JPH0526808B2 - - Google Patents
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- JPH0526808B2 JPH0526808B2 JP59209834A JP20983484A JPH0526808B2 JP H0526808 B2 JPH0526808 B2 JP H0526808B2 JP 59209834 A JP59209834 A JP 59209834A JP 20983484 A JP20983484 A JP 20983484A JP H0526808 B2 JPH0526808 B2 JP H0526808B2
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- JP
- Japan
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- epoxy
- polyamide
- parts
- polyepoxide
- resin
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、靭性の優れた複合材料用樹脂組成物
に関するものである。
〔従来の技術〕
炭素繊維、ガラス繊維および芳香族ポリアミド
繊維などの強化材とエポキシ樹脂からなる複合材
料は、その高い比強度、比弾性率を生かしてゴル
フシヤフトや釣竿などのプレミア・スポーツ用途
および航空機等の構造材用途に広く使用されてい
る。しかし、これらの複合材料に使用されている
エポキシ樹脂は、更に大きな強度や強靭性を必要
とする用途には性能が不十分であり、靭性の優れ
たエポキシ樹脂の出現が強く望まれている。
エポキシ樹脂の靭性の向上に関して多くの技術
が提案されてるいる。その手法の一つは、エポキ
シ樹脂にアクリロニトリルーブタジエン共重合体
などのゴムを酸化した後、エポキシ樹脂を硬化さ
せてゴム相を分散相として形成させることにより
クラツクの発生を防止したり、接着強度の向上を
図るものである(例えば、特開昭57−21450号公
報)。他の手法には、ポリスルホン、ポリアリレ
ートなどの熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂に添加・
混合し硬化樹脂のクラツクの伝播を抑制したり、
この樹脂を使用して炭素繊維強化複合材料の靭性
を向上させる方法がある(例えば、THE
BRITISH POLYMER JOURNAL、VOL.15、
MARCH、1983、P.71、28TH SAMPE
SYMPOSIUM、1983、P.367、特開昭58−
134126)。しかし、これらの手法は複合材料の靭
性を飛躍的に向上させるには不満足であり、更に
これらのゴムや熱可塑性樹脂を混合するとエポキ
シ樹脂の粘度が非常に高くなり、プリプレグの製
造あるいは成形工程で強化材との含浸性不良が生
じ易いこと、エポキシ樹脂と改質剤に共通溶媒を
使用しないと両者の均質な混合が不可能な場合は
多いなどの問題がある。
エポキシ樹脂の各種ポリアミド樹脂による改質
も古くから研究されている。特公昭40−1874号公
報は、エポキシ樹脂とメタノール可溶ナイロンか
らなる接着性組成物を、特開昭55−71771号公報
はエポキシ樹脂、アルケニルフエノール重合体お
よび共重合ナイロンあるいはナイロン12からなる
構造用接着剤組成物を、特開昭56−152832号は固
体状エポキシ樹脂、固体レゾール型フエノール樹
脂および直鎖状ポリアミド樹脂からなる塗膜用粉
体エポキシ樹脂組成物を開示している。また、米
国特許2705223号、2986539号および特開昭58−
53913号公報は、ダイマー酸系ポリアミドとエポ
キシ樹脂からなる組成物あるいはこの組成物と強
化繊維からなるプレプレグを開示している。これ
らの特許で使用されるダイマー酸系ポリアミド
は、実質的に十分な量の末端基を有しエポキシ樹
脂の硬化剤として反応させるべく使用されてい
る。以上に例示したエポキシ樹脂とポリアミド樹
脂からなる組成物は、複合材料の靭性を向上させ
るという観点から見ると性能的に不満足であり、
またその構成においても本発明と明らかに異な
る。
更に、エポキシ樹脂と反応性を有するダイマー
酸系ポリアミドとエポキシ樹脂からなる組成物
は、反応に伴なう粘度の上昇が大きく樹脂の混合
工程や強化材とのプレリレグ化工程等において均
質な製品を取得するうえで不都合となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、靭性の優れた複合材料樹脂組成物を
提供することを一つの目的とし、本発明の他の目
的は、樹脂組成物の製造および複合材料用プリプ
レグの製造・成形工程において適度の粘度を有し
均質な製品を与える強靭な複合材料用樹脂組成物
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明は次の構成
を有する。すなわち、
下記[A]、[B]および[C]を必須成分とし
て配合してなる複合材料用樹脂組成物である。
[A] ポリエポキシド
[B] 芳香族アミン系硬化剤
[C] ポリアミド1g当り5×10-4モル当量以
下の末端基濃度を有する高分子量ダイマー酸系
ポリアミド
本発明で使用し得るポリエポキシドは、分子中
に平均して一個より多いエポキシ基を有する化合
物であり、このエポキシ基は末端基として存在す
るものであつてもよく、また分子内部にあつても
よい。ポリエポキシドは、飽和あるいは不飽和の
脂肪族、環状脂肪族、芳香族または複素環式化合
物であつてもよく、更にハロゲン原子、水酸基、
エーテル基等を含む化合物であつてもよい、例え
ば、ビスフエノールA、FおよびSのグリシジル
化合物、クレゾールボラツクまたはフエノールノ
ボラツクのグリシジル化合物、芳香族アミンのグ
リシジル化合物および環状脂肪族エポキシ樹脂な
どがある。
そのようなポリエキシドの具体例には、1,4
−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゼ
ン、4,4′−ビス(2,3−エポキシプロポキ
シ)ジフエニルエーテルがある。
ポリエポキシドの別の例として多価フエノール
のグリシリジル化合物がある。これに使用し得る
多価フエノールとしては、例えばレゾルシノー
ル、カテコール、ヒドロキノン、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフエニル)プロパン(ビスフエ
ノールA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフエ
ニル)ブタン、ビス(4−ヒドロキシフエニル)
スルホン(ビスフエノールS)、ビス(4−ヒド
ロキシフエニル)メタン、トリス((4−ヒドロ
キシフエニル)メタン、3,9−ビス(3−メト
キシ、4−ヒドロキシフエニル)−2,4,8,
10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、
更にハロゲン含有ウエノールとして、2,2−ビ
ス(4−ヒドロキシテトラブロモフエニル)プロ
パンなどが含まれる。
ポリエポキシドの別の例として、多価アルコー
ルのグリシジル化合物がある。この目的に使用し
得る多価アルコールとしては、例えばグリセロー
ル、エチレングリコール、ペンタエリスリトー
ル、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシ
ル)プロパンなどが挙げられる。
内部エポキシ基を有するポリエポキシドの例と
して、4−(1,2−エポキシエチル)−1,2−
エポキシシクロヘキサン、ビス(2,3−エポキ
シシクロペンチル)エーテル、3,4−エポキシ
シクロヘキシルメチル−(3,4−エポキシ)シ
クロヘキシサンカルボキシレートなどが挙げられ
る。
ポリエポキシドの別の例として、芳香族アミン
のグリシジル化合物がある。この目的に使用し得
る芳香族アミンとしては、ジアミノジフエニルメ
タン、メタキシリレンジアミン、m−アミノフエ
ノール、p−アミノフエノールなどがある。
これらのポリエポキシドのうち、ビスフエノー
ルAのジグリシジルエーテル、クレゾールノボラ
ツクのあるいはフエノールボラツクグリシジル化
合物、ジアミノジフエニルメタンのジグリシジル
化合物およびアミノフエノールのグリシジル化合
物が好ましく使用される。
本発明で使用される芳香族アミン系硬化剤の具
体例としては、メタフエニレンジアミン、ジアミ
ノジフエニルメタン、ジアミノジフエニルスルホ
ンなどが挙げられ、特にジアミノフエニルスルホ
ンが好ましく使用される。更に、三フツ化ホウ
素・アミン錯体、イミダゾール化合物などを硬化
促進剤として使用することもできる。
本発明で使用されるダイマー酸系ポリアミドと
は、不飽和高級脂肪酸を二量化して得られるダイ
マー酸を主成分とするジカルボン酸とエチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミンなどのジアミン
から製造されるポリアミドである。用いられる不
飽和高級脂肪酸は乾性油、半乾性油、またはこれ
らの遊離酸またはこれらの酸の単純な脂肪族アル
コールエステル、特にリノール酸に富んだ原料の
重合によつて得られる。ここでいうダイマー酸は
個々のダイマー酸はもちろんダイマー酸混合物も
含む。
ダイマー酸混合物はたいてい、大部分が二量体
