接合构件的制造方法和接合构件技术

[技术问题]提供一种接合构件的制造方法，通过将金属与包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料坚固地接合而获得该接合构件。[解决方案]一种接合构件的制造方法，该接合构件通过使金属和包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料相接合而形成，其中，通过：利用含有特定三嗪硫醇衍生物的溶液处理金属的表面的步骤(i)；在处理过的金属表面与碳纤维复合材料之间设置厚度为5μm to 5 mm的热塑性树脂层的步骤(ii)；以及通过加热熔化热塑性树脂层以将碳纤维复合材料接合(融合)至金属表面的步骤(iii)，来制造接合构件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种接合构件的制造方法，通过将金属与包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料坚固地接合而获得该接合构件。一种接合构件的制造方法，该接合构件通过使金属和包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料相接合而形成，其中，通过：利用含有特定三嗪硫醇衍生物的溶液处理金属的表面的步骤(i)；在处理过的金属表面与碳纤维复合材料之间设置厚度为5μm?to?5?mm的热塑性树脂层的步骤(ii)；以及通过加热熔化热塑性树脂层以将碳纤维复合材料接合(融合)至金属表面的步骤(iii)，来制造接合构件。【专利说明】接合构件的制造方法和接合构件
本专利技术涉及碳纤维复合材料与金属的接合构件的制造方法，以及接合构件。
技术介绍
碳纤维复合材料具有高比强度和比刚度并且作为极其优异的材料是有价值的。传统地，在将包含热固性树脂作为基质的碳纤维复合材料接合到不同种类的构件、尤其是金属时，已经采用了使用螺栓和螺母、或铆钉等的机械接合，或使用粘合剂的接合。 利用螺栓和螺母等的机械接合一般导致重量增加而且特别是，存在以下顾虑:在复合材料中，应力在接合点集中，并且在最坏的情况下，破裂从第一应力集中点开始的连续发生。 在使用粘合剂的接合中，为确保强度，一般需要确保粘合剂层具有一定的厚度。特别是，在接合大尺寸构件的情况下，需要相当大的量的粘合剂。结果，存在获得的构件的重量大幅增加的情况。此外，还存在仅利用粘合剂其接合强度无法总是足够的问题。另外，由于一般需要很长时间来获得实际接合强度，所以必需考虑老化步骤。 另一方面，在包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料(以下有时称作“热塑性碳纤维复合材料”或简称为“热塑性复合材料”)中，通过在树脂相容的范围内进行焊接而将材料相互接合，并且能够预期可与基质树脂相比的接合强度。然而，即使在热塑性碳纤维复合材料的情况下也存在许多通过焊接难以接合到金属的情况。 为了将热塑性碳纤维复合材料焊接到金属，需要被用作基质的热塑性树脂自身能够被焊接到金属。 专利文献I描述了通过焊接来接合金属和树脂。具体而言，描述了由于通过将树脂注塑成型至表面形成为细微孔隙的铝材料的锚效应而能够实现接合。 此外，专利文献2、3、4、5描述了通过对金属表面进行一定的处理而将树脂与金属接合。 此外，关于包含热固性树脂作为基质的碳纤维复合材料(热固性碳纤维复合材料)，专利文献6描述了利用布置与金属和复合材料二者都具有亲和性的中间树脂层的接合方法。 引用列表 专利文献 专利文献I JP-A-2003-103563 专利文献2 JP-B-5-51671 专利文献3:W0 2009/078382 专利文献4 JP-A-2OO6-3O5838 专利文献5 JP-A-2001-1445 专利文献6 JP-A-2006-297927
技术实现思路
本专利技术要解决的问题 热塑性碳纤维复合材料的优势在于当施加热量时其形状易于改变。因此，与热固性碳纤维复合材料相比，能够在极短的时间内执行注塑成型或压制成型。因此，在接合热塑性碳纤维复合材料和金属材料时，如果能够将作为复合材料的基质的热塑性树脂用于接合，则据认为通过在模具中热压结合能够极其容易且极其有效地实现碳纤维复合材料与金属材料的接合，并且还能够执行接合构件的成型。 然而，即使当通过如专利文献2至5所述的热塑性树脂与金属的接合方法来尝试将热塑性碳纤维复合材料接合到金属时，在热塑性碳纤维复合材料中，热塑性树脂也处于“浸溃入”碳纤维束的状态下。因此，树脂并非总是均匀地存在于材料的表面上，并且在某些情况下，在树脂中存在“缺陷”部分，使得存在无法展现出足够的接合强度且结合强度表现出极大变化的顾虑。 此外，碳纤维导致所谓的对金属的电解腐蚀。因此，当碳纤维与金属在树脂中缺陷部分中产生接触时，该接触导致金属的腐蚀。 