TW202409189A - 預浸體、纖維強化複合材料、纖維強化複合材料製管狀體、高爾夫球桿桿身及釣竿 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供一種包含彈性係數與耐熱性優異、且耐候性或透明性等外觀亦優異的樹脂組成物的預浸體、以及使用該預浸體的機械特性或耐熱性、外觀性優異的纖維強化複合材料、纖維強化複合材料製管狀體、高爾夫球桿桿身、釣竿,作為其解決方式,提供一種預浸體,包含強化纖維以及樹脂組成物,所述預浸體中,所述樹脂組成物包含以下的成分[A]~成分[D],且滿足下述條件(1)~條件(5)。
成分[A]:酚醛清漆型環氧樹脂
成分[B]:噁唑啶酮型環氧樹脂
成分[C]:山梨糖醇型環氧樹脂及甘油型環氧樹脂中的任一種或兩種
成分[D]:二氰二胺
條件(1):成分[A]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為20質量份~50質量份。
條件(2):成分[B]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份~40質量份。
條件(3):成分[C]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份~40質量份。
條件(4):全部環氧樹脂100質量份中,包含合計40質量份以上的成分[B]與成分[C]。
條件(5):不包含成分[E]:縮水甘油胺型環氧樹脂、或者即使包含,亦相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份以下。
Description
本發明是有關於一種適用於航空航天用途、一般產業用途及運動用途等的纖維強化複合材料的預浸體、纖維強化複合材料、纖維強化複合材料製管狀體,另外是有關於一種使用所述纖維強化複合材料製管狀體而成的高爾夫球桿桿身、或釣竿。
使用碳纖維或聚芳醯胺纖維等作為強化纖維的纖維強化複合材料利用其高的比強度、比彈性係數,廣泛用於飛機或汽車等的結構材料、或網球拍、高爾夫球桿桿身、釣竿、自行車、框體等運動、一般產業用途等。作為該纖維強化複合材料中使用的樹脂組成物,就耐熱性或生產率的觀點而言,主要使用熱硬化性樹脂,其中,就與強化纖維的接著性等力學特性的觀點而言,較佳地使用環氧樹脂。
近年來,為了將纖維強化複合材料應用於要求進一步輕量化的高爾夫球桿桿身、釣竿、自行車等用途,要求提高各種物性。例如,為了在高爾夫球桿桿身、或釣竿等管狀體中表現出優異的彎曲強度,所使用的纖維強化複合材料需要高的纖維方向強度及非纖維方向強度,但該些對作為基體樹脂使用的環氧樹脂自身的強度或彈性係數有很大影響。另外,在將纖維強化複合材料加工成最終產品時,亦要求能夠耐受加工熱的高耐熱性。進而,藉由對纖維強化複合材料表面進行透明塗裝而將強化纖維的交叉網格等用作外觀設計的情況亦在增加。因此,對於作為基體樹脂使用的環氧樹脂,除了硬化物顯示出優異的機械特性或耐熱性以外,硬化物的耐候性或透明性等外觀亦被重視。
在專利文獻1中,就可兼顧機械特性與耐熱性的方面而言,研究了一種調配有噁唑啶酮型環氧樹脂與酚醛清漆型環氧樹脂的組成。另外,在專利文獻2中,研究了一種藉由使用平行光線透過率為30%以上的環氧樹脂組成物,不存在吸濕導致的白濁、纖維強化複合材料的外觀優異的預浸體。進而,在專利文獻3中,為了減少作為硬化劑使用的二氰二胺溶解殘留而成為缺陷,研究了一種調配山梨糖醇型環氧樹脂等溶解促進劑,樹脂組成物的破壞應變或透明度優異的絲束預浸體。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:國際公開第2020/080474號
專利文獻2:日本專利特開2003-261744號公報
專利文獻3:日本專利特開2020-158594號公報
[發明所欲解決之課題]
在使用專利文獻1的技術的情況下,雖然可兼顧彈性係數與耐熱性,但對於耐候性或透明性等外觀並無任何考慮,無法穩定地獲得優異的外觀。另外,在使用專利文獻2的技術的情況下,雖然可獲得具有優異透明性的樹脂硬化物或不存在吸濕導致的白濁的成形品,但樹脂硬化物的彈性係數低,在纖維強化複合材料中未必可獲得優異的機械特性。進而,在專利文獻2中關於耐候性並無任何考慮,在耐候性方面亦存在改善的餘地。在專利文獻3中,雖然可獲得具有優異透明性的樹脂硬化物,但樹脂硬化物的彈性係數或耐熱性低,在纖維強化複合材料中未必可獲得優異的機械特性或耐熱性。另外,關於專利文獻3,關於耐候性亦並無任何考慮,無法穩定地獲得優異的耐候性。
因此,本發明的課題在於提供一種包含彈性係數與耐熱性優異、且耐候性或透明性等外觀亦優異的樹脂組成物的預浸體、以及使用該預浸體的機械特性或耐熱性、外觀性優異的纖維強化複合材料、纖維強化複合材料製管狀體、高爾夫球桿桿身、釣竿。
[解決課題之手段]
1.一種預浸體,包含強化纖維以及樹脂組成物,所述預浸體中,所述樹脂組成物包含以下的成分[A]~成分[D],且滿足下述條件(1)~條件(5)。
成分[A]:酚醛清漆型環氧樹脂
成分[B]:噁唑啶酮型環氧樹脂
成分[C]:山梨糖醇型環氧樹脂及甘油型環氧樹脂中的任一種或兩種
成分[D]:二氰二胺
條件(1):成分[A]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為20質量份~50質量份。
條件(2):成分[B]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份~40質量份。
條件(3):成分[C]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份~40質量份。
條件(4):全部環氧樹脂100質量份中,包含合計40質量份以上的成分[B]與成分[C]。
條件(5):不包含成分[E]:縮水甘油胺型環氧樹脂、或者即使包含,亦相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份以下。
2.如所述1所述的預浸體,其中不包含所述成分[E]、或者即使包含所述成分[E],亦相對於全部環氧樹脂100質量份為1質量份以下。
3.如所述1或2所述的預浸體,包含成分[F]:沸點為130℃以上且分子量m為50以上且250以下,並且分子內不具有環氧基、且不具有環氧樹脂的硬化能力的化合物。
4.如所述1至3中任一項所述的預浸體,包含成分[G]:苯氧基樹脂作為熱塑性樹脂。
5.一種纖維強化複合材料,是將如所述1至4中任一項所述的預浸體硬化而得。
6.一種纖維強化複合材料製管狀體,是將如所述1至4中任一項所述的預浸體成形而得。
7.一種高爾夫球桿桿身,是使用如所述6所述的纖維強化複合材料製管狀體而得。
8.一種釣竿,是使用如所述6所述的纖維強化複合材料製管狀體而得。
[發明的效果]
藉由本發明,可獲得一種包含彈性係數與耐熱性優異、且耐候性或透明性等外觀亦優異的樹脂組成物的預浸體、以及使用該預浸體的機械特性或耐熱性、外觀性優異的纖維強化複合材料、纖維強化複合材料製管狀體、高爾夫球桿桿身、釣竿。
以下,對本發明進行詳細說明。
本發明的預浸體包含樹脂組成物以及強化纖維。較佳為由樹脂組成物以及強化纖維構成。樹脂組成物包含成分[A]~成分[D]作為必須成分。
