JPH07258542A - Resin composition for composite material, intermediate for composite material, and composite material - Google Patents
Resin composition for composite material, intermediate for composite material, and composite materialInfo
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- JPH07258542A JPH07258542A JP7783994A JP7783994A JPH07258542A JP H07258542 A JPH07258542 A JP H07258542A JP 7783994 A JP7783994 A JP 7783994A JP 7783994 A JP7783994 A JP 7783994A JP H07258542 A JPH07258542 A JP H07258542A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、繊維を含有した軽量複
合材料用樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、本発明
は、耐熱性、耐水性および電気特性に優れ、かつ均質な
軽量複合材料を得ることが可能な軽量複合材料用樹脂組
成物に関する。また、本発明は、上記複合材料用樹脂組
成物を成形してなる複合材料用中間材、並びに上記複合
材料用樹脂組成物または中間材を硬化して得られた硬化
物を含む複合材料に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber-containing resin composition for a lightweight composite material. More specifically, the present invention relates to a lightweight composite material which is excellent in heat resistance, water resistance and electrical characteristics and which is homogeneous. The present invention relates to a resin composition for a lightweight composite material that can be obtained. The present invention also relates to an intermediate material for a composite material obtained by molding the resin composition for a composite material, and a composite material containing a cured product obtained by curing the resin composition for an composite material or the intermediate material.
【0002】[0002]
【従来の技術】炭素繊維、ガラス繊維等を補強材とする
複合材料は、ゴルフシャフト、釣竿、テニスラケット等
のスポーツ・レジャー用品、航空機、一般産業用資材等
に広く使用されている。2. Description of the Related Art Composite materials having carbon fiber, glass fiber or the like as a reinforcing material are widely used for sports / leisure products such as golf shafts, fishing rods and tennis rackets, aircraft and general industrial materials.
【0003】特に、繊維強化された表面層と軽量な芯材
とからなる複合材料は、比強度、比剛性が高いために、
軽量かつ高剛性な成形体が得られるという特徴があり、
注目されている。In particular, a composite material comprising a fiber-reinforced surface layer and a lightweight core material has a high specific strength and a high specific rigidity.
There is a feature that a lightweight and highly rigid molded body can be obtained,
Attention has been paid.
【0004】従来より用いられているビスマレイミド/
微小中空球体系およびエポキシ樹脂/微小中空球体系か
らなる軽量複合材料用樹脂組成物は、それぞれ耐熱性に
関しては良好であるが、吸湿性に関して満足するもので
はない。また、例えば第36回国際サンペシンポジウム19
91年 4月第 336頁(36th International SAMPE Symposiu
m,April P.336(1991))に記載されているシアネートエス
テル樹脂/微小中空球体系からなる軽量複合材料用樹脂
組成物は、耐熱性、吸湿性および電気特性に関しては良
好であるが、特に厚い複合材料を製造する際に、加熱硬
化時における樹脂粘度が低い等の理由から軽量の微小中
空球体が樹脂と分離するという欠点がある。Conventionally used bismaleimide /
The resin composition for a lightweight composite material including the micro hollow sphere system and the epoxy resin / micro hollow sphere system is good in heat resistance, but not satisfactory in hygroscopicity. Also, for example, the 36th International Sampe Symposium 19
April 1991, p. 336 (36th International SAMPE Symposiu
m, April P.336 (1991)), a resin composition for a lightweight composite material composed of a cyanate ester resin / micro hollow sphere system is excellent in heat resistance, hygroscopicity and electric characteristics, When manufacturing a thick composite material, there is a drawback that the light weight minute hollow spheres are separated from the resin because the resin viscosity is low at the time of heat curing.
【0005】このような欠点を改善する目的で上記樹脂
組成物にエポキシ樹脂を混合する方法もとられている
が、電気特性の面で好ましい方法ではない。Although a method of mixing an epoxy resin with the above resin composition has been proposed for the purpose of improving such drawbacks, it is not a preferable method in terms of electrical characteristics.
【0006】また、粘度を増加させるために、モンモリ
ロナイト類、シリカ微粉末等の無機化合物系のチキソト
ロピー剤を上記樹脂組成物に添加する方法もあるが、重
量が増加したり電気特性が低下したりするという問題が
ある。There is also a method of adding an inorganic compound type thixotropic agent such as montmorillonites and fine silica powder to the above resin composition in order to increase the viscosity, but the weight is increased and the electrical characteristics are deteriorated. There is a problem of doing.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、シ
アネートエステル樹脂/微小中空球体系からなる樹脂組
成物が有する優れた耐熱性、吸湿性および電気特性を低
下させることなく、加熱硬化時等における微小中空球体
と樹脂との分離を防止し、それによって硬化後に均質な
軽量複合材料を得ることが可能な、複合材料用樹脂組成
物を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and has excellent heat resistance of a resin composition composed of a cyanate ester resin / micro hollow sphere system, A resin composition for a composite material capable of preventing separation of fine hollow spheres and a resin at the time of heat-curing or the like without deteriorating hygroscopicity and electric properties, thereby obtaining a homogeneous lightweight composite material after curing. It is intended to provide.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
に沿って鋭意研究を進めた結果、シアネートエステル樹
脂および微小中空球体を主成分とする組成物にさらに繊
維類を含有させておくことにより、加熱硬化時等におけ
る微小中空球体と樹脂との分離が防止され、均質な軽量
複合材料が得られることを見出し、本発明に至った。Means for Solving the Problems As a result of intensive research aimed at achieving the above object, the present inventor has further added fibers to a composition containing a cyanate ester resin and micro hollow spheres as main components. It was found that the separation of the minute hollow spheres and the resin during heat curing and the like can be prevented, and a homogeneous lightweight composite material can be obtained, which led to the present invention.
【0009】すなわち本発明は、(A)シアネートエス
テル樹脂、(B)微小中空球体および(C)繊維を含有
することを特徴とする複合材料用樹脂組成物に関するも
のである。また、本発明は、上記複合材料用樹脂組成物
をシート状またはフィルム状に成形してなるものである
ことを特徴とする複合材料用中間材に関し、更にまた本
発明は、上記の複合材料用樹脂組成物または複合材料用
中間材を硬化して得られる硬化物を構成要素として含む
ことを特徴とする複合材料に関するものである。That is, the present invention relates to a resin composition for a composite material, which comprises (A) a cyanate ester resin, (B) a micro hollow sphere and (C) a fiber. Further, the present invention relates to an intermediate material for a composite material, which is obtained by molding the above resin composition for a composite material into a sheet shape or a film shape, and the present invention also relates to the above-mentioned composite material. The present invention relates to a composite material comprising a cured product obtained by curing a resin composition or an intermediate material for a composite material as a constituent element.
【0010】以下に本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.
【0011】本発明で用いられる(A)シアネートエス
テル樹脂としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフ
ェノールF、フェノールノボラック、クレゾールノボラ
ック、フェノール−ジシクロペンタジエン系樹脂等の各
種フェノール樹脂から誘導したシアネートエステル樹脂
が挙げられる。より具体的には、ビスフェノール型シア
ネートエステル樹脂としては、例えば Rhone Poulenc社
製のB−10、B−30、M−10、M−30、T−3
0、F−10、L−10(いずれも商品名)等が挙げら
れる。また、フェノールノボラック型シアネートエステ
ル樹脂としては、 Allied Signal社製のPT樹脂等が挙
げられる。更に、フェノール−ジシクロペンタジエン型
シアネートエステル樹脂としては、Dow Chemical社製の
XU71787(商品名)等が挙げられる。Examples of the cyanate ester resin (A) used in the present invention include cyanate ester resins derived from various phenol resins such as bisphenol A, bisphenol F, phenol novolac, cresol novolac, and phenol-dicyclopentadiene resin. Can be mentioned. More specifically, examples of the bisphenol type cyanate ester resin include, for example, B-10, B-30, M-10, M-30 and T-3 manufactured by Rhone Poulenc.
0, F-10, L-10 (all are trade names) and the like. Examples of the phenol novolac type cyanate ester resin include PT resin manufactured by Allied Signal. Further, examples of the phenol-dicyclopentadiene type cyanate ester resin include XU71787 (trade name) manufactured by Dow Chemical Company.
【0012】更に、上記シアネートエステル樹脂の靭性
を向上させるため、各種のプラスチックもしくはゴム等
を、シアネートエステル樹脂100重量部に対し通常3
〜30重量部、好ましくは5〜15重量部添加すること
ができる。Further, in order to improve the toughness of the cyanate ester resin, various kinds of plastics or rubbers are usually added to 100 parts by weight of the cyanate ester resin.
-30 parts by weight, preferably 5-15 parts by weight can be added.
【0013】上記プラスチックとしては、例えばポリカ
ーボネート、ポリエーテルスルホン、フェノキシ樹脂、
ポリエーテルイミド、ポリビニルホルマール、ポリビニ
ルブチラール、ポリエチレンテレフタレート等がある。
上記ゴム類としては、例えばブタジエン−アクリロニト
リルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン樹脂、シリコーン樹脂等があ
る。Examples of the above plastics include polycarbonate, polyether sulfone, phenoxy resin,
There are polyetherimide, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, polyethylene terephthalate and the like.
Examples of the rubbers include butadiene-acrylonitrile rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, and silicone resin.
【0014】また、上記シアネートエステル樹脂の靭性
を更に向上させるため、高分子の超微粒子をかかる樹脂
に添加することもできる。上記高分子の超微粒子として
は、例えばスチレン樹脂、ジビニルベンゼン樹脂、スチ
レン−ジビニルベンゼン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、
メラミン樹脂、ベンゾグアナミン−メラミン共縮合樹
脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−アクリル酸
共重合樹脂、メチルメタクリレート樹脂、n−ブチルア
クリレート樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、ポリアミド
樹脂、芳香族ポリエステル樹脂等からなる超微粒子があ
る。Further, in order to further improve the toughness of the cyanate ester resin, ultrafine particles of a polymer can be added to the resin. Examples of the ultrafine particles of the polymer include styrene resin, divinylbenzene resin, styrene-divinylbenzene resin, benzoguanamine resin,
Super composed of melamine resin, benzoguanamine-melamine co-condensation resin, urea resin, silicone resin, ethylene-acrylic acid copolymer resin, methyl methacrylate resin, n-butyl acrylate resin, acrylic-urethane resin, polyamide resin, aromatic polyester resin, etc. There are fine particles.
【0015】本発明で用いられる(B)微小中空球体と
しては、例えば、ガラス、アルミナシリケート、セラミ
ックス、カーボン等の無機質系、並びにフェノール樹
脂、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、エポ
キシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等の有機質系のも
のが挙げられる。これらの中でも特に、強度および軽量
化の点でガラス微小中空球体が好ましい。上記微小中空
球体のサイズは特に限定されるものではないが、通常1
0〜200μm、好ましくは80〜120μmの粒径分
布のものである。更に、80〜120μmおよび20〜
50μmの粒径分布のものをブレンドして用いると、得
られる成形体の強度のさらなる向上が図れるため特に好
ましい。Examples of the fine hollow spheres (B) used in the present invention include inorganic materials such as glass, alumina silicate, ceramics and carbon, as well as phenol resin, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, epoxy resin, urea resin, Examples include organic materials such as melamine resins. Of these, glass micro hollow spheres are particularly preferable in terms of strength and weight reduction. The size of the hollow microspheres is not particularly limited, but is usually 1
It has a particle size distribution of 0 to 200 μm, preferably 80 to 120 μm. Furthermore, 80-120 μm and 20-
It is particularly preferable to blend and use those having a particle size distribution of 50 μm because the strength of the obtained molded body can be further improved.
【0016】また、ガラス微小中空球体を用いる場合、
マトリックス樹脂との界面接着強度を高め、得られる成
形体の物性をさらに向上させるために、シランカップリ
ング剤等を使用することが有効である。かかるシランカ
ップリング剤としては、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)−エチルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピル
トリメトキシシラン等が挙げられる。その他、チタンカ
ップリング剤およびジルコニウムカップリング剤を用い
ることも可能である。When glass micro hollow spheres are used,
It is effective to use a silane coupling agent or the like in order to increase the interfacial adhesion strength with the matrix resin and further improve the physical properties of the obtained molded product. Examples of such silane coupling agents include β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane and the like. In addition, it is also possible to use a titanium coupling agent and a zirconium coupling agent.
【0017】本発明にかかる(B)微小中空球体は、シ
アネートエステル樹脂100重量部に対し、通常5〜6
5重量部、好ましくは7〜25重量部添加される。上記
微小中空球体の添加量が5重量部未満のときには軽量化
の効果が少なく、また65重量部を超えるときは樹脂と
の混合が困難となり、また成形性に問題を生じる傾向に
あるため、いずれも好ましくない。The fine hollow spheres (B) according to the present invention are usually 5 to 6 with respect to 100 parts by weight of the cyanate ester resin.
5 parts by weight, preferably 7 to 25 parts by weight are added. When the addition amount of the above-mentioned micro hollow spheres is less than 5 parts by weight, the effect of weight reduction is small, and when it exceeds 65 parts by weight, mixing with a resin becomes difficult, and moldability tends to cause a problem. Is also not preferable.
【0018】本発明で使用される(C)繊維としては、
例えば、ポリエチレン繊維(例えばポリエチレンパル
プ)、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊
維、ポリエステル繊維、ポリアクリル繊維、アラミド繊
維等の有機繊維、並びに石綿繊維、ガラス繊維、炭化珪
素繊維、炭素繊維等の無機繊維が挙げられる。中でもポ
リエチレン繊維、特にポリエチレンパルプが軽量で、チ
キソトロピック性が良好であり、しかも誘電率が低い等
電気特性も優れているので好ましい。なお、炭素繊維を
使用すると、得られる成形体の絶縁性が低下するため、
本発明の組成物を配線基材等の絶縁性が要求される用途
に使用する場合には適しておらず、耐熱性材料として使
用する場合に使用するのが好ましい。The (C) fibers used in the present invention include:
For example, polyethylene fibers (eg polyethylene pulp), polypropylene fibers, vinylon fibers, nylon fibers, polyester fibers, polyacrylic fibers, aramid fibers and other organic fibers, asbestos fibers, glass fibers, silicon carbide fibers, carbon fibers and other inorganic fibers Is mentioned. Among them, polyethylene fibers, particularly polyethylene pulp, are preferable because they are lightweight, have good thixotropic properties, and have excellent electrical properties such as a low dielectric constant. When carbon fiber is used, the insulating property of the obtained molded article decreases,
The composition of the present invention is not suitable when it is used in applications where insulation properties such as wiring substrates are required, and it is preferably used when it is used as a heat resistant material.
【0019】本発明にかかる(C)繊維の形状は特に限
定されないが、例えば通常数百〜数万本程度のフィラメ
ントを集束したストランドを、通常0.5〜100mm
程度の長さに切断したチョップドストランド(短繊維)
が、均一に分散させ易いために好ましい。また特に、分
散性、軽量性および電気特性の面から、本発明にかかる
(C)繊維としては極細繊維並びに中空繊維が好まし
い。The shape of the (C) fiber according to the present invention is not particularly limited, but for example, a strand in which several hundreds to tens of thousands of filaments are usually bundled is usually 0.5 to 100 mm.
Chopped strands (short fibers) cut to length
However, it is preferable because it is easily dispersed uniformly. Further, from the viewpoints of dispersibility, lightness and electrical characteristics, as the (C) fiber according to the present invention, ultrafine fibers and hollow fibers are preferable.
【0020】本発明にかかる(C)繊維は、シアネート
エステル樹脂100重量部に対し、通常1〜20重量
部、好ましくは2〜10重量部添加される。上記繊維の
添加量が1重量部未満のときは、添加の効果が少なく、
樹脂組成物を混合する際等に微小中空球体と樹脂が分離
したり、樹脂組成物が低温時にわずかな衝撃により破損
する傾向がある。また上記繊維の添加量が20重量部を
超えるときは、樹脂組成物の混合時に繊維同士が互いに
絡み合い、片寄りを生じるために均質な組成物が得られ
ない傾向がある。The (C) fiber according to the present invention is usually added in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cyanate ester resin. When the amount of the above fiber added is less than 1 part by weight, the effect of the addition is small,
There is a tendency that the fine hollow spheres and the resin are separated from each other when the resin composition is mixed, or the resin composition is damaged by a slight impact at a low temperature. When the amount of the above-mentioned fibers added exceeds 20 parts by weight, the fibers are entangled with each other during the mixing of the resin composition, and the fibers tend to be offset, so that a homogeneous composition tends not to be obtained.
【0021】本発明の樹脂組成物においては、上記シア
ネートエステル樹脂に対する硬化剤が通常添加して使用
され、かかる硬化剤としては、例えばCo+2,Co+3,
Zn+2,Cu+2,Mn+2,Mn+3,Al+3,Fe+3,P
b+2,Ni+2 等の金属元素のアセチルアセトン錯体が
挙げられる。In the resin composition of the present invention, a curing agent for the above cyanate ester resin is usually added and used, and examples of such a curing agent include Co +2 , Co +3 ,
Zn +2 , Cu +2 , Mn +2 , Mn +3 , Al +3 , Fe +3 , P
Examples thereof include acetylacetone complexes of metal elements such as b +2 and Ni +2 .
【0022】上記硬化剤は、シアネートエステル樹脂1
00重量部に対し、通常金属として50〜500pp
m、好ましくは200〜300ppm添加される。上記
硬化剤の添加量が上記範囲に満たない場合には十分な硬
化が起こらず、また上記範囲を超えるときには発熱量が
大き過ぎて成形性に問題が生じる傾向にあるため、いず
れも好ましくない。The above curing agent is cyanate ester resin 1
50 parts by weight to 500 parts by weight as a normal metal
m, preferably 200 to 300 ppm. If the amount of the above-mentioned curing agent added is less than the above range, sufficient curing will not occur, and if it exceeds the above range, the calorific value will be too large and the moldability will tend to be problematic.
【0023】また、本発明の樹脂組成物においては、上
記シアネートエステル樹脂に対する硬化促進剤を添加し
て使用してもよく、かかる硬化促進剤としては、例えば
フェノール類、アミン類等を挙げることができる。更
に、本発明の樹脂組成物においては、その他の添加物と
して反応希釈剤、着色剤等を混合してもよい。Further, in the resin composition of the present invention, a curing accelerator for the above cyanate ester resin may be added and used. Examples of the curing accelerator include phenols and amines. it can. Furthermore, in the resin composition of the present invention, a reaction diluent, a colorant and the like may be mixed as other additives.
【0024】本発明の複合材料用樹脂組成物の製造方法
は特に限定されないが、均一な組成物を製造する上で特
に好ましい方法を以下に説明する。The method for producing the resin composition for a composite material of the present invention is not particularly limited, but a particularly preferable method for producing a uniform composition will be described below.
【0025】(A)シアネートエステル樹脂、(B)微
小中空球体および(C)繊維、並びに必要に応じて硬化
触媒を混合するに際し、先ずシアネートエステル樹脂を
通常70〜120℃で加熱溶融し、粘度を十分に低下さ
せてから微小中空球体および繊維を添加する。そしてそ
れらを均一に混合した後、硬化触媒を手早く添加する。
その後、得られた配合物(樹脂組成物)を混合機から抜
き出し急冷する。When mixing (A) cyanate ester resin, (B) micro hollow spheres and (C) fiber, and optionally a curing catalyst, the cyanate ester resin is first heated and melted at 70 to 120 ° C. to obtain a viscosity. Is sufficiently lowered before adding the hollow microspheres and fibers. Then, after mixing them uniformly, the curing catalyst is quickly added.
Then, the obtained compound (resin composition) is extracted from the mixer and rapidly cooled.
【0026】上記の製造工程において、微小中空球体は
剪断力を過度に加えると容易に破損するので、これを避
けるため混合時にシアネートエステル樹脂の粘度を調整
し、かつ混合の剪断力を制限するようにすることが望ま
しい。例えば、混合時のシアネートエステル樹脂の粘度
は、通常500〜25,000cP程度、特に好ましく
は800〜13,000cP程度となるように調整する
ことが好ましい。混合時のシアネートエステル樹脂の粘
度が500cPよりも低いと、シート状等に成形したと
きにべたついたり、流動したりする傾向にあるので好ま
しくない。また、混合時のシアネートエステル樹脂の粘
度が25,000cPよりも高いと、均一に混合し難
く、かつ混合時に微小中空球体が破損する傾向にあるの
で好ましくない。In the above-mentioned manufacturing process, the micro hollow spheres are easily broken when excessive shearing force is applied. Therefore, in order to avoid this, the viscosity of the cyanate ester resin should be adjusted during mixing, and the shearing force of mixing should be limited. Is desirable. For example, the viscosity of the cyanate ester resin at the time of mixing is preferably adjusted to about 500 to 25,000 cP, particularly preferably 800 to 13,000 cP. If the viscosity of the cyanate ester resin during mixing is lower than 500 cP, it tends to be sticky or flow when molded into a sheet or the like, which is not preferable. Further, if the viscosity of the cyanate ester resin during mixing is higher than 25,000 cP, it is difficult to uniformly mix and the fine hollow spheres tend to be damaged during mixing, which is not preferable.
【0027】上記の製造工程においては剪断力の小さい
混合機を使用することが好ましく、かかる混合機として
は、例えばプラネタリーミキサー、二軸型ニーダー、ス
タチックミキサー等が挙げられる。特にプラネタリーミ
キサーおよびニーダーは変速機付きのものが好ましい。
なお、混合時の剪断力が不足したときには、混合が不十
分なため微小中空球体、繊維および硬化触媒の分散が不
均一となり、十分な物性をもつ成形体が得られない。In the above manufacturing process, it is preferable to use a mixer having a small shearing force. Examples of such a mixer include a planetary mixer, a twin-screw kneader, a static mixer and the like. Particularly, the planetary mixer and the kneader preferably have a transmission.
In addition, when the shearing force at the time of mixing is insufficient, the mixing is not sufficient, the minute hollow spheres, the fibers and the curing catalyst are not uniformly dispersed, and a molded product having sufficient physical properties cannot be obtained.
【0028】上記のようにして得られた本発明の複合材
料用樹脂組成物は、各種複合材料の充填材料として使用
することが可能であり、かかる樹脂組成物を繊維強化材
等と組み合わせて硬化させることによって、本発明の複
合材料が得られる。その具体的な方法としては、例え
ば、上記樹脂組成物を、そのまま加温した押出機や注入
機によってガラス繊維強化樹脂(FRP)製あるいは炭
素繊維強化樹脂(CFRP)製のパイプや中空複雑形状
物等の内部に注入・充填し、続いて加熱・硬化させる方
法が挙げられる。上記樹脂組成物を加熱・硬化させる際
の条件は、通常90〜220℃、好ましくは120〜1
80℃で、通常10分〜10時間、好ましくは30分〜
3時間程度である。The resin composition for a composite material of the present invention obtained as described above can be used as a filling material for various composite materials, and the resin composition is cured by combining it with a fiber reinforcement or the like. By doing so, the composite material of the present invention is obtained. As a specific method thereof, for example, a glass fiber reinforced resin (FRP) or carbon fiber reinforced resin (CFRP) pipe or hollow complex shape product is obtained by heating the above resin composition as it is with an extruder or an injecting machine. And the like, followed by heating and curing. The conditions for heating and curing the resin composition are usually 90 to 220 ° C., preferably 120 to 1
At 80 ° C, usually 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to
It takes about 3 hours.
【0029】また、上記本発明の複合材料用樹脂組成物
は、例えばシート状もしくはフィルム状に成形して複合
材料用中間材として使用することも可能であり、かかる
本発明の中間材を強化繊維等と組み合わせて硬化させる
ことによっても本発明の複合材料が得られる。The resin composition for a composite material of the present invention can be used as an intermediate material for a composite material by molding it into a sheet or a film, for example, and the intermediate material of the present invention can be used as a reinforcing fiber. The composite material of the present invention can also be obtained by curing in combination with the above.
【0030】上記樹脂組成物をシート状もしくはフィル
ム状に成形する方法には各種あるが、代表的なものとし
ては、例えばカレンダーコーター、リバースロールコー
ター、ナイフオーバーロールコーター等を使用する方法
が挙げられる。また、上記樹脂組成物の塗工厚さ(本発
明の中間材の厚さ)は、通常0.5〜5mm、好ましく
は0.2〜2mm程度である。上記成形の際に使用され
る被塗工材としては剥離紙が一般に使用されるが、プラ
スチック等のフィルムも使用することができる。There are various methods for molding the above resin composition into a sheet or film, and typical examples include a method using a calendar coater, a reverse roll coater, a knife over roll coater and the like. . The coating thickness of the above resin composition (thickness of the intermediate material of the present invention) is usually 0.5 to 5 mm, preferably about 0.2 to 2 mm. Release paper is generally used as a material to be coated used in the above-mentioned molding, but a film such as plastic can also be used.
【0031】上記本発明の複合材料用中間材を強化繊維
と組み合わせる方法としては、かかる中間材を強化繊維
と積層成形して成形体とする方法が挙げられる。また、
上記中間材を硬化させる際の条件は、通常90〜220
℃で10分〜10時間、好ましくは120〜180℃で
30分〜3時間程度である。As a method of combining the intermediate material for composite material of the present invention with the reinforcing fiber, there is a method of laminating and molding the intermediate material with the reinforcing fiber to obtain a molded body. Also,
The conditions for curing the intermediate material are usually 90 to 220.
C. is 10 minutes to 10 hours, preferably 120 to 180.degree. C. and 30 minutes to 3 hours.
【0032】上記本発明の複合材料に使用される強化繊
維は特に限定されず、複合材料の強化繊維として用いら
れるすべての繊維を用いることができる。例えば、ガラ
ス繊維、石英繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエチ
レン繊維、炭化珪素繊維等が挙げられる。また、これら
のうちから選ばれる2種類以上のものをハイブリッド構
造とした繊維を用いることもできる。The reinforcing fiber used in the composite material of the present invention is not particularly limited, and all fibers used as the reinforcing fiber of the composite material can be used. For example, glass fiber, quartz fiber, carbon fiber, aramid fiber, polyethylene fiber, silicon carbide fiber and the like can be mentioned. Further, it is also possible to use fibers having a hybrid structure of two or more kinds selected from these.
【0033】また、かかる強化繊維の形態は、巻き付け
たり積層したりすることができるものであれば特に限定
されず、例えばストランド、一方向プリプレグ、織物プ
リプレグ、組紐等が挙げられる。The form of the reinforcing fiber is not particularly limited as long as it can be wound or laminated, and examples thereof include a strand, a unidirectional prepreg, a woven prepreg, and a braid.
【0034】[0034]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例1 ジシクロペンタジエン−フェノール型シアネートエステ
ル樹脂(Dow Chemical社製、商品名:XU71787)
1Kgおよび繊維径1〜20μmφ、繊維長約1mmの
ポリエチレンパルプ0.02Kgを、プラネタリーミキ
サーに送入し、110℃で均一に混合した後、ガラス微
小中空球体(住友スリーエム社製、商品名:スコッチラ
イトグラスバブルズ A16/500)0.15Kgを
添加して均一に混合した。さらに、得られた混合物に硬
化触媒として微粉末状のコバルトアセチルアセトン0.
0017Kgを手早く添加して5分間撹拌した後、上記
ミキサーから得られた樹脂組成物を抜き出して冷却し
た。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Dicyclopentadiene-phenolic cyanate ester resin (manufactured by Dow Chemical Co., trade name: XU71787)
1 kg and 0.02 kg of polyethylene pulp having a fiber diameter of 1 to 20 μmφ and a fiber length of about 1 mm were fed into a planetary mixer and uniformly mixed at 110 ° C., and then glass micro hollow spheres (Sumitomo 3M, trade name: 0.15 Kg of scotch light glass bubbles A16 / 500) was added and uniformly mixed. Further, fine powdery cobalt acetylacetone was added to the obtained mixture as a curing catalyst.
After quickly adding 0017 Kg and stirring for 5 minutes, the resin composition obtained from the above mixer was extracted and cooled.
【0035】この樹脂組成物を70℃で再溶融し、カレ
ンダーロールコーターを使用して厚さ1.5mmのシー
ト状の複合材料用中間材を得た。得られた中間材を−1
8℃の冷凍庫に保管した。実施例2 実施例1において製造して冷凍保管したシート状の複合
材料用中間材を−18℃の冷凍庫から取り出し、解凍し
たところ、上記中間材に破損は認められなかった。This resin composition was remelted at 70 ° C. and a calender roll coater was used to obtain a sheet-shaped intermediate material for a composite material having a thickness of 1.5 mm. -1 for the obtained intermediate material
It was stored in a freezer at 8 ° C. Example 2 When the sheet-shaped intermediate material for a composite material produced in Example 1 and frozen and stored was taken out from the freezer at −18 ° C. and thawed, no damage was found in the intermediate material.
【0036】次に、301×301mm角、厚さ10m
mのステンレス製金型上に、先ず300×300mm角
のガラス繊維クロスプリプレグを4枚積層し、その上に
実施例1で得られたシート状中間材を300×300m
m角に切断した物を6枚貼付し、さらにその上に300
×300mm角のガラス繊維クロスプリプレグを4枚積
層した。得られた積層体の上下面に離型フィルムをあ
て、さらにその外側にステンレス製のあて板をして、ホ
ットプレスに挟んだ後、2℃/min.の昇温速度で室
温から150℃まで加熱し、150℃で1時間保持し
た。その後、さらに180℃まで加熱し、180℃で3
時間保持して上記積層体を硬化させた後、徐冷して室温
に戻した。得られた成形板(複合材料)は、厚さの割に
非常に軽量でかつ仕上がりの良いものであった。また、
かかる成形板を切断機により切断して断面を顕微鏡で観
察したところ、その切断面はシアネートエステル樹脂と
微小中空球体とが分離することなく均質であった。Next, 301 × 301 mm square, thickness 10 m
First, four 300 × 300 mm square glass fiber cloth prepregs were laminated on a stainless steel mold of m, and the sheet-shaped intermediate material obtained in Example 1 was placed on the laminated 300 × 300 m.
Stick 6 pieces cut in m-square and 300 on it
Four glass fiber cloth prepregs of 300 mm square were laminated. A mold release film was applied to the upper and lower surfaces of the obtained laminate, and a stainless steel contact plate was placed on the outer side of the release film. The temperature was raised from room temperature to 150 ° C. at a heating rate of, and maintained at 150 ° C. for 1 hour. After that, heat to 180 ° C and continue at 180 ° C for 3
After being held for a period of time to cure the laminate, it was slowly cooled to room temperature. The obtained molded plate (composite material) was extremely lightweight and finished well despite its thickness. Also,
When the molded plate was cut with a cutting machine and the cross section was observed with a microscope, the cut surface was homogeneous without separation of the cyanate ester resin and the micro hollow spheres.
【0037】なお、上記のガラス繊維クロスプリプレグ
としては、コバルトアセチルアセトン250ppmを含
有するシアネートエステル樹脂(XU71787)の1
0%メチルエチルケトン溶液にガラス繊維クロスを含浸
させた後、温風加熱により溶媒を除去して得たものを使
用した。比較例1 ポリエチレンパルプを用いないほかは実施例1と同様に
して得られた複合材料用樹脂組成物を、実施例1と同様
にシート状の複合材料用中間材に成形した後に−18℃
の冷凍庫に保管した。その後、下記の成形体を製造する
ために上記冷凍庫から取り出し、解凍したところ、上記
中間材の一部が破損していた。As the above glass fiber cloth prepreg, 1 of cyanate ester resin (XU71787) containing 250 ppm of cobalt acetylacetone was used.
A glass fiber cloth was impregnated with a 0% methyl ethyl ketone solution, and the solvent was removed by heating with warm air. Comparative Example 1 A resin composition for a composite material obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethylene pulp was not used was molded into a sheet-shaped intermediate material for a composite material in the same manner as in Example 1 and then at −18 ° C.
Stored in the freezer. Then, when it was taken out from the freezer and thawed to produce the following molded product, a part of the intermediate material was damaged.
【0038】次に、上記の中間材を用いて実施例2と同
様にして板状の成形体(複合材料)を得たところ、得ら
れた成形体の表面の一部に、最内層のシート状の複合材
料用樹脂組成物の破損による影響と思われるわずかな変
形が観察された。また、上記成形体を切断機により切断
して断面を顕微鏡で観察したところ、層内はガラス微小
中空球体とシアネートエステル樹脂が分離し、上部のガ
ラス繊維クロスとの層間の接着は不十分であった。Next, a plate-shaped molded body (composite material) was obtained in the same manner as in Example 2 using the above-mentioned intermediate material, and the innermost layer sheet was formed on a part of the surface of the obtained molded body. A slight deformation was observed, which is considered to be due to the breakage of the resin composition for composite materials. Further, when the molded body was cut with a cutting machine and the cross section was observed with a microscope, the glass micro hollow spheres and the cyanate ester resin were separated in the layer, and the adhesion between the upper glass fiber cloth and the interlayer was insufficient. It was
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明の複合材料用樹脂組成物は、繊維
を含有しており、加熱硬化時等にシアネートエステル樹
脂と軽量の微小中空球体とが分離することがない。その
ため、本発明の複合材料用樹脂組成物を用いることによ
って、均質な複合材料並びに均質な複合材料用中間材が
得られる。また、本発明の複合材料用樹脂組成物をシー
ト状等に成形してなる本発明の中間材は、低温保存時の
強度がある程度確保されているため、運送時や作業時に
破損したり形状が崩れたりすることがない。The resin composition for a composite material of the present invention contains fibers, and the cyanate ester resin and the lightweight hollow microspheres do not separate from each other during heating and curing. Therefore, by using the resin composition for a composite material of the present invention, a homogeneous composite material and a homogeneous intermediate material for a composite material can be obtained. Further, the intermediate material of the present invention obtained by molding the resin composition for a composite material of the present invention into a sheet shape or the like has a certain degree of strength at low temperature storage, and therefore is not easily damaged or damaged during transportation or work. It does not collapse.
【0040】上記の理由から、本発明の複合材料用樹脂
組成物を用いることにより、十分に耐熱性、耐水性およ
び電気特性に優れた仕上がりの良い複合材料を得ること
が可能となり、複合材料の信頼性が向上する。For the above reason, by using the resin composition for a composite material of the present invention, it becomes possible to obtain a composite material having excellent heat resistance, water resistance and electric characteristics and having a good finish. Improves reliability.
Claims (3)
微小中空球体、および(C)繊維を含有することを特徴
とする複合材料用樹脂組成物。1. A cyanate ester resin (A), (B)
A resin composition for a composite material, which comprises fine hollow spheres and (C) fibers.
を、シート状またはフィルム状に成形してなるものであ
ることを特徴とする複合材料用中間材。2. An intermediate material for a composite material, which is formed by molding the resin composition for a composite material according to claim 1 into a sheet shape or a film shape.
または請求項2に記載の複合材料用中間材を硬化して得
られる硬化物を含むことを特徴とする複合材料。3. A composite material comprising a resin composition for a composite material according to claim 1 or a cured product obtained by curing the intermediate material for a composite material according to claim 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7783994A JPH07258542A (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Resin composition for composite material, intermediate for composite material, and composite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7783994A JPH07258542A (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Resin composition for composite material, intermediate for composite material, and composite material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07258542A true JPH07258542A (en) | 1995-10-09 |
Family
ID=13645222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7783994A Pending JPH07258542A (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Resin composition for composite material, intermediate for composite material, and composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07258542A (en) |
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-
1994
- 1994-03-25 JP JP7783994A patent/JPH07258542A/en active Pending
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