であるが、三量体、高重合体、単量体も含まれて
いる。
種々のダイマー酸が用いられるがノリール酸ま
たはリノレン酸に富む物質の重合により得られた
ものが入手しやすい。本発明において用いるダイ
マー酸系ポリアミドとしては例えばリノレン酸の
ダイマーから得られるものが“マクロメルト”
(ヘンケル日本社製)の商標で販売されている。
本発明で使用される高分子量ポリアミドは、およ
そ100〜200℃の範囲に軟化温度を有する固形ポリ
アミドであり、ポリアミド1g当り5×10-4モル
当量以下の末端基濃度を有するものであり、かか
る末端基濃度は末端アミノ基および末端カルボキ
シル基の合計量をいう。本発明で使用するポリア
ミドは十分高分子量であることが特に重要であ
り、低分子量、すなわち、末端基濃度がポリアミ
ド1g当り5×10-4モル当量を越えるポリアミド
ならば、ポリエポキシドとの反応性が高く、複合
材料性向上効果が小さいうえ、ポリエポキシドと
ポリアミドを混合する工程および強化材に含浸し
てプリプレグを製造する工程で両者が反応し粘度
が高くなるため高品質のプリプレグの製造が困難
になる。ポリアミドの使用量は、ポリエポキシド
および硬化剤の合計量100重量部に対し、5〜100
重量部好ましくは10〜30重量部使用される。ポリ
アミドの使用量が5重量部以下の場合には、複合
材料の靭性向上効果が小さく、一方100重量部よ
り多い場合には均質な混合が困難になるとともに
樹脂の耐熱性が大きく低下する。
本発明の各成分の混合方法に特に制限はなく、
各成分の性状や、目的とする配合物の混合状態あ
るいは分散状態に応じて適宜好ましい方法を選択
することができる。混合方法の一例として(A)、(B)
および(C)の各成分が溶解する溶媒を使用して比較
的低温で均一溶液とする方法があり、他の例とし
て溶媒を使用せずに比較的高温で各成分を混合す
る方法がある。後者の場合には、ポリエポキシド
とポリアミドは先ず高温で溶解させたのち温度を
下げ、次いで硬化剤を混合する方法が好ましく使
用される。
〔作用〕
本発明では、ポリエポキシド、芳香族アミン系
硬化剤および高分子量ダイマー酸系ポリアミドを
組合せることにより、エポキシ樹脂の脆さが改良
され強靭な複合材料用樹脂組成物が提供される。
芳香族アミン系硬化剤は、硬化物の耐熱性向上を
もたらし、高分子量ダイマー酸系ポリアミドは、
各成分の配合工程および強化剤に含浸してプリプ
レグを製造する工程における不均質ないし不都合
な粘度上昇を併なうことなくエポキシ樹脂の靭性
向上をもたらす。
〔実施例〕
以下の実施例によつて本発明を更に詳細に説明
する。実施例中の各成分の量は重量部を表わし、
ポリエポキシドの内容は以下のとおりである。
エポキシA:ビスフエノールAジグリシジルエー
テル、油化シエルエポキシ(株)製エピコート828。
エポキシB:ビスフエノールAジグリシジルエー
テルオリゴマ、油化シエルエポキシ(株)製エピコ
ート1001。
エポキシC:ジアミノジフエニルメタンのテトラ
グリシジル化合物、住友化学(株)製ELM434。
エポキシD:テトラブロムビスフエノールAジグ
リシジルエーテル、大日本インキ(株)製エピクロ
ン152。
実施例 1
エポキシA100部およびダイマー酸系ポリアミ
ド“マクロメルト”6238(軟化温度138℃、末端基
量1.7×10-4モル当量/g)33部をフラスコに入
れ、撹拌下オイルバスで150℃に加熱した。3時
間すると透明な粘稠液が得られた。この溶液にジ
アミノジフエニルスルホン32部を添加しすばやく
均一溶解させた。フラスコを減圧にして脱泡後、
配合樹脂を成形型に注型し180℃で2時間硬化さ
せ厚さ2mmの半透明硬化板を得た。硬化物のガラ
ス転移温度(示差差動熱量計を使用し、40℃/分
の昇温速度で測定)は175℃であり、島津オート
グラフIS−5000を用いてクロスヘツド速度2.5
mm/分の条件で測定した引張破断伸度は6.7%で
あつた。
同様にしてポリアミドを添加せずに、エポキシ
Aおよびジアミノジフエニルスルホン混合物から
硬化板を作製した。このもののガラス転移温度は
186℃であり、破断伸度は6.0%であつた。
本実施例から、硬化物の大巾なガラス転移温度
の低下を伴なうことなくダイマー酸系ポリアミド
が均質に分散された硬化物が得られることが明ら
かにされた。
実施例 2
実施例1の“マクロメルト”6238の代りに、
“マクロメルト”6224(軟化温度126℃、末端基量
2.1×10-4モル当量/g)を使用しポリエポキシ
ドとポリアミドからなる透明溶液を得た。この溶
液にジアミノジフエニルスルホンを添加し均一に
溶解した樹脂組成物を得た。
実施例 3
エポキシA60部、エポキシB40部および“マク
ロメルト”6238を31部およびジアミノジフエニル
