[发明专利]预浸料、纤维强化复合材料及含有颗粒的树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及预浸料、纤维强化复合材料及用于制作它们的含有颗粒的树 脂组合物。本发明尤其涉及飞机用途、船舶用途、汽车用途、体育用途、其 它一般产业用途的纤维强化复合材料及用于得到该复合材料的预浸料。

背景技术

包含各种纤维和基体树脂的纤维强化复合材料因其优异的力学物性而 被广泛用于飞机、船舶、汽车、体育用品、其它一般产业用途等。近年来， 随着其使用经验的累积，纤维强化复合材料的适用范围进一步扩大。

作为这样的纤维强化复合材料，例如专利文献1和2中提出利用了苯并噁 嗪树脂的纤维强化复合材料。苯并噁嗪树脂虽然具有优异的耐湿性和耐热 性，但存在韧性差的问题，进行了配混环氧树脂、各种树脂微粒等来弥补该 缺点的研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-16121号公报

专利文献2：日本特开2010-13636号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，飞机用途的纤维强化复合材料期望进一步轻量化。为了实现材料 的轻量化，尤其是在飞机用途所必需的力学特性中，必须以高水平同时实现 冲击后压缩强度(以下简称为CAI)和弯曲弹性模量，此外，为了维持高温 特性，所使用的树脂材料的玻璃化转变温度也必须维持得较高。此外，纤维 强化复合材料通常是将预浸料多层层叠并对它们进行加热而形成的，不易发 生纤维层间的剥离也是重要的特性之一。但是，上述专利文献中具体记载的 例子不能说一定能够以高水平同时实现这些特性。

本发明的课题在于，提供能够得到如下纤维强化复合材料的预浸料及用 于得到该预浸料的含有颗粒的树脂组合物以及纤维强化复合材料，所述纤维 强化复合材料利用具有优异耐湿性和耐热性的苯并噁嗪树脂，且能够以高水 平同时实现层间破坏韧性、CAI及弯曲弹性模量，并且还能够将树脂材料的 玻璃化转变温度维持得较高。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明提供一种预浸料，其具备强化纤维层和设置 在上述强化纤维层的至少一个表面上的表面层，所述强化纤维层包含强化纤 维和浸渗于上述强化纤维的纤维之间的树脂组合物，所述树脂组合物含有(A) 苯并噁嗪树脂、(B)环氧树脂以及(C)分子中具有2个以上酚性羟基的固化剂， 所述表面层含有(A)苯并噁嗪树脂、(B)环氧树脂、(C)分子中具有2个以上酚 性羟基的固化剂、以及(D)平均粒径为5～50μm的聚酰胺树脂颗粒，聚酰胺树 脂颗粒包含聚酰胺12树脂颗粒及由使己内酰胺与十二内酰胺以9:1～7:3的摩 尔比共聚而成的共聚物形成的聚酰胺树脂颗粒。

利用本发明的预浸料，通过多层层叠并在加压下加热，能够得到利用具 有优异耐湿性和耐热性的苯并噁嗪树脂、且能够以高水平同时实现层间破坏 韧性、CAI和弯曲弹性模量、并且还能够将树脂材料的玻璃化转变温度维持 得较高的纤维强化复合材料。

对于利用上述预浸料能够提高层间破坏韧性、CAI和弯曲弹性模量的理 由，本发明人等如以下所述考虑。由于苯并噁嗪树脂的固化剂即具有酚性羟 基的化合物的存在，产生聚酰胺树脂颗粒的熔解温度的降低。此处，若聚酰 胺树脂颗粒的熔解温度变得过低，则在使用预浸料制作纤维强化复合材料时 的热固化树脂的固化时，聚酰胺树脂颗粒变得容易熔解，熔解了的聚酰胺树 脂颗粒容易进入强化纤维层。与此相对，通过使用2种上述特定的聚酰胺树 脂颗粒，能够在使上述(A)～(C)成分充分固化的温度条件下，在一种聚 酰胺树脂颗粒不易流动的状态下使另一种聚酰胺树脂颗粒适度地熔解，其结 果，在纤维层间形成了粘接性、剥离阻力和弯曲弹性优异的树脂固化层。

此外，根据本发明人等的研究而发现：对于使用1种聚酰胺树脂颗粒的 预浸料的情况，根据对这些层叠体进行加热时的升温条件的不同，有时会对 CAI、模式I层间破坏韧性(G1c)、模式II层间破坏韧性(G2c)等的评价结 果产生影响。利用本发明的预浸料，能够抑制由这种加热条件的不同引起的 物性偏差，能够稳定地得到高水平的层间破坏韧性和CAI。