JPS63161027A - 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 - Google Patents
耐熱性の高いプリプレグの製造方法Info
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- JPS63161027A JPS63161027A JP61307784A JP30778486A JPS63161027A JP S63161027 A JPS63161027 A JP S63161027A JP 61307784 A JP61307784 A JP 61307784A JP 30778486 A JP30778486 A JP 30778486A JP S63161027 A JPS63161027 A JP S63161027A
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリカルボジイミド系熱硬化性樹脂含有炭素繊
維複合材に関し、更に詳しくは必須成分として分子中に
２個以上のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミ
ド樹脂を含む炭素繊維複合材に関するものである。
維複合材に関し、更に詳しくは必須成分として分子中に
２個以上のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミ
ド樹脂を含む炭素繊維複合材に関するものである。
近年炭素繊維複合材は、そのすぐれた強度、高い弾性率
、軽量さによって各種構造部材に用いられている。
、軽量さによって各種構造部材に用いられている。
例えば、航空機用部品、ゴルフクラブ、テニスラケット
等が代表的なものである。さらに高度な応用としてロケ
ットや人工衛星の部材にも適用されている。
等が代表的なものである。さらに高度な応用としてロケ
ットや人工衛星の部材にも適用されている。
而して、その製造方法は、一般に熱硬化性樹脂をマトリ
ックスとしたシート状の中間体を作り、それを積層し熱
硬化して成型品を得るものである。
ックスとしたシート状の中間体を作り、それを積層し熱
硬化して成型品を得るものである。
従来、最も一般的に用いられている炭素繊維用のマトリ
ックス樹脂としては、エポキシ樹脂が知られている。
ックス樹脂としては、エポキシ樹脂が知られている。
このエポキシ樹脂は接着力が高く、層間剪断強度が７ｋ
ｇ／ａｎ”以上あり、高性能の複合材を得られるのであ
るが、一般に１２０〜１７０℃で６０分以上という長時
間の硬化条件を要する欠点があり、また、このエポキシ
樹脂を用いた炭素繊維複合材は耐熱性の面においても充
分満足すべきものとは言えず、厳しい高温状態にさ゛ら
される宇宙航空分野等においては、更に耐熱性を向上さ
せた炭素繊維複合材の出現が望まれている。
ｇ／ａｎ”以上あり、高性能の複合材を得られるのであ
るが、一般に１２０〜１７０℃で６０分以上という長時
間の硬化条件を要する欠点があり、また、このエポキシ
樹脂を用いた炭素繊維複合材は耐熱性の面においても充
分満足すべきものとは言えず、厳しい高温状態にさ゛ら
される宇宙航空分野等においては、更に耐熱性を向上さ
せた炭素繊維複合材の出現が望まれている。
一般に炭素繊維複合材の耐熱性は主としてマトリックス
を形成する樹脂の耐熱性に依存するところが大きい。こ
れは炭素繊維自身は通常問題となる程度の高温（２５０
℃以下）では殆ど影響はみられないからである。
を形成する樹脂の耐熱性に依存するところが大きい。こ
れは炭素繊維自身は通常問題となる程度の高温（２５０
℃以下）では殆ど影響はみられないからである。
従って、上記の要望を満足させる炭素繊維複合材を得る
ためには、エポキシ樹脂より速硬化性で且つ適正な耐熱
性を有するマトリックス樹脂が用いられなければならな
い５ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上述のような従来技術の問題点を解決し、エポ
キシ樹脂より速硬化性で且つ耐熱性の高いマトリックス
樹脂を用いた炭素繊維複合材を提供することを目的とし
てなされたもので、その構成は、分子内に少なくとも２
個以上のカルボジイミド基を含むポリカルボジイミド樹
脂及びそのプレポリマーの少なくとも一種をマトリック
ス樹脂として含有することを特徴とするものである。
ためには、エポキシ樹脂より速硬化性で且つ適正な耐熱
性を有するマトリックス樹脂が用いられなければならな
い５ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上述のような従来技術の問題点を解決し、エポ
キシ樹脂より速硬化性で且つ耐熱性の高いマトリックス
樹脂を用いた炭素繊維複合材を提供することを目的とし
てなされたもので、その構成は、分子内に少なくとも２
個以上のカルボジイミド基を含むポリカルボジイミド樹
脂及びそのプレポリマーの少なくとも一種をマトリック
ス樹脂として含有することを特徴とするものである。
即ち、本発明者は、炭素繊維に対して速硬化性でエポキ
シ樹脂並みの接着力を有し、且つ、それ以上の耐熱性を
有するマトリックス樹脂と炭素繊維の組み合せを見出す
べく鋭意研究の結果、前記マトリックス樹脂としてポリ
カルボジイミド樹脂を用いればよいことを知得し、本発
明を完成したのであって、本発明の熱硬化性樹脂含有し
た炭素繊維複合材は、その製造時、エポキシ樹脂を用い
たものより硬化が早い上に、耐熱性も良好で、優れた機
械特性を示す。
シ樹脂並みの接着力を有し、且つ、それ以上の耐熱性を
有するマトリックス樹脂と炭素繊維の組み合せを見出す
べく鋭意研究の結果、前記マトリックス樹脂としてポリ
カルボジイミド樹脂を用いればよいことを知得し、本発
明を完成したのであって、本発明の熱硬化性樹脂含有し
た炭素繊維複合材は、その製造時、エポキシ樹脂を用い
たものより硬化が早い上に、耐熱性も良好で、優れた機
械特性を示す。
次に本発明について詳細に説明する。
本発明に使用されるカルボジイミド樹脂としては、イソ
シアネートのカルボジイミド化を促進する触媒の一種以
上を使用する等して一種以上の有機ポリイソシアネート
と一種以上の有機モノイソシアネートとから、分子量を
