环氧树脂组合物、预浸料坯、纤维增强树脂成型体及一体化成型品的制作方法

本发明涉及环氧树脂组合物。此外，本发明的另一方面涉及使用了该环氧树脂组合物的预浸料坯及纤维增强树脂成型体。

背景技术：

1、对于使用环氧树脂等热固性树脂作为基体、且与碳纤维、玻璃纤维等增强纤维组合的纤维增强树脂而言，其不仅轻质，而且强度、刚性等力学特性、耐热性、及耐腐蚀性优异，因此逐渐被应用于航空·航天、汽车、铁路车辆、船舶、土木建筑、体育用品、电子部件等众多领域。另一方面，使用了热固性树脂的纤维增强树脂并不适于复杂形状的成型，为了制造复杂形状的部件、结构体，需要在将比较简单的形状的纤维增强树脂部件成型的基础上，与由该纤维增强树脂同种或不同种的材料形成的其他部件(以下，简称为“其他部件”)一体化。

2、作为将纤维增强树脂与其他部件一体化的方法，采用了螺栓、铆钉、螺钉等机械性接合方法、使用粘接剂的接合方法。然而，由于机械性接合方法需要开孔等预先加工接合部分的工序，因此存在引起制造工序的长时间化及制造成本的增加的问题、由于加工而材料强度降低的问题。在使用粘接剂的接合方法中，由于需要包括粘接剂的准备、粘接剂的涂布操作的粘接工序及固化工序，因此存在引起制造工序的长时间化的问题、在粘接强度方面也难以得到充分的可靠性的问题。

3、作为这样的问题的解决方案，近年来开发出了在使用热固性树脂的纤维增强树脂的表面形成热塑性树脂层的纤维增强树脂(专利文献1)。这样的纤维增强树脂利用介由热塑性树脂层的熔接而能容易地与其他部件接合。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：国际公开第2004/060658号

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、特别地，在要求耐热性的用途等中，在作为形成了这样的热塑性树脂层的纤维增强树脂的热塑性树脂层而使用超级工程塑料这样的高熔点的树脂的情况下，为了与其他部件的熔接，需要升温至300℃以上的高温，此时，周边的环氧树脂也将同样地被暴露于300℃以上。由于环氧树脂自300℃附近起具有分解迅速地进行的倾向，因此在实施300℃附近的熔接的情况下，有发生起因于热固性树脂的分解的损伤的风险。

3、本发明的目的在于提供即使在这样的情况下也不易发生分解的耐热性优异的环氧树脂组合物，还提供即使将高熔点的热塑性树脂层作为粘接层的情况下、在与其他部件的熔接时也不易发生损伤的纤维增强树脂成型体、及成为其前体的预浸料坯。

4、用于解决课题的手段

5、为了解决上述课题，本发明的环氧树脂组合物包含具有多环芳香族烃骨架或联苯骨架、环氧当量为220g/eq.以上290g/eq.以下的环氧树脂(a)；及平均活性氢当量为55g/eq.以上100g/eq.以下的多胺化合物，环氧树脂组合物中所含的全部环氧树脂的平均环氧当量为160g/eq.以上255g/eq.以下。

6、发明效果

7、通过使用本发明的环氧树脂组合物作为基体树脂，能够制作耐热性优异的纤维增强树脂成型体。特别地，即使在将高熔点的热塑性树脂层设置为粘接层的情况下，也能够制作出在与其他部件的熔接时不易发生损伤的纤维增强树脂成型体。

技术特征：

1.环氧树脂组合物，其包含：

2.如权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，所述环氧树脂组合物中所含的全部环氧树脂的平均环氧当量为180g/eq.以上255g/eq.以下。

3.如权利要求1或2所述的环氧树脂组合物，其中，所述环氧树脂(a)的重均分子量为500g/mol以上1000g/mol以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的环氧树脂组合物，其中，相对于所含的全部环氧树脂100质量份，所述环氧树脂组合物包含35质量份以上100质量份以下的所述环氧树脂(a)。

5.如权利要求1～4中任一项所述的环氧树脂组合物，其中，所述环氧树脂(a)是具有下式(1)或(2)所示的结构的环氧树脂，

6.如权利要求1～5中任一项所述的环氧树脂组合物，其中，所述环氧树脂组合物包含3质量％以上25质量％以下的可溶于环氧树脂的热塑性树脂。

7.如权利要求1～6中任一项所述的环氧树脂组合物，其中，所述环氧树脂组合物在通过180℃、120分钟的加热而得到的固化物的状态下于300℃保持2分钟时的热质量减少率为1.0％以下、玻璃化转变温度为180℃以上350℃以下。

8.预浸料坯，其是使权利要求1～7中任一项所述的环氧树脂组合物含浸于增强纤维而成的。

9.如权利要求8所述的预浸料坯，其中，所述增强纤维的通过威廉米法测定的表面自由能为10mj/m2以上50mj/m2以下。

10.如权利要求8或9所述的预浸料坯，其中，所述预浸料坯进一步在表面具有热塑性树脂区域。

11.如权利要求10所述的预浸料坯，其中，包含所述环氧树脂组合物的热固性树脂区域与所述热塑性树脂区域各自形成层状而邻接。

12.如权利要求11所述的预浸料坯，其中，所述热固性树脂区域与所述热塑性树脂区域的边界面的粗糙度平均高度rc为3.5μm以上。

13.纤维增强树脂成型体，所述纤维增强树脂成型体含有权利要求1～7中任一项所述的环氧树脂组合物的固化物作为基体树脂；或者，所述纤维增强树脂成型体含有将权利要求8～12中任一项所述的预浸料坯固化而成的层。

14.如权利要求13所述的纤维增强树脂成型体，其中，所述纤维增强树脂成型体以所述热塑性树脂区域露出的方式具有将权利要求10～12中任一项所述的预浸料坯固化而成的层。

15.如权利要求14所述的一体化成型品，其是其他部件熔接于所述热塑性树脂区域而成的。

技术总结
本发明的目的在于提供即使在高热下也不易发生分解的环氧树脂组合物，还提供即使在将高熔点的热塑性树脂层作为粘接层的情况下在与其他部件的熔接时也不易产生损伤的纤维增强树脂成型体、及成为其前体的预浸料坯。环氧树脂组合物，其包含：具有多环芳香族烃骨架或联苯骨架、环氧当量为220g/eq.以上290g/eq.以下的环氧树脂(A)；及平均活性氢当量为55g/eq.以上100g/eq.以下的多胺化合物，环氧树脂组合物中的所含的全部环氧树脂的平均环氧当量为160g/eq.以上255g/eq.以下。

技术研发人员：三角润,本间雅登,筱原响子
受保护的技术使用者：东丽株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13