スルホン24部を使用して、実施例1と同様の方法
で樹脂組成物を調製した。これを180℃で2時間
硬化させたところ透明な硬化板が得られた。この
ことは、エポキシ樹脂とポリアミドが分子状に混
合させていることを示している。
実施例 4
エポキシA60部、エポキシB40部、ジアミノジ
フエニルスルホン24部および“マクロメルト”
6238の34部をトリクレン/エタノール混合溶媒
(1/1比)240部に溶解し透明な溶液を調製し
た。この溶液を、東レ(株)製“トレカ”T300使用
平織クロスに樹脂含量が41%になるように塗布・
含浸させた。1日風乾後、加熱乾燥して溶媒を除
去したところ、タツク性とドレープ性のある均質
なプリプレグが得られた。このプリプレグを24枚
積層し、オートクレーブを使用して180℃、2時
間、圧力6Kg/cm2の条件で硬化させ、厚さ約5mm
の複合材を得た。この複合板に先端R16mmの錘を
使用して680Kg・cm/cm(試料厚さ)の落錘エネ
ルギーを与えた。この衝撃試験により生じた損傷
の度合を、キヤノン・ホロソニツク社製超音波深
傷映像装置M400B型を用いて測定した。
損傷面積を表1に示す。
実施例 5
実施例4の“マクロメルト”6238の代りに“マ
クロメルト”6900を使用した以外は実施例4と同
様にして複合材を作製し、衝撃試験を行なつた。
結果を表1に示す。
比較例 1
実施例4のポリエポキシドおよびジアミノジフ
エニルスルホンをメチルエチルケトン190部に溶
解し、実施例4と同様にして作製した複合材の衝
撃試験を行なつた。結果を表1に示す。
実施例 6
エポキシA35部、エポキシC35部、エポキシ
D30部、“マクロメルト”6900を20部およびジア
ミノジフエニルスルホン34部からなる樹脂組成物
について、実施例4と同様にして複合材を作製し
衝撃試験を行なつた。結果を表1に示す。
比較例 2
実施例6のポリエポキシドおよびジアミノジフ
エニルスルホンをメチルエチルケトン190部に溶
解し、実施例4と同様にして複合材を作製し衝撃
試験を行なつた。結果を表1に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a resin composition for composite materials having excellent toughness. [Prior Art] Composite materials made of reinforcing materials such as carbon fibers, glass fibers, and aromatic polyamide fibers and epoxy resins are used for premium sports applications such as golf shafts and fishing rods due to their high specific strength and specific modulus. Widely used for structural materials such as aircraft. However, the epoxy resins used in these composite materials have insufficient performance for applications that require greater strength and toughness, and there is a strong desire for the emergence of epoxy resins with superior toughness. Many techniques have been proposed for improving the toughness of epoxy resins. One method is to oxidize a rubber such as acrylonitrile-butadiene copolymer into an epoxy resin, and then cure the epoxy resin to form a rubber phase as a dispersed phase to prevent cracks and improve adhesive strength. (For example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-21450). Other methods include adding thermoplastic resins such as polysulfone and polyarylate to epoxy resins.
