KR20180000331A - 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체 - Google Patents

속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체 Download PDF

Info

Publication number
KR20180000331A
KR20180000331A KR1020170174807A KR20170174807A KR20180000331A KR 20180000331 A KR20180000331 A KR 20180000331A KR 1020170174807 A KR1020170174807 A KR 1020170174807A KR 20170174807 A KR20170174807 A KR 20170174807A KR 20180000331 A KR20180000331 A KR 20180000331A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin
resin composition
composite material
curing
weight
Prior art date
Application number
KR1020170174807A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101880002B1 (ko
Inventor
박윤민
김우석
박서진
Original Assignee
도레이첨단소재 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도레이첨단소재 주식회사 filed Critical 도레이첨단소재 주식회사
Priority to KR1020170174807A priority Critical patent/KR101880002B1/ko
Publication of KR20180000331A publication Critical patent/KR20180000331A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101880002B1 publication Critical patent/KR101880002B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/315Compounds containing carbon-to-nitrogen triple bonds
    • C08K5/3155Dicyandiamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22Di-epoxy compounds
    • C08G59/24Di-epoxy compounds carbocyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50Amines
    • C08G59/54Amino amides>
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/02Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances with solvents, e.g. swelling agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 수지 흐름이 좋아 보강기재에 대한 젖음성이 좋고 이로 인해 복합재료 중간체 제조에 유리한 속경화 수지 조성물을 제공할 수 있으며, 이를 포함하는 복합재료 중간체는 작업에 유리한 Tack성을 가지기 때문에 작업성이 우수하고, 경화시간이 짧기 때문에 성형시간의 단축으로 인한 생산성이 우수하다.

Description

속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체{HIGH SPEED CURING RESIN COMPOSITION AND COMPOSITE MATERIAL INTERMEDIATE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 수지 흐름이 좋아 보강기재에 대한 젖음성이 좋고 이로 인해 복합재료 중간체 제조에 유리하면 또한 작업에 유리한 Tack성을 가지기 때문에 작업성이 우수하고, 경화시간이 짧기 때문에 성형시간의 단축으로 인한 생산성이 우수한 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체에 관한 것이다.
일반적으로, 탄소섬유 강화 복합재료는 높은 강성을 가지면서도 경량인 특성을 갖는다. 이러한 특성으로 인해, 탄소섬유 강화복합재료는 항공기용 구조재료, 자동차용 구조재, 스포츠용품, 보호헬멧 등 다양한 분야에서 그 사용이 확대되고 있다. 그러나 탄소섬유 강화 복합재료는 성형 방법이 다양하며, 사용되는 수지의 특성에 따라서 물성 및 성형시간이 결정된다. 이러한 성형 방법과 성형시간은 생산성과 직결되는 부분이므로, 새로운 성형방법과 성형시간을 단축하기 위해 현재까지도 많은 연구가 진행되고 있다.
종래의 헬멧 본체를 제조하는 방법으로는 헬멧 본체의 형태에 따라 좌, 우의 몰드를 구비하고 수지가 없는 보강섬유 메트 또는 직물 등을 몰드 내에 필요 수량만큼 적층하고 여기에 수지를 고온 몰드 내에 공기 주입관이 형성된 에어백으로 압력을 가하여 일정시간 성형을 수행하여 성형 후 상기 몰드를 분리시키면서 성형된 헬멧 본체를 이탈시켜 헬멧 본체를 제조하였다.
그러나 위와 같은 종래의 헬멧 본체는 FRP로 성형하여 제조할 경우, 보강섬유 매트 조직이나 섬유 조직에 의해 직조된 조직을 가지게 되고 이러한 조직에 의해 헬멧 본체의 표면이 매끄럽게 되지 못하게 되고, 또한 섬유 조직에 수지를 배합하여 제조하게 됨으로써 그 강도와 내충격성이 우수하게 되는 반면, 표면이 거칠게 되고 중량이 많이 나가게 되는 문제점이 있었다. 또한 보강섬유 직조물을 적정 크기로 재단하여 취급 중에 직조물의 모양이 변형되어 직조 상태가 불량하게 되고, 이러한 현상이 외관상으로도 문제가 되었다.
