JPH0241314A - Epoxy resin composition - Google Patents

Epoxy resin composition

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JPH0241314A
JPH0241314A JP19004888A JP19004888A JPH0241314A JP H0241314 A JPH0241314 A JP H0241314A JP 19004888 A JP19004888 A JP 19004888A JP 19004888 A JP19004888 A JP 19004888A JP H0241314 A JPH0241314 A JP H0241314A
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JP
Japan
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epoxy resin
molecular weight
average molecular
curing agent
number average
Prior art date
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Pending
Application number
JP19004888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinkichi Murakami
信吉 村上
Osamu Watabe
修 渡部
Sadahisa Wada
和田 定久
Hiroshi Inoue
寛 井上
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Priority to US07/385,699 priority patent/US4985530A/en
Priority to EP89307696A priority patent/EP0353089B1/en
Priority to DE68920086T priority patent/DE68920086T2/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject composition, excellent in elastic modulus and hardness and useful as civil engineering and building materials, etc., by blending a bisphenol A-based epoxy resin having a specific number-average molecular weight with a specified epoxy resin curing agent. CONSTITUTION:The objective composition obtained by blending (A) a bisphenol A-based epoxy resin having 450-7000 number-average molecular weight and 1.3-3.0 radio of weight-average molecular weight/number-average molecular weight and (B) an epoxy resin curing agent expressed by formula I [X is -S-, -O- or formula II (R' and R'' are H, lower alkyl or phenyl), etc.; Y and Y' are H, lower alkyl or electron attracting group; R is H or lower alkyl; m and n are 1-4 and represent the number of substituent groups). Furthermore, e.g., a compound expressed by formula III, are preferably used as the component (B).

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般にはエポキシ樹脂組成物に関するもので
あり、更に詳しく言えば弾性率、硬度、耐熱性に優れて
いると共に、特に靭性に優れたエポキシ樹脂組成物、例
えば土木建築用材料、塗料。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention generally relates to an epoxy resin composition, and more specifically, an epoxy resin composition that has excellent elastic modulus, hardness, and heat resistance, and particularly has excellent toughness. Epoxy resin compositions, such as civil engineering and construction materials, paints.

ライニング材、接着剤、電気機器成形材料、機械部品、
治工具、繊維強化複合材料(以下FRPと略す)用マト
リクス樹脂等を得ることのできる優れたエポキシ樹脂組
成物に関するものである。
Lining materials, adhesives, electrical equipment molding materials, mechanical parts,
The present invention relates to an excellent epoxy resin composition from which matrix resins for jigs and tools, fiber-reinforced composite materials (hereinafter abbreviated as FRP), etc. can be obtained.

[従来技術〕 従来、エポキシ樹脂は、耐熱性、弾性率、硬度および耐
薬品性に優れ、特にアラミド繊維、ガラス繊維及び炭素
繊維などの強化繊維とマトリクス樹脂からなる複合材料
に広く用いられている。しがしながら、従来のエポキシ
樹脂は、用途や使用方法によって種々の問題点がある。
[Prior Art] Conventionally, epoxy resins have excellent heat resistance, elastic modulus, hardness, and chemical resistance, and have been widely used especially for composite materials made of reinforcing fibers such as aramid fibers, glass fibers, and carbon fibers and matrix resins. . However, conventional epoxy resins have various problems depending on their purpose and method of use.

特にFRP用マトリクス樹脂として用いた際のFRPの
機械的強度。
Especially the mechanical strength of FRP when used as a matrix resin for FRP.

とりわけm1!特性、疲労特性等に影響を与える靭性に
問題がある。そのために、エポキシ樹脂をマトリクス樹
脂として使用する場合には、マトリクス樹脂、つまりエ
ポキシ樹脂硬化物に可撓性を付与させ、機械的強度、特
に靭性に優れたエポキシ樹脂硬化物を提゛供するべく、
例えば硬化剤を選択したり、可撓性付与剤を添加する等
の種々の方法が検討されている。
Especially m1! There are problems with toughness, which affects properties, fatigue properties, etc. Therefore, when using an epoxy resin as a matrix resin, in order to impart flexibility to the matrix resin, that is, a cured epoxy resin product, and provide a cured epoxy resin product with excellent mechanical strength, especially toughness,
For example, various methods are being considered, such as selecting a hardening agent or adding a flexibility imparting agent.

このような従来の方法では、エポキシ樹脂硬化物の可撓
性は成る程度改善することはできるが、エポキシ樹脂硬
化物の本来の特長である弾性率、硬度及び耐熱性等の物
性の著しい低下が見られ、FRPの靭性の大きな改善を
図り得ないばかりか、更には耐薬品性、耐候性、耐水性
等をも低下させる問題が生じる。
Although such conventional methods can improve the flexibility of cured epoxy resin products to some extent, they also significantly reduce the physical properties such as elastic modulus, hardness, and heat resistance, which are the original characteristics of cured epoxy resin products. Not only is it not possible to significantly improve the toughness of FRP, but there is also the problem of lowering chemical resistance, weather resistance, water resistance, etc.

