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公開番号2023049239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-04-10
出願番号2021158873
出願日2021-09-29
発明の名称プリプレグおよび繊維強化複合材料
出願人東レ株式会社
代理人
主分類C08J 5/24 20060101AFI20230403BHJP(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】本発明は、繊維強化複合材料用途に好適に用いることができる、弾性率、強度に加えて耐熱性、繊維強化複合材料の成形性に優れたプリプレグを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、下記構成要素[A]～[C]を含み、かつ、下記条件(1)を満たすエポキシ樹脂組成物と、強化繊維とを含むプリプレグを提供する。
[A]:エポキシ樹脂
[B]:ポリアミン硬化剤
[C]:沸点が130℃以上である、一般式(I)または式(II)に示す環状化合物
(1):構成要素[A]のエポキシ基のモル数Eと構成要素[C]のモル数Cが、0.01≦C/E≦0.20の関係である。
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式中のR₁、R₃、R₄はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、R₂は炭素数2～11のアルキル基、R₅は炭素数1～10のアルキル基
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記構成要素［Ａ］～［Ｃ］を含み、かつ、下記条件（１）を満たすエポキシ樹脂組成物と、強化繊維とを含むプリプレグ。
［Ａ］：エポキシ樹脂
［Ｂ］：ポリアミン硬化剤
［Ｃ］：沸点が１３０℃以上である一般式（Ｉ）または式（ＩＩ）に示す環状化合物
（１）：構成要素［Ａ］のエポキシ基のモル数Ｅと構成要素［Ｃ］のモル数Ｃとが、０．０１≦Ｃ／Ｅ≦０．２０の関係である。
TIFF
2023049239000005.tif
31
170
式中のＲ
１
、Ｒ
３
、Ｒ
４
はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、Ｒ
２
は炭素数２～１１のアルキル基、Ｒ
５
は炭素数１～１０のアルキル基
続きを表示（約 100 文字）【請求項２】
構成要素［Ｃ］の融点が室温以上である、請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプリプレグを積層、硬化してなる繊維強化複合材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空宇宙用途、一般産業用途およびスポーツ用途などの繊維強化複合材料に好適に用いられる、プリプレグ、繊維強化複合材料に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やアラミド繊維などを強化繊維として用いた繊維強化複合材料は、その高い比強度、比弾性率を利用して、航空機や自動車などの構造材料や、テニスラケット、ゴルフシャフト、釣り竿、自転車、筐体などのスポーツ、一般産業用途などに広く利用されている。この繊維強化複合材料に用いられる樹脂組成物としては、耐熱性や生産性の観点から主に熱硬化性樹脂が用いられ、中でも強化繊維との接着性などの力学特性の観点からエポキシ樹脂が好ましく用いられる。
【０００３】
近年、さらなる軽量化が求められる用途へ繊維強化複合材料を適用するには各種物性の向上が必要である。そのため、繊維強化複合材料の各種機械特性向上を目的として、マトリックス樹脂として用いるエポキシ樹脂の弾性率や伸度、強度の向上が要求されている。しかしながら、高い弾性率を有するエポキシ樹脂硬化物は一般に脆く、伸度が低くなる傾向にある。このため、高い弾性率と伸度を同時に向上することが技術的な課題であった。
【０００４】
この課題の改善を図るため、様々な検討がなされている。例えば、硬化剤として用いるジシアンジアミドが溶け残って欠陥となるのを低減するために添加剤を配合することで、樹脂強度の向上を図る手法が検討されている（特許文献１）。また、エポキシ樹脂と少量の溶剤を含む組成物をホットメルト法により強化繊維に含浸することで、ボイドが著しく少なく機械特性に優れた繊維強化プラスチックを得る手法が検討されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１９／１８１４０２号
特開２０２１－１２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術を用いた場合、得られる樹脂硬化物や繊維強化複合材料の機械特性に優れるが、さらなる耐熱性とのバランス向上が求められる。特許文献２の技術を用いた場合、含浸性に優れた繊維強化プラスチックを得ることができるが、弾性率や耐熱性に特に優れるものではなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、繊維強化複合材料用途に好適に用いることができる、弾性率、強度に加えて耐熱性、繊維強化複合材料の成形性に優れたプリプレグを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するために次のような構成を採用するものである。すなわち、下記構成要素［Ａ］～［Ｃ］を含み、かつ、下記条件（１）を満たすエポキシ樹脂組成物と、強化繊維とを含むプリプレグ。
［Ａ］：エポキシ樹脂
［Ｂ］：ポリアミン硬化剤
［Ｃ］：沸点が１３０℃以上である、一般式（Ｉ）または式（ＩＩ）に示す環状化合物
（１）：構成要素［Ａ］のエポキシ基のモル数Ｅと構成要素［Ｃ］のモル数Ｃが、０．０１≦Ｃ／Ｅ≦０．２０の関係である。
【０００９】
TIFF
2023049239000001.tif
28
170
【００１０】
式中のＲ
１
、Ｒ
３
、Ｒ
４
はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、Ｒ
２
は炭素数２～１１のアルキル基、Ｒ
５
は炭素数１～１０のアルキル基である。
（【００１１】以降は省略されています）

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