JPS621717A - エポキシ樹脂組成物 - 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 本発明は繊維強化複合材料（以下ＦＲＰと略記する）、
特に炭素繊維強化複合材料（以下ＣＦＲＰと略記する）
のマトリックス樹脂として有用なエポキシ樹脂組成物に
関する。

従来の技術 近年、ＦＲＰｌ特にＣＦＲＰはスポーツ・レジャー用品
や航空機の分野に広（使用されており、その需要も年々
増大している。

ＦＲＰ、ＣＦＲＰは一般に、ガラス繊維、アラミド繊維
、ボロンｍｉｉ、炭素繊維などのｔａ維基材にマトリッ
クス樹脂を含浸してプリプレグとなし、これらを積層し
て適当な温度で硬化させろことにより得られる。

ＣＦＲＰのマトリックス樹脂としては炭素繊維に対する
接着性に優れるエポキシ樹脂が採用されている。しかし
ながら従来より主に用いられているビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂は耐熱性に劣９、さらにコンポジット物性
、特に層閲せん断強度（以下ＩＬＳＳと略記する）が低
いという欠点を有している。一方、多官能のエポキシ樹
脂を用いることによりこれらの欠点を改良することが提
案されているが、反面マトリックス樹脂の伸びが減少し
、そのため耐熱衝撃性の低下が起こるという問題点を有
している。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこれらの欠点を解決するとともに、繊維基材、
特に炭素繊維に対する含浸性が良好で、かつプリプレグ
とした場合に適度なドレープ性、タックネスを有するエ
ポキシ樹脂組成物を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、（月ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂５〜３
０　ｆｆｌ　承部、（Ｂ）ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂　２０〜８０重量部、（Ｃ）グリシジルアミン型エ
ポキシ樹脂　１５〜５０重証部、および（ＤＪレジンン
ジアミドおよび硬化促進剤よりなるエポキシ樹脂組成物
に関する。

本発明で用いられる（Ａ）ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂の例としては、具体的にはエピコー＋−３０７（油
化シェルエポキン社製）　、ＹＤＦ１７０　　（東部化
成社製）、エピクロン８３０　（大日本インキ化学工業
社８！りなどが挙げられる。

（Ｂ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の例としては、
具体的にはエピコート８２８、エピコート８３４、エピ
コート８２７、エピコート１０ｏ１、エピコート１００
２、エピコー）１００４、エピコート１００７、エピコ
ート１００９　　（油化シェルエポキシ社製）、アラル
ゲイトＣＹ２Ｏ５、ＣＹ２３０、ＣＹ２３２、ＣＹ２２
１、ＧＹ２５７、ＧＹ２５２、ＧＹ２５５、ＧＹ２５０
．ＧＹ２６０、ＧＹ２８０、アラルダイト６ｏ７１、ア
ラルダイト７０７１、アラルダイト７０７２（チバ・ガ
イギー社製）、ダウェポキンＤＥＲ３３１、ＤＥＲ３３
２、ＤＥＲ６６２、ＤＥＲ６６３０，ＤＥＲ６６２Ｕ（
ダウケミカル社製）、エピクロン８４０．８５０．８５
５．８６０．１０５０，３０５０．４０５０．７０５０
　　Ｃ大日本インキ化学工業社製）、エポトートＹＤ−
１１５、ＹＤ　１１５−ＣＡｌＹＤ−１１７、ＹＤ−１
２１、ＹＤ−１２７、ＹＤ−１２８、ＹＤ−１２８ＣＡ
、ＹＤ−１２８Ｓ。

Ｙ′Ｄ−１３４、ＹＤ−０’ＯＩ　Ｚ、　ＹＤ−０１１
、ＹＤ−０１２、ＹＤ−０１４、ＹＤ−０１４Ｅ　Ｓ、
ＹＤ−０１７、ＹＤ−０１９、ＹＤ−０２０、ＹＤ−０
０２（東部化成社製）等が挙げられる。

これらビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、液状
のもの（例えばエピコート８２８．ＹＤ−１２８）と固
形状のものがあるが、本発明においては液状のものと固
形状のものをそれぞれ１０〜９０　ｗ　ｔ％の範囲内で
混合することにより粘度を調節することが好ましく行わ
れる。

（Ｃ）グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、Ｎ、
　Ｎ、　０−　トリグリシジル−１１−アミノフェアノ
ール、Ｎ・Ｎ・〇−トリグリシジルーｐ−アミノフェノ
ール等の３官能のもの、Ｎ、　Ｎ、　Ｎ＜　Ｎ′、−テ
）・ラグリシジルジアミノジフェニルメタン、Ｎ、　Ｎ
、　Ｎ：　Ｎ’ニーテトラグリシジル−ｍ−キシリレン
ジアミン等の４官能のものが用いられるが、４官能のも
のが好ましい。特にＮ、Ｎ、Ｎ−Ｎ′、−テトラグリシ
ジルジアミノジフェニルメタンが本発明において好まし
く使用されろ。

Ｎ、　Ｎ、　Ｎ１Ｎ−−テトラグリシジルジアミノジフ
ェニルメタンとしては、具体的にはＭＹ７２０（チパ・
ガイギー社製）、ＹＨ−４３４（東部化成社製）、ＥＬ
Ｍ−４３４（住友化学工業社製）、エピクロン４３０　
（大日本インキ化学工業社製）、Ｅ−６０４（油化シェ
ルエポキシ社製）等が挙げられる。

本発明において成分（Ｄ）としてジシアンジアミドおよ
び硬化促進剤が用いられる。硬化促進剤としてはウレア
化合物、イミダゾール類などが使用することができ、特
に下記一般式で示されるウレア化合物が好ましく使用さ
れろ。

（式中、Ｘ、オＪ：ヒＸ２Ｌ；！ツレツレＨ，Ｃ１，Ｎ
ｏ２．０ＣＲ（３のいずれかの基を示す） これらの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−ジメチルウレア等が挙げられろ。

本発明は前記成分（Ａ）〜（Ｃ）を、（Ａ）５〜３０重
量部、好ましくは５〜１５重証部、（Ｂ）２０〜８０重
量部、好ましくは４０〜６０重量部および（Ｃ）　１５
〜５０重量部、好ましくは２０〜４０重量部の割合で配
合するのが望ましい。

ジシアンジアミドの使用呈は、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合
計量１００重量部に対して、通常３〜７重量部用いられ
る。また硬化促進剤の使用量は、成分（Ａ）〜（Ｃ）の
合計量１００重量部に対し、通常３〜７重量部用いられ
る。

本発明においては成分（Ａ）〜（Ｃ）を所定の割合にて
配合することが本発明の目的を達成するために極めて重
要である。すなわち、成分（Ａ）〜（Ｃ）を本発明の所
定の割合に配合することにより、繊維基材に対する含浸
性がきわめて良好となり、プリプレグとした場合に適度
なタックネスとドレープ性を有し、そしてＦＲＰあるい
はＣＦＲＰとした場合の物性、特にＴＬＳＳの高いもの
が得られろ。

本発明の所定の割合からはずれた場合にはこれらの優れ
た効果が期待できない。

本発明のエポキシ樹脂組成物は炭素繊維プリプレグ用マ
トリックス樹脂として好適に用いられろばかりでなく、
アラミド繊維、ガラス繊維、ボロン繊維などの各種繊維
のＦＲＰ用マトリックス樹脂としても用いられろ。

及豊１ 以下に実施例を挙げ本発明を説明するが、本発明はこれ
らに制限されろものではない。なお実施例中のパ部”は
“重旦部”を意味する。

実施例　Ｉ ＹＤＦ−１７０（東部化成社製）８０部、ＹＤ−１２８
（東部化成社製）３００部、エピコート１００９　（油
化シェルエポキシ社製）３００部、ＹＨ−４３４（東部
化成社製）３２０部を加熱ニーダ−に入れて、攪拌混合
したのち、ジシアンジアミド４０部および３−　（３，
４−ジクロロフェニル）＝１．１−ジメチルウレア（す
下ＤＣＭＵと略記する）３０部を添加して、十分に攪拌
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ｎ（引張強さ３１０ｋｇ／　ｍ
　ｒｎ”　、弾性率２３　ｔ　／　ｍ　ｒｎ”）を一方
向に引き揃えたのちこのプリプレグ用エポキシ樹脂組成
物を加熱溶融して含浸させて一方向プリプレグを得た。

得られたプリプレグは適度なタックネスとドレープ性を
有しており、２０℃で１．５ケ月保管した後のプリプレ
グのタックネスとドレープ性に変化はなく良好な貯蔵安
定性を有していた。

このプリプレグを長さ３０ｃｌＴ＋１巾１５ｃｍ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、テ
１、・ラーフィルムで包み、１２０’ｌ：：に加熱され
たプレスに入れて７ｋｇ／　ｃ　ｍ’に加圧して６０分
間硬化させた。ついで１３０℃のオーブン中に入れ２時
間のアフターギニアを行い、完全硬化させて厚み２　ｍ
ｍのＣＦＲＰ板を得ｔこ。

得られたＣＦＲＰ板の炭素繊維の体積含有率は６０％で
あった。このＣＦＲＰ板の曲げ強度およびｒＬｓｓをＡ
ＳＴＭ　　Ｄ−７９０およびＡＳＴＭＤ−２３４４に準
じて測定した。得られた結果は曲げ強さ１７６　ｋｇ　
／　ｍ　ｍ’、曲げ弾性率１２３ｔ／　ｍ　ｍ’、Ｉ　
Ｌ　Ｓ　３１０．４ｋｇ／　ｍ　ｍで優秀な物性を有し
ていｉ二。

実施例　２ ＹＤＦ−’１７０、ＹＤ　１２８、エピコート１００２
　（油化シェルエポキシ社ｆＭ）　、ＹＨ−４３４をそ
れぞれ１００部、３００部、４００部および２００部の
割合にて加熱ニーダ−に入れ攪拌混合したのち、さらに
ジシアンジアミド５０部およびＤＣＭＵ４０部を添加し
て十分に攪拌混合を行い、エポキシ樹脂組成物を得た。

このエポキシ樹脂組成物を実施例１で用いた炭素繊維に
実施例１と同様の方法で含浸させ一方向ブリプレグを得
た。得られたプリプレグは適度なタックネトとドレープ
性を有しておりまた貯蔵安定性も満足のいくものであっ
た。

このプリプレグを実施例１と同様の方法にて積層硬化さ
せてＣＦＲＰ板を得た。このＣＦＲＰ板の曲げ強さは１
７０　ｋｇ／　ｍ　ｍ’、曲げ弾性率１２．３ｔ／　ｒ
ｒｌ　ｎｌ”、Ｉ　Ｌ　Ｓ　Ｓ９．８ｋｇ／　ｍｍ’で
あった。このときの炭素繊維の体積含有率は６０％であ
った。

実施例　３ ＹＤＦ−１７０、ＹＤ１２８、エピコート１００１（油
化シェルエポキシ社製）、ＹＨ−４３４をそれぞれ１０
０部、１００部、４００部および４００部の割合にて加
熱ニーダーに入れ攪拌混合したのち、さらにジシアンジ
アミド５０部およびＤＣＭＵ５０部を添加して十分に攪
拌混合を行い、エポキシ樹脂組成物を得た。

乙のエポキシ樹脂組成物を実施例１で用いた炭素ｍ維に
実施例１と同様の方法で含浸させ一方向プリプレグを得
た。得られたプリプレグは適度なタックネトとドレープ
性を有しておりまた貯蔵安定性も満足のいくものてあっ
た。

乙のプリプレグを実施例１と同様の方法にて積層硬化さ
せてＣＦＲＰ板を作製した。このＣＦＲＰ板の曲げ強さ
は１８２　ｋｇ／　ｍ　ｍ’、曲げ弾性率１２゜３　ｔ
　／　ｍ　ｍ’、Ｉ　Ｌ　Ｓ　Ｓ　１０．６ｋｇ／　ｍ
　ｒｒｉ’であった。このときの炭素ｗＪ、雑の体積含
有率は６０％であった。

比較例　Ｉ ＹＤＦ−１７０、ＹＤ１２８、エピコート１００９、Ｙ
Ｈ−４３４、ジシアンジアミド、およびＤＣＭＵをそれ
ぞれ２００部、２００部、５００部、１００部、４０部
および３０部の割合にて用いた以外は、実施例１と同様
の方法にてＣＦＲＰ板を作製した。

乙のＣＦＲＰ板の曲げ強さは１６５ｋｇ／ｍｒｎ”。

曲げ弾性率１２．３　ｔ　／　ｍ　ｍ’、Ｉ　Ｌ　Ｓ　
Ｓ　９．０ｋｇ／　ｍｒｎ’であった。このときの炭素
繊維の体積含有率は６０％であった。

同　　　　　弁理士　　川　瀬　良　治４′ニ゛パ・１
．−３″

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂 　５〜３０重量部 （Ｂ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 　２０〜８０重量部 （Ｃ）グリシジルアミン型エポキシ樹脂 　１５〜５０重量部 および （Ｄ）ジシアンジアミドおよび硬化促進剤 よりなるエポキシ樹脂組成物。