TWI720404B - 預浸材及纖維強化複合材料 - Google Patents
預浸材及纖維強化複合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI720404B TWI720404B TW108101111A TW108101111A TWI720404B TW I720404 B TWI720404 B TW I720404B TW 108101111 A TW108101111 A TW 108101111A TW 108101111 A TW108101111 A TW 108101111A TW I720404 B TWI720404 B TW I720404B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- prepreg
- resin composition
- mass
- epoxy resin
- imidazole
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 title claims abstract description 53
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 165
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 111
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 111
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 60
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 51
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 45
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 40
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 36
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 34
- -1 imidazole compound Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- WDGCBNTXZHJTHJ-UHFFFAOYSA-N 2h-1,3-oxazol-2-id-4-one Chemical group O=C1CO[C-]=N1 WDGCBNTXZHJTHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 11
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical group C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 4
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazolidone Chemical compound O=C1NCCO1 IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 25
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 25
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 18
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 16
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 15
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 15
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 229920003319 Araldite® Polymers 0.000 description 10
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229940079865 intestinal antiinfectives imidazole derivative Drugs 0.000 description 8
- FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 5-(2,4-dioxooxolan-3-yl)-7-methyl-3a,4,5,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C(C(OC2=O)=O)C2C(C)=CC1C1C(=O)COC1=O FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 3
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 3
- AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethanamine Chemical compound NCC1CO1 AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JRPRCOLKIYRSNH-UHFFFAOYSA-N bis(oxiran-2-ylmethyl) benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound C=1C=CC=C(C(=O)OCC2OC2)C=1C(=O)OCC1CO1 JRPRCOLKIYRSNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XFUOBHWPTSIEOV-UHFFFAOYSA-N bis(oxiran-2-ylmethyl) cyclohexane-1,2-dicarboxylate Chemical compound C1CCCC(C(=O)OCC2OC2)C1C(=O)OCC1CO1 XFUOBHWPTSIEOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- ZWAJLVLEBYIOTI-UHFFFAOYSA-N cyclohexene oxide Chemical group C1CCCC2OC21 ZWAJLVLEBYIOTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- VAUOPRZOGIRSMI-UHFFFAOYSA-N n-(oxiran-2-ylmethyl)aniline Chemical class C1OC1CNC1=CC=CC=C1 VAUOPRZOGIRSMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 2
- XBTRYWRVOBZSGM-UHFFFAOYSA-N (4-methylphenyl)methanediamine Chemical compound CC1=CC=C(C(N)N)C=C1 XBTRYWRVOBZSGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUEBPOOTFCZRBC-UHFFFAOYSA-N (5-methyl-2-phenyl-1h-imidazol-4-yl)methanol Chemical compound OCC1=C(C)NC(C=2C=CC=CC=2)=N1 RUEBPOOTFCZRBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylguanidine Chemical compound CN(C)C(=N)N(C)C KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 2-aminophenol Chemical compound NC1=CC=CC=C1O CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FLROJJGKUKLCAE-UHFFFAOYSA-N 3-amino-2-methylphenol Chemical compound CC1=C(N)C=CC=C1O FLROJJGKUKLCAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-sulfonyldiphenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C=C1 VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015847 Hesperis matronalis Nutrition 0.000 description 1
