JPS592446B2 - 炭素繊維強化用難燃性エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
炭素繊維強化用難燃性エポキシ樹脂組成物Info
- Publication number
- JPS592446B2 JPS592446B2 JP165079A JP165079A JPS592446B2 JP S592446 B2 JPS592446 B2 JP S592446B2 JP 165079 A JP165079 A JP 165079A JP 165079 A JP165079 A JP 165079A JP S592446 B2 JPS592446 B2 JP S592446B2
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- Japan
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- epoxy resin
- flame
- resin composition
- carbon fiber
- cfrp
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は優れた難燃性を有する炭素繊維強化用マトリッ
クス樹脂に関する。
クス樹脂に関する。
従来、電気機器やプラスチック成型品などの各棟工業用
途では、臭素含有ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ある
いは臭素化ビスフェノール、三酸化アンチモン、リン系
化合物などの難燃化剤を配合した樹脂組成物などが広く
使用されているが、これらの公知の難燃性樹脂または樹
脂組成物は、その用途が自動車や航空機などの構造部材
として用いられる炭素繊維強化プラスチック（以下ＣＦ
ＲＰという）用マトリックス樹脂としてはほとんど使用
することができない。
途では、臭素含有ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ある
いは臭素化ビスフェノール、三酸化アンチモン、リン系
化合物などの難燃化剤を配合した樹脂組成物などが広く
使用されているが、これらの公知の難燃性樹脂または樹
脂組成物は、その用途が自動車や航空機などの構造部材
として用いられる炭素繊維強化プラスチック（以下ＣＦ
ＲＰという）用マトリックス樹脂としてはほとんど使用
することができない。
すなわち、ＣＦＲＰの場合には炭素繊維の有する卓越し
た機械的性質をＣＦＲＰに十分反映させるためには、マ
トリックス樹脂は炭素繊維に対し良好な接着性を有して
いるだけではなく、マトリックス樹脂の倫浸、プリプレ
グなど中間素材の成形上加工性がよく、ＣＦＲＰとして
のコンポジット物性、たとえは強度、弾性率、耐熱性ま
たは層間剪断強度（以下１１、５５という）などに優れ
ている必要がある。
た機械的性質をＣＦＲＰに十分反映させるためには、マ
トリックス樹脂は炭素繊維に対し良好な接着性を有して
いるだけではなく、マトリックス樹脂の倫浸、プリプレ
グなど中間素材の成形上加工性がよく、ＣＦＲＰとして
のコンポジット物性、たとえは強度、弾性率、耐熱性ま
たは層間剪断強度（以下１１、５５という）などに優れ
ている必要がある。
たとえば、航空機用ＣＦＲＰのような大型部品は一般に
オートクレープ成形によつて低圧で成形されることが必
要であり、また航空機部材に汎用されているハニカム材
とＣＦＲＰ面材とのサンドイッチ構造材の場合にはＣＦ
ＲＰの成形と同時にハニカム材との接着を行なわせる、
いわゆるコ・キュアリング（Ｃｏ−Ｃｕｒｉｎｇ）性能
ならびにハニカム材の耐熱性を考慮して低温、特に１２
５℃以下の低温低圧成形性が要求され、同時に強度、−
層間剪断強度（以下ＩＬＳＳという）に優れ、少なくと
も８０゜Ｃの耐熱性を有することが望まれている。
オートクレープ成形によつて低圧で成形されることが必
要であり、また航空機部材に汎用されているハニカム材
とＣＦＲＰ面材とのサンドイッチ構造材の場合にはＣＦ
ＲＰの成形と同時にハニカム材との接着を行なわせる、
いわゆるコ・キュアリング（Ｃｏ−Ｃｕｒｉｎｇ）性能
ならびにハニカム材の耐熱性を考慮して低温、特に１２
５℃以下の低温低圧成形性が要求され、同時に強度、−
層間剪断強度（以下ＩＬＳＳという）に優れ、少なくと
も８０゜Ｃの耐熱性を有することが望まれている。
しかも乾式積層法によつてプリプレグ化が可能で、プリ
