JPH0284442A - アラミド繊維で補強されたエポキン樹脂およびアラミド繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は繊維とエポキシ樹脂間の付層が改良式れている
、アラミド繊維−補強エボキシ樹脂に関する。

従来の技術 繊維結合材料では、それによシ繊維結合部分の機械的特
性が明らかに影響されるので、繊維とマトリックスの間
の境界面での付清か主要な問題である。境界面は外部か
らの全ての力もまた異なる熱膨張係数および硬化＠衰に
よシ惹起される、内部の力も受入れかつ移さなけれはな
らをい。繊維表面と樹脂間の付着品質および機械的特性
の改良のためにしばしばたとえはがラス繊維を付着媒介
物として使用する。アラミド繊維の付着の改良のために
これまで作用性の剤は公知にされていない。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は繊維とエポキシ樹脂間の付着を改良する
、アラミド繊維−補強エポキシ樹脂である。

問題点を解決するための手段 本発明の対象は、アラミド繊維が表面で一般式 ％式％） 〔式中Ｒ１はハロゲンまたはアルキル、アルケニル、ア
ミン、メルカプト、アセトヤシ、エボ中シ、メタクリル
オキシ、２〜６の炭素原子を有するアル中ル鎖によシケ
イ素原子と結合されている、「−アシル−尿Ｘ（ｎ＝２
〜６）から成る群から選択され次有機基を表わし、Ｒは
１〜４の炭素原子ｔ−有するアルキル基、殊にメチルま
九はエチルを表わしかっＸは１〜６、有利に１〜４の数
に相当する〕のオルガノシランでう 処理されることを特徴とする、六ド繊維−桶強エボキシ
樹脂である。Ｒ１は有利にハロゲンとして塩素、アルキ
ルとしてメチルまたはエチル（ｎ＝２）、フルケニルト
シてビニレン、２−フロベニル、シクロへ卑セニル、Ｎ
′−アシルまたは分枝餉アルキルＣ１〜ｃ、　、Ｒ３：
水素、直＠または分枝佃アルキル０１〜Ｃ６、（２−メ
トキシ）エチル、アリール、殊にフェニル）（ｙ＝１ま
たは２または３およびＤ　：　−ＣＨ２−ＮＦ１２）、
西ドイツ国特許出願公開第３５２４２１５．９号明細書
によシ製造できる化合物、を表わす。

有利に使用される式（Ｉｌ）による硫黄官能性オルがフ
シランは特にｘ＝１〜４およびｎ＝３である化合物１．
殊に （ＣＨ３０）３Ｓｉ−（ＣＨ２）３−８−（ＣＨ２）３
−８ｉ（ＯＣＨ３）３である。

エポキシ樹脂は、平均して分子毎に１つよシ多いエポキ
シ樹脂を有する、高分子物質を表わす。この官能性基は
たとえは多価のアルコール、多塩基性酸ないし酸無水物
まｆｃは多官能性アミンのような他の化合物の反応性水
素原子と反応する。エボ中シ基含有樹脂は上記化合物と
多付加反応で反応する。その後架檎嘔れた、耐融できな
い生成物、いわゆるデュロプラストが得られる。エポキ
シ樹脂の反応はしかしオキシラン環への付加に限られな
い。樹脂は同じく開演性に重合されるかまたはたとえば
脂肪酸でエステル化される。

たとえばアミンのよりなＨ−活性化合物の付加はヒドロ
キシアミンの形成下に進行する。使用される樹脂系Ｌ２
０およびＳＬは低粘性の、完全反応性ビスフェノールへ
−樹脂および脂肪族のシアミン−硬化剤から成シおよび
高度に負荷された化合物構成部分の製造のために非常に
良好に適している。一連のＳＬ硬化剤との結合で樹脂は
滴下時間および粘性に関し所望によシ適合される。

本発明の対象は同様にアラミド繊維織物を５〜４０℃、
殊に２０〜２５°Ｃで式（１）まｆｃは（ｎ）によるオ
ルガノシランを浴液の総量に関し０．０１〜１０、有利
に０．０１〜１’！ｊｉ％含有する、有礪浴剤中へ浸漬
することを特徴とする、アラミド繊維の表面処理方法で
ある。＃剤としてたとえば水ま念はアルコール、殊にメ
タノール、エタノール、石油エーテル、イソプロパツー
ル、クリスタルオイル（Ｋ１１ｓｔａｌｌｏｅｌ　）　
、ベンゾンのような極性化合物が好適である。

