纤维强化复合材料的制造方法技术

技术编号:12383695 阅读:66 留言:0更新日期:2015-11-25 14:55
一种纤维强化复合材料的制造方法,其具备下述2个步骤:第1步骤:将多个预浸料层叠,所述预浸料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)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且熔点为175~210℃的聚酰胺树脂颗粒,并且,将构成表面层的组成中测定的聚酰胺树脂颗粒的熔点设为M1℃时,以120℃以上且低于M1℃的温度进行加热;以及,第2步骤:在第1步骤之后,以M1℃以上的温度进行加热而将树脂固化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本专利技术尤其涉及飞机用途、船舶用途、 汽车用途、体育用途、其它一般产业用途的。
技术介绍
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
技术实现思路
专利技术要解决的问题 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。 本专利技术的课题在于,提供,其能够得到利用具有优 异耐湿性和耐热性的苯并噁嗪树脂、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。 用于解决问题的方案 为了解决上述课题,本专利技术提供,其具备下述2个 步骤:第1步骤:将多个预浸料层叠,所述预浸料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)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5~50ym且熔点为175~210°C的聚 酰胺树脂颗粒,并且,将构成表面层的组成中测定的聚酰胺树脂颗粒的熔点设为M1 °C时,以 120°C以上且低于M1tC的温度进行加热;以及,第2步骤:在第1步骤之后,以M1tC以上的温 度进行加热而将树脂固化。 根据本专利技术的,能够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。 通过上述方法能够提高CAI和弯曲弹性模量的理由,本专利技术人等认为如以下所 示。由于(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,导致聚酰胺树脂颗 粒的熔点降低。此处,若聚酰胺树脂颗粒的熔点变得过低,则在使用预浸料制作纤维强化复 合材料时的热固化树脂的固化时,聚酰胺树脂颗粒变得容易熔融,熔融了的聚酰胺树脂颗 粒容易进入强化纤维层。对此,本专利技术通过组合具有上述特定粒径和熔点的聚酰胺树脂颗 粒与上述(C)固化剂,在上述第1步骤中以比表面层中降低的聚酰胺树脂颗粒的熔点更低 的温度使树脂的一部分固化并消耗一部分固化剂,能够将聚酰胺树脂颗粒制为不易流动的 状态。由此,聚酰胺树脂能够充分地存在于强化纤维层间的树脂固化物中,可以认为能够充 分地得到提高CAI和弯曲弹性模量的效果。此外,可以认为(D)聚酰胺树脂颗粒在第2步 骤中略微熔解也有助于提高CAI和弯曲弹性模量。 将(A)成分与(B)成分的总和设为100质量份时,上述表面层中优选含有(A)成 分65~80质量份、(B)成分20~35质量份、(C)成分5~20质量份、以及⑶成分15~ 45质量份。 另外,上述(D)成分优选包含聚酰胺12树脂颗粒、聚酰胺1010树脂颗粒或聚酰胺 11树脂颗粒。 专利技术的效果 根据本专利技术,能够提供,其能够得到利用具有优异 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。 根据本专利技术得到的纤维强化复合材料可以适宜地用于飞机用途、船舶用途、汽车 用途、体育用途、其它一般产业用途,尤其是在飞机用途中是有用的。【附图说明】 图1是用于说明预浸料的截面示意图。 图2是用于说明制造预浸料的方法的截面示意图。 图3是用于说明制造预浸料的方法的截面示意图。 图4是示出本专利技术所述的中固化曲线的一个例子 的示意图。 图5是用于说明纤维强化复合材料的截面示意图。 图 6 是PA12、PA1010 和PAll的DSC谱图。 图7是实施例2、5和10的第2树脂组合物的DSC谱图。【具体实施方式】 以下,针对本专利技术进行详细说明。 本实施方式所述的中具备下述2个步骤:第1步骤: 将多个预浸料层叠,所述预浸料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5~50ym且熔点为175~210°C的聚酰胺树脂颗粒, 并且,将构成表面层的组成中测定的聚酰胺树脂颗粒的熔点设为M1 °C时,以120°C以上且低 于M1tC的温度进行加热;以及,在第1步骤之后,以M1tC以上的温度进行加热而将树脂固化 的第2步骤。 本说明书中,聚酰胺树脂颗粒的熔点是指使用差示扫描量热计(DSC),从25°C以 KTC/分钟的速度升温,测定所得吸热峰的峰值温度而求出的值。另外,构成表面层的组成 中测定的聚酰胺树脂颗粒的熔点是指对构成包含聚酰胺树脂颗粒的表面层的组合物使用 差示扫描量热计(DSC),从25°C以KTC/分钟的速度升温,得到的吸热峰的峰值温度。 本实施方式中,上述第1步骤可以包括:测定构成表面层的组成中的聚酰胺树脂 颗粒的熔点M1tC的步骤和层叠多个上述预浸料并以120°C以上且低于M1tC的温度进行加热 的步骤,也可以基于预先测定的吣以120°C以上且低于M/C的温度进行加热。 图1为用于说明本实施方式中使用的预浸料的截面示意图。图1的(a)所示的预 浸料10具备强化纤维层3和在强化纤维层3的表面上设置的表面层6a,所述强化纤维层3 包含强化纤维1和浸渗于强化纤维1的纤维之间的树脂组合物2,所述表面层6a含有聚酰 胺树脂颗粒4和树脂组合物5。预浸料10的表面层6a中,聚酰胺树脂颗粒4包含于树脂组 合物5的层内。图1的(b)所示的预浸料12中具备表面层6b来代替预浸料10中的表面 层6a,所述表面层6b的聚酰胺树脂颗粒4附着在树脂组合物5的层的与强化纤维层3相反 一侧的表面,除此以外,具备与预浸料10同样的构成。 就本实施方式所述的预浸料10、12而言,树脂组合物2含有(A)苯并噁嗪树脂、 (B)环氧树脂和(C)分子中具有2个以上酚性羟基的固化剂,表面层6a、6b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 5~50ym且熔点为175~210°C的聚酰胺树脂颗粒。 作为本专利技术中使用的(A)苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维强化复合材料的制造方法,其具备下述2个步骤:第1步骤:将多个预浸料层叠,所述预浸料具备强化纤维层和在所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所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)环氧树脂和(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且熔点为175~210℃的聚酰胺树脂颗粒,并且,将构成所述表面层的组成中测定的所述聚酰胺树脂颗粒的熔点设为M1℃时,以120℃以上且低于M1℃的温度进行加热;以及第2步骤:在第1步骤之后,以M1℃以上的温度进行加热而将树脂固化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:福田欣弘松本隆之南昌树关根尚之中岛正宪
申请(专利权)人:吉坤日矿日石能源株式会社富士重工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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