JPH07150042A - Resin composition, cured resin, prepreg and fiber-reinforced plastics - Google Patents

Resin composition, cured resin, prepreg and fiber-reinforced plastics

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JPH07150042A
JPH07150042A JP30031193A JP30031193A JPH07150042A JP H07150042 A JPH07150042 A JP H07150042A JP 30031193 A JP30031193 A JP 30031193A JP 30031193 A JP30031193 A JP 30031193A JP H07150042 A JPH07150042 A JP H07150042A
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JP
Japan
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resin
constituent element
phase
fiber
cured
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JP30031193A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Kishi
肇 岸
Junko Tamai
順子 玉井
Nobuyuki Odagiri
信之 小田切
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a prepreg excellent in tackiness and drapeability and a fiber-reinforced plastics having high toughness, modulus of elasticity and heat resistance together. CONSTITUTION:This resin composition comprises the following constituent elements [A], [B] and [C]: [A] at least one thermosetting resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a cyanate resin and a bismaleimide resin, [B] a block copolymer composed of an aromatic oligomer and a siloxane oligomer and [C] silicone fine particles. This prepreg comprises the composition and reinforcing fiber. Furthermore, this cured resin is prepared by curing the composition and this fiber-reinforced plastics comprises the cured resin and the reinforcing fiber.

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、高靭性、高伸度、高弾
性率、低内部応力性さらには高耐熱性、低吸水性に優れ
た樹脂組成物、樹脂硬化物、およびそれらをマトリック
ス樹脂とするプリプレグならびに繊維強化プラスチック
に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a resin composition, a resin cured product, and a resin matrix excellent in high toughness, high elongation, high elastic modulus, low internal stress property, high heat resistance and low water absorption. The present invention relates to a prepreg as a resin and a fiber reinforced plastic.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱硬化性樹脂はその優れた力学的特性、
耐薬品性などを生かし、成形、積層、接着剤など各種産
業分野に広く使用されている。特に強化繊維と、マトリ
ックス樹脂を必須の構成要素とする繊維強化複合材料に
はエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂が多く使われ
ている。しかしながら一方において、熱硬化性樹脂は脆
いという欠点を有しており硬化物の耐衝撃性が悪く破断
伸びが小さいなどの問題点を有している。特に航空機、
自動車等の構造材料に用いる場合、耐衝撃性が悪いこと
は大きな問題である。
2. Description of the Related Art Thermosetting resins have excellent mechanical properties,
Utilizing its chemical resistance, it is widely used in various industrial fields such as molding, lamination, and adhesives. In particular, thermosetting resins typified by epoxy resins are often used for fiber-reinforced composite materials that include reinforced fibers and matrix resins as essential components. On the other hand, however, the thermosetting resin has a drawback of being brittle, and thus has a problem that the cured product has poor impact resistance and a small elongation at break. Especially aircraft,
Poor impact resistance is a major problem when used for structural materials such as automobiles.

【0003】これら熱硬化性樹脂の欠点、特に脆さを改
良するために以下の様々な試みがなされてきた。
Various attempts have been made to improve the drawbacks of these thermosetting resins, especially the brittleness.

【0004】末端官能基を有するゴム状ポリマー(例
えばカルボキシル基末端ブタジエン・アクリロニトリル
ゴム)をエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂に加える
ことにより靭性が向上する。しかし、弾性率(特に高温
での弾性率)の低下が大きいといった欠点を有する。
The toughness is improved by adding a rubber-like polymer having a terminal functional group (for example, a carboxyl group-terminated butadiene / acrylonitrile rubber) to an epoxy resin or a phenol resin. However, it has a drawback that the elastic modulus (particularly, the elastic modulus at high temperature) is greatly reduced.

【0005】特開平 2-160859 号公報において部分架
橋ブタジエンアクリロニトリルゴム等の微粒子をエポキ
シ樹脂に添加する検討が行われている。しかし、耐熱性
の高いエポキシ樹脂に対する高靭性化効果はいまだ不十
分であり、大きな靭性向上効果を得るためにはゴム粒子
添加量が増え、弾性率低下を招くと考えられる。
In Japanese Patent Laid-Open No. 2-160859, a study is being made to add fine particles such as partially crosslinked butadiene acrylonitrile rubber to an epoxy resin. However, the effect of increasing the toughness of the epoxy resin having high heat resistance is still insufficient, and it is considered that the amount of rubber particles added increases and the elastic modulus decreases in order to obtain a large effect of improving the toughness.

【0006】米国特許第 4656208号明細書および特開
昭61-228016 号公報においてエポキシ反応性の官能基を
末端に有するポリスルホンオリゴマーをエポキシ樹脂組
成物に加える検討がなされている。硬化樹脂はミクロ相
分離構造(逆海島構造)をとり、連続相にはポリスルホ
ンが高濃度に存在し、耐熱性が良好で高い靭性を有する
と述べられている。同様の検討は第31回サンペ・シンポ
ジウム(SAMPE SYMPOSIUM )第 580頁 (1986) において
ジェー・イー・マックグラスらが発表している。樹脂靭
性はポリスルホンの分子量の増加や添加量の増加ととも
に大きくなるが、それに伴い系の粘度が上がり作業性が
低下することを欠点としている。また、高粘度樹脂を使
用するゆえに、強化繊維と組合わせたプリプレグのタッ
ク性、ドレープ性が低下する。
[0006] In US Pat. No. 4,656,208 and JP-A-61-228016, investigations have been made on adding a polysulfone oligomer having an epoxy-reactive functional group at the end to an epoxy resin composition. It is stated that the cured resin has a microphase-separated structure (reverse sea island structure), polysulfone is present in a high concentration in the continuous phase, and has good heat resistance and high toughness. A similar study was presented by J. E. McGrath and others at the 31st SAMPE SYMPOSIUM page 580 (1986). The resin toughness increases as the molecular weight of polysulfone increases and the amount of polysulfone increases, but the drawback is that the viscosity of the system increases and the workability decreases. Moreover, since the high-viscosity resin is used, the tackiness and drapeability of the prepreg combined with the reinforcing fiber are deteriorated.

【0007】ヨーロッパ公開特許第 0311349号明細書
においてもやはりアミン末端ポリアリルスルホンをエポ
キシ樹脂組成物に加える検討がなされている。ポリアリ
ルスルホンの骨格構造によって均一構造のもの、ポリア
リルスルホン相とエポキシ樹脂相に相分離し両相が連続
構造であるもの、連続相がポリアリルスルホンで島相が
エポキシ相であるものと変化し、ポリアリルスルホン相
とエポキシ樹脂相が両相とも連続構造であるときに最も
靭性が高くなると述べている。樹脂靭性はポリスルホン
の分子量の増加や添加量の増加とともに大きくなるが、
それに伴い系の粘度が上がり作業性が大きく低下すると
考えられる。また、高粘度樹脂を使用するゆえに、強化
繊維と組合わせたプリプレグのタック性、ドレープ性が
低下する。
European Patent Publication No. 0311349 also examines addition of an amine-terminated polyallylsulfone to an epoxy resin composition. The structure varies depending on the skeleton structure of polyallyl sulfone, that is, the polyallyl sulfone phase and the epoxy resin phase are separated and both phases are continuous structure, and the continuous phase is polyallyl sulfone and the island phase is epoxy phase. However, the toughness is highest when both the polyallylsulfone phase and the epoxy resin phase have a continuous structure. Resin toughness increases as the molecular weight of polysulfone increases and the amount added increases,
It is considered that along with this, the viscosity of the system is increased and workability is significantly reduced. Moreover, since the high-viscosity resin is used, the tackiness and drapeability of the prepreg combined with the reinforcing fiber are deteriorated.

【0008】特開昭 63-170411号公報において、アミ
ン末端のポリスルホンオリゴマーをエポキシ樹脂組成物
に加え、さらにエポキシと反応性である液状ゴムを添加
した組成物が開示されている。硬化後は、ポリスルホン
を主成分とする連続相のなかにエポキシを主成分とする
分散相があり、さらにそのエポキシ分散相中にゴム相を
含有するミクロ相分離構造を形成し、高靭性樹脂となる
とされている。しかし、この手法は液状ゴムをエポキシ
成分に溶解して用いるがゆえに硬化樹脂の弾性率、耐熱
性を低下させると考えられる。また、より高靭性とする
ために多量のポリスルホンを添加した場合には作業性の
低下が顕著である。また、高粘度樹脂を使用するゆえ
に、強化繊維と組合わせたプリプレグのタック性、ドレ
ープ性が低下する。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-170411 discloses a composition in which an amine-terminated polysulfone oligomer is added to an epoxy resin composition, and a liquid rubber reactive with epoxy is further added. After curing, there is a disperse phase containing epoxy as a main component in the continuous phase containing polysulfone as a main component, and a micro phase separation structure containing a rubber phase is formed in the epoxy dispersed phase to form a high toughness resin. It is supposed to be. However, this method is considered to lower the elastic modulus and heat resistance of the cured resin because the liquid rubber is used by dissolving it in the epoxy component. In addition, when a large amount of polysulfone is added for higher toughness, the workability is significantly reduced. Moreover, since the high-viscosity resin is used, the tackiness and drapeability of the prepreg combined with the reinforcing fiber are deteriorated.

【0009】本発明者らも特開平 2-305860 号公報に
おいて、エポキシ樹脂にアミン末端ポリイミド−シロキ
サンブロック共重合体を添加することで、靭性を向上で
きることを開示している。改質剤添加に伴う粘度上昇が
比較的小さいけれども、より高靭性とするために多量の
改質剤を添加した場合には作業性の低下がいまだ顕著で
ある。
The present inventors also disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-305860 that the toughness can be improved by adding an amine-terminated polyimide-siloxane block copolymer to an epoxy resin. Although the viscosity increase with the addition of the modifier is relatively small, when a large amount of the modifier is added for higher toughness, the workability is still significantly reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上のように靭性を向
上させようとする従来の手法は、弾性率、耐熱性や作業
性を低下させる等それぞれに欠点を有しており、しかも
靭性向上効果が不十分である。すなわち、樹脂組成物と
しての良好な作業性、硬化物としての高耐熱性、高弾性
率を保ちながら高靭性な硬化樹脂を得ることは、いまも
って重要な課題である。
As described above, the conventional methods for improving toughness have drawbacks such as a decrease in elastic modulus, heat resistance and workability, and moreover, a toughness improving effect. Is insufficient. That is, it is still an important subject to obtain a cured resin having high toughness while maintaining good workability as a resin composition, high heat resistance as a cured product, and high elastic modulus.

