环氧树脂组合物以及使用该组合物的预浸料坯制造技术

技术编号:7136393 阅读:212 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及环氧树脂组合物,该环氧树脂组合物的特征在于:至少含有成分[A]:具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂,成分[B]:成分[A]以外的环氧树脂,成分[C]:聚异氰酸酯化合物,成分[D]:芳香族胺系固化剂,以及成分[E]:热塑性树脂,且环氧基浓度相对于成分[A]~[D]的总量为0.67~1.51Eq/kg,优选[E]成分相对于该树脂组合物总体所占的比例为10~50重量%的环氧树脂组合物。使用该树脂组合物作为基体树脂的预浸料坯,则具有优异的耐热性和耐湿热性,并可得到具有高机械特性的复合材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合航空器的结构材料用预浸料坯的树脂组合物、以及将该树脂组合 物作为基体树脂的航空器结构材料用预浸料坯、以及使用该预浸料坯的具有高耐湿热性和 耐冲击特性的复合材料。
技术介绍
纤维增强塑料(FRP)是含有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等热固化 性树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等热塑性树脂的基体树 脂、以及碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维等纤维增强材料的复合材料,重量轻且强度 特性优异,因此近年来,自航空宇宙产业至一般工业领域,在广泛领域内得到利用。通常,将基体树脂溶解于溶剂中,混合固化剂、添加剂,含浸在织物、垫、粗纱等纤 维增强材料中,由此可得到作为FRP用的成型中间基材的预浸料坯。并且,例如在航空器用 途中,从轻量化的角度考虑,大多使用以预浸料坯为面板的蜂窝夹层面板作为结构材料。通 常蜂窝夹层面板是通过使预浸料坯与含有纸、铝、芳香族聚酰胺、玻璃等原材料的蜂窝芯的 两面粘合来制备的。近年来,从蜂窝芯的轻量化和成型成本降低的角度考虑,对于通过使预浸料坯中 使用的树脂具有与粘合剂同等的特性、无需为了粘合预浸料坯与蜂窝芯而使用其它薄膜状 的粘合剂即可以成型成蜂窝夹层面板进行了研究。例如有人提出了以下方法预先使聚异 氰酸酯化合物和环氧树脂反应,使基体树脂的粘度适当,由此使成型后的倒角(预浸料坯 的树脂的一部分流动,在含有预浸料坯的面板与蜂窝之间形成的树脂固化物)形成良好的 形状,由此使得到的蜂窝夹层面板具有良好的机械物性(参照专利文献1)。另一方面,近年来,在航空器用途中,也尝试将可具有上述特性的树脂组合物和预 浸料坯应用于蜂窝夹层面板用途以外的领域。但是,特别是在航空器用材料中,由上述专利 文献1所述的方法等得到的复合材料存在在高温高湿的条件下其机械物性显著降低的问 题。因此,人们希望保持耐冲击性等基本性能,同时可以进一步改善耐热性、耐湿热性。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2001-31838号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供耐湿热特性优异、在高温高湿环境下也具有良好的机械物 性、特别是具有刚性和耐冲击性的结构材料用环氧树脂组合物,以及使用该环氧树脂组合 物的预浸料坯。上述本专利技术的课题可通过实施方式1 14所述的本专利技术的各方案实现。实施方式1所述的本专利技术的方案是一种环氧树脂组合物,其特征在于,该环氧树 脂组合物至少含有下述成分 ,环氧基浓度相对于成分 的总量为0. 67 1.51Eq/kg。成分具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂成分成分以外的环氧树脂成分聚异氰酸酯化合物成分芳香族胺系固化剂成分热塑性树脂实施方式2所述的本专利技术的方案是实施方式1所述的环氧树脂组合物,其特征在 于,在成分和成分的合计总环氧树脂量中,成分的比例是70 95重量%。实施方式3所述的本专利技术的方案是实施方式1或2所述的环氧树脂组合物,其特 征在于,在环氧树脂组合物总体的重量中,成分的比例是10 50重量%。实施方式4所述的本专利技术的方案是实施方式1 3中任一项所述的环氧树脂组合 物,其特征在于,将环氧树脂组合物在180°C下固化2小时而得到的固化物的干燥时的玻璃 化转变温度(Tgd〃)为180°C以上。实施方式5所述的本专利技术的方案是实施方式1 4中任一项所述的环氧树脂组合 物,其特征在于,将环氧树脂组合物在180°C下固化2小时而得到的固化物的吸湿时的玻璃 化转变温度(Tgwet)为150°C以上。实施方式6所述的本专利技术的方案是一种预浸料坯,该预浸料坯是将环氧树脂组 合物含浸在纤维增强材料片中而成,其中,所述环氧树脂组合物至少含有下述成分 ,环氧基浓度相对于成分 的总量为0. 67 1. 51Eq/kg。成分具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂成分成分以外的环氧树脂成分聚异氰酸酯化合物成分芳香族胺系固化剂成分热塑性树脂实施方式7所述的本专利技术的方案是实施方式6所述的预浸料坯,其特征在于,纤维 增强材料片是碳纤维的片。实施方式8所述的本专利技术的方案是实施方式7所述的预浸料坯,其特征在于,碳纤 维的片是单方向碳纤维片或碳纤维织物片。实施方式9所述的本专利技术的方案是实施方式6所述的预浸料坯,其特征在于,纤维 增强材料片是由多种纤维构成的织物片。实施方式10所述的本专利技术的方案是实施方式6所述的预浸料坯,其特征在于,预 浸料坯中环氧树脂组合物的含有率是15 60重量%。实施方式11所述的本专利技术的方案是实施方式10所述的预浸料坯,其特征在于,使 用高压釜、在180°C、2小时、5kgf/mm2的成型、固化条件下将预浸料坯成型、固化而得到的复 合材料的干燥时的玻璃化转变温度是190°C以上。实施方式12所述的本专利技术的方案是实施方式10或11所述的预浸料坯,其特征在 于,使用高压釜、在180°C、2小时、^gf/mm2的成型、固化条件下将预浸料坯成型、固化而得 到的复合材料的吸湿时的玻璃化转变温度是150°C以上。实施方式13所述的本专利技术的方案是实施方式10 12中任一项所述的预浸料坯,其特征在于,使用高压釜、在180°C、2小时、5kgf/mm2的成型、固化条件下将预浸料坯成型、 固化而得到的复合材料的冲击后压缩强度(CAI)为200MPa以上。并且,实施方式14所述的本专利技术的方案是使用上述实施方式6 13中任一项所 述的预浸料坯进行成型和固化所得的复合材料。以本专利技术的环氧树脂组合物作为基体树脂的预浸料坯,其耐热性和耐湿热性优 异。并且,将该预浸料坯层叠并固化而制备成型板(复合材料)时,可得到具有高耐热性和 耐湿热性、并且更具有耐冲击性等的优异的机械特性的材料。具体实施例方式本专利技术的环氧树脂组合物至少含有下述成分 作为必须的构成成分。成分具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂成分成分以外的环氧树脂成分聚异氰酸酯化合物成分芳香族胺系固化剂成分热塑性树脂所谓本专利技术的成分而使用的具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂,是指具 有3个以上环氧基的环氧树脂。具体来说,可以举出例如N,N, N’,N’ -四缩水甘油基二氨 基二苯基甲烷(例如JAPAN EPOXY RESINS Co.,Ltd.制备的jER604,住友化学公司制备 的 Sumi-Epoxy ELM-434,HUNTSMAN 公司制备的 Araldite MY9634、Araldite MY-720,东都 化成制备的Epotohto YH434)、N,N,0-三缩水甘油基-对氨基酚(例如住友化学公司制备 的 Sumi-Epoxy ELM-100, Sumi-Epoxy ELM-120,HUNTSMAN 公司制备的 Araldite MY0500、 Araldite MY0600)。这些具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂也可以将二种以上并用。 本专利技术中,具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂具有使固化物具有高的耐热性的效果。作为本专利技术的成分使用的、成分以外的环氧树脂,可以使用除了上述成分 的具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂以外的以往公知的所有其它的环氧树脂,没 有特别限定。具体例如可举出双酚型环氧树脂、醇型环氧树脂、氢化邻苯二甲酸型环氧树 脂、二聚酸型环氧树脂、脂环型环氧树脂等双官能环氧树脂,苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲 酚酚醛清本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种环氧树脂组合物,其特征在于,该环氧树脂组合物至少含有下述成分[A]~[E],环氧基浓度相对于成分[A]~[D]的总量为0.67~1.51Eq/kg,  成分[A]:具有缩水甘油基氨基的多官能环氧树脂  成分[B]:成分[A]以外的环氧树脂  成分[C]:聚异氰酸酯化合物  成分[D]:芳香族胺系固化剂成分[E]:热塑性树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:河本紘典
申请(专利权)人:东邦特耐克丝株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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