本發明中的成分[A]是酚醛清漆型環氧樹脂。藉由包含成分[A],可在不損害耐候性的情況下提高樹脂硬化物的彈性係數或耐熱性,而可獲得具有優異的機械特性或耐熱性、外觀的纖維強化複合材料。
相對於樹脂組成物中所含的全部環氧樹脂100質量份,需要包含20質量份~50質量份的成分[A]。下限較佳為25質量份以上,進而佳為30質量份以上。上限較佳為45質量份以下,進而佳為40質量份以下。藉由在所述範圍包含成分[A],樹脂硬化物的透明性優異,機械特性或耐熱性、外觀的平衡變得良好。
另外,為了使樹脂硬化物的彎曲彈性係數與耐熱性的平衡良好,酚醛清漆型環氧樹脂的軟化點的下限較佳為50℃以上,進而佳為60℃以上。所述軟化點的上限較佳為120℃以下,進而佳為110℃以下。
作為成分[A],可列舉:苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂。
作為苯酚酚醛清漆型環氧樹脂的市售品,可列舉:「jER(註冊商標)」152、「jER(註冊商標)」154(以上,三菱化學(股)製造),EPPN-201(日本化藥(股)製造),「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-740、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-770(軟化點:70℃)、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-775(軟化點:75℃、以上,迪愛生(DIC)(股)製造)等。
作為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂的市售品,可列舉:「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-660(軟化點:66℃)、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-665(軟化點:70℃)、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-670(軟化點:73℃)、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-673(軟化點:78℃)、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-680(軟化點:87℃)、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-690(軟化點:93℃)、「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-695(軟化點:95℃、以上,迪愛生(DIC)(股)製造)等。
本發明中的成分[B]為噁唑啶酮型環氧樹脂。藉由包含成分[B],能夠在不損害耐候性的情況下提高樹脂硬化物的耐熱性。另外,藉由包含成分[B],可促進作為成分[D]的二氰二胺的溶解,提高樹脂硬化物的透明性。即,藉由包含成分[B],可獲得具有優異的耐熱性或外觀的纖維強化複合材料。
相對於樹脂組成物中所含的全部環氧樹脂100質量份,需要包含10質量份~40質量份的成分[B]。下限較佳為15質量份以上,進而佳為20質量份以上。上限較佳為35質量份以下,進而佳為30質量份以下。若成分[B]的含量為所述下限值以上,則樹脂硬化物的耐熱性或透明性優異,若成分[B]的含量為所述上限值以下,則不會損害樹脂硬化物的彎曲彈性係數。即,藉由在所述範圍包含成分[B],樹脂硬化物的透明性或耐熱性、彎曲彈性係數的平衡變得良好。
作為成分[B]的市售品,可使用AER4152、AER4151(以上,旭化成電子材料(Asahi Kasei Chemicals)(股)製造)、「D.E.R.(註冊商標)」852、「D.E.R.(註冊商標)」858(以上,陶氏化學(Dow Chemical)(股)製造)、TSR-400(迪愛生(DIC)(股)製造)、ACR1348(艾迪科(ADEKA)(股)製造)等。
本發明中的成分[C]是山梨糖醇型環氧樹脂及甘油型環氧樹脂中的任一種或兩種。再者,在包含山梨糖醇型環氧樹脂與甘油型環氧樹脂此兩者的情況下一併作為成分[C]。該些可單獨使用,亦可將兩者組合來使用。藉由包含成分[C],能夠在不損害耐候性的情況下提高樹脂硬化物的彎曲彈性係數。另外,成分[C]在分子結構中具有羥基,因此極性高,可促進作為成分[D]的二氰二胺的溶解,提高樹脂硬化物的透明性。即,藉由包含成分[C],可獲得具有優異的彎曲彈性係數或外觀的纖維強化複合材料。
相對於樹脂組成物中所含的全部環氧樹脂100質量份,需要包含10質量份~40質量份的成分[C]。下限較佳為15質量份以上,進而佳為20質量份以上。上限較佳為35質量份以下,進而佳為30質量份以下。若成分[C]的含量為所述下限值以上,則樹脂硬化物的彎曲彈性係數或透明性優異,若成分[C]的含量為所述上限值以下,則不會損害樹脂硬化物的耐熱性。即,藉由在所述範圍包含成分[C],樹脂硬化物的透明性或耐熱性、彎曲彈性係數的平衡變得良好。
作為成分[C]的甘油型環氧樹脂,可列舉:單甘油型環氧樹脂、二甘油型環氧樹脂、聚甘油型環氧樹脂。
作為山梨糖醇型環氧樹脂的市售品,可列舉:「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-612、「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-614、「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-614B、「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-622(以上,長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)等。
作為甘油型環氧樹脂的市售品,可列舉:「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-313、「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-314(以上,長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)等。作為二甘油型環氧樹脂的市售品,可列舉:「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-421(長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)等,作為聚甘油型環氧樹脂的市售品,可列舉:「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-512、「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-521(以上,長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)等。
