JP2021528526A - エポキシ樹脂配合物 - Google Patents

Abstract

配合物の１０〜８０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂、配合物の１〜１５重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤、配合物の１〜１０重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤、及び配合物の１〜３０重量％を占める硬化剤系を含む配合物が提供される。配合物は、良好な難燃性、低発煙性、低煙毒性及び低熱放出特性を有する航空機内部複合部品を製造するのに特に適している。配合物はまた、優れた加工特性及び機械的特性を有する。難燃性、低発煙性、低煙毒性及び低熱放出特性を含む様々な特性を改善し、また強靭さを含む加工特性及び機械的特性をさらに改善するために、さらなる成分が組成物に含まれ得る。配合物から製造された組成物は、優れた加工特性及び機械的特性を有し、また、良好な表面仕上げを有し得る。

Description

本発明は、改良されたエポキシ樹脂配合物、特に、良好な機械的特性及び加工特性を保持しながら、良好な難燃性、低発煙性、低煙毒性、及び低熱放出特性を有する航空機内装部材の製造に使用され得るエポキシ樹脂配合物に関する。本発明はまた、樹脂配合物を含むプリプレグ、硬化プリプレグ、前述の硬化プリプレグから形成される層状構造物、及び前述の硬化プリプレグ／層状構造物から形成される航空機部材、特にギャレー、モニュメント、ビン、床部材、コックピット部材、トレイ、エアダクト、シート又はシート部材などの内部航空機部材に関する。

硬化性樹脂を含浸させた繊維層は、本明細書ではプリプレグとして既知であり、プリプレグ中の樹脂は、未硬化状態又は部分的硬化状態であり得る。

長年にわたり、フェノール樹脂ベースの配合物とガラス繊維を含むプリプレグが航空機の内装部材の製造に使用されており、そのようなプリプレグにより、一般に、妥当な難燃性、発煙性、及び煙毒性（ＦＳＴ）の特性を有する部材が製造される。しかしながら、前述のフェノール樹脂ベースの配合物により製造される部材は、一般に表面仕上げ（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｎｉｓｈ）が不十分であり、したがって、表面仕上げが重要である用途（航空機の内装部材など）の場合、部材は、許容できる表面仕上げを達成するため追加の後硬化処理及び／又は充填剤の使用を必要とする。前述の部材の機械的特性も制限される可能性があり、特にプリプレグが炭素繊維ではなくガラス繊維を含む場合、部材の重量が比較的重くなることもある。

したがって、エポキシ樹脂系によると、フェノール樹脂ベース系と比較して、改善された表面仕上げ、及び潜在的に改善された機械的特性を備えた部材を製造できるため、航空機の内装部材を形成するためのエポキシ樹脂ベースのプリプレグの使用にシフトしている。

エポキシ樹脂配合物は、典型的にはエポキシ樹脂を含み、これは、使用される硬化サイクル及び製造される完成品の性質に応じて、広範囲のエポキシ含有材料から選択され得る。エポキシ樹脂は、固体、液体、又は半固体のいずれかであり得、その官能性とエポキシ当量によって特徴づけられる。エポキシ樹脂の官能性は、反応し、硬化して硬化構造を形成するために利用できる、１分子あたりの反応性エポキシ部位の数である。例えば、ビスフェノールＡエポキシ樹脂の官能性は２であり、ある特定のグリシジルアミンの官能性は４を超える場合がある。エポキシ樹脂の反応性は、エポキシ当量（ＥＥＷ）で示され、ＥＥＷが低いほど反応性が高くなる。ＥＥＷは、１モル当量のエポキシド基を含むグラム単位でのエポキシ樹脂材料の重量（ｇ／ｍｏｌ）である。

エポキシ配合物はまた、触媒及び／又は硬化剤を含み、これらはまた、エポキシ樹脂の性質、製造される製品、及び必要とされる硬化サイクルに応じて選択される。

硬化エポキシ樹脂系は脆い可能性があり、その脆性を低減するためにエポキシ樹脂系に強化剤を含めることはよく知られている。提案されている典型的な強化剤は、ポリビニルホルマール樹脂及びフェノキシ樹脂などの熱可塑性樹脂、カルボキシル末端ブタジエンゴム（ＣＢＴＮ）及びアミン末端アクリロニトリルゴム（ＡＴＢＮ）などのゴム、並びにポリエーテルスルホンなどの熱可塑性物質である。

プリプレグに必要な特性は、硬化時に必要なＴｇを有し、また、使用目的に応じて必要な機械的特性を備えていることである。ある特定の適用では、Ｔｇが湿っぽい又は多湿条件下で保持されることが重要である。さらに、層状構造物の製造に使用される場合、それはラミネート内の隣接する層に付着しなければならず、この使用のために、プリプレグは触ると粘着性であり、粘着性は樹脂配合物によって提供されることが好ましい。

硬化した複合材料の重要な物理的特性には、層間せん断強度（ＩＬＳＳ）、０°曲げ強度、０°曲げ弾性率、０°引張強度及び０°引張弾性率が含まれ、そしてこれらの値はすべて、未硬化の組成物に存在する樹脂成分及び非樹脂成分の性質と量の両方の影響を受ける。

樹脂配合物及び硬化プリプレグの他の重要な特性は、冷蔵、貯蔵寿命、並びに湿度の高い条件下での物理的及び機械的特性の保持である。硬化プリプレグベースの複合材料は、ハニカムコアなどのコア材料への強力な結合を確保するために、望ましいドラム剥離特性（自己接着）を備えていなければならない。

冷蔵は、ＤＩＮ ＥＮ６０４１に従って測定されたガラス転移温度の保持と合わせて、ＤＩＮ ＥＮ２５６３に従って測定された最大１２か月の−１８℃での層間せん断応力の保持によって示される。さらに樹脂配合物は、使用前に保管を可能にする貯蔵寿命を有していなければならない。通常、樹脂は、相対湿度６５％で、約２０℃で保管した場合、少なくとも１５日間その特性を保持するべきである。

場合によっては、例えば硬化中の樹脂の流れを促進するために、樹脂配合物が高められた温度で比較的低い粘度を有することも有用であり得る。

樹脂及び樹脂配合物を含むプリプレグのこれらの物理的特性必要条件に加えて、樹脂配合物がある特定の加工必要条件を満たすことが重要である。例えば、ＤＩＮ ＥＮ ６０４５に従ったＤＳＣ測定で示されたところによると、硬化中での発熱が大きすぎないようにするべきであり、典型的には、発熱は樹脂１グラムあたり４５０ジュールを超えるべきではない。樹脂配合物は、好ましくは、オートクレーブ、密閉型又はオーブン内で、１２０℃〜１６０℃、好ましくは１３０℃〜１６０℃の温度で４５分以内に硬化可能である。これらの特性は、硬化剤系の選択とともに、配合物の官能性及びＥＥＷの選択によって達成することができる。場合によっては、航空機メーカーは、エネルギーコストを削減し、プレス成形プロセスでの加工処理時間を短縮するため、比較的高温で可能な最短時間で硬化することを好むことがある。別の望ましい硬化手順は、ホットロード／ホットアンロード硬化（“ｈｏｔ−ｌｏａｄ／ｈｏｔ−ｕｎｌｏａｄ ｃｕｒｉｎｇ”）として知られているもので、プリプレグを予熱した金型に入れ、比較的短時間硬化させ、冷却期間なしで金型から取り出す。

航空機部材、特に内装部材に必要なＦＳＴ特性のレベルは、安全必要条件の高まりとともに大幅に増加しており、そのような部材はまた、例えばＯＳＵ（オハイオ州立大学）の熱放出試験（ＦＡＲ ２５．８５３（ｄ）Ａｍｄｔ．２０ Ａｐｐ．Ｆ Ｐｔ．ＩＶ（ｅ）及び（ｇ））、垂直燃焼試験（ＦＡＲ ２５．８５３ Ａｍｄｔ．２０ ＡＰＰ．Ｆ Ｐｔ Ｉ（ａ））、及び煙密度と有毒ガスの試験（ＡＢＤ００３１ Ｉｓｓ／Ｆ Ｄ６−５１３７７ ＲＥＶＧ）に適応するために、優れた熱放出特性を備えている必要がある。

