树脂组合物及使用该树脂组合物得到的碳纤维强化复合材料的前体、碳纤维强化复合材料以及碳纤维强化碳材料制造技术

技术编号:11689890 阅读:74 留言:0更新日期:2015-07-08 00:00
本发明专利技术提供一种树脂组合物及使用该树脂组合物得到的碳纤维强化复合材料的前体、以及由该前体得到的碳纤维强化复合材料、以及碳纤维强化碳材料,所述树脂组合物可以获得在保持酚醛树脂所具有的高阻燃性及耐热性的同时还具有优异的机械特性的碳纤维强化复合材料。本发明专利技术使用含有甲阶型酚醛树脂、酚醛清漆型酚醛树脂和醇类作为必要成分而成的树脂组合物,所述醇类包含选自由甲醇、乙醇及正丙醇组成的组中的至少1种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可获得优异的机械特性的树脂组合物及使用该树脂组合物得到的碳 纤维强化复合材料的前体、以及将该前体成型而得到的碳纤维强化复合材料、进而将该复 合材料碳化焙烧而成的碳纤维强化碳材料。
技术介绍
目前,关于用于碳纤维强化复合材料的树脂组合物,提出了各种方案,例如日本特 开2004-269812号公报(专利文献1)中公开的是,在为了形成纤维强化复合材料而使用的 树脂组合物中,通过使用处于特定分子量范围的液态甲阶型酚醛树脂作为其树脂成分,可 以得到具有优异的机械特性的碳纤维强化复合材料。此外,在那样的树脂组合物中,由于其 主要成分为酚醛树脂,因此还具有优异的阻燃性,因此,通过用于铁路车辆用结构构件,能 够发挥火灾发生时可以确保安全性的特征。 然而,对于该专利文献1中提出的树脂组合物而言,由于对作为其树脂成分所使 用的甲阶型酚醛树脂仅限定了其分子量,因此,在改善机械特性方面是有限度的。即,关于 这种机械特性的提高,对于专利文献1中提出的将甲阶型酚醛树脂用于碳纤维强化复合材 料的基材的方案,如果是用于铁路车辆等假设为陆路用途的运输用设备那样,机械特性的 要求值相对较低的情况,则可以满足其要求,但在飞机等要求更高的机械特性时,变得难以 充分满足其要求。另外,对于专利文献1中所使用的树脂组合物,难以调节其特性、特别是 粘性,用于得到产品的预成型坯及成型方法受限,产品形状以及可适用的构件的限制较多, 导致得到的产品的可安装部位受限,结果存在结构体整体的改良效果不足的问题。 另一方面,对于飞机用结构构件等,持续进行了更加轻质化、以及进一步提高火灾 发生时的安全性的研宄,其中,从确保火灾发生时的安全性方面考虑,最主要的课题是提高 原材料的阻燃性,在这方面,使用酚醛树脂有优势。然而,目前的现状是,在机械特性方面, 用作这种基材的酚醛树脂比目前用作碳纤维强化复合材料的基材的环氧树脂或乙烯基酯 树脂差,在这方面,要求进一步提高使用酚醛树脂时的机械特性。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2004-269812号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 对此,本专利技术是以该情况为背景而完成的,其要解决的课题在于,提供树脂组合物 及使用该树脂组合物得到的碳纤维强化复合材料的前体,所述树脂组合物可以获得在保持 酚醛树脂所具有的高阻燃性及耐热性的同时,还具有将现有的甲阶型酚醛树脂用于基材的 碳纤维强化复合材料无法实现的优异机械特性的碳纤维强化复合材料,另外,其它要解决 的课题在于,提供使用这种前体得到的具有优异特性的碳纤维强化复合材料、以及由该复 合材料得到的碳纤维强化碳材料。 用于解决问题的方案 于是,本专利技术人等对使用酚醛树脂作为基材的碳纤维强化复合材料反复进行了潜 心研宄,结果发现,通过使用将甲阶型酚醛树脂、酚醛清漆型酚醛树脂和特定的醇类组合而 构成的树脂组合物来制造目标碳纤维强化复合材料,可以解决如上所述的所有课题,从而 完成了本专利技术。 即,为了解决上述的课题,本专利技术可以适当实施如下列举的各种方式,另外,可采 用下面记载的各种方式的任意组合。需要说明的是,本专利技术的方式或技术特征并不受下面 记载的方式的任何限制,应该理解为是根据说明书整体的记载及说明书公开的专利技术思想而 可充分理解的。 (1) 一种树脂组合物,其特征在于,含有甲阶型酚醛树脂、酚醛清漆型酚醛树脂和 醇类作为必要成分,所述醇类包含选自由甲醇、乙醇及正丙醇组成的组中的至少1种。 (2)根据所述方案⑴所述的树脂组合物,其特征在于,以质量比计为95 :5~50 : 50的比例使用所述甲阶型酚醛树脂和所述酚醛清漆型酚醛树脂。 (3)根据所述方案(1)或所述方案(2)所述的树脂组合物,其特征在于,相对于所 述甲阶型酚醛树脂及所述酚醛清漆型酚醛树脂的合计量100质量份,以1~8质量份的比 例使用所述醇类。 (4) -种碳纤维强化复合材料的前体,其特征在于,其是将所述方案(1)至所述方 案(3)中的任一项所述的树脂组合物含浸至碳纤维中而成的。 (5)根据所述方案(4)所述的碳纤维强化复合材料的前体,其特征在于,所述碳纤 维为PAN系和/或沥青系的碳纤维。 (6)根据所述方案(4)或所述方案(5)所述的碳纤维强化复合材料的前体,其特征 在于,所述碳纤维强化复合材料的前体是片状模塑料或团状模塑料中的任意者。 (7) -种碳纤维强化复合材料,其特征在于,其是将所述方案(4)至所述方案(6) 中的任一项所述的碳纤维强化复合材料的前体成型而成的。 (8)根据所述方案(7)所述的碳纤维强化复合材料,其特征在于,用于得到所述碳 纤维强化复合材料的成型方法为热压法。 (9) 一种碳纤维强化碳材料,其特征在于,其是将所述方案(7)或所述方案(8)所 述的碳纤维强化复合材料进行碳化、焙烧而成的。 (10) -种飞机结构构件、铁路车辆结构构件、汽车结构构件、或一般产业用结构构 件,其是使用所述方案(7)或者所述方案(8)所述的碳纤维强化复合材料或所述方案(9) 所述的碳纤维强化碳材料而成的。 专利技术的效果 如上所述,在本专利技术的树脂组合物中,使用甲阶型酚醛树脂和酚醛清漆型酚醛树 脂这2种作为树脂成分、且在其中配混特定的醇类来构成,从而使用这种树脂组合物作为 基材得到的碳纤维强化复合材料可显现出酚醛树脂所具有的高阻燃性及耐热性,并且可有 效地赋予优异的弯曲强度和弯曲弹性模量。 而且,这种本专利技术的树脂组合物可以充分发挥作为粘合剂的作用和碳纤维的增强 效果,并且能将其粘度控制在理想范围,因此可以通过各种方法使其含浸至碳纤维中,因 而,能有利地实现由使用这种树脂组合物得到的碳纤维强化复合材料的前体来制造用于各 种结构构件的碳纤维强化复合材料。【具体实施方式】 因此,如上所述,本专利技术的树脂组合物含有甲阶型酚醛树脂、酚醛清漆型酚醛树脂 和特定的醇类作为必要的构成成分,其中,众所周知,这些甲阶型酚醛树脂及酚醛清漆型酚 醛树脂均为在规定的催化剂存在下使酚类和醛类反应而得到的,对其性状没有特别限制, 可适当选择公知的甲阶型酚醛树脂、公知的酚醛清漆型酚醛树脂来使用。 具体而言,甲阶型酚醛树脂如众所熟知,通常是使用碱性催化剂使酚类和醛类反 应而得到的。需要说明的是,其中,作为使这些酚类(P)和醛类(F)反应时的摩尔比(F/P), 没有特别限制,通常希望为〇. 7~3. 0左右的范围内。 此外,作为制造这种甲阶型酚醛树脂时的碱性催化剂即碱性物质,可以举出公知 的各种碱性物质,例如,可以将氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾等碱金属氢氧化物;氨水;三 乙胺等叔胺;四甲基氢氧化铵;钙、镁、钡等碱土金属的氧化物及氢氧化物;碳酸钠、六亚甲 基四胺等碱性物质等单独使用或组合2种以上来使用。 另外,作为酚醛清漆型酚醛树脂,也没有特别限制,如众所熟知,可适当使用通常 使用酸性催化剂使酚类和醛类反应而得到的酚醛清漆型酚醛树脂。当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种树脂组合物,其特征在于,其含有甲阶型酚醛树脂、酚醛清漆型酚醛树脂和醇类作为必要成分,所述醇类包含选自由甲醇、乙醇及正丙醇组成的组中的至少1种。

【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:兼岩敏彦西森一人
申请(专利权)人:旭有机材工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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