JPS6088026A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物

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JPS6088026A
JPS6088026A JP19618483A JP19618483A JPS6088026A JP S6088026 A JPS6088026 A JP S6088026A JP 19618483 A JP19618483 A JP 19618483A JP 19618483 A JP19618483 A JP 19618483A JP S6088026 A JPS6088026 A JP S6088026A
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JP
Japan
Prior art keywords
resin composition
epoxy
reaction product
thermosetting resin
resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP19618483A
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English (en)
Inventor
Toshimasa Fukushima
福島 利方
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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】 発明の関連する技術分野 木兄BAは優れたコンポジット特性を有する繊維強化プ
ラスチック(以下FRPと略称Jる)を製造するための
低粘度熱硬化性樹脂組成物に関するものである。更に詳
しくは低温で硬化し、かつ耐熱性が高く、繊細と樹脂と
の接着性が優れたFRPをプルトルージョン法およびフ
ィラメントワインド法によって製造するのに好適な低粘
度で、かつポットライフの長い熱硬化性樹脂組成物に関
するものである。
従来技術 FRPの製造技術としてあらがじめ繊ffl K fi
t脂を含浸させたシート状のもの()゛リプレグ)を用
いる方法と、繊維に樹脂を含浸させながら連続成形する
方法とをて分類することができる。後者は前者に比較し
て生産性が高く、その代表的な成形法としてプルトルー
ジョン法およびフィラメントワインド法を挙げることが
できる。
FRPを゛フルトルージョン法およびフィラメントワイ
ンド法により形成する場合には、(+!脂の粘度が成形
件に著しく影響を及はす。
すなわち、樹脂l′i繊維束に対する合9性が良好で、
しかも繊維束が含浸時に持込む気泡をM (’zに除去
できる程度に低い粘度を有してぃなけilばlらない。
樹脂の粘度が烏いと繊維束への樹脂付着量の調節が困難
となり、逆にあまり低すぎても繊維束が含浸樹脂に充分
に保持できず、所定樹脂量の調節が困難となる。
このような条件を満たす粘度範囲は40℃において0.
8〜4.5ボイズである。
一方、FRPの物性は強化材である繊維の物性に太きく
支配されることはよく知られているが、これ以外にマ)
 IJソックスある樹脂の物性および付着量にも支配さ
れる。特に、樹脂が大きな影響を及ばずものとして、繊
維と樹脂との接着強さを挙げることができる。この繊維
と樹脂との接着強さがFRPの静的・動的な強度に大き
な関係をもっていることは公知の事実であシ、従って当
然高い接着強さを有する樹脂が要求される。繊維と樹脂
との接着強さを表わす値として層間剪断強さく以下IL
SSと略称する)を挙けることができる。
このILSS等の諸物性はFRPの使用条件、行に高温
雰囲気下においても室温同様に高い物性を保持する必要
がある。
これらの観点から、従来FRPを構造用部材として使用
する場合、そのマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を
用いる場合が多かった。特に、分子内に8〜4個のエポ
キシ基を有するエポキシ化合物と芳香族ジアミンとの組
成物は耐熱性が高く、かつ繊維の接着性が良好である(
