[发明专利]热固化性树脂组合物、预浸料及使用它们的纤维强化复合材料的制造方法

说明书

根据本发明，提供热固化性树脂组合物，其含有(1)热固化性树脂混合物和(2)固化剂而成，所述热固化性树脂混合物含有热固化性树脂(a)和增粘粒子(b)而成，在温度150℃保持30秒之后的粘度(150℃)显示粘度S，其特征在于，该热固化性树脂组合物在温度80～120℃显示最低粘度R，该最低粘度R为0.1～10Pa·s，且粘度S和最低粘度R满足以下的式(1)的关系：5＜S/R＜200···式(1)。

技术领域

本发明涉及热固化性树脂组合物、该热固化性树脂组合物含浸于强化纤维基材内而成的预浸料、及使用该预浸料的纤维强化复合材料的制造方法。尤其涉及适于高循环压制成型的预浸料及使用其的纤维强化复合材料的制造方法。

背景技术

纤维强化复合材料(以下，也称为“FRP”)为轻量且高强度、高刚性，因此，在钓鱼竿或高尔夫球杆等的运动休闲用途、汽车或航空器等的产业用途等宽广的领域中被使用。FRP优选采用使用在强化纤维基材层内含浸树脂而成的预浸料而制造的方法。即，在将预浸料切成所期望的形状之后赋形，在模具内继续加热，使构成预浸料的树脂固化，由此制造FRP。但是，一般而言，使用环氧树脂的预浸料，其成型时间长，因此，不适于生产要求汽车部件那样的批量生产率的部件。

另一方面，从其生产率的高度方面考虑，采用高温高压的高循环压制成型大多用于汽车部件的生产。在专利文献1中记载有通过高循环压制成型将预浸料进行成型的方法。

在高循环压制成型中，通常采用100～150℃、1～15MPa的高温高压条件。该高温高压条件可以缩短构成预浸料的树脂的固化时间。另外，通过在模具内使构成预浸料的树脂适当地流动，可以排出预浸料内所含的气体。但是，在高温高压条件下进行压制成型时，构成预浸料的树脂的温度上升，树脂粘度显著地降低。其结果，根据模具的结构的不同，急剧地产生来自剪切边缘部的树脂的流出(以下，将通过成型工序中的加热及加压而从预浸料内流出树脂的现象也称为“树脂流动”)。因此，得到的FRP产生树脂组合物的未含浸部分(树脂枯萎)或纤维蛇行这样的外观不良、及起因于它们的性能不良。另外，有时产生树脂流入模具内的推杆或空气阀等所导致的模具的运转不良等。

在专利文献2中，作为抑制树脂流动的方法，记载了使用高粘度的环氧树脂，或在环氧树脂中添加热塑性树脂的方法。但是，使用高粘度的环氧树脂时，常温(25℃)中的树脂粘度也升高。因此，层叠作业变得困难等、预浸料的操作性显著地低。

在专利文献3～5中记载了改善常温时的预浸料的操作性、不使Tg及固化速度降低、抑制树脂流动的高循环压制成型用的预浸料。专利文献3～5中记载的预浸料中所使用的树脂为使热可塑树脂溶解于液体状环氧树脂、使树脂粘度上升的树脂。但是，由于预浸料制造时的树脂粘度也升高，因此，对强化纤维基材层内的树脂的含浸性降低，有时在成型后的FRP中产生空隙。

使用现有的树脂组合物的情况下，对强化纤维基材层内的树脂组合物的含浸需要长时间。另外，由于在预浸料的成型工序中需要长时间，因此，难以进行高循环压制成型。

在最适于高循环压制成型的成型温度域内控制环氧树脂的粘度的方法没有被发现。因此，为使用环氧树脂的高循环压制成型用的预浸料、且具有充分的性能的预浸料目前不存在。因此，迫切期望开发可以适用于高循环压制成型的、使用有环氧树脂的预浸料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2004/48435号

专利文献2:特开2005-213352号

专利文献3:特开2009-292976号

专利文献4:特开2009-292977号

专利文献5:特开2010-248379号

发明内容

发明所要解决的课题