环氧树脂、环氧树脂组合物、环氧树脂固化物及复合材料制造技术

本发明专利技术的环氧树脂包含环氧化合物与具有萘结构及与环氧基具有反应性的官能团的化合物的反应产物。物的反应产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧树脂、环氧树脂组合物、环氧树脂固化物及复合材料


[0001]本公开涉及环氧树脂、环氧树脂组合物、环氧树脂固化物及复合材料。

技术介绍

[0002]近年来，从节能化的潮流出发，就电子材料、工业设备、航空航天等领域使用的材料而言，在不断地从陶瓷、金属等向更轻量的树脂材料转换。
[0003]在将树脂材料用作金属的替代材料的基础上，树脂材料单体大多无法满足对耐热性及强度的要求，因此一般使用将填料、纤维等无机材料与树脂材料组合而成的复合材料。特别是，作为将碳纤维与树脂组合而成的复合材料的碳纤维强化塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic、CFRP)，作为能够实现轻量化和高强度化的兼顾的有希望的材料而受到关注，近年来也被用于航空器的驱体。
[0004]在CFRP的应用扩大到航空器等时，期望进一步的高强度化，特别是开口模式断裂韧性(Gic)的提高。因此，正在研究利用与热塑性树脂相比在强度及耐热性方面更为优异的环氧树脂等反应固化系树脂。
[0005]开口模式断裂韧性通过使用例如含有介晶结构的环氧树脂而飞跃性地增大(例如参照专利文献1)。认为这是由于断裂时的分子间凝聚力而引起的，通过应力缓和发挥作用，能够抑制龟裂的进展。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2014
‑
122337号公报

