[发明专利]预浸料及纤维增强复合材料

说明书

一种预浸料，是由环氧树脂组合物和增强纤维形成的，上述环氧树脂组合物包含[A]环氧树脂和作为[B]固化剂的芳香族脲，且满足下述条件(a)～(e)：(a)：作为[A]环氧树脂，包含相对于全部环氧树脂100质量份为50～100质量份的苯酚酚醛清漆型环氧树脂，并且，其重复单元n为n≥2的成分在全部环氧树脂100质量份中为50～80质量份，(b)：全部环氧树脂的平均环氧当量为165～265g/eq，(c)：将环氧树脂组合物在85℃、95％RH气氛下保存了2小时的情况下的吸水率为组合物的3.0质量％以下，(d)作为[B]固化剂，实质上仅包含芳香族脲，(e)实质上不包含双氰胺。

技术领域

本发明涉及适于运动用途和一般产业用途的预浸料以及纤维增强复合材料。

背景技术

环氧树脂发挥其优异的机械特性，而广泛用于涂料、粘接剂、电气电子信息材料、尖端复合材料等各种产业领域中。特别是在由碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等增强纤维和基体树脂形成的纤维增强复合材料用途中多用环氧树脂。

在碳纤维增强复合材料的制造中，经常使用预先使环氧树脂含浸于碳纤维的基材而成的预浸料。在将预浸料进行了叠层或预成型后，加热使环氧树脂固化，从而可获得成型品。如果预浸料在直到叠层为止的过程中固化反应进行则操作性降低。因此，预浸料用途的环氧树脂需要高的保存稳定性，作为固化剂，广泛使用潜在固化性优异的双氰胺。

碳纤维复合材料发挥其轻量并且高强度、高刚性的特长，而在从运动/休闲用途到汽车/航空器等产业用途的广泛领域中使用。特别是近年来，不仅作为结构构件使用，而且将碳纤维织物配置在表面而以布眼作为设计而使用的情况也增加。因此，对于作为基体树脂使用的环氧树脂，除了其固化物显示优异的耐热性和机械特性以外，固化物的低着色性、成型品的外观也被重视。然而，如果使用双氰胺作为固化剂，则具有在成型品的表面产生白色析出物而损害外观这样的课题。

作为抑制来源于双氰胺的白色析出物的方法，在专利文献1中，公开了通过使用利用了粒径小的双氰胺的母料，来使双氰胺与环氧树脂在向基材含浸时溶解或相容，从而抑制预浸料的白色析出物的技术。此外，作为不使用双氰胺的方法，在专利文献2中公开了使用多硫醇和脲化合物作为固化剂的技术，在专利文献3中公开了使用酸酐作为固化剂的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-209580号公报

专利文献2：日本特开2013-253194号公报

专利文献3：日本特开2013-133407号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，对于专利文献1所记载的方法，由于在预浸料制作时使双氰胺溶解或相容，因此作为纤维增强复合材料用的预浸料，保存稳定性不充分。此外，在预浸料制作时不使双氰胺溶解的情况下，有时在成型品表面产生白色析出物。

在专利文献2中，由于不使用双氰胺，因此在成型品表面不产生白色析出物，但有时树脂固化物的耐热性、机械特性不足。

在专利文献3中提出的使用了酸酐固化剂的情况下，虽然在成型品表面不产生白色析出物，但作为固化剂的酸酐由于空气中的水分而劣化，有时树脂固化物的物性降低，在假定一定保存期间的纤维增强复合材料用的预浸料用途中不优选。

此外，一般为了防止预浸料劣化，多通过冷冻而保存，在每次使用时解冻。在反复进行冷冻和解冻的情况下，有时霜附着于预浸料，水分混入。此外，在重视成型品的外观的用途中，有时将预浸料在复杂形状的模中赋形和袋成型，用高压釜固化。此时，模、辅助材料所包含的水分在固化过程中挥发，有时混入到预浸料中。在预浸料中混入了水分的状态下进行了固化的情况下，有时固化物的耐热性降低，在重视外观的用途中，经常成为问题。