增强碳纤维束，其制造方法以及使用其的复合体的制造方法技术

本发明专利技术的增强碳纤维束是具有粘附到碳纤维的表面的上浆剂的增强碳纤维束，其特征在于上浆剂由至少两种组分构成，第一组分在150℃下不会熔化且第二组分在150℃下可流动。另外，优选的是，第二组分为共聚物树脂、第一组分为粒状形式、第一组分的含量(重量比率)为第二组分的含量的两倍以上、并且第一组分通过第二组分而粘附到纤维表面。此外，优选的是，第一组分的熔点为150℃以上，且第二组分的熔点为低于150℃。根据本发明专利技术，提供了一种浸渍性能和可开纤性提高的、可加工性优异并且最适于复合体的增强碳纤维束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种碳纤维束，更具体地涉及一种浸渍性能和可开纤性优异的增强碳纤维束，其制造方法以及使用其的复合体的制造方法。
技术介绍
碳纤维是为了增强树脂的强度并且利用树脂来缓冲碳纤维的脆性断裂、作为与树脂的复合材料已经对其进行了许多应用的材料。然而，碳纤维通常用作由许多单丝构成的纤维束并且具有低延伸性，使得存在发生由于机械摩擦等导致的起毛并且单丝纤维易于断裂的问题。因此，当使用碳纤维时，为了改善结束性能和可操作性并改善纤维与树脂之间的粘附性，通常向碳纤维的表面引入上浆剂。这是因为使用这样的上浆剂减少了起毛和纤维的断裂，这使得能够优化碳纤维的增强效果。例如，专利文献1公开了一种使用环氧树脂系上浆剂来改善界面粘附强度的技术。只要待以碳纤维束增强的基质树脂是热固性树脂，就不会太差。然而，在使用热塑性树脂的情况下，存在因为树脂与上浆剂之间的相容性差而一般无法获得高粘附强度的问题。因此，为了增强相容性，还考虑了使用热塑性树脂系上浆剂来进行上浆的方法。然而，尽管能够提高界面粘附强度，但热塑性树脂系上浆剂一般易于硬化纹理，并且可操作性和可加工性显著恶化。最终获得的复合体的物理性质不足。例如，专利文献2公开了在使用作为热塑性树脂的聚丙烯作为基质树脂的情况下引入酸改性的聚烯烃系上浆剂的方法。然而，尽管已经观察到界面粘附强度提高，但切割或开纤时的可加工性不足。此外，在使用具有优异的物理性质的工程塑料树脂(例如，聚酰胺、聚酯或聚碳酸酯等)作为热塑性树脂的情况下，一般在热塑性树脂的熔点与其分解温度之间进行成型。然而，存在由于基质树脂在这样的温度范围内的高粘度，所以基质树脂难以浸渍到纤维束中的问题。无法获得传统的热固性树脂的情况下的低粘度，使得热塑性树脂的流动性不足。结果，存在复合体的短时间成型变难的问题。为了解决这些问题，还考虑了同时向纤维引入塑化剂和上浆剂的方法。然而，存在这样的塑化剂一般对基质树脂或其与纤维的粘附性具有不利效果，导致复合体物理性质降低的问题。[专利文献1]JP-A-7-197381[专利文献2]JP-A-2006-124847
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术提供一种浸渍性能和可开纤性提高的、可加工性优异并且最适于复合体的增强碳纤维束。结果问题的手段本专利技术的增强碳纤维束是具有粘附到增强碳纤维束中的碳纤维的表面的上浆剂的增强碳纤维束，其特征在于所述上浆剂包括至少两种组分，其中，第一组分在150℃下不会熔化且第二组分在150℃下可流动。此外，所述第二组分优选为共聚物树脂或聚酰胺三元共聚物树脂。此外，优选的是，所述第一组分为粒状、粘附到所述碳纤维的所述上浆剂的量在0.1至20重量％的范围内、所述第一组分的含量(重量比率)为所述第二组分的含量的两倍以上、并且所述第一组分通过所述第二组分而粘附到所述纤维表面。尤其是，优选的是，所述第一组分的熔点为150℃以上，且第二组分的熔点为低于150℃。此外，本专利技术的增强碳纤维束的制造方法是用于制造增强碳纤维束的方法，该方法包括干燥已经引入上浆液的碳纤维束，并且其特征在于所述上浆剂包括至少两种组分，其中，在干燥温度下，第一组分不会熔化，而第二组分具有流动性。优选的是，所述第一组分为粒状，并且所述第二组分在所述上浆液中为粒状。此外，优选的是，所述第一组分或所述第二组分的粒径为5μm以下、所述第一组分的含量(重量比率)为所述第二组分的含量的两倍以上、并且所述第一组分的熔点为所述干燥温度以上，而所述第二组分的熔点低于所述干燥温度。此外，本专利技术的复合体的制造方法是对由本专利技术的上述增强碳纤维束和树脂构成的混合物进行压制成型的方法。此外，优选的是，所述混合物中的所述增强碳纤维束在平面内随机地布置，并且所述树脂为热塑性树脂。此外，所述增强碳纤维束可以由短纤维组成，或者所述增强碳纤维束可以由长纤维组成。本专利技术的优点根据本专利技术，提供了一种浸渍性能和可开纤性提高的、可加工性优异并且适宜于复合体的增强碳纤维束。具体实施方式本专利技术的增强碳纤维束是具有粘附到其中的碳纤维的表面的上浆剂的增强碳纤维束。然后，上浆剂包括至少两种组分，其中，第一组分在150℃下不会熔化并且第二组分是在150℃下具有流动性的组分。此处，本专利技术中的“不会熔化”包括对于没有熔点的树脂来说，由于其足够高的玻璃化转变点温度而不处于熔融状态的情况，以及在熔点以下的温度下明显为固体的情况。此外，“具有流动性”是指树脂由于其低粘度而具有流动性的情况，以及其完全熔化的情况。满足这样的条件的本专利技术的碳纤维束变为浸渍性能和可开纤性提高的、可加工性优异并且特别适宜于复合体的增强碳纤维束。作为本专利技术的碳纤维束，可以使用聚丙烯腈(PAN)系碳纤维、石油-煤沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维或木质素系碳纤维等。然后，从工业规模生产率和机械性能的角度，使用PAN作为原材料制造的PAN系碳纤维是特别优选的。构成碳纤维束的单碳纤维的平均直径优选为5至10μm。此外，不仅由长纤维构成的碳纤维束，而且由短纤维构成的碳纤维束也是优选的。在短纤维的情况下，其长度优选为100mm以下，特别优选在5至80mm的范围内。此外，构成碳纤维束的单丝的数量通常为500以上，并且优选为1000以上。当构成碳纤维束的单丝的数量小时，尽管操作性能由于碳纤维束的柔韧性的增强而提高，但是碳纤维的生产率显著恶化。另一方面，当其太大时，碳纤维的前体纤维的防火或不熔处理不容易充分完成，最后获得的碳纤维的机械性能易于降低。因此，一般地，单丝的数量优选为60000以下。此外，构成碳纤维束的单丝的数量更优选为在3000至40000的范围内，并且还更优选为在5000至30000的范围内。此外，出于增强碳纤维束与上浆剂的亲和性的目的，在上浆处理之前向碳纤维束中的碳纤维的表面导入含氧官能团的碳纤维也是优选的。本专利技术的碳纤维束具有粘附到其表面的上浆剂，并且该上浆剂需要由至少两种组分构成。然后，粘附到碳纤维的上浆剂的量优选为在0.1至20重量％的范围内。此外，粘附到碳纤维的量优选为在0.3至15重量％的范围内。本专利技术中所使用的上浆剂的第一组分的具体实例包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、偏氯乙烯树脂、乙酸乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯树脂(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强碳纤维束，该增强碳纤维束包含粘附到碳纤维的表面的上浆剂，其特征在于所述上浆剂包含至少两种组分，所述至少两种组分的第一组分在150℃下不会熔化，并且所述至少两种组分的第二组分在150℃下具有流动性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.15 JP 2012-1114431.一种增强碳纤维束，该增强碳纤维束包含粘附到碳纤维的表面
的上浆剂，
其特征在于所述上浆剂包含至少两种组分，
所述至少两种组分的第一组分在150℃下不会熔化，并且
所述至少两种组分的第二组分在150℃下具有流动性。
2.根据权利要求1所述的增强碳纤维束，
其中，所述第二组分为共聚物树脂。
3.根据权利要求1或2所述的增强碳纤维束，
其中，所述第二组分为聚酰胺三元共聚物树脂。
4.根据权利要求1至3任一项所述的增强碳纤维束，
其中，所述第一组分为粒状形式。
5.根据权利要求1至4任一项所述的增强碳纤维束，
其中，粘附到所述碳纤维的所述上浆剂的量在0.1至20重量％的范
围内。
6.根据权利要求1至5任一项所述的增强碳纤维束，
其中，所述第一组分的含量(重量比率)为所述第二组分的含量
的两倍以上。
7.根据权利要求1至6任一项所述的增强碳纤维束，
其中，所述第一组分通过所述第二组分而粘附到所述碳纤维的所
述表面。
8.根据权利要求1至7任一项所述的增强碳纤维束，
其中，所述第一组分的熔点为150℃以上，并且
所述第二组分的熔点为低于150℃。
9.一种增强碳纤维束的制造方法，该方法包括对引入上浆液的碳
纤维束进行干燥，
其特征在于所述上浆液包含至少两种组分，并且
在干燥温度下，所述至少两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野翼，櫻井博志，内藤猛，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP