JPH04325518A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH04325518A
JPH04325518A JP12261091A JP12261091A JPH04325518A JP H04325518 A JPH04325518 A JP H04325518A JP 12261091 A JP12261091 A JP 12261091A JP 12261091 A JP12261091 A JP 12261091A JP H04325518 A JPH04325518 A JP H04325518A
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JP
Japan
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epoxy resin
molecular weight
average molecular
curing agent
resin composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP12261091A
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English (en)
Inventor
Osamu Watabe
修 渡部
Makoto Takezawa
誠 竹澤
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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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】
【0001】
【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、耐熱性及び靭性に優れていると共に、特に保存安
定性に優れ、かつ低温(80℃前後)硬化特性及び取扱
い性にも優れたエポキシ樹脂組成物、例えば土木建築用
材料、塗料、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、特にプリプレグ用に通してエポキシ
樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】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ており、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。しかしながら、
従来のエポキシ樹脂は、用途や使用方法によっては種々
の問題がある。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、とりわけ衝撃性、疲労特性
等に影響を与える靱性に問題がある。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、特に靱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。
【0003】このような従来の方法では、エポキシ樹脂
硬化物の可撓性は或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、硬度およ
び耐熱性等の物性の著しい低下が見られ、FRPの靱性
の大きな改善を図り得ないばかりか、耐薬品性、耐候性
、耐水性等をも低下させる問題が生じる。
【0004】一方、特開昭62−127317号には、
一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。
【0005】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。
【0006】この点を改善するため、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
63−77325号)。
【0007】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、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
を示すものでない。
【0008】これら欠点を改善するため、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靱性や可撓性
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
組成物としてビスフェノール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であるエポキシ樹
脂組成物を提案した(特願昭63−190047号)。
【0009】しかしながら、かかるエポキシ樹脂組成物
も保存安定性、取扱い性、低温下での硬化特性等の点で
まだ満足しうるものではない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、弾性率、硬
度、耐熱性、靭性に優れると共に、保存安定性、取扱い
性にも優れ、低温においても優れた硬化特性を具備した
エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、エポキ
シ樹脂とマイクロカプセル型エポキシ樹脂硬化剤とを含
有し、前記エポキシ樹脂は、数平均分子量が500〜1
200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1.2〜3.
0であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物、殊に、
マイクロカプセル型硬化剤がマスターバッチ硬化剤であ
ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物が提供される。
【0012】即ち、本発明者等は、物理的諸特性に優れ
、しかも保存安定性、取扱い性及び特に低温下での硬化
特性にも優れたプリプレグ用のエポキシ樹脂組成物につ
いて鋭意検討を行なった結果、前記特定の数平均分子量
、前記特定の重量平均分子量と数平均分子量との比を有
するエポキシ樹脂に、マイクロカプセル硬化剤を配合す
ることにより、意外にも所期の目的、殊にプリプレグに
した時の取扱い性、保存安定性と同時に低温における硬
化特性の向上と言う目的を達成しうることを見い出した
【0013】本発明で用いるエポキシ樹脂の第1の特徴
はその数平均分子量が500〜1200の範囲にあるこ
とである。数平均分子量が500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靱性が低下し、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12
00を越えると、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。
【0014】本発明で用いるエポキシ樹脂の第2の特徴
は、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1.2〜3.0、好ましくは1.
5〜2.5の範囲にあることである。
【0015】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1.2未満であると、低
分子量成分が多くなり過ぎ、プリプレグのタック性の温
度依存も性が高くなり取扱い性が良くない。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、プリプレグのタック性が不足する。
【0016】本発明で用いるエポキシ樹脂としては、具
体的にはビスフェノールA系エポキシ樹脂が挙げられ、
例えば油化シェル(株)製のエピコート1001、10
04、1007、1009、1010(商品名)等を適
宜組合せることによって調製できる。又、他のエポキシ
樹脂としては、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F、ビスフェノール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等を挙げることがで
きる。これらのエポキシ樹脂を適宜組み合わせて調製す
ることができる。
【0017】本発明のマイクロカプセル型硬化剤は、硬
化剤を核とし、これをエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂
、ポリスチレン系の高分子物質や、サイクロデキストリ
ン等をシェルとして被覆したりすることにより、エポキ
シ樹脂と硬化剤との接触を減少させたものである。
【0018】殊に、前記シェル材として、エポキシ樹脂
あるいはポリウレタン樹脂等を用いたマイクロカプセル
型硬化剤とエポキシ樹脂とを一定の比率で混合した硬化
剤(マスターバッチ型硬化剤と言う)は、保存安定性に
優れていることはもちろん、エポキシ樹脂への配合が、
均一かつ容易であって硬化特性が極めて優れている。マ
スターバッチ型硬化剤に用いられるエポキシ樹脂として
は、前記のエポキシ樹脂が挙げられる。この際、マスタ
ーバッチ型硬化剤の粘度は取扱い性等の観点から25℃
で5000〜500万cpsが好適である。
【0019】本発明においては、核材としてのエポキシ
樹脂硬化剤としては、任意の通常市販されているエポキ
シ樹脂硬化剤を一種又は複数種選択して使用し得る。こ
のような硬化剤としては、例えば、アミン類:脂肪族第
一アミン〔ポリアミン(ジエチレントリアミン(DET
A)、トリエチレンテトラミン(TTA)、テトラエチ
レンペンタミン(TEPA)、ジプロピレントリアミン
(DPTA)、ポリメチレンジアミン(トリメチルヘキ
サメチレンジアミン(TMD)、ポリエーテルジアミン
、ジエチルアミノプロピルアミン(DEAPA))、脂
環族ポリアミン(メンセンジアミン(MDA))、芳香
環を含む脂肪族アミン(メタキシレンジアミン(MXD
A)〕、芳香族第一アミン〔メタフェニレンジアミン(
MPDA)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジ
アミノジフェニルスルフォン(DDS)、芳香族ジアミ
ン共融混合物〕、3,9−ビス(3−アミノプロピル)
−2,4,8,10−テトラスピロ〔5,5〕ウンデカ
ン(ATU)、変性アミン(アミンアダクト、シアノエ
チル化ポリアミン)、第二及び第三アミン〔直鎖状ジア
ミン、直鎖第三級アミン、テトラメチルグアニジン、ピ
ペリジン、ピリジン、ピコリン、ベンジルジメチルアミ
ン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP
−10)〕、ポリアミド樹脂(ダイマー酸とポリアミン
の縮合物);酸無水物類:芳香族酸無水物〔(無水フタ
ル酸(PA)、無水トリメリット酸(TMA)、エチレ
ングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)(TM
E)、グリセロールトリス(アンヒドロトリメリテート
)(TMG)、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,
3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水
物(BTDA)〕、環状脂肪族酸無水物〔(無水マレイ
ン酸(MA)、無水コハク酸(SA)、テトラヒドロ無
水フタル酸(THPA)、メチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸(Me−THPA)、無水メチルナジック酸(NM
A)、アルケニル無水コハク酸、ヘキサヒドロ無水フタ
ル酸(HHPA)、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(
Me−HHPA)、メチルシクロヘキセンテトラカルボ
ン酸無水物(MCTC)〕、脂肪族酸無水物、ポリカル
ボン酸無水物、ハロゲン化酸無水物、クロレシド酸無水
物(CA);ポリアミド樹脂〔N,N′−ビス(6−ア
ミノヘキシル)アジパミド〕、イミダゾール類〔2−メ
チルイミダゾール(2MZ)、2−エチル−4メチルイ
ミダゾール(2E4MZ)、2−ウンデシルイミダゾー
ル(C11Z)、2−ヘプタデシルイミダゾール(C1
7Z)、2−フェニルイミダゾール(2PZ)、1−ベ
ンジル−2−メチルイミダゾール(1B2MZ)、1−
シアノエチル−2−メチルイミダゾール(2MZCM)
、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウム・
トリメリテート(C11ZCNS)、2,4−ジアミノ
−6−〔2−メチルイミダゾリル−(1)〕−エチル−
S−トリアジン(2MZAZAZINE)、四級塩(1
−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウム
クロライド)、イソシアヌル酸塩(2−フェニルイミダ
ゾリウムイソシアヌレート(2PZ−OK))、ヒドロ
キシメチル体(2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロ
キシメチルイミダゾール(2P4MHZ))、三フッ化
ホウ素−アミン・コンプレックス、ジシアンジアミド(
DICY)及びその誘導体、(0−トリルビグアニド、
α−2、5−ジメチルビグアニド)、有機酸ヒドラジッ
ド〔コハク酸ヒドラジド(SaADH)、アジピン酸ヒ
ドラジド(AADH)〕、ジアミノマレオニトリル(D
AMN)との誘導体(DAMNBZ)、メラミン及びそ
の誘導体(ジアリルメラミン)、アミンイミド(AI)
、ポリアミンの塩、オリゴマー類:合成樹脂初期縮合物
(ノボラックフェノール樹脂、ノボラッククレゾール樹
脂)、ポリビニルフェノール(ポリ−P−ビニルフェノ
ール)を挙げることができる。
【0020】特に、イミダゾール類を使用するのが好適