規制しつつ、実質的に生ぜしめたポリカルボジイミド樹
脂が最も好ましい。
シアネートのカルボジイミド化を促進する触媒の一種以
上を使用する等して一種以上の有機ポリイソシアネート
と一種以上の有機モノイソシアネートとから、分子量を
規制しつつ、実質的に生ぜしめたポリカルボジイミド樹
脂が最も好ましい。
この有機モノイソシアネートを用いて重縮合を停止させ
る方法でポリカルボジイミドの平均分子量を規制するこ
とは公知である（Ｉ、Ｍ、ＡｌｂｅｒｉｎｏらＪＡＰＳ
、２１，１９９９−２００８１９７７）が、これを炭素
繊維などと複合し、耐熱性を向上させた炭素繊維複合材
としての試みはなされていなかった。
る方法でポリカルボジイミドの平均分子量を規制するこ
とは公知である（Ｉ、Ｍ、ＡｌｂｅｒｉｎｏらＪＡＰＳ
、２１，１９９９−２００８１９７７）が、これを炭素
繊維などと複合し、耐熱性を向上させた炭素繊維複合材
としての試みはなされていなかった。
本発明によれば、まず、フェニル基により末端を封止し
たポリカルボジイミド樹脂を溶融もしくは溶液状で炭素
繊維に含浸させ、プリプレグを作製する。このプリプレ
グは熱硬化性を有しており、熱圧成型することが可能で
ある。従って、目的にあった形状に熱圧成型法により成
形すれば、所定の複合材を得ることができるわけである
。
たポリカルボジイミド樹脂を溶融もしくは溶液状で炭素
繊維に含浸させ、プリプレグを作製する。このプリプレ
グは熱硬化性を有しており、熱圧成型することが可能で
ある。従って、目的にあった形状に熱圧成型法により成
形すれば、所定の複合材を得ることができるわけである
。
得られた複合材は不活性ガス中で１０００℃程度で焼成
することにより、高収率でｃ／ｃコンポジットを得るこ
とができる。更には、ｃ／ｃコンポジットにワニス状の
カルボジイミド樹脂を含浸焼成することにより、高収率
、高効率で密度の高いｃ／ｃコンポジットを得ることも
できる。
することにより、高収率でｃ／ｃコンポジットを得るこ
とができる。更には、ｃ／ｃコンポジットにワニス状の
カルボジイミド樹脂を含浸焼成することにより、高収率
、高効率で密度の高いｃ／ｃコンポジットを得ることも
できる。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例 １
メチレンジフェニルジイソシアネート２５０ｇ。
フェニルイソシアネート２３ｇの組成で、テトラクロロ
エチレン中、１２０℃で３−メチル−１−フェニルフォ
スフオレン−１−オキサイドを触媒として加えカルボジ
イミド化し、粉末状の樹脂を得た。その粉末状樹脂を１
２０〜１４０℃で溶融し、炭素繊維に含浸させてドラム
上に巻き取った。含浸後の炭素繊維を２本のローラでは
さみ、その間隙を制御することにより、樹脂含有率を４
０重量％に調整し、プリプレグを得た。得られたプリプ
レグは一方向に積層し、２００℃で１０分プレスして成
型品を得た。
エチレン中、１２０℃で３−メチル−１−フェニルフォ
スフオレン−１−オキサイドを触媒として加えカルボジ
イミド化し、粉末状の樹脂を得た。その粉末状樹脂を１
２０〜１４０℃で溶融し、炭素繊維に含浸させてドラム
上に巻き取った。含浸後の炭素繊維を２本のローラでは
さみ、その間隙を制御することにより、樹脂含有率を４
０重量％に調整し、プリプレグを得た。得られたプリプ
レグは一方向に積層し、２００℃で１０分プレスして成
型品を得た。
この成型品の物性は次の通りであった。
密 度 １．３８
曲げ強度 ４０ｋｇ／ｍｍ２
熱変形温度 ２１０℃
実施例 ２
実施例１と同様にプリプレグを作製し、得られたプリプ
レグを一方向に積層し、３５０℃で１０分プレスして成
型品を得た。
レグを一方向に積層し、３５０℃で１０分プレスして成
型品を得た。
この成型品の物性は次の通りであった。
密 度 １．３８
曲げ強度 ３５ｋｇ／ｎｗｎ２
熱変形温度 ３００℃以上
実施例 ３
実施例１と同様に樹脂を合成し、該樹脂を１２０〜１４
０℃で溶融し、炭素繊維から成るクロスに含浸させて、
プリプレグを作製した。
０℃で溶融し、炭素繊維から成るクロスに含浸させて、
プリプレグを作製した。
このプリプレグを積層し、３５０℃でプレスして成型品
を得た。
を得た。
この成型品の物性は次の通りであった。
密 度 １．３５
曲げ強度 ２０ｋｇ／ｎｗｙ＋”
熱変形温度 ３００°Ｃ以上
実施例 ４
実施例３と同様にして成型品を得た後、該成型品を真空
下、 １０００℃で１時間焼成した。
下、 １０００℃で１時間焼成した。
このものの物性は次の通りであった。
嵩密度 １．２０
曲げ強度 ９ｋｇ／＋ｎｍ”
実施例 ５
実施例４で得られたｃ／ｃコンポジットにカルボジイミ
ド樹脂のテトラクロロエチレン溶液を含浸させて乾燥し
た後、真空下、１０００℃で１時間焼成した。
ド樹脂のテトラクロロエチレン溶液を含浸させて乾燥し
た後、真空下、１０００℃で１時間焼成した。
このものの物性は次の通りであった。
嵩密度 １．４０
曲げ強度 １８ｋｇ／ｍｍ２
実施例 ６
トリレンジイソシアネート２００ｇ、フェニルイソシア
ネート５ｇの組成でテトラクロロエチレン中、１２０℃
で３−メチル１−フェノール−２−ホスフォシン−１−
オキシドを触媒として加え、カルボジイミド化して、樹
脂ワニスを得た。
ネート５ｇの組成でテトラクロロエチレン中、１２０℃
で３−メチル１−フェノール−２−ホスフォシン−１−
オキシドを触媒として加え、カルボジイミド化して、樹
脂ワニスを得た。
このワニスを炭素繊維から成るクロスしこ含浸させて７
０℃で乾燥させ、プリプレグを得た。
０℃で乾燥させ、プリプレグを得た。
その成型品の物性は次の通りであった。
密 度 １．３５
曲げ強度 ２０ｋｇ／ｎｕ２
熱変形温度 ３００℃以上
Claims (1)
- 分子内に少なくとも２個以上のカルボジイミド基を含む
ポリカルボジイミド樹脂及びそのプレポリマーの少なく
とも一種をマトリックス樹脂として含有することを特徴
とする炭素繊維複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307784A JPH0745582B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307784A JPH0745582B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6309419A Division JP2613568B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Ｃ／ｃコンポジットの製造方法 |
| JP8148629A Division JPH09111011A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 耐熱性の高いプリプレグ積層体の熱圧成型品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63161027A true JPS63161027A (ja) | 1988-07-04 |
| JPH0745582B2 JPH0745582B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=17973214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61307784A Expired - Lifetime JPH0745582B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745582B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0461466A1 (en) * | 1990-06-01 | 1991-12-18 | Nisshinbo Industries, Inc. | Heat-resistant adhesive and adhesion method using said adhesive |
| US5152941A (en) * | 1990-02-21 | 1992-10-06 | Nisshinbo Industries, Inc. | High-density vitreous carbon material and process for producing the same |
| EP0537644A1 (en) * | 1991-10-11 | 1993-04-21 | Yamaha Corporation | Carbon fiber, thermoplastic resin, carbon fiber reinforced thermoplastic resin thereof and prepreg therefor |
| US9221073B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-12-29 | Basf Se | High molecular weight polycarbodiimide and method of producing same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5015877A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-02-19 | ||
| JPS5161599A (ja) * | 1974-10-02 | 1976-05-28 | Upjohn Co | |
| JPS5516056A (en) * | 1978-07-23 | 1980-02-04 | Toho Rayon Co Ltd | Epoxy resin composition for carbon fiber prepreg and preparation |
| JPS6116934A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-24 | Toray Ind Inc | 耐熱性プリプレグ |
| JPS61268714A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-28 | Nisshinbo Ind Inc | 耐熱性の高い熱硬化性樹脂の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP61307784A patent/JPH0745582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
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| JPS61268714A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-28 | Nisshinbo Ind Inc | 耐熱性の高い熱硬化性樹脂の製造方法 |
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| EP0461466A1 (en) * | 1990-06-01 | 1991-12-18 | Nisshinbo Industries, Inc. | Heat-resistant adhesive and adhesion method using said adhesive |
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| US5318847A (en) * | 1991-10-11 | 1994-06-07 | Yamaha Corporation | Carbodiimide treated carbon fiber and use thereof |
| US9221073B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-12-29 | Basf Se | High molecular weight polycarbodiimide and method of producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0745582B2 (ja) | 1995-05-17 |
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