[發明專利]纖維強化樹脂復合材料

無效

• 申請號: 201180044761.1
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN103109013A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 仲井朝美;森三佐雄
• 申請（專利權）人: 株式會社大賽璐
• 主分類號: D06M15/693
• 分類號: D06M15/693;C08J5/06;D06M13/11;D06M15/55;D06M101/00;D06M101/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張平元;張永新

技術領域

本發明涉及在制造纖維強化復合材料方面有用的樹脂強化用纖維、使用有該樹脂強化用纖維的纖維強化樹脂復合材料及由該纖維強化樹脂復合材料構成的結構體。

背景技術

纖維強化樹脂復合材料是由強化纖維和基體樹脂構成的復合材料，在汽車零件、土木建筑用品、風力發電的葉片、體育用品、航空器、船舶、機器人、電纜材料等領域中被廣泛利用。作為強化纖維，可使用玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維、硼纖維等。作為基體樹脂，多使用對強化纖維的含浸較為容易的熱固性樹脂。作為熱固性樹脂，可使用環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂、馬來酸酐縮亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等，其中，最常使用具有優異的耐熱性、彈性模量、耐化學藥品性、且固化收縮小的環氧樹脂。

在日本專利第3136883號公報(專利文獻1)中，以提供耐沖擊性優異的碳纖維強化樹脂復合材料作為課題，公開一種碳纖維強化樹脂復合材料，其特征在于，用如下所述碳纖維進行強化：其比重為1.75以下、拉伸彈性模量、拉伸強度為特定值以上、表面氮濃度N/C及表面氧濃度O/C為特定的范圍、賦予每單位重量的碳纖維以0.01～5%的由具有多個環氧基的脂肪族化合物構成的環氧類上漿劑而成，且其板端剝離強度為22kgf/mm²以上。作為所述環氧類上漿劑，可使用環氧基數為2～4個、分子量為100～2000的脂肪族化合物。

在日本專利第3003521號公報(專利文獻2)中，以提供以下的碳纖維為課題：所述碳纖維為附著有上漿劑的碳纖維，其粘接力的不均小、可以提高碳纖維和基體樹脂的粘接力、且可以使復合材料的機械特性穩定是一種良好的碳纖維，該專利文獻中公開有一種碳纖維，其為附著有由雙酚A二縮水甘油醚或具有多個環氧基的脂肪族化合物構成的上漿劑的碳纖維，其中，該上漿劑的厚度在特定的范圍內，且該上漿劑的厚度的最大值和最小值之比在特定的范圍內。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利第3136883號公報

專利文獻2:日本專利第3003521號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，對上述文獻中記載的強化纖維而言，附著于纖維的上漿劑的分子中環氧基數少，另外，上漿劑的分子量也小，因此，難以充分地提高纖維和基體樹脂的密合性。另外，關于現有的纖維強化樹脂復合材料的耐沖擊性，難以同時提高達到最大負荷的吸收能量(彈性能量)和最大負荷后的吸收能量(傳遞能量)。即，存在如下二律背反：試圖提高纖維和基體樹脂的密合性且提高達到最大負荷的吸收能量時，最大負荷后的吸收能量就會降低，相反，試圖提高最大負荷后的吸收能量時，則達到最大負荷的吸收能量就會降低。

本發明的目的在于，提供樹脂強化用纖維、使用有該樹脂強化用纖維的纖維強化樹脂復合材料及由該纖維強化樹脂復合材料構成的結構體，所述樹脂強化用纖維可以同時提高纖維強化樹脂復合材料達到最大負荷的吸收能量(彈性能量)和最大負荷后的吸收能量(傳遞能量)結構體。

解決課題的方法

本發明人等為了實現上述目的進行了潛心研究，結果發現：將用環氧化聚二烯類樹脂對其表面進行了處理的纖維用作強化纖維時，可以同時提高纖維強化樹脂復合材料達到最大負荷的吸收能量和最大負荷后的吸收能量，從而完成了本發明。

即，本發明提供樹脂強化用纖維，其是用環氧化聚二烯類樹脂對纖維進行表面處理而成的。

所述纖維優選為碳纖維或玻璃纖維。

本發明還提供纖維強化樹脂復合材料，其由所述樹脂強化用纖維和基體樹脂構成。

所述基體樹脂優選為環氧類熱固性樹脂。

本發明還提供結構體，其由所述纖維強化樹脂復合材料構成。

發明效果

根據本發明的樹脂強化用纖維，纖維表面用分子主鏈自身具有橡膠彈性且分子內具有多個環氧基的環氧化聚二烯類樹脂進行處理，因此，在將其用作強化纖維的纖維強化樹脂復合材料中，在纖維和基體樹脂之間形成有對基體樹脂的粘接性(密合性)極高、而且柔軟性顯著優異的界面相。因此，可以同時提高纖維強化樹脂復合材料達到最大負荷的吸收能量(彈性能量)和最大負荷后的吸收能量(傳遞能量)。即，可以同時改善迄今為止難以兼備的動態強度和靜態強度。因此，相對于現有的耐受瞬間沖擊的物質在受到沖擊之后通常會變脆的缺點，本發明的纖維強化樹脂復合材料具有韌性，不僅可耐受較強的沖擊，而且，在受到較強的沖擊之后也可以保持較高的強度。

具體實施方式

[樹脂強化用纖維]