であり、これによりタック性、ドレープ性、樹脂フロー
性、作業性、保存安定性及び低温硬化性の優れたプリプ
レグ用のエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
【0021】更に、本発明のエポキシ樹脂組成物はエポ
キシ樹脂100重量部に対してマイクロカプセル型硬化
剤5〜200重量部を配合することが好ましい。また本
発明のエポキシ樹脂組成物には、前記の硬化剤、硬化促
進剤を併用して用いることもできる。
【0022】更にまた、上記記載の諸特性を失わない程
度の範囲に充填剤、希釈剤等の添加剤も用いることがで
きる。
【0023】〔実 施 例〕次に、本発明を実施例によ
りさらに詳細に説明する。
【0024】実施例1 ビスフェノールA系エポキシ樹脂として、エピコート8
28(エポキシ当量184〜194、数平均分子量38
0)、1001(エポキシ当量450〜500、数平均
分子量900)、1004(エポキシ当量875〜97
5、数平均分子量1600)、硬化剤としては旭化成(
株)製、HX3722を使用した。表1に示すエポキシ
樹脂成分を150℃で加熱混合した後、この混合物を7
0℃まで冷却し、HX3722の硬化剤を30Phr(
配合比)添加して、低温速硬化性を示すプリプレグ用の
エポキシ樹脂組成物を調製した。これを2枚のガラス板
とテフロンのスペーサから成る型に流し込み、100℃
、2時間加熱し、硬化させた。このようにして得られた
エポキシ樹脂硬化物は30cm×30cm×3mm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。またこのものはプリプレグ用と
してのタック性、ドレープ性、樹脂フロー性、取扱い性
、保存安定性及び低温硬化性に優れたエポキシ樹脂であ
った。又、上述の如くに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/mm2、弾性
率24t/mm2)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ることが分った。実施例
の組成物は保存安定性に優れ、製造時の作業性もよく、
且つプリプレグとしての上記諸特性も良好であった。
【0025】実施例2,3 ビスフェノールA系エポキシ樹脂として、表1に示すエ
ピコート828、1001、1004及びエピコート1
007(エポキシ当量1750〜2200、数平均分子
量2900)、硬化剤HX3722を、表1に示す使用
割合で用いた以外実施例1と同様にしてそれぞれエポキ
シ樹脂組成物を調製した。得られたエポキシ樹脂組成物
について諸特性を実施例1と同様に測定した。その結果
を表1に示す。
【0026】比較例1 表1に示す組成割合にて、上記実施例1に説明したと同
様にしてエポキシ樹脂にジシアンジアミド系硬化剤(D
ICY)及びジクロロメチルウレア系硬化剤(DCMU
)を配合した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。本発明に比較すれば
、特に保存安定性、低温硬化性が悪いことが分る。
【0027】比較例2〜4 エポキシ樹脂として、エピコート828及びエピコート
1010(エポキシ当量3000〜5000、数平均分
子量5500)、硬化剤としてHX3722、DICY
を表1に示す使用割合で用いた以外は実施例1と同様に
してプリプレグ用のエポキシ樹脂組成物を調製し、該組
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。本発明のエポキシ樹脂組成物に比較
すれば、特にプリプレグの取り扱い性が悪いことが分か
る。
【0028】
【表1】 EP828;油化シェル(株)製のビスフェノールA系
エポキシ樹脂エピコート828 EP1001;油化シェル(株)製のビスフェノールA
系エポキシ樹脂エピコート1001 EP1004;油化シェル(株)製のビスフェノールA
系エポキシ樹脂エピコート1004 EP1007;油化シェル(株)製のビスフェノールA
系エポキシ樹脂エピコート1007 EP1010;油化シェル(株)製のビスフェノールA
系エポキシ樹脂エピコート1010 HX3722;旭化成(株)製のマスターバッチ型硬化
剤DICY;ジシアンジアミド系硬化剤 DCMU;ジクロロメチルウレア系硬化剤保存安定性;
50℃、5日間放置後のTgの上昇度合取扱い性;23
℃におけるタック性を触感評価(タック性)     
 ○・・・良好△・・・やや不良 ×・・・不良 *1・・・硬すぎてドレープ性不良 *2・・・軟らかすぎて取扱い不可
【0029】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、数平均
分子量500〜1200、重量平均分子量と数平均分子
量の比が1.2〜3.0であるエポキシ樹脂とマイクロ
カプセル型エポキシ樹脂硬化剤とから構成されているた
め、特にプリプレグ用とした場合、タック性、ドレープ
性、樹脂フロー性、取扱い性、保存安定性及び低温硬化
性等に優れており、又硬化物の物理的諸物性にも優れて
いる。またマイクロカプセル型エポキシ樹脂硬化剤をマ
スターバッチ型硬化剤とした場合はエポキシ樹脂への配
合が均一かつ容易であって硬化特性が極めて優れている

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  エポキシ樹脂とマイクロカプセル型エ
    ポキシ樹脂硬化剤とを含有し、前記エポキシ樹脂は、数
    平均分子量が500〜1200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1.2〜3.0であることを特徴とするエポ
    キシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】  前記マイクロカプセル型硬化剤がマス
    ターバッチ型硬化剤であることを特徴とする請求項1記
    載のエポキシ樹脂組成物。
JP12261091A 1991-04-25 1991-04-25 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH04325518A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0753673A (ja) * 1993-06-08 1995-02-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd エポキシ樹脂組成物およびプリプレグ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0753673A (ja) * 1993-06-08 1995-02-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd エポキシ樹脂組成物およびプリプレグ

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