JPS61231021A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPS61231021A
JPS61231021A JP7119785A JP7119785A JPS61231021A JP S61231021 A JPS61231021 A JP S61231021A JP 7119785 A JP7119785 A JP 7119785A JP 7119785 A JP7119785 A JP 7119785A JP S61231021 A JPS61231021 A JP S61231021A
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JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
cured product
heat resistance
present
Prior art date
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Pending
Application number
JP7119785A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadahide Sato
佐藤 忠秀
Takeji Nakae
中江 武次
Shigeru Suzue
茂 鈴江
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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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】 [技術分野] 本発明は、高性能型の炭素繊維プリプレグ用エポキシ樹
脂に関するものである。
[従来技術] 炭素繊維強化プラスチックス(以下CFRPと略す。)
は比強度、比弾性率が大きいことから航空機分野におい
て、機体を軽量化するための構造材料として検討されて
いる。この構造材料に使用されるCFRPに最も必要と
されている特性に、高温吸湿下の圧縮強度と衝撃特性が
ある。
航空機用CFRPに使用されているエポキシ樹脂はN、
N、N’ 、N’ −テトラグリシジルジアミノジフェ
ニルメタンを主成分とし、硬化剤はジアミノジフェニル
スルホンが使われている。この樹脂硬化物は高弾性率を
有し、耐熱性は高いが伸度が小さく脆い。得られるCF
RPは高温吸湿下での圧縮強度は発現するが、衝撃特性
は低い。
一般式[I]で示されるエポキシ樹脂は、特開昭58−
140089に、このエポキシ樹脂を配合した組成物は
、特願昭58−145677に開示されている。しかし
、これらのものは、樹脂伸度は優れているものの耐熱性
は亜音速機については十分であるが、マツハのような超
音速術については改良しなければならない。すなわち得
られるCFRPは良好な衝撃特性を発現するが、高温吸
湿下の圧縮強度が低い。
[本発明の目的] そこで、本発明者らは、高温吸湿下での圧縮強度及び衝
撃特性の優れたCFRPを提供するマトリックス樹脂を
見い出すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
[本発明の構成] すなわち、本発明は次の構成を有する。
「少なくともN、N、N’ 、N’ −テトラグリシジ
ルジアミノジフェニルメタン、一般式[I](RはHま
たはOCHx ) で示されるエポキシ樹脂を含有し、硬化剤としてジアミ
ノジフェニルスルホンから成るエポキシ樹脂組成物。」 本発明に使用されるN、N、N’ 、N’−テトラグリ
シジルジアミノジフェニルメタンは、ELM434、Y
L913、YH434などの商品名で市販されている。
このエポキシ樹脂は4官能であるため架橋密度が高くな
り、高弾性率かつ高耐熱性の硬化物が得られるが、伸度
が小ざく、耐水性が悪いものである。これらの特性を考
慮して、N、N、N’ 、N’ −テトラグリシジルジ
アミノジフェニルメタンの添加量は、エポキシ樹脂成分
中15〜60重量%であり、より好ましくは、20〜4
5重量部である。この範囲より多くすると伸度及び耐水
性が低下し、少なくすると硬化物の耐熱性及び弾性率が
低下する。樹脂の弾性率が低下すると得られるCFRP
の層間剪断及び圧縮強度が低くなる。
本発明に用いられる一般式[I]で示されるエポキシ樹
脂としてはRがOCH3に相当するものがYX−7とし
て油化シェルエポキシ(株)から試作されている。この
エポキシ樹脂は、2官能であるため架橋密度があまり高
くならないことと、主鎖にスピロアセタール環の剛直な
構造を有することから、高伸度で高弾性率の硬化物にな
