JPS59219324A - 繊維強化プラスチツク中間素材 - Google Patents

繊維強化プラスチツク中間素材

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JPS59219324A
JPS59219324A JP58095317A JP9531783A JPS59219324A JP S59219324 A JPS59219324 A JP S59219324A JP 58095317 A JP58095317 A JP 58095317A JP 9531783 A JP9531783 A JP 9531783A JP S59219324 A JPS59219324 A JP S59219324A
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curing
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acid
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Hideki Moriishi
森石 英樹
Masahiro Saruta
猿田 雅弘
Takashi Tada
多田 尚
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は貯蔵安定性、硬化性と接着性に優れかつ硬化発
熱?抑えた樹脂組成物と強化線維からなる繊維強化プラ
スチック中間素相に関するものである。
繊維強化プラスチック(以下FRPと略す〕は、構造材
料として使用できる強度を有し、かつ軽はで成形法の種
類も多いことから宇宙開発用のロケットから雑貨に至る
まで非常に幅広い応用が試みられでいる。
ところで従来よりフートモールディングコンバウンド(
SMC) やバルクモールディングコンパウンド(BM
C)、プリプレグ等の繊維強化プラスチツク製品の製造
に用いる樹脂類は大きな重合硬化を伴なうことなく、ベ
タツキを低下すると共[i維の集束性を保持せしめる為
に、速い増粘性が要求されている。
この目的を達成する為に、一般的には不飽和ポリエステ
ル樹脂組成物では、その構造中にカルボン酸を訝有せし
め酸化マグネシウム等による増粘法(米国特許第262
8コθ9号)等が提案さnて来た。
しかし乍ら上記方法は一般に固体−液体間の反応である
為、反応の定量性、制御性に欠けており・9間・温度に
より著しく増粘挙動、特に増粘レベル・増粘速度が変動
する欠点を有していた。その他末端カルボン酸含有化合
物のみに限定される問題点があった。更に、不飽和ポリ
エステル樹脂を基本とする&I脂組成物は一般に接着性
を欠く為〜FRPにおいて強化繊維の機械的性能を充分
生かしているとは言えなかった。
本発明者らは、上記に銖みて接着性に優れ定量性と制御
性に優れた増粘性を有すると共に硬化発熱を抑え、カル
ボン酸を含有しない水酸基含有−膜化合物に適用可能な
マトリックス樹脂組成?Iを有するFRP中聞累材につ
いて鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち本発明の要旨とするところは、 水酸基含有不飽和ポリエステルcA)もしくはポリエポ
キシドとエチレン性不飽和カルボン酸との反応物中)(
I) CI)と共東合可能なエチレン性もしくはアリル性不飽
和単量体0 (1)、四を重合可能な触媒(■ン 少なくとも一個のオキシラン環を會む化合物aV)(1
v)を硬化可能な硬化剤(酸無水物、酸、アミン化合物
を除< ) (V) (IV)、 (V)の触媒 (vI) ポリイソシアナート化合物(■) 及びインシアナートと水酸基との反応促進剤(Iとから
成る樹脂組成物を強化繊維に含浸せしめて得られるFR
P中間中間延材る。
本発明に用いる不飽和ポリエステル込)としては、公知
の原料を用いて公知の方法で製造したものを用いること
が出来る。即ち、フマール酸やマレイン酸などの不飽和
コ価カルボン酸及びその酸無水物、フタール酸、イソフ
タル酸、アジピン酸、無水フタール醒、無水コハク酸、
テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水7タル酸
などの飽和二塩基酸及びその酸無水物とジエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ブタンジオール、氷菓化ビスフェノールA、、2.
!−ジー(ターヒドロキシプロポキシフェニル)プロパ
ン等のグリコール成分との脱水縮合反応によって得らn
る水酸基含有不飽和ポリエステル等が挙げら第1る〇ポ
リエポキシドとエチレン性不飽和カルボン酸との反応v
Jtu) K用いるポリエポキシドとしては特に限定さ
れるものではないが、例えは、ジフェニロールプロパン
1.ジフェニロールエタン、ジフェニロールメタンの類
キジフェニロールアルカン類のポリグリシジルエーテル
類、/ボラック又はレゾールの如き多価フェノール類の
ポリグリシジルエーテル、p−アミ/フェノール、m−
アミ/7エ/−ル、+、l−ジアミノジフェニルメタン
等多価アミン類のポリグリシジルエーテル類、シフ四ヘ
キサン、シクロペンタジェン、ジシクロペンタジェンな
どの脂環式化合物のエポキシ化にまり生成′さnるエポ
キシ樹脂、J、4I−エポキシ−6−メチル−シクロヘ
キサンカルボン酸類のメチルエステル、エチレングリコ
ール、グリセリンの如き脂肪族ポリエポキシ化合物のポ
リ(エポキシアルキル)エーテル類、芳香族もしくは脂
肪族カルボン酸のグリシジルエステル@などが挙げられ
る。又、これらポリエポキシドとアミン化合物酸無水物
との予備反応物を用いてもよい。又、エチレン性不飽和
カルボン酸としては、メタクリル酸、アクリル酸、り四
トン酸等が挙げられる。ここでポリエポキシドとエチレ
ン性不飽和カルボン酸ノ反応でのエポキシ基とカルボン
酸とのモル比はl: 0.1− /、 /で用いること
が好ましい。この反応は公知の方法(例えば特公Wd 
a lI−、? / lIクコ号公報に記載された反応
)で実施可能である。
尚化合@φ)と申)とを併用することも何ら差支えない
エチレン性もしくはアリル性不飽和単量体四としては、
スチレン、ビニルトルエン、り四ルスチレン等のスチレ
ン誘導体、メチルメタクリレート、メチルアクリレート
、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート
等のメタクリレート、アクリレート類、ジアリルフタン
ート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌ
レート等のアリルエステル類が挙げられる。
(I) 、 (IIJの1金触媒CIJI)としては過
酸化ベンゾイル、t−ブチルパーベンゾエート等の中高
温活性パーオキサイド、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノンペルオキシド等の常中温活性パーオキサイド等
が挙げられる。
少なくとも7個のオキシラン環を含む化合物(IY)と
してG;fJa[上で挙げたポリエポキシドの他、スチ
レンオキシド、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリ
シジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等のモノ
エポキシ化合物が挙げられる。
(IV)を硬化可能な硬化剤(酸無水物、酸、アミン化
合物を除く)■とじてはジシアンジアミド、2.ルーキ
シレニル−ビグ、アニド、0−)IJルビグアニド、ジ
フェニルグアニジン、ジー0−トリルグアニジン等のグ
アニジン類、アジピルジヒドラジド、アゼライルジヒド
ラジド等のジヒドラジド類が挙げられる。
(IV) (V)の反応触媒(vl)としては、下記一
般式で示される化合物 (X及びY=C[1BrlCH,、OCH,、QC,H
,。
&、及びR,=アルキル繭、アリル基、アルコキシ基、
アルケニル基、又&まアラルキル基\あるいはltlと
R7を同時に含む脂環式化合物を表わ丁 〕 例えば N−(、?−クロローダーメトキレフェニル)−N’ 
、 N’−ジメチルウリア N−(ダーク四回フェニル)−N’、N’−ジ〆チルウ
リア N−(,7−10ローダ−エチルフェニル)−N/ 、
 S/−ジ〆チルウリア N−(ダ一り算ロフェニル)−N’、N’−ジブロビル
ウリア N−(3−クロローダ−メチルフェニル)−N’ 、 
N’−ジメチルウリア N−C5,ダージクロロフェニル)−N’、N’−ジメ
チルウリア N−(4−メチル−3−二ト四フェニル〕−N’ 、 
N’−ジ〆チルウリア N−(J−10ローダ−メチルフェニル)−N/ 、 
N/−ジメチルウリア N−(J−クロローダ−エチルフェニル)−N/ 、 
N/−ジメチルウリア N−(ダーエトキシフェニル) −N’、N’−ジメチ
ルウリア N−(、?−クロロークーメトキシフェニル〕−N’ 
、 N’−ジ〆チルウリア N−(lI−メチル−3−二トロフェニル)−N’ 、
 N’−ジメチルウリア N−(lI−り四ロフェニル力ルバモイル)ピペリジン N−(lI−り四ロフェニル力ルバモイル)モルホリン N−(、+−クロ四フェニルカルバモイル〕ピロリジン あるいは三塩化ホウ素アミン錯体、三塩化ホウ素アミン
錯体、例えばアミン化合物としてモノエチルアミン、ベ
ンジルアミン等が挙げられルカ、k 離アミン、酸無水
物、カルボン酸ヲ含まない触媒であれは特に限定される
ものではなしゝ0 ポリイソシアナート(■〕としては、lI、p−ジフェ
ニルメタンジイソシアナート、コ、+−)ルエンジイソ
シアナート、!、A−)ルエンジイソシアテート、ヘギ
サメチレンジイソクアI−ト、メタキシリレンジイソシ
アナートなどの芳香族及び歴肋族のポリイソシアナート
及びその粗精製品が挙げられる□ w rノb促進剤(Vll)としては一般のイソシアナ
ートとアルコール性OH基との反応を促進するものであ
れば特に限定されるものではないか1第Emアミンの共
存は適当ではなく、ジブデル錫ジラウレー・ト、オクト
エート錫等の有機錫化合物、ナフテン酸鉛・す7テン師
コバルト等のナフテン眼金搗塩類が挙げられる。
本発明に於ける(I)、σI)、(ll[)の配合比は
一般のラジカル東合糸を満足するものであれば充分であ
るが、一般に(I)/σ■)/(口■)の比はθ〜/θ
0/ / 00〜0/ Q /−′−,!Fが適当であ
る。触媒(III)が07未満では充分な硬化速度が得
られない為適当でなく・、タ′li:越えると硬化が激
しすぎて適当ではない。
([V)、 (V)、 (Vl)の配合比は一般のエポ
キシ松脂の硬化に必要な条件を満すものであれば特に限
定さ第1るものではないが、(IV)/(V)/(Vl
)の比は100/θ〜50/′θ〜・′/θ の範囲が
適当である0 (I) / q / (III) 配合’l’lJ ト
(IV)/ (V)/ (Vi)  配合911との配
合比は97〜373〜97が】1冷当である◎(lV)
/ CV)/ (Vl)  配合物の鼠示3未1−では
接層性が充分でなく適当でない。97を越えると実質的
速硬化性が乏しくなる為適当でない0より好ましくは9
7〜ダθ/3〜乙0比である0(■)の添1111重は
(I)〜(Vl) i配合物に対し01K /NCO官
能基比がll(1/〜lの範囲で任、憾に速択でき、ご
の添加量に依り樹)」11組成物の硬さ、扱い性等をコ
ントロールすることが目■能である。
(νI)の添加量は(I)〜(■)の配合物100に対
し0〜S部が過当である。添加量はOH基、NGO基間
基間反応音度ントロールするのみであり、物性的には少
ない鼠が望ましい□(I)〜(■)の混合方法は特に限
定するものではないが、−般に(I)、Φ)、(iJI
)、(〜’II) 、 (Vll[)の配合物を用意し
た後、(fV) 、 (V) 、 (Vl)  を添加
する方法がタック、流れ性向上の為妥当である。
得らtした樹脂組成物を強化繊維に含浸せしめた後・一
般に室温からみOClより好ましくは室温からりθCで
放置し増粘するのが適当である。
本発明に用いられる強化繊維にはガラス繊維、アルミナ
繊維、シリコンカーバイド繊維、ボロン繊維、カーボン
繊維等の無機繊維やポリエステル線維、ポリアラミド繊
維等の有@繊維があるが、必要に応じてそ11らを併用
しても溝わlJい□強化繊維の形態としては、長繊維、
短繊維いず7″Lでもよく、一方向に配列されたテープ
やシート状物〜マット状物、布状物、紙状物、ひも状#
などいかなる形態のものでもよい。また楡脂組成?IV
Cは必要に応じてガラス、シリカ、アルミナ、石英、マ
イカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム1クレーなどの粉
末状の充填剤を総量のS〜70本量%添加すること、あ
るいは各種増色剤、ステアリン酸亜鉛、リン酸エステル
等の離型剤を必要に応じて添加することも可能である。
更にその他の添加剤としてスチレン、エチレン、メタク
リル藪エステル等のホモ又は共重合体を総量の0〜30
車黛%添1+u fることも可能である。
本発明の樹脂組成によるFttP中間素材の製造方法に
は特に制限はなく 、+’W媒を用いたう゛ツカ一方式
又は溶媒分用いないホットメルト方式で強化繊維に含浸
してもよい。なお、強化繊維に含浸する際に浴妹を用い
る場合には、その溶媒は反応に対して不Rj性の溶媒で
ある、例えばアセトン、メチルエチルケトン、塩化メチ
レン、クロロホルムトリクロロエチレン、ジオキサン、
テトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン等が好ましく
用いられる0 以下実施例により本発明の詳細な説明する口面実施例中
のt″11Sは本kit都を表わす。
実施例/ 無水マレイン酸50部、ジエチレンクリコール108部
の組成で/弘θ〜・コ30Cで3S時フェニルイソシア
ナート(粘度−2−1−C,/−3−θops 、 N
 CO含有率37%)を70部、ジブチル錫ジラウレー
トを03部添加してよく攪拌し組成物(e)を得た。一
方、ジグリシジルフタレート型エポキシ樹脂(エポキシ
当鼠lり+ ) 100部とジシアンジアミドjl15
、/ −(、?、弘−ジクロロフェニル)−、?、、?
−ジメチル尿素3部とをホモミキサーで30分混練りし
て組成物(f) Th得た。(e)を室温で20時間放
濾した後に組成物(f)を(f) / (θン比が表3
となるように混合して組成物C)を得た0この組成物(
C) / 00都に対し、ステアリン酸亜鉛3部を加え
実施例/と同様にチョツプドストランドガラス繊維のS
 M cg+を°伶成しその成形物の曲げ@度、弾性革
、層間剪断強度を測定した。結果を表3に示す。
表     3 手続補正書(自発) 昭和59年6月73日 特許庁長官 若杉 和 夫 殿 特1m昭58−95!117号 2、発明の名称 繊維強化プラスチツク中間素材 3、補正をする者 事件との関係  出願人 東京都中央区京橋二丁目3番19号 (603)三菱レイヨン株式会社 取締役社長 河 崎 晃 夫 4、代 理 人 東京都中央区京橋二丁目3番19号 自発 別紙の通り t  16頁3〜5行 「135℃〜硬化させた」→「表1のような底部条件で
硬化させた」 2、16頁表1を次の通り補正する。
[ ※ 底置温度155℃、成型圧30kg/c1n!で成
盤後更に160℃×2時間後硬化する。
」 5、 1部頁表2を次の通り補正する。
成塁後更に150cX2時間後硬化する。
5、20頁に次項を追加する。
[実施例4 実施例1においC(+)) / (a)比が表1となる
ように混合し℃得た組成物に)100部に対し、ゼレツ
クUN(非中和性燐酸塩アルコール、デュポン社登録商
標)tS部を加え゛、通常のSMGマシーンを用い℃樹
脂組成物を流延し、次いで炭素繊維パイロフィルHAs
(三菱レイヨン■製、登録商標)10000fi11に
用いて25−長を裁断しなが12流延した樹脂組成物上
に落下せしめ、更に同様に流延した樹脂組成物を上から
かぶせて樹脂を繊維に含浸せしめた後、40℃で48時
間密閉下に放置することKより粘着性の低い繊維含有率
50 vt%のSMCが得られたごこのSMCを表4に
示すような成型条件で硬化させた。成形物の曲げ強度・
弾性率をA8TMD790−71、層間剪断強度を A
STMD2344−76に準拠して測定した結果を表4
に示す。
実施例5 実施例2におい′c(d) / (c)比が表2となる
ように混合して得た組成物(B)100部に対し、ゼレ
ソクU N 1.5部を加え、実施例4と同様に炭素繊
維含有BMCを作成した。このSMC1に表5に示すよ
5な成型条件で硬化させた成型物の曲げ強度・弾性率及
び層間剪断強度を測定した。
結果を表5に示す。
実施例6 実施例5において(f) / (e)比が表6となるよ
5に混合して得た組成物(C) 100部に対1〜てゼ
1/ンクUN2部を加え実施例4と同様に炭素繊維含有
S M C’Z’作成し、その成形物の曲げ強度・弾性
率、層間剪断強度′la:測定□した。
結果を表6に示す。
実施例7 実施例1においi (b) / (a)比が表1となる
ように混合して得た組成物に)100部に対しゼレンク
UNB部を加えポリエチレンフィルム上に樹脂組成物を
流延した後、炭素繊維パイロフィルEAS10000 
filを引き揃え合一せしめ℃樹脂を繊維に含浸せしめ
た。このシートを40℃で48時間密閉下に放置するこ
とにより粘着性の低い、繊維含有率60 vt%の一方
向引き揃えシートを得た。このシートを表7に示すよう
な成型条件で硬化させた成形物のD°力方向曲げ強度・
弾性率をASTM  D−790−71、層間剪断強度
をASTM  D2344−76に準拠して測定した。
結果を表7に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 水酸基含有不飽和ポリエステルφ)もしくはエポキシド
    とエチレン性不飽和カルボン酸との反応物中)(■) (I)と共重合可能tjエチレン性もしくはアリル性不
    飽和単iit体囲 (I)、四を恵合用能な触媒(ill)少くとも一個の
    オキシラン環を含む化合物(IV)(IV)を硬化可能
    1(硬化剤(酸無水物、酸及びアミン化合物を除)(■
    ) (iV) 、 (V)の触媒 (VI)ポリイソシアナ
    ート化合物(■) 及びインレアナートと水酸基との反応促進剤(lとから
    なる樹脂組成物を強化繊維に含浸ぜしめること′?i′
    :特徴とする繊維強化プラスチツク中間素材
JP58095317A 1983-05-30 1983-05-30 繊維強化プラスチツク中間素材 Granted JPS59219324A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6443539A (en) * 1987-08-10 1989-02-15 Takeda Chemical Industries Ltd Unsaturated polyester prepreg
JPH01153762A (ja) * 1987-11-10 1989-06-15 Ppg Ind Inc ハイソリッド塗装組成物

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