技术实现思路

[0009]专利技术所要解决的课题
[0010]具有介晶结构的环氧树脂的固化物虽然具有高的断裂韧性，但具有与通用的环氧树脂的固化物相比、弯曲弹性模量低的倾向。其理由推测如下。介晶结构为了表现出基于π电子间相互作用的分子间堆积性，分子长度长。因此，认为与通用环氧树脂相比，交联点间距离变长，固化物的弯曲弹性模量变低。
[0011]此外，具有介晶结构的环氧树脂与通用树脂相比，具有熔点高、操作性差的倾向。为了解决该问题，有时采用用二元酚化合物等将具有一部分介晶结构的环氧树脂改性、将熔点降低的方法。但是，因所使用的酚化合物的种类不同，有时交联点间距离进一步变长、难以得到适于航空器结构材料的用途的弯曲弹性模量。
[0012]这样，在将环氧树脂应用于用于航空器等的CFRP的情况下，通过现有技术难以兼顾充分的断裂韧性和弯曲弹性模量。鉴于上述情况，本公开的课题在于提供一种能够兼顾固化后优异的断裂韧性和弯曲弹性模量的环氧树脂、使用该环氧树脂得到的环氧树脂组合物、环氧树脂固化物及复合材料。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]用于解决上述课题的手段包含以下的实施方式。
[0015]<1>一种环氧树脂，其包含环氧化合物与具有萘结构及与环氧基具有反应性的官能团的化合物的反应产物。
[0016]<2>根据<1>所述的环氧树脂，其中，所述具有萘结构及与环氧基具有反应性的官能团的化合物包含二羟基萘化合物。
[0017]<3>根据<2>所述的环氧树脂，其中，所述二羟基萘化合物包含选自由1,5
‑
二羟基萘和2,6
‑
二羟基萘组成的组中的至少1种。
[0018]<4>根据<1>～<3>中任一项所述的环氧树脂，其中，所述环氧化合物包含具有介晶结构的环氧化合物。
[0019]<5>根据<4>所述的环氧树脂，其中，所述介晶结构包含下述通式(M)所表示的结构：
[0020]【化学式编号1】
[0021][0022]通式(M)中，X表示单键或选自由下述2价基团组成的组(A)中的至少1种连接基团。Y分别独立地表示碳原子数为1～8的脂肪族烃基、碳原子数为1～8的烷氧基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、或乙酰基。n分别独立地表示0～4的整数。*表示与相邻原子的键合部位；
[0023]【化学式编号2】
[0024][0025]组(A)中，Y分别独立地表示碳原子数为1～8的脂肪族烃基、碳原子数为1～8的烷氧基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、或乙酰基。n分别独立地表示0～4的整数，k表示0～7的整数，m表示0～8的整数，l表示0～12的整数。
[0026]<6>根据<1>～<5>中任一项所述的环氧树脂，其中，所述反应产物包含下述通式(a)所表示的环氧化合物。
[0027]【化学式编号3】
[0028][0029]通式(a)中，R1、R2及R3分别独立地表示1价基团，R1、R2及R3所表示的1价基团中的至少1个具有介晶结构，R1、R2及R3所表示的1价基团中的至少1个具有环氧基。Z分别独立地表示
‑
O
‑
或
‑
NH
‑
。
[0030]<7>根据<6>所述的环氧树脂，其中，所述通式(a)中，
[0031]R1是具有来自第一环氧化合物的结构的1价基团，
[0032]R2是具有来自所述具有萘结构及与环氧基具有反应性的官能团的化合物和第二环氧化合物的结构的1价基团，
[0033]R3是具有来自第三环氧化合物的结构的1价基团，
[0034]所述第一环氧化合物、所述第二环氧化合物及所述第三环氧化合物彼此可以相同也可以不同，
[0035]选自由所述第一环氧化合物、所述第二环氧化合物及所述第三环氧化合物组成的组中的至少1个具有介晶结构。
[0036]<8>根据<1>～<7>中任一项所述的环氧树脂，其中，在使粘弹性测定装置的平行板与平台之间的间隙为0.05mm、频率为0.5Hz、应变为8000％、温度为80℃的条件下连续80分钟测定动态剪切粘度时，由初始的动态剪切粘度η
’
1(Pa
·
s)和测定中得到的动态剪切粘度的最大值η
’
2(Pa
·
s)得到的η
’
2/η
’
1的值为3以下。
[0037]<9>根据<8>所述的环氧树脂，其中，所述初始的动态剪切粘度η
’
1为200Pa
·
s以下。
[0038]&lt;10&gt;一种环氧树脂组合物，其含有&lt;1&gt;～&lt;9&gt;中任一项所述的环氧树脂和固化剂。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种环氧树脂，其包含环氧化合物与具有萘结构及与环氧基具有反应性的官能团的化合物的反应产物。2.根据权利要求1所述的环氧树脂，其中，所述具有萘结构及与环氧基具有反应性的官能团的化合物包含二羟基萘化合物。3.根据权利要求2所述的环氧树脂，其中，所述二羟基萘化合物包含选自由1,5
‑
二羟基萘和2,6
‑
二羟基萘组成的组中的至少1种。4.根据权利要求1～3中任一项所述的环氧树脂，其中，所述环氧化合物包含具有介晶结构的环氧化合物。5.根据权利要求4所述的环氧树脂，其中，所述介晶结构包含下述通式(M)所表示的结构：【化学式编号1】通式(M)中，X表示单键或选自由下述2价基团组成的组(A)中的至少1种连接基团，Y分别独立地表示碳原子数为1～8的脂肪族烃基、碳原子数为1～8的烷氧基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、或乙酰基，n分别独立地表示0～4的整数，*表示与相邻原子的键合部位；【化学式编号2】
‑
N＝N
‑ꢀ‑
C≡C
‑‑‑
组(A)组(A)中，Y分别独立地表示碳原子数为1～8的脂肪族烃基、碳原子数为1～8的烷氧基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氰基、硝基、或乙酰基，n分别独立地表示0～4的整数，k表
示0～7的整数，m表示0～8的整数，l表示0～12的整数。6.根据权利要求1～5中任一项所述的环氧树脂，其中，所述反应产物包含下述通式(a)所表示的环氧化合物：【化学式编号3】通式(a)中，R1、R2及R3分别独立地表示1价基团，R1、R2及R3所表示的1价基团中的至少1个具有介晶结构，R1、R2及R3...

【专利技术属性】
技术研发人员：片木秀行，东内智子，中村优希，福田和真，丸山直树，田林，
申请(专利权)人：昭和电工材料株式会社，
类型：发明
国别省市：