It can be mixed to suppress the propagation of cracks in cured resin,
There are ways to use this resin to improve the toughness of carbon fiber reinforced composite materials (for example, THE
BRITISH POLYMER JOURNAL, VOL.15,
MARCH, 1983, P.71, 28TH SAMPE
SYMPOSIUM, 1983, P.367, Japanese Patent Application Publication No. 1983-
134126). However, these methods are unsatisfactory in dramatically improving the toughness of composite materials, and furthermore, when these rubbers and thermoplastic resins are mixed, the viscosity of the epoxy resin becomes extremely high, making it difficult to manufacture or mold prepregs. There are problems such as poor impregnation with the reinforcing material, and homogeneous mixing of the epoxy resin and the modifier is often impossible unless a common solvent is used for both. Modification of epoxy resins with various polyamide resins has also been studied for a long time. Japanese Patent Publication No. 40-1874 discloses an adhesive composition consisting of an epoxy resin and methanol-soluble nylon, and Japanese Patent Publication No. 55-71771 discloses a structure consisting of an epoxy resin, an alkenylphenol polymer, and copolymerized nylon or nylon 12. JP-A-56-152832 discloses a powder epoxy resin composition for coating films comprising a solid epoxy resin, a solid resol type phenolic resin, and a linear polyamide resin. Also, U.S. Patent Nos. 2705223 and 2986539 and Japanese Patent Application Laid-open No. 1986-
Publication No. 53913 discloses a composition comprising a dimer acid polyamide and an epoxy resin, or a prepreg comprising this composition and reinforcing fibers. The dimer acid polyamides used in these patents have a substantially sufficient amount of end groups to be used as curing agents for epoxy resins. The compositions made of epoxy resin and polyamide resin exemplified above are unsatisfactory in terms of performance from the viewpoint of improving the toughness of composite materials.
Also, its structure is clearly different from the present invention. Furthermore, compositions made of dimer acid-based polyamides and epoxy resins that are reactive with epoxy resins have a large increase in viscosity due to the reaction, making it difficult to produce homogeneous products during the resin mixing process or pre-regulating process with reinforcing materials. It is inconvenient to obtain it. [Problems to be Solved by the Invention] One object of the present invention is to provide a composite material resin composition with excellent toughness. The object of the present invention is to provide a strong resin composition for composite materials that has an appropriate viscosity and provides a homogeneous product in prepreg manufacturing and molding processes. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, it is a resin composition for a composite material, which contains the following [A], [B], and [C] as essential components. [A] Polyepoxide [B] Aromatic amine curing agent [C] High molecular weight dimer acid polyamide having a terminal group concentration of 5 x 10 -4 molar equivalents or less per 1 g of polyamide The polyepoxide that can be used in the present invention is A compound having on average more than one epoxy group in the molecule, which epoxy group may be present as a terminal group or internal to the molecule. The polyepoxide may be a saturated or unsaturated aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or heterocyclic compound, and may further contain halogen atoms, hydroxyl groups,
It may be a compound containing an ether group, for example, glycidyl compounds of bisphenols A, F and S, glycidyl compounds of cresolvolak or phenol novolak, glycidyl compounds of aromatic amines, and cycloaliphatic epoxy resins. be. Specific examples of such polyoxides include 1,4
-bis(2,3-epoxypropoxy)benzene and 4,4'-bis(2,3-epoxypropoxy) diphenyl ether. Another example of polyepoxide is a glycylidyl compound of polyhydric phenol. Examples of polyhydric phenols that can be used for this purpose include resorcinol, catechol, hydroquinone, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (bisphenol A), and 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane. , bis(4-hydroxyphenyl)
Sulfone (bisphenol S), bis(4-hydroxyphenyl)methane, tris((4-hydroxyphenyl)methane, 3,9-bis(3-methoxy,4-hydroxyphenyl)-2,4,8 ,
10-tetraoxaspiro[5,5]undecane,
Furthermore, 2,2-bis(4-hydroxytetrabromophenyl)propane and the like are included as the halogen-containing wenols. Another example of a polyepoxide is a glycidyl compound of a polyhydric alcohol. Examples of polyhydric alcohols that can be used for this purpose include glycerol, ethylene glycol, pentaerythritol, and 2,2-bis(4-hydroxycyclohexyl)propane. Examples of polyepoxides with internal epoxy groups include 4-(1,2-epoxyethyl)-1,2-
Examples include epoxycyclohexane, bis(2,3-epoxycyclopentyl)ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-(3,4-epoxy)cyclohexanecarboxylate, and the like. Another example of a polyepoxide is a glycidyl compound of an aromatic amine. Aromatic amines that can be used for this purpose include diaminodiphenylmethane, metaxylylene diamine, m-aminophenol, p-aminophenol, and the like. Among these polyepoxides, diglycidyl ether of bisphenol A, cresol novolac or phenolvolak glycidyl compounds, diglycidyl compounds of diaminodiphenylmethane and glycidyl compounds of aminophenol are preferably used. Specific examples of the aromatic amine curing agent used in the present invention include metaphenylene diamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone, and diaminophenyl sulfone is particularly preferably used. Furthermore, boron trifluoride/amine complexes, imidazole compounds, and the like can also be used as curing accelerators. The dimer acid polyamide used in the present invention is a polyamide produced from a dicarboxylic acid whose main component is a dimer acid obtained by dimerizing an unsaturated higher fatty acid, and a diamine such as ethylene diamine or hexamethylene diamine. The unsaturated higher fatty acids used are obtained by polymerization of drying oils, semi-drying oils, or raw materials rich in these free acids or simple aliphatic alcohol esters of these acids, especially linoleic acid. The term "dimer acid" as used herein includes not only individual dimer acids but also mixtures of dimer acids. Dimer acid mixtures are often predominantly dimers, but also include trimers, polymers, and monomers. Various dimer acids can be used, but those obtained by polymerizing substances rich in norylic acid or linolenic acid are readily available. As the dimer acid polyamide used in the present invention, for example, one obtained from a dimer of linolenic acid is called "macromelt".
(manufactured by Henkel Japan).
The high molecular weight polyamide used in the present invention is a solid polyamide having a softening temperature in the range of approximately 100 to 200°C, and has a terminal group concentration of 5 x 10 -4 molar equivalents or less per 1 g of polyamide. The terminal group concentration refers to the total amount of terminal amino groups and terminal carboxyl groups. It is particularly important that the polyamide used in the present invention has a sufficiently high molecular weight; if the polyamide has a low molecular weight, that is, the terminal group concentration exceeds 5 x 10 -4 molar equivalents per gram of polyamide, its reactivity with polyepoxide will be reduced. In addition, in the process of mixing polyepoxide and polyamide and the process of impregnating it with reinforcing material to produce prepreg, the two react and the viscosity increases, making it difficult to produce high-quality prepreg. . The amount of polyamide used is 5 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of polyepoxide and curing agent.
Parts by weight are preferably used, preferably 10 to 30 parts by weight. When the amount of polyamide used is less than 5 parts by weight, the effect of improving the toughness of the composite material is small, while when it is more than 100 parts by weight, homogeneous mixing becomes difficult and the heat resistance of the resin is greatly reduced. There is no particular restriction on the method of mixing each component of the present invention,
A suitable method can be selected depending on the properties of each component and the mixing state or dispersion state of the target compound. (A), (B) as an example of the mixing method
There is a method of forming a homogeneous solution at a relatively low temperature using a solvent in which each component (C) is dissolved, and another method is of mixing each component at a relatively high temperature without using a solvent. In the latter case, it is preferable to first melt the polyepoxide and polyamide at a high temperature, lower the temperature, and then mix the curing agent. [Function] In the present invention, by combining a polyepoxide, an aromatic amine curing agent, and a high molecular weight dimer acid polyamide, the brittleness of the epoxy resin is improved and a strong resin composition for composite materials is provided.
The aromatic amine curing agent improves the heat resistance of the cured product, and the high molecular weight dimer acid polyamide improves the heat resistance of the cured product.
The toughness of the epoxy resin can be improved without causing inhomogeneous or undesirable increases in viscosity in the step of blending each component and the step of impregnating it with a reinforcing agent to produce a prepreg. [Example] The present invention will be explained in more detail with the following example. The amount of each component in the examples represents parts by weight,
The contents of the polyepoxide are as follows. Epoxy A: Bisphenol A diglycidyl ether, Epicote 828 manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd. Epoxy B: Bisphenol A diglycidyl ether oligomer, Epicoat 1001 manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd. Epoxy C: diaminodiphenylmethane tetraglycidyl compound, ELM434 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Epoxy D: Tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, Epiclon 152 manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd. Example 1 100 parts of epoxy A and 33 parts of dimer acid polyamide "Macromelt" 6238 (softening temperature 138°C, terminal group amount 1.7 x 10 -4 molar equivalent/g) were placed in a flask and heated to 150°C in an oil bath with stirring. Heated. A clear viscous liquid was obtained after 3 hours. 32 parts of diaminodiphenyl sulfone was added to this solution and quickly and uniformly dissolved. After depressurizing the flask and defoaming,
The blended resin was poured into a mold and cured at 180°C for 2 hours to obtain a semitransparent cured plate with a thickness of 2 mm. The glass transition temperature of the cured product (measured using a differential calorimeter at a heating rate of 40°C/min) was 175°C, and the crosshead speed was 2.5 using a Shimadzu Autograph IS-5000.
The tensile elongation at break measured at mm/min was 6.7%. Similarly, a cured board was made from a mixture of epoxy A and diaminodiphenylsulfone without adding polyamide. The glass transition temperature of this material is
The temperature was 186°C, and the elongation at break was 6.0%. From this example, it was revealed that a cured product in which the dimer acid polyamide was homogeneously dispersed was obtained without a significant decrease in the glass transition temperature of the cured product. Example 2 Instead of “Macromelt” 6238 in Example 1,
“Macromelt” 6224 (softening temperature 126℃, terminal group amount
2.1×10 -4 molar equivalent/g) to obtain a transparent solution consisting of polyepoxide and polyamide. Diaminodiphenyl sulfone was added to this solution to obtain a uniformly dissolved resin composition. Example 3 A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 using 60 parts of epoxy A, 40 parts of epoxy B, 31 parts of "Macromelt" 6238, and 24 parts of diaminodiphenylsulfone. When this was cured at 180°C for 2 hours, a transparent cured plate was obtained. This indicates that the epoxy resin and polyamide are molecularly mixed. Example 4 60 parts of epoxy A, 40 parts of epoxy B, 24 parts of diaminodiphenylsulfone and "Macromelt"
A transparent solution was prepared by dissolving 34 parts of 6238 in 240 parts of a mixed solvent of trichlene/ethanol (1/1 ratio). Apply this solution to a plain weave cloth using "Torayca" T300 manufactured by Toray Industries, Inc. so that the resin content is 41%.
