纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，包括在骨架中含有磷的含磷環(huán)氧樹脂、雙氰胺、以及含有1，1’-（4-甲基-1，3-亞苯基）雙（3，3-二甲脲）、以下述式（1）所示的二甲基苯基脲、以及以下述式（2）所示的亞苯基-二苯基-雙二甲脲中的至少1種的固化促進(jìn)劑，其特征在于，所述含磷環(huán)氧樹脂的含磷率在環(huán)氧樹脂組合物中為1.0質(zhì)量%以上5.0質(zhì)量%以下。化學(xué)式1
【專利說(shuō)明】纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可提供固化性和阻燃性優(yōu)異的碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料，并且儲(chǔ)存穩(wěn)定性優(yōu)異的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]將以環(huán)氧樹脂為代表的熱固化性樹脂作為基體樹脂的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料、特別是使用碳纖維的碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料，由于重量輕且力學(xué)特性優(yōu)異，因此目前廣泛應(yīng)用于以航空器、車輛等的構(gòu)造材料、混凝土構(gòu)造物的增強(qiáng)、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、魚竿等體育領(lǐng)域等為代表的多個(gè)領(lǐng)域。此外，碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的力學(xué)特性，而且由于碳纖維具有導(dǎo)電性，所以該復(fù)合材料還具有優(yōu)異的電磁屏蔽性，因此其還用于筆記本電腦和攝像機(jī)等電子電氣設(shè)備的外殼等，有助于減小外殼的厚度和減輕設(shè)備的重量等。這種碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料通常通過(guò)以下方式獲得，即用熱固化性樹脂浸潰強(qiáng)化纖維，將所獲得的預(yù)浸潰體進(jìn)行置層。
[0003]作為用于上述用途的預(yù)浸潰體所需要的各種特性，不僅需要成型物的物性如耐熱性、耐沖擊性等優(yōu)異，同時(shí)還可列舉室溫下優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、在規(guī)定的固化條件(固化溫度、固化時(shí)間等)下可適當(dāng)固化等。
[0004]此外，纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的各種用途中，特別是航空器和車輛等的構(gòu)造材料或建筑材料等中，要求材料具有阻燃性，以免材料因火災(zāi)而發(fā)生起火燃燒。電子電氣設(shè)備中，為了防止因來(lái)自裝置內(nèi)部的發(fā)熱和外部暴露在高溫下而發(fā)生外殼和零部件等起火燃燒的事故的發(fā)生，要求使用具有阻燃性的材料。
[0005]為了使碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料具有阻燃性，以往使用了鹵素阻燃劑。作為鹵素阻燃劑，例如使用了在環(huán)氧樹脂中含有以溴為代表的鹵素的鹵化環(huán)氧樹脂、或者通過(guò)在鹵化環(huán)氧樹脂中使用三氧化二銻(Sb2O3)作`為阻燃劑從而賦予阻燃性的阻燃性環(huán)氧樹脂組合物等。通過(guò)在鹵化環(huán)氧樹脂中含有三氧化二銻，氣相時(shí)自由基捕捉、空氣屏蔽效果較大，可獲得高阻燃效果。
[0006]雖然通過(guò)配伍少量的這些鹵素阻燃劑可獲得優(yōu)異的阻燃性，但燃燒時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生鹵化氫和有機(jī)鹵化物等有毒氣體，可能對(duì)人體和自然環(huán)境造成不良影響。此外，由于與鹵素阻燃劑一起使用的三氧化二銻是有害的，所以在使用時(shí)必須注意。此外，由于三氧化二銻具有粉體毒性，所以考慮到其對(duì)人體和環(huán)境的影響，最好在樹脂組合物中完全不含三氧化二銻。因此，業(yè)者正在進(jìn)行即使不含有鹵素或三氧化二銻也具有優(yōu)異的阻燃性的無(wú)鹵阻燃劑的研究。
[0007]在這種趨勢(shì)中，作為鹵素阻燃劑的替代阻燃劑，目前廣泛被研究的是加入紅磷、磷酸酯等磷類化合物和氧化鎂、氧化鋁等金屬氧化物等而成的環(huán)氧樹脂組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I中記載了一種碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，其含有環(huán)氧樹脂、胺類固化劑、以及磷化合物，通過(guò)將磷原子的濃度設(shè)定在規(guī)定范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的阻燃性和力學(xué)特性，并且燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鹵素氣體，適用于纖維復(fù)合材料。[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]【專利文獻(xiàn)I】國(guó)際公開第2005/082982號(hào)發(fā)明概要
[0011]發(fā)明擬解決的問題
[0012]此處，在環(huán)氧樹脂等熱固化性樹脂中加入磷類化合物和金屬氧化物作為代替阻燃劑時(shí)，需要大量添加磷類化合物和金屬氧化物，才能獲得充分的阻燃性。但是，一旦大量添加磷類化合物和金屬氧化物，則會(huì)出現(xiàn)固化物的物性降低例如固化環(huán)氧樹脂組合物后獲得的固化物的強(qiáng)度降低等的問題。
[0013]此外，一般120°C左右的低溫下的固化性提高后，反應(yīng)性改善，導(dǎo)致儲(chǔ)存穩(wěn)定性降低。因此，將以往的碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物作為航空器等用的預(yù)浸潰體而使用時(shí)，環(huán)氧樹脂組合物需要在120°C左右的溫度下也能夠固化，并且儲(chǔ)存穩(wěn)定性優(yōu)異。
[0014]因此，以現(xiàn)有的技術(shù)，難以獲得既考慮到對(duì)人體和環(huán)境的影響，又物性優(yōu)異且阻燃性良好的固化物。因此，作為阻燃性環(huán)氧樹脂組合物，目前尚未發(fā)現(xiàn)一種可在120°C左右下固化，既顧及到環(huán)境方面，又儲(chǔ)存穩(wěn)定性優(yōu)異，同時(shí)能夠獲得具有良好的阻燃性和優(yōu)異的物性的固化物的阻燃性環(huán)氧樹脂組合物。
[0015]本發(fā)明鑒于上述問題而作，其目的在于提供一種纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，其可在120°C下固化，既顧及到環(huán)境方面，又儲(chǔ)存穩(wěn)定性優(yōu)異，同時(shí)能夠獲得具有良好的阻燃性和優(yōu)異的物性的固化物。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0016]本發(fā)明為以下所示的(I)~(5)。
[0017](I)一種纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，包括:骨架中含有磷的含磷環(huán)氧樹月旨，
[0018]雙氰胺，以及
[0019]含有1，1’_ (4-甲基-1，3-亞苯基)雙(3，3_ 二甲脲)、以下述式(I)所示的二甲基苯基脲、以及以下述式(2)所示的亞苯基-二苯基-雙二甲脲中的至少I種的固化促進(jìn)劑，
[0020]其特征在于，所述含磷環(huán)氧樹脂的含磷率在環(huán)氧樹脂組合物中為1.0質(zhì)量％以上
5.0質(zhì)量％以下。
[0021]化學(xué)式I
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，包括:骨架中含有磷的含磷環(huán)氧樹脂， 雙氰胺，以及 含有1，1’ - (4-甲基-1，3-亞苯基)雙(3，3_ 二甲脲)、以下述式(I)所示的二甲基苯基脲、以及以下述式(2)所示的亞苯基-二苯基-雙二甲脲中的至少I種的固化促進(jìn)劑， 其特征在于，所述含磷環(huán)氧樹脂的含磷率在環(huán)氧樹脂組合物中為1.0質(zhì)量％以上5.0質(zhì)量％以下。 化學(xué)式I
2.如權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，所述固化促進(jìn)劑的含量，相對(duì)于100質(zhì)量份所述含磷環(huán)氧樹脂與其他環(huán)氧樹脂的質(zhì)量之和，為I質(zhì)量份以上15質(zhì)量份以下。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，還含有苯氧基樹脂。
4.如權(quán)利要求3所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，所述苯氧基樹脂的含量，相對(duì)于100質(zhì)量份所述含磷環(huán)氧樹脂與其他環(huán)氧樹脂的質(zhì)量之和，為5質(zhì)量份以上40質(zhì)量份以下。
5.一種預(yù)浸潰體，其特征在于，用如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂組合物浸潰強(qiáng)化纖維而成。
【文檔編號(hào)】C08J5/24GK103517934SQ201280022280
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月9日
【發(fā)明者】巖田充宏, 伊藤友裕 申請(qǐng)人:橫濱橡膠株式會(huì)社