JPH11152340A - 樹脂組成物の調製方法 - Google Patents

樹脂組成物の調製方法

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JPH11152340A
JPH11152340A JP31857597A JP31857597A JPH11152340A JP H11152340 A JPH11152340 A JP H11152340A JP 31857597 A JP31857597 A JP 31857597A JP 31857597 A JP31857597 A JP 31857597A JP H11152340 A JPH11152340 A JP H11152340A
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JP
Japan
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prepreg
resin
epoxy resin
resin composition
group
Prior art date
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JP31857597A
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English (en)
Inventor
Hideo Horii
英男 堀井
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリプレグの可使時間が長く、長時間保管後
も適度のドレープ性、タックネスを有し、成形物にした
ときにボイドの少ないものを得ることができるような樹
脂組成物の調製方法を提供する。 【解決手段】 溶媒の非存在下で、エポキシ樹脂とジシ
アンジアミド、下記式(1)で表されるウレア系化合物
を混合するときに、90℃以下の温度下及び/又は、真
空下あるいは減圧下で混合する。ただし、式(1)中の
1 、X2 はそれぞれ水素基、塩素基、ニトロ基、メト
キシ基のいずれかを示す。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂組成物の調製
方法、特に繊維強化複合材料(以下FRPと略記する)
のマトリックス樹脂として有用な樹脂組成物の調製方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、繊維強化プリプレグ、特に炭素繊
維強化プリプレグは炭素繊維強化複合材料(以下CFR
Pと略記する)の原料としてスポーツ・レジャー用品や
航空機の分野に広く使用されており、その需要も年々増
大している。このプリプレグを取り扱う際には作業時間
が制限されるために可使時間が長いこと、つまり長い保
管寿命が要求される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
問題を解決し、可使時間が長く、長時間保管後も取り扱
いが容易で適度なタックネスとドレープ性を有し、FR
PあるいはCFRPとしたときの物性に優れ、ボイドの
ない成形物を得ることができる樹脂組成物の調製方法を
提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1の発明は、溶媒の非存在下で、エポキシ樹脂と
ジシアンジアミド、下記式(1)で表されるウレア系化
合物を混合するときに、90℃以下の温度下及び/又
は、真空下あるいは減圧下で混合することを特徴とする
樹脂組成物の調製方法である。
【0005】
【化2】
【0006】ただし、式(1)中のX1 、X2 はそれぞ
れ水素基、塩素基、ニトロ基、メトキシ基のいずれかを
示す。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳述する。本発明
に使用するエポキシ樹脂はどの様なタイプのものでもよ
く、通常はビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールF型エポキシ樹脂、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、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、
脂環型エポキシ樹脂およびこれらの混合物などを用いる
ことができる。また、これらエポキシ樹脂に必要に応じ
て熱可塑性樹脂、例えばフェノキシ樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリビニールホルマル樹脂、ニトリル
ゴム、ブタジエン−アクリルニトリルゴムなどを添加す
ることもできる。
【0008】混合温度で固体であるようなエポキシ樹脂
や熱可塑性樹脂を含むエポキシ樹脂混合物の場合は、一
旦90℃を越える温度まで加熱して固体であるエポキシ
樹脂や熱可塑性樹脂を溶解してから90℃以下の温度ま
で冷却し、硬化剤や硬化促進剤を加えることができる。
【0009】本発明において硬化剤としてジシアンジア
ミド、硬化促進剤として上記の式(1)で表されるウレ
ア化合物が用いられる。上記の式(1)で表されるウレ
ア化合物の例としては、3−(3,4−ジクロロフェニ
ル)−1,1−ジメチルウレア、3−フェニル−1,1
−ジメチルウレアなどが挙げられる。ジシアンジアミド
の使用量は前記樹脂混合物の総量100重量部に対して
通常1〜10重量部用いられる。硬化促進剤の使用量は
前記樹脂混合物の総量100重量部に対して通常1〜1
0重量部用いられる。
【0010】上記硬化剤および硬化促進剤とエポキシ樹
脂組成物の混合温度の上限は通常90℃以下、下限は通
常、常温以上、好ましくは70〜90℃で行うことが好
ましい。90℃以上ではプリプレグの可使時間が短くな
り、また温度が低すぎるとエポキシ樹脂組成物に気泡が
混入したり、混合が困難になったりするので好ましくな
い。樹脂組成物の混合は気泡を巻き込まないようにする
ことが好ましく、真空下あるいは減圧下で混合すること
で、混合によって発生する気泡を取り除きつつ行うこと
ができる。
【0011】真空下あるいは減圧下の混合は通常100
Torr以下、好ましくは10Torr以下で行うこと
が好ましい。
【0012】樹脂組成物中に気泡が存在するとプリプレ
グを成形したときに成形体中にボイド(空隙)が残りや
すくなりFRPとしての物性が劣るため好ましくない。
【0013】本発明に係わるエポキシ樹脂組成物は通常
25℃で5000〜1,000,000Poise、好
ましくは50,000〜1,000,000Pois
e、50℃で500〜30,000Poise、好まし
くは500〜10,000Poiseの粘度を有するこ
とができる。本発明に係わる樹脂組成物の粘度が前記範
囲より高いとプリプレグが固くなりタックネスがなくな
ったり強化繊維への樹脂含浸性が劣ったりし、粘度が低
いとプリプレグのタックネスが強すぎ、プリプレグ積層
時に一度貼り合わせたプリプレグが剥がれなくなり、プ
リプレグの積層の修正などができなくなったり、成形時
のプリプレグからの樹脂流れが多くなり、好ましくな
い。
【0014】本発明では必要に応じて該樹脂組成物に無
機充填材や有機充填材、例えばタルク、炭酸カルシウ
ム、二酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、カ
ーボンブラック、テフロン粉末、ポリエチレン粉末、ポ
リアミド粉末、EVA粉末などを5〜60wt%加える
こともできる。これら充填材は前記硬化剤や硬化促進剤
の添加前、添加時あるいは添加後に加えることができ
る。
【0015】プリプレグを製造する方法は当業者で知ら
れた一般的な方法を採用することができ、溶剤の非存在
下にマトリックスになるエポキシ樹脂組成物を調製した
後にリバースコースターなどを用いて離型紙上に樹脂フ
ィルムを形成し、一方向に並べた強化繊維あるいは織物
強化繊維にフィルム状になった樹脂を溶融含浸させると
いうドライ法が一般的である。
【0016】本発明に係わる樹脂組成物は、強化繊維の
マトリックス樹脂、具体的には炭素繊維、アラミド繊
維、ガラス繊維、ボロン繊維などのマトリックス樹脂、
特にピッチ系炭素繊維あるいはポリアクリロニトリル系
炭素繊維、レーヨン系炭素繊維など炭素繊維のマトリッ
クス樹脂として有用であり、これら強化繊維と組み合わ
せてプリプレグとし、積層、成形、硬化させてFRP成
形体やCFRP成形体とすることができる。
【0017】本発明によって得られるプリプレグのタッ
クネスは通常0.025〜0.08MPa、好ましくは
0.03〜0.06MPaを有しボイドのない優れた成
形体を得ることができる。
【0018】また、本発明によって得られるプリプレグ
は可使時間が25℃で通常1ヶ月以上、好ましくは1.
5ヶ月以上の可使時間を有し、長時間保管後もプリプレ
グの取り扱いが容易で適度なタックネスとドレープ性を
有し、FRPあるいはCFRPとしたときの物性に優
れ、成型物にボイドのないものを得ることができる。
【0019】
【実施例】以下に実施例を示すが本発明はこれら実施例
に何ら制限されるものではないことはいうまでもない。
【0020】プリプレグのタックネス性、ドレープ性の
試験は次のような方法で行った。 (タックネス)タックネスはプリプレグ同士を圧着後、
引き剥がす力を測定する。測定装置としてインストロン
4201型万能材料試験機(インストロンジャパン社
製)を使用し、サンプルサイズは25×25mm、負荷
速度1mm/分、接着負荷0.1MPa、負荷時間45
秒、剥離速度10mm/分の条件で測定した。
【0021】(ドレープ性)ドレープ性はプリプレグの
マンドレルへの巻き付け性の評価である。プリプレグを
温度23℃、湿度40%RHの雰囲気下で直径5mm、
長さ100cmのスチール製円柱に強化繊維引き揃え方
向が円柱長手方向に対して45°の角度になるように巻
き付けて30分間放置し、巻き付き状況を観察した。評
価は終点部の浮き上がりがないものを合格とした。
【0022】(実施例1)YD128(東都化成社製)
20重量部、YD011(東都化成社製)80重量部を
加熱ニーダーに入れて10Torrの減圧下に120℃
で撹拌混合し固体エポキシ樹脂を溶解した後、85℃に
温度を下げて常圧に戻しジシアンジアミド5重量部およ
び3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチ
ルウレア(以下、DCMUと略記する)5重量部を添加して
10Torrの減圧下に85℃で十分に撹拌混合を行い
プリプレグ用エポキシ樹脂組成物を得た。次に市販の高
