KR102332174B1

KR102332174B1 - 섬유강화 복합재료

Info

Publication number: KR102332174B1
Application number: KR1020167029261A
Authority: KR
Inventors: 유이가 아사이; 토모타카 와다
Original assignee: 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2021-12-01
Also published as: WO2015159781A1; TWI649372B; CN106232692B; EP3133108B1; JP6508486B2; CN106232692A; US10233295B2; KR20160144391A; EP3133108A4; EP3133108A1; US20170037201A1; JPWO2015159781A1; TW201602221A

Abstract

본 발명의 섬유강화 복합재료는, 에폭시 수지 조성물을 경화시킨 에폭시 수지 경화물과, 강화섬유를 포함하여 이루어진 섬유강화 복합재료로서, 이 에폭시 수지 조성물이 에폭시 수지(A) 및 경화제(B)를 포함하고, 이 경화제(B)의 10~80질량%가 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물이며, 상기 강화섬유가 탄소섬유, 아라미드섬유 및 보론섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.

Description

섬유강화 복합재료{FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL}

본 발명은, 탄소 섬유강화 복합재료로 대표되는 섬유강화 복합재료에 이용하는 매트릭스 수지에 호적한 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.

섬유강화 복합재료는, 주로 강화섬유와 매트릭스 수지로 구성된다. 매트릭스 수지에는, 각종 재료와의 접착성이 우수한 에폭시 수지 조성물이 주로 사용된다.

섬유강화 복합재료의 매트릭스 수지의 에폭시 수지 조성물에는, 아민계 경화제, 산무수물계 경화제가 주로 사용된다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2 참조).

일본특허공개 2009-102563호 공보 일본특허공개 2011-89071호 공보

아민계 경화제는, 일반적으로 탄소수 1~20의 알킬기를 갖는 아민, 시클로헥실아민, 아미노메틸시클로헥산, 벤질아민, 아닐린, 탄소수 1~20의 알킬기를 갖는 방향족 아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 오르토자일렌디아민, 메타자일렌디아민, 파라자일렌디아민, cis-1,2-비스(아미노메틸)시클로헥산, trans-1,2-비스(아미노메틸)시클로헥산, cis-1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, trans-1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, cis-1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산, trans-1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산, 이소포론디아민, 노보난디아민, 리모넨디아민, 비스(아미노메틸)트리시클로데칸, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐에테르, 디아미노디페닐설폰, 디아미노벤조페논, 오르토페닐렌디아민, 메타페닐렌디아민, 파라페닐렌디아민, 디아미노나프탈렌, 디아미노비페닐, 디에틸톨루엔디아민, 디클로로디아미노디페닐메탄, 디메틸디아미노디페닐메탄, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, N-아미노에틸피페라진, N,N’-비스(아미노에틸)피페라진, 프로판디아민, 부탄디아민, 헥사메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노난디아민, 데칸디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민, cis-1,2-디아미노시클로헥산, trans-1,2-디아미노시클로헥산, cis-1,3-디아미노시클로헥산, trans-1,3-디아미노시클로헥산, cis-1,4-디아미노시클로헥산, trans-1,4-디아미노시클로헥산, 디아미노디시클로헥실메탄, 디메틸디아미노디시클로헥실메탄, 디아미노아다만탄, 비스(아미노메틸)나프탈렌, 비스(아미노메틸)테트랄린, 비스(아미노메틸)데칼린, 트리스(아미노메틸)벤젠, 트리스(아미노메틸)시클로헥산, 테트라키스(아미노메틸)벤젠, 테트라키스(아미노메틸)시클로헥산, 비스(아미노메틸)아다만탄, N-벤질에틸렌디아민, 디벤질에틸렌디아민, 폴리에테르폴리아민, 멘센디아민(メンセンジアミン), 3,9-비스(3-아미노프로필)-2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸어덕트 및 이들의 만니히반응에 의한 변성물, 에폭시 화합물의 반응에 의한 변성물, 카르복실기를 갖는 화합물과의 변성물, 마이클반응에 의한 변성물, 에피클로르하이드린에 의한 변성물, 스티렌에 의한 변성물 및 이들의 혼합물이 사용된다. 그러나, 이들 아민계 경화제는, 독성이나 피부자극성이 높다는 문제점이 있다.

한편, 산무수물계 경화제는 일반적으로 독성이나 피부자극성이 낮다는 점에서 호적하게 이용되고 있다. 산무수물계 경화제로서, 일반적으로 메틸헥사하이드로무수프탈산, 메틸테트라하이드로무수프탈산, 메틸나딕산무수물, 디하이드로메틸나딕산무수물, 헥사하이드로무수프탈산, 테트라하이드로무수프탈산, 나딕산무수물, 무수석신산, 무수말레산, 도데세닐무수석신산, 디에틸글루타르산무수물 및 이들의 혼합물이 사용된다.

그러나, 상기와 같은 산무수물계 경화제를 이용한 경우, 에폭시 경화물의 강화섬유(특히 탄소섬유)에 대한 접착강도가 낮다는 문제점이 있다. 에폭시 경화물의 강화섬유에 대한 접착강도가 낮은 경우, 섬유강화플라스틱의 압축강도나 층간전단강도가 저하된다.

본 발명의 목적은, 압축강도나 층간전단강도가 우수한 섬유강화 복합재료를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 특정의 구조를 갖는 산무수물이 특정 비율로 배합되어 이루어지는 에폭시 수지 조성물에 의해, 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.

즉 본 발명은 이하에 관한 것이다.

[1]

에폭시 수지 조성물을 경화시킨 에폭시 수지 경화물과, 강화섬유를 포함하여 이루어진 섬유강화 복합재료로서, 이 에폭시 수지 조성물이 에폭시 수지(A) 및 경화제(B)를 포함하고, 이 경화제(B)의 10~80질량%가 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물이며, 상기 강화섬유가 탄소섬유, 아라미드섬유 및 보론섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 섬유강화 복합재료.

[2]

상기 강화섬유가 탄소섬유인, [1]에 기재된 섬유강화 복합재료.

[3]

상기 에폭시 수지 경화물과 상기 강화섬유의 배합질량비(경화물:강화섬유)가 80:20~20:80인, [1] 또는 [2]에 기재된 섬유강화 복합재료.

[4]

상기 경화제(B)가 메틸헥사하이드로무수프탈산, 메틸테트라하이드로무수프탈산, 헥사하이드로무수프탈산, 테트라하이드로무수프탈산, 메틸나딕산무수물 및 디하이드로메틸나딕산무수물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함하는, [1] ~ [3] 중 어느 하나에 기재된 섬유강화 복합재료.

본 발명에 따르면, 에폭시 수지 경화물과 강화섬유(특히 탄소섬유)의 접착강도가 높고, 압축강도나 층간전단강도가 우수한 섬유강화 복합재료가 제공된다.

이하, 본 발명의 실시형태(이하 「본 실시형태」라고도 함)에 대하여 설명한다. 한편, 이하의 실시형태는, 본 발명을 설명하기 위한 예시이며, 본 발명은 이 실시형태만으로 한정되지 않는다.

본 실시형태에 있어서, 「에폭시 수지」란 1분자 내에 1개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 말한다. 「에폭시 수지 조성물」이란 폴리머화 혹은 경화반응에 필요한 요소(경화제)가 「에폭시 수지」에 혼합된 것이다. 「경화물」이란 「에폭시 수지 조성물」이 폴리머화 혹은 경화된 것이다.

본 실시형태에 이용하는 에폭시 수지 조성물은, 적어도 에폭시 수지(A) 및 경화제(B)를 포함하고, 이 경화제(B)의 10~80질량%가 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물이다.

