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公開番号2022077815
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-05-24
出願番号2020188834
出願日2020-11-12
発明の名称炭素繊維プリプレグ
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人
主分類C08J 5/24 20060101AFI20220517BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】難燃性が付与されたCFRPの成形に用い得る新規な炭素繊維プリプレグを提供すること。
【解決手段】炭素繊維プリプレグは、炭素繊維基材を熱硬化性樹脂組成物で含浸させた後で前記熱硬化性樹脂組成物を増粘させてなるプリプレグであって、前記熱硬化性樹脂組成物にはビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エチレン性不飽和モノマー、増粘剤、重合開始剤、重合禁止剤および難燃剤が少なくとも配合され、前記増粘剤はポリイソシアネート化合物を含み、前記難燃剤はリン含有難燃剤を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
炭素繊維基材を熱硬化性樹脂組成物で含浸させた後で前記熱硬化性樹脂組成物を増粘させてなるプリプレグであって、前記熱硬化性樹脂組成物にはビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エチレン性不飽和モノマー、増粘剤、重合開始剤、重合禁止剤および難燃剤が少なくとも配合され、前記増粘剤はポリイソシアネート化合物を含み、前記難燃剤はリン含有難燃剤を含む、炭素繊維プリプレグ。
続きを表示(約 570 文字)【請求項2】
前記リン含有難燃剤がホスフィン酸金属塩を含む、請求項1に記載の炭素繊維プリプレグ。
【請求項3】
前記ホスフィン酸金属塩が、有機ホスフィン酸の金属塩を含む、請求項2に記載の炭素繊維プリプレグ。
【請求項4】
前記有機ホスフィン酸の金属塩が、ジアルキルホスフィン酸およびモノアルキルホスフィン酸から選ばれる1種以上の有機ホスフィン酸の金属塩を含む、請求項3に記載の炭素繊維プリプレグ。
【請求項5】
前記有機ホスフィン酸の金属塩が、モノアルキルホスフィン酸から選ばれる1種以上の有機ホスフィン酸の金属塩を含む、請求項4に記載の炭素繊維プリプレグ。
【請求項6】
前記リン化合物がホスフィン酸アルミニウム塩、ホスフィン酸亜鉛塩、ホスフィン酸カルシウム塩およびホスフィン酸マグネシウム塩から選ばれる一種以上のホスフィン酸金属塩を含む、請求項2~5のいずれかに記載の炭素繊維プリプレグ。
【請求項7】
前記難燃剤が、更に、窒素系難燃剤および水和金属から選ばれる1種以上の難燃剤を含有する、請求項1~6のいずれかに記載の炭素繊維プリプレグ。
【請求項8】
ハロゲンを含有しない、請求項1~7のいずれかに記載の炭素繊維プリプレグ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、炭素繊維プリプレグに関する。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
CFRP(炭素繊維強化プラスチック)は炭素繊維と樹脂とからなる複合材料であり、航空機、自動車、船舶その他各種の輸送機器の部品、スポーツ用品、レジャー用品などに幅広く使用されている。
チョップド炭素繊維束を用いた炭素繊維プリプレグから、圧縮成形法によりCFRP構造体を成形することを含む、CFRP製品の製造方法が実用化されている。
チョップド炭素繊維束を用いた炭素繊維プリプレグの一例がシートモールディングコンパウンド(SMC)である。
SMCは、チョップド炭素繊維束からなるマットを熱硬化性樹脂組成物で含浸させた構造を有する。
【0003】
VaRTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)法を用いてCFRPを製造するにあたり、マトリクス樹脂であるビスフェノールA型ビニルエステル樹脂に50%粒子径D50が10μm以下かつ95%粒子径D95が30μm以下であるホスフィン酸金属塩系難燃剤塩粒子を、樹脂100質量部に対し10質量部以上17質量部以下添加した例が知られている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2012-214651号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、難燃性が付与されたCFRPの成形に用い得る新規な炭素繊維プリプレグを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
[1]炭素繊維基材を熱硬化性樹脂組成物で含浸させた後で前記熱硬化性樹脂組成物を増粘させてなるプリプレグであって、前記熱硬化性樹脂組成物にはビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エチレン性不飽和モノマー、増粘剤、重合開始剤、重合禁止剤および難燃剤が少なくとも配合され、前記増粘剤はポリイソシアネート化合物を含み、前記難燃剤はリン含有難燃剤を含む、炭素繊維プリプレグ。
[2]前記リン含有難燃剤がホスフィン酸金属塩を含む、[1]に記載の炭素繊維プリプレグ。
[3]前記ホスフィン酸金属塩が、有機ホスフィン酸の金属塩を含む、[2]に記載の炭素繊維プリプレグ。
[4]前記有機ホスフィン酸の金属塩が、ジアルキルホスフィン酸およびモノアルキルホスフィン酸から選ばれる1種以上の有機ホスフィン酸の金属塩を含む、[3]に記載の炭素繊維プリプレグ。
[5]前記有機ホスフィン酸の金属塩が、モノアルキルホスフィン酸から選ばれる1種以上の有機ホスフィン酸の金属塩を含む、[4]に記載の炭素繊維プリプレグ。
[6]前記リン含有難燃剤がホスフィン酸アルミニウム塩、ホスフィン酸亜鉛塩、ホスフィン酸カルシウム塩およびホスフィン酸マグネシウム塩から選ばれる一種以上のホスフィン酸金属塩を含む、[2]~[5]のいずれかに記載の炭素繊維プリプレグ。
[7]前記難燃剤が、更に、窒素系難燃剤および水和金属から選ばれる1種以上の難燃剤を含有する、[1]~[6]のいずれかに記載の炭素繊維プリプレグ。
[8]ハロゲンを含有しない、[1]~[7]のいずれかに記載の炭素繊維プリプレグ。
【発明の効果】
【0007】
好ましい実施形態において、難燃性が付与されたCFRPの成形に用い得る新規な炭素繊維プリプレグが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、シートモールディングコンパウンド製造装置の構成を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施形態に係る炭素繊維プリプレグは、炭素繊維基材を熱硬化性樹脂組成物で含浸させた後、前記熱硬化性樹脂組成物を増粘させる方法で製造されるタイプのプリプレグである。かかるタイプの炭素繊維プリプレグの典型例はシートモールディングコンパウンド(SMC)である。
SMCの典型的な製造方法を、図1を参照して説明すると、次の通りである。
【0010】
炭素繊維パッケージPから連続炭素繊維束10が引き出され、ロータリーカッター110に送られる。
連続炭素繊維束のフィラメント数は、例えば3000~100000である。フィラメント数が10000以上、とりわけ15000以上、中でも40000以上の連続炭素繊維束は、断続的にスリットを入れることによって、部分的に複数のサブ束に分割してから使用してもよい。サブ束のフィラメント数は、10000未満、5000未満、3000未満などであり得るとともに、500以上、1000以上などであり得る。
(【0011】以降は省略されています)

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