[发明专利]预浸料、纤维强化复合材料和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、纤维强化复合材料和用于制作它们的含有颗粒的树脂组合物。本发明特别涉及航空器用途、船舶用途、汽车用途、运动用途、其他一般产业用途的纤维强化复合材料和用于得到该复合材料而利用的预浸料。

背景技术

包含各种纤维和基质树脂的纤维强化复合材料由于其优异的力学物性而被广泛用于航空器、船舶、汽车、运动用品、其他一般产业用途等。近年来，随着其使用成绩的累积，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，专注于配混环氧树脂、各种树脂微粒等工作来弥补该缺点。

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，期望航空器用途的纤维强化复合材料的进一步轻量化。为了实现材料的轻量化，特别是在航空器用途中所必需的力学特性中必须以高水准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，使用的树脂材料的玻璃化转变温度也必须较高地维持。然而，上述专利文献中具体记载的例子中，可以说未必能够以高水准同时实现它们。

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、且能够以高水准同时实现优异的CAI和弯曲弹性模量、并且还能够较高地维持树脂材料的玻璃化转变温度。

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在强化纤维层的至少一个表面上设置的表面层，所述强化纤维层包含强化纤维和浸渗于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)环氧树脂和(C)下述通式(C-1)所示的固化剂；所述表面层含有(A)苯并噁嗪树脂、(B)环氧树脂、(C)下述通式(C-1)所示的固化剂、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树脂颗粒或聚酰胺1010树脂颗粒。

[式(C-1)中，R¹、R²、R³和R⁴表示氢原子或烃基，R¹、R²、R³或R⁴为烃基时，它们为碳数1～4的直链或支链的烷基、或者相邻的R¹与R²键合或相邻的R³与R⁴键合而形成碳数6～10的取代或未取代的芳香环或碳数6～10的取代或未取代的脂环结构，x表示0或1。]

根据本发明的预浸料，通过多个层叠并在加压下加热，从而可以得到利用具有优异耐湿性和耐热性的苯并噁嗪树脂、且能够以高水准同时实现优异的CAI和弯曲弹性模量、并且还能够较高地维持树脂材料的玻璃化转变温度的纤维强化复合材料。

对于通过上述预浸料能够提高CAI和弯曲弹性模量的理由，本发明人等如以下所述考虑。由于有(A)苯并噁嗪树脂的固化剂、即具有酚性羟基的化合物的存在，因此会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固化热固化树脂时，聚酰胺树脂颗粒变得容易熔解，熔解了的聚酰胺树脂颗粒变得容易进入强化纤维层，但可以认为通过上述特定的聚酰胺树脂颗粒和上述特定的固化剂的组合，可以抑制熔解温度极度降低，其结果，充分地得到CAI和弯曲弹性模量的提高效果。此外可以认为，上述聚酰胺树脂颗粒在制作纤维强化复合材料时略微地熔解也有利于CAI和弯曲弹性模量的提高。

将前述(A)成分和前述(B)成分的总和设为100质量份时，上述表面层优选含有前述(A)成分65～80质量份、前述(B)成分20～35质量份、前述(C)成分5～20质量份和前述(D)成分15～45质量份。

本发明还提供一种纤维强化复合材料，其是将多个上述本发明的预浸料层叠并在加压下加热而得到的。