特公昭55−25217号)。しかしながら、エポキシ
樹脂ll−を樹脂の粘度が高く、しかも高説で長時間硬
化させる必要があるなどプルトルージョンおよびフィラ
メントワインド法用樹脂としてid極めて望ましくない
樹脂であることは確められていた。
また、硬化剤として酸無水物を配合した低粘度エポキシ
樹脂組成物は耐熱性およびV&雑と樹脂の接着性に劣る
という欠点を有している。
一方、エポキシ樹脂をビニル基含有カルボン酸と反応さ
せ、ビニルまたはアリル−Φ量体存在下のもとに使用す
るビニルエステルは知られている。
この化合物にラジカル反応により架橋するため硬化速度
は向上うるがエポキシ基が残存していないので硬化後繊
維との接着性に劣るという欠点を有する。また、従来の
ビニルエステルは出発物i4(であるエポキシ樹脂中の
エポキシ基が8個より少ないために硬化後の架橋密度が
低く、耐熱性は良好とはいえなかった。
発明の開示 本発明は上述するような従来のFRP製造734の樹脂
組成物の欠点を解消するために、プルトルージョン法お
よびフィラメントワインド法により製造するのに好適な
低粘度で、かつポットライフの長い熱硬化性樹脂組成物
について多くの研究の結果、特定の反応生成物を主成分
とすることによって低温で硬化し、かつ高い耐熱性およ
び優れた繊維との接着性を有するFRPの製造に優れた
熱硬化性樹脂組成物を開発した。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は分子内に8個以上ノエボ
キシ基を有するエポキシ化合物とビニル基含有カルボン
酸との反応生成物を主成分として含むことを特徴とする
。この反応生成物の反応成分である分子内に8個以上の
エポキシ基を有するエポキシ化合物およびビニル基含有
カルボン酸を互いに反応させずに、そのまま単に混合使
用しても、またそれぞれ単独で使用してもFRPの高い
耐熱性および優れた繊維との接着性を向上することがで
きず、本発明の目的を達成することができない。
本発明において用いる分子内に8個以上のエポキシ基を
有するエポキシ化合物とに、例えばN、 N。
N’ 、 N’−テトラダリシジルジアミノジフェニル
メタン(商品名「アラルダイ)MY720Jチバ・ガイ
ギー(株)製または商品名「エビe−46o+j油化シ
ェルエポキシ(株)製; N、 N、 N’、 N’−
テトラグリシジルメタキシリレンシアミン(商品名[T
ETRAD −XJ三菱万斯化学(株)製) ; N、
 N、 N’。
N′−テトラクリシジルシクロヘキサンジアミン(商品
名[TETRAD −Cl三菱互斯化学(抹〕製);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(商品名「YDM−12o」(東部化成(株)
製);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(商品名「アラルダイト0500」チハ
・カイギー社製〕を包含する。
また、ビニル基含有カルボン酸としては、例えばスチレ
ン、ジアリルフタレートなどと反応し得るもの、筋にモ
ノカルボンN斗が好咬しく、例えばアクリル酢、メタク
リル酸などを挙げることができる。ビニル基烏有カルボ
ン酸としてはジカルボン酸、トリカルボン酸も考えらノ
するが、重合のコントロールがむすかしくなるので好ま
しくない。
本発明における反応生成物を得るには上記エポキシ化合
物と上記ビニル基含有カルボンrqt−とを公知の方法
、例えばイミダゾール類や第3級アミンなどの触媒を用
いて反応させる。この場合、エポキシ化合物とビニル基
含有カルボン酸との反応モル比は、すべてのエポキシ基
がカルボンffl? ト反応していないか、逆にすべて
のエポキシ基がカルボン酸と反応している生成物が存在
しないように定める。例えば、四官能基を有するエポキ
シ化合物の場合にはエポキシ基1当指に対してカルボン
酸0.25〜0.75当量、好ましくは0.5当侶にす
る。
すなわち、反応生成物が分子中に少なくとも1個のエポ
キシ基を残存させることが好ましい。残存しないと接π
f性が低下するという間距を生ずる。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物1には、FRPの耐
熱性および繊維との接着性を向上させるために上記反応
生成物の残存エポキシ基1当、fRに対して0.6〜1
.0当限の節回で芳香族ジアミンを配合する。0.6当
−h1°以−Fでは反応生成物のガラス転移点温度、あ
るいは、熱変形温度が低下するので好ましくなく、これ
に対して1,0以上では反応生成物中に未反応の芳香族
ジアミンが残存することにな9、耐熱性が低下する。
この芳香族ジアミンとしては、例えばジアミノジフェニ
ルスルホン、ジアミノジフェニルメタン、m−フェニレ
ンジアミンなどを包含スる。
なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物の必イi lj:/
分ではないが、上記反応生成物中のビニル基と共7(j
合させるためにスチレン、ジアリルフタレート〃どのビ
ニルまたはアリル単景体を、必髪に応じて配合すること
ができる。
また、本発明の組成物には、必ゼンに応じて有機過酸化
物を適当量配合することができる。
次に、本発明を実施例により詳卸1に説明する。
実施例 1 1当mのN、 N、 N’ 、 N’−テトラクリシジ
ルメタキシリレンジアミン(商品名r TETRAD 
−X J三菱瓦斯化学(株)#)に0.5当邦゛のアク
リル酸を加え60℃で45分間加熱攪拌した。かように
して得た反応生成物10009に4・、Φ′−ジアミノ
ジフェニルスルホン(以下DDSと略称する) 175
y。
ジアリルフタレート(以下DAPと略称する)26゜f
、t−ブチルパーオキシベンゾエート(以下TBPBと
略称する)1orを十分攪拌混合して木兄ψ1の樹脂組
成物を得た。この樹脂組成物の4UTl。
におけるB型粘度組で抑(定した粘度は8ボイズであり
、かつボットライフはB時間以」−であった。
上述において得た本発明の樹脂組成物の性能を計“価−
4るために、40℃に加熱した一F記樹脂組成物をポリ
アクリルニトリル系tff1. t4Vを焼成−表面処
理して得た炭素繊維(商品名[ベスファイ) l1TA
−6000J東邦ベスロン(株)#)に含浸させなが乙
フィラメントqイソVとl/r?hk(4−づソp1・
・に一方向に巻きつけた。これを油Iドブレスの熱勝間
に挿入し、1 kg/cm2に加圧して120℃で80
分間硬化17た。かようにして形成した硬化板をオーブ
ン中で80分間150℃で、更に1時間180℃でアフ
ターキュアーして完全に硬化した。
このようにして形成した硬化板の炭素t”r w、含有
量は60容邪チであった。一方、ASTM D−L14
4およびD−7’90に準じて測定したII、33およ
び曲は特性の測定結果を表1に示す: 表 1 表1から明らかなように曲げ強度およびI LS Sと
も極めて^く、かつ150℃における保持率も55チ以
上であり優れた1熱性を有していることがわかる。
実施例 2 1当量のN、 N、 N’、 N’−テトラグリシジル
ジアミノジフェニルメタン(商品名「エピコート60」
油化シェルエポキシ(株)製)に()、5当量のアクリ
ル酸を加え、60℃で45分間加熱攪拌した。かヨウK
 L、テ得fc反応生成物1000 f 4CDDS 
1?5Fを十分攪拌混合して本発明の樹脂組成物を得た
この樹脂組成物の40℃におけるB型粘度計で測定した
粘度は4.5ボイズであυ、かつポットライフは8時間
以上であった。
実施例1に記載したと同様にして上記樹脂組成物を炭素
繊維に含浸させ、フルトルージョン法により連続的に平
板を形成した。この際、金型温度を1−50℃とし、滞
留時間を8分間とした。かようにして形成した硬化板を
オーブン中で80分間150℃で、更に1時間180℃
でアフターキュアーして完全に硬化した。
このようKして形成した硬化板の炭素繊維含有量は60
容量係であった。一方、ASTM D−2844および
D−7911に準じて測定したILSSおよび曲げ特性
の測定結果を表2に示す: 嚢 2 表2から明らかなように曲げ強度およびILSSとも極
めて高く、かつ150℃における保持率も60%以上で
あ!ll優れた耐熱性を有していることがわかる。
比較例 1 シフリシジルエーテルビスフェノール(商品名[エピコ
ートsO?Jm+化シェルエポキシ(株)製)1000
9、メチルテトラヒドロ無水フタル酊(商品名l HN
−22004日立化成工業(株)製)9(109,2−
エチル−4−メチルイミダゾール(商品名[2E 4M
Z J四国化成(株)製)51を十分攪拌混合して比較
樹脂組成物を得た。この比較組成物の40℃におけるB
型粘度計で測定した粘度は1.7ボイズであす、かつポ
ットライフは8時間以上であった。
次いで、この比較組成物を実施例1に記載したと同様の
方法を用いて硬化&を形成した。但し、硬化は前硬化と
してホットプレスにて120℃で2時間、アフターキュ
アーとしてオーブン中で150℃で2時間行った。
このようにして形成した硬化材の炭素繊維含有量は6(
1容引係であった。一方、ASTM D−21344お
よびD−790に準じて測定したII、SSおよび曲は
特性の比較結果を表8に示す: 表 8 」−配光8の測定結果を実施例1および2に示−す、I
llおよび2の結果と比較して、本例で得た」七IF9
組成物では耐熱性および繊維との接着性が著しく劣って
いることがわかる。
比較例 2 65℃に加熱したN、 N、 N’、 N’−テトラグ
リヅ・2ルメタキシリレンジアミンl (l CI O
fに65℃で加熱?1JIL、たメタフェニレンジアミ
ン2(121を添加して均一に溶解した後、Z5℃まで
急冷することによって樹脂液を得た◇ 次いで、この得た比較樹脂組成物の性能評価のために実
施例IK記載したと同様の方法を行って炭素繊維強硬化
板を形成した。この場合に、表1および2に示す本発明
におけるとほぼ同等の特性を得るためには120℃で1
時間の硬化に加えて、160℃のオープン中で4時間の
アフターキュアーを必要とした。
比較例 8 ビニルエステル(商品名[プロミネートP−810J武
[([品(株)製)1000fKDAP8oOfおより
:TBPE 60 fを十分に攪拌混合して比較樹脂組
成物を得た。
次いで、この得た比較樹脂組成物の性能評価のために硬
化条件を20分間120℃、更に1時間150℃とし実
施例1と同様に行って炭素繊維強硬化板を形成した。
本例で得た比較組成物から形成した硬化板のILSSを
測定し、この結果を表番に示す:表 4 上記表4の結果を実施例1の弄1に示す本4色明の結果
と比較して、本例で得られたJI’l成物ではILSS
が低いばかりか、繊紹との接着性および面1熱性が劣っ
ていたことを確めた。
発明の効果 本発明においては樹脂組成物に分子V−1にf3 (f
i1以上のエポキシ基を有する工、+?キシ化合1勿と
ビニル基含有カルボ/酸との反応生成物を主fff1分
として用いることによって、FRP製造において11i
、I熱性および繊維との接着性の向上に加え、更に(萌
イヒ(9−之維束に対する含浸性を向上できる優れた%
5硬(IZ(主樹脂組成物を得ることができた。更に、
この1r+れた組成物を1)■シたことによりFRPの
生産性力;向上でき、これに加え新しい用途へのD料1
;iJ力玉可npとなった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 分子内に8個以上のエポキシ基を有するエポキシ化
    合物とビニル基含有カルボン酸との反応生成物を主成分
    として含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物・ 2 前記反応生成物が分子内に少なくとも1個のエポキ
    シ基を有する化合物である特許請求の範囲第1項記載の
    熱硬化性樹脂組成物、& 芳香族ジアミンを含有させる
    特許請求の範囲第1項記載の熱硬化性樹脂組成物。
JP19618483A 1983-10-21 1983-10-21 熱硬化性樹脂組成物 Pending JPS6088026A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536775A (en) * 1994-02-28 1996-07-16 Sandoz Ltd. Amine curable compositions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536775A (en) * 1994-02-28 1996-07-16 Sandoz Ltd. Amine curable compositions

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