る。この反面、耐熱性が低く耐水性の悪い硬化物になる
これらの特性を考慮して、一般式[I]で示されるエポ
キシ樹脂の添加量はエポキシ成分中10〜60重量%で
あり、より好ましくは20〜45重量部である。この範
囲より多くすると硬化物の耐熱性及び耐水性が劣化し、
少なくすると硬化物の伸度及び弾性率が低下する。
さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物に、エピクロン1
52、ESB340.BREN−3等の商品名で市販さ
れているブロム化エポキシ樹脂の添加は、硬化物の耐水
性を向上させることから、非常に好ましい。しかし、こ
のブロム化エポキシ樹脂の硬化物は伸度が小さく、密度
が大きい欠点があるため、このエポキシ樹脂の添加量は
、エポキシ樹脂成分中15〜45重量%であり、より好
ましくは20〜35重量%である。この範囲より多くす
ると、硬化物の伸度が低下すると共に、密度が高くなり
、得られるCFRPの軽量化メリットが小さくなる。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物に、EP88、EP
lool、EP1004、YDI 28、エピクロン8
55、エピクロン1050、ELA128等の商品名で
市販されているビスフェノールAのジグリシジルエーテ
ル型エポキシ樹脂の添加は、本発明のエポキシ樹脂組成
物のタック及びドレープ性の調節及び硬化物の伸度を大
きくすることから非常に好ましい。しかし、このエポキ
シ樹脂の添加は、硬化物の弾性率低下を起こすためその
添加量は、エポキシ樹脂成分中10〜40重量%が好ま
しい。
本発明のエポキシ樹脂にEp152、Eo154、DE
N431、DEN438、DEN485等の商品名で市
販されいてるフェノールノボラック型エポキシ樹脂の添
加は、本発明のエポキシ樹脂組成物の耐水性及び耐熱性
を向上させることから非常に好ましい。しかし、このエ
ポキシ樹脂の添加は、硬化物の弾性率低下を起こすため
その添加量はエポキシ樹脂成分中5〜35重量%が好ま
しい。
本発明に用いられる硬化剤のジアミノジフェニルスルホ
ンは、4.4’ +、3.3’ +、3゜4’ −,2
,4’ −(50)/4.4’ −(50)混合の異性
体及び混合品などどれでもよいが、耐熱性が高い点から
4,4′−置換体が最も好ましい。ジアミノジフェニル
スルホンの添加量は、理論的にはエポキシ1当量に対し
てアミン1当量添加すればよいが、硬化速度やシェルフ
ライフの調整及び得られる硬化物の耐熱性、耐水性、伸
度等から、エポキシ1当量に対して0.8〜1.2当量
である。この範囲より多ければ硬化速度は速くなり、シ
ェルフライフは短くなる。ざらに、硬化物の耐水性及び
耐熱性が低下する。この範囲より少なくすると、硬化速
度は非常に遅くなると共に、硬化物の耐熱性及び伸度が
低下する。
本発明において、ジアミノジフェニルスルホンは、他の
硬化剤または硬化促進剤と併用することは勿論可能であ
る。
本発明においては、プリプレグに適した樹脂粘度にする
ため、ジアミノジフェニルスルホンやジアミノジフェニ
ルメタンで予備重合し、樹脂粘度を調節してもさしつか
えない。ざらに、本発明の樹脂組成物の性能を損なわな
い程度に熱可塑性樹脂などを添加し、樹脂粘度の調節及
び硬化時の樹脂フローの調節をしてもかまわない。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、CFRP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テープ、シート状物、マット状物
、織物など、どのような形態の炭素繊維にも適用できる
。ざらに、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維
等、先進複合材料の補強材として用いられるものは、す
べて使用できる。
[本発明の効果・] 本発明にかかるエポキシ樹脂組成物の硬化物は高耐熱性
及び高弾性率を有していると共に高伸度である。この結
果、得られるCFRPは高温吸湿下で優れた圧縮強度及
び衝撃特性を発現する。
以下、実施例について本発明をざらに詳しく説明する。
実施例1 N、N、N’ 、N’ −テトラグリシジルジアミノジ
フェニルメタン(エポキシ当量120)359、一般式
[IIで示されるエポキシ樹脂YX−゛ 7(エポキシ
当量300)35g、ブロム化エポキシ樹脂(エポキシ
当量350)30gをあらかじめ160〜165℃に加
熱した後、4.4’ −ジアミノジフェニルスルホン3
0C1を加え完全に溶解した。このエポキシ樹脂組成物
を厚さ2mmの型に流し込み180℃2時間加熱して硬
化板を得た。この板から、縦110mm、横19mmの
タンザク型の引張用サンプルを切り出し、端面をサンド
ペーパーで研磨した。このサンプルの中央にストレイン
ゲージを貼り引張速度2.5mm/分で引張強度を測定
した。Dupont990DSqを用いて、40℃/分
の昇温速度でガラス転位温度を測定した。さらに、20
時間沸騰水浸漬後の吸水率を測定した。これらの結果を
表1に示す。
実施例2 N、N、N’ 、N’ −テトラグリシジルジアミノジ
フェニルメタン30g、YX−725(II、ブロム化
エポキシ25g、ビススフエノールA型エポキシ樹脂(
エポキシ当量189)20Q、4゜4′−ジアミノジフ
ェニルスルホン31Qを用いて実施例1と同様な測定を
行なった。結果を表1に示す。
比較例1 YX−730g、ブロム化エポキシ樹脂30q、ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂40CI、4゜4′−ジアミ
ノジフェニルスルホン24gを用い   ′て実施例1
と同様測定を行なった。結果を表1に示す。
表1より本発明のエポキシ樹脂組成物は、優れた耐熱性
、弾性率、伸度を有していることが確認できた。
実施例3 N、N、N’ 、N’ −テトラグリシジルジアミノジ
フェニルメタン1500Q、YX−71250q、ブロ
ム化エポキシ樹脂1250CI、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂1000(l]をあらかじめ100’Cに加
熱したニーダに十分混合する。
混合した後、ニーダ内容物の温度を60〜65°Cに冷
却して、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン155
0gを加え、十分混合し、エポキシ樹脂組成物を作った
。この樹脂組成物を一方向に引き揃えた炭素繊維“トレ
カ”T700(東しく株)商標)にホットメルト法によ
り含浸させ、樹脂含有量34重量%の一方向プリプレグ
を作製した。
このプリプレグを(±45°10°/−45°/900
)48の疑似等方に積層し、オートクレーブにて硬化さ
せ、炭素繊維59容量%、厚さ4.3gmmの硬化板を
得た。硬化板から縦150mm、横100mmのサンプ
ルを切り出し、縦、横、厚さ方向が900になるよう端
面加工した。この試験片に厚さ10mmあたり6751
q−cm、及び900kg−cmの落錘衝撃を与えた後
、縦方向に圧縮荷重をかけ、残存圧縮強度を測定した。
結果を表2に示す。さらに、上記一方向プリプレグを一
方向に8枚積層した後、オートクレーブで硬化板を得た
。この硬化板からASTM、D695に準じて試験片を
切り出し圧縮物性を測定した。この結果を表2に示す。
比較例2 YX−71500C1、ブロム化エポキシ樹脂1500
!;l、ビスフェノールA型エポキシ樹脂2000g、
4,4′−ジアミノジフェニルスルホン1200Qを用
い、実施例3と同様にして衝撃後の残存圧縮強度及び圧
縮強度を測定し、結果を表2に示す。
表2より、本発明によるエポキシ樹脂組成物は優れた高
温吸湿下での圧縮強度及び衝撃特性を有するCFRPを
提供することを確認した。
表1:樹脂硬化物の物性 E LM 434 : N、N、N′、N’−テトラグ
リシジルジアミノジフェニルメタン EPCニブロム化エポキシ樹脂 EP828:ビスフェノールA型エポキシ樹脂表2=コ
ンポジット物性 末 71℃温水中14日浸漬後

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少なくともN、N、N′、N′−テトラグリシジルジア
    ミノジフェニルメタン、一般式[I]▲数式、化学式、
    表等があります▼ (RはHまたはOCH_3) で示されるエポキシ樹脂を含有し、硬化剤としてジアミ
    ノジフェニルスルホンから成るエポキシ樹脂組成物。
JP7119785A 1985-04-05 1985-04-05 エポキシ樹脂組成物 Pending JPS61231021A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN109385043A (zh) * 2018-08-06 2019-02-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种基于螺旋环缩醛环氧树脂的易回收碳纤维复合材料

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN109385043A (zh) * 2018-08-06 2019-02-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种基于螺旋环缩醛环氧树脂的易回收碳纤维复合材料
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