一般に、エポキシ樹脂ベースの配合物を含むプリプレグは、特にプリプレグの繊維部材が炭素繊維である場合、フェノール樹脂ベースの配合物を含むプリプレグほど良好なＦＳＴ及び／又は熱放出特性（ＯＳＵ）を有しておらず、このようなエポキシ樹脂ベースの配合物のＦＳＴ／ＯＳＵ特性を改善する努力が為されている。ＦＳＴ／ＯＳＵ特性が改善されたエポキシ樹脂ベースの配合物及びプリプレグは、難燃性樹脂又はプリプレグと呼ばれることがある。

樹脂マトリックスが難燃性エポキシ樹脂である難燃性エポキシ樹脂及びプリプレグは、例えば、米国特許出願公開第２０１２／０１６４３７３号、米国特許出願公開第２００８／０３１５１６４号及び国際公開第２００８／１３６０９６号により知られている。これらの参考資料の多くは、回路基板や電気設備などの電気的用途で使用するためのプリプレグに関するものである。米国特許出願公開第２００８／０３１５１６４号は、優れた難燃特性を示し、また、車両の内部、天井、仕切り、壁などの物品における用途に所望される機械的特性を維持するプリプレグを開示している。これらの材料は、ＵＬ９４可燃性試験で可燃性必要条件ＶＯを満たすことが示されている。しかしながら、米国特許出願公開第２００８／０３１５１６４号は、航空機用途で使用するための厳しい必要条件を満たす材料の提供に関するものではない。

ＧＢ２４７２４２３は、難燃性複合材料を開示している。例において開示されるのは、イミダゾール触媒と組み合わせたウロン促進剤及びジシアンジアミド硬化剤を有するプリプレグである。この文書は、樹脂の機械的特性又はその硬化特性を一切開示していない。この文書はまた、実際の配合物を開示しておらず、性能特性のいずれも実際の配合物のデータによって裏付けされていない。

国際公開第２０１４／１２５０４４号は、多官能性エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、難燃剤、強化剤及び硬化剤を含むエポキシ配合物、並びに航空機部材、特に内部と外部のパネル及びヘリコプターのローターブレード用スリーブの製造に有用なプリプレグにおけるそれらの使用を開示している。

上記の配合物は、非変性樹脂と比較して改善されたＦＳＴ特性を有するが、それらは、特に熱放出、垂直燃焼及び／又は煙／毒性に関して、航空機内部部材に現在要求される特に高い基準を必ずしも満たしていない。ＦＳＴ特性を改善しながら、樹脂配合物の良好な機械的及び／又は加工特性を維持することも困難であった。

本発明は、上記の問題を回避又は少なくとも軽減すること、及び／又は全般的に改善をもたらすことを目的とする。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲のいずれかによる配合物、配合物の使用、プリプレグ、層状構造物、層状構造物の使用、及び航空機部材が提供される。

本発明は、
ａ．配合物の１０〜８０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂、
ｂ．配合物の１〜１５重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤、
ｃ．組成物の１〜１０重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤、及び
ｄ．配合物の１〜３０重量％を占める硬化剤系
を含む配合物を提供する。

本発明はさらに、プリプレグ中のマトリックスとしての本発明による配合物の使用を提供する。

本発明はまた、強化繊維及び本発明による配合物を含むプリプレグを提供する。

本発明はさらに、本発明による硬化プリプレグの１つ以上の層を含み、任意選択で他の材料の１つ以上の層をさらに含んでいてもよい層状構造物、及び航空機の部材としての前述の層状構造物の使用を提供する。

本発明はさらに、硬化プリプレグであって、プリプレグのマトリックスが本発明による配合物を含む硬化プリプレグを含む航空機部材を提供する。

本発明による配合物をそのマトリックスとして含むプリプレグ、前述のプリプレグを硬化させることにより形成される層状構造物、及び前述の硬化プリプレグ／層状構造物から形成される航空機部材は、優れた難燃性、低発煙性及び低煙毒性（ＦＳＴ）と共に、低熱放出（ＯＨＵ）特性、良好な表面仕上げ、ならびに優れた機械的及び加工特性を有することが見出された。

本発明の特に好ましい実施形態において、本発明の配合物及びプリプレグは、最大３６％、好ましくは３９％以上の樹脂装填量、及び５ｍｍ以上の厚みで、低発煙性、低煙毒性（ＦＳＴ）及び低熱放出（ＯＨＵ）特性についての業界標準試験に合格することができる層状構造物及び部材を提供する。同様に、本発明の層状構造物及び部材、すなわち本発明の樹脂配合物及びプリプレグから形成されたものは、優れた層間せん断強度、０°曲げ強度、０°曲げ弾性率、０°引張強度及び０°引張弾性率を有する。本発明の樹脂配合物及びプリプレグはまた、優れた粘度、粘着性、及び硬化特性、並びに高い硬化Ｔｇを有する。

ハロゲン化エポキシ樹脂とは、ハロゲン含有エポキシ樹脂材料、特に塩素化もしくは臭素化エポキシ樹脂又はそれらの混合物を意味し、好ましくは、ハロゲン化エポキシ樹脂は、ビスフェノール−Ｃエポキシ樹脂などの塩素化エポキシ樹脂を含む。

好ましくは、本発明の配合物は、ハロゲン化エポキシ樹脂を配合物の１５〜６０重量％、より好ましくは配合物の１５〜４０重量％の割合で含む。

本発明による配合物のアンチモンベースの難燃性部材は、好ましくは、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、又はそれらの混合物を含む。好ましくは、本発明の配合物は、アンチモンベースの難燃剤を配合物の１．５〜１２重量％、より好ましくは配合物の２〜１０重量％の割合で含む。

本発明による配合物の無機又は非ポリマー有機リン含有難燃性成分は、好ましくは、赤色リン、ポリリン酸アンモニウム、ポリホスファゼン、リン酸メラミン（ポリホスファート及びピロホスファートを含む）又はそれらの混合物を含み、より好ましくは、無機リン含有難燃剤は、赤色リンを含む。本発明の配合物で使用するのに特に適した形態の赤色リンは、Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｔｄ．から入手可能なＥｘｏｌｉｔ ＲＰ ６５００などのエポキシ樹脂担体中のマイクロカプセル化された赤色リンのブレンドである。本発明の配合物で使用される無機リン含有難燃剤の量について言及する場合、無機リン含有難燃剤自体の量のみを指し、担体又は他の成分を指すものではない。したがって、本発明の配合物が、５０重量％の赤色リンと５０重量％のエポキシ樹脂との混合物を含む成分を配合物の８重量％の割合でその中に組み込むことによって製造される場合、配合物中の無機リン含有難燃剤の量は、配合物の４重量％となる。好ましくは、本発明による配合物は、無機リン含有難燃剤を、組成物の１．５〜７．５重量％、より好ましくは組成物の２．５〜６重量％の割合で含む。

本発明の配合物で使用される硬化剤系は、ハロゲン化エポキシ樹脂及び任意の他のエポキシ樹脂基、並びに配合物中の他の成分の架橋によって配合物の硬化を促進する。硬化剤系とは、配合物の硬化を可能にする任意の成分又は成分の組合せを意味する。したがって、本発明で使用するための硬化剤系は、配合物の樹脂成分を硬化させることができる任意の硬化剤（単一種または複数種）を含み得、また、共硬化剤（硬化補助剤）又は促進剤などの追加の硬化成分、すなわち、硬化剤（単一種または複数種）の性能を高める成分を含み得る。すべての硬化剤といずれかの追加の硬化添加剤との組合せは、まとめて硬化剤系と呼ばれ、したがって、配合物中の硬化剤系の重量パーセントは、すべての硬化剤と促進剤などの追加の硬化添加剤との合計である。本発明の配合物中の硬化剤系の量は、配合物の１〜３０重量％、好ましくは３〜２０％、より好ましくは５〜１５％である。

本発明の配合物の硬化剤系で使用される硬化剤は、配合物の樹脂成分を適切な条件下で硬化させることができる任意の薬剤、例えば、ジシアンジアミドなどの脂肪族若しくは芳香族アミン、又はそれらの各付加物、アミドアミン、ポリアミド、脂環式アミン、無水物、ポリカルボン酸ポリエステル、イソシアナート、フェノールベースの樹脂（例えば、フェノール若しくはクレゾールノボラック樹脂、フェノールテルペン、ポリビニルフェノール、又はビスフェノールＡホルムアルデヒドコポリマー、ビスヒドロキシフェニルアルカンなどのコポリマー）、ヒドラジド、スルホンアミド、ジアミノジフェニルスルホンなどのスルホン、無水物、メルカプタン、イミダゾール、尿素、第三級アミン、ＢＦ３錯体又はそれらの混合物であり得る。

好ましい硬化剤には、ヒドラジド及びジシアンジアミドが含まれる。

適切なヒドラジドには、２，４−ジヒドロキシ安息香酸ヒドラジド、オキサリルジヒドラジド、４−アミノ安息香酸ヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、セバスチン酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、イコサン二酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、３−フルオロ安息香酸ヒドラジド、バリンジヒドラジド、トルエンスルホン酸及び２−フロ酸ヒドラジドが含まれるが、これらに限定される訳ではないものとし、特に好ましい硬化剤は、アジピン酸ジヒドラジドである。

ジシアンジアミドはまた、本発明の配合物の硬化剤系で使用するための好ましい硬化剤である。

本発明の好ましい実施形態では、硬化剤系は、硬化剤系のための促進剤をさらに含む。前述の実施形態において、硬化剤系の硬化剤（単一種または複数種）と適合性のある促進剤であればすべて使用され得るが、尿素ベースの促進剤が好ましい。尿素促進剤は、２，４トルエンビスジメチル尿素又は２，６トルエンビスジメチル尿素、４，４’−メチレンビス（フェニルジメチル尿素）及び／又は前述の硬化剤の組合せなどのビス尿素硬化剤を含み得る。尿素ベースの促進剤は、「ウロン」と呼ばれることもあり得る。

他の適切な尿素ベースの促進剤は、単独で又は任意の組合せで、以下のいずれかを含み得る：

好ましい尿素ベースの材料は、ＵＲ５０５、ＵＲ５００及びＯｍｉｃｕｒｅ Ｕ５２Ｍなどのビス尿素を含む、Ａｌｚｃｈｅｍの商標であるＤＹＨＡＲＤ（登録商標）の商品名で入手可能な一連の材料である。

本発明の好ましい実施形態において、本発明の配合物は、有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤をさらに含む。好ましくは、有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤は、ホスホナート、より好ましくは、反応性ホスホナート、特にフェノールヒドロキシル末端基を含むホスホナートである。本発明で使用するのに適したポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤の例には、米国のＦＲＸ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｉｎｃ．から入手可能な、Ｎｏｆｉａ ＯＬ３００１及びＮｏｆｉａ ＯＬ１００１、ポリ［ホスホナート−コ−カーボナート］ＦＲＸ ＣＯ３５及びＦＲＸ ＣＯ６０、Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能な、オリゴマーホスホナートポリオールＥｘｏｌｉｔ ＯＰ ５６０、ＩＣＬ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能な、ポリ（１，３−フェニレンフェニルホスホナート）、及びレゾルシノールビス−ジフェニルホスファートＦｒｙｏｆｌｅｘ ＲＤＰが含まれる。

好ましくは、本発明の配合物は、有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤を、組成物の４〜３５重量％、より好ましくは配合物の５〜３０重量％、最も好ましくは配合物の５〜２５重量％の割合で含む。

本発明のさらに好ましい実施形態において、本発明の配合物は、煙抑制剤をさらに含む。煙抑制剤は、本発明の硬化配合物から形成された部材の燃焼中における煙の発生を抑制することができる任意の材料である。本発明の配合物で使用するのに特に適切な煙抑制剤には、ホウ素化合物、亜鉛化合物、金属水酸化物又はそれらの混合物が含まれる。特に適切な煙抑制剤には、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム又はそれらの混合物、より好ましくは、ヒドロキシスズ酸亜鉛又はホウ酸亜鉛と水酸化マグネシウムとの混合物が含まれる。好ましくは、本発明の配合物は、煙抑制剤を、配合物の１〜４０重量％、より好ましくは２〜３８％、さらにより好ましくは３〜３５％の割合で含む。

本発明の特定の実施形態において、本発明の配合物は、有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤及び煙抑制剤の両方を含む。

本発明の好ましい実施形態において、本発明の配合物は、エポキシノボラック樹脂をさらに含む。好ましくは、本発明の配合物は、エポキシノボラック樹脂を、配合物の５〜３０重量％、より好ましくは６〜２５％、さらにより好ましくは７．５〜２０％の割合で含む。

好ましくは、エポキシノボラック樹脂は、フェノールエポキシノボラック樹脂、クレゾールエポキシノボラック樹脂、トリスフェニルメタンエポキシノボラック樹脂又はそれらの混合物を含み、より好ましくは、エポキシノボラック樹脂は、フェノールエポキシノボラック樹脂を含む。

本発明のさらなる実施形態において、本発明の配合物は、エラストマー強化剤成分、好ましくはコアシェルエラストマー粒子及び／又はエラストマー／エポキシ付加物を含むエラストマー強化剤成分をさらに含む。

本発明の配合物で使用されるコアシェルエラストマーは、好ましくは、エポキシ樹脂中のコアシェルエラストマー粒子のブレンドである。これらの材料は、一般に、約１：５〜５：１部のエポキシ対エラストマー、より好ましくは約１：３〜３：１部のエポキシ対エラストマーを含む。より典型的には、コアシェルエラストマーは、少なくとも約５％、より典型的には少なくとも約１２％、さらにより典型的には少なくとも約１８％のエラストマーを含み、また典型的には約５０％以下、さらにより典型的には約４０％以下、さらにより典型的には約３５％以下のエラストマーを含むが、より高い又はより低いパーセンテージも可能であるものとする。好ましくは、このブレンド中のコアシェル粒子の重量％は、５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。

エラストマーは、主鎖又は側鎖のいずれかが官能基を有し得る。適切な官能基には、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨ−、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＣＯＮＨ_２、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、及びオキシラン又はグリシジル基などが含まれるが、これらに限定される訳ではない。エラストマーは、任意選択で、加硫可能又は後架橋可能であり得る。具体例としてのエラストマーには、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、イソプレンブタジエンコポリマー、ネオプレン、ニトリルゴム、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ブチルゴム、ポリスルフィドエラストマー、アクリルエラストマー、アクリロニトリルエラストマー、シリコーンゴム、ポリシロキサン、ポリエステルゴム、ジイソシアナート結合（ｄｉｓｏｃｙａｎａｔｅｌｉｎｋｅｄ）縮合エラストマー、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレンジエンゴム）、クロロスルホン化ポリエチレン、フッ素化炭化水素、（ＡＢ）及び（ＡＢＡ）タイプのスチレンとブタジエン又はイソプレンとのブロックコポリマー、並びに（ＡＢ）ｎタイプのポリウレタン又はポリエステルのマルチセグメントブロックコポリマーなどの熱可塑性エラストマーが含まれるが、これらに限定される訳ではない。カルボキシル末端ブタジエン−アクリロニトリル（ＣＴＢＮ）が官能化エラストマーとして使用される場合、好ましいニトリル含有量は、樹脂組成物に基づいて５〜３５重量％、より好ましくは、樹脂組成物に基づいて２０〜３３重量％である。

好ましくは、コアシェルエラストマー粒子はゴムを含み、より好ましくはコアシェルエラストマー粒子はシリコーンゴムを含む。

本発明の組成物での使用に適したエポキシ樹脂と混合されたコアシェルエラストマーの例は、ＭＸ１５３、ＭＸ４１６及びＭＸ９６５などのＫａｎｅｋａ（カネカ）から入手可能なＭＸ製品群である。