本专利技术的主要目的是提供一种包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料(热塑性碳纤维复合材料)与金属坚固地接合的接合构件的制造方法。 解决问题的技术方案 作为对用于使热塑性碳纤维复合材料与金属相接合的方法进行深入研究的结果，本专利技术人已经发现通过:在以含有特定三嗪硫醇衍生物的溶液表面处理过的金属的表面与热塑性碳纤维复合材料之间设置热塑性树脂层、加热并熔化该热塑性树脂层、并且优选地进一步压结合金属的表面与碳纤维复合材料，能够使金属与热塑性碳纤维复合材料坚固且稳定地接合，并由此完成了本专利技术。 SP，本专利技术涉及: 一种接合构件的制造方法，在该接合构件中，包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料与金属相接合，该方法包括: 利用含有由以下通式(I)表示的三嗪硫醇衍生物的溶液处理待接合至所述碳纤维复合材料的所述金属的表面的步骤(i); 在以含有所述三嗪硫醇衍生物的所述溶液处理过的所述金属的所述表面与所述碳纤维复合材料之间设置厚度为5μπι至5_的热塑性树脂层的步骤(ii);以及 通过加热熔化所述热塑性树脂层从而将所述金属与所述碳纤维复合材料合并为一体的步骤(iii): 通式(I) R (其中，在通式(I)中，R为-0Rl、-00Rl、-SmRl或NR1R2，其中，Rl和R2各自独立地为H、羟基、羰基、醚基、脂基、酰胺基、氨基、苯基、具有I至10个碳原子的烷基、具有2至10个碳原子的炔基、烯基或具有6至10个碳原子的环烷基，并且m表示I或2 ;M为H、Na、L1、K、Ba、Ca或铵，并且通式(I)中的两个M基团可以彼此相同或不同)。 本专利技术的优点 根据本专利技术，能够通过简单的方法使热塑性碳纤维复合材料与金属坚固且稳定地接合。此外，由于碳纤维复合材料与金属通过热塑性树脂相接合，所以能够同时防止由碳纤维所导致的电解腐蚀。另外，通过同时或连续执行接合与成型，能够以更少的步骤在短时间内获得热塑性碳纤维复合材料与金属的接合构件。此外，由于本专利技术所使用的三嗪硫醇衍生物相对廉价且容易获得，因此存在所述衍生物能够在工业上有优势地使用的优点。 此外，能够在相同的模具中同时或连续地执行接合和成型。因此，当接合与成型同时执行时，变得能够在短时间内以更少的步骤制造具有被成型为所期望的形状的热塑性碳纤维复合材料-金属构件接合体(也称作“金属复合成型体”)。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出本专利技术的接合构件的一个实施方式的示意图(截面图)。 参考标记列表 1.热塑性碳纤维复合材料 2.热塑性树脂层 3.金属表面部 4.金属 【具体实施方式】 本专利技术涉及一种接合构件的制造方法，该接合构件通过将包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料与金属接合而获得。该方法包括:利用含有特定三嗪硫醇衍生物的溶液来处理金属的表面的步骤(i);在以含有三嗪硫醇衍生物的溶液处理过的金属的表面与碳纤维复合材料之间设置厚度为5μπι至5_的热塑性树脂层的步骤(ii);以及通过加热熔化热塑性树脂层以使金属与热塑性碳纤维复合材料坚固地接合的步骤(iii);并且优选地还包括压结合热塑性树脂层与热塑性复合材料的步骤(iv)。 以下将描述本专利技术的实施方式 本专利技术所使用的热塑性碳纤维复合材料是包含热塑性树脂作基质并且在这样的基质中包含碳纤维的复合材料。此处，以100重量份碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合构件的制造方法，在该接合构件中，包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料与金属相接合，该方法包括：步骤(i)，利用含有由以下通式(1)表示的三嗪硫醇衍生物的溶液处理待接合至所述碳纤维复合材料的所述金属的表面；步骤(ii)，在以含有所述三嗪硫醇衍生物的所述溶液处理过的所述金属的所述表面与所述碳纤维复合材料之间设置厚度为5μm至5mm的热塑性树脂层；以及步骤(iii)，通过加热熔化所述热塑性树脂层，以将所述金属与所述碳纤维复合材料合并为一体：通式(1)其中，在通式(1)中，R为‑OR1、‑OOR1、‑SmR1或NR1R2，其中，R1和R2各自独立地为H、羟基、羰基、醚基、脂基、酰胺基、氨基、苯基、具有1至10个碳原子的烷基、具有2至10个碳原子的炔基、烯基或具有6至10个碳原子的环烷基，m表示1或2；并且M为H、Na、Li、K、Ba、Ca或铵，并且通式(1)中的两个M基团可以彼此相同或不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内正基，小池秀治，平田滋己，加藤卓巳，佐野弘树，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP