JPH04178439A - 軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料 - Google Patents
軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料Info
- Publication number
- JPH04178439A JPH04178439A JP30659590A JP30659590A JPH04178439A JP H04178439 A JPH04178439 A JP H04178439A JP 30659590 A JP30659590 A JP 30659590A JP 30659590 A JP30659590 A JP 30659590A JP H04178439 A JPH04178439 A JP H04178439A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- weight
- composite material
- lightweight composite
- composite materials
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
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。
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、微小中空球体、発泡剤および硬化剤を含有す
る軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、これをシート状
に成形した中間材ならびに中間材を成形して得られる複
合材料に関する。
る軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、これをシート状
に成形した中間材ならびに中間材を成形して得られる複
合材料に関する。
[従来の技術]
近年、高層建築物が多数建設され、その際高層部では内
装部分に軽量材料の使用が望まれている。
装部分に軽量材料の使用が望まれている。
また、航空機の利用が年々増加していることから、輸送
効率を上げるためその軽量化が望まれている。
効率を上げるためその軽量化が望まれている。
特に、最近のようにエネルギー価格が上昇してくると、
軽量化が大幅に燃料費を低減できるため、その効果は大
きい。
軽量化が大幅に燃料費を低減できるため、その効果は大
きい。
一方、テニス、ゴルフ、スキー等の参加入口の増加は著
しく、スポーツの種類が多様化すると共に、用具の高級
化、軽量化が目立ってきた。婦人層および高齢者層の増
加により、特に軽量化が重要になりつつある。
しく、スポーツの種類が多様化すると共に、用具の高級
化、軽量化が目立ってきた。婦人層および高齢者層の増
加により、特に軽量化が重要になりつつある。
従来から積層物の内部コア材として、フェノール樹脂、
硬質発泡ポリウレタン、各種ビニルフオーム等を反応時
に発泡させたり発泡剤を利用する方法等がある。また、
微小中空球体を樹脂に分散させたものも各種の用途に使
用されてきた。しかしながら、発泡を利用したものは強
度が十分ではなく、微小中空球体を使用したものは軽量
化には不十分であった。
硬質発泡ポリウレタン、各種ビニルフオーム等を反応時
に発泡させたり発泡剤を利用する方法等がある。また、
微小中空球体を樹脂に分散させたものも各種の用途に使
用されてきた。しかしながら、発泡を利用したものは強
度が十分ではなく、微小中空球体を使用したものは軽量
化には不十分であった。
[発明が解決しようとする課題]
本発明は、このような状況に鑑み、高層建築物の内装材
、航空機の内装材およびスポーツ用品材料等について、
強度を保持しつつ軽量化を図るための検討を行ない、特
に内部コア材等の軽量材料用樹脂組成物、これを用いた
シート状中間材および複合材料を提供することを目的と
する。
、航空機の内装材およびスポーツ用品材料等について、
強度を保持しつつ軽量化を図るための検討を行ない、特
に内部コア材等の軽量材料用樹脂組成物、これを用いた
シート状中間材および複合材料を提供することを目的と
する。
[課題を解決するための手段]
本発明者らは上記の目的に沿って鋭意検討した結果、エ
ポキシ樹脂に微小中空球体、発泡剤および硬化剤を併用
添加することにより、平板から複雑な形状のものまで容
易に積層でき、他のプリプレグと共架橋(cm−cur
e)が可能であり、しかも高強度でかつ軽量な組成物が
得られることを見出し、さらにこれをシート状またはフ
ィルム状にした中間材および中間材を成形して得られる
複合材料の成形法を見出し、本発明に到達した。
ポキシ樹脂に微小中空球体、発泡剤および硬化剤を併用
添加することにより、平板から複雑な形状のものまで容
易に積層でき、他のプリプレグと共架橋(cm−cur
e)が可能であり、しかも高強度でかつ軽量な組成物が
得られることを見出し、さらにこれをシート状またはフ
ィルム状にした中間材および中間材を成形して得られる
複合材料の成形法を見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は(A)エポキシ樹脂、(B)微小中
空球体、(C)発泡剤、(D)硬化剤および(E)硬化
促進剤からなる軽量複合材料用樹脂組成物を提供するも
のである。
空球体、(C)発泡剤、(D)硬化剤および(E)硬化
促進剤からなる軽量複合材料用樹脂組成物を提供するも
のである。
また、本発明は上記樹脂組成物をシート状にした複合材
料用中間材および該中間材を成形して得られる複合材料
を提供するものである。
料用中間材および該中間材を成形して得られる複合材料
を提供するものである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
本発明に用いる(A)エポキシ樹脂としては、液状エポ
キシ樹脂および/または固体エポキシ樹脂が挙げられ、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型
エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
タレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミ
ン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂
、脂環式エポキシ樹脂、トリス(グリシジルエーテルフ
ェニル)メタン、カルボキシル化ブタジェン−アクリロ
ニトリルゴム変性エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂を
用いることができ、またこれらの2種以上のエポキシ樹
脂の混合物を用いることができる。
キシ樹脂および/または固体エポキシ樹脂が挙げられ、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型
エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
タレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミ
ン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂
、脂環式エポキシ樹脂、トリス(グリシジルエーテルフ
ェニル)メタン、カルボキシル化ブタジェン−アクリロ
ニトリルゴム変性エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂を
用いることができ、またこれらの2種以上のエポキシ樹
脂の混合物を用いることができる。
更に、エポキシ樹脂の靭性を向上させるため、各種のプ
ラスチックおよびゴム等を添加することができる。
ラスチックおよびゴム等を添加することができる。
例えば、プラスチックとしてはポリカーボネート、ポリ
エーテルスルホン、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマ
ール、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレ
ート等がある。ゴム類としてはブタジェン−アクリロニ
トリルゴム、スチレン−ブタジェンゴム、アクリロニト
リル−ブタジェン−スチレン樹脂、シリコーン樹脂等が
ある。
エーテルスルホン、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマ
ール、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレ
ート等がある。ゴム類としてはブタジェン−アクリロニ
トリルゴム、スチレン−ブタジェンゴム、アクリロニト
リル−ブタジェン−スチレン樹脂、シリコーン樹脂等が
ある。
また、さらに靭性を向上させるために、高分子の超微粒
子を添加することもできる。高分子超微粒子としてスチ
レン樹脂、ジビニルベンゼン樹脂、スチレン−ジビニル
ベンゼン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、
ベンゾグアナミン−メラミン共縮合樹脂、尿素樹脂、シ
リコーン樹脂、エチレン−アクリル酸共重合樹脂、メチ
ルメタクリレート樹脂、n−ブチルアクリレート樹脂、
アクリル−ウレタン樹脂、ナイロン樹脂等がある。
子を添加することもできる。高分子超微粒子としてスチ
レン樹脂、ジビニルベンゼン樹脂、スチレン−ジビニル
ベンゼン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、
ベンゾグアナミン−メラミン共縮合樹脂、尿素樹脂、シ
リコーン樹脂、エチレン−アクリル酸共重合樹脂、メチ
ルメタクリレート樹脂、n−ブチルアクリレート樹脂、
アクリル−ウレタン樹脂、ナイロン樹脂等がある。
(A)エポキシ樹脂の使用量は、組成物100重量部に
つき50〜95重量部である。使用量が50重量部未満
では、樹脂組成物の粘度が高くなって混合性に問題を生
じ、また95重量部を超えるときは、軽量化が不十分で
あるためいずれも好ましくない。
つき50〜95重量部である。使用量が50重量部未満
では、樹脂組成物の粘度が高くなって混合性に問題を生
じ、また95重量部を超えるときは、軽量化が不十分で
あるためいずれも好ましくない。
本発明に使用する(B)微小中空球体としては、ガラス
、アルミナシリケート、セラミック、カーボン等の無機
質系およびフェノール樹脂、塩化ビニリデンーアクリロ
ニトリル共重合体、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂等の有機質系のものが挙げられる。この中で特に
、強度および軽量化の点でガラス微小中空球体が好まし
い。微小中空球体のサイズは特に限定するものではない
が、粒径範囲10〜200μm1好ましくは80〜12
0μmが用いられる。更に好ましくは、粒径範囲80〜
120μmのものと20〜50μmのものとをブレンド
したものであり、これによって強度の向上を図ることが
できる。厚さ1−以下のエポキシ樹脂組成物フィルム用
には、粒径範囲5〜50μmのガラス微小中空球体が好
ましい。また、ガラス微小中空球体を用いる場合、マト
リックス樹脂との界面接着強度を高め、物性を向上させ
るため、シランカップリング剤を使用することは有効で
ある。シランカップリング剤としては、β−(3,4−
エポキシシクロヘキシル)−エチルトリメトキシシラン
、γ−グリンドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
クロロプロピルトリメトキシシラン等がある。
、アルミナシリケート、セラミック、カーボン等の無機
質系およびフェノール樹脂、塩化ビニリデンーアクリロ
ニトリル共重合体、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂等の有機質系のものが挙げられる。この中で特に