【0011】本発明はこれらの諸物性を合わせ持つ樹脂
組成物、硬化物さらにはそれをマトリックス樹脂とする
タック性、ドレープ性に優れたプリプレグおよび高靭
性、高耐熱性をかね供えた繊維強化プラスチックを提供
することを課題とする。
The present invention provides a resin composition having these various physical properties, a cured product, and a prepreg which uses the resin as a matrix resin and is excellent in tackiness and drape, and a fiber reinforced plastic having high toughness and high heat resistance. The challenge is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の樹脂組成物は次の構成を有する。すなわ
ち、次の構成要素[A]、[B]、[C]からなること
を特徴とする樹脂組成物である。、 [A]:エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミ
ド樹脂から選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂 [B]:芳香族オリゴマとシロキサンオリゴマからなる
ブロック共重合体 [C]:シリコーン微粒子 また、本発明の樹脂硬化物は次の構成を有する。すなわ
ち、次の構成要素[E]を主成分とする相、[F]を主
成分とする相、[G]からなる相がそれぞれ分離してお
り、かつ構成要素[G]からなる相が[F]を主成分と
する相の中に含有されることを特徴とする樹脂硬化物で
ある。
In order to solve the above problems, the resin composition of the present invention has the following constitution. That is, a resin composition comprising the following constituent elements [A], [B], and [C]. , [A]: at least one thermosetting resin selected from an epoxy resin, a cyanate resin, and a bismaleimide resin [B]: a block copolymer composed of an aromatic oligomer and a siloxane oligomer [C]: silicone fine particles The cured resin product of the present invention has the following constitution. That is, the phase having the following constituent [E] as the main component, the phase having [F] as the main component, and the phase consisting of [G] are separated from each other, and the phase consisting of the constituent [G] is [ F] is a resin cured product which is contained in a phase containing F as a main component.

【0013】[E]:エポキシ樹脂、シアネート樹脂お
よびビスマレイミド樹脂よりなる群から選択される少な
くとも1種の熱硬化性樹脂 [F]:ケイ素を含有する熱可塑性樹脂 [G]:シリコーン微粒子 本発明のプリプレグは次の構成を有する。すなわち、前
記樹脂組成物と強化繊維からなるプリプレグである。
[E]: at least one thermosetting resin selected from the group consisting of epoxy resin, cyanate resin and bismaleimide resin [F]: thermoplastic resin containing silicon [G]: silicone fine particles The prepreg has the following structure. That is, it is a prepreg composed of the resin composition and reinforcing fibers.

【0014】また、本発明の繊維強化プラスチックは次
の構成を有する。すなわち、前記樹脂硬化物と強化繊維
からなる繊維強化プラスチックである。
The fiber-reinforced plastic of the present invention has the following constitution. That is, it is a fiber-reinforced plastic comprising the resin cured product and reinforcing fibers.

【0015】以下、本発明を構成要素ごとに詳細に説明
する。
The present invention will be described in detail below for each component.

【0016】(構成要素[A]の説明)本発明に構成要
素[A]として用いられる要素はエポキシ樹脂、シアネ
ート樹脂、ビスマレイミド樹脂から選択される少なくと
も1種の硬化性樹脂である。
(Explanation of Component [A]) The component used as the component [A] in the present invention is at least one curable resin selected from an epoxy resin, a cyanate resin and a bismaleimide resin.

【0017】特に本発明に適した熱硬化性樹脂としてま
ずエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂とは1分子
あたり平均2個以上のエポキシ基を有する樹脂である。
特に、アミン類、フェノール類、炭素炭素二重結合を有
する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂が好ましい。具
体的には、アミン類を前駆体とするエポキシ樹脂とし
て、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリ
グリシジル−p−アミノフェノール、トリグリシジル−
m−アミノフェノール、トリグリシジルアミノクレゾー
ルの各種異性体、フェノール類を前駆体とするエポキシ
樹脂として、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、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、レゾルシノール型エポ
キシ樹脂、炭素炭素二重結合を有する化合物を前駆体と
するエポキシ樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂等があ
げられる。また、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も用いられるが、本発明はこれら
に限定されない。これらエポキシ樹脂は2種以上の混合
系で用いてもよく、モノエポキシ化合物を含有しても良
い。
As the thermosetting resin particularly suitable for the present invention, an epoxy resin is first mentioned. The epoxy resin is a resin having an average of 2 or more epoxy groups per molecule.
In particular, epoxy resins having an amine, a phenol, or a compound having a carbon-carbon double bond as a precursor are preferable. Specifically, as an epoxy resin using amines as a precursor, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl-
As an epoxy resin containing m-aminophenol, various isomers of triglycidylaminocresol, and phenols as precursors, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol Examples of the novolac type epoxy resin, the resorcinol type epoxy resin, and the epoxy resin containing a compound having a carbon-carbon double bond as a precursor include alicyclic epoxy resins. Brominated epoxy resins obtained by brominating these epoxy resins are also used, but the present invention is not limited thereto. These epoxy resins may be used as a mixture of two or more kinds, and may contain a monoepoxy compound.

【0018】エポキシ樹脂は硬化剤と組合せて好ましく
用いられる。硬化剤はエポキシ基と反応しうる活性基を
有する化合物であればこれを用いることができる。好ま
しくは、アミノ基、酸無水物基、アジド基、水酸基を有
する化合物が適している。具体的には、ジシアンジアミ
ド、ジアミノジフェニルスルホンの各種異性体、アミノ
安息香酸エステル類、各種酸無水物、フェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂が挙げられるがこ
れに限定されない。ジシアンジアミドはプリプレグの保
存性に優れるため好んで用いられる。芳香族ジアミンを
硬化剤として用いると耐熱性良好なエポキシ樹脂硬化物
が得られる。特に、ジアミノジフェニルスルホンの各種
異性体は、耐熱性の良好な硬化物を与えるため本発明に
は最も適している。アミノ安息香酸エステル類として
は、トリメチレングリコールジ−p−アミノベンゾエー
トやネオペンチルグリコールジ−p−アミノベンゾエー
トが好んで用いられ、ジアミノジフェニルスルホンに比
較して、耐熱性に劣るものの、引張伸度に優れるため、
用途に応じて選択して用いられる。メチルヘキサヒドロ
無水フタル酸に代表される酸無水物を硬化剤として用い
ると、耐熱性が高い硬化物を与え、低粘度で作業性に優
れたエポキシ樹脂組成物が得られる。フェノールノボラ
ック樹脂あるいはクレゾールノボラック樹脂はこれを硬
化剤として用いると、分子鎖中に耐加水分解性の優れた
エーテル結合が導入され硬化物の耐湿性が向上するため
好ましい。 本発明においては、構成要素[A]として
マレイミド樹脂も好ましい。マレイミド樹脂とは、1分
子あたりマレイミド基を平均2個以上含む化合物であ
り、一般式
The epoxy resin is preferably used in combination with a curing agent. As the curing agent, any compound having an active group capable of reacting with an epoxy group can be used. A compound having an amino group, an acid anhydride group, an azido group or a hydroxyl group is preferable. Specific examples thereof include, but are not limited to, dicyandiamide, various isomers of diaminodiphenyl sulfone, aminobenzoic acid esters, various acid anhydrides, phenol novolac resins, and cresol novolac resins. Dicyandiamide is preferred because it is excellent in storage stability of prepreg. When an aromatic diamine is used as a curing agent, an epoxy resin cured product having good heat resistance can be obtained. In particular, various isomers of diaminodiphenyl sulfone are most suitable for the present invention because they give a cured product having good heat resistance. As the aminobenzoic acid esters, trimethylene glycol di-p-aminobenzoate and neopentyl glycol di-p-aminobenzoate are preferably used. Although they have poor heat resistance as compared with diaminodiphenyl sulfone, they have a tensile elongation. Because it excels in
It is selected and used according to the application. When an acid anhydride represented by methylhexahydrophthalic anhydride is used as a curing agent, a cured product having high heat resistance is obtained, and an epoxy resin composition having low viscosity and excellent workability can be obtained. It is preferable to use a phenol novolac resin or a cresol novolac resin as a curing agent because an ether bond having excellent hydrolysis resistance is introduced into the molecular chain to improve the moisture resistance of the cured product. In the present invention, a maleimide resin is also preferable as the constituent element [A]. Maleimide resin is a compound containing an average of two or more maleimide groups per molecule, and has the general formula

【化1】 (但し式中Xはアルキレン基、シクロアルキレン基、単
環もしくは多環式のアリレーン基などの2価の炭化水素
基、または−CH2 −,−CO−,−SO2 −,−O
−,−C(CH3 2 −,−CONH−など2価の原子
団によって結合された2価の炭化水素基)で示されるも
のや、一般式
[Chemical 1] (In the formula, X is an alkylene group, a cycloalkylene group, a divalent hydrocarbon group such as a monocyclic or polycyclic arylene group, or —CH 2 —, —CO—, —SO 2 —, —O.
-, - C (CH 3) 2 -, - those and represented by CONH- such divalent 2 joined by atomic monovalent hydrocarbon group), the general formula

【化2】 (式中nは1〜4の数)[Chemical 2] (Where n is a number from 1 to 4)

【化3】 (式中nは1〜4の数)で示される混合ポリアミンと無
水マレイン酸との反応で得られるマレイミド化合物であ
る。
[Chemical 3] A maleimide compound obtained by reacting a mixed polyamine represented by the formula (n is a number of 1 to 4) with maleic anhydride.

