WO2011037144A1 - 熱硬化性樹脂組成物、並びに繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、これを用いるプリプレグおよびハニカムサンドイッチパネル - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物、並びに繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、これを用いるプリプレグおよびハニカムサンドイッチパネル Download PDF

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thermosetting resin
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thermoplastic resin
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真幸 川添
伊藤 友裕
岩田 充宏
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横浜ゴム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a thermosetting resin composition, a thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite materials, a prepreg and a honeycomb sandwich panel using the same.
  • Patent Documents 1 and 2 a method of coating a substrate with an LCST polymer (Low Critical Solution Temperature: a polymer having a lower critical eutectic temperature) or a UCST polymer (Upper Critical Solution Temperature: a polymer having an upper critical eutectic temperature) has been proposed ( Patent Documents 1 and 2). Further, the applicant of the present application has so far proposed a composition containing a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent, an inorganic filler, and the like (Patent Document 3). In addition, in self-adhesive prepregs that can improve panel productivity without applying film adhesive when manufacturing honeycomb panels, it is extremely important to increase the toughness of the matrix resin and the resin flow characteristics. Studies on increasing the toughness of epoxy resins using (thermoplastic resins) are underway (see, for example, Patent Documents 4 to 11).
  • the inventors of the present application have found that there is room for improvement in the toughness of a cured product obtained from a composition containing a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a curing agent, and an inorganic filler. Further, the present inventors have found that a cured product obtained from a composition containing a thermosetting resin, a filler whose surface is completely covered with a thermoplastic resin, and a curing agent has low toughness. Moreover, in the compounding system using liquid rubber, since the molecular weight of the rubber itself is small, even if it is added in a large amount, the epoxy resin cannot be made sufficiently tough.
  • an object of this invention is to provide the thermosetting resin composition which is excellent in toughness.
  • an object of this invention is to provide the thermosetting resin (epoxy resin) composition for fiber reinforced composite materials used as the hardened
  • the present inventor dispersed an adsorption filler in which a thermoplastic resin was adsorbed on a filler in a thermosetting resin, and an adsorption coefficient represented by a specific formula was larger than 0.
  • the present inventors have found that a thermosetting resin composition that satisfies 0.8 or less has excellent toughness, and completed the present invention.
  • the inventor also includes an epoxy resin A, a thermoplastic resin B, an adsorption filler in which the thermoplastic resin C is adsorbed on the filler, and a curing agent, and the adsorption coefficient defined by a specific formula is 0
  • An epoxy resin composition for a fiber-reinforced composite material that satisfies a large value of 0.8 or less and has a cured form in which at least the epoxy resin A forms a continuous phase and the adsorbent filler is dispersed in at least the continuous phase.
  • thermosetting resin containing a thermosetting resin and an adsorption filler obtained by adsorbing a thermoplastic resin C to a filler, and satisfying an adsorption coefficient defined by (Equation 1) of greater than 0 and 0.8 or less.
  • thermosetting resin includes at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, a thermosetting polyimide, and a benzoxazine resin.
  • Resin composition. 3. The thermosetting resin composition as described in 1 or 2 above, wherein the filler has at least one selected from the group consisting of spherical, granular and irregular shapes. 4). 4. The thermosetting resin composition according to any one of 1 to 3, wherein the thermoplastic resin C contains at least one selected from the group consisting of polyethersulfone, polysulfone, and polyetherimide. 5. 5.
  • thermosetting resin composition according to any one of the above 1 to 4, wherein the thermoplastic resin C has a functional group that reacts with the thermosetting resin. 6). 6. The thermosetting resin composition according to any one of 1 to 5, wherein the amount of the adsorbent filler is 0.1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin. 7). 7. The thermosetting resin composition according to any one of 1 to 6 above, wherein the DBP oil absorption is 10 to 1000 mL / 100 g. 8). 8. The thermosetting resin composition according to any one of 1 to 7 above, wherein the adsorption filler is dispersed in the thermosetting resin. 9. 9. The thermosetting resin composition according to any one of 1 to 8, further containing a curing agent. 10. 10.
  • thermosetting resin composition according to any one of the above 1 to 9, further comprising a thermoplastic resin B. 11.
  • thermosetting resin containing the thermosetting resin, the thermoplastic resin C, and the filler, wherein the thermoplastic resin C is phase-separated from the thermosetting resin at a temperature of UCST or lower or a temperature of LCST or higher.
  • a resin mixing step in which a mixed solution in a one-phase region is formed at a temperature higher than or lower than LCST; The resin mixed solution is set to a temperature equal to or lower than the UCST or a temperature equal to or higher than the LCST, the thermoplastic resin C is phase-separated from the thermosetting resin, and the resin mixed solution becomes a two-phase region.
  • thermosetting resin composition according to any one of 1 to 8 above, further comprising an adsorption step in which C is adsorbed on the filler to become an adsorbent filler.
  • a resin mixing step in which a mixed solution in a one-phase region is formed at a temperature higher than or lower than LCST;
  • the resin mixed solution is set to a temperature equal to or lower than the UCST or equal to or higher than the LCST, the thermoplastic resin C is phase-separated from the thermosetting resin, and the resin mixed solution becomes a two-phase region.
  • An adsorption step in which the resin C is adsorbed on the filler to become an adsorbent filler, and an adsorbent filler mixture containing the adsorbent filler is obtained;
  • the manufacturing method of the thermosetting resin composition of said 9 which has the hardening
  • thermosetting resin composition according to any one of 1 to 13 above or the thermosetting resin composition obtained by the method for producing a thermosetting resin composition according to 14 or 15 above is used for a fiber-reinforced composite material.
  • a honeycomb sandwich panel obtained by laminating and curing the prepreg and the honeycomb core according to 17 above.
  • thermosetting resin composition of the present invention is excellent in toughness. According to the method for producing a thermosetting resin composition of the present invention, a thermosetting resin composition having excellent toughness can be obtained.
  • the thermosetting resin (epoxy resin) composition for fiber-reinforced composite material of the present invention is a cured product excellent in toughness and solvent resistance.
  • the prepreg of the present invention and the honeycomb sandwich panel of the present invention are excellent in toughness and solvent resistance.
  • FIG. 1 is a photograph of the adsorbent filler-containing mixture obtained in the example taken using a 10 ⁇ objective lens with a confocal microscope.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the honeycomb sandwich panel of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a cross section obtained by cutting the honeycomb sandwich panel in parallel with the side surfaces of the prisms of the honeycomb core.
  • thermosetting resin composition of the present invention is A composition containing a thermosetting resin and an adsorption filler obtained by adsorbing a thermoplastic resin C to a filler, and satisfying an adsorption coefficient defined by (Equation 1) of greater than 0 and 0.8 or less. is there.
  • thermosetting resin composition of this invention Amount of the thermoplastic resin C adsorbed on 100 parts by mass of the filler (mass part) / Specific gravity of the thermoplastic resin C / DBP oil absorption of the filler (mL / 100 g)
  • thermosetting resin composition obtained by the resin composition or the method for producing the thermosetting resin composition of the present invention is the thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite materials of the present invention.
  • the thermosetting resin composition for fiber reinforced composite materials of this invention contains the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials.
  • thermosetting resin composition of the present invention overlaps with the matter regarding the thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite material (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention
  • thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite material epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material
  • thermosetting resin used in the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, thermosetting polyimide, benzoxazine resin, polyurethane, and silicone resin can be used.
  • Thermosetting resins are superior in mechanical properties (for example, toughness), and are excellent in heat resistance and solvent resistance, from the viewpoint of epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, thermosetting polyimide. And at least one selected from the group consisting of benzoxazine resins.
  • Various thermosetting resins are not particularly limited. For example, a conventionally well-known thing is mentioned.
  • a thermosetting resin can be used individually or in combination of 2 types or more, respectively.
  • the epoxy resin that can be contained in the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more epoxy groups.
  • examples of the epoxy resin (epoxy resin I) include bisphenol A type, bisphenol F type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol S type, bisphenol AF type, and biphenyl type glycidyl.
  • Ether type epoxy resin Polyglycidyl ether type epoxy resin; Diglycidyl tetrahydrophthalate, glycidyl ester type epoxy resin obtained from synthetic fatty acid such as dimer acid; N, N, N ′, N′-tetraglycidyldiaminodiphenylmethane (TGDDM) )
  • Aromatic epoxy resin having a glycidylamino group such as; alicyclic epoxy resin; epoxy resin having a sulfur atom in the epoxy resin main chain; urethane-modified epoxy resin having a urethane bond; Rironitoriru - butadiene rubber or a rubber-modified epoxy resin containing acrylonitrile-butadiene rubber (NBR).
  • the epoxy resin contained in the thermosetting resin composition of the present invention includes bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and glycidyl ester type epoxy resin from the viewpoint of workability and heat resistance of the cured product. preferable.
  • epoxy resin which the thermosetting resin composition of this invention can contain is set to "epoxy resin A", and the epoxy resin A is demonstrated below.
  • Epoxy resin A contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material has the same meaning as epoxy resin A in the thermosetting resin composition of the present invention.
  • the epoxy resin A contained in the thermosetting resin composition of the present invention is referred to as “epoxy resin A”.
  • the epoxy resin A contained in the thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more epoxy groups. For example, a conventionally well-known thing is mentioned.
  • the epoxy resin A contains an epoxy resin a-1 having a viscosity measured by an E-type or B-type viscometer at 25 ° C. of 2,000 mPa ⁇ s or less from the viewpoint of excellent handling workability such as resin impregnation into reinforcing fibers. It is preferably 100 to 2,000 mPa ⁇ s.
  • Examples of the epoxy resin a-1 include glycidylamine type epoxy resins such as tetraglycidyl-m-xylylenediamine and 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane; triglycidyl-p-amino Aminophenol type epoxy resin such as phenol and triglycidyl-p-aminocresol; Resorcinol type epoxy resin such as diglycidyl resorcinol; Glycidyl ester type epoxy resin such as diglycidyl hexahydrophthalate and diglycidyl tetrahydrophthalate .
  • glycidylamine type epoxy resins such as tetraglycidyl-m-xylylenediamine and 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane
  • triglycidyl-p-amino Aminophenol type epoxy resin such as phenol
  • the epoxy resin a-1 is superior in heat resistance, toughness and solvent resistance, and from the viewpoint of excellent handling workability such as resin impregnation into a reinforcing fiber, an aminophenol type epoxy resin and a resorcinol type epoxy resin. Is preferred.
  • the epoxy resins a-1 can be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy resin A can further contain an epoxy resin a-2 having a viscosity at 25 ° C. exceeding 2,000 mPa ⁇ s from the viewpoint of excellent toughness and solvent resistance.
  • the viscosity of the epoxy resin a-2 at 25 ° C. is 10,000 mPa ⁇ s or less from the viewpoint that it has excellent toughness and solvent resistance and does not adversely affect handling workability such as resin impregnation into reinforcing fibers. Is more preferable.
  • the epoxy resin a-2 examples include those similar to the epoxy resin I described above. Among these, the epoxy resin a-2 is preferably a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin from the viewpoint of workability and heat resistance of the cured product. The epoxy resin a-2 can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the epoxy resin a-1 is 30 to 100% by mass in the epoxy resin A from the viewpoint of excellent heat resistance, toughness and solvent resistance, and excellent handling workability such as resin impregnation into reinforcing fibers.
  • the amount is preferably 50 to 100 parts by mass.
  • thermoplastic resin C will be described below.
  • the thermoplastic resin C is adsorbed by the filler and becomes an adsorbent filler.
  • the thermoplastic resin C used in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material corresponds to the thermoplastic resin C used in the thermosetting resin composition of the present invention.
  • the thermoplastic resin C used in the thermosetting resin composition of the present invention (the thermoplastic resin C used in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials is the same as this) is not particularly limited. Examples thereof include polyethersulfone, polysulfone, polyetherimide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, and polycarbonate.
  • thermoplastic resin C thermoplastic resin B.
  • the thermoplastic resin B will be described later
  • thermoplastic resin C is superior in mechanical properties and has a functional group that reacts with the thermosetting resin (epoxy resin A) from the viewpoint of excellent in toughness and solvent resistance among the above properties. It is preferable to have.
  • the functional group that the thermoplastic resin C (thermoplastic resin B) can have include a hydroxy group, an amino group, an imino group, an aldehyde group, a carboxy group, an epoxy group, and an isocyanate group.
  • the thermosetting resin is an epoxy resin
  • the thermosetting resin composition of the present invention is an epoxy resin composition.
  • thermosetting resin is an epoxy resin and the composition is used for a fiber-reinforced composite material
  • the composition corresponds to an epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials.
  • the functional group of the thermoplastic resin C is , Hydroxy group, amino group, epoxy group, and isocyanate group are preferable.
  • the thermosetting resin is a benzoxazine resin
  • the functional group of the thermoplastic resin is a hydroxy group, an amino group, an epoxy group, or an isocyanate group from the viewpoint of being superior in toughness and solvent resistance among the above characteristics. Is preferred.
  • thermoplastic resin C thermoplastic resin B
  • thermosetting resin epoxy resin A
  • Polymers having a critical solution temperature) or LCST lower critical solution temperature
  • UCST or LCST can be appropriately set according to the type and amount of the thermoplastic resin C (thermoplastic resin B) and the thermosetting resin (epoxy resin A).
  • thermosetting resin (epoxy resin A) is a thermosetting resin (epoxy resin A) and thermoplastic resin C (thermoplastic resin) at a temperature lower than LCST. After compatibilizing B), it can be phase-separated from the thermosetting resin (epoxy resin A) at a temperature of LCST or higher.
  • the combination of the thermoplastic resin C (thermoplastic resin B) having LCST with respect to the thermosetting resin and the thermosetting resin has a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • thermoplastic resin selected from the group consisting of polyethersulfone and polysulfone, and at least one heat selected from the group consisting of epoxy resin (epoxy resin A), phenol resin, and benzoxazine resin.
  • epoxy resin epoxy resin A
  • phenol resin phenol resin
  • benzoxazine resin A combination with a curable resin is preferred.
  • the LCST in the case of the combination of 30 parts by mass of the polyether sulfone of the thermoplastic resin shown in Example I and 100 parts by mass of the bisphenol A type epoxy of the thermosetting resin can be about 150 ° C.
  • thermosetting resin (epoxy resin A) is a thermosetting resin (epoxy resin A) and thermoplastic resin C (thermoplastic resin) at a temperature exceeding UCST. After compatibilizing B), it can be phase-separated from the thermosetting resin (epoxy resin A) at a temperature of UCST or lower.
  • the combination of the thermoplastic resin C (thermoplastic resin B) having UCST with respect to the thermosetting resin and the thermosetting resin has a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • thermoplastic resin such as polyetherimide
  • thermosetting resin such as an epoxy resin (epoxy resin A)
  • the UCST in the case of the combination of 15 parts by mass of the polyetherimide of the thermoplastic resin shown in Example I and 100 parts by mass of the bisphenol A type epoxy of the thermosetting resin is about 50 ° C.
  • the polyether of the thermoplastic resin shown in Example II The UCST in the case of a combination of 30 parts by mass of imide and 100 parts by mass of a glycidyl ester type epoxy of a thermosetting resin can be about 100 ° C.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic resin C (thermoplastic resin B) has a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance and solvent resistance, and does not increase the viscosity of the resin composition more than necessary. It is preferably 3,000 to 1,000,000, and more preferably 20,000 to 100,000.
  • the thermoplastic resin C (thermoplastic resin B) can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the thermoplastic resin C used is an adsorption defined by (Formula 1) with respect to 100 parts by mass of filler from the viewpoint of good balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • the amount is preferably such that the coefficient is greater than 0 and equal to or less than 0.8, more preferably 0.1 to 0.7.
  • the filler used for the thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention is not limited.
  • an inorganic filler and an organic filler are mentioned.
  • An inorganic filler is preferable from the viewpoint of superior toughness.
  • the inorganic filler include carbon black, silica (for example, fumed silica, wet silica), carbon nanotube, silica sand, calcium silicate, mica, talc, alumina, montmorillonite, aluminum nitride, boron nitride, calcium carbonate, and oxidation. Titanium is mentioned.
  • silica (fumed silica), carbon black, and carbon nanotubes are preferable from the viewpoints of excellent toughness, excellent solvent resistance, and easy adsorption of the thermoplastic resin C.
  • ⁇ Filler shape is not particularly limited.
  • the thing of spherical shape, a granular form, and an irregular shape (thing which has an irregular shape, an irregular shape) is mentioned.
  • the shape of the filler is preferably at least one selected from the group consisting of spherical, granular and irregular shapes from the viewpoint that the thermoplastic resin C is easily adsorbed.
  • the DBP oil absorption (dibutyl phthalate oil absorption) of the filler is preferably 10 to 1,000 mL / 100 g, and preferably 50 to 500 mL / 100 g from the viewpoint of adsorbing a sufficient amount of the thermoplastic resin C. More preferably, it is 100 g.
  • the average primary particle size of the filler is preferably 5 to 100 nm.
  • the fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of filler used is a thermosetting resin (epoxy contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials) from the viewpoint of a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • Resin A) The amount is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
  • the adsorption filler contained in the thermosetting resin composition of the present invention is obtained by adsorbing a thermoplastic resin on the filler.
  • the adsorption filler contained in the thermosetting resin composition of the present invention corresponds to the adsorption filler contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material.
  • the adsorption is performed by the thermoplastic resin C (the thermoplastic resin C contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) at the interface between the thermosetting resin (for example, epoxy resin, epoxy resin A) and the filler. Is a phenomenon in which the concentration of is higher than the inside of the thermosetting resin.
  • Adsorption includes physical adsorption and chemical adsorption. From the viewpoint of promoting partial adsorption on the filler surface, physical adsorption is preferred.
  • thermoplastic resin C thermoplastic resin C used in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material
  • examples of combinations of the thermoplastic resin C (thermoplastic resin C used in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) constituting the adsorbent filler and the filler include polyethersulfone, polyethersulfone having a hydroxy group, and polysulfone. And a combination of at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of polyetherimide and silica (fumed silica), carbon black, and carbon nanotubes.
  • the adsorbent fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting resin composition of the present invention satisfies that the adsorption coefficient defined by (Formula 1) is greater than 0 and 0.8 or less.
  • Adsorption coefficient Amount of the thermoplastic resin C adsorbed on 100 parts by mass of the filler (mass part) / Specific gravity of the thermoplastic resin C / DBP oil absorption of the filler (mL / 100 g)
  • the adsorption coefficient defined by (Equation 1) is the ratio of the volume of the thermosetting resin adsorbed by the same type and the same amount of filler to the volume of DBP that can be absorbed by 100 parts by mass of a certain filler. Is the value of That is, the above formula (1) is expressed as follows.
  • the filler means a state in which the entire surface is coated with the thermoplastic resin C.
  • the adsorption coefficient is greater than 0 and 0.8 or less, the filler is in a state where a part of the surface thereof is covered with the thermoplastic resin C, and the entire surface of the filler is not covered with the thermoplastic resin C.
  • the adsorption coefficient is preferably from 0.1 to 0.7, preferably from 0.2 to 0.6, from the viewpoint of a good balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance. Is more preferable.
  • the amount of the adsorbent filler is a thermosetting resin (epoxy resin A contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) from the viewpoint of a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance. ) It is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
  • the adsorbent filler is not particularly limited for its production. For example, it can be produced according to the method for producing a thermosetting resin composition of the present invention described later.
  • thermosetting resin composition of the present invention can further contain a thermoplastic resin B in addition to the adsorption filler.
  • the thermoplastic resin B contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material corresponds to the thermoplastic resin B that can be further contained in the thermosetting resin composition of the present invention.
  • Thermoplastic resin B (thermoplastic resin B contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) that can be further contained in the thermosetting resin composition of the present invention.
  • the plastic resin B is referred to as “thermoplastic resin B”). For example, the same thing as the above is mentioned.
  • the shape of the thermoplastic resin B that can be further contained in the thermosetting resin composition of the present invention is preferably in the form of particles from the viewpoint of excellent dissolution workability in the epoxy resin A. From the viewpoint that the average particle diameter of the thermoplastic resin B that can be further contained in the thermosetting resin composition of the present invention is excellent in workability for dissolving in a thermosetting resin (for example, epoxy resin, epoxy resin A). , 200 ⁇ m or less is preferable.
