[发明专利]预浸料及其制造方法

说明书

本发明提供的预浸料是包含1次预浸料和表面层的预浸料，1次预浸料包含强化纤维以及浸渍到由上述强化纤维形成的强化纤维层内的树脂组合物(I)，表面层包含形成于上述1次预浸料的单面或两面的树脂组合物(II)；其中，树脂组合物(I)为至少含有环氧树脂和热塑性树脂的环氧树脂组合物[B]；树脂组合物(II)为至少含有环氧树脂和导电性粒子的环氧树脂组合物[A]。

技术领域

本发明涉及能够制作耐冲击性和导电性均优良的纤维增强复合材料的预浸料及其制造方法。

背景技术

由碳纤维和树脂构成的碳纤维增强复合材料(下文简写为“CFRP”)因其轻量、高强度、高弹性模量等特征，被广泛用于飞机、体育运动、休闲和一般产业。该CFRP多数都用预先由碳纤维和树脂一体化而成的预浸料来制造。

作为构成预浸料的树脂，使用热固性树脂或热塑性树脂。特别是，热固性树脂由于其粘接性、悬垂性好而使其成形自由度高，故使用热固性树脂制的预浸料得到广泛使用。由于热固性树脂一般为低韧性，因此，在使用热固性树脂作为构成预浸料的树脂时，使用该预浸料制作的CFRP，其耐冲击性低，这是存在的问题。因此，人们正在研究改善耐冲击性的方法。

专利文献1～3公开了通过使热塑性树脂微粒局部存在于预浸料表面上而形成的预浸料。由于这些预浸料的表面上局部存在粒子形状的热塑性树脂，因此，初期的粘接性很差。另外，由于与表面层中存在的固化剂进行固化反应，因此，导致预浸料的保存稳定性差，粘接性和悬垂性经时降低。进而，使用这种进行了固化反应的预浸料制作的纤维增强复合材料(下文简写为“FRP”)多数都存在孔隙等缺陷，故其机械物性显著降低。

专利文献4公开了由颗粒状、纤维状或薄片状的热塑性树脂分布在预浸料的单面或两面的表面层附近而形成的预浸料。在使用颗粒状或纤维状热塑性树脂的情况下，由于与上述专利文献1～3同样的理由， 会使预浸料的粘接性降低，所获FRP的机械物性也降低。另外，在使用薄片状热塑性树脂的情况下，会使预浸料的粘接性、悬垂性丧失。而且，耐溶剂性差等来自热塑性树脂的缺点在FRP中显著地反映出来。

另外，在航空和宇宙领域等的用途中，为了保护不受雷击、静电散逸(ESI)以及电磁干扰(EMI)，必须使用显示导电性的FRP。对FRP的雷击可能会将具有许多层的层压物FRP击穿，从而使其出现破洞，这样就有可能导致构件的灾难性故障。

已知的是，以碳纤维为强化纤维的CFRP，由于构成碳纤维的石墨具有导电性，因此具有一定程度的导电性。然而，其导电性对保护CFRP不受雷击破坏的影响力尚不充分。这是由于，雷击造成的放电会进入到CFRP的树脂层间，使其中的树脂蒸发，从而引起整体层间剥离，有可能将CFRP击穿。

另外，由于CFRP的树脂层具有电绝缘体的作用，因此导致CFRP在厚度方向(即与纤维方向成直角的方向)的导电性变差。特别是，如专利文献1～4所述，对于这种为了改善耐冲击性而使热塑性树脂微粒局部存在于树脂层中的预浸料来说，由于所获CFRP的强化纤维层之间的接触被热塑性树脂微粒抑制，因此使得CFRP在厚度方向的导电性进一步降低。因此，难以使CFRP兼有优良的耐冲击性和导电性。

作为提高强化纤维层间的导电性的方法，可以考虑在CFRP的基体树脂中配合金属粒子的方法(例如，专利文献5)，或是配合碳粒子的方法(例如，专利文献6)，但采用这些方法得到的CFRP的耐冲击性不足。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平7－41575号公报

专利文献2：特开平7－41576号公报

专利文献3：特开平7－41577号公报

专利文献4：特开平8－259713号公报

专利文献5：特开平6－344519号公报