【0019】この種のマレイミド化合物としては例えば
N,N'- フェニレンビスマレイミド、N,N'- ヘキサメチレ
ンビスマレイミド、N,N'- メチレン- ジ- p- フェニレ
ンビスマレイミド、N,N'- オキシ- ジ- p- フェニレン
ビスマレイミド、N,N'-4,4'-ベンゾフェノンビスマレイ
ミド、N,N'- ジフェニルスルホンビスマレイミド、N,N'
-(3,3'- ジメチル)-メチレン- ジ- p- フェニレンビス
マレイミド、N,N'-4,4'-ジシクロヘキシルメタンビスマ
レイミド、N,N'- m( 又はp)-キシリレン- ビスマレイ
ミド、N,N'-(3,3'- ジエチル)-メチレン- ジ- p- フェ
ニレンビスマレイミド、N,N'- メタトリレン- ジ- マレ
イミドやビス(アミノフェノキシ)ベンゼンのビスマレ
イミドを始め、アニリンとホルマリンの反応生成物であ
る混合ポリアミンと無水マレイン酸との反応生成物があ
げられるが、本発明はこれに限定されない。また、これ
らマレイミド化合物は2種以上の混合系で用いてもよ
く、またN-アリルマレイミド、N-プロピルマレイミド、
N-ヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミドなどのモ
ノマレイミド化合物を含有してもよい。
Examples of this type of maleimide compound include
N, N'-phenylene bismaleimide, N, N'-hexamethylene bismaleimide, N, N'-methylene-di-p-phenylene bismaleimide, N, N'-oxy-di-p-phenylene bismaleimide, N , N'-4,4'-benzophenone bismaleimide, N, N'-diphenylsulfone bismaleimide, N, N '
-(3,3'-Dimethyl) -methylene-di-p-phenylene bismaleimide, N, N'-4,4'-dicyclohexylmethane bismaleimide, N, N'-m (or p) -xylylene-bismaleimide , N, N '-(3,3'-diethyl) -methylene-di-p-phenylene bismaleimide, N, N'-metatrylene-di-maleimide and bismaleimide of bis (aminophenoxy) benzene, and aniline and The reaction product of mixed polyamine, which is a reaction product of formalin, and maleic anhydride may be mentioned, but the present invention is not limited thereto. Further, these maleimide compounds may be used as a mixture of two or more kinds, and N-allyl maleimide, N-propyl maleimide,
A monomaleimide compound such as N-hexylmaleimide or N-phenylmaleimide may be contained.

【0020】マレイミド樹脂は硬化剤または反応性希釈
剤と組合せて好ましく用いられる。硬化剤はマレイミド
基と反応し得る活性基を有する化合物であればこれを用
いることができる。好ましくは、アミノ基、アリル基に
代表されるアルケニル基、ベンゾシクロブテン基、アリ
ルナジックイミド基、イソシアネート基、シアネート
基、エポキシ基を有する化合物が適している。例えば、
アミノ基を有する硬化剤としてはジアミノジフェニルメ
タンが代表的であり、アルケニル基を有する硬化剤とし
てはO,O'- ジアリルビスフェノールAやビス(プロペニ
ルフェノキシ)スルホンなどが挙げられる。
The maleimide resin is preferably used in combination with a curing agent or a reactive diluent. As the curing agent, any compound having an active group capable of reacting with the maleimide group can be used. A compound having an amino group, an alkenyl group represented by an allyl group, a benzocyclobutene group, an allyl nadic imide group, an isocyanate group, a cyanate group, or an epoxy group is preferable. For example,
Diaminodiphenylmethane is a typical example of the curing agent having an amino group, and examples of the curing agent having an alkenyl group include O, O′-diallylbisphenol A and bis (propenylphenoxy) sulfone.

【0021】上記のビスマレイミドと次の一般式で表さ
れるシアン酸エステルで構成されるビスマレイミド・ト
リアジン樹脂(BT樹脂)も本発明の熱硬化性樹脂とし
て好適である。
A bismaleimide / triazine resin (BT resin) composed of the above-mentioned bismaleimide and a cyanate ester represented by the following general formula is also suitable as the thermosetting resin of the present invention.

【0022】[0022]

【化4】 (但し式中Xはアルキレン基、シクロアルキレン基、単
環もしくは多環式のアリレーン基などの2価の炭化水素
基、または−CH2 −,−CO−,−SO2 −,−O
−,−C(CH3 2 −,−CONH−など2価の原子
団によって結合された2価の炭化水素基) ビスマレイミドとシアン酸エステルの重量比で0/10
0〜70/30の範囲で用いられる。0/100の場合
はシアネート樹脂であるが、本発明にはこれも適してい
る。硬化物の吸水率が低いという特徴を有する。
[Chemical 4] (In the formula, X is an alkylene group, a cycloalkylene group, a divalent hydrocarbon group such as a monocyclic or polycyclic arylene group, or —CH 2 —, —CO—, —SO 2 —, —O.
-, - C (CH 3) 2 -, - CONH- such divalent hydrocarbon groups linked by a divalent atomic group) bismaleimide and the weight ratio of cyanate ester 0/10
It is used in the range of 0 to 70/30. The case of 0/100 is a cyanate resin, but this is also suitable for the present invention. It has a characteristic that the water absorption of the cured product is low.

【0023】また、これら3種の熱硬化性樹脂のそれぞ
れの組合せ、例えばエポキシ樹脂とシアネート樹脂、シ
アネート樹脂とビスマレイミド樹脂といったものも本発
明にとって好適である。
Further, combinations of these three kinds of thermosetting resins, such as epoxy resin and cyanate resin, cyanate resin and bismaleimide resin, are also suitable for the present invention.

【0024】(構成要素[B]の説明)構成要素[B]
は芳香族オリゴマとシロキサンオリゴマからなるブロッ
ク共重合体である。
(Description of Component [B]) Component [B]
Is a block copolymer composed of an aromatic oligomer and a siloxane oligomer.

【0025】構成要素[B]として用いる芳香族オリゴ
マとシロキサンオリゴマからなるブロック共重合体にお
ける芳香族オリゴマ部分としては、二価の連鎖基によっ
て連結されたフェニレン、ジフェニレンあるいはナフタ
レン基のような二価の芳香族基を含有するものが好まし
い。連鎖基は、例えばオキシ(−O−);スルホニル
(−SO2 −);サルファイド(−S−);オキシアル
キレンあるいはオキシアルキレンオキシ[−OR−ある
いは−ORO−、(Rは好ましくは1〜3個の炭素原子
を有する低級アルキレン)];低級アルキレンあるいは
アルキリデン[−R−あるいは−R(R1 −、(R
およびR1 は独立に低級アルキレン、yは1あるいは2
である)];ケトン(−CO−)等である。また芳香族
オリゴマ部分はイミド骨格[(−CO−)2 N−]、ア
ミド骨格(−NHCO−)を有するものであることが耐
熱性および靭性を兼ね供えるため好ましい。芳香族ポリ
エーテル、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香
族ポリスルホン、芳香族ポリケトン(−CO−)と呼ば
れるものがこれにあたる。この芳香族オリゴマ連鎖部の
全炭素原子の50%以上が芳香族構造のものであること
が好ましいが、芳香族単位は、塩素、低級アルキル、フ
ェニル等のごとき置換基を有していてもよい。
The aromatic oligomer moiety in the block copolymer composed of the aromatic oligomer and the siloxane oligomer used as the constituent element [B] is a divalent group such as phenylene, diphenylene or naphthalene group linked by a divalent chain group. Those containing the aromatic group of are preferred. Rensamoto, for example oxy (-O-); a sulfonyl (-SO 2 -); sulfide (-S-); oxyalkylene or oxyalkyleneoxy [-OR- or -ORO -, (R is preferably 1 to 3 Lower alkylene having 4 carbon atoms)]; lower alkylene or alkylidene [-R- or -R (R 1 ) y- , (R
And R 1 is independently lower alkylene, y is 1 or 2
] ;; Ketone (-CO-) and the like. Further, it is preferable that the aromatic oligomer portion has an imide skeleton [(—CO—) 2 N—] and an amide skeleton (—NHCO—) because both heat resistance and toughness are provided. Those called aromatic polyethers, aromatic polyimides, aromatic polyamides, aromatic polysulfones, and aromatic polyketones (-CO-) correspond to these. It is preferable that 50% or more of all carbon atoms of the aromatic oligomer chain portion have an aromatic structure, but the aromatic unit may have a substituent such as chlorine, lower alkyl, phenyl and the like. .

【0026】構成要素[B]として最も好ましい芳香族
オリゴマ中のポリイミド連鎖部は、工業界にて公知のい
ずれの合成法を用いることもできるが、代表的にはテト
ラカルボン酸二無水物とジアミノ化合物とを反応させる
ことよって合成する。例えば次のジアミンと酸二無水物
の組合わせにより合成される。
The polyimide chain portion in the aromatic oligomer most preferred as the constituent element [B] can be obtained by any synthesis method known in the industry, but typically it is tetracarboxylic dianhydride and diamino. It is synthesized by reacting with a compound. For example, it is synthesized by the following combination of diamine and dianhydride.

【0027】テトラカルボン酸二無水物の好ましい例
は、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,
4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,
3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸
二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテ
トラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸
二無水物、より好ましくは、3,3’,4,4’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’
−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物などの
芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができ
る。
Preferred examples of the tetracarboxylic dianhydride are pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3',
4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,
Aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as 3 ', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride and 3,3', 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, more preferably 3 , 3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4 '
There may be mentioned aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride.

【0028】ジアミノ化合物の好ましい例は、ジアミノ
ジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、パラフェ
ニレンジアミン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミ
ノジフェニルスルフォン、ジアミノジフェニルスルフィ
ド、ジアミノジフェニルエタン、ジアミノジフェニルプ
ロパン、ジアミノジフェニルケトン、ジアミノジフェニ
ルヘキサフルオロプロパン、ジアミノジフェニルフルオ
レン、ビス(アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス(アミ
ノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、ビス(アミノフ
ェノキシ)ジフェニルプロパン、ビス(アミノフェノキ
シ)ジフェニルヘキサフルオロプロパン、フルオレンジ
アミン、ジアミノジフェニルメタンのジメチル置換体、
ジアミノジフェニルメタンのテトラメチル置換体、ジア
ミノジフェニルメタンのジエチル置換体、ジアミノジフ
ェニルメタンのテトラエチル置換体、ジアミノジフェニ
ルメタンのジメチルジエチル置換体などの芳香族ジアミ
ノ化合物、より好ましくは、ビス(アミノフェノキシ)
ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)ジフェニルスルフ
ォン、ビス(アミノフェノキシ)ジフェニルプロパン、
ビス(アミノフェノキシ)ジフェニルヘキサフルオロプ
ロパン、ジアミノジフェニルフルオレン、フルオレンジ
アミン、ジアミノジフェニルメタンのジメチル置換体、
ジアミノジフェニルメタンのテトラメチル置換体、ジア
ミノジフェニルメタンのジエチル置換体、ジアミノジフ
ェニルメタンのテトラエチル置換体、ジアミノジフェニ
ルメタンのジメチルジエチル置換体などの芳香族ジアミ
ノ化合物を挙げることができる。
Preferred examples of the diamino compound are diaminodiphenylmethane, metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, diaminodiphenyl ether, diaminodiphenyl sulfone, diaminodiphenyl sulfide, diaminodiphenylethane, diaminodiphenylpropane, diaminodiphenylketone, diaminodiphenylhexafluoropropane, Diaminodiphenylfluorene, bis (aminophenoxy) benzene, bis (aminophenoxy) diphenylsulfone, bis (aminophenoxy) diphenylpropane, bis (aminophenoxy) diphenylhexafluoropropane, fluorenediamine, dimethyl substitution product of diaminodiphenylmethane,
Aromatic diamino compounds such as tetramethyl-substituted diaminodiphenylmethane, diethyl-substituted diaminodiphenylmethane, tetraethyl-substituted diaminodiphenylmethane, and dimethyldiethyl-substituted diaminodiphenylmethane, more preferably bis (aminophenoxy)
Benzene, bis (aminophenoxy) diphenyl sulfone, bis (aminophenoxy) diphenylpropane,
Bis (aminophenoxy) diphenylhexafluoropropane, diaminodiphenylfluorene, fluorenediamine, dimethyl substitution product of diaminodiphenylmethane,
Aromatic diamino compounds such as tetramethyl-substituted diaminodiphenylmethane, diethyl-substituted diaminodiphenylmethane, tetraethyl-substituted diaminodiphenylmethane, and dimethyldiethyl-substituted diaminodiphenylmethane can be exemplified.

【0029】構成要素[B]はシロキサンオリゴマをブ
ロック共重合成分として有する。
The constituent element [B] has a siloxane oligomer as a block copolymerization component.

【0030】シロキサンとは次式で表されるものであ
る。
Siloxane is represented by the following formula.

【0031】[0031]

【化5】 (但し、式中R2 は2価の有機基、R3 は1価の有機基
であり、R2 、R3 はそれぞれ同種でもよく、異種でも
よい。nは1〜20の整数。) 特に好ましくはジメチルシロキサンであるが、フェニル
シロキサンやその共重合体も好適である。
[Chemical 5] (However, in the formula, R 2 is a divalent organic group, R 3 is a monovalent organic group, and R 2 and R 3 may be the same or different, and n is an integer of 1 to 20.) Dimethyl siloxane is preferred, but phenyl siloxane and copolymers thereof are also suitable.

【0032】したがって、2種の連鎖部からなるブロッ
ク共重合体としての構成要素[B]は、例えば、ポリイ
ミド−シロキサンブロック共重合体、ポリアミド−シロ
キサンブロック共重合体といったものとなる。
Therefore, the constituent element [B] as a block copolymer composed of two kinds of chain parts is, for example, a polyimide-siloxane block copolymer or a polyamide-siloxane block copolymer.

【0033】この構成要素[B]は、構成要素[A]と
しての熱硬化性樹脂組成物に溶解しうるように適宜選択
して用いられるものである。
The constituent element [B] is appropriately selected and used so that it can be dissolved in the thermosetting resin composition as the constituent element [A].

【0034】構成要素[B]の末端に構成要素[A]と
反応しうる官能基を有することは相分離界面の接着性を
高め、靭性向上に寄与し、熱硬化性樹脂本来の耐溶剤性
を維持するため好ましい。好ましい官能基は第一アミ
ン、第二アミン、ヒドロキシル基、エポキシ基、カルボ
キシル基、酸無水物、マレイミド基等である。特に、第
一アミンは反応性に優れており好ましい。
Having a functional group capable of reacting with the constituent element [A] at the end of the constituent element [B] enhances the adhesiveness of the phase separation interface and contributes to the improvement of the toughness, and the solvent resistance inherent in the thermosetting resin. Is preferred for maintaining. Preferred functional groups are primary amines, secondary amines, hydroxyl groups, epoxy groups, carboxyl groups, acid anhydrides, maleimide groups and the like. Particularly, primary amines are preferable because they have excellent reactivity.

【0035】構成要素[B]の分子量は数平均分子量に
して約2000〜10000の範囲が好ましい。これよ
り分子量が小さい場合、靭性向上効果が小さく、また、
これより分子量が大きければ樹脂粘度の増加が著しく作
業性の低下が顕著である。より好ましくは約3000〜
5000の範囲である。
The molecular weight of the constituent element [B] is preferably in the range of about 2000 to 10,000 in terms of number average molecular weight. When the molecular weight is smaller than this, the effect of improving toughness is small, and
If the molecular weight is higher than this, the resin viscosity is remarkably increased and the workability is remarkably reduced. More preferably about 3000-
It is in the range of 5000.

【0036】構成要素[B]は2種の連鎖部からなるブ
ロック共重合体であるが、それぞれの連鎖長の比率とし
ては芳香族オリゴマ連鎖部がシロキサン連鎖部より高分
子量であることが耐熱性を高めるため好ましい。好まし
い数平均分子量の比率は芳香族オリゴマ連鎖部/シロキ
サン連鎖部=1〜20である。これより小さい場合は耐
熱性の低下が顕著となる可能性があり、これより大きい
場合は靭性向上効果が小さい。さらに好ましくは2〜1
0の範囲である。
The constituent element [B] is a block copolymer composed of two kinds of chain parts, but the ratio of the chain lengths of each is such that the aromatic oligomer chain part has a higher molecular weight than the siloxane chain part. It is preferable to increase The preferred number average molecular weight ratio is aromatic oligomer chain part / siloxane chain part = 1 to 20. If it is smaller than this, the heat resistance may be significantly reduced, and if it is larger than this, the toughness improving effect is small. More preferably 2 to 1
The range is 0.

【0037】構成要素[B]は150℃以上のガラス転
移温度(Tg)を有することが硬化樹脂の耐熱性維持の
ため好ましい。より好ましいTgの範囲は160〜30
0℃であり、さらに好ましくは170〜250℃の範囲
である。ここでガラス転移温度は、示差走査熱量計(D
SC)にて40℃/min.の昇温速度にて測定したも
のをいう。
The constituent element [B] preferably has a glass transition temperature (Tg) of 150 ° C. or higher in order to maintain the heat resistance of the cured resin. More preferable Tg range is 160 to 30.
The temperature is 0 ° C, and more preferably 170 to 250 ° C. Here, the glass transition temperature is a differential scanning calorimeter (D
SC) at 40 ° C / min. It is measured at the rate of temperature rise.

【0038】構成要素[B]の量は全樹脂組成物中5〜
30重量%が好ましい。これより少なければ靭性向上効
果が小さく、またこれより多ければ作業性低下の傾向が
ある。より好ましくは7〜25重量%であり、さらに好
ましくは10〜20重量%である。
The amount of the constituent element [B] is 5 to 5 in the total resin composition.
30% by weight is preferred. If it is less than this, the toughness improving effect is small, and if it is more than this, the workability tends to decrease. It is more preferably 7 to 25% by weight, and further preferably 10 to 20% by weight.

【0039】(構成要素[C]の説明)構成要素[C]
はシリコーン微粒子である。シリコーンとは、シロキサ
ン結合の繰り返し(−SiO−)を主鎖とする重合体
である。
(Description of Component [C]) Component [C]
Is silicone fine particles. Silicone is a polymer having a repeating (—SiO—) n siloxane bond as the main chain.

【0040】構成要素[C]は、構成要素[B]のシロ
キサン連鎖部と類似構造を有するため構成要素[B]と
の親和性が高いため、構成要素[B]と組合せて用いる
時に、靭性向上に適した相分離構造を有する硬化物を与
える。
Since the constituent element [C] has a similar structure to the siloxane chain part of the constituent element [B], it has a high affinity with the constituent element [B], so that the toughness when used in combination with the constituent element [B]. A cured product having a phase separation structure suitable for improvement is provided.

【0041】構成要素[C]として固形の微粒子を用い
ることは、硬化物の耐熱性、弾性率を維持するため優れ
ている。また、硬化物の相分離形態が硬化条件に依存し
にくく物性が安定する。
The use of solid fine particles as the constituent [C] is excellent because the heat resistance and elastic modulus of the cured product are maintained. Further, the phase separation form of the cured product is less dependent on the curing conditions, and the physical properties are stable.

【0042】微粒子形態としては、球状および非球状の
両者を用いることができる。球状微粒子を用いる場合
は、樹脂組成物の粘度が非球状の場合と比較して低いた
め、プリプレグや接着剤として利用する際のプロセス性
に優れており好ましい。
Both spherical and non-spherical fine particles can be used. When the spherical fine particles are used, the viscosity of the resin composition is lower than that when the resin composition is non-spherical, and therefore it is excellent in processability when used as a prepreg or an adhesive, which is preferable.

【0043】シリコーン微粒子としては、弾性率の大小
によりレジンタイプとゴムタイプが挙げられ、両者とも
高靭性な硬化物を与えるため本発明には好適である。硬
化物の靭性を弾性率維持より重要視する場合は、ゴムタ
イプがより好ましい。
As the silicone fine particles, there are resin type and rubber type depending on the elasticity, and both are suitable for the present invention because they give a cured product having high toughness. The rubber type is more preferable when the toughness of the cured product is more important than the elastic modulus maintenance.

【0044】シリコーンゴム微粒子の市販品としては、
例えば、東レダウコーニングシリコーン(株)製、E−
601、E−602が挙げられる。また、シリコーンレ
ジン微粒子の市販品としては、例えば、東レダウコーニ
ングシリコーン(株)製、R−923、R−925、R
−930等が挙げられる。
As commercial products of silicone rubber fine particles,
For example, Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., E-
601 and E-602. Examples of commercially available silicone resin fine particles include R-923, R-925 and R manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.
-930 etc. are mentioned.

【0045】構成要素[C]が構成要素[B]あるいは
[A]と反応しうる官能基を有することは、靭性向上に
寄与し、熱硬化性樹脂本来の耐溶剤性を維持するため好
ましい。特に好ましい官能基はエポキシ基、アミノ基で
ある。
It is preferable that the constituent element [C] has a functional group capable of reacting with the constituent element [B] or [A], because it contributes to the improvement of toughness and maintains the original solvent resistance of the thermosetting resin. Particularly preferred functional groups are an epoxy group and an amino group.

【0046】構成要素[C]を構成要素[B]と併用す
れば、構成要素[B]のみの添加では達成困難であった
樹脂靭性を得ることができる。逆に言えば、同一レベル
の靭性を得るために必要な構成要素[B]の添加量は少
なくできる。したがって樹脂の粘度上昇による作業性の
低下が少ない。それゆえ、この樹脂をマトリックス樹脂
とするプリプレグは、タック性、ドレープ性が優れてい
るという特徴がある。
When the constituent element [C] is used in combination with the constituent element [B], it is possible to obtain resin toughness which is difficult to achieve by adding only the constituent element [B]. Conversely speaking, the addition amount of the constituent element [B] required to obtain the same level of toughness can be reduced. Therefore, workability is less likely to decrease due to an increase in resin viscosity. Therefore, a prepreg using this resin as a matrix resin is characterized by excellent tackiness and drapeability.

【0047】構成要素[C]の添加量は全樹脂組成物中
2〜15重量%が好ましい。これより少なければ靭性向
上効果が小さく、またこれより多ければ耐熱性、作業性
低下の傾向がある。より好ましくは3〜10重量%であ
り、さらには4〜8重量%である。
The amount of the constituent element [C] added is preferably 2 to 15% by weight based on the total resin composition. If it is less than this range, the toughness improving effect is small, and if it is more than this range, heat resistance and workability tend to deteriorate. It is more preferably 3 to 10% by weight, and further 4 to 8% by weight.

【0048】構成要素[C]の添加量は構成要素[B]
の添加量より少ないほうが、靭性向上、弾性率維持の観
点から好ましい。
The addition amount of the constituent element [C] is the same as the constituent element [B].
From the viewpoint of improving the toughness and maintaining the elastic modulus, it is preferable that the amount is less than the addition amount.

【0049】(硬化物の説明)上記の樹脂組成物を硬化
することによって、次の構成要素[E]を主成分とする
相、[F]を主成分とする相、[G]からなる相がそれ
ぞれ分離した構造を有し、かつ構成要素[G]からなる
相が[F]を主成分とする相の中に含有される樹脂硬化
物が得られる。
(Description of Cured Product) By curing the above resin composition, a phase containing the following constituent [E] as a main component, a phase containing [F] as a main component, and a phase consisting of [G] A resin cured product is obtained in which each has a separated structure, and the phase composed of the constituent element [G] is contained in the phase whose main component is [F].

【0050】[E]:エポキシ樹脂、シアネート樹脂、
ビスマレイミド樹脂から選択される少なくとも1種の熱
硬化性樹脂 [F]:ケイ素を含有する熱可塑性樹脂 [G]:シリコーン微粒子 上記樹脂組成物を硬化すると、構成要素[E]を主成分
とする相と構成要素[F]を主成分とする相にミクロ相
分離するが、この時構成要素[G]からなるシリコーン
微粒子相は、構成要素[F]を主成分とする相の中に局
在化することが好ましい。とりわけ構成要素[G]の全
量のうちの70%以上が構成要素[F]を主成分とする
相のなかに局在化することが靭性向上効果が大きくなり
好ましい。これは構成要素[G]の存在によって構成要
素[F]が本来有する塑性変形能力が有効に引き出され
るためと考えられる。構成要素[G]の素材は、構成要
素[E]よりもむしろ構成要素[F]との親和性が高い
ので、このような相分離構造を形成するのである。
[E]: Epoxy resin, cyanate resin,
At least one thermosetting resin selected from bismaleimide resin [F]: Thermoplastic resin containing silicon [G]: Silicon fine particles When the above resin composition is cured, the constituent element [E] is contained as a main component. A phase and a phase mainly composed of the constituent element [F] are microphase-separated. At this time, the silicone fine particle phase composed of the constituent element [G] is localized in the phase mainly composed of the constituent element [F]. Is preferable. In particular, it is preferable that 70% or more of the total amount of the constituent element [G] is localized in the phase containing the constituent element [F] as the main component because the toughness improving effect becomes large. It is considered that this is because the plastic deformation ability originally possessed by the constituent element [F] is effectively extracted due to the presence of the constituent element [G]. The material of the constituent element [G] has a higher affinity for the constituent element [F] than for the constituent element [E], and thus forms such a phase-separated structure.

【0051】また、硬化樹脂の相分離形態としては、少
なくとも構成要素[F]を主成分とする相が3次元的に
連続構造を有していることが靭性向上のために好まし
い。より好ましくは構成要素[F]を主成分とする相と
[E]を主成分とする相が共に連続構造を有する相分離
形態である。こうした特徴的な相分離構造は、構造の異
なった2つの連鎖からなるブロック共重合体である構成
要素[B]を添加することによって、硬化条件の変化に
かかわらず安定して得ることができるものである。
[E]を主成分とする相と[F]を主成分とする相から
形成される相分離構造周期は約0.01〜10ミクロンである
ことが靭性向上効果が大きく好ましい。より好ましくは
0.1〜3 ミクロン程度である。
Further, as the phase separation form of the cured resin, it is preferable that at least the phase containing the constituent [F] as a main component has a three-dimensional continuous structure for improving the toughness. More preferably, the phase having the constituent element [F] as the main component and the phase having the constituent element [E] as the main component both have a continuous structure. Such a characteristic phase-separated structure can be stably obtained by adding the constituent element [B], which is a block copolymer composed of two chains having different structures, regardless of changes in curing conditions. Is.
It is preferable that the phase separation structure period formed from the phase containing [E] as a main component and the phase containing [F] as a main component is about 0.01 to 10 μm because the toughness improving effect is large. More preferably
It is about 0.1 to 3 microns.

【0052】構成要素[G]は構成要素[F]を主成分
とする相のなかに局在化することが好ましいが、その際
の分散粒子径は約0.01〜110クロンであることが靭性向
上効果が大きく好ましい。より好ましくは 0.1〜3 ミク
ロン程度である。
The constituent element [G] is preferably localized in a phase containing the constituent element [F] as a main component, and the toughness is improved when the dispersed particle size is about 0.01 to 110 cron. Great effect and preferable. More preferably, it is about 0.1 to 3 microns.

【0053】樹脂硬化物の相分離構造は常法にて顕微鏡
観察できる。光学顕微鏡にても観察可能であるが、場合
によっては四酸化オスミウム等にて染色し、電子顕微鏡
で観察する方が好ましい。異なる3つの相の存在が明確
であり、少なくとも一つの相が連続構造を形成してお
り、さらに、その連続相中に分散相の存在がわかる。X
線マイクロアナライザー等の分析装置と顕微鏡を併用す
ることにより、構成要素の特定、推測も可能である。こ
うして特定した構成要素[F]を主成分とする相のTg
は150℃以上であることが好ましい。より好ましいT
gの範囲は160〜300℃であり、さらに好ましくは
170〜250℃の範囲である。
The phase-separated structure of the cured resin product can be observed by a microscope by a conventional method. It can be observed with an optical microscope, but in some cases, it is preferable to stain with osmium tetroxide or the like and observe with an electron microscope. The existence of three different phases is clear, at least one phase forms a continuous structure, and it can be seen that the dispersed phase exists in the continuous phase. X
By using a microscope together with an analyzer such as a line microanalyzer, it is possible to identify and infer the constituent elements. Tg of the phase whose main component is the component [F] specified in this way
Is preferably 150 ° C. or higher. More preferred T
The range of g is 160 to 300 ° C, and more preferably 170 to 250 ° C.

【0054】構成要素[G]の、構成要素[E]を主成
分とする相と構成要素[F]を主成分とする相中への分
配の程度は、2000倍程度の倍率の上記顕微鏡写真を
コピーし、それぞれの相中に存在する構成要素[G]に
相当する部分を切り取り重量測定する、あるいはイメー
ジアナライザーにて測定するといった手法により面積を
求めて比較し、これを少なくとも5箇所について測定し
た平均値を用いる。
The degree of distribution of the constituent [G] into the phase containing the constituent [E] as the main component and the phase containing the constituent [F] as the main constituent is about 2000 times the above-mentioned micrograph. Copy, and cut out the part corresponding to the constituent element [G] existing in each phase, weigh it, or measure it with an image analyzer and compare the areas, and measure this at at least 5 points The average value is used.

【0055】本発明は構成要素[A]、[B]、[C]
からなる樹脂組成物と強化繊維よりなるプリプレグを与
える。また、構成要素[E]、[F]および[G]を原
料とする硬化物ならびに強化繊維からなる高靭性、高強
度の繊維強化プラスチックを提供する。
The present invention includes components [A], [B], and [C].
A prepreg comprising a resin composition consisting of and a reinforcing fiber is provided. Also provided is a fiber-reinforced plastic having high toughness and high strength, which comprises a cured product made of the constituent elements [E], [F] and [G] and a reinforcing fiber.

【0056】強化繊維は、一般に先進複合材料として用
いられる耐熱性および引張強度の良好な繊維である。た
とえば、その強化繊維には、炭素繊維、黒鉛繊維、アラ
ミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊
維、タングステンカーバイド繊維、ガラス繊維があげら
る。このうち比強度、比弾性率が良好で軽量化に大きな
寄与が認められる炭素繊維や黒鉛繊維が本発明にはより
好ましい。用途に応じてあらゆる種類の炭素繊維や黒鉛
繊維を用いることが可能であるが、引張強度450kgf/mm
2 、引張伸度 1.7 %以上の高強度高伸度炭素繊維が最も
適している。炭素繊維や黒鉛繊維は他の強化繊維を混合
して用いてもかまわない。また、強化繊維はその形状や
配列を限定されず、たとえば、単一方向、ランダム方
向、シート状、マット状、織物状、組み紐状であっても
使用可能である。また、特に、比強度、比弾性率が高い
ことを要求される用途には強化繊維が単一方向に引き揃
えられた配列が最も適しているが、取り扱いの容易なク
ロス(織物)状の配列も本発明には適している。
The reinforcing fiber is a fiber generally used as an advanced composite material and having good heat resistance and tensile strength. Examples of the reinforcing fiber include carbon fiber, graphite fiber, aramid fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, tungsten carbide fiber, and glass fiber. Among these, carbon fibers and graphite fibers, which have good specific strength and specific elastic modulus and are recognized to make a great contribution to weight reduction, are more preferable for the present invention. It is possible to use all kinds of carbon fibers and graphite fibers depending on the application, but the tensile strength is 450 kgf / mm.
2. High strength and high elongation carbon fiber with tensile elongation of 1.7% or more is most suitable. Carbon fibers and graphite fibers may be used by mixing with other reinforcing fibers. The shape and arrangement of the reinforcing fibers are not limited, and the reinforcing fibers may be used in a single direction, a random direction, a sheet shape, a mat shape, a woven shape, or a braided shape. In addition, the arrangement in which the reinforcing fibers are aligned in a single direction is most suitable for applications that require high specific strength and high specific elastic modulus, but a cloth (fabric) arrangement that is easy to handle. Are also suitable for the present invention.

【0057】上記樹脂をマトリックスとする本発明のプ
リプレグは、樹脂粘度が低いため良好なタック性および
ドレープ性を有するといった特徴を有する。また、プリ
プレグ製造時における樹脂のコーティングや強化繊維ス
トランドへの含浸も容易であるという製造プロセス上の
利点を有する。
The prepreg of the present invention, which uses the above resin as a matrix, has a characteristic that it has good tackiness and drapability because of its low resin viscosity. In addition, there is an advantage in the manufacturing process that it is easy to coat the resin and impregnate the reinforcing fiber strand during manufacturing of the prepreg.

【0058】構成要素[E]、[F]、[G]および強
化繊維からなる繊維強化プラスチックはマトリックス樹
脂の高靭性を反映し、優れた靭性、耐衝撃性を有する。
プリプレグを積層し硬化して得た積層板は高い層間剪断
強度、圧縮強度、耐熱性を維持したまま、卓越した引き
剥がしモードでの層間靭性を有し、さらには交差積層板
を引張った際の板端剥離強度(EDS)が著しく高いと
いった特徴を有する。
The fiber reinforced plastic consisting of the constituent elements [E], [F], [G] and the reinforcing fiber reflects the high toughness of the matrix resin and has excellent toughness and impact resistance.
Laminates obtained by laminating and curing prepregs have excellent interlaminar toughness in the peeling mode while maintaining high interlaminar shear strength, compressive strength, and heat resistance. It has a feature that the plate edge peel strength (EDS) is extremely high.

【0059】[0059]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.

【0060】[実施例1] A部:反応性ポリイミド−シロキサンオリゴマの合成 窒素導入口および温度計、撹拌器および脱水トラップを
装着した3000ml容のセパラブルフラスコに窒素置換のも
とで392g(0.91mol) のビス[4-(3-アミノフェノキシ)フ
ェニル] スルホン(BAPS−M)、39g(0.11mol)の9,
9'- ビス(4- アミノフェニル) フルオレン(FDA)、
147g(0.11mol) のNH2 当量650 のアミノ末端ジメチル
シロキサンBY-16-853 (東レ・ダウコーニング・シリコ
ーン(株)製)を2000mlのN-メチル-2- ピロリドン(N
MP)に撹拌溶解した。そこへ固体状のビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物を300g(1.02mol) を少しずつ加
え、室温で3時間撹拌した後、120 ℃に昇温し2時間撹
拌した。フラスコを室温に戻しトリエチルアミン50mlと
トルエン50mlを加えた後、再び昇温し160 ℃で共沸脱水
すると約30mlの水が得られた。この反応混合物を冷却し
た後、倍量のNMPで希釈し、ゆっくりと20l のアセト
ン中に注ぎアミン末端シロキサンポリイミドオリゴマを
固体生成物として沈殿させた。そして、その沈殿物を20
0 ℃で真空乾燥した。
Example 1 Part A: Synthesis of Reactive Polyimide-Siloxane Oligomer 392 g (0.91) under nitrogen substitution in a 3000 ml separable flask equipped with a nitrogen inlet, thermometer, stirrer and dehydration trap. mol) bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPS-M), 39 g (0.11 mol) 9,
9'-bis (4-aminophenyl) fluorene (FDA),
147 g (0.11 mol) of NH 2 equivalent 650 amino-terminated dimethylsiloxane BY-16-853 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) was added to 2000 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (N
It was dissolved in MP) with stirring. 300 g (1.02 mol) of solid biphenyltetracarboxylic dianhydride was added little by little thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours, then heated to 120 ° C. and stirred for 2 hours. The temperature of the flask was returned to room temperature, 50 ml of triethylamine and 50 ml of toluene were added, the temperature was raised again, and azeotropic dehydration was performed at 160 ° C. to obtain about 30 ml of water. After cooling the reaction mixture, it was diluted with double NMP and slowly poured into 20 l of acetone to precipitate the amine-terminated siloxane polyimide oligomer as a solid product. And the precipitate 20
It was vacuum dried at 0 ° C.

【0061】このオリゴマの数平均分子量(Mn)をジメチ
ルホルムアミド(DMF)溶媒を用いてゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(GPC)で測定すると、ポ
リエチレングリコール(PEG)換算で5500であった。
またガラス転移点は示差熱分析計(DSC)によると22
3 ℃であった。また、シロキサン骨格の導入およびアミ
ン末端であることはNMRスペクトルおよびIRスペク
トルから確認できた。
The number average molecular weight (Mn) of this oligomer was measured by gel permeation chromatography (GPC) using a dimethylformamide (DMF) solvent and found to be 5,500 in terms of polyethylene glycol (PEG).
The glass transition point is 22 according to the differential thermal analyzer (DSC).
It was 3 ° C. Further, the introduction of the siloxane skeleton and the presence of amine terminals could be confirmed from the NMR spectrum and IR spectrum.

【0062】B部:樹脂調製および樹脂物性測定 ビーカーに上記A部のポリイミドシロキサンブロック共
重合体オリゴマを25部およびフェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製、エピコート
154)40部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化
シェルエポキシ(株)製、エピコート825)30部、ビ
スフェノールF型エポキシ樹脂(大日本インキ工業
(株)製、エピクロン830)30部をはかりとった。そ
れを120 ℃で2時間加熱することによりオリゴマをエポ
キシ樹脂に溶解した。次いで、60℃においてシリコンゴ
ム微粒子(東レダウコーニングシリコーン(株)製、E
−601)を12部添加し、30分間撹拌混合した。さら
に4,4’ジアミノジフェニルスルホン(住友化学工業
(株)製、スミキュアS)を34部加え、140 ℃で10分間
混合し溶解させた。
Part B: Preparation of Resin and Measurement of Resin Physical Properties In a beaker, 25 parts of the above-mentioned polyimide siloxane block copolymer oligomer of Part A and 40 parts of phenol novolac type epoxy resin (Epicote 154, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), 30 parts of a bisphenol A type epoxy resin (Yukaka Shell Epoxy Co., Ltd., Epicoat 825) and 30 parts of a bisphenol F type epoxy resin (Dainippon Ink & Co., Inc., Epicron 830) were weighed. The oligomer was dissolved in the epoxy resin by heating it at 120 ° C. for 2 hours. Then, at 60 ° C., silicon rubber fine particles (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., E
-601) was added to 12 parts, and the mixture was stirred and mixed for 30 minutes. Further, 34 parts of 4,4'-diaminodiphenyl sulfone (Sumicure S, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was added and mixed at 140 ° C. for 10 minutes to dissolve.

【0063】その容器に真空ポンプを接続し真空脱泡し
た後、内容物をあらかじめ120 ℃に予熱しておいた離型
処理を施したモールド(空所の寸法は120 ×120 ×3mm
)に注ぎ込んだ。オーブン中で130 ℃2時間+180 ℃
2時間硬化反応させて3mm 厚の樹脂硬化板を調製した。
A vacuum pump was connected to the container to perform degassing under vacuum, and then the mold was subjected to a mold release treatment in which the contents were preheated to 120 ° C. (dimensions of voids were 120 × 120 × 3 mm).
). 130 ° C for 2 hours in the oven + 180 ° C
The resin was cured for 2 hours to prepare a 3 mm thick resin cured plate.

【0064】得られた硬化樹脂のTgは201℃であっ
た。ここから前記のサンプルを切り出し、破壊歪エネル
ギー解放率GICを測定したところ1090 J/m2 であ
り、曲げ弾性率Eは340 kg/mm2 であった。ここで曲
げ弾性率はASTMD790に従って測定した。また、
ICはASTME399−83によって得られた応力拡
大係数KICとポアッソン比γ、曲げ弾性率EからGIC
IC 2 (1−γ2 )/Eに従って計算した。
The Tg of the obtained cured resin was 201 ° C. When the sample was cut out from this and the fracture strain energy release rate G IC was measured, it was 1090 J / m 2 , and the flexural modulus E was 340 kg / mm 2 . Here, the flexural modulus was measured according to ASTM D790. Also,
G IC = G IC = from stress intensity factor K IC obtained by ASTM E399-83, Poisson's ratio γ, flexural modulus E
Calculated according to K IC 2 (1-γ 2 ) / E.

【0065】硬化樹脂の研磨面をオスミウム酸染色し走
査型電子顕微鏡で反射電子像を観察すると、2つの相が
ともに連続相を形成するミクロ相分離構造がみられ、さ
らに一方の相に視野中の全シリコンゴム粒子中の78%
が局在化していた。同じ視野をX線マイクロアナライザ
ーによって元素分析したところ、シリコンゴム粒子が局
在化している側の連続相にケイ素元素が濃く分布してお
り、ポリイミドシロキサンブロック共重合体オリゴマが
主成分である相と確認できた。
When the polished surface of the cured resin was stained with osmic acid and the backscattered electron image was observed with a scanning electron microscope, a microphase-separated structure in which two phases together form a continuous phase was observed, and one phase was in the visual field. 78% of all silicone rubber particles
Was localized. Elemental analysis of the same field of view with an X-ray microanalyzer showed that silicon element was densely distributed in the continuous phase on the side where the silicon rubber particles were localized, and it was found that the polyimide siloxane block copolymer oligomer was the main phase. It could be confirmed.

【0066】C部:プリプレグおよび複合材料の調製と
物性測定 以下の構成よりなる一方向プリプレグを製造した。まず
あらかじめ下記のBからなる樹脂をニーダー中で調製
し、離型紙上に薄く塗布し樹脂フィルムを作成した。こ
こで用いた樹脂の粘度をレオメトリック社製動的粘弾性
測定装置RDA−2にて測定したところ、80℃におい
て650poise であった。
Part C: Preparation of prepreg and composite material and measurement of physical properties A unidirectional prepreg having the following constitution was produced. First, the following resin B was prepared in a kneader in advance and thinly applied on release paper to form a resin film. The viscosity of the resin used here was measured with a dynamic viscoelasticity measuring apparatus RDA-2 manufactured by Rheometric Co. and found to be 650 poise at 80 ° C.

