JP6570854B2 - 繊維強化複合材料用樹脂組成物、繊維強化複合材料用樹脂組成物含浸強化繊維及び繊維強化複合材料 - Google Patents
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Description
繊維強化複合材料用樹脂組成物としては主に、エポキシ樹脂組成物及びフェノール樹脂組成物等に代表される熱硬化性樹脂組成物が使用されている。しかしながら、これらの熱硬化性樹脂組成物は、硬化後の物性に優れるものの、硬化に長時間を要するため生産性が低いという課題がある。
即ち本発明は、活性エネルギー線の照射により酸を発生する光酸発生剤(C)、加熱により酸を発生する熱酸発生剤(D)及びその他のエポキシ硬化剤(E)からなる群より選ばれる少なくとも一種並びに下記一般式(1)及び/又は下記一般式(2)で表される橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)を含有する繊維強化複合材料用樹脂組成物;繊維強化複合材料用樹脂組成物及び強化繊維を含む繊維強化複合材料用樹脂組成物含浸強化繊維;これを硬化させてなる繊維強化複合材料である。
ハイドロパーオキサイドとしては、過酸化水素、ターシャリブチルハイドロパーオキサイド及びクメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
有機過酸としては、炭素数1〜20の有機過カルボン酸が挙げられ、具体的には、過ギ酸、過酢酸、過プロピオン酸、過安息香酸、トリフルオロ過酢酸及び過フタル酸等が挙げられる。
酸化剤として、工業的に大量に使用できる観点から、過酢酸が好ましい。
酸化剤がハイドロパーオキサイドの場合、タングステン酸及び苛性ソーダの混合物と過酸化水素と組み合わせること、有機酸と過酸化水素とを組み合わせること、並びに、モリブデンヘキサカルボニルとターシャリブチルハイドロパーオキサイドとを組み合わせることにより触媒効果を得ることができる。
酸化剤が有機過酸の場合、炭酸ソーダ等のアルカリや硫酸等の酸を触媒として用いることができる。
一般式(3)で表される不飽和化合物の酸化エポキシ化反応は、触媒及び溶媒使用の有無並びに反応温度等の条件を調整して行なうことができる。
炭素数1〜18の炭化水素基としては、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基(炭素数1〜18の直鎖アルキル基、炭素数3〜18の分岐アルキル基、炭素数2〜18の直鎖アルケニル基及び炭素数3〜18の分岐アルケニル基)、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基及び炭素数1〜17のアルコキシアルキル基が含まれる。
また、一般式(1)において、硬化速度及び耐熱性の観点から、好ましいa、b、c及びdの組み合わせは(a=1、b=0、c=1、d=0)、(a=1、b=1、c=1、d=0)、(a=1、b=1、c=2、d=0)、(a=1、b=1、c=1、d=1)又は(a=2、b=1、c=2、d=1)であり、より好ましくは(a=1、b=0、c=1、d=0)、(a=1、b=1、c=1、d=0)又は(a=1、b=1、c=1、d=1)であり、さらに好ましくは(a=1、b=1、c=1、d=0)である。
炭素数1〜18の炭化水素基としては、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基(炭素数1〜18の直鎖アルキル基、炭素数3〜18の分岐アルキル基、炭素数2〜18の直鎖アルケニル基及び炭素数3〜18の分岐アルケニル基)、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基及び炭素数1〜17のアルコキシアルキル基が含まれる。
また、一般式(2)において、硬化速度及び耐熱性の観点から、好ましいe、f、g及びhの組み合わせは(e=1、f=1、g=0、h=1)、(e=1、f=1、g=1、h=1)又は(e=1、f=2、g=1、h=1)であり、より好ましくは(e=1、f=1、g=0、h=1)である。
特に、低粘度及び硬化収縮が少ない観点から、橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)としては、上記一般式(1)においてa、b及びdが1でありcが0である化合物及び上記一般式(2)においてe、h及びfが1でありgが0である化合物が好ましく、より好ましくは1,2:5,6−ジエポキシヘキサヒドロインダン及び1,2:5,6−ジエポキシジシクロペンタジエンであり、さらに好ましくは1,2:5,6−ジエポキシジシクロペンタジエンである。
さらに、硬化速度及び耐熱性の観点から、橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)としては、上記一般式(1)においてa、b及びdが1でありcが0である化合物及び/又は上記一般式(2)においてe、h及びfが1でありgが0である化合物が好ましく、より好ましくは1,2:5,6−ジエポキシヘキサヒドロインダン及び1,2:5,6−ジエポキシジシクロペンタジエンであり、さらに好ましくは1,2:5,6−ジエポキシヘキサヒドロインダンである。
