JP2010013636A5

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Publication number: JP2010013636A5
Application number: JP2009133475A
Authority: JP
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2029-06-02

Description

すなわち、本発明の第一の要旨は、下記の成分（Ａ）および（Ｂ）を必須成分として含み、成分（Ａ）と（Ｂ）の合計１００質量部に対して、成分（Ａ）の量が６０〜９５質量部であり、成分（Ｂ）の量が５〜４０質量部であって、成分（Ｂ）が分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）を含む、繊維強化複合材料用樹脂組成物とその繊維強化複合材料用樹脂組成物を用いて得られるプリプレグおよび繊維強化複合材料を提供することにある。
成分（Ａ）：ベンゾオキサジン化合物
成分（Ｂ）：分子中にシクロヘキセンオキサイド基を持つエポキシ樹脂

本発明に用いられる成分（Ｂ）は分子中にシクロヘキセンオキサイド基を持つエポキシ樹脂である。成分（Ｂ）は分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）を含んでいる。成分（Ｂ）が分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）および分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）であることが好ましい。

分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）の好ましい例としては、下記式２で表されるエポキシ樹脂を挙げることができる。

分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）と分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）とを用いる場合には、分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）と分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）の合計１００質量部に対して分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）の量が３０〜９０質量部であることが好ましい。この範囲であれば、得られる樹脂組成物に高度の耐熱性と弾性率の両者を発現させることができる。

シクロヘキセンオキサイド基を持つエポキシ樹脂としては、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、ジエポキシリモネン、アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、エポキシ化ブタンテトラカルボン酸テトラキス−（３−シクロヘキセニルメチル）修飾ε−カプロラクトン等を挙げることができる。これらは単独で使用しても良いし、２種以上併用しても良い。これらの中でも、良好な耐熱性を与えることから、アリサイクリックジエポキシカルボキシレートを含むことが好ましく、良好な樹脂曲げ弾性率を与えることから、ジエポキシリモネンを含むことがより好ましい。更に好ましくはアリサイクリックジエポキシカルボキシレートとジエポキシリモネンを同時に含むものである。この中で分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）としては、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペートが挙げられ、分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）としてはジエポキシリモネン、ビニルシクロヘキセンジオキサイドが挙げられる。アリサイクリックジエポキシカルボキシレートとしては、例えば、ダイセル化学工業株式会社製のセロキサイド２０２１Ｐ、ハンツマン・ジャパン株式会社製のＣＹ１７９などが挙げられるが、当然これらに限定されるものではない。ジエポキシリモネンとしては、例えば、ダイセル化学工業株式会社製のセロキサイド３０００が挙げられるが、当然これらに限定されるものではない。

実施例２〜７、１３〜１５、比較例１１〜１５
組成を表１に示すように変更した以外は実施例１の操作を繰り返した。結果を併せて表１に示す。

実施例１６、比較例１６、比較例１７
実施例１、比較例１４、比較例１２で得られたプリプレグを、それぞれその繊維方向を揃えて８プライ積層し、オートクレーブにて１８０℃で４時間、０．７ＭＰａの圧力下に、昇温速度１．７℃／分で硬化させ、それぞれ繊維強化複合材料のパネルを得た。得られたパネルから試験片を切り出し、０°圧縮強度を測定した。結果を表２に示す。

比較例９、１０、比較例１８〜２２
組成を表２に示すように変更した以外は実施例１６の操作を繰り返した。得られたプリプレグを、それぞれその繊維方向を揃えて８プライ積層し、オートクレーブにて１８０℃で２時間、０．７ＭＰａの圧力下に、昇温速度１．７℃／分で硬化させ、それぞれ繊維強化複合材料のパネルを得た。得られたパネルから試験片を切り出し、０°圧縮強度を測定した。結果を表２に示す。

比較例２３
三菱レイヨン（株）製エポキシ樹脂組成物＃１０５３Iを使用した以外は実施例１６の操作を繰り返した。得られたプリプレグを、それぞれその繊維方向を揃えて８プライ積層し、オートクレーブにて１８０℃で２時間、０．７ＭＰａの圧力下に、昇温速度１．７℃／分で硬化させ、それぞれ繊維強化複合材料のパネルを得た。得られたパネルから試験片を切り出し、０°圧縮強度を測定した。硬化樹脂曲げ弾性率は３．２ＧＰａ、０°圧縮強度は１６７０ＭＰａであった。

表１、２からわかるように、実施例１〜７および１３〜１５でそれぞれ得られた硬化樹脂板の曲げ弾性率は高い値であり、またプリプレグのタック性も良好であった。実施例１６の繊維強化複合材料の０°圧縮強度は高い値を示した。

一方、比較例１の樹脂組成物はプリプレグとしては不適であった。比較例２〜７の樹脂組成物は脆弱であり、繊維強化複合材料のマトリックスとしては不適であった。比較例９、１０および１６〜２３からわかるように、従来の技術の範囲内の樹脂組成物はプリプレグとしては製造可能であるが、その繊維強化複合材料の０°圧縮強度は本発明の実施例に比べて低いものであった。

Claims

下記の成分（Ａ）および（Ｂ）を必須成分として含み、成分（Ａ）と（Ｂ）の合計１００質量部に対して、成分（Ａ）の量が６０〜９５質量部であり、成分（Ｂ）の量が５〜４０質量部であって、成分（Ｂ）が分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）を含む、繊維強化複合材料用樹脂組成物。
成分（Ａ）：ベンゾオキサジン化合物
成分（Ｂ）：分子中にシクロヘキセンオキサイド基を持つエポキシ樹脂
成分（Ｂ）がさらに分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）を含む請求項１記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物。
分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）と分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）の合計１００質量部に対して分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）の量が３０〜９０質量部である、請求項２記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物。
分子中にシクロヘキセンオキサイド基を１個のみ持つエポキシ樹脂（Ｂ２）が下記式２で表されるエポキシ樹脂である、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物。
分子中にシクロヘキセンオキサイド基を２個持つエポキシ樹脂（Ｂ１）が下記式１で表されるエポキシ樹脂である、請求項２〜４に記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物。
請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物を強化繊維に含浸させ、硬化させて得られる繊維強化複合材料。
請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物であって硬化後の樹脂の曲げ弾性率が４．５Ｐａから５．５ＧＰａである繊維強化複合材料用樹脂組成物と強化繊維からなるプリプレグ。
強化繊維の引張弾性率が３５０ＧＰａ以上である請求項７に記載のプリプレグ。
請求項７または８記載のプリプレグを硬化させて得られる繊維強化複合材料。