、強度および軽量化の点でガラス微小中空球体が好まし
い。微小中空球体のサイズは特に限定するものではない
が、粒径範囲10〜200μm1好ましくは80〜12
0μmが用いられる。更に好ましくは、粒径範囲80〜
120μmのものと20〜50μmのものとをブレンド
したものであり、これによって強度の向上を図ることが
できる。厚さ1−以下のエポキシ樹脂組成物フィルム用
には、粒径範囲5〜50μmのガラス微小中空球体が好
ましい。また、ガラス微小中空球体を用いる場合、マト
リックス樹脂との界面接着強度を高め、物性を向上させ
るため、シランカップリング剤を使用することは有効で
ある。シランカップリング剤としては、β−(3,4−
エポキシシクロヘキシル)−エチルトリメトキシシラン
、γ−グリンドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
クロロプロピルトリメトキシシラン等がある。
(B)微小中空球体の使用量は、組成物100重量部に
つき5〜35重量部である。使用量が5重量部未満では
、軽量化が不十分てあり、また35重量部を超えるとき
は、樹脂組成物の混合性が不十分であるためいずれも好
ましくない。
つき5〜35重量部である。使用量が5重量部未満では
、軽量化が不十分てあり、また35重量部を超えるとき
は、樹脂組成物の混合性が不十分であるためいずれも好
ましくない。
本発明で用いられる(C)発泡剤としては、アゾビスイ
ソブチロニトリル(AIBN) 、アゾジカルボンアミ
ド(ADCA) 、アゾビスホルムアミド(ABFA)
、ジアゾアミノベンゼン(DAB)等のアゾ系、N、N
−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、N
、 N’−ジメチル−N、 N’−ジニトロソテレフタ
ルアミド等のニトロソ系、ベンゼンスルホニルヒドラジ
ド(BSH)、トルエンスルホニルヒドラジド(TSH
)、p、 p’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒド
ラジド)(0BSH)等のヒドラジド系が挙げられる。
ソブチロニトリル(AIBN) 、アゾジカルボンアミ
ド(ADCA) 、アゾビスホルムアミド(ABFA)
、ジアゾアミノベンゼン(DAB)等のアゾ系、N、N
−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、N
、 N’−ジメチル−N、 N’−ジニトロソテレフタ
ルアミド等のニトロソ系、ベンゼンスルホニルヒドラジ
ド(BSH)、トルエンスルホニルヒドラジド(TSH
)、p、 p’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒド
ラジド)(0BSH)等のヒドラジド系が挙げられる。
また、硬化の際、加熱によりガスが発生するもの、すな
わち脂肪族炭化水素、アルコール類、ケトン類、ハロゲ
ン類等の有機溶剤および炭酸アンモニウム、重炭酸アン
モニウム等の無機塩類が使用できる。
わち脂肪族炭化水素、アルコール類、ケトン類、ハロゲ
ン類等の有機溶剤および炭酸アンモニウム、重炭酸アン
モニウム等の無機塩類が使用できる。
なかでもアゾジカルボンアミドおよびトルエンスルホニ
ルヒドラジドが混合性の点で好ましい。
ルヒドラジドが混合性の点で好ましい。
(C)発泡剤は、組成物100重量部につき0.1〜1
5重量部が添加される。添加量が0.1重量部未満では
、発泡の効果が少なく、また15重量部を超えるときは
、発泡量が大き過ぎ、成形性に問題を生ずるためいずれ
も好ましくない。
5重量部が添加される。添加量が0.1重量部未満では
、発泡の効果が少なく、また15重量部を超えるときは
、発泡量が大き過ぎ、成形性に問題を生ずるためいずれ
も好ましくない。
また発泡剤の分解温度、発生ガス量、発泡速度等は、発
泡助剤を添加することにより調整できる。
泡助剤を添加することにより調整できる。
発泡助剤としては、亜鉛華、硝酸亜鉛、三塩基性リン酸
鉛、金属石鹸、ホウ砂、蓚酸、尿素等の発泡促進剤、ハ
イドロキノン等の発泡抑制剤も併用できる。
鉛、金属石鹸、ホウ砂、蓚酸、尿素等の発泡促進剤、ハ
イドロキノン等の発泡抑制剤も併用できる。
本発明で使用される(D)硬化剤としては、例えばジシ
アンジアミドが挙げられる。その他の硬化剤としては、
o−1リルビグアニド、2,6−キシレニルビグアニド
、フェニルビグアニド、p−クロロフェニルビグアニド
等も用いられる。
アンジアミドが挙げられる。その他の硬化剤としては、
o−1リルビグアニド、2,6−キシレニルビグアニド
、フェニルビグアニド、p−クロロフェニルビグアニド
等も用いられる。
(D)硬化剤は、組成物100重量部につき0.5〜1
0重量部が添加される。添加量が0.5重量部未満では
、十分な硬化物が得られず、また10重量部を超えると
きは、発熱量が大き過ぎて成形性に問題があるためいず
れも好ましくない。
0重量部が添加される。添加量が0.5重量部未満では
、十分な硬化物が得られず、また10重量部を超えると
きは、発熱量が大き過ぎて成形性に問題があるためいず
れも好ましくない。
本発明で使用される(E)硬化促進剤としては、3−フ
ェニル−1,1−ジメチルウレア、3−p−クロロフェ
ニル−1,1−ジメチルウレア、3−(3,4−ジクロ
ロフェニル)−1,1−ジメチルウレア等が挙げられる
。また、BF、モノエチルアミン、BCQ、モノエチル
アミン等も用いることができる。
ェニル−1,1−ジメチルウレア、3−p−クロロフェ
ニル−1,1−ジメチルウレア、3−(3,4−ジクロ
ロフェニル)−1,1−ジメチルウレア等が挙げられる
。また、BF、モノエチルアミン、BCQ、モノエチル
アミン等も用いることができる。
(E)硬化促進剤は、組成物100重量部につき0.5
〜10重量部が添加される。添加量が0.5重量部未満
では、十分な硬化物が得られず、また10重量部を超え
るときは、発熱量が大き過ぎて成形性に問題があるため
いずれも好ましくない。
