TWI447028B - 預浸漬物、纖維強化複合材料及預浸漬物的製造方法 - Google Patents

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Jun Misumi
Ayumi Matsuda
Kenichi Yoshioka
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Description

預浸漬物、纖維強化複合材料及預浸漬物的製造方法
本發明於適合於運動用途及一般產業用途的剛性、強度、減振性優異之纖維強化複合材料,及適用於得到其之預浸漬物,以及其製造方法。
更詳細地,例如關於可適用於航空機、船舶、汽車、自行車等及泵或割草機等的產業機械中之各種框、管、軸、輪以及彼等的曲圓板或高爾夫球桿用軸、釣竿、滑雪球、羽毛球拍用軸、帳篷的支柱等之管狀體、或滑雪板、雪橇、高爾夫球桿用頭、自行車用輪緣等的各種運動/休閒用品、或土木建築用資材與其補修‧補強等之纖維強化複合材料,及適用於得到其之預浸漬物,以及其製造方法。
使用碳纖維或芳香族聚醯亞胺纖維等當作強化纖維的纖維強化複合材料,係利用其高的比強度、比彈性模數,而廣泛利用於航空機或汽車等的構造材料,或高爾夫球軸、釣竿、自行車等的運動‧一般產業用途等。
最近的高爾夫球桿係頭的大部分為金屬製成,而且由於頭係大型化,打球時傳到手的振動或硬質感係高,而強烈要求對減振性或打球感的改良。
專利文獻1中揭示在由纖維強化樹脂所成的軸之長度方向的至少一部分,具有由金屬纖維的編織所成的振動衰減層之高爾夫球桿軸。然而,此時,雖然減振性提高,但通常由於使用比重大於高爾夫球軸所用的碳纖維之金屬纖維,故軸的質量變大。
又,專利文獻2中揭示在纖維強化樹脂層間或纖維強化樹脂層的最內層之內面,具有1層以上的聚酯薄膜之高爾夫球桿軸。此時,雖然減振性提高,但與通常作為高爾夫球軸用纖維強化樹脂的基質樹脂使用之環氧樹脂相比,該聚酯係彈性模數低,軸的彎曲強度或扭曲強度變低。
對於網球拍,亦要求輕量化、重視反彈力及提高操作性,積極地使用以環氧樹脂為基質的碳纖維複合材料。使用球拍打球時的衝撃,係作為振動通過球拍而傳到身體。已知若重複受到此振動,則在手肘累積疲勞,成為在手肘出疼痛的所謂的網球肘之原因,如此的振動較佳為被減低。
專利文獻3中揭示以含有特定的環氧樹脂、與環氧樹脂不相溶的橡膠粒子及聚乙烯縮甲醛之環氧樹脂組成物作為基質樹脂使用的纖維強化複合材料製網球拍。此時,與環氧樹脂不相溶的橡膠粒子係進入到強化纖維束內部為止,同時藉由強化纖維來過濾某一程度的橡膠微粒子,預浸漬物之表面所存在的橡膠成分係多於內部。因此,積層後可使許多的橡膠成分存在於預浸漬物的層間,與使用可溶於環氧樹脂中的橡膠微粒子而橡膠成分均勻存在的情況相比,可提供減振性更高,同時打撃感優異之球拍。然而,由於彈性模數比環氧樹脂低的橡膠粒子進入到強化纖維束內部為止,強化纖維束中的基質樹脂彈性模數係降低,球拍的剛性或強度降低。
另一方面,專利文獻4中例示一種預浸漬物,其特徵為抑制粒子進入到強化纖維束,而粒子多存在於預浸漬物表面。此時,採用聚醯胺12的粒子,雖然纖維強化複合材料的耐衝撃性或疲勞特性升高,但在室溫附近的減振性不充分。
再者,為了高感度地傳達小的魚訊,專利文獻5中例示已提高減振性的釣竿。於此文獻中,在纖維強化樹脂層間配置胺基甲酸酯彈性體片。此胺基甲酸酯彈性體片雖然可大幅提高減振性,但大幅降低纖維強化複合材料的剛性與強度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2009-261473號公報
[專利文獻2]特開2008-237373號公報
[專利文獻3]特開2003-012889號公報
[專利文獻4]特開平08-283435號公報
[專利文獻5]特開平04-207139號公報
本發明之課題為提供剛性、強度及減振性優異之纖維強化複合材料,及適用於得到其之預浸漬物,以及其製造方法。
本發明者們為了解決前述問題而專心致力地檢討,結果發現藉由具有特定構成的纖維強化複合材料及用於得到其之預浸漬物,可解決前述問題,終於完成本發明。即,本發明係由以下的構成所組成。
(1)一種預浸漬物,其含有以下的構成要素(A)~(C),構成要素(A)係配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之單面或兩面,構成要素(A)的90面積%以上係存在於從含有(A)~(C)的預浸漬物之表面到預浸漬物平均厚度的20%為止之部位;(A)在10℃的tanδ為0.15以上且具有3次元交聯構造之胺基甲酸酯粒子;(B)第1環氧樹脂組成物;(C)強化纖維。
(2)一種纖維強化複合材料,其含有以下的構成要素(E)~(G),當觀察截面時,構成要素(E)的90%以上係在層間區域中局部存在化;(E)在10℃的tanδ為0.15以上且具有3次元交聯構造之胺基甲酸酯粒子;(F)第3環氧樹脂組成物的硬化物;(G)強化纖維。
(3)一種預浸漬物的製造方法,其含有:使構成要素(C)含浸構成要素(B)以得到預浸漬物前驅物之步驟,與於預浸漬物前驅物上黏貼構成要素(A)之步驟。
(4)一種預浸漬物的製造方法,其含有下述(I)~(III)的步驟;(I)使構成要素(A)分散於構成要素(D)中,將此形成薄膜之步驟;(II)使構成要素(C)含浸構成要素(B),以製作預浸漬物前驅物之步驟;(III)將(I)所得的薄膜黏貼於(II)所得的預浸漬物前驅物之步驟。
若依照本發明,可提供剛性、強度及減振性優異之纖維強化複合材料,及適用於得到其之預浸漬物。即,若依照本發明的纖維強化複合材料及預浸漬物,藉由使振動衰減性高而且具有3次元交聯構造的胺基甲酸酯粒子在纖維強化複合材料的層間局部存在化,可不使纖維強化複合材料的剛性、強度降低,可使減振性提高。本發明係適用於高爾夫球軸的打球感改善、網球拍的衝撃吸收性提高、釣竿的魚訊感度改善等。
[實施發明的形態]
以下更詳細說明本發明。本發明的預浸漬物係含有以下構成要素(A)~(C)的預浸漬物。
(A)在10℃的tanδ為0.15以上且具有3次元交聯構造之胺基甲酸酯粒子 (B)第1環氧樹脂組成物 (C)強化纖維。
第1~4圖中顯示本發明的預浸漬物之較佳態樣之例的截面圖。如第1~4圖中所示,使構成要素(C)含浸構成要素(B)而形成層,構成要素(A)係配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之單面或兩面。
構成要素(A)必須為具有3次元交聯構造的胺基甲酸酯粒子。由於胺基甲酸酯粒子具有3次元交聯構造,而可給予具有優異的剛性、強度及減振性之纖維強化複合材料。當不是3次元交聯構造時,胺基甲酸酯粒子變成容易溶解於以下詳述的構成要素(B)之第一環氧樹脂組成物中。於該情況下,所得之纖維強化複合材料係剛性、強度及玻璃轉移溫度低,而且亦不太可期待減振性的提高效果。基於同樣的理由,構成要素(A)與構成要素(B)較佳為不相溶。
再者,作為具有3次元交聯構造的胺基甲酸酯粒子,可舉出“Daimicbeaz(註冊商標)”UCN-5070、5150(以上為大日精化工業(股)製),或“Artpearl(註冊商標)”C-400、P-400T、JB-400T、CE-400T(以上為根上工業(股)製)等。
構成要素(A)與構成要素(B)不相溶者,係可藉由測定由構成要素(A)及(B)所成的樹脂組成物之硬化物的動態黏彈性時之儲存彈性模數曲線所得的玻璃轉移溫度來確認。即,使用動態黏彈性測定,分別測定由構成要素(A)及(B)所成的樹脂組成物之硬化物、僅由構成要素(A)所成的板狀成形物、及僅將構成要素(B)硬化所得之樹脂硬化物的玻璃轉移溫度。當構成要素(A)與構成要素(B)不相溶時,在與僅由構成要素(A)所成的板狀成形物及僅將構成要素(B)硬化所得之樹脂硬化物的玻璃轉移溫度相同的溫度,看到由構成要素(A)及(B)所成的樹脂組成物之硬化物的玻璃轉移溫度。此處所謂相同的溫度,就是意味雖然玻璃轉移溫度不同,但各自在-3~3℃的範圍內。
由構成要素(A)及(B)所成的樹脂組成物之硬化物的製作係如以下地進行。將構成要素(A)與構成要素(B)混煉後,在真空中將所得之樹脂組成物脫泡。然後,於藉由2mm厚的“Teflon(註冊商標)”製間隔物設定厚度成為2mm的模具中,注入樹脂組成物,在構成要素(B)完全硬化的條件下硬化而得到無孔洞的板狀硬化物。此處所謂之構成要素(B)完全硬化的條件,就是指將硬化所得之硬化物在室溫~350℃的範圍測定差示掃描熱量之際,沒有看到殘存放熱。
又,僅由構成要素(A)所成的板狀成形物,係藉由將構成要素(A)投入2mm厚的不銹鋼製模具中,以壓力50kg/cm2 進行5分鐘的加壓成形而得。
僅由構成要素(B)所成的樹脂硬化物之製作係如以下地進行。在真空中將構成要素(B)脫泡後,注入藉由2mm厚的“Teflon(註冊商標)”製間隔物設定厚度成為2mm的模具中,在構成要素(B)完全硬化的條件下硬化而得到無孔洞的板狀硬化物。
又,構成要素(A)在10℃的tanδ必須為0.15以上,較佳為0.2以上。tanδ若小於0.15,則減振性不充分。此處,在10℃的tanδ係可藉由測定以前述方法所製作的僅由構成要素(A)所成的板狀硬化物之動態黏彈性來測定。
構成要素(A)的90面積%以上必須存在於從預浸漬物的表面到預浸漬物平均厚度的20%為止之部位。即,以含有構成要素(A)~(C)的預浸漬物中所含有的構成要素(A)之全體為100面積%,其90面積%以上必須存在於預浸漬物的表面附近,即從預浸漬物的表面到預浸漬物平均厚度的20%為止之間的部位。如第1~4圖的預浸漬物之截面圖所示,藉由在預浸漬物的單面或兩面之表面,比預浸漬物的內部還高濃度地分布構成要素(A),可得到剛性、強度及減振性優異之纖維強化複合材料。當從預浸漬物的表面到預浸漬物平均厚度的20%為止之部位所存在的構成要素(A)之比例低於90面積%時,由於彈性模數比環氧樹脂組成物低的胺基甲酸酯粒子進入到強化纖維束內部為止,所得之纖維強化複合材料的剛性或強度降低,而且減振性提高效果亦變小。
此處,預浸漬物中的粒子之局部存在化程度,係可藉由特開平1-104624號公報中揭示的方法來評價。即,首先將預浸漬物夾於2片的平滑支持板之間而使緊貼,長時間徐徐提高溫度而使硬化。此時重要者為儘可能以低溫使膠化。於還沒有膠化時若提高溫度則預浸漬物中的樹脂流動,粒子移動,而無法評價原本的預浸漬物中之正確的粒子分布。於膠化後,再費時徐徐地加溫而使預浸漬物硬化。將已硬化的預浸漬物之截面放大至200倍以上,拍攝照片(參照第1~4圖)。使用此截面照片,首先求得預浸漬物的平均厚度。預浸漬物1層的平均厚度(1)係在照片上任意選擇的至少5個地方測量預浸漬物之厚度,取其平均。其次,自連接於兩方的支持板之預浸漬物的表面(2),在預浸漬物的平均厚度之20%的位置,畫出與預浸漬物的表面呈平行之線(3)。在預浸漬物的兩面定量出連接於支持板的表面與20%的平行線之間所存在的粒子之截面積,定量出預浸漬物全寬所存在的粒子之截面積,取得兩者的比,算出從預浸漬物表面到預浸漬物的厚度之20%以內所存在的粒子之比率,即表面局部存在化率。粒子截面積的定量亦可使用影像分析器來測定,可由截面照片中完全切出指定區域所存在的粒子部分,計量其質量而算出。為了排除粒子的部分分布偏差之影響,此評價係在所得之照片的寬度全域中進行,而且對經任意選擇的5個地方以上之照片進行同樣的評價,取得其平均。若難以分辨粒子與基質樹脂時,則可選擇一方,進行染色而觀察。顯微鏡係可為光學顯微鏡或掃描型電子顯微鏡,可按照粒子的大小或染色方法來靈活運用。再者,於本發明中,雖然按照面積比來測定在預浸漬物表面所局部存在化的粒子之比率,但由於粒子的質量比係與此面積比相等,故實質上相等於測定質量比者。
為了使構成要素(A)的90面積%以上存在於從預浸漬物的表面到預浸漬物平均厚度的20%為止之部位,構成要素(A)的平均粒徑較佳為5μm以上。此處所言的平均粒徑,就是體積平均粒子徑,可使用奈米軌跡粒度分布測定裝置(日機裝(股)製)或依照JISK5600-9-3(2006),使用LMS-24(SEISHIN企業(股)製)來測定。藉由使平均粒徑成為5μm以上,經由構成要素(C)的強化纖維束來過濾構成要素(A),變容易存在於表面。又,構成要素(A)的平均粒徑較佳為20μm以下。平均粒徑若超過20μm,則在使本發明的預浸漬物積層及硬化而得之纖維強化複合材料中,由於強化纖維層間的厚度變大,在層間變容易發生孔洞。於該情況下,為了抑制孔洞發生,若增加環氧樹脂組成物,則成為強化纖維含有率低的纖維強化複合材料,剛性及強度有降低的傾向。
再者,此處所謂的強化纖維層間之厚度,就是在使預浸漬物積層及硬化所得之纖維強化複合材料中,強化纖維層與鄰接的強化纖維層之間的不含強化纖維的區域之厚度。
構成要素(A)較佳為在預浸漬物中含有2~20質量%,更佳為2~10質量%。含量低於2質量%時,所得之纖維強化複合材料的剛性及強度雖然優異,但減振性有變低的傾向。另一方面,含量超過20質量%時,雖然所得之纖維強化複合材料的減振性優異,但剛性及強度有變過低的傾向。
又,構成要素(A)較佳為胺基甲酸酯樹脂粒子的表面經疏水性矽石所被覆的粒子。藉由以疏水性矽石被覆,可防止環氧樹脂組成物中的構成要素(A)之粒子彼此凝聚,或經由加熱而熔黏、粗大化。藉此,由於可藉由構成要素(A)的平均粒徑與配合量來簡便地控制由本發明的預浸漬物所得之纖維強化複合材料的強化纖維層間之厚度,故可容易調整纖維強化複合材料的剛性、強度及減振性。此處所謂的疏水性矽石,就是指親水性矽石表面的OH基經-(CH2 )n -CH3 或[Si(CH3 )2 O]m -Si(OCH3 )3 或(CF2 )p -CF3 的基(n=0~7、m=1~7、p=3~11)取代之矽石。作為經疏水性矽石被覆的具有3次元交聯之胺基甲酸酯粒子,可舉出“Daimicbeaz(註冊商標)”UCN-5070D、UCN-5150D(以上為大日精化工業(股)製)等。
再者,構成要素(A)較佳為真球狀。藉由真球狀,可由構成要素(A)的平均粒徑與配合率來簡便地控制由本發明的預浸漬物所得之纖維強化複合材料的強化纖維層間之厚度,容易調整纖維強化複合材料的剛性、強度及減振性。
本發明的構成要素(A)之玻璃轉移溫度較佳為不存在於比-10℃大且比100℃小的範圍。若玻璃轉移溫度存在於此溫度範圍,則當所得之纖維強化複合材料使用於高爾夫球軸或網球拍、釣竿、滑雪板等時,彼等的強度會隨著使用環境變化而不佳。
構成要素(B)的第1環氧樹脂組成物,只要是環氧樹脂組成物則沒有特別的限定,可由環氧樹脂及硬化劑所構成,視需要亦可含有硬化觸媒等。
作為構成要素(B)的環氧樹脂之例,可舉出雙酚型環氧樹脂、胺型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、具有聯苯骨架的環氧樹脂、胺基甲酸酯改性環氧樹脂、異氰酸酯改性環氧樹脂等。可由此等之中選擇1種以上來使用。
此處,所謂的雙酚型環氧樹脂,就是雙酚化合物的2個酚性羥基經環氧丙基化者,可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、或此等的鹵素取代物、烷基取代物、氫化品等。又,不限於單體,亦可採用具有複數的重複單位之高分子量體。
作為雙酚A型環氧樹脂的市售品,可舉出“jER(註冊商標)”825、“jER(註冊商標)”828、“jER(註冊商標)”834、“jER(註冊商標)”1001、“jER(註冊商標)”1002、“jER(註冊商標)”1003、“jER(註冊商標)”1003F、“jER(註冊商標)”1004、“jER(註冊商標)”1004AF、“jER(註冊商標)”1005F、“jER(註冊商標)”1006FS、“jER(註冊商標)”1007、“jER(註冊商標)”1009、“jER(註冊商標)”1010(以上為三菱化學(股)製)等。作為溴化雙酚A型環氧樹脂,可舉出“jER(註冊商標)”505、“jER(註冊商標)”5050、“jER(註冊商標)”5051、“jER(註冊商標)”5054、“jER(註冊商標)”5057(以上為三菱化學(股)製)等。作為氫化雙酚A型環氧樹脂的市售品,可舉出ST5080、ST4000D、ST4100D、ST5100(以上為新日鐵化學(股)製)等。
作為前述雙酚F型環氧樹脂的市售品,可舉出“jER(註冊商標)”806、“jER(註冊商標)”807、“jER(註冊商標)”4002P、“jER(註冊商標)”4004P、“jER(註冊商標)”4007P、“jER(註冊商標)”4009P、“jER(註冊商標)”4010P(以上為三菱化學(股)製)、“Epotote(註冊商標)”YDF2001、“Epotote(註冊商標)”YDF2004(以上為新日鐵化學(股)製)等。作為四甲基雙酚F型環氧樹脂,可舉出YSLV-80XY(新日鐵化學(股)製)等。
作為前述雙酚S型環氧樹脂,可舉出“Epiclon(註冊商標)”EXA-154(DIC(股)製)等。
其中,從彈性模數、韌性及耐熱性的平衡良好來看,較佳為雙酚A型環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂。
作為胺型環氧樹脂,例如可舉出四環氧丙基二胺基二苯基甲烷、三環氧丙基胺基苯酚、三環氧丙基胺基甲酚、四環氧丙基苯二甲基二胺,或此等的鹵素、烷醇取代物、氫化品等。
作為前述四環氧丙基二胺基二苯基甲烷,可舉出“Sumiepoxy(註冊商標)”ELM434(住友化學(股)製)、YH434L(新日鐵化學(股)製)、“jER(註冊商標)”604(三菱化學(股)製)、“Araldite(註冊商標)”MY720、MY721(以上為Huntsman Advanced Materials(股)製)等。作為三環氧丙基胺基苯酚或三環氧丙基胺基甲酚,可舉出“Sumiepoxy(註冊商標)”ELM100(住友化學(股)製)、“Araldite(註冊商標)”MY0500、MY0510、MY0600(以上為Huntsman Advanced Materials(股)製)、“jER(註冊商標)”630(三菱化學(股)製)等。作為四環氧丙基苯二甲基二胺及其氫化品,可舉出TETRAD-X、TETRAD-C(以上為三菱瓦斯化學(股)製)等。
作為苯酚酚醛清漆型環氧樹脂的市售品,可舉出“jER(註冊商標)”152、“jER(註冊商標)”154(以上為三菱化學(股)製)、“Epiclon(註冊商標)”N-740、N-770、N-775(以上為DIC(股)製)等。
作為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂的市售品,可舉出“Epiclon(註冊商標)”N-660、N-665、N-670、N-673、N-695(以上為DIC(股)製)、EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-104S(以上為日本化藥(股)製)等。
作為間苯二酚型環氧樹脂的具體例,可舉出“Denacol(註冊商標)”EX-201(NAGASECHEMTEX(股)製)等。
作為二環戊二烯型環氧樹脂的市售品,可舉出“Epiclon(註冊商標)”HP7200、HP7200L、HP7200H、HP7200HH(以上為DIC(股)製)、“Tactix(註冊商標)”558(Huntsman Advanced Materials(股)製)、XD-1000-1L、XD-1000-2L(以上為日本化藥(股)製)等。
作為具有聯苯骨架的環氧樹脂之市售品,可舉出“jE0(註冊商標)”YX4000H、YX4000、YL6616(以上為三菱化學(股)製)、NC-3000(日本化藥(股)製)等。
作為胺基甲酸酯及異氰酸酯改性環氧樹脂的市售品,可舉出具有唑啉酮環的AER 4152(旭化成環氧樹脂(股)製)或ACR1348(ADEKA(股)製)等。
又,較宜使用環氧當量為800~5500的環氧樹脂,因為提高與胺基甲酸酯粒子的黏著性,可給予優異的減振性,更佳為環氧當量800~2500的環氧樹脂。環氧當量若比800還小,則黏著性提高效果會不充分。環氧當量若比5500還大,則所得之環氧樹脂組成物的黏度變高,預浸漬物的製作會變困難。再者,從減振性與韌性的平衡來看,較佳為環氧當量800~5500的雙酚型環氧樹脂,更佳為環氧當量800~5500的雙酚A型環氧樹脂及雙酚F型環氧樹脂。
作為構成要素(B)的硬化劑,並沒有特別的限定,從保存安定性良好來看,較宜使用氰胍或其衍生物、二胺基二苯基碸。其它亦可使用芳香族胺、脂環式胺等的胺類、酸酐類、聚胺基醯胺類、有機酸醯肼類、異氰酸酯類。
作為氰胍的市售品,可舉出DICY-7、DICY-15(以上為三菱化學(股)製)等。
又,相對於全部環氧樹脂成分的環氧基1當量而言,硬化劑的總量較佳為以活性氫基成為0.6~1.0當量之範圍的量含有,更佳為以成為0.7~0.9當量的範圍之量含有。此處,所謂的活性氫基,就是意味硬化劑成分能與環氧基反應的官能基。當活性氫基不滿0.6當量時,硬化物的反應率、耐熱性及彈性模數降低,而且纖維強化複合材料的玻璃轉移溫度或強度會降低。又,當活性氫基超過1.0當量時,硬化物的反應率、玻璃轉移溫度及彈性模數係充分,但由於塑性變形能力降低,纖維強化複合材料的耐衝撃性會降低。
亦可使用構成要素(B)的硬化觸媒。作為硬化觸媒,可舉出脲化合物、三級胺類與其鹽類、咪唑與其鹽類、路易士酸類或布忍斯特酸類與其鹽類等。其中,從保存安定性與催化能力的平衡來看,較宜使用脲化合物。
作為脲化合物,例如可使用N,N-二甲基-N’-(3,4-二氯苯基)脲、甲苯雙(二甲基脲)、4,4’-亞甲基雙(苯基二甲基脲)、3-苯基-1,1-二甲基脲等。作為脲化合物的市售品,可舉出DCMU99(保土谷化學(股)製)、Omicure24、Omicure52、Omicure94(以上為Emerald Performance Materials,LLC製)等。
相對於全部環氧樹脂成分100質量份而言,脲化合物的配合量較佳為1~3質量份,更佳為1.5~3質量份。當脲化合物的配合量不滿1質量份時,反應係不充分進行,硬化物的彈性模數與耐熱性會降低。又,當脲化合物的配合量超過3質量份時,由於環氧樹脂的自聚合反應阻礙環氧樹脂與硬化劑的反應,硬化物的韌性降低,或彈性模數會降低。
使構成要素(B)硬化時的硬化物之玻璃轉移溫度較佳為100℃以上。當硬化物的玻璃轉移溫度不滿100℃時,在纖維強化複合材料的成形時會發生翹曲或畸變,而且在高溫環境下使用之際會發生變形。構成要素(B)的硬化,例如可藉由在130℃加熱90分鐘而進行。
再者,於構成要素(B)中,在不喪失本發明的效果之範圍內,可添加構成要素(A)以外的熱塑性樹脂。作為該熱塑性樹脂,可配合在環氧樹脂中有可溶性的熱塑性樹脂、或橡膠粒子及熱塑性樹脂粒子等的有機粒子等。作為在環氧樹脂中有可溶性的熱塑性樹脂,較宜使用能期待樹脂與強化纖維的黏著性改善效果之具有氫鍵結性官能基的熱塑性樹脂。作為環氧樹脂可溶且具有氫鍵結性官能基之熱塑性樹脂,可舉出具有醇性羥基的熱塑性樹脂、具有醯胺鍵的熱塑性樹脂及具有磺醯基的熱塑性樹脂等。
作為具有醇性羥基的熱塑性樹脂,可舉出聚乙烯縮甲醛或聚乙烯縮丁醛等的聚乙烯縮醛樹脂、聚乙烯醇、苯氧樹脂。作為具有醯胺鍵的熱塑性樹脂,可舉出聚醯胺、聚醯亞胺、聚乙烯吡咯啶酮。作為具有磺醯基的熱塑性樹脂,可舉出聚碸。聚醯胺、聚醯亞胺及聚碸亦可在主鏈具有醚鍵、羰基等的官能基。聚醯胺亦可在醯胺基的氮原子具有取代基。
若例示環氧樹脂可溶且具有氫鍵結性官能基的熱塑性樹脂之市售品,於聚乙烯縮醛樹脂中,可舉出Denkabutyral及“Denkaformal(註冊商標)”(電氣化學工業(股)製)、“Vinylenk(註冊商標)”(CHISSO(股)製),於苯氧樹脂中,可舉出“UCAR(註冊商標)”PKHP(Union Carbide(股)製),於聚醯胺樹脂中,可舉出“Macromelt(註冊商標)”(HENKEL白水(股)製)、“Amilan(註冊商標)”CM 4000(東麗(股)製),於聚醯亞胺中,可舉出“Ultem(註冊商標)”(General Electric(股)製)、“Matrimid(註冊商標)”5218(CIBA(股)製),於聚碸中,可舉出“Sumikaexcel(註冊商標)”(住友化學(股)製)、“UDEL(註冊商標)”(Solvay Advanced Polymers(股)製),於聚乙烯吡咯啶酮中,可舉出“Luviskol(註冊商標)”(BASF日本(股)製)。
又,丙烯酸系樹脂係與環氧樹脂的相溶性高,適用於黏彈性控制。若例示丙烯酸樹脂的市售品,可舉出“Dianal(註冊商標)”BR系列(三菱縲縈(股)製)、“Matsumoto Microsphere(註冊商標)”M、M100、M500(松本油脂製藥(股)製)、“Nanostrength(註冊商標)”E40F、M22N、M52N(ARKEMA(股)製)等。
亦可配合橡膠粒子。作為橡膠粒子,從操作性等的觀點來看,較宜使用交聯橡膠粒子,及在交聯橡膠粒子的表面接枝聚合有異種聚合物的芯殼橡膠粒子。
作為交聯橡膠粒子的市售品,可使用由羧基改性的丁二烯-丙烯腈共聚物的交聯物所成的FX501P(日本合成橡膠工業(股)製)、由丙烯酸橡膠微粒子所成的CX-MN系列(日本觸媒(股)製)、YR-500系列(新日鐵化學(股)製)等。
作為芯殼橡膠粒子的市售品,例如由丁二烯‧甲基丙烯酸烷基‧苯乙烯共聚合物所成之“Paraloid(註冊商標)”EXL-2655(吳羽化學工業(股)製)、由丙烯酸酯‧甲基丙烯酸酯共聚物所成之“Stafyloid(註冊商標)”AC-3355、TR-2122(以上為武田藥品工業(股)製)、由丙烯酸丁酯‧甲基丙烯酸甲酯共聚合物所成的“PARALOID(註冊商標)”EXL-2611、EXL-3387(Rohm&Haas公司製)、“Kaneace(註冊商標)”MX系列(KANEKA(股)製)等。
作為熱塑性樹脂粒子,較宜使用聚醯胺粒子或聚醯亞胺粒子,作為聚醯胺粒子的市售品,可使用SP-500(東麗(股)製)、“Orgasol(註冊商標)”(ARKEMA(股)製)等。
作為構成要素(C),使用強化纖維。強化纖維係沒有特別的限定,可使用玻璃纖維、碳纖維、芳香族聚醯亞胺纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維等。亦可混合2種以上的此等纖維而使用。其中,較佳為使用可得到輕量且高剛性的纖維強化複合材料之碳纖維。
於碳纖維之中,若為拉伸彈性模數230~450GPa的碳纖維,則不僅可得到更輕量且高剛性的纖維強化複合材料,而且減振性優異而較佳。當拉伸彈性模數低於230時,所得之纖維強化複合材料的剛性或減振性容易變低。又,拉伸彈性模數若超過450GPa,則碳纖維與環氧樹脂的黏著特性容易降低,藉由碳纖維與環氧樹脂的摩擦熱之能量轉換,雖然所得之纖維強化複合材料的減振性會升高,但另一方面,由於強度會降低而不宜。從所得之纖維強化複合材料的力學特性與減振性之平衡來看,更宜使用拉伸彈性模數230~300GPa的碳纖維。
強化纖維的形態係沒有特別的限定。例如,可使用單向並絲的長纖維、絲束、織物、蓆、針織物、編帶、經切斷成長度低於10mm的短纖維等。此處所言的長纖維,就是指實質上10mm以上連續的單纖維或纖維束。又,所謂的短纖維,就是經切斷成長度低於10mm的纖維束。又,尤其在要求比強度及比彈性模數高的用途中,強化纖維束在單向經並絲的排列係最合適。從操作的容易點來看,布(織物)狀的排列亦適合於本發明。
本發明的預浸漬物係如第3圖或第4圖所示,更含有構成要素(D),該構成要素(D)較佳為配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之單面或兩面,而且構成要素(A)係以含於構成要素(D)中的狀態存在。構成要素(D)係與構成要素(A)不相溶的第2環氧樹脂組成物。藉由預先使構成要素(A)成為含於構成要素(D)中的狀態,可抑制在將預浸漬物積層及硬化而得到纖維強化複合材料時所發生的孔洞。構成要素(D)只要是環氧樹脂組成物,則沒有特別的限定,可由環氧樹脂及硬化劑所構成,視需要亦可含有硬化觸媒等。構成要素(D)的環氧樹脂、硬化劑、硬化觸媒等係可使用構成要素(B)所例示者。又,構成要素(D)(第2環氧樹脂組成物)亦可與構成要素(B)(第1環氧樹脂組成物)不同,但更佳為相同。此處所謂的相同,就是意味構成構成要素(B)的環氧樹脂、硬化劑及硬化觸媒之種類係相同,各自的成分含量之差係在5質量%以內。
使構成要素(D)硬化時的硬化物之玻璃轉移溫度亦較佳為100℃以上。當不滿100℃時,在纖維強化複合材料的成形時會發生翹曲或畸變,而且在高溫環境下使用之際會發生變形。構成要素(D)的硬化,例如可藉由在130℃加熱90分鐘而進行。
本發明的預浸漬物的製造方法係沒有特別的限定,可藉由下述(1)或(2)中的任一方法來適宜地製造。
(1)一種預浸漬物的製造方法,其含有:使構成要素(C)含浸構成要素(B),以製作預浸漬物前驅物之步驟,與於預浸漬物前驅物上黏貼構成要素(A)之步驟。
(2)一種預浸漬物的製造方法,其含下述(I)~(III)的步驟;(I)使構成要素(A)分散於構成要素(D)中,將此形成薄膜之步驟;(II)使構成要素(C)含浸構成要素(B),以製作預浸漬物前驅物之步驟;(III)將(I)所得的薄膜黏貼於(II)所得的預浸漬物前驅物之步驟。
作為使構成要素(C)含浸構成要素(B)的方法,可舉出將環氧樹脂組成物溶解於甲基乙基酮、甲醇等的溶劑中而低黏度化,使含浸的濕法,與經由加熱而低黏度化,使含浸的熱熔法(乾法)等。
濕法係在將強化纖維浸漬於環氧樹脂組成物的溶液後,提起,使用烘箱等來蒸發溶劑之方法。熱熔法係直接使由強化纖維所成的纖維基材含浸經由加熱而低黏度化的環氧樹脂組成物之方法,或暫時將環氧樹脂組成物塗覆於脫模紙等上以製作薄膜,接著在由前述強化纖維所成的纖維基材之兩側或單側重疊前述薄膜,藉由加熱加壓而使由前述強化纖維所成的纖維基材含浸樹脂之方法。若藉由熱熔法,由於預浸漬物中所殘留的溶劑係實質上皆變沒有而較佳。
使構成要素(C)含浸構成要素(B)而得之預浸漬物前驅物,較佳為每單位面積的強化纖維量為50~200g/m2 。強化纖維量若低於50g/m2 ,則在纖維強化複合材料成形之際,為了得到指定的厚度,必須增多積層片數,作業會變繁雜。另一方面,強化纖維量若超過200g/m2 ,則預浸漬物的懸垂性有變差的傾向。又,纖維質量含有率較佳為60~90質量%,更佳為65~85質量%,尤佳為70~80質量%。纖維質量含有率若低於60質量%,則樹脂的量過多,會得不到比強度與比彈性模數優異的纖維強化複合材料之優點,或在纖維強化複合材料的製作之際,硬化時的發熱量變過高。又,纖維質量含有率若超過90質量%,則發生樹脂的含浸不良,所得之纖維強化複合材料係有變孔洞多者之虞。
作為在預浸漬物前驅物上黏貼構成要素(A)之方法,可舉出藉由散布裝置將構成要素(A)散布於預浸漬物前驅物上之方法,在預浸漬物前驅物上散布構成要素(A)後,使該預浸漬物前驅物通過具有指定間隔的間隙之方法,藉由散布裝置在脫模紙或脫模薄膜上散布構成要素(A)後,使該脫模紙或該脫模薄膜與預浸漬物前驅物壓黏而一體化之方法,將構成要素(A)預先分散於構成要素(A)不溶解的液體中,使其分散液附著於預浸漬物前驅物後,乾燥去除液體之方法,及利用靜電使構成要素(A)附著於預浸漬物前驅物之方法等。
作為使構成要素(A)分散於構成要素(D)中之方法,較佳為使用採用捏合機、三輥、珠磨機、行星式混合機及二軸擠壓機等,將構成要素(A)與構成要素(D)混煉之方法等。
作為使構成要素(A)分散於構成要素(D)中而將樹脂組成物加工成薄膜之方法,可舉出將該樹脂組成物塗覆於脫模紙等上而成為薄膜狀之方法。
其次,說明本發明的纖維強化複合材料。本發明的纖維強化複合材料係含有下述構成要素(E)~(G)的纖維強化複合材料,於觀察截面之際,構成要素(E)的90面積%以上係在層間區域局部存在化之纖維強化複合材料。第5及6圖中顯示該纖維強化複合材料的較佳態樣之例的截面圖。
(E)在10℃的tanδ為0.15以上且具有3次元交聯構造之胺基甲酸酯粒子 (F)第3環氧樹脂組成物的硬化物 (G)強化纖維。
本發明所用的構成要素(E)必須為具有3次元交聯構造的胺基甲酸酯粒子。由於胺基甲酸酯粒子具有3次元交聯構造,而與第3環氧樹脂組成物不相溶,可給予具有優異的剛性、強度及減振性之纖維強化複合材料。當胺基甲酸酯粒子不具有3次元交聯構造時,變成容易溶解於硬化前的第3環氧樹脂組成物中。若胺基甲酸酯粒子溶解於第3環氧樹脂組成物中,則纖維強化複合材料係剛性、強度及玻璃轉移溫度變低,而且減振性的效果係不充分。
構成要素(E)與第3環氧樹脂組成物不相溶者,係可藉由測定由構成要素(E)及第3環氧樹脂組成物所成的樹脂組成物之硬化物的動態黏彈性時之儲存彈性模數曲線所得的玻璃轉移溫度來確認。即,使用動態黏彈性測定,分別測定由構成要素(E)及第3環氧樹脂組成物所成的樹脂組成物之硬化物、僅由構成要素(E)所成的板狀成形物、及僅將第3環氧樹脂組成物硬化所得之樹脂硬化物的玻璃轉移溫度。當構成要素(E)與第3環氧樹脂組成物不相溶時,在與僅由構成要素(E)所成的板狀成形物及僅將第3環氧樹脂組成物硬化所得之樹脂硬化物的玻璃轉移溫度相同的溫度,看到由構成要素(E)及第3環氧樹脂組成物所成的樹脂組成物之硬化物的玻璃轉移溫度。此處所謂相同的溫度,就是意味雖然玻璃轉移溫度不同,但各自在-3~3℃的範圍內。
由構成要素(E)及第3環氧樹脂組成物所成的樹脂組成物之硬化物、由構成要素(E)所成的板狀成型物、及僅將第3環氧樹脂組成物硬化所得之樹脂硬化物的製作,係各自可藉由與得到由前述構成要素(A)與構成要素(B)所成的樹脂組成物之硬化物、僅由前述構成要素(A)所成的板狀成型物、及僅將構成要素(B)硬化所得之硬化物的方法同樣的方法來獲得。又,玻璃轉移溫度係可藉由前述方法測定以前述方法所製作的板狀硬化物及板狀成型物之動態黏彈性而求得。
又,構成要素(E)在10℃的tanδ必須為0.15以上,較佳為0.2以上。tanδ若小於0.15,則減振性不充分。此處,在10℃的tanδ係可藉由前述方法測定以前述方法所製作的板狀硬化物之動態黏彈性而求得。
構成要素(E)較佳為在纖維強化複合材料中含有2~20質量%,更佳為2~10質量%。含量低於2質量%時,所得之纖維強化複合材料的剛性及強度係優異,但減振性有變低的傾向。另一方面,含量超過20質量%時,所得之纖維強化複合材料的減振性係優異,但剛性及強度有變過低的傾向。
作為構成要素(E),可使用前述構成要素(A)所例示者。
於本發明的纖維強化複合材料中,當觀察截面時,構成要素(E)的90面積%以上必須在層間區域中局部存在化。即,以纖維強化複合材料中所含有的構成要素(E)之全體為100面積%,其90面積%以上必須存在於層間區域。此處所謂的層間區域,就是在纖維強化複合材料中,強化纖維層與隣接的強化纖維層之間的不含強化纖維的區域。當存在於層間區域中的構成要素(E)之比率不滿90面積%時,由於彈性模數比構成要素(F)低的胺基甲酸酯粒子係進入到強化纖維束內部為止,強化纖維束中的基質樹脂彈性模數降低,剛性或強度降低,而且減振性提高效果亦變小。
此處,纖維強化複合材料中的粒子之局部存在化程度,係可藉由以下的方法來評價。即,將纖維強化複合材料的截面放大至200倍以上,拍攝照片(參照第5或6圖)。使用此截面照片,首先畫出由構成要素(F)及(G)所成的層與構成要素(G)不存在的層之平均邊界線(4)。此處,平均邊界線的畫出方式係如以下。首先,在照片上之由構成要素(F)及(G)所成的層與構成要素(G)不存在的層之邊界線的一個上,選擇5個地方以上的點。該點的選擇方法,當纖維強化複合材料為積層板時,可選擇任意的5個地方以上,但當纖維強化複合材料為圓筒形或複雜的形狀時,較佳為以可反映其形狀的程度,以點的間隔變細的方式來選擇。例如,圓筒形時,較佳為由任意的點以60°間隔來選擇合計6點或以比其還窄的間隔來選擇。其次,以纖維強化複合材料的任一一方之表面為基準線,測定由該處起到前述選擇的5個地方以上之點為止距離,取得平均。自前述基準線起,在計算所得之平均距離的位置,畫出與前述基準線平行的線。將該線稱為平均邊界線。
其次,畫出由構成要素(F)及(G)所成的層之平均中心厚度線(5)。此處所謂的平均中心厚度線,就是對於由一個構成要素(F)及(G)所成的層,如前述地畫出其兩面的平均邊界線(4),以2條平均邊界線成為正中心的線。自2條平均邊界線起,以恰好成為等距離的方式,畫出與平均邊界線呈平行的線,當作平均中心厚度線。
對於某一構成要素(G)不存在的層,將其兩側的平均邊界線所夾持的區域定義為層間區域。求得存在於層間區域的粒子之截面積的合計。其次,對於如此所測定的構成要素(G)不存在的層,將自鄰接的構成要素(F)及(G)所成的層之平均中心厚度線(5)起,到夾持前述構成要素(G)不存在的層而在相反側鄰接的構成要素(F)及(G)所成的層之平均中心厚度線(5)為止的區域,定義為粒子的截面積之測定的全區域。求得存在於此全區域的所有粒子之截面積的合計。
藉由取得如此所求得的存在於層間區域的粒子之截面積合計對存在於全區域中的粒子之截面積合計的比,而算出存有於層間區域的粒子之比率,即層間局部存在化率。粒子截面積的定量亦可藉由影像分析器來進行,也可自截面照片切取所有存在於指定區域的粒子部分,計量其質量。為了排除粒子的部分分布之偏差之影響,此評價係在所得之照片的寬度全域中進行,而且對經任意選擇的5個地方以上之照片進行同樣的評價,取得其平均。若難以分辨粒子與基質樹脂時,則可選擇一方,進行染色而觀察。顯微鏡係可為光學顯微鏡或掃描型電子顯微鏡,可按照粒子的大小或染色方法來靈活運用。再者,於本發明中,雖然按照面積比來測定存在於層間區域的粒子之比率,但由於粒子的質量比係與此面積比相等,故實質上相等於測定質量比者。
構成要素(F)係將第3環氧樹脂組成物硬化者。第3環氧樹脂組成物係由環氧樹脂及硬化劑所構成,視需亦可含有硬化觸媒等。環氧樹脂、硬化劑、硬化觸媒等係可使用前述構成要素(B)所例示者。
於構成要素(G)中,使用強化纖維。作為該強化纖維,可使用前述構成要素(C)所例示者。
本發明的纖維強化複合材料係如第6圖所示,更含有構成要素(H),構成要素(E)較佳為以含於構成要素(H)中的狀態存在。構成要素(H)係與構成要素(E)不相溶的第4環氧樹脂組成物之硬化物。藉由預先使構成要素(E)成為含於構成要素(H)中的狀態,可抑制在積層及硬化而得纖維強化複合材料時所發生的孔洞。
第4環氧樹脂組成物係由環氧樹脂及硬化劑所構成,視需要亦可含有硬化觸媒等。構成要素(H)的環氧樹脂、硬化劑、硬化觸媒等係可使用構成要素(B)所例示者。
本發明的纖維強化複合材料之製造方法係沒有特別的限定,可藉由預浸漬物積層成形法、樹脂轉移成型法、樹脂薄膜浸漬法、手工舖疊法、片成型複合法、長絲捲繞法、拉擠成型法等來製造,其中較佳為使用上述本發明的預浸漬物之預浸漬物積層成形法,因為纖維強化複合材料的剛性、強度優異。
所謂的預浸漬物積層成形法,就是在將預浸漬物賦形及/或積層後,一邊對賦形物及/或積層物給予壓力,一邊將樹脂加熱硬化之方法。此處給予熱及壓力的方法中,可適宜使用加壓成形法、高壓釜成形法、填充成形法、包裝帶法、內壓成形法等。
高壓釜成形法係在指定形狀的工具板上積層預浸漬物,以包裝薄膜被覆,邊使積層物內脫氣邊使加壓加熱硬化之方法。高壓釜成形法係可精密控制纖維配向,而且由於孔洞的發生少,故可得到力學特性優異且高品位的成形體。
包裝帶法係將預浸漬物捲繞在心軸等的芯軸,形成纖維強化複合材料製的管狀體之方法。包裝帶法係在製作高爾夫球軸、釣竿等的棒狀體之際的適合方法。更具體地,將預浸漬物捲繞在心軸,為了給予預浸漬物固定及壓力,在預浸漬物的外側捲繞由熱塑性薄膜所成的包裝帶,於烘箱中使樹脂加熱硬化後,拔出芯軸而得到管狀體之方法。
又,內壓成型法係將在熱塑性樹脂製管等的內壓賦予體上捲繞有預浸漬物的預形體固定在模具中,接著將高壓氣體導入內壓賦予體以賦予壓力,同時加熱模具以成形之方法。本方法較宜使用於將如高爾夫球軸、球棒、網球或羽毛球等的球拍之複雜形狀物成形之際。
以高壓釜將纖維強化複合材料成形時的硬化溫度及時間,係隨著所選擇的硬化劑或硬化觸媒的種類與量,而最適合溫度及時間不同。從硬化後的耐熱性之觀點來看,較佳為在120~220℃的溫度費0.5~8小時使硬化。升溫速度較宜使用0.1~10℃/分鐘升溫。升溫速度若低於0.1℃/分鐘,則到目標的硬化溫度為止之到達時間變非常長,作業性會降低。又,升溫速度若超過10℃/分鐘,由於在強化纖維各處發生溫度差,而得不到均勻的硬化物。
將纖維強化複合材料成形之際,係藉由加壓或減壓而容易得到表面的品位提高或內部孔洞的抑制等之效果。
本發明的纖維強化複合材料之損失係數,係相對於不含有構成要素(E)而以外為與前述纖維強化複合材料相同的纖維強化複合材料之損失係數而言,較佳為130%以上。若低於130%,則在將高爾夫球軸、釣竿、網球拍等成形時,打球感的改善效果或手肘的疲勞輕減效果容易變低。此處所謂的「不含構成要素(E)而以外為與前述纖維強化複合材料相同的纖維強化複合材料」,就是意味除了去掉構成要素(E)以外,在與測定對象的纖維強化複合材料相同的組成比例及完全相同製造條件下製作纖維強化複合材料,使用其當作物性測定的對照樣品。此處,所謂的相同組成比例,就是意味各自的成分之含量差為5質量%以內。
又,本發明的纖維強化複合材料之彎曲強度,係相對於不含有構成要素(E)而以外為與前述纖維強化複合材料相同的纖維強化複合材料之彎曲強度而言,較佳為90%以上。此處,所謂的彎曲強度,就是指換算成纖維含有率60體積%之值。彎曲強度若不滿90%,則將高爾夫球軸、釣竿、網球拍等成形時的強度係不充分,而且若欲得到充分的強度,重量會增加。
再者,本發明的纖維強化複合材料之0度彎曲彈性模數,係相對於不含有構成要素(E)而以外為與前述纖維強化複合材料相同的纖維強化複合材料之0度彎曲彈性模數而言,較佳為90%以上。0度彎曲彈性模數若低於90%,則將高爾夫球軸、釣竿、網球拍等成形時的剛性係不充分,而且若欲得到充分的剛性,重量會增加。
尚且,本發明的纖維強化複合材料較佳為玻璃轉移溫度不是在10~90℃之間。若玻璃轉移溫度在此溫度範圍,則在纖維強化複合材料的塗裝步驟或研磨步驟有發生變形之虞。
將本發明的預浸漬物硬化所成的纖維強化複合材料及本發明的纖維強化複合材料,係適用於運動用途、一般產業用途及航空宇宙用途。更具體地,於運動用途中,使用於高爾夫球軸、釣竿、網球或羽毛球的球拍用途、曲棍球等的球棒用途、自行車用零件、自行車框、自行車輪及滑雪球用途。又,於一般產業用途中,使用於汽車、船舶及鐵道車輛等的移動體之構造材、傳動軸、板簧、風車葉片、壓力容器、飛輪、製紙用輥、屋頂材、纜索及補修補強材料等。
【實施例】
以下舉出實施例來更具體說明本發明的效果。再者,本發明係不受下述實施例所限定。
用於本實施例及比較例的構成要素(A)至(E)係如以下。
(A-1):經疏水性矽石被覆的3次元交聯型胺基甲酸酯粒子(“Daimicbeaz(註冊商標)”UCN-5150D,大日精化工業(股)製,平均粒徑:15μm,在10℃的tanδ:0.20,玻璃轉移溫度:-27℃,真球狀)
(A-2):經疏水性矽石被覆的3次元交聯型胺基甲酸酯粒子(“Daimicbeaz(註冊商標)”UCN-5070D,大日精化工業(股)製,平均粒徑:7μm,在10℃的tanδ:0.20,玻璃轉移溫度:-27℃,真球狀)
(A-3):3次元交聯型胺基甲酸酯粒子(“Antopal(註冊商標)”JB-400T,根上工業(股)製,平均粒徑:15μm,在10℃的tanδ:0.15,玻璃轉移溫度:-56℃、73℃,真球狀)
(A-4):胺基甲酸酯粒子(將“Resamine(註冊商標)”P-880(大日精化工業(股)製)冷凍粉碎,平均粒徑:18μm,在10℃的tanδ:0.43,玻璃轉移溫度:-26℃,不定形)
(A-5):聚丙烯粒子(將“Prime Polypro(註冊商標)”J105G(PRIME POLYMER(股)製)冷凍粉碎,平均粒徑:13μm,在10℃的tanδ:0.07,玻璃轉移溫度:-3℃,不定形)
(A-6):聚丙烯粒子(將“Prime Polypro(註冊商標)”J105G(PRIME POLYMER(股)製)冷凍粉碎,平均粒徑:3μm,在10℃的tanδ:0.07,玻璃轉移溫度:-3℃,不定形)
(A-7):聚丙烯粒子(將“Prime Polypro(註冊商標)”J105G(PRIME POLYMER(股)製)冷凍粉碎,平均粒徑:40μm,在10℃的tanδ:0.07,玻璃轉移溫度:-3℃,不定形)
(A-8):胺基甲酸酯薄膜(“Antopal(註冊商標)”JB-400T(根上工業(股)製)在設有30μm厚的間隔物之不銹鋼板上均勻配置樹脂丸粒,於280℃、壓力50kg/cm2 下費5分鐘加壓成形,薄膜厚度:30μm)。
同樣地,構成要素(B)、(D)、第3環氧樹脂、第4環氧樹脂係如以下。
<環氧樹脂>
(B-1):雙酚A型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”1001,三菱化學(股)製,環氧當量:475)
(B-2):雙酚A型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”828,三菱化學(股)製,環氧當量:189)
(B-3):雙酚F型環氧樹脂(“Epotote(註冊商標)”YDF2001,新日鐵化學(股)製,環氧當量475)
(B-4):雙酚F型環氧樹脂(“jER(註冊商標)“807,三菱化學(股)製,環氧當量170)
(B-5):苯酚酚醛清漆型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”154,三菱化學(股)製,環氧當量:178)
(B-6):二環戊二烯型環氧樹脂(“Epiclon(註冊商標)”HP7200H,DIC(股)製,環氧當量:283)
(B-7):多官能胺型環氧樹脂(“Sumiepoxy(註冊商標)”ELM434,住友化學(股)製,環氧當量:120)
(B-8):具有聯苯骨架的環氧樹脂(“jER(註冊商標)”YX4000,三菱化學(股)製,環氧當量:186)
(B-9):異氰酸酯改性環氧樹脂(AER4152,旭化成環氧樹脂(股)製,環氧當量:340)。
(B-10):雙酚A型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”1004FS,三菱化學(股)製,環氧當量:810)
(B-11):雙酚A型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”1007,三菱化學(股)製,環氧當量:1930)
(B-12):雙酚A型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”1010,三菱化學(股)製,環氧當量:4000)
(B-13):雙酚F型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”4004P,三菱化學(股)製,環氧當量:800)
(B-14):雙酚F型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”4007,三菱化學(股)製,環氧當量:2270)
(B-15):雙酚F型環氧樹脂(“jER(註冊商標)”4010,三菱化學(股)製,環氧當量:4400)
<硬化劑>
(B-16):氰胍(DICY7,三菱化學(股)製,活性氫當量:12)
(B-17):4,4’-二胺基二苯基碸(“Seikacuka(註冊商標)”S,和歌山精化工業(股)製,活性氫當量:62)
(B-18):甲基六氫苯二甲酸酐/六氫苯二甲酸酐=70/30(質量比)的混合物(“Rikacid(註冊商標)”MH700,新日本理化(股)製,活性氫當量:163)。
<硬化觸媒>
(B-19):脲化合物(DCMU99,保土谷化學工業(股)製)
(B-20):三苯基膦(TPP,北興化學工業(股)製)。
同樣地,構成要素(C)及(G)係如以下。
<強化纖維>
(C-1):碳纖維(“Torayca(註冊商標)”T700 S,東麗(股)製,拉伸彈性模數:230GPa,拉伸強度:4900MPa)
(C-2):碳纖維織物(“Torayca Cloth(註冊商標)”BT70-30,東麗(股)製,碳纖維:“Torayca(註冊商標)”T700,織造組織:平織,單位面積重量:300g/m2 )。
(C-3):碳纖維(“Torayca(註冊商標)”T800S,東麗(股)製,拉伸彈性模數:294GPa,拉伸強度:5880MPa)
(C-4):碳纖維(“Torayca(註冊商標)”M40J,東麗(股)製,拉伸彈性模數:377GPa,拉伸強度:4400MPa)
(C-5):碳纖維(“Torayca(註冊商標)”M46J,東麗(股)製,拉伸彈性模數:436GPa,拉伸強度:4200MPa)
(C-6):碳纖維(“Torayca(註冊商標)”M50J,東麗(股)製,拉伸彈性模數:475GPa,拉伸強度:4120MPa)
同樣,上述以外的原料係如以下。
‧聚乙烯縮甲醛(“Vinylenk(註冊商標)”E,CHISSO(股)製)
‧S-B-M共聚物(“Nanostrength(註冊商標)”E40F,ARKEMA(股)製,S為苯乙烯,B為1,4-丁二烯,M為甲基丙烯酸甲酯)
‧聚醚碸(“Sumikaexcel(註冊商標)”PES 5003P,住友化學(股)製)。
(1)冷凍粉碎的粒子製作方法
使用粉碎機(PULVERIZER,Hosokawa Micron(股)製),邊以乾冰將樹脂丸粒冷卻到玻璃轉移溫度以下為止邊冷凍粉碎。
(2)體積平均粒徑之測定方法
體積平均粒徑係依照JIS K5600-9-3(2006),使用LMS-24(SEISHIN企業(股)製),藉由雷射繞射‧散射法來測定。
(3)構成要素(A)的板狀成形物之製作方法
將構成要素(A)投入2mm厚的不銹鋼製模具中,以壓力50kg/cm2 費5分鐘加壓成形。以下顯示各樹脂的成形溫度。
“Daimicbeaz(註冊商標)”UCN-5070D、5150D,“Antopal(註冊商標)”JB-400T:280℃,“Resamine(註冊商標)”P-880:180℃,“Prime Polypro(註冊商標)”J105G:230℃。
(4)構成要素(B)的硬化物之製作方法
將構成要素(B)在真空中脫泡後,注入藉由2mm厚的“Teflon(註冊商標)”製間隔物設定厚度成為2mm的模具中,於各參考例中記載的條件下,使構成要素(B)完全硬化。
(5)由構成要素(A)及(B)所成的樹脂組成物之硬化物的製作方法
將構成要素(A)與構成要素(B)混煉後,將所得之樹脂組成物在真空中脫泡,接著注入藉由2mm厚的“Teflon(註冊商標)”製間隔物設定厚度成為2mm的模具中,於與(4)相同的條件下使構成要素(B)完全硬化。
(6)樹脂硬化物或板狀成形物的玻璃轉移溫度及在10℃的tanδ之測定方法
用鑽石刀具將樹脂硬化物或板狀成形物切成寬度13mm、長度35mm,對該樣品,使用動態黏彈性測定裝置(DMAQ800:TA儀器公司製),以5℃/分鐘的升溫速度升溫到-70℃~250℃為止,以頻率1.0Hz的彎曲模式進行儲存彈性模數與tanδ的測定。將此時的儲存彈性模數之開始(onset)溫度當作玻璃轉移溫度。
(7)樹脂硬化物的硬化狀態之確認方法
自樹脂硬化物的任意位置切出約10mg的樣品,對樣品,使用差示掃描熱量測定裝置(DSC2910:TA儀器公司製),以10℃/分鐘的升溫速度從室溫升溫到350℃為止,將看不到放熱峰的情況判斷為完全硬化。
(8)測定預浸漬物中的粒子之分布狀態之方法
將預浸漬物夾於2片的平滑“Teflon(註冊商標)”製樹脂板之間而使緊貼,以2℃/h的升溫速度升溫到各實施例及比較例中記載的最高溫度為止,而使膠化及硬化。自與“Teflon(註冊商標)”製樹脂板的緊貼面呈垂直的方向,用銳利的刀具切斷所得之預浸漬物的硬化物。再者,當切斷面不平滑時,將切斷面研磨。以光學顯微鏡將切斷面放大至200倍以上,而且將硬化物的上下面納入視野內,拍攝照片。其次,由所拍攝的照片來測定任意5個地方的厚度,將彼等的平均值當作預浸漬物平均厚度。
對於該硬化物的兩面,自硬化物的表面起到厚度為20%深的位置,畫出2條與硬化物的表面呈平行的線。其次,求得在硬化物的表面與顯示上述厚度為20%深的位置的線之間所存在的粒子之合計面積,與測定範圍的硬化物之厚度中所存在的全部粒子之合計面積。計算出相對於全部粒子的合計面積而言,自硬化物的表面起到20%深的範圍中所存在的粒子之合計面積的比率(表面局部存在化率)。此等粒子的合計面積係自截面照片挖掉粒子部分,由其質量來換算而求得。該測定係由預浸漬物的硬化物中任意選擇5個地方而進行,算出平均值。當分散於基質樹脂中的粒子之照片拍攝後的判別困難時,使用將粒子染色的手段。
(9)測定纖維強化複合材料中的粒子之分布狀態的方法
自與表面呈垂直的方向,使用鑽石刀具來切斷纖維強化複合材料。再者,當硬化物的切斷面不平滑時,將切斷面研磨。
以光學顯微鏡將該截面放大至200倍以上,而且將纖維強化複合材料的至少任一方之表面收進視野內,拍攝照片。使用此截面照片,依照本文中記載的測定纖維強化複合材料中的粒子之分布狀態的手法,由1張照片中任意選擇5個地方,畫出平均邊界線及平均中心厚度線。依照本文中記載的測定纖維強化複合材料中之粒子的分布狀態之手法,自截面照片挖掉粒子部分,由其質量來求得相對於存在於全部區域的粒子之截面積的合計而言,存在於層間區域的粒子之截面積的合計之比(層間局部存在化率)。當分散的粒子之照片拍攝後的判別困難時,使用將粒子染色的手段。
(10)纖維強化複合材料的損失係數之測定方法
使用鑽石刀具,由纖維強化複合材料中切出寬度10mm、長度200mm的樣品。此時,當為單向材時,以長度方向與纖維呈平行的方式切出,當為織物材時,以在長度方向與任一方的纖維呈平行的方式切出。以夾具抓住自樣品的長度方向之端起到35mm為止,將195mm的位置在下方撓曲3cm,用黏貼於50mm的位置之應變計來測定將此撓曲解放時振動,由所得之波形求得損失係數。
(11)纖維強化複合材料的彎曲彈性模數及彎曲強度的測定方法
作為纖維強化複合材料的彎曲強度之指標,當為單向材時,測定纖維強化複合材料的0°及90°彎曲強度,當為織物時,測定與任一方的纖維方向呈平行的方向之彎曲強度。單向材的90°彎曲強度及織物材之彎曲強度,係藉由以下方法來測定。將纖維強化複合材料切成厚度2mm、寬度.15mm、長度60mm。使用英斯特朗萬能試驗機(INSTRON公司製),以十字頭速度1.0mm/分鐘、跨距40mm、壓頭直徑10mm、支點直徑4mm進行測定,計算彎曲強度。又,單向材的0°彎曲彈性模數及彎曲彈性模數及織物的彎曲彈性模數係藉由以下方法測定。將纖維強化複合材料切成厚度2mm、寬度15mm、長度100mm。使用英斯特朗萬能試驗機(INSTRON公司製),以十字頭速度5.0mm/分鐘、支點跨距81mm、壓頭跨距27mm、支點徑4mm、壓頭直徑10mm進行4點彎曲測定,由彎曲強度與5N~50N的數據來計算彎曲彈性模數。再者,根據JIS7075(1991)記載的燃燒法,由試驗片來求得實際Vf後,將所得之彎曲強度換算成Vf60%。
(12)纖維強化複合材料的玻璃轉移溫度之測定方法
使用纖維強化複合材料,藉由與上述(6)同樣的方法進行測定。
(參考例1~9、17~24)
藉由將表1或表2記載的參考例1~9、17~24所示的環氧樹脂加熱熔融混煉後,冷卻至60℃為止,添加硬化劑及硬化觸媒,而調製環氧樹脂組成物。將該樹脂組成物在真空中脫泡後,注入藉由2mm厚的“Teflon(註冊商標)”製間隔物設定厚度成為2mm的模具中,於各參考例記載的條件下使硬化,而得到厚度2mm的樹脂硬化物。表1及表2中顯示該樹脂硬化物的玻璃轉移溫度。參考例1~9及18~24係玻璃轉移溫度為100℃以上而良好,但參考例17係低於100℃。又,DSC的測定結果係任一參考例的硬化物皆看不到放熱峰,已完全硬化。
(參考例10)
將表1的參考例10所示的環氧樹脂熔融混煉後,冷卻到80℃為止,添加硬化劑,而調製環氧樹脂組成物。除了硬化條件為180℃×2小時以外,藉由與參考例1同樣的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(參考例11)
於表1的參考例11所示的硬化劑中添加硬化觸媒,在50℃使溶解後,冷卻到室溫為止,添加環氧樹脂,而調製環氧樹脂組成物。藉由參考例1記載的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(參考例12、13、15、16)
將表1或2的參考例12、13、15、16所示的環氧樹脂熔融混煉後,添加聚乙烯縮甲醛或S-B-M共聚物,在170℃費1小時使溶解。其次,冷卻到60℃為止,添加硬化劑及硬化觸媒,而調製環氧樹脂組成物。藉由參考例1記載的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(參考例14)
將表2的參考例14所示的環氧樹脂熔融混煉後,添加聚醚碸,在170℃費1小時使溶解。其次,冷卻到80℃為止,添加硬化劑,而調製環氧樹脂組成物。硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(參考例25~39、47~54)
將表3或表4記載的參考例25~39及47~54所示的環氧樹脂加熱熔融混煉後,冷卻到60℃為止,添加構成要素(A)或(E),混煉後在相同的溫度添加硬化劑及硬化觸媒,而調製環氧樹脂組成物。藉由與參考例1同樣的方法,由該環氧樹脂組成物得到樹脂硬化物。參考例28由於(A-4)溶解於環氧樹脂組成物中,(A-4)的玻璃轉移溫度係消失。參考例30係(A-3)的高溫側之玻璃轉移溫度消失,環氧樹脂組成物的高溫側玻璃轉移溫度降低至98℃。於參考例25~27、29、31~39、47~54中,未看到構成要素(A)或(E)在環氧樹脂組成物中的溶解。
(參考例40)
將表4的參考例40所示的環氧樹脂熔融混煉後,冷卻到80℃為止,添加構成要素(A)或(E),混煉後添加硬化劑,而調製環氧樹脂組成物。藉由與參考例10同樣的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。藉由參考例10記載的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。該樹脂硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(參考例41)
於表4的參考例41所示的硬化劑中添加硬化觸媒,在50℃使溶解後,冷卻到室溫為止。另一方面,於環氧樹脂中在室溫混煉構成要素(A)或(E)。將此等在室溫混煉以調製環氧樹脂組成物。藉由參考例1記載的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。樹脂硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(參考例42、43、45、46)
將表4的參考例42、43、45、46所示的環氧樹脂熔融混煉後,添加聚乙烯縮甲醛或S-B-M共聚物,在170℃費1小時使溶解。其次,冷卻到60℃為止,添加構成要素(A)或(E),混煉後添加硬化劑及硬化觸媒,而調製環氧樹脂組成物。藉由參考例1記載的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。該樹脂硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(參考例44)
將表4的參考例44所示的環氧樹脂熔融混煉後,添加聚醚碸,在170℃費1小時使溶解。其次,冷卻到80℃為止,添加構成要素(A)或(E),混煉後添加硬化劑,而調製環氧樹脂組成物。藉由與參考例10同樣的方法,由該樹脂組成物得到樹脂硬化物。硬化物的玻璃轉移溫度、放熱峰皆良好。
(比較例1)
使用逆輥塗布機,將參考例1所得之構成要素(B)塗布在脫模紙上,以製作樹脂薄膜。其次,自片狀單向排列的(C-1)之兩面,重疊2片的樹脂薄膜,用加熱加壓輥來加壓以使含浸參考例1的樹脂組成物,而製作每單位面積的纖維質量125g/m2 、纖維質量含有率68%之單向預浸漬物前驅物。其次,使纖維方向在單向呈一致,將20層的單向預浸漬物前驅物積層後,於高壓釜內,以參考例1記載的溫度及時間、壓力0.3MPa進行加熱加壓而硬化,製作纖維強化複合材料。測定損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度、Tg。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例1)
於比較例1所得之單向預浸漬物前驅物的單面,均勻散布作為構成要素(A)的前述(A-1),夾於脫模紙而通過加熱加壓輥,以得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,使纖維方向在單向呈一致,以散布有構成要素(A)的面成為上面之方式,積層19層的該單向預浸漬物後,再積層1層的比較例1所得之單向預浸漬物前驅物,藉由與比較例1同樣的方法來製作纖維強化複合材料。表5中顯示各測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例1相比,分別為144%、98%、101%、100%之良好。Tg亦良好。
(比較例2)
為了將構成要素(B)換成參考例2以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例2)
除了於比較例2所得之單向預浸漬物前驅物的單面,均勻散布作為構成要素(A)的前述(A-2)以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。由於與實施例1比較下構成要素(A)的粒徑係變小,與實施例1比較下表面局部存在化率係若干降低,但良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示各測定結果。層間局部存在化率與實施例1比較下雖然若干降低,但良好。又,由於構成要素(A)的層間局部存在化率降低,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與實施例1比較下係若干差,但與比較例2比較下,分別為138%、92%、98%、99%之良好。Tg亦良好。
(實施例3)
除了使用前述(A-3)作為構成要素(A)以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示各測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,由於構成要素(A)係部分溶解於構成要素(B)中,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與實施例1比較下係若干差,但與比較例1比較下,分別為131%、90%、97%、94%之良好,Tg與實施例1比較下雖然降低但良好。
(實施例4)
除了將構成要素(A)換成(A-1),將配合量換成7質量%以外,藉由與實施例2同樣的方法來得到單向預浸漬物。表5中顯示各測定結果。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示測定結果。層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例1比較下,分別為162%、93%、99%、100%。Tg亦良好。若與實施例1比較,損失係數大幅升高。
(實施例5)
除了將構成要素(A)的配合量換成15質量%以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表5中顯示各測定結果。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例1比較下,分別為188%、91%、96%、98%。而且,Tg亦良好。若與實施例1比較,損失係數大幅升高,但彎曲強度及0°彎曲彈性模數降低。
(比較例3)
除了將構成要素(B)換成參考例3的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例6)
除了將構成要素(B)換成參考例3以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例3比較下,分別為140%、98%、96%、100%之良好,藉由使硬化劑成為1.0當量,與實施例1比較下,彎曲強度係若干提高。又,Tg亦良好。
(比較例4)
除了將構成要素(B)換成參考例4的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例7)
除了將構成要素(B)換成參考例4的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例4比較下,分別為137%、98%、100%、100%之良好,藉由使硬化劑成為0.8當量,與實施例1比較下,彎曲強度係若干提高。又,Tg亦良好。
(實施例8)
除了將構成要素(B)換成參考例2的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例2比較下,分別為140%、98%、97%、101%之良好,藉由使構成要素(B)中的硬化觸媒成為2質量%,與實施例1比較下,彎曲強度係若干提高。Tg亦良好。
(比較例5)
除了將構成要素(B)換成參考例5的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例9)
除了將構成要素(B)換成參考例5的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例5比較下,分別為142%、99%、100%、100%。Tg亦良好。與實施例1比較下,藉由在構成要素(B)的環氧樹脂之一部分使用苯酚酚醛清漆型環氧樹脂,彎曲強度與Tg係提高。
(比較例6)
除了將構成要素(B)換成參考例17的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數與Tg係低而不佳。
(實施例10)
除了將構成要素(B)換成參考例17的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示測定結果。層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例6比較下,分別為148%、98%、100%、99%之良好。然而,藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中使用雙酚F型環氧樹脂,與實施例1比較下,Tg係降低。
(比較例7)
除了將構成要素(B)換成參考例6的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例11)
除了將構成要素(B)換成參考例6的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表5中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例7比較下,分別為136%、99%、104%、99%之良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中使用二環戊二烯型環氧樹脂,與實施例1比較下,Tg係大幅提高。
(比較例8)
除了將構成要素(B)換成參考例7的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例12)
除了將構成要素(B)換成參考例7的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例8比較下,分別為138%、98%、99%、101%之良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中使用多官能胺型環氧樹脂,與實施例1比較下,彎曲強度與Tg係大幅提高。
(比較例9)
除了將構成要素(B)換成參考例8的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例13)
除了將構成要素(B)換成參考例8的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例9比較下,分別為137%、98%、105%、99%之良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中使用具有聯苯骨架的環氧樹脂,與實施例1比較下,彎曲強度與Tg係大幅提高。
(比較例10)
除了將構成要素(B)換成參考例9的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表8中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例14)
除了將構成要素(B)換成參考例9的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例10比較下,分別為141%、97%、99%、101%之良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中使用異氰酸酯改性環氧樹脂,與實施例1比較下,彎曲強度係若干降低,但Tg係提高。
(比較例11)
除了將構成要素(B)換成參考例10的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例15)
除了將構成要素(B)換成參考例10的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例11比較下,分別為140%、98%、98%、101%之良好。藉由在構成要素(B)的硬化劑中使用4,4’-二胺基二苯基碸,與實施例13比較下,Tg係提高。
(比較例12)
除了將構成要素(B)換成參考例12的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例16)
除了將構成要素(B)換成參考例12的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例12比較下,分別為138%、99%、100%、100%之良好。Tg亦良好。
(比較例13)
除了將構成要素(B)換成參考例13的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例17)
除了將構成要素(B)換成參考例13的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例13比較下,分別為138%、99%、103%、99%之良好。Tg亦良好。
(比較例14)
除了將構成要素(B)換成參考例14的樹脂組成物以外,與比較例11同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例18)
除了將構成要素(B)換成參考例14的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例14比較下,分別為142%、99%、103%、98%之良好。Tg亦良好。
(比較例15)
除了將構成要素(B)換成參考例15的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例19)
除了將構成要素(B)換成參考例15的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例15比較下,分別為137%、98%、96%、100%之良好。Tg亦良好。
(比較例16)
除了將構成要素(B)換成參考例16的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例20)
藉由與參考例46同樣的方法,將參考例16的樹脂組成物與前述(A-1)混煉,而得到樹脂組成物。各自使用逆塗布機,將樹脂組成物及參考例1的環氧樹脂組成物塗布於脫模紙上,以製作各自的樹脂薄膜。其次,使用由參考例1所得之樹脂薄膜,藉由與比較例1同樣的方法,得到每單位面積的纖維質量125g/m2 、纖維質量含有率76%之單向預浸漬物前驅物。於該單向預浸漬物前驅物的單面,用加熱加壓輥來加壓而黏貼由參考例16的樹脂組成物與前述(A-1)所得之樹脂薄膜,得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。使用該單向預浸漬物,藉由實施例1記載的方法得到纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例1比較下,分別為138%、98%,及與比較例16比較下,分別為138%、98%、98%、100%之良好。Tg亦良好。
(實施例21)
藉由與參考例46同樣的方法,將參考例16的樹脂組成物與前述(A-1)混煉,而得到樹脂組成物。各自使用逆塗布機,將樹脂組成物及參考例16的環氧樹脂組成物塗布於脫模紙上,以製作各自的樹脂薄膜。其次,使用由參考例16的樹脂組成物所得之樹脂薄膜,藉由與比較例1同樣的方法,得到每單位面積的纖維質量125g/m2 、纖維質量含有率76%之單向預浸漬物前驅物。於該單向預浸漬物前驅物的單面,用加熱加壓輥來加壓而黏貼由參考例16的樹脂組成物與前述(A-1)所得之樹脂薄膜,得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。使用該單向預浸漬物,藉由實施例1記載的方法得到纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例16比較下,分別為139%、98%、102%、99%之良好。Tg亦良好。
(實施例22)
於比較例1所得之單向預浸漬物前驅物的兩面,均勻散布作為構成要素(A)的前述(A-1),夾於脫模紙而通過加熱加壓輥,以得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。積層18層的單向預浸漬物後,再於此的兩面積層比較例1所得的單向預浸漬物前驅物各1層以外,藉由與比較例1同樣的方法來製作纖維強化複合材料。表6中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例1比較下,分別為135%、99%、100%、101%之良好。Tg亦良好。
(比較例17)
除了將構成要素(B)換成參考例18的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例23)
除了將構成要素(B)換成參考例18的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例17比較下,分別為144%、98%、103%、100%之良好。Tg亦良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中配合環氧當量為810的雙酚A型環氧樹脂,與實施例1比較下,損失係數係提高。
(比較例18)
除了將構成要素(B)換成參考例19的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例24)
除了將構成要素(B)換成參考例19的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例18比較下,分別為144%、98%、93%、101%之良好。Tg亦良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中配合環氧當量為1930的雙酚A型環氧樹脂,與實施例1比較下,損失係數係提高。
(比較例19)
除了將構成要素(B)換成參考例20的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例25)
除了將構成要素(B)換成參考例20的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例19比較下,分別為146%、99%、100%、100%之良好。Tg亦良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中配合環氧當量為4000的雙酚A型環氧樹脂,與實施例1比較下,損失係數係提高。
(比較例20)
除了將構成要素(B)換成參考例21的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例26)
除了將構成要素(B)換成參考例21的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為97%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為98%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例20比較下,分別為145%、98%、103%、100%之良好。Tg亦良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中配合雙酚F型環氧樹脂,與實施例1比較下,強度係提高。
(比較例21)
除了將構成要素(B)換成參考例22的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表9中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例27)
除了將構成要素(B)換成參考例22的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例21比較下,分別為143%、98%、96%、99%之良好。Tg亦良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中配合環氧當量為800的雙酚F型環氧樹脂,與實施例26比較下,損失係數係提高。
(比較例22)
除了將構成要素(B)換成參考例23的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例28)
除了將構成要素(B)換成參考例23的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為99%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例22比較下,分別為146%、98%、96%、100%之良好。Tg亦良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中配合環氧當量為2270的雙酚F型環氧樹脂,與實施例26比較下,損失係數係提高。
(比較例23)
除了將構成要素(B)換成參考例24的樹脂組成物以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例29)
除了將構成要素(B)換成參考例24的樹脂組成物以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例23比較下,分別為145%、100%、97%、100%之良好。Tg亦良好。藉由在構成要素(B)的環氧樹脂中配合環氧當量為4400的雙酚F型環氧樹脂,與實施例26比較下,損失係數係提高。
(比較例24)
於比較例1所得之單向預浸漬物前驅物的單面,黏貼作為構成要素(A)的前述(A-8),夾於脫模紙而通過加熱加壓輥,以得到單向預浸漬物。表10中顯示測定結果。表面局部存在化率為100%之良好。使用該單向預浸漬物,藉由實施例1記載的方法得到纖維強化複合材料。層間局部存在化率為100%之良好。又,損失係數亦與比較例1相比,為570%之良好,但彎曲強度低到82%,更且由於構成要素(A)的一部分溶解在構成要素(B)中,高溫側的Tg降低。
(比較例25)
除了將構成要素(A)換對前述(A-4)以外,與實施例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。由於(A-4)在參考例1中溶解,表面局部存在化率係無法測定。使用該單向預浸漬物,藉由與實施例1同樣的方法得到纖維強化複合材料。表10中顯示測定結果。層間局部存在化率係無法測定。與比較例1比較下,損失係數與彎曲強度分別為112%、85%之不佳。又,Tg亦不佳。
(比較例26)
除了將構成要素(A)換成前述(A-5)以外,與實施例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示測定結果。表面局部存在化率為97%之良好。使用該單向預浸漬物,藉由實施例1記載的方法得到纖維強化複合材料。層間局部存在化率為95%之良好。又,與比較例1比較下,彎曲強度為99%之良好,但損失係數低到115%。再者,Tg係良好。
(比較例27)
除了將構成要素(A)換成前述(A-6)以外,與實施例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示測定結果。表面局部存在化率為88%之不充分。使用該單向預浸漬物,藉由實施例1記載的方法得到纖維強化複合材料。層間局部存在化率為83%之不充分。又,與實施例1比較下,損失係數或彎曲強度亦不充分。
(比較例28)
除了將構成要素(A)換成前述(A-7)以外,與實施例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示測定結果。表面局部存在化率為100%之良好。使用該單向預浸漬物,藉由實施例1記載的方法得到纖維強化複合材料。層間局部存在化率為99%,損失係數與比較例1比較下,為142%之良好。而且,彎曲強度與比較例1比較下,為88%之不佳。
(比較例29)
除了將構成要素(C)換成前述(C-3)以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例30)
除了將構成要素(C)換成前述(C-3)以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為98%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例29比較下,分別為121%、98%、99%、100%之良好。Tg亦良好。藉由使用(C-3)於構成要素(C),與實施例1同樣地,損失係數、彈性模數與強度的平衡係良好。
(比較例30)
除了將構成要素(C)換成前述(C-4)以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例31)
除了將構成要素(C)換成前述(C-4)以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為97%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為98%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例30比較下,分別為116%、98%、101%、101%之良好。Tg亦良好。
(比較例31)
除了將構成要素(C)換成前述(C-5)以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例32)
除了將構成要素(C)換成前述(C-5)以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為98%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為96%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例31比較下,分別為119%、97%、100%、101%之良好。Tg亦良好。
(比較例32)
除了將構成要素(C)換成前述(C-6)以外,與比較例1同樣地,得到單向預浸漬物前驅物與纖維強化複合材料。表10中顯示各測定結果。損失係數低而不佳。
(實施例33)
除了將構成要素(C)換成前述(C-6)以外,藉由與實施例1同樣的方法得到單向預浸漬物。表面局部存在化率為97%之良好。其次,藉由與實施例1同樣的方法,製作纖維強化複合材料。表7中顯示測定結果。層間局部存在化率為97%之良好。又,損失係數、90°彎曲強度、0°彎曲彈性模數及強度與比較例32比較下,分別為118%、95%、100%、101%之良好。Tg亦良好。
(比較例33)
於具有長度300mm×寬度300mm×厚度2mm的板狀模腔之模具的模腔內,積層6片的前述(C-2),用加壓裝置進行閉模。其次,將經保持在100℃(成形溫度)的模具內,藉由真空泵減壓至大氣壓-0.1MPa,使用樹脂注入機,將預先經加溫至50℃的參考例11之環氧樹脂與硬化劑及硬化觸媒的混合液混合,以0.2MPa的壓力注入。於環氧樹脂組成物的注入開始後,在30分鐘(硬化時間)打開模具,將所得之纖維強化複合材料前驅物脫模。將所得之纖維強化複合材料前驅物,在經預熱至130℃的烘箱中進行1小時的後硬化,而得到纖維強化複合材料。表11中顯示測定結果。纖維強化複合材料的損失係數係不充分。
(實施例34)
於具有長度300mm×寬度300mm×厚度2mm的板狀模腔之模具的模腔內,一邊將前述(A-1)均勻散布在層間,一邊積層6片的前述(C-2),用加壓裝置進行閉模。其次,將經保持在100℃(成形溫度)的模具內,藉由真空泵減壓至大氣壓-0.1MPa,使用樹脂注入機,將預先經加溫至50℃的參考例11之環氧樹脂與硬化劑及硬化觸媒的混合液混合,以0.2MPa的壓力注入。於環氧樹脂組成物的注入開始後,在30分鐘(硬化時間)打開模具,將所得之纖維強化複合材料前驅物脫模,在經預熱至130℃的烘箱中進行1小時的後硬化,而得到纖維強化複合材料。表11中顯示測定結果。纖維強化複合材料的層間局部存在化率為95%之良好。又,損失係數、彎曲強度與比較例21比較下,分別為139%、98%之良好。再者,Tg亦良好。
[產業上的利用可能性]
若依照本發明,可提供剛性、強度及減振性優異之纖維強化複合材料,及適用於得到其之預浸漬物。即,若依照本發明的纖維強化複合材料及預浸漬物,藉由使振動衰減性高而且具有3次元交聯構造的胺基甲酸酯粒子在纖維強化複合材料的層間局部存在化,可不使纖維強化複合材料的剛性、強度降低,可使減振性提高。本發明係適用於高爾夫球軸的打球感改善、網球拍的衝撃吸收性提高、釣竿的魚訊感度改善等。
1...預浸漬物平均厚度
2...與支持板接觸的面
3...預浸漬物厚度的20%之平行線
4...平均邊界線
5...平均中心厚度線
A...構成要素(A)
B...構成要素(B)
C...構成要素(C)
D...構成要素(D)
E...構成要素(E)
F...構成要素(F)
G...構成要素(G)
H...構成要素(H)
第1圖係預浸漬物的截面圖,其係由構成要素(A)~(C)所組成,構成要素(A)係配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之單面。
第2圖係預浸漬物的截面圖,其係由構成要素(A)~(C)所組成,構成要素(A)係配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之兩面。
第3圖係預浸漬物的截面圖,其係由構成要素(A)~(D)所組成,構成要素(A)係以含於構成要素(D)中的狀態配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之單面。
第4圖係預浸漬物的截面圖,其係由構成要素(A)~(D)所組成,構成要素(A)係以含於構成要素(D)中的狀態配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之兩面。
第5圖係纖維強化複合材料的截面圖,其係由構成要素(E)~(G)所組成,構成要素(E)係存在於由構成要素(F)及(G)所成的層之積層體的層間。
第6圖係纖維強化複合材料的截面圖,其係由構成要素(E)~(H)所組成,構成要素(E)及構成要素(H)係存在於由構成要素(F)及(G)所成的層之積層體的層間,而且構成要素(E)係以含於構成要素(H)中的狀態存在。
1...預浸漬物平均厚度
2...與支持板接觸的面
3...預浸漬物厚度的20%之平行線
A...構成要素(A)
B...構成要素(B)
C...構成要素(C)

Claims (15)

  1. 一種預浸漬物,其含有以下的構成要素(A)~(C),構成要素(A)係配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之單面或兩面,構成要素(A)的90質量%以上係存在於從含有(A)~(C)的預浸漬物之表面到預浸漬物平均厚度的20%為止之部位;(A)在10℃的tanδ為0.15以上,表面經疏水性矽石所被覆且具有3次元交聯構造之胺基甲酸酯粒子;(B)第1環氧樹脂組成物;(C)強化纖維。
  2. 如申請專利範圍第1項之預浸漬物,其中構成要素(A)係與構成要素(B)不相溶。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之預浸漬物,其中構成要素(A)的平均粒徑為5~20μm。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之預浸漬物,其中在預浸漬物中含有2~20質量%的構成要素(A)。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之預浸漬物,其中構成要素(B)係至少含有環氧當量為800~5500的環氧樹脂之環氧樹脂組成物。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之預浸漬物,其中構成要素(C)係碳纖維。
  7. 如申請專利範圍第6項之預浸漬物,其中構成要素(C)係拉伸彈性模數為230~550GPa的碳纖維。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之預浸漬物,其更含有下述 構成要素(D),該構成要素(D)係配置在由構成要素(B)及(C)所成的層之單面或兩面,而且構成要素(A)係以含於構成要素(D)中的狀態存在;(D)與構成要素(A)不相溶的第2環氧樹脂組成物。
  9. 如申請專利範圍第8項之預浸漬物,其中構成要素(D)係與構成要素(B)相同。
  10. 一種預浸漬物的製造方法,其係製造如申請專利範圍第1至7項中任一項之預浸漬物的方法,含有使構成要素(C)含浸構成要素(B)以得到預浸漬物前驅物之步驟,與於預浸漬物前驅物上黏貼構成要素(A)之步驟。
  11. 一種預浸漬物的製造方法,其係製造如申請專利範圍第8或9項之預浸漬物的方法,含有下述(I)~(III)的步驟;(I)使構成要素(A)分散於構成要素(D)中,將此形成薄膜之步驟;(II)使構成要素(C)含浸構成要素(B),以製作預浸漬物前驅物之步驟;(III)將(I)所得的薄膜黏貼於(II)所得的預浸漬物前驅物之步驟。
  12. 一種纖維強化複合材料,其係含有以下的構成要素(E)~(G),具備含有構成要素(G)而成之強化纖維層之纖維強化複合材料,當觀察截面時,構成要素(E)的90質量%以上係在強化纖維層與鄰接的強化纖維層之間的 不含構成要素(G)的區域之層間區域中局部存在化;(E)在10℃的tanδ為0.15以上,表面經疏水性矽石所被覆且具有3次元交聯構造之胺基甲酸酯粒子;(F)第3環氧樹脂組成物的硬化物;(G)強化纖維。
  13. 如申請專利範圍第12項之纖維強化複合材料,其更含有下述構成要素(H),前述構成要素(E)係以含於該構成要素(H)中的狀態存在;(H)第4環氧樹脂組成物的硬化物。
  14. 如申請專利範圍第12或13項之纖維強化複合材料,其中該纖維強化複合材料的損失係數,係相對於不含有構成要素(E)而以外為與該纖維強化複合材料相同的纖維強化複合材料之損失係數而言,為130%以上。
  15. 如申請專利範圍第12或13項之纖維強化複合材料,其中該纖維強化複合材料的彎曲強度,係相對於不含有構成要素(E)而以外為與該纖維強化複合材料相同的纖維強化複合材料之彎曲強度而言,為90%以上。
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