[发明专利]预浸料坯及纤维增强复合材料

权利要求书

1.一种预浸料坯，其特征在于，至少包含下述构成要素[A]～[F]，在构成要素[E]的粒子直径的外侧110％的范围内所存在的构成要素[F]的结构体个数Ne相对于在构成要素[D]的粒子直径的外侧110％的范围内所存在的构成要素[F]的结构体个数Nd的比Ne/Nd为0.25以上，所述构成要素[F]的结构体的大小以数均粒径计为40～500nm的范围，

[A]：碳纤维

[B]：热固性树脂

[C]：固化剂

[D]：1次粒子的数均粒径为5～50μm的以热塑性树脂作为主成分的粒子

[E]：导电性粒子，其是不同于构成要素[D]的粒子，所述导电性粒子的1次粒子的数均粒径在下式(1)范围内

[(A×0.1)+4]≤P_size≤[(A×0.1)+14]··········式(1)

P_size：作为构成要素[E]的导电性粒子的1次粒子的以μm表示的数均粒径

A：预浸料坯中的构成要素[A]的以g/m²表示的单位面积重量

[F]：由碳材料形成的填料

所述Ne/Nd是通过下述方法测定的，即，将预浸料坯所含有的碳纤维的长度方向作为0°，以[+45°/0°/-45°/90°]为基本重复三次，将得到的产物对称层合，制成总计24层的伪各向同性预层合体，将得到的预层合体设置于高压釜中，在0.6MPa的压力下，从室温以1.7℃/1分钟的方式升温至180℃的温度，于180℃的温度下固化2小时，得到纤维增强复合材料，将得到的纤维增强复合材料用聚焦离子束装置进行薄片加工，用透射电子显微镜对构成要素[D]及[E]的各20个的粒子直径的外侧110％的范围内所存在的构成要素[F]的量和Ne/Nd进行测定。

2.根据权利要求1所述的预浸料坯，其中，将构成要素[D]的Zeta电位作为ζd，将构成要素[F]的Zeta电位作为ζf时，满足下述式(2)～式(4)中的至少1个，

│ζd│<10mV··········式(2)

│ζf│<10mV··········式(3)

ζd×ζf>0··········式(4)，

所述Zeta电位是通过下述方法测定的，即，使用电泳光散射光度计，在电压为60V、乙醇作为分散介质、室温即23℃±2℃的条件下，以相对于分散介质成为0.1wt％的方式制备各试样并作为测定溶液，将进行5次测定得到的平均值作为以mV计的Zeta电位ζ。

3.根据权利要求1或2所述的预浸料坯，其中，进一步含有下述构成要素[G]，

[G]：由聚芳醚骨架构成的热塑性树脂。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯，其中，构成要素[F]包含选自由炭黑、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、碳纳米纤维组成的组中的至少1种。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯，其中，相对于100质量份构成要素[B]，含有0.5～15质量份的构成要素[F]。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯，其中，构成要素[E]为碳粒子。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯，其中，相对于100质量份构成要素[B]，含有0.5～15质量份的构成要素[E]。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯，其中，构成要素[D]的以热塑性树脂作为主成分的粒子是以聚酰胺为主成分的粒子。

9.根据权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯，其中，相对于100质量份构成要素[B]，含有10～35质量份的构成要素[D]。

10.根据权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯，其中，进一步含有下述构成要素[H]，

[H]：分散剂。

11.一种纤维增强复合材料，其是使权利要求1或2中任一项所述的预浸料坯加热固化而得到的，并且厚度方向的体积电阻率为6Ωcm以下，

所述厚度方向的体积电阻率是通过下述方法测定的，即，将预浸料坯中包含的碳纤维的长度方向作为0°，将以[+45°/0°/-45°/90°]作为基本重复2次，将得到的产物对称层合，作为总计16层的伪各向同性预层合体，将得到的预层合体设置于高压釜中，在0.6MPa的压力下，从室温以1.7℃/1分钟的方式升温至180℃的温度，于180℃的温度下固化2小时，得到纤维增强复合材料，从得到的纤维增强复合材料中切出纵40mm×横40mm的样品，将两表面的树脂层研磨去除后，在两面用刮棒涂布机以70μm的厚度涂布导电性糊，在调整为180℃的温度的热风烘箱中固化30分钟，得到导电性评价用的样品，使用数字万用表利用四端子法测定得到的样品的厚度方向的电阻，进行6次测定，将平均值作为纤维复合材料的以Ωcm计的体积电阻率。