- 240000004533 Hesperis matronalis Species 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000690 Tyvek Polymers 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUQQGGWZVKUCBD-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)-2-phenyl-1h-imidazol-5-yl]methanol Chemical compound N1C(CO)=C(CO)N=C1C1=CC=CC=C1 UUQQGGWZVKUCBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- ZXOATMQSUNJNNG-UHFFFAOYSA-N bis(oxiran-2-ylmethyl) benzene-1,3-dicarboxylate Chemical compound C=1C=CC(C(=O)OCC2OC2)=CC=1C(=O)OCC1CO1 ZXOATMQSUNJNNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N diphenylmethanediamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N)(N)C1=CC=CC=C1 ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 239000004843 novolac epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/40—Macromolecules 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
- C08G59/4007—Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
- C08G59/4014—Nitrogen containing compounds
- C08G59/4021—Ureas; Thioureas; Guanidines; Dicyandiamides
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/20—Macromolecules 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
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
- C08G59/24—Di-epoxy compounds carbocyclic
- C08G59/245—Di-epoxy compounds carbocyclic aromatic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/20—Macromolecules 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
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
- C08G59/26—Di-epoxy compounds heterocyclic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/20—Macromolecules 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
- C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
- C08G59/3218—Carbocyclic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/40—Macromolecules 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
- C08G59/50—Amines
- C08G59/5046—Amines heterocyclic
- C08G59/5053—Amines heterocyclic containing only nitrogen as a heteroatom
- C08G59/5073—Amines heterocyclic containing only nitrogen as a heteroatom having two nitrogen atoms in the ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/40—Macromolecules 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
- C08G59/50—Amines
- C08G59/5046—Amines heterocyclic
- C08G59/5053—Amines heterocyclic containing only nitrogen as a heteroatom
- C08G59/508—Amines heterocyclic containing only nitrogen as a heteroatom having three nitrogen atoms in the ring
- C08G59/5086—Triazines; Melamines; Guanamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/40—Macromolecules 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
- C08G59/50—Amines
- C08G59/56—Amines together with other curing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates 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
- C08G59/18—Macromolecules 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
- C08G59/68—Macromolecules 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 catalysts used
- C08G59/686—Macromolecules 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 catalysts used containing nitrogen
-
- 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
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- 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
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- 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
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
-
- 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
- C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
- C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
- C08L63/04—Epoxynovolacs
-
- 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
- C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- 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
- C08J2463/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
本發明係一種預浸材，其包含強化纖維基材與含浸其中的樹脂組成物。該樹脂組成物含有環氧樹脂與胺系硬化劑與咪唑系硬化劑。相對於環氧樹脂100質量份，胺系硬化劑的含量在3.8質量份以下，胺系硬化劑之含量與咪唑系硬化劑之含量的總計在10質量份以下。纖維強化複合材料為該預浸材的硬化物。
Description
本發明係關於預浸材及纖維強化複合材料。本案根據2018年1月16日在日本提出申請的特願2018-005147號主張優先權，並將其內容援用至此。
含有強化纖維與基質樹脂組成物的纖維強化複合材料，因為力學物性優良等的理由，而在汽車等的各種產業中被廣泛使用，近年來其應用範圍越來越廣泛。在這樣的纖維強化複合材料中，例如將使樹脂組成物含浸於強化纖維的複數重疊的片狀預浸材加熱加壓，而藉此成形的纖維強化複合材料已為人所知。
作為基質樹脂組成物，從含浸性及耐熱性優良的觀點來看，大多係使用含有酚樹脂、三聚氰胺樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂等的熱硬化性樹脂組成物。其中，環氧樹脂組成物因為可以得到耐熱性、成形性優良且機械強度更高的纖維強化複合材料，而被廣泛使用。
作為大量用於汽車用途的纖維強化複合材料的成形方法，高頻壓製成形已為人所知（例如參照專利文獻1）。高頻壓製成形中，為了能夠大量生產產品，而在高壓下以約100～150℃、約數分鐘至數十分鐘的短時間進行硬化。用於高頻壓製成形的樹脂組成物，要求能夠以約100～150℃左右、約數分鐘至數十分鐘的短時間硬化的快速硬化性與所得之纖維強化複合材料的機械物性。
