成型品和成型材料制造技术

一种成型品和用于得到该成型品的成型材料，所述成型品含有强化纤维(A)10～40质量％、以聚芳撑硫醚作为主成分的基体树脂(B)60～90质量％的成型品，满足以下条件(I)～(IV)，并且成型品中的强化纤维(A)的主取向方向上的拉伸强度为240MPa以上，(I)强化纤维(A)的每股拉伸强度为1.5～5.5GPa，(II)强化纤维(A)的数均纤维长度为0.4～10mm，(III)基体树脂(B)的拉伸伸长率为1.5～10％，(IV)强化纤维(A)和基体树脂(B)的界面剪切强度为20MPa以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有聚芳撑硫醚和强化纤维的成型品，更具体地说，涉及力学特性、尤其是拉伸伸长率提高了的具有聚芳撑硫醚和强化纤维、适合通过注射成型得到的成型品，和用于得到它的成型材料。
技术介绍
使用由热塑性树脂和强化纤维形成的纤维强化树脂组合物的成型品，不仅发挥热塑性树脂的特性而易于成型加工，而且不需要热固性树脂那样的存储负荷，具有循环性优异的特征。作为这种成型品，有将强化纤维排列成片状的热塑性预浸料、使强化纤维无规分散的颗粒等多种多样的形态，这是公知的。由强化纤维和热塑性树脂形成的成型品，由于轻量性和力学特性的平衡优异，所以作为飞机、汽车、船舶等构建用部件、电子机器壳体、运动用途、建材等工业材料被广泛使用。尤其是热塑性树脂中的聚芳撑硫醚，特别是耐热性、耐药品性优异，是所得到的成型品可以期待作为金属材料的替代品使用的树脂。但是，作为金属材料的替代品，对于使用聚芳撑硫醚的成型品来说，使用时存在成型品的力学特性、特别是拉伸强度要进一步提高的课题。这是由于，通常聚芳撑硫醚的拉伸伸长率比强化纤维的拉伸伸长率低、以及聚芳撑硫醚和强化纤维的界面接合性低，由于这些原因在成型品中不能充分发挥强化纤维的补强效果。作为使成型品的拉伸强度和伸长率提高的通常手段，可以列举出使使用的聚芳撑硫醚的高伸长率化。但是，聚芳撑硫醚的拉伸伸长率，与其分子量、进而熔融粘度具有相关关系，如果使聚芳撑硫醚的拉伸伸长率提高，r>则熔融粘度增加，有时大大损害获得成型品时的成型性。此外，聚芳撑硫醚的熔融粘度越高，则认为与强化纤维的复合化越困难，这是熟知的。这种情况，需要将加工温度设为更高温，所以聚芳撑硫醚，对于容易地以良好的生产性制造成型品、成型材料是不合适的。基于这些理由，使用聚芳撑硫醚的成型品中，将拉伸强度和成型加工性同时实现作为重要的技术课题。鉴于上述状况，作为使力学特性提高的尝试，公开了以下技术：在由聚芳撑硫醚和碳纤维形成的成型材料中，将以环氧树脂作为主成分、添加了特定催化剂的化合物涂覆在碳纤维上，通过由此得到的成型材料使成型品的抗弯特性提高。此外，这些技术用各种强化纤维的形态进行了尝试(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。但是，在这些专利文献中，尽管用这里公开的技术能够看到一定的力学特性的提高，但关于力学特性也仅是研究了抗弯特性，而且还没有想到聚芳撑硫醚的伸长率、成型品中的强化纤维的分散状态等对于作为产品的设计参数的、有用的、拉伸特性是很大的影响因素，预测在今后的进一步用途开发中还需要进一步的强度提高。此外，作为关注到成型品的特性中的电气特性、力学特性的技术，公开了聚苯硫醚和碳纤维的注射成型品(专利文献4)。专利文献4公开的技术中，关注了成型品中的纤维长度、使用的碳纤维的股强度，但没有考虑到成为基体树脂的聚苯硫醚的树脂特性，其力学特性(抗弯特性)在今后的用途扩展中需要进一步提高强度。作为聚芳撑硫醚的改性例，可以列举出专利文献5。这里以得到的复合材料本身的涂覆性的改善作为目的，还没有考虑到成为基体树脂的聚苯硫醚的树脂物性、加工性。进而实施例中例示的复合材料，其拉伸强度仅为129～158MPa，要代替金属材料是不充分的。此外，专利文献6中公开了由被表面改性剂处理了的强化纤维和热塑性树脂形成的复合材料、和其拉伸特性。但是，还没有考虑到作为基体树脂的聚苯硫醚的树脂特性、加工性，得到的复合材料的拉伸强度对于代替金属材料来说是不充分的。现有技术文献专利文献1：日本特开2013-117003号公报专利文献2：日本特开2013-117001号公报专利文献3：日本特开2013-117000号公报专利文献4：日本特开平8-325385号公报专利文献5：日本特开平11-21457号公报专利文献6：日本特开平8-59303号公报非专利文献1：Drzal，L.T.,Mater.Sci.Eng.,A126卷，1990年，第289页。
技术实现思路