에폭시 수지(A)로는, 특별히 한정되지 않고 모든 에폭시 수지를 사용할 수 있으나, 예를 들어, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀AP형 에폭시 수지, 비스페놀AF형 에폭시 수지, 비스페놀B형 에폭시 수지, 비스페놀BP형 에폭시 수지, 비스페놀C형 에폭시 수지, 비스페놀E형 에폭시 수지, 비스페놀G형 에폭시 수지, 비스페놀M형 에폭시 수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 비스페놀P형 에폭시 수지, 비스페놀PH형 에폭시 수지, 비스페놀TMC형 에폭시 수지, 비스페놀M형 에폭시 수지, 레조르신형 에폭시 수지, 하이드로퀴논형 에폭시 수지, 카테콜형 에폭시 수지, 디하이드록시나프탈렌형 에폭시 수지, 디하이드록시디하이드로나프탈렌형 에폭시 수지, 디하이드록시테트랄린형 에폭시 수지, 디하이드록시안트라센형 에폭시 수지, 디하이드록시디하이드로안트라센형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테트라메틸비페닐형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 테트라페닐에탄형 에폭시 수지, 테트라페닐메탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔-페놀 부가반응형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 나프톨노볼락형 에폭시 수지, 나프톨아랄킬형 에폭시 수지, 나프톨-페놀 공축(共縮) 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨-크레졸 공축 노볼락형 에폭시 수지, 방향족 탄화수소포름알데히드 수지 변성 페놀 수지형 에폭시 수지, 비페닐 변성 노볼락형 에폭시 수지, 테트라브로모비스페놀A형 에폭시 수지, 브롬화페놀노볼락형 에폭시 수지, 탄소수 1~20의 알킬기를 갖는 알코올의 글리시딜에테르화물, 페닐글리시딜에테르, 시클로헥실글리시딜에테르, 탄소수 1~20의 알킬기가 치환된 방향족 글리시딜에테르, 자일릴글리시딜에테르, 카르다닐글리시딜에테르(カルダニルグリシジルエ-テル), 수첨 카르다닐글리시딜에테르, 벤질글리시딜에테르, 수첨 비스페놀A 디글리시딜에테르, 수첨 비스페놀F 디글리시딜에테르, 시클로헥산디메탄올디글리시딜에테르, 노보난디메탄올디글리시딜에테르, 시클로헥산디올디글리시딜에테르, 프로판디올디글리시딜에테르, 부탄디올디글리시딜에테르, 헥산디올디글리시딜에테르, 노난디올디글리시딜에테르, 데칸디올디글리시딜에테르, 메타자일렌글리콜디글리시딜에테르, 파라자일렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르모노글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜모노메틸에테르모노글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜톨루이딘, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, 테트라글리시딜디클로로디아미노메탄, 테트라글리시딜디메틸디아미노메탄, 테트라글리시딜디아미노디페닐설폰, 테트라글리시딜메타자일렌디아민, 테트라글리시딜파라자일릴렌디아민, 테트라글리시딜비스(아미노메틸)시클로헥산, 테트라글리시딜이소포론디아민, 테트라글리시딜시클로헥산디아민, 트리글리시딜-N-아미노에틸피페라진, 트리글리시딜페닐에틸자일릴렌디아민, 테트라글리시딜디아미노디시클로헥실메탄, 테트라글리시딜디메틸디아미노디시클로헥실메탄, 테트라글리시딜디클로로디아미노디시클로헥실메탄, 트리글리시딜파라아미노페놀, 트리글리시딜메타아미노페놀, 헥사하이드로프탈산디글리시딜에스테르, 메틸헥사하이드로프탈산디글리시딜에스테르, 테트라하이드로프탈산디글리시딜에스테르, 메틸테트라하이드로프탈산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 테레프탈산디글리시딜에스테르, 메틸프탈산디글리시딜에스테르, 메틸테레프탈산디글리시딜에스테르, 시클로헥산디카르본산디글리시딜에스테르, 노보넨디카르본산디글리시딜에스테르, 1,2,4-시클로헥산트리카르본산트리글리시딜에스테르, 1,3,5-시클로헥산트리카르본산트리글리시딜에스테르, 1,2,4-벤젠트리카르본산트리글리시딜에스테르, 1,3,5-벤젠트리카르본산트리글리시딜에스테르, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산테트라글리시딜에스테르, 1,2,4,5-벤젠테트라카르본산테트라글리시딜에스테르, 버사틱산글리시딜에스테르(バ-サチック酸グリシジルエステル), 아디프산디글리시딜에스테르, 장쇄이염기산디글리시딜에스테르, 메타크릴산글리시딜에스테르, 3’,4’-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, ε-카프로락톤 변성 에폭시, 테트라하이드로프탈산디글리시딜에스테르모노옥사이드, 비닐시클로헥센모노옥사이드, 1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산, 1,2:8,9-디에폭시리모넨, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타아크릴레이트, 트리글리시딜이소시아누레이트, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 한편, 본 실시형태에서 이용하는 에폭시 수지(A)는, 상기 예시한 에폭시 수지를 단독으로 배합할 수도 있고, 또한, 복수종 혼합하여 배합할 수도 있다. 이들 중에서는, 비스페놀A형 에폭시 수지, 3’,4’-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 및 이들의 혼합물이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3’,4’-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트이다.

경화제(B) 중, 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물의 비율은, 10~80질량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15~60질량%이고, 더욱 바람직하게는 33~50질량%이다. 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물의 비율이 10질량% 이상이면 에폭시 수지 경화물과 강화섬유의 접착강도가 높아진다. 또한, 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물의 비율이 80질량% 이하이면, 경화제의 점도가 낮아져 작업성이 향상된다.

경화제(B)의 점도는, 25℃에 있어서 400Pa·s 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25℃에 있어서 15Pa·s 이하이고, 더욱 바람직하게는 25℃에 있어서 6Pa·s 이하이다. 경화제(B)의 점도의 하한은, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 25℃에 있어서 0.1Pa·s 이상이다. 경화제(B)의 점도가 상기 범위 내이면 작업성이 향상되는 경향이 있다. 경화제(B)의 점도를 상기 범위 내로 제어하는 방법은, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 경화제(B)로서, 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물의 점도보다 낮은 점도를 갖는 경화제를 병용하는 방법을 들 수 있다. 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물과 병용하는 경화제의 점도는, 25℃에 있어서 0.01~1Pa·s인 것이 바람직하고, 0.03~0.3Pa·s인 것이 보다 바람직하고, 0.05~0.08Pa·s인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위의 점도를 갖는 경화제로는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 후술하는 산무수물계 화합물을 들 수 있다. 한편, 본 실시형태에 있어서, 경화제(B)의 점도는, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.

경화제(B)에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 여러가지 산무수물계 화합물이 함유되어 있을 수도 있다. 산무수물계 화합물의 구체예로는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 메틸헥사하이드로무수프탈산, 메틸테트라하이드로무수프탈산, 메틸나딕산무수물, 디하이드로메틸나딕산무수물, 헥사하이드로무수프탈산, 테트라하이드로무수프탈산, 나딕산무수물, 무수석신산, 무수말레산, 도데세닐무수석신산, 디에틸글루타르산무수물, 무수프탈산, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르본산이무수물, 비페닐테트라카르본산이무수물, 나프탈렌테트라카르본산이무수물, 옥소디프탈산이무수물, 디페닐설폰테트라카르본산이무수물, 디페닐메탄테트라카르본산이무수물, 트리알킬테트라하이드로무수프탈산, 메틸시클로헥센테트라카르본산이무수물, 에틸렌글리콜비스안하이드로트리멜리테이트, 글리세린안하이드로트리멜리테이트모노아세테이트, 아다만틸석신산무수물, 디메틸아다만틸석신산무수물, 에틸아다만틸무수석신산무수물, 클로렌드산무수물, 부탄테트라카르본산이무수물, 시클로부탄테트라카르본산이무수물, 시클로펜탄테트라카르본산이무수물, 시클로헥산테트라카르본산이무수물, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산-1,2-무수물, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들 중에서는, 메틸헥사하이드로무수프탈산, 메틸테트라하이드로무수프탈산, 헥사하이드로무수프탈산, 테트라하이드로무수프탈산, 메틸나딕산무수물, 디하이드로메틸나딕산무수물, 및 이들의 혼합물이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 메틸헥사하이드로무수프탈산, 헥사하이드로무수프탈산, 및 이들의 혼합물이 바람직하다.

상기 에폭시 수지 조성물에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 카르복실기를 갖는 유기 화합물을 배합할 수도 있다. 카르복실기를 갖는 유기 화합물의 구체예로는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 탄소수 1~20의 알킬기가 치환된 카르본산, 시클로프로판카르본산, 시클로부탄카르본산, 시클로펜탄카르본산, 시클로헥산카르본산, 시클로헵탄카르본산, 시클로옥탄카르본산, 아다만탄카르본산, 탄소수 1~20의 알킬기가 치환된 시클로헥산카르본산, 안식향산, 나프탈렌카르본산, 테트랄린카르본산, 데칼린카르본산, 탄소수 1~20의 알킬기가 치환된 방향족 카르본산, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 살리실산, 아세틸살리실산, 옥살산, 푸마르산, 말레산, 말산, 주석산, 아스코르브산, 프로판이산, 부탄이산, 펜탄이산, 헥산이산, 헵탄이산, 옥탄이산, 노난이산, 데칸이산, 도데칸이산, 시클로부탄디카르본산, 시클로펜탄디카르본산, cis-시클로헥산디카르본산, trans-시클로헥산디카르본산, 시클로헥센디카르본산, 아다만탄디카르본산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌디카르본산, 비페닐디카르본산, 데칼린디카르본산, 테트랄린디카르본산, 1,2,4-벤젠트리카르본산, 1,3,5-벤젠트리카르본산, 1,2,4,5-벤젠테트라카르본산, 1,2,4-시클로헥산트리카르본산, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.

상기 에폭시 수지 조성물에 있어서의 에폭시 수지(A)와 경화제(B)의 배합비율은 하기 식(1)으로 표시되는 배합당량비가 0.4~1.2인 것이 바람직하고, 0.5~1.1인 것이 보다 바람직하고, 0.85~0.95인 것이 더욱 바람직하다.

에폭시 수지(A)와 경화제(B)의 배합당량비=(X+Y)/Z (1)

X: 경화제(B) 중에 포함되는 산무수물기의 관능기 수

Y: 경화제(B) 중에 포함되는 카르복실기의 관능기 수

Z: 에폭시 수지(A) 중에 포함되는 에폭시기의 관능기 수

상기 에폭시 수지 조성물은, 경화촉진제를 첨가함으로써, 속경화성을 부여할 수 있다. 경화촉진제로는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 벤질디메틸아민, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 디메틸시클로헥실아민 등의 3급아민류, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸 등의 이미다졸류, 트리페닐포스핀, 아인산트리페닐 등의 유기 인계 화합물, 테트라페닐포스포늄브로마이드, 테트라-n-부틸포스포늄브로마이드 등의 4급포스포늄염류, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센 등이나 그의 유기산염 등의 디아자비시클로알켄류, 옥틸산아연, 옥틸산주석이나 알루미늄아세틸아세톤 착체 등의 유기금속 화합물류, 테트라에틸암모늄브로마이드, 테트라부틸암모늄브로마이드, 벤질트리페닐포스포늄브로마이드 등의 4급암모늄염류, 삼불화붕소, 트리페닐보레이트 등의 붕소화합물, 염화아연, 염화제이주석 등의 금속할로겐화물을 들 수 있다. 더 나아가, 경화촉진제로서, 고융점 이미다졸 화합물, 디시안디아미드, 아민을 에폭시 수지 등에 부가한 아민 부가형 촉진제 등의 고융점분산형 잠재성 촉진제, 이미다졸계, 인계, 포스핀계 촉진제의 표면을 폴리머로 피복한 마이크로캡슐형 잠재성 촉진제, 아민염형 잠재성 경화촉진제, 루이스산염, 브뢴스테드산염 등의 고온해리형의 열양이온 중합형의 잠재성 경화촉진제 등으로 대표되는 잠재성 경화촉진제도 사용할 수 있다. 이들 중에서는, 이미다졸계 경화촉진제가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2-에틸-4-메틸이미다졸이다.

상기 에폭시 수지 조성물에는, 충전재, 가소제 등의 개질성분, 희석제, 요변제 등의 유동조정성분, 안료, 레벨링제, 점착부여제, 난연제, 활제, 슬라이딩이동성(摺動性) 개질제, 대전방지제, 실란커플링제, 이온트랩제, 표면처리제, 실리콘오일, 파라핀, 왁스, 각종 고무, 유기 폴리머 비즈, 내충격성 개량제, 계면활성제, 소포제, 침강방지제, 광확산제, 실리카, 실리카겔, 실리카졸, 탈크, 카본블랙, 마이카, 산화티탄, 형광체, 광확산제, 자외선흡수제, 산화방지제, 이형제, 도전성 충전제, 점도조제용 저점도용제, 탄산가스 발생방지제, 단섬유, 부직포, 나일론6 미립자, 나일론6-6 미립자, 나일론11 미립자, 나일론12 미립자, 나일론6-10 미립자, 나일론8-10 미립자, 나일론9-10 미립자, 나일론10-10 미립자, 나일론6T 미립자, 나일론6IT 미립자, 나일론8T 미립자, 나일론8IT 미립자, 나일론9T 미립자, 나일론9IT 미립자, 나일론10T 미립자, 나일론10IT 미립자, 나일론12T 미립자, 나일론12IT 미립자, 열가소성 폴리우레탄 미립자, 열경화성 폴리우레탄 미립자, 열가소성 에폭시 수지 미립자, 열경화성 에폭시 수지 미립자, 폴리페닐렌설파이드 미립자, 폴리페닐렌설폰 미립자, 폴리에테르설폰 미립자, 폴리에틸렌테레프탈레이트 미립자, 폴리부틸렌테레프탈레이트 미립자, 폴리아미드이미드 미립자, 폴리이미드 미립자, 폴리에테르이미드 미립자, 폴리유산 미립자, 실리콘 미립자, 메타계 아라미드 미립자, 파라계 아라미드 미립자, 폴리카보네이트 미립자, PMMA 미립자, 폴리스티렌 미립자, 폴리에테르케톤 미립자, 폴리에테르에테르케톤 미립자 또는 이들의 혼합물을 용도에 따라 첨가하여 이용할 수 있다.

상기 에폭시 수지 조성물은, 2개 이상의 성분, 예를 들어 에폭시 수지(A)와 경화제(B)를 포함하는 성분으로 나누어 보존해 두고, 경화 전에 이들을 조합할 수도 있다. 또한, 각 성분을 혼합한 에폭시 수지 조성물로서 보존하고, 그대로 경화에 이용할 수도 있다. 각 성분을 배합한 에폭시 수지 조성물로서 보존하는 경우에는, 저온(통상 -40~-15℃)에서 보존하는 것이 바람직하다.

상기 에폭시 수지 조성물의 경화방법에는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 밀폐식 경화로(爐), 연속경화가 가능한 터널로(爐), 트랜스퍼 성형기, 프레스 성형기, 오토클레이브 성형기, 사출 성형기, 금형 등의 종래 공지된 경화장치를 채용할 수 있다. 가열은 특별히 제약되는 일 없이, 예를 들어, 열풍 순환, 적외선 가열, 고주파 가열, 열매 가열 등, 종래 공지된 방법으로 행할 수 있다. 경화온도 및 경화시간은, 80~250℃에서 30초~10시간의 범위가 바람직하다. 경화물의 내부응력을 저감하고자 하는 경우에는, 80~120℃, 0.5~5시간의 조건으로 전경화한 후, 120~180℃, 0.1~5시간의 조건으로 후경화하는 것이 바람직하다. 단시간 경화를 목적으로 하는 경우에는 150~250℃, 30초~30분의 조건으로 경화하는 것이 바람직하다.

상기 에폭시 수지 조성물을 경화시킨 경화물(에폭시 수지 경화물)은 강화섬유(특히 탄소섬유)와 양호한 접착성을 갖는다. 에폭시 수지 경화물과 강화섬유의 접착강도는 45MPa 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50MPa 이상이고, 더욱 바람직하게는 55MPa이다.

본 실시형태의 섬유강화 복합재료에서 이용되는 강화섬유로는, 탄소섬유, 아라미드섬유 및 보론섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다. 강화섬유로는, 특히 강도가 우수하다는 점에서 탄소섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 섬유강화 복합재료에 있어서의 에폭시 수지 경화물과 강화섬유의 배합비율에 특별히 제약은 없으나, 에폭시 수지 경화물과 강화섬유의 배합질량비(경화물:강화섬유)가 80:20~20:80인 것이 바람직하고, 70:30~40:60이 보다 바람직하고, 65:35~55:45가 더욱 바람직하다.

본 실시형태의 섬유강화 복합재료에는, 충전재, 가소제 등의 개질성분, 희석제, 요변제 등의 유동조정성분, 안료, 레벨링제, 점착부여제, 난연제, 활제, 슬라이딩이동성 개질제, 대전방지제, 실란커플링제, 이온트랩제, 표면처리제, 실리콘오일, 파라핀, 왁스, 각종 고무, 유기 폴리머 비즈, 내충격성 개량제, 계면활성제, 소포제, 침강방지제, 광확산제, 실리카, 실리카겔, 실리카졸, 탈크, 카본블랙, 마이카, 산화티탄, 형광체, 광확산제, 자외선흡수제, 산화방지제, 이형제, 도전성 충전제, 점도조제용 저점도용제, 탄산가스 발생방지제 또는, 이들의 혼합물을 용도에 따라 첨가하여 이용할 수 있다.

본 실시형태의 섬유강화 복합재료의 성형방법에는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 핸드레이업(ハンドレイアップ) 성형, 프리프레그 성형, 필라멘트와인딩 성형, 시트와인딩 성형, 풀트루전(プルトリュ-ジョン)(인발(引拔)) 성형, RTM(레진트랜스퍼몰드) 성형, L-RTM 성형, Va-RTM 성형, 인퓨전 성형, 프레스 성형, PCM 성형, 리퀴드레이다운 성형, 다이도포 성형, Surface-RTM 성형을 채용할 수 있다. 본 실시형태의 섬유강화 복합재료의 경화방법에는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 밀폐식 경화로, 연속경화가 가능한 터널로, 금형 등 종래 공지된 경화장치를 채용할 수 있다. 가열은 특별히 제약되는 일 없이, 예를 들어, 열풍 순환, 적외선 가열, 고주파 가열, 열매 가열 등, 종래 공지된 방법으로 행할 수 있다. 경화온도 및 경화시간은, 80~250℃에서 30초~10시간의 범위가 바람직하다. 경화물의 내부응력을 저감하고자 하는 경우에는, 80~120℃, 0.5~5시간의 조건으로 전경화한 후, 120~180℃, 0.1~5시간의 조건으로 후경화하는 것이 바람직하다. 단시간 경화를 목적으로 하는 경우에는 150~250℃, 30초~30분의 조건으로 경화하는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 섬유강화 복합재료는, 항공기나 우주위성, 산업기계, 철도차량, 선박, 자동차 등의 구조부재나 외판 등에 바람직하게 이용된다.

실시예

다음에 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예로 제한되는 것은 전혀 아니다.

에폭시 수지 조성물, 그의 경화물 및 섬유강화 복합재료의 제작에는 이하의 수지원료를 사용하였다.

<에폭시 수지>

(1) 「jER(등록상표)」 828: Mitsubishi Chemical Corporation제, 비스페놀A형 에폭시 수지, 에폭시당량 186g/eq

(2) 「CELLOXIDE(セロキサイド)(등록상표)」 2021P: Daicel Corporation제, 3’,4’-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 에폭시당량 134g/eq

(3) 「jER(등록상표)」 825: Mitsubishi Chemical Corporation제, 비스페놀A형 에폭시 수지, 에폭시당량 175g/eq

(4) 「DENACOL(デナコ-ル)(등록상표)」 EX-214: Nagase ChemteX Corporation제, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 에폭시당량 136g/eq

<산무수물>

(1) 「H-TMAn(등록상표)」: Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.제, 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물

(2) 「RIKACID(リカシッド)(등록상표)」 MH-700G: New Japan Chemical Co., Ltd.제, 4-메틸헥사하이드로무수프탈산과 헥사하이드로무수프탈산의 혼합물

(3) HN-2200: Hitachi Chemical Company, Ltd.제, 3-메틸-1,2,3,6-테트라하이드로무수프탈산과 4-메틸-1,2,3,6-테트라하이드로무수프탈산의 혼합물

(4) MHAC-P: Hitachi Chemical Company, Ltd.제, 3-메틸-3,6-엔도메틸렌-1,2,3,6-테트라하이드로무수프탈산과 4-메틸-3,6-엔도메틸렌-1,2,3,6-테트라하이드로무수프탈산의 혼합물

<경화촉진제>

(1) 2-에틸-4-메틸이미다졸: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.제

점도 측정의 방법은 이하와 같다.

<점도 측정>

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 산무수물계 경화제의 점도를 JIS Z8803(1991)에 준거한 방법에 의해 측정하였다. Toki Sangyo Co., Ltd.제의 TVE-22H형을 이용하였으며, 로터 1°34’×R24 또는 3°×R7.7, 샘플량 1cm³로 하였다.

에폭시 수지 조성물의 경화방법, 물성 평가의 방법은 이하와 같다.

<경화물의 제작>

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 에폭시 수지 조성물을 비이커 내에서 교반기에 의해 혼합하고, 에폭시 수지 조성물 중의 용존가스를 진공으로 탈기하였다. 그 후 에폭시 수지 조성물을 형에 부어 넣고, 100℃, 3시간, 전경화를 행하고, 다시, 150℃, 2시간, 후경화를 행하여, 경화물을 얻었다.

<경화물의 압축강도 측정>

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 경화물을, 두께 4mm, 폭 10mm, 길이 10mm의 시험편으로 하고, 23℃, 상대습도 50%로 1주간 조습하고, JIS K7181에 준거한 방법에 의해, Instron Corporation제의 만능재료 시험기 5582형을 이용하여, 23℃, 상대습도 50%, 시험속도 1mm/min로 측정하였다.

<경화물의 유리전이온도 측정>

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 경화물을, JIS K7121(1987)에 준거하고, DSC법에 의해, Seiko Instruments Inc.제 DSC6200을 이용하여, 유리전이온도 Tg을 측정하였다.

<강화섬유와 경화물의 접착강도 측정>

마이크로 액적법(micro droplet)에 의해, 강화섬유와 경화물의 접착강도를 측정하였다. 강화섬유로서, Mitsubishi Rayon Co., Ltd.제의 탄소섬유 「PYROFIL(등록상표)」 TR-50S(직경 0.0069mm)를 이용하였다.

먼저, 탄소섬유토우(トウ, tow)를 핀셋에 의해 풀어, 1개의 탄소섬유를 취출하였다. 취출한 탄소섬유에 에폭시 수지 조성물의 액적을 부착시켜, 100℃, 3시간, 전경화를 행하고, 다시, 150℃, 2시간, 후경화를 행하고, 탄소섬유에 부착한 액적을 경화시켰다.

탄소섬유에 부착한 경화물을 23℃, 50%상대습도로 1주간 조습하고, 복합재 계면특성 평가장치를 이용하여, 23℃, 50%상대습도로, 탄소섬유와 경화물의 계면전단응력을 측정하였다.

계면전단응력을 F[mN], 탄소섬유와 경화물의 접착면의 길이를 L[mm], 탄소섬유의 직경을 R[mm]로 하면, 탄소섬유와 경화물의 접착강도 T[MPa]는 이하의 식을 통해 산출할 수 있다.

T=F/(1000RLπ)

섬유강화 복합재료의 제작방법, 물성 평가의 방법은 이하와 같다.

<섬유강화 복합재료의 제작>

핸드레이업 성형법에 의해 섬유강화 복합재료를 제작하였다. 강화섬유기재로서, Toray Industries, Inc.제의 탄소섬유직물 「Torayca(トレカ)(등록상표)」 Cloth(クロス) CO-6343(탄소섬유: T300-3K, 직물조직: 평직, 무게(目付): 200g/m², 두께: 0.25mm)을 이용하였다.

먼저, 이형용 셀로판필름(Futamura Chemical Co., Ltd.제 PHT#400형)을 첩부한 유리판(두께 10mm×폭 400mm×길이 400mm)에 강화섬유기재(폭 300mm×길이 300mm) 1매를 세트하였다. 비이커 내에서 교반기에 의해 혼합하고, 진공으로 탈기한 에폭시 수지 조성물을 철나사롤러로 강화섬유기재에 도포하였다. 이후, 강화섬유기재를 세팅하는 공정과 에폭시 수지 조성물을 도포하는 공정을 반복하고, 강화섬유기재를 8매 적층하였다. 이 적층물의 상부에 이형용 셀로판필름을 첩부한 유리판을 씌웠다. 상하의 유리판 사이에 2mm두께의 스페이서를 끼워 넣었다. 유리판 상에 10kg의 추를 얹어, 100℃, 3시간, 전경화를 행하고, 다시, 150℃, 2시간, 후경화를 행하여, 섬유강화 복합재료를 얻었다.

<섬유강화 복합재료의 압축강도 측정>

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 섬유강화 복합재료를, JIS K7076 A법(1991)에 준거하고, Shimadzu Corporation제 「Autograph(オ-トグラフ)」 AG100kNX(1급, 1/1000보증형)을 이용하여, 압축강도를 측정하였다.

<섬유강화 복합재료의 층간전단강도 측정>

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 섬유강화 복합재료를, JIS K7078(1991)에 준거하고, Shimadzu Corporation제 「Autograph(オ-トグラフ)」 AG100kNX(1급, 1/1000보증형)을 이용하여, 층간전단강도를 측정하였다.

<합성예 1>

RIKACID MH-700G 90g과 H-TMAn 10g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 A를 얻었다.

<합성예 2>

RIKACID MH-700G 85g과 H-TMAn 15g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 B를 얻었다.

<합성예 3>

RIKACID MH-700G 67g과 H-TMAn 33g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 C를 얻었다.

<합성예 4>

RIKACID MH-700G 50g과 H-TMAn 50g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 D를 얻었다.

<합성예 5>

RIKACID MH-700G 40g과 H-TMAn 60g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 E를 얻었다.

<합성예 6>

RIKACID MH-700G 20g과 H-TMAn 80g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 F를 얻었다.