이러한 문제를 보완하기 위한 방법으로 표면 상태가 양호한 플라스틱으로 외부 쉘을 별도로 제조하여 FRP쉘과 접합시키는 2중 구조를 이용하는 방법(한국 실용신안등록 제20-0171973호, 한국 공개특허공보 제10-2001-0038599호)과 FRP쉘의 성형 시 진공 장치를 설치하여 수지 함량을 최소화하고 수지의 핀홀을 제거하는 제조방법(한국 공개특허공보 제2000-0014383호)이 있다. 그러나 이러한 제조방법에서는 이중 구조의 쉘을 제작하는 작업공수가 많아지며, 진공 성형 장치의 경우에도 수지의 함침과 전체수지 함량 조정에 어려움이 있으며 별도의 설비를 갖춰야 하는 어려움이 있다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해 보강섬유와 사용수지를 함께 구성한 복합재료 중간체(프리프레그)를 적용한 결과 작업환경 개선과 헬멧 본체를 원하는 중량으로 관리할 수 있으며, 성형 후 헬멧 본체의 표면이 매끄러워서 도정작업이 용이해지고, 또한 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 방법이 고안되었다(한국 특허등록 제10-0701746호).
그러나 이러한 방법은 사용하는 수지의 작업성에 대한 부분이 고려되어 있지 않으며, 고온 고압의 환경하에서 30분간 경화를 진행해야만 원하는 물성을 만족하는 제품을 수득할 수 있어서, 생산성이 현저히 떨어지는 문제가 있다.
따라서 위 문제점들 해결하기 위하여, 성형 시간이 짧고, 함침성이 우수하며, 흐름성이 적절한 수지에 대한 방법이 제안되어 있다(한국 특허등록 제10-1351330호). 그러나 이 방법은 성형 시간은 10분 이하로 단축되어 제품의 생산성은 향상되지만, 수지를 제조하는 단계에서 복잡한 조성물에 대한 배합으로 사전 공정이 복잡하고, 수지를 20~30시간 숙성시켜 안정화시키는 단계가 필요하여 전체적인 생산성이 저하되는 문제가 있다.
한국 실용신안등록 제20-0171973호 한국 공개특허공보 제10-2001-0038599호 한국 공개특허공보 제2000-0014383호 한국 특허등록 제10-0701746호 한국 특허등록 제10-1351330호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 수지의 흐름성이 좋아서 보강기재에 대한 수지 함침성이 개선되고, 작업에 최적화된 Tack성을 보유하여 작업성이 우수하고, 짧은 경화시간이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있는 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 경화제 5 내지 15중량부, 용제 5 내지 50중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복합재료 중간체 제조용 속경화 수지 조성물에 의해 달성된다.
여기서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지이며, 에폭시 당량이 150g/eq내지 990g/eq일 수 있다.
바람직하게는, 상기 경화제는 다이시안다이아미드일 수 있다.
바람직하게는, 상기 에폭시 수지와 상기 경화제의 배합비는 관능기 수로 0.5 내지 1.5일 수 있다.
바람직하게는, 상기 속경화 수지 조성물의 점도는 100 내지 5000cps일 수 있다.
또한 상기 목적은, 강화기재를 상술한 속경화 수지 조성물에 딥핑한 후 건조시켜 B-stage상태로 제조한 것을 특징으로 하는 복합재료 중간체에 의해 달성된다.
여기서, 상기 강화기재는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유, 금속 섬유, 보론 섬유, 알루미나 섬유, 탄화 규소 고강도 합성 섬유 중에서 적어도 하나일 수 있다.
바람직하게는, 상기 복합재료 중간체의 Tack성은 10 내지 300gf/mm2일 수 있다.
바람직하게는, 상기 복합재료 중간체는 제품으로 제조될 때, 140 내지 180℃에서 0.1 내지 6분 이내에 경화가 완료되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수지의 흐름성이 좋아서 성형 공정에서 수지의 함침성이 개선되고, 이를 통하여 수지의 미함침으로 인한, 물성의 저하를 막을 수 있다.
또한, 복합재료 중간체 작업에 최적화된 Tack성을 구현할 수 있으며, 작업이 용이하고 재작업이 필요한 경우에도 복합재료 중간체의 손실 없이 재작업이 가능하여 작업성 및 공정비용 절감이 가능한 등의 효과를 가진다.
또한 수지의 경화시간이 짧아 생산성을 향상시킬 수 있으며 이로 인해 생산비용의 절감이 가능한 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 발명의 일 양상에 따른 속경화 수지 조성물은 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 경화제 5 내지 15중량부, 용제 5 내지 50중량부를 포함한다. 이하 상술한다.
