[发明专利]强化纤维织物基材、预制件以及纤维强化复合材料

说明书

一种强化纤维织物基材，是至少在由强化纤维束构成的强化纤维织物的表面以单位面积质量0.1g/m²～4g/m²具有粘结剂的强化纤维织物基材，该粘结剂含有热固性树脂[A]和固化催化剂[B]，其中，下述加热温度T存在于80～180℃范围，该加热温度T是层叠该强化纤维织物基材并在加热温度T成型而得的预制件的层间的在加热温度T时的粘接强度达到0.5N/25mm以上的加热温度T。

技术领域

本发明涉及赋予了粘结剂的强化纤维织物基材以及使用它的预制件、纤维强化复合材料。

背景技术

由强化纤维和基体树脂构成的纤维强化复合材料由于能够实现发挥了强化纤维和基体树脂的优点的材料设计，所以在以航空宇宙领域为首的运动领域、一般产业领域等用途不断扩大。

作为强化纤维，使用玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、硼纤维等。作为基体树脂，使用热固性树脂、热塑性树脂中的任一种，但常使用容易向强化纤维中含浸的热固性树脂。作为热固性树脂，使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等中加入了固化剂或者固化催化剂的树脂组合物。

纤维强化复合材料用各种方法制造，但向配置于模具等模(以下，将用于使纤维强化复合材料成型的模称为成型模)内的强化纤维基材注入液态的热固性树脂(基体树脂)并加热固化而得到纤维强化复合材料的RTM(Resin Transfer Molding：树脂传递模塑成型)法作为低成本生产率优异的方法备受注目。

用RTM法制造纤维强化复合材料时，大多时候预先制作将强化纤维基材加工成与所希望的制品接近的形状的预制件，将该预制件设置在成型模内，注入液态基体树脂。

预制件的制作方法中，已知有用强化纤维制作三维编织物的方法、层叠强化纤维织物并缝纫的方法等几种方法，但作为通用性高的方法，已知有使用热熔性的粘结剂(增粘剂)层叠强化纤维织物等片状基材，并使用预制件成型用的模(以下，称为预制件模)进行赋形的方法。

使用粘结剂赋形的预制件的制作方法的情况下，持续注入的液态基体树脂向强化纤维基材的含浸有受粘结剂阻碍的趋势。根据粘结剂的使用量含浸性发生变化，粘结剂使用量越少得到越优异的基体树脂的含浸性。但是，另一方面，如果粘结剂使用量减少则预制件中片状基材的层间的粘接强度降低，预制件的形状保持性变得不充分。因此，迫切需求一种即便减少粘结剂量也能得到充分的形状保持性、液态基体树脂的含浸性优异的、赋予了粘结剂的强化纤维基材。

专利文献1中，公开了使用由热塑性树脂和环氧树脂构成、与强化纤维的密合性优异的树脂组合物作为粘结剂的方法。粘结剂使用该树脂组合物来制作预制件时，由于为热塑性的粘结剂所以粘接性低，减少粘结剂量时预制件的形状保持性不充分。另外，制作预制件时，需要将预制件模升温使粘结剂暂时熔融而使织物基材彼此密合后，再将预制件模冷却使粘结剂固化。

另一方面，专利文献2中，公开了一种粘结剂用的树脂组合物，使用在液态双酚A型环氧树脂等环氧树脂中组合了乙基三苯基乙酸等催化剂的具有固化反应性的树脂组合物作为粘结剂，通过加热该粘结剂使其部分固化，能够提高得到的预制件的剥离强度。但是，这种情况下，虽显示剥离强度提高，但无法充分减少粘结剂量。另外，该技术中，由于在预制件时的加热状态下粘结剂为软化的状态，所以为了从预制件模取出保持形状的预制件，仍需要冷却。

另外，如专利文献3所示，公开了对热固性树脂和热塑性树脂的混合物赋予了热固性的粘结剂用的树脂组合物。但是，将其成型而得的纤维强化复合材料虽层间韧性大大提高，但仍旧无法充分减少粘结剂量。另外，即便是该技术，为了取出保持形状的预制件，也需要冷却。

专利文献4中，公开了一种强化纤维基材，通过成为将乳液状的粘结剂被覆在强化纤维的形态，从而与使用粉末粘结剂的情况相比较，能够减少使用量。但是，该强化纤维基材中使用的粘结剂也由于为热塑性的粘结剂，所以粘接性低，粘结剂量的减少是有限的。

现有技术文献