  • the amount of the thermoplastic resin B is 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin from the viewpoint of a good balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance and solvent resistance. Is preferred.
  • the amount of the thermoplastic resin B that can be further contained in the thermosetting resin composition of the present invention is thermosetting from the viewpoint of a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • the amount is preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin (epoxy resin A contained in the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material). More preferably, it is ⁇ 30 parts by mass.
  • thermosetting resin composition of the present invention can further contain a curing agent.
  • the curing agent that can be further contained in the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • curing agents for epoxy resins include amine compounds such as 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, imidazole compounds, and tetramethylguanidine; thiourea-added amines; polyamides; polyols; Examples include mercaptans, polycarboxylic acids, acid anhydrides, carboxylic acid hydrazides, carboxylic acid amides, polyphenol compounds, novolak resins, and latent curing agents (eg, ketimine, dicyandiamide).
  • phenol resin curing agent examples include hexamethylenetetramine, methylolmelamine, and methylolurea.
  • the curing agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the curing agent is preferably 0.5 to 1.2 equivalents relative to the thermosetting resin from the viewpoint of a good balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance and solvent resistance. 0.6 to 1.1 equivalents are more preferable.
  • the thermosetting resin composition of the present invention can further contain a solid resin D and / or an elastomer that is solid at room temperature.
  • Solid resin D and / or elastomer that are solid at room temperature have the same meaning as described below.
  • the “solid resin D and / or elastomer that is solid at room temperature” may be hereinafter referred to as “room temperature solid component”.
  • the amount of the normal temperature solid component is preferably 1 to 20 parts by mass, and preferably 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin A, from the viewpoint of being excellent in toughness and solvent resistance. More preferred.
  • thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention can further contain an additive within a range not impairing the effect of the composition of the present invention.
  • the additive include a curing catalyst such as boron trifluoride / amine salt catalyst, solid rubber, filler, anti-aging agent, solvent, flame retardant, reaction retarder, antioxidant, pigment (dye), plastic Agents, thixotropic agents, ultraviolet absorbers, surfactants (including leveling agents), dispersants, dehydrating agents, adhesion-imparting agents, and antistatic agents.
  • thermosetting resin composition of this invention contains the thermosetting resin (epoxy resin A), the thermoplastic resin C, and the filler, and the thermoplastic resin C is at a temperature of UCST or lower or a temperature of LCST or higher.
  • a resin mixing step in which the solution that undergoes phase separation from A) is a mixed solution in a one-phase region at a temperature above UCST or below LCST;
  • the resin mixed solution is set to a temperature equal to or lower than the UCST or a temperature equal to or higher than the LCST, the thermoplastic resin C is phase-separated from the thermosetting resin (epoxy resin A), and the resin mixed solution becomes a two-phase region.
  • There is a production method including an adsorption step in which the phase-separated thermoplastic resin C is adsorbed on the filler to become an adsorption filler.
  • the resin mixing step includes the thermosetting resin (epoxy resin A), the thermoplastic resin C, and the filler, and the thermoplastic resin C is thermoset at a temperature of UCST or lower or a temperature of LCST or higher.
  • the solution for phase separation from the functional resin is made a mixed solution in a one-phase region at a temperature exceeding UCST or a temperature lower than LCST.
  • Thermosetting resin (epoxy resin A), thermoplastic resin C, filler, and thermoplastic resin C phase-separated from the thermosetting resin at temperatures below UCST or above LCST are as defined above.
  • the amount of filler used in the resin mixing step is based on 100 parts by mass of the thermosetting resin (epoxy resin A) from the viewpoint of good balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • the amount is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass, and still more preferably 1 to 10 parts by mass.
  • the amount of the thermoplastic resin C used in the resin mixing step is (Formula 1) with respect to 100 parts by mass of the filler from the viewpoint of good balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • the defined adsorption coefficient is preferably an amount that is larger than 0 and satisfies 0.8 or less, more preferably 0.1 to 0.7, and still more preferably 0.2 to 0.6.
  • the mixed solution obtained in the resin mixing step contains a thermosetting resin (epoxy resin A), a thermoplastic resin C, and a filler, and the thermosetting resin (epoxy resin A) and the thermoplastic resin C are in one phase region. It has become.
  • the one-phase region refers to a state where the thermosetting resin (epoxy resin A) and the thermoplastic resin C are compatible.
  • the thermosetting resin (epoxy resin A), the thermoplastic resin C and the filler are stirred under a temperature condition exceeding UCST or less than LCST, for example, for 0.5 to 1.5 hours, It can be a mixed solution.
  • the adsorption process will be described below.
  • the temperature of the resin mixed solution is set to a temperature of UCST or lower or a temperature of LCST or higher, the thermoplastic resin C is phase-separated from the thermosetting resin (epoxy resin A), and the resin mixed solution becomes a two-phase region.
  • This is a process in which the thermoplastic resin C is adsorbed on the filler to become an adsorbent filler.
  • the two-phase region refers to a state in which the thermosetting resin (epoxy resin A) is a main component and the thermoplastic resin C is a main component.
  • the thermosetting resin composition obtained in the adsorption step (when the thermosetting resin composition of the present invention further contains a curing agent, this is referred to as an adsorbent filler mixture) is a thermosetting resin (epoxy resin A). It contains at least an adsorbent filler.
  • the mixed solution is stirred under a temperature condition of not more than UCST or not less than LCST, for example, for 1 to 10 hours, so that the thermosetting resin composition (the thermosetting resin composition of the present invention further contains a curing agent).
  • an adsorbent filler mixture In an epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials, an adsorbent filler-containing mixture.) Can be obtained.
  • thermosetting resin composition of the present invention further contains a curing agent
  • a curing agent mixing step can be further provided after the adsorption step in the method for producing a thermosetting resin.
  • the curing agent mixing step is a step of mixing the adsorbent filler mixture obtained in the adsorption step and the curing agent.
  • the temperature at which the adsorbent filler mixture and the curing agent are mixed is preferably as low as possible from the viewpoint of suppressing the curing reaction.
  • the method for mixing the adsorbent filler mixture and the curing agent is not particularly limited.
  • the thermosetting resin composition can be obtained by adjusting the adsorbent filler mixture to the above temperature, adding the curing agent thereto, and stirring, for example, for 0.25 to 0.5 hours. .
  • thermosetting resin composition of the present invention further contains a thermoplastic resin B and / or a normal temperature solid component
  • the thermoplastic resin B and / or the normal temperature solid component can be added into the system after the adsorption step.
  • thermosetting resin composition of the present invention further contains a thermoplastic resin B and / or room temperature solid component and a curing agent
  • the thermoplastic resin B and / or room temperature solid component is added to the system after the adsorption step, Thereafter, a curing agent mixing step can be performed.
  • the remaining thermosetting resin can be added to the system together with, for example, the thermoplastic resin B and / or a room temperature solid component after the adsorption step.
  • thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention can be cured by heat.
  • the temperature at which the thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention is cured is a viewpoint that the balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance is good. Therefore, it is preferably 120 to 210 ° C, more preferably 160 to 200 ° C.
  • thermosetting resin composition of the present invention that is, thermosetting.
  • thermosetting resin composition of the present invention further contains the thermoplastic resin B
  • the thermosetting resin and the thermoplastic resin B may form a co-continuous phase.
  • the thermosetting resin composition of the present invention further contains a normal temperature solid component
  • the normal temperature solid component can be dispersed in the thermosetting resin and / or the thermoplastic resin B.
  • thermosetting resin composition of the present invention can be applied as a structural material for automobiles and aircraft.
  • 1.2 MPa ⁇ m 1/2 or more is preferable, and 1.5 MPa ⁇ m 1/2 or more is more preferable.
  • the fracture toughness value measured according to ASTM D5045-99 is higher toughness and peel strength [for example, prepreg From the viewpoint that the peel strength after strong self-adhesion between such a face plate and another member (for example, a honeycomb core) can be increased, 1.8 MPa ⁇ m 1/2 or more is preferable, and 2.0 MPa ⁇ m 1/2 or more is more preferable.
  • thermosetting resin composition epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material
  • the thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention preferably has a minimum viscosity of 1 to 100 Pa ⁇ s as measured by dynamic viscoelasticity at a heating rate of 2 ° C./min. More preferably, it is 5 to 40 Pa ⁇ s.
  • it is preferable when expressing the productivity and self-adhesiveness of a prepreg. In the case of 1 Pa ⁇ s or more, a good fillet can be formed, and self-adhesiveness is improved.
  • the reinforcing fiber can be easily impregnated with the resin composition at the time of prepreg production while maintaining the fillet formability.
  • the minimum viscosity by dynamic viscoelasticity measurement is between 25 ° C. and 200 ° C. using the thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention as a sample.
  • the minimum value of the complex viscosity in the dynamic viscoelasticity measurement with a temperature rising rate of 2 ° C./min, a frequency of 10 rad / sec, and a strain of 1%.
  • thermosetting resin composition of the present invention (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) has a viscosity at 50 ° C. of 5,000 Pa ⁇ s or less by dynamic viscoelasticity measurement at a temperature rising rate of 2 ° C./min. It is preferable from the viewpoint of excellent coating workability of a resin film used for prepreg production.
  • the viscosity at 50 ° C. by dynamic viscoelasticity measurement is from 25 ° C. to 200 ° C. using the thermosetting resin composition of the present invention (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) as a sample.
  • the cured product of the thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention is excellent in solvent resistance.
  • the solvent include methyl ethyl ketone and acetone.
  • the cured product obtained from the thermosetting resin composition (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention preferably has no cracks after being immersed in a solvent (for example, methyl ethyl ketone) at room temperature. One of them.
  • thermosetting resin composition of the present invention epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials
  • examples of uses of the thermosetting resin composition of the present invention include prepreg matrices, adhesives, primers, sealing materials, casting materials, sealants, paints, and the like. It is done.
  • thermosetting resin composition of the present invention epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material
  • examples thereof include reinforcing fibers such as carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers; plastics; rubbers; glasses; ceramics; concrete; mortars; metals such as aluminum alloys, titanium alloys, stainless alloys, and steels.
  • thermosetting resin composition of the present invention or the thermosetting resin composition obtained by the production method of the thermosetting resin composition of the present invention is, for example, a thermosetting resin composition for a fiber reinforced composite material for a fiber reinforced composite material. Can be used as a thing.
  • the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials mentioned as one embodiment of the thermosetting resin composition of the present invention will be described below.
  • the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials is Containing an epoxy resin A, a thermoplastic resin B, an adsorption filler in which the thermoplastic resin C is adsorbed on the filler, and a curing agent; Satisfying that the adsorption coefficient defined by the following (formula 1) is greater than 0 and 0.8 or less,
  • the form after curing is a composition in which at least the epoxy resin A forms a continuous phase and the adsorbent filler is dispersed in at least the continuous phase.
  • Adsorption coefficient Amount of the thermoplastic resin C adsorbed on 100 parts by mass of the filler (mass part) / Specific gravity of the thermoplastic resin C / DBP oil absorption of the filler (mL / 100 g)
  • the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material may be referred to as “the composition of the present invention”.
  • the epoxy resin A will be described below.
  • the epoxy resin A contained in the fiber reinforced composite material epoxy resin composition is not particularly limited as long as it is a compound having two or more epoxy groups.
  • the epoxy resin A is synonymous with the epoxy resin A as a thermosetting resin used for the thermosetting resin composition of the present invention.
  • the thermoplastic resin B will be described below.
  • the epoxy resin composition for fiber reinforced composite material can make the viscosity and thixotropy of the composition appropriate by containing the thermoplastic resin B, whereby the epoxy resin composition for fiber reinforced composite material is good. A fillet can be formed and the self-adhesiveness of a prepreg can be made excellent.
  • the thermoplastic resin B contained in the epoxy resin composition for fiber reinforced composite material is not particularly limited.
  • the thermoplastic resin B is the same as the thermoplastic resin B that the thermosetting resin composition of the present invention can further contain.
  • the amount of the thermoplastic resin B is preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin A from the viewpoint of a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance and solvent resistance. It is more preferably 10 to 30 parts by mass.
  • the adsorption filler will be described below.
  • the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials contains an adsorbent filler, so that it has excellent toughness and solvent resistance, can impart thixotropy to the composition, and can control the resin flow. Further, the amount of the thermoplastic resin B can be suppressed and the solvent resistance can be improved.
  • the adsorption filler contained in the epoxy resin composition for fiber reinforced composite material is obtained by adsorbing the thermoplastic resin C on the filler.
  • the adsorption filler is the same as the adsorption filler contained in the thermosetting resin composition of the present invention.
  • the filler used when producing the adsorption filler is not particularly limited.
  • the filler is the same as the filler used in the thermosetting resin composition of the present invention.
  • thermoplastic resin C used when producing the adsorption filler is not limited.
  • thermoplastic resin B the same thing as the thermoplastic resin B is mentioned.
  • thermoplastic resin B and the thermoplastic resin C are preferably the same from the viewpoint of a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance and solvent resistance, and excellent handling workability. Moreover, it is preferable that the thermoplastic resin B and the thermoplastic resin C have the same property (for example, molecular weight, functional group) for the same reason.
  • the adsorption coefficient defined by the following (formula 1) is greater than 0 and 0.8 or less.
  • Adsorption coefficient Amount of the thermoplastic resin C adsorbed on 100 parts by mass of the filler (mass part) / Specific gravity of the thermoplastic resin C / DBP oil absorption of the filler (mL / 100 g)
  • the adsorption coefficient defined by (Equation 1) is the volume of the thermosetting resin C adsorbed by the same kind and the same amount of filler with respect to the volume of DBP that can be absorbed by 100 parts by mass of a certain filler.
  • the ratio value That is, the above formula (1) is expressed as follows.
  • the filler means a state in which the entire surface is coated with the thermoplastic resin C.
  • the adsorption coefficient is greater than 0 and 0.8 or less, the filler is in a state where a part of the surface thereof is covered with the thermoplastic resin C, and the entire surface of the filler is not covered with the thermoplastic resin C. If the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials is used by this, the thermosetting resin excellent in toughness and solvent resistance will be obtained as hardened
  • the adsorption coefficient is preferably from 0.1 to 0.7, preferably from 0.2 to 0.6, from the viewpoint of a good balance between mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance. Is more preferable.
  • the amount of the thermoplastic resin C adsorbed on the filler has an adsorption coefficient with respect to 100 parts by mass of the filler from the viewpoint of a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance and solvent resistance, and excellent thixotropy.
  • An amount satisfying that it is greater than 0 and 0.8 or less is preferable, an amount satisfying that it is 0.1 to 0.7 is more preferable, and that it is 0.2 to 0.6. Further preferred.
  • the adsorbent filler is not particularly limited for its production.
  • epoxy resin A which is a thermosetting resin
  • thermoplastic resin C having LCST with epoxy resin A and filler are mixed, and epoxy resin A and thermoplastic resin C are mixed at a temperature lower than LCST. Then, it can be manufactured by causing phase separation from the epoxy resin A at a temperature equal to or higher than the LCST and adsorbing the separated thermoplastic resin C to the filler.
  • the combination of the thermoplastic resin C having LCST with respect to the epoxy resin A and the epoxy resin A has a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance, and solvent resistance.
  • a combination of at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of polysulfone and epoxy resin A is preferred.
  • the LCST for the combination of 10 to 25 parts by mass of the polyethersulfone of the thermoplastic resin C-1 shown in Example III and 70 parts by mass of the paraaminophenol type trifunctional epoxy resin of the thermosetting resin a-1-1 is about 170. It can be set to ° C.
  • the curing agent will be described below.
  • curing agent contained in the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials will not be restrict
  • a hardening agent is synonymous with the hardening agent which the thermosetting resin composition of this invention can contain further, for example.
  • the amount of the curing agent is epoxy resin A (an epoxy resin composition for a fiber-reinforced composite material is further converted into an epoxy resin as a solid resin D).
  • d-1 an epoxy resin composition for a fiber-reinforced composite material is further converted into an epoxy resin as a solid resin D.
  • d-1 is contained, it is preferably 0.5 to 1.2 equivalents, preferably 0.6 to 1.1 equivalents, based on the total amount of the epoxy resin A and the epoxy resin d-1. Is more preferable.
  • the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials can further contain solid resin D and / or an elastomer that is solid at room temperature, from the viewpoint of superior toughness and solvent resistance.
  • Solid resin D should just be resin with high affinity with the epoxy resin A at least, either a thermosetting resin or a thermoplastic resin may be used, and both may be used together.
  • the molecular weight of the solid resin D is preferably 3,000 to 500,000.
  • the molecular weight is in the range of 3,000 to 500,000, the solid resin D can be prevented from remaining undissolved when the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material is cured, and can be dissolved uniformly.
  • the toughness of the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material can be further improved by uniformly dispersing the solid resin D.
  • the molecular weight is a weight average molecular weight expressed in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC).
  • thermosetting resin as the solid resin D examples include an epoxy resin d-1, a maleimide resin, a cyanate resin, and a resin having a core-shell structure.
  • epoxy resin d-1 is more preferable from the viewpoint of excellent workability in mixing with epoxy resin A.
  • the epoxy resin d-1 is not particularly limited as long as it is a compound having two or more epoxy groups.
  • bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, dicyclopentadiene skeleton type epoxy resin, and naphthalene skeleton epoxy resin can be used.
  • bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins are preferred from the viewpoint of superior toughness and solvent resistance.
  • the epoxy resin d-1 is preferably a high molecular weight type from the viewpoint of excellent toughness, and more preferably an epoxy resin having a weight average molecular weight of 3,000 to 20,000.
  • the weight average molecular weight is in the range of 3,000 to 20,000, it is easy to produce fine particles by the impact pulverization method or the like, and the heat mixing process when producing the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials Is preferable because the particles are easily dissolved.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin d-1 is preferably 1,000 to 5,000 g / eq, more preferably 1,500 to 4,500 g / eq from the viewpoint of superior toughness and solvent resistance. More preferred. Further, when the epoxy resin d-1 is a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin, the epoxy equivalent of the bisphenol A type epoxy resin or the bisphenol F type epoxy resin is more excellent in toughness and solvent resistance. 1,000 to 5,000 g / eq, more preferably 1,500 to 4,500 g / eq. When the epoxy equivalent is 1,000 g / eq or more, the toughness is increased, which is preferable. When it is 5,000 g / eq or less, the chemical resistance is good, which is preferable.
  • Examples of the epoxy resin d-1 include a phenoxy skeleton type epoxy resin having an epoxy group at the molecular end.
  • the phenoxy skeleton type epoxy resin can increase the affinity with the epoxy resin A by having an epoxy group at the molecular end.
  • the phenoxy skeleton type epoxy resin is superior in toughness, can increase the affinity with the epoxy resin A, and can increase the softening point, and thus consists of a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin. What is obtained using at least 1 sort (s) chosen from a group is preferable.
  • the weight average molecular weight of the phenoxy skeleton type epoxy resin is preferably 20,000 to 100,000, and more preferably 40,000 to 80,000.
  • the weight average molecular weight of the phenoxy skeleton type epoxy resin is in such a range, it is easy to produce fine particles by an impact pulverization method or the like.
  • an epoxy resin composition for a fiber reinforced composite material This is because the particles are easily dissolved.
  • the epoxy equivalent of the phenoxy skeleton type epoxy resin is preferably 5,000 to 30,000 g / eq, more preferably 6,000 to 20,000 g / eq.
  • the epoxy equivalent is set to 5,000 g / eq or more, the epoxy resin A is not completely compatible after heat curing, and it becomes possible to form a dispersed phase separated in the continuous phase of the epoxy resin A after curing.
  • it is 30,000 g / eq or less, it can be easily dissolved in the epoxy resin A during heating and mixing.
  • thermoplastic resin as the solid resin D is not particularly limited.
  • those having a reactive functional group for forming the epoxy resin A at the molecular terminal are preferable from the viewpoint of superior toughness.
  • the shape of the solid resin D is preferably a particle size as one of preferred embodiments.
  • the average particle size of the solid resin D is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 5 to 100 ⁇ m. When the average particle diameter of the solid resin D is within such a range, the solid resin D is easily dissolved in the epoxy resin A when the predetermined temperature is reached in the heating and mixing step. Therefore, the epoxy resin composition for fiber reinforced composite material In addition, the solid resin D can be dispersed in the epoxy resin A phase and the toughness of the cured product can be further improved. Solid resin D can be used individually or in combination of 2 or more types, respectively.
  • the solid resin D is not particularly limited for its production. For example, a conventionally well-known thing is mentioned.
  • the elastomer is not particularly limited.
  • An example is silicone elastomer.
  • the shape of the elastomer is mentioned as one of preferred embodiments that is a particle size.
  • the average particle diameter of the elastomer is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 0.1 to 100 ⁇ m.
  • the elastomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the elastomer is not particularly limited for its production. For example, a conventionally well-known thing is mentioned.
  • the amount of the normal temperature solid component is preferably 1 to 20 parts by mass, more preferably 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin A, from the viewpoint of superior toughness and solvent resistance. .
  • the manufacturing method of the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials is demonstrated below.
  • the adsorbent filler contained in the composition of the present invention may be applied with a thermoplastic resin C (tough resin) previously attached to the filler, or by resin phase separation during compounding or curing. A technique of adsorbing the thermoplastic resin C around the filler may be used.
  • Examples of the method for producing an epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials include, for example, epoxy resin A, thermoplastic resin C, and filler, and epoxy resin A at a temperature of thermoplastic resin C of UCST or lower or a temperature of LCST or higher.
  • a resin mixing step in which a solution for phase separation from is made a mixed solution in a one-phase region at a temperature above UCST or below LCST; The resin mixed solution is set to a temperature equal to or lower than the UCST or a temperature equal to or higher than the LCST, the thermoplastic resin C is phase-separated from the epoxy resin A, the resin mixed solution becomes a two-phase region, and the phase-separated thermoplastic resin C is
  • An adsorption step in which an adsorption filler-containing mixture containing an adsorption filler is obtained by adsorbing to the filler,
  • the normal temperature solid component can be added to the system in the thermoplastic resin B addition step.
  • the room temperature solid component can be added to the remaining epoxy resin A in the system in the thermoplastic resin B addition step.
  • the resin mixing step is synonymous with the resin mixing step in the method for producing the thermosetting resin composition of the present invention.
  • An adsorption process is synonymous with the adsorption process in the manufacturing method of the thermosetting resin composition of this invention.
  • the thermoplastic resin B addition step is a step of adding the thermoplastic resin B to the adsorbent filler-containing mixture obtained in the adsorption step.
  • the thermoplastic resin B used has the same meaning as described above.
  • the temperature in the thermoplastic resin B addition step is not particularly limited. For example, 70 to 120 ° C can be mentioned.
  • the curing agent mixing step is a step of mixing the adsorbent filler mixture and the curing agent after the thermoplastic resin B addition step.
  • the temperature at which the adsorbent filler mixture and the curing agent are mixed is preferably as low as possible from the viewpoint of suppressing the curing reaction.
  • the method for mixing the adsorbent filler mixture and the curing agent is not particularly limited.
  • the thermosetting resin composition can be obtained by adjusting the adsorbent filler mixture to the above temperature, adding the curing agent thereto, and stirring, for example, for 0.25 to 0.5 hours. .
  • the epoxy resin A forms a continuous phase and the adsorbent filler can be dispersed in at least the continuous phase of the epoxy resin A after curing.
  • the epoxy resin A and the thermoplastic resin B may form a co-continuous phase. Since the adsorbent filler forms a fine dispersed phase in at least the continuous phase of the epoxy resin A, the toughness can be improved by dispersing the stress concentration inside the epoxy resin A phase as a whole. By improving the toughness of the composition, the strength of the fillet is increased, and the self-adhesive strength of the prepreg can be improved.
  • the adsorption filler should just be disperse
  • the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material contains the solid resin D and / or the elastomer
  • the epoxy resin A has a continuous phase in the form (morphology) of the obtained cured product.
  • the adsorbent filler and solid resin D and / or elastomer can be dispersed in at least the continuous phase of epoxy resin A.
  • the epoxy resin A and the thermoplastic resin B may form a co-continuous phase.
  • the solid resin D and / or the elastomer forms a fine dispersed phase, so that the internal stress concentration of the epoxy resin A phase is dispersed throughout and the toughness is further improved. can do.
  • the strength of the fillet can be improved and the self-adhesive strength of the prepreg can be improved.
  • the solid resin D and / or the elastomer need only be dispersed in at least the continuous phase of the epoxy resin A, and may be dispersed in the continuous phase of the thermoplastic resin B.
  • the average particle size of the solid resin D or elastomer as the domain is preferably 0.05 to 2 ⁇ m from the viewpoint of being excellent in toughness and solvent resistance. 1 to 0.5 ⁇ m is more preferable.
  • the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials can be a cured product with excellent toughness and solvent resistance. Therefore, when the epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials is combined with reinforced fibers as a matrix resin, the toughness A prepreg excellent in solvent resistance can be produced. Moreover, by using the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material, it is easy to form an appropriate fillet and a prepreg having high self-adhesiveness can be produced.
  • the prepreg of the present invention is obtained by combining the thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite material of the present invention (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) and reinforcing fibers.
  • the thermosetting resin composition for a fiber-reinforced composite material of the present invention is a fiber of the thermosetting resin composition of the present invention or the thermosetting resin composition obtained by the method for producing the thermosetting resin composition of the present invention. It is used for reinforced composite materials.
  • the prepreg of the present invention is obtained by impregnating reinforcing fibers with the thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite materials (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials) of the present invention.
  • the matrix composition used in the prepreg of the present invention is not particularly limited as long as it is a thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite materials (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials) of the present invention.
  • the reinforcing fiber used in the prepreg of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known fibers. Especially, it is preferable that it is at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of carbon fiber, glass fiber, and an aramid fiber from a viewpoint of intensity
  • aramid fibers include Kevlar.
  • the fiber is not particularly limited in its form, and examples thereof include roving, nonwoven fabric, knitted fabric, and tulle.
  • the optimum fiber weight per unit area varies depending on the form and application. For example, in the case of carbon fiber fabric, it is preferably 150 to 400 g / m 2 .
  • Examples of commercially available fibers include carbon fiber T-300 manufactured by Toray Industries, Inc. and carbon fiber HTA manufactured by Toho Rayon.
  • the production method of the prepreg of the present invention is not particularly limited. Examples thereof include a wet method using a solvent and a hot melt method which is a solventless method. From the viewpoint that the drying time can be shortened, the amount of the solvent used is based on 100 parts by mass of the solid content of the thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite material (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material) of the present invention. 80 to 200 parts by mass is preferable.
  • the content of the matrix resin is preferably 30 to 60% by mass in the prepreg from the viewpoint of a good balance of mechanical properties (particularly toughness), heat resistance and solvent resistance. .
  • the method of using the prepreg of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a method of curing the prepreg of the present invention as it is, and a method of semi-curing and further curing the prepreg of the present invention.
  • the conditions for curing are the same as described above.
  • the use of the prepreg of the present invention is not particularly limited.
  • a conventionally known fiber reinforced composite material can be obtained.
  • aircraft parts such as fairing, flap, leading edge, floor panel, propeller, fuselage
  • motorcycle parts such as motorcycle frame, cowl, fender; door, bonnet, tailgate, side fender, side panel,
  • Auto parts such as fender, energy absorbing member, trunk lid, hard top, side mirror cover, spoiler, diffuser, ski carrier, engine cylinder cover, engine hood, chassis, air spoiler, propeller shaft
  • Vehicle outer panels such as doors, bogie covers, side skirts
  • railway vehicle parts such as luggage racks and seats
  • Aero parts such as side skirts to be mounted on moving vehicles and single vehicles; Cases for notebook PCs, mobile phones, etc .; Medical uses such as X-ray cassettes and top plates; Applications for acoustic products such as flat speaker panels and speaker cones; Golf heads, Sports plate applications such as faceplates, snowboards, surfboards, protectors, etc .; general industrial applications such as leaf springs, windmill blades, elevators ( ⁇ panels, doors).
  • a fiber reinforced composite material can be produced by laminating the prepreg of the present invention and another member (for example, a honeycomb core).
  • the fiber reinforced composite material that can be produced by laminating the prepreg of the present invention and other members include a honeycomb sandwich panel.
  • the prepreg of the present invention is excellent in toughness and solvent resistance and has high self-adhesive strength by using the thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite materials (epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials) of the present invention. It is possible to form a fillet having excellent strength and excellent tackiness, drapeability, productivity, and workability.
  • the fiber reinforced composite material obtained from the prepreg of the present invention is excellent in toughness and solvent resistance, can be bonded to other members without using an adhesive, has excellent prepreg smoothness, and has a porosity (surface Have excellent appearance and surface properties.
  • honeycomb sandwich panel of the present invention is obtained by laminating and curing the prepreg of the present invention and a honeycomb core.
  • the prepreg used in the honeycomb sandwich panel of the present invention is not particularly limited as long as it is the prepreg of the present invention. Since the prepreg used in the honeycomb sandwich panel of the present invention has excellent adhesiveness, it can be bonded to the honeycomb core without using an adhesive, and a fillet having high strength can be formed.
  • the honeycomb core used in the honeycomb sandwich panel of the present invention is not particularly limited. Examples thereof include at least one selected from the group consisting of an aramid honeycomb, an aluminum honeycomb, a paper honeycomb, and a glass honeycomb.
  • the size of the hexagonal column of the honeycomb core honeycomb structure is not particularly limited, and the honeycomb core has a cell size length of 1/8 to 3/8 inch from the viewpoint of strength and weight reduction.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the honeycomb sandwich panel of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a cross section obtained by cutting the honeycomb sandwich panel in parallel with the side surfaces of the prisms of the honeycomb core.
  • Part a of FIG. 3 is a honeycomb sandwich panel to which a prepreg formed from a conventional resin composition for a prepreg sheet is bonded.
  • Part b of FIG. 3 is an example of the honeycomb sandwich panel of the present invention.
  • the honeycomb sandwich panel 1 is obtained by bonding a prepreg 10 and a honeycomb core 11. More specifically, in the honeycomb sandwich panel 1, a prepreg 10 formed of the composition of the present invention is bonded to one or both ends (both not shown) of the honeycomb core 11 having a honeycomb structure. It can be produced by heat-curing with an autoclave or the like while pressing from both ends.
  • the upper fillet 14 can complete curing while maintaining an appropriate shape.
  • the lower fillet 14 ′ is formed by the surface tension when the viscosity once decreases on the lower surface, and the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material is appropriately held to complete the curing.
  • the heating temperature for bonding the prepreg 10 and the honeycomb core 11 is preferably 160 to 200 ° C., more preferably 170 to 190 ° C. from the viewpoint of heat resistance of the cured product.
  • the curing conditions for bonding the prepreg 10 and the honeycomb core 11 are 2 to 5 ° C./min, the pressure is 2.5 to 4.0 kg / cm 2 , the temperature is raised to 150 to 185 ° C.,
  • One preferred embodiment is a method in which the temperature is maintained at 185 ° C. for 1 to 2 hours and then lowered to room temperature at 2 to 5 ° C./min. By such a method, the honeycomb sandwich panel of the present invention can be manufactured.
  • honeycomb sandwich panel of the present invention is excellent in fillet formability, fillet strength, mechanical strength, and workability.
  • the honeycomb sandwich panel of the present invention can be used as a structural material for aircraft and automobiles, for example.
  • thermosetting resin composition of the present invention thermosetting resin composition of the present invention
  • the present invention thermosetting resin composition of the present invention
  • the present invention is not limited to these.
  • ⁇ Evaluation> About each composition obtained as follows, the adsorption coefficient in (Formula 1), cured resin toughness, and solvent resistance were evaluated by the method shown below. The results are shown in Tables 1 and 2. 1. Adsorption coefficient 20 g of the adsorbent filler-containing mixture obtained as described below was subjected to a separation operation at 19,000 (rpm) for 1 hour with a centrifugal separator to obtain a precipitate.
  • thermosetting component contained in the separated sediment was washed and removed with methyl ethyl ketone (MEK) to extract the adsorbent filler.
  • the amounts of adsorbed filler extracted from 20 g of the adsorbent filler-containing mixture are shown in Tables 1 and 2.
  • the extracted adsorption filler was analyzed by a thermogravimetric analyzer (TGA), and the mass of the thermoplastic resin component (W TP ) and the mass of the filler (W F ) in the adsorption filler were determined.
  • Tables 1 and 2 show the mass (W TP ) of the thermoplastic resin component and the mass (W F ) of the filler in the obtained adsorbent filler.
  • the adsorption coefficient of the adsorption filler in an Example was computed by the following (Formula 2).
  • the adsorption coefficients of the adsorbent fillers in the examples are shown in Tables 1 and 2.
  • compositions were produced by the following method.
  • Compounding treatment (1) When the composition contains a curing agent First, a bisphenol A type epoxy resin or glycidyl ester type epoxy resin as a thermosetting resin, a filler and a thermoplastic resin are put in a container, and these are placed at 120 ° C. After stirring for 1 hour under the above conditions, the mixture is subsequently stirred under the conditions of temperature and time shown in Table 1 or Table 2 to perform a composite treatment (resin mixing step and adsorption step) to absorb the filler. A containing mixture was obtained.
  • thermosetting resin composition After the temperature of the adsorbent filler-containing mixture was lowered to 70 ° C. or lower, a curing agent was mixed into the adsorbent filler-containing mixture and stirred to obtain a thermosetting resin composition (curing agent mixing step).
  • thermosetting resin a filler, and a thermoplastic resin were placed in a container, and these were stirred for 1 hour under conditions of 120 ° C. to obtain a composition. After the temperature of the obtained composition was lowered to 85 ° C. or lower, a phenol resin, a benzoxazine resin, and a curing catalyst were mixed and stirred as needed to obtain a thermosetting resin composition.
  • -Thermosetting resin 1 bisphenol A type epoxy: bisphenol A type diglycidyl ether, trade name jER828, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
  • -Thermosetting resin 2 phenol resin: phenol novolac type phenol resin, trade name HF- 1M, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.
  • Thermosetting resin 3 (benzoxazine resin): Trade name Fa type benzoxazine, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.
  • Filler 1 (fumed silica): Trade name Cab-O-Sil M5, Cabot DBP oil absorption 350mL / 100g, shape is amorphous.
  • Comparative Examples I-1 to 1-3 which were not subjected to the composite treatment and contained no adsorbent filler, had low toughness.
  • Comparative Example I-4 containing a completely coated filler having an adsorption coefficient of 1 or more, that is, the filler surface completely covered with a thermoplastic resin, had low toughness.
  • Examples I-1 to 6 are excellent in toughness and solvent resistance.
  • Thermosetting resin 4 (glycidyl ester type epoxy): diglycidyl tetrahydrophthalate, trade name Araldite CY192-1, manufactured by Huntsman Corporation Filler 1 (fumed silica): trade name Cab-O-Sil M5, manufactured by Cabot Corporation DBP oil absorption 350mL / 100g, shape is amorphous ⁇
  • Thermoplastic resin 3 (polyetherimide): Trade name Ultem 1000, manufactured by SABIC, specific gravity 1.27g / ml Curing agent (3,3′-diaminodiphenyl sulfone): trade name Aradur 9719-1, manufactured by Huntsman
  • FIG. 1 is a photograph of the adsorbent filler-containing mixture obtained in the example taken using a 10 ⁇ objective lens with a confocal microscope.
  • 1A is Example II-1
  • FIG. 1B is Example II-2
  • FIG. 1C is Example II-3
  • FIG. 1D is Example II-4
  • FIG. (E) corresponds to Comparative Example II-1.
  • the unit of the scale shown in each photograph is ⁇ m.
  • reference numerals 101 to 105 denote adsorbent fillers
  • reference numeral 106 denotes a thermoplastic resin that has not been adsorbed by the fillers. As is clear from the results shown in FIG. 1, it is observed in FIGS.
  • the adsorbent fillers 101 to 104 are dispersed in a thermosetting resin (not shown).
  • the adsorbent filler 105 aggregates without being dispersed in the thermosetting resin (not shown), and the thermoplastic resin 106 that cannot be adsorbed by the filler aggregates. Is observed.
  • thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite materials epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials
  • thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite materials epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials
  • LCST LCST
  • the amount of adsorbed filler extracted from 20 g of adsorbent filler-containing mixture is shown in Table 3.
  • the extracted adsorption filler was analyzed by a thermogravimetric analyzer (TGA), and the mass (W TP ) and the mass (W F ) of the thermoplastic resin component C in the adsorption filler were determined.
  • Table 3 shows the mass (W TP ) of the thermoplastic resin component C and the mass (W F ) of the filler in the obtained adsorbent filler.
  • the adsorption coefficient of the adsorption filler in an Example was computed by the following (Formula 2). The adsorption coefficient of the adsorption filler in the examples is shown in Table 3.
  • Equation 4 (Formula 2) In formula 2, W TP : mass of the thermoplastic resin C in the adsorption filler (g), Ca TP : specific gravity of the thermoplastic resin C, W F : mass of the filler in the adsorption filler (g), DBP: DBP of the filler Oil absorption (mL / 100 g).
  • Honeycomb panel peel strength Created using the composition obtained as follows and carbon fibers woven in a plain weave as reinforcing fibers (T300-3000, manufactured by Toray Industries, Inc., basis weight 198 g / m 2 ). Two prepregs were laminated and placed on both sides of a honeycomb core (Nomex Honeycomb SAH-1 / 8-8.0 manufactured by Showa Aircraft Industry Co., Ltd.), and then placed in a bag, which was placed in an autoclave at a temperature of 180 ° C., The honeycomb panel was manufactured by heating for 2 hours (heating rate of 2.8 ° C./min) and curing. During this time, the inside of the autoclave was pressurized to 0.32 MPa with compressed air.
  • honeycomb core Nomex Honeycomb SAH-1 / 8-8.0 manufactured by Showa Aircraft Industry Co., Ltd.
  • the obtained honeycomb panel is placed on the upper side of the honeycomb core (Bag side: the surface in contact with the vacuum bag) and the lower side (Tool side: the surface in contact with the forming jig) in accordance with ASTM D1781.
  • Each of the face plates thus processed was processed into a predetermined size, and the peel strength (lb-in / 3 in) of the test piece at a temperature of 23 ° C. (dry state) was measured.
  • LCST Measurement Method After mixing the thermosetting resin a-1-1 and the thermoplastic resin C-1 in parts by mass shown in Table 3 with stirring at 120 ° C. for 1 hour, 80 ° C. The solution was degassed under reduced pressure to obtain a clear solution. The temperature was raised stepwise in increments of 5 ° C., and the temperature at which clouding began to be observed in the system was defined as LCST.
  • composition was produced by the following method.
  • Compounding treatment epoxy resin a-1-1, filler and thermoplastic resin C are put in a container, and these are stirred for 1 hour at 120 ° C., followed by mixing treatment. The mixture was stirred for 1 hour and subjected to a composite treatment (resin mixing step and adsorption step) to obtain an adsorbent filler-containing mixture (intermediate product).
  • a composite treatment resin mixing step and adsorption step
  • an adsorbent filler-containing mixture was obtained. After lowering the temperature of the adsorbent filler-containing mixture to 70 ° C. or less, the adsorbent filler-containing mixture was mixed with a curing agent and stirred to obtain an epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material (curing agent mixing step).
  • the epoxy resin a-1-1 and the filler 1 were stirred and mixed for 1 hour under the condition of 180 ° C., and the same operation as the composite treatment was performed. 20 g was taken from the resulting mixture and centrifuged as in the above evaluation of the adsorption coefficient.
  • Comparative Examples III-1 to III-3 containing no adsorbent filler had poor solvent resistance and low toughness.
  • Comparative Example III-1 since no thermoplastic resin is used in the composite treatment, the adsorbent filler does not exist even if the same operation as the composite treatment is performed. In contrast, Examples III-1 to III-3 are excellent in toughness and solvent resistance.
  • Examples III-1 to III-3 after curing, at least the epoxy resin A formed a continuous phase, and the adsorbent filler was dispersed in at least the continuous phase.
  • thermoplastic resin B As described above, by containing the adsorbent filler, it was possible to develop toughness corresponding to 40 to 50 parts by mass of the thermoplastic resin B added with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin A according to the conventional method.
  • the resin blended with a high addition amount of the thermoplastic resin B is a thermoplastic resin that forms a continuous phase after curing, and this portion is likely to deteriorate when immersed in a solvent.
  • the epoxy resin composition for fiber-reinforced composite materials is a thermoplastic resin. However, since it is difficult to form a continuous phase, resistance to a solvent is high.
  • thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite material has low viscosity in a work area (for example, 100 ° C. or less), and is used during prepreg production. Not only the workability but also the workability (tack, drape) after prepreg is superior to the high thermoplastic compounding system. Further, molding defects (voids) at the time of curing hardly occur. By utilizing the effect of the adsorption filler, it is not necessary to maintain the minimum viscosity of the resin higher than necessary, and matrix mixing at a level that does not sacrifice workability is possible.

