[发明专利]苯并噁嗪树脂组合物和纤维增强复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及能够以高水平实现各种优异的机械性质，特别是航空用途所需的机械性质的苯并噁嗪树脂组合物，适用于航空、船舶、汽车、体育用品和其它一般工业相关用途，并特别由于同时以高水平实现各种优异的机械性质而能进一步减轻重量的使用该树脂组合物的纤维增强复合材料，和可用于获得该复合材料的预浸料坯。

背景技术

包含各种纤维和基体树脂的纤维增强复合材料由于它们的优异动力学性质而广泛用于航空、船舶、汽车、体育用品和其它一般工业用途。

随着它们在实际应用中的性能增强，纤维增强复合材料的应用范围最近已越来越扩大。

作为此类纤维增强复合材料的实例，例如在专利公开1和2中已经提出利用具有苯并噁嗪环的化合物的那些。这些具有苯并噁嗪环的化合物具有优异的防潮防热性，但较差的韧性。已尝试通过混合环氧树脂或各种树脂细粒弥补这种缺陷。

另一方面，已经要求通过在航空用途所需的动力学性质中特别是同时以高水平实现冲击后压缩强度（在下文缩写为CAI）、在高温高湿下的层间剪切强度（在下文缩写为ILSS）和弯曲断裂韧性，从而进一步减轻重量。此外，为了保持高温特性，其中所用的树脂材料的玻璃化转变温度需要保持在高水平。但是，不能说上文提到的专利公开中具体公开的实施例一定能够同时以高水平实现这些性质。

作为改进动力学性质的技术，专利公开3例如公开了将聚酰胺12细粒添加到热固性树脂，如环氧树脂中以改进CAI。

利用这种技术的纤维增强复合材料能使CAI保持在一定的高水平，但尚未同时实现在高温高湿下的高ILSS。

因此，为了取代现有的复合材料，需要开发在比现有材料轻的重量下同时具有更高水平的各种机械性质的材料。

专利公开1: JP-2007-16121-A

专利公开2: JP-2010-13636-A

专利公开3: JP-2009-286895-A。

发明概述

本发明的目的是提供能够同时以高水平实现优异的CAI、ILSS和弯曲断裂韧性，以及保持其中的树脂材料的高玻璃化转变温度的纤维增强复合材料，以及用于其的预浸料坯和苯并噁嗪树脂组合物。

本发明人为实现上述目的作出大量研究并发现，通过以落在比传统提出的范围窄的范围内的特定比率掺合(A) 具有苯并噁嗪环的特定化合物、(B) 环氧树脂、(C) 固化剂、(D) 韧性改进剂和特定粒径的聚酰胺12粒子并根据聚酰胺12粒子的平均粒径调节该掺合比，出乎意料地同时以高水平实现此消彼长（trade off）关系的各种机械性质，由此完成本发明。

根据本发明，提供一种苯并噁嗪树脂组合物（在下文中有时被称作本发明的第一组合物），其包含：

(A) 在其分子中具有式(1)所示的苯并噁嗪环的化合物：

  式(1)

其中R₁代表具有1至12个碳原子的链烷基、具有3至8个碳原子的环烷基、苯基或被具有1至12个碳原子的链烷基或卤素取代的苯基，且氢原子键合至所述芳环的至少一个碳原子上，其在键合有氧原子的碳原子的邻位或对位；

(B) 环氧树脂；

(C) 固化剂；

(D) 韧性改进剂；和

(E1) 具有不小于1μm且小于15μm的平均粒径的聚酰胺12粒子；

其中以组分(A)和(B)的总量为100质量%计，所述组分(A)的含量为65至78质量%且所述组分(B)的含量为22至35质量%，

其中，以组分(A)和(B)的总量为100质量份计，所述组分(C)的含量为5至20质量份，所述组分(D)的含量为3至20质量份，且所述组分(E1)的含量为20至30质量份，且

其中组分(D)溶解。

根据本发明，还提供一种苯并噁嗪树脂组合物（在下文中有时被称作本发明的第二组合物），其包含上文提到的组分(A)至(D)和(E2) 具有不小于15μm且不大于60μm的平均粒径的聚酰胺12粒子；

其中以组分(A)和(B)的总量为100质量%计，所述组分(A)的含量为65至78质量%且所述组分(B)的含量为22至35质量%；

其中，以组分(A)和(B)的总量为100质量份计，所述组分(C)的含量为5至20质量份，所述组分(D)的含量为3至20质量份，且所述组分(E1)的含量为不小于5质量份且小于20质量份，且

其中组分(D)溶解。