[发明专利]纤维增强复合材料用树脂组合物、其固化物、纤维增强复合材料、纤维增强树脂成形品、及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及因表现出优异的流动性、其固化物的耐热性及机械强度优异而适合于航空器部件、航天器部件、汽车部件等的纤维增强复合材料、其制造方法、及该纤维增强复合材料的基体树脂材料。

背景技术

以环氧树脂及其固化剂为必需成分的环氧树脂组合物由于高耐热性、耐湿性、尺寸稳定性等诸多物性优异，因此被广泛使用于半导体密封材料、印刷电路板、积层(build up)基板、抗蚀油墨(resist ink)等电子部件、导电糊剂等导电性粘接剂、其他粘接剂、底充胶(underfill)等液态密封材料、液晶密封材料、挠性基板用覆盖层、积层用粘接薄膜、涂料、光致抗蚀材料、显色材料、纤维增强复合材料等中。

这些当中，特别是将环氧树脂及固化剂作为基体成分含浸在增强纤维中并使其固化而成的纤维增强树脂成形品，由于在轻量和高强度的特性的基础上，还具备优异的高耐热性、强度、低固化收缩率、抗化学药品性、高弹性模量等诸多性能，因此在汽车产业、航空航天产业等一般产业领域中的要求较高。

然而，通常环氧树脂在常温下为高粘度流体或者固体，因此，在纤维增强材料中含浸树脂的工序中，为了确保环氧树脂的实用水平的流动性，需要对树脂成分进行加热，因此会产生以下的问题，即，因加热而促进了环氧树脂的固化，反而会导致高粘度化及含浸不良。特别是在碳纤维增强热固性塑料(CFRP)的领域中，近年来，利用因压倒性的周期和低设备成本而逐渐普及的树脂传递模塑成形(RTM)法的成形技术，从成形的高周期化的观点考虑，热固性树脂材料的低粘度和高流动性成为了重要的课题。

作为以往改善CFRP基体用的环氧树脂材料的流动性的手段，已知的是，将以3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸酯为代表的脂肪族环氧化合物或者以N，N，N’，N’-四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷为代表的聚缩水甘油基胺、与丙烯酸、苯乙烯、自由基聚合引发剂一起配混，制备液态组合物，将其含浸在碳纤维基板中后，加热，进行环氧基与丙烯酸的反应，并且进行自由基聚合而得到成形品的技术(参照下述专利文献1)。

然而，该专利文献1中记载的液态组合物中使用脂肪族环氧化合物时，固化物变得硬脆，不能表现出充分的强度，另外，使用聚缩水甘油基胺时，不能充分地表现出耐热性。而且，这些环氧树脂为相对于丙烯酸固化性优异的特殊环氧树脂，难以工业规模生产，实用性也差。

另一方面，作为适合于CFRP用途的RTM法的环氧树脂材料，还已知例如使用环氧当量200g/eq.以下的双酚F型环氧树脂作为主剂，且使用作为固化剂成分的在室温下为液态的芳香族聚胺、及路易斯酸和碱的络合物，由此，改善热固性树脂成分的流动性，并进一步改善低温固化性，提高RTM法中CFRP的生产率的技术(参照专利文献2)。

然而，配混了上述环氧当量200g/eq.以下的双酚F型环氧树脂、室温下为液态的芳香族聚胺、及路易斯酸和碱的络合物的热固性树脂材料，虽然谋求环氧树脂本身的低粘度化，但是组合物整体的粘度还是很高，例如，在RTM成形中注入树脂时，100℃左右的加热是不可少的，存在因固化反应而增粘的担心，此外，能源上运转成本高，并且还不能充分地缩短成形周期。而且，固化物的耐热性不充分，难以应用于汽车产业、航空航天产业中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭55-110115号公报

专利文献2：日本特开2006-265434号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明要解决的课题为提供流动性优异、在纤维基材中的含浸性优异、并且赋予固化物优异的耐热性、强度的纤维增强复合材料用树脂组合物，其固化物，赋予成形品优异的耐热性的纤维增强复合材料，耐热性、强度优异的纤维增强树脂成形品，及生产率良好的纤维增强树脂成形品的制造方法。

用于解决问题的方案