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Abstract

 本発明は強靭性に優れる熱硬化性樹脂組成物の提供を目的とするものであり、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂Cをフィラーに吸着させた吸着フィラーとを含有し、下記(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たすものである。 (式1) 吸着係数=前記フィラー100質量部に吸着された前記熱可塑性樹脂Cの量(質量部)/前記熱可塑性樹脂Cの比重/前記フィラーのDBP吸油量(mL/100g)

Description

熱硬化性樹脂組成物、並びに繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、これを用いるプリプレグおよびハニカムサンドイッチパネル
 本発明は、熱硬化性樹脂組成物、並びに、繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、これを用いるプリプレグおよびハニカムサンドイッチパネルに関する。
 従来、LCSTポリマー(Lower Critical Solution Temperature:下限臨界共溶温度を有するポリマー)またはUCSTポリマー(Upper Critical Solution Temperature:上限臨界共溶温度を有するポリマー)で基材を被覆する方法が提案されている(特許文献1、2)。また、本願出願人は、これまでに、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤、無機フィラーなどを含有する組成物を提案した(特許文献3)。
 また、ハニカムパネル製造時にフィルム接着剤を適用することなくパネル生産性を向上可能な自己接着プリプレグにおいては、マトリックス樹脂の高靭性化及び樹脂流れ特性が極めて重要であり、従来からゴム又はスーパーエンジニアリングプラスチック(熱可塑樹脂)によるエポキシ樹脂の高靭性化検討が進められている(例えば特許文献4~11参照)。
特表2003-523441号公報 特表2005-507760号公報 特開2007-191633号公報 国際公開第99-02586号 国際公開第2005-83002号 特開2006-328292号公報 特開2006-198920号公報 米国特許出願公開第2002/0079052号明細書 特表2005-506394号公報 特開2006-291218号公報 特開2001-31838号公報
 しかしながら、本願発明者らは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤および無機フィラーを含有する組成物から得られる硬化物の靭性について改善の余地があることを見出した。また、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂で表面が完全に被覆されたフィラー、および硬化剤を含有する組成物から得られる硬化物は、その靭性が低いことを本願発明者らは見出した。
 また、液状ゴムを用いた配合系では、ゴム自身の分子量が小さいため、多量添加してもエポキシ樹脂の十分な高靭性化を図ることが出来ない。さらに、十分な自己接着性を発現させるためにエポキシ樹脂100重量部に対しエンプラ(熱可塑樹脂)を40~50重量部又はそれ以上添加する必要があり、硬化樹脂の相構造中エンプラが連続相を形成することから、硬化後の樹脂が溶剤に曝された場合このエンプラ連続相が溶剤の悪影響を受け易く、結果的に複合材の耐溶剤性を低下させることを本願発明者らは見出した。
 そこで、本発明は、強靭性に優れる熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
 また、本発明は、強靭性、耐溶剤性に優れる硬化物となる繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)組成物を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、熱硬化性樹脂中に、熱可塑性樹脂をフィラーに吸着させた吸着フィラーを分散させ、特定の式で表わされる吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たす熱硬化性樹脂組成物が強靭性に優れることを見出し、本発明を完成させた。
 また、本発明者は、エポキシ樹脂Aと、熱可塑性樹脂Bと、熱可塑性樹脂Cがフィラーに吸着した吸着フィラーと、硬化剤とを含有し、特定の式で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たし、硬化後の形態が、少なくとも前記エポキシ樹脂Aが連続相を形成し、前記吸着フィラーが少なくとも前記連続相中に分散する繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物が、強靭性、耐溶剤性に優れる硬化物となる繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物であることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明は、下記1~18を提供する。
 1. 熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂Cをフィラーに吸着させた吸着フィラーとを含有し、下記(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たす熱硬化性樹脂組成物。
(式1)
 吸着係数=前記フィラー100質量部に吸着された前記熱可塑性樹脂Cの量(質量部)/前記熱可塑性樹脂Cの比重/前記フィラーのDBP吸油量(mL/100g)
 2. 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミドおよびベンゾオキサジン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む上記1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
 3. 前記フィラーの形状が、球状、粒状および不規則形状からなる群から選ばれる少なくとも1種である上記1または2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
 4. 前記熱可塑性樹脂Cが、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンおよびポリエーテルイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む上記1~3のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 5. 前記熱可塑性樹脂Cが、前記熱硬化性樹脂と反応する官能基を有する上記1~4のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 6. 前記熱硬化性樹脂100質量部に対して、前記吸着フィラーの量が0.1~100質量部である上記1~5のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 7. 前記DBP吸油量が、10~1000mL/100gである上記1~6のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 8. 前記熱硬化性樹脂中に前記吸着フィラーが分散している上記1~7のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 9. さらに硬化剤を含有する上記1~8のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 10. さらに、熱可塑性樹脂Bを含有する上記1~9のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 11. 前記熱可塑性樹脂Bが、前記熱硬化性樹脂と反応する官能基を有する上記10に記載の熱硬化性樹脂組成物。
 12. 前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂Aであり、さらに、熱可塑性樹脂Bと、硬化剤とを含有する上記1~11のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 13. さらに、常温で固形である、固形樹脂Dおよび/またはエラストマーを含有する上記1~12のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
 14. 前記熱硬化性樹脂と、前記熱可塑性樹脂Cと、前記フィラーとを含有し、前記熱可塑性樹脂CがUCST以下の温度またはLCST以上の温度で前記熱硬化性樹脂から相分離する溶液を、UCSTを超える温度またはLCST未満の温度で、1相領域の混合溶液とする樹脂混合工程と、
 前記樹脂混合溶液を前記UCST以下の温度または前記LCST以上の温度とし、前記熱可塑性樹脂Cが前記熱硬化性樹脂から相分離して前記樹脂混合溶液が2相領域となり、相分離した熱可塑性樹脂Cが前記フィラーに吸着して吸着フィラーとなる吸着工程とを有する、上記1~8のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の製造方法。
 15. 前記熱硬化性樹脂と、前記熱可塑性樹脂Cと、前記フィラーとを含有し、前記熱可塑性樹脂CがUCST以下の温度またはLCST以上の温度で前記熱硬化性樹脂から相分離する溶液を、UCSTを超える温度またはLCST未満の温度で、1相領域の混合溶液とする樹脂混合工程と、
 前記樹脂混合溶液を前記UCST以下の温度または前記LCST以上の温度とし、前記熱可塑性樹脂Cが前記熱硬化性樹脂から相分離して、前記樹脂混合溶液が2相領域となり、相分離した熱可塑性樹脂Cが前記フィラーに吸着して吸着フィラーとなり、前記吸着フィラーを含有する吸着フィラー混合物が得られる吸着工程と、
 前記吸着フィラー混合物と前記硬化剤とを混合する硬化剤混合工程とを有する、上記9に記載の熱硬化性樹脂組成物の製造方法。
 16. 上記1~13のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物、または上記14もしくは15に記載の熱硬化性樹脂組成物の製造方法によって得られる熱硬化性樹脂組成物を繊維強化複合材料用に使用する繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物。
 17. 上記16に記載の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物と強化繊維とを複合させて得られるプリプレグ。
 18. 上記17に記載のプリプレグとハニカムコアとを積層させ硬化させることによって得られるハニカムサンドイッチパネル。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物は、強靭性に優れる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法によれば強靭性に優れる熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。
 本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)組成物は、強靭性、耐溶剤性に優れる硬化物となる。本発明のプリプレグおよび本発明のハニカムサンドイッチパネルは強靭性、耐溶剤性に優れる。
図1は、実施例において得られた吸着フィラー含有混合物を、共焦点顕微鏡で10倍の対物レンズを使用して撮影した写真である。 図2は、本発明のハニカムサンドイッチパネルの一例を模式的に示す斜視図である。 図3は、ハニカムサンドイッチパネルをハニカムコアの角柱の側面と平行に切断した断面の一例を模式的に示す断面図である。
 本発明について以下詳細に説明する。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物は、
 熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂Cをフィラーに吸着させた吸着フィラーとを含有し、下記(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たす組成物である。
(式1)
 吸着係数=前記フィラー100質量部に吸着された前記熱可塑性樹脂Cの量(質量部)/前記熱可塑性樹脂Cの比重/前記フィラーのDBP吸油量(mL/100g)
 なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物または本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法によって得られる熱硬化性樹脂組成物を繊維強化複合材料用に使用する場合、本発明の熱硬化性樹脂組成物または本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法によって得られる熱硬化性樹脂組成物は本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物となる。また本願明細書において本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物は繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を含む。本発明の熱硬化性樹脂組成物に関する事項と本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)に関する事項とが重複する場合、その事項に関し本願明細書において本発明の熱硬化性樹脂組成物と本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)とを合わせて説明するものとする。
 熱硬化性樹脂について以下に説明する。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物に使用される熱硬化性樹脂は特に制限されない。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミド、ベンゾオキサジン樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂が挙げられる。
 熱硬化性樹脂は、機械的性質(例えば強靭性)により優れ、耐熱性、耐溶剤性に優れるという観点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミドおよびベンゾオキサジン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むのが好ましい。
 各種熱硬化性樹脂は特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。熱硬化性樹脂はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物が含有することができるエポキシ樹脂はエポキシ基を2個以上有する化合物であれば特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。エポキシ樹脂(エポキシ樹脂I)としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、臭素化ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールS型、ビスフェノールAF型、ビフェニル型のような2官能タイプのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;ジグルシジルテトラヒドロフタレート、ダイマー酸のような合成脂肪酸から得られる、グリシジルエステル型エポキシ樹脂;N,N,N′,N′-テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)のようなグリシジルアミノ基を有する芳香族エポキシ樹脂;脂環型エポキシ樹脂;エポキシ樹脂主鎖に硫黄原子を有するエポキシ樹脂;ウレタン結合を有するウレタン変性エポキシ樹脂;ポリブタジエン、液状ポリアクリロニトリル-ブタジエンゴム又はアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)を含有するゴム変性エポキシ樹脂が挙げられる。
 なかでも、本発明の熱硬化性樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂は、作業性と硬化物の耐熱性の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂が好ましい。
 また、本発明の熱硬化性樹脂組成物が含有することができるエポキシ樹脂を「エポキシ樹脂A」とし、エポキシ樹脂Aについて以下に説明する。繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂Aは本発明の熱硬化性樹脂組成物におけるエポキシ樹脂Aと同義である。本願明細書において本発明の熱硬化性樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂Aを「エポキシ樹脂A」という。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)に含有されるエポキシ樹脂Aはエポキシ基を2個以上有する化合物であれば特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
 エポキシ樹脂Aは、強化繊維への樹脂含浸性などの取扱作業性に優れるという観点から、25℃におけるE型またはB型粘度計による粘度が2,000mPa・s以下のエポキシ樹脂a-1を含むのが好ましく、100~2,000mPa・sであるのがより好ましい。
 エポキシ樹脂a-1としては、例えば、テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンのようなグリシジルアミン型エポキシ樹脂;トリグリシジル-p-アミノフェノール、トリグリシジル-p-アミノクレゾールのようなアミノフェノール型エポキシ樹脂;ジグリシジルレゾルシノールのようなレゾルシノール型エポキシ樹脂;ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレートのようなグリシジルエステル型エポキシ樹脂が挙げられる。
 なかでも、エポキシ樹脂a-1は、耐熱性、強靭性、耐溶剤性により優れ、強化繊維への樹脂含浸性などの取扱作業性に優れるという観点から、アミノフェノール型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂が好ましい。
 エポキシ樹脂a-1はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 エポキシ樹脂Aは、強靭性、耐溶剤性に優れるという観点から、25℃における粘度が2,000mPa・sを超えるエポキシ樹脂a-2をさらに含むことができる。
 エポキシ樹脂a-2の25℃における粘度は、強靭性、耐溶剤性に優れ、強化繊維への樹脂含浸性などの取扱作業性に悪影響を与えないという観点から10,000mPa・s以下であるのがより好ましい。
 エポキシ樹脂a―2としては上記エポキシ樹脂Iと同様のものが挙げられる。
 なかでも、エポキシ樹脂a-2は、作業性と硬化物の耐熱性の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましい。
 エポキシ樹脂a-2はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 エポキシ樹脂a-1の量は、耐熱性、強靭性、耐溶剤性により優れ、強化繊維への樹脂含浸性などの取扱作業性に優れるという観点から、エポキシ樹脂A中の30~100質量%であるのが好ましく、50~100質量部であるのがより好ましい。
 熱可塑性樹脂Cについて以下に説明する。
 本発明において熱可塑性樹脂Cはフィラーに吸着され吸着フィラーとなる。なお繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂Cは本発明の熱硬化性樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂Cに相当する。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂C(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂Cはこれと同様。)は特に制限されない。例えば、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネートなどが挙げられる。
 なかでも、機械的性質(特に強靭性)により優れ、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B。熱可塑性樹脂Bについては後述する。)は、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンおよびポリエーテルイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むのが好ましい。
 また、熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)は、機械的性質により優れ前記特性のうち強靭性と耐溶剤性により優れるという観点から、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と反応する官能基を有するのが好ましい。
 熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)が有することができる官能基としては、例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、イミノ基、アルデヒド基、カルボキシ基、エポキシ基、イソシアネート基が挙げられる。
 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合(本発明の熱硬化性樹脂組成物はエポキシ樹脂組成物となる。熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり組成物が繊維強化複合材料用に使用される場合、組成物は繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に該当する。)、前記特性のうち強靭性と耐溶剤性により優れるという観点から、熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)が有する官能基は、ヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基であるのが好ましい。
 熱硬化性樹脂がベンゾオキサジン樹脂である場合、前記特性のうち強靭性と耐溶剤性により優れるという観点から、熱可塑性樹脂が有する官能基は、ヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基であるのが好ましい。
 熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)中において、UCST(上限臨界溶解温度)またはLCST(下限臨界溶解温度)を有するポリマーであるのが好ましい。UCSTまたはLCSTは熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)の、種類、量に応じて適宜設定することができる。
 熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)に対してLCSTを有する熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)は、LCST未満の温度で熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)とを相溶させたあと、LCST以上の温度で熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)から相分離することができる。
 熱硬化性樹脂に対してLCSTを有する熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)と、熱硬化性樹脂との組み合わせは、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、ポリエーテルスルホン、およびポリスルホンからなる群から選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂(エポキシ樹脂A)、フェノール樹脂およびベンゾオキサジン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂との組み合わせが好ましい。実施例Iに示す熱可塑性樹脂のポリエーテルスルホン30質量部と熱硬化性樹脂のビスフェノールA型エポキシ100質量部の組み合わせの場合のLCSTは約150℃とすることができる。
 熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)に対してUCSTを有する熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)は、UCSTを超える温度で熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)とを相溶させたあと、UCST以下の温度で熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)から相分離することができる。
 熱硬化性樹脂に対してUCSTを有する熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)と、熱硬化性樹脂との組み合わせは、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、ポリエーテルイミドのような熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂(エポキシ樹脂A)のような熱硬化性樹脂との組み合わせが好ましい。実施例Iに示す熱可塑性樹脂のポリエーテルイミド15質量部と熱硬化性樹脂のビスフェノールA型エポキシ100質量部の組み合わせの場合のUCSTは約50℃、実施例IIに示す熱可塑性樹脂のポリエーテルイミド30質量部と熱硬化性樹脂のグリシジルエステル型エポキシ100質量部の組み合わせの場合のUCSTは約100℃とすることができる。
 熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)の重量平均分子量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良く樹脂組成物の粘度を必要以上に上昇させないという観点から、3,000~1,000,000であるのが好ましく、20,000~100,000であるのがより好ましい。
 熱可塑性樹脂C(熱可塑性樹脂B)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 使用される熱可塑性樹脂Cの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、フィラー100質量部に対して(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下を満たす量であるのが好ましく、0.1~0.7であるのがより好ましい。
 フィラーについて以下に説明する。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)に使用されるフィラーは、制限されない。例えば、無機フィラー、有機フィラーが挙げられる。強靭性により優れるという観点から無機フィラーが好ましい。
 無機フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、シリカ(例えば、ヒュームドシリカ、湿式シリカ)、カーボンナノチューブ、珪砂、珪酸カルシウム、マイカ、タルク、アルミナ、モンモリロナイト、チッ化アルミニウム、チッ化ホウ素、炭酸カルシウム、酸化チタンが挙げられる。
 なかでも、強靭性により優れ、耐溶剤性により優れ、熱可塑性樹脂Cが吸着しやすいという観点から、シリカ(ヒュームドシリカ)、カーボンブラック、カーボンナノチューブであるのが好ましい。
 フィラーの形状は特に制限されない。例えば、球状、粒状、不規則形状(不規則な形状を有するもの、不定形のもの)のものが挙げられる。フィラーの形状は熱可塑性樹脂Cが吸着しやすいという観点から、球状、粒状および不規則形状からなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。
 本発明において、フィラーが有するDBP吸油量(ジブチルフタレート吸油量)は、十分な量の熱可塑性樹脂Cを吸着させるという観点から、10~1,000mL/100gであるのが好ましく、50~500mL/100gであるのがより好ましい。
 フィラーの平均一次粒径は、熱可塑性樹脂Cの吸着性を良くするという観点から、5~100nmであるのが好ましい。
 フィラーはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 使用されるフィラーの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱硬化性樹脂(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂A)100質量部に対して、1~100質量部であるのが好ましく、1~10質量部であるのがより好ましい。
 吸着フィラーについて以下に説明する。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物に含有される吸着フィラーは、熱可塑性樹脂をフィラーに吸着させたものである。本発明の熱硬化性樹脂組成物に含有される吸着フィラーは、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有される吸着フィラーに該当する。
 本発明において、吸着は、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂A)とフィラーとの界面において熱可塑性樹脂C(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有される熱可塑性樹脂C)の濃度が熱硬化性樹脂の内部よりも大きくなる現象をいう。吸着としては、物理吸着、化学吸着が挙げられる。フィラー表面での部分的吸着を促すという観点から、物理吸着であるのが好ましい。
 吸着フィラーを構成する熱可塑性樹脂C(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物において使用される熱可塑性樹脂C)とフィラーの組み合わせとしては、例えば、ポリエーテルスルホン、ヒドロキシ基を有するポリエーテルスルホン、ポリスルホンおよびポリエーテルイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂と、シリカ(ヒュームドシリカ)、カーボンブラック、カーボンナノチューブとの組み合わせが挙げられる。
 吸着フィラーはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物は(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たす。
(式1)
 吸着係数=前記フィラー100質量部に吸着された前記熱可塑性樹脂Cの量(質量部)/前記熱可塑性樹脂Cの比重/前記フィラーのDBP吸油量(mL/100g)
 本発明において、(式1)で定義される吸着係数は、あるフィラー100質量部が吸油することができるDBPの体積に対する、同じ種類で同じ量のフィラーが吸着した熱硬化性樹脂の体積の比の値である。
 すなわち、上記式(1)は以下のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001

 吸着係数が1である場合、フィラーはその表面全体が熱可塑性樹脂Cで被覆された状態を意味する。
 吸着係数が0より大きく0.8以下である場合、フィラーはその表面の一部が熱可塑性樹脂Cで覆われた状態であり、フィラーの表面の全体は熱可塑性樹脂Cで覆われていない。このことによって本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を用いれば、強靭性に優れる熱硬化性樹脂が硬化物として得られる。
 吸着係数は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、0.1~0.7であるのが好ましく、0.2~0.6であるのがより好ましい。
 吸着フィラーの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱硬化性樹脂(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂A)100質量部に対して、0.1~100質量部であるのが好ましく、1~20質量部であるのがより好ましい。
 吸着フィラーはその製造について特に制限されない。例えば、のちに説明する本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法に従って製造することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物は吸着フィラー以外にさらに熱可塑性樹脂Bを含有することができる。なお繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有される熱可塑性樹脂Bは本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる熱可塑性樹脂Bに該当する。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる熱可塑性樹脂B(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有される熱可塑性樹脂B。本願明細書においてさらに含有することができる熱可塑性樹脂Bを「熱可塑性樹脂B」という。)は特に制限されない。例えば、上記と同義のものが挙げられる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる熱可塑性樹脂Bの形状は、エポキシ樹脂Aへの溶解作業性に優れるという観点から、粒子状であるのが好ましい。本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる熱可塑性樹脂Bの平均粒径は、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂A)への溶解作業性に優れるという観点から、200μm以下であるのが好ましい。
 熱可塑性樹脂Bの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱硬化性樹脂100質量部に対して、1~40質量部であるのが好ましい。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる熱可塑性樹脂Bの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱硬化性樹脂(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂A)100質量部に対して、1~40質量部であるのが好ましく、5~40質量部であるのがより好ましく、10~30質量部であるのがさらに好ましい。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物はさらに硬化剤を含有することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる硬化剤は特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
 エポキシ樹脂用硬化剤として、例えば、3,3′-ジアミノジフェニルスルホン、4,4′-ジアミノジフェニルスルホン、イミダゾール化合物、テトラメチルグアニジンのようなアミン系化合物;チオ尿素付加アミン;ポリアミド;ポリオール;ポリメルカプタン;ポリカルボン酸;酸無水物;カルボン酸ヒドラジド;カルボン酸アミド;ポリフェノール化合物;ノボラック樹脂;潜在性硬化剤(例えば、ケチミン、ジシアンジアミド)が挙げられる。
 フェノール樹脂の硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンテトラミンやメチロールメラミン、メチロール尿素などが挙げられる。
 硬化剤はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 硬化剤の量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱硬化性樹脂に対して、0.5~1.2当量であるのが好ましく、0.6~1.1当量であるのがより好ましい。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物はさらに常温で固形である、固形樹脂Dおよび/またはエラストマーを含有することができる。常温で固形である、固形樹脂Dおよび/またはエラストマーは後述するものと同義である。「常温で固形である、固形樹脂Dおよび/またはエラストマー」を以下「常温固形成分」ということがある。常温固形成分の量は、強靭性、耐溶剤性により優れるという観点から、熱硬化性樹脂A100質量部に対して、1~20質量部であるのが好ましく、3~15質量部であるのがより好ましい。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)は、本発明の組成物の効果を損なわない範囲でさらに添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、三フッ化ホウ素/アミン塩触媒のような硬化触媒、固形ゴム、充填剤、老化防止剤、溶剤、難燃剤、反応遅延剤、酸化防止剤、顔料(染料)、可塑剤、揺変性付与剤、紫外線吸収剤、界面活性剤(レベリング剤を含む)、分散剤、脱水剤、接着付与剤、帯電防止剤が挙げられる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法について以下に説明する。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法としては、例えば、
 前記熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と、前記熱可塑性樹脂Cと、前記フィラーとを含有し、前記熱可塑性樹脂CがUCST以下の温度またはLCST以上の温度で前記熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)から相分離する溶液を、UCSTを超える温度またはLCST未満の温度で、1相領域の混合溶液とする樹脂混合工程と、
 前記樹脂混合溶液を前記UCST以下の温度または前記LCST以上の温度とし、前記熱可塑性樹脂Cが前記熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)から相分離して、前記樹脂混合溶液が2相領域となり、相分離した熱可塑性樹脂Cが前記フィラーに吸着して吸着フィラーとなる吸着工程とを有する製造方法が挙げられる。
 樹脂混合工程について以下に説明する。
 樹脂混合工程は、前記熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と、前記熱可塑性樹脂Cと、前記フィラーとを含有し、前記熱可塑性樹脂CがUCST以下の温度またはLCST以上の温度で前記熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)から相分離する溶液を、UCSTを超える温度またはLCST未満の温度で、1相領域の混合溶液とする工程である。
 熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)、熱可塑性樹脂C、フィラー、UCST以下の温度またはLCST以上の温度で熱硬化性樹脂から相分離する熱可塑性樹脂Cは、上記と同義である。
 樹脂混合工程において使用されるフィラーの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)100質量部に対して、0.1~100質量部であるのが好ましく、1~100質量部であるのがより好ましく、1~10質量部であるのがさらに好ましい。
 樹脂混合工程において使用される熱可塑性樹脂Cの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、フィラー100質量部に対して(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下を満たす量であるのが好ましく、0.1~0.7であるのがより好ましく、0.2~0.6であるのがさらに好ましい。
 樹脂混合工程において得られる混合溶液は、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と熱可塑性樹脂Cとフィラーとを含有し、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と熱可塑性樹脂Cとが1相領域となっている。
 1相領域とは、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と熱可塑性樹脂Cとが相溶している状態をいう。
 樹脂混合工程において、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と熱可塑性樹脂CとフィラーとをUCSTを超えるまたはLCST未満の温度条件下で、例えば、0.5~1.5時間撹拌することによって、混合溶液とすることができる。
 吸着工程について以下に説明する。
 吸着工程は、樹脂混合溶液をUCST以下の温度またはLCST以上の温度とし、熱可塑性樹脂Cが熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)から相分離して、樹脂混合溶液が2相領域となり、相分離した熱可塑性樹脂Cがフィラーに吸着して吸着フィラーとなる工程である。
 2相領域とは、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)が主となる成分と熱可塑性樹脂Cが主となる成分に相分離した状態をいう。
 吸着工程において得られる熱硬化性樹脂組成物(本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに硬化剤を含有する場合はこれを吸着フィラー混合物という。)は、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂A)と吸着フィラーとを少なくとも含有する。
 吸着工程において、混合溶液をUCST以下またはLCST以上の温度条件下で、例えば、1~10時間撹拌することによって、熱硬化性樹脂組成物(本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに硬化剤を含有する場合は吸着フィラー混合物。繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物においては吸着フィラー含有混合物。)を得ることができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに硬化剤を含有する場合、熱硬化性樹脂の製造方法において吸着工程ののちにさらに硬化剤混合工程を設けることができる。硬化剤混合工程は、吸着工程で得られた吸着フィラー混合物と硬化剤とを混合する工程である。
 硬化剤混合工程において、吸着フィラー混合物と硬化剤とを混合する温度は、硬化反応を抑制するという観点から、可能な限り低温であるのが好ましい。
 吸着フィラー混合物と硬化剤とを混合する方法は特に制限されない。
 硬化剤混合工程において、吸着フィラー混合物を上記の温度に調節してここに硬化剤を加え、例えば、0.25~0.5時間撹拌することによって、熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに熱可塑性樹脂Bおよび/または常温固形成分を含有する場合、吸着工程後に系内に熱可塑性樹脂Bおよび/または常温固形成分を添加することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに熱可塑性樹脂Bおよび/または常温固形成分と硬化剤とを含有する場合、吸着工程後に系内に熱可塑性樹脂Bおよび/または常温固形成分を添加し、この後硬化剤混合工程を行うことができる。
 また樹脂混合工程で一部の熱硬化性樹脂が使用された場合残りの熱硬化性樹脂を吸着工程後に例えば熱可塑性樹脂Bおよび/または常温固形成分とともに系内に添加することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)は熱によって硬化することができる。本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を硬化させる際の温度としては、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、120~210℃であるのが好ましく、160~200℃であるのがより好ましい。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物が有するモルフォロジー(硬化前または硬化後におけるモルフォロジー)はより高い靭性が得られるという観点から、熱硬化性樹脂中に前記吸着フィラーが分散している(つまり熱硬化性樹脂が連続相を形成し吸着フィラーが分散相を形成する状態。)のが好ましい。本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに熱可塑性樹脂Bを含有する場合、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂Bとが共連続相を形成してもよい。本発明の熱硬化性樹脂組成物さらに常温固形成分を含有する場合、常温固形成分は熱硬化性樹脂および/または熱可塑性樹脂Bに分散することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物を硬化させた後に得られる硬化物を用いて、ASTM D5045-99に準じて測定される破壊靭性値は、自動車や航空機の構造材料として適用できるという観点から、1.2MPa・m1/2以上が好ましく、1.5MPa・m1/2以上がより好ましい。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を硬化させた後に得られる硬化物を用いて、ASTM D5045-99に準じて測定される破壊靭性値は、強靭性がより高く、はく離強度[例えば、プリプレグのような面板と他の部材(例えば、ハニカムコア)との自己接着強後のはく離強度]を高くすることができるという観点から、1.8MPa・m1/2以上が好ましく、2.0MPa・m1/2以上がより好ましい。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)は、昇温速度2℃/分における動的粘弾性測定による最低粘度が、1~100Pa・sであるのが好ましく、5~40Pa・sであるのがより好ましい。動的粘弾性測定の最低粘度を上記の範囲とする場合、プリプレグの生産性及び自己接着性を発現する上で好ましい。1Pa・s以上にする場合良好なフィレットを形成することができ自己接着性が向上する。100Pa・s以下にする場合フィレットの形成性を保ちつつ、プリプレグ製造時に強化繊維に樹脂組成物を容易に含浸させることができる。
 なお、本発明において動的粘弾性測定による最低粘度は、本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を試料にして、温度25℃から200℃までの間で、昇温速度2℃/分、周波数10rad/秒、ひずみ1%の動的粘弾性測定における複素粘性率の最低値をいうものとする。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)は、昇温速度2℃/分における動的粘弾性測定による50℃での粘度が、5,000Pa・s以下であるのがプリプレグ製造に用いる樹脂フィルムの塗工作業性に優れるという観点から好ましい。
 なお、本発明において動的粘弾性測定による50℃での粘度は、本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を試料にして、温度25℃から200℃までの間で、昇温速度2℃/分、周波数10rad/秒、ひずみ1%の動的粘弾性測定における複素粘性率の50℃での値をいうものとする。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)の硬化物は、耐溶剤性に優れる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトンが挙げられる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)から得られる硬化物は常温下で溶剤(例えば、メチルエチルケトン)に浸漬したのちも、クラックが生じないのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)の用途としては、例えば、プリプレグ用マトリックス、接着剤、プライマー、シーリング材、注型材、封止剤、塗料などが挙げられる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を用いることができる被着体は特に制限されない。例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維のような強化繊維;プラスチック;ゴム;ガラス;セラミック;コンクリート;モルタル;アルミニウム合金、チタン合金、ステンレス合金、スチールのような金属などが挙げられる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物、または本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法によって得られる熱硬化性樹脂組成物は例えば繊維強化複合材料用に繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物として使用することができる。
 本発明の熱硬化性樹脂組成物の1態様として挙げられる繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物について以下に説明する。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物は、
 エポキシ樹脂Aと、熱可塑性樹脂Bと、熱可塑性樹脂Cがフィラーに吸着した吸着フィラーと、硬化剤とを含有し、
 下記(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たし、
 硬化後の形態が、少なくとも前記エポキシ樹脂Aが連続相を形成し、前記吸着フィラーが少なくとも前記連続相中に分散する組成物である。
(式1)
 吸着係数=前記フィラー100質量部に吸着された前記熱可塑性樹脂Cの量(質量部)/前記熱可塑性樹脂Cの比重/前記フィラーのDBP吸油量(mL/100g)
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を以下「本発明の組成物」ということがある。
 エポキシ樹脂Aについて以下に説明する。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有されるエポキシ樹脂Aはエポキシ基を2個以上有する化合物であれば特に制限されない。エポキシ樹脂Aは本発明の熱硬化性樹脂組成物に使用される熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂Aと同義である。
 熱可塑性樹脂Bについて以下に説明する。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物は熱可塑性樹脂Bを含有することによって組成物の粘度とチクソ性を適切なものとすることができ、これによって繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物は良好なフィレットを形成し、プリプレグの自己接着性を優れたものとすることができる。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有される熱可塑性樹脂Bは特に制限されない。熱可塑性樹脂Bは本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる熱可塑性樹脂Bと同様である。
 熱可塑性樹脂Bの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、エポキシ樹脂A100質量部に対して、5~40質量部であるのが好ましく、10~30質量部であるのがより好ましい。
 吸着フィラーについて以下に説明する。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物は吸着フィラーを含有することによって、強靭性、耐溶剤性に優れ、組成物にチクソトロピー性を付与し樹脂流れをコントロールすることができる。また、熱可塑性樹脂Bの量を抑制し耐溶剤性に優れるものとすることができる。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有される吸着フィラーは、熱可塑性樹脂Cをフィラーに吸着させたものである。吸着フィラーは本発明の熱硬化性樹脂組成物に含有される吸着フィラーと同様である。
 フィラーについて以下に説明する。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物において、吸着フィラーを製造する際に使用されるフィラーは特に制限されない。フィラーは本発明の熱硬化性樹脂組成物において使用されるフィラーと同様である。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物において、吸着フィラーを製造する際に使用される熱可塑性樹脂Cは、制限されない。例えば、熱可塑性樹脂Bと同様のものが挙げられる。
 熱可塑性樹脂Bと熱可塑性樹脂Cとは、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良く、取扱作業性に優れるという観点から、同一であるのが好ましい。また、熱可塑性樹脂Bと熱可塑性樹脂Cとは、同様の理由から、同様の性状(例えば、分子量、官能基)を有するのが好ましい。
 本発明において下記(式1)で定義される吸着係数は0より大きく0.8以下である。
(式1)
 吸着係数=前記フィラー100質量部に吸着された前記熱可塑性樹脂Cの量(質量部)/前記熱可塑性樹脂Cの比重/前記フィラーのDBP吸油量(mL/100g)
 本発明において、(式1)で定義される吸着係数は、あるフィラー100質量部が吸油することができるDBPの体積に対する、同じ種類で同じ量のフィラーが吸着した熱硬化性樹脂Cの体積の比の値である。
 すなわち、上記式(1)は以下のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002

 
 吸着係数が1である場合、フィラーはその表面全体が熱可塑性樹脂Cで被覆された状態を意味する。
 吸着係数が0より大きく0.8以下である場合、フィラーはその表面の一部が熱可塑性樹脂Cで覆われた状態であり、フィラーの表面の全体は熱可塑性樹脂Cで覆われていない。このことによって繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を用いれば、強靭性、耐溶剤性に優れる熱硬化性樹脂が硬化物として得られる。
 吸着係数は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、0.1~0.7であるのが好ましく、0.2~0.6であるのがより好ましい。
 フィラーに吸着した熱可塑性樹脂Cの量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良く、チクソ性に優れるという観点から、フィラー100質量部に対して吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たす量であるのが好ましく、0.1~0.7であることを満たす量であるのがより好ましく、0.2~0.6であるのがさらに好ましい。
 吸着フィラーはその製造について特に制限されない。例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂Aとエポキシ樹脂Aに対してLCSTを有する熱可塑性樹脂Cとフィラーとを混合し、LCST未満の温度でエポキシ樹脂Aと熱可塑性樹脂Cとを相溶させたあと、LCST以上の温度でエポキシ樹脂Aから相分離させ、分離した熱可塑性樹脂Cをフィラーに吸着させることによって製造することができる。
 エポキシ樹脂Aに対してLCSTを有する熱可塑性樹脂Cと、エポキシ樹脂Aとの組み合わせは、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、ポリエーテルスルホンおよびポリスルホンからなる群から選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂Aとの組み合わせが好ましい。実施例IIIに示す熱可塑性樹脂C-1のポリエーテルスルホン10~25質量部と熱硬化性樹脂a-1-1のパラアミノフェノール型3官能エポキシ樹脂70質量部の組み合わせの場合のLCSTは約170℃とすることができる。
 硬化剤について以下に説明する。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に含有される硬化剤はエポキシ樹脂に対して使用することできるものであれば特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。硬化剤は例えば本発明の熱硬化性樹脂組成物がさらに含有することができる硬化剤と同義である。
 硬化剤の量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良いという観点から、エポキシ樹脂A(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物がさらに固形樹脂Dとしてエポキシ樹脂d-1を含有する場合、エポキシ樹脂Aとエポキシ樹脂d-1との合計量)に対して、0.5~1.2当量であるのが好ましく、0.6~1.1当量であるのがより好ましい。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物は、強靭性、耐溶剤性により優れるという観点から、さらに、常温で固形である、固形樹脂Dおよび/またはエラストマーを含有することができる。
 固形樹脂Dは、少なくともエポキシ樹脂Aと親和性が高い樹脂であればよく、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂のどちらでもよく、両者を共に使用してもよい。
 固形樹脂Dの分子量は、3,000~500,000であることが好ましい。分子量が3,000~500,000の範囲内にある場合、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を硬化させる際に固形樹脂Dが溶け残ることを防止して均一に溶解することが可能になると共に、固形樹脂Dが均一に分散することにより繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物の強靭性をより向上させることができる。なお、本発明において、分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で表わされる重量平均分子量である。
 固形樹脂Dとしての熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂d-1、マレイミド樹脂、シアネート樹脂、コアシェル構造を有する樹脂が挙げられる。なかでもエポキシ樹脂Aへの混合作業性に優れるという観点から、エポキシ樹脂d-1がより好ましい。
 エポキシ樹脂d-1はエポキシ基を2個以上有する化合物であれば特に制限されるものではない。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格のエポキシ樹脂が挙げられる。
 なかでも、強靭性、耐溶剤性により優れるという観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましい。
 エポキシ樹脂d-1は、強靭性に優れるという観点から、高分子量タイプのものが好ましく、重量平均分子量が3,000~20,000のエポキシ樹脂がより好ましい。重量平均分子量が3,000~20,000の範囲内にある場合、衝撃粉砕法などにより、微細な粒子を製造しやすいことや繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を製造する際、加熱混合過程において粒子が溶解しやすいという理由から好ましい。
 エポキシ樹脂d-1のエポキシ当量は、強靭性、耐溶剤性により優れるという観点から、1,000~5,000g/eqであるのが好ましく、1,500~4,500g/eqであるのがより好ましい。
 また、エポキシ樹脂d-1がビスフェノールA型エポキシ樹脂またはビスフェノールF型エポキシ樹脂である場合、ビスフェノールA型エポキシ樹脂またはビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ当量は、強靭性、耐溶剤性により優れるという観点から、1,000~5,000g/eqであるのが好ましく、1,500~4,500g/eqであるのがより好ましい。
 エポキシ当量を1,000g/eq以上にする場合、強靭性が高くなり好ましい。5,000g/eq以下の場合、耐薬品性が良好となり好ましい。
 また、エポキシ樹脂d-1としては、例えば、分子末端にエポキシ基を有するフェノキシ骨格型エポキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ骨格型エポキシ樹脂は分子末端にエポキシ基を有することによってエポキシ樹脂Aとの親和性を高めることができる。
 フェノキシ骨格型エポキシ樹脂は、強靭性により優れ、エポキシ樹脂Aとの親和性を高めることができ、軟化点を高くすることができるという観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びビスフェノールF型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いて得られるものが好ましい。
 フェノキシ骨格型エポキシ樹脂の重量平均分子量は、20,000~100,000であるのが好ましく、40,000~80,000であるのがより好ましい。フェノキシ骨格型エポキシ樹脂の重量平均分子量をこのような範囲とする場合、衝撃粉砕法などにより微細な粒子を製造しやすく、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を製造する際、加熱混合過程においてこの粒子が溶解しやすいからである。
 また、フェノキシ骨格型エポキシ樹脂のエポキシ当量は、5,000~30,000g/eqであるのが好ましく、6,000~20,000g/eqであるのがより好ましい。エポキシ当量を5,000g/eq以上にするとエポキシ樹脂Aに加熱硬化後に完全に相溶することがなく、硬化後にエポキシ樹脂Aの連続相中で分離した分散相を形成することが可能になり、30,000g/eq以下にするとエポキシ樹脂Aに加熱混合時に容易に溶解させることができる。
 固形樹脂Dとしての熱可塑性樹脂は特に限定されるものではない。例えば、分子末端にエポキシ樹脂Aにする反応性官能基を有するものが、強靭性により優れるという観点から好ましい。
 加熱混合時にエポキシ樹脂Aに、固形樹脂Dが完全に溶解するようにするため、固形樹脂Dの形状は粒径であるのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
 固形樹脂Dの平均粒子径は、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは5~100μmである。固形樹脂Dの平均粒子径をこのような範囲内にする場合、加熱混合工程で所定の温度になると、固形樹脂Dがエポキシ樹脂Aに容易に溶解するので、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物の粘度を適正に調整すると共に、固形樹脂Dがエポキシ樹脂A相の中に分散し、硬化物の靭性をより向上させることができる。
 固形樹脂Dはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 固形樹脂Dはその製造について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
 エラストマーは特に制限されない。例えば、シリコーンエラストマーが挙げられる。
 エラストマーの形状は、分散性に優れるという観点から、粒径であるのが好ましい態様の1つとして挙げられる。エラストマーの平均粒子径は、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは0.1~100μmである。
 エラストマーはそれぞれ単独でまたは2種以上を組合わせて使用することができる。エラストマーはその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
 常温固形成分の量は、強靭性、耐溶剤性により優れるという観点から、エポキシ樹脂A100質量部に対して、1~20質量部であるのが好ましく、3~15質量部であるのがより好ましい。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物の製造方法について以下に説明する。
 本発明の組成物に含有される吸着フィラーは、フィラーに予め熱可塑性樹脂C(靭性のある樹脂)を付着させた状態の物を適用しても良く、もしくは配合又は硬化時の樹脂相分離によりフィラーの周りに熱可塑性樹脂Cを吸着させる手法を用いても良い。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物の製造方法としては、例えば、エポキシ樹脂Aと、熱可塑性樹脂Cと、フィラーとを、熱可塑性樹脂CがUCST以下の温度またはLCST以上の温度でエポキシ樹脂Aから相分離する溶液を、UCSTを超える温度またはLCST未満の温度で、1相領域の混合溶液とする樹脂混合工程と、
 前記樹脂混合溶液を前記UCST以下の温度または前記LCST以上の温度とし、熱可塑性樹脂Cがエポキシ樹脂Aから相分離して、前記樹脂混合溶液が2相領域となり、相分離した熱可塑性樹脂Cが前記フィラーに吸着して吸着フィラーとなり、吸着フィラーを含有する吸着フィラー含有混合物が得られる吸着工程と、
 前記吸着フィラー含有混合物に熱可塑性樹脂Bを添加する熱可塑性樹脂B添加工程と、
 熱可塑性樹脂B添加工程後の吸着フィラー混合物と硬化剤とを混合する硬化剤混合工程とを有する製造方法が挙げられる。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物がさらに常温固形成分を含有する場合、熱可塑性樹脂B添加工程において系内に常温固形成分を添加することができる。また樹脂混合工程で一部のエポキシ樹脂Aが使用された場合残りのエポキシ樹脂Aを熱可塑性樹脂B添加工程において系内に常温固形成分を添加することができる。
 樹脂混合工程は本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法における樹脂混合工程と同義である。吸着工程は本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法における吸着工程と同義である。
 熱可塑性樹脂B添加工程について以下に説明する。
 熱可塑性樹脂B添加工程は、吸着工程において得られた吸着フィラー含有混合物に熱可塑性樹脂Bを添加する工程である。使用される熱可塑性樹脂Bは上記と同義である。熱可塑性樹脂B添加工程における温度は特に制限されない。例えば、70~120℃が挙げられる。
 硬化剤混合工程について以下に説明する。
 硬化剤混合工程は、熱可塑性樹脂B添加工程後の吸着フィラー混合物と硬化剤とを混合する工程である。硬化剤混合工程において、吸着フィラー混合物と硬化剤とを混合する温度は、硬化反応を抑制するという観点から、可能な限り低温あるのが好ましい。吸着フィラー混合物と硬化剤とを混合する方法は特に制限されない。硬化剤混合工程において、吸着フィラー混合物を上記の温度に調節してここに硬化剤を加え、例えば、0.25~0.5時間撹拌することによって、熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物は、硬化後の形態が、少なくともエポキシ樹脂Aが連続相を形成し、吸着フィラーが少なくともエポキシ樹脂Aの連続相中に分散することができる。エポキシ樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとが共連続相を形成してもよい。
 少なくともエポキシ樹脂Aの連続相の中に、吸着フィラーが微細な分散相を形成するので、エポキシ樹脂A相の内部の応力集中を全体に分散させるようにして、靭性を向上させることができる。組成物の靭性の向上により、フィレットの強度が高くなり、プリプレグの自己接着強度を向上することができる。なお、吸着フィラーは、少なくともエポキシ樹脂Aの連続相の中に分散していればよく、熱可塑性樹脂Bの連続相に分散してもよい。
 熱可塑性樹脂Bだけが連続相を形成しない(つまりモルフォロジーが逆海島構造とならない。)形態が耐溶剤性に優れるという観点から好ましい態様として挙げられる。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物が固形樹脂Dおよび/またはエラストマーを含有する場合、組成物を硬化させた後、得られる硬化物の形態(モルフォロジー)においては、少なくともエポキシ樹脂Aが連続相を形成し、吸着フィラーならびに固形樹脂Dおよび/またはエラストマーが少なくともエポキシ樹脂Aの連続相中に分散することができる。エポキシ樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとが共連続相を形成してもよい。
 少なくともエポキシ樹脂Aの連続相の中に、固形樹脂Dおよび/またはエラストマーが微細な分散相を形成するので、エポキシ樹脂A相の内部の応力集中を全体に分散させるようにして、靭性をより向上することができる。組成物の靭性のさらなる向上により、フィレットの強度が改良され、プリプレグの自己接着強度を向上することができる。なお、固形樹脂Dおよび/またはエラストマーは、少なくともエポキシ樹脂Aの連続相の中に分散していればよく、熱可塑性樹脂Bの連続相に分散してもよい。
 組成物を硬化させたのちに得られる硬化物において、ドメインとしての固形樹脂Dまたはエラストマーの平均粒子径は、強靭性、耐溶剤性により優れるという観点から、0.05~2μmが好ましく、0.1~0.5μmがより好ましい。
 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物は強靭性、耐溶剤性に優れる硬化物となることができるので、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂として強化繊維と複合させた場合、強靭性、耐溶剤性に優れるプリプレグを製造することができる。また、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を用いることによって、適切なフィレットを形成しやすく、自己接着性の高いプリプレグを製造することができる。
 次に、本発明のプリプレグについて以下に説明する。
 本発明のプリプレグは、本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)と強化繊維とを複合させて得られるものである。本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物は、本発明の熱硬化性樹脂組成物、または本発明の熱硬化性樹脂組成物の製造方法によって得られる熱硬化性樹脂組成物を繊維強化複合材料用に使用するものである。
 具体的には、本発明のプリプレグは、本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を強化繊維に含浸させることにより得られるものである。本発明のプリプレグに使用されるマトリックス用組成物は、本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)であれば特に制限されない。
 本発明のプリプレグに使用される強化繊維は、特に制限されず、例えば、従来公知のものが挙げられる。なかでも、強度の観点から、炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましく、炭素繊維であるのがより好ましい。
 アラミド繊維としては、例えば、ケブラーが挙げられる。
 繊維は、その形態について特に制限されず、例えば、ロービング、不織布、編物、チュールなどが挙げられる。繊維の目付量は、形態や用途により最適値が異なるが、例えば炭素繊維織物の場合、150~400g/m2であるのが好ましい。
 市販されている繊維としては、例えば、東レ社製のカーボン繊維T-300、東邦レーヨン社製のカーボン繊維HTAなどが挙げられる。
 本発明のプリプレグは、その製造方法について特に制限されない。例えば、溶剤を使用するウェット法、無溶剤法であるホットメルト法が挙げられる。溶剤の使用量は、乾燥時間を短縮しうるという観点から、本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)の固形分100質量部に対して、80~200質量部であるのが好ましい。
 本発明のプリプレグにおいて、マトリックス樹脂の含有量は、機械的性質(特に強靭性)、耐熱性、耐溶剤性のバランスが良い、という観点から、プリプレグ中の30~60質量%であるのが好ましい。
 本発明のプリプレグは、その使用方法について特に制限されず、例えば、本発明のプリプレグをそのまま硬化させる方法、本発明のプリプレグを半硬化させさらに硬化させる方法が挙げられる。硬化の際の条件は上記と同様である。
 本発明のプリプレグは、その用途について特に制限されない。本発明のプリプレグを硬化させることによって、例えば、従来公知の繊維強化複合材料を得ることができる。具体的には、例えば、フェアリング、フラップ、リーディングエッジ、フロアパネル、プロペラ、胴体などの航空機部品;オートバイフレーム、カウル、フェンダー等の二輪車部品;ドア、ボンネット、テールゲート、サイドフェンダー、側面パネル、フェンダー、エネルギー吸収部材、トランクリッド、ハードップ、サイドミラーカバー、スポイラー、ディフューザー、スキーキャリアー、エンジンシリンダーカバー、エンジンフード、シャシー、エアースポイラー、プロペラシャフト等の自動車部品;先頭車両ノーズ、ルーフ、サイドパネル、ドア、台車カバー、側スカートなどの車輌用外板;荷物棚、座席等の鉄道車輌部品;インテリア、ウイングトラックにおけるウイングのインナーパネル、アウターパネル、ルーフ、フロアー等、自動車や単車に装着するサイドスカートなどのエアロパーツ;ノートパソコン、携帯電話等の筐体用途;X線カセッテ、天板等のメディカル用途;フラットスピーカーパネル、スピーカーコーン等の音響製品用途;ゴルフヘッド、フェースプレート、スノーボード、サーフィンボード、プロテクター等のスポーツ用品用途;板バネ、風車ブレード、エレベーター(籠パネル、ドア)のような一般産業用途が挙げられる。
 また、本発明のプリプレグと他の部材(例えば、ハニカムコア)とを積層して繊維強化複合材料を作製することができる。本発明のプリプレグと他の部材とを積層して作製することができる繊維強化複合材料としては、例えば、ハニカムサンドイッチパネルが挙げられる。
 本発明のプリプレグは、本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を使用することによって、強靭性、耐溶剤性に優れ、高い自己接着強度を有し、強度に優れるフィレットを形成することができ、タック性、ドレイプ性、生産性、作業性に優れる。
 また、本発明のプリプレグから得られる繊維強化複合材料は、強靭性、耐溶剤性に優れ、他の部材と接着剤を使用せず接着することができ、プリプレグの平滑性に優れ、ポロシティ(表面の凹凸)が少ない優れた外観と表面性を有する。
 次に、本発明のハニカムサンドイッチパネルについて以下に説明する。
 本発明のハニカムサンドイッチパネルは、本発明のプリプレグとハニカムコアとを積層させ硬化させることによって得られるものである。
 本発明のハニカムサンドイッチパネルに使用されるプリプレグは、本発明のプリプレグであれば特に制限されない。本発明のハニカムサンドイッチパネルに使用されるプリプレグは、優れた接着性を有するので、接着剤を使用せずにハニカムコアと接着することができ、高い強度を有するフィレットを形成することができる。
 また、本発明のハニカムサンドイッチパネルに使用されるハニカムコアは、特に制限されない。例えば、アラミドハニカム、アルミハニカム、ペーパーハニカムおよびガラスハニカムからなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
 ハニカムコアの蜂の巣状の構造体の六角柱の大きさは、特に制限されず、強度、軽量化の観点からハニカムコアのセルサイズの長さが1/8~3/8インチのものが好ましい。
 本発明のハニカムサンドイッチパネルは、その製造について特に制限されない。
 本発明のハニカムサンドイッチパネルの製造方法の一例について、添付の図面を用いて以下に説明する。
 図2は、本発明のハニカムサンドイッチパネルの一例を模式的に示す斜視図である。
 図3は、ハニカムサンドイッチパネルをハニカムコアの角柱の側面と平行に切断した断面の一例を模式的に示す断面図である。図3のa部は、従来のプリプレグシート用樹脂組成物で形成したプリプレグを接着させたハニカムサンドイッチパネルである。図3のb部は、本発明のハニカムサンドイッチパネルの一例である。
 図2において、ハニカムサンドイッチパネル1は、プリプレグ10とハニカムコア11とを接着させて得られる。より詳しくは、ハニカムサンドイッチパネル1は、蜂の巣状の構造を有するハニカムコア11の端部12の一方または両方(両方は図示せず。)に本発明の組成物で形成したプリプレグ10を接合し、両端から圧着しながらオートクレーブ、等で加熱硬化させることによって作製することができる。
 図3において、従来の組成物を繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物として使用したプリプレグを用いる場合、図3のa部に示すとおり、加熱硬化の際に、プリプレグ10とハニカムコア11とを均等に圧着しても、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物が全て下面部13’に落ちて上面部(図示せず。)にフィレットが形成されなかったり、部分的にプリプレグ10とハニカムコア11との接着面に隙間13が生じる場合がある。
 これに対して、本発明の組成物を用いる場合、図3のb部に示すとおり、プリプレグ10とハニカムコア11との接着が完全に行われ、しかもプリプレグから繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物が流出し過ぎて樹脂成分がプリプレグ中から組成物がなくなることなく、プリプレグに適量の組成物が存在することができる。
 したがって、上部フィレット14は適切な形状を維持しながら硬化を完了することができる。また、下面においても粘度が一度低下したときに表面張力によって下部フィレット14’が形成され繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物が適度に保持されて硬化を完了することができる。
 プリプレグ10とハニカムコア11とを接着させる際の加熱温度は、硬化物の耐熱性の観点から、160~200℃であるのが好ましく、170~190℃であるのがより好ましい。
 プリプレグ10とハニカムコア11とを接着させる際の硬化条件は、2~5℃/分、加圧2.5~4.0kg/cm2で、150~185℃まで昇温させた後、150~185℃で1~2時間維持し、その後2~5℃/分で室温まで降下させる方法が好ましい態様の1つとして挙げられる。
 このような方法により本発明のハニカムサンドイッチパネルを製造することができる。
 本発明のハニカムサンドイッチパネルは、フィレット形成性、フィレットの強度、機械的強度、作業性に優れる。
 本発明のハニカムサンドイッチパネルは、例えば、航空機、自動車の構造材料として使用することができる。
[本発明の熱硬化性樹脂組成物の実施例]
 以下に、実施例を示して本発明(本発明の熱硬化性樹脂組成物)を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
<評価>
 下記のようにして得られた各組成物について、以下に示す方法で、(式1)中の吸着係数、硬化樹脂靭性、耐溶剤性を評価した。結果を第1表、第2表に示す。
 1.吸着係数
 下記のようにして得られた吸着フィラー含有混合物20gを、遠心分離装置により19,000(rpm)で1時間の分離操作を行い、沈降物を得た。
 次に、分離された沈降物中に含まれる熱硬化性成分をメチルエチルケトン(MEK)により洗浄除去して、吸着フィラーを抽出した。吸着フィラー含有混合物20gから抽出された吸着フィラーの量を第1表、第2表に示す。
 抽出された吸着フィラーを熱重量分析装置(TGA)によって分析し、吸着フィラー中の熱可塑性樹脂成分の質量(WTP)とフィラーの質量(WF)を求めた。得られた吸着フィラー中の熱可塑性樹脂成分の質量(WTP)とフィラーの質量(WF)を第1表、第2表に示す。また、以下の(式2)によって実施例における吸着フィラーの吸着係数を算出した。実施例における吸着フィラーの吸着係数を第1表、第2表に示す。
  [数3]
(式2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
 式2中、WTP:吸着フィラー中の熱可塑性樹脂成分の質量(g)、CaTP:熱可塑性樹脂の比重、WF:吸着フィラー中のフィラーの質量(g)、DBP:フィラーのDBP吸油量(mL/100g)である。
2.硬化樹脂靭性(K1C
 下記のようにして得られた各組成物をモールドで挟み、これをプログラムオーブンに入れて70℃から昇温速度2℃/分で200℃まで昇温し、200℃で2時間硬化させて、厚さ7mmの硬化物を作製した。
 得られた硬化物からASTM D-5045-99に準じて、室温(25℃)の条件下で破壊靭性値(応力拡大係数、単位:MPa・m1/2)を測定した。得られた破壊靭性値を硬化樹脂靭性として示す。
3.耐溶剤性
 下記のようにして得られた各組成物を厚み0.1mm、10mm角のフィルムとしてスライドグラス上に貼り付け、これをプログラムオーブンに入れて70℃から昇温速度2℃/分で200℃まで昇温し、200℃で2時間硬化させて、各組成物がスライドグラス上に接着している硬化物を作製した。
 その硬化物をスライドグラスに接着させたままメチルエチルケトンに完全に浸し、90分後に取り出して乾燥させてから、光学顕微鏡にて硬化物表面のキズの有無を観察した。全くキズのないものを耐溶剤性が良好であると判断した。
4.吸着フィラーの観察
 下記のようにして得られた組成物を、共焦点顕微鏡(商品名:OPTELICS S130、レーザーテック製。以下同様。)を用いて観察した。結果を図1に示す。
5.UCST、LCSTの測定方法
 第1表、第2表に示す質量部の熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を120℃の条件下で1時間攪拌して混合処理を行ったのち、80℃の条件下で減圧脱泡して透明な溶液を得た。それを5℃きざみで段階的に降温または昇温し、系内に曇りが観察されはじめる温度をそれぞれUCST、LCSTとした。
<組成物の製造>
 第1表、第2表に示す成分を同表に示す量(単位:質量部)で用いて、次に示す方法で組成物を製造した。
1.複合化処理
(1)組成物が硬化剤を含有する場合
 まず、熱硬化性樹脂としてのビスフェノールA型エポキシ樹脂またはグリシジルエステル型エポキシ樹脂、フィラーおよび熱可塑性樹脂を容器に入れて、これらを120℃の条件下で1時間攪拌して混合処理を行ったのち、引き続き第1表または第2表に示す温度と時間の条件下で撹拌し複合化処理(樹脂混合工程および吸着工程)を行い吸着フィラー含有混合物を得た。
 吸着フィラー含有混合物の温度を70℃以下に下げたのちに、吸着フィラー含有混合物に硬化剤を混合し撹拌して熱硬化性樹脂組成物を得た(硬化剤混合工程)。
(2)組成物が硬化剤を含有しない場合
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フィラーおよび熱可塑性樹脂を容器に入れて、これらを120℃の条件下で1時間攪拌して混合処理を行ったのち,引き続き第1表または第2表に示す温度と時間の条件下で撹拌し複合化処理(樹脂混合工程および吸着工程)を行い吸着フィラー含有混合物を得た。
 吸着フィラー含有混合物の温度を85℃以下に下げたのちに、吸着フィラー含有混合物にフェノール樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、硬化触媒を混合し攪拌して熱硬化性樹脂組成物を得た。
2.複合化処理をしない場合
 熱硬化性樹脂、フィラーおよび熱可塑性樹脂を容器に入れて、これらを120℃の条件下で1時間撹拌して混合処理を行い組成物を得た。
 得られた組成物の温度を85℃以下に下げたのちに、組成物に必要に応じて、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、硬化触媒を混合し攪拌して熱硬化性樹脂組成物を得た。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 第1表に示されている各成分は、以下のとおりである。
 ・熱硬化性樹脂1(ビスフェノールA型エポキシ):ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、商品名jER828、ジャパンエポキシレジン社製
 ・熱硬化性樹脂2(フェノール樹脂):フェノールノボラック型フェノール樹脂、商品名HF-1M、明和化成社製
 ・熱硬化性樹脂3(ベンゾオキサジン樹脂):商品名F-a型ベンゾオキサジン、四国化成社製
 ・フィラー1(ヒュームドシリカ):商品名Cab-O-Sil M5、キャボット社製、DBP吸油量350mL/100g、形状は無定形
 ・フィラー2(カーボンブラック):商品名Monarch 880、キャボット社製、DBP吸油量105mL/100g、形状は無定形
 ・熱可塑性樹脂1(ポリエーテルスルホン):商品名スミカエクセル4100P、住友化学社製、比重1.37g/ml
 ・熱可塑性樹脂2(ポリエーテルスルホン(OH末端)):末端にヒドロキシ基を有するポリエーテルスルホン、商品名:スミカエクセル5003P、住友化学社製、比重1.37g/ml
 ・熱可塑性樹脂3(ポリエーテルイミド):商品名Ultem 1000、SABIC社製、比重1.27g/ml
 ・硬化剤(3,3′-ジアミノジフェニルスルホン):商品名Aradur 9719-1、ハンツマン社製
 ・硬化触媒(トリフェニルホスフィン):商品名ホクコーTPP、北興化学社製
 第1表に示す結果から明らかなように、複合化処理をせず吸着フィラーを含有しない比較例I-1~3は靭性が低かった。吸着係数が1以上である、つまりフィラーの表面が完全に熱可塑性樹脂で被覆されている完全被覆フィラーを含有する比較例I-4は靭性が低かった。
 これに対して、実施例I-1~6は強靭性に優れ、耐溶剤性に優れる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 第2表に示されている各成分は、以下のとおりである。
 ・熱硬化性樹脂4(グリシジルエステル型エポキシ):ジグリシジルテトラヒドロフタレート、商品名アラルダイトCY192-1、ハンツマン社製
 ・フィラー1(ヒュームドシリカ):商品名Cab-O-Sil M5、キャボット社製、DBP吸油量350mL/100g、形状は無定形
 ・熱可塑性樹脂3(ポリエーテルイミド):商品名Ultem 1000、SABIC社製、比重1.27g/ml
 ・硬化剤(3,3′-ジアミノジフェニルスルホン):商品名Aradur 9719-1、ハンツマン社製
 第2表に示す結果から明らかなように、(式1)で定義される吸着係数が0.8を超える比較例II-1は靭性が低かった。
 これに対して、実施例II-1~4は強靭性に優れ、耐溶剤性に優れる。
 図1について以下に説明する。
 図1は、実施例において得られた吸着フィラー含有混合物を、共焦点顕微鏡で10倍の対物レンズを使用して撮影した写真である。図1(A)は実施例II-1、図1(B)は実施例II-2、図1(C)は実施例II-3、図1(D)は実施例II-4、図1(E)は比較例II-1に対応する。各写真に示す尺度の単位はμmである。
 図1において、符号101~符号105は吸着フィラーを示し、符号106はフィラーに吸着しなかった熱可塑性樹脂を示す。
 図1に示す結果から明らかなように、図1(A)~(D)では吸着フィラー101~104が熱硬化性樹脂(図示せず。)中に分散しているのが観察される。これに対して図1(E)では吸着フィラー105が熱硬化性樹脂(図示せず。)中に分散せず凝集してしまい、さらに、フィラーに吸着しきれなかった熱可塑性樹脂106が凝集しているのが観察される。
[本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)の実施例]
 以下に、実施例を示して本発明の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
<評価>
 下記のようにして得られた各組成物について、以下に示す方法で、樹脂粘度、硬化樹脂靭性(K1C)、ハニカムパネルピール強度、耐溶剤性、チクソ性、LCSTを評価した。結果を第3表に示す。
1.吸着係数
 下記のようにして得られた吸着フィラー含有混合物(中間品)20gを、遠心分離装置により19,000(rpm)で1時間の分離操作を行い、沈降物を得た。次に、分離された沈降物中に含まれる熱硬化性成分をメチルエチルケトン(MEK)により洗浄除去して、吸着フィラーを抽出した。吸着フィラー含有混合物20gから抽出された吸着フィラーの量を第3表に示す。
 抽出された吸着フィラーを熱重量分析装置(TGA)によって分析し、吸着フィラー中の熱可塑性樹脂成分Cの質量(WTP)とフィラーの質量(W)を求めた。得られた吸着フィラー中の熱可塑性樹脂成分Cの質量(WTP)とフィラーの質量(WF)を第3表に示す。また、以下の(式2)によって実施例における吸着フィラーの吸着係数を算出した。実施例における吸着フィラーの吸着係数を第3表に示す。
  [数4]
(式2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

