纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合于汽車(chē)用途、鐵道車(chē)輛用途、航天器用途、船舶用途、體育用途、風(fēng) 車(chē)等的建筑部件、其它的一般工業(yè)用途，可高水平地同時(shí)得到優(yōu)異的各種機(jī)械物性，可更輕 量化的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 由各種纖維與基質(zhì)樹(shù)脂構(gòu)成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)物性而被廣泛 地用于汽車(chē)、鐵道車(chē)輛、航天器、船舶、體育用品或其它的一般工業(yè)用途等。
[0003] 近年來(lái)，隨著其實(shí)際使用成績(jī)的積累，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。
[0004] 作為這樣的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2中提出了利用具有苯并噁 嗪環(huán)的化合物的材料。該具有苯并噁嗪環(huán)的化合物具有優(yōu)異的耐濕性和耐熱性，但有韌性 差的問(wèn)題，人們?cè)噲D摻混環(huán)氧樹(shù)脂或各種樹(shù)脂微粒等以彌補(bǔ)此缺點(diǎn)。
[0005] 另一方面，通過(guò)在汽車(chē)、鐵道、航天器、船舶用途、體育用途、風(fēng)車(chē)等建筑部件、其它 一般工業(yè)用途中需要的力學(xué)特性中高水平地同時(shí)實(shí)現(xiàn)沖擊后壓縮強(qiáng)度（以下縮寫(xiě)為CAI)、 高溫高濕時(shí)的層間剪切強(qiáng)度（以下縮寫(xiě)為ILSS)和層間破壞韌性等，以期望在主要結(jié)構(gòu)等 中應(yīng)用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的進(jìn)一步輕量化。此外，為了維持高溫特性，也需要高水平地維 持所使用的樹(shù)脂材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。但是，在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)中具體記載的實(shí)例中，未必 可以說(shuō)能夠?qū)⑺鼈兏咚降赝瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)。
[0006] 作為提高上述力學(xué)特性的技術(shù)，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了為了提高CAI而在環(huán) 氧樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂中摻混聚酰胺12微粒的技術(shù)。
[0007] 利用這樣的技術(shù)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可在某種程度上高水平地維持CAI，但未能 同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫高濕時(shí)的ILSS。
[0008] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，作為可高水平地同時(shí)實(shí)現(xiàn)CAI和ILSS的碳纖維復(fù)合材料，記載 了具有含有特定的聚酰胺微粒的樹(shù)脂層與含有碳纖維的層交替層壓而得到的層壓體結(jié)構(gòu) 的復(fù)合材料。
[0009] 但是，在該文獻(xiàn)中，對(duì)于具有使用具有苯并噁嗪環(huán)的化合物的層壓體結(jié)構(gòu)的復(fù)合 材料無(wú)具體的記載，要求開(kāi)發(fā)可發(fā)揮具有苯并噁嗪環(huán)的化合物的優(yōu)異的特性并顯示更優(yōu)異 的CAI和ILSS的材料。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2007-16121號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2010-13636號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2009-286895號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2009-221460號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的課題 本發(fā)明的課題在于：提供可高水平地同時(shí)實(shí)現(xiàn)CAI、ILSS和層間破壞韌性，特別是可實(shí) 現(xiàn)高的CAI和高溫高濕條件下高的ILSS的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
[0012] 解決課題的手段 本發(fā)明人為了解決上述課題，嘗試了制備具有以下層壓體結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料：在具有特 定的苯并噁嗪環(huán)的化合物與環(huán)氧樹(shù)脂的固化物中含浸有聚醚砜粒子的樹(shù)脂層與含有增強(qiáng) 纖維的層進(jìn)行層壓而得到的層壓體結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其顯示特別優(yōu)異的CAI和ILSS，從而完 成了本發(fā)明。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，提供纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，所述材料是由含有多個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層 的層壓體構(gòu)成，在各個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層的各層間區(qū)域具有樹(shù)脂層，該樹(shù)脂層為在分子中 具有以式（1)表示的苯并噁嗪環(huán)的化合物與環(huán)氧樹(shù)脂的固化物中至少含浸有聚醚砜粒子 的層，
[化1]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其中，所述材料是由含有多個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層的層壓體構(gòu) 成，在各個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層的各層間區(qū)域具有樹(shù)脂層，所述樹(shù)脂層為在分子中具有以式 (1)表示的苯并噁嗪環(huán)的化合物與環(huán)氧樹(shù)脂的固化物中至少含浸有聚醚砜粒子的層： [化1]
式中，&表示碳原子數(shù)為1~12的鏈狀烷基、碳原子數(shù)為3~8的環(huán)狀烷基、苯基、或用碳 原子數(shù)為1~12的鏈狀烷基或鹵素取代的苯基，另外，在式中的芳環(huán)的氧原子所鍵合的碳原 子的鄰位和對(duì)位中的至少一個(gè)碳原子上鍵合氫原子； 各個(gè)樹(shù)脂層與各個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層的厚度的比例為1:2~6。
2. 權(quán)利要求1的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其中，聚醚砜粒子的平均粒徑為1ym以上且低于 15um〇
3. 權(quán)利要求1的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其中，聚醚砜粒子的平均粒徑為15ym以上且低 于 60ym〇
4. 權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其中，樹(shù)脂層含有韌性改善劑。
5. 權(quán)利要求4的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其中，韌性改善劑為選自無(wú)機(jī)微粒、有機(jī)微粒、或 將無(wú)機(jī)微粒和/或有機(jī)微粒分散于液態(tài)樹(shù)脂或樹(shù)脂單體中而得到的成分的至少1種。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供可高水平地同時(shí)實(shí)現(xiàn)CAI、ILSS和層間破壞韌性，特別是可實(shí)現(xiàn)高的CAI且在高溫高濕條件下高的ILSS的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的特征在于，所述材料是由含有多個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層壓體構(gòu)成，在各個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層的各層間區(qū)域具有樹(shù)脂層，該樹(shù)脂層為在分子中具有以式(1)表示的苯并噁嗪環(huán)的化合物與環(huán)氧樹(shù)脂的固化物中至少含浸有聚醚砜粒子的層，各個(gè)樹(shù)脂層與各個(gè)含有增強(qiáng)纖維的層的厚度的比例為1:2~6；對(duì)汽車(chē)用途、鐵道車(chē)輛用途、航天器用途、船舶用途、風(fēng)車(chē)等建筑部件、其它的一般工業(yè)用途有用。R1：C1~C12的鏈狀烷基等，在式中的芳環(huán)的氧原子所鍵合的碳原子的鄰位和對(duì)位中的至少一個(gè)C上鍵合H。
【IPC分類(lèi)】C08J5-24, C08J5-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104583284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380044970
【發(fā)明人】福田欣弘, 松本隆之, 南昌樹(shù), 關(guān)根尚之, 中島正憲
【申請(qǐng)人】吉坤日礦日石能源株式會(huì)社, 富士重工業(yè)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年6月25日
【公告號(hào)】EP2868687A1, US20150132553, WO2014002991A1