[发明专利]纤维增强复合材料用树脂组合物、其固化物、纤维增强复合材料、纤维增强树脂成形品、及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及因表现出优异的流动性、其固化物的机械强度优异而适合于航空器部件、航天器部件、汽车部件等的纤维增强复合材料、其制造方法、及该纤维增强复合材料的基体树脂材料。

背景技术

以环氧树脂及其固化剂为必需成分的环氧树脂组合物由于高耐热性、耐湿性、尺寸稳定性等诸多物性优异，因此被广泛使用于半导体密封材料、印刷电路板、积层(build up)基板、抗蚀油墨(resist ink)等电子部件、导电糊剂等导电性粘接剂、其他粘接剂、底充胶(underfill)等液态密封材料、液晶密封材料、挠性基板用覆盖层、积层用粘接薄膜、涂料、光致抗蚀材料、显色材料、纤维增强复合材料等中。

这些当中，特别是将环氧树脂及固化剂作为基体成分含浸在增强纤维中并使其固化而成的纤维增强复合材料，由于在轻量和高强度的特性的基础上，还具备优异的高耐热性、低固化收缩率、抗化学药品性、高弹性模量等诸多性能，因此在汽车产业、航空航天产业等一般产业领域中的要求较高。

然而，通常环氧树脂在常温下为高粘度流体或者固体，因此，在增强纤维中含浸树脂的工序中，为了确保环氧树脂的实用水平的流动性，需要将树脂成分加热至100℃以上，因此会产生以下的问题，即，因加热而促进了环氧树脂的固化，反而会导致高粘度化及含浸不良。特别是在碳纤维增强热固性塑料(CFRP)的领域中，近年来，在利用因压倒性的周期和低设备成本而逐渐普及的树脂传递模塑成形(RTM)法中，热固化性树脂材料的低粘度·高流动性是不可缺少的特性。

因此，作为以往适合于CFRP用途的RTM法的环氧树脂材料，还已知例如使用环氧当量200g/eq.以下的双酚F型环氧树脂作为主剂，且使用作为固化剂成分的在室温下为液态的芳香族聚胺、及路易斯酸和碱的络合物，由此，改善热固性树脂成分的流动性，并进一步改善低温固化性，提高RTM法中CFRP的生产率的技术(参照专利文献1)。

然而，配混了上述环氧当量200g/eq.以下的双酚F型环氧树脂、室温下为液态的芳香族聚胺、及路易斯酸和碱的络合物的热固性树脂材料，虽然谋求环氧树脂本身的低粘度化，但是组合物整体的粘度还是很高，在RTM成形中注入树脂时，加热是不可避免的，存在因固化反应而增粘的担心，此外，能源上运转成本高，而且，固化物的机械强度、耐热性不充分，难以应用于汽车产业、航空航天产业中。

另外，还已知使在环氧树脂中配混有马来酸单烯丙氧基酯的组合物固化而得到耐热性优异的固化物的技术(参照下述专利文献2)。然而，该组合物本身的粘度高，即使适用于纤维增强树脂成形品用途中，生产率仍然差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-265434号公报

专利文献2：日本特开2005-42105号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明要解决的课题为提供流动性优异并且固化物的机械强度及耐热性优异的纤维增强复合材料用树脂组合物，其固化物，纤维增强复合材料，机械强度、耐热性优异的纤维增强树脂成形品，及生产率良好的纤维增强树脂成形品的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题进行了深入的研究，结果发现，使用以环氧树脂(A)、含酸基自由基聚合性单体(B)、自由基聚合引发剂(C)、及胺系环氧树脂用固化剂(D)为必需成分，且由E型粘度计测定的50℃下的粘度为500mPa·s以下的组合物作为在纤维增强剂中含浸固化的热固化性树脂成分，通过连续或者同时进行环氧树脂(A)与胺系环氧树脂用固化剂(D)的固化反应、环氧树脂(A)与含酸基自由基聚合性单体(B)的反应、以及起因于该单体(B)的自由基聚合性基团的聚合的所谓原位反应进行固化，即，通过使前述单体(B)中的酸基与前述环氧树脂(A)中的环氧基反应并且使起因于该单体(B)的自由基聚合性基团聚合，由此，能够改善环氧固化系统中的组合物的流动性并且能够改善固化后的机械强度，从而完成了本发明。

即，本发明涉及一种纤维增强复合材料用树脂组合物，其特征在于，其以环氧树脂(A)、含酸基自由基聚合性单体(B)、自由基聚合引发剂(C)、及胺系环氧树脂用固化剂(D)为必需成分，且利用E型粘度计测定的50℃下的粘度为500mPa·s以下。

本发明还涉及一种固化物，其是使前述纤维增强复合材料用树脂组合物进行原位反应而得到的。