环氧基-胺加成物、树脂组合物、上胶剂、涂布有上胶剂的碳纤维及纤维强化复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于，提供一种环氧基-胺加成物，其反应性高，可以提高强化复合材料中的树脂与强化纤维的密合性，进而相对于树脂等其它成分可以容易地配合。本发明的环氧基-胺加成物为分子内具有2个以上的氨基的环氧基-胺加成物，通过分子内具有2个以上的脂环式环氧基的环氧化合物(A)与分子内具有2个以上的氨基的胺化合物(B)的反应来得到。环氧化合物(A)优选为下述式(a)表示的化合物。
【专利说明】环氧基-胺加成物、树脂组合物、上胶剂、涂布有上胶剂的 碳纤维及纤维强化复合材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环氧基-胺加成物、含有该环氧基-胺加成物的树脂组合物、及通 过将该树脂组合物含浸或涂敷于强化纤维而得到的预浸料所形成的纤维强化复合材料。本 发明还涉及一种含有上述环氧基-胺加成物的上胶剂、将该上胶剂涂布于碳纤维而得到的 涂布有上胶剂的碳纤维、及含有该涂布有上胶剂的碳纤维的纤维强化复合材料。
【背景技术】
[0002] 目前，已知有通过使胺化合物与环氧化合物反应而生成的环氧基-胺加成物（有 时称为"胺加合物"）。作为上述胺加合物，例如在专利文献1、专利文献2中公开有使具有 缩水甘油基的环氧树脂与二焼基胺反应而得到的加成化合物、及由该加成化合物粉体表面 的酸性物质产生的中和处理物。另外，在专利文献3中公开有一种环氧基-胺加成物，其是 例如使具有氨基及N，N-二焼基氨基的氨基化合物与分子内具有多于平均一个的缩水甘油 基的环氧树脂W特定的比例进行反应而得到的。
[0003] 如在专利文献1?3中公开的那样，使用上述胺加合物作为环氧树脂的固化剂 (潜在性固化剂）。近年来，除上述胺加合物除作为固化剂的用途之外，例如也开始作为密 合性改良剂使用，其可提高碳纤维等强化纤维与树脂的复合材料（纤维强化复合材料）中 的树脂与强化纤维的密合性。
[0004] 另一方面，具有高的比强度、比弹性及耐热性、并且轻量的碳纤维与树脂的复合材 料即纤维强化复合材料（碳纤维强化复合材料）具有非常优异的耐热性及机械物性，因此， 开始用于各种用途。在该种碳纤维复合材料中，一般使用上胶剂（集束剂）。作为上述上胶 齐U，已知有例如在双酷A的二缩水甘油基離（参照专利文献4、5)、双酷A的（参照专利文献 6、7)、环氧基加成于双酷A的聚环氧化物加成物的物质（参照聚环氧化物加成物专利文献 8、9)、聚亚焼基二醇的环氧基加成物（参照专利文献10?12)等。该些上胶剂作为糊剂涂 布于碳纤维上，W提高收敛性不足的碳纤维的高次加工性为目的而使用。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开昭56-155222号公报
[0008] 专利文献2:日本特开昭57-100127号公报
[0009] 专利文献3:日本特开昭61-228018号公报
[0010] 专利文献4:日本特开昭50-059589号公报
[0011] 专利文献5:日本特开昭57-171767号公报
[0012] 专利文献6:日本特开平07-009444号公报
[0013] 专利文献7:日本特开2000-336577号公报
[0014] 专利文献8:日本特开昭61-028074号公报
[0015] 专利文献9:日本特开平01-272867号公报
[0016] 专利文献10:日本特开昭57-128266号公报
[0017] 专利文献11:日本特开昭59-009273号公报
[0018] 专利文献12:日本特开昭62-033872号公报
【发明内容】
[0019] 但是，专利文献1?3中所公开的胺加合物不具有直接键合于氮原子的氨原子那 样的活性氨，或该活性氨被各种化合物（例如无机酸、有机酸、酷类等）掩蔽，因此，不具有 充分的反应性，例如，在作为纤维强化复合材料中的密合性改良剂而使用的情况下，存在不 能充分地得到提高树脂与强化纤维的密合性的效果的问题。