又，高頻壓製成形中，預先對於成形的形狀進行賦形（預成形）的技術已為人所知（例如參照專利文獻2）。從賦形性佳的觀點來看，比起纖維等的單方向材料，預成形技術的強化纖維一般來說大多使用織物（布）。在預成形技術中，例如使重疊至既定厚度的預浸材進行預成形。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2004/48435號（2006年3月23日公開） [專利文獻2]日本國公開專利公報「日本特開2009-83128號公報（2009年4月23日公開）」
[發明所欲解決之課題]
然而，以往的高頻壓製成形中，在藉由增加樹脂組成物中的硬化劑量或是使用環氧當量小的環氧樹脂來表現快速硬化性的情況下，具有樹脂硬化物（基質樹脂組成物）變脆的傾向。如此，，從兼具快速硬化性與高機械物性的觀點來看，以往的高頻壓製成形仍留有檢討的空間。
又，以往的預成形中，從減少預浸材的積層片數以提高作業效率的觀點來看，有時會使用單位面積質量大的布。然而，若布的單位面積質量大，則預浸材的剛性變大，有時難以進行預成形。因此，從兼具使用高單位面積質量的布來提升作業效率與預浸材的賦形性的觀點來看，以往的預成形仍留有檢討的空間。
本發明的一態樣，作為第一目的係提供一種除了快速硬化性之外、即便使用高單位面積質量的布，賦形性仍優良的預浸材。又，本發明的一態樣中，作為第二目的係提供具有高機械物性的纖維強化複合材料。 [解決課題之手段]
為了藉決上述課題，本發明之一態樣的預浸材含有強化纖維基材與含浸於該強化纖維基材的樹脂組成物。該樹脂組成物含有環氧樹脂、胺系硬化劑與咪唑系硬化劑。相對於該環氧樹脂100質量份，該胺系硬化劑的含量在3.8質量份以下。又，相對於該環氧樹脂100質量份，該胺系硬化劑之含量與該咪唑系硬化劑之含量的總計在10質量份以下。
又，本發明之一態樣的纖維強化複合材料為該預浸材的硬化物。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種除了快速硬化性外、即便使用高單位面積質量的布，賦形性仍優良的預浸材。又，根據本發明可提供具有高機械物性的纖維強化複合材料。
以下說明本發明的較佳實施形態，但本發明不僅限於該等形態。 ＜樹脂組成物＞
本發明的預浸材中所使用的樹脂組成物包含環氧樹脂、胺系硬化劑、咪唑系硬化劑。 [環氧樹脂]
本發明的預浸材中所使用的樹脂組成物所包含的環氧樹脂，例如係分子內具有環氧基的高分子化合物。該環氧樹脂可為一種亦可為一種以上。從提高該樹脂組成物之硬化物（樹脂硬化物）的耐熱性及機械物性的觀點來看，該環氧樹脂較佳係其分子中具有兩個以上的環氧基。
該環氧樹脂較佳為分子中具有唑啶酮環（oxazolidone）的環氧樹脂。作為分子中具有唑啶酮環的環氧樹脂的具體例，可列舉異氰酸酯化合物與環氧樹脂反應而產生唑啶酮環的化合物等。又，作為分子中具有唑啶酮環的環氧樹脂的市售品，例如可列舉：AER4152、AER4151、LSA4311、LSA4313、LSA7001（以上皆為旭化成股份有限公司製）、Epotohto YD-952（新日鐵住金化學股份有限公司製，「Epotohto」為新日鐵住金化學股份有限公司的註冊商標）、EPICLON TSR-400（DIC股份有限公司製，「EPICLON 」為DIC股份有限公司的註冊商標）等。
該環氧樹脂100質量份中，分子中具有唑啶酮環的環氧樹脂的含量可為25質量份以上。藉由使該含量為25質量份以上，該樹脂硬化物可發揮高機械物性。從表現這種高機械特性的觀點來看，該含量較佳為30質量份以上，更佳為32質量份以上，再佳為35質量份以上。該含量只要在可得到預期的機械物性提升效果的範圍內即可，例如可為70質量份以下。例如，可利用習知的設備分析來確認該含量。
該環氧樹脂，在可得到本實施態樣之效果的範圍中，除了該分子中具有唑啶酮環的環氧樹脂以外，亦可再含有其他環氧樹脂。作為這種其他環氧樹脂的例子，可列舉：由分子內具有羥基的化合物與環氧氯丙烷所得之縮水甘油醚型環氧樹脂、由分子內具有胺基的化合物與環氧氯丙烷所得之縮水甘油胺型環氧樹脂、由分子內具有羧基的化合物與環氧氯丙烷所得之縮水甘油酯型環氧樹脂、藉由使分子內具有雙鍵的化合物氧化所得之脂環式環氧樹脂、具有雜環結構的環氧樹脂、或是分子內混合存在選自胺基、羧基、雙鍵及雜環結構的2種以上結構的環氧樹脂等。 （縮水甘油醚型環氧樹脂）
作為縮水甘油醚型環氧樹脂的具體例，可列舉：雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、參苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、萘型環氧樹脂及蒽型環氧樹脂等的芳基縮水甘油醚型環氧樹脂；聚乙二醇型環氧樹脂、聚丙二醇型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、該等的位置異性體以及具有烷基或是鹵素作為取代基的該等的取代體等。
作為雙酚A型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：EPON825、jER826、jER827、jER828（以上為三菱化學股份有限公司製，「jER」為三菱化學股份有限公司的註冊商標）、EPICLON 850（DIC股份有限公司製，「EPICLON 」為DIC股份有限公司的註冊商標）、Epotohto YD-128（新日鐵住金化學股份有限公司製，「Epotohto」為新日鐵住金化學股份有限公司的註冊商標）、DER-331、DER-332（以上為陶氏化學日本股份有限公司製）、Bakelite EPR154、Bakelite EPR162、Bakelite EPR172、Bakelite EPR173、Bakelite EPR174（以上為Bakelite AG公司製）等。
作為雙酚F型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：jER806、jER807、jER1750（以上，三菱化學股份有限公司製）、EPICLON 830（DIC股份有限公司製）、Epotohto YD-170、Epotohto YD-175（以上為新日鐵住金化學股份有限公司製）、Bakelite EPR169（Bakelite AG公司製）、GY281、GY282、GY285（以上，Huntsman Advanced Materials 公司製）等。
作為雙酚S型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：EPICLON EXA-1514（DIC股份有限公司製）等。
作為間苯二酚型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：Denacol EX-201（Nagase Chemtex股份有限公司製，「Denacol」為Nagase Chemtex股份有限公司的註冊商標）等。
作為苯酚酚醛清漆型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：jER152、jER154（以上，三菱化學股份有限公司製）、EPICLON N-740（DIC股份有限公司製）、EPN179、EPN180（以上，Huntsman Advanced Materials 公司製）等。
作為參酚甲烷型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：Tactix742（Huntsman Advanced Materials 公司製，「Tactix」為Huntsman Advanced Materials 公司的註冊商標），EPPN501H、EPPN501HY、EPPN502H、EPPN503H（以上為日本化藥股份有限公司製，「EPPN」為日本化藥股份有限公司的註冊商標），jER1032H60（三菱化學股份有限公司製）等。
作為萘型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：HP-4032、HP-4700（以上為DIC股份有限公司製），NC-7300（日本化藥股份有限公司製）等。
作為二環戊二烯型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：XD-100（日本化藥股份有限公司製）、HP7200（DIC股份有限公司製）等。
作為蒽型環氧樹脂的市售品，例如可列舉：YL7172及YX8800（三菱化學股份有限公司製）等。 （縮水甘油胺型環氧樹脂）
作為縮水甘油胺型環氧樹脂的具體例，可列舉：四縮水甘油二胺基二苯甲烷類、胺基苯酚的縮水甘油化合物、胺基甲酚的縮水甘油化合物、縮水甘油苯胺類、二甲苯二胺的縮水甘油化合物等。
作為四縮水甘油二胺基二苯甲烷類的市售品，例如可列舉：SUMI-EPOXY ELM434（住友化學股份有限公司製，「SUMI-EPOXY」為住友化學股份有限公司的註冊商標）、Araldite MY720、Araldite MY721、Araldite MY9512、Araldite MY9612、Araldite MY9634、Araldite MY9663（以上，Huntsman Advanced Materials 公司製，「Araldite 」為Huntsman Advanced Materials 公司的註冊商標）、jER604（三菱化學股份有限公司製）、Bakelite EPR494、Bakelite EPR495、Bakelite EPR496、Bakelite EPR497（以上，Bakelite AG公司製）等。
作為胺基苯酚的縮水甘油化合物、胺基甲酚的縮水甘油化合物的市售品，例如可列舉：jER630（三菱化學股份有限公司製）、Araldite MY0500、Araldite MY0510、Araldite MY0600（以上為Huntsman Advanced Materials 公司製）、SUMI-EPOXY ELM120、SUMI-EPOXY ELM100（以上為住友化學股份有限公司製）等。
作為縮水甘油苯胺類的市售品，例如可列舉：GAN、GOT（日本化藥股份有限公司製「GAN」及「GOT」為日本化藥股份有限公司的註冊商標）、Bakelite EPR493（Bakelite AG公司製）等。
作為二甲苯二胺的縮水甘油化合物，例如可列舉：TETRAD-X（三菱瓦斯化學股份有限公司製，「TETRAD」為三菱瓦斯化學股份有限公司的註冊商標）等。 （縮水甘油酯型環氧樹脂）
作為縮水甘油酯型環氧樹脂的具體例，可列舉：苯二甲酸二縮水甘油酯、六氫苯二甲酸二縮水甘油酯、間苯二甲酸二縮水甘油酯、二聚物酸二縮水甘油酯及該等的異構物等。
作為苯二甲酸二縮水甘油酯的市售品，例如可列舉：EPOMIK R508（三井化學股份有限公司製，「EPOMIK 」為三井化學股份有限公司的註冊商標）、Denacol EX-721（Nagase Chemtex股份有限公司製）等。
作為六氫苯二甲酸二縮水甘油酯的市售品，例如，可列舉：EPOMIK R540（三井化學股份有限公司製）、AK-601（日本化藥股份有限公司製）等。
作為二聚物酸二縮水甘油酯的市售品，例如，可列舉：jER871（三菱化學股份有限公司製）、Epotohto YD-171（新日鐵住金化學股份有限公司製）等。 （脂環式環氧樹脂）
作為脂環式環氧樹脂的具體例，可列舉：具有1,2-環氧環己烷環作為部分結構的高分子化合物等。
作為具有1,2-環氧環己烷環作為部分結構的化合物的市售品，例如可列舉：Celloxide 2021P、Celloxide 2081、Celloxide 3000（以上為DAICEL股份有限公司製，「Celloxide」為DAICEL股份有限公司的註冊商標）、CY179（Huntsman Advanced Materials公司製）等。
該環氧樹脂的環氧當量較佳為200g/eq以上。若為200g/eq以上，樹脂內包含數量適當的環氧基，環氧基間相距適當的距離，因此樹脂組成物在硬化反應時，環氧樹脂的耐熱性不會比硬化溫度高太多。環氧樹脂的耐熱性若未高於硬化溫度太多，則環氧樹脂分子容易運動，而可維持反應性。因此，可維持環氧樹脂中未反應之環氧基的反應速度。故樹脂組成物的反應收束變快，而提升快速硬化性。
從快速硬化性的觀點來看，該環氧當量更佳為210g/eq以上，再佳為215g/eq以上。又，該環氧當量只要在能得到預期的快速硬化性的範圍內即可，例如可為500g/eq以下。例如，可使用習知的設備分析來確認該環氧當量。 [胺系硬化劑]
本實施態樣中的胺系硬化劑，可適當選自能夠促進該環氧樹脂硬化的化合物。胺系硬化劑可為一種亦可為一種以上。
作為該胺系硬化劑的例子，例如可列舉：二胺基二苯甲烷、二胺基二苯基碸等的芳香族胺、脂肪族胺、二氰二胺、四甲基胍、硫基尿素加成胺及該等的衍生物、異構物、改質物等。從提高保存穩定性的觀點來看，胺系硬化劑在室溫（25℃）下較佳為結晶性固體。
又，從有效率地使環氧樹脂硬化的觀點來看，胺系硬化劑的體積平均粒徑，較佳為20μm以下，更佳為10μm以下，再佳為5μm以下。胺系硬化劑的體積平均粒徑若在20μm以下，則可在該樹脂組成物中良好分散，並可促進硬化反應，因而較佳。另外，胺系硬化劑的體積平均粒徑，可以粒度計（日機裝股份有限公司製，產品名稱：AEROTRACK SPR Model：7340，或是，MicrotracBEL股份有限公司製，產品名稱：AEROTRACK LDSA-3500A，「AEROTRACK」為MicrotracBEL股份有限公司的註冊商標）測量，作為所測量之粒度分布的D50的值。
該等之中，從該樹脂組成物的保存穩定性優良、可得到該樹脂硬化物的高機械物性的觀點來看，胺系硬化劑較佳為二氰二胺或是二氰二胺的衍生物。
作為二氰二胺的衍生物，例如可列舉：使二氰二胺與環氧樹脂、乙烯基化合物、丙烯氧化合物、9,10-二氫-9-氧雜-10-膦菲-10-氧化物等的各種化合物鍵結的化合物等。
二氰二胺的衍生物可為一種，亦可為一種以上，又，亦可與二氰二胺併用。
二氰二胺或是二氰二胺的衍生物之中，從與環氧樹脂之反應性的觀點來看，較佳為二氰二胺。
又，二氰二胺或是其衍生物亦可為市售品。作為二氰二胺的市售品，例如可列舉：DICY7、DICY15（以上為三菱化學股份有限公司製）Dicyanex 1400F（以上為Air Products公司製）等。 [咪唑系硬化劑]
本實施態樣中的咪唑系硬化劑，是分子內具有咪唑環的化合物。咪唑系硬化劑可為一種或一種以上。例如，咪唑系硬化劑為分子內具有咪唑環的化合物，其可選自咪唑環上具有取代基的化合物（咪唑衍生物）、環氧樹脂的環氧基上具有咪唑或咪唑衍生物開環加成之結構的化合物（咪唑加成物）、以不同分子將咪唑包接的化合物（包接咪唑）、微膠囊化的咪唑或是咪唑衍生物（微膠囊型咪唑）及使穩定劑等配位的咪唑或是咪唑衍生物（咪唑加成物）所構成之群組的至少1種。
從該樹脂組成物及含有其之後述預浸材的保存穩定性的觀點來看，咪唑化合物的硬化開始溫度較佳為100℃以上。硬化開始溫度在100℃以上的咪唑化合物，在室溫等較低溫度下的反應性低。又，包含該硬化開始溫度在100℃以上之咪唑化合物的該樹脂組成物的熱穩定性高。因此，該樹脂組成物及該預浸材的保存穩定性高。另一方面，從在該預浸材的成形加工溫度下表現高硬化性及硬化促進性的觀點來看，該硬化開始溫度更佳為110℃以上。
此處，硬化開始溫度係以下述方法測量的值。首先，在環氧當量180～220的雙酚A型環氧樹脂100質量份中加入10質量份的咪唑化合物以將其混合，調整試料樹脂組成物。對於該試料樹脂組成物，以10℃/分鐘的升溫速度，藉由微差掃描熱量計（DSC，例如TA Instrument公司製Q1000）測量發熱量。將所得之DSC曲線的反曲點中的切線與基準線之交點的溫度作為該咪唑化合物的硬化開始溫度。
作為硬化溫度在100℃以上的咪唑化合物，可列舉：咪唑衍生物、咪唑加成物、以不同分子將咪唑包接的化合物、微膠囊化的咪唑或是咪唑衍生物及咪唑加成物等。
作為硬化開始溫度在100℃以上的咪唑衍生物，例如可列舉：2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-（1’）]-乙基-s-三嗪、1-氰基乙基-2-苯基咪唑偏苯三酸酯、2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑以及2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑等。從在該樹脂組成物中的室溫下保存穩定性高、硬化速度快的觀點來看，該等咪唑衍生物之中較佳為分子內具有三嗪環的咪唑化合物。作為該咪唑化合物，例如可列舉：2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-（1’）]-乙基-s-三嗪。
該咪唑系硬化劑，作為為環氧樹脂的硬化劑，其與二氰二胺或是其衍生物等的胺系硬化劑組合而摻合至樹脂組成物。結果，兩硬化劑彼此發揮硬化促進效果，而能夠在短時間內使樹脂組成物硬化。
又，從該樹脂組成物及含有其之後述預浸材的保存穩定性的觀點來看，咪唑系硬化劑在100℃以下對於環氧樹脂的溶解性越低越佳，因此室溫（25℃）下較佳為結晶性固體。另一方面，從有效率使環氧樹脂硬化的觀點來看，咪唑系硬化劑的體積平均粒徑較佳為20μm以下，更佳為5μm以下，再佳為2μm以下。咪唑化合物的體積平均粒徑若在20μm以下，則可良好分散於熱硬化性樹脂組成物中，而能夠促進硬化反應，因而較佳。另外，咪唑系硬化劑的體積平均粒徑，可藉由與胺系硬化劑之相同的方法測量。
該咪唑系硬化劑相對於該胺系硬化劑的質量比，較佳為胺系硬化劑：咪唑系硬化劑=1：0.3～1：3.5。亦即，該咪唑系硬化劑的含量較佳為該胺系硬化劑含量的0.3～3.5倍。藉由使胺系硬化劑與咪唑系硬化劑的比例在該範圍內，胺系硬化劑與咪唑系硬化劑可彼此發揮硬化促進效果，而能夠得到快速硬化性。更佳為1：1～1：3.2，再佳為1：1.2～1：3。 [環氧樹脂與硬化劑的量比]
相對於100質量份的該環氧樹脂，該樹脂組成物中的該胺系硬化劑為3.8質量份以下。藉由使該胺系硬化劑的含量在3.8質量份以下，可賦予預浸材優良的快速硬化性，即使以較短的硬化時間，亦可賦予硬化物優良的機械強度。較佳為3.5質量份以下，更佳為3.2質量份以下，再佳為3.0質量份以下。又，該胺系硬化劑較佳係使含量在1質量份以上，而可促進預浸材的硬化。更佳為1.5質量%以上。
再者，該樹脂組成物中的該胺系硬化劑及該咪唑系硬化劑的含量若太多，則該預浸材之硬化物的纖維強化複合材料會有機械強度不足的傾向。從充分提高該機械強度的觀點來看，相對於100質量份的該環氧樹脂，該含量為10質量份以下。該含量若在10質量份以下，則纖維強化複合材料容易發揮高機械物性。從上述的觀點來看，該含量更佳為4質量份以上，再佳為5質量份以上。又，該含量只要在可得到預期之機械強度提升效果的範圍內即可，例如較佳為9質量份以下，更佳為8質量份以下，亦可為7.5質量份以下。例如，可使用習知的設備分析來確認該含量。 [其他添加劑]
在可得到本實施形態之效果的範圍中，該樹脂組成物可再包含前述環氧樹脂、胺系硬化劑及咪唑系硬化劑以外的其他成分。該其他成分可為一種或一種以上。該其他成分的含量，可在兼具該成分帶來之效果與本實施態樣之效果的範圍中適當決定。該其他成分的例子為穩定化劑、熱塑性彈性體、彈性體微粒子、核殼型彈性體微粒子、稀釋劑、二氧化矽等的無機粒子、奈米碳管及碳黑等的碳質成分、磷化物等的阻燃劑、含矽化物或氟化物的內部脫模劑以及消泡劑等。 [樹脂組成物的硬化完成時間]
該樹脂組成物的硬化完成時間在140℃下較佳為5分鐘以內，更佳為4.5分鐘以內。該時間內完成硬化的情況，作為用於高頻壓製成形的樹脂組成物，可說是具有充分的快速硬化性。該硬化完成時間，可藉由併用胺系硬化劑與咪唑系硬化劑來實現，例如可因應該等硬化劑的量及種類更加縮短（提升快速硬化性）。
該硬化完成時間可由硫化硬化測量儀測量。硫化硬化測量儀在一定溫度下給予不會破壞樹脂組成物的固定振幅的正弦波振動，連續測量從樹脂組成物傳遞至上模具的扭矩，硬化反應進行中的黏彈性應力的變化，以扭矩振幅/時間曲線（硬化曲線）記錄。該樹脂組成物的硬化完成時間，是從該曲線求得扭矩值不再變化的最大扭矩值（Tmax），算出最大扭矩值的90%的扭矩值（T90）。接著，求得從測量開始到達T90所需要的時間，以將其作為該硬化完成時間（t90）。 [樹脂組成物的製法]
該樹脂組成物，可由以往用以製造預浸材用之熱硬化性的樹脂組成物的習知方法製造。該樹脂組成物，較佳係使用例如玻璃燒瓶、揉合機、行星式攪拌機、一般的攪拌加熱釜、攪拌加壓加熱釜等來製造。
該樹脂組成物，例如較佳係以具有以下步驟的製造方法製造。
步驟（1）：將環氧樹脂及因應需求的熱塑性樹脂等的任意添加劑置入溶解容器，在70～150℃下加熱混合1～6小時而得到環氧樹脂主劑的步驟。
步驟（2）：使該環氧樹脂主劑冷卻至40～70℃後，添加剩下的環氧樹脂、胺系硬化劑及咪唑系硬化劑，在40～70℃下混合0.5～2小時而得到樹脂組成物的步驟。
步驟（2）中，亦可相對於該環氧樹脂主劑另外分別添加環氧樹脂、胺系硬化劑及咪唑系硬化劑，亦可在均勻混合的狀態下（作為母料）添加。該母料，例如可藉由在室溫下將環氧樹脂、胺系硬化劑及咪唑系硬化劑揉合來調製。 ＜預浸材＞
本發明之實施態樣的預浸材，係使樹脂組成物含浸於強化纖維基材的片狀預浸材。 （強化纖維基材）
強化纖維基材係由強化纖維所構成的預浸材用基材。作為強化纖維，例如可列舉：無機纖維、有機纖維、金屬纖維或是將該等組合的混合物構成的強化纖維等。強化纖維可為一種或一種以上。
作為無機纖維，可列舉：碳纖維、石墨纖維、碳化矽纖維、氧化鋁纖維、碳化鎢纖維、硼纖維、玻璃纖維等。作為有機纖維，可列舉：醯胺纖維、高密度聚乙烯纖維、其他一般的尼龍纖維、聚酯纖維等。作為金屬纖維，可列舉：不銹鋼、鐵等的纖維。又，作為金屬纖維，可列舉：以碳被覆金屬纖維的碳被覆金屬纖維。該等之中，若考慮預浸材之熱硬化所帶來的纖維強化複合材料中的強度等的機械物性，則較佳為碳纖維。
強化纖維可為長纖維，亦可為短纖維，從剛性優良的觀點來看，較佳長纖維。
作為強化纖維基材，可列舉：使多數的長纖維一致朝向單一方向上的UD片（單方向片材），將長纖維編織而成的布（織物），及短纖維所構成的不織布等。作為布的織法，例如可列舉：平織、綾織、緞紋織、三軸織等。
強化纖維基材的單位面積質量，可根據對該纖維強化複合材料所預期的特性適當決定。另一方面，如前所述，以既定厚度預先使預浸材成形的情況中，若預浸材的厚度，亦即強化纖維基材（例如布）的單位面積質量大，則可減少積層片數，因此作業效率良好。然而，若布的單位面積質量太大，則預浸材的剛性變高，可能導致預浸材對於模具的跟從性不足。
從預成形中的作業效率及成形加工性的觀點來看，該強化纖維基材的單位面積質量較佳為100～1000g/m2
，更佳為150～1000g/m2
。再佳為300～1000g/m2
。強化纖維基材的纖維單位面積質量若在該範圍的下限值以上，則為了得到具有預期厚度的成形體所需的積層片數不會變多，因而較佳。強化纖維基材的纖維單位面積質量若在該範圍的上限值以下，則容易得到含浸狀態良好的預浸材，懸垂性不易變得太低，因而較佳。
以高頻壓製成型形成複雜形狀的情況下，為了使預成形變得容易，強化纖維基材較佳為布。強化纖維基材為布的情況下，特別亦將強化纖維基材稱作「強化纖維布」，並且特別將包含強化纖維布的預浸材稱作「布預浸材」。 （強化纖維基材的含浸）
該預浸材，係使該環氧樹脂組成物含浸於強化纖維基材而形成。該樹脂組成物，例如係在脫模紙等的表面塗布既定量的該樹脂組成物，將強化纖維基材供給至其表面後，使其通過壓輥，藉此含浸於強化纖維基材。或是，直接將既定量的該樹脂組成物塗布於強化纖維基材後，因應需求以脫模紙等將該強化纖維基材夾住，在使其通過壓輥，而使樹脂組成物含浸於強化纖維基材。
又，樹脂組成物對於該強化纖維基材的含浸率，係以預浸材中該樹脂組成物相對於該強化纖維基材的含量比例表示，其可由以顯微鏡觀察與預浸材之纖維方向垂直的剖面而求得，可從纖維強化基材的絲束（tow）面積與未含浸部分的面積算出。從在該纖維強化複合材料中表現充分且均勻之機械強度的觀點來看，該含浸率較佳為98%以上，更佳為99%以上。該含浸率，可在能夠得到該纖維強化複合材料所預期之特性的範圍中適當決定，可為例如99.8%以下。該纖維強化複合材料所包含的樹脂組成物的量，為該預浸材中該樹脂組成物之樹脂含量的比例，亦可作為樹脂含有率評估。 （預浸材的積層）
該預浸材可作為單層使用，或是因應需求積層多片而作為積層體使用。
預浸材的積層構成並無特別限定。例如，使用UD預浸材的情況，可為以上下相鄰的UD預浸材之強化纖維的纖維軸垂直的方式，將各UD預浸材積層的構成。預浸材中可僅積層相同種類的預浸材，亦可積層不同的種類的預浸材。
預浸材的積層數並無特別限定，可因應所要求之纖維強化複合材料的特性等適當決定。另外，預浸材的積層體，可藉由使該樹脂組成物含浸於強化纖維基材的積層體來製作，亦可藉由將預浸材重疊來製作。
又，該預浸材的懸垂性試驗中的值（以下亦稱為「懸垂值」）較佳為20～70°。該懸垂值係評估預浸材的剛性（不易變形的程度）與對於模具的跟從性（容易變形的程度）之平衡的指標。該懸垂值，係表示在將水平支持的預浸材的一端作為固定端、另一端作為自由端而放置時，另一端的下垂的程度。
該懸垂值，例如可由以下的方法求得。首先，準備長度200mm、寬度15mm的預浸材試片。該長度，在該強化纖維基材為單方向材的情況下，為該強化纖維延伸方向上的長度，該強化纖維基材為布的情況，則為其經線方向上的長度。又，在該強化纖維基材為單向材的情況下，該寬度為與該強化纖維延伸之方向垂直的方向上的長度，該強化纖維基材為布的情況則為其緯線方向上的長度。
接著，以將從該試片一端至50mm的部分放置在試驗台的水平頂面，其以外的部分從試驗台突出的方式，將該試片配置於該試驗台。接著，將試片在常溫（23℃）靜置3分鐘。求得此時試片的自由端側部分與水平面所夾角度，以作為該懸垂值。該角度，係將該試片中在該試驗台上之部分的另一端與該試片之自由端連結的直線相對於水平面所夾之角度之中，該自由端側的角度。
該懸垂值，若太小則可能對於預浸材之模具的跟從性不足，若太大則變得太軟而可能導致預浸材不易操作。從預浸材的賦形性與操作容易性的觀點來看，該懸垂值較佳為20°以上，更佳為25°以上，再佳為30°以上。又，從充分表現該跟從性的觀點來看，該懸垂值較佳為70°以下，更佳為65°以下，再佳為60°。該懸垂值，例如可由強化纖維基材的剛性或是單位面積質量調整。
在可得到本實施態樣之效果的範圍中，該預浸材除了該強化纖維基材及該樹脂組成物以外，亦可再具有其他構成。作為其他構成的例子，包含在預浸材表面積層5～50g/m2
之不織布的積層物，及將含浸於樹脂組成物之片材積層於5～50g/m2
的不織布上的積層物。
該預浸材藉由加熱加壓進行硬化，而形成纖維強化複合材料。以下說明纖維強化複合材料。 ＜纖維強化複合材料＞
本發明之實施態樣的纖維強化複合材料，係藉由前述樹脂組成物的硬化反應所形成的上述預浸材的硬化物。
本實施態樣的纖維強化複合材料為本實施態樣的預浸材之硬化物，可由習知的設備分析結果確認。例如，可從該纖維強化複合材料中的胺系硬化劑、其殘渣的含量、該胺系硬化劑所形成之交聯結構的比例，可推定預浸材之樹脂組成物中的胺系硬化劑的含量。相同地，可從該纖維強化複合材料中的咪唑系硬化劑、其殘渣的含量、該咪唑系硬化劑所形成之交聯結構的比例，可推定預浸材的樹脂組成物中的咪唑系硬化劑的含量。從該等含量的推定值，可確認本實施態樣的纖維強化複合材料即為本實施態樣的預浸材的硬化物。
纖維強化複合材料，可由加熱加壓預浸材而製造。例如，該纖維強化複合材料可藉由包含下述步驟的方法製造：將該預浸材或預形體收納於模具內並進行加熱加壓。該製造方法，亦可再包含在模具內重疊預浸材而形成預浸材積層體的步驟、及藉由模具壓縮預浸材積層體而進行賦形（形成預形體）的步驟。 [成形（硬化）步驟]
將藉由積層所需片數的該預浸材積層而得到的預浸材積層體以模具加熱加壓，而得到纖維強化複合材料。
作為使用模具的預浸材積層體的成形方法，可採用習知的成形方法，例如，高壓釜成形、烘箱成形、內壓成形、壓製成形等。
壓製成形，相較於其他成形方法，容易得到表層具有由樹脂膜形成之樹脂層的纖維強化複合材料，但成形壓力高而具有樹脂容易流出模具外的傾向。然而，若為該樹脂組成物，則因為快速硬化性優良，而可抑制樹脂在成形時從模具流出。因此，在本發明的一態樣中，於成形步驟中採用壓製成形的情況更為有效，採用高頻壓製成形的情況尤其有效。
例如，第一圖中，說明以模具100對預浸材積層體1進行壓製成形，製作纖維強化複合材料2的情況。模具100具備上表面側設有凸部112的下模具110與下表面側設有凹部122的上模具120。在使上模具120接近下模具110而將模具100封閉時，在模具100內的凸部112與凹部122之間形成腔室，其形狀與目標的纖維強化複合材料之形狀互補。
如第一（a）圖所示，在下模具110上配置預浸材積層體1後，如第一（b）圖所示，使上模具120接近下模具110而將模具100封閉，對預浸材積層體1進行加熱加壓而使其成形。一邊以模具100加壓一邊加熱，藉此使預浸材積層體1中的樹脂組成物一邊流動一邊硬化。硬化後，如第一（c）圖所示，打開模具100取出纖維強化複合材料2，得到如第二圖所示的纖維強化複合材料。
成形條件，除了使用前述的預浸材積層體1以外，可使用習知的成形條件。
成形時的模具溫度的範圍較佳為100～180℃，更佳為120～160℃。藉由以該範圍的下限值以上加熱，可使樹脂組成物快速硬化，可縮短成形循環。藉由以該範圍的上限值以下加熱，可在成形時抑制樹脂流動，而可得到外觀良好的成形體。
成形時的面壓範圍較佳為1～15MPa，更佳為4～10MPa。藉由施加該範圍的下限值以上的壓力，樹脂會變得容易流動，可使樹脂組成物到達模具的各個角落，因此容易得到外觀良好的成形體。藉由施加該範圍的上限值以下的壓力，可防止樹脂過度流動而導致成形外觀不良。
成形時間的範圍較佳為1～15分鐘，更佳為2～8分鐘，再佳為2～5分鐘。藉由以該範圍的下限值以上的時間成形，可製作保存穩定性與快速硬化性優良的樹脂組成物。藉由以該範圍的上限值以下的時間成形，可進行高頻壓製成形。 [賦形步驟]
該纖維強化複合材料的製造方法中，在成形步驟之前，亦可更具有賦形步驟，將以積層步驟所得之預浸材積層體進行賦形而得到預形體。亦即，為在該纖維強化複合材料的製造方法中，亦可依序進行積層步驟、賦形步驟及成形步驟的方法。此情況中，在賦形步驟中將積層步驟所得之預浸材積層體，製作成具有與預期之成形品形狀幾乎相同形狀的預形體後，在成形步驟中對該預形體加熱加壓，而形成預期的成形品形狀，來製造纖維強化複合材料。可因應成形品要求的厚度來適當選擇供給至賦形步驟的預浸材積層體的積層數。
預浸材積層體的賦形方法，只要是可賦形成以目標之纖維強化複合材料之形狀為基礎的中間形狀的方法即可，除了使用本發明的預浸材積層體以外，可採用習知的方法。
又，可因應該纖維複合強化材料預期的用途適當決定該纖維複合強化材料的強度。例如，若為汽車零件的用途，則該纖維複合強化材料的90°彎曲強度較佳為80MPa以上，更佳為100MPa以上，再佳為110MPa以上。
本發明之實施形態的預浸材，含有強化纖維基材與含浸於該強化纖維基材的樹脂組成物。該樹脂組成物，含有環氧樹脂、胺系硬化劑與咪唑系硬化劑。相對於環氧樹脂100質量份，胺系硬化劑的含量在3.8質量份以下。又，相對於環氧樹脂100質量份，胺系硬化劑之含量與咪唑系硬化劑之含量總計在10質量份以下。
根據此構成，可實現能夠兼具高頻壓製成形中的快速硬化性與高機械物性的預浸材。
又，從充分提高預浸材之快速硬化性的觀點來看，咪唑系硬化劑的含量以質量比為胺系硬化劑含量的0.3～3.5倍會更加具有效果。
又，從可充分提高預浸材的硬化物，即纖維強化複合材料的機械強度的觀點來看，環氧樹脂包含分子內具有唑啶酮環的環氧樹脂、且在環氧樹脂100質量份中該分子內具有唑啶酮環的環氧樹脂的含量在25質量份以上會更加具有效果。
又，從可充分提高預浸材的快速硬化性的觀點來看，該環氧樹脂的環氧當量在200g/eq以上會更加具有效果。
又，從提高樹脂組成物的保存穩定性的觀點，及提高樹脂硬化物之機械物性的觀點來看，該胺系硬化劑為二氰二胺會更加具有效果。
從提高樹脂組成物中在室溫下之硬化劑的保存穩定性的觀點、以及使樹脂組成物的硬化速度更快的觀點來看，該咪唑系硬化劑為分子內具有三嗪環的咪唑化合物會更加具有效果。
本發明之實施形態的預浸材中，以硫化硬化測量儀測量該樹脂組成物所得到的硬化完成時間，在140℃下為5分鐘以內。
根據此構成，可實現除了快速硬化性及高機械物性以外，即便使用高單位面積質量的布，賦形性仍優良的預浸材。
該預浸材中，該強化纖維基材的單位面積質量可為100～1000g/m2
，該樹脂組成物對於該強化纖維基材的含浸率在98%以上，且懸垂性試驗中的值可在20～70°。
從容易由預浸材之積層調整厚度的觀點、該樹脂組成物硬化表現充分機械特性的觀點、以及表現預浸材的良好賦形性的觀點來看，根據該構成會更加具有效果。
從預成形中的作業效率及成形加工性的觀點來看，該強化纖維基材為強化纖維布的預浸材，且該強化纖維布的單位面積質量為150～1000g/m2
會更有效果。
又，從預成形中的作業效率及成形加工性的觀點來看，該強化纖維布的單位面積質量為300～1000g/m2
會更加具有效果。
本發明之實施形態的預浸材的硬化物，即纖維強化複合材料具有優良的機械物性。
本發明不限於上述各實施態樣，在請求項所示的範圍內可進行各種變更，關於將不同實施態樣中分別揭示的技術手段適當組合所得之實施態樣，亦包含於本發明的技術範圍。 [實施例]
以下，藉由實施例詳細說明本發明，但本發明不被以下記載所限定。 [使用原料]
本實施例中使用的原料如以下所示。 （環氧樹脂）
jER828：雙酚A型環氧樹脂（產品名稱「jER 828」，環氧當量189，三菱化學股份有限公司製）。 TSR-400：含有唑啶酮環的環氧樹脂（產品名稱「TSR-400」，環氧當量339，DIC股份有限公司製）。 N740：苯酚酚醛清漆型環氧樹脂（產品名稱「N740」，環氧當量182，DIC股份有限公司製）。 N775：苯酚酚醛清漆型環氧樹脂（產品名稱「N775」，環氧當量189，DIC股份有限公司製）。 （胺系硬化劑）
1400F：二氰二胺（產品名稱「Dicyanex 1400F」，Air Products公司製，平均粒徑4.5μm） （咪唑系硬化劑）
2MZA-PW：2,4-二胺基-6-（2’-甲基咪唑基-（1’））-乙基-s-三嗪（體積平均粒徑1.4μm，產品名稱「CUREZOL 2MZA-PW」，四國化成公司製）。 （強化纖維）
碳纖維束：產品名稱「TRW40 50L」，三菱化學股份有限公司製，拉伸強度4.1GPa，拉伸彈性係數240GPa，纖數50000條，單位面積質量3.75g/m2
。 （母料的調製）
以下表1記載的質量比將各成分揉合，接著以三輥使其均勻分散，調製母料I-1～I-6、II-1。表1中的數值為質量份。
【表1】 表1 
[實施例1]
將22.5質量份的jER828、42.5質量份的TSR400及25.0質量份的N740投入溶解釜，於80℃下使其溶解。之後冷卻至60℃，加入16質量份的母料I-1，於60℃下再攪拌混合，得到樹脂組成物（C-1）。
使用多功能塗布機（HERANO TECSEED公司製，M-500型）於50℃下將所得之樹脂組成物（C-1）塗布於脫模紙上，得到樹脂膜C-1。以圓筒絡紗機在樹脂膜C-1的樹脂塗布面上使碳纖維束捲繞，以相同膜夾住碳纖維束，使樹脂組成物（C-1）含浸於碳纖維束，藉此得到單向預浸材C-1。單向預浸材C-1中的碳纖維束的單位面積質量為250g/m2
，樹脂含有率為30.0質量%。又，單向預浸材C-1中的樹脂組成物（C-1）的含浸率為100%。將單向預浸材C-1裁切為298mm（與纖維平行的方向）×298mm（與纖維垂直的方向）的尺寸，使纖維方向一致地積層10片以作為預浸材積層體C-1。
以施加於預浸材積層體C-1的面壓：4MPa、模具溫度：140℃、5分鐘的條件進行壓製成形。從所得之成形體去除毛邊。藉此得到平板狀的纖維強化複合材料C-1。 [實施例2～7]
如表2所示變更各成分的組成及樹脂含量，除此之外與實施例1相同地調製樹脂組成物（C-2）～（C-7）。又，將樹脂組成物（C-1）分別取代為樹脂組成物（C-2）～（C-7），除此之外與實施例1相同地，分別製造預浸材積層體C-2～C-7。接著，將預浸材積層體C-1分別取代為預浸材積層體C-2～C-7，除此之外與實施例1相同地分別製造纖維強化複合材料C-2～C-7。 [比較例1]
如表2所示變更成分的組成及樹脂含量，除此之外與實施例1相同地調製樹脂組成物（X-1）。接著，將樹脂組成物（C-1）代替為樹脂組成物（X-1），除此之外與實施例1相同地製造預浸材積層體X-1，將預浸材積層體C-1代替為預浸材積層體X-1，除此之外與實施例1相同地製造纖維強化複合材料X-1。 [評估] （1）硬化完成時間（t90）
針對所得之樹脂組成物（C-1）～（C-7）及（X-1），以下述方法求得樹脂組成物的硬化完成時間t90。樹脂組成物的硬化完成時間為扭矩到達最大扭矩值之90%的時間。
首先，使用JSR Trading股份有限公司製的「CURELASTOMETER （註冊商標）7 Type P」，測量模具溫度140℃下的扭矩值（N・m）變化。接著，從該曲線求得扭矩值不再變化的最大扭矩值（Tmax），算出最大扭矩值的90%的扭矩值（T90）。求出從測量開始到達T90所需要的時間，將其作為CURELASTOMETER的硬化完成時間（t90）。硬化完成時間若在10分鐘以內，則可評估為具有可實用的快速硬化性，若硬化完成時間在5分鐘以內，則可評估為具有適用於高頻壓製成型的快速硬化性。測量條件如以下所示。 裝置：CURELASTOMETER （JSR Trading股份有限公司製，「CURELASTOMETER 7 Type P」） 模具有效口徑：φ160mm 測量溫度：140℃ （2）纖維強化複合材料的90°彎曲試驗
以濕式鑽石切割刀將所得之纖維強化複合材料C-1切斷為長度（與纖維直交之方向的長度）63mm×寬度（與纖維平行之方向的長度）12.7mm的尺寸，以＃1000的砂紙研磨端面，製作試片C-1。
針對試片C-1，使用萬能試驗機（Instron公司製，Instron（註冊商標）4465，解析軟體：Bluehill），根據ASTM D790，以壓子R：5.0，L/D：16，衝頭速度：0.92～0.94mm/分鐘的條件，進行3點彎曲試驗，算出90°彎曲強度（FS90）。若90°彎曲強度在40MPa以上，則可評估為具有可用之90°彎曲強度，若90°彎曲強度在90MPa以上，可判斷在高頻壓製成型中無實用上的問題。
將樹脂組成物分別取代為（C-2）～（C-7）及（X-1），除此之外與試片C-1相同地分別製作試片C-2～C-7及X-1，求得90°彎曲強度（FS90）。然而，試片X-1中，在上述條件下預浸材未硬化，無法成為試片的形態，因此未測量該90°彎曲強度。
樹脂組成物的組成、硬化完成時間及纖維強化複合材料的90°彎曲試驗結果顯示於表2。表2中，「RI/A
」表示樹脂組成物中咪唑系硬化劑相對於胺系硬化劑的質量比，「Rc」表示樹脂組成物中咪唑系硬化劑及胺系硬化劑總計的質量份數。又，「Ee」表示樹脂組成物中的環氧樹脂的環氧當量，「t90」表示CURELASTOMETER的硬化完成時間，「FS90」表示90°彎曲強度。
【表2】 
如表2所示，實施例1～7中的樹脂組成物（C-1）～（C-7）皆具有可實用的快速硬化性。又，實施例1～7中，由使用樹脂組成物（C-1）～（C-7）的預浸材所形成的纖維強化複合材料皆具有可用的90°彎曲強度。
比較例1中的樹脂組成物（X-1）中，相對於環氧樹脂100質量份，胺系硬化劑未在3.8質量份以下，在評估條件下預浸材未充分硬化，因此無法評估90°彎曲強度。 [實施例8]
將實施例1中所得之樹脂組成物（C-1）的樹脂膜貼附於碳纖維的布，即TRK510M（三菱化學股份有限公司製，單位面積質量：646g/m2
）的兩面。藉由使樹脂組成物（C-1）含浸於碳纖維布，得到布預浸材。該布預浸材中的樹脂含有率為39.5質量%。又，上述布預浸材中的樹脂組成物（C-1）的含浸率為100%。針對所得之布預浸材，以下述方法實施懸垂性試驗。 [預浸材的懸垂性試驗]
第三圖係說明上述布預浸材的懸垂性試驗的圖。將上述布預浸材裁切為長度200mm、寬度15mm的試片，準備三個這樣的試片。該長度為布的經線方向的長度，該寬度為布的緯線方向的長度。
如第三圖所示，將試片200的長度方向中從一端至50mm的部分放置於試驗台201的水平頂面上，使長度方向中上述以外的部分從試驗台201突出，以此方式將試片200配置於試驗台201。將50mm×50mm的鋁盤202載至於試片201中的試驗台201上的部分，其上載置200g的載重203，藉此固定試片200。
水平保持試片200，接著解除保持，將試片200在常溫（23℃）下靜置3分鐘。測量試驗台200與試片200中垂下之自由端側的部分所形成的角度θ。以相同操作改變試片並測量三次，將該等的平均值作為上述布預浸材的懸垂值。懸垂值若為20～70°，則可判斷預浸材的懸垂性不具有實用上的問題。
測量該布預浸材之懸垂性的結果為27.2°。從此結果可得知，該布預浸材具有高懸垂性，因此具有良好的賦形性。 [產業上的利用可能性]
