[發(fā)明專利]環(huán)氧樹脂組合物、預(yù)浸料坯、碳纖維增強復(fù)合材料及電子電氣部件箱體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080010992.6
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN102341429A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 前田祐希;本田史郎;川本史織
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C08G59/32
• 分類號: C08G59/32;C08J5/24;C08K5/521;C08K5/5399;C08L63/00;C08L71/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 楊宏軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及優(yōu)選用作碳纖維增強復(fù)合材料的基質(zhì)樹脂的環(huán)氧樹脂組合物。更詳細而言，本發(fā)明涉及能夠獲得阻燃性、固化性及力學(xué)特性優(yōu)異的碳纖維增強復(fù)合材料的環(huán)氧樹脂組合物、及由該環(huán)氧樹脂組合物和碳纖維形成的預(yù)浸料坯、以及將該預(yù)浸料坯固化得到的碳纖維增強復(fù)合材料、以及使用了該碳纖維增強復(fù)合材料的電子電氣部件箱體。

背景技術(shù)

將以環(huán)氧樹脂為代表的熱固性樹脂作為基質(zhì)樹脂的纖維增強復(fù)合材料、特別是使用了碳纖維的碳纖維增強復(fù)合材料，由于輕質(zhì)性及優(yōu)異的力學(xué)特性而用于高爾夫球、網(wǎng)球拍、釣魚竿等體育領(lǐng)域、以及航空器及車輛等的結(jié)構(gòu)材料、混凝土結(jié)構(gòu)物的增強等廣泛領(lǐng)域。近年，由于碳纖維不僅具有優(yōu)異的力學(xué)特性而且具有導(dǎo)電性，其復(fù)合材料具有優(yōu)異的電磁波阻斷性，所以也用于筆記本電腦及攝像機等電子電氣機器的箱體等，有助于箱體的輕薄化、機器的質(zhì)量減輕等。

上述碳纖維增強復(fù)合材料大多是通過將熱固性樹脂含浸于碳纖維中，將所得的預(yù)浸料坯進行層合、并加熱加壓而得到的。

在碳纖維增強復(fù)合材料的各種用途中，特別是在航空器及車輛等的結(jié)構(gòu)材料及建筑材料等中，要求材料具有阻燃性使得材料不會因火災(zāi)而著火燃燒。另外，在電子電氣機器中，為了防止由于暴露于來自裝置內(nèi)部的放熱或外部高溫而導(dǎo)致箱體及部件等起火并燃燒的事故，也要求材料的阻燃化。

在上述趨勢下，一直以來為了實現(xiàn)碳纖維增強復(fù)合材料的阻燃化，而廣泛使用分子中具有以溴為代表的鹵素的化合物。具體而言，可以舉出阻燃性環(huán)氧樹脂組合物，其中含有溴化環(huán)氧樹脂、或溴化環(huán)氧樹脂及三氧化銻的組合作為阻燃劑。

但是上述含有鹵素的樹脂組合物及其固化物在燃燒時可能產(chǎn)生鹵化氫等有害物質(zhì)，有可能對人體及自然環(huán)境造成不良影響，因此正在開發(fā)即使不含鹵素也顯示優(yōu)異阻燃性的環(huán)氧樹脂組合物。

作為不含鹵素的環(huán)氧樹脂組合物的阻燃化技術(shù)，公開了由紅磷及磷酸酯形成的碳纖維增強復(fù)合材料用基質(zhì)樹脂的技術(shù)(例如專利文獻1)。所述技術(shù)能夠得到阻燃性且不產(chǎn)生鹵素氣體。但是由于配合紅磷使得樹脂著色為紅色，所以在環(huán)氧樹脂的調(diào)制及預(yù)浸料坯化工序中，與無紅色著色的樹脂相比，制造中的裝置及器具清洗比較繁瑣，進而在電子電氣部件箱體用途中存在限制碳纖維增強復(fù)合材料制品表面的色調(diào)的問題。使用磷酸酯時，化合物中含有的磷含有率低于紅磷，為了確保充分的阻燃性需要大量配合，存在固化性及耐熱性降低的問題。另外，在層合板用途等中，公開了使用線型酚醛環(huán)氧樹脂(phenol?novolac?type?epoxy?resin)和磷酸酯的阻燃化技術(shù)(例如專利文獻2)。但是所述技術(shù)中，存在環(huán)氧樹脂的耐熱性及柔性降低、并且固化速度遲緩且固化所需時間較長所以生產(chǎn)率差的問題。另外，公開了在密封材料用途等中同時使用磷酸酯和磷腈化合物、保持阻燃性及耐濕性的平衡性的技術(shù)(例如專利文獻3)，但是制成碳纖維增強復(fù)合材料時存在無法得到良好的加工性及力學(xué)特性的問題。

專利文獻1：國際公開第2005/082982號說明書

專利文獻2：專利第3647193號公報

專利文獻3：日本特開2006-193618號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供具有高阻燃性、且快速固化特性、耐熱性及力學(xué)特性優(yōu)異的碳纖維增強復(fù)合材料，另外，提供優(yōu)選用于制造該碳纖維增強復(fù)合材料的環(huán)氧樹脂組合物、預(yù)浸料坯、及碳纖維增強復(fù)合材料、以及電子電氣部件箱體。

為了達到上述目的，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物具有下述構(gòu)成。

即，一種環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，含有下述構(gòu)成成分：[A]含有50質(zhì)量％以上下述式(I)表示的化合物的環(huán)氧樹脂、[B]有機氮化合物固化劑、[C]磷酸酯、[D]磷腈化合物。

(式中，R₁、R₂、R₃表示氫原子或甲基。另外，n表示1以上的整數(shù)。)

根據(jù)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物的優(yōu)選方案，作為熱塑性樹脂含有苯氧基樹脂。

本發(fā)明預(yù)浸料坯的優(yōu)選方案是將本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物含浸于碳纖維中得到的。

本發(fā)明碳纖維增強復(fù)合材料的優(yōu)選方案是將構(gòu)成本發(fā)明的預(yù)浸料坯的環(huán)氧樹脂組合物固化得到的。

本發(fā)明碳纖維增強復(fù)合材料的優(yōu)選方案是，使用由全部環(huán)氧樹脂組合物中含有的磷原子含有率為1.2～4質(zhì)量％的環(huán)氧樹脂組合物形成的預(yù)浸料坯，在厚度為2mm以下時在UL94試驗中的阻燃性為V-1以上。