<합성예 7>

RIKACID MH-700G 100g을 100℃에서, 질소분위기하에서 교반하여, 산무수물계 경화제 G를 얻었다.

<합성예 8>

RIKACID MH-700G 95g과 H-TMAn 5g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 H를 얻었다.

<합성예 9>

H-TMAn 100g을 100℃에서, 질소분위기하에서 교반하여, 산무수물계 경화제 I를 얻었다.

<합성예 10>

HN-2200 67g과 H-TMAn 33g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 J를 얻었다.

<합성예 11>

MHAC-P 67g과 H-TMAn 33g을 100℃에서, 질소분위기하에서 혼합하여, 산무수물계 경화제 K를 얻었다.

<실시예 1>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 A 74g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 A를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 A를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 A를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 2>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 B 72g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 B를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 B를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 B를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 3>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 C 65g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 C를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 C를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 C를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 4>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 D 60g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 D를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 D를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 D를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 5>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 E 57g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 E를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 E를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 E를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 6>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 F 52g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 F를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 F를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 F를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 7>

CELLOXIDE 2021P 100g, 산무수물계 경화제 A 103g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.16g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 G를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 G를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 G를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 8>

CELLOXIDE 2021P 100g, 산무수물계 경화제 C 90g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.16g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 H를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 H를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 H를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 9>

CELLOXIDE 2021P 100g, 산무수물계 경화제 D 83g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.16g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 I를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 I를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 또한, 에폭시 수지 조성물 I를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 10>

CELLOXIDE 2021P 100g, 산무수물계 경화제 J 91g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.16g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 J를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 J를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 11>

CELLOXIDE 2021P 100g, 산무수물계 경화제 K 95g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.16g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 K를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 K를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 12>

CELLOXIDE 2021P 100g, 및 산무수물계 경화제 C 90g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 L을 얻었다. 에폭시 수지 조성물 L을 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 13>

jER825 100g, 산무수물계 경화제 C 69g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.13g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 M을 얻었다. 에폭시 수지 조성물 M을 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 또한, 에폭시 수지 조성물 M을 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 14>

jER828 80g, DENACOL EX-214 20g, 산무수물계 경화제 C 70g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.13g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 N을 얻었다. 에폭시 수지 조성물 N을 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 또한, 에폭시 수지 조성물 N을 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 15>

실시예 8의 섬유강화 복합재료에 대하여, 강화섬유기재를 아라미드섬유직물(Kanebo, Inc.제, K-281, 직물조직: 평직, 무게: 170g/m², 두께: 0.25mm)로 변경하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 16>

실시예 8의 섬유강화 복합재료에 대하여, 강화섬유기재를 탄소섬유직물(Toray Industries, Inc.제, CO-6343, 탄소섬유: T300-3K, 직물조직: 평직, 무게: 200g/m², 두께: 0.25mm)과 유리섬유직물(Nitto Boseki Co., Ltd.제, WF 230 100 BS6, 직물조직: 평직, 무게: 200g/m², 두께: 0.25mm)의 교호적층으로 변경하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 17>

CELLOXIDE 2021P 100g, 산무수물계 경화제 C 90g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.16g, 나일론12 미립자(Toray Industries, Inc.제, SP-10) 19g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 O를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 O를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<비교예 1>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 G 79g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 P를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 P를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 또한, 에폭시 수지 조성물 P를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 2>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 H 77g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 Q를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 Q를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 Q를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 3>

jER828 100g, 산무수물계 경화제 I 48g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.12g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 R을 얻었다. 에폭시 수지 조성물 R을 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 R을 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 4>

CELLOXIDE 2021P 100g, 산무수물계 경화제 G 110g, 및 2-에틸-4-메틸이미다졸 0.16g을 혼합하여, 에폭시 수지 조성물 S를 얻었다. 에폭시 수지 조성물 S를 이용하여, 경화물을 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 에폭시 수지 조성물 S를 이용하여, 섬유강화 복합재료(배합질량비(경화물:강화섬유)=60:40)를 제작하고, 물성을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

Claims

에폭시 수지 조성물을 경화시킨 에폭시 수지 경화물과, 강화섬유를 포함하여 이루어진 섬유강화 복합재료로서,
이 에폭시 수지 조성물이 에폭시 수지(A) 및 경화제(B)를 포함하고,
이 경화제(B)의 10~80질량%가 1,2,4-시클로헥산트리카르본산-1,2-무수물이며,
상기 경화제(B)가 메틸헥사하이드로무수프탈산, 메틸테트라하이드로무수프탈산, 헥사하이드로무수프탈산, 테트라하이드로무수프탈산, 메틸나딕산무수물 및 디하이드로메틸나딕산무수물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함하고,
상기 강화섬유가 탄소섬유를 포함하는, 섬유강화 복합재료.
삭제
제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지 경화물과 상기 강화섬유의 배합질량비(경화물:강화섬유)가 80:20~20:80인, 섬유강화 복합재료.
삭제