[속경화 수지 조성물]
본 발명에서 속경화 수지는 폴리에스테르 수지와 같은 열가소성 수지, 또는 에폭시 수지 및 페놀 수지 같은 열경화성 수지 등이 사용될 수 있지만, 뛰어난 기계적 특성과 내열 특성의 측면에 있어서 열경화성 수지, 특히 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
에폭시 수지로는, 분자 내에 복수의 에폭시기를 갖는 화합물이 사용되며, 특히, 아민류, 페놀류나 탄소-탄소 이중결합을 갖는 화합물이 바람직하게 사용된다. 이러한 수지의 예로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지 및 페놀 노볼록형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 주지 등의 노볼락형 에폭시 수지 등이 있으며, 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 특히, 비스페놀 A형 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 에폭시 수지는 에폭시 당량이 150g/eq 내지 990g/eq인 것이 바람직한데, 에폭시 당량이 150g/eq 미만인 경우 복합재료 제조에 있어서 수지 경화물의 소성 변형 능력이 부족함과 동시에 인성이 부족한 단점이 있고 990g/eq를 초과하는 경우 수지 경화물의 내열성이 부족함과 동시에 점도가 높아져 취급이 어려운 단점이 있기 때문이다.
이러한 에폭시 수지 조성물에는 경화제가 사용되는데, 이러한 경화제로는 에폭시기와 반응할 수 있는 활성기를 갖는 화합물이면 어떠한 경화제라도 사용할 수 있다. 바람직하게는, 아미노기, 산무수물기 및 아지드기를 갖는 화합물이 사용된다. 특히, 다이시안다이아미드를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 속경화 수지 조성물은 에폭시 수지와 경화제의 배합비가 관능기 수로 0.5 내지 1.5인 것이 바람직한데, 배합비가 0.5 미만인 경우 복합재료 제조에 있어서 소성 변형 능력 및 접착성이 부족한 단점이 있고 1.5를 초과하는 경우 수지 조성물의 점도가 높아져 취급이 어려운 단점이 있기 때문이다.
이러한 에폭시 수지 및 경화제를 이용하여 수지 조성물을 제조 시에 사용될 수 있는 용제는 극성이 높은(high polarity) 용제로서, 디메틸포름아미드(DMF), 에틸렌글리콜, 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아미드(DMAc), 메틸에틸케톤(MEK)등의 용제를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 메틸에틸케톤(MEK)을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양상에 따른 복합재료 중간체는 상술한 속경화 수지 조성물에 강화기재를 딥핑한 후 건조시켜 B-stage상태로 제조하는 것이다. 이하 상술한다.
[복합재료 중간체]
강화기재는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유, 금속 섬유, 보론 섬유, 알루미나 섬유, 탄화 규소 고강도 합성 섬유 중에서 적어도 하나의 강화기재인 것이 바람직하다. 특히, 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드 섬유가 더욱 바람직하다.
탄소섬유 토우 또는 탄소섬유 직물은 당해 분야에서 사용될 수 있는 모든 탄소섬유 토우 또는 탄소섬유 직물을 사용할 수 있으며, 토우 또는 직물은 그 용도에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 탄소섬유 토우는 비중이 1.7 내지 1.9인 것을 사용한다. 비중이 1.7보다 낮은 경우, 탄소섬유 토우를 형성하는 탄소섬유 필라멘트에 보이드(Void) 등이 많이 존재하거나, 탄소섬유 필라멘트의 치밀성이 낮아지며, 이에 따라, 이러한 탄소섬유 필라멘트 다수 개로 이루어지는 탄소섬유 토우를 이용하여 성형되는 탄소 섬유강화 복합재료는 낮은 압축강도를 갖게 된다. 또한 비중이 1.9보다 높은 경우, 탄소섬유 강화 복합재료의 경량화의 효과가 낮아진다. 이러한 이유로, 비중은 1.75 내지 1.85인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 탄소섬유 토우의 토우당 필라멘트 수가 1,000 내지 400,000개인 것이 바람직하다. 필라멘트의 수가 1,000 미만인 경우에는 대면적의 탄소섬유 강화 복합재료 제조 시에 부피당 면적비가 낮아져서 제조비용이 많이 들어가서 제품의 비용이 증가되는 문제점이 있으며, 400,000을 초과하는 경우에는 탄소섬유 토우 당 필라멘트의 결점이 많아지게 되므로 제조된 탄소섬유 강화 복합재료의 인장강도나 압축강도 등이 낮아지게 되는 문제가 발생한다.