Impregnated. After air drying for one day, the solvent was removed by heat drying, and a homogeneous prepreg with tackiness and drapability was obtained. 24 sheets of this prepreg were laminated and cured in an autoclave at 180°C for 2 hours at a pressure of 6 kg/cm 2 to a thickness of approximately 5 mm.
obtained a composite material. A falling weight energy of 680 kg cm/cm (sample thickness) was applied to this composite plate using a weight with a tip radius of 16 mm. The degree of damage caused by this impact test was measured using an ultrasonic deep damage imager model M400B manufactured by Canon Holosonic. The damaged area is shown in Table 1. Example 5 A composite material was prepared in the same manner as in Example 4, except that "Macromelt" 6900 was used instead of "Macromelt" 6238 in Example 4, and an impact test was conducted.
The results are shown in Table 1. Comparative Example 1 The polyepoxide and diaminodiphenylsulfone of Example 4 were dissolved in 190 parts of methyl ethyl ketone, and a composite material prepared in the same manner as in Example 4 was subjected to an impact test. The results are shown in Table 1. Example 6 35 parts of epoxy A, 35 parts of epoxy C, epoxy
A composite material was prepared in the same manner as in Example 4 using a resin composition consisting of 30 parts of D, 20 parts of "Macromelt" 6900, and 34 parts of diaminodiphenylsulfone, and an impact test was conducted. The results are shown in Table 1. Comparative Example 2 The polyepoxide and diaminodiphenylsulfone of Example 6 were dissolved in 190 parts of methyl ethyl ketone, a composite material was prepared in the same manner as in Example 4, and an impact test was conducted. The results are shown in Table 1.
【表】【table】
(1) 複合材料の衝撃による損傷が減少する。
(2) 溶媒の使用または不使用により均質な樹脂組
成物の調製ができる。
(3) 耐熱性の高い樹脂組成物が提供される。
(4) 品質の安定したプリプレグ、複合材料が作製
できる。
(5) 特殊な条件を必要とせず、オートクレーブを
用いて成形できる。
(6) 構成成分の組合せにより透明な樹脂組成物あ
るいは硬化樹脂が得られる。
(1) Impact damage to composite materials is reduced. (2) A homogeneous resin composition can be prepared by using or not using a solvent. (3) A resin composition with high heat resistance is provided. (4) Prepreg and composite materials with stable quality can be produced. (5) Can be molded using an autoclave without requiring special conditions. (6) A transparent resin composition or cured resin can be obtained by combining the constituent components.
Claims (1)
して配合してなる複合材料用樹脂組成物。 [A] ポリエポキシド [B] 芳香族アミン系硬化剤 [C] ポリアミド1g当り5×10-4モル当量以
下の末端基濃度を有する高分子量ダイマー酸系
ポリアミド 2 特許請求の範囲第1項において[B]成分が
ジアミノジフエニルスルホンである複合材料用樹
脂組成物。[Scope of Claims] 1. A resin composition for a composite material comprising the following [A], [B] and [C] as essential components. [A] Polyepoxide [B] Aromatic amine curing agent [C] High molecular weight dimer acid-based polyamide 2 having a terminal group concentration of 5 x 10 -4 molar equivalents or less per 1 g of polyamide 2 In claim 1, [B] ] A resin composition for a composite material, the component of which is diaminodiphenylsulfone.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20983484A JPS6189223A (en) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | Resin composition for composite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20983484A JPS6189223A (en) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | Resin composition for composite material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6189223A JPS6189223A (en) | 1986-05-07 |
JPH0526808B2 true JPH0526808B2 (en) | 1993-04-19 |
Family
ID=16579387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20983484A Granted JPS6189223A (en) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | Resin composition for composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS6189223A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013159696A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Epoxy resin composition and prepreg using the same, and fiber-reinforced composite resin molding produced from the prepreg |
US10344132B2 (en) | 2016-01-26 | 2019-07-09 | Toray Industries, Inc. | Epoxy resin composition, prepreg and fiber reinforced composite material |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP20983484A patent/JPS6189223A/en active Granted
Also Published As
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