JPS606722A - 炭素繊維プリプレグ用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
炭素繊維プリプレグ用エポキシ樹脂組成物Info
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- JPS606722A JPS606722A JP7089184A JP7089184A JPS606722A JP S606722 A JPS606722 A JP S606722A JP 7089184 A JP7089184 A JP 7089184A JP 7089184 A JP7089184 A JP 7089184A JP S606722 A JPS606722 A JP S606722A
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- epoxy resin
- resin
- strength
- shear strength
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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。
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、N、N−グリシジルアミノフェニルグリシジ
ルエーテルまたは/およびN、N−ジグリシジルアニリ
ンからなるエポキシ樹脂と、ジアミノジフェニルスルホ
ンとを主成分とする炭素繊維複合体製造用、硬化性エポ
キシ樹脂組成物に関するものである。
ルエーテルまたは/およびN、N−ジグリシジルアニリ
ンからなるエポキシ樹脂と、ジアミノジフェニルスルホ
ンとを主成分とする炭素繊維複合体製造用、硬化性エポ
キシ樹脂組成物に関するものである。
炭素繊維は軽量であり、しかも高強度、高弾性率である
ゆえに、スポーツ用品、構造体分野に、樹脂との複合体
として広く使用されつつある。
ゆえに、スポーツ用品、構造体分野に、樹脂との複合体
として広く使用されつつある。
これら複合体の物性は炭素1B維の物性に支配されるご
とは勿論である。
とは勿論である。
しかしながら、炭素繊維の高物性をこれら複合体中に有
効に発現させるために果す、樹脂成分の役?Jもまた極
めて大きく、どのような樹脂成分を選ぶか、慎重に検討
する必要がある。
効に発現させるために果す、樹脂成分の役?Jもまた極
めて大きく、どのような樹脂成分を選ぶか、慎重に検討
する必要がある。
樹脂に要求される重要な性質のひとつに、炭素繊維に対
する接着力があけられ、樹脂の組成構造を変えることに
より、改善検81が行なわれている。
する接着力があけられ、樹脂の組成構造を変えることに
より、改善検81が行なわれている。
樹脂と炭素繊維との接着力の目安として成型体の層間せ
ん断強度が測定されることが多い。層間ぜ/vlll’
i強度が高い成型体は一般に曲げ強度等の他の物性にも
すぐれている。
ん断強度が測定されることが多い。層間ぜ/vlll’
i強度が高い成型体は一般に曲げ強度等の他の物性にも
すぐれている。
エポキシ樹脂は他の一般の樹脂に比較し、炭素繊維に対
する接着力にすぐれ、高強度の複合体を与えるため、炭
素繊釘]用マi・リックス樹脂として好んで使用される
。
する接着力にすぐれ、高強度の複合体を与えるため、炭
素繊釘]用マi・リックス樹脂として好んで使用される
。
エポキシ樹脂は一般に硬化剤を用いて硬化し、実用に供
されるが、得られた成型体の物性は、使用されるエポキ
シ樹脂硬化剤のそれぞれに大きく影響される。
されるが、得られた成型体の物性は、使用されるエポキ
シ樹脂硬化剤のそれぞれに大きく影響される。
しかしながら、一般にはエポキシ樹脂と炭素繊維との成
型体の層間せlυ断強度は7〜9−/何2にとどまり、
10k11/mm2以上の成型体を得ることは極めて困
難である。したがって従来のこれらエポキシ樹脂は炭素
繊維の優秀な性能を十分生かすためには不十分である。
型体の層間せlυ断強度は7〜9−/何2にとどまり、
10k11/mm2以上の成型体を得ることは極めて困
難である。したがって従来のこれらエポキシ樹脂は炭素
繊維の優秀な性能を十分生かすためには不十分である。
本発明者らは炭素IIMに対して、従来一般に使用され
ているエポキシ樹脂よりも接着力のすぐれたエポキシ樹
脂を見出すべく鋭意検討を続けた結果、本発明に到達し
た。
ているエポキシ樹脂よりも接着力のすぐれたエポキシ樹
脂を見出すべく鋭意検討を続けた結果、本発明に到達し
た。
すなわち、N、N−ジグリシジルアミノ基を分子内に有
するエポキシ樹脂が、ジアミノジフェニルスルホンとの
組合せにおいて、特に良好な性質を示すことを見出した
のである。
するエポキシ樹脂が、ジアミノジフェニルスルホンとの
組合せにおいて、特に良好な性質を示すことを見出した
のである。
すなわち、本発明エポキシ樹脂組成物は炭素繊維との組
み合せにおいて、従来越えることが困難であった層間せ
ん断強度10 kg / mm 2を越え、12h/m
m2以上の成型体を容易に与えるのである。
み合せにおいて、従来越えることが困難であった層間せ
ん断強度10 kg / mm 2を越え、12h/m
m2以上の成型体を容易に与えるのである。
本発明に使用されるエポキシ樹脂は、N 、 ’N −
ジグリシジル−m−アミノフェニルグリシジルエーテル
;N、N−ジグリシジル−p−アミノフェニルグリシジ
ルエーテル;N、N−ジグリシジルアニリンであり、こ
れらはそれぞれ、ベークライト−ERL−0500(ユ
ニオンカーバイド社商標)、スミエポキシ−ELM−1
20(住友化学株式会社商標):GAN (日本化薬(
株)、商標)どして市販されている。
ジグリシジル−m−アミノフェニルグリシジルエーテル
;N、N−ジグリシジル−p−アミノフェニルグリシジ
ルエーテル;N、N−ジグリシジルアニリンであり、こ
れらはそれぞれ、ベークライト−ERL−0500(ユ
ニオンカーバイド社商標)、スミエポキシ−ELM−1
20(住友化学株式会社商標):GAN (日本化薬(
株)、商標)どして市販されている。
これら樹脂中、とくにスミエポキシE LM−120お
よびベークライトERL−0500は、本発明エポキシ
樹脂組成物の一方の主成分であるジアミノジフェニルス
ルホンとの溶解性にづぐれ、例えば炭素II Iffプ
リプレグを製造する際の装置の回路づまり、その他の障
害がなく、好ましく用いられる。
よびベークライトERL−0500は、本発明エポキシ
樹脂組成物の一方の主成分であるジアミノジフェニルス
ルホンとの溶解性にづぐれ、例えば炭素II Iffプ
リプレグを製造する際の装置の回路づまり、その他の障
害がなく、好ましく用いられる。
また、他のエポキシ樹脂を混合して使用しても良く、他
のアミンで硬化可能なエポキシ樹脂例えば、ビスフェノ
ール−Aのグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、ノボラ
ック樹脂のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂などを混
合して用いても良い。
のアミンで硬化可能なエポキシ樹脂例えば、ビスフェノ
ール−Aのグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、ノボラ
ック樹脂のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂などを混
合して用いても良い。
さらに他の改質剤例えばポリアミド樹脂などを混合して
も良いし、エポキシ樹脂またはそれら混合物中に含有さ
れるエポキシ基の等量以下のアミン類、酸無水物などエ
ポキシ基と反応する化合物と前もって反応させ、望まし
い粘度に調整しておくことも可能である。
も良いし、エポキシ樹脂またはそれら混合物中に含有さ
れるエポキシ基の等量以下のアミン類、酸無水物などエ
ポキシ基と反応する化合物と前もって反応させ、望まし
い粘度に調整しておくことも可能である。
これら混合された、または一部反応させた、エポキシ樹
脂を使用する場合には該エポキシ樹脂中のN、N−ジグ
リシジルアミノ基含有エポキシ樹脂またはそれに由来す
る樹脂が、30重量パーセント以上、好ましくは50重
量パーセント以上含有されていることが望ましい。
脂を使用する場合には該エポキシ樹脂中のN、N−ジグ
リシジルアミノ基含有エポキシ樹脂またはそれに由来す
る樹脂が、30重量パーセント以上、好ましくは50重
量パーセント以上含有されていることが望ましい。
本発明の仙の主成分であるジアミノジフェニルスルホン
は、4,4′−ジアミノジフェニルスルホンまたは3.
3′−ジアミノジフェニルスルボンあるいはこれらの混
合物である。他の硬化剤または硬化促進剤を併用するこ
とも勿論可能であり例えば三弗化ホウ素アミン錯体との
併用は好ましい。
は、4,4′−ジアミノジフェニルスルホンまたは3.
3′−ジアミノジフェニルスルボンあるいはこれらの混
合物である。他の硬化剤または硬化促進剤を併用するこ
とも勿論可能であり例えば三弗化ホウ素アミン錯体との
併用は好ましい。
本発明組成物におけるジアミノジフェニルスルホンの使
用割合はエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂混合物中の全
エポキシ基量から理論的に81算されるmを1とした場
合 0.4〜1.4 の範囲、とくに好ましくは O15〜1.0 の範囲である。
用割合はエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂混合物中の全
エポキシ基量から理論的に81算されるmを1とした場
合 0.4〜1.4 の範囲、とくに好ましくは O15〜1.0 の範囲である。
本発明組成物は炭素繊維複合体として好ましく用いられ
るが、この場合に使用される炭素繊維とは、一定方向に
配列されたデーブ、シート状物:マット状物;布状物な
ど、どのような形態の炭素繊維にも適用でき、さらに、
ガラス繊維、他の有機gi紐などを含有していても勿論
かまわない。
るが、この場合に使用される炭素繊維とは、一定方向に
配列されたデーブ、シート状物:マット状物;布状物な
ど、どのような形態の炭素繊維にも適用でき、さらに、
ガラス繊維、他の有機gi紐などを含有していても勿論
かまわない。
以下、実施例にもとづき説明を加える。
実施例1
市販各種エポキシ樹脂と硬化剤の組み合せについて、一
方向性炭素ll維成型体を製作し、得られた成型体の層
間せん断強度および曲げ強度を測定した結果を表1にま
とめて記した。
方向性炭素ll維成型体を製作し、得られた成型体の層
間せん断強度および曲げ強度を測定した結果を表1にま
とめて記した。
表1の成型体は以下のように作製されたものである。
(1)それぞれのエポキシ樹脂、硬化剤を表1に記した
G1合で混合し、固形物含量60重量パーセントのメチ
ルエヂルケ1〜ン溶液を作製する。
G1合で混合し、固形物含量60重量パーセントのメチ
ルエヂルケ1〜ン溶液を作製する。
(2)作製した樹脂溶液に炭素繊維(トレカT−300
:東しく株)商標)を含浸しつつ、シリコーンはく随紙
を巻きつけたドラム上に巻き取る。樹脂溶液の付着量は
、含浸後の炭素繊維を間隔を調節された2本のガラス捧
ではさんで巻き取ることによって調節した。
:東しく株)商標)を含浸しつつ、シリコーンはく随紙
を巻きつけたドラム上に巻き取る。樹脂溶液の付着量は
、含浸後の炭素繊維を間隔を調節された2本のガラス捧
ではさんで巻き取ることによって調節した。
(3) ドラムから、はく離紙上に巻き取られた炭素t
illを切り問いて取り外し、熱風乾燥機中で、120
℃に〜10分間保ち乾燥しプリプレグを作製した。プリ
プレグ中の炭素繊維含有量は60重吊パーセントに調節
した。
illを切り問いて取り外し、熱風乾燥機中で、120
℃に〜10分間保ち乾燥しプリプレグを作製した。プリ
プレグ中の炭素繊維含有量は60重吊パーセントに調節
した。
(4) 得られたプリプレグを、成型後の炭素繊維含有
量が60体積パーセントになるようにマツチドダイ金型
(深さ2.5mn+1幅6.0mn+、長さ150mm
>に仕込み、所定温度に加熱された熱プレスで1時間加
熱加圧成形し、得られた成形体を更に表1の結果の測定
方法は次の通りである。
量が60体積パーセントになるようにマツチドダイ金型
(深さ2.5mn+1幅6.0mn+、長さ150mm
>に仕込み、所定温度に加熱された熱プレスで1時間加
熱加圧成形し、得られた成形体を更に表1の結果の測定
方法は次の通りである。
(1) 層間せん断強度:長さ16.5画、幅6 mm
、厚さ2.5mmの板状試験片を用いる。スパン間隔1
4.5mmの支点(先端半径2mm)においた試験片の
中央を先端半径5 mmの圧子でおさえて3点曲げ試験
おこなう。クロスヘッド速度1.25myl/力である
。スパン1111隔L mm N試料厚さ、alllm
、試料幅b mm s破断荷重P−としたときで計算さ
れる。
、厚さ2.5mmの板状試験片を用いる。スパン間隔1
4.5mmの支点(先端半径2mm)においた試験片の
中央を先端半径5 mmの圧子でおさえて3点曲げ試験
おこなう。クロスヘッド速度1.25myl/力である
。スパン1111隔L mm N試料厚さ、alllm
、試料幅b mm s破断荷重P−としたときで計算さ
れる。
(2) 曲げ強度:長さ70 m+n 、幅6 mm
z厚さ2.5画の板状試験片を用いる。スパン間隔60
何で、他は層間t!′/v断強度の場合と同様に行ない
、次の式で計算される。
z厚さ2.5画の板状試験片を用いる。スパン間隔60
何で、他は層間t!′/v断強度の場合と同様に行ない
、次の式で計算される。
表1の結果から、本発明組成物が他の系と北較して、曲
げ強度層間せん断強度においてすぐれていることがわか
る。
げ強度層間せん断強度においてすぐれていることがわか
る。
実施例2
スミエポキシ−ELM−120について、硬化剤として
4.4′−ジアミノジフェニルスルホンを用い、その用
を変えて実施例1と同様にして、炭素繊維成型体を作成
し、物性を測定した結果を表2に示した。また参考デー
タとして、おのおのの組成の樹脂単独についての熱変形
温度をV[記した。
4.4′−ジアミノジフェニルスルホンを用い、その用
を変えて実施例1と同様にして、炭素繊維成型体を作成
し、物性を測定した結果を表2に示した。また参考デー
タとして、おのおのの組成の樹脂単独についての熱変形
温度をV[記した。
本発明樹脂系は、樹脂と硬化剤の割合を比較的広い範囲
例えば、モル比0.4〜1.4の範囲で変えても良好な
硬化物を与えることがわかる。
例えば、モル比0.4〜1.4の範囲で変えても良好な
硬化物を与えることがわかる。
実施例3
スミエポキシELM−120と、ノボラック樹脂のグリ
シジルエーテル形樹脂(エポキシ価178)を秤々の割
合で混合し、4,4′−ジアミノジフェニルスルボンを
硬化剤として、炭素1a維成型体を作成し、物性を測定
した。結果を表3に示した。
シジルエーテル形樹脂(エポキシ価178)を秤々の割
合で混合し、4,4′−ジアミノジフェニルスルボンを
硬化剤として、炭素1a維成型体を作成し、物性を測定
した。結果を表3に示した。
表 3 スミエポキシ−ELM−120とノボラック樹
脂のグリシジルエーテル型樹脂 *1 ノボラック樹脂のジグリシジルエーテル型樹脂表
4−2 4.4’ −ジアミノジフェニルスルホンの溶
解性(溶媒・なし) 樹脂:100グラム 実施例5 スミエポキシELM−12039,6部に4゜41−ジ
アミノジフェニルメタン2部を添加し、130℃で3時
間加熱、反応せしめた。反応終了時の反応物の粘度は1
30℃で140センチポイズであった。
脂のグリシジルエーテル型樹脂 *1 ノボラック樹脂のジグリシジルエーテル型樹脂表
4−2 4.4’ −ジアミノジフェニルスルホンの溶
解性(溶媒・なし) 樹脂:100グラム 実施例5 スミエポキシELM−12039,6部に4゜41−ジ
アミノジフェニルメタン2部を添加し、130℃で3時
間加熱、反応せしめた。反応終了時の反応物の粘度は1
30℃で140センチポイズであった。
得られた樹脂に4.4′−ジアミノシフlニルスルホン
18部およびメチルエチルケトン40部を加えて溶解し
、実施例1と同様にして成型体を作成した。
18部およびメチルエチルケトン40部を加えて溶解し
、実施例1と同様にして成型体を作成した。
成型体の物性は
曲 げ 強 度 1 95 kg/ mm ”層間せ/
υ断強度 12.5r/mm2であった。
υ断強度 12.5r/mm2であった。
比較例
実施例5において、パスミノボキシ”[EIM−120
39,6部に硬化剤として4.4′〜ジアミノフ工ニル
メタン2部と4,4′−ジアミノジフェニルスルホン1
8部 18部をメチルエチルケトン40部に溶解した樹
脂組成物を用いて、実施例1ど同様にして成型体を作成
した。
39,6部に硬化剤として4.4′〜ジアミノフ工ニル
メタン2部と4,4′−ジアミノジフェニルスルホン1
8部 18部をメチルエチルケトン40部に溶解した樹
脂組成物を用いて、実施例1ど同様にして成型体を作成
した。
成型体の層間せ/v断強度は8.2に9/+++m2で
あった。
あった。
Claims (1)
- (1)N,N−ジグリシジルアミノフェニルグリシジル
ニーデルまたは/およびN、N−ジグリシジルアニリン
からなるエポキシ樹脂と、ジアミノジフェニルスルホン
とを主成分とする、炭素繊維複合体製造用、硬化性エポ
キシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7089184A JPS606722A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 炭素繊維プリプレグ用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7089184A JPS606722A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 炭素繊維プリプレグ用エポキシ樹脂組成物 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7585474A Division JPS515400A (ja) | 1974-07-04 | 1974-07-04 | Tansosenipuripureguyo ehokishijushisoseibutsu |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS606722A true JPS606722A (ja) | 1985-01-14 |
JPS6215570B2 JPS6215570B2 (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=13444600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7089184A Granted JPS606722A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 炭素繊維プリプレグ用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS606722A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61166826A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-28 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | エポキシ樹脂組成物 |
EP0327125A2 (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-09 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Epoxy resin composition, use and composite material comprising it |
JP2001278949A (ja) * | 2000-01-25 | 2001-10-10 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ及び繊維強化複合材料 |
JP2002363253A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料 |
US6620510B1 (en) | 1998-12-25 | 2003-09-16 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Epoxy resin composition, prepreg, and roll made of resin reinforced with reinforcing fibers |
US7709582B2 (en) * | 2001-11-07 | 2010-05-04 | Toray Industries, Inc. | Epoxy resin composition for fiber reinforced composite material, a production method for fiber reinforced composite material, and a fiber reinforced composite material |
WO2022202086A1 (ja) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、プリプレグ、繊維強化複合材及び高圧ガス容器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4954500A (ja) * | 1972-10-19 | 1974-05-27 |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7089184A patent/JPS606722A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS4954500A (ja) * | 1972-10-19 | 1974-05-27 |
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JP2001278949A (ja) * | 2000-01-25 | 2001-10-10 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ及び繊維強化複合材料 |
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WO2022202086A1 (ja) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、プリプレグ、繊維強化複合材及び高圧ガス容器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6215570B2 (ja) | 1987-04-08 |
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