JP7243093B2 - エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 - Google Patents
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7243093B2 JP7243093B2 JP2018169032A JP2018169032A JP7243093B2 JP 7243093 B2 JP7243093 B2 JP 7243093B2 JP 2018169032 A JP2018169032 A JP 2018169032A JP 2018169032 A JP2018169032 A JP 2018169032A JP 7243093 B2 JP7243093 B2 JP 7243093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- epoxy
- group
- epoxy resin
- dihydroxybiphenyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims description 132
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims description 132
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 38
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 13
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 247
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 129
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 98
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 39
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 27
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims description 26
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 21
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N biphenyl-4,4'-diol Chemical group C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=C(O)C=C1 VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- IMHDGJOMLMDPJN-UHFFFAOYSA-N dihydroxybiphenyl Natural products OC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1O IMHDGJOMLMDPJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 13
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 10
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims description 10
- 125000005577 anthracene group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 9
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 claims description 8
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 8
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 8
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 8
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 8
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 8
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 7
- NXPPAOGUKPJVDI-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-diol Chemical compound C1=CC=CC2=C(O)C(O)=CC=C21 NXPPAOGUKPJVDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims description 5
- XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 2-(3-hydroxyphenyl)phenol Chemical group OC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)O)=C1 XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JHOPNNNTBHXSHY-UHFFFAOYSA-N 2-(4-hydroxyphenyl)phenol Chemical group C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=CC=C1O JHOPNNNTBHXSHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VZQSBJKDSWXLKX-UHFFFAOYSA-N 3-(3-hydroxyphenyl)phenol Chemical group OC1=CC=CC(C=2C=C(O)C=CC=2)=C1 VZQSBJKDSWXLKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BWBGEYQWIHXDKY-UHFFFAOYSA-N 3-(4-hydroxyphenyl)phenol Chemical group C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=CC(O)=C1 BWBGEYQWIHXDKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004062 acenaphthenyl group Chemical group C1(CC2=CC=CC3=CC=CC1=C23)* 0.000 claims description 3
- 125000001792 phenanthrenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C=CC12)* 0.000 claims description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Natural products P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 239000007809 chemical reaction catalyst Chemical class 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 11
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 9
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 dihydroxybiphenyl compound Chemical class 0.000 description 8
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 7
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 7
- LJGHYPLBDBRCRZ-UHFFFAOYSA-N 3-(3-aminophenyl)sulfonylaniline Chemical compound NC1=CC=CC(S(=O)(=O)C=2C=C(N)C=CC=2)=C1 LJGHYPLBDBRCRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxonaphthalene Natural products C1=CC=C2C(=O)C=CC(=O)C2=C1 FRASJONUBLZVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 1,2-phenylenediamine Chemical class NC1=CC=CC=C1N GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- KQSABULTKYLFEV-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,5-diamine Chemical compound C1=CC=C2C(N)=CC=CC2=C1N KQSABULTKYLFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOKGTLAJQHTOKE-UHFFFAOYSA-N 1,5-dihydroxynaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1O BOKGTLAJQHTOKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YFOOEYJGMMJJLS-UHFFFAOYSA-N 1,8-diaminonaphthalene Chemical compound C1=CC(N)=C2C(N)=CC=CC2=C1 YFOOEYJGMMJJLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NADHCXOXVRHBHC-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethoxycyclohexa-2,5-diene-1,4-dione Chemical compound COC1=C(OC)C(=O)C=CC1=O NADHCXOXVRHBHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-diaminodiphenylmethane Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XPAQFJJCWGSXGJ-UHFFFAOYSA-N 4-amino-n-(4-aminophenyl)benzamide Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1NC(=O)C1=CC=C(N)C=C1 XPAQFJJCWGSXGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940086681 4-aminobenzoate Drugs 0.000 description 2
- MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N Dapsone Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N benzidine Chemical group C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1 HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1 BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000005205 dihydroxybenzenes Chemical class 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 2
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- NTNWKDHZTDQSST-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-diamine Chemical class C1=CC=CC2=C(N)C(N)=CC=C21 NTNWKDHZTDQSST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PKXSNWGPLBAAJQ-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,3-diamine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(N)=CC(N)=C21 PKXSNWGPLBAAJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKBVMLGZPNDWJK-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC=C2C(N)=CC=C(N)C2=C1 OKBVMLGZPNDWJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OENHRRVNRZBNNS-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,8-diol Chemical compound C1=CC(O)=C2C(O)=CC=CC2=C1 OENHRRVNRZBNNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 2
- QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N o-cresol Chemical compound CC1=CC=CC=C1O QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IWDCLRJOBJJRNH-UHFFFAOYSA-N p-cresol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1 IWDCLRJOBJJRNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- UIXPTCZPFCVOQF-UHFFFAOYSA-N ubiquinone-0 Chemical compound COC1=C(OC)C(=O)C(C)=CC1=O UIXPTCZPFCVOQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QJIMTLTYXBDJFC-UHFFFAOYSA-N (4-methylphenyl)-diphenylphosphane Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 QJIMTLTYXBDJFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005561 1,4-benzoquinone Drugs 0.000 description 1
- ZEGDFCCYTFPECB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethoxy-1,4-benzoquinone Natural products C1=CC=C2C(=O)C(OC)=C(OC)C(=O)C2=C1 ZEGDFCCYTFPECB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AIACLXROWHONEE-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylcyclohexa-2,5-diene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(C)C(=O)C=CC1=O AIACLXROWHONEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RDMFEHLCCOQUMH-UHFFFAOYSA-N 2,4'-Diphenyldiamine Chemical group C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=CC=C1N RDMFEHLCCOQUMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SENUUPBBLQWHMF-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylcyclohexa-2,5-diene-1,4-dione Chemical compound CC1=CC(=O)C=C(C)C1=O SENUUPBBLQWHMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HOLGXWDGCVTMTB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-aminophenyl)aniline Chemical group NC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1N HOLGXWDGCVTMTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CRQBUNFZJOLMKC-UHFFFAOYSA-N 2-(3-aminophenyl)aniline Chemical group NC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)N)=C1 CRQBUNFZJOLMKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PULOARGYCVHSDH-UHFFFAOYSA-N 2-amino-3,4,5-tris(oxiran-2-ylmethyl)phenol Chemical compound C1OC1CC1=C(CC2OC2)C(N)=C(O)C=C1CC1CO1 PULOARGYCVHSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTWDKFNVVLAELH-UHFFFAOYSA-N 2-methylcyclohexa-2,5-diene-1,4-dione Chemical compound CC1=CC(=O)C=CC1=O VTWDKFNVVLAELH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RLQZIECDMISZHS-UHFFFAOYSA-N 2-phenylcyclohexa-2,5-diene-1,4-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)C(C=2C=CC=CC=2)=C1 RLQZIECDMISZHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRBJSXQPQWSCCF-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dimethoxybenzidine Chemical group C1=C(N)C(OC)=CC(C=2C=C(OC)C(N)=CC=2)=C1 JRBJSXQPQWSCCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDXGRHCEHPFUSU-UHFFFAOYSA-N 3-(3-aminophenyl)aniline Chemical group NC1=CC=CC(C=2C=C(N)C=CC=2)=C1 NDXGRHCEHPFUSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSPMTSAELLSLOQ-UHFFFAOYSA-N 3-(4-aminophenyl)aniline Chemical group C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=CC(N)=C1 QSPMTSAELLSLOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDMRLRNXHLPZJN-UHFFFAOYSA-N 3-propoxypropan-1-ol Chemical compound CCCOCCCO LDMRLRNXHLPZJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4-Aminophenyl ether Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPYHHZQJCSQRJY-UHFFFAOYSA-N Phloroglucinol Natural products CCC=CCC=CCC=CCC=CCCCCC(=O)C1=C(O)C=C(O)C=C1O JPYHHZQJCSQRJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical group C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- DQZKGSRJOUYVPL-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl benzoate Chemical group C=1C=CC=CC=1C(=O)OC1CCCCC1 DQZKGSRJOUYVPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- CRGRWBQSZSQVIE-UHFFFAOYSA-N diazomethylbenzene Chemical compound [N-]=[N+]=CC1=CC=CC=C1 CRGRWBQSZSQVIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BXKDSDJJOVIHMX-UHFFFAOYSA-N edrophonium chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](C)(C)C1=CC=CC(O)=C1 BXKDSDJJOVIHMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- XOOMNEFVDUTJPP-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,3-diol Chemical compound C1=CC=CC2=CC(O)=CC(O)=C21 XOOMNEFVDUTJPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCILLCXFKWDRMK-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,4-diol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=C(O)C2=C1 PCILLCXFKWDRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSKHYOXDVZCOJP-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,6-diamine Chemical compound NC1=CC=CC2=CC(N)=CC=C21 WSKHYOXDVZCOJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZZQNEVOYIYFPF-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,6-diol Chemical compound OC1=CC=CC2=CC(O)=CC=C21 FZZQNEVOYIYFPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDWYJINCYGEEJB-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,7-diamine Chemical compound C1=CC=C(N)C2=CC(N)=CC=C21 ZDWYJINCYGEEJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZUVBIBLYOCVYJU-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,7-diol Chemical compound C1=CC=C(O)C2=CC(O)=CC=C21 ZUVBIBLYOCVYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTBLDMQMUSHDEN-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,3-diamine Chemical compound C1=CC=C2C=C(N)C(N)=CC2=C1 XTBLDMQMUSHDEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRNGUTKWMSBIBF-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,3-diol Chemical compound C1=CC=C2C=C(O)C(O)=CC2=C1 JRNGUTKWMSBIBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOGZBMRXLADNEV-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,6-diamine Chemical compound C1=C(N)C=CC2=CC(N)=CC=C21 GOGZBMRXLADNEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MNZMMCVIXORAQL-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,6-diol Chemical compound C1=C(O)C=CC2=CC(O)=CC=C21 MNZMMCVIXORAQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBJPJUGOYJOSLR-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,7-diamine Chemical compound C1=CC(N)=CC2=CC(N)=CC=C21 HBJPJUGOYJOSLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFQICHCWIIJABH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,7-diol Chemical compound C1=CC(O)=CC2=CC(O)=CC=C21 DFQICHCWIIJABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- FCJSHPDYVMKCHI-UHFFFAOYSA-N phenyl benzoate Chemical group C=1C=CC=CC=1C(=O)OC1=CC=CC=C1 FCJSHPDYVMKCHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N phloroglucinol Chemical compound OC1=CC(O)=CC(O)=C1 QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical group C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
また、本発明は、弾性、靱性及び耐熱性が良好なエポキシ樹脂硬化物並びにこれを含む複合材料を提供することを目的とする。
<1> 三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造を有する第一のエポキシ化合物と、三つの環を含む縮合環構造を有する第二のエポキシ化合物とを含むエポキシ樹脂。
<2> 前記第一のエポキシ化合物が下記一般式(1-m)で表されるエポキシ化合物を含む<1>に記載のエポキシ樹脂。
<3> 前記第一のエポキシ化合物と前記第二のエポキシ化合物との質量比(第一のエポキシ化合物:第二のエポキシ化合物)が10:1~1:1である<1>又は<2>に記載のエポキシ樹脂。
<4> 前記第二のエポキシ化合物は、2つのエポキシ基を有する化合物である<1>~<3>のいずれか1つに記載のエポキシ樹脂。
<5> 前記第一のエポキシ化合物は、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物と、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル及びジヒドロキシナフタレンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物とが反応してなる化合物を含む<1>~<4>のいずれか1つに記載のエポキシ樹脂。
<6> 前記第一のエポキシ化合物は、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物と、三つの環を含む縮合環構造及びエポキシ基を有する化合物と、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル及びジヒドロキシナフタレンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物とが反応してなる化合物を含む<1>~<5>のいずれか1つに記載のエポキシ樹脂。
<7> 三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物と、三つの環を含む縮合環構造及びエポキシ基を有する化合物と、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル及びジヒドロキシナフタレンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物とが反応してなる化合物を含むエポキシ樹脂。
<9> 前記硬化剤は、芳香環及びアミノ基を有するアミン硬化剤を含む<8>に記載のエポキシ樹脂組成物。
<10> 前記硬化剤は、アミノ基が芳香環に直接結合しているアミン硬化剤を含む<8>に記載のエポキシ樹脂組成物。
<11> <8>~<10>のいずれか1つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物である、エポキシ樹脂硬化物。
<12> <11>に記載のエポキシ樹脂硬化物と、強化材と、を含む複合材料。
また、本発明によれば、弾性、靱性及び耐熱性が良好なエポキシ樹脂硬化物並びにこれを含む複合材料を提供することができる。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において「エポキシ化合物」とは、分子中にエポキシ基を有する化合物を意味する。「エポキシ樹脂」とは、複数のエポキシ化合物を集合体として捉える概念であって硬化していない状態のものを意味する。
なお、本開示において、「三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及び三つの環を含む縮合環構造を有するエポキシ化合物」は、「第一のエポキシ化合物」に分類するものとする。すなわち、本開示において、「第二のエポキシ化合物」は、「三つの環を含む縮合環構造を有し、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造を有さないエポキシ化合物」を意味する。
<エポキシ樹脂>
まず、第一実施形態のエポキシ樹脂について説明する。本開示のエポキシ樹脂は、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造(以下、単に「メソゲン構造」とも称する)を有する第一のエポキシ化合物と、三つの環を含む縮合環構造を有する第二のエポキシ化合物とを含む。本開示のエポキシ樹脂を用いることで弾性、靱性及び耐熱性が良好なエポキシ樹脂硬化物が得られる。この理由としては、メソゲン構造を有する第一のエポキシ化合物が分子配向性に優れることにより、硬化物にて優れた靱性が得られ、三つの環を含む縮合環構造を有する第二のエポキシ化合物は、縮合環構造による嵩高い分子構造を有し、硬化物への荷重付加時の分子鎖の振動を抑制できるため、硬化物の高弾性化を図ることができると推測される。また、三つの環を含む縮合環構造を有する第二のエポキシ化合物を用いることにより、硬化物のガラス転移温度を向上させることが可能であり、耐熱性に優れる硬化物が得られる。
第一のエポキシ化合物は、1つ以上のメソゲン構造及び1つ以上のエポキシ基を有する化合物である。
第一のエポキシ化合物は、1種を単独であってもよく、2種以上の混合物であってもよい。
第一のエポキシ化合物は、1つのメソゲン構造を有する化合物と2つ以上のメソゲン構造を有する化合物との混合物であってもよい。なお、2つ以上のメソゲン構造を有する化合物における2つ以上のメソゲン構造は、異なっていても同じであってもよい。
ジアミノベンゼン化合物としては、1,2-ジアミノベンゼン、1,3-ジアミノベンゼン、1,4-ジアミノベンゼン、これらの誘導体等が挙げられる。
ジアミノビフェニル化合物としては、2,2’-ジアミノビフェニル、2,3’-ジアミノビフェニル、2,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジアミノビフェニル、3,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノビフェニル、これらの誘導体等が挙げられる。
ジアミノナフタレン化合物としては、1,2-ジアミノナフタレン、1,3-ジアミノナフタレン、1,4-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、1,6-ジアミノナフタレン、1,7-ジアミノナフタレン、1,8-ジアミノナフタレン、2,3-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,7-ジアミノナフタレン、これらの誘導体等が挙げられる。
有機リン化合物の好ましい例としては、有機ホスフィン化合物、有機ホスフィン化合物に無水マレイン酸、キノン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物、有機ホスフィン化合物と有機ボロン化合物との錯体などが挙げられる。
まず、メソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物を反応容器に投入し、必要に応じて溶媒を入れ、オイルバス又は熱媒により反応温度まで加温し、メソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物を溶解する。そこにメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物のエポキシ基と反応しうる官能基を有する芳香族化合物を投入し、次いで必要に応じて反応触媒を投入し、反応を開始させる。次いで、必要に応じて減圧下で溶媒を留去することで、特定エポキシ化合物(A)を含むエポキシ樹脂が得られる。
エポキシ樹脂の取り扱い性の観点からは、エポキシ基の当量数(A)と、エポキシ基と反応しうる官能基の当量数(B)との比(A:B)が10:1.0~10:3.0の範囲となる配合比が好ましく、10:1.2~10:2.5の範囲となる配合比がより好ましく、10:1.3~10:1.8の範囲となる配合比がさらに好ましい。
なお、特定エポキシ化合物(B)の合成に用いる、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物並びに前述の芳香族化合物は、前述の特定エポキシ化合物(A)の合成に用いる、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物並びに前述の芳香族化合物と同様であるため、その説明を省略する。また、特定エポキシ化合物(B)の好ましい合成条件は、特定エポキシ化合物(A)の好ましい合成条件と同様であるため、その説明を省略する。
エポキシ樹脂の取り扱い性の観点からは、エポキシ基の合計当量数(A’)と、エポキシ基と反応しうる官能基の当量数(B)との比(A’:B)が10:1.0~10:3.0の範囲となる配合比が好ましく、10:1.2~10:2.5の範囲となる配合比がより好ましく、10:1.3~10:1.8の範囲となる配合比がさらに好ましい。
液体クロマトグラフィーは、試料濃度を0.5質量%とし、移動相にテトラヒドロフランを用い、流速を1.0ml/minとして行う。検量線はポリスチレン標準サンプルを用いて作成し、それを用いてポリスチレン換算値でMn及びMwを測定する。
測定は、例えば、株式会社日立製作所の高速液体クロマトグラフ「L6000」と、株式会社島津製作所のデータ解析装置「C-R4A」を用いて行うことができる。カラムとしては、例えば、東ソー株式会社のGPCカラムである「G2000HXL」及び「G3000HXL」を用いることができる。
第二のエポキシ化合物は、三つの環を含む縮合環構造及び1つ以上のエポキシ基を有する化合物である。第二のエポキシ化合物は、この縮合環構造を1つ含んでいてもよく、2つ以上含んでいてもよい。
第二のエポキシ化合物は、1種を単独であってもよく、2種以上の混合物であってもよい。
第二のエポキシ化合物は、ゲル化する可能性を低減する観点から、2つのエポキシ基を有する化合物であることが好ましい。
以下、本開示のエポキシ樹脂の物性について説明する。
本開示のエポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に制限されない。低粘度化の観点からは、エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は500~5000の範囲から選択されることが好ましく、700~3000の範囲から選択されることがより好ましい。
本開示のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に制限されない。エポキシ樹脂の流動性と硬化物の熱伝導性を両立する観点からは、245g/eq~360g/eqであることが好ましく、250g/eq~355g/eqであることがより好ましく、260g/eq~350g/eqであることがさらに好ましい。エポキシ樹脂のエポキシ当量が245g/eq以上であれば、エポキシ樹脂の結晶性が高くなりすぎないためエポキシ樹脂の流動性が低下しにくい傾向にある。一方、エポキシ樹脂のエポキシ当量が360g/eq以下であれば、エポキシ樹脂の架橋密度が低下しにくいため、硬化物の熱伝導率が高くなる傾向にある。
本開示のエポキシ樹脂の粘度は、特に制限されず、エポキシ樹脂の用途に応じて選択できる。取り扱い性の観点から、エポキシ樹脂の60℃における粘度が200Pa・s未満であることが好ましい。
エポキシ樹脂の60℃における粘度は、動的粘弾性測定装置(例えば、アントンパール社のレオメータMCR301)を用い、エポキシ樹脂の温度を150℃から30℃まで降下させる降温過程と、エポキシ樹脂混合物の温度を30℃から150℃まで上昇させる昇温過程をこの順に実施し、昇温過程での60℃における粘度をエポキシ樹脂の60℃における粘度(Pa・s)とすればよい。測定条件は、振動数:1Hz、プレート:φ12mm、ギャップ:0.2mm、降温過程における降温速度:2℃/min、昇温過程における昇温速度:2℃/minとする。
本開示のエポキシ樹脂において、液体クロマトグラフィーにより得られる特定エポキシ化合物(A)及び特定エポキシ化合物(B)の合計割合(以下、「GPCピーク面積比」とも称する)は、第一のエポキシ化合物全体の50%以上であってもよい。これにより、昇温時に粘度が下がりやすく、エポキシ樹脂の取り扱い性に優れる傾向にある。
GPCピーク面積比は、液体クロマトグラフにより得られるチャートにおける、第一のエポキシ化合物に由来するピークの合計面積に占める特定エポキシ化合物(A)及び特定エポキシ化合物(B)に由来するピークの合計面積の割合(%)である。具体的には、測定対象のエポキシ樹脂の280nmの波長における吸光度を検出し、第一のエポキシ化合物に相当するピークの合計面積と、特定エポキシ化合物(A)及び特定エポキシ化合物(B)に相当するピークの合計面積とから、下記式により算出する。
特定エポキシ化合物(A)及び特定エポキシ化合物(B)に由来するピークの合計面積の割合(%)=(特定エポキシ化合物(A)及び特定エポキシ化合物(B)に由来するピークの合計面積/第一のエポキシ化合物に由来するピークの合計面積)×100
次に、第二実施形態のエポキシ樹脂について説明する。本開示のエポキシ樹脂は、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物と、三つの環を含む縮合環構造及びエポキシ基を有する化合物と、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル及びジヒドロキシナフタレンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物とが反応してなる化合物(前述の特定エポキシ樹脂(B)と同様の構成)を含む。本開示のエポキシ樹脂を用いることで弾性、靱性及び耐熱性が良好なエポキシ樹脂硬化物が得られる。なお、第二実施形態にて用いる三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物は、第一実施形態にて用いる三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物と同様であり、前述の一般式(1-m)で表される化合物、一般式(2-m)で表される化合物、一般式(3-m)で表される化合物等であってもよい。また、第二実施形態にて用いる三つの環を含む縮合環構造及びエポキシ基を有する化合物としては、第一実施形態にて用いる三つの環を含む縮合環構造及びエポキシ基を有する化合物と同様であり、アントラセン構造及びエポキシ基を有する化合物として前述の一般式(4-A)で表される化合物、一般式(4-B)で表される化合物等を用いてもよい。
本開示のエポキシ樹脂組成物は、上述したエポキシ樹脂と、硬化剤と、を含む。
硬化剤は、エポキシ樹脂と硬化反応を生じることができる化合物であれば、特に制限されない。硬化剤の具体例としては、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、酸無水物硬化剤、ポリメルカプタン硬化剤、ポリアミノアミド硬化剤、イソシアネート硬化剤、ブロックイソシアネート硬化剤等が挙げられる。硬化剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
エポキシ樹脂組成物は、必要に応じてエポキシ樹脂と硬化剤以外のその他の成分を含んでもよい。例えば、硬化触媒、フィラー等を含んでもよい。硬化触媒の具体例としては、多量体の合成に使用しうる反応触媒として例示した化合物が挙げられる。
硬化物の破壊靱性値は、後述する実施例に記載された方法で測定される。
硬化物の曲げ弾性率は、後述する実施例に記載された方法で測定される。
硬化物のガラス転移温度は、後述する実施例に記載された方法で測定される。
エポキシ樹脂組成物の用途は特に制限されず、粘度が低く、流動性に優れていることが要求される加工方法にも好適に用いることができる。例えば、繊維間の空隙にエポキシ樹脂組成物を加温しながら含浸する工程を伴うFRPの製造、エポキシ樹脂組成物を加温しながらスキージ等で広げる工程を伴うシート状物の製造などにも好適に用いることができる。
本開示のエポキシ樹脂硬化物は、本開示のエポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物である。本開示の複合材料は、本開示のエポキシ樹脂硬化物と、強化材と、を含む。
(エポキシ樹脂1の合成)
500mlの三口フラスコに、第一のエポキシ化合物として(4-{4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル}シクロヘキシル=4-(2,3-エポキシプロポキシ)ベンゾエート、下記構造式(1)の化合物)を50質量部加え、かつ三つの環を含む縮合環構造を有するエポキシ化合物としてYX8800(三菱ケミカル株式会社)を64質量部加えた。さらに、三口フラスコに合成溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテル)を80質量部添加した。三口フラスコに冷却管及び窒素導入管を設置し、溶媒に漬かるように撹拌羽を取り付けた。この三口フラスコを120℃のオイルバスに浸漬し、撹拌を開始した。エポキシ化合物が溶解し、透明な溶液になったことを確認した後、4,4-ビフェノールを8質量部、反応触媒としてトリフェニルホスフィンを0.5質量部添加し、120℃のオイルバスで加熱を継続した。3時間加熱を継続した後に、反応溶液からプロピレングリコールモノメチルエーテルを減圧留去し、残渣を室温(25℃)まで冷却することにより、エポキシ樹脂1を得た。
500mlの三口フラスコに、上記構造式(1)の化合物を50質量部加え、そこに合成溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテル)を80質量部添加した。三口フラスコに冷却管及び窒素導入管を設置し、溶媒に漬かるように撹拌羽を取り付けた。この三口フラスコを120℃のオイルバスに浸漬し、撹拌を開始した。エポキシ化合物が溶解し、透明な溶液になったことを確認した後、4,4-ビフェノールを10質量部、反応触媒としてトリフェニルホスフィンを0.5質量部添加し、120℃のオイルバスで加熱を継続した。3時間加熱を継続した後に、反応溶液からプロピレングリコールモノメチルエーテルを減圧留去し、残渣を室温(25℃)まで冷却することにより、エポキシ樹脂2を得た。
500mlの三口フラスコに、(4-{4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル}シクロヘキシル=4-(2,3-エポキシプロポキシ)ベンゾエート、下記構造式(1)の化合物)を50質量部加え、さらに、三口フラスコに合成溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテル)を80質量部添加した。三口フラスコに冷却管及び窒素導入管を設置し、溶媒に漬かるように撹拌羽を取り付けた。この三口フラスコを120℃のオイルバスに浸漬し、撹拌を開始した。エポキシ化合物が溶解し、透明な溶液になったことを確認した後、1,5-ジヒドロキシナフタレンを8質量部、反応触媒としてトリフェニルホスフィンを0.5質量部添加し、120℃のオイルバスで加熱を継続した。3時間加熱を継続した後に、反応溶液からプロピレングリコールモノメチルエーテルを減圧留去し、残渣を室温(25℃)まで冷却することにより、エポキシ樹脂3を得た。
500mlの三口フラスコに、上記構造式(1)の化合物を50質量部加え、かつエポキシ化合物としてjER630(三菱ケミカル株式会社、トリグリシジルアミノフェノール)を21質量部加えた。さらに、三口フラスコに合成溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテル)を80質量部添加した。三口フラスコに冷却管及び窒素導入管を設置し、溶媒に漬かるように撹拌羽を取り付けた。この三口フラスコを120℃のオイルバスに浸漬し、撹拌を開始した。エポキシ化合物が溶解し、透明な溶液になったことを確認した後、4,4-ビフェノールを10質量部、反応触媒としてトリフェニルホスフィンを0.5質量部添加し、120℃のオイルバスで加熱を継続した。しかし、得られたエポキシ樹脂はゲル化していたため、各物性の評価ができなかった。
エポキシ樹脂硬化物の破壊靱性の指標として、破壊靱性値(MPa・m1/2)を用いた。試験片の破壊靱性値は、ASTM D5045に基づいて3点曲げ測定を行って算出した。評価装置には、インストロン5948(インストロン社)を用いた。
エポキシ樹脂硬化物の耐熱性の指標として、ガラス転移温度(Tg)を用いた。試験片のガラス転移温度は、引張りモードによる動的粘弾性測定を行って算出した。測定条件は、周波数10Hz、昇温速度5℃/分、ひずみ0.1%とした。得られた温度‐tanδ関係図において、tanδが最大となる温度を、ガラス転移温度とみなした。評価装置には、RSA-G2(ティー・エイ・インスツルメント社)を用いた。
エポキシ樹脂硬化物の弾性の指標として、25℃での曲げ弾性率(GPa)を求めた。試験片の曲げ弾性率は、JIS K 7171(2016)に基づいて3点曲げ測定を行って算出した。評価装置には、テンシロン(株式会社エー・アンド・デイ)を用いた。
Claims (10)
- 三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造を有する第一のエポキシ化合物と、三つの環を含む縮合環構造を有する第二のエポキシ化合物とを含み、
前記第一のエポキシ化合物は、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物と、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル及びジヒドロキシナフタレンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含む前記エポキシ基と反応しうる官能基を有する芳香族化合物と、を含む組成物(但し、前記芳香族化合物以外に、前記エポキシ基と反応しうる官能基を有する化合物を含まない)が反応してなる化合物を含み、
前記ジヒドロキシベンゼンはカテコール、レゾルシノール及びヒドロキノンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であり、
前記ジヒドロキシビフェニルは2,2’-ジヒドロキシビフェニル、2,3’-ジヒドロキシビフェニル、2,4’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジヒドロキシビフェニル、3,4’-ジヒドロキシビフェニル及び4,4’-ジヒドロキシビフェニルからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であり、
前記三つの環を含む縮合環構造は、アントラセン構造、フェナントレン構造又はアセナフテン構造であり、
硬化していない状態であるエポキシ樹脂。 - 三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造を有する第一のエポキシ化合物と、三つの環を含む縮合環構造を有する第二のエポキシ化合物とを含み、
前記第一のエポキシ化合物は、三つの環を含む縮合環構造以外のメソゲン構造及びエポキシ基を有する化合物と、三つの環を含む縮合環構造及びエポキシ基を有する化合物と、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル及びジヒドロキシナフタレンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物を含む前記エポキシ基と反応しうる官能基を有する芳香族化合物と、を含む組成物(但し、前記芳香族化合物以外に、前記エポキシ基と反応しうる官能基を有する化合物を含まない)が反応してなる化合物を含み、
前記ジヒドロキシベンゼンはカテコール、レゾルシノール及びヒドロキノンからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であり、
前記ジヒドロキシビフェニルは2,2’-ジヒドロキシビフェニル、2,3’-ジヒドロキシビフェニル、2,4’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジヒドロキシビフェニル、3,4’-ジヒドロキシビフェニル及び4,4’-ジヒドロキシビフェニルからなる群より選択される少なくとも一つの化合物であり、
前記三つの環を含む縮合環構造は、アントラセン構造、フェナントレン構造又はアセナフテン構造であり、
硬化していない状態であるエポキシ樹脂。 - 前記第一のエポキシ化合物が下記一般式(1-m)で表されるエポキシ化合物を含む請求項1又は請求項2に記載のエポキシ樹脂。
[一般式(1-m)において、Xは下記2価の基からなる群(I)より選択される少なくとも1種を含む連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数1~8のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nはそれぞれ独立に0~4の整数を示す。]
[2価の基からなる群(I)において、Yはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数1~8のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは各々独立に0~4の整数を示し、kは0~7の整数を示し、mは0~8の整数を示し、lは0~12の整数を示す。] - 前記第一のエポキシ化合物と前記第二のエポキシ化合物との質量比(第一のエポキシ化合物:第二のエポキシ化合物)が10:1~1:1である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂。
- 前記第二のエポキシ化合物は、2つのエポキシ基を有する化合物である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂。
- 請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂と、硬化剤をさらに含むエポキシ樹脂組成物。
- 前記硬化剤は、芳香環及びアミノ基を有するアミン硬化剤を含む請求項6に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記硬化剤は、アミノ基が芳香環に直接結合しているアミン硬化剤を含む請求項6に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項6~請求項8のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物である、エポキシ樹脂硬化物。
- 請求項9に記載のエポキシ樹脂硬化物と、強化材と、を含む複合材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018169032A JP7243093B2 (ja) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018169032A JP7243093B2 (ja) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020041049A JP2020041049A (ja) | 2020-03-19 |
JP7243093B2 true JP7243093B2 (ja) | 2023-03-22 |
Family
ID=69797607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018169032A Active JP7243093B2 (ja) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7243093B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000204141A (ja) | 1999-01-12 | 2000-07-25 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 多価ヒドロキシ樹脂、エポキシ樹脂及びそれらを用いたエポキシ樹脂組成物並びにその硬化物 |
JP2013163719A (ja) | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Hitachi Chemical Co Ltd | 低熱膨張性樹脂組成物、プリプレグ、積層板及び配線板 |
JP2014201698A (ja) | 2013-04-08 | 2014-10-27 | 味の素株式会社 | 硬化性樹脂組成物 |
JP2017115055A (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 日立化成株式会社 | フェノキシ樹脂 |
WO2017221810A1 (ja) | 2016-06-22 | 2017-12-28 | 日立化成株式会社 | ガスバリア材料、樹脂組成物、ガスバリア材、硬化物、及び複合材料 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6938888B2 (ja) * | 2016-10-14 | 2021-09-22 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物、熱伝導フィルム、及びエポキシ樹脂硬化物の製造方法 |
-
2018
- 2018-09-10 JP JP2018169032A patent/JP7243093B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000204141A (ja) | 1999-01-12 | 2000-07-25 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 多価ヒドロキシ樹脂、エポキシ樹脂及びそれらを用いたエポキシ樹脂組成物並びにその硬化物 |
JP2013163719A (ja) | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Hitachi Chemical Co Ltd | 低熱膨張性樹脂組成物、プリプレグ、積層板及び配線板 |
JP2014201698A (ja) | 2013-04-08 | 2014-10-27 | 味の素株式会社 | 硬化性樹脂組成物 |
JP2017115055A (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 日立化成株式会社 | フェノキシ樹脂 |
WO2017221810A1 (ja) | 2016-06-22 | 2017-12-28 | 日立化成株式会社 | ガスバリア材料、樹脂組成物、ガスバリア材、硬化物、及び複合材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020041049A (ja) | 2020-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6891901B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP6635201B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP6988882B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP6775737B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、硬化物及び複合材料 | |
JP7439761B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP7243093B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP7003999B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP7243091B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP7004000B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP7243092B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP7119801B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP2019065126A (ja) | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
WO2019043843A1 (ja) | エポキシ樹脂硬化物、エポキシ樹脂組成物、成形体及び複合材料 | |
JP7003998B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP7294404B2 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP2023099224A (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP2021001285A (ja) | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物、複合材料、及びエポキシ樹脂組成物の製造方法 | |
WO2019198703A1 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP2020132717A (ja) | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
WO2019198158A1 (ja) | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 | |
JP2020200355A (ja) | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物、及び複合材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210708 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220426 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220809 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230220 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7243093 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |