环氧树脂组合物、预浸料及纤维增强复合材料制造技术

本发明专利技术的课题是提供能够适合用于预浸料和纤维增强复合材料用途的、弹性模量、强度和贮存期优异的环氧树脂组合物。本发明专利技术是下述环氧树脂组合物，其包含下述构成要素[A]～[C]，并且，满足下述条件(1)～(3)。[A]：环氧树脂，[B]：多胺固化剂，[C]：化合物，是沸点为130℃以上、并且分子量m为50以上且250以下化合物，其在分子内不具有环氧基，并且，实质上不具有环氧树脂的固化能力，(1)：构成要素[C]的至少一部分在分子内具有2个以上醇性羟基，(2)：满足上述条件(1)的构成要素[C]的摩尔数C与构成要素[A]的环氧基的摩尔数E之比C/E为0.01以上且0.20以下，(3)：在70℃下保持了2小时时的粘度为70℃下的初始粘度的5.0倍以下。为70℃下的初始粘度的5.0倍以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧树脂组合物、预浸料及纤维增强复合材料


[0001]本专利技术涉及适合用于航空宇宙用途、一般产业用途和体育用途等的纤维增强复合材料的、环氧树脂组合物、以及使用了该环氧树脂组合物的预浸料、纤维增强复合材料。

技术介绍

[0002]使用了碳纤维、芳族聚酰胺纤维等作为增强纤维的纤维增强复合材料利用其高的比强度、比弹性模量而被广泛利用于航空器、汽车等的结构材料、网球拍、高尔夫球杆、钓竿、自行车、壳体等体育、一般产业用途等。作为该纤维增强复合材料所使用的树脂组合物，从耐热性、生产性的观点考虑主要使用热固性树脂，其中从与增强纤维的粘接性等力学特性的观点考虑优选使用环氧树脂。
[0003]近年来，为了对进一步要求轻量化的用途应用纤维增强复合材料而需要各种物性的提高。因此，以纤维增强复合材料的各种机械特性提高作为目的，要求作为基体树脂而使用的环氧树脂的弹性模量、伸长率、强度的提高。然而，具有高的弹性模量的环氧树脂固化物一般脆，具有伸长率、强度变低的倾向。因此，同时提高高的弹性模量与伸长率、强度是技术课题。
[0004]为了谋求该课题的改善，进行了各种研究。例如，研究了通过将具有特定的结构的环氧树脂与纳米填料组合从而谋求弹性模量与强度的改善的方法(专利文献1)。此外，研究了为了减少作为固化剂使用的双氰胺溶解残留成为缺陷而混配添加剂，从而谋求树脂强度的提高的方法(专利文献2)。此外，对于面向RTM成型法的树脂组合物，研究了使用不易成为缺陷的液态的固化剂的方法(专利文献3)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2018
‑
95675号公报
[0008]专利文献2：国际公开第2019/181402号
[0009]专利文献3：日本特开2014
‑
227473号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]在使用了专利文献1的技术的情况下，也不能说所得的树脂固化物、纤维增强复合材料的机械特性是充分的，进一步要求机械特性的提高。此外，在使用了专利文献2的技术的情况下，虽然获得树脂强度的提高效果，但关于弹性模量的提高没有任何考虑，需要弹性模量和强度都能够提高的技术。此外，在使用了专利文献3的技术的情况下，树脂组合物的反应性高，不具有对于用于预浸料用途而言充分的贮存期(pot life)。
[0012]因此，本专利技术的课题是提供能够适合用于预浸料和纤维增强复合材料用途的、弹性模量、强度、和贮存期优异的环氧树脂组合物。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本专利技术为了解决这样的课题而采用以下那样的手段。即，一种环氧树脂组合物，其包含下述构成要素[A]～[C]，并且，满足下述条件(1)～(3)。
[0015][A]：环氧树脂，
[0016][B]：多胺固化剂，
[0017][C]：化合物，是沸点为130℃以上、并且分子量m为50以上且250以下的化合物，其在分子内不具有环氧基，并且，实质上不具有环氧树脂的固化能力，
[0018](1)：构成要素[C]的至少一部分在分子内具有2个以上醇性羟基。
[0019](2)：满足上述条件(1)的构成要素[C]的摩尔数C与构成要素[A]的环氧基的摩尔数E之比C/E为0.01以上且0.20以下。
[0020](3)：在70℃下保持了2小时时的粘度为70℃下的初始粘度的5.0倍以下。
[0021]此外本专利技术为由本专利技术的环氧树脂组合物和增强纤维形成的预浸料。
[0022]此外本专利技术为由本专利技术的环氧树脂组合物的固化物和增强纤维形成的纤维增强复合材料。
[0023]专利技术的效果
[0024]根据本专利技术，可获得能够适合用于预浸料和纤维增强复合材料用途的、弹性模量、强度和贮存期优异的环氧树脂组合物。
附图说明
[0025]图1为显示实施例2(C/E＝0.02)、实施例3(C/E＝0.05)、实施例4(C/E＝0.10)、实施例5(C/E＝0.16)、比较例1(C/E＝0.00)、比较例8(C/E＝0.23)中的、构成要素[C]的摩尔数C相对于构成要素[A]的环氧基的摩尔数E之比C/E、与弹性模量的关系的图。
[0026]图2为显示实施例2(C/E＝0.02)、实施例3(C/E＝0.05)、实施例4(C/E＝0.10)、实施例5(C/E＝0.16)、比较例1(C/E＝0.00)、比较例8(C/E＝0.23)中的、构成要素[C]的摩尔数C相对于构成要素[A]的环氧基的摩尔数E之比C/E、与强度的关系的图。
[0027]图3为显示实施例1(m＝62)、实施例4(m＝76)、实施例6(m＝118)、实施例7(m＝102)、比较例1、比较例6(m＝258)中的、构成要素[C]的分子量m、与弹性模量的关系的图。需要说明的是，不包含构成要素[C]的比较例1绘制于m＝0的位置。
[0028]图4为显示实施例1(m＝62)、实施例4(m＝76)、实施例6(m＝118)、实施例7(m＝102)、比较例1、比较例6(m＝258)中的、构成要素[C]的分子量m、与强度的关系的图。需要说明的是，不包含构成要素[C]的比较例1绘制于m＝0的位置。
具体实施方式
[0029]以下，对本专利技术详细说明。需要说明的是，在本专利技术中所谓“以上”，是指与那里所示的数值相同或比其大。此外，所谓“以下”，是指与那里所示的数值相同或比其小。
[0030]本专利技术的树脂组合物包含构成要素[A]～[C]作为必需成分。在本专利技术中所谓“构成要素”是指组合物所包含的化合物。
[0031]本专利技术中的构成要素[A]为环氧树脂。作为构成要素[A]的环氧树脂，1分子中包含2个以上环氧基的物质可以使将树脂组合物加热固化而获得的固化物的玻璃化转变温度高，使耐热性提高，因此是优选的。此外，也可以混配1分子中包含1个环氧基的环氧树脂。这
些环氧树脂可以单独使用，也可以适当混配。
[0032]作为构成要素[A]的环氧树脂，可举出例如，二氨基二苯基甲烷型、二氨基二苯基砜型、氨基苯酚型、双酚型、间苯二甲胺型、1,3
‑
双氨基甲基环己烷型、异氰脲酸酯型、乙内酰脲型、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟基苯基甲烷型和四苯酚基乙烷型等的环氧树脂。其中从物性的平衡好考虑，特别优选使用二氨基二苯基甲烷型、氨基苯酚型、双酚型的环氧树脂。
[0033]作为二氨基二苯基甲烷型环氧树脂的市售品，可举出ELM434(住友化学(株)制)、
“アラルダイト
(注册商标)”MY720(
ハンツマン
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アドバンスト
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マテリアルズ
(株)制)、
“アラルダイト
(注册商标)”MY721(
ハンツマン
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アドバンスト
·
マテリアルズ
(株)制)、<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种环氧树脂组合物，其包含下述构成要素[A]～[C]，并且，满足下述条件(1)～(3)，[A]：环氧树脂，[B]：多胺固化剂，[C]：化合物，是沸点为130℃以上、并且分子量m为50以上且250以下的化合物，其在分子内不具有环氧基，并且，实质上不具有环氧树脂的固化能力，(1)：构成要素[C]的至少一部分在分子内具有2个以上醇性羟基，(2)：满足上述条件(1)的构成要素[C]的摩尔数C与构成要素[A]的环氧基的摩尔数E之比C/E为0.01以上且0.20以下，(3)：在7...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川浩司，佐野健太郎，川崎顺子，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：