〜10重量部が添加される。添加量が0.5重量部未満
では、十分な硬化物が得られず、また10重量部を超え
るときは、発熱量が大き過ぎて成形性に問題があるため
いずれも好ましくない。
本発明では、その他の添加物として反応稀釈剤、各種フ
ィラー、可塑剤、整泡剤、増粘剤、着色剤等を混合する
こともできる。
ィラー、可塑剤、整泡剤、増粘剤、着色剤等を混合する
こともできる。
本発明による軽量複合材樹脂組成物の製造は、次のよう
にして行なわれる。
にして行なわれる。
すなわち、軽量複合材樹脂組成物の製造における重要な
工程は、1)配合物の添加順序および2)混合方法であ
る。エポキシ樹脂、微小中空球体、発泡剤、硬化剤およ
び硬化促進剤を混合するに際し、まずエポキシ樹脂を8
0〜200°Cで加熱溶融し、粘度が低下してから微小
中空球体を添加する。均一に混合して、混合物を60〜
80°Cまで冷却後、あらかじめ液状のエポキシ樹脂と
混合した発泡剤、硬化剤および硬化促進剤を手早く添加
し、その後、配合物を急冷する。
工程は、1)配合物の添加順序および2)混合方法であ
る。エポキシ樹脂、微小中空球体、発泡剤、硬化剤およ
び硬化促進剤を混合するに際し、まずエポキシ樹脂を8
0〜200°Cで加熱溶融し、粘度が低下してから微小
中空球体を添加する。均一に混合して、混合物を60〜
80°Cまで冷却後、あらかじめ液状のエポキシ樹脂と
混合した発泡剤、硬化剤および硬化促進剤を手早く添加
し、その後、配合物を急冷する。
混合方法については、微小中空球体のように剪断力を加
え過ぎると容易に破壊する固体の場合、混合時の粘度お
よび剪断速度の調節が重要である。
え過ぎると容易に破壊する固体の場合、混合時の粘度お
よび剪断速度の調節が重要である。
混合時の粘度は500〜25,000 cps程度がよ
(、好ましくは800〜13,000 cpsが用いら
れる。粘度が低過ぎると、シート状に成形したときべた
ついたり、流動したりする。また、粘度が高過ぎると、
均一に混合し難く、微小中空球体が破壊するので好まし
くない。
(、好ましくは800〜13,000 cpsが用いら
れる。粘度が低過ぎると、シート状に成形したときべた
ついたり、流動したりする。また、粘度が高過ぎると、
均一に混合し難く、微小中空球体が破壊するので好まし
くない。
剪断力の小さい混合機としては、プラネタワーミキサー
、2軸型ニーダ−およびスタチックミキサー等が挙げら
れる。プラネタリ−ミキサーおよびニーダ−は変速機付
きが好ましい。特に、粘度が高い場合に剪断力が大きい
と、発熱が起こり反応が進行して、樹脂の粘度が増加し
たり発泡したりする。剪断力が小さいときには、混合が
不十分なため微小中空球体、発泡剤、硬化剤および硬化
促進剤が不均一となり、十分な物性が得られない。
、2軸型ニーダ−およびスタチックミキサー等が挙げら
れる。プラネタリ−ミキサーおよびニーダ−は変速機付
きが好ましい。特に、粘度が高い場合に剪断力が大きい
と、発熱が起こり反応が進行して、樹脂の粘度が増加し
たり発泡したりする。剪断力が小さいときには、混合が
不十分なため微小中空球体、発泡剤、硬化剤および硬化
促進剤が不均一となり、十分な物性が得られない。
このようにして得られた難燃性軽量複合材料用樹脂組成
物は、そのまま加温した押出機、注入機等により、例え
ば炭素繊維製中空パイプ、複雑構造部内に注入充填して
、加熱硬化することにより、軽量複合材料として使用す
ることができる。
物は、そのまま加温した押出機、注入機等により、例え
ば炭素繊維製中空パイプ、複雑構造部内に注入充填して
、加熱硬化することにより、軽量複合材料として使用す
ることができる。
軽量複合材料用樹脂組成物の中間材であるシートまたは
フィルム(複合材料用単体中間材)の製造方法には各種
あるが、代表的なものとしてカレンダーコーター、リバ
ースロールコータ−およびナイフオーバーロールコータ
−等を使用して行われる。塗工厚さとしては、0.1〜
5−程度が好ましい。被塗工材としては、剥離紙が一般
に使用されるが、プラスチック等のフィルムも使用でき
る。
フィルム(複合材料用単体中間材)の製造方法には各種
あるが、代表的なものとしてカレンダーコーター、リバ
ースロールコータ−およびナイフオーバーロールコータ
−等を使用して行われる。塗工厚さとしては、0.1〜
5−程度が好ましい。被塗工材としては、剥離紙が一般
に使用されるが、プラスチック等のフィルムも使用でき
る。
また、被覆材として剥離紙およびポリエチレン等のフィ
ルムが使用できる。更に、上記の複合材料用単体中間体
としてのシートまたはフィルムを、ガラススクリムクロ
ス、ガラスマット、不織布等により補強し、補強中間材
として使用することができる。
ルムが使用できる。更に、上記の複合材料用単体中間体
としてのシートまたはフィルムを、ガラススクリムクロ
ス、ガラスマット、不織布等により補強し、補強中間材
として使用することができる。
このようにして製造した複合材料用単体中間材または補
強中間材は、そのまま加熱して発泡状の軽量材として使
用できるが、更に炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維
、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、ポリエチレン
繊維、アルミナ繊維等を用いたプリプレグと一体成形さ
せることにより軽量複合材料として使用することができ
る。この場合に用いられるプリプレグは、特にエポキシ
樹脂と容易に共架橋するため好ましい。
強中間材は、そのまま加熱して発泡状の軽量材として使
用できるが、更に炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維
、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、ポリエチレン
繊維、アルミナ繊維等を用いたプリプレグと一体成形さ
せることにより軽量複合材料として使用することができ
る。この場合に用いられるプリプレグは、特にエポキシ
樹脂と容易に共架橋するため好ましい。
硬化物は、100〜200°Cの範囲で10分〜10時
間、好ましくは110〜130°Cで30分〜2時間加
熱することにより得られる。また、炭素繊維、ガラス繊
維等のプリプレグをあらかじめ硬化させて得た成形板と
上記複合材料用単体中間材または補強中間材とを貼付し
て加熱硬化することもできる。
間、好ましくは110〜130°Cで30分〜2時間加
熱することにより得られる。また、炭素繊維、ガラス繊
維等のプリプレグをあらかじめ硬化させて得た成形板と
上記複合材料用単体中間材または補強中間材とを貼付し
て加熱硬化することもできる。
中間材を成形して得られる複合材料を用いて積層構造と
するには、軽量複合材料用樹脂シートまたはフィルムを
コア材とするサンドイッチ構造が用いられるが、コア材
層の数に従って単層および多層に分けられる。更にサン
ドイッチ/’%イブリ・ラド構造、層間ハイブリッド構
造として使用することもできる。単層サンドイッチ構造
には、例えば、炭素繊維プリプレグ/軽量複合材料用樹
脂シート/炭素繊維プリプレグ、ガラス繊維プリプレグ
/軽量複合材料用樹脂シート/ガラス繊維プリプレグ等
がある。多層サンドイッチ構造には、例えば、炭素繊維
プリプレグ/軽量複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリ
プレグ/軽量複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリプレ
グ、ガラス繊維プリプレグ/軽量複合材料用樹脂シート
/ガラス繊維プリプレグ/軽量複合材料用樹脂シート/
ガラス繊維プリプレグ等がある。サンドイッチハイブリ
ッドには、例えば、炭素繊維プリプレグ/軽量複合材料
用樹脂シート/ガラス繊維プリプレグ、アラミド繊維プ
リプレグ/軽量複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリプ
レグ、炭素繊維ブリプレグーアラミドブリブレグ/軽量
複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリプレグ−ガラス繊
維プリプレグ等がある。
するには、軽量複合材料用樹脂シートまたはフィルムを
コア材とするサンドイッチ構造が用いられるが、コア材
層の数に従って単層および多層に分けられる。更にサン
ドイッチ/’%イブリ・ラド構造、層間ハイブリッド構
造として使用することもできる。単層サンドイッチ構造
には、例えば、炭素繊維プリプレグ/軽量複合材料用樹
脂シート/炭素繊維プリプレグ、ガラス繊維プリプレグ
/軽量複合材料用樹脂シート/ガラス繊維プリプレグ等
がある。多層サンドイッチ構造には、例えば、炭素繊維
プリプレグ/軽量複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリ
プレグ/軽量複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリプレ
グ、ガラス繊維プリプレグ/軽量複合材料用樹脂シート
/ガラス繊維プリプレグ/軽量複合材料用樹脂シート/
ガラス繊維プリプレグ等がある。サンドイッチハイブリ
ッドには、例えば、炭素繊維プリプレグ/軽量複合材料
用樹脂シート/ガラス繊維プリプレグ、アラミド繊維プ
リプレグ/軽量複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリプ
レグ、炭素繊維ブリプレグーアラミドブリブレグ/軽量
複合材料用樹脂シート/炭素繊維プリプレグ−ガラス繊
維プリプレグ等がある。
層間ハイブリッドには炭素繊維プリプレグ/軽量複合材
料用樹脂シート/ガラス繊維プリプレグ/軽量複合材料
用樹脂シート/炭素繊維プリプレグ等がある。
料用樹脂シート/ガラス繊維プリプレグ/軽量複合材料
用樹脂シート/炭素繊維プリプレグ等がある。
成形物は平板状、曲面状、管状、棒状等いずれでもよい
。
。
管状および棒状成形物の場合には、スキン層は炭素繊維
、アラミド繊維、ガラス繊維等のプリプレグ等を用い、
コア材に軽量複合材料用樹脂シートを中空状にまたは隙
間なく充填することにより軽量の成形物が得られる。そ
のほかの成形法として、炭素繊維、アラミド繊維、ガラ
ス繊維等のプリプレグをあらかじめ硬化した成形板と軽
量複合材料用樹脂シートを貼付して加熱硬化することも
できる。さらに炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等
の強化プラスチック板と硬化した軽量複合材料用樹脂シ
ートをフィルム状接着剤で加熱硬化することもできる。
、アラミド繊維、ガラス繊維等のプリプレグ等を用い、
コア材に軽量複合材料用樹脂シートを中空状にまたは隙
間なく充填することにより軽量の成形物が得られる。そ
のほかの成形法として、炭素繊維、アラミド繊維、ガラ
ス繊維等のプリプレグをあらかじめ硬化した成形板と軽
量複合材料用樹脂シートを貼付して加熱硬化することも
できる。さらに炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等
の強化プラスチック板と硬化した軽量複合材料用樹脂シ
ートをフィルム状接着剤で加熱硬化することもできる。
このように、軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物の中間
材であるシート状物は、平板から複雑形状まで容易に積
層でき、かつ他のプリプレグと共架橋させることにより
、構造接着剤と同様に使用することができ、しかも取扱
いが容易であり、より軽量で強度の大きい複合材料が得
られる。
材であるシート状物は、平板から複雑形状まで容易に積
層でき、かつ他のプリプレグと共架橋させることにより
、構造接着剤と同様に使用することができ、しかも取扱
いが容易であり、より軽量で強度の大きい複合材料が得
られる。
これらの用途の一例として、航空機関係では構造物のコ
ア材、複雑形状物への充填、穴、くぼみ等の補修、ダク
トの形成等がある。スポーツ関係ではラケット、シャフ
ト、ロッド、ポール、オール、パドル、ボード等のコア
材がある。土木建築関係では鉄筋代替用のロッド、高層
階の家具、壁等のパネルがある。医療関係ではヘルメッ
ト、車椅子シャフトのコア材、自動車等の車両関係では
構造材のコア材、電気関係では装置、機器のハウジング
等がある。
ア材、複雑形状物への充填、穴、くぼみ等の補修、ダク
トの形成等がある。スポーツ関係ではラケット、シャフ
ト、ロッド、ポール、オール、パドル、ボード等のコア
材がある。土木建築関係では鉄筋代替用のロッド、高層
階の家具、壁等のパネルがある。医療関係ではヘルメッ
ト、車椅子シャフトのコア材、自動車等の車両関係では
構造材のコア材、電気関係では装置、機器のハウジング
等がある。
[発明の効果コ
本発明によれば、取扱いの容易な軽量複合材料用樹脂シ
ートまたはフィルムから、軽量かつ強度のある発泡体を
含む複合材料を得ることができる。
ートまたはフィルムから、軽量かつ強度のある発泡体を
含む複合材料を得ることができる。
[実施例および比較例コ
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
左産五上
ビスフェノールA型エポ牛シ樹脂(商品名:エピコート
828) 2.8kgおよびフェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂(商品名:エピコート154) 5.2kg
をプラネタリ−ミキサーに送入し、120’Cで均一に
混合した後、ガラス微小中空球体(商品名:スコッチラ
イトグラスバブルズC15/250、住友スリーエム社
製)1.2kgを添加して拘−に混合する。混合後、内
容物を攪拌しながら70°Cまで冷却し、硬化剤として
ジシアンジアミド0.24kg、硬化促進剤として3−
p−クロロフェニル−1,1−ジメチルウレア0、32
kg、発泡剤としてアゾジカルボンアミド0、24kg
を手早く添加し、5分間攪拌し、抜き出し、冷却する。
828) 2.8kgおよびフェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂(商品名:エピコート154) 5.2kg
をプラネタリ−ミキサーに送入し、120’Cで均一に
混合した後、ガラス微小中空球体(商品名:スコッチラ
イトグラスバブルズC15/250、住友スリーエム社
製)1.2kgを添加して拘−に混合する。混合後、内
容物を攪拌しながら70°Cまで冷却し、硬化剤として
ジシアンジアミド0.24kg、硬化促進剤として3−
p−クロロフェニル−1,1−ジメチルウレア0、32
kg、発泡剤としてアゾジカルボンアミド0、24kg
を手早く添加し、5分間攪拌し、抜き出し、冷却する。
この配合物を70°Cで再溶融し、カレンダーロールコ
ータ−を使用して厚さ1.1trmのシート状物を得た
。製造したシート状物を切り出し、130°Cのオーブ
ン中で1時間加熱硬化したところ、厚さ5mの軽量複合
材が得られた。得られた発泡体の密度は0.3g/am
”であった。
ータ−を使用して厚さ1.1trmのシート状物を得た
。製造したシート状物を切り出し、130°Cのオーブ
ン中で1時間加熱硬化したところ、厚さ5mの軽量複合
材が得られた。得られた発泡体の密度は0.3g/am
”であった。
大奥二重
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(商品名:エピコート
807) 3.0kgおよびオルソクレゾールノボラッ
ク型エボ牛シ樹脂(商品名:エピコート180S65)
5.0kgをプラネタリミキサーに送入し、130℃
で均一に混合した後、ガラス微小中空球体(商品名:ス
コッチライトガラスバブルズC15/250)1、5k
gを添加して均一に混合する。その後、内容物を攪拌し
ながら70°Cまで冷却し、硬化剤としてジシアンジア
ミド0.24kg、硬化促進剤として3−(3,4−ジ
クロロフェニル)−1−ジメチルウレア0.32−1発
泡剤としてトルエンスルホニルヒドラジド0、4kgを
手早(添加し、5分間攪拌し、抜き出し、冷却する。こ
の配合物を70°Cで再溶融し、カレンダーロールコー
タ−を使用して厚さ 1.3++eのシート状物を得た
。製造したシート状物を切り出し、130℃のオーブン
中で1時間加熱硬化したところ、得られた発泡体の密度
は0.3g/cm”であった。
807) 3.0kgおよびオルソクレゾールノボラッ
ク型エボ牛シ樹脂(商品名:エピコート180S65)
5.0kgをプラネタリミキサーに送入し、130℃
で均一に混合した後、ガラス微小中空球体(商品名:ス
コッチライトガラスバブルズC15/250)1、5k
gを添加して均一に混合する。その後、内容物を攪拌し
ながら70°Cまで冷却し、硬化剤としてジシアンジア
ミド0.24kg、硬化促進剤として3−(3,4−ジ
クロロフェニル)−1−ジメチルウレア0.32−1発
泡剤としてトルエンスルホニルヒドラジド0、4kgを
手早(添加し、5分間攪拌し、抜き出し、冷却する。こ
の配合物を70°Cで再溶融し、カレンダーロールコー
タ−を使用して厚さ 1.3++eのシート状物を得た
。製造したシート状物を切り出し、130℃のオーブン
中で1時間加熱硬化したところ、得られた発泡体の密度
は0.3g/cm”であった。
塩艶五よ
発泡剤およびガラス微小中空球体を用いない点を除き、
実施例1と同様の方法で厚さ1.7mのシートを得た。
実施例1と同様の方法で厚さ1.7mのシートを得た。
130℃で1時間硬化して得られた硬化物の密度は1.
2g/cm”であった。
2g/cm”であった。
里艶二重
発泡剤を用いない点を除き、実施例1と同様の方法で厚
さ1.7閣のシート状物を得た。130°Cで1時間硬
化して得られた硬化物の密度は0.6g/cm”であっ
た。
さ1.7閣のシート状物を得た。130°Cで1時間硬
化して得られた硬化物の密度は0.6g/cm”であっ
た。
嵐艶五互
ガラス微小中空球体を用いない点を除き、実施例1と同
様の方法で厚さ1.7日のシートを得た。
様の方法で厚さ1.7日のシートを得た。
130℃で1時間硬化して得られた硬化物の密度は0.
6g/cm”であった。
6g/cm”であった。
寒血五互
301X 301m1+角、厚さ3.5mmのステンレ
ス金型に300X 300trxtr角の炭素繊維クロ
スプリプレグを2枚積層し、その上に実施例1において
得られた300X 300mm角の未硬化のシート状物
を1枚貼付し、更に300X300=角の炭素繊維クロ
スプリプレグを2枚積層する。これらの上下面に離型フ
ィルムを当て、更にその外側にステンレスの当て板をし
て、ホットプレスに挟む。2°C/minの昇温速度で
室温から130℃まで加熱後、130°Cで1時間保持
して発泡硬化させた。得られた成形板の密度は0.45
g/Cm”であり、厚さにかかわらず非常に軽量であっ
た。次いで、この成形板から長さ12C′ITl、幅1
.5cmの短冊形の試験板を切り出し、長さ/厚さ比=
30の条件で3点曲げ試験を実施したところ、強度は1
4kg/mm”であった。
ス金型に300X 300trxtr角の炭素繊維クロ
スプリプレグを2枚積層し、その上に実施例1において
得られた300X 300mm角の未硬化のシート状物
を1枚貼付し、更に300X300=角の炭素繊維クロ
スプリプレグを2枚積層する。これらの上下面に離型フ
ィルムを当て、更にその外側にステンレスの当て板をし
て、ホットプレスに挟む。2°C/minの昇温速度で
室温から130℃まで加熱後、130°Cで1時間保持
して発泡硬化させた。得られた成形板の密度は0.45
g/Cm”であり、厚さにかかわらず非常に軽量であっ
た。次いで、この成形板から長さ12C′ITl、幅1
.5cmの短冊形の試験板を切り出し、長さ/厚さ比=
30の条件で3点曲げ試験を実施したところ、強度は1
4kg/mm”であった。
1惠叢土
301X 301−角、厚さ3−のステンレス金型に3
00X 300−角の炭素繊維クロスプリプレグを2枚
積層し、その上に実施例1において得られた300X
300mm角の未硬化のシート状物を2枚貼付し、更に
300X300−角の炭素繊維クロスプリプレグを2枚
積層する。これらの上下面に離型フィルムを当て、更に
その外側にステンレスの当て板をして、ホットプレスに
挾む。2℃/+*inの昇温速度で室温から130℃ま
で加熱後、130℃で1時間保持して発泡硬化させた。
00X 300−角の炭素繊維クロスプリプレグを2枚
積層し、その上に実施例1において得られた300X
300mm角の未硬化のシート状物を2枚貼付し、更に
300X300−角の炭素繊維クロスプリプレグを2枚
積層する。これらの上下面に離型フィルムを当て、更に
その外側にステンレスの当て板をして、ホットプレスに
挾む。2℃/+*inの昇温速度で室温から130℃ま
で加熱後、130℃で1時間保持して発泡硬化させた。
得られた成形板の密度は0.44g/cm”であり、厚
さにかかわらず非常に軽量であった。また曲げ強度は1
5kg10”であった。
さにかかわらず非常に軽量であった。また曲げ強度は1
5kg10”であった。
友塵見立
実施例2において得られた未硬化のシート状物をZoo
X 401角に裁断し、外在的1011I11の棒状
に丸め、その上から厚さO,L2m+a、 200X7
2■角の一方向炭素繊維プリプレグを巻き、更にその上
から厚さ0.05閣、220X40mm角の離型フィル
ムを巻き、両端を耐熱テープでシールする。これを内径
12.5m、長さ200■の鉄製バイブに入れた後、両
端をキャップで閉塞する。これをオーブンに入れ、室温
から130°Cまで2°C/rrinの速度で昇温し、
その後、130℃で1時間加熱して発泡硬化させた。得
られた成形棒の密度は0.45 g/cm”であり、太
さにかかわらず非常に軽量であった。
X 401角に裁断し、外在的1011I11の棒状
に丸め、その上から厚さO,L2m+a、 200X7
2■角の一方向炭素繊維プリプレグを巻き、更にその上
から厚さ0.05閣、220X40mm角の離型フィル
ムを巻き、両端を耐熱テープでシールする。これを内径
12.5m、長さ200■の鉄製バイブに入れた後、両
端をキャップで閉塞する。これをオーブンに入れ、室温
から130°Cまで2°C/rrinの速度で昇温し、
その後、130℃で1時間加熱して発泡硬化させた。得
られた成形棒の密度は0.45 g/cm”であり、太
さにかかわらず非常に軽量であった。
比較例4
301X 301閣角、厚さ3.5+aのステンレス金
型に300 X 300mm角の炭素繊維クロスプリプ
レグを2枚積層し、その上に比較例2において得られた
300X 300wo角の未硬化のシート状物を1枚貼
付し、更に300 X 300mm角の炭素繊維クロス
プリプレグを2枚積層する。これらの上下面に離型フィ
ルムを当て、更にその外側にステンレスの当て板をして
、ホットプレスに挟む。2℃/+inの昇温速度で室温
から125℃まで加熱後、125°Cで1時間保持して
硬化させた。得られた成形板の密度は0.90 g/c
yn”であり、発泡剤を添加した実施例3の密度の2倍
に達した。曲げ強度は17kg/am”であった。
型に300 X 300mm角の炭素繊維クロスプリプ
レグを2枚積層し、その上に比較例2において得られた
300X 300wo角の未硬化のシート状物を1枚貼
付し、更に300 X 300mm角の炭素繊維クロス
プリプレグを2枚積層する。これらの上下面に離型フィ
ルムを当て、更にその外側にステンレスの当て板をして
、ホットプレスに挟む。2℃/+inの昇温速度で室温
から125℃まで加熱後、125°Cで1時間保持して
硬化させた。得られた成形板の密度は0.90 g/c
yn”であり、発泡剤を添加した実施例3の密度の2倍
に達した。曲げ強度は17kg/am”であった。
特許出願人 日本石油化学株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)(A)エポキシ樹脂、(B)微小中空球体、(C
)発泡剤、(D)硬化剤および(E)硬化促進剤を含有
することを特徴とする軽量複合材料用エポキシ樹脂組成
物。 (2)組成物100重量部につき、(A)エポキシ樹脂
50〜95重量部、(B)微小中空球体5〜35重量部
、(C)発泡剤0.1〜15重量部、(D)硬化剤0.