強度炭素繊維(東レ社製T700S、引張強さ4.8G
Pa、引張弾性率235GPa)を一方向に引き揃えた
後に前記プリプレグ用エポキシ樹脂組成物を加熱溶融さ
せてマトリックス樹脂含有率33wt%、MPT(moul
ded ply thickness )0.125mmの一方向プリプレ
グを得た。得られたプリプレグのタックネスは0.03
MPaでドレープ性は合格の評価であった。25℃で1
ヶ月保管した後にプリプレグのタックネスを評価したが
変化はなく良好な貯蔵安定性を有していた。
【0023】(実施例2)市販の高弾性率炭素繊維(東
レ社製M46J、引張強度4.22GPa、引張弾性率
436GPa)を一方向に引き揃えた後に、実施例1で
得たプリプレグ用エポキシ樹脂組成物を加熱溶融させて
マトリックス樹脂含有率33wt%、MPT(moulded
ply thickness )0.125mmの一方向プリプレグを
得た。得られたプリプレグのタックネスは0.03MP
aでドレープ性は合格の評価であった。25℃で1ヶ月
保管した後にプリプレグのタックネスを評価したが変化
はなく良好な貯蔵安定性を有していた。
【0024】(実施例3)実施例2の製造直後のプリプ
レグを±45°配向のバイアス層として各2層ずつマン
ドレルに巻き、さらに実施例1の製造直後のプリプレグ
をストレート層としてマンドレルに平行に配向させて4
層巻き付けてさらにポリプロピレンテープをテープ張力
3kg/cm2 で巻き付け加熱炉中で130℃で1時間
硬化し、内径10mmのシャフトを得た。該シャフトの
断面を光学顕微鏡で100倍の倍率で観察したがボイド
は見られず、成形は良好であった。
【0025】(実施例4)実施例2の25℃で1ヶ月保
管後のプリプレグをバイアス層とし、さらに実施例1の
25℃で1ヶ月保管後のプリプレグをストレート層とし
て実施例3と同様な方法で成形し、内径10mmのシャ
フトを得た。該シャフトの断面を光学顕微鏡で100倍
の倍率で観察したがバイアス層、ストレート層ともボイ
ドは見られず、成形は良好であった。
【0026】(比較例1)実施例1と同じ樹脂配合量の
エポキシ樹脂を加熱ニーダーに入れて常圧下で120℃
で撹拌混合し固体エポキシ樹脂を溶解した後100℃ま
で冷却し、ジシアンジアミド5重量部およびDCMU5重量
部を添加して常圧下で100℃で十分に撹拌混合を行い
プリプレグ用エポキシ樹脂組成物を得た。該樹脂組成物
を用いて炭素繊維として東レ社製T700Sを用い実施
例1と同様な方法でプリプレグを製造した。製造直後の
プリプレグのタックは0.03MPa、ドレープ性は合
格の評価であったが、25℃で1ヶ月保管後のプリプレ
グにはタックがなくドレープも不合格であった。
【0027】(比較例2)実施例1と同じ樹脂配合量の
エポキシ樹脂を加熱ニーダーに入れて常圧下で120℃
で撹拌混合した後85℃まで冷却し、ジシアンジアミド
5重量部およびDCMU5重量部を添加して常圧下に85℃
で十分に撹拌混合を行いプリプレグ用エポキシ樹脂組成
物を得た。該樹脂組成物を用いて炭素繊維として東レ社
製M46Jを用い実施例1と同様な方法でプリプレグを
製造し、該製造直後のプリプレグをバイアス層とし、さ
らに比較例1で得た製造直後のプリプレグをストレート
層として実施例3と同様な方法で成形し、内径10mm
のシャフトを得た。該シャフトの断面を光学顕微鏡で1
00倍の倍率で観察したところ、バイアス層、ストレー
ト層ともにボイドが多く見られ成形状態が劣っていた。
【0028】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物の調製方法によって
可使時間が長く、長時間保管後も取り扱いが容易で適度
なタックネスとドレープ性を有し、FRPあるいはCF
RPとしたときの物性に優れ、ボイドのない成形物を得
ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶媒の非存在下で、エポキシ樹脂とジシ
    アンジアミド、下記式(1)で表されるウレア系化合物
    を混合するときに、90℃以下の温度下及び/又は、真
    空下あるいは減圧下で混合することを特徴とする樹脂組
    成物の調製方法。 【化1】 ただし、式(1)中のX1 、X2 はそれぞれ水素基、塩
    素基、ニトロ基、メトキシ基のいずれかを示す。
JP31857597A 1997-11-19 1997-11-19 樹脂組成物の調製方法 Pending JPH11152340A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002232148A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Taiyo Ink Mfg Ltd 配線板用熱硬化性樹脂組成物とその成形体および多層プリント配線板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002232148A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Taiyo Ink Mfg Ltd 配線板用熱硬化性樹脂組成物とその成形体および多層プリント配線板

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