强化纤维用上浆剂及其用途制造技术

本发明专利技术的目的在于提供能够对用于增强基体树脂的强化纤维赋予与基体树脂的优异粘接性的强化纤维用上浆剂。本发明专利技术的强化纤维用上浆剂是使有机聚异氰酸酯化合物(A)与含活性氢基化合物(B)反应而得到的必须含有芳香族聚酯系聚氨酯树脂，所述含活性氢基化合物(B)包含芳香族聚酯多元醇(B1)、具有羧基的含活性氢基化合物(B2)和3官能以上的含活性氢基化合物(B3)。

【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强化纤维用上浆剂及其用途。详细而言，涉及用于增强基体树脂的强化纤维用上浆剂、使用该强化纤维用上浆剂的强化纤维束及纤维强化复合材料。
技术介绍
在汽车用途、航空航天用途、运动休闲用途、普通产业用途等中，广泛利用以各种合成纤维增强塑料材料(被称为基体树脂)而得到的纤维强化复合材料。作为这些复合材料中使用的纤维，可列举出：碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等各种无机纤维；芳族聚酰胺纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维等各种有机纤维。这些各种合成纤维通常被制造成纤丝形状，之后经由利用热熔法、鼓形绕法(drum winding method)等加工成被称为单向预浸料的片状中间材料、利用纤丝缠绕法进行加工、或者根据情况加工成织物或短切纤维形状等各种高度加工工序而制成强化纤维来使用。在采用上述的基体树脂中的、因容易成型且在再循环方面也有利而受到注目的聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、ABS树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酰亚胺树脂等所谓的热塑性树脂的纤维强化复合材料的情况下，增强纤维通常多以切断成1～15mm长的短切纤维形状来使用。在制造将该短切纤维和热塑性树脂混炼而成的颗粒时，短切纤维的集束性至关重要，若该集束性不当，则有时发生短切纤维的供给量不稳定化、丝束断裂等而使所得的复合材料的物性降低。为了防止此种情况，出于对纤维赋予适当的集束性的目的而提出了多种赋予以各种热塑性树脂作为主剂的上浆剂的技术(参照专利文献1)，并将这些技术在工业上广为利用。但是，在应用以往技术中记载的上浆剂时，存在以下问题：有时基体树脂与强化纤维的粘接性不充分，得到的复合材料的特性未达到令人满意的水平，因此迫切期望能够进一步提高粘接性的上浆剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2007－131959号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题鉴于上述现有的技术背景，本专利技术的目的在于提供能够对用于增强基体树脂的强化纤维赋予与基体树脂的优异粘接性的强化纤维用上浆剂、以及使用该强化纤维用上浆剂的强化纤维束和纤维强化复合材料。用于解决课题的手段本专利技术人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现若使用必须含有特定的芳香族聚酯系聚氨酯树脂的强化纤维用上浆剂，则粘接性飞跃性地提高，由此完成了本专利技术。即，本专利技术的强化纤维用上浆剂必须含有芳香族聚酯系聚氨酯树脂，该芳香族聚酯系聚氨酯树脂是使有机聚异氰酸酯化合物(A)与含活性氢基化合物(B)反应而得到的，含活性氢基化合物(B)包含芳香族聚酯多元醇(B1)、具有羧基的含活性氢基化合物(B2)和3官能以上的含活性氢基化合物(B3)。以含活性氢基化合物(B)整体的活性氢基的比例为100摩尔％时，优选芳香族聚酯多元醇(B1)的活性氢基的比例为5～80摩尔％。同样地，优选具有羧基的含活性氢基化合物(B2)的活性氢基的比例为5～60摩尔％。同样地，优选3官能以上的含活性氢基化合物(B3)的活性氢基的比例为5～70摩尔％。优选含活性氢基化合物(B)还包含重均分子量为100～2000的聚亚烷基二醇(B4)。以含活性氢基化合物(B)整体的活性氢基的比例为100摩尔％时，优选聚亚烷基二醇(B4)的活性氢基的比例为10～40摩尔％。另外，本专利技术的强化纤维用上浆剂也可以按以下的方式表述。即本发明的强化纤维用上浆剂必须含有芳香族聚酯系聚氨酯树脂，该芳香族聚酯系聚氨酯树脂由来自于有机聚异氰酸酯化合物(A)的构成单元(a)和来自于含活性氢基化合物(B)的构成单元(b)构成，构成单元(b)包含来自于芳香族聚酯多元醇(B1)的构成单元(b1)、来自于具有羧基的含活性氢基化合物(B2)的构成单元(b2)和来自于3官能以上的含活性氢基化合物(B3)的构成单元(b3)。优选构成单元(b1)在构成单元(b)整体中所占的比例为5～80摩尔％。同样地，优选构成单元(b2)的比例为5～60摩尔％。优选构成单元(b3)的比例为2～70摩尔％。优选构成单元(b)还包含来自于重均分子量为100～2000的聚亚烷基二醇(B4)的构成单元(b4)。优选构成单元(b4)在构成单元(b)整体中所占的比例为10～40摩尔％。