エポキシ樹脂と混合した形で販売される適切なエポキシド官能化エポキシ／コアシェルエラストマーの例は、商品名ＨｙＰｏｘ（商標）ＲＫ８４の製品、すなわちＣＴＢＮエラストマーとブレンドされたビスフェノールＡエポキシ樹脂、及び商品名ＨｙＰｏｘ（商標）ＲＡ１３４０の製品、すなわちＣＴＢＮエラストマーで修飾されたエポキシフェノールノボラック樹脂であり、どちらもニュージャージー、ムアズタウン（Ｍｏｏｒｅｓｔｏｗｎ）のＣＶＣ Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓから市販されている。ビスフェノールＡエポキシ樹脂に加えて、他のエポキシ樹脂を使用することにより、エポキシ／エラストマー付加物、例えばｎ−ブチルグリシジルエーテル、スチレンオキシド及びフェニルグリシジルエーテル；ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル及びジグリシジルフタラートなどの二官能性エポキシ化合物；トリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルｐ−アミノフェノールなどの三官能性化合物；テトラグリシジルｍ−キシレンジアミン及びテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどの四官能性化合物；並びにクレゾールノボラックポリグリシジルエーテル、フェノールノボラックポリグリシジルエーテルなどのより多くの官能基を有する化合物を調製することができる。

コアシェルエラストマー粒子とエポキシ樹脂とのブレンド、及び／又はエポキシ樹脂と混合したエラストマー／エポキシ付加物が本発明の配合物に使用される場合、強化剤の量は、エポキシ樹脂成分を含まない配合物中に存在するコアシェルエラストマー粒子及び／又はエラストマーエポキシ付加物の量として表される。例えば、エポキシ樹脂中のコアシェルゴム粒子のブレンドを２０重量％の割合で含み、そのコアシェルゴム粒子がブレンドの２５重量％を占める配合物は、配合物の５重量％の割合でコアシェルエラストマー粒子を含むと見なされる。

好ましくは、本発明の配合物は、コアシェルエラストマー粒子及び／又はエラストマー／エポキシ付加物を、配合物の１〜２０重量％、より好ましくは２〜１５％、さらにより好ましくは３〜１０％の割合で含む。

本発明の好ましい実施形態において、本発明の配合物は、ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて、１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂をさらに含む。１つ以上の追加のビスフェノールエポキシ樹脂は、特定の追加の成分として配合物に添加され得、かつ／又は配合物に添加された１つ以上の他の成分から誘導され得る。例えば、追加のビスフェノールエポキシ樹脂の一部又はすべては、配合物に添加されるコアシェルエラストマー粒子とエポキシ樹脂とのブレンドの一部として、又は配合物に添加される無機リン含有難燃剤の担体として存在し得る。本明細書で言及される追加のビスフェノールエポキシ樹脂の量は、供給源が何であれ、配合物中の追加のビスフェノールエポキシ樹脂の総量（ハロゲン化エポキシ樹脂を除く）であり、したがって、異なるビスフェノール（ｂｉｓｈｐｈｅｎｏｌ）エポキシ樹脂の混合物を含み得る。好ましくは、本発明の配合物は、追加のビスフェノールエポキシ樹脂を、配合物の１〜４０重量％、より好ましくは３〜３０％、さらにより好ましくは３〜２５％の割合で含む。

本発明の配合物で使用するのに適した追加のビスフェノールエポキシ樹脂には、多官能性樹脂、すなわち、少なくとも２、場合によっては３又は４の官能性を有する樹脂が含まれる。追加のビスフェノール樹脂は、好ましくは、１００〜１５００、好ましくは１００〜３５０、より好ましくは１００〜３００の範囲のＥＥＷ、最も好ましくは１００〜２５０の範囲及び／又は前述の範囲の組合せのＥＥＷによって示されるように高い反応性を有する。

適切な二官能性エポキシ樹脂には、例として、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、フェノール及びクレゾールエポキシノボラック、フェノール−アルデヒド付加物のグリシジルエーテル、脂肪族ジオールのグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族ポリグリシジルエーテル、エポキシ化オレフィン、芳香族グリシジルアミン、複素環式グリシジルイミジン及びアミド、グリシジルエーテル、グリシジルエステル又はそれらの任意の組合せに基づくものが含まれる。

適切な三官能性エポキシ樹脂には、例として、フェノール及びクレゾールエポキシノボラック、フェノール−アルデヒド付加物のグリシジルエーテル、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族トリグリシジルエーテル、二脂肪族トリグリシジルエーテル、脂肪族ポリグリシジルアミン、複素環式グリシジルイミジン及びアミド、グリシジルエーテル、フッ素化エポキシ樹脂、又はそれらの任意の組合せに基づくものが含まれ得る。適切な三官能性エポキシ樹脂は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（スイス、モンテー（Ｍｏｎｔｈｅｙ））から、ＭＹ０５００及びＭＹ０５１０（トリグリシジルパラアミノフェノール）並びにＭＹ０６００及びＭＹ０６１０（トリグリシジルメタアミノフェノール）の商品名で入手可能である。トリグリシジルメタアミノフェノールはまた、住友化学株式会社（大阪、日本）から商品名ＥＬＭ−１２０で入手可能である。

適切な四官能性エポキシ樹脂には、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン（三菱ガス化学株式会社からＴｅｔｒａｄ−Ｘの名称で、及びＣＶＣ ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＥｒｉｓｙｓ ＧＡ−２４０として市販されている）、及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルメチレンジアニリン（例えば、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＭａｔｅｒｉａｌｓのＭＹ０７２０及びＭＹ０７２１）が含まれる。他の適切な多官能性エポキシ樹脂には、ＤＥＮ４３８（ミシガン、ミッドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ）、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから）、ＤＥＮ４３９（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから）、Ａｒａｌｄｉｔｅ ＥＣＮ １２７３（Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから）、Ａｒａｌｄｉｔｅ ＥＣＮ １２９９、及びＡｒａｌｄｉｔｅ ＭＹ９５１２（Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから）が含まれる。

本発明の配合物に使用するための特に好ましい追加のビスフェノールエポキシ樹脂には、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、多官能性エポキシ樹脂又はそれらの混合物が含まれる。

本発明のさらなる実施形態において、本発明の配合物は、１つ以上の熱可塑性強化剤をさらに含む。好ましくは、配合物は、１つ以上の熱可塑性強化剤を、配合物の１〜１５重量％、より好ましくは１〜１０重量％、さらにより好ましくは２〜８重量％の割合で含む。

好ましくは、１つ以上の熱可塑性強化剤は、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、熱可塑性フルオロポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー又はポリ（アリールエーテルスルホン）を含み、より好ましくは、１つ以上の熱可塑性強化剤は、フェノキシ樹脂を含む。

フェノキシ樹脂は、ビスフェノールＡから誘導された熱可塑性ポリマーであり、ポリヒドロキシエーテルであって、ポリマー主鎖に沿ってエーテル結合があり、ペンダントヒドロキシル基を有する。１つの有用なフェノキシ樹脂は、フェノールベースの二官能性エポキシ樹脂と二官能性フェノールとの反応生成物（例えば、ビスフェノールＡエポキシとビスフェノールＡとの反応生成物）である。同様の材料は、ビスフェノール（例えばビスフェノールＡ）とエピクロロヒドリンから直接合成され得る。末端エポキシ基を開環して、末端アルファグリコール基を生成することができる。フェノキシ樹脂は、典型的には、少なくとも約５，０００、より典型的には少なくとも約２５，０００、さらにより典型的には少なくとも約５０，０００であるが、約１００，０００未満、より典型的には約７５，０００未満、さらにより典型的には約６０，０００未満の重量平均分子量を有する。有用なフェノキシ樹脂の例には、Ｇａｂｒｉｅｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＰｒｏｄｕｃｔｓからのＰＡＰＨＥＮフェノキシ樹脂ＰＫＨＨ、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＢ及びＰＫＨＪ、並びにＰｈｅｎｏｘｙ ＹＰ５０などのＫｕｋｄｏから入手可能なフェノキシ樹脂が含まれる。適切なポリビニルブチラール樹脂の例には、Ｂｕｔｖａｒ樹脂（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）が含まれ、適切な熱可塑性フルオロポリマーの例にはフッ化ポリビニルが含まれ、適切なエチレン酢酸ビニルコポリマーの例にはＥｌｖａｘポリマー（ＤｕＰｏｎｔから入手可能）が含まれ、適切なポリ（アリールエーテルスルホン）の例には、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルスルホン−エーテルスルホンコポリマーが含まれる。

本発明の特に好ましい実施形態において、本発明による配合物は、湿潤剤又は湿潤剤の混合物をさらに含む。好ましくは、本発明の配合物は、湿潤剤を配合物の０．０５〜１．５重量％、より好ましくは０．０７５〜１．０重量％、さらにより好ましくは配合物の０．１〜０．６重量％の割合で含む。

本発明の配合物での使用に適した湿潤剤には、界面活性剤構造を有する化合物、好ましくは非極性成分としての炭化水素鎖を有するイオン性又は非イオン性界面活性剤などの構造的繊維成分に適用されたときに樹脂の湿潤状態を改善するように機能するあらゆる材料が含まれる。本発明の配合物で使用するのに適した湿潤剤の例には、Ｐｏｌｙｆｏｘ ＰＦ−１５９などの非イオン系フッ素化ポリエーテルエトキシル化ポリマー、及びＢＹＫ Ｗ ９０１０などの酸性基を有するコポリマーが含まれる。

本発明の配合物は、周囲温度で固体であることが好ましい。

本発明の配合物は、他の添加剤、例えば、柔軟剤、耐衝撃性改良剤、ポリマー又はコポリマー充填剤、並びに他の伸長促進添加剤、湿潤剤、流動剤及びレベリング剤、並びに沈降防止剤を含み得る。適切な柔軟剤には、ウレタンなどの非反応性柔軟剤、並びにＥｖｏｎｉｃから入手可能なＳｉｌｉｋｏｐｏｎ（登録商標）などのシリコーンエポキシ樹脂及びフェノール末端ポリウレタン付加物を含む反応性柔軟剤（硬化樹脂の架橋間の間隔を拡張することができる）が含まれる。柔軟剤の適切な濃度は、組成物の３〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％である。

特定の実施形態において、本発明の配合物は、
ａ．配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
ｂ．配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
ｃ．配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
ｄ．配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
ｅ．配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
ｆ．配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
ｇ．配合物の２〜１５重量％を占めるコアシェルエラストマー粒子及び／又はエラストマー／エポキシ付加物を含むエラストマー強化剤成分；
ｈ．配合物の１〜１０重量％を占める１つ以上の熱可塑性強化剤；及び
ｉ．ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
を含む。

さらなる実施形態において、本発明の配合物は、
ａ．配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
ｂ．配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
ｃ．配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
ｄ．配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
ｅ．配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
ｆ．配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
ｇ．配合物の２〜１５重量％を占めるコアシェルエラストマー粒子及び／又はエラストマー／エポキシ付加物を含むエラストマー強化剤成分；及び
ｈ．ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
を含む。

さらなる実施形態において、本発明の配合物は、
ａ．配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
ｂ．配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
ｃ．配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
ｄ．配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
ｅ．配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
ｆ．配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
ｇ．配合物の２〜１５重量％を占めるコアシェルエラストマー粒子及び／又はエラストマー／エポキシ付加物を含むエラストマー強化剤成分；
ｈ．配合物の１〜１０重量％を占める１つ以上の熱可塑性強化剤；
ｉ．組成物の２〜３８重量％を占める煙抑制剤；及び
ｊ．ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
を含む。

さらなる実施形態において、本発明の配合物は、
ａ．配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
ｂ．配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
ｃ．配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
ｄ．配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
ｅ．配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
ｆ．配合物の１〜１０重量％を占める１つ以上の熱可塑性強化剤；
ｇ．組成物の２〜３８重量％を占める煙抑制剤；及び
ｈ．ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
を含む。

さらなる実施形態において、本発明の配合物は、
ａ．配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
ｂ．配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
ｃ．配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
ｄ．配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
ｅ．配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
ｆ．配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
ｇ．配合物の１〜１０重量％を占める１つ以上の熱可塑性強化剤；
ｈ．組成物の２〜３８重量％を占める煙抑制剤；及び
ｉ．ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
を含む。

さらなる実施形態において、本発明の配合物は、
ａ．配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
ｂ．配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
ｃ．配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
ｄ．配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
ｅ．配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
ｆ．配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
ｇ．配合物の１〜１０重量％を占める１つ以上の熱可塑性強化剤；
ｈ．組成物の２〜３８重量％を占める煙抑制剤；
ｉ．０．０５〜１．５重量％の湿潤剤、及び
ｊ．ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
を含む。

さらなる実施形態において、本発明の配合物は、
ａ．配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
ｂ．配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
ｃ．配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
ｄ．配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
ｅ．配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
ｆ．配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
ｇ．組成物の２〜３８重量％を占める煙抑制剤；
ｈ．０．０５〜１．５重量％の湿潤剤、及び
ｉ．ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
を含む。

本発明の特に好ましい実施形態において、有機及び無機成分の総量は、良好な機械的及び加工特性を提供すると同時に、優れた難燃性、低発煙性、低煙毒性、及び低熱放出特性を提供するようにバランスがとられている。特に、配合物中のすべてのエポキシ樹脂成分及び任意の熱可塑性強化剤の合計と、配合物中の無機リン、アンチモン及び任意の煙抑制剤成分の合計との重量比は、１０：１〜１：１、好ましくは５：１〜１：１、より好ましくは２：１〜１．５：１である。すべてのエポキシ樹脂成分の合計とは、直接配合物に追加の成分として添加されようと、又は他の成分（無機リン成分又はコアシェルゴムなど）の担体として添加されようと、ハロゲン化エポキシ樹脂成分と任意の他のエポキシ樹脂の総量を意味する。同様に、無機リン、アンチモン、及び煙抑制剤成分の合計とは、これらの成分の、すなわち担体などのいずれも除いた、絶対量を意味する。

本発明の好ましい実施形態において、本発明の配合物は、毎分２℃の昇温を使用するオートクレーブ硬化下で、１４０℃では３０分以下及び１５０℃では１５分以下で硬化可能である。さらに、又は別法として、本発明の配合物は、１６０℃及び最大７バールの圧力でのホットロード／ホットアンロードプレス硬化、すなわち、配合物又は配合物を含むプリプレグが、予熱された型に入れられ、必要な時間プレスされ、冷却工程を行わずに型から取り出される硬化サイクルを使用すると、１５分以内に硬化可能である。

さらに好ましい実施形態において、本発明の配合物は、硬化後にて、少なくとも１３０℃、好ましくは少なくとも１４５℃、より好ましくは少なくとも１５０℃の乾燥Ｔｇを有する。

本発明の好ましい実施形態において、本発明の配合物は、１１０℃で１０Ｐａｓ^−１以下、より好ましくは１１０℃で７１０Ｐａｓ^−１以下、最も好ましくは１１０℃で２１０Ｐａｓ^−１以下の粘度を有する。

本発明の配合物は、プリプレグのマトリックスとしての使用に特に適しており、強化繊維及び本発明による配合物を含むプリプレグも本発明の実施形態である。本発明のプリプレグは、ガラス繊維、炭素繊維及び／又はアラミド繊維などの任意の適切な強化繊維を含み得、これらは、織られたもの、織られていないもの、一方向性又は多方向性であり得る。好ましくは、強化繊維は、ガラス繊維及び／又は炭素繊維である。繊維が炭素繊維である場合、それらは、トウあたり６，０００〜５０，０００以上のフィラメントなど、複数の繊維又はフィラメントを含むトウの形態であり得る。一方向繊維トウの具体例としての層は、Ｈｅｘｃｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＨｅｘＴｏｗ（登録商標）炭素繊維から作られている。一方向繊維トウの製造に使用するのに適したＨｅｘＴｏｗ（登録商標）炭素繊維には、６，０００本又は１２，０００本のフィラメントを含み、重量がそれぞれ０．２２３ｇ／ｍ及び０．４４６ｇ／ｍのトウとして利用可能である、ＩＭ７炭素繊維；１２，０００本のフィラメントを含み、重量が０．４４６ｇ／ｍ〜０．３２４ｇ／ｍのトウとして利用可能である、ＩＭ８−ＩＭ１０炭素繊維；１２，０００本のフィラメントを含み、重量が０．８００ｇ／ｍのトウで利用可能である、ＡＳ７炭素繊維がある。使用され得る最大５０，０００（５０Ｋ）本のフィラメントを含むトウには、東レから入手可能な約２５，０００本のフィラメントを含むトウ、及びＺｏｌｔｅｋ又はＴｅｎａｘから入手可能な約５０，０００本のフィラメントを含むトウがある。工業用繊維の具体例としては、東レからの２４，０００本のフィラメントを含むトウで入手可能であるＴ６２０ ６０Ｅ炭素繊維、及びＴｅｎａｘからの２４，０００本のフィラメントと重量１．６ｇ／ｍを含むトウで入手可能であるＳＴＳ４０Ｆ１３炭素繊維がある。

