【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纤维成型坯料、成型材料及碳纤维增强复合材料
本专利技术涉及可合适地应用于航空器构件、航天器构件、汽车构件及船舶构件等的碳纤维成型坯料、成型材料及碳纤维增强复合材料。
技术介绍
碳纤维不仅轻质而且强度及弹性模量优异,因此,其与各种基体树脂组合而成的复合材料已被应用于航空器构件、航天器构件、汽车构件、船舶构件、土木建筑材料及运动用品等多种领域。在使用了碳纤维的复合材料中,为了发挥碳纤维的优异的特性,碳纤维与基体树脂的粘接性优异是重要的。为了提高碳纤维与基体树脂的粘接性,通常进行对碳纤维实施气相氧化、液相氧化等氧化处理,从而向碳纤维表面导入含氧官能团的方法。例如,提出了通过对碳纤维实施电解处理、从而提高作为粘接性的指标的层间剪切强度的方法(参见专利文献1)。但是,近年来,随着对复合材料的需求特性的水平的提高,仅通过这样的氧化处理能够实现的粘接性逐渐变得不充分。另一方面,碳纤维脆,缺乏集束性及耐摩擦性,因此,在高次加工工序中,容易发生起毛、断丝。因此,提出了向碳纤维涂布的方法(参见专利文献2及3)。例如,提出了将双酚A的二缩水甘油醚作为上浆剂涂布至碳纤维的方法(参见专利文献2及3)。另外,提出了将双酚A的聚环氧烷加成物作为上浆剂涂布至碳纤维的方法(参见专利文献4及5)。另外,提出了将双酚A的聚环氧烷加成物加成环氧基而得到的物质作为上浆剂涂布至碳纤维的方法(参见专利文献6及7)。进而,提出了将聚亚烷基二醇的环氧加成物作为上浆剂涂布至碳纤维的方法(参见专利文献8、9及10)。另外,提出了将具有环氧基和季铵盐的氨基甲酸酯化合物作为上浆剂涂布至碳纤维的方法(参见专利文献 ...
【技术保护点】
碳纤维成型坯料,是下述(Z)或(Y),(Z):碳纤维成型坯料,是包含涂布上浆剂而形成的涂布有上浆剂的碳纤维和热固性树脂的预浸料坯,(Y):碳纤维成型坯料,是使用了涂布上浆剂而形成的涂布有上浆剂的碳纤维的、形态为织物或线带的成型用材料,其特征在于,所述上浆剂包含下述(A)、(B)成分,(A)成分:具有2个以上的环氧基的环氧化合物(A1)、及/或具有1个以上的环氧基、且具有选自羟基、酰胺基、酰亚胺基、氨基甲酸酯基、脲基、磺酰基、及磺酸基中的至少1个以上的官能团的环氧化合物(A2),(B)成分:选自下述[a]、[b]及[c]中的至少1种的反应促进剂,相对于(A)成分100质量份,为0.1~25质量份,[a]分子量为100g/mol以上的叔胺化合物及/或叔胺盐(B1),[b]下述通式(I)或通式(II)中的任一个表示的具有阳离子部位的季铵盐(B2),[c]季鏻盐及/或膦化合物(B3),式中,R1~R4分别表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,式中,R5表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.05 JP 2011-266147;2011.12.05 JP 2011-266141.碳纤维成型坯料,是下述(Z)或(Y),(Z):碳纤维成型坯料,是包含涂布上浆剂而形成的涂布有上浆剂的碳纤维和热固性树脂的预浸料坯,(Y):碳纤维成型坯料,是使用了涂布上浆剂而形成的涂布有上浆剂的碳纤维的、形态为织物或线带的成型用材料,其特征在于,相对于碳纤维100质量份,所述上浆剂的附着量为0.1~10质量份,所述上浆剂包含下述(A)、(B)成分,(A)成分:具有2个以上的环氧基的环氧化合物(A1)、及/或具有1个以上的环氧基、且具有选自羟基、酰胺基、酰亚胺基、氨基甲酸酯基、脲基、磺酰基、及磺酸基中的至少1个以上的官能团的环氧化合物(A2),(B)成分:选自下述[a]、[b]及[c]中的至少1种的反应促进剂,相对于(A)成分100质量份,为0.1~25质量份,[a](B1)分子量为100g/mol以上的叔胺化合物及/或叔胺盐,[b](B2)下述通式(I)或通式(II)中的任一个表示的具有阳离子部位的季铵盐,[c](B3)季鏻盐及/或膦化合物,式中,R1~R4分别表示碳原子数1~8的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,式中,R5表示碳原子数1~8的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,R6和R7分别表示氢、或碳原子数1~8的烃基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代。2.如权利要求1所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述(B1)分子量为100g/mol以上的叔胺化合物及/或叔胺盐是下述通式(III)、通式(IV)、通式(V)、通式(VI)、通式(VII)、或通式(VIII),式中,R8表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,R9表示碳原子数2~22的亚烷基、碳原子数2~22的亚烯基、或碳原子数2~22的亚炔基中的任一种,R10表示氢或碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,或者,R8和R10可以键合而形成碳原子数2~11的亚烷基,式中,R11~R14分别表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,式中,R15~R20分别表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,R21表示羟基或碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,式中,R22~R24分别表示碳原子数1~8的烃基,该烃基可以具有羟基,式中,R25表示碳原子数1~8烃基,该烃基可以具有羟基,式中,R26~R28分别表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,进而,R26~R28中的至少一个具有1个以上的下述通式(IX)或(X)表示的支链结构,并且R26~R28中的至少一个包含至少一个以上的羟基,式中,R29、R30分别表示碳原子数1~20烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,其中,R29和R30的碳原子数的合计值为21以下,式中,R31~R33分别表示羟基或碳原子数1~19的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,其中,R31和R32和R33的碳原子数的合计值为21以下。3.如权利要求2所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述通式(III)表示的化合物是1,5-二氮杂双环[4,3,0]-5-壬烯或其盐、或1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯或其盐。4.如权利要求2所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述通式(VIII)表示的化合物具有至少2个以上的支链结构。5.如权利要求2或4所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述通式(VIII)表示的化合物是三异丙醇胺或其盐。6.如权利要求1所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述通式(I)表示的化合物中,R3及R4分别表示碳原子数2~8的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代。7.如权利要求1或6所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述(B2)具有阳离子部位的季铵盐的阴离子部位是卤素离子。8.如权利要求1所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述(B3)季鏻盐及/或膦化合物为选自下述通式(XI)表示的具有阳离子部位的季鏻盐、或通式(XII)表示的膦化合物中的一种以上,式中,R34~R37分别表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代,式中,R38~R40分别表示碳原子数1~22的烃基,该烃基可以具有羟基,该烃基中的CH2基可以被-O-、-O-CO-或-CO-O-取代。9.如权利要求1~4、6、8中任一项所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述(A)成分的环氧当量小于360g/mol。10.如权利要求1~4、6、8中任一项所述的碳纤维成型坯料,所述(A)成分是具有3个以上的环氧基的环氧化合物。11.如权利要求1~4、6、8中任一项所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述(A)成分在分子内包含芳香环。12.如权利要求1~4、6、8中任一项所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述(A1)成分是苯酚线型酚醛树脂型环氧树脂、甲酚线型酚醛树脂型环氧树脂、或四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷中的任一种。13.如权利要求1~4、6、8中任一项所述的碳纤维成型坯料,其特征在于,所述碳纤维的利用...
【专利技术属性】
技术研发人员:中山义文,釜江俊也,小林大悟,远藤真,
申请(专利权)人:东丽株式会社,
类型:发明
国别省市:日本;JP
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