상술한 구성요소를 이용하여 복합재료 중간체를 제조하는 방법으로는 수지, 경화제, 용제를 혼합하여 제조한 상술한 속경화 수지 조성물에 보강기재를 딥핑한 후 건조시키는 것이다. 또한 속경화 수지 조성물은 보강기재를 딥핑하였을 때 함침성이 우수하여 작업이 용이한 100 내지 5000cps의 점도로 조액을 제조한다. 점도가 100cps미만인 경우 보강기재에 잔류하는 수지 조성물의 함량이 낮아져서 복합재료 제조 시에 수지의 함량이 부족해서 표면 손상 발생이 쉬워지는 문제점이 있다. 점도가 5000cps를 초과할 경우 보강기재에 충분히 함침되지 않아서 내부에 미함침 부분으로 인하여 강도가 저하되는 문제점가 발생한다.
제조된 속경화 수지 조성물에 보강기재를 함침시켜 Pre-cure를 진행하여 B-stage상의 복합재료 중간체를 제조하여 양면에 표면보호층을 합지하여, 복합재료 중간체를 형성한다.
여기서, B-stage 상태는 수지를 반경화시킨 상태로 복합재료 중간체를 이용하여 완성된 제품을 제조 시에 완전경화가 가능한 상태이다. 제조된 복합재료 중간체가 A-stage 상태(미경화 상태)일 경우 함침된 수지가 형상을 유지하지 못하여, 이후 작업이 불가능하게 되며, C-stage 상태(완전 경화 상태)일 경우에는 수지가 모두 경화되어, 원하는 제품 형상으로 변경이 불가능한 문제가 발생한다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재료 중간체는 제품으로 제조될 때, 140 내지 180℃에서 0.1 내지 6분 이내에 경화가 완료되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재료 중간체는 10 내지 300gf/mm2의 Tack성을 갖는 것이 바람직하다. Tack성이 10 gf/mm2미만일 경우에는 층간의 접착이 약하게 되어 작업 시에 형태가 변형되거나 접착한 부분이 탈착되어 생산성이 저하되는 문제가 있고, Tack성이 300 gf/mm2초과할 경우 층간의 접착력이 너무 강하여 작업 시에 재작업이 어려워 작업을 다시 해야 할 경우 사용된 재료를 폐기해야 되는 문제로 인하여 제조 비용이 증가하는 문제점이 있기 때문이다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
비스페놀 A-epichlorohydrin 에폭시 수지 100중량부(KER828, 금호피앤비), 다이시안다이아미드 경화제 15중량부(DICY7, ㈜재팬에폭시 레진)에 메틸에틸케톤(MEK) 용제 10중량부를 첨가하여 30분간 교반하여 속경화 수지 조성물을 준비하였다. 준비된 속경화 수지 조성물에 탄소섬유 직물(JM1321P, JMC)을 딥핑한 후 130℃에서 3분간 건조(Pre-cure)한 후에 50㎛의 이형필름(WL5200B, AIRTECH)을 양면에 합지하여 복합재료 중간체를 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 다이시안다이아미드 경화제를 7중량부를 사용하고, 동일한 방법으로 복합재료 중간체를 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 메틸에틸케톤(MEK) 용제를 30중량부를 사용하고, 동일한 방법으로 복합재료 중간체를 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 다이시안다이아미드 경화제를 1중량부를 사용하고, 동일한 방법으로 복합재료 중간체를 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 다이시안다이아미드 경화제를 50중량부를 사용하고, 동일한 방법으로 복합재료 중간체를 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 메틸에틸케톤(MEK) 용제를 1중량부를 사용하고, 동일한 방법으로 복합재료 중간체를 제조하였다.
[비교예 4]
상기 실시예 1에서 메틸에틸케톤(MEK) 용제를 70중량부를 사용하고, 동일한 방법으로 복합재료 중간체를 제조하였다.
[비교예 5]
시판되는 복합재료 중간체와의 비교를 위하여 한국카본㈜의 40SHCU100NS제품을 사용하였다.
[ 비교예 6]
시판되는 복합재료 중간체와의 비교를 위하여 SK케미칼㈜ USN100C제품을 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6에 따른 수지 조성물 및 복합재료 중간체를 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
[실험예1: 점도 측정]
실시예 및 비교예에서 제조된 수지 조성물을 BROOKFIELD사의 점도계(Model: DV-Ⅰ)에 Spindle S63을 장착한 후 12RPM의 속도로 점도를 측정하였다.
[실험예 2: Tack성 측정]
실시예 및 비교예에서 제조된 복합재료 중간체를 5 cm x 5 cm로 잘라서 SUS판 위에 양면테이프로 고정시킨 다음에 TA texure사의 Tack 측정기에 구형 probe를 장착하고 500g하중으로 5 sec간 접착한 후 10 mm/s의 속도로 박리하여 최대값을 측정하여 Tack성을 측정하였다.
[실험예 3: 수지 함침성 테스트]
실시예 및 비교예에서 제조된 복합재료 중간체의 표면과 가위로 자른 단면을 현미경을 통해서 확인하였다. 관찰면에 500㎛ 이상 미함침된 부위를 미함침 부위로 정의하였다.
○: 표면에 미함침부가 5군데 미만.
△: 표면에 미함침부가 5군데 이상 10군데 미만.
Χ: 표면에 미함침부가 10군데 이상.
[실험예 4: 재작업성 테스트]
실시예 및 비교예에서 준비된 복합재료 중간체 2장을 적층하여 배치할 때, 균일하게 재작업이 가능한 횟수를 측정하였다.
○: 3회 이상
△: 1~2회
Χ: 재작업 불가
[실험예 5: 경화시간 측정]
실시예 및 비교예에서 준비된 복합재료 중간체를 5 cm x 5 cm로 잘라서 140℃로 세팅된 오븐에서 경화를 진행시켜 표면과 내부에 미경화 부분이 없어지는 시간을 측정하였다.
○: 경화시간 6분 이하
△: 경화시간 6분 초과 30분 미만
Χ: 경화시간 30분 이상
점도 Tack성 수지 함침성 재작업성 경화시간
실시예1 478 cps 169 gf/mm2
실시예2 441 cps 247 gf/mm2
실시예3 137 cps 143 gf/mm2
비교예1 521 cps 985 gf/mm2 Χ Χ
비교예2 387 cps 1 gf/mm2 적층불가
비교예3 1023 cps 201 gf/mm2 Χ
비교예4 57 cps 47 gf/mm2
비교예5 - 131 gf/mm2 - Χ
비교예6 - 252 gf/mm2 - Χ
위의 표 1에서 확인할 수 있는 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 속경화 수지 조성물을 사용하여 복합재료 중간체를 제조하면, 우수한 수지 함침성과 재작업성을 확보할 수 있으며, 기존 제품과 대비하여 경화속도가 빨라져서 생산성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이에 대해, 비교예 1과 같이 경화제 함량이 적은 경우에는 Pre-cure를 진행하는 동안에 경화도가 낮아서 높은 Tack성으로 인하여 재작업이 어려워지고, 경화시간도 길어짐을 확인할 수 있다. 또한 비교예 2와 같이, 경화제 함량이 많은 경우에는 Pre-cure시에 대부분 경화가 진행되어 복합재료의 성형이 어려움을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 3, 4와 같이, 용제의 함량이 적으면 점도가 높아져서 수지 함침성이 낮아져 미함침부가 발생하게 되며, 이러한 미함침부는 제품의 물성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있으며, 또한 용제의 함량이 많으면 복합재료 중간체 내부에 수지의 함량이 낮아져서 제품 성형에 어려움이 발생한다. 또한, 비교예 5, 6와 같이, 기존 제품보다 본 발명에서 제공하는 복합재료 중간체는 경화 시간이 단축되어 생산성 향상에 유리함을 확인할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (7)

  1. 에폭시 당량이 150g/eq 내지 990g/eq인 비스페놀 A형 에폭시 수지, 경화제 및 용제를 포함하는 속경화 수지 조성물, 및
    상기 속경화 수지 조성물에 딥핑되어 있는 탄소섬유 토우를 포함하고,
    상기 탄소섬유 토우는 비중이 1.7 내지 1.9이고, 토우당 필라멘트 수가 1,000 내지 400,000개인 복합재료 중간체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 속경화 수지 조성물은 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 상기 경화제 7 내지 15중량부 및 상기 용제 10 내지 30 중량부를 포함하는 복합재료 중간체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 다이시안다이아미드인 복합재료 중간체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 속경화 수지 조성물의 점도는 100 내지 5000cps인 복합재료 중간체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복합재료 중간체의 Tack성은 10 내지 300gf/mm2인 복합재료 중간체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시 수지와 상기 경화제의 배합비는 관능기 수로 0.5 내지 1.5인 복합재료 중간체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합재료 중간체는 제품으로 제조될 때, 140 내지 180℃에서 0.1 내지 6분 이내에 경화가 완료되는 복합재료 중간체.