本発明のプリプレグは、例えば、周知の「ニップ」配置又は「Ｓラップ」配置を使用して、強化繊維に本発明の配合物を少なくとも部分的に含浸させる任意の好都合な方法で形成され得る。

好ましくは、本発明のプリプレグは、本発明の配合物をプリプレグの２５〜７０重量％の割合で含む。例えば、航空機のシートの製造に特に適した本発明のプリプレグは、３６〜４０重量％の本発明による配合物及び６４〜６０重量％の炭素繊維を含み、また、航空機ギャレー又は貯蔵部品（ビンなど）の製造に特に適した本発明のプリプレグは、３８〜４０重量％の本発明による配合物並びに６２〜６０重量％のガラス繊維及び／又は炭素繊維を含む。

本発明のプリプレグの好ましい実施形態において、強化繊維は炭素であり、プリプレグは、硬化後、以下の特性：
ａ）ＡＳＴＭ Ｄ２３４４で測定した場合、少なくとも５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも６０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも７０ＭＰａの層間せん断強度（ＩＬＳＳ）；
ｂ）ＡＳＴＭ Ｄ７９０で測定した場合、少なくとも１１００ＭＰａ、好ましくは少なくとも１４００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１６００ＭＰａの０°曲げ強度；
ｃ）ＡＳＴＭ Ｄ７９０で測定した場合、少なくとも９５ＧＰａ、好ましくは少なくとも１００ＧＰａ、より好ましくは少なくとも１２０ＧＰａの０°曲げ弾性率；
ｄ）ＡＳＴＭ Ｄ３０３９で測定した場合、少なくとも１４００ＭＰａ、好ましくは少なくとも１６００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１９００ＭＰａの０°引張強度；又は
ｅ）ＡＳＴＭ Ｄ３０３９で測定した場合、少なくとも１１０ＧＰａ、好ましくは少なくとも１１５ＧＰａ、より好ましくは少なくとも１２０ＧＰａの０°引張弾性率
のうちの少なくとも１つを有する。

本発明のプリプレグの特に好ましい実施形態では、強化繊維は炭素であり、プリプレグは、上記の特性のうちの少なくとも２つ、より好ましくは上記の特性のうちの少なくとも３つ、さらにより好ましくは上記の特性のうちの少なくとも４つ、及び最も好ましくは上記特性のすべてを有する。

本発明の好ましい実施形態において、本発明のプリプレグは、他の複合材料（例えば、本発明による他のプリプレグ又はその他のプリプレグ）であり得る材料の他の層とレイアップされて（重ね合わされて）プリプレグスタックが形成され、これは、硬化されて繊維強化ラミネートを製造し得る。プリプレグはまた、硬化の前又は後に、ハニカム構造及び金属箔などの他の層状構造に結合され得る。

本発明のプリプレグを硬化させることによって製造された層状構造物は、シート又はその部材（シートパン、シートバック又はシートレストなど）などの航空機の部材としての使用に特に適している。

本発明は、以下の成分を使用して以下の配合物が調製された以下の例によって説明されるが、決して限定はされない：
・ＬＭＥ１１０８２−ＨｕｎｓｔｍａｎのＥＥＷ２０５のビスＣエポキシ、
・Ｐｈｅｎｏｘｙ ＹＰ５０Ｐ−Ｋｕｋｄｏのフェノキシ樹脂強化剤、
・Ａｒａｌｄｉｔｅ ＧＹ２８１−ＥＥＷ １５９〜１７２のビスフェノールＦエポキシ樹脂、Ｈｕｎｔｓｍａｎから入手可能、
・ＭＸ１５３−カネカから入手可能な、ＥＥＷ ２７０（６７重量％）のビスフェノールＡエポキシ樹脂と混合されたコアシェルゴム（３３重量％）、
・Ｋａｎｅｋａ ＭＸ９６５−カネカのＥＥＷ ２２０（７５重量％）のビスフェノールＦエポキシ樹脂と混合されたシリコーンコアシェルゴム（２５重量％）、
・Ｅｘｏｌｉｔ ＲＰ６５００−ＣｌａｒｉａｎｔのＥＥＷ１８０〜１９０（５３〜５８重量％）のビスフェノールＡエポキシ樹脂に含まれる赤リン難燃剤（４２〜４７重量％）、
・Ｅｘｏｌｉｔ ＯＰ３９５−Ｃｌａｒｉａｎｔの１０％ホスフィナートベースの難燃剤、
・Ｔｅｃｈｎｉｃｕｒｅ ＡＤＨ−Ｊ−Ｇｅｎｉｅｃｈｅｍのアジピン酸ジヒドラジド硬化剤、
・Ｏｍｉｃｕｒｅ Ｕ５２Ｍ−Ａｌｚｃｈｅｍの尿素ベースの促進剤、
・ＹＤ ＰＮ６３８−Ｋｕｋｄｏ ＥＥＷ１７０〜１９０のエポキシフェノールノボラック樹脂、
・Ｎｏｆｉａ ＯＬ３００１−Ｖｅｌｏｘの粉砕リンオリゴマー、
・Ｃｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅの五酸化アンチモン、
・Ｆｉｒｅｂｒａｋｅ ＺＢ−Ｂｏｒａｘのホウ酸亜鉛、
・Ｍａｇｎｉｆｉｎ Ｈ１０−Ｍａｒｔｉｎｓｗｅｒｋの水酸化マグネシウム、
・Ｐｏｌｙｆｏｘ１５９−Ｏｍｎｏｖａ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓから入手可能な表面仕上げ／湿潤剤、
・ＢＹＫ−Ｗ９０１０−ＢＹＫ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能な湿潤剤、
・Ａｒａｌｄｉｔｅ ＭＹ９５１２−Ｈｕｎｔｓｍａｎから入手可能なＥＥＷ１１７〜１３４の四官能性エポキシ樹脂、
・ＣＨＳ−１３０Ｔ−ＳｐｏｌｃｈｅｍｉｅのＥＥＷ８００（７０重量％）の固体エポキシ樹脂中のコアシェルゴム（３０重量％）、
・Ａｒａｌｄｉｔｅ ＬＹ３５８１−ＨｕｎｔｓｍａｎのＥＥＷ１６０〜１７０のビスフェノール（ｂｉｓｈｐｈｅｎｏｌ）Ｆエポキシ樹脂、
・ＳＣＴ１５０−Ｓｈｉｎ−ＡのＥＥＷ１６０〜１７０のエポキシフェノールノボラック、
・ＤＩＣＹ−ＡｌｚＣｈｅｍのＤｙｈａｒｄ１００Ｓ微粉化グレードのジシアンジアミド硬化剤、
・Ｄｙｈａｒｄ ＵＲ５０５−ＡｌｚＣｈｅｍのビス尿素硬化剤、
・Ｄｙｈａｒｄ Ｄ５０ＥＰ−ビスフェノールＡエポキシ樹脂（５０重量％）中のジシアンジアミド（５０重量％）。

例１及び２、並びに比較例１及び２
例１及び２並びに比較例１及び２の配合物を表１に示す。Ｐｈｅｎｏｘｙ ＹＰ５０Ｐ（使用時）を１３０℃で樹脂に溶解した後、Ｎｏｆｉａ ＯＬ３００１（使用時）を１００℃で溶解することにより配合物を調製した。配合物を、９０℃に冷却して、Ｅｘｏｌｉｔ ＲＰ６５００及び残りの難燃剤（使用時）を添加した。硬化剤を６０〜６５℃で添加した。混合物を連続混合下で作製した。

例１及び２の配合物は両方とも、１３４℃の後硬化Ｔｇを有していた。

炭素繊維テープを圧密化するために使用される２つのフィルム中に樹脂をコーティングするホットメルト経路によって、配合物をプリプレグにした。

パネルを、ＦＳＴ／ＯＳＵ及び機械的スクリーニングのために様々な繊維上で例１及び２の配合物をプリプレグにすることによって形成させ、２℃／分で４５分間１５０℃及び７バールの圧力で、オートクレーブ中で硬化させた。ラミネートの表面にはピールプライは使用されていなかった。様々な繊維でプリプレグにされた比較例１及び２の配合物を含むパネルを、オートクレーブ中で２℃／分で４５分間、１３０℃及び７バールで硬化させた。ＦＳＴ／ＯＳＵパネル及び機械的スクリーニング（ＩＬＳＳ試験を除外）用のパネルを、ピールプライを伴った形で硬化させた。結果を表２及び表３に示す。

樹脂含有量（ＲＣ）が３６％で１９４ｇｓｍ ＦＡＷのＡＳ７炭素繊維（米国、Ｈｅｘｃｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）にプリプレグとされる例１及び例２の両方の配合物は、熱放出ＦＡＲ２５．８５３必要条件及び厚み３ｍｍのモノリシックラミネート、（０／９０）ｎｓレイアップの発炎モードにおけるＡＢＤ００３１煙密度必要条件に合格する（表２を参照）。これらの配合物は、比較例１（市販製品）と比較してより良いＦＳＴ／ＯＳＵ性能を有するが、比較例１は、より低い樹脂含有量（３４％）で１６０ｇｓｍの炭素繊維ＡＳ４（米国、Ｈｅｘｃｅｌ社から入手可能）においてプリプレグとされた場合、熱放出及び煙密度必要条件を満たさない。例１及び２の配合物はまた、同じ炭素繊維（１９４ｇｓｍのＡＳ７）及び同じ樹脂含有量（３６％）においてプリプレグとされた場合、熱放出試験において比較例２の配合物（さらなる市販製品）よりも良好に機能する。

例１及び例２のプリプレグはまた、１ｍｍ及び５ｍｍ、（０／９０）ｎｓパネルについての熱放出及び煙密度も合格する（表３の結果）

理論に拘束されることを望まないが、煙密度を損なうことなく改善された熱放出性能は、独立して相加的に作用するリン及びハロゲン化難燃剤によるものであると考えられている。リンとハロゲン化難燃剤はどちらも、可燃性ガスからＨ・ラジカルとＯＨ・ラジカルを除去することにより、気相で同様に作用する。ホスホナートオリゴマー（１０％Ｐを含むＯＬ３００１）と赤リン（Ｅｘｏｌｉｔ ＲＰ６５００では４３〜４７％）は、主に凝縮相で活性を示すチャー形成難燃剤である。加熱されたリンは反応して高分子リン酸を形成し、絶縁チャー層を形成することになる。

例１及び２の機械的結果を、比較例１及び２と比較して表４に示す。

例１と例２についてのＩＬＳＳ（層間せん断強度）及び曲げデータは、比較例１及び２と同等であったが、より高いＩＰＳＳ／ＩＰＳＭ値が観察された。

例３、例４及び例５
例３、例４及び例５の配合物を表５に示す。

例３、４及び５を、例１及び２と同様の方法で混合し、樹脂を最初に１００℃で溶融させ、次にフェノキシを添加し、１３０℃での混合下で溶融させた。Ｎｏｆｉａ ＯＬ３００１（使用する場合）を溶解するために、混合物を１００℃に冷却した。難燃剤を９０℃で、硬化剤を６０〜６５℃で添加した。混合物を連続混合下で作製した。

例３、４及び５の配合物は、それぞれ１４０℃、１６０℃及び１６３℃の硬化後Ｔｇを有していた。３つの樹脂はすべて、１４０℃で１５分間のホットロード／ホットアンロードプレス硬化に適していることが判明した。

ＵＤ Ｔｏｒａｙ Ｔ６２０ ６０ Ｅ炭素繊維テープ、ＵＤ炭素テープ及びガラス布を圧密化するために使用される２つのフィルム中に樹脂をコーティングするホットメルト経路によって、配合物をプリプレグにした。

オートクレーブで硬化させた（硬化サイクル：２℃／分で１５０℃まで４５分間、７バール）１、３及び５ｍｍ、（０／９０）ｎｓパネルについてのＯＳＵと煙密度の結果を表６に示す。炭素ＵＤ上の３６％樹脂含有量の例３プリプレグは、熱放出、煙密度及び垂直燃焼１２秒及び６０秒の試験に合格する。ガラス布では、例３の配合物は、１ｍｍの厚みのパネルについて、熱放出、煙密度、及び垂直燃焼試験に合格する。

垂直燃焼の結果を表７及び８に示す。

例４及び５についてのＦＳＴ、１２秒及び６０秒での垂直燃焼データを表９に示す。プリプレグを、４０％樹脂含有量でのホットメルト含浸によってガラス繊維上に作成した。配合物は、１ｍｍ、３ｍｍ及び５ｍｍパネルについての垂直燃焼必要条件に合格している。

上記のプリプレグである例４及び５についてのＦＳＴ煙密度の結果を表１０に示す。ガラス上の樹脂含有量が４０％である例４の配合物は、１ｍｍ、３ｍｍ及び５ｍｍパネルについて、発炎モードＤｓ Ｍａｘ １５０（ＦＡＲ ２５．８５３ターゲット）及びＤｓ Ｍａｘ ２００（ＡＢＤ００３１ターゲット）でのＮＢＳ煙密度試験に合格している。樹脂含有量が４０％である例５の配合物は、Ｄｓ Ｍａｘ ２００に合格している。

例４及び５についてのＯＳＵ熱放出データを以下の表１１に示す。ガラス上の樹脂含有量が４０％の配合物は、ＦＡＲ ２５．８５３Ｐｔ ＩＶ（必要条件：ピーク熱放出６５ｋＷ／ｍ^２及び総熱放出６５ｋＷｍｉｎ／ｍ^２）に合格している。。

例６
例６の配合物を表１２に示す。

例６の配合物を、例１〜５の配合物と同様の方法で調製した。配合物は、１５６℃の硬化後Ｔｇ及び１１０℃で６．７Ｐａｓ^−１の粘度を有していた。この樹脂は、１４０℃で１５分間のホットロード／ホットアンロードプレス硬化に適していた。

３００ｇｓｍのＦＡＷで３９．５％樹脂含有量の２４ｋ標準弾性率炭素繊維（Ｔｅｎａｘ ＳＴＳ４０）上で例６の配合物をプリプレグにすることによってパネルを調製した。パネルを、オートクレーブ内で、１５０℃まで２°Ｃ／分昇温で４５分間７バールで硬化させた。

例６のパネルについての機械的データを表１３に示す。

表１３の結果は、例６のパネルが優れた機械的特性を有したことを明確に示している。

様々な厚みでの例６のパネルについての熱放出データを表１４に示す。

様々な厚みでの例６のパネルの垂直燃焼データを表１５に示す。

様々な厚みでの例６のパネルについての煙密度データを表１６に示す。

表１４、１５及び１６の結果は、例６の配合物が、優れた熱放出、垂直燃焼及び煙密度特性を有するパネルを提供し、すべての場合において、優れた機械的特性を提供しながらも、業界標準試験に容易に合格することを示す（表１３を参照）。配合物はまた、優れた硬化後Ｔｇを提供し、有用な硬化特性を有していた。

例７
例７の配合物を表１７に示す。

例７の配合物を、例１〜６の配合物と同様の方法で調製した。

配合物は、１５４℃の硬化後Ｔｇ及び１１０℃で１．３Ｐａｓ^−１の粘度を有していた。この樹脂は、粘着性が高く、流動性が良好で、１４０℃で１５分間のホットロード／ホットアンロードプレス硬化に適していた。

３００ｇｓｍのＦＡＷで３８．４％樹脂含有量の２４ｋ標準弾性率炭素繊維（Ｔｅｎａｘ ＳＴＳ４０）上で例７の配合物をプリプレグにすることによってパネルを調製した。パネルを、オートクレーブ内で、１５０℃まで２°Ｃ／分昇温で４５分間、７バールで硬化させ、例６のパネルと同じ方法で試験した。