ただし、スルホニウム塩(C1)又はヨードニウム塩(C2)で挙げられた化合物は含まれない。
熱酸発生剤(D)は1種を単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。
その他のエポキシ硬化剤(E)は1種を単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。
また、高じん性及び低硬化収縮率の観点から、分子中に脂環式エポキシ基でないエポキシ基を有する炭素数5〜30の脂環式エポキシ化合物が好ましく、より好ましくはアルコールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物である。
なお、環状脂肪族エポキシ化合物(B−1)は1種を用いても良く、2種以上を併用してもよい。
芳香族エポキシ化合物(B−2)のうち、耐熱性、可とう性及び低硬化収縮率の観点から、炭素数9〜300のビスフェノールA型及びF型等の各種ビスフェノール型のジグリシジルエーテルが好ましい。
なお、芳香族エポキシ化合物(B−2)は1種を用いても良く、2種以上を併用してもよい。
エポキシ基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−1)を必須構成単量体とする重合物としては、エポキシ基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−1)の重合物や、エポキシ基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−1)と水酸基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−2)との共重合物や、エポキシ基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−1)とアルキル(メタ)アクリレート(i3−3)との共重合物や、エポキシ基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−1)と水酸基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−2)とアルキル(メタ)アクリレート(i3−3)との共重合物が挙げられる。
エポキシ基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−1)としては、グリシジル(メタ)アクリレート及び2−メチル−グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
水酸基を含む(メタ)アクリレートモノマー(i3−2)としては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレート(i3−3)としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−,i−又はt−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート及びシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。
また、非環状脂肪族エポキシ化合物(B−3)は1種を用いても良く、2種以上を併用してもよい。
なお、エポキシ基を有するシリコーン樹脂(B−4)は1種を用いても良く、2種以上を併用してもよい。
また、エポキシ化合物(B)の含有量は、橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)及びエポキシ化合物(B)の合計重量を基準として、30〜99.9重量%が好ましく、より好ましくは60〜95重量%である。
本発明の繊維強化複合材料用の樹脂組成物が、光酸発生剤(C)を含有する場合、樹脂組成物中の橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)及びエポキシ化合物(B)の合計重量と光酸発生剤(C)との重量比[(橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)+エポキシ化合物(B))/光酸発生剤(C)]は、耐熱性及び硬化速度の観点から、999/1〜9/1が好ましく、より好ましくは500/1〜99/1である。
本発明の繊維強化複合材料用の樹脂組成物が、熱酸発生剤(D)を含有する場合、樹脂組成物中の橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)及びエポキシ化合物(B)の合計重量と熱酸発生剤(D)との重量比[(橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)+エポキシ化合物(B))/熱酸発生剤(D)]は、耐熱性及び硬化速度の観点から、999/1〜9/1が好ましく、より好ましくは500/1〜99/1である。
