JP2008007618A5

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Publication number: JP2008007618A5
Application number: JP2006179099A
Authority: JP
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2026-06-29

Description

本発明は、上記課題を解決するため、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂に可溶な熱可塑性樹脂を該熱硬化性樹脂１００重量部に対し２０〜４００重量部含んでなり、樹脂硬化物にしたときの理論架橋点間分子量αが４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物である。
なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物に用いられる前記の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある熱可塑性エラストマーであり、かつ、その熱可塑性エラストマーはウレタン系エラストマーである。

本発明における熱可塑性樹脂は、前記の熱硬化性樹脂に可溶であることが必要である。さもないと、強化繊維への樹脂含浸性能の低下に加え、樹脂硬化物のｔａｎδが低下することにより繊維強化複合材料の制振性悪化を招くことになる。ここでいう可溶であるとは、加熱等により相溶し、少なくとも目視で分離のない均一な状態が得られることを指す。ｔａｎδとは、詳細については後述するが、負荷応力が熱エネルギーとして散逸、損失される度合いを表し、制振性の指標となるものである。

本発明における熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある熱可塑性エラストマーが用いられ、ガラス転移温度が−５０〜０℃の範囲内にある熱可塑性エラストマーがより好適に用いられる。ガラス転移温度が−８０℃に満たない場合、熱硬化性樹脂との相溶性が不十分となる場合がある一方で、ガラス転移温度が１０℃を超える場合、制振性が不十分となる場合がある。ここで、ガラス転移温度の測定方法は、動的粘弾性測定装置を使用したＤＭＡに基づくものとする。詳細には、サンプル厚み２．０ｍｍ、幅１０．０ｍｍ、スパン長４０ｍｍとし、ねじり振動周波数１．０Ｈｚ、発生トルク３〜２００ｇｆ・ｃｍ、昇温速度５．０℃／分の条件下でＤＭＡ測定を行い、貯蔵弾性率（Ｇ’）−温度のグラフにおいてガラス領域の接線とガラス転移領域の接線との交点における温度をガラス転移温度として算出するものとする。

熱可塑性エラストマーの化学構造は、一般的にはゴム状の柔軟性をもたらすソフトセグメントと疑似架橋構造を形成するハードセグメントとを有する共重合体である。本発明では、熱可塑性エラストマーとして、相溶性と接着性の点に優れるウレタン系エラストマーを用いる。

（参考例１）
表１に示すように、“エピコート”８２８を２８重量部含み、“デナコール”ＥＸ−８４１と“エピコート”４００４Ｐをそれぞれ２８重量部と３８重量部含み、熱可塑性樹脂として“フェノトート”ＹＤ−７０を３０重量部含むこと以外は、実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を調製した。理論架橋点間分子量は６７０ｇ／ｍｏｌと好ましい範囲内であり、ｔａｎδピーク値は１．３と問題ないレベルであった。また、ｔａｎδピーク温度が５５℃と高く、実施例１〜３との対比では、より高温あるいは低周波数領域で制振性を発現すると予想される。また、２５℃の温度での粘度は好ましい範囲を下回った結果、プリプレグのタックが過多となったが、取扱い性は許容レベルと言える。また、７０℃の温度での粘度が好ましい範囲を上回るため、含浸性がやや悪化した。結果を表１に示す。

（比較例３）
表１に示すように、“フェノトート”ＹＤ−７０を５重量部に減量したこと以外は、参考例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を調製した。ｔａｎδピーク値は０．９と低下し、また２５℃の温度での粘度は８７０Ｐａ・ｓと好ましい範囲を下回った結果、形状保持性が悪いプリプレグとなった。また、７０℃と１００℃の温度の粘度比が９．５と好ましい範囲より大きいため、繊維強化複合材料の成形時、層外への樹脂拡散が起こることが懸念される。結果を表１に示す。

（参考例２）
表３に示すように、実施例１のプリプレグを参考例１のプリプレグに変更し、測定環境温度を７０℃としたこと以外は、実施例６と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が８６０ＭＰａと問題ないレベルであり、さらには、制振性も良好であることがわかった。結果を表３に示す。

（比較例８）
表３に示すように、参考例１のプリプレグを比較例３のプリプレグに変更したこと以外は、参考例２と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が６９０ＭＰａと参考例２対比大きく低下しており、さらには、制振性も参考例２対比大きく低下していた。結果を表３に示す。

（比較例９）
表３に示すように、参考例１のプリプレグを比較例４のプリプレグに変更したこと以外は、参考例２と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が９８０ＭＰａと問題なかったが、制振性は極めて悪いものであった。結果を表３に示す。

Claims

熱硬化性樹脂と、該熱硬化性樹脂に可溶なガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にあるウレタン系エラストマーを、該熱硬化性樹脂１００重量部に対し２０〜４００重量部含んでなり、樹脂硬化物にしたときの理論架橋点間分子量αが４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
１００℃の温度における粘度が７０℃の温度における粘度の２〜７倍の範囲内である請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
２５℃の温度における粘度が１０^４〜２×１０^６Ｐａ・ｓの範囲内であり、かつ７０℃の温度における粘度が０．１〜２×１０^２Ｐａ・ｓの範囲内である請求項１または２に記載の熱硬化性樹脂組成物。
熱硬化性樹脂の官能基当量が４００〜１０００の範囲内にある請求項１〜３のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
請求項１〜５のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる樹脂硬化物。
ｔａｎδが温度−５０〜１００℃の範囲内に１〜５の範囲の大きさのピークを有する請求項６に記載の樹脂硬化物。
ゴム状態弾性率が０．１〜１０ＭＰａの範囲内にある請求項６または７に記載の樹脂硬化物。
請求項１〜５のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物と強化繊維を含んでなるプリプレグ。
請求項６〜８のいずれかに記載の樹脂硬化物と強化繊維を含んでなる繊維強化複合材料。