【0067】Aの一方向炭素繊維を樹脂フィルムで上下
から挟み、樹脂を含浸しプリプレグを作製したところ炭
素繊維目付け192g/m2 、樹脂の重量分率36%の
プリプレグとなった。このプリプレグはタック性、ドレ
ープ性ともに優れていた。
A unidirectional carbon fiber A was sandwiched between resin films from above and below and impregnated with a resin to produce a prepreg. The prepreg had a carbon fiber basis weight of 192 g / m 2 and a resin weight fraction of 36%. This prepreg was excellent in tackiness and drapeability.

【0068】 強化繊維:炭素繊維T800H−12K−40B(東レ(株)製) 熱硬化性樹脂組成物:以下の組成からなる樹脂 フェノールノボラック型エポキシ樹脂 (油化シェルエポキシ(株)製、エピコート154) ・・・・・40重 量部 ビスフェノールA型エポキシ樹脂 (油化シェルエポキシ(株)製、エピコート825) ・・・・・30重 量部 ビスフェノールF型エポキシ樹脂 (大日本インキ工業(株)製、エピクロン830) ・・・・・30重 量部 A部記載のポリイミドシロキサンブロック共重合体オリゴマ ・・・・・25重 量部 シリコンゴム微粒子 (東レダウコーニングシリコーン(株)製、E−601)・・・・12重 量部 4,4’−ジアミノジフェニルスルホン (住友化学工業(株)製、スミキュアS) ・・・・・34重 量部 このプリプレグを一方向に20層積層したものについて
コンポジットの層間靭性を測定したところ引き剥がしモ
ードの靭性GICが830J/m2 (ダブルカンチレバー
ビーム法)であった。
Reinforcing fiber: carbon fiber T800H-12K-40B (manufactured by Toray Industries, Inc.) Thermosetting resin composition: resin having the following composition: phenol novolac type epoxy resin (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Epicoat 154) ) 40 parts by weight Bisphenol A type epoxy resin (Epicote 825, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 30 parts by weight Bisphenol F type epoxy resin (Dainippon Ink and Machinery Co., Ltd.) Manufactured by Epicron 830) 30 parts by weight Polyimide siloxane block copolymer oligomer described in part A 25 parts by weight Silicone rubber fine particles (E-601, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) ) 12 parts by weight 4,4'-diaminodiphenyl sulfone (Sumicure S, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) - 34 by weight part toughness G IC of the prepreg to pull in one direction was measured interlayer toughness of the composite for a laminate of 20 layers peeled mode was 830J / m 2 (double cantilever beam method).

【0069】(±25/±25/90)S の構成で10
層に積層し、成形した硬化板を用いて引張り試験を行
い、最初に板端剥離が生じる強度すなわちEDSを求め
たところ65.5ksiであった。
(± 25 / ± 25/90) 10 with S configuration
A tensile test was performed using a cured plate that was laminated in layers and molded, and the strength at which plate edge peeling occurred, that is, EDS, was determined to be 65.5 ksi.

【0070】プリプレグを一方向に24層積層し成形し
た硬化板を用い、実施例1同様の試験片から圧縮層間剪
断強度(CILS)を求めたところ、11.4ksiで
あった。
Using a cured plate obtained by laminating 24 layers of prepregs in one direction and molding, the compressive interlaminar shear strength (CILS) was determined from the same test piece as in Example 1 and was found to be 11.4 ksi.

【0071】プリプレグを一方向に6層積層し成形した
硬化板を用い、2週間温水(72℃)中で吸水後の82
℃での圧縮強度をSACMA SRS1−88に従い求
めたところ、191ksiであった。
A cured plate obtained by laminating 6 layers of prepregs in one direction and molding was used. 82 after water absorption in warm water (72 ° C.) for 2 weeks
The compressive strength at ℃ was determined according to SACMA SRS1-88, it was 191 ksi.

【0072】[実施例2] A部:反応性ポリイミド−シロキサンオリゴマの合成 窒素導入口および温度計、撹拌器および脱水トラップを
装着した3000ml容のセパラブルフラスコに窒素置換のも
とで218g(0.75mol) の1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)
ベンゼン(APB)、33g(0.094mol) の9,9'- ビス(4-
アミノフェニル) フルオレン(FDA)、122g(0.094mo
l)のNH2 当量650 のアミノ末端ジメチルシロキサンBY
-16-853 (東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)
製)を2000mlのN-メチル-2- ピロリドン(NMP)に撹
拌溶解した。そこへ固体状のジフェニルスルホンテトラ
カルボン酸二無水物“リカシッドDSDA”(新日本理
化(株)製)を305g(0.85mol) を少しずつ加え、室温で
3時間撹拌した後、120 ℃に昇温し2時間撹拌した。フ
ラスコを室温に戻しトリエチルアミン50mlとトルエン50
mlを加えた後、再び昇温し160 ℃で共沸脱水すると約30
mlの水が得られた。この反応混合物を冷却した後、倍量
のNMPで希釈し、ゆっくりと20l のアセトン中に注ぎ
アミン末端ポリイミドシロキサンブロック共重合体オリ
ゴマを固体生成物として沈殿させた。
Example 2 Part A: Synthesis of Reactive Polyimide-Siloxane Oligomer 218 g (0.75) under nitrogen substitution in a 3000 ml separable flask equipped with a nitrogen inlet, thermometer, stirrer and dehydration trap. mol) of 1,3-bis (3-aminophenoxy)
Benzene (APB), 33 g (0.094 mol) of 9,9'-bis (4-
Aminophenyl) fluorene (FDA), 122g (0.094mo
l) NH 2 equivalent 650 amino-terminated dimethyl siloxane BY
-16-853 (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.)
Was prepared and dissolved in 2000 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) with stirring. 305 g (0.85 mol) of solid diphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride "Ricacid DSDA" (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) was added little by little, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours and then heated to 120 ° C. And stirred for 2 hours. Return the flask to room temperature, and add 50 ml of triethylamine and 50 ml of toluene.
After adding ml, heat up again and azeotropically dehydrate at 160 ° C
ml water was obtained. After cooling the reaction mixture, it was diluted with double volume of NMP and slowly poured into 20 l of acetone to precipitate the amine-terminated polyimidesiloxane block copolymer oligomer as a solid product.

【0073】そして、その沈殿物を200 ℃で真空乾燥し
た。このオリゴマの数平均分子量(Mn)をジメチルホルム
アミド(DMF)溶媒を用いてゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー(GPC)で測定すると、ポリスチレ
ン換算で5100であった。またガラス転移点は示差熱分析
計(DSC)によると189 ℃であった。また、シロキサ
ン骨格の導入およびアミン末端であることはNMRスペ
クトルおよびIRスペクトルから確認できた。
Then, the precipitate was vacuum dried at 200 ° C. The number average molecular weight (Mn) of this oligomer was 5100 in terms of polystyrene when measured by gel permeation chromatography (GPC) using a dimethylformamide (DMF) solvent. The glass transition point was 189 ° C. according to a differential thermal analyzer (DSC). Further, the introduction of the siloxane skeleton and the presence of amine terminals could be confirmed from the NMR spectrum and IR spectrum.

【0074】B部:樹脂調製および樹脂物性測定 ビーカーに上記A部のポリイミドシロキサンブロック共
重合体オリゴマを25部およびフェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂“エピコート154”(油化シェルエポキシ
(株)製)40部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂“エ
ピコート825”(油化シェルエポキシ(株)製)30
部、ビスフェノールF型エポキシ樹脂“エピクロン83
0”(大日本インキ工業(株)製)30部をはかりとっ
た。それを120 ℃で2時間加熱することによりオリゴマ
をエポキシ樹脂に溶解した。次いで、60℃においてシリ
コンレジン微粒子R−930(東レ・ダウコーニング・
シリコーン(株)製)を12部添加し、30分間撹拌混合
した。さらに4,4’ジアミノジフェニルスルホン“ス
ミキュアS”(住友化学工業(株)製)を34部加え、14
0 ℃で10分間混合し溶解させた。
Part B: Preparation of Resin and Measurement of Resin Physical Properties In a beaker, 25 parts of the polyimidesiloxane block copolymer oligomer of Part A above and 40 parts of phenol novolac type epoxy resin "Epicoat 154" (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) , Bisphenol A type epoxy resin "Epicoat 825" (made by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 30
Part, bisphenol F type epoxy resin "Epiclon 83
30 parts of 0 "(manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.) were weighed. The oligomer was dissolved in the epoxy resin by heating it at 120 ° C. for 2 hours. Then, at 60 ° C., silicone resin fine particles R-930 ( Toray Dow Corning
12 parts of Silicone Co., Ltd. was added and mixed for 30 minutes with stirring. Furthermore, 34 parts of 4,4 'diaminodiphenyl sulfone "Sumikyu S" (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was added to give 14
The mixture was mixed and dissolved at 0 ° C for 10 minutes.

【0075】その容器に真空ポンプを接続し真空脱泡し
た後、内容物をあらかじめ120 ℃に予熱しておいた離型
処理を施したモールド(空所の寸法は120 ×120 ×3mm
)に注ぎ込んだ。オーブン中で130 ℃,2時間+180
℃,2時間硬化反応させて3mm厚の樹脂硬化板を調製し
た。
A vacuum pump was connected to the container to perform vacuum degassing, and then the mold was subjected to a mold release treatment in which the contents were preheated to 120 ° C. (the size of the void was 120 × 120 × 3 mm).
). 130 ° C in the oven, 2 hours +180
A resin cured plate having a thickness of 3 mm was prepared by curing reaction at ℃ for 2 hours.

【0076】得られた硬化樹脂のTgは202℃であっ
た。ここから前記のサンプルを切り出し、破壊歪エネル
ギー解放率GICを測定したところ970 J/m2 であり、
曲げ弾性率Eは350 kg/mm2 であった。ここで曲げ弾
性率はASTMD790に従って測定した。また、GIC
はASTME399−83によって得られた応力拡大係
数KICとポアッソン比γ、曲げ弾性率EからGIC=KIC
2 (1−γ2 )/Eに従って計算した。
The Tg of the obtained cured resin was 202.degree. The above sample was cut out from this, and the fracture strain energy release rate G IC was measured to be 970 J / m 2 ,
The flexural modulus E was 350 kg / mm 2 . Here, the flexural modulus was measured according to ASTM D790. Also, G IC
Is the stress intensity factor K IC obtained by ASTM E399-83, Poisson's ratio γ, and bending elastic modulus E from G IC = K IC
Calculated according to 2 (1-γ 2 ) / E.

