JP2007297547A - Resin composition for prepreg sheet, prepreg sheet and fiber-reinforced composite material - Google Patents

Resin composition for prepreg sheet, prepreg sheet and fiber-reinforced composite material Download PDF

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JP2007297547A JP2006128202A JP2006128202A JP2007297547A JP 2007297547 A JP2007297547 A JP 2007297547A JP 2006128202 A JP2006128202 A JP 2006128202A JP 2006128202 A JP2006128202 A JP 2006128202A JP 2007297547 A JP2007297547 A JP 2007297547A
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Masayuki Kawazoe
真幸 川添
Shuichi Takeyama
秀一 武山
Yuko Sekine
優子 関根
Motofumi Sai
源文 崔
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition for a prepreg sheet having excellent impregnating properties, to provide the prepreg sheet obtained by impregnating fibers with the resin composition for the prepreg sheet and having good fillet-forming properties and to provide a fiber-reinforced composite material prepared by curing the prepreg sheet and improving the strength. <P>SOLUTION: The resin composition for the prepreg sheet comprises a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent and a maleimide polyaddition product represented by formula (1) (wherein, n is an integer of 1-10,000; R<SP>1</SP>and X represent each independently a 1-24C bivalent organic group; and R<SP>2</SP>s represent each independently a 1-24C monovalent organic group). The resin composition provides 10-150 Pa s minimum viscosity during curing and ≤300 Pa s viscosity at 100°C. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プリプレグシート用樹脂組成物、プリプレグシートおよび繊維強化複合材料に関する。更に詳しくは、強度が良好な繊維強化複合材料、該繊維強化複合材料を形成し、ハニカムコアとの接着に際して接着剤シートが不要となる自己接着性のプリプレグシートおよび該プリプレグシートを形成しうるプリプレグシート用樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a resin composition for a prepreg sheet, a prepreg sheet, and a fiber-reinforced composite material. More specifically, a fiber-reinforced composite material having good strength, a self-adhesive prepreg sheet that forms the fiber-reinforced composite material and does not require an adhesive sheet for bonding to a honeycomb core, and a prepreg that can form the prepreg sheet The present invention relates to a resin composition for a sheet.

エポキシ樹脂組成物は、耐熱性に優れた樹脂として、建築、土木、自動車、航空機等の分野で利用されている。
このようなエポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂とする繊維強化複合材料は力学特性、耐熱性、耐水性に優れており、これまで、さまざまな組成を有するエポキシ樹脂と補強繊維の組み合わせによるプリプレグシートが提案されている。
また、航空機構造材料等の繊維強化複合材料においては、構造材料の軽量化の観点から蜂の巣構造をとるハニカムコアの断面にプリプレグシートの平面を接合させた構造に成形されることが多く、従来、ハニカムコアとプリプレグシートとの接着には、ハニカムコアとプリプレグとの間に介在させるシート状の接着剤が用いられている。
Epoxy resin compositions are used in fields such as architecture, civil engineering, automobiles, and aircraft as resins having excellent heat resistance.
Fiber reinforced composite materials that use such an epoxy resin composition as a matrix resin have excellent mechanical properties, heat resistance, and water resistance. So far, prepreg sheets using combinations of epoxy resins and reinforcing fibers having various compositions have been proposed. Has been.
Further, in fiber reinforced composite materials such as aircraft structural materials, from the viewpoint of weight reduction of the structural material, it is often formed into a structure in which the plane of the prepreg sheet is joined to the cross section of the honeycomb core having a honeycomb structure, For adhesion between the honeycomb core and the prepreg sheet, a sheet-like adhesive interposed between the honeycomb core and the prepreg is used.

そこで、製造工程の短縮化と更なる軽量化の観点から、シート状の接着剤を介さずに、ハニカムコアの両面にプリプレグシートを積層し、プリプレグシートそのものの硬化とハニカムコアとの接着を同時に、しかも接着剤なしで行う、いわゆる自己接着性のコキュア成形がプリプレグシートに要求されてきており、種々のプリプレグシート用樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1〜3等参照。)。   Therefore, from the viewpoint of shortening the manufacturing process and further weight reduction, the prepreg sheets are laminated on both sides of the honeycomb core without using a sheet-like adhesive, and the prepreg sheet itself is cured and bonded to the honeycomb core at the same time. In addition, so-called self-adhesive cocure molding performed without an adhesive has been required for prepreg sheets, and various resin compositions for prepreg sheets have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). .

特許文献1では、ポロシティー(樹脂硬化中に発生するボイド、空隙)の発生を回避することを目的として、「エポキシ樹脂と、芳香族アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド系硬化剤およびノボラック系硬化剤からなる群より選ばれた1種または2種以上の硬化剤と、固形ゴムとからなるエポキシ樹脂組成物であって、80℃において振動周波数0.02Hzで測定した複素粘性率η0.02が5000ポイズ以上であり、振動周波数2Hzで測定した複素粘性率η2 と上記振動周波数0.02Hzで測定した複素粘性率η0.02との関係がlogη0.02−logη2≧0.5を満足することを特徴とするエポキシ樹脂組成物」が提案されている。また、特許文献1には、エポキシ樹脂組成物に、さらにポリエーテルスルホンを添加することが記載されている。 In Patent Document 1, “Epoxy resin, aromatic amine curing agent, acid anhydride curing agent, dicyandiamide curing” is used for the purpose of avoiding the generation of porosity (voids and voids generated during resin curing). Complex viscosity measured at 80 ° C. with a vibration frequency of 0.02 Hz, which is an epoxy resin composition comprising one or more curing agents selected from the group consisting of an agent and a novolak curing agent, and a solid rubber and the rate eta 0.02 is 5000 poises or more, the relationship between the complex viscosity eta 0.02 measured in complex viscosity eta 2 and the vibration frequency 0.02Hz measured at a vibration frequency of 2Hz to logη 0.02 -logη 2 ≧ 0.5 An "epoxy resin composition characterized by satisfaction" has been proposed. Patent Document 1 describes that polyethersulfone is further added to the epoxy resin composition.

しかしながら、従来公知の自己接着性のプリプレグシートを使用した場合、プリプレグシート用樹脂組成物の繊維への含浸性(以下、単に「含浸性」ともいう。)、および、繊維強化複合材料(例えば、ハニカムコアサンドイッチパネル)の作製時のフィレット形成性(以下、単に「フィレット形成性」ともいう。)をすべて満足させるのが困難なため、作製した繊維強化複合材料の強度(例えば、ATSM D1781に準じたクライミングドラムピール(Climbing Drum Peel)試験を行った際のはく離強度等)が劣る問題があった。   However, when a conventionally known self-adhesive prepreg sheet is used, the impregnation property of the resin composition for a prepreg sheet into fibers (hereinafter also simply referred to as “impregnation property”) and a fiber reinforced composite material (for example, Since it is difficult to satisfy all fillet-forming properties (hereinafter, also simply referred to as “fillet-forming properties”) at the time of manufacturing a honeycomb core sandwich panel), the strength of the manufactured fiber-reinforced composite material (for example, according to ATSM D1781) In addition, there was a problem that the peel strength when the Climbing Drum Peel test was performed was inferior.

特開平5−239317号公報JP-A-5-239317 特開平9−194611号公報JP-A-9-194611 特開平11−254435号公報JP-A-11-254435

そこで、本発明は、含浸性に優れるプリプレグシート用樹脂組成物、該プリプレグシート用樹脂組成物を繊維に含浸させて得られるフィレット形成性が良好なプリプレグシート、および、該プリプレグシートを硬化させることにより得られる強度が良好となる繊維強化複合材料を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention provides a resin composition for a prepreg sheet having excellent impregnation properties, a prepreg sheet having good fillet form obtained by impregnating fibers with the resin composition for prepreg sheets, and curing the prepreg sheet. It is an object of the present invention to provide a fiber-reinforced composite material having good strength obtained by the above.

本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、含浸性の観点から、50〜100℃付近、特に100℃での粘度がある程度低く、フィレットの形成性の観点から、通常120〜150℃付近で観測される硬化中の最低粘度がある程度高いことが必要となることを知見した。
この新しい知見に基づき、特定の構造を有するマレイミド重付加物を含有し、特定の温度において所定の粘度範囲となる樹脂組成物が、含浸性に優れ、該プリプレグシート用樹脂組成物を繊維に含浸させて得られるプリプレグシートが、フィレット形成性に優れ、該プリプレグシートを硬化させることにより得られる繊維強化複合材料が、強度に優れることを見出し、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventor has a viscosity of about 50 to 100 ° C., in particular, a low viscosity at 100 ° C. to some extent from the viewpoint of impregnation, and is usually around 120 to 150 ° C. from the viewpoint of fillet formation. It has been found that the observed minimum viscosity during curing needs to be somewhat high.
Based on this new knowledge, a resin composition containing a maleimide polyadduct having a specific structure and having a predetermined viscosity range at a specific temperature is excellent in impregnation, and the fiber is impregnated with the resin composition for a prepreg sheet. The present invention was completed by finding that the prepreg sheet obtained by this process has excellent fillet-forming properties and the fiber-reinforced composite material obtained by curing the prepreg sheet has excellent strength.

即ち、本発明は、以下の(1)〜(13)を提供する。
(1)熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂と、硬化剤と、下記式(1)で表されるマレイミド重付加物とを含有し、
硬化中の最低粘度が10〜150Pa・sとなり、100℃での粘度が300Pa・s以下となる、プリプレグシート用樹脂組成物。
That is, the present invention provides the following (1) to (13).
(1) containing a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent, and a maleimide polyaddition product represented by the following formula (1),
A resin composition for a prepreg sheet, having a minimum viscosity during curing of 10 to 150 Pa · s and a viscosity at 100 ° C. of 300 Pa · s or less.

Figure 2007297547
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(式中、nは1〜10,000の整数であり、R1、Xは、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基を表し、R2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する1価の有機基を表す。) (In the formula, n is an integer of 1 to 10,000, R 1 and X may each independently have a substituent, and are at least selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom. Represents a divalent organic group having 1 to 24 carbon atoms which may contain one type of heteroatom, and each R 2 may independently have a substituent, oxygen atom, nitrogen atom And represents a monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms, which may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of sulfur atoms.)

(2)前記Xにおいて、前記2価の有機基が、下記式(2)で表される基である上記(1)に記載のプリプレグシート用樹脂組成物。 (2) The resin composition for a prepreg sheet according to the above (1), wherein, in X, the divalent organic group is a group represented by the following formula (2).

Figure 2007297547
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(式中、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子または1〜10個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族基、アルキル芳香族基を表す。) (In the formula, R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic group, or an alkyl aromatic group.)

(3)前記1価の有機基が、フェニル基、シクロヘキシル基、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基および下記式(3)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種である上記(1)または(2)に記載のプリプレグシート用樹脂組成物。 (3) The monovalent organic group is at least one selected from the group consisting of a phenyl group, a cyclohexyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a group represented by the following formula (3). The resin composition for a prepreg sheet according to the above (1) or (2).

Figure 2007297547
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(式中、R5は、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜19個の炭素原子を有する2価の有機基を表す。) (In the formula, R 5 may have a substituent and may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom, 1 to 19 carbon atoms It represents a divalent organic group having

(4)前記R1において、前記2価の有機基が、下記式(4)で表される基である上記(1)〜(3)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。 (4) The resin composition for a prepreg sheet according to any one of (1) to (3), wherein in R 1 , the divalent organic group is a group represented by the following formula (4).

Figure 2007297547
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(5)前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂および/またはシアネートエステル樹脂である上記(1)〜(4)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
(6)前記熱可塑性樹脂が、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドおよびポリスルホンからなる群から選択される少なくとも1種である上記(1)〜(5)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
(7)前記熱可塑性樹脂の含有量が、前記熱硬化性樹脂100質量部に対して30〜50質量部である上記(1)〜(6)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
(8)前記硬化剤が、ジアミノジフェニルスルホン、有機酸ジヒドラジドおよびジシアンジアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する上記(1)〜(7)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
(9)前記硬化剤の含有量が、前記熱硬化性樹脂100質量部に対して25〜45質量部である上記(1)〜(8)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
(10)前記マレイミド重付加物の含有量が、前記熱硬化性樹脂100質量部に対して、1〜20質量部である上記(1)〜(9)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
(11)上記(1)〜(10)のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物を繊維に含浸させることにより得られうるプリプレグシート。
(12)前記繊維が、炭素繊維、アラミド繊維およびガラス繊維からなる群から選択される少なくとも1種である上記(11)に記載のプリプレグシート。
(13)上記(11)または(12)に記載のプリプレグシートを硬化させることにより得られうる繊維強化複合材料。
(5) The resin composition for a prepreg sheet according to any one of (1) to (4), wherein the thermosetting resin is an epoxy resin and / or a cyanate ester resin.
(6) The resin composition for a prepreg sheet according to any one of (1) to (5), wherein the thermoplastic resin is at least one selected from the group consisting of polyethersulfone, polyetherimide, and polysulfone. .
(7) The resin composition for a prepreg sheet according to any one of (1) to (6), wherein a content of the thermoplastic resin is 30 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. .
(8) The resin composition for a prepreg sheet according to any one of (1) to (7), wherein the curing agent contains at least one selected from the group consisting of diaminodiphenylsulfone, organic acid dihydrazide, and dicyandiamide.
(9) The resin composition for a prepreg sheet according to any one of (1) to (8), wherein the content of the curing agent is 25 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin.
(10) The resin for a prepreg sheet according to any one of the above (1) to (9), wherein the content of the maleimide polyaddition product is 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. Composition.
(11) A prepreg sheet obtainable by impregnating a fiber with the resin composition for a prepreg sheet according to any one of (1) to (10) above.
(12) The prepreg sheet according to (11), wherein the fiber is at least one selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber, and glass fiber.
(13) A fiber-reinforced composite material obtainable by curing the prepreg sheet according to (11) or (12).