优选所述芳香族聚酯系聚氨酯树脂的玻璃化转变点为40℃以下。优选利用最大泡压法在每100毫秒产生1个泡的条件下进行测定时，添加水使上浆剂的不挥发成分浓度达到2重量％时的动态表面张力为40～70mN/m。优选具有羧基的含活性氢基化合物(B2)为选自2,2－二羟甲基丙酸和2,2－二羟甲基丁酸中的至少一种。优选3官能以上的含活性氢基化合物(B3)为选自三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇中的至少一种。优选本专利技术的强化纤维用上浆剂还含有在化合物主链的至少一个末端具有乙烯酯基、丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的酯化合物(C)。优选本专利技术的强化纤维用上浆剂还含有作为碳数4～14的一元醇的环氧烷加成物的聚氧化烯烷基醚(D)。优选将强化纤维用上浆剂的不挥发成分升温至300℃时,该不挥发成分的重量减少率为15重量％以下。本专利技术的强化纤维束是使上述的强化纤维用上浆剂附着于原料强化纤维束而成的。优选原料强化纤维束为原料碳纤维束。本专利技术的纤维强化复合材料包含基体树脂和上述的强化纤维束。优选基体树脂为热塑性树脂。专利技术效果本专利技术的强化纤维用上浆剂能够对强化纤维赋予与基体树脂的优异粘接性。本专利技术的强化纤维束具有与基体树脂的优异粘接性。通过使用本专利技术的强化纤维束，能够得到具有优异的物性的纤维强化复合材料。具体实施方式本专利技术涉及用于增强基体树脂的强化纤维用上浆剂，其必须含有特定的芳香族聚酯系聚氨酯树脂。以下进行详细说明。[芳香族聚酯系聚氨酯树脂]作为本专利技术的上浆剂的必需成分的芳香族聚酯系聚氨酯树脂是使有机聚异氰酸酯化合物(A)和含活性氢基化合物(B)进行加聚反应等而得到的聚合物成分。所述含活性氢基化合物(B)包含芳香族聚酯多元醇(B1)、具有羧基的含活性氢基化合物(B2)和3官能以上的含活性氢基化合物(B3)的化合物。通过将这样的特定的芳香族聚酯系聚氨酯树脂用于强化纤维用上浆剂，能够使强化纤维与基体树脂的粘接性飞跃性地提高。有机聚异氰酸酯化合物(A)是芳香族聚酯系聚氨酯树脂的必需构成成分，在分子内含有2个以上(优选为2～6个，更优选为2～3个，进一步优选为2个)的异氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化纤维用上浆剂，其中，必须含有芳香族聚酯系聚氨酯树脂，所述芳香族聚酯系聚氨酯树脂是使有机聚异氰酸酯化合物(A)与含活性氢基化合物(B)反应而得到的，所述含活性氢基化合物(B)包含芳香族聚酯多元醇(B1)、具有羧基的含活性氢基化合物(B2)和3官能以上的含活性氢基化合物(B3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.25 JP 2012-164255;2012.11.02 JP 2012-242771.一种强化纤维用上浆剂，其中，
必须含有芳香族聚酯系聚氨酯树脂，
所述芳香族聚酯系聚氨酯树脂是使有机聚异氰酸酯化合物(A)与含
活性氢基化合物(B)反应而得到的，
所述含活性氢基化合物(B)包含芳香族聚酯多元醇(B1)、具有羧
基的含活性氢基化合物(B2)和3官能以上的含活性氢基化合物(B3)。
2.根据权利要求1所述的强化纤维用上浆剂，其中，
以所述含活性氢基化合物(B)整体的活性氢基的比例为100摩尔％时，
所述芳香族聚酯多元醇(B1)的活性氢基的比例为5～80摩尔％，所述具
有羧基的含活性氢基化合物(B2)的活性氢基的比例为5～60摩尔％，所
述3官能以上的含活性氢基化合物(B3)的活性氢基的比例为5～70摩尔％。
3.根据权利要求1或2所述的强化纤维用上浆剂，其中，
所述含活性氢基化合物(B)还包含重均分子量为100～2000的聚亚烷
基二醇(B4)。
4.根据权利要求3所述的强化纤维用上浆剂，其中，
以所述含活性氢基化合物(B)整体的活性氢基的比例为100摩尔％时，
所述聚亚烷基二醇(B4)的活性氢基的比例为10～40摩尔％。
5.一种强化纤维用上浆剂，其中，
必须含有芳香族聚酯系聚氨酯树脂，
所述芳香族聚酯系聚氨酯树脂由来自于有机聚异氰酸酯化合物(A)
的构成单元(a)和来自于含活性氢基化合物(B)的构成单元(b)构成，
所述构成单元(b)包含来自于芳香族聚酯多元醇(B1)的构成单元
(b1)、来自于具有羧基的含活性氢基化合物(B2)的构成单元(b2)和
来自于3官能以上的含活性氢基化合物(B3)的构成单元(b3)。
6.根据权利要求5所述的强化纤维用上浆剂，其中，
所述构成单元(b1)在所述构成单元(b)整体中所占的比例为5～80
摩尔％，所述构成单元(b2)的比例为5～60摩尔％，所述构成单元(b3)
的比例为2～70摩尔％。
7.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田昌彦，菊田俊彦，高谷淳，中川干生，
申请(专利权)人：松本油脂制药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP