[发明专利]纤维强化复合材料用环氧树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种可提供固化性和阻燃性优异的碳纤维强化复合材料，并且储存稳定性优异的纤维强化复合材料用环氧树脂组合物。

背景技术

将以环氧树脂为代表的热固化性树脂作为基体树脂的纤维强化复合材料、特别是使用碳纤维的碳纤维强化复合材料，由于重量轻且力学特性优异，因此目前广泛应用于以航空器、车辆等的构造材料、混凝土构造物的增强、高尔夫球杆、网球拍、鱼竿等体育领域等为代表的多个领域。此外，碳纤维强化复合材料不仅具有优异的力学特性，而且由于碳纤维具有导电性，所以该复合材料还具有优异的电磁屏蔽性，因此其还用于笔记本电脑和摄像机等电子电气设备的外壳等，有助于减小外壳的厚度和减轻设备的重量等。这种碳纤维强化复合材料通常通过以下方式获得，即用热固化性树脂浸渍强化纤维，将所获得的预浸渍体进行叠层。

作为用于上述用途的预浸渍体所需要的各种特性，不仅需要成型物的物性如耐热性、耐冲击性等优异，同时还可列举室温下优异的储存稳定性、在规定的固化条件（固化温度、固化时间等）下可适当固化等。

此外，纤维强化复合材料的各种用途中，特别是航空器和车辆等的构造材料或建筑材料等中，要求材料具有阻燃性，以免材料因火灾而发生起火燃烧。电子电气设备中，为了防止因来自装置内部的发热和外部暴露在高温下而发生外壳和零部件等起火燃烧的事故的发生，要求使用具有阻燃性的材料。

为了使碳纤维强化复合材料具有阻燃性，以往使用了卤素阻燃剂。作为卤素阻燃剂，例如使用了在环氧树脂中含有以溴为代表的卤素的卤化环氧树脂、或者通过在卤化环氧树脂中使用三氧化二锑（Sb₂O₃）作为阻燃剂从而赋予阻燃性的阻燃性环氧树脂组合物等。通过在卤化环氧树脂中含有三氧化二锑，气相时自由基捕捉、空气屏蔽效果较大，可获得高阻燃效果。

虽然通过配伍少量的这些卤素阻燃剂可获得优异的阻燃性，但燃烧时可能会产生卤化氢和有机卤化物等有毒气体，可能对人体和自然环境造成不良影响。此外，由于与卤素阻燃剂一起使用的三氧化二锑是有害的，所以在使用时必须注意。此外，由于三氧化二锑具有粉体毒性，所以考虑到其对人体和环境的影响，最好在树脂组合物中完全不含三氧化二锑。因此，业者正在进行即使不含有卤素或三氧化二锑也具有优异的阻燃性的无卤阻燃剂的研究。

在这种趋势中，作为卤素阻燃剂的替代阻燃剂，目前广泛被研究的是加入红磷、磷酸酯等磷类化合物和氧化镁、氧化铝等金属氧化物等而成的环氧树脂组合物（例如，参照专利文献1）。专利文献1中记载了一种碳纤维强化复合材料用环氧树脂组合物，其含有环氧树脂、胺类固化剂、以及磷化合物，通过将磷原子的浓度设定在规定范围内，能够实现优异的阻燃性和力学特性，并且燃烧时不会产生卤素气体，适用于纤维复合材料。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】国际公开第2005/082982号

发明概要

发明拟解决的问题

此处，在环氧树脂等热固化性树脂中加入磷类化合物和金属氧化物作为代替阻燃剂时，需要大量添加磷类化合物和金属氧化物，才能获得充分的阻燃性。但是，一旦大量添加磷类化合物和金属氧化物，则会出现固化物的物性降低例如固化环氧树脂组合物后获得的固化物的强度降低等的问题。

此外，一般120℃左右的低温下的固化性提高后，反应性改善，导致储存稳定性降低。因此，将以往的碳纤维强化复合材料用环氧树脂组合物作为航空器等用的预浸渍体而使用时，环氧树脂组合物需要在120℃左右的温度下也能够固化，并且储存稳定性优异。

因此，以现有的技术，难以获得既考虑到对人体和环境的影响，又物性优异且阻燃性良好的固化物。因此，作为阻燃性环氧树脂组合物，目前尚未发现一种可在120℃左右下固化，既顾及到环境方面，又储存稳定性优异，同时能够获得具有良好的阻燃性和优异的物性的固化物的阻燃性环氧树脂组合物。

本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种纤维强化复合材料用环氧树脂组合物，其可在120℃下固化，既顾及到环境方面，又储存稳定性优异，同时能够获得具有良好的阻燃性和优异的物性的固化物。

发明内容

本发明为以下所示的（1）～（5）。

（1）一种纤维强化复合材料用环氧树脂组合物，包括：骨架中含有磷的含磷环氧树脂，

双氰胺，以及