本発明によれば、含浸性に優れるプリプレグシート用樹脂組成物、該プリプレグシート用樹脂組成物を繊維に含浸させて得られるフィレット形成性が良好なプリプレグシート、および、該プリプレグシートを硬化させることにより得られる強度が良好となる繊維強化複合材料を提供することができる。   According to the present invention, a resin composition for a prepreg sheet having excellent impregnation properties, a prepreg sheet having good fillet form obtained by impregnating fibers with the resin composition for prepreg sheets, and curing the prepreg sheet. Can provide a fiber-reinforced composite material having good strength.

以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明のプリプレグシート用樹脂組成物(以下、単に「本発明の組成物」ともいう。)は、
熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂と、硬化剤と、下記式(1)で表されるマレイミド重付加物とを含有し、
硬化中の最低粘度が10〜150Pa・sとなり、100℃での粘度が300Pa・s以下となる組成物である。
The present invention is described in detail below.
The resin composition for a prepreg sheet of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the composition of the present invention”)
Containing a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent, and a maleimide polyadduct represented by the following formula (1),
The composition has a minimum viscosity during curing of 10 to 150 Pa · s and a viscosity at 100 ° C. of 300 Pa · s or less.

Figure 2007297547
Figure 2007297547

(式中、nは1〜10,000の整数であり、R1、Xは、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基を表し、R2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する1価の有機基を表す。) (In the formula, n is an integer of 1 to 10,000, R 1 and X may each independently have a substituent, and are at least selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom. Represents a divalent organic group having 1 to 24 carbon atoms which may contain one type of heteroatom, and each R 2 may independently have a substituent, oxygen atom, nitrogen atom And represents a monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms, which may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of sulfur atoms.)

<熱硬化性樹脂>
熱硬化性樹脂について以下に説明する。
本発明の組成物に用いられる熱硬化性樹脂は、加熱すると網状構造となって不溶不融の状態に硬化する合成樹脂であれば特に限定されず、その具体例としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、本質的に機械的、熱的、電気的性質に優れているが、脆さがしばしばその用途拡大を妨げる要因となっている、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂またはこれらの混合樹脂であるのが、得られる本発明の組成物の靱性、延いては本発明の繊維強化複合材料の強度がより向上する理由から好ましい。
<Thermosetting resin>
The thermosetting resin will be described below.
The thermosetting resin used in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a synthetic resin that forms a network structure and cures in an insoluble and infusible state when heated. Specific examples thereof include urea resins and melamine resins. , Phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, urethane resin, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Of these, epoxy resins, cyanate ester resins, or mixed resins that have excellent mechanical, thermal, and electrical properties, but brittleness often hinders their application expansion. This is preferable because the toughness of the resulting composition of the present invention and, in turn, the strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention is further improved.

上記エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のオキシラン環(エポキシ基)を有する化合物からなる樹脂であれば特に限定されず、一般的に、エポキシ当量が90〜2000のものである。
このようなエポキシ樹脂としては、従来公知のエポキシ樹脂を用いることができる。
具体的には、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、臭素化ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールS型、ビスフェノールAF型、ビフェニル型等のビスフェニル基を有するエポキシ化合物や、ポリアルキレングリコール型、アルキレングリコール型のエポキシ化合物や、ナフタレン環を有するエポキシ化合物や、フルオレン基を有するエポキシ化合物等の二官能型のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;
フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の多官能型のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;
ダイマー酸等の合成脂肪酸のグリシジルエステル系エポキシ樹脂;
下記式(5)で表されるN,N,N′,N′−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)、テトラグリシジルジアミノジフェニルスルホン(TGDDS)、テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン(TGMXDA)、下記式(6)で表されるトリグリシジル−p−アミノフェノール、トリグリシジル−m−アミノフェノール、N,N−ジグリシジルアニリン、テトラグリシジル1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン(TG1,3−BAC)、トリグリシジルイソシアヌレート(TGIC)等のグリシジルアミン系エポキシ樹脂;
The epoxy resin is not particularly limited as long as it is a resin composed of a compound having two or more oxirane rings (epoxy groups) in one molecule, and generally has an epoxy equivalent of 90 to 2,000.
A conventionally well-known epoxy resin can be used as such an epoxy resin.
Specifically, for example, epoxy compounds having a bisphenyl group such as bisphenol A type, bisphenol F type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol S type, bisphenol AF type, biphenyl type, and polyalkylene Bifunctional glycidyl ether type epoxy resins such as glycol type, alkylene glycol type epoxy compounds, epoxy compounds having a naphthalene ring, and epoxy compounds having a fluorene group;
Polyfunctional glycidyl ether type epoxy resins such as phenol novolac type, orthocresol novolak type, trishydroxyphenylmethane type, tetraphenylolethane type;
Glycidyl ester epoxy resins of synthetic fatty acids such as dimer acid;
N, N, N ′, N′-tetraglycidyldiaminodiphenylmethane (TGDDM), tetraglycidyldiaminodiphenylsulfone (TGDDS), tetraglycidyl-m-xylylenediamine (TGMXDA) represented by the following formula (5), (6) represented by triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl-m-aminophenol, N, N-diglycidylaniline, tetraglycidyl 1,3-bisaminomethylcyclohexane (TG1,3-BAC), tri Glycidylamine epoxy resin such as glycidyl isocyanurate (TGIC);

Figure 2007297547
Figure 2007297547

下記式(7)で表されるトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環を有するエポキシ化合物、具体的には、例えば、ジシクロペンタジエンとメタクレゾール等のクレゾール類またはフェノール類を重合させた後、エピクロルヒドリンを反応させる公知の製造方法によって得ることができるエポキシ化合物; An epoxy compound having a tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane ring represented by the following formula (7), specifically, for example, cresols or phenols such as dicyclopentadiene and metacresol An epoxy compound which can be obtained by a known production method of reacting epichlorohydrin after polymerization;

Figure 2007297547

(式中、mは、0〜15の整数を示す。)
Figure 2007297547

(In the formula, m represents an integer of 0 to 15.)

脂環型エポキシ樹脂;東レチオコール社製のフレップ10に代表されるエポキシ樹脂主鎖に硫黄原子を有するエポキシ樹脂;ウレタン結合を有するウレタン変性エポキシ樹脂;ポリブタジエン、液状ポリアクリロニトリル−ブタジエンゴムまたはアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)を含有するゴム変性エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらは1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Cycloaliphatic epoxy resin; epoxy resin represented by Toray Rethiokol's Flep 10 epoxy resin having a sulfur atom in the main chain; urethane modified epoxy resin having urethane bond; polybutadiene, liquid polyacrylonitrile-butadiene rubber or acrylonitrile butadiene rubber Examples thereof include a rubber-modified epoxy resin containing (NBR).
These may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、グリシジルアミン系エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂を併用するのが、得られる本発明の組成物の粘度ならびに硬化後の機械的性質(例えば、弾性率、靱性等)および熱的性質(例えば、ガラス転移温度、熱膨張率等)を調整しやすく、その結果、本発明の繊維強化複合材料の強度も調整しやすくなる理由から好ましい。
グリシジルアミン系エポキシ樹脂のうち、上記式(5)で表されるテトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)としては、例えば、ELM−434(住友化学工業社製)、MY−721(ハンツマンアドバンストマテリアル社製)等の市販品を用いることができ、上記式(6)で表されるトリグリシジル−p−アミノフェノールとしては、例えば、MY−0510(ハンツマンアドバンストマテリアル社製)、エピコート630(ジャパンエポキシレジン社製)等の市販品を用いることができる。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、例えば、エピコート806、エピコート807(いずれもジャパンエポキシレジン社製)等の市販品を用いることができる。
In the present invention, the glycidylamine epoxy resin and the bisphenol F type epoxy resin are used in combination, the viscosity of the resulting composition of the present invention, the mechanical properties after curing (for example, elastic modulus, toughness, etc.) and thermal properties. It is preferable because properties (for example, glass transition temperature, coefficient of thermal expansion, etc.) can be easily adjusted, and as a result, the strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention can be easily adjusted.
Among the glycidylamine epoxy resins, as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane (TGDDM) represented by the above formula (5), for example, ELM-434 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), MY-721 (manufactured by Huntsman Advanced Materials) As the triglycidyl-p-aminophenol represented by the above formula (6), for example, MY-0510 (manufactured by Huntsman Advanced Materials), Epicoat 630 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) can be used. ) Etc. can be used.
As the bisphenol F type epoxy resin, for example, commercially available products such as Epicoat 806 and Epicoat 807 (both manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) can be used.

また、本発明においては、上記グリシジルアミン系エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂に他のエポキシ樹脂を併用する場合、他のエポキシ樹脂としては、骨格に芳香環を有するエポキシ樹脂を用いるのが、架橋形態の制御による硬化物の機械的性質および熱的性質の最適化に好都合であるという理由から好ましい。
他のエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート828、ジャパンエポキシレジン社製)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エピコート154、ジャパンエポキシレジン社製)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(TETRAD−X、三菱ガス化学社製)等の市販品を用いることができる。
In the present invention, when another epoxy resin is used in combination with the glycidylamine epoxy resin and the bisphenol F type epoxy resin, an epoxy resin having an aromatic ring in the skeleton is used as the other epoxy resin. It is preferable because it is convenient for optimizing the mechanical properties and thermal properties of the cured product by controlling the form.
Examples of other epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin (Epicoat 828, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), phenol novolac type epoxy resin (Epicoat 154, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), and cresol novolac type epoxy resin (TETRAD-X). Commercial products such as Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.).

上記シアネートエステル樹脂は、下記式(8)で示されるものであれば特に限定されない。   The cyanate ester resin is not particularly limited as long as it is represented by the following formula (8).

R−(O−C≡N)n (8)
(式中、Rは芳香環を有する2価以上の有機基を表し、nは2以上の整数を表す。)
R— (O—C≡N) n (8)
(In the formula, R represents a divalent or higher valent organic group having an aromatic ring, and n represents an integer of 2 or higher.)

このようなシアネートエステル樹脂としては、具体的には、例えば、1,3−ジシアナートベンゼン、1,4−ジシアナートベンゼン、1,3,5−トリシアナートベンゼン、1,8−または2,6−または2,7−ジシアナートナフタレン、4,4′−ジシアナートビフェニル、ビス(4−シアナートフェニル)メタン、2,2−ビス(4−シアナートフェニル)プロパン、ビス(3,5-ジメチル-4-シアナートフェニル)メタン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−シアナートフェニル)プロパン、ビス(4−シアナートフェニル)スルホン、トリス(4−シアナートフェニル)ホスファイト、1,1′−ビス(4−シアナートフェニル)エタン、1,3−ビス(4−シアナートフェニル−1−(1−メチルエチリデン))ベンゼン、2,2−ビス(4−シアナートフェニル)ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。   Specific examples of such cyanate ester resins include 1,3-dicyanate benzene, 1,4-dicyanate benzene, 1,3,5-tricyanate benzene, 1,8- or 2 , 6- or 2,7-dicyanatonaphthalene, 4,4'-dicyanatobiphenyl, bis (4-cyanatophenyl) methane, 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane, bis (3 , 5-dimethyl-4-cyanatophenyl) methane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-cyanatophenyl) propane, bis (4-cyanatophenyl) sulfone, tris (4-cyanatophenyl) ) Phosphite, 1,1′-bis (4-cyanatophenyl) ethane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl-1- (1-methylethylidene)) benzene, 2,2-bis (4- Shi Anatophenyl) hexafluoropropane and the like.

本発明においては、上記で例示した各種シアネートエステル樹脂のうち、1,1′−ビス(4−シアナートフェニル)エタン、1,3−ビス(4−シアナートフェニル−1−(1−メチルエチリデン))ベンゼンを併用するのが、得られる本発明の組成物の粘度ならびに硬化後の機械的性質および熱的性質を調整しやすい理由から好ましい。
熱硬化性樹脂は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
In the present invention, among the various cyanate ester resins exemplified above, 1,1′-bis (4-cyanatophenyl) ethane, 1,3-bis (4-cyanatophenyl-1- (1-methylethylidene) )) It is preferable to use benzene in combination because it is easy to adjust the viscosity and the mechanical and thermal properties after curing of the composition of the present invention to be obtained.
A thermosetting resin can be used individually or in combination of 2 types or more, respectively.

<熱可塑性樹脂>
熱可塑性樹脂について以下に説明する。
本発明の組成物に用いられる熱可塑性樹脂は、加熱により、成形できる程度の熱可塑性が得られる合成樹脂であれば特に限定されず、その具体例としては、ポリアセタール、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、ポリアリーレンオキシド、ポリスチレン(PS)、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリカーボネート、ポリベンズイミダゾール、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドおよびポリスルホンからなる群から選択される少なくとも1種であるのが、上記熱硬化性樹脂との相溶性が高い理由から好ましい。
<Thermoplastic resin>
The thermoplastic resin will be described below.
The thermoplastic resin used in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a synthetic resin that can be molded by heating, and specific examples thereof include polyacetal, polyethylene (PE), polyethylene naphthalate. Phthalate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl formal, polysulfone, polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene oxide , Polyarylate, polyarylene oxide, polystyrene (PS), polyamide (PA), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), polyamideimide (PAI), polycar Sulfonates, polybenzimidazole, include polymethyl methacrylate, and the like, may be used those either alone, or in combination of two or more.
Among these, at least one selected from the group consisting of polyethersulfone, polyetherimide, and polysulfone is preferable because of its high compatibility with the thermosetting resin.