作為本發明中的條件(4),成分[B]與成分[C]的含量需要相對於全部環氧樹脂100質量份合計為40質量份以上。下限較佳為45質量份以上,進而佳為50質量份以上。另外,關於上限,條件(2)與條件(3)中各個成分的上限的合計為80質量份以下,但較佳為70質量份以下,進而佳為60質量份以下。藉由使相對於全部環氧樹脂100質量份而言的成分[B]與成分[C]的合計含量為所述範圍,樹脂硬化物的透明性大幅提高,可獲得具有優異外觀(白濁得到改善)的纖維強化複合材料。
作為本發明中的條件(5),不包含作為成分[E]的縮水甘油胺型環氧樹脂、或者即使含有作為成分[E]的縮水甘油胺型環氧樹脂,亦需要相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份以下。另外,即使包含成分[E],亦更佳為5質量份以下,進而佳為1質量份以下。藉由使成分[E]的調配量為10質量份以下,在不妨礙樹脂硬化物的耐候性提高的情況下,可獲得具有優異耐候性的纖維強化複合材料。
作為成分[E]的縮水甘油胺型環氧樹脂,有具有芳香環的縮水甘油胺型環氧樹脂、脂肪族的縮水甘油胺型環氧樹脂,可列舉:二胺基二苯基甲烷型環氧樹脂、二胺基二苯基碸型環氧樹脂、胺基苯酚型環氧樹脂、間二甲苯二胺型環氧樹脂、1,3-雙胺基甲基環己烷型環氧樹脂等。
作為二胺基二苯基甲烷型環氧樹脂的市售品,可列舉:ELM434(住友化學(股)製造),「阿拉迪特(ARALDITE)(註冊商標)」MY720、「阿拉迪特(ARALDITE)(註冊商標)」MY721、「阿拉迪特(ARALDITE)(註冊商標)」MY9512、「阿拉迪特(ARALDITE)(註冊商標)」MY9663(以上,亨斯邁先進材料(Huntsman Advanced Materials)(股)製造),「艾伯特(Epotohto)(註冊商標)」YH-434(日鐵化學&材料(股)製造),「jER(註冊商標)」604(三菱化學(股)製造)等。
作為二胺基二苯基碸型環氧樹脂的市售品,可列舉TG3DAS(三井精細化學(Mitsui Fine Chemical)(股)製造)等。
作為胺基苯酚型環氧樹脂的市售品,可列舉:ELM120、ELM100(以上,住友化學(股)製造),「jER(註冊商標)」630(三菱化學(股)製造)、「阿拉迪特(Araldite)(註冊商標)」MY0500、「阿拉迪特(Araldite)(註冊商標)」MY0510、「阿拉迪特(Araldite)(註冊商標)」MY0600、「阿拉迪特(Araldite)(註冊商標)」MY0610(以上,亨斯邁先進材料(Huntsman Advanced Materials)(股)製造)等。
作為間二甲苯二胺型環氧樹脂的市售品,可列舉:「鐵特拉德(TETRAD)(註冊商標)」-X(三菱氣體化學(股)製造)。
作為1,3-雙胺基甲基環己烷型環氧樹脂的市售品,可列舉「鐵特拉德(TETRAD)(註冊商標)」-C(三菱氣體化學(股)製造)。
在不損害本發明的效果的範圍內,本發明中使用的樹脂組成物中亦可適當調配所述以外的環氧樹脂。具體而言,可列舉:雙酚型、異三聚氰酸型、二環戊二烯型、乙內醯脲型、三羥甲基丙烷型、季戊四醇型、三羥基苯基甲烷型及四苯酚基乙烷型的環氧樹脂。
其中,作為雙酚A型環氧樹脂的市售品,可列舉:「jER(註冊商標)」825、「jER(註冊商標)」828、「jER(註冊商標)」834、「jER(註冊商標)」1001、「jER(註冊商標)」1002、「jER(註冊商標)」1003、「jER(註冊商標)」1003F、「jER(註冊商標)」1004、「jER(註冊商標)」1004AF、「jER(註冊商標)」1005F、「jER(註冊商標)」1006FS、「jER(註冊商標)」1007、「jER(註冊商標)」1009、「jER(註冊商標)」1010(以上,三菱化學(股)製造),「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」850(迪愛生(DIC)(股)製造),「艾伯特(Epotohto)(註冊商標)」YD-128(日鐵化學&材料(股)製造)、及「D.E.R.(註冊商標)」-331、「D.E.R.(註冊商標)」-332(以上,陶氏化學(Dow Chemical)(股)製造)等。
作為雙酚F型環氧樹脂的市售品,可列舉:「阿拉迪特(Araldite)(註冊商標)」GY282(亨斯邁先進材料(Huntsman Advanced Materials)(股)製造),「jER(註冊商標)」806、「jER(註冊商標)」807、「jER(註冊商標)」4005P、「jER(註冊商標)」4007P、「jER(註冊商標)」4010P(以上,三菱化學(股)製造),「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」830(迪愛生(DIC)(股)製造)及「艾伯特(Epotohto)(註冊商標)」YD-170(日鐵化學&材料(股)製造)等。
本發明中的成分[D]是二氰二胺。二氰二胺在對環氧樹脂的硬化物提供高的機械特性或耐熱性方面優異,被廣泛用作各種環氧樹脂的硬化劑。另外,由於環氧樹脂組成物的耐候性或保存穩定性優異,因此可較佳地使用。作為所述二氰二胺的市售品,可列舉:DICY7、DICY15(以上,三菱化學(股)製造)等。
另外,在本發明中,就樹脂硬化物的機械特性或耐熱性、透明性的平衡優異的方面而言,成分[D]的含量較佳為相對於全部環氧樹脂100質量份為4質量份~12質量份。下限進而佳為5質量份以上,上限進而佳為10質量份以下。
就控制樹脂組成物的黏度、或預浸體的黏性的觀點而言,本發明的預浸體中使用的樹脂組成物較佳為包含作為成分[G]的苯氧基樹脂。苯氧基樹脂較佳為在製作處理性優異的預浸體的基礎上調配,使得可在不損害樹脂硬化物的耐候性的情況下提高樹脂組成物的黏度或預浸體的黏性。
作為苯氧基樹脂的市售品,可列舉:「酚諾陶(Phenototo)(註冊商標)」YP-50、「酚諾陶(Phenototo)(註冊商標)」YP-50S、「酚諾陶(Phenototo)(註冊商標)」YP-70(以上,日鐵化學&材料(股)製造)等。
就控制硬化速度的觀點而言,本發明的預浸體中使用的樹脂組成物中可調配硬化促進劑。作為硬化促進劑,可列舉:脲化合物、咪唑化合物等,就樹脂組成物的保管穩定性的觀點而言,尤其可較佳地使用脲化合物。
作為脲化合物,可列舉:3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基脲、苯基二甲基脲、甲苯雙二甲基脲等。另外,作為芳香族脲化合物的市售品,可使用:DCMU99(保土谷化學工業(股)製造)、「歐米固(Omicure)(註冊商標)」24(日本PTI(PTI JAPAN)(股)製造)等。
就樹脂硬化物的彈性係數變高的方面而言,本發明中使用的樹脂組成物較佳為包含作為成分[F]的沸點為130℃以上且分子量m為50以上且250以下,並且分子內不具有環氧基且不具有環氧樹脂的硬化能力的化合物。此處,可與環氧樹脂進行加成反應的胺或苯酚、可與環氧樹脂共聚的酸酐、可成為環氧樹脂的自聚合反應起始劑的咪唑、芳香族脲化合物、三級胺化合物等化合物是具有環氧樹脂的硬化能力的化合物,不包含於成分[F]。再者,此處,「不具有環氧樹脂的硬化能力」是指不與環氧樹脂發生化學反應,並且不參與環氧樹脂的自聚合的性質。
可認為,成分[F]在環氧樹脂與二氰二胺反應而形成的交聯結構中,並未進入交聯結構中而是存在於其空隙部,即使在環氧樹脂硬化後亦保持所述狀態,藉此,可認為所獲得的樹脂硬化物的彈性係數變高。另外,令人訝異的是,藉由調配所述成分[F],可獲得不僅彈性係數高,而且伸長率亦高且強度高的樹脂硬化物。
另外,藉由成分[F]的沸點為130℃以上,更佳為180℃以上,可抑制樹脂組成物硬化時的成分[F]的揮發,從而可獲得機械特性優異的樹脂硬化物或纖維強化複合材料。另外,藉由將成分[F]的沸點設為所述範圍,可抑制所獲得的纖維強化複合材料中的孔隙的產生或機械特性的降低,因此較佳。另外,成分[F]的沸點的上限並無特別,本發明中通常使用的化合物的沸點大多為400℃以下。
成分[F]相對於全部環氧樹脂100質量份較佳為包含1質量份~15質量份,更佳為包含2質量份~10質量份,進而佳為包含3質量份~6質量份。
成分[F]的分子量m為50以上且250以下,更佳為70以上且120以下。藉由將成分[F]的分子量設為所述範圍,成分[F]被適當地保持於環氧樹脂與二氰二胺反應而形成的交聯結構的空隙部中,可獲得彈性係數或強度、伸長率優異的硬化物。
本發明中,成分[F]較佳為在分子內具有選自由醯胺基、酮基、羥基所組成的群組中的至少一種官能基的化合物。在成分[F]於分子內具有如上所述般的高極性的官能基的情況下,在由環氧樹脂與二氰二胺形成的交聯結構中的羥基與成分[F]之間產生強的分子間相互作用,成分[F]容易適當地保持於交聯結構的空隙部,因此可獲得特別優異的伸長率、或強度的提高效果。另外,在成分[F]具有如上所述般的高極性的官能基的情況下,可促進作為成分[D]的二氰二胺的溶解,提高樹脂硬化物的透明性。
作為所述成分[F],可列舉:N-甲基甲醯胺、N-甲基乙醯胺、2-吡咯啶酮、N-甲基丙醯胺、N-乙基乙醯胺、N-甲基乙醯苯胺、N,N'-二苯基乙醯胺等醯胺類,以及乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇等二醇類等。該些化合物可單獨使用,亦可適宜地調配使用。
作為本發明的預浸體及纖維強化複合材料中使用的強化纖維,可較佳地列舉:碳纖維、石墨纖維、聚芳醯胺纖維、玻璃纖維等,特佳為碳纖維。對強化纖維的形態或排列並無限定,例如可使用朝一個方向拉齊的長纖維、單一的絲束、織物、針織物及絲繩等纖維結構物。作為強化纖維,亦可組合使用兩種以上的碳纖維、或玻璃纖維、聚芳醯胺纖維、硼纖維、聚對伸苯基苯並雙噁唑(poly-p-phenylene benzobisoxazole,PBO)纖維、高強力聚乙烯纖維、氧化鋁纖維及碳化矽纖維等。
作為碳纖維,具體而言可列舉:丙烯酸系、瀝青系及嫘縈系等的碳纖維,尤其可較佳地使用拉伸強度高的丙烯酸系碳纖維。
作為碳纖維的形態,可使用有撚絲、解撚絲及無撚絲等,於有撚絲的情況下,構成碳纖維的長絲的配向並不平行,因此導致所獲得的碳纖維強化複合材料的力學特性下降,故可較佳地使用碳纖維強化複合材料的成形性與強度特性的平衡良好的解撚絲或無撚絲。
碳纖維的拉伸彈性係數較佳為200 GPa~440 GPa的範圍。碳纖維的拉伸彈性係數受到構成碳纖維的石墨結構的結晶度的影響,結晶度越高,彈性係數越提高。若為該範圍,則碳纖維強化複合材料的剛性、強度均以高水準取得平衡,因此較佳。更佳的彈性係數為230 GPa~400 GPa的範圍內,進而佳為260 GPa~370 GPa的範圍內。此處,碳纖維的拉伸彈性係數是按照日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)R7601(2006)測定而得的值。
本發明的預浸體可利用各種公知的方法來製造。例如,可藉由熱熔法來製造預浸體,所述熱熔法是不使用有機溶媒而藉由加熱使樹脂組成物低黏度化,並使其含浸於強化纖維中。
在熱熔法中,可使用如下方法等:使藉由加熱而低黏度化的樹脂組成物直接含浸於強化纖維中的方法;或者首先製作暫時將樹脂組成物塗佈於脫模紙等上的帶樹脂膜的脫模紙片,繼而自強化纖維的兩側或單側將樹脂膜重疊於強化纖維側,並進行加熱加壓,藉此使樹脂組成物含浸於強化纖維中。
預浸體中的強化纖維的含有率較佳為30質量%~90質量%,更佳為35質量%~85質量%,進而佳為65質量%~85質量%。若纖維質量含有率小,則樹脂的量過多,難以獲得比強度與比彈性係數優異的纖維強化複合材料的優點。另外,有時在纖維強化複合材料成形時,硬化時的發熱量過高。另一方面,若纖維質量含有率過大,則產生樹脂的含浸不良,所獲得的複合材料有可能成為孔隙多的複合材料。另外,有可能損害預浸體的黏性。
本發明的纖維強化複合材料或者纖維強化複合材料製管狀體可將以規定的形態積層所述本發明的預浸體、並進行加壓、加熱而使樹脂硬化的方法作為一例來製造。此處,賦予熱及壓力的方法可採用壓製成形法、高壓釜成形法、裝袋(bagging)成形法、纏繞帶(wrapping tape)法、內壓成形法等。
在纖維強化複合材料製管狀體的成形方法中,特佳地使用纏繞帶法。纏繞帶法是在心軸等芯棒上繞卷預浸體而獲得圓筒狀成形體的方法。具體而言,是在心軸上捲繞預浸體,為了預浸體的固定及施加壓力,在其外周捲繞包含熱塑性樹脂膜的纏繞帶,在烘箱中使樹脂加熱硬化後,拔出芯棒而獲得圓筒狀成形體的方法,在製作高爾夫球桿桿身、釣竿等管狀體時較佳。
若使用本發明的樹脂組成物,則其硬化物具有優異的機械特性或耐候性、透明度,因此本發明的纖維強化複合材料製管狀體表現出優異的彎曲強度或耐候性、外觀性。
本發明的纖維強化複合材料或者纖維強化複合材料製管狀體可廣泛用於航空航天用途、一般產業用途及運動用途。更具體而言,於一般產業用途中,可適宜地用於汽車、船舶及鐵路車輛等結構體等中。於運動用途中,可適宜地用於高爾夫球桿桿身、釣竿、網球或羽毛球的球拍用途。其中,本發明的纖維強化複合材料製管狀體可較佳地用於高爾夫球桿桿身或釣竿。
以上所述的數值範圍的上限及下限只要並無特別說明,則可任意組合。
[實施例]
以下,藉由實施例對本發明進行詳細說明。其中,本發明的範圍並不限定於該些實施例來解釋。再者,組成比的單位「份」只要無特別註解,則是指質量份。另外,只要無特別註解,則各種特性(物性)的測定是於溫度23℃、相對濕度50%的環境下進行。另外,表中各成分的量的單位均為質量份。
<實施例及比較例中使用的材料>
(1)強化纖維
·「東麗卡(TORAYCA)(註冊商標)」T1100G-24K(纖維數24000根,拉伸彈性係數:324 GPa,密度:1.8 g/cm
3,東麗(股)製造)
(2)環氧樹脂
·成分[A]:酚醛清漆型環氧樹脂
[A]-1 「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-775(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂,環氧當量:189,迪愛生(DIC)(股)製造)
[A]-2 「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-695(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂,環氧當量:214,迪愛生(DIC)(股)製造)
·成分[B]:噁唑啶酮型環氧樹脂
[B]-1 「D.E.R.(註冊商標)」858(環氧當量:400,陶氏化學(Dow Chemical)(股)製造)
·成分[C]:山梨糖醇型環氧樹脂、甘油型環氧樹脂
[C]-1 「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-614B(山梨糖醇型環氧樹脂,環氧當量:173,長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)
[C]-2 「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-512(聚甘油型環氧樹脂,環氧當量:168,長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)
·成分[E]:縮水甘油胺型環氧樹脂
[E]-1 「阿拉迪特(Araldite)(註冊商標)」MY0600(胺基苯酚型環氧樹脂,環氧當量:118,亨斯邁先進材料(Huntsman Advanced Materials)(股)製造)
·成分[H]:其他環氧樹脂
[H]-1 「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」830(雙酚F型環氧樹脂,環氧當量:172,迪愛生(DIC)(股)製造)
[H]-2 「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-411(季戊四醇型環氧樹脂,環氧當量:229,長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)
(3)成分[D]:二氰二胺
[D]-1 DICY7(二氰二胺,三菱化學(股)製造)
(4)成分[F]:沸點為130℃以上且分子量m為50以上且250以下,並且分子內不具有環氧基且不具有環氧樹脂的硬化能力的化合物
[F]-1 2-吡咯啶酮(沸點:245℃,分子量m:85,東京化成工業(股)製造)
[F]-2 1,2-丙二醇(沸點:188℃,分子量m:76,東京化成工業(股)製造)
(5)成分[G]:苯氧基樹脂
[G]-1 「酚諾陶(Phenototo)(註冊商標)」YP-70(日鐵化學&材料(股)製造)
(6)硬化促進劑
DCMU99(3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲,保土谷化學工業(股)製造)。
<樹脂組成物的製備方法>
(1)硬化劑母料的製備
準備10質量份(相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份)的常溫下為液狀的環氧樹脂([C]-1、[C]-2、[H]-1、[H]-2相當於此)。於其中分別添加作為成分[D]的二氰二胺,在室溫下混煉。藉由使混合物在三輥磨機中通過兩次,來製備硬化劑母料。
(2)樹脂組成物的製備
將除去所述(1)中使用的液狀的環氧樹脂10質量份後的、全部環氧樹脂90質量份投入燒杯中。一邊混煉一邊升溫至150℃後,投入成分[G]:苯氧基樹脂,在150℃的溫度下進行1小時加熱混煉,使其溶解。其次,在繼續混煉的狀態下降溫至55℃~65℃的溫度後,投入所述(1)中製備的硬化劑母料、以及表中所示的成分與量的成分[F],並投入硬化促進劑,在相同溫度下混煉30分鐘,藉此獲得樹脂組成物。表1~表5中示出各實施例及比較例的組成。
<樹脂硬化物的製作方法>
將按照所述<樹脂組成物的製備方法>製備的樹脂組成物在真空中脫泡後,在藉由2 mm厚的「特氟隆(Teflon)(註冊商標)」製間隔片以厚度成為2 mm的方式設定的模具中,自30℃起以1.7℃/分鐘的速度升溫,到達90℃的溫度後保持1小時,然後以2.0℃/分鐘的速度升溫,到達135℃的溫度後使其硬化2小時,獲得厚度2 mm的板狀的樹脂硬化物。
另外,為了用於外觀評價,在藉由1 mm厚的「特氟隆(Teflon)(註冊商標)」製間隔片以厚度成為1 mm的方式設定的模具中,進行所述硬化反應,獲得厚度1 mm的板狀的樹脂硬化物。
<預浸體的製作方法>
使用刮刀塗佈機將按照所述<樹脂組成物的製備方法>製備的樹脂組成物塗佈於脫模紙上,製作兩片樹脂單位面積重量為31 g/m
2的樹脂膜。其次,在以成為纖維單位面積重量為125 g/m
2的片狀的方式沿一個方向排列的強化纖維(所述的「東麗卡(TORAYCA)(註冊商標)」T1100G-24K)的兩面分別重疊所述樹脂膜,在溫度110℃、最大壓力2 MPa的條件下加熱加壓來含浸樹脂組成物,從而獲得預浸體。
<各種評價方法>
(1)樹脂硬化物的三點彎曲測定
自按照所述<樹脂硬化物的製作方法>製作的厚度2 mm的樹脂硬化物切出寬度10 mm、長度60 mm的試驗片,使用英斯特龍(INSTRON)萬能試驗機(英斯特龍(INSTRON)公司製造),將跨距(span)設為32 mm,十字頭速度設為2.5 mm/分鐘,樣本數n=6,按照JIS K7171(1994)來實施3點彎曲,將此時的彈性係數的平均值分別設為樹脂硬化物的彎曲彈性係數。
(2)樹脂硬化物的玻璃轉移溫度測定
自按照所述<樹脂硬化物的製作方法>製作的厚度2 mm的樹脂硬化物切出寬度12.7 mm、長度55 mm的試驗片。對於所述試驗片,使用黏彈性測定裝置(ARES,TA儀器(TA Instruments)公司製造),在扭轉振動頻率1.0 Hz、升溫速度5.0℃/分鐘的條件下,在40℃~250℃的溫度範圍進行動力學分析(Dynamic mechanical analysis,DMA)測定,讀取玻璃轉移溫度。玻璃轉移溫度設為在儲存彈性係數G'曲線中玻璃狀態下的切線與轉移狀態下的切線交點處的溫度。
(3)樹脂硬化物的透明度評價
將按照所述<樹脂硬化物的製作方法>製作的厚度1 mm的樹脂硬化物放置於書寫有文字的紙上,具有使用藍道爾環視力表(Landolt ring)測定的視力1.0左右的測定者確認了樹脂硬化物的透明度。將與放置樹脂硬化物前同樣地明確閱讀文字的情況標記為A,將雖是朦朧但可閱讀的情況標記為B,將無法閱讀文字的情況標記為C。
(4)樹脂硬化物的耐候性試驗
自按照所述<樹脂硬化物的製作方法>製作的厚度1 mm的樹脂硬化物切出寬度37 mm、長度68 mm的試驗片。將該試驗片作為對象,使用促進耐候性試驗(超級氙燈耐候儀(Super Xenon Weather Meter)SX-75,須賀(Suga)試驗機(股)製造),將在強度180 W/m
2、黑色面板溫度63℃、濕度50%RH的條件下進行的不噴射水的照射102分鐘、與在強度180 W/m
2、槽內溫度28℃、濕度99%RH的條件下,一邊噴射水一邊照射18分鐘設為一個循環,進行將其反覆12次(即24小時)的耐候性試驗。
耐候性的評價藉由使用多光源分光測色計MSC-P(須賀(Suga)試驗機(股)製造)測定耐候性試驗前後的硬化物的色差(ΔE)來進行。藉由基於D65光源、10°視野、去除正反射光的d/8的光學條件的反射法求出三刺激值(L*、a*、b*),使用耐候性試驗前後的三刺激值的差分(ΔL*、Δa*、Δb*),藉由下述式(I)算出色差(ΔE)。
ΔE={(ΔL*)
2+(Δa*)
2+(Δb*)
2}
1/2・・・(I)。
(5)纖維強化複合材料的耐候性試驗
將所述<預浸體的製作方法>中製作的預浸體的纖維方向一致地積層20層,利用高壓釜在0.7 MPa的壓力下,以速度1.7℃/分鐘自30℃升溫至90℃,在90℃的溫度下保持60分鐘後,以速度2.0℃/分鐘升溫至135℃,在135℃的溫度下成形120分鐘,製作厚度2 mm的單向材的碳纖維強化聚合體複材(carbon fiber reinforced polymer composite,CFRP)板,並切出寬度37 mm、長度68 mm的試驗片。將該試驗片設置於沒有屋頂而太陽露出的期間不成為背陰處的室外的場所,放置兩個月,藉此進行耐候性試驗。將耐候性試驗前後的試驗片橫向排列,向10名被試驗者詢問顏色的差異,將10名中8名以上的被試驗者回答為「顏色無變化」或「不清楚顏色變化」的情況評價為「〇」,將3名以上的被試驗者回答為「顏色有變化」的情況評價為「×」。
<實施例1>
使用:環氧樹脂中的、作為成分[A]的「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」N-775 35質量份;作為成分[B]的「D.E.R.(註冊商標)」858 25質量份;作為成分[C]的「代那科(Denacol)(註冊商標)」EX-614B 20質量份;作為其他環氧樹脂(成分[H])的「艾比克隆(EPICLON)(註冊商標)」830 20質量份;作為成分[D]的二氰二胺的DICY7 5.8質量份;作為成分[G]:苯氧基樹脂的「酚諾陶(Phenototo)(註冊商標)」YP-70 3質量份,作為硬化促進劑的DCMU99 3質量份,按照所述<樹脂組成物的製備方法>製備樹脂組成物。
按照<硬化物的製作方法>,由所獲得的樹脂組成物製作樹脂硬化物。對該樹脂硬化物測定彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、透明度、耐候性(色差ΔE),結果彎曲彈性係數為4.0 GPa,玻璃轉移溫度為140℃,透明度為A,色差ΔE為6.7,樹脂硬化物的物性與外觀性良好。
另外,按照<預浸體的製作方法>由所獲得的樹脂組成物製作預浸體,並按照<各種評價方法>的「(5)纖維強化複合材料的耐候性」進行測定時,纖維強化複合材料的耐候性良好。
<實施例2~實施例14>
除了如表1所示地變更組成以外,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。對於各實施例,樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、透明度、耐候性(色差ΔE)、纖維強化複合材料的耐候性如表1所示,均良好。
<比較例1>
設為表2所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。物性評價結果一併示於表1(在之後的比較例中相同)。樹脂硬化物的透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[A]的含量不足20質量份,不滿足條件(1),因此與實施例5相比樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度低。
<比較例2>
設為表3所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[A]的含量超過50質量份,不滿足條件(1),因此與實施例6相比樹脂硬化物的透明度不良。
<比較例3>
設為表4所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[B]的含量不足10質量份,不滿足條件(2),因此,與實施例8相比玻璃轉移溫度低。
<比較例4>
設為表2所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的玻璃轉移溫度、透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[B]的含量超過40質量份,不滿足條件(2),因此與實施例5相比樹脂硬化物的彎曲彈性係數低。
<比較例5>
設為表2所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的玻璃轉移溫度、透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[C]的含量不足10質量份,不滿足條件(3),因此與實施例5相比彎曲彈性係數低。
<比較例6>
設為表4所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[C]的含量超過40質量份,不滿足條件(3),因此與實施例8相比樹脂硬化物的玻璃轉移溫度低。
<比較例7>
設為表3所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[B]與成分[C]的含量合計不足40質量份,不滿足條件(4),因此與實施例6相比樹脂硬化物的透明度不良。
<比較例8>
設為表4所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[C]的含量超過40質量份,不滿足條件(3),且成分[A]的含量不足20質量份,亦不滿足條件(1),因此與實施例9相比樹脂硬化物的玻璃轉移溫度低。
<比較例9、比較例10>
設為表5所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的玻璃轉移溫度、透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,由於未調配成分[C],不滿足條件(3),因此與全部實施例相比彎曲彈性係數低。
<比較例11>
設為表5所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,由於未調配成分[C],不滿足條件(3),因此與全部實施例相比透明度不良。
<比較例12>
設為表3所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,未調配成分[C],而是調配了季戊四醇型環氧樹脂(不具有羥基的脂肪族環氧樹脂),如此則不滿足條件(3),因此與實施例6相比透明度不良。
<比較例13>
設為表3所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、透明度良好。在全部環氧樹脂100質量份中,由於成分[E]的含量超過10質量份,不滿足條件(5),因此與實施例6或實施例10相比,樹脂硬化物的耐候性、纖維強化複合材料的耐候性不良。
<比較例14>
設為表2所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的玻璃轉移溫度、透明度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,由於未調配成分[D],因此與實施例5相比,樹脂硬化物的彎曲彈性係數低。
<比較例15>
設為表3所示的組成,利用與實施例1相同的方法製作樹脂硬化物、預浸體。樹脂硬化物的彎曲彈性係數、玻璃轉移溫度、耐候性、纖維強化複合材料的耐候性良好。但是,在全部環氧樹脂100質量份中成分[B]與成分[C]的含量合計不足40質量份,不滿足條件(4),因此與實施例6相比樹脂硬化物的透明度不良。
[表1]
[表1]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 實施例11 | 實施例12 | 實施例13 | 實施例14 | ||
成分[A] | 「艾比克隆(EPICLON)」N-775 | 35 | 45 | 35 | 35 | 45 | 35 | 35 | |||||||
「艾比克隆(EPICLON)」N-695 | 35 | 35 | 35 | 25 | 25 | 25 | 35 | ||||||||
成分[B] | 「D.E.R.」858 | 25 | 25 | 25 | 35 | 35 | 25 | 25 | 15 | 40 | 25 | 25 | 35 | 25 | 25 |
成分[C] | 「代那科(Denacol)」EX-614B | 20 | 15 | 15 | 15 | 20 | 35 | 35 | 35 | 20 | 20 | 15 | 20 | ||
「代那科(Denacol)」EX-512 | 20 | 20 | |||||||||||||
成分[E] | 「阿拉迪特(Araldite)」MY0600 | 5 | |||||||||||||
成分[H] | 「艾比克隆(EPICLON)」830 | 20 | 20 | 25 | 15 | 25 | 10 | 5 | 15 | 5 | 20 | 25 | 20 | 20 | |
「代那科(Denacol)」EX-411 | |||||||||||||||
成分[D] | DICY7 | 5.8 | 5.5 | 5.5 | 5.1 | 5.2 | 5.7 | 5.8 | 6.1 | 5.0 | 5.9 | 5.8 | 6.8 | 5.8 | 5.5 |
成分[F] | 2-吡咯啶酮 | 3 | |||||||||||||
1,2-丙二醇 | 3 | ||||||||||||||
成分[G] | 「酚諾陶(Phenototo)」YP-70 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
硬化促進劑 | DCMU99 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
樹脂硬化物特性 | 彎曲彈性係數[GPa] | 4.0 | 3.9 | 4.0 | 3.9 | 3.8 | 4.0 | 4.2 | 4.2 | 4.0 | 4.1 | 4.0 | 4.0 | 4.2 | 4.1 |
玻璃轉移溫度[℃] | 140 | 138 | 141 | 143 | 134 | 142 | 135 | 130 | 131 | 146 | 141 | 138 | 131 | 130 | |
透明度 | A | A | A | A | A | B | A | A | A | B | B | A | A | A | |
耐候性(ΔE) | 6.7 | 7.2 | 7.3 | 7.0 | 6.8 | 8.2 | 6.5 | 6.5 | 6.2 | 9.3 | 7.5 | 7.0 | 6.5 | 6.9 | |
複合物特性 | 耐候性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
[表2]
[表2]
實施例1 | 實施例5 | 實施例12 | 比較例1 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例14 | ||
成分[A] | 「艾比克隆(EPICLON)」N-775 | 35 | ||||||
「艾比克隆(EPICLON)」N-695 | 25 | 25 | 15 | 25 | 25 | 25 | ||
成分[B] | 「D.E.R.」858 | 25 | 35 | 35 | 35 | 45 | 35 | 35 |
成分[C] | 「代那科(Denacol)」EX-614B | 20 | 15 | 15 | 15 | 15 | 5 | 15 |
「代那科(Denacol)」EX-512 | ||||||||
成分[E] | 「阿拉迪特(Araldite)」MY0600 | |||||||
成分[H] | 「艾比克隆(EPICLON)」830 | 20 | 25 | 25 | 35 | 15 | 35 | 25 |
「代那科(Denacol)」EX-411 | ||||||||
成分[D] | DICY7 | 5.8 | 5.2 | 6.8 | 5.4 | 4.8 | 5.2 | |
成分[F] | 2-吡咯啶酮 | |||||||
1,2-丙二醇 | ||||||||
成分[G] | 「酚諾陶(Phenototo)」YP-70 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
硬化促進劑 | DCMU99 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
樹脂硬化物特性 | 彎曲彈性係數[GPa] | 4.0 | 3.8 | 4.0 | 3.6 | 3.6 | 3.6 | 3.3 |
玻璃轉移溫度[℃] | 140 | 134 | 138 | 125 | 139 | 137 | 132 | |
透明度 | A | A | A | A | A | B | A | |
耐候性(ΔE) | 6.7 | 6.8 | 7.0 | 6.4 | 7.3 | 8.3 | 6.6 | |
複合物特性 | 耐候性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
[表3]
[表3]
實施例1 | 實施例6 | 實施例10 | 比較例2 | 比較例7 | 比較例12 | 比較例13 | 比較例15 | ||
成分[A] | 「艾比克隆(EPICLON)」N-775 | 35 | 45 | 45 | 55 | 45 | 45 | 45 | 45 |
「艾比克隆(EPICLON)」N-695 | |||||||||
成分[B] | 「D.E.R.」858 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 15 |
成分[C] | 「代那科(Denacol)」EX-614B | 20 | 20 | 20 | 20 | 10 | 15 | 20 | |
「代那科(Denacol)」EX-512 | |||||||||
成分[E] | 「阿拉迪特(Araldite)」MY0600 | 5 | 15 | ||||||
成分[H] | 「艾比克隆(EPICLON)」830 | 20 | 10 | 5 | 20 | 10 | 20 | ||
「代那科(Denacol)」EX-411 | 20 | ||||||||
成分[D] | DICY7 | 5.8 | 5.7 | 5.9 | 5.6 | 5.7 | 5.0 | 6.3 | 6.1 |
成分[F] | 2-吡咯啶酮 | ||||||||
1,2-丙二醇 | |||||||||
成分[G] | 「酚諾陶(Phenototo)」YP-70 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
硬化促進劑 | DCMU99 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
樹脂硬化物特性 | 彎曲彈性係數[GPa] | 4.0 | 4.0 | 4.1 | 4.1 | 3.7 | 4.0 | 4.2 | 4.1 |
玻璃轉移溫度[℃] | 140 | 142 | 146 | 147 | 144 | 136 | 157 | 134 | |
透明度 | A | B | B | C | C | C | B | C | |
耐候性(ΔE) | 6.7 | 8.2 | 9.3 | 9.1 | 9.1 | 8.5 | 11.3 | 9.3 | |
複合物特性 | 耐候性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 |
[表4]
[表4]
實施例1 | 實施例8 | 實施例9 | 比較例3 | 比較例6 | 比較例8 | ||
成分[A] | 「EPICLON」N-775 | 35 | 35 | 35 | 35 | ||
「EPICLON」N-695 | 25 | 15 | |||||
成分[B] | 「D.E.R.」858 | 25 | 15 | 40 | 5 | 15 | 40 |
成分[C] | 「代那科(Denacol)」EX-614B | 20 | 35 | 35 | 35 | 45 | 45 |
「代那科(Denacol)」EX-512 | |||||||
成分[E] | 「阿拉迪特(Araldite)」MY0600 | ||||||
成分[H] | 「EPICLON」830 | 20 | 15 | 25 | 5 | ||
「代那科(Denacol)」EX-411 | |||||||
成分[D] | DICY7 | 5.8 | 6.1 | 5.0 | 6.5 | 6.1 | 5.3 |
成分[F] | 2-吡咯啶酮 | ||||||
1,2-丙二醇 | |||||||
成分[G] | 「酚諾陶(Phenototo)」YP-70 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
硬化促進劑 | DCMU99 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
樹脂硬化物特性 | 彎曲彈性係數[GPa] | 4.0 | 4.2 | 4.0 | 4.3 | 4.3 | 4.0 |
玻璃轉移溫度[℃] | 140 | 130 | 131 | 123 | 124 | 119 | |
透明度 | A | A | A | B | A | A | |
耐候性(ΔE) | 6.7 | 6.5 | 6.2 | 8.0 | 6.6 | 6.4 | |
複合物特性 | 耐候性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
[表5]
[表5]
實施例1 | 比較例9 | 比較例10 | 比較例11 | ||
成分[A] | 「艾比克隆(EPICLON)」N-775 | 35 | 30 | 20 | 20 |
「艾比克隆(EPICLON)」N-695 | |||||
成分[B] | 「D.E.R.」858 | 25 | 35 | 20 | 50 |
成分[C] | 「代那科(Denacol)」EX-614B | 20 | |||
「代那科(Denacol)」EX-512 | |||||
成分[E] | 「阿拉迪特(Araldite)」MY0600 | ||||
成分[H] | 「艾比克隆(EPICLON)」830 | 20 | 35 | 60 | 30 |
「代那科(Denacol)」EX-411 | |||||
成分[D] | DICY7 | 5.8 | 5.4 | 2.0 | 6.5 |
成分[F] | 2-吡咯啶酮 | ||||
1,2-丙二醇 | |||||
成分[G] | 「酚諾陶(Phenototo)」YP-70 | 3 | 3 | 3 | 3 |
硬化促進劑 | DCMU99 | 3 | 3 | 3 | 3 |
樹脂硬化物特性 | 彎曲彈性係數[GPa] | 4.0 | 3.6 | 3.3 | 3.7 |
玻璃轉移溫度[℃] | 140 | 145 | 130 | 147 | |
透明度 | A | B | A | C | |
耐候性(ΔE) | 6.7 | 8.6 | 6.8 | 8.4 | |
複合物特性 | 耐候性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
Claims (8)
- 一種預浸體,包含強化纖維以及樹脂組成物,所述預浸體中,所述樹脂組成物包含以下的成分[A]~成分[D],且滿足下述條件(1)~條件(5), 成分[A]:酚醛清漆型環氧樹脂 成分[B]:噁唑啶酮型環氧樹脂 成分[C]:山梨糖醇型環氧樹脂及甘油型環氧樹脂中的任一種或兩種 成分[D]:二氰二胺 條件(1):成分[A]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為20質量份~50質量份; 條件(2):成分[B]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份~40質量份; 條件(3):成分[C]的含量相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份~40質量份; 條件(4):全部環氧樹脂100質量份中,包含合計40質量份以上的成分[B]與成分[C]; 條件(5):不包含成分[E]:縮水甘油胺型環氧樹脂、或者即使包含,亦相對於全部環氧樹脂100質量份為10質量份以下。
- 如請求項1所述的預浸體,不包含所述成分[E]、或者即使包含所述成分[E],亦相對於全部環氧樹脂100質量份為1質量份以下。
- 如請求項1所述的預浸體,更包含成分[F]:沸點為130℃以上且分子量m為50以上且250以下,並且分子內不具有環氧基、且不具有環氧樹脂的硬化能力的化合物。
- 如請求項1所述的預浸體,包含成分[G]:苯氧基樹脂作為熱塑性樹脂。
- 一種纖維強化複合材料,是將如請求項1至4中任一項所述的預浸體硬化而得。
- 一種纖維強化複合材料製管狀體,是將如請求項1至4中任一項所述的預浸體成形而得。
- 一種高爾夫球桿桿身,是使用如請求項6所述的纖維強化複合材料製管狀體而得。
- 一種釣竿,是使用如請求項6所述的纖維強化複合材料製管狀體而得。
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