复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明通过简单的工艺提高了复合材料的机械强度。在具备树脂或橡胶、以及氧化物玻璃的复合材料中，所述树脂或橡胶分散于所述氧化物玻璃中，或所述氧化物玻璃分散于所述树脂或橡胶中，通过加热，所述氧化物玻璃在所述树脂或橡胶的热分解温度以下软化流动。
【专利说明】复合材料
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及混合了玻璃和树脂或橡胶的复合材料。
【背景技术】
[0002]树脂和橡胶与其他材料相比轻质，并且容易在比较低的温度下成形，但具有因紫外线导致的劣化严重、机械强度和阻气性低等缺点。另一方面，玻璃和树脂或橡胶相比，化学稳定性优异，并且机械强度和阻气性高，但具有容易脆性破坏、重这样的缺点。
[0003]因此，发明了如以玻璃纤维强化塑料(GFRP)为代表的、弥补了相互的缺点的树脂和玻璃的复合材料。但是，因为像玻璃这样的氧化物与树脂的密合性低，所以两者的界面强度控制了复合材料的机械强度。
[0004]例如，在专利文献I中公开了向玻璃纤维表面涂布含有硅烷偶联剂和树脂的集束剂。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:特开2005-8488号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]但是，上述专利文献I的玻璃纤维强化塑料存在将树脂与玻璃复合化时，必须对玻璃施加复杂的表面处理这样的课题。
[0010]本发明的目的在于通过简单的工艺提高复合材料的机械强度。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]为了解决上述课题，本发明的特征在于，在具备树脂或橡胶、以及氧化物玻璃的复合材料中，所述树脂或橡胶分散于所述氧化物玻璃中，或所述氧化物玻璃分散于所述树脂或橡胶中，通过加热，所述氧化物玻璃在所述树脂或橡胶的热分解温度以下软化流动。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，可通过简单的工艺提高复合材料的机械强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0015][图1]玻璃的差示热分析曲线。
[0016][图2]复合材料的截面SEM图像的模式图。
[0017][图3]纤维强化树脂制风车叶片结构体的与叶片长轴成直角的方向的截面图。
[0018][图4]梁翼缘上部的部分截面图。
【具体实施方式】
[0019] 以下对本发明进行详细说明。[0020]本发明为由树脂或橡胶(以下称之为树脂等)以及氧化物玻璃构成的复合材料，树脂等分散于玻璃中，或玻璃分散于树脂等中。通过加热该复合材料，玻璃在树脂等的热分解温度或低于该温度的温度下软化流动(熔融)。因为一次熔化的玻璃与树脂的界面是平滑的，所以与仅将玻璃颗粒分散于树脂中的复合材料相比，树脂与玻璃的密合性变高。另外，热分解温度为通过加热使重量开始减少的温度，进行热重量测定(TG)而得到。
[0021]形成本发明的复合材料的氧化物玻璃通过含有Te、P、V的任意两种以上和Ag，即使不使用Pb或Bi等对环境有害的元素，也可以降低软化点。因为可使该玻璃的软化点为树脂等的分解温度以下，所以可不过多分解混合了玻璃和树脂的复合材料的树脂而使玻璃软化流动、与树脂一体化。因此，可提高玻璃与树脂的界面的密合性，可提高复合材料的机械强度。而且，本发明的复合材料可通过仅混合、加热玻璃颗粒和树脂的简单的工艺制作。进一步，如果与仅为树脂的材料相比，耐气候性和机械强度可得到提高，如果与仅为玻璃的材料相比，可轻质化。
[0022]另外，氧化物玻璃至少含有Ag20、V2O5,TeO2,且Ag20、V2O5和TeO2的合计含有率可为75质量％以上。Ag2O和TeO2是对软化点的低温化有贡献的成分，本发明的玻璃的软化点大体上对应于Ag2O和TeO2的含有率。V2O5抑制金属Ag从玻璃中的Ag2O析出，对玻璃的热稳定性的提高有贡献。通过使之成为这样的组成范围，可使玻璃的软化点(DTA中的升温过程的第2吸热峰的峰值温度)低温化为320°C以下，并可确保充分的热稳定性。
[0023]作为氧化物玻璃的具体组成，可含有10~60质量％的Ag20、5~65质量％的V205、和15~50质量％的1^02。另外，在本发明中，记载为例如10~60质量％的情况表示10质量％以上60质量％以下。因为通过V2O5的添加，抑制了金属Ag从Ag2O析出，所以增加Ag2O的量变得可能，使软化点更加低温化，并且提高了玻璃的化学稳定性(例如，耐湿性)。通过使之成为这样的组成范围，可确保比以往的低熔点无铅玻璃更加良好的耐湿性。 [0024]如果Ag2O含有率超过V2O5含有率的2.6倍，即使继续添加Ag2O,软化点Ts也变得不那么继续低温化，而且玻璃变得容易晶化。因此，可使Ag2O含有率为V2O5含有率的2.6倍以下。