プレグとして適度の硬さ、粘着性を示し、シェルフライ
フが長いなどという特性を有することが望まれている。
本発明の目的はこのようなＣＦＲＰ）特に航空機などの
大型部材として必要なコンポジット物性を十分に満足し
、かつ実用上の難燃性を具備するＣＦＲＰ用マトリック
ス樹脂を提供するにある。
プレグとして適度の硬さ、粘着性を示し、シェルフライ
フが長いなどという特性を有することが望まれている。
本発明の目的はこのようなＣＦＲＰ）特に航空機などの
大型部材として必要なコンポジット物性を十分に満足し
、かつ実用上の難燃性を具備するＣＦＲＰ用マトリック
ス樹脂を提供するにある。
このような本発明の目的は、前記特許請求の範囲に記載
したように、フェノールノボラック型エポキシ樹脂と臭
素含有エポキシ樹脂との混合物にトリグリシジルーｍ−
アミノフェノールとジシアンジアミドを配合した樹脂組
成物によつて達成す、ることができる。本発明に用いら
れるフェノールノボラック型ならびに臭素含有エポキシ
樹脂としては公知の各種樹脂があり、特に限定されるも
のではなく、たとえば１例としてシエル化学（株）Ｅｐ
−１５２，Ｅｐ−１５４、住友化学工業（株）製ＥＳＢ
−３４０，ＥＳＢ一５００などがある。
したように、フェノールノボラック型エポキシ樹脂と臭
素含有エポキシ樹脂との混合物にトリグリシジルーｍ−
アミノフェノールとジシアンジアミドを配合した樹脂組
成物によつて達成す、ることができる。本発明に用いら
れるフェノールノボラック型ならびに臭素含有エポキシ
樹脂としては公知の各種樹脂があり、特に限定されるも
のではなく、たとえば１例としてシエル化学（株）Ｅｐ
−１５２，Ｅｐ−１５４、住友化学工業（株）製ＥＳＢ
−３４０，ＥＳＢ一５００などがある。
また、フエノールノボラツク型エポキシ樹脂と臭素含有
エポキシ樹脂との配合割合は、ＣＦＲＰとして要求され
る難燃性もしくは自已消火性に応じて決められるが、通
常は樹脂組成物重量当り少なくとも１０重量？の臭素が
含有されるように配合するのがよく、好ましくは臭素含
有エポキシ樹脂の配合割合を２５〜４０重量？の範囲内
とし、臭素含有率が少なくとも１０重量％になるように
するのがよい。
エポキシ樹脂との配合割合は、ＣＦＲＰとして要求され
る難燃性もしくは自已消火性に応じて決められるが、通
常は樹脂組成物重量当り少なくとも１０重量？の臭素が
含有されるように配合するのがよく、好ましくは臭素含
有エポキシ樹脂の配合割合を２５〜４０重量？の範囲内
とし、臭素含有率が少なくとも１０重量％になるように
するのがよい。
すなわち、臭素含量があまりに少なすぎるエポキシ樹脂
の場合、難燃性付与の点からは配合割合を多くせざるを
得ないが、一般に臭素含有エポキシ樹脂の配合割合が多
くなるとコンポジツト物性、耐熱性などに優れた樹脂組
成物が得難くなるので好ましくない。
の場合、難燃性付与の点からは配合割合を多くせざるを
得ないが、一般に臭素含有エポキシ樹脂の配合割合が多
くなるとコンポジツト物性、耐熱性などに優れた樹脂組
成物が得難くなるので好ましくない。
本発明は上記エボキシ樹脂混合物に硬化剤としてジシア
ンジアミドを用い、さらにトリグリシジル−ｍ−アミノ
フエノールを配合する点に特徴を有する。
ンジアミドを用い、さらにトリグリシジル−ｍ−アミノ
フエノールを配合する点に特徴を有する。
トリグリシジル−ｍ−アミノフエノールは次の構造を有
する。ジシアンジアミドはプリプレグ用エポキシ樹脂の
硬化剤として有効であり、かつ、ジシアンジアミドを単
独で硬化剤として用いた場合の硬化温度を約１５０℃程
度に低下させるために、適当な硬化促進剤を併用するこ
とは公知であるが、本発明においてはジシアンジアミド
およびそれと硬化促進剤の併用では、コンポジツト物性
や耐熱性が良好なＣＦＲＰ用樹脂を得ることができない
のである。
する。ジシアンジアミドはプリプレグ用エポキシ樹脂の
硬化剤として有効であり、かつ、ジシアンジアミドを単
独で硬化剤として用いた場合の硬化温度を約１５０℃程
度に低下させるために、適当な硬化促進剤を併用するこ
とは公知であるが、本発明においてはジシアンジアミド
およびそれと硬化促進剤の併用では、コンポジツト物性
や耐熱性が良好なＣＦＲＰ用樹脂を得ることができない
のである。
すなわち、本発明のようにフエノールノボラツク型エポ
キシ樹脂と臭素含有エポキシ樹脂との混合物の難燃性を
保持して、低温硬化性、炭素繊維に対する接着性、ＣＦ
ＲＰとしてのコンポジツト物性や耐熱性などを付与する
ためには、ジシアンジアミドとトリグリシジル−ｍ−ア
ミノフエノールを配合することにより、はじめて実用性
能を満足するマトリツクス樹脂にすることが可能になる
のである。特にトリグリシジル−ｍ−アミノフエノール
を組成物重量当り１０〜３０重量％の範囲内で配合する
ときは、コンポジツト物性、低温硬化性に加えてＣＯ−
Ｃｕｒｉｎｇ性の向上を図かることができる。なお、硬
化促進剤として、ベンジルジメチルアミンなどの３級ア
ミンまたはその塩、イミダゾールまたはその誘導体、モ
ノもしくはジクロルフエニル一１，１−ジメチルウレア
などを併用して樹脂の低温硬化性を向上させることがで
きる。
キシ樹脂と臭素含有エポキシ樹脂との混合物の難燃性を
保持して、低温硬化性、炭素繊維に対する接着性、ＣＦ
ＲＰとしてのコンポジツト物性や耐熱性などを付与する
ためには、ジシアンジアミドとトリグリシジル−ｍ−ア
ミノフエノールを配合することにより、はじめて実用性
能を満足するマトリツクス樹脂にすることが可能になる
のである。特にトリグリシジル−ｍ−アミノフエノール
を組成物重量当り１０〜３０重量％の範囲内で配合する
ときは、コンポジツト物性、低温硬化性に加えてＣＯ−
Ｃｕｒｉｎｇ性の向上を図かることができる。なお、硬
化促進剤として、ベンジルジメチルアミンなどの３級ア
ミンまたはその塩、イミダゾールまたはその誘導体、モ
ノもしくはジクロルフエニル一１，１−ジメチルウレア
などを併用して樹脂の低温硬化性を向上させることがで
きる。
特にモノまたはジクロルフエニルージメチルウレアなど
の尿素誘導体は低温硬化性に加えてＣＯ−（イ）Ｒｌｎ
ｇ性を改良するので有利である。さらに、本発明におい
て、プリプレグとして必要な適度の硬さや、粘着性を付
与させるためには、フエノールノボラツク型エポキシ樹
脂の粘度を調節したり、必要によりトリグリシジル−ｍ
−アミノフエノールを］）ＤＭ等で予備重合してもよい
し、適当な熱可塑性ポリマーを添加してもよい。
の尿素誘導体は低温硬化性に加えてＣＯ−（イ）Ｒｌｎ
ｇ性を改良するので有利である。さらに、本発明におい
て、プリプレグとして必要な適度の硬さや、粘着性を付
与させるためには、フエノールノボラツク型エポキシ樹
脂の粘度を調節したり、必要によりトリグリシジル−ｍ
−アミノフエノールを］）ＤＭ等で予備重合してもよい
し、適当な熱可塑性ポリマーを添加してもよい。
さらにハニカム材等とのＣＯ−ＣＵｒｌｎｇ性を与える
ためにはエポキシ樹脂の流動性をコントロールする必要
があるためアエロジル等の無水シリカを添加する必要が
ある。また、本発明の実施に当つては、本発明の目的を
害しない範囲で他のエボキシ樹脂、たとえばビスフエノ
ールＡ型エポキシ樹脂やグリシジルアミン型エポキシ樹
脂等を添加してもさしつかえない。このような組成を有
する本発明の樹脂組成物はＣＦＲＰ用マトリツクス樹脂
として次のような特徴を有する。
ためにはエポキシ樹脂の流動性をコントロールする必要
があるためアエロジル等の無水シリカを添加する必要が
ある。また、本発明の実施に当つては、本発明の目的を
害しない範囲で他のエボキシ樹脂、たとえばビスフエノ
ールＡ型エポキシ樹脂やグリシジルアミン型エポキシ樹
脂等を添加してもさしつかえない。このような組成を有
する本発明の樹脂組成物はＣＦＲＰ用マトリツクス樹脂
として次のような特徴を有する。
（１）約１２０℃以下で硬化し、低温硬化性てあり、ハ
ニカム材とＣＦＲＰ面材とのサンドイツチ構造部材成形
におけるＣＯ−Ｃｕｒｉｎｇ性を満足する。
ニカム材とＣＦＲＰ面材とのサンドイツチ構造部材成形
におけるＣＯ−Ｃｕｒｉｎｇ性を満足する。
（２）炭素繊維に対する接着性がよく、強度、ＬＳＳな
どコンポジツト物性の良好な難燃性ＣＦＲＰを与える。
どコンポジツト物性の良好な難燃性ＣＦＲＰを与える。
（３）ジシアンアミドと硬化促進剤との併用に起因する
耐熱性の低下がなく、少なくとも８０℃の耐熱性を示す
。
耐熱性の低下がなく、少なくとも８０℃の耐熱性を示す
。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例 １
シエル（株）製フエノールノボラツク型エポキシ樹脂Ｅ
ｐ−１５４を４８部、住友化学工業（株）製 臭素含有
ビスフエノールＡ型エボキシ樹脂ＥＳＢ一４００（臭素
含有率約４４重量％）３３音―同トリグリシジル一ｍ−
アミノフエノールＥＬＭ−１２０１６部に、アエロジル
３部、ジシアンジアミド４拡ジクロロフエニル一１，１
−ジメチルウレア５部を添加して、加熱二ーダ一で十分
攪拌混合して樹脂組成物を得た。
ｐ−１５４を４８部、住友化学工業（株）製 臭素含有
ビスフエノールＡ型エボキシ樹脂ＥＳＢ一４００（臭素
含有率約４４重量％）３３音―同トリグリシジル一ｍ−
アミノフエノールＥＬＭ−１２０１６部に、アエロジル
３部、ジシアンジアミド４拡ジクロロフエニル一１，１
−ジメチルウレア５部を添加して、加熱二ーダ一で十分
攪拌混合して樹脂組成物を得た。
ついでアクリルニトリル系繊維を焼成して表面処理して
得られた炭素繊維゛トレカ”Ｔ−３００を一方向に引揃
えて配列した後前記樹脂組成物を加熱溶融して含浸させ
ることによつて一方向プリブレグを得た。
得られた炭素繊維゛トレカ”Ｔ−３００を一方向に引揃
えて配列した後前記樹脂組成物を加熱溶融して含浸させ
ることによつて一方向プリブレグを得た。
得られたプリプレグは室温で良好な粘着性と適度な軟ら
かさを有していた。
かさを有していた。
また２０℃で１．５力月保管した後も粘着性、軟らかさ
ともわずかしか変化しておらず、保存安定性は良好であ
つた。実施例 ２゛実施例１で得られたプリプレグを幅
２０？、長さ３０ＣＴｎに裁断したものを繊維方向が同
一方向になるように積層した後、テトロンタフタで包み
さらに２枚のテトロンフイルム間にはさんで１２５℃で
９０分間プレス成形した。
ともわずかしか変化しておらず、保存安定性は良好であ
つた。実施例 ２゛実施例１で得られたプリプレグを幅
２０？、長さ３０ＣＴｎに裁断したものを繊維方向が同
一方向になるように積層した後、テトロンタフタで包み
さらに２枚のテトロンフイルム間にはさんで１２５℃で
９０分間プレス成形した。
得られたＣＦＲＰをＡＳＴＭＤ−２３４４ならびにＡＳ
ＴＭＩ）−７９０に準じてＩＬＳＳならびに曲げ強度を
測定したとこへ ２２ＩＣでのタテ方向曲げ強度は１９
０〜２００ｋ７／７ｆＬｄ、ヨコ方向曲げ強度は９〜１
０ｋｆ／７７！ｄ、ＩＬＳＳ９〜１０ｋｆ／７７！ｄで
良好なコンポジツト物性を有していた。また８『Ｃにお
ける強度保持率は９０％以上であり、良好な耐熱性を有
していた。次に同じＣＦＲＰについて難燃規格ＦＡＲ２
５一８５３（ａ），８５３（ｂ），８５５（ａ−１），
８５３（ｂ−２）に対する難燃性試験を行なつたとこへ
いずれの規格に対しても合格しており、優れた難燃性を
有していた。実施例 ３ 実施例１で得られたプリプレグをぴ／±４？ω０に積層
（繊維配列方向が、順次０ζ＋４５？、−４５８ぴとな
るよう積層）し、オートクレーブ中でアルミ板とＣＯ−
Ｃｕｒｌｎｇさせた。
ＴＭＩ）−７９０に準じてＩＬＳＳならびに曲げ強度を
測定したとこへ ２２ＩＣでのタテ方向曲げ強度は１９
０〜２００ｋ７／７ｆＬｄ、ヨコ方向曲げ強度は９〜１
０ｋｆ／７７！ｄ、ＩＬＳＳ９〜１０ｋｆ／７７！ｄで
良好なコンポジツト物性を有していた。また８『Ｃにお
ける強度保持率は９０％以上であり、良好な耐熱性を有
していた。次に同じＣＦＲＰについて難燃規格ＦＡＲ２
５一８５３（ａ），８５３（ｂ），８５５（ａ−１），
８５３（ｂ−２）に対する難燃性試験を行なつたとこへ
いずれの規格に対しても合格しており、優れた難燃性を
有していた。実施例 ３ 実施例１で得られたプリプレグをぴ／±４？ω０に積層
（繊維配列方向が、順次０ζ＋４５？、−４５８ぴとな
るよう積層）し、オートクレーブ中でアルミ板とＣＯ−
Ｃｕｒｌｎｇさせた。
Claims (1)
- １ フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂と臭素含有
エポキシ樹脂との混合物にトリグリシジル−ｍ−アミノ
フェノールと硬化剤としてジシアンジアミドを配合して
なる炭素繊維強化用難燃性エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP165079A JPS592446B2 (ja) | 1979-01-09 | 1979-01-09 | 炭素繊維強化用難燃性エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP165079A JPS592446B2 (ja) | 1979-01-09 | 1979-01-09 | 炭素繊維強化用難燃性エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5592757A JPS5592757A (en) | 1980-07-14 |
| JPS592446B2 true JPS592446B2 (ja) | 1984-01-18 |
Family
ID=11507385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP165079A Expired JPS592446B2 (ja) | 1979-01-09 | 1979-01-09 | 炭素繊維強化用難燃性エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592446B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2543693A1 (en) | 2004-02-27 | 2013-01-09 | Toray Industries, Inc. | Epoxy resin composition for carbon-fiber-reinforced composite material, prepreg, integrated molding, fiber-reinforced composite sheet, and casing for electrical/electronic equipment |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204073A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-28 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 接着剤組成物 |
| JPS58142955A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-25 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 接着剤組成物 |
| JPS6063256A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-04-11 | Toray Ind Inc | ヒンジ部を有する成形品用樹脂組成物 |
| DE3689783T2 (de) * | 1985-09-27 | 1994-08-25 | Sumitomo Chemical Co | Epoxidharz mit niedriger Viskosität, dieses Harz enthaltende Zusammensetzung und Fasern enthaltender Verbundwerkstoff auf der Basis dieser gehärteten Zusammensetzung. |
| JPH021725A (ja) * | 1988-03-09 | 1990-01-08 | Nippon Kayaku Co Ltd | 電子部品封止又は積層用難燃性樹脂組成物 |
| JP4568936B2 (ja) * | 2000-01-17 | 2010-10-27 | 住友ベークライト株式会社 | 難燃性樹脂組成物、これを用いたプリプレグ及び積層板 |
| GB201809830D0 (en) * | 2018-06-15 | 2018-08-01 | Hexcel Composties Ltd | Epoxy resin formulations |
-
1979
- 1979-01-09 JP JP165079A patent/JPS592446B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2543693A1 (en) | 2004-02-27 | 2013-01-09 | Toray Industries, Inc. | Epoxy resin composition for carbon-fiber-reinforced composite material, prepreg, integrated molding, fiber-reinforced composite sheet, and casing for electrical/electronic equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5592757A (en) | 1980-07-14 |
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