KR20220049711A - 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법 - Google Patents

속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220049711A
KR20220049711A KR1020200133134A KR20200133134A KR20220049711A KR 20220049711 A KR20220049711 A KR 20220049711A KR 1020200133134 A KR1020200133134 A KR 1020200133134A KR 20200133134 A KR20200133134 A KR 20200133134A KR 20220049711 A KR20220049711 A KR 20220049711A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin composition
weight
epoxy resin
prepreg
molten metal
Prior art date
Application number
KR1020200133134A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102419869B1 (ko
Inventor
김영근
Original Assignee
(주)에스모터스
주식회사 현대폴리텍
윈엔윈(주)
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 (주)에스모터스, 주식회사 현대폴리텍, 윈엔윈(주) filed Critical (주)에스모터스
Priority to KR1020200133134A priority Critical patent/KR102419869B1/ko
Publication of KR20220049711A publication Critical patent/KR20220049711A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102419869B1 publication Critical patent/KR102419869B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/105—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcement of definite length with a matrix in solid form, e.g. powder, fibre or sheet form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • B29B15/125—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex by dipping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/14—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length of filaments or wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2009/00—Use of rubber derived from conjugated dienes, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16—Fillers
    • B29K2105/165—Hollow fillers, e.g. microballoons or expanded particles
    • B29K2105/167—Nanotubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법은 고형 에폭시 수지 48~52중량%, 액상 에폭시 수지 30~34중량% 및 CNT 0.5~2중량%을 3롤밀을 통해 고르게 배합하는 수지 조성물 1차 배합단계; 수지 조성물 1차 배합단계에서 배합된 수지 조성물을 용탕 믹서에 옮겨 담은 후, 용탕 믹서에 입자가 분산된 개질 러버 8~10중량%, 경화제 4~6중량%, 경화촉진제 2~4중량%를 투입하고, 용탕 믹서의 내부온도가 50~70℃ 조건으로 유지되게 하는 가운데 용탕 믹서를 100~200RPM의 속도로 5~10분간 저속회전시켜 수지 조성물을 2차 배합하는 수지 조성물 2차 배합단계; 및 수지 조성물 2차 배합단계에서 배합된 수지 조성물에 직물 또는 섬유를 함침시킨 후 일정 두께의 프리프레그를 형성하는 프리프레그 형성단계; 를 포함하여 이루어진다.

Description

속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법{Method for manufacturing the quick hardening epoxy resin prepreg}
이 발명은 자동차부품, 항공부품, 스포츠용품 등을 복합재료로 제작하는 과정에서 기계적 물성을 충분히 만족하면서도 제품 성형 시에 신속한 경화가 가능하여 생산성이 향상될 수 있는 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법 관한 것이다.
섬유강화 복합재료는 강철에 비하여 우수한 물성을 지니면서도 플라스틱에 비하여 가벼운 특성을 갖기 때문에 항공기, 자동차, 건축 부자재, 스포츠 용품 등을 포함한 각종 산업용품의 제작에 사용되고 있다. 한편, 이와 같은 섬유강화 복합재료를 이용한 제품의 제조는 대량 생산할 수 있는 금형 및 성형 공정의 구현에 어려움이 있을 뿐만 아니라 제품의 성형 공정에서는 수작업이 필요해 생산량이 낮고 가격이 비싼 단점이 있다.
프리프레그(prepreg)는 섬유강화 복합재료를 이용한 제품의 성형 공정을 단축하기 위하여 직물 또는 섬유를 플라스틱 수지에 함침하거나 뿌린 후에 시트 형태이며 반경화 상태로 미리 제작되는 것을 통칭한다. 프리프레그는 성형할 제품 및 용도에 따라서, 또는 복합재료의 종류에 따라서, 또는 직물 또는 섬유의 종류에 따라서 다양하게 제공되고 있다.
대한민국특허청 공개특허공보 10-2019-0075217 대한민국특허청 공개특허공보 10-2017-0099984 대한민국특허청 등록특허공보 10-1848280
이 발명은 리프 스프링, 제트 스프링 등의 자동차 부품과 양궁의 날개 등과 같은 스포츠용품을 복합재료로 제작하는데 있어 요구되는 기계적 물성을 충분하게 만족하면서도 제품 성형 시에 5~10분 이내에 신속하게 경화될 수 있는 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법를 제공하는데 목적이 있다.
전술한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로 이 발명은 다음과 같은 구성으로 이루어질 수 있다.
이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법은 a) Acrylate-Butadiene 러버 및/또는 Nitrile-Butadiene 러버 일정량을 호모 믹서에 투입하고, 호모 믹서에 투입된 러버 중량에 대하여 톨루엔 10Phr을 혼합한 후, 호모 믹서를 6,000~8,000RPM으로 고속회전시켜 입자를 분산시키는 러버입자 분산단계; b) 고형 에폭시 수지 48~52중량%, 액상 에폭시 수지 30~34중량% 및 CNT 0.5~2중량%을 3롤밀(Three roll mill)을 통해 고르게 배합하는 수지 조성물 1차 배합단계; c) 수지 조성물 1차 배합단계에서 배합된 수지 조성물을 용탕 믹서에 옮겨 담은 후, 용탕 믹서에 러버입자 분산단계에서 입자가 분산된 개질 러버 8~10중량%, 경화제 4~6중량%, 경화촉진제 2~4중량%를 투입하고, 용탕 믹서의 내부온도가 50~70℃ 조건으로 유지되게 하는 가운데 용탕 믹서를 100~200RPM의 속도로 5~10분간 저속회전시켜 수지 조성물을 2차 배합하는 수지 조성물 2차 배합단계; 및 d) 수지 조성물 2차 배합단계에서 배합된 수지 조성물에 직물 또는 섬유를 함침시킨 후 일정 두께의 프리프레그를 형성하는 프리프레그 형성단계; 를 포함하여 이루어진다.
이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법에서 수지 조성물 1차 배합단계에서 고형 에폭시 수지는 50중량%, 액상 에폭시 수지는 32중량%, CNT는 1중량%로 이루어지고, 수지 조성물 2차 배합단계에서 개질 러버는 9중량%, 경화제는 5중량%, 경화촉진제는 3중량%로 이루어진다.
이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법에서 프리프레그 형성단계에서의 직물 또는 섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 또는 붕소 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유로 이루어진다.
이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법에서 수지 조성물 2차 배합단계에서 사용되는 용탕 믹서는 이중벽 구조의 내부에 가온을 위한 물이 수용되고, 이중벽 구조에 수용된 물온도 조절에 의해 가온이 이루어진다.
이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법에서 러버입자 분산단계에서 Acrylate-Butadiene 러버와 Nitrile-Butadiene 러버의 혼합은 Acrylate-Butadiene 러버 40~60중량%, Nitrile-Butadiene 러버 60~40중량%의 비율로 이루어진다.
이 발명은 자동차의 리프 스프링, 제트 스프링 등의 자동차 부품과 양궁의 날개 등과 같은 스포츠용품을 복합재료로 제작하는데 있어 요구되는 기계적 물성을 충분하게 만족하면서도 제품 성형 시에 5~10분 이내에 신속하게 경화되어 생산상을 높일 수 있는 효과가 있다.
도1은 이 발명에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도1은 이 발명에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그는 자동차의 리프 스프링, 자동차의 제트 스프링, 양궁의 날개를 제작하는데 주로 사용되기 위한 것으로, 수지 조성물은 고형 에폭시 수지 48~52중량%, 액상 에폭시 수지 30~34중량%, 개질 러버 8~10중량%, 경화제 4~6중량%, 경화촉진제 2~4중량% 및 CNT 0.5~2중량%을 포함하여 이루어진다.
특히, 이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그를 제조하는 공정에는 도1에서 보이는 바와 같이 접착력 증진을 포함되는 개질 러버가 수지 조성물에 고르게 배합될 수 있도록 하는 러버입자 분산단계가 포함되며, 수지 조성물을 배합하는 공정으로 수지 조성물 1차 배합단계와 수지 조성물 2차 배합단계가 포함되고, 최종적으로 배합된 수지 조성물로 프리프레그를 형성하는 프리프레그 형성단계가 포함된다.
< 러버입자 분산단계 >
이 발명의 실시 예에 따른 러버입자 분산단계에서는 Acrylate-Butadiene 러버 및/또는 Nitrile-Butadiene 러버 일정량을 호모 믹서(Homo mixer)에 투입하고, 호모 믹서에 투입된 러버 중량에 대하여 톨루엔(Toluene) 10Phr(Parts per hundreds of rubber)을 혼합한 후, 호모 믹서를 6,000~8,000RPM으로 고속회전시켜 러버 입자를 분산시킨다.
러버입자 분산단계에 사용되는 러버 제품으로는 Goodrich사(U.S.A.)의 Hycar 1300 타입인 Acrylate-Butadiene Rubber를 사용하거나 Goodrich사의 Hycar 4021 타입인 Nitrile-Butadiene Rubber을 사용한다. 한국의 국도화학 제품으로는 KR-450과 KR-628이 사용될 수 있다.
Acrylate-Butadiene Rubber와 Nitrile-Butadiene Rubber를 혼합하여 사용할 경우에, Acrylate-Butadiene 러버 40~60중량%, Nitrile-Butadiene 러버 60~40중량%의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.
Acrylate-Butadiene 러버 및/또는 Nitrile-Butadiene 러버, 톨루엔(Toluene)이 담긴 호모 믹서를 6,000~8,000RPM으로 고속회전시키면 러버 입자가 분산되면서 개질 러버로 준비된다.
전술한 러버입자 분산단계를 통해서 입자가 분산된 개질 러버는 이 발명에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그를 반경화 상태(B-stage)로 성형하는데 필요한 수지 조성물을 구성하는 각 성분들의 전체 중량을 기준으로 하여 8~10중량%의 용량이 준비되도록 한다.
< 수지 조성물 1차 배합단계 >
수지 조성물 1차 배합단계에서는 이 발명에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그를 반경화 상태(B-stage)로 성형하는데 필요한 수지 조성물의 각 성분들의 전체 중량을 기준으로 고형 에폭시 수지 48~52중량%, 액상 에폭시 수지 30~34중량% 및 CNT(Carbon nanp tube) 0.5~2중량%를 별도의 용기에서 혼합한다. 3롤밀(Three roll mill)을 이용하여 고형 에폭시 수지, 액상 에폭시 수지 및 CNT가 고르게 혼합되도록 한다.
고형 에폭시 수지는 비스페놀-A타입 에폭시 수지(bisphenol-A type epoxy resin) 또는 페놀 노블락 에폭시 수지(phenol novolac epoxy resin)이 사용될 수 있으며, 필요에 따라서는 비스페놀-A 에폭시 수지와 페놀 노블락 에폭시 수지를 균등한 비율로 혼합하여 사용될 수 있다. 특히, 비스페놀-A타입 에폭시 수지는 국도화학의 제품인 YD-011이나 YDPN-638을 사용될 수 있다. 액상 에폭시 수지 대비 고형 에폭시 수지가 차지하는 분량은 10~80%의 범위로 이루어질 수 있다.
액상 에폭시 수지로는 액상 비스페놀-A타입 에폭시 수지(liquid bisphenol-A type epoxy resin)가 사용될 수 있다. 액상 비스페놀-A타입 에폭시 수지로는 국토화학의 제품인 YD-128이 사용될 수 있다. 고상 에폭시 수지 대비 액상 에폭시 수지가 차지하는 분량은 10~60%의 범위로 이루어질 수 있다.
수지 조성물 1차 배합단계에서 혼합되는 각 혼합물의 바람직한 함량은 고형 에폭시 수지는 50중량%, 액상 에폭시 수지는 32중량%, CNT는 1중량%이다.
수지 조성물 1차 배합단계에서 CNT가 수지 조성물에 배합되는 과정에서 마치 고무 가류공정 등에서와 같이 수지 조성물에 고르게 배합이 이루어짐으로써 프리프레그의 층간접착력이 향상되고 성형된 제품의 충격방지 및 진동감쇄 효과 측면에서 유리해질 수 있다.
이와 같이 수지 조성물 1차 배합단계에서 배합된 수지 조성물은 속경화 에폭시 수지 프리프레그를 반경화 상태로 성형하는데 필요한 수지 조성물의 각 성분들의 전체 중량을 기준으로 하여 83중량%의 용량이 준비된다.
< 수지 조성물 2차 배합단계 >
수지 조성물 1차 배합단계에서 배합된 수지 조성물 일정량을 내부온도가 50~70℃ 조건으로 유지될 수 있게 구성된 용탕 믹서에 담고, 용탕 믹서에 앞의 러버입자 분산단계를 통해 준비해둔 개질 러버 8~10중량%, 경화제 4~6중량%, 경화촉진제 2~4중량%를 추가한다.
수지 조성물 2차 배합단계에서 입자가 분산된 개질 러버는 9중량%, 경화제는 5중량%, 경화촉진제는 3중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.
이후, 용탕 믹서의 내부온도가 50~70℃ 조건으로 유지되게 하는 가운데 용탕 믹서를 100~200RPM의 속도로 5~10분간 저속회전시켜 각 혼합물들이 고르게 배합되도록 한다.
수지 조성물 2차 배합단계에서 사용되는 용탕 믹서는 이중벽 구조의 내부에 가온을 위한 물이 수용되고, 이중벽 구조에 수용된 물온도 조절에 의해 가온이 이루어지도록 구성된 것이 사용된다.
< 프리프레그 형성단계 >
수지 조성물 2차 배합단계에서 배합이 완료된 수지 조성물에 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 또는 붕소 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유 또는 직물을 함침하여 일정 두께를 갖는 시트형태의 반경화 프리프레그를 형성한다.
또한, 전술한 공정들을 통해 제조된 수지 조성물은 60~80℃의 온도조건에서 UD 기계를 통해 UD 프리프레그를 제조될 수 있다.
< 제품 성형 >
이 발명의 실시 예에 따른 방법에 의해서 제조된 프리프레그를 사용하여 자동차의 리프 스프링, 제트 스프링 등의 자동차 부품과 양궁의 날개 등과 같은 스포츠용품을 복합재료로 제작하게 된다.
제품을 성형하는 과정에서 140~160℃의 온도조건에서 5~10분이면 경화가 이루어짐에 따라 제품 생산성이 향상될 뿐만 아니라 복합재료에서 요구되는 기계적 물성 또한 충분하게 확보할 수 있다.
< 실시예 >
앞에 설명한 단계들을 통해서 고형 에폭시수지 50중량%, 액상 에폭시 수지 32중량%, 개질 러버 9중량%, 경화제 5중량%, 경화촉진제 3중량%, CNT 1중량%의 혼합비율로 프리프레그 제작을 위한 에폭시 수지 조성물을 제조(표1 참조)하였다.
고형에폭시수지 액상 에폭시수지 개질 러버 경화제 경화촉진제 CNT
실시예 50 32 9 5 3 1
위의 혼합비율로 제조된 에폭시 수지 조성물을 이용하여 복합재료용 프리프레그를 형성하였으며, 그 물성은 다음의 표2 및 표3과 같이 나타났다.
Item Temperature(℃) Value
Viscosity 70 30,000~40,000cps
Density 25 1.21~1.23 gw/㎤
Gelation time 115 8~10 mins
Pot-life 70 2~3 hours
25 ≤20 days
Storage life ≤0 ≤3 months
≤-18 ≤6 months
Item Standard Test Value
Glass transition temp. GB/T 19466.2 130~140 ℃
Tensile strength GB/T 2567 75~85 MPa
Tensile modulus GB/T 2567 2,800~3,300 MPa
Flexural strength GB/T 2567 140~150 MPa
Flexural modulus GB/T 2567 3,000~3,500 MPa
Impact strength GB/T 2567 40~50 kJ/㎡
한편, 도2는 이 발명의 실시 예에 따른 프리프레그의 경화반응을 DSC(Differential Scanning Calorimetry)로 보인 그래프이며, 도3은 이 발명의 실시 예에 따른 프리프레그의 TG를 보인 그래프이다. 도2 및 도3에서 보이는 바와 같이 이 발명의 실시 예에 따른 프리프레그는 150℃ × 10min 정도에서 제품성형 과정에서의 큐어 사이클(cure cycle)이 끝난다.
이상에서는 첨부된 도면들을 참조하면서 이 발명의 실시 예에 따른 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법에 대하여 설명하였다. 이러한 실시 예들은 이 발명의 청구범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 것이다. 또한, 전술한 실시 예들은 예시적인 것에 불과한 것으로 한정 해석되면 안 된다.

Claims (6)

  1. a) Acrylate-Butadiene 러버 및/또는 Nitrile-Butadiene 러버 일정량을 호모 믹서(Homo mixer)에 투입하고, 상기 호모 믹서에 투입된 러버 중량에 대하여 톨루엔 10Phr을 혼합한 후, 상기 호모 믹서를 6,000~8,000RPM으로 고속회전시켜 입자를 분산시키는 러버입자 분산단계;
    b) 고형 에폭시 수지 48~52중량%, 액상 에폭시 수지 30~34중량% 및 CNT 0.5~2중량%을 3롤밀(Three roll mill)을 통해 고르게 배합하는 수지 조성물 1차 배합단계;
    c) 상기 수지 조성물 1차 배합단계에서 배합된 수지 조성물을 용탕 믹서에 옮겨 담은 후, 상기 용탕 믹서에 상기 러버입자 분산단계에서 입자가 분산된 개질 러버 8~10중량%, 경화제 4~6중량%, 경화촉진제 2~4중량%를 투입하고, 상기 용탕 믹서의 내부온도가 50~70℃ 조건으로 유지되게 하는 가운데 상기 용탕 믹서를 100~200RPM의 속도로 5~10분간 저속회전시켜 수지 조성물을 2차 배합하는 수지 조성물 2차 배합단계; 및
    d) 상기 수지 조성물 2차 배합단계에서 배합된 수지 조성물에 직물 또는 섬유를 함침시킨 후 일정 두께의 프리프레그를 형성하는 프리프레그 형성단계; 를 포함하여 이루어지는 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물 1차 배합단계에서 상기 고형 에폭시 수지는 50중량%, 상기 액상 에폭시 수지는 32중량%, 상기 CNT는 1중량%로 이루어지고,
    상기 수지 조성물 2차 배합단계에서 상기 개질 러버는 9중량%, 상기 경화제는 5중량%, 상기 경화촉진제는 3중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    프리프레그 형성단계에서의 직물 또는 섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 또는 붕소 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유로 이루어진 것을 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물 2차 배합단계에서 사용되는 용탕 믹서는 이중벽 구조의 내부에 가온을 위한 물이 수용되고, 상기 이중벽 구조에 수용된 물온도 조절에 의해 가온이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 러버입자 분산단계에서 Acrylate-Butadiene 러버와 Nitrile-Butadiene 러버의 혼합은 Acrylate-Butadiene 러버 40~60중량%, Nitrile-Butadiene 러버 60~40중량%의 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 속경화 에폭시 수지 프리프레그 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 따른 제조방법에 의해서 제조된 속경화 에폭시 수지 프리프레그.
