KR100507633B1 - Bisphenol-a/bisphenol-s hybrid epoxy resin compositions - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따라 비스페놀-A 타입 에폭시 수지 50 내지 95 중량%와 비스페놀-S 타입 에폭시 수지 5 내지 50 중량%를 하이브리드 시킨 조성물은 우수한 물성을 가져 기존의 비스페놀-A 타입 에폭시 수지를 대체하여 속경화 및 우수한 기계적 특성을 지닌 섬유강화 복합재료를 제조하는데 유리하게 사용할 수 있다.The present invention relates to a bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition, wherein a composition obtained by hybridizing 50 to 95% by weight bisphenol-A type epoxy resin and 5 to 50% by weight bisphenol-S type epoxy resin according to the present invention It has excellent physical properties and can be advantageously used to manufacture fiber-reinforced composites having fast curing and excellent mechanical properties by replacing conventional bisphenol-A type epoxy resins.
Description
본 발명은 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 바람직하게는 하기 화학식 1의 비스페놀-A 타입 에폭시 수지(diglycidyl ether of bisphenol-A, DGEBA) 및 하기 화학식 2의 비스페놀-S 타입 에폭시 수지를 하이브리드 시킨 새로운 매트릭스 수지의 제조에 관한 것이다. The present invention relates to a bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition, preferably a bisphenol-A type epoxy resin (diglycidyl ether of bisphenol-A, DGEBA) of Formula 1 and a bisphenol-S type of Formula 2 The present invention relates to the production of a new matrix resin obtained by hybridizing an epoxy resin.
비스페놀-A 타입 에폭시 수지는 널리 사용되고 있는 수지로서 열적 특성과 내화학성이 우수하며, 접착성과 반응성이 우수하여 코팅, 구조용 접착제, 전기·전자 부품 재료 및 복합재료의 매트릭스 등으로 널리 사용되고 있고, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지는 주쇄에 설폰기를 도입한 에폭시 수지로서 기계적 물성 등이 우수하여 분말 코팅, 구조용 접착제, 주형 재료, 적층판 및 프리프레그 제조 등에 널리 사용되고 있다. Bisphenol-A type epoxy resins are widely used resins, which have excellent thermal and chemical resistance, and are excellent in adhesiveness and reactivity, and thus are widely used in coatings, structural adhesives, matrices of electrical and electronic component materials, and composite materials. S-type epoxy resins are epoxy resins having sulfone groups introduced into the main chain, and have excellent mechanical properties, and are widely used in powder coating, structural adhesives, mold materials, laminates, and prepregs.
그러나 비스페놀-A 타입 에폭시 수지는 잘 깨지는 취성 및 고온에서의 열안정성 저하로 고성능 구조재 재료로의 이용에 제한을 받아왔다. 또한, 통상적으로 에폭시 수지의 기계적 물성을 향상시키기 위해 사용되는 열가소성 수지, 고무계 충전제 등으로 인한 열 안정성 저하, 부반응, 모노머 선정의 어려움 등의 단점이 있었다. 따라서, 근래에는 이러한 단점들을 개선한 새로운 성능을 가진 매트릭스의 개발이 절실히 필요하게 되었다. 이러한 요구에 부합하는 새로운 매트릭스를 개발하는 방법으로는 신규한 수지를 합성하여 매트릭스 자체를 개발하는 방법이 있으나 이는 많은 비용과 시간을 필요로 한다. However, bisphenol-A type epoxy resins have been limited in their use as high performance structural materials due to their brittle brittleness and poor thermal stability at high temperatures. In addition, there are drawbacks such as poor thermal stability, side reactions, difficulty in selecting monomers, etc., due to thermoplastic resins, rubber fillers, and the like, which are typically used to improve mechanical properties of epoxy resins. Therefore, in recent years, the development of a matrix with new performance that overcomes these shortcomings is urgently needed. As a way of developing a new matrix that meets these needs, there is a method of developing the matrix itself by synthesizing a new resin, but this requires a lot of cost and time.
따라서, 본 발명의 목적은 기존의 비스페놀-A 타입 에폭시 수지 매트릭스의 물성을 향상시킨 새로운 매트릭스를 제공하는 데에 있으며, 기존의 매트릭스들을 하이브리드시킴으로써 그 시너지 효과로 개개의 매트릭스가 갖는 단점을 보완하여 향상된 물성을 지닌 매트릭스를 제조할 수 있음을 알고 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new matrix which improves the physical properties of the existing bisphenol-A type epoxy resin matrix, and by synthesizing the existing matrices to compensate for the disadvantages of the individual matrix by synergistic effects. The present invention was completed by knowing that a matrix having physical properties can be prepared.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 비스페놀-A 타입 에폭시 수지 50 내지 95 중량% 및 비스페놀-S 타입 에폭시 수지 5 내지 50 중량%를 포함하는 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy composition comprising 50 to 95% by weight of bisphenol-A type epoxy resin and 5 to 50% by weight of bisphenol-S type epoxy resin.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 하기 화학식 1의 비스페놀-A 타입 에폭시 수지와 하기 화학식 2의 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 하이브리드 조성물을 제공한다:In a preferred embodiment, the present invention provides a hybrid composition of a bisphenol-A type epoxy resin of Formula 1 and a bisphenol-S type epoxy resin of Formula 2:
화학식 1Formula 1
화학식 2Formula 2
본 발명에서는 또한, 상기 본 발명에 따른 비스페놀-A 타입 에폭시 수지와 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 하이브리드 조성물을 섬유에 도포, 함침 및 경화시켜 얻은 섬유 강화 복합재료를 제공한다. The present invention also provides a fiber-reinforced composite material obtained by applying, impregnating and curing the hybrid composition of the bisphenol-A type epoxy resin and the bisphenol-S type epoxy resin according to the present invention.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따르면, 비스페놀-A 타입 에폭시 수지 50 내지 95 중량%와 비스페놀-S 타입 에폭시 수지 5 내지 50 중량%를 하이브리드 시킨 조성물을 제공한다.According to the present invention, bisphenol-A type epoxy resin It provides a composition in which 50 to 95% by weight of the bisphenol-S type epoxy resin is hybridized to 5 to 50% by weight.
본 발명의 하이브리드 조성물에서, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 조성물의 물성이 순수 비스페놀-A 타입 에폭시 수지 매트릭스의 물성치에 비해 큰 증가를 보이지 않고, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 50 중량%보다 많은 경우에는 반고형 비스페놀-S 타입 에폭시 수지에 의해 혼화성이 떨어져 급격한 물성 감소 현상이 나타난다(도 2 내지 도 4 참조).In the hybrid composition of the present invention, when the content of the bisphenol-S type epoxy resin is less than 5% by weight, the physical properties of the composition do not show a significant increase compared to those of the pure bisphenol-A type epoxy resin matrix, and the bisphenol-S type epoxy resin When the content of more than 50% by weight of semi-solid bisphenol-S type epoxy resins are miscible due to a sharp decrease in physical properties (see Figs. 2 to 4).
본 발명의 조성물에서 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 증가함에 따라 경화제를 이용하여 경화시킬 때의 경화 발열 곡선이 저온으로 이동하여 작업공정이 단축된다. 또한, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 약 20 중량%일 때 수지의 임계응력 세기인자(KIC) 및 인장강도가 최대값을 보이고, 충격강도의 경우 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 10 중량%일 때 최대치를 보인다(비스페놀-S 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 것에 비해 16% 증가함).As the content of the bisphenol-S type epoxy resin in the composition of the present invention increases, the curing exotherm curve when cured with a curing agent moves to a low temperature, thereby shortening the work process. In addition, when the content of the bisphenol-S type epoxy resin is about 20% by weight, the critical stress intensity factor (K IC ) and the tensile strength of the resin show the maximum value, and the impact strength of the bisphenol-S type epoxy resin is 10 Maximum values are shown in weight percent (the content of bisphenol-S epoxy resin is increased by 16% compared to 0 weight percent).
본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물은 기계적 물성이 우수할뿐만 아니라 속경화 및 작업 공정 단순화로 작업 시간이 단축되는 한편, 열경화뿐만 아니라 상온 경화에 의해서도 경화될 수 있다.The bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention not only has excellent mechanical properties but also shortens working time due to rapid curing and simplification of working processes, and can be cured not only by thermal curing but also by room temperature curing.
본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물은 통상적으로 경화공정을 거친 경화물에 150 내지 200 ℃에서 약 2시간 동안 후경화시킴으로써 미반응 반응물을 반응시켜 물성을 증가시킬 수도 있다. The bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention may increase the physical properties by reacting the unreacted reactant by post-curing the cured product which has been generally cured at 150 to 200 ° C. for about 2 hours.
본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물은 결합제 매트릭스로서 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 특히 탄소섬유, 유리섬유, 보론섬유, 아라미드섬유와 같은 섬유에 도포, 함침 및 경화되어 섬유강화 복합재료를 제조하는데 유리하게 사용될 수 있다. The bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention can be used in various fields as a binder matrix, and in particular, it is applied, impregnated and cured to fibers such as carbon fiber, glass fiber, boron fiber, and aramid fiber to strengthen the fiber. It can be advantageously used to produce composites.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are not intended to limit the invention only.
합성예 1Synthesis Example 1
비스페놀-S 200.2 g (0.8 몰, 순도 99.8%, 한국정밀화학(주), 융점 245 ℃)와 에피클로로히드린 370.1 g (4 몰, Aldrich Chem Co.), 및 40% NaOH 수용액 80 g (0.8 몰)을 교반기, 온도계 및 콘덴서가 부착된 반응기에 넣고 온도를 100 ℃로 유지하면서 7시간 동안 반응시켜 비스페놀-S 타입 에폭시 수지를 제조하였다. 200.2 g of bisphenol-S (0.8 mol, purity 99.8%, Korea Fine Chemicals Co., Ltd., melting point 245 ° C.), 370.1 g of epichlorohydrin (4 mol, Aldrich Chem Co.), and 80 g of 0.8% aqueous 40% NaOH solution Mole) was placed in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser, and reacted for 7 hours while maintaining the temperature at 100 ° C., thereby preparing a bisphenol-S type epoxy resin.
반응 후 제조된 수지에 존재하는 과량의 에피클로로히드린과 수분을 제거하기 위해 110 ℃, 80 kPa하의 진공오븐에서 2시간 동안 건조하였고, 반응부산물과 불순물 제거 등의 목적으로 이소부틸메틸케톤(MIBK)에 용해시켜 30분간 교반한 후 여과하였다. 여과된 비스페놀-S 타입 에폭시 수지를 100 ℃에서 진공 증류하여 MIBK를 제거하고 수율 80% 이상, 분자량 2093인 비스페놀-S 타입 에폭시 수지를 얻었다.In order to remove excess epichlorohydrin and water present in the resin prepared after the reaction, the resultant was dried for 2 hours in a vacuum oven at 110 ° C. and 80 kPa, and isobutyl methyl ketone (MIBK) was used to remove reaction byproducts and impurities. It was dissolved in) and stirred for 30 minutes and then filtered. The filtered bisphenol-S type epoxy resin was vacuum distilled at 100 ° C. to remove MIBK, to obtain a bisphenol-S type epoxy resin having a yield of 80% or more and a molecular weight of 2093.
합성예 2Synthesis Example 2
상기 합성예 1과 동일한 방법으로 하되, 반응 온도를 120 ℃로 유지하면서 8시간 동안 반응시켜, 최종적으로 수율 80% 이상, 분자량 2472인 비스페놀-S 타입 에폭시 수지를 얻었다.In the same manner as in Synthesis Example 1, the reaction was carried out for 8 hours while maintaining the reaction temperature at 120 ° C. to obtain a bisphenol-S type epoxy resin having a yield of 80% or more and a molecular weight of 2472.
실시예 1Example 1
비스페놀-A 타입 에폭시 수지 "YD-128"(국도화학(주) 제품) 50 내지 100 중량%에 합성예 1에서 얻어진 비스페놀-S 타입 에폭시 수지 0 내지 50 중량%를 혼합한 에폭시 하이브리드 조성물에 경화제로 디아미노디페닐메탄(DDM)을 1:1 당량비로 가하여 경화시킴으로써 시편을 제작하였다. 이 때 경화조건은 110 ℃에서 1시간, 130 ℃에서 2시간, 150 ℃에서 1시간으로 하였다. 경화시 발열곡선 그래프를 도 1에 나타내었다. 그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 증가할수록 경화시 발열 곡선이 저온으로 이동하였다.Bisphenol-A type epoxy resin "YD-128" (manufactured by Kukdo Chemical Co., Ltd.) in an epoxy hybrid composition obtained by mixing 0 to 50% by weight of bisphenol-S type epoxy resin obtained in Synthesis Example 1 as a curing agent. Specimens were prepared by adding diaminodiphenylmethane (DDM) in a 1: 1 equivalent ratio to cure. At this time, curing conditions were 1 hour at 110 degreeC, 2 hours at 130 degreeC, and 1 hour at 150 degreeC. Exothermic curves during curing are shown in FIG. 1. As a result, as shown in FIG. 1, as the content of bisphenol-S type epoxy resin increased, the exothermic curve during curing shifted to a low temperature.
상기에서 제조한 시편에 대해 만능 재료 시험기(Universal Test Machine #1125)를 사용하여 변형속도(cross-head speed)를 1 mm/분으로, 지지대간 거리와 시편 두께의 비(span to depth ratio)는 4:1로 고정하여 각 조성물의 파괴인성을 임계응력 세기인자(KIC)로서 측정한 결과, 도 2에 나타난 바와 같이 임계응력 세기인자(KIC)는 비스페놀-S 에폭시 수지의 함량이 5, 10, 20 및 30 중량%인 경우 비스페놀-S 에폭시 수지 함량이 0%인 것에 비해 각각 14, 33, 47 및 7% 증가하였다.For the specimens prepared above, the cross-head speed was 1 mm / min using a universal test machine # 1125, and the span to depth ratio between the supports and the thickness of the specimen was As a result of measuring the fracture toughness of each composition as the critical stress intensity factor (K IC ) by fixing it at 4: 1, as shown in FIG. 2, the critical stress intensity factor (K IC ) of the bisphenol-S epoxy resin was 5, At 10, 20 and 30% by weight, the bisphenol-S epoxy resin content increased by 14, 33, 47 and 7%, respectively, compared to 0%.
또한, 상기에서 제조한 시편에 대해 변형속도를 5mm/분으로 고정하여 인장강도를 측정한 결과, 도 3에 나타난 바와 같이 인장강도가 비스페놀-S 에폭시 수지의 함량이 5, 10, 20 및 30 중량%인 경우 비스페놀-S 에폭시 수지 함량이 0%인 것에 비해 각각 3, 5, 21 및 5% 증가하였다. In addition, as a result of measuring the tensile strength by fixing the strain rate to 5mm / min for the specimen prepared above, as shown in Figure 3 the tensile strength of the bisphenol-S epoxy resin content of 5, 10, 20 and 30 weight % Increased 3, 5, 21 and 5%, respectively, compared to the bisphenol-S epoxy resin content of 0%.
한편, 상기에서 제조한 시편에 대한 충격강도는 도 4에 나타난 바와 같이 비스페놀-S 에폭시 수지의 함량이 10 중량%인 경우 비스페놀-S 에폭시 수지 함량이 0%인 것에 비해 16% 증가하였고, 이 외의 함량에 있어서는 첨가한 비스페놀-S 에폭시 수지의 함량에 관계없이 거의 일정한 값을 보였다.On the other hand, the impact strength for the specimen prepared above was increased by 16% when the bisphenol-S epoxy resin content is 10% by weight as shown in Figure 4, compared to 0%, other than The content was almost constant regardless of the content of the added bisphenol-S epoxy resin.
실시예 2Example 2
비스페놀-A 타입 에폭시 수지로서 "YD-114"(국도화학(주) 제품)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 수행하여 에폭시 하이브리드 조성물을 얻고, 이에 대해 실시예 1에서 제시한 물성 시험들을 실시한 결과, 도 1에 나타난 바와 같이 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 증가할수록 경화시 발열 곡선이 저온으로 이동하였고, 인장강도 또한 비스페놀-S 에폭시 수지의 함량이 5, 10 및 20 중량%인 경우 비스페놀-S 에폭시 수지 함량이 0%인 것에 비해 각각 4, 10 및 12% 증가하였다.Except for using "YD-114" (product of Kukdo Chemical Co., Ltd.) as the bisphenol-A type epoxy resin was carried out under the same conditions as in Example 1 to obtain an epoxy hybrid composition, the physical properties shown in Example 1 As a result of the tests, as the content of bisphenol-S type epoxy resin increased as shown in Figure 1, the heating curve during curing shifted to a low temperature, tensile strength was also 5, 10 and 20% by weight of bisphenol-S epoxy resin In the case of the bisphenol-S epoxy resin content was increased by 4, 10 and 12%, respectively compared to 0%.
실시예 3Example 3
비스페놀-A 타입 에폭시 수지로서 "YD-134"(국도화학(주) 제품)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 수행하여 에폭시 하이브리드 조성물을 얻고, 이에 대해 실시예 1에서 제시한 파괴인성 시험을 실시한 결과, KIC 값이 비스페놀-S 에폭시 수지의 함량이 5 내지 30 중량%인 경우 비스페놀-S 에폭시 수지 함량이 0%인 것에 비해 3 내지 34% 증가하였다.Except for using "YD-134" (manufactured by Kukdo Chemical Co., Ltd.) as the bisphenol-A type epoxy resin, it was carried out under the same conditions as in Example 1 to obtain an epoxy hybrid composition, and the destruction shown in Example 1 for this As a result of the toughness test, when the K IC value is 5 to 30% by weight of the bisphenol-S epoxy resin, the bisphenol-S epoxy resin content is increased by 3 to 34% compared to 0%.
실시예 4Example 4
실시예 1과 같이 1차 경화시킨 하이브리드 조성물을 200 ℃에서 2시간 동안 후경화시킨 후 실시예 1에서 제시한 물성 시험들을 실시한 결과, KIC 값은 8 내지 14%, 인장강도는 7 내지 16%, 충격강도는 12 내지 21% 증가하였다.As a result of performing the physical tests shown in Example 1 after the first cured hybrid composition as in Example 1 at 200 ° C. for 2 hours, the K IC value was 8 to 14% and the tensile strength was 7 to 16%. , Impact strength increased by 12-21%.
실시예 5Example 5
실시예 1과 같이 제조한 하이브리드 조성물을 탄소섬유에 함침시켜 실시예 1에서 제시한 파괴인성 시험을 실시한 결과, KIC 값은 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 내지 40 중량%인 경우 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 것에 비해 약 11 내지 17% 증가하였다.As a result of conducting the fracture toughness test of Example 1 by impregnating the hybrid composition prepared in Example 1 with carbon fiber, the K IC value is bisphenol- when the content of bisphenol-S type epoxy resin is 5 to 40% by weight. The content of the S type epoxy resin was increased by about 11 to 17% compared to 0% by weight.
실시예 6Example 6
실시예 5와 같이 제조한 탄소섬유 복합재료를 200 ℃에서 2시간 동안 후경화 시킨 후 파괴인성 시험을 실시한 결과 KIC 값은 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 경우 약 3% 증가한 반면, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 내지 40 중량%인 경우 약 6 내지 15% 증가하였다.After fracture of the carbon fiber composite material prepared in Example 5 at 200 ° C. for 2 hours, the fracture toughness test was performed. The K IC value increased by about 3% when the content of bisphenol-S type epoxy resin was 0% by weight. On the other hand, when the content of the bisphenol-S type epoxy resin is 5 to 40% by weight increased about 6 to 15%.
실시예 7Example 7
실시예 1과 같이 제조한 하이브리드 조성물을 유리섬유에 함침시켜 실시예 1에서 제시한 파괴인성 시험을 실시한 결과, KIC 값은 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 내지 40 중량%인 경우 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 것에 비해 약 2 내지 18% 증가하였다.As a result of performing the fracture toughness test given in Example 1 by impregnating the hybrid composition prepared in Example 1 with glass fibers, the K IC value was determined to be bisphenol- when the content of the bisphenol-S type epoxy resin was 5 to 40 wt%. The content of the S type epoxy resin was increased by about 2 to 18% compared to 0% by weight.
실시예 8Example 8
실시예 7과 같이 제조한 유리섬유 복합재료를 200 ℃에서 2시간 동안 후경화 시킨 후 파괴인성 시험을 실시한 결과 KIC 값은 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 경우 약 3% 증가한 반면, 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 내지 40 중량%인 경우 약 10 내지 13% 증가하였다.After the glass fiber composite material prepared as in Example 7 was post-cured at 200 ° C. for 2 hours and subjected to fracture toughness test, the K IC value increased by about 3% when the content of the epoxy resin was 0% by weight, whereas bisphenol- When the content of the S-type epoxy resin is 5 to 40% by weight increased about 10 to 13%.
실시예 9Example 9
실시예 1과 같이 제조한 하이브리드 조성물을 보론섬유에 함침시켜 실시예 1에서 제시한 파괴인성 시험을 실시한 결과, KIC 값은 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 내지 40 중량%인 경우 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 것에 비해 약 12 내지 16% 증가하였다.As a result of performing the fracture toughness test given in Example 1 by impregnating the hybrid composition prepared in Example 1 with boron fibers, the K IC value was determined to be bisphenol- when the content of bisphenol-S type epoxy resin was 5 to 40 wt%. The content of the S type epoxy resin was increased by about 12 to 16% compared to 0% by weight.
실시예 10Example 10
실시예 1과 같이 제조한 하이브리드 조성물을 아라미드섬유에 함침시켜 실시예 1에서 제시한 파괴인성 시험을 실시한 결과, KIC 값은 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 5 내지 40 중량%인 경우 비스페놀-S 타입 에폭시 수지의 함량이 0 중량%인 것에 비해 약 11 내지 21% 증가하였다.As a result of performing the fracture toughness test of Example 1 by impregnating the aramid fibers with the hybrid composition prepared as in Example 1, the K IC value was calculated as bisphenol- when the content of bisphenol-S type epoxy resin was 5 to 40% by weight. The content of the S type epoxy resin was increased by about 11 to 21% compared to 0% by weight.
본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물은 기존 비스페놀-A 타입 에폭시 수지의 높은 취성, 고온에서의 열안정성 저하 등의 단점이 배제되어 속경화 및 우수한 기계적 특성 등이 구현될 수 있으며, 결합제로서 탄소섬유, 유리섬유, 보론섬유, 아라미드섬유와 같은 섬유에 도포, 함침 및 경화되어 섬유강화 복합재료를 제조하는데 유리하게 사용될 수 있다.Bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention can be implemented in the fast curing and excellent mechanical properties by eliminating the disadvantages such as high brittleness of the existing bisphenol-A type epoxy resin, lowering the thermal stability at high temperature And as a binder, it can be advantageously used to prepare fiber-reinforced composites by coating, impregnating and curing the fibers such as carbon fiber, glass fiber, boron fiber, aramid fiber.
도 1은 본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 디아미노디페닐메탄(DDM)을 이용하여 경화시킬 때의 비스페놀-S 에폭시 수지(BPSER) 함량에 따른 경화 발열 곡선을 나타내는 그래프이고,1 shows a curing exotherm curve according to bisphenol-S epoxy resin (BPSER) content when the bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention is cured using diaminodiphenylmethane (DDM). It's a graph,
도 2는 본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물에서의 비스페놀-S 에폭시 수지 함량에 따른 임계응력 세기인자(KIC)를 나타내는 그래프이며,2 is a graph showing the critical stress intensity factor (K IC ) according to the bisphenol-S epoxy resin content in the bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물에서의 비스페놀-S 에폭시 수지 함량에 따른 인장강도를 나타내는 그래프이고,3 is a graph showing tensile strength according to bisphenol-S epoxy resin content in the bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 비스페놀-A/비스페놀-S 하이브리드 에폭시 수지 조성물에서의 비스페놀-S 에폭시 수지 함량에 따른 충격강도를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the impact strength according to the bisphenol-S epoxy resin content in the bisphenol-A / bisphenol-S hybrid epoxy resin composition according to the present invention.
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