[0020] 在上述胺加合物中，例如设想作为用于提高纤维强化复合材料中的树脂与强化纤 维的密合性等的添加剂进行使用的情况下，要求相对于其它成分（例如热塑性树脂、环氧 化合物等固化性树脂等）可W容易地进行配合。但是，例如现有已知的双酷A二缩水甘油 基離等具有缩水甘油基的环氧化合物与聚胺化合物的加成物由于形成有交联结构，因此， 即使进行加热，也不会软化或烙融，难W与其它成分混合，不能得到均匀的组合物。
[0021] 另外，作为上述的碳纤维强化复合材料中的上胶剂，不仅要求提高碳纤维的高次 加工性、还要求可W提高碳纤维强化复合材料中的碳纤维和树脂（基质树脂）的粘接性 (密合性）。
[0022] 因此，本发明的目的在于，提供一种环氧基-胺加成物，其反应性高，可W提高纤 维强化复合材料中的树脂与强化纤维的密合性，进而相对于树脂等其它成分可W容易地进 行配合。
[0023] 另外，本发明的其它目的在于，提供一种树脂组合物，其可W形成反应性高、且树 脂与强化纤维的密合性优异的纤维强化复合材料。
[0024] 进而，本发明的其它目的在于，提供一种树脂与强化纤维的密合性优异、具有高的 机械物性（例如坚初性）的纤维强化复合材料。
[00巧]进而，本发明的其它目的在于，提供一种上胶剂，其可W提高碳纤维的高次加工 性，另外，可W提高碳纤维与基质树脂的粘接性。
[0026] 进而，本发明的其它目的在于，提供一种高次加工性优异、且碳纤维与基质树脂的 粘接性优异的涂布有上胶剂的碳纤维及含有该涂布有上胶剂的碳纤维的纤维强化复合材 料。
[0027] 解决问题的方法
[0028] 本发明人为了解决上述问题而进行了潜也研究，结果发现，通过使特定的环氧化 合物与特定的胺化合物进行反应而得到的环氧基-胺加成物（胺加合物）、或具有特定的 结构的环氧基-胺加成物（胺加合物）具有高的反应性，可W提高纤维强化复合材料中的 树脂与强化纤维的密合性，进而，相对于树脂等其它成分可W容易地进行配合，完成了本发 明。
[0029] 目P，本发明提供一种环氧基-胺加成物，其为分子内具有2个W上的氨基的环氧 基-胺加成物，且通过分子内具有2个W上的脂环式环氧基的环氧化合物（A)与分子内具 有2个W上的氨基的胺化合物炬）的反应来得到。
[0030] 进而，提供上述的环氧基-胺加成物，其中，环氧化合物（A)为下述式（a)表示的 化合物。
[003。[化学式^
【权利要求】
1. 一种环氧基-胺加成物，其在分子内具有2个以上的氨基，并通过分子内具有2个以 上的脂环式环氧基的环氧化合物（A)与分子内具有2个以上的氨基的胺化合物（B)的反应 来得到。
2. 如权利要求1所述的环氧基-胺加成物，其中，环氧化合物（A)为下述式（a)表示的 化合物， [化学式1]
式中，X表示单键、或具有1个以上的原子的二价基团。
3. 如权利要求1或2所述的环氧基-胺加成物，其中，胺化合物（B)为下述式（b)表示 的化合物， [化学式2] R2(NH2)r (b) 式中，R2表示在与式中所示的氮原子相键合的部位具有碳原子的r价有机基团；r表示 2以上的整数。
4. 一种环氧基-胺加成物，其用下述式（I)表示： [化学式3]
式中，R2'表示在与式中所示的氮原子相键合部位具有碳原子的二价有机基团；X表示 单键、或具有1个以上的原子的二价基团；q表示1以上的整数。
5. -种树脂组合物，其含有权利要求1?4中任一项所述的环氧基-胺加成物和热塑 性树脂。
6. 如权利要求5所述的树脂组合物，其为纤维强化复合材料用树脂组合物。
7. -种预浸料，其是将权利要求6所述的树脂组合物含浸或涂敷于强化纤维而得到 的。
8. -种纤维强化复合材料，其由权利要求7所述的预浸料形成。
9. 一种上胶剂，其含有权利要求1?4中任一项所述的环氧基-胺加成物。
10. -种涂布有上胶剂的碳纤维，其通过将权利要求9所述的上胶剂涂布于碳纤维而 得到。
11. 一种纤维强化复合材料，其含有权利要求10所述的涂布有上胶剂的碳纤维和固化 物，所述固化物是使热塑性树脂或固化性化合物固化而得到的。
【文档编号】C08G59/14GK104284916SQ201380025429
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年4月30日 优先权日:2012年5月16日
【发明者】坂根正宪 申请人:株式会社大赛璐