一方、特開昭62−127317号には、−分子中に少
なくとも二個以上のポリエポキシ化合物、高分子量エポ
キシ樹脂、ジシアンジアミド、及び/又は硬化促進剤か
らなるプリプレグ用エポキシ樹脂組成物が開示されてい
る。
On the other hand, JP-A-62-127317 discloses an epoxy resin composition for prepregs comprising at least two polyepoxy compounds, a high molecular weight epoxy resin, dicyandiamide, and/or a curing accelerator in the molecule. There is.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、このようなエポキシ樹脂組成物をプリプ
レグ用エポキシ樹脂組成物として使用した場合には、タ
ック性、ドレープ性、樹脂フロー性、作業性、保存安定
性等に問題があり、その改善が望まれていた。
However, when such epoxy resin compositions are used as prepreg epoxy resin compositions, there are problems with tackiness, drape properties, resin flow properties, workability, storage stability, etc., and improvements are desired. was.

この点を改善するため1本発明者らは先に「ビスフェノ
ールA系エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤とを含有し
、前記ビスフェノールA系エポキシ樹脂は、エポキシ当
量が190以下のものを40重量部以下含み、全体の数
平均分子量は600−1300であることを特徴とする
エポキシ樹脂組成物」を提案した(特願昭63−773
25号)。
In order to improve this point, the present inventors previously proposed that ``containing a bisphenol A-based epoxy resin and an epoxy resin curing agent, the bisphenol A-based epoxy resin has an epoxy equivalent of 190 or less and 40 parts by weight or less. "an epoxy resin composition characterized by having a total number average molecular weight of 600-1300" (Japanese patent application No. 63-773).
No. 25).

かかるエポキシ樹脂組成物はプリプレグ用樹脂として用
いた時のタック性、ドレープ性1作業性及び保存安定性
に優れたものであるが、その後の本発明者らの検討によ
れば、このエポキシ樹脂は数平均分子量が高くその溶融
粘度も高いことから、常温あるいはそれ以下の温度では
タック性やドレープ性が必ずしも良好なものとはいえず
、更には環境温度によってタック性やドレープ性が変化
してしまい、広い温度範囲で安定した性状を示すもので
なく、また靭性や可撓性等の機械的物性に若干の問題点
があることが判明した。
This epoxy resin composition has excellent tackiness, drapeability, workability, and storage stability when used as a prepreg resin, but according to subsequent studies by the present inventors, this epoxy resin has Due to its high number average molecular weight and high melt viscosity, it does not necessarily have good tack and drape properties at room temperature or lower temperatures, and furthermore, its tack and drape properties change depending on the environmental temperature. It was found that these materials did not exhibit stable properties over a wide temperature range, and that there were some problems with mechanical properties such as toughness and flexibility.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は高温下はもとより常温あるいはそれ以下の温度
下においても優れたタック性及びドレープ性を示し、し
かもこれらの性状が広い温度範囲に亘って安定に持続す
ると共に靭性や可撓性等の機械的性能等の優れた成形体
を与えるエポキシ樹脂組成物を提供することにある。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to exhibit excellent tack and drape properties not only at high temperatures but also at room temperature or lower temperatures, and which also exhibits excellent tack and drape properties over a wide temperature range. The object of the present invention is to provide an epoxy resin composition that remains stable over a long period of time and provides a molded article with excellent mechanical properties such as toughness and flexibility.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らの検討によれば、上記目的は特定範囲の数平
均分子量をもち、かつ特定の分子量分布を有するエポキ
シ樹脂を用いると共に特定のエポキシ樹脂硬化剤を併用
することによって達成できることが知見された。
According to the studies of the present inventors, it has been found that the above object can be achieved by using an epoxy resin having a number average molecular weight in a specific range and a specific molecular weight distribution, and by using a specific epoxy resin curing agent. Ta.

すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物はビスフェノー
ルA系エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤とを含有し、
前記ビスフェノールA系エポキシ樹脂は、数平均分子量
が450〜700であり、かつその重量平均分子量と数
平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1
.3〜3.0であり、前記エポキシ樹脂硬化剤は、下記
−数式 低級アルキル基及びフェニル基から選ばれる基であり、
 ;Y、 Y’はH1低級アルキル基及び電子吸引性基
から選ばれる基であり、;RはH及び低級アルキル基か
ら選ばれる基であり、神、nは1〜4の整数であり置換
基の数を表わす。)で示されるエポキシ樹脂硬化剤であ
ることを特徴とする。
That is, the epoxy resin composition of the present invention contains a bisphenol A-based epoxy resin and an epoxy resin curing agent,
The bisphenol A-based epoxy resin has a number average molecular weight of 450 to 700, and a ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight/number average molecular weight) of 1.
.. 3 to 3.0, and the epoxy resin curing agent is a group selected from a lower alkyl group and a phenyl group of the following formula,
;Y and Y' are groups selected from H1 lower alkyl groups and electron-withdrawing groups, ;R is a group selected from H and lower alkyl groups, and n is an integer of 1 to 4; represents the number of ) is an epoxy resin curing agent.

本発明で用いるビスフェノールA系エポキシ樹脂の第1
の特徴はその数平均分子量が450〜700.好ましく
は500〜650の範囲にあることである。数平均分子
量が450未満であると、低分子量成分が多くなり過ぎ
、得られるプリプレグのタック性やドレープ性が劣り、
また硬化時に樹脂フロー性が大きくなり、更には硬化物
の物性特に靭性が低下し、本発明の所期の目的を達成で
きない、また数平均分子量が700を越えると、靭性を
はじめとする良好な硬化物物性が得られるものの、低分
子量成分が少ないために常温下でのタック性やドレープ
性が低下し、それより低温下ではタック性やドレープ性
の性状が更に悪化し、プリプレグとして取扱うことが不
可能となる。
The first bisphenol A-based epoxy resin used in the present invention
The feature is that its number average molecular weight is 450-700. Preferably it is in the range of 500 to 650. If the number average molecular weight is less than 450, the amount of low molecular weight components will be too large, resulting in poor tackiness and drape properties of the resulting prepreg.
Furthermore, resin flow properties increase during curing, and the physical properties, especially toughness, of the cured product decrease, making it impossible to achieve the intended purpose of the present invention. Also, if the number average molecular weight exceeds 700, good properties such as toughness may deteriorate. Although the physical properties of the cured product can be obtained, the tack and drape properties at room temperature deteriorate due to the small amount of low molecular weight components, and the tack and drape properties deteriorate further at lower temperatures, making it difficult to handle it as a prepreg. It becomes impossible.

本発明で用いるエポキシ樹脂の第2の特徴は。The second feature of the epoxy resin used in the present invention is.

重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/
数平均分子量)が1.3〜3.0.好ましくは1.5−
2.7の範囲にあることである。
Ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight/
number average molecular weight) is 1.3 to 3.0. Preferably 1.5-
It is within the range of 2.7.

重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/
数平均分子量)が1.3未満であると、低分子量成分が
多くなり過ぎ、数平均分子量が450未満と同様な欠点
を生じる。また重量平均分子量と数平均分子量の比(重
量平均分子量/数平均分子量)が3.0を越えると、高
分子量成分が多くなり過ぎ、数平均分子量が700を越
えた場合と同様な結果を生じるので好ましくない。
Ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight/
When the number average molecular weight is less than 1.3, the amount of low molecular weight components becomes too large, resulting in the same drawbacks as when the number average molecular weight is less than 450. Also, if the ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight/number average molecular weight) exceeds 3.0, the high molecular weight component will be too large, producing the same results as when the number average molecular weight exceeds 700. So I don't like it.

本発明で用いるビスフェノールA系エポキシ樹脂は5例
えば、油化シェル■製のエピコート1001.1004
.1007.1009.1010(商品名)等を適宜混
合することによって調製できる。
The bisphenol A-based epoxy resin used in the present invention is 5, for example, Epicoat 1001.1004 manufactured by Yuka Shell ■.
.. It can be prepared by appropriately mixing 1007.1009.1010 (trade name) and the like.

更に、本発明者らの検討によれば、一般式低級アルキル
基及びフェニル基から選ばれる基であり、;Y、 Y’
はH1低級アルキル基及び電子吸引性基から選ばれる基
であり、;RはH及び低級アルキル基から選ばれる基で
あり、;m、 nは1〜4の整数であり、好ましくは1
又は2である置換基の数を表わす。)で示されるエポキ
シ樹脂硬化剤を、上記ビスフェノールA系エポキシ樹脂
と共に使用してエポキシ樹脂組成物を調製した場合には
鎖状高分子が容易に形成され、特に靭性の点で優れたエ
ポキシ樹脂硬化物が得られることが知見された。
Furthermore, according to the studies of the present inventors, the general formula is a group selected from a lower alkyl group and a phenyl group;
is a group selected from H1 lower alkyl groups and electron-withdrawing groups; R is a group selected from H and lower alkyl groups; m and n are integers of 1 to 4, preferably 1
or represents the number of substituents which is 2. ) When an epoxy resin composition is prepared by using the epoxy resin curing agent shown in ) together with the bisphenol A-based epoxy resin described above, a chain polymer is easily formed, and the epoxy resin curing agent is particularly excellent in terms of toughness. It was found that a product could be obtained.

更に驚くべきことには、架橋密度が低い場合には通常弾
性率、耐熱性の低下を伴うものであるが、上記−数式で
示されるような1例えば−CH□−を介してアニリン骨
格が2個連結されたエポキシ樹脂硬化剤と前記ビスフェ
ノールA系エポキシ樹脂からエポキシ樹脂組成物を調製
した場合には弾性率、耐熱性の低下は見られず、靭性の
みが著しく向上することが分かった。これは、該硬化剤
が芳香族アミンで比較的剛直な分子骨格であることに起
因すると考えられる。
More surprisingly, when the crosslinking density is low, the elastic modulus and heat resistance are usually lowered, but when the aniline skeleton is It was found that when an epoxy resin composition was prepared from the individually linked epoxy resin curing agent and the bisphenol A-based epoxy resin, no decrease in elastic modulus or heat resistance was observed, and only the toughness was significantly improved. This is thought to be due to the fact that the curing agent is an aromatic amine and has a relatively rigid molecular skeleton.

更に、2個のアニリン骨格を連結する基としてことがで
き、耐熱性、耐燃性、耐薬品性、耐溶剤性、弾性率、複
合材とした場合の強化繊維との親和性等のいずれにおい
ても優れた効果を奏し得ることを見出した。
Furthermore, it can be used as a group to connect two aniline skeletons, and has excellent heat resistance, flame resistance, chemical resistance, solvent resistance, elastic modulus, and compatibility with reinforcing fibers when used as a composite material. It has been found that this method can have excellent effects.

本発明においては、エポキシ樹脂硬化剤として上記構造
式のエポキシ樹脂硬化剤を使用するが、全R中、Rが低
級アルキル基とされる2級アニリン骨格の量は60モル
%以上、好ましくは80モルぶ以上とされる。斯る硬化
剤は、上記ビスフェノールA系エポキシ樹脂に対して化
学量論量が添加される。
In the present invention, the epoxy resin curing agent having the above structural formula is used as the epoxy resin curing agent, and the amount of secondary aniline skeleton in which R is a lower alkyl group is 60 mol% or more, preferably 80 mol% or more. It is said to be more than Morbu. Such a curing agent is added in a stoichiometric amount to the bisphenol A-based epoxy resin.

更にエポキシ樹脂硬化剤について詳しく説明する0本発
明に従えば、上記エポキシ樹脂硬化剤の構造式において
、RはH又は低級アルキル基(例えば炭素数1〜6)と
されるが、1種である必要はなく2種以上が混在してい
てもよい。ただ、全R中60モルヌ以上、好ましくは8
0モル%以上がアルキル基であり、つまりRがアルキル
基とされる2級アニ・リン骨格が全アニリン骨格中の6
0モル%以上、好ましくは80モル2以上とされる。即
ち1本発明において使用する硬化剤は2級アミンを主成
分とする芳香族ジアミン系の硬化剤である。全アニリン
骨格中の2級アニリン骨格の量が60%モルより少ない
場合にはエポキシ樹脂硬化物の靭性が低下することが分
かった。つまり、本発明で用いる硬化剤が高度の靭性を
有するエポキシ樹脂硬化物を与えるのは、本発明の硬化
剤が2級アミンを主成分とする芳香族ジアミン系の硬化
剤であることに起因していると考えられる。又、炭素数
1〜6といった低級のアルキル基の中でも特に炭素数1
〜3のアルキル基が好ましく、炭素数が7以上となると
エポキシ樹脂硬化物の硬度、耐熱性が低下するという欠
点が生じてくる。
Furthermore, the epoxy resin curing agent will be explained in detail.0 According to the present invention, in the structural formula of the epoxy resin curing agent, R is H or a lower alkyl group (for example, having 1 to 6 carbon atoms), but one type It is not necessary, and two or more types may be mixed. However, in all R, 60 or more, preferably 8
0 mol% or more is an alkyl group, that is, the secondary aniline skeleton in which R is an alkyl group accounts for 6% of the total aniline skeleton.
The content is 0 mol % or more, preferably 80 mol % or more. That is, the curing agent used in the present invention is an aromatic diamine curing agent containing a secondary amine as a main component. It has been found that when the amount of secondary aniline skeleton in the total aniline skeleton is less than 60% by mole, the toughness of the cured epoxy resin product decreases. In other words, the reason why the curing agent used in the present invention provides a cured epoxy resin product having a high degree of toughness is that the curing agent of the present invention is an aromatic diamine-based curing agent whose main component is a secondary amine. It is thought that Also, among lower alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, those having 1 to 6 carbon atoms
-3 alkyl groups are preferred; if the number of carbon atoms is 7 or more, the hardness and heat resistance of the cured epoxy resin will decrease.

本発明によるエポキシ樹脂組成物から製造されるエポキ
シ樹脂硬化物は、従来の硬化剤を使用して調製されたエ
ポキシ樹脂硬化物に比較し、分子構造上架橋密度が低い
。これは本発明で用いるエポキシ樹脂硬化剤はアニリン
骨格が2個連結され、且つ2fiアミンを主成分として
おり、直鎖の分子鎖を形成することに有利なためである
と考えられる。又、斯る直鎖の分子鎖は硬化反応の初期
ゲル化に先立って形成されることがゲルパーミェーショ
ンクロマトグラフィー(GPC)を用いた解析で明らか
とされた。
The cured epoxy resin produced from the epoxy resin composition according to the present invention has a lower crosslinking density due to its molecular structure than the cured epoxy resin produced using a conventional curing agent. This is considered to be because the epoxy resin curing agent used in the present invention has two aniline skeletons linked together and contains 2fi amine as a main component, which is advantageous for forming a linear molecular chain. Furthermore, analysis using gel permeation chromatography (GPC) revealed that such linear molecular chains are formed prior to the initial gelation of the curing reaction.

このようにして形成された架橋密度の低いエポキシ樹脂
硬化物は通常弾性率、耐熱性の低下を伴う傾向があるが
、本発明の場合にはその傾向は殆ど見られず、靭性のみ
が著しく向上する。二九は、上述のように1本発明で用
いる硬化剤が芳香族アミン系硬化剤であり、比較的剛直
な分子骨格を有することに起因するものと考えられる。
Cured epoxy resin products with low crosslinking density formed in this way usually tend to have a decrease in elastic modulus and heat resistance, but in the case of the present invention, this tendency is hardly observed, and only the toughness is significantly improved. do. This is thought to be due to the fact that the curing agent used in the present invention is an aromatic amine curing agent and has a relatively rigid molecular skeleton, as described above.

更に、前記エポキシ樹脂硬化剤の構造式におけうに種々
の構造が可能であり、本発明者等の研究実験の結果によ
ると、いずれの構造を選択しても6エポキシ樹脂硬化物
の靭性を増大することができるが、特に高靭性化にはX
は−CH,−(R’、 R”がHである場合)が最も有
効であり、次いでR’、R”が炭素数1〜3のアルキル
基である場合が好ましく、Xとし及び−P−を選択した
場合には高靭性化の点ではR′ 前記−CH2−とした場合に比べて若干劣るが、耐熱性
において有利である。
Furthermore, various structures are possible in the structural formula of the epoxy resin curing agent, and according to the results of research experiments by the present inventors, any structure selected increases the toughness of the cured epoxy resin. However, especially for high toughness,
The most effective is -CH,- (when R', R'' is H), and then it is preferable that R', R'' is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when X and -P- When R' is selected, the toughness is slightly inferior to the case where R' is -CH2-, but it is advantageous in terms of heat resistance.

又、R′、RIPは炭素数1−6といった低級のアルキ
ル基とされるが、上述のように、特に炭素数1〜3のも
のが好ましく、炭素数が7以上となると、エポキシ樹脂
硬化物の硬度、耐熱性が低下するという欠点が生じてく
る。構造式においてR′、RIPは1種に限定されるこ
とはなく、2種以上混在していてもよい。
Further, R' and RIP are lower alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, but as mentioned above, those having 1 to 3 carbon atoms are particularly preferable, and when the number of carbon atoms is 7 or more, the epoxy resin cured product The disadvantage is that the hardness and heat resistance of the material decrease. In the structural formula, R' and RIP are not limited to one type, and two or more types may be mixed.

又、上記エポキシ樹脂硬化剤の構造式におけるY、 Y
’はH1炭素数1〜6といった低級のアルキル基又は電
子吸引性基から選択され、電子吸引性基としては、F、
 (4、Br等のハロゲン基、或いはニド。
In addition, Y in the structural formula of the above epoxy resin curing agent, Y
' is selected from a lower alkyl group such as H1 having 1 to 6 carbon atoms or an electron-withdrawing group, and the electron-withdrawing group is F,
(4, halogen group such as Br, or nido.

ロ基、トリフロロメチル基等が挙げられる。これらの中
で好ましいものは、H或いは炭素数1〜3のアルキル基
、CQであり、アルキル基は炭素数が7以上となるとエ
ポキシ樹脂硬化物の硬度、耐熱性が低下するという欠点
が生じてくる。構造式においてY、 Y’は1種に限定
されることはなく、2種以上混在していてもよい。
Examples include a fluoro group and a trifluoromethyl group. Preferred among these are H, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and CQ; when the alkyl group has 7 or more carbon atoms, the hardness and heat resistance of the cured epoxy resin decrease. come. In the structural formula, Y and Y' are not limited to one type, and two or more types may be mixed.

上記−数式で示されるエポキシ樹脂硬化剤の特に好まし
いものについて具体的に例示すれば1次の通りである。
Particularly preferred examples of the epoxy resin curing agent represented by the above-mentioned formula are as follows.

このように本発明で用いるエポキシ樹脂硬化剤は、上記
ビスフェノールA系エポキシ樹脂の1当量に対し通常活
性水素当量で0.6〜1.4.好ましくは0゜8〜1.
2の割合で配合される。硬化剤の活性水素当量比が0.
6未満又は1.4より大きい場合には、エポキシ樹脂硬
化剤の耐熱性、硬度が低下することとなり好ましくない
As described above, the epoxy resin curing agent used in the present invention usually has an active hydrogen equivalent of 0.6 to 1.4 per equivalent of the bisphenol A-based epoxy resin. Preferably 0°8-1.
It is blended at a ratio of 2 parts. The active hydrogen equivalent ratio of the curing agent is 0.
If it is less than 6 or greater than 1.4, the heat resistance and hardness of the epoxy resin curing agent will decrease, which is not preferable.

本発明によると上記硬化剤は、そのまま或いは溶剤に溶
解して、常温又は例えば50℃に加温してビスフェノー
ルA系エポキシ樹脂と混合すればよい。溶剤としては、
ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン等)、セロソルブ等)、アミド類(ジメチ
ルホルムアミド等)が好ましい、又、本発明に係るエポ
キシ樹脂組成物の硬化条件は通常130℃で2時間、好
ましくは130℃で2時間硬化をさせた後、180℃で
2時間の後硬化を施したものである。
According to the present invention, the curing agent may be mixed with the bisphenol A-based epoxy resin either as it is or dissolved in a solvent, heated to room temperature or, for example, 50°C. As a solvent,
Ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), cellosolve, etc.), amides (dimethylformamide, etc.) are preferred, and the curing conditions for the epoxy resin composition according to the present invention are usually 130°C for 2 hours, preferably After curing at 130°C for 2 hours, post-curing was performed at 180°C for 2 hours.