１〜１２０分間の浸漬時間後織物を室温でまたＦ１７０
℃までの高められた温度で予備乾燥しかつその後有利に
０．１〜１５時間かかる、６０〜１２０°Ｃでの処理が
引続く。

本発明の対象は同じく処理された繊維に対し０．０１〜
１０、殊に０．０１〜１．０１量係のオルガノシラン含
Ｊｉｌｔ−有する、この方法で得られたアラミド繊維に
関する。

補強されたエポキシ樹脂中の繊維の１景配分は４０〜６
０、有利に５０〜５１１ｔ％になる。

驚異的にも、オルガノシランでのアラミド繊維の前処理
は結果としてエポキシ樹脂中の付着の改良を生じること
が見出された。これは曲げ−ｐよひドラム剥Ｍ試軟の進
行でも、先行する乾式−また湿式貯蔵でも示された。

プラスチック中でのその付着が既に以前からオルがノシ
ランで改良される、がラス繊維とは反対に、アラミド繊
維はその化学的分解に基づきＯＨ−官能性固形物表面を
有さすかつそれによりまた繊維とオルガノシラン間にシ
ｒ：Ｊ中サン結合が生じるべきでないので、これは企図
され危かった。

使用嘔れる物ＩＸ： アラミド繊維織物（Ｉｎｔｅｒｇｌａｓ社／Ｕ１ｍ在）
（表１） 品質　　　　　　　　　　　　　９８６１０！ｆｆ１ｉ
／ｍ、）　＋／’〜５％　　　　　　１７０繊維数／ｃ
＋ｎ　　　　　　　　　　　２０ｘ２０縦糸材料　ｔａ
ｘ　　　　　　　　　　　４２横糸材料　ｔｅｘ　　　
　　　　　　　４２厚さ−）　ＤＩＮ　５３８５５　　
　　　　　０．３５結合　　　　　　　　　　　Ａｔ１
ａｓ　１／７（表２） 樹脂Ｌ　２０ 特性 密度２０℃ 粘度２５°Ｃ エポキシ当量 硬化剤ＳＬ 特性 密度２０℃ 粘度２５℃ Ｌ２０１０１ＭＴに 対する混合比 単位 ｆ！／ｃ、＊” ｍＰａ　×ｓｅｃ ｇ／当量 単位 ＆／ｃｍ３ ｍｐａ　ｘ　５ｅａ ９／当量 （）Ｔ 値 １．１５＋　／　−０，０１ ９００＋　／　−１５０ １７９＋　／　−４ 値 ０．９５＋　／　−０，０２ ８５＋　／　−１０ 使用されるオルがノシラン： 表６ コード　　　　　　構　造　式 ％式％ １：＃剤：石油エーテル ２：浴剤：水 記載なし：浴剤　石油エーテル 試験実施 シランの塗布 未処理の織物を標準試料大きさおよび試料数に依存して
、必要な程度特別なはさみで切って形ｔ−整えた。この
際長く圧延嘔れた繊維は織物の表面で試験体長手方向へ
伸びることに配慮した。引続き水まｆｃは石油エーテル
中の０．５％のシラン浴液を製造した。その後２２°Ｃ
の室温および６３％の相対湿度で６０分間ならひに１２
０００で熱循環炉中１２０分間の乾燥時間を伴う、浴液
中３０分間の浸漬時間が引続いた。最初の乾燥相の間シ
ラン化された織物を吸い収シ紙上に置いた。

試験体 強ち試験はａ）２２°Ｃおよび６６％の相対湿度で貯蔵
された（乾式貯Ｍ）試験体およびｂ）１００’Ｃで２時
間蒸留水中で煮沸ちれた（湿式貯蔵）試験体を包含した
。この湿式貯蔵された試験体は試験前に吸い取シ紙上で
乾燥され、室温に冷却てれかつ直接引続ぎ試験ちれた。

エポキシ樹脂および硬化剤を１００：３４（重量部）の
混合比で調合した。補強された樹脂中の繊維の重量配分
は５０．５重ｆｌｉ−係になった。

ドラム剥離試験（ＤＩＮ　５３２９５による）試験板の
寸法は２８０Ｘ２３０Ｘ２（龍）になった。試験板から
４つの試験体を切断し、これを室温で貯蔵した。積層体
を圧縮機中で次の条件下に硬化した： 予備硬化二　７０°Ｃ／２時間 温度設定：１２０°Ｃ／８時間 ２闘の均一な積層体厚さのために圧縮の際間隔範囲に注
意した。