本专利技术尝试改善这些现有技术的问题，课题为：通过规定了成型品中的强化纤维的状态、作为基体树脂的聚芳撑硫醚的特性，生产性良好地提供拉伸强度充分提高了的成型品。为了解决上述课题，本专利技术的成型品采用以下方案。即，一种成型品，是含有强化纤维(A)10～40质量％、以聚芳撑硫醚作为主成分的基体树脂(B)60～90质量％的成型品，满足以下条件(I)～(IV)，并且成型品中的强化纤维(A)的主取向方向上的拉伸强度为240MPa以上，(I)强化纤维(A)的每股拉伸强度为1.5～5.5GPa，(II)成型品中的强化纤维(A)的数均纤维长为0.4～10mm，(III)基体树脂(B)的拉伸伸长率为1.5～10％，(IV)强化纤维(A)和基体树脂(B)的界面剪切强度为20MPa以上。此外，为了解决上述课题，本专利技术的成型材料采取以下方案。即、是一种用于得到上述成型品的成型材料。本专利技术的成型品，通过控制成型品中的纤维形态、作为基体树脂的聚芳撑硫醚的伸长率、界面接合性，能够实现拉伸强度的飞跃性提高。进而本专利技术的成型材料，通过使用特定的聚芳撑硫醚，能够容易地得到生产性优异、拉伸强度优异的成型品。附图说明图1是显示从本专利技术的成型品的拉伸试验后的破断截面观察到的强化纤维单丝的一例模式图。图2是显示从本专利技术的成型品观察到的强化纤维的分散状态的一例模式图。图3是显示本专利技术中的成型材料的优选形态的一例概略图。具体实施方式本专利技术的成型品，是含有强化纤维(A)10～40质量％和、和以聚芳撑硫醚作为主成分的基体树脂(B)60～90质量％的成型品，满足以下说明的条件(I)～(IV)，并且是成型品中的强化纤维的主取向方向上的拉伸强度为240MPa以上的成型品。本专利技术的成型品，从拉伸强度的提高和从成型材料得到成型品时的成型加工性的观点来看，以强化纤维(A)为10～40质量％和以聚芳撑硫醚作为主成分的基体树脂(B)为60～90质量％的比例含有这些成分。通过使强化纤维(A)的质量比例低于10质量％(基体树脂(B)的质量比例大于90质量％)，尽管得到成型品时的成型性提高，但成型品的拉伸强度差。此外，强化纤维(A)的质量比例大于40质量％(基体树脂(B)的质量比例低于60质量％)时，不仅向成型品成型的成型性显著变差，而且由于含有必要量以上的大量强化纤维(A)，所以成型品的拉伸强度与轻量性和经济性的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成型品，是含有强化纤维(A)10～40质量％、以聚芳撑硫醚作为主成分的基体树脂(B)60～90质量％的成型品，满足以下条件(I)～(IV)，并且成型品中的强化纤维(A)的主取向方向上的拉伸强度为240MPa以上，(I)强化纤维(A)的每股拉伸强度为1.5～5.5GPa，(II)成型品中的强化纤维(A)的数均纤维长度为0.4～10mm，(III)基体树脂(B)的拉伸伸长率为1.5～10％，(IV)强化纤维(A)和基体树脂(B)的界面剪切强度为20MPa以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.29 JP 2013-2241301.一种成型品，是含有强化纤维(A)10～40质量％、以聚芳撑硫醚
作为主成分的基体树脂(B)60～90质量％的成型品，满足以下条件(I)～
(IV)，并且成型品中的强化纤维(A)的主取向方向上的拉伸强度为
240MPa以上，
(I)强化纤维(A)的每股拉伸强度为1.5～5.5GPa，
(II)成型品中的强化纤维(A)的数均纤维长度为0.4～10mm，
(III)基体树脂(B)的拉伸伸长率为1.5～10％，
(IV)强化纤维(A)和基体树脂(B)的界面剪切强度为20MPa以
上。
2.如权利要求1所述的成型品，所述成型品中的强化纤维的主取向方
向上的拉伸强度为280MPa以上。
3.如权利要求1所述的成型品，所述成型品中的强化纤维的主取向方
向上的拉伸强度为300MPa以上。
4.如权利要求1～3的任一项所述的成型品，所述成型品中的强化纤
维的与主取向方向正交的方向上的拉伸强度为150MPa以上。
5.如权利要求1～4的任一项所述的成型品，基体树脂(B)是由聚芳
撑硫醚和碳二亚胺化合物得到的碳二亚胺改性聚芳撑硫醚，在将基体树脂
(B)设为100质量％时，碳二亚胺化合物的含量为0.1～10质量％。
6.如权利要求1～5的任一项所述的成型品，从所述成型品的拉伸破
断后的破断截面观...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井直吉，佐野健太郎，猪濑启介，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP