[发明专利]预浸料坯和碳纤维强化复合材料

说明书

本申请是原案申请日为2007年8月7日、原案申请号为200780029488.9(国际申请号为PCT/JP2007/065390)、发明名称为“预浸料坯和碳纤维强化复合材料”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及兼具优异的耐冲击性和导电性的预浸料坯和碳纤维强化复合材料。

背景技术

碳纤维强化复合材料由于强度、刚性和导电性等优异而有用，广泛应用于航空器结构构件、风车的桨叶、汽车外板和IC托盘或笔记本电脑的框体(外壳)等计算机用途等，其需求年年增加。

碳纤维强化复合材料一般为将以作为强化纤维的碳纤维和基质树脂为必需的构成要素的预浸料坯成形而成的不均一材料，为此强化纤维的排列方向的物性及其以外的方向的物性存在很大差异。例如，已知用对于落锤冲击的电阻性表示的耐冲击性被用层间的板端剥离强度等定量的层间剥离强度所决定，因此在提高仅强化纤维的强度方面，不会导致根本上的改良。特别是，以热固化性树脂作为基质树脂的碳纤维强化复合材料反映基质树脂的低韧性，对于来自强化纤维的排列方向以外的应力具有容易被破坏的性质。为此，为了改良可应对来自强化纤维的排列方向以外的应力的复合材料物性，提出了各种技术。

其中，提出了设置有在预浸料坯的表面区域分散有树脂粒子的树脂层的预浸料坯。例如，提出了使用设有使包含尼龙等的热塑性树脂的粒子分散于预浸料坯的表面区域的树脂层的预浸料坯，而得到耐热性良好的高韧性复合材料的技术(参照专利文献1)。另外，与专利文献1不同，还提出了利用添加聚砜低聚物而改良韧性的基质树脂和包含热固化性树脂的粒子的组合，发现复合材料具有高度的韧性的技术(参照专利文献2)。但是这种技术虽然赋予碳纤维强化复合材料高度的耐冲击性但在层间产生成为绝缘层的树脂层。为此，具有作为碳纤维强化复合材料的特征之一的导电性中，厚度方向的导电性显著降低的缺点，难以兼顾碳纤维强化复合材料的优异的耐冲击性和导电性。

另外，作为提高层间的导电性的方法，一般考虑在碳纤维强化复合材料的基质树脂中配合金属粒子的方法(参照专利文献3。)、配合碳粒子的方法(参照专利文献4。)，但这些文献中，均未提及兼顾高度的耐冲击性和导电性。

【专利文献1】美国专利第5,028,478号说明书

【专利文献2】特开平3-26750号公报

【专利文献3】特开平6-344519号公报

【专利文献4】特开平8-34864号公报

发明内容

发明所要解决的课题

于是，本发明的目的在于提供兼有优异的耐冲击性和厚度方向的导电性的预浸料坯和碳纤维强化复合材料。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的预浸料坯具有下面的构成。即，含有[A]碳纤维和[B]热固化性树脂，且满足下述(1)、(2)的至少任何一个的预浸料坯。

(1)含有[C]热塑性树脂的粒子或纤维、和[D]导电粒子或纤维，[[C]的配合量(重量份)]/[[D]的配合量(重量份)]表示的重量比为1～1000。

(2)含有[E]热塑性树脂的核或芯被导电性物质包覆的导电粒子或纤维。

另外，为了实现上述目的，本发明的碳纤维强化复合材料具有下述构成。即，含有[A]碳纤维和[B]热固化性树脂，且满足下述(1)、(2)的至少任何一个的碳纤维强化复合材料。

(1)含有[C]热塑性树脂的粒子或纤维、和[D]导电粒子或纤维，[[C]的配合量(重量份)]/[[D]的配合量(重量份)]表示的重量比为1～1000。

(2)含有[E]热塑性树脂的核或芯被导电性物质包覆的导电粒子或纤维。

发明效果

根据本发明，可以得到兼有优异的耐冲击性和导电性的碳纤维强化复合材料。在现有技术中，耐冲击性高，导电性低，另外，导电性高的只能得到耐冲击性差的碳纤维强化复合材料，而根据本发明可提供同时满足耐冲击性和导电性的碳纤维强化复合材料。

附图说明

【图1】代表性的预浸料坯的剖面图之一例。

【图2】表示冲击后压缩强度和体积固有电阻相对于[[C]的配合量(重量份)]/[[D]的配合量(重量份)]表示的重量比的关系的示意图。

符号的说明

1：碳纤维层(层内)

2：层间形成层(层间)

3：热塑性树脂的粒子

4：导电粒子

5：碳纤维

6：热固化性树脂

具体实施方式