[0025]另外，氧化物玻璃含有10~60质量％的八&0、5~65质量％的^05、和15~50质量％的TeO2，且Ag20、V2O5和TeO2的合计含有量率为75质量％以上，即使使Ag2O含有率与V2O5含有率之和为40~80质量％，耐湿性也优异。
[0026]实施例1
[0027]在本实施例中，制作了具有各种组成的玻璃，调查了该玻璃的软化点和耐湿性。
[0028](玻璃的制作)
[0029]制作了具有表1中所示组成的玻璃(SPL-01~25)。表中的组成以各成分的氧化物换算的质量比率表示。使用(株)高纯度化学研究所制的氧化物粉末(纯度99.9%)作为起始原料。在一部分样品中，使用Ba(PO3)2 ( 7寸工业(株)制磷酸钡)作为Ba源及P源。
[0030]以表1中所示的质量比混合各起始原料粉末，装入钼坩埚。在原料中的Ag2O的比率为40质量％以上的情况下使用氧化铝坩埚。在混合时，考虑到避免原料粉末过分地吸湿，使用金属制药匙，在坩埚内进行混合。
[0031]将装入了原料混合粉末的坩埚设置于玻璃熔炉内，进行加热、熔化。以10°C /分钟的升温速度升温，在设定温度(700~900°C )下搅拌正在熔化的玻璃，同时保持I小时。之后，从玻璃熔炉取出坩埚，将玻璃浇注到预先加热至150°C的石墨模板上。然后，将浇注的玻璃移动至已预先加热至消除应力温度的消除应力炉，通过保持I小时消除应力，之后以1°C /分钟的速度冷却至室温。将冷却至室温的玻璃粉碎，制作具有表中所示组成的玻璃的粉末。
[0032](软化点的评价)
[0033]对通过以上所述获得的各玻璃粉末，通过差示热分析(DTA)测定软化点Ts。分别使参比样品U-氧化铝)及测定样品的质量为650mg，在大气中以5°C/分钟的升温速度下进行DTA测定，将第2吸热峰的峰值温度作为软化点Ts求出(参照图1)。将结果一同记录在表1中。
[0034]表1
[0035]
【权利要求】
1.复合材料，其特征在于，在具备树脂或橡胶、以及氧化物玻璃的复合材料中，所述树脂或橡胶分散于所述氧化物玻璃中，或所述氧化物玻璃分散于所述树脂或橡胶中，通过加热，所述氧化物玻璃在所述树脂或橡胶的热分解温度以下软化流动。
2.复合材料，其特征在于，在具备树脂或橡胶、以及氧化物玻璃的复合材料中，所述树脂或橡胶分散于所述氧化物玻璃中，或所述氧化物玻璃分散于所述树脂或橡胶中，所述氧化物玻璃含有Te、P、V的至少两种和Ag。
3.权利要求1的复合材料，其特征在于，所述氧化物玻璃含有Te、P、V的至少两种和Ag。
4.权利要求3的复合材料，其特征在于，所述氧化物玻璃含有Te、V、Ag。
5.权利要求4的复合材料，其特征在于，所述氧化物玻璃含有Ag20、V205、Te02，且Ag20、V2O5和TeO2的合计含有率为75质量％以上。
6.权利要求5的复合材料,其特征在于,所述氧化物玻璃含有10~60质量％的Ag20、5~65质量％的V2O5、和15~50质量％的Te02。
7.权利要求6的复合材料，其特征在于，所述氧化物玻璃的Ag2O含有率为V2O5含有率的2.6倍以下。
8.权利要求7的复合材料，其特征在于，所述氧化物玻璃的Ag2O含有率与V2O5含有率之和为40~80质量％。
9.如权利要求1或2的复合材料，其特征在于，所述树脂为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚缩醛树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、改性聚苯醚(PPE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚芳酯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺树脂、氟树脂、聚酰胺-酰亚胺、聚醚醚酮、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚乙烯酯中的任一种。
10.涂料，其特征在于，包含权利要求1或2的复合材料和有机溶剂。
11.玻璃纤维强化 型树脂，其特征在于，使权利要求1或2的复合材料与玻璃纤维复合化而成。
12.导电性包装材料，其特征在于，由权利要求1或2的复合材料构成。
13.风力发电用叶片，其特征在于，具备权利要求11的玻璃纤维强化型树脂。
【文档编号】C03C14/00GK103987791SQ201280061149
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年11月1日 优先权日:2011年12月26日
【发明者】藤枝正, 内藤孝, 青柳拓也, 泽井裕一, 村上元, 吉田博史, 宫内昭浩, 荻野雅彦 申请人:株式会社日立制作所