例７のパネルについての機械的データを表１８に示す。

表１８の結果は、例７のパネルが優れた機械的特性を有したことを明確に示している。

様々な厚みでの例７のパネルについての熱放出データを表１９に示す。

様々な厚みでの例７のパネルについての煙密度データを表２０に示す。

表１９及び２０の結果は、例７の配合物により、優れた熱放出及び煙密度特性を備えたパネルが提供され、すべての場合において、優れた機械的特性を提供しながらも、業界標準の試験に容易に合格することを示している（表１８を参照）。この配合物はまた、優れた硬化後Ｔｇを提供し、有用な硬化特性に加えて、有用な粘度及び粘着性を有していた。

Claims (26)

1. 配合物であって、
   ａ．配合物の１０〜８０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂、
   ｂ．配合物の１〜１５重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤、
   ｃ．配合物の１〜１０重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤、及び
   ｄ．配合物の１〜３０重量％を占める硬化剤系
   を含む配合物。
2. 前記ハロゲン化エポキシ樹脂が、塩素化若しくは臭素化エポキシ樹脂又はそれらの混合物を含み、好ましくは、前記ハロゲン化エポキシ樹脂が、ビスフェノール−Ｃエポキシ樹脂などの塩素化エポキシ樹脂を含む、請求項１に記載の配合物。
3. 前記アンチモンベースの難燃剤が、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、又はそれらの混合物を含む、請求項１又は請求項２に記載の配合物。
4. 前記無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤が、赤色リン、ポリリン酸アンモニウム、ポリホスファゼン、リン酸メラミン（ポリホスファート及びピロホスファートを含む）又はそれらの混合物を含み、より好ましくは前記無機リン含有難燃剤が赤色リンを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の配合物。
5. さらに有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤を前記配合物の４〜３５重量％の割合で含み、好ましくは、前記有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤が、反応性ホスホナート、より好ましくは、フェノールヒドロキシル末端基を含むホスホナートを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の配合物。
6. さらに組成物の１〜４０重量％の割合で煙抑制剤を含み、好ましくは、前記煙抑制剤が、ホウ素化合物、亜鉛化合物、金属水酸化物又はそれらの混合物を含み、より好ましくは前記煙抑制剤が、ヒドロキシスズ酸亜鉛又はホウ酸亜鉛と水酸化マグネシウムの混合物を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の配合物。
7. 前記配合物の５〜３０重量％の割合でエポキシノボラック樹脂をさらに含み、好ましくは前記エポキシノボラック樹脂が、フェノールエポキシノボラック樹脂、クレゾールエポキシノボラック樹脂、トリスフェニルメタンエポキシノボラック樹脂又はそれらの混合物を含み、より好ましくは、前記エポキシノボラック樹脂がフェノールエポキシノボラック樹脂を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の配合物。
8. さらに、前記ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂を前記組成物の１〜４０重量％の割合で含み、好ましくは追加の前記１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂が、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、多官能性エポキシ樹脂又はそれらの混合物を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の配合物。
9. 前記硬化剤系がヒドラジド又はジシアンジアミドを含み、好ましくは前記硬化剤系がアジピン酸ジヒドラジド又はジシアンジアミドを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の配合物。
10. 前記硬化剤系が、前記硬化剤系のための促進剤を含み、好ましくは前記促進剤が尿素ベースである、請求項１〜９のいずれかに記載の配合物。
11. さらに０．０５〜１．５重量％の割合で湿潤剤を含み、好ましくは、前記湿潤剤が、非イオン系フッ素化ポリエーテルエトキシル化ポリマー又は酸性基を有するコポリマーを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の配合物。
12. 前記エポキシ樹脂の全成分及び任意の熱可塑性強化剤の合計と、前記無機リン、アンチモン及び任意の煙抑制剤成分の合計との重量比が１０：１〜１：１である、請求項１〜１１のいずれかに記載の配合物。
13. ａ．前記配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
    ｂ．前記配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
    ｃ．前記配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
    ｄ．前記配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
    ｅ．前記配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
    ｆ．前記配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
    ｇ．前記配合物の１〜１０重量％を占める１つ以上の熱可塑性強化剤；
    ｈ．前記組成物の２〜３８重量％を占める煙抑制剤；
    ｉ．０．０５〜１．５重量％の湿潤剤、及び
    ｊ．前記ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて前記配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
    を含む、請求項１に記載の配合物。
14. ａ．前記配合物の１５〜６０重量％を占めるハロゲン化エポキシ樹脂；
    ｂ．前記配合物の５〜３０重量％を占める有機ポリマー又はオリゴマーリン含有難燃剤；
    ｃ．前記配合物の３〜２０重量％を占める硬化剤系；
    ｄ．前記配合物の１．５〜１２重量％を占めるアンチモンベースの難燃剤；
    ｅ．前記配合物の１．５〜７．５重量％を占める無機又は非ポリマー有機リン含有難燃剤；
    ｆ．前記配合物の６〜２５重量％を占めるエポキシノボラック樹脂；
    ｇ．前記組成物の２〜３８重量％を占める煙抑制剤；
    ｈ．０．０５〜１．５重量％の湿潤剤、及び
    ｉ．前記ハロゲン化エポキシ樹脂に加えて前記配合物の５〜３５重量％を占める１つ以上のビスフェノールエポキシ樹脂
    を含む、請求項１に記載の配合物。
15. 前記配合物が、２℃／分の昇温を使用するオートクレーブ硬化下において、１４０℃で３０分以下及び１５０℃で１５分以下で硬化可能である、請求項１〜１４のいずれかに記載の配合物。
16. 前記配合物が、１６０℃及び最大７バールの圧力でホットロード／ホットアンロードプレス硬化を使用して１５分以内に硬化可能である、請求項１〜１５のいずれかに記載の配合物。
17. 少なくとも１４５℃の硬化乾燥Ｔｇを有する、請求項１〜１６のいずれかに記載の配合物。
18. １１０℃で１０ＰａＳ^−１以下の粘度を有する、請求項１〜１７のいずれかに記載の配合物。
19. プリプレグ中のマトリックスとしての、請求項１〜１８のいずれかに記載の配合物の使用。
20. 強化繊維及び請求項１〜１８のいずれかに記載の配合物を含むプリプレグ。
21. 前記強化繊維がガラス繊維及び／又は炭素繊維である、請求項２０に記載のプリプレグ。
22. 請求項１〜１８のいずれかに記載の配合物をプリプレグの２５〜７０重量％の割合で含む、請求項２０又は請求項２１に記載のプリプレグ。
23. 前記強化繊維が炭素であり、硬化後、以下の特性：
    ａ）ＡＳＴＭ Ｄ２３４４で測定した場合に少なくとも５０ＭＰａの層間せん断強度（ＩＬＳＳ）、
    ｂ）ＡＳＴＭ Ｄ７９０で測定した場合に少なくとも１１００ＭＰａの０°曲げ強度、
    ｃ）ＡＳＴＭ Ｄ７９０で測定した場合に少なくとも９５ＧＰａの０°曲げ弾性率、
    ｄ）ＡＳＴＭ Ｄ３０３９で測定した場合に少なくとも１４００ＭＰａの０°引張強度、又は
    ｅ）ＡＳＴＭ Ｄ３０３９で測定した場合に少なくとも１１０ＧＰａの０°引張弾性率
    のうちの少なくとも１つを有している、請求項２０〜２２のいずれかに記載のプリプレグ。
24. 請求項２０〜２３のいずれかに記載の硬化プリプレグの１つ以上の層を含み、任意選択で他の材料の１つ以上の層をさらに含む層状構造物。
25. 好ましくはシート又はその部品、例えば、シートパン、シートバック又はシートレストである、航空機の部材としての請求項２４に記載の層状構造物の使用。
26. 硬化プリプレグを含む航空機部材であって、前記プリプレグのマトリックスが請求項１〜１８のいずれかに記載の配合物を含み、好ましくは前記硬化プリプレグがガラス繊維及び／又は炭素繊維を含む、航空機部材。