本發明可應用於各種用途，特別是產業用途，其中可用作車用材料。
1‧‧‧預浸材積層體2‧‧‧纖維強化複合材料100‧‧‧模具110‧‧‧下模具112‧‧‧凸部120‧‧‧上模具122‧‧‧凹部200‧‧‧試片201‧‧‧試驗台202‧‧‧鋁盤203‧‧‧載重
第一（a）圖係示意地顯示本發明之實施態樣的賦形前之預浸材的圖，第一（b）圖係示意地顯示賦形、硬化時的上述預浸材的圖，第一（c）圖係示意地顯示硬化後的上述預浸材的圖。 第二圖係顯示以第一圖所示的製造方法所製造之纖維強化複合材料的圖。 第三圖係用以說明對於本發明之實施態樣的預浸材進行懸垂性試驗的圖。
Claims (20)
- 一種預浸材，其包含由碳纖維所構成的強化纖維基材與含浸於該強化纖維基材的樹脂組成物，其中該樹脂組成物含有環氧樹脂、胺系硬化劑與咪唑系硬化劑，於該樹脂組成物中該胺系硬化劑的含量，相對於該環氧樹脂100質量份在1質量份以上、在3.8質量份以下，於該樹脂組成物中該胺系硬化劑之含量與該咪唑系硬化劑之含量總計，相對於該環氧樹脂100質量份在5質量份以上、在10質量份以下，該環氧樹脂包含，分子中具有唑啶酮環(oxazolidone)之包含
唑啶酮環的環氧樹脂。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中於該樹脂組成物中該咪唑系硬化劑的含量為該胺系硬化劑的含量的1~3.5倍。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中該環氧樹脂的25質量%以上為該包含唑啶酮環的環氧樹脂。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中該環氧樹脂的環氧當量在200g/eq以上。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中該樹脂組成物包含二氰二胺作為該胺系硬化劑。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中該樹脂組成物包含分子內具有三嗪環的咪唑化合物作為該咪唑系硬化劑。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中該樹脂組成物包含2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪作為該咪唑系硬化劑。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中由硫化硬化測量儀所測量的該樹脂組成物之硬化完成時間，在140℃下為5分鐘以內。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其中該強化纖維基材的單位面積質量為100~1000g/m2。
- 如申請專利範圍第9項之預浸材，其中該預浸材中該樹脂組成物對於該強化纖維基材的含浸率在98%以上；該預浸材在懸垂性試驗中的值為20~70°。
- 如申請專利範圍第9項之預浸材，其中該強化纖維基材的單位面積質量為150~1000g/m2。
- 如申請專利範圍第11項之預浸材，其中該強化纖維基材的單位面積質量為300~1000g/m2。
- 如申請專利範圍第1項之預浸材，其為布預浸材。
- 一種預浸材，其包含由碳纖維所構成的強化纖維基材與含浸於該強化纖維基材的樹脂組成物，其中該樹脂組成物含有環氧樹脂、二氰二胺與咪唑系硬化劑，於該樹脂組成物中該二氰二胺的含量，相對於該環氧樹脂100質量份在1質量份以上、在3.8質量份以下，於該樹脂組成物中該二氰二胺之含量與該咪唑系硬化劑之含量總計，相對於該環氧樹脂100質量份在5質量份以上、在10質量份以下，該環氧樹脂包含，分子中具有唑啶酮環(oxazolidone)之包含
唑啶酮環的環氧樹脂。
- 如申請專利範圍第14項之預浸材，其中於該樹脂組成物中該咪唑系硬化劑的含量為該胺系硬化劑的含量的1~3.5倍。
- 如申請專利範圍第14項之預浸材，其中該環氧樹脂的25質量份以上為該包含唑啶酮環的環氧樹脂。
- 如申請專利範圍第14項之預浸材，其中該樹脂組成物包含分子內具有三嗪環的咪唑化合物作為該咪唑系硬化劑。
- 如申請專利範圍第14項之預浸材，其中該樹脂組成物包含2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪作為該咪唑系硬化劑。
- 一種纖維強化複合材料的製造方法，其包含使申請專利範圍第1至18項的任一項之預浸材硬化。
- 一種纖維強化複合材料，其係如申請專利範圍第1至18項中任一項之預浸材的硬化物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018-005147 | 2018-01-16 | ||
| JP2018005147 | 2018-01-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201932516A TW201932516A (zh) | 2019-08-16 |
| TWI720404B true TWI720404B (zh) | 2021-03-01 |
Family
ID=67301729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108101111A TWI720404B (zh) | 2018-01-16 | 2019-01-11 | 預浸材及纖維強化複合材料 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11339261B2 (zh) |
| EP (1) | EP3741787A4 (zh) |
| JP (3) | JP6806234B2 (zh) |
| CN (2) | CN111601836B (zh) |
| TW (1) | TWI720404B (zh) |
| WO (1) | WO2019142735A1 (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1374189A (zh) * | 2001-03-13 | 2002-10-16 | 住友电木株式会社 | 聚酯胶片的制造方法 |
| CN101910230A (zh) * | 2007-10-26 | 2010-12-08 | 陶氏环球技术公司 | 用于电层合体中的含有异氰脲酸酯的环氧树脂组合物 |
| CN107406599A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-11-28 | 东丽株式会社 | 树脂供给材料、预成型体、及纤维增强树脂的制造方法 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW305860B (zh) | 1994-03-15 | 1997-05-21 | Toray Industries | |
| JPH07304968A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-11-21 | Toray Ind Inc | マイクロカプセル型硬化剤、その製造法、熱硬化性樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料 |
| US6670006B1 (en) * | 1997-03-27 | 2003-12-30 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Epoxy resin composition for FRP, prepreg, and tubular molding produced therefrom |
| JP2000169605A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-20 | Risho Kogyo Co Ltd | 積層板用プリプレグシ―トおよびその製造法 |
| JP2000273148A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 積層板用エポキシ樹脂組成物 |
| DE60320134T3 (de) | 2002-11-28 | 2015-12-24 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Herstellungsverfahren für faserverstärktes verbundmaterial |
| JP2006104403A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物 |
| JP2009083128A (ja) | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | プリフォームの製造方法 |
| US20120202071A1 (en) * | 2009-09-28 | 2012-08-09 | Mitsubhishi Rayon Co., Ltd | Fiber-reinforced composite material |
| US20120251823A1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-04 | Newport Adhesives and Composites, Inc. | Tow prepreg and system and method for forming the same |
| US20150162110A1 (en) * | 2012-06-26 | 2015-06-11 | Dow Global Technologies Llc | Insulating composites for power transmission and distribution |
| JP6228799B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2017-11-08 | 新日鉄住金化学株式会社 | エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
| JP2015093982A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 三菱レイヨン株式会社 | プリプレグ |
| JP2016138205A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 三菱レイヨン株式会社 | プリプレグ及び繊維強化複合材料 |
| JP6670045B2 (ja) * | 2015-03-13 | 2020-03-18 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂、その製造方法、エポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
| CN109320914B (zh) | 2015-05-13 | 2021-09-21 | 三菱化学株式会社 | 成型材料、片状模塑材料、块状模塑材料和纤维增强复合材料 |
| JP6770793B2 (ja) * | 2015-08-19 | 2020-10-21 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | 難燃性エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
| JP6903897B2 (ja) * | 2015-11-20 | 2021-07-14 | 三菱ケミカル株式会社 | エポキシ樹脂組成物、並びにこれを用いた成形品、プリプレグ及び繊維強化プラスチック |
| JP2018005147A (ja) | 2016-07-08 | 2018-01-11 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| EP3611210B1 (en) * | 2017-04-12 | 2024-02-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | Sheet molding compound and fiber-reinforced composite material |
| CN111278886B (zh) | 2017-11-16 | 2023-02-17 | 三菱化学株式会社 | 热固性树脂组合物、预浸料、纤维增强复合材料及其制造方法 |
| JP2019178224A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた繊維強化複合材料 |
-
2019
- 2019-01-11 TW TW108101111A patent/TWI720404B/zh active
- 2019-01-11 CN CN201980008367.9A patent/CN111601836B/zh active Active
- 2019-01-11 CN CN202310901246.5A patent/CN117050465A/zh active Pending
- 2019-01-11 WO PCT/JP2019/000709 patent/WO2019142735A1/ja unknown
- 2019-01-11 EP EP19741380.0A patent/EP3741787A4/en active Pending
- 2019-01-11 JP JP2019505538A patent/JP6806234B2/ja active Active
-
2020
- 2020-07-10 US US16/925,408 patent/US11339261B2/en active Active
- 2020-08-25 JP JP2020142083A patent/JP6844740B2/ja active Active
-
2021
- 2021-02-19 JP JP2021025670A patent/JP7409336B2/ja active Active
-
2022
- 2022-04-05 US US17/713,704 patent/US20220227951A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1374189A (zh) * | 2001-03-13 | 2002-10-16 | 住友电木株式会社 | 聚酯胶片的制造方法 |
| CN101910230A (zh) * | 2007-10-26 | 2010-12-08 | 陶氏环球技术公司 | 用于电层合体中的含有异氰脲酸酯的环氧树脂组合物 |
| CN107406599A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-11-28 | 东丽株式会社 | 树脂供给材料、预成型体、及纤维增强树脂的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111601836B (zh) | 2023-08-11 |
| JP6806234B2 (ja) | 2021-01-06 |
| JP6844740B2 (ja) | 2021-03-17 |
| US11339261B2 (en) | 2022-05-24 |
| CN117050465A (zh) | 2023-11-14 |
| CN111601836A (zh) | 2020-08-28 |
| WO2019142735A1 (ja) | 2019-07-25 |
| EP3741787A4 (en) | 2021-03-10 |
| US20220227951A1 (en) | 2022-07-21 |
| TW201932516A (zh) | 2019-08-16 |
| JPWO2019142735A1 (ja) | 2020-01-23 |
| JP7409336B2 (ja) | 2024-01-09 |
| JP2020196896A (ja) | 2020-12-10 |
| JP2021080475A (ja) | 2021-05-27 |
| EP3741787A1 (en) | 2020-11-25 |
| US20210009776A1 (en) | 2021-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6555360B2 (ja) | プリプレグ、プリプレグ積層体、および繊維強化複合材料 | |
| JP6007914B2 (ja) | 真空成形用プリプレグ、繊維強化複合材料およびその製造方法 | |
| EP2762520B1 (en) | Fiber-reinforced resin composite material and process for producing same | |
| JP5761366B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いたフィルム、プリプレグ、繊維強化プラスチック | |
| TWI701286B (zh) | 環氧樹脂組成物、預浸體、碳纖維強化複合材料及此等之製造方法 | |
| JP5768893B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及びこれを用いたフィルム、プリプレグ、繊維強化プラスチック | |
| CN111278886B (zh) | 热固性树脂组合物、预浸料、纤维增强复合材料及其制造方法 | |
| JP6330327B2 (ja) | Ｒｔｍ成形法用プリフォーム用のバインダー樹脂組成物を用いたｒｔｍ成形法用強化繊維基材、ｒｔｍ成形法用プリフォームおよび繊維強化複合材料 | |
| JPWO2013081060A1 (ja) | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、繊維強化複合材料とその製造方法 | |
| JP2019167429A (ja) | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、炭素繊維強化複合材料及びこれらの製造方法 | |
| JPWO2018216643A1 (ja) | 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物、および繊維強化複合材料 | |
| WO2019176935A1 (ja) | プリプレグ及び炭素繊維強化複合材料 | |
| JP7278132B2 (ja) | プリプレグ、及び繊維強化複合材料の製造方法 | |
| TWI720404B (zh) | 預浸材及纖維強化複合材料 | |
| JP2019157095A (ja) | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、及び繊維強化複合材料 | |
| JP2020097694A (ja) | 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物および、繊維強化複合材料用プリフォームならびに繊維強化複合材料 | |
| EP4397702A2 (en) | Prepreg and fiber-reinforced composite material | |
| JP2019157096A (ja) | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、及び繊維強化複合材料 | |
| US20210047460A1 (en) | Fast-cure resin formulations with consistent handling characteristics |