专利名称：环氧树脂组合物、预浸料坯、碳纤维增强复合材料及电子电气部件箱体的制作方法
技术领域：
本发明涉及优选用作碳纤维增强复合材料的基质树脂的环氧树脂组合物。更详细而言，本发明涉及能够获得阻燃性、固化性及力学特性优异的碳纤维增强复合材料的环氧树脂组合物、及由该环氧树脂组合物和碳纤维形成的预浸料坯、以及将该预浸料坯固化得到的碳纤维增强复合材料、以及使用了该碳纤维增强复合材料的电子电气部件箱体。
背景技术：
将以环氧树脂为代表的热固性树脂作为基质树脂的纤维增强复合材料、特别是使用了碳纤维的碳纤维增强复合材料，由于轻质性及优异的力学特性而用于高尔夫球、网球拍、钓鱼竿等体育领域、以及航空器及车辆等的结构材料、混凝土结构物的增强等广泛领域。近年，由于碳纤维不仅具有优异的力学特性而且具有导电性，其复合材料具有优异的电磁波阻断性，所以也用于笔记本电脑及摄像机等电子电气机器的箱体等，有助于箱体的轻薄化、机器的质量减轻等。上述碳纤维增强复合材料大多是通过将热固性树脂含浸于碳纤维中，将所得的预浸料坯进行层合、并加热加压而得到的。在碳纤维增强复合材料的各种用途中，特别是在航空器及车辆等的结构材料及建筑材料等中，要求材料具有阻燃性使得材料不会因火灾而着火燃烧。另外，在电子电气机器中，为了防止由于暴露于来自装置内部的放热或外部高温而导致箱体及部件等起火并燃烧的事故，也要求材料的阻燃化。在上述趋势下，一直以来为了实现碳纤维增强复合材料的阻燃化，而广泛使用分子中具有以溴为代表的卤素的化合物。具体而言，可以举出阻燃性环氧树脂组合物，其中含有溴化环氧树脂、或溴化环氧树脂及三氧化锑的组合作为阻燃剂。但是上述含有卤素的树脂组合物及其固化物在燃烧时可能产生卤化氢等有害物质，有可能对人体及自然环境造成不良影响，因此正在开发即使不含卤素也显示优异阻燃性的环氧树脂组合物。作为不含卤素的环氧树脂组合物的阻燃化技术，公开了由红磷及磷酸酯形成的碳纤维增强复合材料用基质树脂的技术(例如专利文献1)。所述技术能够得到阻燃性且不产生卤素气体。但是由于配合红磷使得树脂着色为红色，所以在环氧树脂的调制及预浸料坯化工序中，与无红色着色的树脂相比，制造中的装置及器具清洗比较繁琐，进而在电子电气部件箱体用途中存在限制碳纤维增强复合材料制品表面的色调的问题。使用磷酸酯时，化合物中含有的磷含有率低于红磷，为了确保充分的阻燃性需要大量配合，存在固化性及耐热性降低的问题。另外，在层合板用途等中，公开了使用线型酚醛环氧树脂(Phenol novolac type epoxy resin)和磷酸酯的阻燃化技术(例如专利文献幻。但是所述技术中， 存在环氧树脂的耐热性及柔性降低、并且固化速度迟缓且固化所需时间较长所以生产率差的问题。另外，公开了在密封材料用途等中同时使用磷酸酯和磷腈化合物、保持阻燃性及耐湿性的平衡性的技术(例如专利文献幻，但是制成碳纤维增强复合材料时存在无法得到良好的加工性及力学特性的问题。专利文献1 国际公开第2005/082982号说明书专利文献2 专利第3647193号公报专利文献3 日本特开2006-193618号公报
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供具有高阻燃性、且快速固化特性、耐热性及力学特性优异的碳纤维增强复合材料，另外，提供优选用于制造该碳纤维增强复合材料的环氧树脂组合物、预浸料坯、及碳纤维增强复合材料、以及电子电气部件箱体。为了达到上述目的，本发明的环氧树脂组合物具有下述构成。S卩，一种环氧树脂组合物，其特征在于，含有下述构成成分[A]含有50质量％以上下述式(I)表示的化合物的环氧树脂、[B]有机氮化合物固化剂、[C]磷酸酯、[D]磷腈化合物。
权利要求
1. 一种环氧树脂组合物，其特征在于，含有下述构成成分[A]含有50质量％以上下述式(I)表示的化合物的环氧树脂，[B]有机氮化合物固化剂，[C]磷酸酯，
2.如权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，环氧树脂组合物还含有热塑性树脂，所述热塑性树脂为苯氧基树脂。
3.一种预浸料坯，是将权利要求1或2所述的环氧树脂组合物含浸在碳纤维中形成的。
4.一种碳纤维增强复合材料，是将权利要求3所述的预浸料坯加热固化形成的。
5.一种碳纤维增强复合材料，是使用预浸料坯得到的，所述预浸料坯含有磷含有率为 1. 2 4质量％的权利要求1或2所述的环氧树脂组合物及碳纤维，其特征在于，所述碳纤维增强复合材料在厚度为2mm以下时在UL94燃烧试验中的阻燃性为V-I以上。
6.一种碳纤维增强复合材料的制造方法，是将权利要求3所述的预浸料坯成型的碳纤维增强复合材料的制造方法，所述成型为加压成型。
7.一种电子电气部件箱体，使用权利要求4或5中任一项所述的碳纤维增强复合材料、 或使用采用权利要求6所述的方法得到的碳纤维增强复合材料。
全文摘要
本发明提供一种具有优异的阻燃性、快速固化特性、耐热性及力学特性的碳纤维增强复合材料，另外，提供优选用于得到所述纤维增强复合材料的环氧树脂组合物、预浸料坯及碳纤维增强复合材料以及电子电气部件箱体。环氧树脂组合物的特征在于含有下述构成成分[A]含有50质量％以上下述式(I)表示的化合物的环氧树脂、[B]有机氮化合物固化剂、[C]磷酸酯、[D]磷腈化合物。(式中，R1、R2、R3表示氢原子或甲基。另外，n表示1以上的整数)。
文档编号C08K5/521GK102341429SQ20108001099
公开日2012年2月1日 申请日期2010年2月4日 优先权日2009年3月25日
发明者前田祐希, 川本史织, 本田史郎 申请人:东丽株式会社