KR20130011774A - 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 프리프레그 - Google Patents

섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 프리프레그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로부터 제조되는 프리프레그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열가소성 수지에 특정 굴곡탄성율을 갖는 수지가 혼합된 섬유 강화 복합재료용 열가소성 수지 조성물 및 상기 수지 조성물에 강화섬유가 함침되어 이루어지는 프리프레그에 관한 것이다.
본 발명에 의한 수지 조성물에 강화섬유를 함침시켜 제조된 프리프레그는 종래의 열가소성 수지를 매트릭스로 하여 강화섬유를 함침시킨 프리프레그 보다 강도가 우수하고 취급 및 사용이 용이하여 다양한 섬유 강화 복합재료에의 적용에 적합하다.

Description

섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 프리프레그{RESIN COMPOSITION FOR FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIALS AND PREPREG THEREFROM}
본 발명은 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로부터 제조되는 프리프레그(prepreg)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열가소성 수지에 특정 굴곡탄성율을 갖는 수지가 혼합된 섬유 강화 복합재료용 열가소성 수지 조성물 및 상기 수지 조성물에 강화섬유가 함침되어 이루어지는 프리프레그에 관한 것이다.
산업계 전반에 걸쳐 합성 수지의 사용은 광범위하게 이루어지고 있으며, 금속 등이 적용되던 분야에서 이러한 합성 수지를 이용한 성형품의 사용이 빠른 속도로 증가되고 있다. 합성 수지를 이용하여 제조한 성형품은 전통적인 분야뿐만 아니라, 다양한 첨단 산업 분야에서도 사용이 증가되고 있는 추세이며, 이러한 합성 수지 성형품이 해결하여야 할 과제는 경량화와 사용되는 분야에 적합한 물성을 갖추는 것이라고 요약할 수 있다.
다양한 합성 수지 중에서도 열가소성 수지는 내약품성 및 성형성이 우수한 특성을 갖지만, 내열성이나 기계적 강도는 상대적으로 취약하다. 이러한 열가소성 수지의 취약점으로 인하여 고강도가 요구되는 분야에는 이를 그대로 적용할 수 없으며, 유기물 및 무기물로 강도를 보강하여 사용하여 왔다.
특히, 펄트루젼(pultrusion) 공법 및 GMT 공법으로 알려진, 강화섬유를 이용하여 강도를 보강하는 다양한 시도가 있어 왔으며, 강화섬유를 열가소성 수지에 연속적으로 함침시켜 프리프레그를 제조하는 방법도 널리 사용되고 있다.
프리프레그의 제조에 사용되는 종래의 수지 복합재는 열가소성 수지와 강화섬유를 주성분으로 하며, 기타 첨가제들로 이루어진다.
일반적으로 열가소성 수지는 비교적 높은 굴곡탄성율(Flexual Modulus)을 가지고 있다. 강화섬유가 함침된 열가소성 수지 복합재에 있어서, 외부에서의 충격은 먼저 열가소성 수지에 전달되고, 다음으로 열가소성 수지를 통하여 내부의 강화섬유에 전달된다. 이 경우 굴곡탄성율이 높은 열가소성 수지는 외부로부터 전달된 충격을 적절히 흡수하지 못하고, 그 충격을 그대로 강화섬유에 전달하게 된다. 따라서, 충격이 전달된 강화섬유는 쉽게 파단되는 경우가 많으며, 이 때문에 열가소성 수지를 매트릭스로 사용하는 프리프레그의 경우 강화섬유로 강도를 보강하고자 했던 기대치보다 강도 보강 효과가 낮은 문제점이 있다.
열가소성 수지의 높은 굴곡탄성율 특성으로 인한 또 다른 문제점은 열가소성 수지의 강성으로 인하여 프리프레그가 강화섬유의 길이 방향 및 이에 수직인 방향으로 접히거나 꺽여지기 쉬워서 그 취급 및 사용에 있어서 제약이 따른다는 점을 들 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 열가소성 수지를 매트릭스로 사용하는 프리프레그 보다 인장 강도가 현저히 증가되는 특성을 나타내도록 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물과 이를 매트릭스로 하여 강화섬유를 함침시킨 프리프레그를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 열가소성 수지와 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하(0 제외)인 수지를 혼합한 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물로서, 상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 8,000kgf/cm2 이하(0 제외)인 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물을 제공한다.
상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 1,000 내지 8,000kgf/cm2 인 것이 바람직하며, 2,000 내지 6,000kgf/cm2 인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리옥시메틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리염화비닐 수지, ABS 수지, AES 수지, AAS 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 변성폴리페닐렌에테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 페놀 수지, 페녹시 수지 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하인 수지는 폴리부텐, 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 α-아크릴산을 금속 이온으로 결합시킨 고분자, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머, PA11, PA12, 써모플라스틱스 폴리우레탄, 메탈로센 촉매로 중합된 α-올레핀 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체의 함량이 20wt% 이상인 프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 수지 조성물에는 첨가제가 더 포함되는 것이 바람직하다.
상기 첨가제는 엘라스토머, 고무, 난연제, 무기충전제, 카본블랙, 결정핵제, 자외선흡수제, 제진제, 항균제, 방충제, 방취제, 착색제, 안료, 염료, 열안정제, 이형제, 내전방지제, 가소제, 윤활제, 발포제, 제포제 및 커플링제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물에 강화섬유를 함침시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 프리프레그를 제공한다.
상기 수지 조성물과 강화섬유의 사용량에 있어서, 매트릭스 수지로 사용되는 상기 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 10-85wt%에 상기 강화섬유 15-90wt%를 함침시켜 제조하는 것이 바람직하다.
상기 강화섬유는 유리 섬유, 천연 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 아릴레이트 섬유, 폴리에테르에테르케톤 섬유, 레이온 섬유, 바살트 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리아라미드 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유 및 붕소 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 의한 수지 조성물에 강화섬유를 함침시켜 제조된 프리프레그는 종래의 열가소성 수지를 매트릭스로 하여 강화섬유를 함침시킨 프리프레그 보다 강도가 우수하고 취급 및 사용이 용이하여 다양한 섬유 강화 복합재료에의 적용에 적합하다.
도 1은 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물에 유리 섬유를 함침시켜 제조된 테이프 형상의 프리프레그의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물의 굴곡탄성율과 상기 수지 조성물을 이용하여 제조한 프리프레그의 인장강도를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 열가소성 수지와 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하(0 제외)인 수지를 혼합한 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물로서, 상기 수지 조성물의 굴곡탄성율이 8,000kgf/cm2 이하(0 제외)인 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물을 제공한다.
상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 1,000 내지 8,000kgf/cm2 인 것이 바람직하며, 2,000 내지 6,000kgf/cm2 인 것이 보다 바람직하다.
상기 굴곡탄성율은 ASTM D 790의 방법에 의하여 측정된 값이며, 이하 모든 굴곡탄성율 역시 ASTM D 790의 방법에 의하여 측정된 값을 기준으로 한다.
발명의 배경이 되는 기술에서도 언급하였듯이 열가소성 수지는 비교적 높은 굴곡탄성율(Flexual Modulus)을 가진다(일례로서 폴리프로필렌은 약 12,000 ~ 18,000kgf/cm2 의 굴곡탄성율을 갖는다). 이러한 열가소성 수지를 강화섬유의 매트릭스로 사용하는 복합재의 경우, 외부에서의 충격이 먼저 열가소성 수지에 전달되고, 다음으로 열가소성 수지를 통하여 내부의 강화섬유에 전달된다. 매트릭스로 사용되는 열가소성 수지의 굴곡탄성율이 높은 경우, 외부로부터 전달된 충격은 열가소성 수지에 의하여 흡수되지 못하고, 충격의 대부분이 강화섬유에 전달됨으로써, 강화섬유의 파단이 빈번하게 발생하여 강화섬유로 강도를 보강하고자 하는 기대치보다 강도 보강 효과가 낮게 된다. 또한 매트릭스로 사용되는 열가소성 수지의 굴곡탄성율이 높은 경우, 열가소성 수지의 강성으로 인하여 제조되는 프리프레그가 강화섬유의 길이 방향 또는 이에 수직인 방향으로 접히거나 꺽여지기 쉬워 그 취급 및 사용에 제약이 뒤따르게 된다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 열가소성 수지에 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하인 수지를 혼합한 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물을 제공하고, 이를 섬유 강화 복합재료의 매트릭스로 사용한다. 열가소성 수지와 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하인 수지를 혼합한 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물의 굴곡탄성율은 8,000kgf/cm2 이하로 조절된다.
상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 1,000 내지 8,000kgf/cm2 인 것이 바람직하며, 2,000 내지 6,000kgf/cm2 인 것이 보다 바람직하다.
상기 수지 조성물의 굴곡탄성율이 8,000kgf/cm2 를 초과하는 경우에는 굴곡탄성율이 비교적 높은 열가소성 수지를 단독으로 사용하는 경우와 비교하여, 충분한 효과를 거두지 못할 우려가 있어 바람직하지 않다.
충격완화와 취급 및 사용의 측면만을 고려하면, 상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 낮을수록 유리하다. 그러나 상기 수지조성물은 그 자체만으로 제품의 성형에 이용되는 것이 아니고, 강화섬유와 함께 제품을 성형하거나 프리프레그를 제조하는데 사용된다. 즉, 충격환화와 취급 및 사용의 측면 이외에도 프리프레그 제조시의 성형성 및 생산성도 함께 고려되어야 한다. 이를 함께 고려할 때, 1,000kgf/cm2 미만과 같이 굴곡탄성율이 너무 낮은 경우에는 프리프레그 제조시의 생산성 및 수율에 문제가 발생할 우려가 있게 된다.
상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 2,000 내지 6,000kgf/cm2 의 범위에 있는 것이 가장 바람직한데, 이는 본 발명의 발명자들이 반복된 연구 결과 얻은 최적의 범위로서, 충격완화에 의한 강도 향상, 취급 및 사용의 측면과 프리프레그 제조시의 성형성 및 생산성을 함께 고려하였을 때, 이들 모두를 만족하는 최적의 범위이다.
상기와 같이 수지 조성물의 굴곡탄성율을 조절하기 위하여 본 발명에 따른 수지 조성물은 열가소성 수지에 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하(0 제외)인 수지를 혼합한다. 본 발명에 의한 수지 조성물과 같은 굴곡탄성율을 가지기 위하여 열가소성 수지에 4,000kgf/cm2 을 초과하여 8,000kgf/cm2 미만의 굴곡탄성율을 갖는 수지를 혼합하는 경우도 고려할 수 있다. 그러나 이 경우는 혼합된 수지 조성물의 굴곡탄성율을 4,000kgf/cm2 이하로는 조절할 수 없으며, 또한 굴곡탄성율이 낮은 수지를 과도하게 혼합하여야 하는 문제점이 있다. 굴곡탄성율이 낮은 수지는 일반적인 열가소성 수지에 비하여 비교적 고가이므로 경제적인 측면에서도 바람직하지 않다. 즉, 본 발명이 목적하는 효과를 달성하기 위한 수단으로서 열가소성 수지에 혼합되는 수지가 갖는 굴곡탄성율의 범위, 즉 4,000kgf/cm2 이하(0 제외)는 본 발명의 발명자들이 충격완화에 의한 강도 향상, 취급 및 사용의 측면과 프리프레그 제조시의 성형성, 생산성 및 경제성을 함께 고려하여, 반복된 연구 결과 얻은 최적의 값이다.
이와 같은 혼합된 수지를 사용하여 제조된 프리프레그는 굴곡탄성율이 높은 일반적인 열가소성 수지를 사용하는 것보다 인장 강도(tensile strength)가 높게 나타나게 된다. 이는 외부로부터 수지 매트릭스로 전달된 충격이 혼합 수지에 의하여 어느 정도 완충됨을 의미한다. 이러한 작용으로 인하여, 본 발명의 수지 조성물을 사용하여 제조된 프리프레그는 꺽임에 의한 섬유 단사를 방지할 수 있고, 신율을 증가시킬 수 있으며, 외부에서 스트레스가 주어졌을 때 섬유쪽으로 전해지는 힘을 분산시키는 효과를 나타냄으로써 전체적으로 인장 강도가 증가하는 효과를 가진다. 즉 섬유 강화 복합재료의 강도는 대부분 보강재로 사용되는 강화섬유에 의해서 결정되는데, 본 발명의 경우 강화섬유쪽으로 전달되는 힘을 수지 조성물이 흡수 및 분산시킴으로써 전체적으로 복합재료의 강도를 증가시키게 되는 것이다.
상기 열가소성 수지는 섬유 강화 복합재료에 일반적으로 적용되는 것이라면 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리옥시메틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리염화비닐 수지, ABS 수지, AES 수지, AAS 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 변성폴리페닐렌에테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 페놀 수지, 페녹시 수지 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 열가소성 수지와 혼합되는 수지로는 굴곡탄성율이 4,000 kgf/cm2 이하인 수지라면 그 종류에 제한은 없으나, 예를 들어 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 α-아크릴산을 금속 이온으로 결합시킨 고분자, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머, PA11, PA12, 써모플라스틱스 폴리우레탄, 메탈로센 촉매로 중합된 α-올레핀 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체의 함량이 20wt% 이상인 프로필렌 공중합체, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 수지 조성물에는 첨가제가 더 포함될 수 있으며, 예로서 엘라스토머, 고무, 난연제, 무기충전제, 카본블랙, 결정핵제, 자외선흡수제, 제진제, 항균제, 방충제, 방취제, 착색제, 안료, 염료, 열안정제, 이형제, 내전방지제, 가소제, 윤활제, 발포제, 제포제 및 커플링제 등을 들 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 수지 조성물은 통상적인 수지 혼합 방법에 따라 혼합될 수 있으며, 각 수지 성분을 용융혼련시켜 펠렛 형태로 제조할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물에 강화섬유를 함침시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 프리프레그를 제공한다.
상기 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물과 강화섬유의 사용량은 수지 조성물 10-85wt%에 상기 강화섬유 15-90wt%를 함침시켜 제조하는 것이 바람직하다. 상기 강화섬유의 함량이 15wt% 미만인 경우에는 프리프레그의 변형 우려와 더불어 강도가 저하되며, 90wt%를 초과하는 경우에는 성형이 매우 어렵고, 비중이 증가하여 제품의 중량이 무거워지는 단점이 있다.
상기 강화섬유는 특별히 한정되지는 않지만, 예로써, 유리 섬유, 천연 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 아릴레이트 섬유, 폴리에테르에테르케톤 섬유, 레이온 섬유, 바살트 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리아라미드 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유 및 붕소 섬유 등을 들 수 있으며, 1종 또는 그 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 강화섬유는 평균 직경이 0.3 내지 300μm인 것이 바람직한데, 직경이 하한치 미만일 경우에는 너무 가는 직경으로 인하여 물성 보강 효과가 충분하지 못할 우려와 더불어 섬유가 엉키는 현상이 발생할 수 있어 바람직하지 않고, 직경이 상한치를 초과하는 경우에는 섬유가 수지 조성물에 충분히 함침되지 못할 우려가 있어 바람직하지 않다.
수지 조성물에 강화섬유를 함침시키는 구체적인 방법은 당업계에 공지된 방법이라면 어떠한 것이라도 무방하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 및 이를 이용한 프리프레그의 제조
하기의 표 1과 같은 성분 및 함량에 따라 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2에 의한 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물을 제조하고, ASTM D 790의 방법에 따라 각 수지 조성물의 굴곡탄성율을 측정하여 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다.
구 분 열가소성 수지
(wt%)
굴곡탄성율 4,000 이하의 수지
(wt%)
굴곡탄성율
(kgf/cm2)
실시예 1 20 80 1,530
실시예 2 35 65 2,990
실시예 3 50 50 4,320
실시예 3 65 35 5,860
실시예 5 80 20 7,380
비교예 1 90 10 11,370
비교예 2 100 0 15,320
열가소성 수지: 폴리프로필렌 수지(평균 굴곡탄성율 : 약 15,320kgf/cm2)
굴곡탄성율 4,000 이하의 수지: 에틸렌 프로필렌 고무(평균 굴곡탄성율 : 약 1,280kgf/cm2)
다음으로 상기 실시예 및 비교예에 의한 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 유리섬유 40 중량부가 혼합되도록 하여 도 1에 모식도를 나타낸 것과 같은 프리프레그를 제조하였다. 도 1에 모식도를 나타낸 바와 같은 상기 프리프레그는 수지 조성물이 공급되는 함침 다이를 통화한 강화섬유를 당기면서 압착하여 테이프 형상으로 제조하였다. 제조된 프리프레그의 인장 강도를 ASTM D 3039에 따라 각각 측정하여 그 결과를 하기의 표 2 및 도 2에 나타내었다.
구 분 굴곡탄성율
(kgf/cm2)
인장강도
(kgf/cm2)
실시예 1 1,530 5,780
실시예 2 2,990 5,390
실시예 3 4,320 4,990
실시예 4 5,860 4,830
실시예 5 7,380 4,360
비교예 1 11.370 3,610
비교예 2 15,320 3,520
상기 표 2 및 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 수지 조성물을 이용하여 제조한 프리프레그는 비교예에 의한 수지 조성물을 이용하여 제조한 프리프레그에 비하여 모두 높은 인장강도 값을 나타냄을 알 수 있었다. 인장강도 값은 굴곡탄성율이 낮은 실시예에서 보다 높게 나타남을 알 수 있었다. 즉 충격완화에 의한 인장강도 강화 측면에서만 보자면 굴곡탄성율이 가장 낮은 실시예 1에서 인장강도 값이 가장 높게 나타남을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상기한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지는 않는다.

Claims (10)

  1. 열가소성 수지와 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하(0 제외)인 수지를 혼합한 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물로서, 상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 8,000kgf/cm2 이하(0 제외)인 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 1,000 내지 8,000kgf/cm2 인 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물의 굴곡탄성율은 2,000 내지 6,000kgf/cm2 인 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리옥시메틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리염화비닐 수지, ABS 수지, AES 수지, AAS 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 변성폴리페닐렌에테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 페놀 수지, 페녹시 수지 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 굴곡탄성율이 4,000kgf/cm2 이하인 수지는 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 α-아크릴산을 금속 이온으로 결합시킨 고분자, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머, PA11, PA12, 써모플라스틱스 폴리우레탄, 메탈로센 촉매로 중합된 α-올레핀 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체의 함량이 20wt% 이상인 프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 조성물에 첨가제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 첨가제는 엘라스토머, 고무, 난연제, 무기충전제, 카본블랙, 결정핵제, 자외선흡수제, 제진제, 항균제, 방충제, 방취제, 착색제, 안료, 염료, 열안정제, 이형제, 내전방지제, 가소제, 윤활제, 발포제, 제포제 및 커플링제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물에 강화섬유를 함침시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 프리프레그.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프리프레그는 상기 섬유 강화 복합재료용 수지 조성물 10-85wt%에 상기 강화섬유 15-90wt%를 함침시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 프리프레그.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 강화섬유는 유리 섬유, 천연 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 아릴레이트 섬유, 폴리에테르에테르케톤 섬유, 레이온 섬유, 바살트 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리아라미드 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유 및 붕소 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재료용 프리프레그.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275507A (zh) * 2013-06-21 2013-09-04 苏州新区特氟龙塑料制品厂 一种抗菌塑料
CN105086494A (zh) * 2015-08-26 2015-11-25 无锡贺邦金属制品有限公司 一种塑料通用瓶盖的制备方法
CN105153540A (zh) * 2015-08-31 2015-12-16 苏州莱特复合材料有限公司 用于汽车保险杠的复合材料及其制备方法
CN105176082A (zh) * 2015-09-16 2015-12-23 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种复合3d打印材料及其制备方法
CN105647044A (zh) * 2016-03-10 2016-06-08 南京法宁格节能科技股份有限公司 一种聚苯乙烯组合物及其用于制备xps异型材装饰条的方法
WO2016175538A1 (ko) * 2015-04-27 2016-11-03 (주)엘지하우시스 섬유 강화 복합재 및 이의 제조방법
WO2017003070A1 (ko) * 2015-06-29 2017-01-05 롯데케미칼 주식회사 폴리올레핀 수지와 그 제조방법 및 이를 이용한 자동차용 후방 범퍼 빔
KR101698114B1 (ko) * 2016-03-30 2017-01-19 한국과학기술연구원 롤 와이퍼용 섬유 보강형 고분자 복합소재 및 이를 이용한 롤 와이퍼의 제조방법
KR20170021154A (ko) * 2015-08-17 2017-02-27 롯데케미칼 주식회사 자동차 후방 범퍼 빔 사출성형용 폴리올레핀 수지
KR20170036193A (ko) * 2015-09-23 2017-04-03 (주)엘지하우시스 섬유 강화 복합재 및 이의 제조방법
KR102109770B1 (ko) 2018-12-18 2020-05-14 다이텍연구원 전단강도 및 굴곡강도가 우수한 해상구조물용 메탈로센 폴리에틸렌 복합재료의 제조방법
CN112759932A (zh) * 2020-12-08 2021-05-07 南京聚隆科技股份有限公司 一种天线振子用高韧性玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法
KR20240048219A (ko) 2022-10-06 2024-04-15 경상국립대학교산학협력단 손상감지가 가능한 섬유강화 복합재료용 조성물, 이를 포함하는 섬유강화 복합재료 및 이를 이용한 구조물의 손상진단방법

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275507A (zh) * 2013-06-21 2013-09-04 苏州新区特氟龙塑料制品厂 一种抗菌塑料
WO2016175538A1 (ko) * 2015-04-27 2016-11-03 (주)엘지하우시스 섬유 강화 복합재 및 이의 제조방법
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CN105647044A (zh) * 2016-03-10 2016-06-08 南京法宁格节能科技股份有限公司 一种聚苯乙烯组合物及其用于制备xps异型材装饰条的方法
KR101698114B1 (ko) * 2016-03-30 2017-01-19 한국과학기술연구원 롤 와이퍼용 섬유 보강형 고분자 복합소재 및 이를 이용한 롤 와이퍼의 제조방법
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