JP7124390B2 - Conductive prepreg, composite material and composite laminate using the same - Google Patents

Conductive prepreg, composite material and composite laminate using the same Download PDF

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Description

本発明は、導電性プリプレグ、これを用いた複合材及び複合材積層体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive prepreg, a composite material using the same, and a composite material laminate.

繊維強化材料とマトリックス樹脂とからなる繊維強化複合材料は、軽量、高強度、高弾性率等の特長を有し、金属の代替として、航空機、スポーツ・レジャー、一般産業に広く応用されている。しかし、上記繊維強化複合材料は、繊維強化材料間に、導電性の低いマトリックス樹脂が存在する。そのため、たとえ繊維強化材料に導電性のある繊維を用いたとしても、繊維間のマトリックス樹脂により、繊維強化複合材料の導電性は金属と比較して遥かに低いという問題がある。 Fiber reinforced composite materials, which consist of fiber reinforced materials and matrix resins, have features such as light weight, high strength, and high elastic modulus, and are widely used as a substitute for metals in aircraft, sports/leisure, and general industries. However, the fiber-reinforced composite material has a low-conductivity matrix resin between the fiber-reinforced materials. Therefore, even if conductive fibers are used as the fiber reinforced material, there is a problem that the conductivity of the fiber reinforced composite material is much lower than that of metal due to the matrix resin between the fibers.

そこで、繊維強化複合材料の厚み方向の導電性を向上させる方法として、繊維強化複合材料の繊維層と繊維層の間の樹脂層に導電性粒子を配置させ、2つの繊維層の間の導電性を改善する方法(特許文献1)や、マトリックス樹脂に粒子径の小さな導電性フィラーを添加し、繊維層に導電材料を導入する方法(特許文献2)が試みられている。
また、導電性の無機フィラーを使わず、有機材料である導電性高分子のネットワック効果を活用した導電性を有する熱硬化性樹脂組成物(特許文献3)が開示されている。
Therefore, as a method for improving the conductivity in the thickness direction of the fiber-reinforced composite material, conductive particles are arranged in the resin layer between the fiber layers of the fiber-reinforced composite material, and the conductivity between the two fiber layers (Patent Document 1), and a method of adding a conductive filler having a small particle size to a matrix resin and introducing a conductive material into the fiber layer (Patent Document 2).
Further, a thermosetting resin composition having electrical conductivity utilizing the network effect of a conductive polymer, which is an organic material, without using a conductive inorganic filler is disclosed (Patent Document 3).

特表2011-519749号公報Japanese Patent Publication No. 2011-519749 特開2014-141656号公報JP 2014-141656 A 特開2015-010202号公報JP 2015-010202 A

特許文献1及び2は、いずれも導電性を有する金属含有の無機フィラーを樹脂に分散させており、導電性は当該無機フィラーの含有量に大きく左右されるため、導電性と軽量性の両立が困難であった。また、特許文献3は、無機フィラーを使わないため軽量性を有するが、開示された熱硬化性樹脂組成物は硬化前の組成物を保存している間であっても、モノマーの反応が起こるため、保存安定性が低く、また繊維強化材料との界面接着性が不足し、機械物性が低い等の問題があり、構造部材への応用展開が困難であった。 In both Patent Documents 1 and 2, a conductive metal-containing inorganic filler is dispersed in a resin, and the conductivity is greatly affected by the content of the inorganic filler. It was difficult. In addition, although Patent Document 3 does not use an inorganic filler, it is lightweight, but the disclosed thermosetting resin composition undergoes a monomer reaction even while the composition is stored before curing. Therefore, there are problems such as low storage stability, insufficient interfacial adhesion with fiber-reinforced materials, and low mechanical properties, making it difficult to develop applications for structural members.

そこで本発明は、優れた導電性を有する導電性プリプレグ、及び、当該導電性プリプレグの優れた導電性を有しつつ、反りが低減されて外観が向上した複合材及び複合材積層体を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a conductive prepreg having excellent conductivity, and a composite material and a composite material laminate in which warpage is reduced and appearance is improved while the conductive prepreg has excellent conductivity. The challenge is to

上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは下記本発明を想到し、当該課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have conceived the following invention and found that the problems can be solved.
That is, the present invention is as follows.

[1]下記(1)及び(2)を満たし、炭素繊維及び樹脂組成物を有するシート状のプリプレグであり、
該樹脂組成物が、導電性ポリマー(A)、プロトン酸ドーパント(B)、脂環式骨格とエポキシ基とを有する化合物(C)、該化合物(C)以外のエポキシ化合物(D)、及び硬化剤(E)を含有する導電性プリプレグ。
(1)硬化後の前記導電性プリプレグの熱線膨張係数が1.0×10-7/℃以上9.0×10-5/℃以下
(2)硬化後の前記導電性プリプレグの体積抵抗率が1.0×10-6Ω・cm以上1.0×10Ω・cm以下
[2]前記導電性プリプレグからなる硬化された複合材。
[3]前記複合材と該複合材以外の複合材とを有する積層体であって、該積層体の表面の少なくとも一方の面に前記複合材を少なくとも1層有する、複合材積層体。
[1] A sheet-like prepreg that satisfies the following (1) and (2) and contains carbon fibers and a resin composition,
The resin composition comprises a conductive polymer (A), a protonic acid dopant (B), a compound (C) having an alicyclic skeleton and an epoxy group, an epoxy compound (D) other than the compound (C), and curing. A conductive prepreg containing an agent (E).
(1) The coefficient of linear thermal expansion of the conductive prepreg after curing is 1.0×10 −7 /° C. or more and 9.0×10 −5 /° C. or less (2) The volume resistivity of the conductive prepreg after curing is 1.0×10 −6 Ω·cm or more and 1.0×10 6 Ω·cm or less [2] A cured composite material comprising the conductive prepreg.
[3] A laminate having the composite material and a composite material other than the composite material, wherein at least one layer of the composite material is provided on at least one surface of the laminate.

本発明によれば、優れた導電性を有する導電性プリプレグ、及び、当該導電性プリプレグの優れた導電性を有しつつ、反りが低減されて外観が向上した複合材及び複合材積層体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, a conductive prepreg having excellent conductivity, and a composite material and a composite laminate having an improved appearance by reducing warpage while having excellent conductivity of the conductive prepreg are provided. can do.

<導電性プリプレグ>
本発明の導電性プリプレグは、
下記(1)及び(2)を満たし、炭素繊維及び樹脂組成物を有するシート状のプリプレグであり、
該樹脂組成物が、導電性ポリマー(A)、プロトン酸ドーパント(B)、脂環式骨格とエポキシ基を有する化合物(C)、該化合物(C)以外のエポキシ化合物(D)、及び硬化剤(E)を含有することを特徴とする。
(1)硬化後の前記導電性プリプレグの熱線膨張係数が1.0×10-7/℃以上9.0×10-5/℃以下
(2)硬化後の前記導電性プリプレグの体積抵抗率が1.0×10-6Ω・cm以上1.0×10Ω・cm以下
<Conductive prepreg>
The conductive prepreg of the present invention is
A sheet-like prepreg that satisfies the following (1) and (2) and contains carbon fibers and a resin composition,
The resin composition comprises a conductive polymer (A), a protonic acid dopant (B), a compound (C) having an alicyclic skeleton and an epoxy group, an epoxy compound (D) other than the compound (C), and a curing agent. It is characterized by containing (E).
(1) The coefficient of linear thermal expansion of the conductive prepreg after curing is 1.0×10 −7 /° C. or more and 9.0×10 −5 /° C. or less (2) The volume resistivity of the conductive prepreg after curing is 1.0×10 −6 Ω・cm or more and 1.0×10 6 Ω・cm or less

本発明で用いられる樹脂組成物は、熱硬化性導電性樹脂組成物である。樹脂組成物において、プロトン酸ドーパント(B)は導電性ポリマー(A)のドーパント成分として働き、かつモノマーである脂環式骨格とエポキシ基を有する化合物(C)(以下、単に「化合物(C)」と略記することがある。)の重合開始剤としても働く。導電性ポリマー(A)はプロトン酸ドーパント(B)中に均一に分散されていることにより、かつ各成分の含有割合等を好適に調整することによって樹脂組成物中に均一に分散した導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)を含む複合体により、樹脂組成物の硬化物は優れた導電性を有する。
また、モノマーとして化合物(C)を用いることにより、硬化前の樹脂組成物を保存している間であっても、モノマーの重合反応がほとんど起きず、樹脂組成物の保存安定性に優れる効果を発現することができる。化合物(C)は環状脂肪族骨格エポキシ基を有し、重量平均分子量が高く、複雑な立体構造を有している。このような構造を有する化合物は重合反応をする時、側鎖や、立体構造などの障害で、カチオン重合の反応速度が大幅に落ちる効果が生じると考えられる。また、化合物(C)におけるエポキシ基の酸素がマイナス帯電となり、これがプラスイオンを有するプロトン酸ドーパント(B)に近づくと、マイナスの酸素とプラスの炭素が結合して重合するので、連鎖反応のような結合エネルギーの変化が少なく、温度上昇につながらないとも考えられる。上記理由から化合物(C)を用いることにより、室温程度ではモノマーの重合反応がほとんど起きないと考えられる。
The resin composition used in the present invention is a thermosetting conductive resin composition. In the resin composition, the protonic acid dopant (B) functions as a dopant component for the conductive polymer (A), and the compound (C) having an alicyclic skeleton and an epoxy group (hereinafter simply referred to as "compound (C) ), it also works as a polymerization initiator. The conductive polymer (A) is uniformly dispersed in the protonic acid dopant (B), and by suitably adjusting the content ratio of each component, the conductive polymer is uniformly dispersed in the resin composition. Due to the composite containing (A) and the protonic acid dopant (B), the cured product of the resin composition has excellent electrical conductivity.
Further, by using the compound (C) as a monomer, the polymerization reaction of the monomer hardly occurs even during storage of the resin composition before curing, and the storage stability of the resin composition is excellent. can be expressed. Compound (C) has a cycloaliphatic skeleton epoxy group, a high weight-average molecular weight, and a complicated steric structure. Compounds having such a structure are thought to have the effect of greatly reducing the reaction rate of cationic polymerization due to hindrances such as side chains and steric structures during the polymerization reaction. In addition, the oxygen of the epoxy group in the compound (C) becomes negatively charged, and when it approaches the protonic acid dopant (B) having positive ions, the negative oxygen and the positive carbon bond and polymerize, resulting in a chain reaction-like reaction. It is also thought that there is little change in binding energy and that it does not lead to a temperature rise. For the above reason, it is considered that the use of the compound (C) hardly causes the polymerization reaction of the monomer at about room temperature.

さらに、樹脂組成物が、化合物(C)と該化合物(C)以外のエポキシ化合物(D)を含有することで、炭素繊維を含む繊維強化材料に樹脂組成物が良好に含浸される粘度に調整することが可能となり保存安定性と硬化性を設計できる。
このように上記樹脂組成物は保存安定性に優れることから、導電性プリプレグに用いてもその物性が維持され、優れた導電性を有するプリプレグとなる。また、上記樹脂組成物は、従来の無機系導電性フィラー及び低分子の反応性モノマーを使用せず、導電性ポリマー(A)のネットワークを高分子量系のエポキシポリマーに導入することで、軽量性及び導電性の両立を実現できる。
さらに上記樹脂組成物は、繊維強化材料に含まれる炭素繊維との接着性(界面接着性)に優れることから、プリグレグの強度や、当該プリグレグとその他のプリグレグとの積層体との強度等の機械特性が十分発揮される傾向にある。また、当該積層体は、層間の界面強度が低いことや樹脂の硬化収縮が引き起こす反りが低減されて、積層体の外観性が向上する効果も発現される。したがって、本発明の導電性プリプレグを用いることにより、当該導電性プリプレグの優れた導電性を有しつつ、市販の炭素繊維プリプレグと一括積層することができ、非対称構造であっても反りが低減されて外観が向上した複合材積層体とすることができる。
Further, the resin composition contains the compound (C) and an epoxy compound (D) other than the compound (C), thereby adjusting the viscosity so that the resin composition is well impregnated into the fiber reinforced material containing carbon fibers. It becomes possible to design storage stability and curability.
As described above, the resin composition has excellent storage stability, so that the physical properties of the resin composition are maintained even when it is used for a conductive prepreg, and the prepreg has excellent conductivity. In addition, the resin composition does not use conventional inorganic conductive fillers and low-molecular-weight reactive monomers, and is lightweight by introducing a network of the conductive polymer (A) into a high-molecular-weight epoxy polymer. and conductivity.
Furthermore, since the resin composition has excellent adhesion (interfacial adhesion) to the carbon fiber contained in the fiber reinforced material, the strength of the pre-greg and the strength of the laminate of the pre-greg and other pre-greg are improved. It tends to exhibit its characteristics sufficiently. In addition, the laminate has a low interlaminar interface strength and reduces warpage caused by curing shrinkage of the resin, thereby exhibiting an effect of improving the appearance of the laminate. Therefore, by using the conductive prepreg of the present invention, the conductive prepreg can be laminated together with commercially available carbon fiber prepreg while maintaining the excellent conductivity of the conductive prepreg, and warping can be reduced even in an asymmetric structure. A composite laminate having an improved appearance can be obtained.

[熱線膨張係数]
本発明の導電性プリプレグは、(1)硬化後の導電性プリプレグの熱線膨張係数が1.0×10-7/℃以上9.0×10-5/℃以下であることを特徴とする。熱線膨張係数が9.0×10-5/℃を超えると樹脂組成物が硬化する際に硬化収縮が大きくなり、プリグレグに反りや層間剥離が生じるおそれがあり、物性低下も懸念される。導電性、強度及び反り等の外観の観点から、上記熱線膨張係数は好ましくは7.0×10-5/℃以下、より好ましくは5.0×10-5/℃以下である。
熱線膨張係数の下限については特に制限はないが、通常は1.0×10-7/℃以上である。
[Thermal linear expansion coefficient]
The conductive prepreg of the present invention is characterized in that (1) the cured conductive prepreg has a linear thermal expansion coefficient of 1.0×10 −7 /° C. or more and 9.0×10 −5 /° C. or less. If the coefficient of linear thermal expansion exceeds 9.0×10 −5 /° C., curing shrinkage increases when the resin composition is cured, which may cause warpage or delamination of the pre-greg, and may also reduce physical properties. From the viewpoint of appearance such as electrical conductivity, strength and warpage, the coefficient of linear thermal expansion is preferably 7.0×10 −5 /° C. or less, more preferably 5.0×10 −5 /° C. or less.
Although the lower limit of the thermal expansion coefficient is not particularly limited, it is usually 1.0×10 −7 /° C. or higher.

上記熱線膨張係数を上記範囲内とするためには、プリプレグに含まれる炭素繊維の種類及び量を適宜選択する、または、後述する化合物(C)の種類及び量を適宜選択することによって達成することができる。
本発明において上記熱線膨張係数は、熱機械分析装置を用いて測定することができ、23℃(室温)~170℃の温度範囲、昇温速度2℃/分で測定した際、温度50℃から150℃までの熱線膨張係数についてのサンプル長を使って、下記数式から算出されるものである。
熱線膨張係数=(1/L)×[(L150-L50)/(150-50)]
:23℃(室温)でのサンプル長(mm)、L150:150℃でのサンプル長(mm)、L50:50℃でのサンプル長(mm)である。
より具体的には、熱線膨張係数は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
In order to make the coefficient of thermal expansion within the above range, the type and amount of carbon fiber contained in the prepreg should be appropriately selected, or the type and amount of the compound (C) described later should be appropriately selected. can be done.
In the present invention, the thermal linear expansion coefficient can be measured using a thermomechanical analyzer, and when measured at a temperature range of 23 ° C. (room temperature) to 170 ° C. at a heating rate of 2 ° C./min, the temperature is from 50 ° C. It is calculated from the following formula using the sample length for the coefficient of thermal expansion up to 150°C.
Thermal expansion coefficient = (1/L 0 ) × [(L 150 -L 50 )/(150-50)]
L 0 : sample length (mm) at 23°C (room temperature), L 150 : sample length (mm) at 150°C, L 50 : sample length (mm) at 50°C.
More specifically, the linear thermal expansion coefficient is measured by the method described in Examples below.

[体積抵抗率]
本発明の導電性プリプレグは、(2)硬化後の導電性プリプレグの体積抵抗率が1.0×10-6Ω・cm以上1.0×10Ω・cm以下であることを特徴とする。上記体積抵抗率は、好ましくは1.0×10Ω・cm以下、より好ましくは1.0×10Ω・cm以下である。
上記体積抵抗率が1.0×10Ω・cmを超えると導電性が不十分である。体積抵抗率の下限については特に制限はないが、通常は1.0×10-6Ω・cm以上である。
硬化物の体積抵抗率を上記範囲内とするためには、導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)を適切に選択することや、これらの含有割合及び分散性を好適にすること等により調整することができる。
[Volume resistivity]
The conductive prepreg of the present invention is characterized in that (2) the volume resistivity of the conductive prepreg after curing is 1.0×10 −6 Ω·cm or more and 1.0×10 6 Ω·cm or less. . The volume resistivity is preferably 1.0×10 5 Ω·cm or less, more preferably 1.0×10 0 Ω·cm or less.
If the volume resistivity exceeds 1.0×10 6 Ω·cm, the electrical conductivity is insufficient. Although there is no particular lower limit for the volume resistivity, it is usually 1.0×10 −6 Ω·cm or more.
In order to make the volume resistivity of the cured product within the above range, the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B) should be appropriately selected, their content ratio and dispersibility should be suitable, etc. can be adjusted by

本発明において上記体積抵抗率は、JIS K 7194:1994に準拠して低抵抗率計を用いて測定することができる。一般に体積抵抗率が1.0×10Ω・cm以下であることで導電性に優れているといえる。
より具体的には、体積抵抗率は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
In the present invention, the volume resistivity can be measured using a low resistivity meter in accordance with JIS K 7194:1994. In general, it can be said that a volume resistivity of 1.0×10 0 Ω·cm or less is excellent in conductivity.
More specifically, the volume resistivity is measured by the method described in Examples below.

[炭素繊維]
本発明の導電性プリプレグには、繊維強化材として炭素繊維が用いられる。炭素繊維は、強度、剛性、及び軽量性の観点から好適である。
繊維強化材としては、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、アミド繊維、セラミック繊維等の公知のものを、炭素繊維と併用してもよい。また、繊維強化材の形状としては、マット、クロス、不織布等が挙げられる。
[Carbon fiber]
Carbon fiber is used as a fiber reinforcing material in the conductive prepreg of the present invention. Carbon fiber is preferred in terms of strength, rigidity, and light weight.
As the fiber reinforcing material, known materials such as glass fiber, aramid fiber, polyethylene terephthalate fiber, vinylon fiber, polyester fiber, amide fiber, and ceramic fiber may be used in combination with carbon fiber. Moreover, the shape of the fiber reinforcing material includes a mat, a cloth, a non-woven fabric, and the like.

炭素繊維としては、特に限定されないが、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等が挙げられる。
また、炭素繊維はサイジング処理されていてもよい。サイジング処理は、炭素繊維と含浸する樹脂との界面接着性を向上させることを目的として行われる。本発明において、炭素繊維のサイジング処理剤としては、柔軟で炭素繊維の強度を向上しやすく、樹脂組成物との接着性が得やすい観点からエポキシ樹脂を含むものが好ましい。
繊維強化材の目付けは、導電性プリプレグの使用目的に応じて適宜決定すればよいが、通常50g/m以上、2000g/m以下が実用的である。繊維強化材の目付けは、樹脂組成物の含浸が良好なプリプレグを得る観点から、好ましくは60g/m以上、より好ましくは100g/m以上である。また、繊維強化材の目付けは、上記と同様の観点から、好ましくは600g/m以下、より好ましくは300g/m以下である。
Examples of carbon fibers include, but are not limited to, PAN-based carbon fibers, pitch-based carbon fibers, rayon-based carbon fibers, and the like.
Also, the carbon fibers may be sized. The sizing treatment is performed for the purpose of improving the interfacial adhesion between the carbon fibers and the impregnating resin. In the present invention, the carbon fiber sizing treatment agent preferably contains an epoxy resin from the viewpoints of being flexible, easily improving the strength of the carbon fiber, and easily obtaining adhesiveness to the resin composition.
The basis weight of the fiber reinforcing material may be appropriately determined depending on the purpose of use of the conductive prepreg, but it is usually practically 50 g/m 2 or more and 2000 g/m 2 or less. The basis weight of the fiber reinforcing material is preferably 60 g/m 2 or more, more preferably 100 g/m 2 or more, from the viewpoint of obtaining a prepreg that is well impregnated with the resin composition. In addition, from the same viewpoint as above, the basis weight of the fiber reinforcing material is preferably 600 g/m 2 or less, more preferably 300 g/m 2 or less.

[樹脂組成物]
(導電性ポリマー(A))
本発明においては、導電性ポリマー(A)として、ポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ(3,4-ジオキシチオフェン)等を用いることができる。本発明において導電性ポリマー(A)は、好ましくはポリアニリン又はポリアニリン誘導体である。
ポリアニリンは、下記式(1)に示すエメラルディンベース(EB)状態では絶縁体である。
[Resin composition]
(Conductive polymer (A))
In the present invention, polyaniline, polyaniline derivatives, polyphenylenevinylene, polythiophene, poly(3,4-dioxythiophene) and the like can be used as the conductive polymer (A). In the present invention, the conductive polymer (A) is preferably polyaniline or polyaniline derivative.
Polyaniline is an insulator in the emeraldine base (EB) state shown in formula (1) below.

Figure 0007124390000001
Figure 0007124390000001

このEB状態のポリアニリンに、プロトン酸ドーパントH+(解離状態)がドーピングされると、ポリアニリン中のイミノ基と塩を形成し、導電性を示す電子状態である下記式(2)に示すエメラルディンソルト(ES)状態に変化する。
なお、ポリアニリンの電子状態は、UV-vis-NIRスペクトルから確認することができる。
When this polyaniline in the EB state is doped with a protonic acid dopant H + A (dissociated state), it forms a salt with the imino group in the polyaniline, resulting in an electronic state exhibiting electrical conductivity represented by the following formula (2). Change to emeraldine salt (ES) state.
The electronic state of polyaniline can be confirmed from the UV-vis-NIR spectrum.

Figure 0007124390000002
Figure 0007124390000002

(プロトン酸ドーパント(B))
プロトン酸ドーパント(B)は、EB状態の導電性ポリマー(A)を導電性にするために用いられる。
本発明においてプロトン酸ドーパント(B)としては、塩酸、硫酸、硝酸、及びリン酸等の無機酸;有機スルホン酸、有機カルボン酸、及び有機リン酸等の有機酸を用いることができるが、これらの中ではプロトン酸ドーパント(B)は有機スルホン酸であることが好ましい。
(Proton acid dopant (B))
A protonic acid dopant (B) is used to render the EB state conductive polymer (A) conductive.
As the protonic acid dopant (B) in the present invention, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid; organic acids such as organic sulfonic acid, organic carboxylic acid and organic phosphoric acid can be used. Among them, the protonic acid dopant (B) is preferably an organic sulfonic acid.

導電性ポリマー(A)としてポリアニリンを用いた場合、プロトン酸ドーパント(B)としては、立体障害の大きい部位を有する有機酸を用いることが好ましい。
立体障害の大きい部位を有する有機酸として、具体的には、下記式(3)に示すドデシルベンゼンスルホン酸のほか、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アントラキノンスルホン酸、アルキルスルホン酸、ドデシルスルホン酸、樟脳スルホン酸、ジオクチルスルホコハク酸、ポルフィリンテトラスルホン酸、ポリビニルスルホン酸等の有機スルホン酸;プロピルリン酸、ブチルリン酸、ヘキシルリン酸、ポリエチレンオキシドドデシルエーテルリン酸、ポリエチレンオキシドアルキルエーテルリン酸等の有機リン酸等が挙げられる。中でも、ドデシルスルホン酸、アルキルスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ブチルリン酸、ヘキシルリン酸がより好ましい。
When polyaniline is used as the conductive polymer (A), it is preferable to use an organic acid having a site with large steric hindrance as the protonic acid dopant (B).
Specific examples of the organic acid having a site with large steric hindrance include dodecylbenzenesulfonic acid represented by the following formula (3), benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, polystyrenesulfonic acid, alkylnaphthalenesulfonic acid, and anthraquinonesulfonic acid. , alkylsulfonic acid, dodecylsulfonic acid, camphorsulfonic acid, dioctylsulfosuccinic acid, porphyrin tetrasulfonic acid, polyvinylsulfonic acid and other organic sulfonic acids; propyl phosphate, butyl phosphate, hexyl phosphate, polyethylene oxide dodecyl ether phosphate, polyethylene oxide organic phosphoric acid such as alkyl ether phosphoric acid; Among them, dodecylsulfonic acid, alkylsulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, butyl phosphate, and hexyl phosphate are more preferable.

Figure 0007124390000003
Figure 0007124390000003

剛直なポリアニリン主鎖に対して、塩酸等の無機酸のドーパントがドープされても、ポリアニリンは不溶不融であり、加工性に劣る。これに対して、立体障害の大きい部位を有する有機酸をドーパントとした場合は、酸性基がドーパントとして機能し、一方、立体障害部分がポリアニリン主鎖同士の相互作用を抑制し、運動性を向上させることで、有機化学物との良分散性、加工性が向上する。したがって、このようなプロトン酸ドーパントは、ポリアニリンの導電性を発現させ、かつ、加工性を向上させることができる機能性ドーパントであるといえる。
上記プロトン酸ドーパント(B)は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。例えば粘度調整のため、プロトン酸ドーパントとして相溶性がある液体のものと固体のものを併用することもできる。
Even if the rigid polyaniline main chain is doped with an inorganic acid dopant such as hydrochloric acid, the polyaniline is insoluble and infusible, resulting in poor workability. On the other hand, when an organic acid having a site with large steric hindrance is used as the dopant, the acidic group functions as a dopant, while the sterically hindered moiety suppresses the interaction between the polyaniline main chains and improves the mobility. By increasing the temperature, good dispersibility with organic chemicals and workability are improved. Therefore, it can be said that such a protonic acid dopant is a functional dopant capable of making polyaniline exhibit electrical conductivity and improving workability.
The protonic acid dopant (B) may be used alone or in combination. For example, in order to adjust the viscosity, it is possible to use both a liquid protonic acid dopant and a solid protonic acid dopant that are compatible with each other.

(化合物(C))
本発明において重合モノマーとして、脂環式骨格とエポキシ基とを有する化合物(C)が用いられる。
化合物(C)は、脂環式骨格と1個以上のエポキシ基とを有する化合物であり、分子内(一分子中)に脂環(脂肪族環)構造とエポキシ基(オキシラニル基)とを少なくとも有する化合物である。化合物(C)として具体的には、(i)脂環式骨格を構成している隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基(脂環エポキシ基)を有する化合物、(ii)脂環式骨格を構成している炭素原子と直接単結合しているエポキシ基を有する化合物、(iii)水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物等が挙げられ、これらは単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。
本発明では、プロトン酸ドーパント(B)がカチオン重合開始剤として働き、カチオン反応性触媒を使用しない。化合物(C)を重合モノマーとして用いる際、室温において重合反応はほとんど生じないが、熱を加えたときに重合反応が開始するという特徴を有する。
(Compound (C))
A compound (C) having an alicyclic skeleton and an epoxy group is used as a polymerizable monomer in the present invention.
Compound (C) is a compound having an alicyclic skeleton and one or more epoxy groups, and has at least an alicyclic (aliphatic ring) structure and an epoxy group (oxiranyl group) in its molecule (in one molecule). It is a compound having Specifically, the compound (C) includes (i) a compound having an epoxy group (alicyclic epoxy group) composed of two adjacent carbon atoms and an oxygen atom constituting an alicyclic skeleton, (ii) ) a compound having an epoxy group directly single-bonded to a carbon atom constituting an alicyclic skeleton, (iii) a hydrogenated aromatic glycidyl ether-based epoxy compound, etc., which may be used singly or in a plurality of types. may be used in combination.
In the present invention, the protonic acid dopant (B) acts as a cationic polymerization initiator and no cationic reactive catalyst is used. When the compound (C) is used as a polymerization monomer, the polymerization reaction hardly occurs at room temperature, but the polymerization reaction starts when heat is applied.

上記(i)脂環式骨格を構成している隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ化合物(i)」と称すことがある。)としては、公知乃至慣用のものの中から任意に選択して使用することができる。中でも、上記脂環エポキシ基としては、シクロヘキセンオキシド基(シクロヘキサン環を構成する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基)が好ましい。具体的には、下記式(4)で表される化合物(脂環式エポキシ化合物)が挙げられる。 As the above (i) compound having an epoxy group composed of two adjacent carbon atoms and an oxygen atom constituting an alicyclic skeleton (hereinafter sometimes referred to as "epoxy compound (i)") can be arbitrarily selected from known or commonly used ones. Among them, the alicyclic epoxy group is preferably a cyclohexene oxide group (an epoxy group composed of two carbon atoms and an oxygen atom that form a cyclohexane ring). Specifically, a compound represented by the following formula (4) (alicyclic epoxy compound) can be mentioned.

Figure 0007124390000004
Figure 0007124390000004

上記式(4)中、Xは1価の有機基を示す。上記1価の有機基としては、例えば、炭化水素基(1価の炭化水素基)、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、アルケニルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、グリシジル基、エポキシ基、シアノ基、イソシアナート基、カルバモイル基、イソチオシアナート基、これらの基と後述の連結基(1以上の原子を有する2価の基)が結合した基等が挙げられる。
上記炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらが2以上結合した基等が挙げられる。
上記脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられる。
上記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、ヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、デシル基、ドデシル基等のC1-20アルキル基等が挙げられる。
上記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、メタリル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、5-ヘキセニル基等のC2-20アルケニル基等が挙げられる。
上記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基等のC2-20アルキニル基等が挙げられる。
In the above formula (4), X represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic groups include hydrocarbon groups (monovalent hydrocarbon groups), alkoxy groups, alkenyloxy groups, aryloxy groups, aralkyloxy groups, acyloxy groups, alkylthio groups, alkenylthio groups, and arylthio groups. , aralkylthio group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxycarbonyl group, glycidyl group, epoxy group, cyano group, isocyanate group, carbamoyl group, isothiocyanate group, these groups and linking described later A group to which a group (a divalent group having one or more atoms) is bonded, and the like are included.
Examples of the hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and groups in which two or more of these groups are bonded.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include alkyl groups, alkenyl groups, and alkynyl groups.
Examples of the alkyl group include C1-20 alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, isooctyl group, decyl group and dodecyl group.
Examples of the alkenyl group include vinyl group, allyl group, methallyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group and 2-pentenyl group. , 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, 5-hexenyl group and other C2-20 alkenyl groups.
Examples of the alkynyl group include C2-20 alkynyl groups such as ethynyl group and propynyl group.

上記脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロドデシル基等のC3-12シクロアルキル基;シクロヘキセニル基等のC3-12のシクロアルケニル基;ビシクロヘプタニル基、ビシクロヘプテニル基等のC4-15架橋環式炭化水素基等が挙げられる。
上記芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等のC6-14アリール基(特に、C6-10アリール基)等が挙げられる。
また、上記脂肪族炭化水素基と脂環式炭化水素基とが結合した基としては、例えば、シクロへキシルメチル基、メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが結合した基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基等のC7-18アラルキル基、シンナミル基等のC6-10アリール-C2-6アルケニル基、トリル基等のC1-4アルキル置換アリール基、スチリル基等のC2-4アルケニル置換アリール基等が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group include, for example, a C3-12 cycloalkyl group such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclododecyl group; a C3-12 cycloalkenyl group such as a cyclohexenyl group; Examples include C4-15 bridged cyclic hydrocarbon groups such as bicycloheptanyl group and bicycloheptenyl group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include C6-14 aryl groups (especially C6-10 aryl groups) such as phenyl group and naphthyl group.
Examples of the group in which the aliphatic hydrocarbon group and the alicyclic hydrocarbon group are bonded together include a cyclohexylmethyl group and a methylcyclohexyl group. Examples of groups in which an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group are bonded include a C7-18 aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group, a C6-10 aryl-C2-6 alkenyl group such as a cinnamyl group, and tolyl. C1-4 alkyl-substituted aryl groups such as groups, C2-4 alkenyl-substituted aryl groups such as styryl groups, and the like.

上記炭化水素基は置換基を有していてもよい。上記炭化水素基における置換基の炭素数は、特に限定されないが、0~20が好ましく、より好ましくは0~10である。該置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;ヒドロキシル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブチルオキシ基等のアルコキシ基(特に、C1-6アルコキシ基);アリルオキシ基等のアルケニルオキシ基(特に、C2-6アルケニルオキシ基);フェノキシ基、トリルオキシ基、ナフチルオキシ基等の、芳香環にC1-4アルキル基、C2-4アルケニル基、ハロゲン原子、C1-4アルコキシ基等の置換基を有していてもよいアリールオキシ基(特に、C6-14アリールオキシ基);ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基等のアラルキルオキシ基(特に、C7-18アラルキルオキシ基);アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基(特に、C1-12アシルオキシ基);メルカプト基;メチルチオ基、エチルチオ基等のアルキルチオ基(特に、C1-6アルキルチオ基);アリルチオ基等のアルケニルチオ基(特に、C2-6アルケニルチオ基);フェニルチオ基、トリルチオ基、ナフチルチオ基等の、芳香環にC1-4アルキル基、C2-4アルケニル基、ハロゲン原子、C1-4アルコキシ基等の置換基を有していてもよいアリールチオ基(特に、C6-14アリールチオ基);ベンジルチオ基、フェネチルチオ基等のアラルキルチオ基(特に、C7-18アラルキルチオ基);カルボキシル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基(特に、C1-6アルコキシ-カルボニル基);フェノキシカルボニル基、トリルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基(特に、C6-14アリールオキシ-カルボニル基);ベンジルオキシカルボニル基等のアラルキルオキシカルボニル基(特に、C7-18アラルキルオキシ-カルボニル基);アミノ基;メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のモノ又はジアルキルアミノ基(特に、モノ又はジ-C1-6アルキルアミノ基);アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等のアシルアミノ基(特に、C1-11アシルアミノ基);エポキシ基、グリシジル基、グリシジルオキシ基、シクロヘキセンオキシド基等のエポキシ基含有基;エチルオキセタニルオキシ基等のオキセタニル基含有基;アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等のアシル基;オキソ基;これらの2以上が必要に応じてC1-6アルキレン基を介して結合した基等が挙げられる。 The hydrocarbon group may have a substituent. The number of carbon atoms in the substituent in the hydrocarbon group is not particularly limited, but is preferably 0-20, more preferably 0-10. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms; hydroxyl groups; alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropyloxy, butoxy and isobutyloxy groups. (especially, C1-6 alkoxy group); alkenyloxy group such as allyloxy group (especially, C2-6 alkenyloxy group); phenoxy group, tolyloxy group, naphthyloxy group, etc., C1-4 alkyl group, C2 -4 alkenyl group, halogen atom, aryloxy group optionally having a substituent such as C1-4 alkoxy group (especially C6-14 aryloxy group); aralkyloxy group such as benzyloxy group and phenethyloxy group (especially C7-18 aralkyloxy group); acetyloxy group, propionyloxy group, (meth) acryloyloxy group, acyloxy group such as benzoyloxy group (especially C1-12 acyloxy group); mercapto group; methylthio group, ethylthio Alkylthio groups such as groups (especially C1-6 alkylthio groups); alkenylthio groups such as allylthio groups (especially C2-6 alkenylthio groups); an arylthio group (especially a C6-14 arylthio group) optionally having a substituent such as an alkyl group, a C2-4 alkenyl group, a halogen atom, a C1-4 alkoxy group; an aralkylthio such as a benzylthio group and a phenethylthio group; group (especially C7-18 aralkylthio group); carboxyl group; alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group (especially C1-6 alkoxy-carbonyl group); phenoxycarbonyl group , tolyloxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group such as naphthyloxycarbonyl group (especially C6-14 aryloxy-carbonyl group); aralkyloxycarbonyl group such as benzyloxycarbonyl group (especially C7-18 aralkyloxy-carbonyl group ); amino group; mono or dialkylamino group such as methylamino group, ethylamino group, dimethylamino group, diethylamino group (especially mono or di-C1-6 alkylamino group); acetylamino group, propionylamino group, benzoyl acylamino group such as amino group (especially C1-11 acylamino group); epoxy group, glycidyl group, glycidyloxy group, cyclohexene epoxy group-containing groups such as oxide groups; oxetanyl group-containing groups such as ethyloxetanyloxy groups; acyl groups such as acetyl groups, propionyl groups and benzoyl groups; oxo groups; and groups bonded via.

上記式(4)で表される化合物の中でも、特に、硬化物の耐熱性、耐光性の観点で、下記式(4-1)で表される化合物(脂環式エポキシ化合物)が好ましい。 Among the compounds represented by the above formula (4), compounds represented by the following formula (4-1) (alicyclic epoxy compounds) are particularly preferred from the viewpoint of the heat resistance and light resistance of the cured product.

Figure 0007124390000005
Figure 0007124390000005

上記式(4-1)中、Yは単結合又は連結基(1以上の原子を有する2価の基)を示す。
上記連結基としては、例えば、2価の炭化水素基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、カーボネート基、アミド基、及びこれらが複数個連結した基等が挙げられる。
式(4-1)中のYが単結合である脂環式エポキシ化合物としては、3,4,3’,4’-ジエポキシビシクロヘキサン等が挙げられる。
In formula (4-1) above, Y represents a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms).
Examples of the linking group include a divalent hydrocarbon group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a carbonate group, an amide group, and groups in which a plurality of these are linked.
Alicyclic epoxy compounds in which Y in formula (4-1) is a single bond include 3,4,3′,4′-diepoxybicyclohexane and the like.

上記2価の炭化水素基としては、炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基、2価の脂環式炭化水素基等が挙げられる。炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等が挙げられる。2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,2-シクロペンチレン基、1,3-シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、1,2-シクロヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等の2価のシクロアルキレン基(シクロアルキリデン基を含む)等が挙げられる。
上記連結基Yとしては、特に、酸素原子を含有する連結基が好ましく、具体的には、例えば、-CO-、-O-CO-O-、-COO-、-O-、-CONH-;これらの基が複数個連結した基;これらの基の1又は2以上と2価の炭化水素基の1又は2以上とが連結した基等が挙げられる。2価の炭化水素基としては上記で例示したものが挙げられる。
Examples of the divalent hydrocarbon group include linear or branched alkylene groups having 1 to 18 carbon atoms, divalent alicyclic hydrocarbon groups, and the like. Examples of linear or branched alkylene groups having 1 to 18 carbon atoms include methylene group, methylmethylene group, dimethylmethylene group, ethylene group, propylene group and trimethylene group. Examples of divalent alicyclic hydrocarbon groups include 1,2-cyclopentylene group, 1,3-cyclopentylene group, cyclopentylidene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclohexylene group, Divalent cycloalkylene groups (including cycloalkylidene groups) such as silene group, 1,4-cyclohexylene group, cyclohexylidene group, and the like can be mentioned.
As the linking group Y, a linking group containing an oxygen atom is particularly preferable, and specifically, for example, -CO-, -O-CO-O-, -COO-, -O-, -CONH-; groups in which a plurality of these groups are linked; groups in which one or more of these groups are linked to one or more of divalent hydrocarbon groups; Examples of the divalent hydrocarbon group include those exemplified above.

上記式(4-1)で表される化合物の代表的な例としては、下記式(I-1)~(I-10)で表される化合物、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、1,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)エタン、1,2-エポキシ-1,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)エタン、2,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)プロパン等が挙げられる。
なお、下記式(I-5)、(I-7)中のl、mは、それぞれ1~30の整数を表す。下記式(I-5)中のRは炭素数1~8のアルキレン基であり、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、s-ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基等の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基が挙げられる。これらの中でも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基等の炭素数1~3の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。下記式(I-9)、(I-10)中のn1~n6は、それぞれ1~30の整数を示す。
Representative examples of the compound represented by the above formula (4-1) include compounds represented by the following formulas (I-1) to (I-10), bis(3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether , 1,2-bis(3,4-epoxycyclohexan-1-yl)ethane, 1,2-epoxy-1,2-bis(3,4-epoxycyclohexan-1-yl)ethane, 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexan-1-yl)propane and the like.
Note that l and m in the following formulas (I-5) and (I-7) each represent an integer of 1 to 30. R in the following formula (I-5) is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and is a methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, butylene group, isobutylene group, s-butylene group, pentylene group, hexylene. linear or branched alkylene groups such as radicals, heptylene groups, and octylene groups. Among these, straight-chain or branched-chain alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms such as methylene, ethylene, propylene and isopropylene are preferred. n1 to n6 in the following formulas (I-9) and (I-10) each represent an integer of 1 to 30.

Figure 0007124390000006
Figure 0007124390000006

Figure 0007124390000007
Figure 0007124390000007

上記式(I-1)~(I-10)で表される脂環式エポキシ化合物としては、例えば、商品名「セロキサイド2021P」、「セロキサイド2081」(以上、(株)ダイセル製)等の市販品を使用することもできる。 Examples of the alicyclic epoxy compounds represented by the above formulas (I-1) to (I-10) include commercially available products such as trade names "Celoxide 2021P" and "Celoxide 2081" (manufactured by Daicel Corporation). You can also use the product.

上記(ii)脂環式骨格を構成している炭素原子と直接単結合しているエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ化合物(ii)」と称すことがある。)としては、例えば、下記式(II)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of (ii) a compound having an epoxy group directly single-bonded to a carbon atom constituting an alicyclic skeleton (hereinafter sometimes referred to as "epoxy compound (ii)") include the following: A compound represented by the formula (II) and the like can be mentioned.

Figure 0007124390000008
Figure 0007124390000008

式(II)中、R’は、構造式上、p価のアルコールからp個のヒドロキシ基(-OH)を除いた基(p価の有機基)であり、p、nはそれぞれ自然数を表す。p価のアルコール[R’(OH)p]としては、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノール等の多価アルコール(炭素数1~15のアルコール等)等が挙げられる。pは1~6が好ましく、nは1~30が好ましい。pが2以上の場合、それぞれの()内(外側の括弧内)の基におけるnは同一でもよいし、異なっていてもよい。
上記式(II)で表される化合物としては、具体的には、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物[例えば、商品名「EHPE3150」((株)ダイセル製)等]等が挙げられる。
In formula (II), R ' is a group (p-valent organic group) obtained by removing p hydroxyl groups (-OH) from a p-valent alcohol in the structural formula, and p and n each represent a natural number. . Examples of the p-valent alcohol [R'(OH) p ] include polyhydric alcohols (such as alcohols having 1 to 15 carbon atoms) such as 2,2-bis(hydroxymethyl)-1-butanol. p is preferably 1-6, and n is preferably 1-30. When p is 2 or more, n in each group in parentheses (outer parentheses) may be the same or different.
Specific examples of the compound represented by formula (II) include a 1,2-epoxy-4-(2-oxiranyl)cyclohexane adduct of 2,2-bis(hydroxymethyl)-1-butanol [for example, , trade name “EHPE3150” (manufactured by Daicel Corporation), etc.] and the like.

上記(iii)水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物(以下、「エポキシ化合物(iii)」と称すことがある。)としては、例えば、2,2-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]プロパン、2,2-ビス[3,5-ジメチル-4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]プロパン、下記式(III)で表される化合物等のビスフェノールA型エポキシ化合物を水素化した化合物(核水添ビスフェノールA型エポキシ化合物);ビス[o,o-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[o,p-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[p,p-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[3,5-ジメチル-4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン等のビスフェノールF型エポキシ化合物を水素化した化合物(核水添ビスフェノールF型エポキシ化合物);水添ビフェノール型エポキシ化合物;水添フェノールノボラック型エポキシ化合物;水添クレゾールノボラック型エポキシ化合物;ビスフェノールAのクレゾールノボラック型エポキシ化合物の水添エポキシ化合物;水添ナフタレン型エポキシ化合物;トリスフェノールメタンから得られるエポキシ化合物の水添エポキシ化合物等が挙げられる。
下記式(III)で表される化合物としては、具体的には、商品名「YX8000」(三菱ケミカル(株)製)、商品名「YX8034」(三菱ケミカル(株)製)等を使用できる。
The (iii) hydrogenated aromatic glycidyl ether epoxy compound (hereinafter sometimes referred to as "epoxy compound (iii)") includes, for example, 2,2-bis[4-(2,3-epoxypropoxy ) Cyclohexyl]propane, 2,2-bis[3,5-dimethyl-4-(2,3-epoxypropoxy)cyclohexyl]propane, bisphenol A type such as compounds represented by the following formula (III) Compounds obtained by hydrogenating epoxy compounds (nuclear hydrogenated bisphenol A type epoxy compounds); bis[o,o-(2,3-epoxypropoxy)cyclohexyl]methane, bis[o,p-(2,3-epoxy) propoxy)cyclohexyl]methane, bis[p,p-(2,3-epoxypropoxy)cyclohexyl]methane, bis[3,5-dimethyl-4-(2,3-epoxypropoxy)cyclohexyl] Compounds obtained by hydrogenating bisphenol F type epoxy compounds such as methane (nuclear hydrogenated bisphenol F type epoxy compounds); hydrogenated biphenol type epoxy compounds; hydrogenated phenol novolac type epoxy compounds; hydrogenated cresol novolac type epoxy compounds; hydrogenated epoxy compounds of cresol novolac type epoxy compounds; hydrogenated naphthalene type epoxy compounds; and hydrogenated epoxy compounds of epoxy compounds obtained from trisphenolmethane.
As the compound represented by the following formula (III), specifically, trade name "YX8000" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), trade name "YX8034" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the like can be used.

Figure 0007124390000009
Figure 0007124390000009

式(III)中、qは1以上の整数(例えば、1~5の整数)を示す。 In formula (III), q represents an integer of 1 or more (eg, an integer of 1 to 5).

上記エポキシ化合物(i),エポキシ化合物(ii),エポキシ化合物(iii)は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。 The epoxy compound (i), epoxy compound (ii), and epoxy compound (iii) may be used alone or in combination.

上記化合物(C)は、重量平均分子量が好ましくは200~2000の範囲のものである。また、樹脂組成物を調製しやすい観点から、化合物(C)の重量平均分子量はより好ましくは200~1000、さらに好ましくは200~500である。 The compound (C) preferably has a weight average molecular weight in the range of 200-2000. Further, the weight average molecular weight of the compound (C) is more preferably 200-1000, more preferably 200-500, from the viewpoint of easy preparation of the resin composition.

(含有割合)
上記樹脂組成物において、化合物(C)の含有量は、導電性と成形性との両立を考慮し、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。また上記樹脂組成物における化合物(C)の含有量は、上記と同様の観点から好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。
また、上記樹脂組成物において、導電性ポリマー(A)がポリアニリンである場合、ポリアニリンの窒素原子と、プロトン酸ドーパント(B)は、モル比[ポリアニリンの窒素原子:プロトン酸ドーパント]で、好ましくは10:1~1:2である。
プロトン酸ドーパント(B)が少なすぎると、加熱しても重合・硬化反応が十分に進行しないほか、ポリアニリンの状態がES状態からEB状態に変化し、導電性が失われてしまう。一方、プロトン酸ドーパント(B)がこの範囲を超えて多く存在すると、ポリアニリンによる導電路形成が困難となり、良好な導電性を示さない以外、加熱しなくても室温で発熱を伴う反応が開始し、反応制御が困難となり、速やかに硬化してしまう。
(Content ratio)
In the resin composition, the content of the compound (C) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, in consideration of compatibility between conductivity and moldability. The content of the compound (C) in the resin composition is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, from the same viewpoint as above.
In the above resin composition, when the conductive polymer (A) is polyaniline, the nitrogen atoms of polyaniline and the protonic acid dopant (B) are preferably in a molar ratio [nitrogen atoms of polyaniline: protonic acid dopant] 10:1 to 1:2.
If the amount of the protonic acid dopant (B) is too small, the polymerization/curing reaction will not proceed sufficiently even when heated, and the state of polyaniline will change from the ES state to the EB state, resulting in loss of electrical conductivity. On the other hand, if the amount of the protonic acid dopant (B) exceeds this range, it becomes difficult to form a conductive path with polyaniline, resulting in poor electrical conductivity, and an exothermic reaction starts at room temperature without heating. , it becomes difficult to control the reaction, resulting in rapid curing.

また、上記樹脂組成物において、導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)の合計と、化合物(C)とは、質量比[導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)の合計:化合物(C)]で、好ましくは1:1~1:0.1、より好ましくは1:1~1:0.3である。
導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)の合計が多くなるほど樹脂組成物の導電性が高くなるが、多くなり過ぎると成形性に不具合が生じる。また上記質量比の範囲内であれば樹脂組成物中に導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)の複合物が好適に分散され優れた導電性が発現されやすくなる。
また、導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)の合計が、樹脂組成物中に、好ましくは20~60質量%、より好ましくは30~50質量%である。樹脂組成物中の導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)の合計質量%が上記範囲内であればより優れた導電性をプリプレグに付与することができる。
Further, in the resin composition, the total of the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B) and the compound (C) have a mass ratio [total of the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B) : Compound (C)], preferably 1:1 to 1:0.1, more preferably 1:1 to 1:0.3.
The greater the total amount of the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B), the higher the electrical conductivity of the resin composition. Further, within the range of the above mass ratio, the composite of the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B) is preferably dispersed in the resin composition, and excellent conductivity is likely to be exhibited.
Also, the total amount of the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B) in the resin composition is preferably 20-60% by mass, more preferably 30-50% by mass. If the total mass % of the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B) in the resin composition is within the above range, the prepreg can be imparted with superior electrical conductivity.

(化合物(C)以外のエポキシ化合物(D))
本発明における樹脂組成物は、低粘度及び保存安定性を向上するため、上記化合物(C)と、化合物(C)以外のエポキシ化合物(以下、「他のエポキシ化合物(D)」と称すことがある。)を併用する。
上記他のエポキシ化合物(D)としては、例えば、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物[例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAのクレゾールノボラック型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、トリスフェノールメタンから得られるエポキシ化合物等]、脂肪族グリシジルエーテル系エポキシ化合物[例えば、脂肪族ポリグリシジルエーテル等]、グリシジルエステル系エポキシ化合物、グリシジルアミン系エポキシ化合物、エポキシ基を有するイソシアヌレート化合物[例えば、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート化合物、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物、トリグリシジルイソシアヌレート化合物等]が挙げられる。
なかでも他のエポキシ化合物(D)は、芳香族骨格を有することが好ましい。また、上記他のエポキシ化合物(D)は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。
他のエポキシ化合物(D)の含有量は、特に限定されないが、通常は樹脂組成物中1~30質量%程度であり、樹脂組成物の粘度にしたがって、適当な比率で添加することもできる。
(Epoxy compound (D) other than compound (C))
In order to improve low viscosity and storage stability, the resin composition in the present invention contains the compound (C) and an epoxy compound other than the compound (C) (hereinafter referred to as "another epoxy compound (D)"). Yes.) are used together.
Examples of the other epoxy compounds (D) include aromatic glycidyl ether-based epoxy compounds [e.g., bisphenol A-type epoxy compounds, bisphenol F-type epoxy compounds, biphenol-type epoxy compounds, phenol novolac-type epoxy compounds, cresol novolak-type epoxy compounds, compounds, bisphenol A cresol novolak-type epoxy compounds, naphthalene-type epoxy compounds, epoxy compounds obtained from trisphenolmethane, etc.], aliphatic glycidyl ether-based epoxy compounds [e.g., aliphatic polyglycidyl ethers, etc.], glycidyl ester-based epoxy compounds , glycidylamine-based epoxy compounds, and isocyanurate compounds having an epoxy group [eg, diallyl monoglycidyl isocyanurate compounds, monoallyl diglycidyl isocyanurate compounds, triglycidyl isocyanurate compounds, etc.].
Among others, the other epoxy compound (D) preferably has an aromatic skeleton. Moreover, you may use the said other epoxy compound (D) individually or in combination of multiple types.
The content of the other epoxy compound (D) is not particularly limited, but is usually about 1 to 30% by mass in the resin composition, and can be added in an appropriate ratio according to the viscosity of the resin composition.

[硬化剤(E)]
本発明における樹脂組成物は、上記他のエポキシ化合物(D)の硬化を十分なものとするため、硬化剤(E)を含有する。
硬化剤(E)としては、エポキシ樹脂用硬化剤として公知乃至慣用の硬化剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、酸無水物類(酸無水物系硬化剤)、アミン類(アミン系硬化剤)、ポリアミド樹脂、イミダゾール類(イミダゾール系硬化剤)、ポリメルカプタン類(ポリメルカプタン系硬化剤)、フェノール類(フェノール系硬化剤)、ポリカルボン酸類、ジシアンジアミド類、有機酸ヒドラジド等が挙げられる。上記硬化剤(E)は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。
硬化剤(E)の含有量は、特に限定されないが、通常は樹脂組成物中1~20質量%程度であり、樹脂組成物の粘度にしたがって、適当な比率で添加することもできる。
[Curing agent (E)]
The resin composition in the present invention contains a curing agent (E) in order to sufficiently cure the other epoxy compound (D).
As the curing agent (E), known or commonly used curing agents can be used as curing agents for epoxy resins, and are not particularly limited. amine curing agents), polyamide resins, imidazoles (imidazole curing agents), polymercaptans (polymercaptan curing agents), phenols (phenolic curing agents), polycarboxylic acids, dicyandiamides, organic acid hydrazides, etc. mentioned. The curing agent (E) may be used alone or in combination.
Although the content of the curing agent (E) is not particularly limited, it is usually about 1 to 20% by mass in the resin composition, and can be added in an appropriate ratio according to the viscosity of the resin composition.

[硬化促進剤(F)]
本発明における樹脂組成物の硬化を促進させるため、硬化促進剤(F)をさらに含有することができる。
硬化促進剤(F)は、他のエポキシ化合物(D)が硬化剤(E)と反応する際に、その反応速度を促進する機能を有する化合物である。
硬化促進剤(F)としては、公知乃至慣用の硬化促進剤を使用でき、特に限定されないが、例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)又はその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩等);1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)又はその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩等);ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン等の3級アミン;2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール;リン酸エステル;トリフェニルホスフィン、トリス(ジメトキシ)ホスフィン等のホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラ(p-トリル)ボレート等のホスホニウム化合物;オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズ、ステアリン酸亜鉛等の有機金属塩;アルミニウムアセチルアセトン錯体等の金属キレート等が挙げられる。上記硬化促進剤(F)は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。
[Curing accelerator (F)]
A curing accelerator (F) can be further contained in order to accelerate the curing of the resin composition in the present invention.
The curing accelerator (F) is a compound that has the function of accelerating the reaction rate when the other epoxy compound (D) reacts with the curing agent (E).
As the curing accelerator (F), a known or commonly used curing accelerator can be used, and is not particularly limited. , phenol salt, octylate, p-toluenesulfonate, formate, tetraphenylborate salt, etc.); 1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonene-5 (DBN) or a salt thereof (for example, phenol salt, octylate, p-toluenesulfonate, formate, tetraphenylborate salt, etc.); benzyldimethylamine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, N,N-dimethylcyclohexylamine, etc. tertiary amines; imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole and 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole; phosphoric acid esters; phosphines such as triphenylphosphine and tris(dimethoxy)phosphine; tetraphenylphosphonium phosphonium compounds such as tetra(p-tolyl)borate; organic metal salts such as zinc octylate, tin octylate and zinc stearate; and metal chelates such as aluminum acetylacetone complexes. The curing accelerator (F) may be used alone or in combination.

硬化促進剤(F)としては、商品名「U-CAT SA 506」、「U-CAT SA 102」、「U-CAT5003」、「U-CAT18X」、「U-CAT12XD」(開発品)(以上、サンアプロ(株)製);商品名「TPP-K」、「TPP-MK」(以上、北興化学工業(株)製);商品名「PX-4ET」(日本化学工業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
硬化促進剤(F)の含有量は、特に限定されないが、通常は樹脂組成物中0.1~5質量%程度であり、樹脂組成物の粘度にしたがって、適当な比率で添加することもできる。
As the curing accelerator (F), trade names "U-CAT SA 506", "U-CAT SA 102", "U-CAT5003", "U-CAT18X", "U-CAT12XD" (developed products) (above , manufactured by San-Apro Co., Ltd.); trade names "TPP-K" and "TPP-MK" (manufactured by Hokko Chemical Industry Co., Ltd.); trade name "PX-4ET" (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), etc. can also be used.
The content of the curing accelerator (F) is not particularly limited, but it is usually about 0.1 to 5% by mass in the resin composition, and can be added in an appropriate ratio according to the viscosity of the resin composition. .

[その他の成分(添加剤)]
本発明において用いられる樹脂組成物には、添加剤として、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーおよびエラストマーからなる群から選ばれた1種以上の樹脂を添加することができる。この添加剤は、マトリックス樹脂の靭性を向上させ、かつ、粘弾性を変化させて、粘度、貯蔵弾性率およびチキソトロープ性を適正化する役割がある。添加剤として用いられる熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーまたはエラストマーは、単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。
[Other components (additives)]
One or more resins selected from the group consisting of thermoplastic resins, thermoplastic elastomers and elastomers can be added as additives to the resin composition used in the present invention. This additive has the role of improving the toughness of the matrix resin and changing the viscoelasticity to optimize the viscosity, storage modulus and thixotropic properties. The thermoplastic resins, thermoplastic elastomers or elastomers used as additives may be used alone or in combination.

熱可塑性樹脂としては、主鎖に、炭素-炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イミダゾール結合およびカルボニル結合からなる群から選ばれた結合を有する熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。
中でも、例えばポリアクリレート、ナイロン、ポリアラミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンのようなエンジニアリングプラスチックに属する熱可塑性樹脂の一群がより好ましく用いられる。
耐熱性に優れることから、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホン等が特に好ましく使用される。この中でもポリエーテルスルホンは、硬化物の耐熱性と弾性率を維持したまま靭性を高めることができより好ましい。
また、これらの熱可塑性樹脂が熱硬化性樹脂との反応性の官能基を有することは、靭性向上および硬化樹脂の耐環境性維持の観点から好ましい。特に好ましい官能基としては、カルボキシル基、アミノ基および水酸基等が挙げられる。
As the thermoplastic resin, a group consisting of a carbon-carbon bond, an amide bond, an imide bond, an ester bond, an ether bond, a carbonate bond, a urethane bond, a urea bond, a thioether bond, a sulfone bond, an imidazole bond and a carbonyl bond in the main chain. A thermoplastic resin having a bond selected from is preferably used.
Among them, a group of thermoplastic resins belonging to engineering plastics such as polyacrylate, nylon, polyaramid, polyester, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polybenzimidazole, polyimide, polyetherimide, polysulfone and polyethersulfone are more preferably used.
Polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone and the like are particularly preferably used because of their excellent heat resistance. Among these, polyethersulfone is more preferable because it can increase the toughness while maintaining the heat resistance and elastic modulus of the cured product.
In addition, it is preferable that these thermoplastic resins have a functional group reactive with the thermosetting resin from the viewpoint of improving the toughness and maintaining the environmental resistance of the cured resin. Particularly preferred functional groups include a carboxyl group, an amino group and a hydroxyl group.

(樹脂組成物の製造方法)
上記樹脂組成物は、導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)を混合してプロトン酸ドーパント(B)中に導電性ポリマー(A)を分散させて、導電性ポリマー(A)及びプロトン酸ドーパント(B)の複合体とした後、該複合体と、化合物(C)~(E)及び必要に応じて(F)やその他の成分とを混合、分散させて製造することができる。
上記混合に用いる装置としては特に制限はなく、例えば例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、撹拌羽根等による機械撹拌法等が挙げられる。
(Method for producing resin composition)
The resin composition is prepared by mixing the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B), dispersing the conductive polymer (A) in the protonic acid dopant (B), After forming a complex of the acid dopant (B), the complex can be produced by mixing and dispersing the complex with compounds (C) to (E) and optionally (F) and other components.
The apparatus used for the above mixing is not particularly limited, and examples include ball mills, bead mills, planetary ball mills, vibrating ball mills, sand mills, colloid mills, attritors, roll mills, high-speed impeller dispersion, dispersers, homogenizers, high-speed impact mills, and ultrasonic waves. Dispersion, mechanical stirring using stirring blades and the like can be mentioned.

[導電性プリプレグの製造方法]
本発明の導電性プリプレグは、炭素繊維を含む繊維強化材に上述の樹脂組成物を含ませた導電性プリプレグであり、ウェット法及びホットメルト法等の公知の方法により製造することができる。
例えば、連続した炭素繊維が一方向に配列された又は織物加工された繊維強化材の上下を、樹脂フィルム、アルミ箔、及び離型紙等のシートにマトリックス樹脂として前述の樹脂組成物を塗布した樹脂シートで被覆して、樹脂組成物を繊維強化材に含ませることで本発明の導電性プリプレグを製造することができる。
[Method for producing conductive prepreg]
The conductive prepreg of the present invention is a conductive prepreg obtained by impregnating a fiber reinforcing material containing carbon fibers with the resin composition described above, and can be produced by a known method such as a wet method or a hot melt method.
For example, a resin obtained by applying the above-mentioned resin composition as a matrix resin to a sheet such as a resin film, aluminum foil, and release paper on the upper and lower sides of a fiber reinforcing material in which continuous carbon fibers are arranged in one direction or is woven. The conductive prepreg of the present invention can be produced by coating with a sheet and incorporating the resin composition into the fiber reinforcing material.

本発明の導電性プリプレグは、炭素繊維を含む繊維強化材に対する樹脂組成物の付着量が、乾燥後の導電性プリプレグの樹脂含有率で、通常20~90質量%、好ましくは25~55質量%となるように、上記繊維強化材に樹脂組成物を塗工すればよい。 In the conductive prepreg of the present invention, the amount of the resin composition attached to the fiber reinforcing material containing carbon fibers is usually 20 to 90% by mass, preferably 25 to 55% by mass, in terms of the resin content of the conductive prepreg after drying. The resin composition may be applied to the fiber reinforcing material so that

<複合材>
本発明は、前述の導電性プリプレグからなる硬化された複合材を提供する。上記複合材は、上述の導電性プリプレグを単層又は2層以上の複数層用いて、これに圧をかけながら加熱することで樹脂組成物を硬化させたものである。
プリプレグに圧力かけながら加熱硬化させる方法は、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッピングテープ法、及び内圧成形法等、いずれであっても用途に応じて選択すればよい。
上記プレスする際の圧力は、通常0.1~2MPa程度で行うことができる。当該圧力の範囲内であればボイド等の不具合が生じず、強度及び導電性等の本発明の導電性プリプレグの物性が損なわれるおそれがない。
また、上記加熱は、通常100~250℃程度で行うことができる。当該温度範囲内であれば酸素等による副反応や、ひび割れ等の成形性の不都合が生じず、強度及び導電性等の本発明の導電性プリプレグの物性が損なわれるおそれがない。
前述の導電性プリプレグは、脂環式骨格とエポキシ基を有する化合物(C)、化合物(C)以外のエポキシ化合物(D)を併用しているため、炭素繊維と樹脂組成物との接着性が良好となる。また樹脂組成物は硬化しても硬化収縮が少ないため、優れた導電性を有しつつ、軽量性と強度を両立した複合材とすることができる。複数層の場合、層間の界面強度が向上したものとすることが可能である。
<Composite material>
The present invention provides a cured composite comprising the aforementioned electrically conductive prepreg. The composite material is obtained by using a single layer or a plurality of layers (two or more layers) of the conductive prepreg described above, and curing the resin composition by heating while applying pressure.
The method of heating and curing the prepreg while applying pressure may be any of press molding, autoclave molding, bagging molding, wrapping tape, and internal pressure molding, and may be selected according to the application.
The pressure at the time of pressing can be usually about 0.1 to 2 MPa. If the pressure is within this range, problems such as voids do not occur, and physical properties of the conductive prepreg of the present invention, such as strength and conductivity, are not impaired.
Moreover, the above heating can be carried out usually at about 100 to 250.degree. Within this temperature range, there is no side reaction due to oxygen or the like, or problems with moldability such as cracks, and there is no fear that the physical properties of the conductive prepreg of the present invention, such as strength and conductivity, will be impaired.
Since the conductive prepreg described above uses both the compound (C) having an alicyclic skeleton and an epoxy group and the epoxy compound (D) other than the compound (C), the adhesion between the carbon fiber and the resin composition is improved. become good. In addition, since the resin composition undergoes less curing shrinkage even when cured, a composite material having both lightness and strength while having excellent conductivity can be obtained. In the case of multiple layers, it is possible to improve the interfacial strength between the layers.

<複合材積層体>
また本発明は、前述の複合材と該複合材以外の複合材とを有する積層体であって、該積層体の表面の少なくとも一方の面に前述の複合材を少なくとも1層有する、複合材積層体を提供する。
上記複合材積層体を構成する前述の複合材以外の複合材(以下、「他の複合材」と称すことがある)としては、特に制限はなく本発明の効果を損なわない範囲において適宜選択し用いることができるが、複合材積層体の導電性、強度及び軽量性等の観点から、本発明の導電性プリプレグ以外の炭素繊維を含むプリプレグであることが好ましい。また、他の複合材は市販の炭素繊維プリプレグであってもよい。
<Composite laminate>
The present invention also provides a laminate having the composite material described above and a composite material other than the composite material, wherein at least one layer of the composite material described above is provided on at least one surface of the laminate. provide the body
Composite materials other than the above-described composite materials (hereinafter sometimes referred to as "other composite materials") constituting the composite laminate are not particularly limited and may be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention. Although it can be used, it is preferable to use a prepreg containing carbon fibers other than the conductive prepreg of the present invention from the viewpoint of the conductivity, strength, lightness, etc. of the composite laminate. Alternatively, the other composite material may be a commercially available carbon fiber prepreg.

複合材積層体は、少なくとも一方の表面に前述の複合材を有することにより、高導電性が付与された積層体とするこができる。
すなわち上記複合材積層体は、片方の表面に前述の複合材を少なくとも1層有していればよい。また前述の複合材をA、他の複合材をBとした場合、AB、ABB、AABB、AABBB、AAABB、AABBBB等の層構成としてもよい。
さらに上記複合材積層体は、前述の複合材を両方の面に有していてもよく、ABA、ABBA、AABBBA等の層構成とすることも可能である。
The composite material laminate can be a laminate having high conductivity by having the aforementioned composite material on at least one surface.
That is, the composite material laminate should have at least one layer of the above-described composite material on one surface. Further, when the composite material described above is A and the other composite material is B, the layer structure may be AB, ABB, AABB, AABBB, AAABB, AABBBB, or the like.
Furthermore, the composite material laminate may have the composite material described above on both sides, and may have a layer structure such as ABA, ABBA, AABBBA, or the like.

本発明の複合材積層体は、硬化前の前述の導電性プリプレグと硬化前の他のプリプレグとを積層した後に硬化して製造することができる(一括積層硬化)。また、硬化前の前述の導電性プリプレグと硬化後の他の複合材を積層した後に前述の導電性プリプレグを硬化して一体化して製造してもよく、また硬化後の前述の複合材と硬化前の他のプリプレグを積層した後に他のプリプレグを硬化して一体化して製造してもよい。
なお、上記複合材積層体を製造する際の圧力や加熱等の条件は、前述の複合材の製造方法におけるものと同様である。
The composite laminate of the present invention can be produced by laminating the above-mentioned conductive prepreg before curing and another prepreg before curing and then curing (batch lamination curing). In addition, after laminating the above-mentioned conductive prepreg before curing and another composite material after curing, the above-mentioned conductive prepreg may be cured and integrated to manufacture. After laminating another prepreg, the other prepreg may be cured and integrated.
The conditions such as pressure and heating for manufacturing the composite material laminate are the same as those in the method for manufacturing the composite material described above.

従来のカチオン反応系マトリックス樹脂では、これを含浸させたプリプレグを他のプリプレグと積層させた場合、互いのプリプレグ界面において硬化が良好に進行せず、界面強度に劣る積層体となることがあった。また、上記従来のカチオン反応系マトリックス樹脂を含浸させたプリプレグは、硬化により硬化収縮が生じ、積層体に反りが生じて外観が損なわれる他これに起因して物性が低下するおそれがあった。
一方、本発明の複合材積層体は、前述の複合材が炭素繊維である繊維強化材を含みエポキシ化合物からなる樹脂組成物からなるプリプレグであり、他の炭素繊維含有プリプレグと類似基材構造であるので、硬化物の熱線膨張係数が非常に近くなる。そのため、本発明の複合材積層体は、前述の複合材と市販のプリプレグとの非対称構造である積層体としても、一括積層硬化することができ、前述の本発明の導電性プリプレグの性能を発揮しつつ、反りを低減でき、外観性を向上する効果も得られる。また、複合材積層体は、界面強度に優れる効果も発現し得る。
When a prepreg impregnated with a conventional cation-reactive matrix resin is laminated with another prepreg, curing does not proceed well at the interface between the prepregs, resulting in a laminate with poor interfacial strength. . In addition, the prepreg impregnated with the above-described conventional cation-reactive matrix resin has a risk of curing shrinkage due to curing, warping of the laminate, impairing the appearance, and deterioration of physical properties due to this.
On the other hand, the composite material laminate of the present invention is a prepreg made of a resin composition containing a fiber reinforcing material in which the composite material is carbon fiber and made of an epoxy compound, and has a base structure similar to that of other carbon fiber-containing prepregs. Therefore, the thermal linear expansion coefficients of the cured products are very close to each other. Therefore, the composite material laminate of the present invention can be collectively laminated and cured even as a laminate having an asymmetric structure of the above-described composite material and a commercially available prepreg, and exhibits the performance of the above-described conductive prepreg of the present invention. In addition, warpage can be reduced, and an effect of improving appearance can also be obtained. In addition, the composite laminate can exhibit an effect of being excellent in interfacial strength.

<用途>
本発明の導電性プリプレグは優れた導電性を有し、また複合材及び複合材積層体は上記導電性プリプレグの優れた導電性を有しつつ、反りが低減されて外観が向上したものであるから、主翼、尾翼、及び胴体等の航空用部材、自動車、二輪車、及び鉄道等の車両、電子機器の筐体、半導体パッケージ、電子機器用プリント配線板等の用途に有用である。
すなわち、本発明は、前述の複合体又は複合材積層体のいずれか一方又は両方を備える、航空用部材等をも提供することができる。
<Application>
The conductive prepreg of the present invention has excellent conductivity, and the composite material and the composite material laminate have the excellent conductivity of the conductive prepreg, while the warpage is reduced and the appearance is improved. Therefore, it is useful for applications such as aviation members such as main wings, tail wings, and fuselages, vehicles such as automobiles, motorcycles, and railways, housings for electronic devices, semiconductor packages, and printed wiring boards for electronic devices.
That is, the present invention can also provide an aeronautical member or the like comprising either one or both of the aforementioned composite or composite laminate.

以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

製造例で用いた(C)~(F)は次のとおりである。
・(C):セロキサイド2021P:商品名「セロキサイド2021P」[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]、分子量252、(株)ダイセル製
・(C):YX8000:商品名「YX8000」[核水添ビスフェノールA型エポキシ化合物]、分子量>200、三菱ケミカル(株)製
・(D):jER630:商品名「jER630」[多官能基グリシジルアミン型エポキシ化合物]、分子量130、三菱ケミカル(株)製
・(E):YH306:商品名「JERキュアYH306」[酸無水物]、三菱ケミカル(株)製
・(F):U-CAT SA102:[DBU-オクチル酸塩]、サンアプロ(株)製
(C) to (F) used in the production examples are as follows.
・(C): Celoxide 2021P: Product name “Celoxide 2021P” [3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexane carboxylate], molecular weight 252, manufactured by Daicel Corporation ・(C): YX8000: Product Name “YX8000” [nuclear hydrogenated bisphenol A type epoxy compound], molecular weight >200, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation ・(D): jER630: trade name “jER630” [polyfunctional glycidylamine type epoxy compound], molecular weight 130 , Mitsubishi Chemical Co., Ltd. (E): YH306: trade name “JER Cure YH306” [acid anhydride], Mitsubishi Chemical Co., Ltd. (F): U-CAT SA102: [DBU-octylate] , manufactured by San-Apro Co., Ltd.

<樹脂組成物の製造>
下記の方法により、実施例又は比較例で用いる樹脂組成物を製造した。
[製造例1]
(1)ポリアニリンA-ドデシルベンゼンスルホン酸複合体の調製(導電性ポリマー(A)とプロトン酸ドーパント(B)の混合物)
市販されたエメラルディンベース(EB)状態のポリアニリン(PANI)30部と、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)70部を配合し、3本ロールミル機で均一分散するように混練することで分散良好なペースト状の混合物(ポリアニリンA-ドデシルベンゼンスルホン酸複合体)を得た。
(2)樹脂組成物Iの製造
上記ポリアニリンA-ドデシルベンゼンスルホン酸複合体を4gに、脂環式エポキシ化合物(化合物(C)、YX8000、前述のエポキシ化合物(iii)に相当)を2g加え、また、粘度調整のため、他のエポキシ化合物(D)として多官能基エポキシ樹脂jER630を2.46g、硬化剤(E)として酸無水物系硬化剤YH306を1.54g、硬化促進剤(F)としてDBU-オクチル酸U-CAT SA102を0.06g添加し、自転公転ミキサーを用いて室温で撹拌し、良分散したクリーム状の樹脂組成物Iを得た。
<Production of resin composition>
A resin composition used in Examples or Comparative Examples was produced by the following method.
[Production Example 1]
(1) Preparation of polyaniline A-dodecylbenzenesulfonic acid complex (mixture of conductive polymer (A) and protonic acid dopant (B))
30 parts of commercially available polyaniline (PANI) in the form of emeraldine base (EB) and 70 parts of dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) are blended and kneaded with a three-roll mill so as to uniformly disperse the paste. A mixture (polyaniline A-dodecylbenzenesulfonic acid complex) was obtained.
(2) Production of Resin Composition I To 4 g of the above polyaniline A-dodecylbenzenesulfonic acid complex, 2 g of an alicyclic epoxy compound (compound (C), YX8000, equivalent to the above epoxy compound (iii)) is added, In addition, for viscosity adjustment, 2.46 g of a multifunctional epoxy resin JER630 as another epoxy compound (D), 1.54 g of an acid anhydride curing agent YH306 as a curing agent (E), and a curing accelerator (F). 0.06 g of DBU-octylic acid U-CAT SA102 was added as a mixture and stirred at room temperature using a rotation/revolution mixer to obtain a well-dispersed creamy resin composition I.

[製造例2]
樹脂組成物IIの製造
上記製造例1の(1)で調整したポリアニリンA-ドデシルベンゼンスルホン酸複合体4gに、ジビニルベンゼン6gを加え、自転公転ミキサーを用いて室温で20分間撹拌し、ジビニルベンゼン中にポリアニリンA-ドデシルベンゼンスルホン酸複合体が良分散したペースト状の樹脂組成物IIを得た。
[製造例3]
樹脂組成物IIIの製造
上記製造例1の(2)において、化合物(C)の脂環式エポキシとして、YX8000の代わりにセロキサイド2021P(前述のエポキシ化合物(i)に相当)を用いた以外は製造例1と同様に行い、樹脂組成物IIIを得た。
[Production Example 2]
Production of Resin Composition II To 4 g of the polyaniline A-dodecylbenzenesulfonic acid composite prepared in (1) of Production Example 1 above, 6 g of divinylbenzene was added and stirred at room temperature for 20 minutes using a rotation-revolution mixer. A pasty resin composition II in which the polyaniline A-dodecylbenzenesulfonic acid complex was well dispersed was obtained.
[Production Example 3]
Production of Resin Composition III Production except that in (2) of Production Example 1 above, Celoxide 2021P (corresponding to epoxy compound (i) described above) was used instead of YX8000 as the alicyclic epoxy of compound (C). A resin composition III was obtained in the same manner as in Example 1.

Figure 0007124390000010
Figure 0007124390000010

<導電性プリプレグ及び複合材の製造>
[実施例1]
2枚のフィルムを用いた場合の導電性プリプレグの樹脂含有率が42質量%となるようにフィルムの目付けを設定し、前記樹脂組成物Iを、フィルムコーターを用いてフィルム(離型紙)に塗布し、樹脂フィルムを得た。
繊維目付が200g/mの炭素繊維(三菱ケミカル(株)製、TR3110M4、平織)の両面に、上記樹脂フィルムを張り付けてニップし、繊維目付が200g/m、樹脂含有量が40質量%の導電性プリプレグ(i)を得た。
この導電性プリプレグ(i)を真空プレスで120℃、0.7MPaの圧力、2時間における加熱及び加圧をし、導電性プリプレグの硬化シート、すなわち複合材を得た。
<Production of conductive prepreg and composite material>
[Example 1]
The basis weight of the film is set so that the resin content of the conductive prepreg when two films are used is 42% by mass, and the resin composition I is applied to the film (release paper) using a film coater. to obtain a resin film.
The above resin film is attached to both sides of carbon fibers (TR3110M4, plain weave, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) having a fiber basis weight of 200 g/m 2 and nipped, and the fiber basis weight is 200 g/m 2 and the resin content is 40% by mass. of conductive prepreg (i) was obtained.
This conductive prepreg (i) was heated and pressed in a vacuum press at 120° C. and a pressure of 0.7 MPa for 2 hours to obtain a cured sheet of conductive prepreg, that is, a composite material.

[比較例1]
実施例1において、前記樹脂組成物Iの代わりに樹脂組成物IIを用いて、実施例1と同様の方法で、導電性プリプレグ(ii)、これを硬化した複合材を得た。
[実施例2]
実施例1において、前記樹脂組成物Iの代わりに樹脂組成物IIIを用いて、実施例1と同様の方法で、導電性プリプレグ(iii)、これを硬化した複合材を得た。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the resin composition II was used in place of the resin composition I, and in the same manner as in Example 1, a conductive prepreg (ii) and a cured composite were obtained.
[Example 2]
In Example 1, the resin composition III was used in place of the resin composition I, and in the same manner as in Example 1, a conductive prepreg (iii) and a cured composite were obtained.

[複合材の特性評価]
上記実施例1及び2、比較例1で得られた各導電性プリプレグの硬化シート(複合材)について、次の方法により体積抵抗率及び熱線膨張係数を測定した。評価結果を表2に示す。
(1)体積抵抗率(導電性)
各例で得られた硬化後の導電性プリプレグシートを用いて測定用のサンプル(100mm×100mm×200μm)を作製し、抵抗率計「ロレスタGP」(ロレスタGPMCP-T610型抵抗率計、JIS K 7194:1994準拠、4端子4探針法定電流印加方式、(株)三菱ケミカルアナリテック製)(0.5cm間隔の4端子プローブ)を用い、体積抵抗値(Ω・cm)を測定した。
なお、本実施例において、数値が小さい方が導電性に優れている。
(2)熱線膨張係数
各例で得られた硬化後の導電性プリプレグシートを用いて測定用のサンプル(20mm×3mm)を作製し、熱機械的分析装置[TMA/SS6100L((株)日立ハイテクサイエンス製)]を用いて、23℃(室温)~170℃の温度範囲、昇温速度2℃/分で測定した。
得られた測定結果から、下記式により50~150℃の熱線膨張係数を算出した。L:23℃(室温)でのサンプル長(mm)、L150:150℃でのサンプル長(mm)、L50:50℃でのサンプル長(mm)である。
熱線膨張係数=(1/L)×[(L150-L50)/(150-50)]
[Characteristic evaluation of composite material]
The cured sheets (composite materials) of the conductive prepregs obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured for volume resistivity and thermal linear expansion coefficient by the following methods. Table 2 shows the evaluation results.
(1) Volume resistivity (conductivity)
A sample for measurement (100 mm × 100 mm × 200 μm) was prepared using the cured conductive prepreg sheet obtained in each example, and a resistivity meter “Loresta GP” (Loresta GPMCP-T610 type resistivity meter, JIS K 7194: 1994 compliant, 4-terminal, 4-probe method, constant current application method, manufactured by Mitsubishi Chemical Analytic Tech.
In this example, the smaller the numerical value, the better the conductivity.
(2) Coefficient of linear thermal expansion A sample for measurement (20 mm × 3 mm) was prepared using the cured conductive prepreg sheet obtained in each example, and a thermomechanical analyzer [TMA / SS6100L (Hitachi High Tech Co., Ltd.) (manufactured by Science Co., Ltd.)] at a temperature range of 23° C. (room temperature) to 170° C. at a heating rate of 2° C./min.
From the obtained measurement results, the linear thermal expansion coefficient at 50 to 150° C. was calculated according to the following formula. L 0 : sample length (mm) at 23°C (room temperature), L 150 : sample length (mm) at 150°C, L 50 : sample length (mm) at 50°C.
Thermal expansion coefficient = (1/L 0 ) × [(L 150 -L 50 )/(150-50)]

Figure 0007124390000011
Figure 0007124390000011

<複合材積層体>
[実施例3]
実施例1で得られた導電性プリプレグ(i)を2Ply(AA)と市販のプリプレグ(三菱ケミカル(株)製、TR3110381GMX、未硬化状態)を3Ply(BBB)用いて、AABBBのように積層し、真空プレスで120℃、0.7MPaの圧力、2時間における加熱及び加圧をし、厚みが1mmの硬化した片面高導電性の複合材積層体を得た。
[比較例2]
実施例3で使用した導電性プリプレグ(i)を、比較例1で得られた導電性プリプレグ(ii)に変える以外、実施例3と同様に硬化した片面高導電性の複合材積層体を得た。
[比較例3]
比較例1で得られた導電性プリプレグ(ii)を2Ply(AA)用いて、真空プレスで120℃、0.7MPaの圧力、2時間における加熱及び加圧をし、硬化した複合材を得た。次に、この得られた複合材の片面に市販のプリプレグ(三菱ケミカル(株)製、TR3110381GMX、未硬化状態)を3Ply(BBB)用いて、AABBBのように積層し、真空プレスで120℃、0.7MPaの圧力、2時間における加熱及び加圧をし、厚みが1mmの硬化した片面高導電性の複合材積層体を得た。
<Composite laminate>
[Example 3]
The conductive prepreg (i) obtained in Example 1 was laminated as AABBB using 2Ply (AA) and a commercially available prepreg (TR3110381GMX, uncured state, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) with 3Ply (BBB). , a vacuum press at 120° C., a pressure of 0.7 MPa, and heating and pressing for 2 hours to obtain a cured single-sided highly conductive composite laminate having a thickness of 1 mm.
[Comparative Example 2]
A cured single-sided highly conductive composite laminate was obtained in the same manner as in Example 3, except that the conductive prepreg (i) used in Example 3 was changed to the conductive prepreg (ii) obtained in Comparative Example 1. rice field.
[Comparative Example 3]
Using 2Ply (AA) of the conductive prepreg (ii) obtained in Comparative Example 1, a cured composite material was obtained by heating and pressing in a vacuum press at 120° C. and a pressure of 0.7 MPa for 2 hours. . Next, a commercially available prepreg (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, TR3110381GMX, uncured state) was laminated on one side of the obtained composite material in the manner of AABBB using 3Ply (BBB), and vacuum pressed at 120 ° C. A pressure of 0.7 MPa, heating and pressing for 2 hours yielded a cured single-sided highly conductive composite laminate with a thickness of 1 mm.

[複合材積層体の特性評価]
上記実施例3、比較例2及び3で得られた各複合材積層体について、次の方法により曲げ強度と外観状態(反り)を評価した。評価結果を表3に示す。
(3)曲げ強度(MPa)
JIS K 7074:1988「炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法」に従い、曲げ試験(3点曲げ)を実施した。100mm長さ、15mm幅の長方形サイズのサンプルを切り出し、スパン長さ(下支持間距離)80mmとして、万能試験機((株)島津製作所製)を用いて、試験を実施した。ただし比較例3は測定未実施である。
なお、本実施例において、数値が大きい方が界面強度に優れている。
(4)外観状態(反り)
各例で得られた複合材積層体25cm×25cm×1mm角サイズを切出し、平板上に置き、片面を押さえた場合の反対側の浮いた高さ(mm)を反り量とした。ただし、比較例2は測定未実施である。
○:高さが0.5mm未満の場合
×:高さが0.5mm以上の場合
[Characteristic evaluation of composite laminate]
The composite material laminates obtained in Example 3 and Comparative Examples 2 and 3 were evaluated for bending strength and appearance (warpage) by the following methods. Table 3 shows the evaluation results.
(3) Bending strength (MPa)
A bending test (three-point bending) was performed according to JIS K 7074:1988 "Bending test method for carbon fiber reinforced plastics". A rectangular sample with a length of 100 mm and a width of 15 mm was cut out and tested with a span length (distance between lower supports) of 80 mm using a universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation). However, Comparative Example 3 was not measured.
In this example, the larger the numerical value, the better the interfacial strength.
(4) Appearance condition (warp)
A 25 cm x 25 cm x 1 mm square composite material laminate obtained in each example was cut out and placed on a flat plate. However, Comparative Example 2 was not measured.
○: When the height is less than 0.5 mm ×: When the height is 0.5 mm or more

Figure 0007124390000012
Figure 0007124390000012

実施例3では、本発明の導電性プリプレグを2層と市販のプリプレグを3層用いた積層体を一括積層して硬化し、複合材積層体としても、十分な曲げ強度を示して界面強度に優れており、また反りが生じず硬化状態が良好であった。
一方、比較例2では、一括積層して加熱をしても導電性プリプレグ(ii)を用いたAA層表面がべたついており、A層部分は未硬化であると判断できた。A層部分がべたついていたため、比較例2の複合材積層体の曲げ強度は劣っていた。AA層、BBB層がそれぞれ硬化された比較例3は、反りが生じており外観に問題が生じていた。
In Example 3, a laminate using two layers of the conductive prepreg of the present invention and three layers of commercially available prepregs was collectively laminated and cured, and even as a composite laminate, sufficient bending strength was exhibited and the interface strength was improved. In addition, the cured state was good with no warpage.
On the other hand, in Comparative Example 2, the surface of the AA layer using the conductive prepreg (ii) was sticky even after being laminated together and heated, and it was determined that the A layer portion was uncured. Since the layer A portion was sticky, the bending strength of the composite material laminate of Comparative Example 2 was inferior. In Comparative Example 3 in which the AA layer and the BBB layer were each cured, warpage occurred and there was a problem with the appearance.

本発明のプリプレグ及び複合材積層体は、その特性から主翼、尾翼、及び胴体等の航空用部材、自動車、二輪車、及び鉄道等の車両、電子機器の筐体、半導体パッケージ、電子機器用プリント配線板等の用途有用である。 The prepreg and composite material laminate of the present invention, due to their properties, can be used for aviation members such as main wings, tail wings, and fuselages, vehicles such as automobiles, motorcycles, and railways, housings for electronic devices, semiconductor packages, and printed wiring for electronic devices. It is useful for applications such as boards.

Claims (10)

下記(1)及び(2)を満たし、炭素繊維及び樹脂組成物を有するシート状のプリプレグであり、
該樹脂組成物が、導電性ポリマー(A)、プロトン酸ドーパント(B)、脂環式骨格とエポキシ基とを有する化合物(C)、該化合物(C)以外のエポキシ化合物(D)、及び硬化剤(E)を含有し、
前記導電性ポリマー(A)及び前記プロトン酸ドーパント(B)の合計と、前記化合物(C)との質量比が、1:1~1:0.3であり、かつ、前記導電性ポリマー(A)及び前記プロトン酸ドーパント(B)の合計が前記樹脂組成物中20~60質量%であり、
前記導電性ポリマー(A)がポリアニリン又はポリアニリン誘導体であ る導電性プリプレグ。
(1)硬化後の前記導電性プリプレグの熱線膨張係数が1.0×10-7/℃以上9.0×10-5/℃以下
(2)硬化後の前記導電性プリプレグの体積抵抗率が1.0×10-6Ω・cm以上1.0×10Ω・cm以下
A sheet-like prepreg that satisfies the following (1) and (2) and contains carbon fibers and a resin composition,
The resin composition comprises a conductive polymer (A), a protonic acid dopant (B), a compound (C) having an alicyclic skeleton and an epoxy group, an epoxy compound (D) other than the compound (C), and curing. Contains agent (E)death,
The mass ratio of the sum of the conductive polymer (A) and the protonic acid dopant (B) to the compound (C) is 1:1 to 1:0.3, and the conductive polymer (A ) and the protonic acid dopant (B) is 20 to 60% by mass in the resin composition,
The conductive polymer (A) is polyaniline or a polyaniline derivative conductive prepreg.
(1) The thermal linear expansion coefficient of the conductive prepreg after curing is 1.0 × 10-7/ °C or more 9.0 × 10-5/°C or less
(2) The volume resistivity of the conductive prepreg after curing is 1.0 × 10-6Ω・cm or more 1.0×106Ω・cm or less
前記ポリアニリンの窒素原子と、前記プロトン酸ドーパント(B)とのモル比が、10:1~1:2である、請求項に記載の導電性プリプレグ。 2. The conductive prepreg according to claim 1 , wherein the molar ratio of nitrogen atoms of said polyaniline and said protonic acid dopant (B) is 10:1 to 1:2. 前記プロトン酸ドーパント(B)が有機スルホン酸である、請求項1又は2に記載の導電性プリプレグ。 3. The conductive prepreg according to claim 1 or 2 , wherein said protonic acid dopant (B) is an organic sulfonic acid. 前記化合物(C)が、(i)脂環式骨格を構成している隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を有する化合物、(ii)脂環式骨格を構成している炭素原子と直接単結合しているエポキシ基を有する化合物、及び(iii)水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物から選ばれる少なくとも1種である、請求項1~のいずれかに記載の導電性プリプレグ。 The compound (C) is (i) a compound having an epoxy group composed of two adjacent carbon atoms and an oxygen atom that constitute an alicyclic skeleton, and (ii) a compound that constitutes an alicyclic skeleton. 4. Conductive according to any one of claims 1 to 3 , which is at least one selected from a compound having an epoxy group directly single-bonded to a carbon atom and (iii) a hydrogenated aromatic glycidyl ether epoxy compound. prepreg. 前記エポキシ化合物(D)が、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物、脂肪族グリシジルエーテル系エポキシ化合物、グリシジルエステル系エポキシ化合物、グリシジルアミン系エポキシ化合物、エポキシ基を有するイソシアヌレート化合物からなる群より選択される1種以上である、請求項1~4のいずれかに記載の導電性プリプレグ。 The epoxy compound (D) is selected from the group consisting of aromatic glycidyl ether-based epoxy compounds, aliphatic glycidyl ether-based epoxy compounds, glycidyl ester-based epoxy compounds, glycidylamine-based epoxy compounds, and isocyanurate compounds having an epoxy group. The conductive prepreg according to any one of claims 1 to 4, which is one or more. 前記エポキシ化合物(D)が、芳香族骨格を有する、請求項1~のいずれかに記載の導電性プリプレグ。 The conductive prepreg according to any one of claims 1 to 5 , wherein said epoxy compound (D) has an aromatic skeleton. 前記エポキシ化合物(D)の含有量が1~30質量%である、請求項1~6のいずれかに記載の導電性プリプレグ。 The conductive prepreg according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of said epoxy compound (D) is 1 to 30% by mass. 請求項1~7のいずれかに記載の導電性プリプレグからなる硬化された複合材。 A cured composite comprising the electrically conductive prepreg of any one of claims 1-7. 請求項8に記載の複合材と該複合材以外の複合材とを有する積層体であって、該積層体の表面の少なくとも一方の面に請求項8に記載の複合材を少なくとも1層有する、複合材積層体。 A laminate comprising the composite material according to claim 8 and a composite material other than the composite material, wherein at least one layer of the composite material according to claim 8 is provided on at least one surface of the laminate. Composite laminate. 請求項8に記載の複合材又は請求項9に記載の複合材積層体のいずれか一方又は両方を備える、航空用部材。 An aeronautical component comprising either or both of the composite of claim 8 or the composite laminate of claim 9.
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