KR1020170174807A 2017-12-19 2017-12-19 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체 KR101880002B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170174807A KR101880002B1 (ko) 2017-12-19 2017-12-19 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170174807A KR101880002B1 (ko) 2017-12-19 2017-12-19 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140186353A Division KR20160076299A (ko) 2014-12-22 2014-12-22 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180000331A true KR20180000331A (ko) 2018-01-02
KR101880002B1 KR101880002B1 (ko) 2018-07-18

Family

ID=61004604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170174807A KR101880002B1 (ko) 2017-12-19 2017-12-19 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101880002B1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100288388B1 (ko) * 1998-08-20 2001-05-02 홍완기 헬멧본체의제조방법과장치
KR20010038599A (ko) * 1999-10-26 2001-05-15 홍완기 2중구조의 헬멧본체와 그 제조방법
KR100701746B1 (ko) * 2001-07-11 2007-03-29 에스케이케미칼주식회사 헬멧 본체의 제조방법
JP5444713B2 (ja) * 2007-05-16 2014-03-19 東レ株式会社 エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、繊維強化複合材料
KR101351330B1 (ko) * 2012-04-09 2014-01-15 주식회사 현대화이바 헬멧 성형에 전용으로 사용되는 프리프레그용 열경화성 수지 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101880002B1 (ko) 2018-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5090701B2 (ja) 部分含浸プリプレグとそれを用いた繊維強化複合材料の製造方法
EP3072918B1 (en) Production method for fibre-reinforced composite material, prepreg, particle-containing resin composition, and fibre-reinforced composite material
EP3072917B1 (en) Prepreg, fibre-reinforced composite material, and particle-containing resin composition
JP5367724B2 (ja) 繊維強化複合材料の製造方法並びに該繊維強化複合材料を用いた耐熱型材および耐熱構造材
EP2980135B1 (en) Prepreg, fiber-reinforced composite material, and resin composition containing particles
EP3072919A1 (en) Prepreg, fibre-reinforced composite material, and particle-containing resin composition
KR20140097103A (ko) 섬유 강화 복합 재료용 2액형 에폭시 수지 조성물 및 섬유 강화 복합 재료
KR101790112B1 (ko) 프레스 공법을 통한 차체부품 고속경화 프리프레그용 수지 조성물 및 이를 포함하는 프리프레그 제품
KR102512809B1 (ko) 섬유강화 복합재료용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 프리프레그
EP3204445A1 (en) Carbon fibre-containing prepregs
EP4112794B1 (en) Stitched reinforcing fiber base material, preform material, fiber reinforced composite material, and manufacturing methods for same
JP2017203107A (ja) 成形材料および繊維強化複合材料
JP2010195844A (ja) 部分含浸プリプレグ及びその製造方法並びにそれを用いた繊維強化複合材料の製造方法
KR101880002B1 (ko) 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체
JP5912922B2 (ja) 繊維強化複合材料
EP3233960B1 (en) Epoxy-based resin composition for composite materials
JP2009068000A (ja) エポキシ樹脂組成物およびプリプレグ
KR101884606B1 (ko) 고내충격성고강도 특성을 갖는 복합재료용 에폭시 수지 조성물
CA3061460A1 (en) Preform for fiber-reinforced composite material, thermosetting resin composition, fiber-reinforced composite material, and method for producing fiber-reinforced composite material
US12043020B2 (en) Stitched fiber-reinforced substrate material, preform material, fiber reinforced composite material, and manufacturing method for same
KR20160076299A (ko) 속경화 수지 조성물 및 이를 포함하는 복합재료 중간체
KR102701071B1 (ko) 경량 프리프레그 및 그 제조 방법
KR101561287B1 (ko) 표면보호층을 이용한 rtm 성형방법
KR102562027B1 (ko) 섬유강화 복합재료용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 프리프레그
EP3072920A1 (en) Prepreg, fibre-reinforced composite material, and particle-containing resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant