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TWI686421B - 環氧樹脂組成物、預浸漬物及纖維強化複合材料 - Google Patents

環氧樹脂組成物、預浸漬物及纖維強化複合材料 Download PDF

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TWI686421B
TWI686421B TW105124556A TW105124556A TWI686421B TW I686421 B TWI686421 B TW I686421B TW 105124556 A TW105124556 A TW 105124556A TW 105124556 A TW105124556 A TW 105124556A TW I686421 B TWI686421 B TW I686421B
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epoxy
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高岩玲生
川崎順子
佐野健太郎
平野啓之
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日商東麗股份有限公司
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Abstract

提供一種環氧樹脂組成物，其可作為耐熱性優異以及高溫時機械特性良好之纖維強化複合材料的材料。本發明之環氧樹脂組成物含有：[A]環氧樹脂，其至少包含[A1]異三聚氰酸型環氧樹脂以及[A2]縮水甘油胺型環氧樹脂；[B]二氰二胺；及[C]二胺二苯碸，(1)[A]環氧樹脂之平均環氧當量為115~150g/eq，(2)成分[C]之摻混量係相對於環氧樹脂組成物中之全環氧樹脂的環氧基，使活性氫基為0.05~0.3當量之量。

Description

環氧樹脂組成物、預浸漬物及纖維強化複合材料
本發明關於一種宜作為適合體育用途及一般產業用途之纖維強化複合材料的基體樹脂使用的環氧樹脂組成物，以及將其作為基體樹脂之預浸漬物及纖維強化複合材料。
以碳纖維或聚芳醯胺纖維等作為強化纖維使用之纖維強化複合材料，係利用其高比強度及比彈性係數而被廣泛利用於飛機或汽車等的結構材料、網球拍、高爾夫球桿、釣竿、自行車、框體等體育、一般產業用途等。就纖維強化複合材料之製造方法而言採用：使強化纖維浸漬於未硬化的基體樹脂而成之片狀成形材料的預浸漬物經積層數片後使經加熱硬化之方法、以及於配置有強化纖維之模具中流入液狀樹脂並使經加熱硬化之樹脂轉注成形法等。該等製造方法中之使用預浸漬物之方法，由於可嚴密控制強化纖維之定向，且積層組成的設計自由度高，因此有容易得到高性能纖維強化複合材料的優點。用於此預浸漬物之基體樹脂，從耐熱性與生產性觀點來看，主要使用熱固性樹脂，其中又從與強化纖維之黏著性等力學特性之觀點來看，較佳為使用環氧樹脂。纖維強化複合材料，於近年來，為了回應被要求 更進一步輕量化之高爾夫球桿、釣竿、自行車、汽車用構件、產業用構件等的需求，而正尋求各種物性的提高。例如於自行車的輪圈、汽車構件及產業用構件等用途上，被要求進一步提高耐熱性。
就耐熱性優異之纖維強化複合材料所使用之基體樹脂而言，於專利文獻1中揭示一種環氧樹脂組成物，其可提供耐熱性優異同時彈性係數以及延伸率優異之纖維強化複合材料。
又，專利文獻2中揭示一種環氧樹脂組成物，其可提供耐熱性、延伸率及硬化性優異之環氧樹脂硬化物。
進一步，專利文獻3中揭示一種纖維強化複合材料，其耐熱性、耐環境性及耐久性優異，且具有高抗壓強度。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2010-053278號公報
專利文獻2 日本特開2014-145018號公報
專利文獻3 日本特開2000-017090號公報
近年，隨著纖維強化複合材料之用途擴大，對於進一步提高纖維強化複合材料之耐熱性的需求逐漸增高，所使用之基體樹脂亦被要求高溫時之機械特性。
但是，專利文獻1及2記載之玻璃轉移溫度低的環氧樹脂，不能滿足近年來要求之高溫時的機械特性。又，專利文獻3記載之纖維強化複合材料雖表現出高玻璃轉移溫度，但高溫時之機械特性不足。
如上所述，習知技術中未揭示具有高玻璃轉移溫度且高溫時機械特性優異之環氧樹脂組成物，故而無法滿足提高纖維強化複合材料之耐熱性以及高溫時之機械特性的要求。
本發明係在於改良該等習知技術之缺點，提供一種可作為具有優異耐熱性以及高溫時機械特性之纖維強化複合材料的材料的環氧樹脂組成物，以及使用該環氧樹脂組成物之預浸漬物及纖維強化複合材料。
本發明者為了解決前述課題而積極探討之結果，發現下列構成之環氧樹脂組成物，而完成本發明。即，本發明之環氧樹脂組成物含有： [A]環氧樹脂，其至少包含[A1]異三聚氰酸型環氧樹脂以及[A2]縮水甘油胺型環氧樹脂；[B]二氰二胺；及[C]二胺二苯碸，(1)該[A]環氧樹脂之平均環氧當量為115~150g/eq，(2)該成分[C]之摻混量係相對於該[A]環氧樹脂之環氧基，使活性氫基為0.05~0.3當量之量。
又，本發明之預浸漬物係使強化纖維浸漬於該環氧樹脂組成物而成之預浸漬物。
又，本發明之纖維強化複合材料係使該預浸漬物硬化而成之纖維強化複合材料。
根據本發明，可提供一種環氧樹脂組成物，其可作為具有優異耐熱性以及高溫時之高機械特性之纖維強化複合材料的材料。又，本發明之環氧樹脂組成物與強化纖維構成之預浸漬物，可提供高溫時亦具有優異機械特性的纖維強化複合材料。
發明實施形態
本發明之環氧樹脂組成物含有作為必須成分之[A]環氧樹脂，其至少包含[A1]異三聚氰酸型環氧樹脂以及[A2]縮水甘油胺型環氧樹脂；[B]二氰二胺；[C]二胺二苯碸。
(成分[A1])
本發明中成分[A1]係於分子內具有異三聚氰酸結構之異三聚氰酸型環氧樹脂。
就該異三聚氰酸型環氧樹脂而言，可使用"TEPIC(註冊商標)"-S、-G、-VL(皆為日產化學工業股份有限公司製)及"Araldite(註冊商標)"PT9810(Huntsman Advanced Materials公司製)等。
本發明之環氧樹脂組成物，其[A]環氧樹脂100質量份中成分[A1]較佳為含有20~40質量份。若滿足該範圍，則可得到具有高溫時之高機械特性，特別是高彈性係數之環氧樹脂硬化物。
(成分[A2])
本發明中成分[A2]係縮水甘油胺型環氧樹脂。
就該縮水甘油胺型環氧樹脂而言，適合使用二胺二苯甲烷型環氧樹脂、胺苯酚型環氧樹脂、二胺二苯碸型環氧樹脂等。
該二胺二苯甲烷型環氧樹脂可使用"Sumiepoxy(註冊商標)"ELM434(住友化學工業股份有限公司製)、YH434L(新日鐵住金化學股份有限公司製)、"jER(註冊商標)"604(三菱化學股份有限公司製)、"Araldite(註冊商標)"MY720、MY721(Huntsman Advanced Materials公司製)等。就胺苯酚型環氧樹脂而言，可使用"Sumiepoxy(註冊商標)"ELM100、ELM120(住友化學工業股份有限公司製)、"Araldite(註冊商標)"MY0500、MY0510及MY0600(Huntsman Advanced Materials公司製)等。就二胺二苯碸型環氧樹脂而言，可使用TG3DAS(MITSUI FINE CHEMICALS股份有限公司製)等。
從可得到玻璃轉移溫度高之環氧樹脂硬化物的觀點來看，成分[A2]之環氧基的平均官能基數較佳為3以上。
本發明之環氧樹脂組成物較佳為於[A]環氧樹脂100質量份中含有成分[A2]10~50質量份，更佳為於[A]環氧樹脂100質量份中含有20~40質量份。若滿足該範圍，則可得到玻璃轉移溫度高之環氧樹脂硬化物。
本發明中，[A]環氧樹脂必須併用成分[A1]與[A2]。藉由併用該等成分，則將[A]環氧樹脂與成分[B] 及[C]組合使用時，環氧樹脂組成物將表現出特別高的保存安定性。
進一步，於本發明之環氧樹脂組成物，[A]環氧樹脂中成分[A1]與[A2]的質量份之和，較佳為40~90質量份。若滿足該範圍，則可得到玻璃轉移溫度高，且高溫時機械特性之均衡優異的環氧樹脂硬化物。
(成分[A3])
又，本發明之環氧樹脂組成物中，[A]環氧樹脂較佳為包含[A3]雙酚型環氧樹脂。該等雙酚型環氧樹脂較佳之摻混量為[A]環氧樹脂100質量份中20~60質量份，若滿足此範圍，則有可得到顯示高機械強度之環氧樹脂硬化物的傾向。
就該雙酚型環氧樹脂而言，較佳為使用雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂等。其中，從可得到高溫時彈性係數優異之樹脂硬化物的觀點來看，較佳為使用雙酚F型環氧樹脂。
就該雙酚F型環氧樹脂而言，可使用"jER(註冊商標)"806、807(三菱化學股份有限公司製)、"EPICLON(註冊商標)"Epc830(DIC股份有限公司製)等。
(其他環氧樹脂成分之摻混)
又，可於無損本發明效果之範圍，於[A]環氧樹脂中摻混成分[A1]、[A2]及[A3]以外之環氧樹脂。該等不僅為1種類，亦可複數種組合添加。具體來講，可列舉酚醛型環氧樹脂、甲酚醛型環氧樹脂、2官能以下之脂肪族環氧樹脂、雙萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、酚芳 烷型環氧樹脂、聯苯芳烷型環氧樹脂、萘芳烷型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、胺甲酸乙酯變性環氧樹脂、四苯乙烷型環氧樹脂、三苯甲烷型環氧樹脂及茀型環氧樹脂等。
([A]環氧樹脂之平均環氧當量)
本發明之環氧樹脂組成物中，[A]環氧樹脂之平均環氧當量必須為115~150g/eq之範圍內。若平均環氧當量小於115g/eq，則[A]環氧樹脂硬化時反應容易失去控制，常發生所得到硬化物之機械強度降低的情形，無法得到品質安定之纖維強化複合材料。又，若平均環氧當量大於150g/eq，則所得到硬化物於高溫時之物性將降低。
環氧樹脂組成物中[A]環氧樹脂之平均環氧當量，當併用n種類之環氧樹脂，環氧樹脂組成物中[A]環氧樹脂的總質量份為G，環氧當量為Ex(g/eq)之環氧樹脂X摻混Wx質量份時，可藉由以下數學式(1)算出(在此，x=1、2、3、…、n)。
Figure 105124556-A0202-12-0007-6
(成分[B])
本發明中成分[B]為二氰二胺。二氰二胺於賦予環氧樹脂硬化物高機械特性與耐熱性之觀點來看為優異，廣 泛用於作為各種環氧樹脂之硬化劑。又，從環氧樹脂組成物之保存安定性優異的觀點來看係適合使用。該等二氰二胺之市售產品可列舉DICY7、DICY15(以上為三菱化學股份有限公司製)等。
二氰二胺[B]之總量，相對於環氧樹脂組成物所含[A]環氧樹脂中包含之各環氧樹脂成分的環氧基，較佳為使活性氫基為0.2~1.2當量之量，更佳為0.3~1.0當量範圍之量，最佳為0.4~0.7當量範圍之量。藉由使活性氫基之量為該範圍，可得到耐熱性與機械特性之均衡優異的環氧樹脂硬化物。
(成分[C])
本發明中成分[C]為二胺二苯碸。藉由摻混二胺二苯碸，可得到具有高耐熱性之環氧樹脂硬化物。
成分[C]之總量，相對於環氧樹脂組成物所含[A]環氧樹脂中包含之環氧樹脂成分的環氧基，必須是使活性氫基為0.05~0.3當量之量，較佳為0.1~0.25當量之範圍，更佳為0.1~0.2當量。若當量小於0.05，則所得到硬化物之玻璃轉移溫度降低，若當量大於0.3，則所得到環氧樹脂組成物之保管安定性惡化。
(成分[D])
本發明之環氧樹脂組成物，從控制硬化速度之觀點來看，含有成分[D]作為硬化促進劑亦較佳。就硬化促進劑[D]而言，可列舉尿素化合物、咪唑化合物等，從環氧樹脂組成物之保管安定性的觀點來看，特佳為使用尿素化合物。
就該等尿素化合物而言，可列舉3-(3,4-二氯苯)-1,1-二甲基尿素、3-(4-氯苯)-1,1-二甲基尿素、苯基二甲基尿素、甲苯雙(二甲基尿素)等。又，就芳香族尿素化合物之市售產品而言，可使用DCMU99(Hodogaya Chemical股份有限公司製)、"Omicure"24(PTI Japan股份有限公司製)等。
(成分[E])
本發明中成分[E]為熱塑性樹脂。藉由於環氧樹脂組成物摻混[E]熱塑性樹脂，可調製環氧樹脂組成物之黏彈性，而藉此改良作為預浸漬物之基體樹脂使用時的黏著與垂延特性。該等[E]熱塑性樹脂較佳為使用與[A]環氧樹脂之相溶性高，且可改善[A]環氧樹脂與強化纖維之黏著性的[E1]具有氫鍵結性官能基之熱塑性樹脂。
就氫鍵結性官能基而言，可列舉醇性氫氧基、羧酸基、醯胺鍵結、磺醯基等。
就具有醇性氫氧基之熱塑性樹脂而言，可列舉聚乙烯甲醛等聚乙烯縮醛、聚乙烯醇、聚乙烯丁醛，就具有羧酸基之熱塑性樹脂而言，可列舉聚甲基丙烯酸甲酯，就具有醯胺鍵結之熱塑性樹脂而言，可列舉聚醯胺、聚醯亞胺、聚乙烯吡咯啶酮，就具有磺醯基之熱塑性樹脂而言，可列舉聚碸。
其中，聚碸及聚醯亞胺，從樹脂本身耐熱性及耐衝擊性優異之觀點來看，由於具有不降低耐熱性而提高纖維強化複合材料之耐衝擊性的效果而為較佳，特佳為聚醚碸。
該等[E]熱塑性樹脂之市售產品，聚碸可列舉"Radel(註冊商標)"A(SOLVAY ADVANCED POLYMERS公司製)及"Sumica Excell(註冊商標)"PES(住友化學股份有限公司製)等，聚醯亞胺可列舉"ULTEM(註冊商標)"(GE Plastics公司製)及"Matrimid(註冊商標)"5218(Huntsman公司製)等。
(環氧樹脂組成物之製造方法)
就本發明環氧樹脂組成物之調製而言，可使用例如揉合機、行星式攪拌機、3滾筒以及2軸押出機等機械混練，若能均勻混練，則亦可使用燒杯與刮勺等以手動混合。
(環氧樹脂硬化物之製作方法)
為了測定本發明環氧樹脂硬化物之彎曲彈性係數，藉由以下製作方法製作環氧樹脂硬化物。於藉由隔片設定為厚度2mm之模具中填充環氧樹脂組成物，以180℃之溫度硬化120分鐘，得到厚度2mm之環氧樹脂硬化物。
(纖維強化複合材料)
接著針對纖維強化複合材料進行說明。將本發明之環氧樹脂組成物與強化纖維複合一體化後，藉由加熱硬化，可得到含有本發明環氧樹脂組成物之硬化物作為基體樹脂的纖維強化複合材料。
本發明所使用之強化纖維無特別限定，可使用玻璃纖維、碳纖維、聚芳醯胺纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維等。該等纖維可僅使用1種類，亦可混合2 種以上使用。其中，從可得到輕量且高彈性之纖維強化複合材料的觀點來看，較佳為使用碳纖維。
(預浸漬物)
獲得纖維強化複合材料時，係預先形成包含環氧樹脂組成物與強化纖維之預浸漬物為較佳。預浸漬物可精密控制強化纖維之配置以及環氧樹脂組成物之比率，其係可使纖維強化複合材料之特性發揮至最大限度的材料形態。預浸漬物可藉由使強化纖維基材浸漬於本發明之環氧樹脂組成物而得到。浸漬方法可列舉熱熔法(乾式法)等習知方法。
熱熔法係將使強化纖維直接浸漬於經加熱低黏度化之環氧樹脂組成物之方法。具體來講，首先於脫模紙等上塗布環氧樹脂組成物製作薄膜，接著從將強化纖維拉齊而得之薄片或者強化纖維之編織物(布)的兩側或單側重疊該薄膜，藉由加熱加壓而使強化纖維浸漬於樹脂之方法。
(預浸漬物之成形法)
預浸漬物積層成形法中，就施加熱與壓力之方法而言，可適宜使用加壓成形法、高壓釜成形法、裝袋成形法、包帶法、內壓成形法等。
含有本發明之環氧樹脂組成物之硬化物與強化纖維的纖維強化複合材料可廣泛用於一般產業用途及體育用途。更具體來講，一般產業用途上，可適用於汽車、船舶以及鐵路車輛等的結構體等。體育用途上，可適用於高爾夫球桿、釣竿、網球或羽毛球的球拍用途。 其中，發揮可得到高溫時具有高彈性係數與強度之纖維強化複合材料的特徵，將特別適合用於高溫環境下使用之產業用材料用途。
實施例
以下藉由實施例進一步詳細說明本發明，但本發明不限定於該等實施例之記載。
各種物性之測定，若無特別說明，係於溫度23℃，相對濕度50%之環境下測定。
用以調製各環氧樹脂組成物之材料係如以下所示。
<使用材料>
‧[A1]異三聚氰酸型環氧樹脂
‧"TEPIC(註冊商標)"-S(異三聚氰酸型環氧樹脂，環氧當量：100，日產化學工業股份有限公司製)
‧"TEPIC(註冊商標)"-VL(異三聚氰酸型環氧樹脂，環氧當量：135，日產化學工業股份有限公司製)
‧[A2]縮水甘油胺型環氧樹脂
‧"Araldite(註冊商標)"MY0600(胺苯酚型環氧樹脂，環氧當量：118，Huntsman Advanced Materials公司製)
‧"Sumiepoxy(註冊商標)"ELM434(二胺二苯甲烷型環氧樹脂，環氧當量：120，住友化學工業股份有限公司製)
‧[A3]雙酚型環氧樹脂
‧"EPICLON(註冊商標)"Epc830(雙酚F型環氧樹脂，環氧當量：172，DIC股份有限公司製)
‧"jER(註冊商標)"828(雙酚A型環氧樹脂，環氧當量：189，三菱化學股份有限公司製)
‧"jER(註冊商標)"1001(雙酚A型環氧樹脂，環氧當量：475，三菱化學股份有限公司製)
‧其他環氧樹脂
‧"jER(註冊商標)"154(酚醛型環氧樹脂，環氧當量：175，三菱化學股份有限公司製)
‧"EPICLON(註冊商標)"HP-4700(雙萘型環氧樹脂，環氧當量：164，三菱化學股份有限公司製)
‧"jER(註冊商標)"YX-4000(聯苯型環氧樹脂，環氧當量：192，三菱化學股份有限公司製)
‧[B]二氰二胺
‧DICY7(二氰二胺，三菱化學股份有限公司製)
‧[C]二胺二苯碸
‧SEIKACURE-S(4,4'-二胺二苯碸，和歌山精化工業股份有限公司製)
‧3,3'-DAS(3,3'-二胺二苯碸，MITSUI FINE CHEMICALS股份有限公司製)
‧[D]硬化促進劑
‧DCMU99(3-(3,4-二氯苯)-1,1-二甲基尿素，Hodogaya Chemical股份有限公司製)
‧[E]熱塑性樹脂
‧"Sumica Excell(註冊商標)"PES 5003P(聚醚碸，住友化學股份有限公司製)
‧"VINYLEC(註冊商標)"K(聚乙烯甲醛，JNC股份有限公司製)。
<環氧樹脂組成物之調製方法>
於揉合機中投入預定量之[A]環氧樹脂以及[E]熱塑性樹脂，混練並昇溫至150℃，於150℃混練1小時而得到透明黏稠液。將黏稠液混練並降溫至60℃後，摻混[B]二氰二胺、[C]二胺二苯碸以及[D]硬化促進劑，於60℃混練30分鐘而得到環氧樹脂組成物。
表1至3中揭示各實施例以及比較例之環氧樹脂組成物的組成。
<[A]環氧樹脂之平均環氧當量>
環氧樹脂組成物中[A]環氧樹脂所含各環氧樹脂成分之平均環氧當量，當併用n種類之環氧樹脂，環氧樹脂組成物中[A]環氧樹脂的總質量份為G，環氧當量為Ex(g/eq)之環氧樹脂X摻混Wx質量份時，藉由以下數學式(1)算出(在此，x=1、2、3、…、n)。
Figure 105124556-A0202-12-0014-2
<環氧樹脂硬化物特性之測定方法>
(1)環氧樹脂硬化物之玻璃轉移溫度的測定
將未硬化之環氧樹脂組成物於真空中除泡後，填充至藉由2mm厚之"Teflon(註冊商標)"製隔片設定成厚度 2mm之模具中，以180℃之溫度硬化120分鐘，得到厚度2mm之板狀環氧樹脂硬化物。從該環氧樹脂硬化物切出寬12.7mm，長35.0mm之試片，使用動態黏彈性測定裝置(DMA-Q800：TA Instruments公司製)，以昇溫溫度5℃/min昇溫，以頻率1Hz之單側固定彎曲模式進行儲存彈性模數之測定。此時之儲存彈性模數的變化起始溫度為玻璃轉移溫度。
(2)環氧樹脂硬化物於常溫時之彎曲強度及彎曲彈性係數的測定
從該(1)製作之環氧樹脂硬化物切出寬10mm，長60mm之試片，使用Instron萬能試驗機(Instron公司製)，以跨距32mm，機具移動速度100mm/分鐘，依據JIS K7171(1994)實施3點彎曲，測定常溫時之彎曲強度以及彎曲彈性係數。將試片數n=6所測定之值的平均值作為測定值。
(3)環氧樹脂硬化物於高溫時(110℃)之彎曲強度及彎曲彈性係數的測定
與該(2)同樣製作試片，除了於保持110℃之恆溫槽中，使用熱電對確認試片溫度達到110℃後實施測定以外，與該(2)藉由同樣方法實施3點彎曲，測定高溫時之彎曲強度以及彎曲彈性係數。將試片數n=6所測定之值的平均值作為測定值。
(4)樹脂組成物之保管安定性的評估法
未硬化之樹脂組成物的保管安定性，係藉由以鋁杯秤取2g樹脂組成物，保管於40℃之烘箱中7日後之玻 璃轉移溫度上昇量來判定。玻璃轉移溫度係藉由試料皿秤取4mg之保管後的樹脂組成物，使用示差掃描熱析儀(Q-2000：TA Instruments公司製)，從-50℃以10℃/分鐘昇溫至50℃而測定。將所得到發熱曲線之反曲點的中點作為玻璃轉移溫度取得。測定製作後與於40℃保管7日後之樹脂組成物的玻璃轉移溫度，從其上昇量評估保管安定性。
(實施例1)
[A]環氧樹脂使用35質量份之"TEPIC(註冊商標)"-S、28質量份之"Araldite(註冊商標)"MY0600以及37質量份之"EPICLON(註冊商標)"Epc830，[B]使用6.9質量份之DICY7，[C]使用10.6質量份之SEIKACURE-S，[D]硬化促進劑使用3質量份之DCMU99，[E]熱塑性樹脂使用10質量份之"Sumica Excell(註冊商標)"PES 5003P，依據該<環氧樹脂組成物之調製方法>調製環氧樹脂組成物。
環氧樹脂硬化物之玻璃轉移溫度、常溫時之彎曲強度與彎曲彈性係數、高溫時(110℃)之彎曲強度與彎曲彈性係數以及未硬化之環氧樹脂組成物於40℃保管7日後之玻璃轉移溫度上昇量係如表1記載。
(實施例2~21)
除了將環氧樹脂組成物的成分及摻混量分別變更為如表1及表2所示以外，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。
關於各實施例之環氧樹脂組成物，其環氧樹脂硬化物之玻璃轉移溫度、常溫時之彎曲強度與彎曲彈性係數、高溫時(110℃)之彎曲強度與彎曲彈性係數以及未硬化之樹脂組成物於40℃保管7日後之玻璃轉移溫度上昇量係如表1及表2記載。
(比較例1)
使用表3之比較例1所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例1中未摻混成分[A1]，且[A]環氧樹脂之平均環氧當量大於150g/eq，因此環氧樹脂硬化物於高溫時之彎曲強度與彈性係數較低。
(比較例2)
使用表3之比較例2所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例2中未摻混成分[A1]，因此環氧樹脂硬化物於高溫時之彎曲強度與彈性係數較低。
(比較例3)
使用表3之比較例3所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例3中未摻混成分[A1]，因此樹脂硬化物於高溫時之彎曲強度與彈性係數較低。
(比較例4)
使用表3之比較例4所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例4中未摻混成分[A1]，因此樹脂硬化物於高溫時之彎曲強度與彈性係數較低。
(比較例5)
使用表3之比較例5所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例5中未摻混成分[A1]，因此環氧樹脂硬化物於高溫時之彎曲強度與彈性係數較低。
(比較例6)
使用表3之比較例6所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例6中未摻混成分[A2]，因此環氧樹脂硬化物之玻璃轉移溫度較低。
(比較例7)
使用表3之比較例7所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例7中未摻混成分[C]，因此環氧樹脂硬化物之玻璃轉移溫度較低。
(比較例8)
使用表3之比較例8所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例8中，成分[C]之摻混量大於0.3當量，因此未硬化之環氧樹脂組成物的保管安定性較低。
(比較例9)
使用表3之比較例9所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例9中，[A]環氧樹脂之平均環氧當量小於115g/eq，因此硬化時反應略顯失控，環氧樹脂硬化物的強度降低。
(比較例10)
使用表3之比較例10所示成分，藉由與實施例1同樣之方法製作環氧樹脂組成物以及環氧樹脂硬化物。比較例10中，[A]環氧樹脂之平均環氧當量大於150g/eq，因此環氧樹脂硬化物的彈性係數降低。
Figure 105124556-A0202-12-0020-3
Figure 105124556-A0202-12-0021-4
Figure 105124556-A0202-12-0022-5
產業上利用可能性
本發明之環氧樹脂組成物，由於提供高溫時具有高機械特性之環氧樹脂硬化物，因此使用該環氧樹脂組成物之纖維強化複合材料具有高耐熱性。纖維強化複合材料利用於產業材料用途時，由於可擴大使用之環境範圍，因此可期待擴大對於各種用途之可適用性，如汽車引擎周邊零件或自行車輪圈等。

Claims (12)

  1. 一種環氧樹脂組成物，其含有：[A]環氧樹脂，其至少包含[A1]異三聚氰酸型環氧樹脂以及[A2]縮水甘油胺型環氧樹脂；[B]二氰二胺；及[C]二胺二苯碸，(1)該[A]環氧樹脂之平均環氧當量為115~150g/eq，(2)該成分[C]之摻混量係相對於該[A]環氧樹脂之環氧基，使活性氫基為0.05~0.3當量之量。
  2. 如請求項1之環氧樹脂組成物，其中該成分[A2]為3官能以上之環氧樹脂。
  3. 如請求項1之環氧樹脂組成物，其中(3)該[A]環氧樹脂100質量份中，含有該成分[A1]20~40質量份，(4)該[A]環氧樹脂100質量份中，含有該成分[A2]10~50質量份，(5)該[A]環氧樹脂100質量份中，含有該成分[A1]與該成分[A2]合計40~90質量份。
  4. 如請求項1至3中任一項之環氧樹脂組成物，其中該[A]環氧樹脂進一步於該[A]環氧樹脂100質量份中含有[A3]雙酚型環氧樹脂20~60質量份。
  5. 如請求項4之環氧樹脂組成物，其中該成分[A3]為雙酚F型環氧樹脂。
  6. 如請求項1至3中任一項之環氧樹脂組成物，其進一步含有[D]硬化促進劑。
  7. 如請求項6之環氧樹脂組成物，其中該成分[D]為尿素化合物。
  8. 如請求項1至3中任一項之環氧樹脂組成物，其進一步含有[E]熱塑性樹脂。
  9. 如請求項8之環氧樹脂組成物，其中該成分[E]為聚醚碸樹脂。
  10. 一種預浸漬物，其係使強化纖維浸漬於如請求項1至9中任一項之環氧樹脂組成物而成。
  11. 如請求項10之預浸漬物，其中該強化纖維係碳纖維。
  12. 一種纖維強化複合材料，其係使如請求項10或11之預浸漬物硬化而成。
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