剥離試験の際積層体はローラーにより曲げ負荷にかけら
れるので、これＶｉ衝脂−硬化剤系Ｌ２０ＶＥ２７７８
での硬化のために８鶴の厚さのアルミニウム板に接着さ
れかつ次の条件で十分に硬化される： 予備硬化＝２５℃／　３時間 温度設定＝６０°Ｃ／１５時間 後に温度循環（Ｔｅｍｐｅｒｚｙｋｌｕｓ　）　　の除
虫じる緊張を避けるために、アルミニウム薄板を前もっ
て６０℃に予熱する。この所望でない緊張はアルミニウ
ムおよび樹脂系の異なる熱膨張係数により惹起される。

表４ ドラム剥離試験によシ確定された剥離モーメント（乾式
貯蔵後） した。これから試験体数、縁切断および試験板の切断片
を考慮して１８０　Ｘ　１５０　Ｘ　４　（ｍ＋）の寸
法が生じた。試験板はその際乾式貯蔵および湿式貯蔵の
ためにそのつど６つの試験体を有する。試験進行はＤＩ
Ｎ　５３４５２に相当しかつ２２℃の室温および６６％
の相対湿度で実施した。試験板から試験体を切断した。

全ての切断曲げ試験（ＤＩＮ　５３５４２による）標準
試験体は８０　Ｘｌ　０　Ｘ　４　（Ｊｌｎ）の寸法を
有引つ張シ試験ＣＤＩＮ　５３４５５による）試験板は
乾式貯蔵のためにそのつど４つの試験体を有する。試験
板大きさは１８０Ｘ７５Ｘ２　（１１！ｌ）であった。

試験板から１７０Ｘ１５Ｘ２（ｙｒｍ）の大きさを有す
る試験体を分離した。さらに３５　Ｘ　１５　ｘ　１　
（ＭｌＲ）の寸法を有する、カ５．Ｘ繊維補強されたプ
ラスチック（（）ＦＫ）から成る補強をそのつど両側で
アラミド積層体の上部および下部の縁に接層しｆｃ　（
樹脂−硬化剤系：Ｌ２０ＶＥ２７７８　　硬化：６０°
Ｃ／１５時１”ｉ＋　）。

それによＪ）１００＋ｉの試験長さが生じた。Ｃ）ＦＫ
−補強は均一が力の導入を保証するために、片側で固定
された。

表６ 引つ張シカおよび引つ張シ応カの、９ 験によシ確定された値 つ張シ試

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アラミド繊維が表面で一般式 Ｒ＾１−（ＣＨ＿２）＿ｎ−Ｓｉ（ＯＲ）＿３（ I ）
   またはＳ＿ｘ（（ＣＨ＿２）＿ｎ−Ｓｉ（ＯＲ）＿３）
   ＿２（II）〔式中Ｒ＾１はハロゲンまたはアルキル、ア
   ルケニル、アミノ、メルカプト、アセトキシ、エポキシ
   、メタクリルオキシおよび窒素原子に２〜６の炭素原子
   （ｎ＝２〜６）を有するアルキル鎖により結合されてい
   る、Ｎ−アシル−尿素から成る群から選択された有機基
   を表わし、Ｒは１〜４の炭素原子を有するアルキル基を
   表わし、かつｘは１〜６の数を表わす〕のオルガノシラ
   ンで処理されたことを特徴とする、アラミド繊維で補強
   されたエポキシ樹脂。 ２、一般式（ I ）または（II）： Ｒ＾１（ＣＨ＿２）＿ｎ−Ｓｉ（ＯＲ）＿３（ I ）ま
   たはＳ＿ｘ（（ＣＨ＿２）＿ｎ−Ｓｉ（ＯＲ）＿３）＿
   ２（II）〔式中Ｒ＾１はハロゲンまたはアルキル、アル
   ケニル、アミノ、メルカプト、アセトキシ、エポキシ、
   メタクリルオキシおよび窒素原子に２〜６の炭素原子（
   ｎ＝２〜６）を有するアルキル鎖により結合されている
   、Ｎ−アシル−尿素から成る群から選択された有機基を
   表わし、Ｒは１〜４の炭素原子を有するアルキル基を表
   わし、かつｘは１〜６の数を表わす〕のオルガノシラン
   で処理されかつ繊維に対し０．０１〜１０重量％のオル
   ガノシラン含量を有することを特徴とする、エポキシ樹
   脂の補強のためのアラミド繊維。