5〜10重量部および(E)硬化促進剤0.5〜10重
量部であることを特徴とする請求項1記載の軽量複合材
料用エポキシ樹脂組成物。 (3)請求項1または2の軽量複合材料用エポキシ樹脂
組成物をシート状またはフィルム状に成形したことを特
徴とする複合材料用単体中間材。 (4)請求項3の複合材料用単体中間材を用いた軽量複
合材料。 (5)前記複合材料用単体中間材を発泡硬化して得られ
る請求項4記載の軽量複合材料。(6)請求項3の複合
材料用単体中間材と補強材とからなる補強中間材。 (7)請求項6の補強中間材を用いた軽量複合材料。 (8)前記補強中間材を発泡硬化して得られる請求項7
記載の軽量複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30659590A JPH04178439A (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30659590A JPH04178439A (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04178439A true JPH04178439A (ja) | 1992-06-25 |
Family
ID=17958963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30659590A Pending JPH04178439A (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04178439A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002529566A (ja) * | 1998-11-05 | 2002-09-10 | シカ コーポレーション | 防音および構造補強用の組成物およびそれを使用する方法 |
| WO2004067638A1 (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 中空粒子を含有する樹脂組成物、同組成物を含むプリプレグおよび積層板 |
| US7632559B2 (en) | 1998-11-05 | 2009-12-15 | Sika Technology Ag | Sound deadening and structural reinforcement compositions and methods of using the same |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP30659590A patent/JPH04178439A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002529566A (ja) * | 1998-11-05 | 2002-09-10 | シカ コーポレーション | 防音および構造補強用の組成物およびそれを使用する方法 |
| US7632559B2 (en) | 1998-11-05 | 2009-12-15 | Sika Technology Ag | Sound deadening and structural reinforcement compositions and methods of using the same |
| WO2004067638A1 (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 中空粒子を含有する樹脂組成物、同組成物を含むプリプレグおよび積層板 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102449085B (zh) | 基于环氧化物的粘合膜或粘合带 | |
| CN103597050B (zh) | 抗冲击性改进的胶粘剂 | |
| EP2493944B1 (de) | Vormischung und verfahren zur herstellung einer thermisch expandierbaren und härtbaren epoxid-basierten masse | |
| CN102197070B (zh) | 具有改进的韧性的基于环氧化物的结构泡沫 | |
| US9776341B2 (en) | Low density composite materials, their production and use | |
| JPWO2001081445A1 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物を使用したプリプレグ | |
| JP2012506919A (ja) | 熱可塑性ポリウレタンを含有しエポキシドを基剤とする構造用フォーム | |
| EP2831164B1 (de) | Thermisch expandierbare zubereitungen | |
| CN105829050A (zh) | 关于或涉及泡沫填充的蜂窝结构的改进 | |
| JP2009503152A (ja) | 強靭化熱膨張フィルムの熱硬化性前駆体及びそれから作製されたフィルム | |
| JPH04364937A (ja) | パネル補強用シート材料及びそれを用いた車輌外板パネル構造体 | |
| JPH04266940A (ja) | 複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料 | |
| JP2000344928A (ja) | 複合発泡体及びその成形品並びにその製造方法 | |
| JP2021508747A (ja) | 強化された接着剤及びそれを用いた接着方法 | |
| JPH04178440A (ja) | 難燃性軽量複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料 | |
| JPH05318642A (ja) | 複合材料およびその製造方法 | |
| JP3192460B2 (ja) | エポキシ樹脂系発泡性組成物 | |
| JP2002249615A (ja) | 複合発泡成形体とその製造方法及び積層成形体の製造方法 | |
| JPH05329976A (ja) | 複合材料およびその製造方法 | |
| JPH05310982A (ja) | 複合材料用樹脂組成物、中間材および複合材料 | |
| JPH04266939A (ja) | 複合材料用エポキシ樹脂組成物、中間材および複合材料 | |
| JPH05318643A (ja) | 複合材料およびその製造法 | |
| RU2845736C1 (ru) | Эпоксидный пенопласт, способ получения эпоксидного пенопласта (варианты) и способ получения сэндвич-изделия из эпоксидного пенопласта (варианты) | |
| RU2852337C1 (ru) | Способ получения сэндвич-изделия | |
| RU2852526C1 (ru) | Способ получения сэндвич-изделия из эпоксидного пенопласта |