 式2中、WTP:吸着フィラー中の熱可塑性樹脂Cの質量(g)、CaTP:熱可塑性樹脂Cの比重、WF:吸着フィラー中のフィラーの質量(g)、DBP:フィラーのDBP吸油量(mL/100g)である。
2.樹脂粘度
 下記のようにして得られた繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を試料にして、温度25℃から200℃までの間で、昇温速度2℃/分、周波数10rad/秒、ひずみ1%の条件の動的粘弾性測定における複素粘性率の最低値および50℃における粘度を測定した。
3.硬化樹脂靭性(K1C
 下記のようにして得られた各組成物で離型紙上に厚み7mmの樹脂板を形成し、これをオートクレーブに入れて70℃から昇温速度2℃/分で180℃まで昇温し、圧力0.32MPa、180℃で2時間硬化させて、厚さ7mmの硬化物を作製した。
 得られた硬化物からASTM D-5045-99に準じて、室温(25℃)の条件下で破壊靭性値(応力拡大係数、単位:MPa・m1/2)を測定した。得られた破壊靭性値を硬化樹脂靭性として示す。
4.ハニカムパネルピール強度
 下記のようにして得られた組成物と強化繊維として平織状に織られた炭素繊維(東レ(株)社製、T300-3000、目付量198g/m2)を使用して作成したプリプレグを2枚積層し、これをハニカムコア(昭和飛行機工業社製ノーメックスハニカムSAH-1/8-8.0)の両面に配置した後、バッグに入れ、これをオートクレーブ内で温度180℃、2時間(昇温速度2.8℃/分)加熱し、硬化させてハニカムパネルを作製した。この間、オートクレーブ内を圧空で0.32MPaに加圧した。
 得られたハニカムパネルを、ASTM D1781に準拠して、加熱硬化工程にハニカムコアの上側(Bag side:バキュームバッグに接触する面)及び下側(Tool side:成形治具に接触する面)に配置された面板をそれぞれ所定の寸法に加工し温度23℃(乾燥状態)における試験片の剥離強度(lb-in/3in)を測定した。
5.耐溶剤性
 ハニカムピール強度試験において使用したものと同様のプリプレグを2枚積層したものをオートクレーブに入れて70℃から昇温速度2℃/分で180℃まで昇温し、圧力0.32MPa、180℃で2時間硬化させて、厚さ×幅×長さが0.5mm×25mm×50mmのラミネート硬化物を作製した。それを25℃の条件下においてメチルエチルケトンに90分間浸漬し溶剤から引き揚げて、硬化物の表面状態を光学顕微鏡で観察した。
 浸漬前と変化がない場合を良好として「○」、僅かな表面クラックが観察された場合を「△」、顕著な表面クラックが観察された場合を「×」とした。
6.LCSTの測定方法
 第3表に示す質量部の熱硬化性樹脂a-1-1と熱可塑性樹脂C-1を120℃の条件下で1時間攪拌して混合処理を行ったのち、80℃の条件下で減圧脱泡して透明な溶液を得た。それを5℃きざみで段階的に昇温し、系内に曇りが観察されはじめる温度をLCSTとした。
<組成物の製造>
 第3表に示す成分を同表に示す量(単位:質量部)で用いて、次に示す方法で組成物を製造した。
1.複合化処理
 まず、エポキシ樹脂a-1-1、フィラーおよび熱可塑性樹脂Cを容器に入れて、これらを120℃の条件下で1時間撹拌し混合処理を行ったのち、引き続き180℃の条件下で1時間攪拌し複合化処理(樹脂混合工程および吸着工程)を行い、吸着フィラー含有混合物(中間品)を得た。さらに120℃の条件下に戻しエポキシ樹脂a-2-1、エポキシ樹脂a-1-2、熱可塑性樹脂B、エポキシ樹脂d-1-1、エポキシ樹脂d-1-2を加え1時間攪拌混合して吸着フィラー含有混合物を得た。
 吸着フィラー含有混合物の温度を70℃以下に下げたのちに、吸着フィラー含有混合物に硬化剤を混合し撹拌して繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を得た(硬化剤混合工程)。
 比較例III-1においては、エポキシ樹脂a-1-1およびフィラー1を180℃の条件下で1時間撹拌し混合処理し、複合化処理と同じ操作を行った。得られた混合物から20gをとり、上記の吸着係数の評価と同様に遠心分離を行った。
2.複合化処理をしない場合
 エポキシ樹脂A、フィラーおよび熱可塑性樹脂Bを容器に入れて、これらを120℃の条件下で1時間撹拌して混合処理を行い、混合物を70℃以下冷ましたのち硬化剤を加えて組成物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 第3表に示されている各成分の詳細は下記第4表のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008

