树脂成型体用中间体和树脂成型体的制作方法

文档序号:12244276阅读:326来源:国知局

本发明涉及树脂成型体用中间体和树脂成型体。



背景技术:

在相关技术中,包括强化纤维的树脂成型体用于家用电器或汽车的各种部件和壳体、营业设备和电气电子设备的壳体、飞机或航天器的部件等。

例如,作为适用于碳纤维强化复合材料的预浸料,专利文献1中公开了“一种预浸料,其是通过用涂布有上浆剂的上浆剂涂布碳纤维含浸热固性树脂成型体用中间体而获得的,

其中所述上浆剂包含脂肪族环氧化合物(A)、作为芳香族化合物(B)的芳香族环氧化合物(B1),上浆剂涂布碳纤维的C1s核谱的(a)属于CHx、C-C和C=C的键能(284.6eV)的组分的高度(cps)与(b)属于C-O的键能(286.1eV)的组分的高度(cps)的比率(a)/(b)为0.50至0.90,该核谱是利用AlKα1,2作为X射线源,通过X射线光电子能谱以15°的光电子逸出角测定涂布到碳纤维上的上浆剂表面而获得的,所述热固性树脂成型体用中间体至少具有以下组分:(D)具有2个以上4元环以上的环结构以及1或2个与环结构直接键合的胺型缩水甘油基或醚型缩水甘油基的环氧树脂;(E)具有3个以上官能团的环氧树脂;和(F)潜伏性固化剂,并且相对于100质量%的组合环氧树脂的总量而言,环氧树脂成型体用中间体包含5质量%至60质量%的环氧树脂(D)和40质量%至80质量%的环氧树脂(E)。”

另外,在专利文献2中公开了一种碳纤维强化热塑性树脂成型体用中间体,其包含(A)双官能或更高官能的环氧化合物(A1)和/或具有单官能或更高官能的环氧基和选自羟基、酰胺基、酰亚胺基、氨基甲酸酯基、脲基、磺酰基和磺基中的至少一个或多个官能团的环 氧化合物(A2),以及(B)0.1重量份至25重量份的具有由通式(I)或(II)中的任一者表示的阳离子部位的季铵盐(B2)。

[专利文献1]JP-A-2014-40566

[专利文献2]JP-A-2013-231178



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种树脂成型体用中间体,其包括热固化型环氧树脂和强化纤维,与不包含具有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的情况相比,本发明的树脂成型体用中间体中强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。

通过以下构成实现了上述目的。

根据本发明的第一方面,提供了一种树脂成型体用中间体,其包含:

可固化的环氧树脂;

强化纤维;和

含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂。

根据本发明的第二方面,在根据第一方面所述的树脂成型体用中间体中,所述含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂被覆所述强化纤维的表面。

根据本发明的第三方面,在根据第一或第二方面所述的树脂成型体用中间体中,所述含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂是聚酰胺。

根据本发明的第四方面,在根据第一至第三方面中任一方面所述的树脂成型体用中间体中,所述含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的熔点低于所述可固化的环氧树脂的热固化温度。

根据本发明的第五方面,在根据第一至第四方面中任一方面所述的树脂成型体用中间体中,所述含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的熔点为180℃以下。

根据本发明的第六方面,在根据第一至第五方面中任一方面所述的树脂成型体用中间体中,相对于1000重量份的所述可固化的环氧树脂,所述含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的含量为0.1 重量份至100重量份。

根据本发明的第七方面,在根据第一至第六方面中任一方面所述的树脂成型体用中间体中,所述含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的重均分子量为500至100,000。

根据本发明的第八方面,在根据第一至第七方面中任一方面所述的树脂成型体用中间体中,所述强化纤维是碳纤维。

根据本发明的第九方面,在根据第一至第八方面中任一方面所述的树脂成型体用中间体中,所述可固化的环氧树脂的至少一部分被固化。

根据本发明的第十方面,提供了一种树脂成型体,其是通过使根据第一至第九方面中任一方面所述的树脂成型体用中间体成型而获得的。

根据本发明的第一、第二和第九方面中的任一方面,提供了一种可以获得树脂成型体的树脂成型体用中间体,其中与包含热固化型环氧树脂和强化纤维,但不包含具有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的情况相比,本发明的树脂成型体用中间体中强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。

根据本发明的第三方面,可提供一种树脂成型体用中间体,与使用胺作为含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的情况相比,本发明的树脂成型体用中间体可以获得具有高强度的树脂成型体。

根据本发明的第四或第五方面,提供了一种可以获得树脂成型体的树脂成型体用中间体,与含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的熔点大于180℃的情况相比,本发明的树脂成型体用中间体中强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。

根据本发明的第六方面,提供了一种可以获得树脂成型体的树脂成型体用中间体,与相对于100重量份的热固化型环氧树脂,含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的含量低于0.1重量份或大于100重量份的情况相比,本发明的树脂成型体用中间体中强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。

根据本发明的第七方面,提供了一种可以获得树脂成型体的树脂 成型体用中间体,与重均分子量低于500或大于100,000的情况相比,本发明的树脂成型体用中间体在加工性方面是优异的。

根据本发明的第八方面,提供了一种可以获得树脂成型体的树脂成型体用中间体,与使用玻璃纤维作为强化纤维的情况相比,本发明的树脂成型体用中间体中强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。

根据本发明的第十方面,提供了一种树脂成型体,与所使用的树脂成型体用中间体包含热固化型环氧树脂和强化纤维,但不包括具有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂的情况相比,本发明的树脂成型体中强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。

附图说明

将基于以下附图对本发明的示例性实施方案进行详细说明,其中:

图1是示意性地示出了利用微滴法进行试验的图示。

具体实施方式

以下,提供了根据本发明的树脂成型体用中间体和树脂成型体的示例性实施方案。

[树脂成型体用中间体]

根据示例性实施方案的树脂成型体用中间体包含热固化型环氧树脂、强化纤维和含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂。

下文中,将含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂称为“特定树脂”。

在此,根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体是通过特定的成型步骤(例如,加热加压步骤,如加压成型和模制成型)获得所需树脂成型体的树脂成型体用中间体。

近年来,为了获得具有优异机械强度的树脂成型体,使用了包含热固化型环氧树脂和强化纤维的树脂成型体用中间体。

在树脂成型体中的强化纤维和环氧树脂之间的亲和性低的情况 下,可能存在一些情况,其中在强化纤维和环氧树脂之间的界面处形成空白空间,使得在这样的界面中的密着性降低。关于在界面处具有低密着性的树脂成型体而言,其机械强度(特别是,挠曲模量)降低。

根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体包含热固化型环氧树脂、强化纤维和含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂(特定树脂)。

如果包括这些组分,就可以得到这样的树脂成型体,其中强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。可以得到这种效果的机理尚未明确,但据推测如下所述。

强化纤维和特定树脂的特征在于两者都容易通过在强化纤维表面上存在的极性基团以及特定树脂分子内的酰胺键或酰亚胺键之间的化学吸引,从而进行物理连接。

如根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体那样,在热固化型环氧树脂、强化纤维和特定树脂一起存在的情况下,特定树脂比热固化型环氧树脂更易于聚集在强化纤维附近,其结果是,在强化纤维周围由特定树脂形成了被覆层。

另外,当热固化型环氧树脂进行热固化时,由于在特定树脂的酰胺键或聚酰胺酸(前体)的羧基和热固化型环氧树脂的一部分之间发生反应,所以固化后的环氧树脂和特定树脂之间的密着性变得令人满意。

如上所述,根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体具有这样的构造,其中热固化后在强化纤维周围形成了由特定树脂构成的被覆层,该被覆层的一部分和环氧树脂的一部分接合。

因此,据推测,由于热固化后的全部树脂成型体用中间体和利用该树脂成型体用中间体获得的树脂成型体在强化纤维和环氧树脂之间的界面处具有高密着性(下述的高界面剪切强度),所以获得了其中具有优异机械强度(特别是挠曲模量)的树脂组成体。

以下,将对树脂成型体用中间体的各组分进行详细描述。

-可固化的环氧树脂-

可固化的环氧树脂是这样的一种组分,其是树脂成型体的基材并且是通过强化纤维强化的环氧树脂。

可固化的环氧树脂是热固化型环氧树脂和紫外线固化型环氧树脂,但是从加速不太受到所期望产品的厚度影响的固化速率的观点出发,优选热固化型环氧树脂。

以下,将描述非常适合用于本发明示例性实施方案的热固化型环氧树脂。

对于热固化型环氧树脂没有特别的限制,只要热固化型环氧树脂是具有两个或多个环氧基的化合物即可,并且其实例包括在一个分子中具有两个或多个环氧基团的单体、低聚物和全聚物,并且对于其分子量或分子结构没有特别限制。

热固化型环氧树脂的具体例子包括联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、茋型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性的三苯酚甲烷型环氧树脂、含三嗪核的环氧树脂、二环戊二烯改性的苯酚型环氧树脂和苯酚芳烷基型环氧树脂(具有亚苯基骨架、二亚苯基骨架等)。

热固化型环氧树脂可以单独使用,或者可以将其多种类型组合使用。

在这些当中,从进一步改善挠曲模量和耐热性的观点出发,含有芳香族基团的热固化型环氧树脂是优选的,并且含苯酚的热固化型环氧树脂是更优选的。

对于热固化型环氧树脂的分子量和粘度没有特别限制,并且可以根据树脂的类型、成型条件或树脂成型体的用途来确定。

例如,考虑到流动性,热固化型环氧树脂的重均分子量(Mw)优选在300至100,000的范围内,更优选在500至10,000的范围内。

例如,考虑到固化速度,热固化型环氧树脂的环氧当量优选为100至50,000,更优选为100至5,000。

通过以下方法测定热固化型环氧树脂的重均分子量。

重均分子量是使用由Tosoh Corporation制造的高速GPC装置HLC-8320GPC(检测器为RI和UV),利用四氢呋喃(THF)作为溶剂进行测定的。另外,参考物质是聚苯乙烯。

可以根据获得的树脂成型体的用途确定可固化的环氧树脂的含量。例如,相对于根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体 的总重量,可固化的环氧树脂的含量优选为10重量份至80重量份,更优选为10量份至70重量份,还更优选为10重量份至60重量份。

-强化纤维-

作为强化纤维,使用了适用于树脂成型体用中间体的公知的强化纤维。其实例包括碳纤维、玻璃纤维、金属纤维和芳香族聚酰胺纤维。

强化纤维可以单独使用,或者可以将其两种以上组合使用。

在这些中,因为与特定树脂的亲和性优异并且进一步提高了挠曲模量,所以碳纤维是优选的。

碳纤维在其表面上具有羧基。羧基与包含在特定树脂的分子中的酰胺键或酰亚胺键形成氢键,因此,展示出高亲和性。因此,可以认为,由特定树脂构成的被覆层易于在碳纤维周围形成,并且挠曲模量得以进一步提高。

作为碳纤维,使用公知的碳纤维,并且同时使用聚丙烯腈(PAN)碳纤维和沥青碳纤维。

强化纤维可以是其上进行了公知的表面处理的强化纤维。

如果强化纤维是碳纤维,所述表面处理的实例包括氧化处理和上浆处理。

另外,对于强化纤维的纤维直径和纤维长度没有特别限制,并且可以根据树脂成型体的用途进行选择。

另外,对于强化纤维的形状没有特别的限制,并且可以根据树脂成型体的成型方法、树脂成型体的用途等来选择。强化纤维的形状的实例包括短纤维、长纤维、单纤维、由多个单纤维制成的纤维束、通过将纤维束集束而获得的产物、通过二维或三维编织纤维而得到的织物、和通过将纤维束罗列为片状而得到的产物。其中,为了得到具有优异耐久性的轻质树脂成型体,在一个方向上排列的长纤维、织物等是优选的。

可以使用市售产品作为强化纤维。

PAN碳纤维的市售产品的实例包括由Toray Industries,Inc.制造的“TORAYCA(注册商标)”、由TOHO TENAX Co.,Ltd.制造的“TENAX”和由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制造的“PYROFIL(注册商标)”。另外,作为PAN碳纤维的市售产品,PAN碳纤维的市售 产品包括由Hexcel Corporation、Cytec Industries Inc.、Dow-Aksa和Formosa Plastics Group以及SGL Carbon SE制造的市售产品。

沥青碳纤维的市售产品包括由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制造的“DIALEAD(注册商标)”、由Nippon Graphite Fiber Co.,Ltd.制造的“GRANOC”和由Kureha Corporation制造的“KRECA”。另外,作为沥青碳纤维的市售产品,沥青碳纤维的市售产品包括由Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.和Cytec Industries Inc.制造的市售产品。

相对于100重量份的树脂,根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体中的强化纤维的含量优选为10重量份至200重量份,更优选为10重量份至180重量份,还更优选10重量份至160重量份。

当相对于100重量份的树脂,强化纤维的含量为10重量份以上时,树脂成型体被强化。另外,当相对于100重量份的树脂,强化纤维的含量为200重量份以下时,获得树脂成型体时的可成型性令人满意。

另外,如果使用碳纤维作为强化纤维,则相对于强化纤维的总重量,碳纤维的含量优选为10重量%以上。

-含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的树脂(特定树脂)-

根据本发明示例性实施方案的特定树脂含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者。如上所述,特定树脂是可以被覆强化纤维表面的树脂。

以下将详细描述该特定树脂。

如果特定树脂在分子内含有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者,那么将展示出存在于强化纤维表面上的极性基团之间的亲和性。

特定树脂的具体类型包括:在主链上具有酰胺键和酰亚胺键中的至少一者的热塑性树脂,并且其具体实例包括聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、以及梯型聚苯并咪唑。

特定树脂可以单独使用,或者可以将其两种以上组合使用。

在这些中,考虑到与强化纤维之间优异的密着性以及与可固化的环氧树脂之间的反应性,聚酰胺(PA)是优选的。

聚酰胺的实例包括通过将二羧酸和二胺进行共缩聚而获得的聚酰胺,以及通过内酰胺开环共缩聚而得到的聚酰胺。

二羧酸的实例包括草酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、间苯二甲酸二苯酯、间苯二甲酸氯化物(chloride isophthalate)、偏苯三酸、对苯二甲酸氯化物(chloride terephthalate)、均苯四酸以及二聚酸。其中,己二酸是优选的。

二胺的实例包括乙二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、壬二胺、十亚甲基二胺、1,4-环己烷二胺、对苯二胺、间苯二胺、间二甲苯二胺和间苯二甲二胺。其中,六亚甲基二胺是优选的。

内酰胺的实例包括ε-己内酰胺、十一碳内酰胺和十二碳内酰胺。在这些中,ε-己内酰胺是优选的。

作为聚酰胺,考虑到与强化纤维之间的亲和性(密着性)并且考虑到树脂成型体的可成型性,通过使ε-己内酰胺开环共聚而获得的聚酰胺(PA6)、PA66、尼龙6T和MXD尼龙是优选的。在这些中,PA66是更优选的。

此外,根据聚酰胺的类型,存在充当可固化的环氧树脂的固化剂的聚酰胺。因此,根据本发明示例性实施方案,聚酰胺可以用作为充当特定树脂和固化剂两者的组分。

聚酰胺的实例包括聚酰胺胺,其是脂肪族聚羧酸和聚胺的反应物,并且在分子内包括许多酰胺键和胺。

作为聚酰胺胺,可以使用市售产品,其实例包括由ADEKA Corporation制造的“ADEKA HARDENER EH-4024W”和由DIC Corporation制造的“LUCKAMIDE EA-330和TD-960”。

对于特定树脂的分子量没有特别限制。然而,如果特定树脂是聚酰胺,考虑到可加工性,那么其分子量优选在500至100,000的范围内,更优选在500至50,000的范围内。

另外,按照分子量相同的方式,对于特定树脂的熔点(Tm)没有特别限制,但是优选的是熔点低于热固化型环氧树脂的热固化温度。例如,如果特定树脂是聚酰胺,则其熔点(Tm)优选为180℃以下,更优选在-50℃至160℃的范围内,还更优选在-25℃至150℃的范围内。

进一步地,考虑到可加工性,关于熔体流动速率(MFR),特定树脂在180℃下的熔融粘度优选为100g/10min以下,更优选为20,000 g/10min以下,还更优选为10,000g/10min以下。

在此,通过以下方法进行特定树脂中MFR的测定。

即,熔体流动速率(MFR)是表示树脂熔融时的流动性的数值,并且其可以通过以下方式获得:测定在圆筒中熔融的树脂的量,其中在恒温、恒定负载条件下从设置在圆筒底部的具有预定直径的模具中将树脂拉出10分钟。

相对于100重量份的可固化的环氧树脂,根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体中的特定树脂的含量优选为0.1重量份至100重量份,更优选为0.1重量份至80重量份,还更优选0.1重量份至60重量份,特别优选为0.1重量份至20重量份。

当特定树脂的含量在上述范围内时,可以获得强化纤维和固化后的环氧树脂之间的亲和性,由此可以提高界面剪切强度和挠曲模量。

-固化剂-

根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体优选包括用于促进可固化的环氧树脂的固化的固化剂。

可以使用用于可固化的环氧树脂的公知固化剂作为固化剂,并且可以根据所期望的树脂成型体的用途和物理特性来选择。

与热固化型环氧树脂一起使用的固化剂的具体实例包括胺固化剂,如芳香族胺、脂肪族胺、聚酰胺胺和酮亚胺;硫醇固化剂,如聚硫醇和硫化物树脂;甲阶型或酚醛清漆型酚树脂;和酸酐,如芳香族酸酐与脂肪族酸酐。

胺固化剂的具体实例包括乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、间苯二胺、对苯二胺、对二甲苯二胺、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯丙烷、4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二环己烷、双(4-氨基苯基)苯甲烷、1,5-二氨基萘、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、1,1-双(4-氨基苯基)环己烷和和双氰胺。

固化剂可以单独使用,或可以将其两种以上组合使用。

在这些中,考虑到可加工性和成本,六亚甲基二胺是优选的。

另外,可以与固化剂一起使用固化促进剂,如咪唑、叔胺、硼酸酯、路易斯酸、有机金属化合物、有机酸金属盐等。

固化促进剂可以单独使用,或者可以将其两种以上组合使用。

对于固化剂的含量没有特别的限制,并且取决于热固化型环氧树脂的类型以及固化剂的类型,固化剂的最佳用量可能有所不同。

例如,根据本发明示例性实施方案,优选使用用于各公知固化剂的最佳用量。该最佳用量公开于“Basic Section in general remarks of epoxy resin”(由Japan Society of Epoxy Resin Technology于2003年公布)的第3部分。

-其他组分-

除了上述各组分之外,根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体可包含其他组分。

所述组分的实例包括已知的添加剂,如阻燃剂、阻燃助剂、当加热树脂时用的滴落(液滴)抑制剂、增塑剂、抗氧化剂、脱模剂、光稳定剂、耐气候剂、着色剂、颜料、改性剂、抗静电剂、防水解剂、填料以及除强化纤维之外的增强剂(滑石、粘土、云母、玻璃鳞片、研磨玻璃、玻璃珠、结晶性二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝和氮化硼)。

相对于作为基材的100重量份的热塑性树脂,其它组分的含量优选为0重量份至10重量份,更优选为0重量份至5重量份。在此,表述“0重量份”是指其中不包括其它组分的示例性实施方案。

(树脂成型体用中间体的构成及形态)

对于根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体的构成没有特别的限制,只要包括热固化型环氧树脂、强化纤维和特定树脂这3种组分即可。其实例包括这些组分的混合物(混合液),在强化纤维(束、织物)之间包含热固化型环氧树脂和强化纤维的预浸料,强化纤维与包含热固化型环氧树脂和特定树脂的膜的层叠体,通过按照顺序层叠包含强化纤维和特定树脂的膜、以及包含热固化型环氧树脂的膜而获得的层叠体。

树脂成型体用中间体的形态的实例包括膜状、片状和纤维状。

(树脂成型体用中间体的制备)

根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体不仅可以通过混合各组分的方法来制备,也可通过公知的方法制备,如手糊法、长丝缠绕法(FW法)、拉挤法、树脂传递成型法(RTM法)和树脂 膜注入法。

另外,为了获得作为树脂成型体用中间体实例的预浸料,可以采用湿法和热熔法(干法),在湿法中通过使用溶剂降低待浸渍的树脂组分的粘度,在热熔法中通过加热降低待浸渍的树脂组分的粘度。

另外,可以通过使热固化型环氧树脂的至少一部分热固化来获得根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体。

为了使热固化型环氧树脂热固化,树脂成型体用中间体具有以下构成:如上所述,在强化纤维周围形成由特定树脂构成的被覆层,并且该被覆层的一部分和环氧树脂的一部分接合。因此,强化纤维和树脂组分之间的界面处的密着性优异,并且抑制了挠曲模量的降低。

[树脂成型体]

通过将根据本发明示例性实施方案的树脂成型体用中间体成型来获得根据本发明示例性实施方案的树脂成型体。

如果待使用的树脂成型体用中间体没有进行热固化或者热固化不充分(未固化部分保留),则可以通过成型同时进行热固化来获得所期望的树脂成型体。

如果待使用的树脂成型体用中间体是热固化后的中间体(热固化是充分的),则可以就这样通过成型来获得树脂成型体。

可以根据待使用的树脂成型体用中间体的构成以及形态来确定树脂成型体的成型方法。

如果树脂成型体用中间体是液体型,可以使用在树脂成型体用中间体制备中所采用的公知的成型方法。

如果待使用的树脂成型体用中间体是固体型,可以使用例如压制成型或者高压釜成型等的成型方法。

此外,当获得树脂成型体时,可以对树脂成型体用中间体进行切割或编织等工序。

根据本发明示例性实施方案的树脂成型体适合用于电气电子设备、企业设备、家电产品、汽车的内部材料、容器、飞机或航天器的部件等的用途。

[实施例]

以下,将参照实施例对本发明进行具体描述,但是本发明不限于 这些实施例。

[实施例1至24、比较例1至9]

在1L的烧瓶中,在60℃下,以300rpm的速度搅拌表1和表2中所示的组分(单位:g)15分钟,从而获得树脂组合物。

将树脂组合物注射到模具中,并利用树脂组合物含浸置于模具中的碳纤维(织物,“TORAYCA WOVEN FABRICS CO6142”,由Toray Industries制造)。此后,进行消泡处理,在230℃下加热固化3小时,进行加压成型或切割,由此,成型为ISO多用途哑铃形试验片(对应于ISO178试验)(试验部分厚4mm且宽10mm)和D2试验片(长60mm,款60mm、厚2mm)。

在获得的试验片中,碳纤维与树脂组合物的量比(重量比)为50:50。

[评价]

使用获得的两种类型的试验片来进行以下评价。

在表1和表2中示出了评价结果。

-挠曲模量-

关于所得到的ISO多用途哑铃形试验片,通过使用通用试验装置(由Shimadzu Corporation制造的Autograph AG-Xplus),根据ISO178的方法测定挠曲模量。

-界面剪切强度-

通过获得界面剪切强度来评价强化纤维和树脂组分之间界面处的密着性。

通过使用微滴法测定界面剪切强度。在此,通过使用图1中示意性示出的试验图来描述微滴法。

微滴法是这样的方法,其中将液态树脂涂布到单纤维f上,形成液滴D(树脂滴,也被称为树脂珠),固定该液滴D,并进行在箭头方向上拉出单纤维f的试验,从而评价单纤维f和液滴D之间的界面处的密着性。

此外,在该试验的基础上,通过使用以下表达式计算界面剪切强度(τ)。

在该表达式中,τ表示界面剪切强度,F表示拉出负荷,d表示单纤维的纤维直径,并且L表示液滴长度。

在1L的烧瓶中,在60℃下,以300rpm的速度搅拌表1和表2所示的组分(单位:g)15分钟,从而获得树脂组合物。

将该树脂组合物涂布到碳纤维(进行了表面处理,由Toray Industries,Inc.制造的TORAYCA(注册商标)线7300,纤维直径d:7μm)上,在230℃下加热3小时以进行固化,由此制备液滴D(液滴长度L:大约50μm)。

作为测量装置,可以使用用于评价复合材料MODEL HM410(Tohei Sangyo Co.,Ltd.)的界面特性的装置,在0.1mm/min的纤维拉出速率下测定界面剪切强度。

在此,界面剪切强度是强化纤维和树脂组分之间界面处的密着性的指标。随着界面剪切强度升高,强化纤维和树脂组分之间界面处的密着性趋向于更加优异。

表2

另外,表1和2中材料的具体类型如下所述。

-热固性环氧树脂和固化剂-

·热固性环氧树脂1(jER(注册商标)828,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)

·固化剂1(胺固化剂,jERCURE(注册商标)ST11,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)

·固化剂2(酸酐,jERCURE(注册商标)YM306,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)

-特定树脂-

·特定树脂1(聚酰胺胺(也用作为固化剂),ADEKA HARDENER EH-4024W,由ADEKA Corporation制造,熔点:5℃,180℃下的粘度:1,000(mPa·s/25℃))

·特定树脂2(液态聚酰胺,HD-8820,Dupont,熔点:5℃,180℃下的粘度:1,200g(mPa·s/25℃)

·特定树脂3(聚酰胺,ABRON PER1800,由ABR Organics Limited 制造,熔点:120℃,180℃下的MFR:200g/10分钟)

-其它-

·酸酐(YM-306,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)

从上述结果可以发现,与比较例相比,实施例中的界面剪切强度高且没有观察到挠曲模量的降低。

为了示例和说明的目的,已经提供了对本发明示例性实施方案的上述说明。并不旨在详尽本发明或将本发明限于所公开的特定形式。显然,对于本领域的技术人员来说很多改变和变型是明显的。选择和描述这些实施方案是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用,从而使其他本领域的技术人员理解本发明的多种实施方案和多种改变,以适于所预期的特定应用。本发明的范围旨在通过随附的权利要求书及其等价形式来限定。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1