemical formula 1 can be produced by a known method of reacting maleic anhydride with a diamine to prepare a bismaleamic acid, and then subjecting it to a dehydration cyclization.

【0016】ジアミンとしては耐熱性の観点から芳香族
ジアミンが好ましいが、可撓性等の機能を付与したい場
合には脂肪族アミンを単独あるいは組み合わせて用いる
こともできる。ジアミンとしては、例えばm−フェニレ
ンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジア
ミノジフェニルスルホン、3,3’ジアミノジフェニル
スルホン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,
4’−ジアミノジフェニルエ−テル等が用いられる。
Aromatic diamines are preferable as the diamines from the viewpoint of heat resistance, but aliphatic amines may be used alone or in combination when it is desired to impart functions such as flexibility. Examples of the diamine include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,
4'-diaminodiphenyl ether or the like is used.

【0017】本発明に用いられる多官能性シアン酸エス
テル又はそのオリゴマ−は2個以上のシアン酸エステル
基を有する有機化合物及びそのオリゴマ−であり、一般
The polyfunctional cyanate ester or oligomer thereof used in the present invention is an organic compound having two or more cyanate ester groups and an oligomer thereof, and has the general formula:

【0018】[0018]

【化2】 [Chemical 2]

【0019】(式中nは2〜5の整数、Yは芳香族性の
有機残基を示す。)で表される化合物である。多官能性
シアン酸エステルとしては1,3−又は1,4−ジシア
ナ−トベンゼン、4,4−ジシアナ−トビフェニル、ビ
ス(4−シアナ−トフェニル)メタン、2,2−ビス
(4−シアナ−トフェニル)エタン、2,2−ビス(4
−シアナ−トフェニル)プロパン、ビス(4−シアナ−
トフェニル)スルホン等が用いられる。この多官能性シ
アン酸エステルはシアナ−トの三量化によるトリアジン
オリゴマ−の他、アミンとの反応によるプレポリマ−の
形でも用いることができ、その目的に用いられるアミン
としては前記の多官能性マレイミドの合成及び変成に用
いられたものが挙げられる。
(Wherein n represents an integer of 2 to 5 and Y represents an aromatic organic residue). As the polyfunctional cyanate ester, 1,3- or 1,4-dicyanatobenzene, 4,4-dicyanatobiphenyl, bis (4-cyanatophenyl) methane, 2,2-bis (4-cyanate) Tophenyl) ethane, 2,2-bis (4
-Cyanatophenyl) propane, bis (4-cyanate)
Tophenyl) sulfone or the like is used. This polyfunctional cyanate ester can be used not only in the form of a triazine oligomer obtained by trimerization of cyanate, but also in the form of a prepolymer formed by reaction with an amine. As the amine used for that purpose, the above-mentioned polyfunctional maleimides can be used. Those used for the synthesis and modification of

【0020】前記の多官能性マレイミド及び多官能性シ
アン酸エステル又はそのオリゴマ−を単独で、又は無触
媒もしくは触媒下に予備反応させて得られる予備反応物
が用途により適宜選択され用いられる。前記の多官能性
マレイミドと、多官能性シアン酸エステル又はそのオリ
ゴマ−との割合は重量比で5〜15:95〜85が好ま
しい。多官能性マレイミドの割合が15より多いと耐熱
水性は向上するが高い硬化温度が必要であり、また耐衝
撃性が低下する傾向を示し、5より低いと耐衝撃性は向
上するものの耐熱水性は低下する傾向を示すため好まし
くない。
Preliminary reaction products obtained by preliminarily reacting the above-mentioned polyfunctional maleimide and polyfunctional cyanate ester or its oligomer alone or in the absence of a catalyst or under a catalyst are appropriately selected and used according to the intended use. The weight ratio of the polyfunctional maleimide to the polyfunctional cyanate ester or its oligomer is preferably 5 to 15:95 to 85. If the proportion of the polyfunctional maleimide is more than 15, the hot water resistance is improved but a high curing temperature is required, and the impact resistance tends to decrease. If it is less than 5, the impact resistance is improved but the hot water resistance is It is not preferable because it tends to decrease.

【0021】強化材の炭素繊維に対する接着性を改良す
るためにエポキシ化合物を混合したり、靭性の改善を目
的としてポリエステル化合物を添加することが好まし
い。
It is preferable to mix an epoxy compound in order to improve the adhesion of the reinforcing material to the carbon fiber or to add a polyester compound for the purpose of improving the toughness.

【0022】このエポキシ化合物としては、公知のエポ
キシ化合物でよく、例えば下記の化合物が挙げられる。
ジフェニロ−ルプロパン、ジフェニロ−ルエタン、ジフ
ェニロ−ルメタン等のジフェニロ−ルアルカンのポリグ
リシジルエ−テル;ノボラック、クレゾ−ル、レゾ−ル
等の多価フェノ−ルのポリグリシジルエ−テル;シクロ
ヘキサン、シクロペンタジェン、ジシクロペンタジェン
等の脂環式化合物のエポキシ化により生成されるエポキ
シ化合物、例えば3,4−エポキシ−6−メチル−シク
ロヘキサン−カルボン酸の(3,4−エポキシ−6−メ
チル−シクロヘキサン)−メチルエステル等;エチレン
グリコ−ル、グリセリンなどの脂肪族ポリオキシ化合物
のポリ(エポキシアルキル)エ−テル;芳香族又は脂肪
族カルボン酸のグリシジルエステルなどのカルボン酸の
エポキシアルキルエステルなどである。また例えば米国
特許第3390037号明細書、同第2970983号
明細書及び同第3067170号明細書に記載されてい
るようなエポキシ化合物と硬化剤の予備反応物であって
もよく、単なる混合物であってもよい。
The epoxy compound may be a known epoxy compound, and examples thereof include the following compounds.
Polyphenylidyl diphenyl ethers such as diphenyl propane, diphenyl ethane and diphenyl methane; polyglycidyl ethers of polyvalent phenols such as novolac, cresol and resole; cyclohexane and cyclopenta Epoxy compounds produced by epoxidation of alicyclic compounds such as diene and dicyclopentadiene, for example, (3,4-epoxy-6-methyl-cyclohexane) of 3,4-epoxy-6-methyl-cyclohexane-carboxylic acid. ) -Methyl ester and the like; poly (epoxyalkyl) ether of aliphatic polyoxy compound such as ethylene glycol and glycerin; epoxyalkyl ester of carboxylic acid such as glycidyl ester of aromatic or aliphatic carboxylic acid. Further, it may be a pre-reactant of an epoxy compound and a curing agent as described in, for example, U.S. Pat. Nos. 3,339,0037, 2,970,983 and 3,067,170, and is a simple mixture. Good.

【0023】これらはエポキシ化合物は単独でも二種以
上配合して用いてもよい。好適なエポキシ化合物として
は、例えばビスフェノ−ルAのジグリシジルエ−テルも
しくはビスフェノ−ルFのジグリシジルエ−テルあるい
はそれらのエポキシ化合物とジアミノジフェニルスルホ
ンとのエポキシ基/NH基比4/1での予備反応物が挙
げられる。
These epoxy compounds may be used alone or in combination of two or more. Suitable epoxy compounds include, for example, diglycidyl ether of bisphenol A or diglycidyl ether of bisphenol F or a pre-reaction product of those epoxy compounds with diaminodiphenyl sulfone at an epoxy group / NH group ratio of 4/1. Is mentioned.

【0024】ポリエステル化合物としては、一般式The polyester compound has a general formula

【0025】[0025]

【化3】 [Chemical 3]

【0026】又はOr

【0027】[0027]

【化4】 [Chemical 4]

【0028】(式中Arはフェニレン基、R1は2価の
脂肪族基、R2は2価の芳香族基又は脂肪族基を示
す。)で表される化合物が好ましく、特に酸成分が主と
してテレフタル酸であり、グリコ−ル成分が主としてネ
オペンチルグリコ−ル又はエチレングリコ−ルである化
合物が好ましい。更にポリエステル化合物の軟化点が1
00℃以下であることが重要でまた70℃以下である方
が良い。
A compound represented by the formula (wherein Ar represents a phenylene group, R 1 represents a divalent aliphatic group, and R 2 represents a divalent aromatic group or an aliphatic group) is preferable, and an acid component is particularly preferable. A compound in which terephthalic acid is mainly used and a glycol component is mainly neopentyl glycol or ethylene glycol is preferable. Furthermore, the softening point of the polyester compound is 1
It is important that the temperature is 00 ° C. or lower, and 70 ° C. or lower is preferable.

【0029】軟化点が100℃を越える場合には多官能
性マレイミド類、多官能性シアン酸エステル類及びエポ
キシ化合物との相溶性が悪くなり、均一な組成物を得る
ことが困難となる。このポリエステル化合物は数平均分
子量が500〜10000、特に500〜3000であ
ることが好ましい。500未満では粘度が低下し、また
10000を越えると他の成分との混合作業性に欠ける
ため適当でない。本発明に用いられるポリエステル化合
物は他の線状ポリエステルの製造において用いられる一
般的な方法によって製造できる。
When the softening point is higher than 100 ° C., the compatibility with the polyfunctional maleimides, the polyfunctional cyanates and the epoxy compound becomes poor, and it becomes difficult to obtain a uniform composition. The polyester compound preferably has a number average molecular weight of 500 to 10,000, particularly 500 to 3,000. If it is less than 500, the viscosity is lowered, and if it exceeds 10,000, it is not suitable because it lacks workability in mixing with other components. The polyester compound used in the present invention can be produced by a general method used in the production of other linear polyesters.

【0030】エポキシ化合物及びポリエステル化合物の
混合割合は、多官能性ビスマレイミド及び多官能性シア
ン酸エステル又はそのオリゴマ−の混合物又はその予備
反応物100重量部に対しエポキシ化合物5〜100重
量部、ポリエステル化合物5〜50重量部とするのが好
ましい。エポキシ化合物の使用量が5重量部未満の場合
には強化材に対する接着性が劣り、100重量部を越え
ると満足な耐熱性が得られない。また、ポリエステル化
合物の使用量が5重量部未満の場合には充分な耐衝撃性
が発揮されず、50重量部を越えると耐熱性及び耐溶剤
性が著しく低下する。
The mixing ratio of the epoxy compound and the polyester compound is 5 to 100 parts by weight of the epoxy compound and 100 parts by weight of the mixture of the polyfunctional bismaleimide and the polyfunctional cyanate ester or the oligomer thereof or the pre-reactant thereof. The amount of the compound is preferably 5 to 50 parts by weight. When the amount of the epoxy compound used is less than 5 parts by weight, the adhesion to the reinforcing material is poor, and when it exceeds 100 parts by weight, satisfactory heat resistance cannot be obtained. Further, when the amount of the polyester compound used is less than 5 parts by weight, sufficient impact resistance is not exhibited, and when it exceeds 50 parts by weight, heat resistance and solvent resistance are remarkably lowered.

【0031】マトリックス樹脂硬化物に所望の特性を付
与したり、あるいは該樹脂の熱硬化性を調節する目的で
触媒を添加してもよい。触媒としては例えば三弗化硼素
アミン錯化合物のような滞在性硬化触媒の他、トリエチ
レンジアミン、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)
ウンデセン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メ
チルモルホリン、トリ−n−ブチルアミン等の第3アミ
ン類;ジクミルパ−オキサイド、過酸化ベンゾイル、t
−ブチルヒドロパ−オキサイド等の有機過酸化物;オク
チル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン
酸コバルト等の有機酸金属塩等が挙げられる。触媒の使
用量は目的に応じて決定すればよいが、樹脂組成物の安
定性の面から、全樹脂固形成分に対して0.2〜3重量
%とすることが好ましい。
A catalyst may be added for the purpose of imparting desired properties to the matrix resin cured product or controlling the thermosetting property of the resin. Examples of the catalyst include a staying curing catalyst such as a boron trifluoride amine complex compound, triethylenediamine, and 1,8-diazabicyclo (5.4.0).
Tertiary amines such as undecene, N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, tri-n-butylamine; dicumylperoxide, benzoyl peroxide, t
-Butylhydroperoxide and other organic peroxides; and organic acid metal salts such as zinc octylate, tin octylate, zinc naphthenate and cobalt naphthenate. The amount of the catalyst used may be determined according to the purpose, but from the viewpoint of the stability of the resin composition, it is preferably 0.2 to 3% by weight based on the total solid components of the resin.

【0032】更にカルボキシル基末端ブタジエン/アク
リロニトリル共重合体、カルボキシル基末端ポリブタジ
エン、アクリロイルオキシ基末端ブタジエン/アクリロ
ニトリル共重合体などの反応性エラストマ−、エポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノ−ル樹脂、シリ
コ−ン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエ−テルスルホン、
ポリエ−テルイミド、ポリエ−テルエ−テルケトン、熱
可塑性ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリア
ミドイミド等の熱可塑性樹脂を添加してもよい。熱可塑
性樹脂の添加量は30重量%以下にするのが好ましい。
30重量%を越えて用いた場合には系の粘度が高くなり
過ぎ、プリプレグ化時の含浸不良の原因となるだけでな
くプリプレグのタック特性、ドレ−プ特性低下の原因に
もなる。
Further, reactive elastomer such as carboxyl group terminated butadiene / acrylonitrile copolymer, carboxyl group terminated polybutadiene, acryloyloxy group terminated butadiene / acrylonitrile copolymer, epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, silicone Thermosetting resin such as resin, polyethylene sulfone,
You may add thermoplastic resins, such as a polyether imide, a polyether ether ketone, a thermoplastic polyimide, polyester, polyamide, and a polyamide imide. The addition amount of the thermoplastic resin is preferably 30% by weight or less.
When it is used in an amount of more than 30% by weight, the viscosity of the system becomes too high, which not only causes impregnation failure at the time of making a prepreg but also causes deterioration of tack characteristics and drape characteristics of the prepreg.

【0033】また微粉末シリカなどの無機質微粒子を少
量混合することも可能である。シランカップリング処理
した炭素繊維と前記マトリックス樹脂の比率はその目的
に応じて適宜設定することが可能であるが重量比で炭素
繊維/マトリックス樹脂=60/40〜75/25の範
囲が特に好ましい。
It is also possible to mix a small amount of inorganic fine particles such as fine powder silica. The ratio between the silane-coupling-treated carbon fiber and the matrix resin can be appropriately set according to the purpose, but a weight ratio of carbon fiber / matrix resin = 60/40 to 75/25 is particularly preferable.

【0034】本発明においては、プリプレグの表面に、
熱可塑性樹脂成形物を存在させる。この熱可塑性樹脂は
プリプレグの片面に施しても、両面に施してもよい。熱
可塑性樹脂成形物の熱可塑性樹脂としては、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリイミド、ポリエ−テルイミド、
ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾ−ル、ポリアリ
−ルスルホン、ポリエ−テルエ−テルケトンなどいわゆ
るエンジニアリングプラスチック、ス−パ−エンジニア
リングプラスチック或はポリマ−アロイ化したものなど
が挙げられる。分子鎖中にアミノ基、フェノ−ル性水酸
基、アミド基、アリル基、ビニル基等マトリックス樹脂
と反応しうる官能基を有するものが好ましく、これら
は、共重合などの手段により官能基を末端或は分子鎖中
に導入したエンジニアリングプラスチック、ス−パ−エ
ンジニアリングプラスチック或はポリマ−アロイ化した
ものなどである。また特に、多官能性マレイミド樹脂に
硬化昇温過程で溶解するポリイミド、ポリエ−テルイミ
ドが好適である。
In the present invention, on the surface of the prepreg,
A thermoplastic resin molding is present. This thermoplastic resin may be applied to one side or both sides of the prepreg. As the thermoplastic resin of the thermoplastic resin molded product, polyamide, polyester, polyimide, polyetherimide,
Examples include so-called engineering plastics such as polyamide-imide, polybenzimidazole, polyaryl sulfone, and polyether ether ketone, super engineering plastics, or polymer alloys. Those having a functional group capable of reacting with the matrix resin such as an amino group, a phenolic hydroxyl group, an amide group, an allyl group, and a vinyl group in the molecular chain are preferable. Are engineering plastics, super engineering plastics or polymer alloys introduced into the molecular chain. Further, in particular, polyimide and polyethylene imide which are soluble in the polyfunctional maleimide resin in the course of curing and heating are preferable.

【0035】また熱可塑性樹脂成形物の形態としては、
繊維状、粒子状、フィルム状などが挙げられる。粒子状
の熱可塑性樹脂成形物としては、前記エンジニアリング
プラスチック、ス−パ−エンジニアリングプラスチック
の微粒子として市販されているものが使用でき、また微
粒子として市販されていないものは、粉砕するなど公知
の方法により微粒子化して使用する。微粒子の粒径は1
00μm以下が好ましく、更に好ましくは2μm〜60
μmである。
The form of the thermoplastic resin molding is as follows:
A fibrous form, a particulate form, a film form and the like can be mentioned. As the particulate thermoplastic resin molded product, those commercially available as the above-mentioned engineering plastics and fine particles of super-engineering plastics can be used, and those not commercially available as the fine particles can be prepared by a known method such as grinding. It is made into fine particles before use. Particle size is 1
00 μm or less is preferable, and more preferably 2 μm to 60
μm.

【0036】繊維状の熱可塑性樹脂成形物としては、前
記エンジニアリングプラスチック、ス−パ−エンジニア
リングプラスチックの、溶融紡糸或は溶液紡糸など公知
の方法により得ることができる。繊維の形態としては、
長繊維状のモノフィラメント或はこれらを束にしたも
の、或は短繊維状のものなど、特に限定されない。繊維
の直径としては、100μm以下が好ましく、50μm
が特に好ましい。更に、前記繊維状熱可塑性樹脂から作
られた織物の組織としては平織り、朱子織り、からめ織
りなど特に限定されない。また不織布も使用できる。織
物は、その繊維目付(単位面積当たりの重さ)が1〜2
5g/m2のものが好ましい。
The fibrous thermoplastic resin molded article can be obtained by a known method such as melt spinning or solution spinning of the above engineering plastic or super engineering plastic. As the form of fiber,
There is no particular limitation, such as a long fiber monofilament, a bundle thereof, or a short fiber. The diameter of the fiber is preferably 100 μm or less, and 50 μm
Is particularly preferable. Further, the structure of the woven fabric made of the fibrous thermoplastic resin is not particularly limited, such as plain weave, satin weave, and woven weave. Nonwoven fabrics can also be used. Woven fabric has a fiber weight per unit area (weight per unit area) of 1 to 2
It is preferably 5 g / m 2 .

【0037】これらの熱可塑性樹脂のなかでも、繊維状
熱可塑性樹脂を使用すると、次のよな利点、すなわち、 (1)少量の熱可塑性樹脂をプリプレグ表面に配置する
ことができる。 (2)プリプレグのタックレベルのコントロ−ルが容易
である。 (3)高粘度物を扱う必要がなく、従来のプリプレグ製
造プロセスがそのまま利用できる。 (4)品質管理が容易である。 などの利点があり、特に好ましい。また、これらの形態
の熱可塑性樹脂成形物は、例えば繊維状のものと粒子状
のものをプリプレグ表面に配置するなど、組み合わせて
用いてもよい。
Among these thermoplastic resins, the use of the fibrous thermoplastic resin has the following advantages: (1) A small amount of the thermoplastic resin can be arranged on the prepreg surface. (2) It is easy to control the tack level of the prepreg. (3) It is not necessary to handle high-viscosity substances, and the conventional prepreg manufacturing process can be used as it is. (4) Quality control is easy. And the like, and is particularly preferable. Further, the thermoplastic resin molded products in these forms may be used in combination, for example, by arranging fibrous and particulate ones on the surface of the prepreg.

【0038】熱可塑性樹脂成形物は、マトリックス樹脂
100重量部に対し0.5〜40重量部の比率で用いる
のが好ましい。0.5重量部未満では十分な靱性改良効
果は得られず、また40重量部を越えると靱性改良効果
は頭打ちになるばかりでなく表面のタックの減少、或は
使用する樹脂の種類によっては、耐熱性、耐溶剤性が大
幅に低下することがあり好ましくない。
The thermoplastic resin molded product is preferably used in a ratio of 0.5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the matrix resin. If it is less than 0.5 parts by weight, a sufficient toughness improving effect is not obtained, and if it exceeds 40 parts by weight, the toughness improving effect not only reaches a ceiling but also the surface tack is reduced, or depending on the type of resin used, Heat resistance and solvent resistance may be significantly reduced, which is not preferable.

【0039】次に、シランカップリング剤処理炭素繊維
と、多官能性マレイミド系樹脂と、熱可塑性樹脂成形物
とから、片表面或は両表面に、熱可塑性樹脂成形物が存
在する炭素繊維強化樹脂複合材料用プリプレグを製造す
る方法を示す。この方法は、例えば、(1)多官能性マ
レイミド系樹脂中に粒子状の熱可塑性樹脂を分散させた
もので樹脂フィルムを形成し、引きそろえたシランカッ
プリング剤処理炭素繊維をこの樹脂フィルムで上下から
はさみ込む含浸処理を行い、この含浸過程で粒子状熱可
塑性樹脂が炭素繊維により濾過されて実質的にプリプレ
グ表面に存在するようにする方法、(2)シランカップ
リング剤処理炭素繊維と多官能性マレイミド系樹脂とか
ら通常の方法でプリプレグを作成し、その表面に、粒子
状熱可塑性樹脂或は繊維状(短繊維状)熱可塑性樹脂を
振りかけて一体化する方法、又は繊維状(長繊維状)熱
可塑性樹脂を引き揃えて一体化する方法、又は織物状の
熱可塑性樹脂をその表面に載せて一体化する方法、
(3)引き揃えた繊維状熱可塑性樹脂に多官能性マレイ
ミド系樹脂を含浸させ樹脂フィルム状にしたものと、シ
ランカップリング処理した炭素繊維とから製造する方法
などであるが、特に制限されない。
Next, carbon fiber reinforced in which a thermoplastic resin molded product is present on one or both surfaces of the silane coupling agent-treated carbon fiber, the polyfunctional maleimide resin, and the thermoplastic resin molded product. A method for producing a prepreg for a resin composite material will be described. In this method, for example, (1) a resin film is formed by dispersing a particulate thermoplastic resin in a polyfunctional maleimide-based resin, and the aligned silane coupling agent-treated carbon fibers are formed using this resin film. A method in which an impregnation treatment is carried out by sandwiching from above and below so that the particulate thermoplastic resin is filtered by the carbon fibers so as to be substantially present on the surface of the prepreg in the impregnation process. A method in which a prepreg is prepared from a functional maleimide resin by an ordinary method, and a particulate thermoplastic resin or a fibrous (short fibrous) thermoplastic resin is sprinkled on the surface to integrate the prepreg, or a fibrous (long (A fibrous) thermoplastic resin is aligned and integrated, or a woven thermoplastic resin is placed on the surface and integrated.
(3) A method of producing a resin film by impregnating aligned fibrous thermoplastic resins with a polyfunctional maleimide resin and a silane coupling-treated carbon fiber, but is not particularly limited.

【0040】本発明の好ましい実施態様は次のとおりで
ある。 1.マトリックス樹脂が、多官能性マレイミドと多官能
性シアン酸エステルとの混合物又はその予備反応物に、
エポキシ化合物及び/又はポリエステル化合物を配合し
たものである請求項1記載の炭素繊維強化樹脂複合材料
用プリプレグ。 2.炭素繊維が、濃度0.001〜2.0重量%のアミ
ノシランカップリング剤溶液で処理したものである請求
項1記載の炭素繊維強化樹脂複合材料用プリプレグ。
A preferred embodiment of the present invention is as follows. 1. The matrix resin is a mixture of a polyfunctional maleimide and a polyfunctional cyanate ester or a pre-reactant thereof,
The prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material according to claim 1, which is a mixture of an epoxy compound and / or a polyester compound. 2. The prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material according to claim 1, wherein the carbon fiber is treated with an aminosilane coupling agent solution having a concentration of 0.001 to 2.0% by weight.

【0041】[0041]

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。 実施例1〜3 γ−アミノプロピルトリエトキシシランを水/エタノ−
ル(水/エタノ−ル=1/9重量比)混合溶媒と混合
し、0.05重量%溶液を調整した。この溶液に高強度
中弾性炭素繊維(三菱レイヨン社製、MR−50K、引
張強度5600MPa、弾性率300GPa)を浸漬、
通過させた。風乾後、130℃で2分間熱風乾燥して巻
き取った。更に、80℃で12時間15mmHgの減圧
下で乾燥した。処理後炭素繊維は未処理のものと同様の
外観を示した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Examples 1 to 3 gamma-aminopropyltriethoxysilane in water / ethano-
Solution (water / ethanol = 1/9 weight ratio) mixed solvent to prepare a 0.05% by weight solution. A high-strength medium-elastic carbon fiber (MR-50K manufactured by Mitsubishi Rayon Co., tensile strength 5600 MPa, elastic modulus 300 GPa) was dipped in this solution,
Let it pass. After air-drying, it was dried with hot air at 130 ° C. for 2 minutes and wound up. Further, it was dried at 80 ° C. for 12 hours under a reduced pressure of 15 mmHg. The treated carbon fiber showed the same appearance as the untreated one.

【0042】ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、
2,2−ビス(4−シアナ−トフェニル)プロパン、エ
ポキシ当量172のエピコ−ト807(油化シェル社
製)及び酸成分としてテレフタル酸、グリコ−ル成分と
してネオペンチルグリコ−ルからなる軟化点25℃のポ
リエステルを表1に示す割合で混合し、更に酸化珪素微
粉末アエロジル380(日本アエロジル社製)1.25
部及び硬化触媒としてジクミルパ−オキサイド0.2部
を加え、70℃で30分間混合して樹脂組成物を調製し
た。この樹脂組成物と、前記の処理を施した炭素繊維か
ら一方向プリプレグをホットメルト法により製造した。
プリプレグの炭素繊維目付は145g/m2、樹脂含有
率は31重量%であった。一方、Matrimid 5
218(チバガイギ−社製)のポリイミドパウダ−を塩
化メチレン/メタノ−ル(塩化メチレン/メタノ−ル=
90/10重量比)に溶解し所定の粘度(1000ポイ
ズ)に調整した溶液を繊維状に押し出し、乾燥して巻き
取り200デニ−ル/52フィラメントの繊維状の熱可
塑性樹脂を製造した。
Bis (4-maleimidophenyl) methane,
Softening point consisting of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane, Epicor 807 (produced by Yuka Shell Co., Ltd.) having an epoxy equivalent of 172, terephthalic acid as an acid component, and neopentyl glycol as a glycol component. 25 ° C. polyester was mixed in the ratio shown in Table 1, and further silicon oxide fine powder Aerosil 380 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1.25.
Parts and 0.2 parts of dicumylperoxide as a curing catalyst, and mixed at 70 ° C. for 30 minutes to prepare a resin composition. A unidirectional prepreg was produced from this resin composition and the carbon fiber subjected to the above treatment by a hot melt method.
The carbon fiber areal weight of the prepreg was 145 g / m 2 , and the resin content was 31% by weight. On the other hand, Matrimid 5
Polyimide powder of 218 (manufactured by Ciba-Geigy) was used in methylene chloride / methanol (methylene chloride / methanol =).
A solution dissolved in 90/10 weight ratio) and adjusted to a predetermined viscosity (1000 poise) was extruded into a fibrous form and dried to obtain a 200-denier / 52-filament fibrous thermoplastic resin.

【0043】前記プリプレグ両面に、上記繊維状Mat
rimid 5218を、片面当たりの繊維目付11g
/m2、ワインドの間隔2mmにて、炭素繊維と同方向
にワインドし、更に繊維状のMatrimid 521
8の大半をプリプレグ中に軽く埋め込んで本発明のプリ
プレグを製造した。このプリプレグから、所定の寸法の
小片を切り出し、炭素繊維の方向を、+45°、0°、
−45°、90°にして4層×4回積層し、次に90
°、−45°、0°+45°にして4層×4回積層後、
オ−トクレ−ブ成形(硬化条件:180℃、2時間、5
気圧)して、衝撃後圧縮強度測定用の試験片を作成し
た。この試験片をもちいてSACMA(Suppliers of A
dvanced Composites Materials Asociation)Recommend
ed MethodSRM2−88に準拠して1500in−1
b/in衝撃後の圧縮強度を測定した。その結果を表1
に示す。
On both sides of the prepreg, the fibrous Mat
rimid 5218, fiber weight per side 11g
/ M 2 , with a winding interval of 2 mm, winded in the same direction as the carbon fiber, and then a fibrous Matrimid 521
Most of No. 8 was lightly embedded in the prepreg to produce the prepreg of the present invention. From this prepreg, cut a small piece of a predetermined size, and set the direction of the carbon fiber to + 45 °, 0 °,
4 layers x 4 times at -45 ° and 90 °, then 90
After laminating 4 layers x 4 times at °, -45 °, 0 ° + 45 °,
Autoclave molding (Curing conditions: 180 ° C, 2 hours, 5
Then, a test piece for measuring the compressive strength after impact was prepared. Using this test piece, SACMA (Suppliers of A
dvanced Composites Materials Association) Recommend
1500 in-1 according to ed Method SRM2-88
The compressive strength after b / in impact was measured. The results are shown in Table 1.
Shown in.

【0044】比較例1 γ−アミノプロピルトリエトキシシラン処理をしない高
強度中弾性炭素繊維を用いた以外は実施例1と同様にし
て試験片を作成し、評価した。結果を表1に示した。
Comparative Example 1 A test piece was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that high-strength medium-elastic carbon fiber not treated with γ-aminopropyltriethoxysilane was used. The results are shown in Table 1.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】実施例4〜6 繊維状Matrimid 5218の代わりにポリエ−
テルイミド繊維(100デニ−ル/32フィラメント)
を用いて片面当たりの目付を11g/m2となるように
1mm間隔でワインドした以外は実施例1と同様にして
試験片を作成し、評価した。結果を表2に示した。 実施例7 実施例1の繊維状Matrimid 5218の代わり
に繊維状Matrimid 5219より作られた繊維
目付20g/m2の平織りの織物をプリプレグの片面に
置き軽く押さえることにより本発明のプリプレグを得た
こと以外は、実施例1と同様にして試験片を作成し、評
価した。結果を表2に示した。
Examples 4-6 Polyester instead of fibrous Matrimid 5218
Terimide fiber (100 denier / 32 filament)
A test piece was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the weight per unit surface was 11 g / m 2 at a 1 mm interval. The results are shown in Table 2. Example 7 A prepreg of the present invention was obtained by placing a plain weave fabric having a fiber basis weight of 20 g / m 2 made of fibrous Matrimid 5218 in place of the fibrous Matrimid 5218 of Example 1 on one side of a prepreg and pressing it lightly. A test piece was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. The results are shown in Table 2.

【0047】実施例8 実施例1と同様にしてアミノシラン処理した炭素繊維を
得、一方、Matrimid 5218の微粒子(粒径
80μm以下)を実施例1で調製した樹脂組成物に22
重量%添加し、80℃でミキサ−で混合しパウダ−を均
一に樹脂中に分散した。これを離形紙上で樹脂目付35
g/m2のフィルムとし、このフィルムで、引きそろえ
たアミノシラン処理炭素繊維を上下からはさみ込みホッ
トメルト法によりプリプレグを製造した。樹脂中に分散
していたMatrimid 5218の微粒子は、炭素
繊維によりろ過され、実質的にプリプレグ表面に存在す
るようになり、、本発明のプリプレグが得られた。この
プリプレグを用いて実施例1と同様にして試験片を作成
し、評価した。結果を表2に示す。 比較例2 アミノシラン処理をしない炭素繊維を用いること以外は
実施例8と同様にして試験片を作成し、評価した。結果
を表2に示す。
Example 8 Aminosilane-treated carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1, while fine particles of Matrimid 5218 (particle size: 80 μm or less) were added to the resin composition prepared in Example 22.
% By weight, and mixed with a mixer at 80 ° C. to uniformly disperse the powder in the resin. Put this on release paper with a resin weight of 35
A g / m 2 film was prepared, and the aminosilane-treated carbon fibers aligned with each other were sandwiched from above and below to prepare a prepreg by a hot melt method. The fine particles of Matrimid 5218 dispersed in the resin were filtered by carbon fibers so that they were substantially present on the surface of the prepreg, and the prepreg of the present invention was obtained. Using this prepreg, a test piece was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. Comparative Example 2 A test piece was prepared and evaluated in the same manner as in Example 8 except that carbon fiber not treated with aminosilane was used. The results are shown in Table 2.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】実施例9 γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランを用いること
以外は実施例1と同様にして試験片を作成し、評価し
た。結果を表3に示す。 実施例10 3−グリシドキシプロピル−メトキシシランを水−エタ
ノ−ル(1/9重量比)に酢酸を少量添加した溶剤に混
合し、1.0重量%溶液を調製した。この溶液を用いて
炭素繊維を処理した以外は実施例1と同様にして試験片
を作成し、評価した。結果を表3に示す。 実施例11 ビニルトリエトキシシランを、アセトン/水(50/1
重量比)に酢酸を少量添加した溶剤に混合し、0.2重
量%溶液を調製した。この溶液を用いて炭素繊維を処理
する以外は実施例1と同様にして試験片を作成し、評価
した。結果を表3に示す。
Example 9 A test piece was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that γ-ureidopropyltriethoxysilane was used. The results are shown in Table 3. Example 10 3-glycidoxypropyl-methoxysilane was mixed with a solvent obtained by adding a small amount of acetic acid to water-ethanol (1/9 weight ratio) to prepare a 1.0% by weight solution. Test pieces were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that carbon fibers were treated with this solution. The results are shown in Table 3. Example 11 Vinyltriethoxysilane was added to acetone / water (50/1
(Weight ratio) was mixed with a solvent containing a small amount of acetic acid to prepare a 0.2 wt% solution. Test pieces were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that carbon fibers were treated with this solution. The results are shown in Table 3.

【0050】[0050]

【表3】 [Table 3]

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の炭素繊維強化樹脂複合材料用プ
リプレグから得られる成形物、すなわちは炭素繊維強化
樹脂複合材料は、マトリックス樹脂の優れた熱的性質、
機械的性質を損なうことなく、優れた靱性を有するもの
でなる。。したがって、本発明の炭素繊維強化樹脂複合
材料用プリプレグは、航空機用構造材料などに好適に使
用できる複合材料を成形し得るプリプレグとして極めて
有用である。
The molded article obtained from the prepreg for carbon fiber reinforced resin composite material of the present invention, that is, the carbon fiber reinforced resin composite material, has excellent thermal properties of the matrix resin,
It has excellent toughness without impairing the mechanical properties. . Therefore, the prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material of the present invention is extremely useful as a prepreg capable of molding a composite material that can be suitably used as a structural material for aircraft.

フロントページの続き (72)発明者 多田 尚 名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱 レイヨン株式会社商品開発研究所内Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Tada 4-60, Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素繊維を強化材とし、多官能性マレイミ
ドと多官能性シアン酸エステルとの混合物又はその予備
反応物を主成分とする組成物をマトリックス樹脂とし、
且つ表面に熱可塑性樹脂成形物が存在する炭素繊維強化
樹脂複合材料用プリプレグにおいて、該炭素繊維がアミ
ノシラン、エポキシシラン及びビニルシランから選ばれ
た少なくとも一種のシランカップリング剤で処理された
ものであることを特徴とする炭素繊維強化樹脂複合材料
用プリプレグ。
1. A matrix resin comprising carbon fiber as a reinforcing material and a composition containing a mixture of a polyfunctional maleimide and a polyfunctional cyanate ester or a pre-reactant thereof as a main component, as a matrix resin.
And in a prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material having a thermoplastic resin molded product on the surface, the carbon fiber is treated with at least one silane coupling agent selected from aminosilane, epoxysilane and vinylsilane. Prepreg for carbon fiber reinforced resin composite material characterized by:
【請求項2】熱可塑性樹脂成形物が繊維状であることを
特徴とする請求項1記載の炭素繊維強化樹脂複合材料用
プリプレグ。
2. The prepreg for a carbon fiber reinforced resin composite material according to claim 1, wherein the thermoplastic resin molding is fibrous.
JP34351491A 1991-12-25 1991-12-25 Prepreg for carbon fiber-reinforced resin composite material Pending JPH05170953A (en)

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