 なお、フィラー1のDBP吸油量は350mL/100g、形状は無定形である。
 第3表に示す結果から明らかなように、吸着フィラーを含有しない比較例III-1~3は耐溶剤性に劣り靭性が低くかった。比較例III-1においては複合化処理の際に熱可塑性樹脂が使用されていないので吸着フィラーは複合化処理と同等の操作をしても存在しない。
 これに対して、実施例III-1~3は強靭性、耐溶剤性に優れる。
 また、実施例III-1~3は、硬化後の形態が、少なくともエポキシ樹脂Aが連続相を形成し、吸着フィラーが少なくとも連続相中に分散した。
 以上のように、吸着フィラーを含有することによって、従来手法によるエポキシ樹脂A100質量部に対して熱可塑樹脂B添加量40~50質量部に相当する靭性を発現することが可能であった。
 熱可塑性樹脂Bを高添加量で配合した樹脂は、硬化後に熱可塑樹脂が連続相を形成し、溶剤浸漬時にこの部分が劣化し易いが、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物では熱可塑樹脂が連続相を形成し難いことから、溶剤に対する耐性が高い。
 本発明による繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物(繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物)は、作業領域(例えば、100℃以下)において低粘度性を有しており、プリプレグ製造時の作業性のみならず、プリプレグ化後の作業性(タック、ドレイプ)も熱可塑樹脂高添加配合系に勝る。また、硬化時の成形欠陥(ボイド)も生じ難い。
 吸着フィラーの効果を活用することにより、樹脂の最低粘度を必要以上に高く維持させる必要が無く、作業性を犠牲にしないレベルでのマトリックス混合が可能である。
  101~105   吸着フィラー
  106   フィラーに吸着しなかった熱可塑性樹脂
  1    ハニカムサンドイッチパネル
  10   繊維強化プリプレグ
  11   ハニカムコア
  12   端部
  13   隙間
  13’  下面部
  14   上部フィレット
  14’  下部フィレット
  a    従来のハニカムサンドイッチパネル
  b    本発明のハニカムサンドイッチパネル
  c    セルサイズ
 

Claims (18)

  1.  熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂Cをフィラーに吸着させた吸着フィラーとを含有し、下記(式1)で定義される吸着係数が0より大きく0.8以下であることを満たす熱硬化性樹脂組成物。
    (式1)
     吸着係数=前記フィラー100質量部に吸着された前記熱可塑性樹脂Cの量(質量部)/前記熱可塑性樹脂Cの比重/前記フィラーのDBP吸油量(mL/100g)
  2.  前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミドおよびベンゾオキサジン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  3.  前記フィラーの形状が、球状、粒状および不規則形状からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  4.  前記熱可塑性樹脂Cが、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンおよびポリエーテルイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む請求項1~3のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  5.  前記熱可塑性樹脂Cが、前記熱硬化性樹脂と反応する官能基を有する請求項1~4のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  6.  前記熱硬化性樹脂100質量部に対して、前記吸着フィラーの量が0.1~100質量部である請求項1~5のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  7.  前記DBP吸油量が、10~1000mL/100gである請求項1~6のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  8.  前記熱硬化性樹脂中に前記吸着フィラーが分散している請求項1~7のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  9.  さらに、硬化剤を含有する請求項1~8のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  10.  さらに、熱可塑性樹脂Bを含有する請求項1~9のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  11.  前記熱可塑性樹脂Bが、前記熱硬化性樹脂と反応する官能基を有する請求項10に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  12.  前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂Aであり、さらに、熱可塑性樹脂Bと、硬化剤とを含有する請求項1~11のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  13.  さらに、常温で固形である、固形樹脂Dおよび/またはエラストマーを含有する請求項1~12のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  14.  前記熱硬化性樹脂と、前記熱可塑性樹脂Cと、前記フィラーとを含有し、前記熱可塑性樹脂CがUCST以下の温度またはLCST以上の温度で前記熱硬化性樹脂から相分離する溶液を、UCSTを超える温度またはLCST未満の温度で、1相領域の混合溶液とする樹脂混合工程と、
     前記樹脂混合溶液を前記UCST以下の温度または前記LCST以上の温度とし、前記熱可塑性樹脂Cが前記熱硬化性樹脂から相分離して前記樹脂混合溶液が2相領域となり、相分離した熱可塑性樹脂Cが前記フィラーに吸着して吸着フィラーとなる吸着工程とを有する、請求項1~8のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の製造方法。
  15.  前記熱硬化性樹脂と、前記熱可塑性樹脂Cと、前記フィラーとを含有し、前記熱可塑性樹脂CがUCST以下の温度またはLCST以上の温度で前記熱硬化性樹脂から相分離する溶液を、UCSTを超える温度またはLCST未満の温度で、1相領域の混合溶液とする樹脂混合工程と、
     前記樹脂混合溶液を前記UCST以下の温度または前記LCST以上の温度とし、前記熱可塑性樹脂Cが前記熱硬化性樹脂から相分離して、前記樹脂混合溶液が2相領域となり、相分離した熱可塑性樹脂Cが前記フィラーに吸着して吸着フィラーとなり、前記吸着フィラーを含有する吸着フィラー混合物が得られる吸着工程と、
     前記吸着フィラー混合物と前記硬化剤とを混合する硬化剤混合工程とを有する、請求項9に記載の熱硬化性樹脂組成物の製造方法。
  16.  請求項1~13のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物、または請求項14もしくは15に記載の熱硬化性樹脂組成物の製造方法によって得られる熱硬化性樹脂組成物を繊維強化複合材料用に使用する繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物。
  17.  請求項16に記載の繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物と強化繊維とを複合させて得られるプリプレグ。
  18.  請求項17に記載のプリプレグとハニカムコアとを積層させ硬化させることによって得られるハニカムサンドイッチパネル。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012246450A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Sumitomo Bakelite Co Ltd スクロール成形品
WO2013122034A1 (ja) * 2012-02-15 2013-08-22 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 繊維強化複合材料
JP2015004020A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 東邦テナックス株式会社 プリプレグおよびその製造方法、それを用いる繊維強化複合材料
US9074091B2 (en) 2009-09-25 2015-07-07 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Thermosetting resin composition, thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite material, prepared using the same, and honeycomb sandwich panel
JP2015522092A (ja) * 2012-06-27 2015-08-03 東レ株式会社 ベンゾオキサジン樹脂組成物、プリプレグ、および繊維強化複合材料
US20180155542A1 (en) * 2012-12-20 2018-06-07 Cytec Technology Corp. Binder-treated fibrous materials

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2464085A (en) * 2008-06-07 2010-04-07 Hexcel Composites Ltd Improved Conductivity of Resin Materials and Composite Materials
CN103009736A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 无锡顺铉新材料有限公司 一种集装箱底板用发泡木塑复合材料及其制备方法
KR20150125003A (ko) * 2013-03-04 2015-11-06 헌츠만 어드밴스드 머티리얼스 아메리카스 엘엘씨 폴리설폰계 강인화제를 함유하는 벤족사진 경화성 조성물
US9010837B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-21 Timothy J. Mulholland Truck bed cover assembly
CN104164053A (zh) * 2014-07-21 2014-11-26 航天材料及工艺研究所 一种流动可控环氧树脂预浸料及其制备方法
ES2758102T3 (es) * 2015-01-12 2020-05-04 Airbus Operations Gmbh Disposición de suelo con paneles de suelo curvos para una aeronave
US10358285B2 (en) * 2015-04-10 2019-07-23 Channell Commercial Corporation Thermoset polymer utility vault lid
US10647099B2 (en) 2016-05-12 2020-05-12 The Boeing Company Methods and apparatus to form venting channels on a panel for a decorative layer
CN105879362A (zh) * 2016-05-30 2016-08-24 娄云 一种滑雪板及其生产工艺
US20180251939A1 (en) 2016-11-07 2018-09-06 Milliken & Company Textile materials containing dyed polyphenylene sulfide fibers and methods for producing the same
US10800129B2 (en) 2017-01-24 2020-10-13 Bell Textron Inc. Honeycomb core sandwich panels
US20190264769A1 (en) * 2018-02-27 2019-08-29 GM Global Technology Operations LLC Composite energy-absorbing assembly having discrete energy-absorbing elements supported by a carrier plate
US11077812B2 (en) 2018-02-27 2021-08-03 GM Global Technology Operations LLC Composite energy-absorbing assembly
DE102018005030A1 (de) * 2018-06-26 2020-01-02 Senvion Gmbh Rotorblatt mit Steg in Wabensandwichbauweise
US11453284B2 (en) 2020-06-30 2022-09-27 GM Global Technology Operations LLC Lightweight, single-piece energy absorbing and intrusion resistant battery tray for a vehicle
WO2023076460A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Kaneka Corporation Crosslinkable thermoplastics
CN116082798B (zh) * 2023-03-13 2023-08-01 天津爱思达航天科技有限公司 一种增韧改性的环氧树脂组合物、复合材料及其制备方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002586A1 (fr) 1997-07-11 1999-01-21 Toray Industries, Inc. Tissu preimpregnee et panneau sandwich a ame alveolaire
JPH11326606A (ja) * 1998-05-15 1999-11-26 Fuji Photo Film Co Ltd ブラックマトリックス用感光性組成物
JP2001031838A (ja) 1999-07-22 2001-02-06 Toho Rayon Co Ltd 自己接着性表面材用エポキシ樹脂組成物及びプリプレグ
US20020079052A1 (en) 2000-05-18 2002-06-27 Ligui Zhou Self-adhesive prepreg face sheets for sandwich panels
JP2003523441A (ja) 2000-02-15 2003-08-05 フォルシュンクジンスティトゥート フュール ピヒメンテ ウント ラッケ エー.ファウ. 基材表面をlcstポリマーで被覆するための方法
JP2003268209A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Fuji Xerox Co Ltd 導電部材及びそれを用いた画像形成装置
JP2005506394A (ja) 2001-02-27 2005-03-03 ヘクセル コーポレイション サンドイッチパネル用接着性プレプレグ面シート
JP2005507760A (ja) 2001-08-09 2005-03-24 フォルシュンクジンスティトゥート フュール ピヒメンテ ウント ラッケ エー.ファウ. 基材の表面を処理する方法
WO2005083002A1 (ja) 2004-03-02 2005-09-09 Toray Industries, Inc. 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、および繊維強化複合材料
JP2006198920A (ja) 2005-01-21 2006-08-03 Toray Ind Inc ハニカムコキュア用プリプレグ、ハニカム積層複合材およびそれらの製造方法
JP2006328292A (ja) 2005-05-30 2006-12-07 Toray Ind Inc ハニカムコキュア用プリプレグおよび製造方法
JP2007191633A (ja) 2006-01-20 2007-08-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The プリプレグシート用樹脂組成物およびプリプレグシート
WO2008018421A1 (fr) * 2006-08-07 2008-02-14 Toray Industries, Inc. Préimprégné et matériau composite renforcé avec des fibres de carbone
JP2009242459A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Toho Tenax Co Ltd 樹脂組成物、プリプレグ、及びそれらの製造方法
JP2010111864A (ja) * 2008-10-08 2010-05-20 Panasonic Corp プリプレグ及びその製造方法とこれを用いたプリント配線板
JP2010195604A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Toyota Tsusho Corp 表面改質多孔性シリカの製造方法、表面改質多孔性シリカ、樹脂添加用スラリー組成物、樹脂用充填剤及び樹脂組成物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1156652A (en) * 1965-06-10 1969-07-02 Ici Ltd Coated Particles
JPS6320319A (ja) * 1986-07-15 1988-01-28 Matsushita Electric Works Ltd エポキシ樹脂組成物
JPH05148427A (ja) * 1991-03-08 1993-06-15 Matsushita Electric Works Ltd 複合充填材及びこの複合充填材を配合したエポキシ樹脂組 成物
US6214467B1 (en) * 1998-07-24 2001-04-10 Rohm And Haas Company Polymer-pigment composites
JP2002321443A (ja) * 2001-04-25 2002-11-05 Konica Corp インクジェット記録用中間転写媒体、それを用いる画像形成方法及び印刷物
AU785282B2 (en) * 2001-06-20 2006-12-21 Rohm And Haas Company Coating with improved hiding, compositions prepared therewith, and processes for the preparation thereof
JP2006236823A (ja) 2005-02-25 2006-09-07 Keakomu:Kk 押し釦スイッチ
JP2007332234A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Toray Ind Inc マスターバッチおよびエポキシ樹脂組成物
WO2011037144A1 (ja) 2009-09-25 2011-03-31 横浜ゴム株式会社 熱硬化性樹脂組成物、並びに繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、これを用いるプリプレグおよびハニカムサンドイッチパネル

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002586A1 (fr) 1997-07-11 1999-01-21 Toray Industries, Inc. Tissu preimpregnee et panneau sandwich a ame alveolaire
JPH11326606A (ja) * 1998-05-15 1999-11-26 Fuji Photo Film Co Ltd ブラックマトリックス用感光性組成物
JP2001031838A (ja) 1999-07-22 2001-02-06 Toho Rayon Co Ltd 自己接着性表面材用エポキシ樹脂組成物及びプリプレグ
JP2003523441A (ja) 2000-02-15 2003-08-05 フォルシュンクジンスティトゥート フュール ピヒメンテ ウント ラッケ エー.ファウ. 基材表面をlcstポリマーで被覆するための方法
US20020079052A1 (en) 2000-05-18 2002-06-27 Ligui Zhou Self-adhesive prepreg face sheets for sandwich panels
JP2006291218A (ja) 2001-02-27 2006-10-26 Hexcel Corp サンドイッチパネル用接着性プレプレグ面シート
JP2005506394A (ja) 2001-02-27 2005-03-03 ヘクセル コーポレイション サンドイッチパネル用接着性プレプレグ面シート
JP2005507760A (ja) 2001-08-09 2005-03-24 フォルシュンクジンスティトゥート フュール ピヒメンテ ウント ラッケ エー.ファウ. 基材の表面を処理する方法
JP2003268209A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Fuji Xerox Co Ltd 導電部材及びそれを用いた画像形成装置
WO2005083002A1 (ja) 2004-03-02 2005-09-09 Toray Industries, Inc. 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、および繊維強化複合材料
JP2006198920A (ja) 2005-01-21 2006-08-03 Toray Ind Inc ハニカムコキュア用プリプレグ、ハニカム積層複合材およびそれらの製造方法
JP2006328292A (ja) 2005-05-30 2006-12-07 Toray Ind Inc ハニカムコキュア用プリプレグおよび製造方法
JP2007191633A (ja) 2006-01-20 2007-08-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The プリプレグシート用樹脂組成物およびプリプレグシート
WO2008018421A1 (fr) * 2006-08-07 2008-02-14 Toray Industries, Inc. Préimprégné et matériau composite renforcé avec des fibres de carbone
JP2009242459A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Toho Tenax Co Ltd 樹脂組成物、プリプレグ、及びそれらの製造方法
JP2010111864A (ja) * 2008-10-08 2010-05-20 Panasonic Corp プリプレグ及びその製造方法とこれを用いたプリント配線板
JP2010195604A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Toyota Tsusho Corp 表面改質多孔性シリカの製造方法、表面改質多孔性シリカ、樹脂添加用スラリー組成物、樹脂用充填剤及び樹脂組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2481777A4

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9074091B2 (en) 2009-09-25 2015-07-07 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Thermosetting resin composition, thermosetting resin composition for fiber-reinforced composite material, prepared using the same, and honeycomb sandwich panel
JP2012246450A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Sumitomo Bakelite Co Ltd スクロール成形品
WO2013122034A1 (ja) * 2012-02-15 2013-08-22 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 繊維強化複合材料
JP2013166855A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Jx Nippon Oil & Energy Corp 繊維強化複合材料
CN104395381B (zh) * 2012-02-15 2017-12-15 吉坤日矿日石能源株式会社 纤维强化复合材料
JP2015522092A (ja) * 2012-06-27 2015-08-03 東レ株式会社 ベンゾオキサジン樹脂組成物、プリプレグ、および繊維強化複合材料
US20180155542A1 (en) * 2012-12-20 2018-06-07 Cytec Technology Corp. Binder-treated fibrous materials
JP2015004020A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 東邦テナックス株式会社 プリプレグおよびその製造方法、それを用いる繊維強化複合材料

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