[发明专利]环氧树脂组合物、纤维增强复合材料、成型品以及压力容器

说明书

本发明的目的在于提供可获得具有优异的拉伸强度利用率的纤维增强复合材料的环氧树脂组合物、使用其的纤维增强复合材料、成型品以及压力容器。另外，本发明的目的在于提供轻质化效果高、并且对高压气体填充·释压时的反复负载的耐性强的压力容器。为了实现上述目的，本发明的环氧树脂组合物是含有下述构成要素[A]～[C]的环氧树脂组合物，构成要素[C]为下述构成要素[c1]或下述构成要素[c2]，使该环氧树脂组合物固化而得到的固化物在动态粘弹性评价中的橡胶状态弹性模量为10MPa以下。[A]被叔丁基、仲丁基、异丙基或苯基取代的苯基缩水甘油基醚，[B]2官能以上的芳香族环氧树脂，[C]固化剂，[c1]酸酐系固化剂，[c2]脂肪族胺系固化剂。

技术领域

本发明涉及环氧树脂组合物、纤维增强复合材料、成型品以及压力容器。

背景技术

环氧树脂发挥其优异的机械特性，已广泛用于涂料、粘接剂、电气电子信息材料、先进复合材料等产业领域。尤其是在包括碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等增强纤维和基体树脂的纤维增强复合材料中，经常使用环氧树脂。

作为纤维增强复合材料的制造方法，可适宜选择预浸渍(prepreg)法、手糊工成型(hand lay-up)法、长丝缠绕(filament winding)法、拉挤成型法(Pultrusion method)、RTM(Resin Transfer Molding，树脂传递模塑工艺)法等方法。在这些方法中，使用液态树脂的长丝缠绕法、拉挤成型法、RTM法在压力容器、电线、汽车等产业用途中的应用尤其活跃。

通常，对于利用预浸渍法制造的纤维增强复合材料而言，由于增强纤维的配置被精密地控制，故而显示出优异的机械特性。另一方面，受近年来对环境的关注高涨、温室效应气体的排放限制的动向的影响，对于预浸料坯以外的使用了液态树脂的纤维增强复合材料也要求进一步的高强度化。

另外，以往，作为高压气体的储藏容器，逐渐使用钢、铝合金等金属制容器。但是，金属制压力容器的重量大，移动、运输等耗费劳力。因此，近年来，用纤维增强复合材料增强了的压力容器备受关注。进而，以天然气为燃料的汽车、搭载有燃料电池系统的汽车作为低公害车受到注目，这些汽车中搭载有填充燃料的压力容器。这些汽车要求能够填充更多燃料的压力容器，以便延长在没有补给燃料的情况下能够行驶的距离，为此，需要提高压力容器的耐压性，并且，从燃料费用的观点考虑，也要求压力容器的轻质化。另外，在用于空气呼吸器等的压力容器中，为了减轻对人的负担，也要求轻质化。并且，也要求由高压气体填充·释压时的反复负载所导致的、耐压性能的降低小的压力容器。另外，在用纤维增强复合材料增强了的压力容器中，压力容器的耐压性能等机械特性受纤维增强复合材料的特性支配，要求提高纤维增强复合材料的性能。

专利文献1公开了长丝缠绕用树脂，其使用丙烯酰胺、邻苯二甲酰亚胺来提高与增强纤维的粘接性，由此提供扭转强度优异的纤维增强复合材料。

专利文献2公开了RTM用树脂，其使用取代苯基缩水甘油基醚、提供操作性和机械强度优异的纤维增强复合材料。

专利文献3公开了树脂组合物，其使用单官能的环氧树脂、特别是缩水甘油基邻苯二甲酰亚胺和3官能以上的环氧树脂，提高耐冲击性和低温下的力学特性。

专利文献4公开了含有对叔丁基苯基缩水甘油基醚作为反应性化合物的、耐热性和压缩特性优异的环氧树脂组合物。

专利文献5公开了使用取代苯基缩水甘油基醚和纳米二氧化硅微粒的、弹性模量和耐热性提高的树脂组合物。

专利文献6公开了环氧树脂组合物，其使用取代苯基缩水甘油基醚和3官能以上的环氧树脂、提供基于热循环的疲劳特性优异的纤维增强复合材料。

专利文献7公开了RTM用树脂组合物，其使用脂环式胺化合物和反应性催化剂，能够实现低温短时间固化。

专利文献8公开了环氧树脂组合物，其含有单官能环氧树脂、多官能环氧树脂、芯壳聚合物，弹性模量和破裂韧性优异。