上記熱可塑性樹脂を含有させることにより、得られる本発明の組成物を用いた本発明のプリプレグシートのフィレット形成性が良好となるとともに、該組成物の靱性、延いては該プリプレグシートを用いた本発明の繊維強化複合材料の強度が良好となる。これは、得られる本発明の組成物の粘度を熱硬化性樹脂が硬化しうる温度(例えば、120〜150℃)の範囲にわたって底上げするとともに、靱性の高い熱可塑性樹脂のネットワークが、脆い熱硬化性樹脂を補強するためであると考えられる。   By containing the thermoplastic resin, the fillet-forming property of the prepreg sheet of the present invention using the obtained composition of the present invention is improved, and the toughness of the composition, and thus the prepreg sheet is used. The strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention is improved. This raises the viscosity of the resulting composition of the present invention over a range where the thermosetting resin can be cured (for example, 120 to 150 ° C.), and the tough thermoplastic network is brittle thermosetting. This is considered to reinforce the functional resin.

本発明においては、上記熱可塑性樹脂の数平均分子量は、10,000〜30,000であるのが好ましく、15,000〜25,000であるのがより好ましい。熱可塑性樹脂の数平均分子量がこの範囲であると、得られる本発明の組成物の粘度範囲が適当となり、本発明の繊維強化複合材料の強度がより向上する。   In the present invention, the number average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 10,000 to 30,000, and more preferably 15,000 to 25,000. When the number average molecular weight of the thermoplastic resin is within this range, the viscosity range of the obtained composition of the present invention becomes appropriate, and the strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention is further improved.

また、本発明においては、上記熱可塑性樹脂の含有量は、上記熱硬化性樹脂100質量部に対して30〜50質量部であるのが好ましく、35〜45質量部であるのがより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量がこの範囲であると、得られる本発明の組成物の含浸性、フィレット形成性がより良好となる。   Moreover, in this invention, it is preferable that it is 30-50 mass parts with respect to 100 mass parts of said thermosetting resins, and, as for content of the said thermoplastic resin, it is more preferable that it is 35-45 mass parts. When the content of the thermoplastic resin is within this range, the impregnation property and fillet-forming property of the resulting composition of the present invention will be better.

<硬化剤>
硬化剤について以下に説明する。
本発明の組成物に用いられる硬化剤は、熱硬化性樹脂および/または熱可塑性樹脂と反応しうるものであれば特に制限されない。例えば、1分子中に、少なくとも1個の芳香族炭化水素基と少なくとも2個のアミノ基とを有する芳香族アミン化合物、ジシアンジアミド(DICY)、有機酸ジヒドラジドが挙げられる。
<Curing agent>
The curing agent will be described below.
The curing agent used in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it can react with a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin. For example, aromatic amine compounds having at least one aromatic hydrocarbon group and at least two amino groups in one molecule, dicyandiamide (DICY), and organic acid dihydrazide can be mentioned.

芳香族アミン化合物は、得られる本発明の組成物の耐熱性が優れるという理由から好ましい。
芳香族アミン化合物としては、例えば、下記式(9)で示されるジアミノジフェニルスルホン(DDS)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)、ビスアニリン、ベンジルジメチルアニリン等が挙げられる。
An aromatic amine compound is preferable because the resulting composition of the present invention has excellent heat resistance.
Examples of the aromatic amine compound include diaminodiphenyl sulfone (DDS), diaminodiphenylmethane (DDM), diaminodiphenyl ether (DADPE), bisaniline and benzyldimethylaniline represented by the following formula (9).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

ジシアンジアミドは、H2N−C(=NH)−NH−CNで表される化合物である。
有機酸ジヒドラジドは、カルボキシ基のヒドロキシ基をヒドラジノ基(−NH−NH2)で置換した基(−C(=O)−NH−NH2)を2個有する化合物である。
有機酸ジヒドラジドとしては、例えば、セバシン酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、バリンジヒドラジドが挙げられる。
樹脂の強靭性を改善する観点から、ジシアンジアミド(DICY)と有機酸ジヒドラジドの添加が好ましい。
Dicyandiamide is a compound represented by H 2 N—C (═NH) —NH—CN.
The organic acid dihydrazide is a compound having two groups (—C (═O) —NH—NH 2 ) obtained by replacing the hydroxy group of the carboxy group with a hydrazino group (—NH—NH 2 ).
Examples of the organic acid dihydrazide include sebacic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, and valine dihydrazide.
From the viewpoint of improving the toughness of the resin, addition of dicyandiamide (DICY) and organic acid dihydrazide is preferable.

なかでも、ジアミノジフェニルスルホンと、有機酸ジヒドラジドおよび/またはジシアンジアミドとを併用するのが、得られる本発明の組成物を用いた本発明のプリプレグシートのフィレット形成性がより良好となるとともに、該組成物の靱性、延いては該プリプレグシートを用いた本発明の繊維強化複合材料の強度がより良好となる理由からより好ましい。   Of these, the combined use of diaminodiphenylsulfone and organic acid dihydrazide and / or dicyandiamide improves the fillet-forming property of the prepreg sheet of the present invention using the resulting composition of the present invention, and the composition. It is more preferable for the reason that the toughness of the product, and thus the strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention using the prepreg sheet becomes better.

本発明においては、上記硬化剤の含有量は、上記熱硬化性樹脂100質量部に対して25〜45質量部であるのが好ましく、30〜40質量部であるのがより好ましい。硬化剤の含有量がこの範囲であると、得られる本発明の組成物の耐熱性が良好となるとともに、該組成物の靱性、延いては本発明の繊維強化複合材料の強度がより良好となる。
なお、上記硬化剤の含有量は、(上記硬化剤の活性水素基)/(上記硬化剤中の活性水素基と反応する上記熱硬化性樹脂中の官能基)で表される当量比が、0.5〜0.9となるのが好ましく、0.6〜0.8となるのがより好ましい。
In this invention, it is preferable that it is 25-45 mass parts with respect to 100 mass parts of said thermosetting resins, and, as for content of the said hardening | curing agent, it is more preferable that it is 30-40 mass parts. When the content of the curing agent is within this range, the resulting composition of the present invention has good heat resistance, and the toughness of the composition, and thus the strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention is better. Become.
In addition, the content of the curing agent is an equivalent ratio represented by (active hydrogen group of the curing agent) / (functional group in the thermosetting resin that reacts with the active hydrogen group in the curing agent). It is preferably 0.5 to 0.9, and more preferably 0.6 to 0.8.

<マレイミド重付加物>
マレイミド重付加物について以下に説明する。
本発明の組成物に用いられるマレイミド重付加物は、下記式(1)で表される重付加物である。
<Maleimide polyadduct>
The maleimide polyadduct is described below.
The maleimide polyadduct used in the composition of the present invention is a polyadduct represented by the following formula (1).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

式中、nは1〜10,000の整数であり、R1、Xは、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基を表し、R2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する1価の有機基を表す。 In the formula, n is an integer of 1 to 10,000, R 1 and X may each independently have a substituent, and are at least 1 selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom. Represents a divalent organic group having 1 to 24 carbon atoms, which may contain a hetero atom, and each R 2 may independently have a substituent, an oxygen atom, a nitrogen atom and A monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms, which may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of sulfur atoms.

式(1)において、nは、1〜10,000の整数である。
nは、硬化後の樹脂の弾性率を高く保つという観点から、1〜5,000の整数であることが好ましく、3〜2,500の整数であることがより好ましく、さらに好ましくは、nが5〜1,000の整数である。
In Formula (1), n is an integer of 1 to 10,000.
n is preferably an integer of 1 to 5,000, more preferably an integer of 3 to 2,500, and more preferably, n is an integer from the viewpoint of keeping the elastic modulus of the cured resin high. It is an integer of 5 to 1,000.

1は、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基を表す。
1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基としては、例えば、1〜24個の炭素原子を有する分岐していてもよい鎖状脂肪族基、5〜18個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜18個の炭素原子を有する芳香族基、7〜24個の炭素原子を有するアルキル芳香族基、複素環基が挙げられる。
置換基は、マレイミド重付加物を製造する際の反応に影響を及ぼさないものであれば特に限定されない。例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基が挙げられる。
ヘテロ原子は、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種であればよく、これらを組み合わせて官能基(例えば、スルホニル基)とすることができる。
R 1 s independently have 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent and may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom Represents a divalent organic group having
Examples of the divalent organic group having 1 to 24 carbon atoms include an optionally branched chain aliphatic group having 1 to 24 carbon atoms, and a cyclic group having 5 to 18 carbon atoms. Examples thereof include an aliphatic group, an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms, an alkyl aromatic group having 7 to 24 carbon atoms, and a heterocyclic group.
The substituent is not particularly limited as long as it does not affect the reaction in producing the maleimide polyadduct. For example, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group can be mentioned.
A hetero atom should just be at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom, and can combine these and can be set as a functional group (for example, sulfonyl group).

なかでも、重付加反応をスムーズに進めやすいという観点から、5〜18個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜18個の炭素原子を有する芳香族基、7〜24個の炭素原子を有するアルキル芳香族基が好ましい。
1としては、例えば、下記式(4)で表される基が挙げられる。
Among these, from the viewpoint of facilitating the polyaddition reaction smoothly, a cyclic aliphatic group having 5 to 18 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms, and 7 to 24 carbon atoms are selected. Preferred are alkyl aromatic groups.
Examples of R 1 include a group represented by the following formula (4).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

Xは、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基を表す。
Xとしての2価の有機基、置換基、ヘテロ原子は、上記と同義である。
なかでも、Xは、重付加反応をスムーズに進めやすいという観点から、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含む、6〜18個の炭素原子を有する芳香族基、7〜24個の炭素原子を有するアルキル芳香族基、複素環基が好ましい。
X each independently has 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent and may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom. It represents a divalent organic group.
The divalent organic group, substituent, and hetero atom as X are as defined above.
Among these, X is a group of 6 to 18 carbon atoms including at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom from the viewpoint of facilitating the polyaddition reaction smoothly. An aromatic group having an alkyl aromatic group having 7 to 24 carbon atoms and a heterocyclic group are preferred.

Xとしては、例えば、下記式(2)で表される基が挙げられる。   Examples of X include a group represented by the following formula (2).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

式(2)中、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子または1〜10個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族基、アルキル芳香族基を表す。
アルキル基は、1〜10個の炭素原子を有するものであれば特に制限されず、分岐していても良い。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる。
芳香族基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。
アルキル芳香族基としては、例えば、トリル基、キシリル基が挙げられる。
3およびR4が、n−ブチル基であるのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
In formula (2), R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, aromatic group or alkylaromatic group having 1 to 10 carbon atoms.
The alkyl group is not particularly limited as long as it has 1 to 10 carbon atoms, and may be branched.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.
Examples of the aromatic group include a phenyl group and a naphthyl group.
Examples of the alkyl aromatic group include a tolyl group and a xylyl group.
One preferred embodiment is that R 3 and R 4 are n-butyl groups.

2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する1価の有機基を表す。 R 2 may independently have 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent and may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom. Represents a monovalent organic group having

1〜24個の炭素原子を有する1価の有機基としては、例えば、1〜24個の炭素原子を有する分岐していてもよい鎖状脂肪族基、5〜18個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜18個の炭素原子を有する芳香族基、7〜24個の炭素原子を有するアルキル芳香族基、複素環基が挙げられる。
置換基は、マレイミド重付加物を製造する際の反応に影響を及ぼさないものであれば特に限定されない。例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基が挙げられる。
Examples of the monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms include an optionally branched chain aliphatic group having 1 to 24 carbon atoms and a cyclic group having 5 to 18 carbon atoms. Examples thereof include an aliphatic group, an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms, an alkyl aromatic group having 7 to 24 carbon atoms, and a heterocyclic group.
The substituent is not particularly limited as long as it does not affect the reaction in producing the maleimide polyadduct. For example, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group can be mentioned.

なかでも、重付加反応をスムーズに進めやすいという観点から、5〜18個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜18個の炭素原子を有する芳香族基、7〜24個の炭素原子を有するアルキル芳香族基が好ましい。   Among these, from the viewpoint of facilitating the polyaddition reaction smoothly, a cyclic aliphatic group having 5 to 18 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms, and 7 to 24 carbon atoms are selected. Preferred are alkyl aromatic groups.

1価の有機基としては、例えば、フェニル基、シクロヘキシル基、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、下記式(3)で表される基が挙げられる。   Examples of the monovalent organic group include a phenyl group, a cyclohexyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a group represented by the following formula (3).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

式(3)中、R5は、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜19個の炭素原子を有する2価の有機基を表す。 In formula (3), R 5 may have a substituent and may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom, 1 to 19 Represents a divalent organic group having a carbon atom.

式(3)のR5の2価の有機基としては、例えば、1〜19個の炭素原子を有する分岐していてもよい鎖状脂肪族基、5〜19個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜19個の炭素原子を有する芳香族基、7〜19個の炭素原子を有するアルキル芳香族基、複素環基が挙げられる。
置換基、へテロ原子は、それぞれ上記と同義である。
Examples of the divalent organic group represented by R 5 in the formula (3) include an optionally branched chain aliphatic group having 1 to 19 carbon atoms and a cyclic aliphatic group having 5 to 19 carbon atoms. An aromatic group having 6 to 19 carbon atoms, an alkyl aromatic group having 7 to 19 carbon atoms, and a heterocyclic group.
A substituent and a hetero atom are as defined above.

なかでも、式(3)のR5は、重付加反応をスムーズに進めやすいという観点から、5〜19個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜19個の炭素原子を有する芳香族基、7〜19個の炭素原子を有するアルキル芳香族基が好ましい。
5としては、例えば、下記式(4)で表される基が挙げられる。
Among these, R 5 in formula (3) is a cyclic aliphatic group having 5 to 19 carbon atoms and an aromatic group having 6 to 19 carbon atoms from the viewpoint of facilitating the polyaddition reaction smoothly. Alkyl aromatic groups having 7 to 19 carbon atoms are preferred.
Examples of R 5 include a group represented by the following formula (4).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

1〜6個の炭素原子を有するアルキル基は、分岐してもよく、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。   An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be branched, and specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.

なかでも、1価の有機基は、含浸性により優れ、プリプレグシートとされた際にフィレット形成性により優れるという観点から、フェニル基、シクロヘキシル基、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基および式(3)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。   Among these, a monovalent organic group is more excellent in impregnation properties, and more excellent in fillet-forming properties when formed into a prepreg sheet. From the viewpoint of a phenyl group, a cyclohexyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a formula It is preferably at least one selected from the group consisting of groups represented by (3).

また、式(1)で表されるマレイミド重付加物のR2は、粉砕しやすいという観点から、フェニル基および/または式(3)で表される基であるのが好ましい。
具体的には、両方のR2がフェニル基であるのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
In addition, R 2 of the maleimide polyadduct represented by the formula (1) is preferably a phenyl group and / or a group represented by the formula (3) from the viewpoint of easy pulverization.
Specifically, one preferred embodiment is that both R 2 are phenyl groups.

式(1)で表されるマレイミド重付加物としては、例えば、下記式(10)、下記式(11)で表される重付加物が挙げられる。
式(10)中のnは、10〜1,000である。
式(11)中のnは、5〜500である。
Examples of the maleimide polyadduct represented by the formula (1) include polyaddition represented by the following formula (10) and the following formula (11).
N in Formula (10) is 10 to 1,000.
N in Formula (11) is 5-500.

Figure 2007297547
Figure 2007297547

式(1)で表されるマレイミド重付加物は、含浸性により優れ、プリプレグシートとされた際にフィレット形成性により優れるという観点から、式(10)および/または式11)で表されるものが好ましい。
また、式(1)で表されるマレイミド重付加物は、粉砕しやすいという観点から、式(11)で表されるマレイミド重付加物であるのが好ましい。
マレイミド重付加物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
The maleimide polyadduct represented by the formula (1) is represented by the formula (10) and / or the formula 11) from the viewpoint that it is excellent in impregnation properties and is excellent in fillet-forming properties when formed into a prepreg sheet Is preferred.
In addition, the maleimide polyadduct represented by the formula (1) is preferably a maleimide polyadduct represented by the formula (11) from the viewpoint of being easily pulverized.
Maleimide polyadducts can be used alone or in combination of two or more.

マレイミド重付加物は、その製造について特に制限されない。
例えば、式(10)で表されるマレイミド重付加物のように、両末端に同じ構造のビスマレイミドを有する場合、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とビスマレイミド化合物とを反応させる方法が挙げられる。
The maleimide polyadduct is not particularly limited for its production.
For example, when bismaleimide having the same structure is present at both ends, such as a maleimide polyadduct represented by the formula (10), a compound containing two or more thiol groups in one molecule and a bismaleimide compound The method of making it react is mentioned.

また、例えば、式(11)で表されるマレイミド重付加物のように、両末端にN−炭化水素基置換マレイミドを有する場合、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とビスマレイミド化合物とを反応させて、両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物とし、反応後にN−炭化水素基置換マレイミド化合物を両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物にさらに反応させる方法が挙げられる。   Further, for example, in the case of having an N-hydrocarbon group-substituted maleimide at both ends as in the maleimide polyadduct represented by the formula (11), a compound containing two or more thiol groups in one molecule and bis A maleimide compound is reacted to form a maleimide polyadduct, which is a compound containing two or more thiol groups in one molecule at both ends, and after reaction, an N-hydrocarbon group-substituted maleimide compound is present in one molecule at both ends. And a method of further reacting with a maleimide polyadduct which is a compound containing two or more thiol groups.

まず、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とビスマレイミド化合物とを反応させることによってマレイミド重付加物を得る方法について説明する。   First, a method for obtaining a maleimide polyadduct by reacting a compound containing two or more thiol groups in one molecule with a bismaleimide compound will be described.

マレイミド重付加物の製造の際に使用されるチオール基を含有する化合物は、1分子中に2個以上のチオール基を含有するものであれば特に制限されない。例えば、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基に2個のチオール基が結合しているものが挙げられる。   The compound containing a thiol group used in the production of the maleimide polyadduct is not particularly limited as long as it contains two or more thiol groups in one molecule. For example, the divalent organic having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent and may contain at least one hetero atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom A group in which two thiol groups are bonded to the group.

2価の有機基、置換基、ヘテロ原子は、上記と同義である。
なかでも、重付加反応をスムーズに進めやすいという観点から、5〜18個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜18個の炭素原子を有する芳香族基、7〜24個の炭素原子を有するアルキル芳香族基、複素環基が好ましい。
2価の有機基としては、例えば、下記式(2)で表される基が挙げられる。
A divalent organic group, a substituent, and a hetero atom are as defined above.
Among these, from the viewpoint of facilitating the polyaddition reaction smoothly, a cyclic aliphatic group having 5 to 18 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms, and 7 to 24 carbon atoms are selected. An alkyl aromatic group and a heterocyclic group are preferable.
Examples of the divalent organic group include a group represented by the following formula (2).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

式(2)中、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子または1〜10個の炭素原子を有するアルキル基を表す。アルキル基は上記と同義である。 In formula (2), R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The alkyl group has the same meaning as described above.

1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物としては、例えば、メタンジチオール、1,3−ブタンジチオール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、1,10−デカンジチオール、1,2−エタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,9−ノナンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパジチオール、トルエン−3,4−ジチオール、3,6−ジクロロ−1,2−ベンゼンジチオール、1,5−ナフタレンジチオール、1,2−ベンゼンジメタンチオール、1,3−ベンゼンジメタンチオール、1,4−ベンゼンジメタンチオール、4,4′−チオビスベンゼンチオール、1,3,4−チアジアゾール−2,5−ジチオール、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン、1,5−ジメルカプト−3−チアペンタン、1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリチオール(トリメルカプト−トリアジン)、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、トリメチロールプロパントリス(β−チオプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(チオグリコレート)、ポリチオール(チオコール、またはチオール変性高分子(樹脂、ゴム等))が挙げられる。   Examples of the compound containing two or more thiol groups in one molecule include methanedithiol, 1,3-butanedithiol, 1,4-butanedithiol, 2,3-butanedithiol, 1,2-benzenedithiol, 1,3-benzenedithiol, 1,4-benzenedithiol, 1,10-decanedithiol, 1,2-ethanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 1,9-nonanedithiol, 1,8-octanedithiol, , 5-pentanedithiol, 1,2-propanedithiol, 1,3-propadithiol, toluene-3,4-dithiol, 3,6-dichloro-1,2-benzenedithiol, 1,5-naphthalenedithiol, 1, 2-benzenedimethanethiol, 1,3-benzenedimethanethiol, 1,4-benzenedimethanethiol 4,4'-thiobisbenzenethiol, 1,3,4-thiadiazole-2,5-dithiol, 1,8-dimercapto-3,6-dioxaoctane, 1,5-dimercapto-3-thiapentane, , 3,5-triazine-2,4,6-trithiol (trimercapto-triazine), 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine, trimethylolpropane tris (β-thiopropio) Nate), trimethylolpropane tris (thioglycolate), polythiol (thiocol, or thiol-modified polymer (resin, rubber, etc.)).

なかでも、含浸性、フィレット形成性により優れるという観点から、1分子中に2個以上のチオール基を含有する芳香族性チオール、または複素環式チオールであるのが好ましく、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、トリメルカプト−トリアジンがより好ましい。
また、固体で臭気がないため取り扱い易く、硬化速度が速いという観点から、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンが好ましい。
1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
式(1)中のXは、1分子中にチオール基を2個以上含有する化合物により決めることができる。式(1)中のXが芳香族基または複素環基である場合、1分子中にチオール基を2個以上含有する化合物として、芳香族性チオールまたは複素環式チオールを用いればよい。
Of these, aromatic thiols containing 2 or more thiol groups in one molecule or heterocyclic thiols are preferred from the viewpoint of superior impregnation and fillet-forming properties, and 2,5-dimercapto- 1,3,4-thiadiazole, 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine, and trimercapto-triazine are more preferable.
Further, from the viewpoint of being easy to handle because it is solid and has no odor, and having a high curing rate, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s- Triazine is preferred.
Compounds containing two or more thiol groups in one molecule can be used alone or in combination of two or more.
X in the formula (1) can be determined by a compound containing two or more thiol groups in one molecule. When X in Formula (1) is an aromatic group or a heterocyclic group, an aromatic thiol or a heterocyclic thiol may be used as a compound containing two or more thiol groups in one molecule.

マレイミド重付加物を製造する際に使用されるビスマレイミド化合物は特に制限されない。例えば、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基を有するものが挙げられる。2価の有機基は、マレイミド構造の窒素原子に結合するのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
2価の有機基、置換基、ヘテロ原子は、上記と同義である。
The bismaleimide compound used when producing the maleimide polyadduct is not particularly limited. For example, the divalent organic having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent and may contain at least one hetero atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom The thing which has group is mentioned. A divalent organic group is mentioned as one of the preferable aspects that couple | bond with the nitrogen atom of a maleimide structure.
A divalent organic group, a substituent, and a hetero atom are as defined above.

なかでも、重付加反応をスムーズに進めやすいという観点から、5〜18個の炭素原子を有する環状脂肪族基、6〜18個の炭素原子を有する芳香族基、7〜24個の炭素原子を有するアルキル芳香族基が好ましい。
2価の有機基としては、例えば、下記式(4)で表される基が挙げられる。
Among these, from the viewpoint of facilitating the polyaddition reaction smoothly, a cyclic aliphatic group having 5 to 18 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms, and 7 to 24 carbon atoms are selected. Preferred are alkyl aromatic groups.
Examples of the divalent organic group include a group represented by the following formula (4).

Figure 2007297547
Figure 2007297547

ビスマレイミド化合物としては、例えば、1,2−ビスマレイミドエタン、1,6−ビスマレイミドへキサン、N,N′−1,2−フェニレンビスマレイミド、N,N′−1,3−フェニレンビスマレイミド、N,N′−1,4−フェニレンビスマレイミド、N,N′−1,4−フェニレン−2−メチルジマレイミド、N,N′−(1,1′−ビフェニル−4,4′−ジイル)ビスマレイミド、N,N′−(3,3’−ジメチル−1,1′−ビフェニル−4,4′−ジイル)ビスマレイミド、4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N′−(メチレンジ(2−クロロ−4,1−フェニレン))ビスマレイミド、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン(商品名:BMI−70(ケイアイ化成(株)社製))、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン、N,N′−(スルホニルビス(1,3−フェニレン))ジマレイミド、N,N′−(4,4′−トリメチレングリコールジベンゾエート)ビスマレイミド、マレイミド変性高分子化合物(樹脂、ゴム等)が挙げられる。   Examples of bismaleimide compounds include 1,2-bismaleimide ethane, 1,6-bismaleimide hexane, N, N′-1,2-phenylene bismaleimide, and N, N′-1,3-phenylene bismaleimide. N, N′-1,4-phenylenebismaleimide, N, N′-1,4-phenylene-2-methyldimaleimide, N, N ′-(1,1′-biphenyl-4,4′-diyl Bismaleimide, N, N '-(3,3'-dimethyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diyl) bismaleimide, 4,4'-diphenylmethane bismaleimide, N, N'-(methylenedi) (2-Chloro-4,1-phenylene)) bismaleimide, bis (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl) methane (trade name: BMI-70 (manufactured by KAI Kasei Co., Ltd.) 2,2-bis (4- (4-maleimidophenoxy) phenyl) propane, N, N ′-(sulfonylbis (1,3-phenylene)) dimaleimide, N, N ′-(4,4′-trimethylene Glycol dibenzoate) bismaleimide, maleimide-modified polymer compounds (resin, rubber, etc.).

なかでも、1,6−ビスマレイミドへキサン、1,2−ビスマレイミドエタン、4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミドを用いることが経済的な理由から好ましい。
ビスマレイミド化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
Of these, 1,6-bismaleimide hexane, 1,2-bismaleimide ethane, and 4,4′-diphenylmethane bismaleimide are preferably used for economic reasons.
The bismaleimide compounds can be used alone or in combination of two or more.

式(1)中のR1は、ビスマレイミド化合物の構造により決めることができる。例えば、ビスマレイミド化合物が、1,6−ビスマレイミドへキサンである場合、式(1)中のR1はヘキシレン基となり、4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミドである場合、式(1)中のR1は式(4)で表される基となる。 R 1 in formula (1) can be determined by the structure of the bismaleimide compound. For example, when the bismaleimide compound is 1,6-bismaleimide hexane, R 1 in formula (1) is a hexylene group, and when it is 4,4′-diphenylmethane bismaleimide, R 1 is a group represented by the formula (4).

ビスマレイミド化合物の使用量は、含浸性、フィレット形成性により優れるという観点から、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物のチオール基1モルに対して、ビスマレイミド化合物のマレイミド基が1.05〜1.2当量であるのが好ましく、1.05〜1.15当量であるのがより好ましい。   From the viewpoint that the amount of the bismaleimide compound used is excellent in impregnation and fillet-forming properties, the maleimide group of the bismaleimide compound is contained in 1 mol of the thiol group of the compound containing two or more thiol groups in one molecule. 1.05-1.2 equivalent is preferable, and 1.05-1.15 equivalent is more preferable.

また、この反応において、nは上記ビスマレイミド化合物と1分子中にチオール基を2個以上含有する化合物との混合比(モル比)により決定する。例えば、ビスマレイミド化合物を1分子中にチオール基を2個以上含有する化合物に対して等モル加えて反応させた場合、重合反応が生起し、n>10となるのに対し、ビスマレイミド化合物を1分子中にチオール基を2個以上含有する化合物に対して2倍モル加えて反応させた場合は、nは1または2となる。したがって、上記式(1)中のnが0であるマレイミド重付加物は、ビスマレイミド化合物を1分子中にチオール基を2個以上含有する化合物に対して2倍モル加えて反応させることで得ることができる。   In this reaction, n is determined by a mixing ratio (molar ratio) between the bismaleimide compound and a compound containing two or more thiol groups in one molecule. For example, when a bismaleimide compound is reacted by adding an equimolar amount to a compound containing two or more thiol groups in one molecule, a polymerization reaction occurs and n> 10, whereas a bismaleimide compound is N is 1 or 2 when a 2-fold mole is added to the compound containing two or more thiol groups in one molecule and reacted. Therefore, a maleimide polyaddition product in which n in the above formula (1) is 0 is obtained by adding a bismaleimide compound to a compound containing two or more thiol groups in one molecule and reacting it. be able to.

反応は、有機溶媒中、室温〜150℃、1〜24時間攪拌させて行うのが好ましい態様として挙げられる。   The reaction is preferably carried out in an organic solvent with stirring at room temperature to 150 ° C. for 1 to 24 hours.

反応に使用される有機溶媒は、上記ビスマレイミド化合物と上記1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とがともに可溶となるものであれば何れでもよく、アセトン、メチルエチルケトン、N−メチル−2−ピロリドン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミドが挙げられ、これらのうちメチルエチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミドが高い溶解性を示すことから好ましい。
反応終了後、減圧下で有機溶剤を濃縮除去することによりマレイミド重付加物を得ることができる。
The organic solvent used in the reaction may be any one as long as the bismaleimide compound and the compound containing two or more thiol groups in one molecule are both soluble, such as acetone, methyl ethyl ketone, N- Examples thereof include methyl-2-pyrrolidone, tetrahydrofuran, and N, N-dimethylformamide. Among these, methyl ethyl ketone and N, N-dimethylformamide are preferable because of high solubility.
After completion of the reaction, a maleimide polyadduct can be obtained by concentrating and removing the organic solvent under reduced pressure.

次に、マレイミド重付加物が式(11)で表されるマレイミド重付加物のように、両末端にN−炭化水素基置換マレイミドを有するマレイミド重付加物の製造について説明する。
このようなマレイミド重付加物を製造する方法としては、例えば、まず、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とビスマレイミド化合物とを反応させて、両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物とし、反応後にN−炭化水素基置換マレイミド化合物を両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物にさらに反応させる方法が挙げられる。
Next, production of a maleimide polyadduct having an N-hydrocarbon group-substituted maleimide at both ends, such as a maleimide polyadduct represented by the formula (11), will be described.
As a method for producing such a maleimide polyadduct, for example, first, a compound containing two or more thiol groups in one molecule is reacted with a bismaleimide compound, so that both ends are 2 in one molecule. Maleimide polyaddition, which is a compound containing at least one thiol group, and N-hydrocarbon group-substituted maleimide compound after reaction with maleimide polyaddition which is a compound containing two or more thiol groups in one molecule after reaction The method of making it react further with a thing is mentioned.

1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とビスマレイミド化合物との反応において使用する、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物は上記と同義であり、ビスマレイミド化合物は上記のビスマレイミド化合物と同義である。   A compound containing two or more thiol groups in one molecule used in the reaction of a compound containing two or more thiol groups in one molecule with a bismaleimide compound is as defined above. It is synonymous with said bismaleimide compound.

このような場合における1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物の使用量は、含浸性、フィレット形成性により優れ、両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とすることができるという観点から、ビスマレイミド化合物のマレイミド基1モルに対して、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物のチオール基が1.05〜1.2当量であるのが好ましく、1.05〜1.15当量であるのがより好ましい。   In such a case, the amount of the compound containing two or more thiol groups in one molecule is superior in impregnation and fillet-forming properties, and both ends contain two or more thiol groups in one molecule. From the viewpoint that the thiol group of the compound containing two or more thiol groups in one molecule is 1.05 to 1.2 equivalents per mole of the maleimide group of the bismaleimide compound. Is more preferable, and 1.05-1.15 equivalent is more preferable.

このように、1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物とビスマレイミド化合物とを反応させて、両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物とする。
そして、この反応後にN−炭化水素基置換マレイミド化合物を両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物にさらに反応させることによって、両末端にN−炭化水素基置換マレイミドを有するマレイミド重付加物を得ることができる。
In this way, a maleimide polyaddition which is a compound in which both ends contain two or more thiol groups in one molecule by reacting a compound containing two or more thiol groups in one molecule with a bismaleimide compound. It is a thing.
Then, after this reaction, the N-hydrocarbon group-substituted maleimide compound is further reacted with a maleimide polyadduct which is a compound containing two or more thiol groups in one molecule at both ends, so that N-carbonized at both ends. A maleimide polyadduct having a hydrogen group-substituted maleimide can be obtained.

N−炭化水素基置換マレイミド化合物としては、マレイミド構造と炭化水素基とを有する化合物であれば特に制限されない。例えば、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ヘキシルマレイミド、N−ジクロロヘキシルマレイミドのようなN−アルキル基置換マレイミド;N−シクロヘキシルマレイミドのようなN−シクロアルキル基置換マレイミド;N−フェニルマレイミドのようなN−芳香族基置換マレイミドが挙げられる。
なかでも、マレイミド重付加物が粉砕しやすいという観点から、N−フェニルマレイミドが好ましい。
また、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミドが安価に入手することができる点で好ましい。
N−炭化水素基置換マレイミド化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
The N-hydrocarbon group-substituted maleimide compound is not particularly limited as long as it is a compound having a maleimide structure and a hydrocarbon group. For example, N-alkyl group-substituted maleimides such as N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-butylmaleimide, N-hexylmaleimide, N-dichlorohexylmaleimide; N such as N-cyclohexylmaleimide -Cycloalkyl group-substituted maleimide; N-aromatic group-substituted maleimide such as N-phenylmaleimide.
Among these, N-phenylmaleimide is preferable from the viewpoint that the maleimide polyadduct is easily pulverized.
Moreover, N-cyclohexylmaleimide and N-phenylmaleimide are preferable in that they can be obtained at low cost.
The N-hydrocarbon group-substituted maleimide compounds can be used alone or in combination of two or more.

N−炭化水素基置換マレイミド化合物の使用量は、得られるマレイミド重付加物の末端をすべてこれにより封止するという観点から、両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物1モルに対して、2〜2.5モルであるのが好ましく、2〜2.1モルであるのがより好ましい。   The amount of the N-hydrocarbon group-substituted maleimide compound used is a compound in which both ends contain two or more thiol groups in one molecule from the viewpoint of sealing all ends of the resulting maleimide polyadduct. It is preferable that it is 2-2.5 mol with respect to 1 mol of a certain maleimide polyadduct, and it is more preferable that it is 2-2.1 mol.

N−炭化水素基置換マレイミド化合物と、両末端が1分子中に2個以上のチオール基を含有する化合物であるマレイミド重付加物との反応は、有機溶媒中、室温〜150℃、1〜24時間攪拌させて行うのが好ましい態様として挙げられる。
反応の際に使用する有機溶媒は上記と同義である。
The reaction between an N-hydrocarbon group-substituted maleimide compound and a maleimide polyadduct, which is a compound containing two or more thiol groups in one molecule at both ends, is carried out in an organic solvent at room temperature to 150 ° C., 1 to 24. A preferred embodiment is to stir for a period of time.
The organic solvent used in the reaction is as defined above.

本発明の組成物において、マレイミド重付加物は、含浸性により優れ、プリプレグシートのフィレット形成性により優れるという観点から、粉砕されて微細な粒子となったものを使用するのが好ましい。
マレイミド重付加物を粉砕する方法は特に制限されない。例えば、ジェット粉砕機(セイシン企業社製)のような粉砕装置を使用する方法が挙げられる。
粉砕後の平均粒径は、含浸性により優れ、プリプレグシートのフィレット形成性により優れるという観点から、1〜60μmであるのが好ましく、1〜30μmであるのがより好ましい。
なお、本発明において、粉砕後のマレイミド重付加物の平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定器(セイシン企業社製)によって測定された。
In the composition of the present invention, it is preferable to use a maleimide polyaddition product that has been pulverized into fine particles from the viewpoints of excellent impregnation properties and excellent fillet-forming properties of a prepreg sheet.
The method for pulverizing the maleimide polyadduct is not particularly limited. For example, a method using a pulverizer such as a jet pulverizer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) can be mentioned.
The average particle size after pulverization is preferably 1 to 60 μm, and more preferably 1 to 30 μm, from the viewpoints of better impregnation and better fillet-forming properties of the prepreg sheet.
In the present invention, the average particle size of the pulverized maleimide polyadduct was measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.).

本発明の組成物において、マレイミド重付加物の含有量は、含浸性、フィレット形成性により優れるという観点から、熱硬化性樹脂100質量部に対して、1〜20質量部であるのが好ましく、1〜10質量部であるのがより好ましい。   In the composition of the present invention, the content of the maleimide polyaddition product is preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin, from the viewpoint of better impregnation and fillet-forming properties. It is more preferably 1 to 10 parts by mass.

本発明の組成物は、上述した熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤およびマレイミド重付加物を含有するものであり、硬化中の最低粘度が10〜150Pa・sであり、100℃での粘度が300Pa・s以下のものである。上述したように、この粘度範囲、特に、硬化中の最低粘度が10〜150Pa・sであることにより本発明の組成物を用いた本発明のプリプレグシートのフィレット形成性が良好となり、100℃での粘度が300Pa・s以下であることにより本発明の組成物の含浸性が良好となる。
ここで、硬化中の最低粘度および100℃での粘度は、それぞれ、昇温速度2℃/分で25℃から200℃まで上昇させながら、粘弾性測定装置(DMA)(例えば、TAインスツルメント社製のRDS−II等)を用い、振動周波数10rad/sで30秒おきに測定した粘度のうちの最低値および100℃での複素粘性率をいう。
The composition of the present invention contains the above-described thermosetting resin, thermoplastic resin, curing agent and maleimide polyaddition product, and has a minimum viscosity of 10 to 150 Pa · s during curing at 100 ° C. The viscosity is 300 Pa · s or less. As described above, the fillet formability of the prepreg sheet of the present invention using the composition of the present invention is improved by this viscosity range, particularly the lowest viscosity during curing of 10 to 150 Pa · s, at 100 ° C. When the viscosity of the composition is 300 Pa · s or less, the impregnation property of the composition of the present invention is improved.
Here, while the minimum viscosity during curing and the viscosity at 100 ° C. are increased from 25 ° C. to 200 ° C. at a rate of temperature increase of 2 ° C./min, respectively, a viscoelasticity measuring device (DMA) (for example, TA instrument) RDS-II manufactured by the same company) and the complex viscosity at 100 ° C. and the lowest value of the viscosities measured every 30 seconds at a vibration frequency of 10 rad / s.

また、本発明の組成物は、硬化後の破壊靭性値(KIC)が2.00以上であるのが好ましい。破壊靭性値(KIC)がこの範囲であると、本発明の組成物の靱性が十分に良好であるといえ、また、本発明の繊維強化複合材料の強度、特に、はく離強度がより良好となる。
ここで、硬化後の破壊靱性値(KIC)は、プリプレグ用樹脂組成物の硬化物からなる樹脂版を用い、ASTMD5045−91に記載の方法に準じて、片側ノッチ付き3点曲げ試験によって測定した破壊靱性値(MPa・m1/2)をいう。
更に、本発明の繊維強化複合材料は、はく離強度が25(lb−in/3in)以上であるのが好ましい。はく離強度がこの範囲であると、極めて高い強度が要求される工業品、特に、航空機材料として好適に使用し得る。
ここで、はく離強度は、ATSM D1781に準じたクライミングドラムピール(Climbing Drum Peel)試験を行った際のはく離時の強度(lb−in/3in)をいう。
The composition of the present invention preferably has a fracture toughness value (K IC ) after curing of 2.00 or more. When the fracture toughness value (K IC ) is within this range, it can be said that the toughness of the composition of the present invention is sufficiently good, and the strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention, in particular, the peeling strength is better. Become.
Here, the fracture toughness value (K IC ) after curing is measured by a one-side notched three-point bending test according to the method described in ASTM D5045-91 using a resin plate made of a cured product of the resin composition for prepreg. Fracture toughness value (MPa · m 1/2 ).
Furthermore, the fiber reinforced composite material of the present invention preferably has a peel strength of 25 (lb-in / 3 in) or more. When the peel strength is within this range, it can be suitably used as an industrial product requiring extremely high strength, particularly as an aircraft material.
Here, the peeling strength refers to the strength (lb-in / 3 in) at the time of peeling when a climbing drum peel test according to ATSM D1781 is performed.

本発明のプリプレグシート用樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の目的を損わない範囲で、老化防止剤、酸化防止剤、顔料(染料)、可塑剤、揺変性付与剤、紫外線吸収剤、難燃剤、溶剤、界面活性剤(レベリング剤を含む)、分散剤、脱水剤、接着付与剤、帯電防止剤等の各種添加剤等を含有することができる。   The resin composition for a prepreg sheet of the present invention is an anti-aging agent, an antioxidant, a pigment (dye), a plasticizer, a thixotropic agent, and an ultraviolet absorber as long as the purpose of the present invention is not impaired. Various additives such as an agent, a flame retardant, a solvent, a surfactant (including a leveling agent), a dispersant, a dehydrating agent, an adhesion-imparting agent, and an antistatic agent can be contained.

老化防止剤としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール系等の化合物が挙げられる。
酸化防止剤としては、具体的には、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)が挙げられる。
Specific examples of the anti-aging agent include hindered phenol compounds.
Specific examples of the antioxidant include butylhydroxytoluene (BHT) and butylhydroxyanisole (BHA).

可塑剤としては、具体的には、例えば、ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP);アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル;ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル;リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル;アジピン酸プロピレングリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコールポリエステルが挙げられる。   Specific examples of the plasticizer include dioctyl phthalate (DOP) and dibutyl phthalate (DBP); dioctyl adipate, isodecyl succinate; diethylene glycol dibenzoate, pentaerythritol ester; butyl oleate, methyl acetylricinoleate; phosphorus Examples include tricresyl acid, trioctyl phosphate; propylene glycol adipate polyester, butylene glycol adipate polyester.

揺変性付与剤としては、具体的には、例えば、エアロジル(日本エアロジル社製)、ディスパロン(楠本化成社製)が挙げられる。
接着付与剤としては、具体的には、例えば、テルペン樹脂、フェノール樹脂、テルペン−フェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂が挙げられる。
Specific examples of the thixotropic agent include Aerosil (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and Dispalon (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.).
Specific examples of the adhesion imparting agent include terpene resins, phenol resins, terpene-phenol resins, rosin resins, and xylene resins.

難燃剤としては、具体的には、例えば、クロロアルキルホスフェート、ジメチルメチルホスホネート、臭素原子および/またはリン原子含有化合物、アンモニウムポリホスフェート、ネオペンチルブロマイド−ポリエーテル、臭素化ポリエーテルが挙げられる。
帯電防止剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩;ポリグリコール、エチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物が挙げられる。
Specific examples of the flame retardant include chloroalkyl phosphate, dimethylmethylphosphonate, bromine atom and / or phosphorus atom-containing compound, ammonium polyphosphate, neopentyl bromide-polyether, and brominated polyether.
Examples of the antistatic agent include quaternary ammonium salts; hydrophilic compounds such as polyglycols and ethylene oxide derivatives.

本発明のプリプレグシート用樹脂組成物は、その製造について、特に限定されない。例えば、反応容器に上記の各必須成分と任意成分とを入れ、減圧下で温度制御しながら混合ミキサー等のかくはん機を用いて十分に混練する方法が挙げられる。   The resin composition for a prepreg sheet of the present invention is not particularly limited with respect to its production. For example, the above-mentioned essential components and optional components may be put in a reaction vessel, and sufficiently kneaded using a stirrer such as a mixing mixer while controlling the temperature under reduced pressure.

本発明のプリプレグシート用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびマレイミド重付加物を含有する主剤と、硬化剤とを含有する1液型のプリプレグシート用樹脂組成物として用いることができる。   The resin composition for a prepreg sheet of the present invention can be used as a one-component resin composition for a prepreg sheet containing a main component containing a thermosetting resin, a thermoplastic resin and a maleimide polyaddition product, and a curing agent. it can.

次に、本発明のプリプレグシートについて説明する。
本発明のプリプレグシートは、上述した本発明のプリプレグシート用樹脂組成物を繊維に含浸させることにより得られうるプリプレグシートである。
Next, the prepreg sheet of the present invention will be described.
The prepreg sheet of the present invention is a prepreg sheet that can be obtained by impregnating fibers with the above-described resin composition for a prepreg sheet of the present invention.

本発明のプリプレグシート用樹脂組成物を含浸させる繊維としては、具体的には、例えば、炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、高強度ポリエチレン繊維、タングステンカーバイド繊維、PBO繊維、ガラス繊維、金属繊維のような強化繊維等を挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、炭素繊維、アラミド繊維およびガラス繊維からなる群から選択される少なくとも1種であるのが、含浸させる工程が簡便となる理由から好ましい。
Specific examples of the fiber impregnated with the resin composition for a prepreg sheet of the present invention include, for example, carbon fiber, graphite fiber, aramid fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, high-strength polyethylene fiber, and tungsten carbide fiber. , Reinforcing fibers such as PBO fiber, glass fiber, metal fiber, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, at least one selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber and glass fiber is preferable because the impregnation step is simple.

本発明においては、炭素繊維は特に限定されず、その具体例としては、ポリアクリロニトリル系炭素繊維(PAN系炭素繊維)、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。
また、炭素繊維は、その形態や配列について特に限定されず、例えば、強化繊維を一方向に引き揃えた一方向材、製織した織物、短く裁断した強化繊維からなる不織布、組み紐、トウ、ニット、マット等が挙げられる。炭素繊維の形態や配列は、使用する部位や用途に応じて自由に選択することができる。
In the present invention, the carbon fiber is not particularly limited, and specific examples thereof include polyacrylonitrile-based carbon fiber (PAN-based carbon fiber), pitch-based carbon fiber, and the like.
Further, the carbon fiber is not particularly limited in its form and arrangement, for example, a unidirectional material in which reinforcing fibers are aligned in one direction, a woven fabric, a non-woven fabric composed of short cut reinforcing fibers, a braid, a tow, a knit, A mat etc. are mentioned. The form and arrangement | sequence of carbon fiber can be freely selected according to the site | part to be used and a use.

また、本発明においては、このような繊維に含浸するプリプレグシート用樹脂組成物の含有量は、強度等の特性の観点から、プリプレグシート全体の容積中、70〜35体積%であるのが好ましく、60〜40体積%であるのが好ましい。   In the present invention, the content of the resin composition for a prepreg sheet impregnated in such fibers is preferably 70 to 35% by volume in the entire volume of the prepreg sheet from the viewpoint of properties such as strength. 60 to 40% by volume is preferable.

本発明のプリプレグシートの製造方法は、本発明のプリプレグシート用樹脂組成物を繊維に含浸させるものであれば特に限定されない。
含浸させる方法としては、例えば、ウェット法、ホットメルト法等が挙げられる。
また、含浸は、加熱下で行うのが好ましい。
The method for producing the prepreg sheet of the present invention is not particularly limited as long as the fiber is impregnated with the resin composition for a prepreg sheet of the present invention.
Examples of the impregnation method include a wet method and a hot melt method.
The impregnation is preferably performed under heating.

ウェット法でプリプレグシートの製造を行う場合、本発明のプリプレグシート用樹脂組成物を溶剤に溶解させ、ワニスを調製してから繊維に含浸させるのが好ましい。ワニス調製時に使用する溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン類の溶剤が挙げられる。溶剤の使用量は、本発明のプリプレグシート用樹脂組成物100質量部に対して、1〜20質量部であるのが、乾燥工程が短くて済む理由から好ましい。   When a prepreg sheet is produced by a wet method, it is preferable to dissolve the resin composition for a prepreg sheet of the present invention in a solvent to prepare a varnish and then impregnate the fiber. Examples of the solvent used when preparing the varnish include ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK). The amount of the solvent used is preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin composition for a prepreg sheet of the present invention because the drying process can be shortened.

ホットメルト法でプリプレグシートを製造する場合、本発明のプリプレグシート用樹脂組成物を加熱して溶融させた後、未硬化の間に離型紙上に均一に塗布して樹脂フィルムを作製し、その樹脂フィルムで繊維を両面から挟み込み、次いで樹脂を加圧、加熱しながら含浸させるのが好ましい。   When producing a prepreg sheet by the hot melt method, after the resin composition for a prepreg sheet of the present invention is heated and melted, it is uniformly coated on a release paper while uncured to produce a resin film, It is preferable to sandwich the fiber from both sides with a resin film, and then impregnate the resin while applying pressure and heat.

含浸中の加熱温度は、60〜150℃であるのが好ましい。加熱温度が60℃以上の場合、プリプレグシート用樹脂組成物が炭素繊維へ十分に含浸することができ、プリプレグシートが適度なタックを有し取り扱い性に優れる。また、加熱温度が150℃以下の場合、プリプレグシート用樹脂組成物を炭素繊維に含浸させる最中に樹脂の硬化反応が進行し過ぎることがなく、プリプレグシートのドレープに優れる。   The heating temperature during the impregnation is preferably 60 to 150 ° C. When heating temperature is 60 degreeC or more, the resin composition for prepreg sheets can fully impregnate carbon fiber, and a prepreg sheet has an appropriate tack | tuck and is excellent in handleability. When the heating temperature is 150 ° C. or lower, the resin curing reaction does not proceed excessively while the carbon fiber is impregnated with the resin composition for prepreg sheet, and the prepreg sheet is excellent in drape.

本発明のプリプレグシートは、本発明の組成物を用いていることから、ハニカムコアとの接着に際してシート状の接着剤が不要となり、また、フィレット形成性にも優れる。   Since the prepreg sheet of the present invention uses the composition of the present invention, no sheet-like adhesive is required for bonding to the honeycomb core, and the fillet formability is excellent.

次に、本発明の繊維強化複合材料について説明する。
本発明の繊維強化複合材料は、上述した本発明のプリプレグシートを硬化させることにより得られうる繊維強化複合材料である。
Next, the fiber reinforced composite material of the present invention will be described.
The fiber-reinforced composite material of the present invention is a fiber-reinforced composite material that can be obtained by curing the above-described prepreg sheet of the present invention.

添付の図面を用いてプリプレグとハニカムコアとの接着方法について説明する。
図1および図2は、プリプレグシートとハニカムコアとを接着させた繊維強化複合材料の一例を示す。
図1は、繊維強化複合材料1を模式的に示す斜視図である。
図2は、繊維強化複合材料1をハニカムコア11の角柱の側面と平行に切断した断面を模式的に示す断面図である。
図2において、a部は、従来のプリプレグシート用樹脂組成物で形成したプリプレグシートを接着させた繊維強化複合材料、b部は、本発明のプリプレグ用樹脂組成物で形成したプリプレグシートを接着させた繊維強化複合材料を示す。
繊維強化複合材料1は、図1に示すとおり、プリプレグシート10とハニカムコア11とを接着させて得られるが、蜂の巣状の構造を示すハニカムコアの端部12の一方または両方の端面に本発明の組成物で形成したプリプレグシート10を接合し、両端から圧着しながらオートクレーブ等で加熱硬化させることによって作製される。
A method for bonding the prepreg and the honeycomb core will be described with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show an example of a fiber-reinforced composite material in which a prepreg sheet and a honeycomb core are bonded.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a fiber reinforced composite material 1.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the fiber reinforced composite material 1 cut in parallel with the side surfaces of the prisms of the honeycomb core 11.
In FIG. 2, a part is a fiber reinforced composite material to which a prepreg sheet formed from a conventional prepreg sheet resin composition is bonded, and b part is a prepreg sheet formed from a prepreg resin composition of the present invention. 1 shows a fiber reinforced composite material.
As shown in FIG. 1, the fiber reinforced composite material 1 is obtained by bonding a prepreg sheet 10 and a honeycomb core 11, and the present invention is applied to one or both end faces of the end 12 of the honeycomb core showing a honeycomb structure. The prepreg sheet 10 formed of the above composition is joined, and is heated and cured by an autoclave or the like while being pressed from both ends.

しかし、加熱硬化の際に、プリプレグシート10とハニカムコア11とを均等に圧着しても、従来の組成物を用いると図2のa部に示されるとおり、プリプレグシート用樹脂組成物が全て下面部13’に落ちて上面部13にフィレットが形成されなかったり、部分的にプリプレグシート10とハニカムコア11との接着面に隙間が生じる場合がある。
これに対して、図2のb部に示されるとおり、本発明のプリプレグシート用樹脂組成物では、フィレット形成性にも優れることから、プリプレグシート10とハニカムコア11との接着が完全に行われ、しかもプリプレグシートからプリプレグシート用樹脂組成物が流出し過ぎて樹脂成分がプリプレグシート中からなくなることなく、プリプレグシートに適量のプリプレグシート用樹脂組成物が存在することができる。したがって、上部フィレット14の適切な形状を維持しながら硬化を完了することができる。また、下面においても、粘度が一度低下したときに表面張力によって下部フィレット14’が形成されプリプレグシート用樹脂組成物が適度に保持されて硬化を完了することができる。
However, even when the prepreg sheet 10 and the honeycomb core 11 are evenly pressed during the heat curing, the resin composition for the prepreg sheet is entirely on the bottom surface as shown in FIG. There is a case where a fillet is not formed on the upper surface portion 13 by falling on the portion 13 ′, or a gap is partially formed on the bonding surface between the prepreg sheet 10 and the honeycomb core 11.
In contrast, as shown in part b of FIG. 2, the resin composition for a prepreg sheet of the present invention is excellent in fillet-forming properties, and thus the prepreg sheet 10 and the honeycomb core 11 are completely bonded. Moreover, an appropriate amount of the resin composition for a prepreg sheet can be present in the prepreg sheet without causing the resin composition for the prepreg sheet to flow out too much from the prepreg sheet and causing the resin component to disappear from the prepreg sheet. Accordingly, curing can be completed while maintaining an appropriate shape of the upper fillet 14. Also, on the lower surface, when the viscosity is once reduced, the lower fillet 14 'is formed by the surface tension, the resin composition for the prepreg sheet is appropriately held, and the curing can be completed.

本発明の繊維強化複合材料の用途は特に制限されないが、その具体例としては、オートバイフレーム、カウル、フェンダー等の二輪車部品;ドア、ボンネット、テールゲート、サイドフェンダー、側面パネル、フェンダー、エネルギー吸収部材、トランクリッド、ハードップ、サイドミラーカバー、スポイラー、ディフューザー、スキーキャリアー、エンジンシリンダーカバー、エンジンフード、シャシー、エアースポイラー、プロペラシャフト等の自動車部品;先頭車両ノーズ、ルーフ、サイドパネル、ドア、台車カバー、側スカートなどの車輌用外板;荷物棚、座席等の鉄道車輌部品;インテリア、ウイングトラックにおけるウイングのインナーパネル、アウターパネル、ルーフ、フロアー等、自動車や単車に装着するやサイドスカートなどのエアロパーツ;窓枠、荷物棚、座席、フロアパネル、翼、プロペラ、胴体等の航空機部品;ノートパソコン、携帯電話等の筐体用途;X線カセッテ、天板等のメディカル用途;フラットスピーカーパネル、スピーカーコーン等の音響製品用途;ゴルフヘッド、フェースプレート、スノーボード、サーフィンボード、プロテクター等のスポーツ用品用途;板バネ、風車ブレード、エレベーター(籠パネル、ドア)のような一般産業用途が挙げられる。   The use of the fiber reinforced composite material of the present invention is not particularly limited, but specific examples thereof include motorcycle parts such as motorcycle frames, cowls, and fenders; doors, bonnets, tailgates, side fenders, side panels, fenders, energy absorbing members. Automobile parts such as trunk lid, hard top, side mirror cover, spoiler, diffuser, ski carrier, engine cylinder cover, engine hood, chassis, air spoiler, propeller shaft; top vehicle nose, roof, side panel, door, bogie cover, Side panels for vehicles such as side skirts; railcar parts such as luggage racks and seats; interiors, wing inner panels, outer panels, roofs, floors, etc. Which aero parts; aircraft parts such as window frames, luggage racks, seats, floor panels, wings, propellers, fuselage, etc .; casing use for notebook computers, mobile phones, etc .; medical uses such as X-ray cassettes, top boards; flat speaker panels Applications of acoustic products such as speaker cones; sports equipment applications such as golf heads, faceplates, snowboards, surfboards, protectors; and general industrial applications such as leaf springs, windmill blades, elevators (籠 panels, doors).

本発明者らは、本発明の組成物をプリプレグシートとする際、本発明の組成物に含有されるマレイミド重付加物のイオウ結合が高温下(例えば、100℃付近)で熱解離を起こして解離物を生成し、これによって本発明の組成物は100℃での粘度が300Pa・s以下となり、さらに、得られたプリプレグシートを繊維強化複合材料とする際、解離物が熱硬化性樹脂の架橋に組み込まれることによって、熱硬化性樹脂の硬化を加速し、最低粘度を上昇させていると推察する。
なお、上記のメカニズムは本発明者らの推測であり、仮にメカニズムが異なるものであっても本発明の範囲に含まれる。
When the present inventors used the composition of the present invention as a prepreg sheet, the sulfur bond of the maleimide polyadduct contained in the composition of the present invention caused thermal dissociation at a high temperature (for example, around 100 ° C.). This produces a dissociation product, whereby the composition of the present invention has a viscosity at 100 ° C. of 300 Pa · s or less, and when the obtained prepreg sheet is used as a fiber-reinforced composite material, the dissociation product is a thermosetting resin. It is presumed that the incorporation of the crosslinking accelerates the curing of the thermosetting resin and increases the minimum viscosity.
In addition, said mechanism is the inventors' estimation, and even if a mechanism differs, it is included in the scope of the present invention.

以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.

<熱硬化性樹脂1>
熱硬化性樹脂1として、下記式(6)で表されるトリグリシジル−p−アミノフェノール(MY−0510、ハンツマンアドバンストマテリアル社製)を用いた。
<Thermosetting resin 1>
As the thermosetting resin 1, triglycidyl-p-aminophenol (MY-0510, manufactured by Huntsman Advanced Materials) represented by the following formula (6) was used.

Figure 2007297547
Figure 2007297547

<熱硬化性樹脂2>
熱硬化性樹脂2として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製)を用いた。
<Thermosetting resin 2>
As thermosetting resin 2, bisphenol F type epoxy resin (Epicoat 806, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) was used.

<熱可塑性樹脂1>
熱可塑性樹脂1として、住友化学工業社製のポリエーテルスルホン(PES)を用いた。
<Thermoplastic resin 1>
As the thermoplastic resin 1, polyethersulfone (PES) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used.

<硬化剤1>
硬化剤1として、和歌山精化工業社製の3,3′−ジアミノジフェニルスルホン(3,3′−DDS)を用いた。
<Curing agent 1>
As the curing agent 1, 3,3′-diaminodiphenylsulfone (3,3′-DDS) manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd. was used.

<硬化剤2>
硬化剤2として、ジシアンジアミド(エピキュアDICY15、ジャパンエポキシレジン社製)を用いた。
<Curing agent 2>
As the curing agent 2, dicyandiamide (Epicure DICY15, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) was used.

<マレイミド重付加物1>
メチルエチルケトン1,500g中に、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン(三協化成社製)と4,4′−ビスマレイミドビフェニルメタン(ケイ・アイ化成社製)とを、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンと4,4′−ビスマレイミドビフェニルメタンの比が1:1.1となるように、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンを272g(1モル)、4,4′−ビスマレイミドビフェニルメタンを394g(1.1モル)入れて、70℃で3時間反応させた。反応終了後、メチルエチルケトンを減圧留去し、下記式(10)で表されるマレイミド重付加物を650g(収率98%)で得た。得られたマレイミド重付加物をマレイミド重付加物1とする。
<Maleimide polyaddition 1>
In 1,500 g of methyl ethyl ketone, 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine (manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd.) and 4,4'-bismaleimide biphenylmethane (manufactured by Kay Kasei Co., Ltd.) And 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine and 4,4'-bismaleimide biphenylmethane in a ratio of 1: 1.1. 272 g (1 mol) of butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine and 394 g (1.1 mol) of 4,4′-bismaleimide biphenylmethane were added and reacted at 70 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain 650 g (yield 98%) of a maleimide polyadduct represented by the following formula (10). The obtained maleimide polyadduct is designated as maleimide polyadduct 1.

Figure 2007297547
Figure 2007297547

<マレイミド重付加物2>
メチルエチルケトン1,500g中に、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンと4,4′−ビスマレイミドビフェニルメタンとを、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンと4,4′−ビスマレイミドビフェニルメタンの比が1.15:1となるように、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンを313g(1.15モル)、4,4′−ビスマレイミドビフェニルメタン(ケイ・アイ化成社製)358g(1モル)を入れて、70℃で3時間反応させた。次に、反応液にN−フェニルマレイミド52g(0.3モル)を入れて、70℃で1時間反応させた。反応終了後、メチルエチルケトンを減圧留去し、下記式(11)で表されるマレイミド重付加物を710g(収率98%)で得た。得られたマレイミド重付加物をマレイミド重付加物2とする。
<Maleimide polyadduct 2>
In 1,500 g of methyl ethyl ketone, 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine and 4,4′-bismaleimidobiphenylmethane are mixed with 2-di-n-butylamino-4,6. -313 g of 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine so that the ratio of dimercapto-s-triazine to 4,4'-bismaleimide biphenylmethane is 1.15: 1 1.15 mol) and 358 g (1 mol) of 4,4′-bismaleimidobiphenylmethane (manufactured by Kay Chemical Co., Ltd.) were added and reacted at 70 ° C. for 3 hours. Next, 52 g (0.3 mol) of N-phenylmaleimide was added to the reaction solution and reacted at 70 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain 710 g (yield 98%) of a maleimide polyadduct represented by the following formula (11). The obtained maleimide polyadduct is designated as maleimide polyadduct 2.

Figure 2007297547
Figure 2007297547

<マレイミド重付加物の粉砕>
500gの、マレイミド重付加物1またはマレイミド重付加物2をジェット粉砕機(セイシン企業社製)を用いて、2回通しの条件で粉砕した。
粉砕されたマレイミド重付加物の粒径について、レーザー回折・散乱式粒度分布測定器(セイシン企業社製)を用いて測定し、測定値をもとに縦軸がCDF(cumulative distribution function)で、横軸が粒径である粒径分布のグラフが得られた。このグラフをもとに、CDFが50%のときの粒径(D50、単位:μm)およびCDFが90%のときの粒径(D90、単位:μm)を求めた。
粉砕加工性の評価基準は、D50<30μmの場合を○、D50<60μmの場合を△、D50<90μmの場合を×とした。
結果を第1表に示す。
<Crushing of maleimide polyadduct>
500 g of maleimide polyadduct 1 or maleimide polyadduct 2 was pulverized under conditions of two passes using a jet pulverizer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.).
The particle size of the crushed maleimide polyadduct was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.), and the vertical axis was CDF (cumulative distribution function) based on the measured value. A graph of particle size distribution with the horizontal axis representing the particle size was obtained. Based on this graph, the particle size (D50, unit: μm) when the CDF was 50% and the particle size (D90, unit: μm) when the CDF was 90% were determined.
The evaluation criteria for pulverization workability were ◯ when D50 <30 μm, Δ when D50 <60 μm, and x when D50 <90 μm.
The results are shown in Table 1.

1.プリプレグシート用樹脂組成物の調製
(実施例1〜2、比較例1)
上記の各成分を、下記第1表に示す組成(質量部)で、かくはん機を用いて混合し、実施例1〜2、比較例1のプリプレグシート用樹脂組成物を得た。
得られた各プリプレグシート用樹脂組成物について、硬化中の最低粘度、100℃での粘度および破壊靭性値(KIC)を以下に示す方法で測定した。結果を第1表に示す。
1. Preparation of resin composition for prepreg sheet (Examples 1-2, Comparative Example 1)
Each of the above components was mixed using a stirrer with the composition (parts by mass) shown in Table 1 below to obtain resin compositions for prepreg sheets of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
The obtained each prepreg sheet resin composition, minimum viscosity during cure, viscosity and fracture toughness at 100 ° C. The (K IC) were measured by the following methods. The results are shown in Table 1.

(1)硬化中の最低粘度(下記第1表中、「最低粘度」と略す。)
得られた各プリプレグ用樹脂組成物の粘度を昇温速度2℃/分で25℃から200℃まで上昇させながら、粘弾性測定装置(DMA)(TAインスツルメント社製のRDS−II等)を用いて測定した。
実施例1、2、比較例1の組成物の粘度の測定結果として得られたグラフを添付の図面に示す。
図3は、粘弾性測定装置(DMA)を用いて測定された、実施例1および比較例1の組成物の粘度と、温度との関係を示すグラフである。
図4は、粘弾性測定装置(DMA)を用いて測定された、実施例2および比較例1の組成物の粘度と、温度との関係を示すグラフである。
また、実施例1、2、比較例1の組成物の粘度の測定結果から、硬化中の最低粘度の値を求めた。
最低粘度が、10Pa・s以上であるものをプリプレグ用樹脂組成物を用いたプリプレグシートのフィレット形成性が優れるものと評価した。
(1) Minimum viscosity during curing (abbreviated as “minimum viscosity” in Table 1 below)
While increasing the viscosity of each obtained resin composition for prepreg from 25 ° C. to 200 ° C. at a rate of temperature increase of 2 ° C./min, a viscoelasticity measuring device (DMA) (such as RDS-II manufactured by TA Instruments) It measured using.
The graphs obtained as the measurement results of the viscosities of the compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are shown in the accompanying drawings.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the viscosity of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1 and temperature measured using a viscoelasticity measuring device (DMA).
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the viscosity of the compositions of Example 2 and Comparative Example 1 and temperature, measured using a viscoelasticity measuring device (DMA).
Moreover, the value of the minimum viscosity during hardening was calculated | required from the measurement result of the viscosity of the composition of Examples 1, 2 and Comparative Example 1.
Those having a minimum viscosity of 10 Pa · s or more were evaluated as having excellent fillet-forming properties of the prepreg sheet using the prepreg resin composition.

(2)100℃での粘度(下記第1表中、「100℃粘度」と略す。)
得られた各プリプレグ用樹脂組成物の100℃での粘度を上記と同様に粘弾性測定装置(DMA)を用いて測定した。
100℃粘度が、300Pa・s以下であるものをプリプレグ用樹脂組成物の繊維への含浸性が優れるものと評価した。
(2) Viscosity at 100 ° C. (abbreviated as “100 ° C. viscosity” in the following Table 1)
The viscosity at 100 ° C. of each obtained prepreg resin composition was measured using a viscoelasticity measuring device (DMA) in the same manner as described above.
Those having a 100 ° C. viscosity of 300 Pa · s or less were evaluated as being excellent in the impregnation property of the resin composition for prepreg into fibers.

(3)破壊靭性値(KIC
得られた各プリプレグ用樹脂組成物をプログラムオーブンに入れ、常圧下、昇温速度2℃/分で25℃から180℃まで昇温し、その後、180℃で2時間硬化させて、厚さ7mmの樹脂板を作製し、この樹脂板を用いてASTMD5045−91に記載の方法に準じて、片側ノッチ付き3点曲げ試験によって破壊靱性値(MPa・m1/2)を測定した。
最低粘度が10Pa・s以上、100℃での粘度が300Pa・s以下であり、破壊靱性値が2.00MPa・m1/2以上であるものを、プリプレグ用樹脂組成物を用いたプリプレグシートを硬化させた繊維強化複合材料の強度が優れるものと評価した。
(3) Fracture toughness value (K IC )
Each obtained prepreg resin composition was put into a program oven, heated from 25 ° C. to 180 ° C. at a temperature rising rate of 2 ° C./min under normal pressure, and then cured at 180 ° C. for 2 hours to obtain a thickness of 7 mm. of the resin plate was prepared, the resin plate according to the method described in ASTMD5045-91 used to measure the fracture toughness value (MPa · m 1/2) by three points with one notched bending test.
A prepreg sheet using a prepreg resin composition having a minimum viscosity of 10 Pa · s or more, a viscosity at 100 ° C. of 300 Pa · s or less, and a fracture toughness value of 2.00 MPa · m 1/2 or more. It was evaluated that the strength of the cured fiber reinforced composite material was excellent.

Figure 2007297547
Figure 2007297547

2.プリプレグシートの作製
各プリプレグシート用樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して樹脂フィルムを作製した。次に、この樹脂フィルム2枚で、シート状に一方向に配列させた炭素繊維(トレカ(登録商標)T−700、引張弾性率230GPa、東レ社製)の両面を挟み込むように重ね合わせた。その後、加熱加圧して炭素繊維に樹脂を含浸させ、炭素繊維の目付量が196±5g/cm2、マトリックス樹脂の質量分率が34%の一方向プリプレグシートを作製した。
各プリプレグシート用樹脂組成物の繊維への含浸性は、いずれも良好であった。この結果からも、プリプレグ用樹脂組成物の100℃粘度が300Pa・s以下であるものが、繊維への含浸性が優れることが確認できた。
2. Preparation of Prepreg Sheet Each prepreg sheet resin composition was applied onto release paper using a reverse roll coater to prepare a resin film. Next, these two resin films were superposed so as to sandwich both surfaces of carbon fibers (Treka (registered trademark) T-700, tensile elastic modulus 230 GPa, manufactured by Toray Industries, Inc.) arranged in one direction in a sheet shape. Thereafter, the resin was impregnated with carbon fiber by heating and pressing to prepare a unidirectional prepreg sheet having a carbon fiber basis weight of 196 ± 5 g / cm 2 and a matrix resin mass fraction of 34%.
The impregnation property of each prepreg sheet resin composition into fibers was good. Also from this result, it was confirmed that the resin composition for prepreg having a 100 ° C. viscosity of 300 Pa · s or less has excellent impregnation into fibers.

3.ハニカムコアサンドイッチパネルの作製
得られた各プリプレグシートを、昭和飛行機社製のノーメックスハニカムコアの蜂の巣状の模様を呈する両方の断面と接合させ、バキュームバック法でプレアッシーした後、オートクレーブで昇温速度2℃/分、成形圧力3kg/cm2で180℃まで昇温し、その後180℃で2時間硬化させて、ハニカムコアサンドイッチパネルを作製した。
得られたハニカムコアサンドイッチパネルをハニカムコアの角柱に平行に切断し、ハニカムコアの両端上下に形成するフィレットを目視により確認したところ、比較例1で調製したプリプレグシート用樹脂組成物を用いて作製したプリプレグシートを使用した場合以外は、いずれも400μm以上のフィレットが形成されており、フィレット形成性は良好であった。この結果からも、プリプレグ用樹脂組成物の最低粘度が10Pa・s以上であるものが、プリプレグシートのフィレット形成性が優れることが確認できた。
3. Preparation of Honeycomb Core Sandwich Panel Each prepreg sheet obtained was joined to both cross sections of Nomex honeycomb cores manufactured by Showa Aircraft Co., Ltd., which had a honeycomb pattern, pre-assembled by the vacuum back method, and then heated at an autoclave rate of 2 The honeycomb core sandwich panel was manufactured by raising the temperature to 180 ° C. at a forming pressure of 3 kg / cm 2 and then curing at 180 ° C. for 2 hours.
The obtained honeycomb core sandwich panel was cut in parallel with the prisms of the honeycomb core, and the fillets formed on both ends of the honeycomb core were visually confirmed. As a result, the honeycomb core sandwich panel was prepared using the prepreg sheet resin composition prepared in Comparative Example 1. Except for the case of using the prepreg sheet, a fillet of 400 μm or more was formed in all cases, and the fillet forming property was good. Also from this result, it was confirmed that a resin composition for prepreg having a minimum viscosity of 10 Pa · s or more has excellent fillet-forming properties of the prepreg sheet.

また、得られたハニカムコアサンドイッチパネルについて、ATSM D1781に準じたクライミングドラムピール(Climbing Drum Peel)試験を行い、はく離強度(lb−in/3in)を求めた。その結果を上記第1表に示す。
その結果、実施例1〜2で調製したプリプレグシート用樹脂組成物を用いて作製したプリプレグシートを使用したハニカムコアサンドイッチパネルは、はく離強度が25(lb−in/3in)以上となり、極めて高い強度が要求される工業品、特に、航空機材料としての応用に適することができることが分かった。この結果からも、本発明の繊維強化複合材料の強度が優れることが確認できた。
Further, the obtained honeycomb core sandwich panel was subjected to a climbing drum peel test according to ATSM D1781, and the peel strength (lb-in / 3 in) was obtained. The results are shown in Table 1 above.
As a result, the honeycomb core sandwich panel using the prepreg sheet prepared using the resin composition for prepreg sheet prepared in Examples 1 and 2 has a peel strength of 25 (lb-in / 3 in) or more, and extremely high strength. Has been found to be suitable for industrial products, particularly aircraft applications. Also from this result, it was confirmed that the strength of the fiber-reinforced composite material of the present invention was excellent.

以上に示す結果から明らかなように、実施例で調製したプリプレグシート用樹脂組成物は、100℃粘度および最低粘度が所定の範囲にあり含浸性およびフィレット形成性が良好であることが分かる。
従来、エポキシ樹脂とポリエーテルスルホンとを含有する組成物が提案されている。
しかし、エポキシ樹脂組成物にポリエーテルスルホンを添加すると、組成物の硬化中の最低粘度が高くなる一方、100℃付近の粘度も高くなってしまい、組成物の繊維への含浸性に劣るという問題が生じる。
これに対して、本発明の組成物は、100℃粘度および硬化中の最低粘度が所定の範囲にあり含浸性およびフィレット形成性が良好である。
これについて、添付の図3を用いて説明する。
図3は、上述のとおり、粘弾性測定装置(DMA)を用いて測定された、実施例1および比較例1の組成物の粘度と、温度との関係を示すグラフである。
図3において、実施例1の100℃での粘度は比較例1に近い。したがって、実施例1の組成物は、比較例1と略同じくらい繊維に含浸しやすいといえる。
また、実施例1の硬化中の最低粘度は、比較例1よりも高く、これによって、実施例1の組成物を用いて作製したプリプレグシートはフィレット形成性に優れるのである。
このように本発明の組成物は、マレイミド重付加物を含有することによって、100℃での粘度の上昇が抑制され、かつ、マレイミド重付加物を含有しない組成物と比べて硬化中の最低粘度を高くすることができる。
As is clear from the results shown above, it can be seen that the resin compositions for prepreg sheets prepared in the examples have a 100 ° C. viscosity and a minimum viscosity in a predetermined range and have good impregnation properties and fillet-forming properties.
Conventionally, a composition containing an epoxy resin and polyethersulfone has been proposed.
However, when polyethersulfone is added to the epoxy resin composition, the minimum viscosity during curing of the composition increases, but the viscosity near 100 ° C. also increases, and the impregnation property of the composition into fibers is poor. Occurs.
In contrast, the composition of the present invention has a 100 ° C. viscosity and a minimum viscosity during curing in a predetermined range, and has good impregnation properties and fillet-forming properties.
This will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the viscosity of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1 and the temperature measured using a viscoelasticity measuring device (DMA) as described above.
In FIG. 3, the viscosity at 100 ° C. of Example 1 is close to that of Comparative Example 1. Therefore, it can be said that the composition of Example 1 is almost as easy to impregnate the fiber as Comparative Example 1.
Moreover, the minimum viscosity during hardening of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1, whereby the prepreg sheet produced using the composition of Example 1 is excellent in fillet formation.
Thus, the composition of the present invention contains a maleimide polyadduct, whereby the increase in viscosity at 100 ° C. is suppressed, and the lowest viscosity during curing compared to a composition containing no maleimide polyadduct. Can be high.

また、本発明の組成物は、破壊靭性値(KIC)も良好となることから、靱性が良好であることが分かる。
また、プリプレグシートおよびハニカムコアサンドイッチパネルの作製した結果から、プリプレグシートのフィレット形成性ならびにハニカムコアサンドイッチパネルの強度が良好であることも確認できた。
Moreover, since the composition of this invention also has a favorable fracture toughness value (K IC ), it can be seen that the toughness is good.
Further, from the results of producing the prepreg sheet and the honeycomb core sandwich panel, it was confirmed that the fillet-forming property of the prepreg sheet and the strength of the honeycomb core sandwich panel were good.

図1は、ハニカムコアとプリプレグシートよりなる繊維強化複合材料を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a fiber reinforced composite material including a honeycomb core and a prepreg sheet. 図2は、ハニカムコアとプリプレグシートよりなる繊維強化複合材料の断面を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a fiber-reinforced composite material composed of a honeycomb core and a prepreg sheet. 図3は、粘弾性測定装置(DMA)を用いて測定された、実施例1および比較例1の組成物の粘度と、温度との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the viscosity of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1 and temperature, measured using a viscoelasticity measuring apparatus (DMA). 図4は、粘弾性測定装置(DMA)を用いて測定された、実施例2および比較例1の組成物の粘度と、温度との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the viscosity of the compositions of Example 2 and Comparative Example 1 and temperature, measured using a viscoelasticity measuring device (DMA).

符号の説明Explanation of symbols

1 繊維強化複合材料
10 プリプレグシート
11 ハニカムコア
12 端部
13 上面部
13’下面部
14 上部フィレット
14’下部フィレット
a 従来のマトリックス樹脂で形成したプリプレグを用いた構造体
b 本発明の組成物をマトリックス樹脂としたプリプレグを用いた構造体
c セルサイズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber reinforced composite material 10 Prepreg sheet | seat 11 Honeycomb core 12 End part 13 Upper surface part 13 'Lower surface part 14 Upper fillet 14' Lower fillet a Structure using the prepreg formed with the conventional matrix resin b The composition of this invention is matrix Structure using resin prepreg c Cell size

Claims (13)

熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂と、硬化剤と、下記式(1)で表されるマレイミド重付加物とを含有し、
硬化中の最低粘度が10〜150Pa・sとなり、100℃での粘度が300Pa・s以下となる、プリプレグシート用樹脂組成物。
Figure 2007297547

(式中、nは1〜10,000の整数であり、R1、Xは、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する2価の有機基を表し、R2は、それぞれ独立に、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜24個の炭素原子を有する1価の有機基を表す。)
Containing a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent, and a maleimide polyadduct represented by the following formula (1),
A resin composition for a prepreg sheet, having a minimum viscosity during curing of 10 to 150 Pa · s and a viscosity at 100 ° C. of 300 Pa · s or less.
Figure 2007297547

(In the formula, n is an integer of 1 to 10,000, R 1 and X may each independently have a substituent, and are at least selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom. one of the may contain a hetero atom, a divalent organic group having 1 to 24 carbon atoms, R 2 are each independently, may have a substituent, an oxygen atom, a nitrogen atom And represents a monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms, which may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of sulfur atoms.)
前記Xにおいて、前記2価の有機基が、下記式(2)で表される基である請求項1に記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
Figure 2007297547

(式中、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子または1〜10個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族基、アルキル芳香族基を表す。)
The resin composition for a prepreg sheet according to claim 1, wherein in X, the divalent organic group is a group represented by the following formula (2).
Figure 2007297547

(In the formula, R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic group, or an alkyl aromatic group.)
前記1価の有機基が、フェニル基、シクロヘキシル基、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基および下記式(3)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2に記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
Figure 2007297547

(式中、R5は、置換基を有してもよく、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種のへテロ原子を含んでもよい、1〜19個の炭素原子を有する2価の有機基を表す。)
The monovalent organic group is at least one selected from the group consisting of a phenyl group, a cyclohexyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a group represented by the following formula (3). Or the resin composition for prepreg sheets of 2.
Figure 2007297547

(In the formula, R 5 may have a substituent and may contain at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom, 1 to 19 carbon atoms It represents a divalent organic group having
前記R1において、前記2価の有機基が、下記式(4)で表される基である請求項1〜3のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。
Figure 2007297547
The resin composition for a prepreg sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein in R 1 , the divalent organic group is a group represented by the following formula (4).
Figure 2007297547
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂および/またはシアネートエステル樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。   The resin composition for a prepreg sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermosetting resin is an epoxy resin and / or a cyanate ester resin. 前記熱可塑性樹脂が、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドおよびポリスルホンからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1〜5のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。   The resin composition for a prepreg sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermoplastic resin is at least one selected from the group consisting of polyethersulfone, polyetherimide, and polysulfone. 前記熱可塑性樹脂の含有量が、前記熱硬化性樹脂100質量部に対して30〜50質量部である請求項1〜6のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。   The resin composition for a prepreg sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein a content of the thermoplastic resin is 30 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. 前記硬化剤が、ジアミノジフェニルスルホン、有機酸ジヒドラジドおよびジシアンジアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1〜7のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。   The resin composition for a prepreg sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the curing agent contains at least one selected from the group consisting of diaminodiphenylsulfone, organic acid dihydrazide, and dicyandiamide. 前記硬化剤の含有量が、前記熱硬化性樹脂100質量部に対して25〜45質量部である請求項1〜8のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。   The resin composition for a prepreg sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein a content of the curing agent is 25 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. 前記マレイミド重付加物の含有量が、前記熱硬化性樹脂100質量部に対して、1〜20質量部である請求項1〜9のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物。   The resin composition for a prepreg sheet according to any one of claims 1 to 9, wherein a content of the maleimide polyaddition product is 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. 請求項1〜10のいずれかに記載のプリプレグシート用樹脂組成物を繊維に含浸させることにより得られうるプリプレグシート。   A prepreg sheet obtainable by impregnating a fiber with the resin composition for a prepreg sheet according to claim 1. 前記繊維が、炭素繊維、アラミド繊維およびガラス繊維からなる群から選択される少なくとも1種である請求項11に記載のプリプレグシート。   The prepreg sheet according to claim 11, wherein the fiber is at least one selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber, and glass fiber. 請求項11または12に記載のプリプレグシートを硬化させることにより得られうる繊維強化複合材料。   A fiber-reinforced composite material obtainable by curing the prepreg sheet according to claim 11 or 12.
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