更に、本発明のエポキシ樹脂組成物を調製するに際して
は、必要に応じて、オレフィンオキサイド、グリシジル
メタクリレート、スチレンオキサイド、フェニルグリシ
ジルエーテル等の反応性稀釈剤;フェノール類、3級ア
ミン類、イミダゾール類、三弗化ホウ素の錯塩、ピラゾ
ール類、アミノトリアゾール等の硬化促進剤;更にはシ
リカ粉末。
Furthermore, when preparing the epoxy resin composition of the present invention, reactive diluents such as olefin oxide, glycidyl methacrylate, styrene oxide, and phenyl glycidyl ether; phenols, tertiary amines, imidazoles, Hardening accelerators such as complex salts of boron trifluoride, pyrazoles, and aminotriazole; and silica powder.

アルミニウム粉末、マイカ、炭素カルシウム等の充填剤
を加えることもできる。通常これらの添加物の使用量は
、硬化剤とエポキシ樹脂の配合物に対し、反応性稀釈剤
は0−tS重量%、硬化促進剤は0〜5重量%、充填剤
は0〜70重量%とされる。
Fillers such as aluminum powder, mica, calcium carbonate, etc. can also be added. Typically, the amounts of these additives used are 0-tS weight percent for reactive diluents, 0 to 5 weight percent for curing accelerators, and 0 to 70 weight percent for fillers based on the curing agent and epoxy resin formulation. It is said that

本発明の他の態様によれば、特に多少靭性を犠牲にして
も耐熱性等を向上させたい場合には、更に、エポキシ樹
脂成分としてビスフェノールA系エポキシ樹脂とは異な
る他のエポキシ樹脂を全エポキシ樹脂100重量部に対
して50重量部以下含有させることができる。この場合
他のエポキシ樹脂の含有量が50重量部を越えると靭性
を著しく低下させることとなり好ましくない。
According to another aspect of the present invention, when it is desired to improve heat resistance etc. even at the cost of some toughness, another epoxy resin other than the bisphenol A-based epoxy resin may be added as an epoxy resin component to the whole epoxy resin. It can be contained in an amount of 50 parts by weight or less per 100 parts by weight of the resin. In this case, if the content of other epoxy resins exceeds 50 parts by weight, the toughness will be significantly reduced, which is not preferable.

他のエポキシ樹脂としては、任意の通常重版されている
エポキシ樹脂を一種又は複数種選択して使用し得るが、
例えば、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂(ビスフェ
ノールA、F、S系エポキシ樹脂、ノボラック系エポキ
シ樹脂、臭素化ビスフェノールA系エポキシ樹脂)、環
式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ
樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、複素環式エポ
キシ樹脂を挙げることができる。
As the other epoxy resin, one or more kinds of epoxy resins that are usually reprinted can be selected and used,
For example, glycidyl ether-based epoxy resins (bisphenol A, F, S-based epoxy resins, novolac-based epoxy resins, brominated bisphenol A-based epoxy resins), cycloaliphatic epoxy resins, glycidyl ester-based epoxy resins, glycidyl amine-based epoxy resins. , heterocyclic epoxy resins.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例1〜5 本実施例では、ビスフェノールA系エポキシ樹脂として
、エピコート828(エポキシ当量184〜194、数
平均分子量380)、1001(エポキシ当量450〜
500、数平均分子量900)、 1004(エポキシ
当量875〜975、数平均分子量1600)、100
7 (エポキシ当量1750〜2200、数平均分子量
2900)、 1009(エポキシ当量2400〜33
00、数平均分子量3750)及び1010(エポキシ
当量3000〜5000、数平均分子量5500) (
油化シェル■製、商品名)を、硬化剤としては表−1に
示される化合物を使用し、表−1に示す割合で調製しプ
リプレグ用のマトリクス樹脂を調製した。
Examples 1 to 5 In this example, as bisphenol A-based epoxy resins, Epicote 828 (epoxy equivalent weight 184 to 194, number average molecular weight 380), 1001 (epoxy equivalent weight 450 to
500, number average molecular weight 900), 1004 (epoxy equivalent weight 875-975, number average molecular weight 1600), 100
7 (epoxy equivalent 1750-2200, number average molecular weight 2900), 1009 (epoxy equivalent 2400-33
00, number average molecular weight 3750) and 1010 (epoxy equivalent weight 3000-5000, number average molecular weight 5500) (
A matrix resin for a prepreg was prepared by preparing Yuka Shell (trade name) (manufactured by Yuka Shell (trade name)) using the compounds shown in Table 1 as a curing agent and in the proportions shown in Table 1.

尚、実施例5では、ビスフェノールA系エポキシ樹脂と
は異なるエポキシ樹脂成分の一例として更にエピコート
152(エポキシ当量172−179、数平均分子量3
70) (油化シェル■製、商品名)を20重量部添加
した。
In Example 5, Epikote 152 (epoxy equivalent weight 172-179, number average molecular weight 3
70) (manufactured by Yuka Shell ■, trade name) was added in an amount of 20 parts by weight.

各実施例において、表−1に示すエポキシ樹脂成分を1
50℃で加熱混合した。この混合物を80℃まで冷却し
、表−1に示す配合比で調製されたエポキシ樹脂硬化剤
を化学量論量添加して、常温で高靭性を有するエポキシ
樹脂組成物をg製した。
In each example, 1 epoxy resin component shown in Table 1 was added.
The mixture was heated and mixed at 50°C. This mixture was cooled to 80° C., and a stoichiometric amount of an epoxy resin curing agent prepared at the compounding ratio shown in Table 1 was added to prepare an epoxy resin composition having high toughness at room temperature.

これを2枚のガラス板とテプロンのスペーサから成る型
に流し込み、100℃、2時間加熱し、更に200℃、
2時間オーブン中で加熱し、硬化させた。
This was poured into a mold consisting of two glass plates and a Tepron spacer, heated at 100°C for 2 hours, then further heated to 200°C.
It was heated in an oven for 2 hours to cure.

このようにして得られたエポキシ樹脂硬化物は30cm
 X 30cm X 3+s+mの樹脂注型板から試験
片を切り出し、耐衝撃強度(IZOD)を測定した。そ
の結果を表−1に示す。このものは耐熱性を有し、特に
靭性の優れたエポキシ樹脂であった。
The epoxy resin cured product thus obtained is 30 cm
A test piece was cut out from a resin casting plate measuring 30cm x 3+s+m, and its impact strength (IZOD) was measured. The results are shown in Table-1. This epoxy resin had heat resistance and particularly excellent toughness.

又、上述の如く加熱混合したエポキシ樹脂を一方向に揃
えた炭素繊維(強度350kg/mm”、弾性率32t
/m112)に含浸させ、プリプレグを得た。このプリ
プレグはタック性に優れ、また15−30℃の温度範囲
においてもタック性が変化せず、タック性の温度依存性
がないことが分った。これを12層積層し。
In addition, carbon fibers (strength 350 kg/mm", elastic modulus 32t
/m112) to obtain a prepreg. It was found that this prepreg has excellent tackiness, and the tackiness does not change even in the temperature range of 15 to 30°C, indicating that there is no temperature dependence of tackiness. Laminated 12 layers of this.

上述の硬化条件で加熱して成形体を得た。この成形体の
衝撃後圧縮強度(CAI)を測定した結果を表−1に示
す。
A molded article was obtained by heating under the above-mentioned curing conditions. Table 1 shows the results of measuring the compressive strength after impact (CAI) of this molded body.

更に説明すれば、実施例1,2に示すエポキシ樹脂組成
物は粘度が低くプリプレグ製造時の作業性が良好であっ
た。又、実施例3,4の組成物は製造時の作業性もよく
、且つタック性、ドレープ性、樹脂フロー性、ハンドリ
ング性、保存安定性等のプリプレグとしての特性も良好
であった。実施例5の組成物は1機械加工部品用エポキ
シ樹脂として好適である。
To explain further, the epoxy resin compositions shown in Examples 1 and 2 had low viscosity and good workability during prepreg production. Further, the compositions of Examples 3 and 4 had good workability during production, and also had good properties as prepregs such as tackiness, drapeability, resin flowability, handlingability, and storage stability. The composition of Example 5 is suitable as an epoxy resin for machined parts.

比較例1〜7 表−1に示す組成割合にて、上記実施例1〜5に説明し
たと同様にしてエポキシ樹脂組成物及びプリプレグ等を
作製し試験を行なった。その結果を表−1に示す。
Comparative Examples 1 to 7 Epoxy resin compositions, prepregs, etc. were prepared and tested in the same manner as described in Examples 1 to 5 above using the composition ratios shown in Table 1. The results are shown in Table-1.

本発明に比較すれば、タック性及びタック安定性(タッ
クの温度依存性)および保存安定性、靭性等が悪いこと
が分る。
When compared with the present invention, it can be seen that the tackiness, tack stability (temperature dependence of tack), storage stability, toughness, etc. are poor.

なお、表−1における硬化剤の記号は次のものを示す。The curing agent symbols in Table 1 indicate the following.

MeDDM ニジメチルジアミノジフェニルメタンMe
DDS ニジメチルジアミノジフェニルスルフォンDI
CY :ジシアンジアミド なお、実施例2に係るエポキシ樹脂組成物、比較例4の
エポキシ樹脂組成物及び比較例6のエポキシ樹脂組成物
をマトリクス樹脂としたプリプレグのタック性の温度依
存性に関するデータを図面に示す。
MeDDM Nidimethyldiaminodiphenylmethane Me
DDS Nidimethyldiaminodiphenylsulfone DI
CY: Dicyandiamide In addition, data regarding the temperature dependence of tackiness of prepregs using the epoxy resin composition according to Example 2, the epoxy resin composition of Comparative Example 4, and the epoxy resin composition of Comparative Example 6 as matrix resins are shown in the drawings. show.

図面から、比較例4のようにエポキシ樹脂の数平均分子
量及び重量平均分子量と数平均分子量の比が本発明の範
囲外のものは温度の上昇と共にタック値が低下し、プリ
プレグの粘着性が極端に変化するので操業性が悪いこと
が分る。また、比較例6のようにエポキシ樹脂の数平均
分子量が700を越えると、たとえ重量平均分子量と数
平均分子量が1.3〜3.0の範囲内にあっても、温度
の上昇と共にプリプレグが堅くなり、プリプレグの取扱
い性が悪くなることが理解される。
From the drawings, it can be seen that when the number average molecular weight of the epoxy resin and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight are outside the range of the present invention, as in Comparative Example 4, the tack value decreases as the temperature rises, and the tackiness of the prepreg becomes extremely high. It can be seen that the operability is poor because the temperature changes to . Furthermore, when the number average molecular weight of the epoxy resin exceeds 700 as in Comparative Example 6, even if the weight average molecular weight and number average molecular weight are within the range of 1.3 to 3.0, the prepreg deteriorates as the temperature rises. It is understood that the prepreg becomes hard and becomes difficult to handle.

これに対して、本発明(実施例2)のエポキシ樹脂をマ
トリクスとしたプリプレグは温度が変化してもタック値
はその適正レベルである200〜300gの範囲内にあ
り、その保存性や作業性が良好であることが分る。
In contrast, the tack value of the prepreg using the epoxy resin matrix of the present invention (Example 2) remains within the appropriate level of 200 to 300 g even when the temperature changes, and its storage stability and workability are It can be seen that the results are good.

なお、タック値は、溶融樹脂を紙上に30癖程度コーテ
ィングしたサンプルを1cm幅の短冊上にカットし、こ
のものをタック測定機(東洋精機■製ビクマタック)の
上下2ケのサンプルホールダーに固定し数秒押し付けた
後、一定スピード(20mm/分)で剥離し、その際の
応力をサンプルのタック値とした。
To measure the tack value, cut a sample of paper coated with molten resin to approximately 30 degrees and cut it into a 1 cm wide strip, and fix this in the upper and lower two sample holders of a tack measuring machine (Bikmatack manufactured by Toyo Seiki). After pressing for several seconds, it was peeled off at a constant speed (20 mm/min), and the stress at that time was taken as the tack value of the sample.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如くに構成される本発明に係るエポキシ樹
脂組成物は、該組成物にて得られたエポキシ樹脂硬化物
が、耐熱性、弾性率、硬度、および耐薬品性に優れると
共に、特に靭性、可撓性。
The epoxy resin composition according to the present invention configured as described above has a cured epoxy resin product obtained from the composition that has excellent heat resistance, elastic modulus, hardness, and chemical resistance, and particularly has excellent toughness. , flexible.

衝撃強度に優れ、破断強度、熱衝撃に対するクラック性
、密着性、接着性にも優れたものである。
It has excellent impact strength, breaking strength, crack resistance against thermal shock, adhesion, and adhesion.

このものを含有するプリプレグは高温下はもとより常温
あるいはそれ以下の温度下においても優れたタック性及
びドレープ性を示し、しかもこれらの性状が広い温度範
囲に亘って安定に持続するので5作業性や保存安定性が
飛躍的に増大する。
Prepreg containing this material exhibits excellent tack and drape properties not only at high temperatures but also at room temperature or lower temperatures, and these properties remain stable over a wide temperature range, resulting in excellent workability and excellent drape properties. Storage stability increases dramatically.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明に係るエポキシ樹脂組成物と比較例に係る
エポキシ樹脂組成物をマトリクス樹脂としたプリプレグ
のタック値とタック安定性(タック値の温度依存性)に
ついて比較したグラフである。 特許出願人 東亜燃料工業株式会社
The drawing is a graph comparing the tack value and tack stability (temperature dependence of tack value) of prepregs using the epoxy resin composition according to the present invention and the epoxy resin composition according to a comparative example as matrix resins. Patent applicant Toa Fuel Industries Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ビスフェノールA系エポキシ樹脂とエポキシ樹脂
硬化剤とを含有し、前記ビスフェノールA系エポキシ樹
脂は、数平均分子量が450〜700であり、かつその
重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/
数平均分子量)が1.3〜3.0であり、前記エポキシ
樹脂硬化剤は、下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Xは▲数式、化学式、表等があります▼、▲数
式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等
があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲
数式、化学式、表等があります▼、−S−、−O−、▲
数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表
等があります▼及び▲数式、化学式、表等があります▼
から選ばれ;R′、R″はH、低級アルキル基及びフェ
ニル基から選ばれる基であり、;Y、Y′はH、低級ア
ルキル基及び電子吸引性基から選ばれる基であり、;R
はH及び低級アルキル基から選ばれる基であり、;m、
nは1〜4の整数であり置換基の数を表わす。)で示さ
れるエポキシ樹脂硬化剤であることを特徴とするエポキ
シ樹脂組成物。
(1) Contains a bisphenol A-based epoxy resin and an epoxy resin curing agent, and the bisphenol A-based epoxy resin has a number average molecular weight of 450 to 700, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average Molecular weight/
The epoxy resin curing agent has a number average molecular weight of 1.3 to 3.0, and the epoxy resin curing agent has the following general formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (In the formula, X is ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc.) ▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼,▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼,▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼,▲
There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, -S-, -O-, ▲
There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ and ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼
R' and R'' are groups selected from H, lower alkyl groups and phenyl groups; Y and Y' are groups selected from H, lower alkyl groups and electron-withdrawing groups;
is a group selected from H and lower alkyl groups; m,
n is an integer of 1 to 4 and represents the number of substituents. ) An epoxy resin composition characterized by being an epoxy resin curing agent represented by:
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