本発明の繊維強化複合材料用の樹脂組成物が、その他のエポキシ硬化剤(E)を含有する場合、樹脂組成物中の橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)及びエポキシ化合物(B)の合計重量とその他のエポキシ硬化剤(E)との重量比[(橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)+エポキシ化合物(B))/その他のエポキシ硬化剤(E)]は、耐熱性及び硬化速度の観点から、99/1〜1/2が好ましく、より好ましくは20/1〜1/1である。
酸化防止剤の含有量は、耐酸化性及び得られる硬化物の機械強度の観点から、繊維強化複合材料用樹脂組成物の重量を基準として、0〜5重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜3重量%である。
紫外線吸収剤の含有量は、耐光性及び得られる硬化物の機械強度の観点から、繊維強化複合材料用樹脂組成物の重量を基準として、0〜5重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜3重量%である。
強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、高強度ポリエチレン繊維、タングステンカーバイド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維(PBO繊維)及びセルロース繊維等が挙げられる。
強化繊維としては、機械強度の観点から、炭素繊維及びガラス繊維が好ましく、より好ましくは炭素繊維である。
なお、強化繊維としては、上記繊維が織り込まれた織物であってもよい。強化繊維が織物である場合、織物を構成する繊維は、1種であっても2種以上であってもよい。また、強化繊維が織物である場合、炭素繊維が一方向に配列された平織組織の織物であることが好ましい。
繊維強化複合材料用樹脂組成物の含有量は、機械強度の観点から、繊維強化複合材料用樹脂組成物含浸強化繊維の重量を基準として、20〜80重量%が好ましく、より好ましくは35〜65重量%である。
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、X線、放射線及び高周波等が挙げられる。
これらのうち、硬化速度及び光劣化回避の観点から、紫外線が好ましい。
紫外線の光源としては、紫外線レーザ、水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ及びアルカリ金属ランプ等が挙げられる。
紫外線の照射量は、硬化速度及び硬化物の光劣化回避の観点から、10〜1,000mJ/cm2が好ましく、より好ましくは50〜100mJ/cm2であり、さらに好ましくはで10〜20mJ/cm2である。
加熱温度としては、硬化速度及び硬化物の熱劣化回避の観点から、100〜200℃であることが好ましい。
特許文献(特許第4553572号公報)の合成例3と同様の操作を行い、テトラヒドロインデンを酸化エポキシ化して1,2:5,6−ジエポキシヘキサヒドロインダン(a1)を製造した。
製造例1において、テトラヒドロインデンを1,2:5,6−ジシクロペンタジエンに変更したこと以外は製造例1と同様に行い、1,2:5,6−ジエポキシジシクロペンタジエン(a2)を製造した。
炭素繊維基材(s1)を特許文献(特開2013−159618号公報)に記載の方法で製造した。
PAN系の無撚糸である炭素繊維束(東レ(株)製「トレカ T800S−24K−10E」)を経糸として1.8本/cmの密度で引き揃えて一方向性シート状強化繊維束群を形成した。緯糸としてガラス繊維(日東紡(株)製「ECE225 1/0 1Z」)を用い、前記一方向性シート状強化繊維束群に直交する方向に3本/cmの密度で配列し、織機を用いて該経糸と該緯糸が互いに交差するように織り込み、実質的に炭素繊維が一方向に配列された平織組織の織物を作製し、炭素繊維基材(s1)とした。得られた炭素繊維基材(s1)の炭素繊維目付は190g/m2であった。
1,2:6,7−ジエポキシシクロオクタン(p1)を特許文献(特許第4553572号)に記載の方法で製造した。
3,4:3’4’−ジエポキシビシクロヘキサン(p2)を特許文献(特許4553572号)に記載の方法で製造した。
攪拌機、温度計を備えた200mLのフラスコに成分、橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)、エポキシ化合物(B)、光酸発生剤(C)及び熱酸発生剤(D)を表1に示した組成比で加え、40℃で2時間攪拌して、実施例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を得た。
攪拌機、温度計を備えた200mLのフラスコに成分、エポキシ化合物(B)、光酸発生剤(C)、熱酸発生剤(D)及び橋かけ環式炭化水素基を有しない脂環式ジエポキシ化合物(P)を表2に示した組成比で加え、40℃で2時間攪拌して、比較例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を得た。