KR1020200133134A 2020-10-15 2020-10-15 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법 KR102419869B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133134A KR102419869B1 (ko) 2020-10-15 2020-10-15 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133134A KR102419869B1 (ko) 2020-10-15 2020-10-15 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220049711A true KR20220049711A (ko) 2022-04-22
KR102419869B1 KR102419869B1 (ko) 2022-08-04

Family

ID=81452493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200133134A KR102419869B1 (ko) 2020-10-15 2020-10-15 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102419869B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116285817A (zh) * 2023-03-29 2023-06-23 苏州中科科仪技术发展有限公司 一种双组分环氧胶混胶方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060036912A (ko) * 2003-06-09 2006-05-02 카네카 코포레이션 변성 에폭시 수지의 제조방법
JP4246993B2 (ja) * 2001-01-10 2009-04-02 化研テック株式会社 剥離型接着剤組成物およびその製造方法
KR20170099984A (ko) 2014-12-24 2017-09-01 핵셀 홀딩 게엠베하 급속 경화 에폭시 수지 및 이로부터 얻어진 프리프레그
KR20180029805A (ko) * 2016-09-13 2018-03-21 윈엔윈(주) 스키 제조용 저온 경화형 에폭시 수지 조성물과 이에 의해 제조된 스키 제조용 프리프레그 및 이를 이용한 섬유 강화 고분자 복합재료
KR20190075217A (ko) 2017-12-21 2019-07-01 코오롱인더스트리 주식회사 고내열 속경화 에폭시 수지 조성물 및 이를 포함하는 프리프레그

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4246993B2 (ja) * 2001-01-10 2009-04-02 化研テック株式会社 剥離型接着剤組成物およびその製造方法
KR20060036912A (ko) * 2003-06-09 2006-05-02 카네카 코포레이션 변성 에폭시 수지의 제조방법
KR20170099984A (ko) 2014-12-24 2017-09-01 핵셀 홀딩 게엠베하 급속 경화 에폭시 수지 및 이로부터 얻어진 프리프레그
KR20180029805A (ko) * 2016-09-13 2018-03-21 윈엔윈(주) 스키 제조용 저온 경화형 에폭시 수지 조성물과 이에 의해 제조된 스키 제조용 프리프레그 및 이를 이용한 섬유 강화 고분자 복합재료
KR101848280B1 (ko) 2016-09-13 2018-04-12 윈엔윈(주) 스키 제조용 저온 경화형 에폭시 수지 조성물과 이에 의해 제조된 스키 제조용 프리프레그 및 이를 이용한 섬유 강화 고분자 복합재료
KR20190075217A (ko) 2017-12-21 2019-07-01 코오롱인더스트리 주식회사 고내열 속경화 에폭시 수지 조성물 및 이를 포함하는 프리프레그

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116285817A (zh) * 2023-03-29 2023-06-23 苏州中科科仪技术发展有限公司 一种双组分环氧胶混胶方法
CN116285817B (zh) * 2023-03-29 2023-09-26 苏州中科科仪技术发展有限公司 一种双组分环氧胶混胶方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102419869B1 (ko) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10836118B2 (en) Modified resin systems for liquid resin infusion applications and process methods related thereto
JP5454138B2 (ja) エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料、およびその製造方法
JP6617559B2 (ja) 繊維強化複合材料用２液型エポキシ樹脂組成物および繊維強化複合材料
CN108136619B (zh) 用于回收废弃或未使用的环氧树脂预浸料的方法
AU2015355274B2 (en) Modified amine curing agents, their preparation and use in curable compositions
EP3102623B1 (en) Curing agents for epoxy resins
US20040070109A1 (en) Method for the production of a fiber-reinforced product based on epoxy resin
RU2540084C1 (ru) Полимерная композиция
KR102419869B1 (ko) 속경화 에폭시 수지 프리프레그 및 그 제조방법
EP3819331B1 (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material, fiber-reinforced composite material, and production method therefor
CN105968726A (zh) 具有双交联网络结构的环氧树脂及其制备方法
CN113480832A (zh) 一种tg为170-180℃真空导入环氧树脂基复合材料及其制备方法
EP3807337B1 (en) Toughened epoxy compositions
CN106280445A (zh) 一种液体成型用高韧性双马树脂及其制备方法
KR101351330B1 (ko) 헬멧 성형에 전용으로 사용되는 프리프레그용 열경화성 수지 및 그 제조방법
JPS63221139A (ja) プリプレグ及びその製造法
JP6493633B1 (ja) 繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、プリフォーム、繊維強化複合材料及び繊維強化複合材料の製造方法
US20230212356A1 (en) Sulfur-containing material and use thereof
EP3720901B1 (en) Resin compositions for liquid resin infusion and applications thereof
JPH06172498A (ja) エポキシ複合材用組成物及びエポキシ複合材
CN116554645A (zh) 环氧增韧树脂基体及其制备方法和应用
EP0425424A2 (en) Method for fabricating graphite fiber epoxy composites
KR20240076469A (ko) 비스페놀 f형 및 노볼락 에폭시 수지 기반의 고압 수지 이송 성형용 에폭시 수지 조성물
CN112980143A (zh) 一种用于3d打印的组合物、材料及其制备和打印方法
AU2018347966A1 (en) Curable resin composition and fiber reinforced resin matrix composite material

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right