【0077】硬化樹脂の研磨面をオスミウム酸染色し走
査型電子顕微鏡で反射電子像を観察すると、2つの相が
ともに連続相を形成するミクロ相分離構造がみられ、さ
らに一方の相に視野中の全シリコンゴム粒子中の80%
が局在化していた。同じ視野をX線マイクロアナライザ
ーによって元素分析したところ、シリコンゴム粒子が局
在化している側の連続相にケイ素元素が濃く分布してお
り、ポリイミドシロキサンブロック共重合体オリゴマが
主成分である相と確認できた。
When the polished surface of the cured resin was stained with osmic acid and the backscattered electron image was observed with a scanning electron microscope, a microphase-separated structure in which the two phases together form a continuous phase was observed, and one phase was in the visual field. 80% of all silicone rubber particles
Was localized. Elemental analysis of the same field of view with an X-ray microanalyzer showed that silicon element was densely distributed in the continuous phase on the side where the silicon rubber particles were localized, and it was found that the polyimide siloxane block copolymer oligomer was the main phase. It could be confirmed.

【0078】[比較例1]シリコーン微粒子を除いた他
は実施例1と同じものをマトリックス樹脂として用い、
実施例1と同様の手順を繰り返した。
[Comparative Example 1] The same resin as in Example 1 was used as the matrix resin except that the silicone fine particles were omitted.
The same procedure as in Example 1 was repeated.

【0079】得られた硬化樹脂の破壊歪エネルギー解放
率GICを測定したところ370J/m2 であり、実施例
より大幅に劣っていた。曲げ弾性率Eは340 kg/mm2
であった。
The breaking strain energy release rate G IC of the obtained cured resin was measured and found to be 370 J / m 2 , which was significantly inferior to the examples. Flexural modulus E is 340 kg / mm 2
Met.

【0080】プリプレグを一方向に20層積層したもの
の引き剥がしモードの靭性GICが410J/m2 (ダブ
ルカンチレバービーム法)であり、実施例より劣ってい
た。
The toughness G IC in the peeling mode of the prepreg in which 20 layers were laminated in one direction was 410 J / m 2 (double cantilever beam method), which was inferior to the examples.

【0081】(±25/±25/90)S の構成で10
層に積層し、成形した硬化板を用いて引張り試験を行
い、EDSを求めたところ46.8ksiであり、実施
例より劣っていた。[比較例2]ポリイミドシロキサン
ブロック共重合体オリゴマの添加量を50重量部に増や
し、シリコンゴム粒子を除いた他は実施例1と同じもの
をマトリックス樹脂として用い、実施例1と同様の手順
を繰り返した。樹脂粘度が実施例1に比較して高くな
り、80℃において9600poise であった。
(± 25 / ± 25/90) 10 with S configuration
A tensile test was performed using a cured plate laminated in layers and molded, and the EDS was determined to be 46.8 ksi, which was inferior to the examples. [Comparative Example 2] The same procedure as in Example 1 was carried out using the same matrix resin as in Example 1 except that the amount of polyimide siloxane block copolymer oligomer added was increased to 50 parts by weight and the silicone rubber particles were removed. I repeated. The resin viscosity was higher than in Example 1 and was 9600 poise at 80 ° C.

【0082】得られた硬化樹脂の破壊歪エネルギー解放
率GICを測定したところ710J/m2 であった。曲げ
弾性率Eは330 kg/mm2 であった。
The breaking strain energy release rate G IC of the obtained cured resin was measured and found to be 710 J / m 2 . The flexural modulus E was 330 kg / mm 2 .

【0083】作成したプリプレグには、用いた樹脂の高
粘度を反映し、タックが乏しく、ドレープ性も実施例1
と比較して大幅に劣っていた。
The prepared prepreg reflects the high viscosity of the resin used, has a low tack, and has a drapability as in Example 1.
Was significantly inferior to.

【0084】プリプレグを一方向に20層積層したもの
の引き剥がしモードの靭性GICが570J/m2 (ダブ
ルカンチレバービーム法)であり、実施例より劣ってい
た。
The toughness G IC in the peeling mode of a prepreg having 20 layers laminated in one direction was 570 J / m 2 (double cantilever beam method), which was inferior to the examples.

【0085】(±25/±25/90)S の構成で10
層に積層し、成形した硬化板を用いて引張り試験を行
い、EDSを求めたところ53.8ksiであり、実施
例より劣っていた。[比較例3]ポリイミドシロキサン
ブロック共重合体オリゴマを除いた他は実施例1と同じ
ものをマトリックス樹脂として用い、実施例1と同様の
手順を繰り返した。
(± 25 / ± 25/90) 10 in S configuration
A tensile test was performed using a cured plate laminated in layers and molded, and the EDS was determined to be 53.8 ksi, which was inferior to the examples. Comparative Example 3 The same procedure as in Example 1 was repeated using the same matrix resin as in Example 1 except that the polyimide siloxane block copolymer oligomer was omitted.

【0086】得られた硬化樹脂の破壊歪エネルギー解放
率GICを測定したところ150J/m2 であり、実施例
より大幅に劣っていた。曲げ弾性率Eは350 kg/mm2
であった。
The fracture strain energy release rate G IC of the obtained cured resin was measured and found to be 150 J / m 2 , which was significantly inferior to the examples. Flexural modulus E is 350 kg / mm 2
Met.

【0087】プリプレグを一方向に20層積層したもの
の引き剥がしモードの靭性GICが190J/m2 (ダブ
ルカンチレバービーム法)であり、実施例より大幅に劣
っていた。
The toughness G IC in the peeling mode of the 20 layers of prepreg laminated in one direction was 190 J / m 2 (double cantilever beam method), which was significantly inferior to the examples.

【0088】(±25/±25/90)S の構成で10
層に積層し、成形した硬化板を用いて引張り試験を行
い、EDSを求めたところ27.9ksiであり、実施
例より大幅に劣っていた。
(± 25 / ± 25/90) 10 in S configuration
A tensile test was performed using a cured plate laminated in layers and molded, and EDS was found to be 27.9 ksi, which was significantly inferior to the examples.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明の樹脂組成物はタック性、ドレー
プ性に優れたプリプレグを提供でき、これを硬化すれば
高靭性、高弾性率、高耐熱性をかね供えた繊維強化プラ
スチックを提供できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The resin composition of the present invention can provide a prepreg excellent in tackiness and drape, and can be cured to provide a fiber-reinforced plastic having high toughness, high elastic modulus and high heat resistance. .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 79/08 LRC ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C08L 79/08 LRC

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】次の構成要素[A]、[B]、[C]から
なることを特徴とする樹脂組成物。 [A]:エポキシ樹脂、シアネート樹脂およびビスマレ
イミド樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも1種の熱
硬化性樹脂 [B]:芳香族オリゴマとシロキサンオリゴマからなる
ブロック共重合体 [C]:シリコーン微粒子
1. A resin composition comprising the following constituent elements [A], [B], and [C]. [A]: at least one thermosetting resin selected from the group consisting of epoxy resin, cyanate resin and bismaleimide resin [B]: block copolymer consisting of aromatic oligomer and siloxane oligomer [C]: silicone fine particles
【請求項2】構成要素[A]が芳香族アミン硬化剤を含
有するエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1記
載の樹脂組成物。
2. The resin composition according to claim 1, wherein the constituent element [A] is an epoxy resin containing an aromatic amine curing agent.
【請求項3】構成要素[A]がジアリル化合物を含有す
るマレイミド樹脂であることを特徴とする請求項1記載
の樹脂組成物。
3. The resin composition according to claim 1, wherein the constituent element [A] is a maleimide resin containing a diallyl compound.
【請求項4】構成要素[B]が構成要素[A]と反応性
を有することを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
4. The resin composition according to claim 1, wherein the constituent element [B] is reactive with the constituent element [A].
【請求項5】構成要素[B]の分子量が2000〜10
000の範囲であることを特徴とする請求項1記載の樹
脂組成物。
5. The molecular weight of component [B] is 2000-10.
It is the range of 000, The resin composition of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成
物と強化繊維からなるプリプレグ。
6. A prepreg comprising the resin composition according to claim 1 and a reinforcing fiber.
【請求項7】次の構成要素[E]を主成分とする相、
[F]を主成分とする相、[G]からなる相がそれぞれ
分離しており、かつ構成要素[G]からなる相が[F]
を主成分とする相の中に含有されることを特徴とする樹
脂硬化物。 [E]:エポキシ樹脂、シアネート樹脂およびビスマレ
イミド樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種の
熱硬化性樹脂 [F]:ケイ素を含有する熱可塑性樹脂 [G]:シリコーン微粒子
7. A phase containing the following constituent [E] as a main component,
The phase composed mainly of [F] and the phase composed of [G] are separated, and the phase composed of the constituent element [G] is [F].
A resin cured product, which is contained in a phase containing as a main component. [E]: At least one thermosetting resin selected from the group consisting of epoxy resin, cyanate resin and bismaleimide resin [F]: Thermoplastic resin containing silicon [G]: Silicon fine particles
【請求項8】構成要素[G]の全量のうちの70%以上
が[F]を主成分とする相中に含まれて存在しているこ
とを特徴とする請求項7記載の樹脂硬化物。
8. The cured resin product according to claim 7, wherein 70% or more of the total amount of the constituent element [G] is present in the phase containing [F] as a main component. .
【請求項9】構成要素[E]を主成分とする相と構成要
素[F]を主成分とする相がそれぞれ連続構造をなすこ
とを特徴とする請求項7または8記載の樹脂硬化物。
9. The cured resin product according to claim 7, wherein the phase containing the constituent [E] as a main component and the phase containing the constituent [F] as a main component each have a continuous structure.
【請求項10】請求項7〜9のいずれかに記載の樹脂硬
化物と強化繊維からなる繊維強化プラスチック。
10. A fiber-reinforced plastic comprising the resin cured product according to claim 7 and a reinforcing fiber.
JP30031193A 1993-11-30 1993-11-30 Resin composition, cured resin, prepreg and fiber-reinforced plastics Pending JPH07150042A (en)

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