[发明专利]预浸料、纤维强化复合材料以及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、纤维强化复合材料以及用于制作它们的含有颗粒的树脂组合物。本发明尤其涉及飞机用途、船舶用途、汽车用途、体育用途、其它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因其优异的力学物性而被广泛用于飞机、船舶、汽车、体育用品、其它一般产业用途等。近年来，随着其使用经验的积累，纤维强化复合材料的适用范围逐渐扩大。

作为这样的纤维强化复合材料，例如专利文献1和2中提出了利用苯并噁嗪树脂的材料。苯并噁嗪树脂具有优异的耐湿性和耐热性，但存在韧性差的问题，研究了混配环氧树脂、各种树脂微粒等来弥补该缺点。

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，飞机用途的纤维强化复合材料期望更轻量化。为了实现材料的轻量化，尤其是在飞机用途所必需的力学特性中，必须以高水平同时实现冲击后压缩强度(以下略记作CAI)和弯曲弹性模量，此外，为了维持高温特性，必须将所用树脂材料的玻璃化转变温度维持得较高。但是，上述专利文献中具体记载的例子均不能说一定能够以高水平同时实现这些特性。

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和用于得到所述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、且能够以高水平同时实现优异的CAI和弯曲弹性模量、并且还能够将树脂材料的玻璃化转变温度维持得较高。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，本发明提供如下预浸料，其具备强化纤维层和在上述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上述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)环氧树脂以及(C)分子中具有2个以上酚性羟基的固化剂，所述表面层含有(A)苯并噁嗪树脂、(B)环氧树脂、(C)分子中具有2个以上酚性羟基的固化剂、以及(D)平均粒径为5～50μm的聚酰胺树脂颗粒，上述聚酰胺树脂颗粒包含由共聚物形成的具有180℃以上的熔点的颗粒，所述共聚物是将己内酰胺与十二内酰胺以9:1～7:3的摩尔比共聚得到的。

根据本发明的预浸料，通过多个层叠并在加压下加热，由此可得到利用具有优异耐湿性和耐热性的苯并噁嗪树脂、且能够以高水平同时实现优异的CAI和弯曲弹性模量、并且还能够将树脂材料的玻璃化转变温度维持得较高的纤维强化复合材料。

本发明人等认为通过上述预浸料能够提高CAI和弯曲弹性模量的理由如以下所示。由于存在(A)苯并噁嗪树脂的固化剂、即具有酚性羟基的化合物，导致聚酰胺树脂颗粒的熔融温度降低。此处，若聚酰胺树脂颗粒的熔融温度变得过低，则在使用预浸料制作纤维强化复合材料时的热固化树脂固化时，聚酰胺树脂颗粒变得容易熔融，熔融了的聚酰胺树脂颗粒变得容易进入强化纤维层，但是可以认为通过使用上述特定的聚酰胺树脂颗粒，能够制成聚酰胺树脂颗粒难以流动的状态，其结果，能够充分地得到提高CAI和弯曲弹性模量的效果。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熔融也会有助于提高CAI和弯曲弹性模量。

将上述(A)成分与上述(B)成分的总和设为100质量份时，上述表面层中优选含有上述(A)成分65～80质量份、上述(B)成分20～35质量份、上述(C)成分5～20质量份、上述(D)成分15～45质量份。

本发明还提供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纤维强化复合材料。

本发明的纤维强化复合材料通过由本发明所述的预浸料得到，从而具有优异的耐湿性和耐热性，并且能够以高水平同时实现优异的CAI和弯曲弹性模量。根据本发明的纤维强化复合材料，由于上述优异的物性而能够实现材料的轻量化。

本发明还提供含有颗粒的树脂组合物，其含有(A)苯并噁嗪树脂、(B)环氧树脂、(C)分子中具有2个以上酚性羟基的固化剂、以及(D)平均粒径为5～50μm的聚酰胺树脂颗粒，上述聚酰胺树脂颗粒包含由共聚物形成的具有180℃以上的熔点的颗粒，所述共聚物是将己内酰胺与十二内酰胺以9:1～7:3的摩尔比共聚得到的。