(a1);製造例1で得た1,2:5,6−ジエポキシヘキサヒドロインダン
(a2);製造例2で得た1,2:5,6−ジエポキシジシクロペンタジエン
(b2−1);ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル(固形タイプ)(三菱化学(株)製「jER 1001」)
(b2−2);ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル(液状タイプ)(三菱化学(株)製「jER 828」)
(b3−1);ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(共栄社化学(株)製「エポライト400E」)
(c1−1);光酸発生剤である[p−(フェニルメルカプト)フェニル]ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスファート(サンアプロ(株)製「CPI−100P」)
(d1−1);熱酸発生剤である(4−ヒドロキシフェニル)(2−メチルベンジル)メチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモナート
(p1);比較製造例1で得た1,2:6,7−ジエポキシシクロオクタン
(p2);比較製造例2で得た3,4:3’4’−ジエポキシビシクロヘキサン
(p3);3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート((株)ダイセル製「セロキサイド2021P」)
上記、実施例1〜10及び比較例1〜10で調整した各樹脂組成物について、E型粘度計(東機産業(株)製、「TV−25 TypeH」)を用いて、25℃における粘度を測定した。結果を表1及び表2に示した。
実施例1〜6及び比較例1〜8に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を、ガラス板上にバーコータを用いて10μmの膜厚で塗工後、100℃の乾燥機で加熱した。加熱開始から5分ごとに指触試験を行い、指に付着しなくなったものは硬化したものと判断し、指に付着したものは更に5分間の加熱を行い、指への付着が無くなるまで指触試験と加熱を繰り返した。その結果を表1及び表2に示した。なお、表1及び表2中、「≦5」は最初の5分で硬化していたことを意味し、「5〜10」は最初の5分では硬化していなかったが次の5分後で硬化していたことを意味する。また、さらにその次の5分後に硬化していた場合は、「10〜15」とし、その5分後に硬化していた場合は、「15〜20」とし、その次の5分後に硬化していた場合は「20〜25」とした。
なお、硬化に要した時間は、その値が小さいほど高速硬化性に優れることを意味する。
実施例7〜10、並びに、比較例9及び10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を、ガラス板上にバーコータを用いて10μmの膜厚で塗工後、紫外線照射装置(アイグラフィック(株)製、ベルトコンベア式「ECS−151U」)により、20mJ/cm2(UV−B)単位で紫外線を照射し、指触試験を行い、指に付着しなくなるまで紫外線照射装置での紫外線照射操作を繰り返した。繰り返した紫外線照射操作の積算照射露光量を硬化に要した露光量とし、結果を表1及び表2に示した。表1及び表2中、「≦20」は1回の照射操作で硬化したことを意味し、「20〜40」は1回の照射操作では硬化せず2回目の照射操作で硬化したことを意味する。なお、硬化に要した露光量が小さいほど高速硬化性に優れることを意味する。
(1)熱硬化系
実施例1〜6及び比較例1〜8に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を、ガラス板上にバーコータを用いて100μmの膜厚で塗工後、乾燥機で100℃で1時間加熱後、さらに180℃で2時間加熱し、繊維強化複合材料用樹脂組成物の塗工膜を硬化させ、硬化物を得た。
上記のようにして得られた硬化物から20cm×5cm×100μmの小片を切り出して固体比重測定用試験片を得た。
JIS K 7232:1986に記載の比重瓶法で硬化前の繊維強化複合材料用樹脂組成物及び固体比重測定用試験片の比重測定を行い、得られた値を基に、数式(I)に従って硬化収縮率を求めた。結果を表1及び表2に示す。なお、硬化収縮率が小さいほど低硬化収縮であることを意味する。
硬化収縮率(%)=[(硬化物の比重−硬化前の繊維強化複合材料用樹脂組成物の比重)/硬化膜の比重]×100 (I)
実施例7〜10、並びに、比較例9及び10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を、ガラス板上にバーコータを用いて100μmの膜厚で塗工後、紫外線照射装置(アイグラフィックス(株)製、ベルトコンベア式「ECS−151U」)により、250mJ/cm2(UV−B)の紫外線を照射し、繊維強化複合材料用樹脂組成物の塗工膜を硬化させ、硬化物を得た。
上記のようにして得られた硬化物から20cm×5cm×100μmの小片を切り出して固体比重測定用試験片を得た。
JIS K 7232:1986に記載の比重瓶法で硬化前の繊維強化複合材料用樹脂組成物及び固体比重測定用試験片の比重測定を行い、得られた値を基に、数式(I)に従って硬化収縮率を求めた。結果を表1及び表2に示す。なお、硬化収縮率が小さいほど低硬化収縮であることを意味する。
硬化収縮率(%)=[(硬化物の比重−硬化前の繊維強化複合材料用樹脂組成物の比重)/硬化膜の比重]×100 (I)
1.熱機械分析(TMA)用硬化物の作製
(1)熱硬化系
上面が開いたステンレス製の型枠(凹部の寸法:200mm×200mm×5mm)に、実施例1〜6及び比較例1〜8に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を流し込み、乾燥機で100℃で1時間加熱後、さらに140℃で2時間加熱することで繊維強化複合材料用樹脂組成物を硬化させ、TMA用硬化物(大きさ:200mm×200mm×約5mm)を作製した。
上面が開いたステンレス製の型枠(凹部の寸法:200mm×200mm×5mm)に、実施例7〜10、並びに、比較例9及び10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を流し込み、紫外線照射装置(アイグラフィックス(株)製、ベルトコンベア式「ECS−151U」)により、積算光量250mJ/cm2(UV−B)で上面から紫外線を照射す
ることで繊維強化複合材料用樹脂組成物を硬化させ、TMA用硬化物(大きさ:200mm×200mm×約5mm)を作製した。
「1.熱機械分析(TMA)用硬化物の作製」で得られた硬化物から10mm×4mm×4mmの小片を切り出してTMA用試験片を得た。このようにして得られた各試験片に対してJIS K 7197−1991(プラスチックの熱機械分析による線膨張率試験方法)の記載に準拠し、線膨張係数(α1)測定を行った(昇温速度:5℃/min)。
また、得られた温度−線膨張係数曲線を基に、変曲点前後の接線の交点からTgを求めた。結果を表1及び表2に示す。なお、線膨張係数が小さいほど下記の炭素繊維強化複合材料の耐ヒートサイクル性試験が良好となりやすく、炭素繊維強化複合材料の耐熱性が良好となる。また、Tgが大きいほど耐熱性が良好であることを意味する。
前記「1.熱機械分析(TMA)用硬化物の作製」で得られた硬化物に対して、JIS K 7162−1994(プラスチック−引張特性の試験方法:型成品、押出成型及び注型プラスチックの試験条件)」の記載に準拠し、同文書の図1に定められた1A形の試験片にて引張破壊ひずみ測定を行った。
ここで、じん性の評価基準は以下のとおりとし、結果を表1及び表2に示した。
引張破壊ひずみが3%以上:じん性良好(表1及び表2中、「○」で示す)
引張破壊ひずみが3%未満:じん性不良(表1及び表2中、「×」で示す)
1.90°引張強度の測定用の炭素繊維強化複合材料の作製
実施例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物及び比較例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物をマトリックス樹脂として用い、以下のように繊維強化複合材料を作製した。
(1)熱硬化系
ガラス板(2枚:200mm×200mm)、ポリテトラフルオロエチレン製ペーサー(厚さ2mm)及びクリップを用いて、内容積190mm×190mm×2mmの型枠を作製した。
製造例3で得られた炭素繊維基材(s1)を180mm×180mmの大きさに裁断後、炭素繊維の長手方向を0度として同配向方向に12枚積層し、前記の型枠に入れた。次いで、各実施例及び比較例に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物を50℃(実施例1、2及び比較例1〜4)及び25℃(実施例3〜6及び比較例5〜8)で同型枠に注入した。なお、各実施例及び比較例に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物は、炭素繊維基材(s1)中の炭素繊維と、繊維強化複合材料用樹脂組成物との重量比率が[炭素繊維/繊維強化複合材料用樹脂組成物(重量比率)=40/60]となるように注入した。
同型枠を乾燥機に投入し、2℃/分の速度で100℃まで昇温後、100℃で1時間、予備硬化を行った。その後、予備硬化品を型枠から取り出し、150℃で2時間硬化して試験体の炭素繊維強化複合材料とした。
(2)光硬化系
ガラス板(2枚:200mm×200mm)、ポリテトラフルオロエチレン製ペーサー(厚さ2mm)及びクリップを用いて、内容積190mm×190mm×2mmの型枠を作製した。
製造例3で得られた炭素繊維基材(s1)を180mm×180mmの大きさに裁断後、炭素繊維の長手方向を0度として同配向方向に12枚積層し、前記の型枠に入れた。次いで、実施例7〜10、比較例9及び10で得られた繊維強化複合材料用樹脂組成物を25℃で同型枠に注入した。なお、各実施例及び比較例に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物は、炭素繊維基材(s1)中の炭素繊維と、繊維強化複合材料用樹脂組成物との重量比率が[炭素繊維/繊維強化複合材料用樹脂組成物(重量比率)=40/60]となるように注入した。
同型枠に対し、紫外線照射装置(アイグラフィックス(株)製、ベルトコンベア式「ECS−151U」)により、両面のガラス板の上から、それぞれ積算光量250mJ/cm2(UV−B)で紫外線を照射することで、繊維強化複合材料用樹脂組成物を硬化させ、試験体の炭素繊維強化複合材料とした。
前記「1.90°引張強度の測定用の炭素繊維強化複合材料の作製」で得られた炭素繊維強化複合材料から、試験片の長手方向を炭素繊維配向角90°として縦190mm、横25.4mmの短形試験片を切り出し、ASTM D3039に準拠して90°引張強度を測定した。結果を表1及び表2に示す。なお、90°引張強度が大きいほど炭素繊維強化複合材料の機械的強度が優れることを意味する。
前記「2.90°引張強度の測定」に用いた試験片をヒートサイクル試験機に入れ、−20℃で1時間保持し、その後、60℃で1時間保持するというサイクルを100サイクル経た後に、再度90°引張強度を測定することで、炭素繊維強化複合材料の耐ヒートサイクル性の評価を行った。結果を表1及び表2に示す。
なお、耐ヒートサイクル性の評価基準は以下のとおりとした。
90°引張強度の低下が5%未満:耐ヒートサイクル性良好(表1及び表2中、「○」で示す)
90°引張強度の低下が5%以上:耐ヒートサイクル性不良(表1及び表2中、「×」で示す)
一方、橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)を含有する実施例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物は、強化繊維への含浸に適した低粘性を有しながら、高速硬化性、高じん性、低線膨張係数及び高Tgを示すことがわかる。さらに、硬化収縮率も各比較例と同等以下であった。したがって、実施例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物は、高速硬化性、低粘度、高耐熱性、高じん性及び低硬化収縮を同時に満足することができ、極めて優れていることが分かる。
また、炭素繊維強化複合材料としての評価において、比較例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物をマトリックス樹脂として用いた炭素繊維強化複合材料は、機械強度及び耐ヒートサイクル性の少なくとも一方が不十分であるのに対して、実施例1〜10に係る繊維強化複合材料用樹脂組成物をマトリックス樹脂として用いた炭素繊維強化複合材料は、機械強度及び耐ヒートサイクル性がともに優れていることがわかる。
Claims (7)
- 活性エネルギー線の照射により酸を発生する光酸発生剤(C)、加熱により酸を発生する熱酸発生剤(D)及びその他のエポキシ硬化剤(E)からなる群より選ばれる少なくとも一種並びに下記一般式(1)及び/又は下記一般式(2)で表される橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)を含有し、
さらに前記橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)以外のエポキシ化合物(B)を含む繊維強化複合材料用樹脂組成物。
- 前記橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)が、1,2:5,6−ジエポキシヘキサヒドロインダン及び/又は1,2:5,6−ジエポキシジシクロペンタジエンである請求項1に記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物。
- 前記エポキシ化合物(B)が芳香族エポキシ化合物(B−2)である請求項1又は2に記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物。
- 前記橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)及び前記エポキシ化合物(B)の合計重量を基準として、前記橋かけ環式脂環式ジエポキシ化合物(A)の含有量が0.1〜70重量%、前記エポキシ化合物(B)の含有量が30〜99.9重量%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。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物及び強化繊維を含む繊維強化複合材料用樹脂組成物含浸強化繊維。
- 前記強化繊維が炭素繊維を含む請求項5に記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物含浸強化繊維。
- 請求項5又は6に記載の繊維強化複合材料用樹脂組成物含浸強化繊維を硬化させてなる繊維強化複合材料。
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