JPH0217568B2 - - Google Patents

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JPH0217568B2
JPH0217568B2 JP26406386A JP26406386A JPH0217568B2 JP H0217568 B2 JPH0217568 B2 JP H0217568B2 JP 26406386 A JP26406386 A JP 26406386A JP 26406386 A JP26406386 A JP 26406386A JP H0217568 B2 JPH0217568 B2 JP H0217568B2
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JP
Japan
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unsaturated
resin
acid
epoxy
group
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Application number
JP26406386A
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Japanese (ja)
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JPS63118316A (en
Inventor
Eiichiro Takyama
Katsuhisa Morita
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Highpolymer Co Ltd
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Publication date
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維強化プラスチツク(以下、
FRPと略称する)製造用に適した耐水性、耐熱
性、耐薬品性および機械的強度にすぐれた繊維強
化樹脂組成物に関する。 〔従来の技術〕 FRPは複合材料が示すすぐれた物性から、近
年我が国においては、浴槽、浄化槽、水槽等のご
とき建設資材を始め、漁船、ボート、さらには耐
食機器の分野にも広く用途を拡げ、各分野に定着
しているが、用途が多岐にわたるにつれて、
FRPに要求される性能も益々高度なものになつ
てきている。例えば熱水貯蔵タンクには、既存の
ラジカル硬化型樹脂が有する耐水性や耐薬品性を
上廻るものが要求されるようになつてきた。 FRPの耐水性や耐薬品性は、当然のことなが
らマトリツクスとしてのポリマーの構造に左右さ
れ、不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹
脂等のごとき既存のラジカル硬化型樹脂にあつて
は、いずれも主鎖ポリマーまたは主鎖オリゴマー
の構成分子にエステル結合を有し、このエステル
結合の濃度が性能を左右する要因であることが知
られている。 従つて、これら既存のラジカル硬化型樹脂の物
性をより以上に向上させようとしても主鎖にエス
テル結合のような、いわば物性を損う因子が存在
する以上、一定レベル以上に物性を向上させるこ
とは事実上無理ということになる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者等は、既存のラジカル硬化型樹脂が有
する欠点を除去し、マトリツクスとしての硬化型
樹脂について種々検討した結果、主鎖にエステル
結合のような物性を損なう因子を含まないビニル
モノマーの重合により得られたポリマーを主鎖ポ
リマーとし、かつその側鎖にエポキシ残基構造を
介してアクリロイル基またはメタクリロイル基を
ラジカル硬化による架橋点として有する、側鎖不
飽和結合型樹脂が有効であることを見出し、すで
に提案した。 しかし、この側鎖不飽和結合型樹脂をマトリツ
クス樹脂として単独で使用した場合は、硬化が緩
やかであり、完全硬化には比較的長時間を要する
という難点を有している。 かかる観点から、本発明者等はさらに検討した
結果、マトリツクス樹脂として側鎖不飽和結合型
樹脂と不飽和アルキツド、および必要に応じて重
合性モノマーを配合してなる硬化性樹脂組成物が
前記欠点を解消できることを見出し本発明を完成
するに至つた。 〔問題点を解決するための手段〕 即ち、本発明は (A) 一般式 〔但し、Aはスチレン、(メタ)アクリル酸
エステル、塩化ビニル、酢酸ビニルおよびアク
リロニトリルからなる群から選ばれたビニルモ
ノマーの少なくとも1種とアクリロイル基また
はメタクリロイル基との共重合体樹脂からなる
主鎖であり、Rは水素またはメチル基であり、
Yは分子中のエポキシ基がカルボキシル基と開
環付加反応によりエステル結合を形成したもの
から該エステル結合を除いたエポキシ樹脂の残
基である〕 で表わされる側鎖不飽和結合型樹脂の5〜95重
量%と (B) α・β―不飽和多塩基酸もしくはその酸無水
物、またはこれと飽和多塩基酸もしくはその酸
無水物との混合物と多価アルコールとをエステ
ル化して得られる不飽和アルキツドの95〜5重
量%、および (C) 繊維状物質 からなり、繊維状物質の重合含有率が組成物中
10〜70%の範囲であることを特徴とする繊維強
化樹脂組成物、および (D) 必要に応じて、側鎖不飽和結合型樹脂及び不
飽和アルキツドの混合物100重量部に対しさら
に重合性モノマー10〜60重量部配合してなる繊
維強化樹脂組成物に関する。 〔作用〕 本発明において、側鎖不飽和結合型樹脂と不飽
和アルキツドとの配合効果は極めて顕著である。
即ち、側鎖不飽和結合型樹脂は硬化が緩やかであ
り、完全硬化には比較的長時間を要するという難
点を有し、一方、不飽和アルキツドは、耐水性、
耐薬品性および密着性等が充分でないという難点
を有するが、これら両成分の欠陥は高分子量(分
子量約1万以上)の側鎖不飽和結合型樹脂と不飽
和アルキツドとを混合して使用することによつて
完全に解消され、これをマトリツクス樹脂として
繊維状物質に配合した場合、硬化性にすぐれ、か
つ耐水性、耐薬品性および機械的強度に極めてす
ぐれた繊維強化樹脂組成物が与えられる。 本発明において使用される側鎖不飽和結合型樹
脂は、第1の方法として、 (1) エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対し、
0.1〜0.5当量程度のアクリル酸またはメタクリ
ル酸〔以下(メタ)アクリル酸と略称する〕を
反応させて得られる分子中にアクリロイル基ま
たはメタクリロイル基〔以下(メタ)アクリロ
イル基と略称する〕とエポキシ基とを有する不
飽和エポキシ樹脂を少くとも一成分として含む
成分と、 (2) ビニルモノマー、とを共重合させることによ
り、生成ポリマーの側鎖にエポキシ樹脂基を有
するポリマー含有反応混合物を造り、次いで得
られた反応混合物中に残存するエポキシ基と実
質的に当量の(メタ)アクリル酸を加えて、エ
ポキシ基とカルボキシル基の反応を行つて製造
される。 また、第2の方法として、 (1) (メタ)アクリル酸とビニルモノマーとを共
重合させて得られる側鎖にカルボキシル基を有
するビニル系共重合体と、 (2) エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して
0.5〜0.9当量の(メタ)アクリル酸を反応させ
て得られる分子中に(メタ)アクリロイル基と
エポキシ基とを有する不飽和エポキシ樹脂とを
少なくとも1成分とする成分とを、ビニル系共
重合体中のカルボキシル基と不飽和エポキシ樹
脂中のエポキシ基とが実質的に当量になるよう
に反応させることによつても製造可能である。 本発明の第1の方法の(1)で生成する不飽和エポ
キシ樹脂の代表例を示せば次式の(A)のようにな
る: 然るに、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸と
の等当量比の反応では(A)が100%できるのではな
く、少量でも次のジ(メタ)アクリレートが生成
し、同時に未反応のエポキシ樹脂が残り、次の
(B),(C)と(A)の混合物が得られる。 これらの成分のうち、(B)のビニルエステルが僅
かでも生成すると、重合時に架橋によるゲル化と
なつて現れ、側鎖不飽和結合型樹脂を製造するこ
とができなくなる。 従つて、ビニルエステル樹脂(B)の生成を防止す
るためには、エポキシ樹脂の使用割合を、(メタ)
アクリル酸と等モルより多くする必要があり、必
然的に本発明に用いる不飽和エポキシ樹脂は前述
した構造(A)と構造(C)の混合物となる。 当初(メタ)アクリル酸との反応にあずからな
い、残存エポキシ樹脂(C)の存在は、用途によつて
は後に(メタ)アクリロイル基を付することによ
り、特性向上に有用なものとなる。 本発明の第1の方法は概略的に示すと次の様に
なる。 (i) 最初に所望量の(メタ)アクリル酸と、(メ
タ)アクリロイル基に対し過剰当量比のエポキ
シ樹脂とを必要な反応触媒、例えば第3級アミ
ン、アミン塩、第4級アンモニウム塩、金属塩
を用い反応させて不飽和エポキシ樹脂(A)を生成
させる。 (ii) 次いで必要な種類と量のビニルモノマーを加
えた後、アゾビスイソブチロニトリルのような
開始剤の存在下で不飽和エポキシ樹脂(A)のアク
リロイル基とビニルモノマーとをラジカル重合
することにより側鎖にエポキシ基を有するポリ
マー含有反応混合物が得られる。 (iii) 更に、必要量の(メタ)アクリル酸を加え、
(ii)の反応混合物中に残存するエポキシ基とカル
ボキシル基の反応を行なわせることにより、目
的とする側鎖にビニルエステル基を有するポリ
マーを得ることができる。 本発明で用いられるエポキシ樹脂としては特に
制限はない。 例えば、ビスフエノールAのジグリシジルエー
テル型として油化シエル社のエピコート827,
828,834,1001、ダウ社のDER―330,331,
332、チバ社のGY―257、大日本インキ化学社製
のエピクロン#840,850,810、東都化成社製エ
ポトートVD―115,―127、旭化成社製A.E.
R330,331などがあげられる。 ノボラツクのグリシジルエーテル型のエポキシ
樹脂の例には、ダウ社のDEN―431,438が代表
的である。 環状脂肪族型のエポキシ樹脂も文献上には幾つ
もの種類があるが、実際上はユニオン・カーバイ
ト社のERL―4221のみが市販されており、本発
明にもこれが利用可能である。 その他に、特殊エポキシ樹脂として、油化シエ
ル社のYX―4000なる名称で呼ばれているビフエ
ニル型のものも利用し得る。 ビスフエノールAの替りにビスフエノールF及
びビスフエノールSを用いたジグリシジルエーテ
ル型エポキシ樹脂、例えば油化シエル社のエピコ
ート807タイプも使用可能である。 ビスフエノールAにアルキレンオキシドを付加
させ、末端ヒドロキシル基をエピクロロヒドリン
でエポキシ化したタイプもあげられる。 これらのなかで好適なエポキシ樹脂は、ビスフ
エノールとエピクロロヒドリンとから合成された
フエニルグリシジルエーテル型の重付加同族体で
ある。その一般式は例えば下記のように示され
る: (但し、n=0〜5、R1,R2は水素またはメ
チル基である) 本発明に最適な種類は前式でnが0〜3程度の
ものである。 不飽和エポキシ樹脂(A)を合成する際の(メタ)
アクリル酸とエポキシ樹脂の比率は、(メタ)ア
クリル酸1モルに対して(即ちカルボキシル基1
当量に対して)、1分子中に2個または3個以上
のグリシジルエーテル型エポキシ基を有するエポ
キシ樹脂をエポキシ基が2個の場合は1モル以
上、エポキシ基が2個よりも多い場合には1モル
以上用いることにあり、エポキシ基は2当量より
も多いことが必要である。好適にはエポキシ基1
当量当り0.1〜0.5当量の(メタ)アクリル酸が用
いられる。 不飽和エポキシ樹脂と併用してポリマー骨核を
形成するためのビニルモノマーとしては、(メタ)
アクリロイル基と共重合可能な種類であれば、い
ずれのものでも使用できる。 これらの代表例としてはスチレン、α―メチル
スチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
n―ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
3級ブチル、アクリル酸2―エチルヘキシル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸n―ブチル、メタクリル酸イソブチル、メ
タクリル酸3級ブチル、メタクリル酸2―エチル
ヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸
シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタク
リル酸テトラヒドロフルフリル、アクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、及び塩化ビニル等が挙げられ
る。共重合は塊重合、溶液重合、パール重合等に
より行なうことができるが、塊重合、溶液重合の
場合にはそのままで次の(メタ)アクリル酸との
反応に用いられる。 パール重合による場合は、生成共重合体をモノ
マーあるいは溶剤に溶解してから、(メタ)アク
リル酸でポリマー中のエポキシ基との反応を行な
うことになる。 不飽和エポキシ樹脂とビニルモノマーの混合物
をラジカル共重合させる際には、既知のラジカル
重合触媒、例えば有機過酸化物、アゾ化合物等を
併用する。 更に、不飽和エポキシ樹脂の(メタ)アクリロ
イル基とビニルモノマーとの割合はビニルモノマ
ーの比率が99モル%〜1モル%となるように巾広
く変化させることができ、用途によつて種々変化
するが、一般的には95モル%〜50モル%の間が適
当である。 共重合反応から得られた側鎖にエポキシ樹脂基
を有するポリマー中に残存するエポキシ基をカル
ボキシル基と反応させるため、該ポリマーに添加
する(メタ)アクリル酸の量は前工程において使
用したエポキシ成分の量によつて異なるが、残存
するエポキシ基を実質上全部反応させる量を使用
することが好ましい。即ち、残存するエポキシ基
1当量に対し(メタ)アクリル酸を0.9〜1.1当
量、好適には0.95〜1.05当量を使用することが好
ましい。 本発明の硬化可能な樹脂を製造する第2の方法
は、(メタ)アクリル酸とビニルモノマーとの共
重合体に、エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を
反応させて得られる不飽和エポキシ樹脂を反応さ
せる方法である。 第2の方法で注意すべきは、不飽和エポキシ樹
脂製造に際し、未反応のエポキシ樹脂の残存量を
なるべく少なくする方が好ましい。多量に残存す
るとビニル系共重合体とのエステル化反応のとき
にゲル化が起る原因となる。従つて、(メタ)ア
クリル酸の使用割合は出来るだけエポキシ当量に
近づける必要があるが、不飽和エポキシ樹脂は共
重合反応でなくエステル化反応に用いられるの
で、分子中に1個のエポキシ基を残す必要があ
り、そのためエポキシ樹脂のエポキシ基1当量当
り0.5〜0.9当量の(メタ)アクリル酸を反応させ
るのがよい。 第2の方法では、必然的にジ(メタ)アクリレ
ート樹脂を含むことになるが、元々この樹脂は基
本的な性能がすぐれているため、本発明樹脂の性
能を損うことはない。 本発明の第2の方法を概略的に示すと次の様に
なる。 (イ) 所望量のエポキシ樹脂と、エポキシ樹脂に対
して、0.5〜0.9当量の(メタ)アクリル酸と
を、前記(i)で記載の反応触媒を用いて反応させ
て不飽和エポキシ樹脂を生成させる。ここで使
用されるエポキシ樹脂は第1の方法で述べたも
のが同様に使用される。 (ロ) ビニルモノマーと(メタ)アクリル酸との共
重合体は、通常のラジカル重合の処方に従つて
製造される。ビニルモノマーとしては第1の方
法の所で例示したものが挙げられる。ビニルモ
ノマーの(メタ)アクリル酸への使用割合は99
〜1モル%の範囲で広く変化させることができ
るが、99〜50モル%が適当である。 (ハ) (イ)で生成した不飽和エポキシ樹脂と(ロ)の共重
合体は、エポキシ基とカルボキシル基とが実質
的に当量になるように反応される。反応は第1
の方法と同様である。 本発明において使用される不飽和アルキツド
は、α・β―不飽和多塩基酸もしくはその酸無水
物、またはこれと飽和多塩基酸もしくはその酸無
水物との混合物と多価アルコールとをエステル化
して得られるものである。 α・β―不飽和多塩基酸もしくはその酸無水物
としては、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸等があげられる。 飽和多塩基酸もしくはその酸無水物としては、
無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸、コハク酸、アジピン
酸、セバシン酸、テトラクロロ無水フタル酸等が
あげられる。 不飽和結合を有してはいるが、α・β―不飽和
多塩基酸のような意味での不飽和酸ではなく、慣
行上飽和酸のように扱われている多塩基酸として
は、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒ
ドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ
無水フタル酸、ヘツト酸等があげられる。 多価アルコールとしては、2〜3価のものが用
いられるが、通常は2価のグリコールが好ましく
用いられる。代表例としては、プロピレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリ
コール、1,4―ブタンジオール、1,6―ヘキ
サンジオール、水素化ビスフエノールA、ビスフ
エノールA―エチレンオキシド付加物、ビスフエ
ノールA―プロピレンオキシド付加物、1,4―
シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプ
ロパン、グリセリン等があげられる。 エステル化は常法に順じて行われる。 不飽和アルキツドの種類は、製品に要求される
物性によつて異なるので一概には決められない。
不飽和アルキツドには、必要に応じて共重合可能
なモノマーを併用することができ、大部分の用途
にはモノマーを併用することが好適であるが、成
形材料や化粧板等の用途には、モノマーを併用し
ない場合もある。共重合可能なモノマーとして
は、スチレン、ビニルトルエン、メタクリル酸メ
チル、ジアリルフタレート等があげられる。 側鎖不飽和結合樹脂と不飽和アルキツドとの混
合割合は、製品に要求される性能によつて異なる
ので一概には決められないが、一般には側鎖不飽
和結合型樹脂5〜95重量%、好ましくは20〜80重
量%と不飽和のアルキツド95〜5重量%、好まし
くは80〜20重量%とからなることが好ましい。こ
の範囲外では、本発明の顕著な効果が得られな
い。 側鎖不飽和結合型樹脂と不飽和アルキツドとを
マトリツクス樹脂として使用する場合には、常温
硬化による成形にせよ、或いは金型を用いる加熱
成形にあつても、樹脂の粘度と硬化性のバランス
および物性を確保する面から重合性モノマーを併
用することが好ましい。 重合性モノマーとしては、スチレン、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸2
エチルヘキシル、エチレングリコールジアクリレ
ート、ポリエチレングリコールジアクリレート、
エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチ
レングリコールジメクリレート、プロピレングリ
コールジアクリレート、ポリプロピレングリコー
ルジアクリレート、プロピレングリコールジメタ
クリレート、ポリプロピレングリコールジメタク
リレート、トリメチロールプロパンジアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、
トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート、ペンタ
エリスリツトトリアクリレート、ペンタエリスリ
ツトテトラアクリレート、ペンタエリスリツトト
リメタクリレート、ペンタエリスリツトテトラメ
タクリレート等があげられ、これらは混合して使
用してもよい。重合性モノマーの配合量は、側鎖
不飽和結合型樹脂と不飽和アルキツドの混合物
100重量部に対して10〜60重量部であることが好
ましい。 本発明において使用される繊維状物質として
は、有機系繊維または無機系繊維のいずれでもよ
く、具体例としてはガラス繊維、炭素繊維、芳香
族ポリアミド繊維、ビニロン繊維、麻、ポリエス
テル繊維等があげられる。 本発明の繊維強化樹脂組成物において、繊維状
物質の重量含有率は、繊維状物質とマトリツクス
(樹脂)成分の合計重量の10〜70%の範囲内が好
ましく、実用上20〜50%の範囲内が最も好まし
い。 本発明の繊維強化樹脂組成物は、加工段階にお
いて硬化触媒を含んでいることが必要であり、硬
化触媒は繊維強化樹脂組成物の製造時にマトリツ
クス樹脂に配合しておいて繊維状物質と混合して
もよいし、または繊維強化樹脂組成物を加工する
段階で該組成物に配合してもよい。本発明の繊維
強化樹脂組成物の硬化方法は、繊維強化樹脂組成
物が過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパー
オキサイド、キユメンハイドロパーオキサイド等
のごとき有機過酸化物を含む場合は加熱硬化方法
を採用し、または繊維強化樹脂組成物がベンゾイ
ン、ベンジル、ベンゾフエノン、2―ヒドロキシ
―3―ベンゾイルプロパン、ベンゾインメチルエ
ーテル等のごとき光増感剤を含む場合には紫外線
硬化方法を採用すればよい。また、繊維強化樹脂
組成物が前記有機過酸化物とコバルトの有機酸塩
(例えばナフテン酸コバルト)、芳香族3級アミン
(例えばジメチルアニリン)等のごとき促進剤を
含む場合には常温硬化させてもよい。 繊維強化樹脂組成物には、必要に応じて充てん
材、着色剤、離型剤等を添加することができる。 本発明の繊維強化樹脂組成物は、プリプレグの
形態を経て、またプリプレグの状態を経ることな
しに通常行なわれている方法で成形加工され、最
終形態である各種成形品となる。 〔実施例〕 以下、実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明する。 なお、実施例中の「部」および「%」とは、こ
とわりのない限りそれぞれ『重量部』および『重
量%』を意味する。 実施例 1 (1) 側鎖不飽和結合型樹脂(A)の合成 不飽和エポキシ樹脂(a)の製造 撹拌機、ガス導入管付温度計、還流コンデンサ
ー、滴下ロートを備えた1セパラブルフラスコ
にエポキシ樹脂として三菱油化―シエル社のエピ
コート827を360g(1モル)、メタクリル酸43g
(0.5モル)、ベンジルジメチルアミン1.2g、パラ
ベンゾキノン0.08gを仕込み、120〜130℃空気吹
込条件下で3時間反応すると、酸価はほとんどゼ
ロとなり、不飽和エポキシ樹脂(a)が淡赤褐色シラ
ツプ状で得られた。 樹脂(a)は計算上は次の式〔〕が223gと、 遊離のエポキシ樹脂180gとの混合物である。 側鎖エポキシ樹脂(b)の合成 前述と同様の装置にメチルエチルケトン250g、
不飽和エポキシ樹脂(a)173g(0.2モル)、スチレ
ン100g、アゾビスイソブチロニトリル3.5gを仕
込み、窒素気流中75℃でスチレン87g(合計スチ
レン量1.8モル)を滴下した。 6時間後に更にアゾビスイソブチロニトリル2
gを追加し、更に10時間重合した。 重合率が96%になつた時に、ハイドロキノン
0.2gを加えて重合を中止した。 側鎖エポキシ樹脂(b)のメチルエチルケトン溶液
(固形分40%)が淡黄渇色液状で得られた。 GPC分析の結果、分子量約5万の所にピーク
をもつポリマーと、未反応エポキシ樹脂の混合物
であることが確認された。 側鎖不飽和結合型樹脂(A)の合成 前述した側鎖エポキシ樹脂(b)のメチルエチルケ
トン溶液全量にメタクリル酸52g(0.60モル)、
トリフエニルホスフイン0.8gを仕込み、メチル
エチルケトンの沸点で16時間反応すると酸価は
10.4となつたので、スチレンモノマー420gを加
え、400〜450mmHgの減圧下加温してメチルエチ
ルケトンを除去した。 約6時間を要してガスクロマトグラフ分析の結
果、メチルエチルケトンが0.3%となつたので加
温を中止すると、側鎖不飽和結合型樹脂〔A〕が
黄褐色、粘度1.9ポイズで得られた。 (2) 不飽和ポリエステル樹脂(B)の合成 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入
管を付した1の四ツ口フラスコに、ビスフエノ
ールA―プロピレンオキシド付加物(プロピレン
オキシドを両末端に1モルづつ付加)350g、フ
マル酸116gを仕込み、窒素ガス気流中210〜220
℃にてエステル化を行なつた。酸価が35.4に達し
た時点でハイドロキノン0.05gを加え、金属製バ
ツトに注入、冷却して黄褐色、融点約80℃の不飽
和アルキツドを得た。 粉砕した不飽和アルキツド300部とスチレン300
部を1の三ツ口フラスコ中で撹拌しながら50〜
60℃に加温、溶解させて黄褐色で粘度が4.7ポイ
ズの不飽和ポリエステル樹脂(B)を得た。 側鎖不飽和結合型樹脂(A)、不飽和ポリエステル
樹脂、またはこれらの混合物100部に、それぞれ
メチルエチルケトンパーオキシド2部、ナフテン
酸コバルト1部、ジメチルアニリン0.1部を加え
てマトリツクス樹脂溶液を調整した。次いで、サ
ーフエースマツトを上下に置いた#450マツト3
層に前記マトリツクス溶液を含浸硬化させて
FRPのテストピースを作成した(ガラス繊維含
有率27〜29重量%)。 得られたFRPの曲げ強さ、耐煮沸性並びに10
%苛性ソーダ溶液の浸漬テスト結果は第1表に示
すようで、混合樹脂を用いたタイプが良好であつ
た。
[Industrial Application Field] The present invention is directed to fiber-reinforced plastics (hereinafter referred to as
This invention relates to a fiber-reinforced resin composition that has excellent water resistance, heat resistance, chemical resistance, and mechanical strength and is suitable for manufacturing (abbreviated as FRP). [Prior art] Due to the excellent physical properties of composite materials, FRP has been widely used in Japan in recent years, including construction materials such as bathtubs, septic tanks, and aquariums, as well as fishing boats, boats, and even corrosion-resistant equipment. , has been established in various fields, but as its applications become more diverse,
The performance required of FRP is also becoming increasingly sophisticated. For example, hot water storage tanks are now required to have water resistance and chemical resistance that exceed the water resistance and chemical resistance of existing radical curable resins. The water resistance and chemical resistance of FRP naturally depend on the structure of the polymer as a matrix. It is known that the constituent molecules of the polymer or main chain oligomer have ester bonds, and the concentration of these ester bonds is a factor that influences performance. Therefore, even if we try to further improve the physical properties of these existing radical-curing resins, there are factors such as ester bonds in the main chain that impair the physical properties, so it is difficult to improve the physical properties beyond a certain level. is virtually impossible. [Problems to be Solved by the Invention] The present inventors removed the drawbacks of existing radical curable resins and, as a result of various studies on curable resins as matrices, discovered that physical properties such as ester bonds in the main chain The main chain polymer is a polymer obtained by polymerization of vinyl monomers that does not contain any factors that impair the properties, and the side chain has an acryloyl group or methacryloyl group as a crosslinking point by radical curing via an epoxy residue structure. We have already proposed that a saturated bond type resin is effective. However, when this side chain unsaturated bond type resin is used alone as a matrix resin, it has the disadvantage that curing is slow and requires a relatively long time for complete curing. From this point of view, the present inventors further investigated and found that a curable resin composition comprising a side chain unsaturated bond type resin, an unsaturated alkyd, and, if necessary, a polymerizable monomer as a matrix resin, overcomes the above-mentioned drawbacks. The present invention was completed by discovering that the problem can be solved. [Means for solving the problem] That is, the present invention provides (A) general formula [However, A is a main chain consisting of a copolymer resin of at least one vinyl monomer selected from the group consisting of styrene, (meth)acrylic acid ester, vinyl chloride, vinyl acetate, and acrylonitrile and an acryloyl group or a methacryloyl group. , R is hydrogen or a methyl group,
Y is the residue of an epoxy resin in which the ester bond is removed from the epoxy group in the molecule formed by the ring-opening addition reaction with the carboxyl group. 95% by weight and (B) unsaturated polybasic acid obtained by esterifying an α/β-unsaturated polybasic acid or its acid anhydride, or a mixture of this and a saturated polybasic acid or its acid anhydride, and a polyhydric alcohol. 95 to 5% by weight of alkyd, and (C) a fibrous material, the polymerization content of the fibrous material being in the composition.
A fiber-reinforced resin composition characterized in that the content is in the range of 10 to 70%, and (D) if necessary, a polymerizable monomer is further added to 100 parts by weight of the mixture of side chain unsaturated bond type resin and unsaturated alkyd. It relates to a fiber-reinforced resin composition containing 10 to 60 parts by weight. [Function] In the present invention, the effect of blending the side chain unsaturated bond type resin and the unsaturated alkyd is extremely remarkable.
In other words, side chain unsaturated bond type resins have the disadvantage of slow curing and require a relatively long time for complete curing, while unsaturated alkyds have poor water resistance,
Although it has the disadvantage of insufficient chemical resistance and adhesion, these defects in both components can be resolved by mixing a high molecular weight (molecular weight of approximately 10,000 or more) side chain unsaturated bond type resin and unsaturated alkyd. When this resin is blended into a fibrous material as a matrix resin, a fiber-reinforced resin composition with excellent curability, water resistance, chemical resistance, and mechanical strength can be obtained. . As a first method, the side chain unsaturated bond type resin used in the present invention is prepared by: (1) per equivalent of epoxy group of the epoxy resin;
Acryloyl group or methacryloyl group [hereinafter abbreviated as (meth)acryloyl group] and epoxy group in the molecule obtained by reacting about 0.1 to 0.5 equivalents of acrylic acid or methacrylic acid [hereinafter abbreviated as (meth)acrylic acid]. and (2) a vinyl monomer, to produce a polymer-containing reaction mixture having epoxy resin groups in the side chains of the resulting polymer; It is produced by adding (meth)acrylic acid in an amount substantially equivalent to the epoxy groups remaining in the resulting reaction mixture to react the epoxy groups with the carboxyl groups. In addition, as a second method, (1) a vinyl copolymer having a carboxyl group in the side chain obtained by copolymerizing (meth)acrylic acid and a vinyl monomer, and (2) an epoxy group 1 of an epoxy resin. for equivalent weight
A vinyl copolymer with at least one component of an unsaturated epoxy resin having a (meth)acryloyl group and an epoxy group in the molecule obtained by reacting 0.5 to 0.9 equivalents of (meth)acrylic acid. It can also be produced by reacting the carboxyl groups in the unsaturated epoxy resin with the epoxy groups in the unsaturated epoxy resin in substantially equivalent amounts. A typical example of the unsaturated epoxy resin produced in (1) of the first method of the present invention is shown in the following formula (A): However, in the reaction of epoxy resin and (meth)acrylic acid at an equal equivalent ratio, (A) is not produced 100%, but the following di(meth)acrylate is produced even in small amounts, and at the same time, unreacted epoxy resin remains. ,next
A mixture of (B), (C) and (A) is obtained. If even a small amount of the vinyl ester (B) is formed among these components, it will appear as gelation due to crosslinking during polymerization, making it impossible to produce a side chain unsaturated bond type resin. Therefore, in order to prevent the formation of vinyl ester resin (B), the proportion of epoxy resin used should be
It is necessary to make the amount more than equimolar with acrylic acid, and the unsaturated epoxy resin used in the present invention inevitably becomes a mixture of the above-mentioned structure (A) and structure (C). The presence of the residual epoxy resin (C), which does not initially participate in the reaction with (meth)acrylic acid, becomes useful for improving properties by later attaching a (meth)acryloyl group depending on the application. The first method of the present invention is schematically shown as follows. (i) First, a desired amount of (meth)acrylic acid and an epoxy resin in an excess equivalent ratio to (meth)acryloyl groups are combined with a necessary reaction catalyst, such as a tertiary amine, an amine salt, a quaternary ammonium salt, Unsaturated epoxy resin (A) is produced by reaction using a metal salt. (ii) Then, after adding the required type and amount of vinyl monomer, the acryloyl group of the unsaturated epoxy resin (A) and the vinyl monomer are radically polymerized in the presence of an initiator such as azobisisobutyronitrile. This gives a polymer-containing reaction mixture with epoxy groups in the side chains. (iii) Furthermore, add the required amount of (meth)acrylic acid,
By reacting the epoxy groups remaining in the reaction mixture (ii) with the carboxyl groups, the desired polymer having vinyl ester groups in the side chains can be obtained. There are no particular limitations on the epoxy resin used in the present invention. For example, as a diglycidyl ether type of bisphenol A, Epicote 827 of Yuka Shell Co., Ltd.
828, 834, 1001, Dow Company DER-330, 331,
332, Ciba's GY-257, Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.'s Epicron #840, 850, 810, Toto Kasei Co., Ltd. Epotote VD-115, -127, Asahi Kasei Co., Ltd. AE
Examples include R330 and 331. Dow's DEN-431 and 438 are typical examples of Novolac's glycidyl ether type epoxy resin. Although there are many types of cycloaliphatic epoxy resins in the literature, in practice only ERL-4221 from Union Carbide is commercially available, and this can also be used in the present invention. In addition, as a special epoxy resin, a biphenyl type resin called YX-4000 manufactured by Yuka Shell Co., Ltd. can also be used. A diglycidyl ether type epoxy resin using bisphenol F and bisphenol S instead of bisphenol A, such as Epicote 807 type manufactured by Yuka Shell Co., Ltd., can also be used. There is also a type in which alkylene oxide is added to bisphenol A and the terminal hydroxyl group is epoxidized with epichlorohydrin. Among these, preferred epoxy resins are phenyl glycidyl ether type polyaddition homologs synthesized from bisphenol and epichlorohydrin. Its general formula is shown, for example, as follows: (However, n=0 to 5, and R 1 and R 2 are hydrogen or methyl groups.) The most suitable type for the present invention is one in the above formula in which n is about 0 to 3. (Meta) when synthesizing unsaturated epoxy resin (A)
The ratio of acrylic acid to epoxy resin is 1 mole of (meth)acrylic acid (i.e. 1 mole of carboxyl group).
If the epoxy resin has 2 or 3 or more glycidyl ether type epoxy groups in one molecule, 1 mole or more if there are 2 epoxy groups, or 1 mole or more if there are more than 2 epoxy groups. It is necessary to use 1 mole or more, and the epoxy group needs to be in an amount of more than 2 equivalents. Preferably epoxy group 1
0.1 to 0.5 equivalents of (meth)acrylic acid are used per equivalent. Vinyl monomers for use with unsaturated epoxy resins to form polymeric cores include (meth)
Any type can be used as long as it is copolymerizable with an acryloyl group. Typical examples of these include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tertiary butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and methacrylate. Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tertiary butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, acrylonitrile, acetic acid Examples include vinyl and vinyl chloride. Copolymerization can be carried out by bulk polymerization, solution polymerization, pearl polymerization, etc. In the case of bulk polymerization or solution polymerization, the copolymerization is used as it is in the next reaction with (meth)acrylic acid. In the case of pearl polymerization, the resulting copolymer is dissolved in a monomer or solvent and then reacted with (meth)acrylic acid with the epoxy groups in the polymer. When radical copolymerizing a mixture of an unsaturated epoxy resin and a vinyl monomer, known radical polymerization catalysts such as organic peroxides and azo compounds are used in combination. Furthermore, the ratio of the (meth)acryloyl group of the unsaturated epoxy resin to the vinyl monomer can be varied widely such that the ratio of the vinyl monomer is 99 mol% to 1 mol%, and varies depending on the application. However, generally between 95 mol% and 50 mol% is suitable. In order to react the epoxy groups remaining in the polymer which has an epoxy resin group in the side chain obtained from the copolymerization reaction with the carboxyl group, the amount of (meth)acrylic acid added to the polymer depends on the epoxy component used in the previous step. Although the amount varies depending on the amount, it is preferable to use an amount that will cause substantially all of the remaining epoxy groups to react. That is, it is preferable to use 0.9 to 1.1 equivalents, preferably 0.95 to 1.05 equivalents, of (meth)acrylic acid per equivalent of the remaining epoxy group. The second method for producing the curable resin of the present invention is to use an unsaturated epoxy resin obtained by reacting an epoxy resin with (meth)acrylic acid and a copolymer of (meth)acrylic acid and a vinyl monomer. This is a method of causing a reaction. What should be noted in the second method is that when producing the unsaturated epoxy resin, it is preferable to minimize the remaining amount of unreacted epoxy resin. If a large amount remains, it will cause gelation during the esterification reaction with the vinyl copolymer. Therefore, the ratio of (meth)acrylic acid used needs to be as close to the epoxy equivalent as possible, but since unsaturated epoxy resins are used for esterification reactions rather than copolymerization reactions, it is necessary to keep one epoxy group in the molecule. Therefore, it is preferable to react 0.5 to 0.9 equivalents of (meth)acrylic acid per equivalent of epoxy groups in the epoxy resin. In the second method, di(meth)acrylate resin is inevitably included, but since this resin originally has excellent basic performance, it does not impair the performance of the resin of the present invention. The second method of the present invention is schematically illustrated as follows. (b) A desired amount of epoxy resin and 0.5 to 0.9 equivalents of (meth)acrylic acid to the epoxy resin are reacted using the reaction catalyst described in (i) above to produce an unsaturated epoxy resin. let The epoxy resin used here is the same as that described in the first method. (b) A copolymer of vinyl monomer and (meth)acrylic acid is produced according to a conventional radical polymerization recipe. Examples of vinyl monomers include those exemplified in the first method. The ratio of vinyl monomer to (meth)acrylic acid is 99
Although it can vary widely in the range of ~1 mol%, 99-50 mol% is suitable. (c) The unsaturated epoxy resin produced in (a) and the copolymer in (b) are reacted so that the epoxy groups and carboxyl groups are substantially equivalent. Reaction is the first
This is similar to the method. The unsaturated alkyd used in the present invention is obtained by esterifying an α/β-unsaturated polybasic acid or its acid anhydride, or a mixture of this and a saturated polybasic acid or its acid anhydride with a polyhydric alcohol. That's what you get. Examples of the α/β-unsaturated polybasic acid or its acid anhydride include maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. As a saturated polybasic acid or its acid anhydride,
Examples include phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and tetrachlorophthalic anhydride. Although it has unsaturated bonds, it is not an unsaturated acid in the sense of α/β-unsaturated polybasic acids, but is a polybasic acid that is conventionally treated like a saturated acid. Examples include phthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, and Hett's acid. As the polyhydric alcohol, divalent to trivalent alcohols are used, and divalent glycol is usually preferably used. Typical examples include propylene glycol, dipropylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol A-ethylene oxide adduct, and bisphenol A-ethylene oxide adduct. Phenol A-propylene oxide adduct, 1,4-
Examples include cyclohexanedimethanol, trimethylolpropane, and glycerin. Esterification is carried out according to conventional methods. The type of unsaturated alkyd cannot be determined simply because it depends on the physical properties required for the product.
Copolymerizable monomers can be used in combination with unsaturated alkyds if necessary, and for most applications it is preferable to use monomers in combination, but for applications such as molding materials and decorative laminates, Monomers may not be used together. Examples of copolymerizable monomers include styrene, vinyltoluene, methyl methacrylate, diallyl phthalate, and the like. The mixing ratio of the side chain unsaturated bond type resin and the unsaturated alkyd cannot be determined unconditionally as it varies depending on the performance required of the product, but generally it is 5 to 95% by weight of the side chain unsaturated bond type resin, It preferably consists of 20-80% by weight and 95-5% by weight of unsaturated alkyds, preferably 80-20% by weight. Outside this range, the remarkable effects of the present invention cannot be obtained. When using a side chain unsaturated bond type resin and an unsaturated alkyd as a matrix resin, the balance between the viscosity and curability of the resin and the From the viewpoint of ensuring physical properties, it is preferable to use a polymerizable monomer in combination. Polymerizable monomers include styrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and acrylic acid 2.
Ethylhexyl, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate,
Ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, propylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane triacrylate,
Examples include trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythrit triacrylate, pentaerythritute tetraacrylate, pentaerythritute trimethacrylate, pentaerythritate tetramethacrylate, etc., and these may be used in combination. . The amount of polymerizable monomer is a mixture of side chain unsaturated bond type resin and unsaturated alkyd.
The amount is preferably 10 to 60 parts by weight per 100 parts by weight. The fibrous material used in the present invention may be either organic fiber or inorganic fiber, and specific examples include glass fiber, carbon fiber, aromatic polyamide fiber, vinylon fiber, hemp, polyester fiber, etc. . In the fiber-reinforced resin composition of the present invention, the weight content of the fibrous material is preferably within the range of 10 to 70% of the total weight of the fibrous material and the matrix (resin) component, and is practically within the range of 20 to 50%. The inside is most preferable. The fiber-reinforced resin composition of the present invention needs to contain a curing catalyst in the processing stage, and the curing catalyst is mixed with the matrix resin and mixed with the fibrous material during the production of the fiber-reinforced resin composition. Alternatively, it may be added to the fiber-reinforced resin composition at the stage of processing the composition. The method for curing the fiber-reinforced resin composition of the present invention employs a heat-curing method when the fiber-reinforced resin composition contains an organic peroxide such as benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, kyumene hydroperoxide, etc. Alternatively, when the fiber-reinforced resin composition contains a photosensitizer such as benzoin, benzyl, benzophenone, 2-hydroxy-3-benzoylpropane, benzoin methyl ether, etc., an ultraviolet curing method may be employed. In addition, when the fiber-reinforced resin composition contains the organic peroxide and an accelerator such as an organic acid salt of cobalt (e.g. cobalt naphthenate), an aromatic tertiary amine (e.g. dimethylaniline), etc., it may be cured at room temperature. Good too. Fillers, colorants, mold release agents, and the like can be added to the fiber-reinforced resin composition as necessary. The fiber-reinforced resin composition of the present invention is shaped into a prepreg, or is molded by a commonly used method without going through the prepreg state, to form various final molded products. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. In addition, "parts" and "%" in the examples mean "parts by weight" and "% by weight", respectively, unless otherwise specified. Example 1 (1) Synthesis of side chain unsaturated bond type resin (A) Production of unsaturated epoxy resin (a) In a separable flask equipped with a stirrer, a thermometer with a gas introduction tube, a reflux condenser, and a dropping funnel. As epoxy resin, 360g (1 mol) of Mitsubishi Yuka-Ciel's Epicote 827, 43g of methacrylic acid.
(0.5 mol), benzyldimethylamine 1.2 g, and parabenzoquinone 0.08 g are reacted for 3 hours at 120 to 130°C under air blowing conditions. The acid value becomes almost zero and the unsaturated epoxy resin (a) turns into a pale reddish brown syrup. Obtained as follows. For resin (a), the following formula [] is calculated as 223g, It is a mixture with 180 g of free epoxy resin. Synthesis of side chain epoxy resin (b) 250g of methyl ethyl ketone,
173 g (0.2 mol) of unsaturated epoxy resin (a), 100 g of styrene, and 3.5 g of azobisisobutyronitrile were charged, and 87 g of styrene (total amount of styrene: 1.8 mol) was added dropwise at 75° C. in a nitrogen stream. After 6 hours, add 2 more azobisisobutyronitrile
g was added, and the polymerization was further continued for 10 hours. When the polymerization rate reaches 96%, hydroquinone
Polymerization was stopped by adding 0.2 g. A solution of side chain epoxy resin (b) in methyl ethyl ketone (solid content 40%) was obtained in the form of a pale yellow liquid. As a result of GPC analysis, it was confirmed that it was a mixture of a polymer with a peak at a molecular weight of about 50,000 and unreacted epoxy resin. Synthesis of side chain unsaturated bond type resin (A) Add 52 g (0.60 mol) of methacrylic acid to the entire methyl ethyl ketone solution of the side chain epoxy resin (b) described above.
When 0.8 g of triphenylphosphine is charged and reacted for 16 hours at the boiling point of methyl ethyl ketone, the acid value is
10.4, 420 g of styrene monomer was added and heated under reduced pressure of 400 to 450 mmHg to remove methyl ethyl ketone. After about 6 hours, gas chromatographic analysis showed that the methyl ethyl ketone content was 0.3%, so heating was discontinued, and side chain unsaturated bond type resin [A] was obtained with a yellowish brown color and a viscosity of 1.9 poise. (2) Synthesis of unsaturated polyester resin (B) Into a four-necked flask equipped with a stirrer, a fractional condenser, a thermometer, and a gas inlet tube, add a bisphenol A-propylene oxide adduct (with propylene oxide at both ends). Add 350g of fumaric acid (1 mole each) and 116g of fumaric acid, and add 210~220 g
Esterification was carried out at °C. When the acid value reached 35.4, 0.05 g of hydroquinone was added, poured into a metal vat, and cooled to obtain an unsaturated alkyd with a yellowish brown color and a melting point of about 80°C. 300 parts of ground unsaturated alkyd and 300 parts of styrene
1 part in a three-necked flask while stirring.
The mixture was heated to 60°C and dissolved to obtain a yellowish brown unsaturated polyester resin (B) with a viscosity of 4.7 poise. A matrix resin solution was prepared by adding 2 parts of methyl ethyl ketone peroxide, 1 part of cobalt naphthenate, and 0.1 part of dimethylaniline to 100 parts of the side chain unsaturated bond type resin (A), unsaturated polyester resin, or a mixture thereof. . Next, #450 mats 3 with Surf Ace mats placed on top and bottom
The layer is impregnated with the matrix solution and cured.
A test piece of FRP was made (glass fiber content 27-29% by weight). The bending strength, boiling resistance and 10
% caustic soda solution immersion test results are shown in Table 1, and the type using the mixed resin performed well.

【表】 実施例 2 (1) 側鎖不飽和結合型樹脂(C)の合成 不飽和エポキシ樹脂(c)の合成 撹拌機、ガス導入管付温度計、滴下ロート、還
流コンデンサーを備えた2セパラブルフラスコ
にアクリル酸72g(1モル)、ビスフエノール
A228g(1モル)、エポキシ樹脂として旭ダウ社
製の#332を850g(2.5モル)、トリフエニルホス
フイン4g、t―ブチルハイドロキノン0.4gを
仕込み、120〜130℃で4時間反応させると、酸価
8.1で、淡黄褐色、軟化点約40℃の樹脂状の不飽
和エポキシ樹脂(c)が得られた。 側鎖エポキシ樹脂(d)の合成 不飽和エポキシ樹脂(c)を600g、アクリル酸エ
チル200g、スチレン260g、アゾビスイソブチロ
ニトリル10g、メチルエチルケトン800gを撹拌
機、還流コンデンサー、温度計、ガス導入管を備
えた3四ツ口フラスコに仕込み、窒素気流中メ
チルエチルケトンの還流下で16時間重合を続ける
と、重合率が94%に達した。 ハイドロキノン0.5gを加えて重合を停止し、
側鎖エポキシ樹脂(d)が濃黄褐色液状で得られた。 側鎖不飽和結合型樹脂(B)の合成 前述した側鎖エポキシ樹脂(d)の全量に、アクリ
ル酸72g(1モル)を加え、トリフエニルホスフ
インを2g追加して、メチルエチルケトンの沸点
で26時間反応させると、酸価は1.4となり、赤外
分析の結果エポキシ基は消失したことが確認され
た。得られた側鎖不飽和結合型樹脂(B)のメチルエ
チルケトン溶液は黄褐色で、粘度は約30ポイズで
あつた。 (2) 不飽和ポリエステル樹脂(D)の合成 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入
管を付した1の四ツ口フラスコに、ネオペンチ
ルグリコール230g、イソフタル酸232gを仕込
み、窒素ガス気流下に200〜210℃でエステル化を
行なつた。酸価が21.7に達した時点で、イタコン
酸78gを加え、更に酸価が39.7になるまでエステ
ル化を行ない、温度を150℃に下げた後、ハイド
ロキノン0.08g、トリメチルロールプロパントリ
アクリレート200g加え、次いでメタクリル酸メ
チル132gを加え、均一に溶解してガードナー色
数2、粘度24.9ポイズの不飽和ポリエステル樹脂
(D)を合成した。 側鎖不飽和結合型樹脂(C)、不飽和ポリエステル
樹脂(D)、またはこれらの混合物100部に、紫外線
吸収剤としてチバ社製のチヌビンPを0.1部、硬
化剤として過酸化ベンゾイルを1部添加溶解して
マトリツクス樹脂溶液を調整した。次いで、
#300のガラスマツト2プライに前記マトリツク
ス樹脂溶液を含浸させ、ポリエチレンテレフタレ
ートフイルムで両面を覆い密着、脱泡した後、80
℃の恒温槽でゲル化させ、次いで100℃15分間で
キユアーさせた。 得られたFRPの耐候性を中心とするテスト結
果は第2表に示すようであつて、不飽和ポリエス
テル樹脂(D)をマトリツクス樹脂として用いた
FRPの耐候性が少量の側鎖不飽和結合型樹脂(C)
の添加で大巾に改善されることが分つた。
[Table] Example 2 (1) Synthesis of side chain unsaturated bond type resin (C) Synthesis of unsaturated epoxy resin (c) Two separators equipped with a stirrer, a thermometer with a gas introduction tube, a dropping funnel, and a reflux condenser 72g (1 mole) of acrylic acid, bisphenol in a blue flask
A228g (1 mol), 850g (2.5 mol) of Asahi Dow #332 as an epoxy resin, 4g of triphenylphosphine, and 0.4g of t-butylhydroquinone were reacted at 120 to 130°C for 4 hours. value
In step 8.1, a resin-like unsaturated epoxy resin (c) was obtained which was pale yellowish brown and had a softening point of about 40°C. Synthesis of side chain epoxy resin (d) 600 g of unsaturated epoxy resin (c), 200 g of ethyl acrylate, 260 g of styrene, 10 g of azobisisobutyronitrile, 800 g of methyl ethyl ketone, stirrer, reflux condenser, thermometer, gas introduction tube When the polymerization was continued for 16 hours under refluxing methyl ethyl ketone in a nitrogen stream, the polymerization rate reached 94%. Add 0.5g of hydroquinone to stop polymerization.
A side chain epoxy resin (d) was obtained in the form of a dark yellowish brown liquid. Synthesis of side chain unsaturated bond type resin (B) Add 72 g (1 mol) of acrylic acid to the total amount of the side chain epoxy resin (d) mentioned above, add 2 g of triphenylphosphine, and add After reacting for a period of time, the acid value became 1.4, and infrared analysis confirmed that the epoxy group had disappeared. The obtained methyl ethyl ketone solution of the side chain unsaturated bond type resin (B) was yellowish brown and had a viscosity of about 30 poise. (2) Synthesis of unsaturated polyester resin (D) 230 g of neopentyl glycol and 232 g of isophthalic acid were charged into a four-necked flask (1) equipped with a stirrer, a fractionating condenser, a thermometer, and a gas inlet tube, and the mixture was heated with a stream of nitrogen gas. Esterification was carried out at 200-210°C. When the acid value reached 21.7, 78 g of itaconic acid was added, and esterification was continued until the acid value reached 39.7. After lowering the temperature to 150°C, 0.08 g of hydroquinone and 200 g of trimethylolpropane triacrylate were added. Next, 132 g of methyl methacrylate was added and dissolved uniformly to form an unsaturated polyester resin with a Gardner color number of 2 and a viscosity of 24.9 poise.
(D) was synthesized. To 100 parts of side chain unsaturated bond type resin (C), unsaturated polyester resin (D), or a mixture thereof, 0.1 part of Tinuvin P manufactured by Ciba Corporation as an ultraviolet absorber and 1 part of benzoyl peroxide as a curing agent. A matrix resin solution was prepared by addition and dissolution. Then,
Two plies of #300 glass mat were impregnated with the above matrix resin solution, and both sides were covered with polyethylene terephthalate film to adhere and defoam.
The mixture was gelatinized in a constant temperature bath at 100°C, and then cured at 100°C for 15 minutes. The test results, focusing on the weather resistance of the obtained FRP, are shown in Table 2. Unsaturated polyester resin (D) was used as the matrix resin.
Side chain unsaturated bond type resin (C) with a small amount of FRP weather resistance
It was found that the addition of .

【表】 実施例 3 (1) 側鎖不飽和結合型樹脂(E)の合成 側鎖カルボン酸重合体(e)の合成 3Lガラスオートクレーブにメタアクリル酸48g
(0.55モル)、スチレンモノマー600g、メチルエ
チルケトン400g、t―ドデシルメルカプタン2
g、アゾビスイソブチロニトリル4gを仕込み、
75℃で15時間重合させた。ハイドロキノン0.2g
を加えて重合を禁止した。スチレンモノマーの重
合率は88%、メタクリル酸重合率は98%であつ
た。 減圧下に60℃でメチルエチルケトンを除去する
ために、スチレンモノマーを添加しつつ蒸発操作
を行なつた。メチルエチルケトンが蒸発留出液中
に0.1重量%以下となる迄除去した。不揮発分約
60重量%の液となつた。 不飽和エポキシ樹脂(f)の合成 1Lガラスオートクレーブにノボラツク型エポキ
シ樹脂DEN―431(ダウケミカル社製)356g(2
エポキシ当量)、メタアクリル酸130g(1.5モ
ル)、ベンジルジメチルアミン1.2g、パラベンゾ
キノン0.16gを仕込み、110℃で90分反応させた。
酸価は約2となつた。得られた不飽和エポキシ樹
脂(f)の大よその組成は下記の通りであつた。 不飽和エポキシ樹脂 218g ジビニルエステル樹脂 266g メタアクリル酸 2g その他 1g 上記液にスチレンモノマー300gを加えて、次
の反応に供せるようにした。 側鎖不飽和結合型樹脂(E)の合成 スチレンモノマーで希釈した不飽和エポキシ樹
脂液(f)を側鎖カルボン酸重合体(e)の入つている3L
ガラスオートクレーブにスチレンで洗浄し全量を
入れた。トリフエニルホスフイン5g、パラベン
ゾキノン0.54gを加え、120℃で90分反応させた。 スチレンモノマー 880g 側鎖不飽和結合型樹脂 870g ビニルエステル樹脂 266g 上記組成の樹脂液は15.9ポイズ(25℃)の黄褐
色状透明液であつた。 (2) 不飽和ポリエステル樹脂(F)の合成 撹拌機、分溜コンデンサー、ガス導入管、温度
計を付した1の四ツ口フラスコに、プロピレン
グリコール250g、ジメチルテレフタレート291
g、酢酸亜鉛2.5gを仕込み、180〜200℃でメタ
ノールを溜出させながらエステル交換反応を行な
つた。約90c.c.のメタノールが溜去された段階で、
無水マレイン酸147gを添加し、窒素ガス気流中
で190〜200℃でエステル化を続け、酸価が34.4に
達した時点で反応を中止した。温度を150℃に下
げた後、ハイドロキノン0.06g加え、ステンレス
製バツトに注入、冷却した。 得られた不飽和アルキツドは淡黄褐色で軟化点
が約75℃であつた。 不飽和アルキツド100部と酢酸エチル100部を室
温で混合して不飽和ポリエステル樹脂溶液(F)を得
た。 側鎖不飽和結合型樹脂(E)と不飽和ポリエステル
樹脂溶液(F)、またはこれらの混合物を用いて、実
施例1と同様の処方でマトリツクス樹脂を調整
し、テストを行つた。 結果を第3表に示す。
[Table] Example 3 (1) Synthesis of side chain unsaturated bond type resin (E) Synthesis of side chain carboxylic acid polymer (e) 48 g of methacrylic acid in a 3 L glass autoclave
(0.55 mol), styrene monomer 600 g, methyl ethyl ketone 400 g, t-dodecyl mercaptan 2
g, prepare 4 g of azobisisobutyronitrile,
Polymerization was carried out at 75°C for 15 hours. Hydroquinone 0.2g
was added to inhibit polymerization. The polymerization rate of styrene monomer was 88%, and the polymerization rate of methacrylic acid was 98%. An evaporation operation was performed while adding styrene monomer to remove methyl ethyl ketone at 60° C. under reduced pressure. Methyl ethyl ketone was removed until it became less than 0.1% by weight in the evaporation distillate. Non-volatile fraction
It became a 60% by weight liquid. Synthesis of unsaturated epoxy resin (f) 356 g (2
Epoxy equivalent), 130 g (1.5 mol) of methacrylic acid, 1.2 g of benzyldimethylamine, and 0.16 g of parabenzoquinone were charged and reacted at 110°C for 90 minutes.
The acid value was approximately 2. The approximate composition of the obtained unsaturated epoxy resin (f) was as follows. Unsaturated epoxy resin 218g Divinyl ester resin 266g Methacrylic acid 2g Others 1g 300g of styrene monomer was added to the above solution to prepare it for the next reaction. Synthesis of side chain unsaturated bond type resin (E) Add unsaturated epoxy resin solution (f) diluted with styrene monomer to 3 L containing side chain carboxylic acid polymer (e).
The entire amount was poured into a glass autoclave after washing with styrene. 5 g of triphenylphosphine and 0.54 g of parabenzoquinone were added and reacted at 120°C for 90 minutes. Styrene monomer 880g Side chain unsaturated bond type resin 870g Vinyl ester resin 266g The resin liquid having the above composition was a yellowish brown transparent liquid with a weight of 15.9 poise (25°C). (2) Synthesis of unsaturated polyester resin (F) In a four-necked flask equipped with a stirrer, a fractionating condenser, a gas inlet tube, and a thermometer, add 250 g of propylene glycol and 291 g of dimethyl terephthalate.
g and 2.5 g of zinc acetate were charged, and the transesterification reaction was carried out at 180 to 200° C. while distilling methanol. At the stage when about 90 c.c. of methanol has been distilled off,
147 g of maleic anhydride was added, and esterification was continued at 190 to 200°C in a nitrogen gas stream, and the reaction was stopped when the acid value reached 34.4. After lowering the temperature to 150°C, 0.06 g of hydroquinone was added, poured into a stainless steel vat, and cooled. The obtained unsaturated alkyd was light yellowish brown in color and had a softening point of about 75°C. 100 parts of unsaturated alkyd and 100 parts of ethyl acetate were mixed at room temperature to obtain an unsaturated polyester resin solution (F). A matrix resin was prepared using the same formulation as in Example 1 using a side chain unsaturated bond type resin (E), an unsaturated polyester resin solution (F), or a mixture thereof, and a test was conducted. The results are shown in Table 3.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の繊維強化樹脂組成物は、側鎖末端にエ
ポキシ構造を介して(メタ)アクリロイル基を有
する側鎖不飽和結合型樹脂と不飽和アルキツドを
併用しているため、耐薬品性、耐水性、密着性及
び機械的強度にすぐれており且つ硬化性も良好で
あり、各種成形品に極めて有用である。
The fiber-reinforced resin composition of the present invention has chemical resistance and water resistance because it uses a side chain unsaturated bond type resin having a (meth)acryloyl group at the end of the side chain via an epoxy structure and an unsaturated alkyd. It has excellent adhesion and mechanical strength, as well as good curability, and is extremely useful for various molded products.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (A) 一般式 〔但し、Aはスチレン、(メタ)アクリル酸
エステル、塩化ビニル、酢酸ビニルおよびアク
リロニトリルからなる群から選ばれたビニルモ
ノマーの少なくとも1種とアクリロイル基また
はメタクリロイル基との共重合体樹脂からなる
主鎖であり、Rは水素またはメチル基であり、
Yは分子中のエポキシ基がカルボキシル基と開
環付加反応によりエステル結合を形成したもの
から該エステル結合を除いたエポキシ樹脂の残
基である〕 で表わされる側鎖不飽和結合型樹脂の5〜95重
量%と (B) α・β―不飽和多塩基酸もしくはその酸無水
物、またはこれと飽和多塩基酸もしくはその酸
無水物との混合物と多価アルコールとをエステ
ル化して得られる不飽和アルキツドの95〜5重
量%、および (C) 繊維状物質 からなり、繊維状物質の重合含有率が組成物中
10〜70%の範囲であることを特徴とする繊維強
化樹脂組成物。 2 側鎖不飽和結合型樹脂及び不飽和アルキツド
の混合物100重量部に対しさらに重合性モノマー
10〜60重量部を配合することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の繊維強化樹脂組成物。
[Claims] 1 (A) General formula [However, A is a main chain consisting of a copolymer resin of at least one vinyl monomer selected from the group consisting of styrene, (meth)acrylic acid ester, vinyl chloride, vinyl acetate, and acrylonitrile and an acryloyl group or a methacryloyl group. , R is hydrogen or a methyl group,
Y is the residue of an epoxy resin in which the ester bond is removed from the epoxy group in the molecule formed by the ring-opening addition reaction with the carboxyl group. 95% by weight and (B) unsaturated polybasic acid obtained by esterifying an α/β-unsaturated polybasic acid or its acid anhydride, or a mixture of this and a saturated polybasic acid or its acid anhydride, and a polyhydric alcohol. 95 to 5% by weight of alkyd, and (C) a fibrous material, the polymerization content of the fibrous material being in the composition.
A fiber-reinforced resin composition characterized in that the fiber-reinforced resin composition is in the range of 10 to 70%. 2 Add a polymerizable monomer to 100 parts by weight of the mixture of side chain unsaturated bond type resin and unsaturated alkyd.
The fiber-reinforced resin composition according to claim 1, characterized in that 10 to 60 parts by weight is blended.
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