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公開番号2023067809
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-16
出願番号2022171155
出願日2022-10-26
発明の名称エポキシ樹脂組成物、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C08L 63/00 20060101AFI20230509BHJP(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】130℃で硬化可能であり、かつ、耐熱性、曲げ弾性率、曲げ強度を高いレベルで両立できるエポキシ樹脂組成物、および該エポキシ樹脂組成物からなるプリプレグ、ならびに該プリプレグを硬化させてなる、繊維強化複合材料を提供する。
【解決手段】[A]ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂[B]エポキシ当量が400g/eq以上1500g/eq以下のビスフェノール型エポキシ樹脂[C]4,4‘-ジアミノジフェニルスルホン[D]ジシアンジアミド[E]コアシェルゴム粒子を含み、全エポキシ樹脂100質量部に対して、[A]を40~70質量部、[B]を10~30質量部、[C]を10~21質量部、[D]を3~7質量部、[E]を5~10質量部含み、3.0≦([C]の含有量/[D]の含有量)≦4.0の関係を満たす、エポキシ樹脂組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
次の成分[A]~[E]を含み、かつ下記条件(a)~(f)を満たすエポキシ樹脂組成物。
[A]ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂
[B]エポキシ当量が400g/eq以上1500g/eq以下のビスフェノール型エポキシ樹脂
[C]4,4‘-ジアミノジフェニルスルホン
[D]ジシアンジアミド
[E]コアシェルゴム粒子
(a)全エポキシ樹脂100質量部のうち、成分[A]を40~70質量部含む
(b)全エポキシ樹脂100質量部のうち、成分[B]を10~30質量部含む
(c)全エポキシ樹脂100質量部に対し、成分[C]を10~21質量部含む
(d)全エポキシ樹脂100質量部に対し、成分[D]を3~7質量部含む
(e)全エポキシ樹脂100質量部に対し、成分[E]を5~10質量部含む
(f)3.0≦([C]の含有量/[D]の含有量)≦4.0
続きを表示(約 140 文字)【請求項2】
請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物と強化繊維とからなるプリプレグ。
【請求項3】
強化繊維が炭素繊維である、請求項2に記載のプリプレグ
【請求項4】
請求項2または3に記載のプリプレグを硬化させ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、スポーツ用途、一般産業用途、および航空宇宙用途に適した繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として好ましく用いられるエポキシ樹脂組成物、ならびに、これをマトリックス樹脂として用いたプリプレグおよび繊維強化複合材料に関するものである。
続きを表示(約 1,200 文字)【背景技術】
【0002】
繊維強化プラスチックの製造には、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸したシート状の中間基材(プリプレグ)が汎用される。プリプレグを積層、加熱して熱硬化性樹脂を硬化する方法で成形体が得られ、航空機やスポーツなど、様々な分野へ適用されている。プリプレグのマトリックス樹脂として用いられる熱硬化性樹脂としては、耐熱性、接着性、機械強度に優れることから、エポキシ樹脂が汎用される。近年、繊維強化複合材料の適用が拡大するにつれて、部材のさらなる軽量化、高耐熱化の要求が高まり、プリプレグに用いられるエポキシ樹脂の高性能化が望まれている。
【0003】
エポキシ樹脂硬化物の破壊強度を高めることで、軽量かつ高性能な繊維強化複合材料を設計することが可能となる。一般に、繊維強化複合材料の破壊強度を高めるためには、エポキシ樹脂硬化物の強度、および弾性率を高める手法が知られている。
【0004】
また、自動車やレーシングカーのエンジン周りの構造部材や、モーターの補強材料等、高温環境下での使用が想定される用途においては、150℃程度の耐熱性が必要である。
【0005】
さらに、繊維強化複合材料の製造時の経済合理性の観点から、より低い硬化温度で繊維強化複合材料を得る技術も必要である。
【0006】
特許文献1には、アミン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、ウレア化合物を併用することにより、150℃での硬化において、耐熱性と弾性率を両立する技術が開示されている。
【0007】
特許文献2には、3官能アミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、芳香族ウレアを併用することにより、130℃での硬化において、エポキシ樹脂硬化物の曲げ弾性率と曲げ強度を両立する技術が開示されている。
【0008】
特許文献3には、イソシアヌル酸型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、
ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルスルホンを併用することにより、耐熱性と高温時における機械特性を両立する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
特開2010-53278号公報
特開2020-204026号公報
国際公開第2017/047225号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
特許文献1に記載のエポキシ樹脂組成物は、樹脂硬化物の曲げ弾性率、曲げ強度が不足しており、繊維強化複合材料の破壊強度が不十分なものであった。また、硬化のためには、150℃と高温が必要であった。
(【0011】以降は省略されています)

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