片状模塑料及碳纤维复合材料成型品制造技术

本发明专利技术提供在进行厚壁成型时也能够抑制内部裂纹的产生、且碳纤维复合材料成型品从模具脱模的脱模性优异、厚壁成型性优异的片状模塑料、以及碳纤维复合材料成型品。本发明专利技术的片状模塑料含有包含碳纤维的纤维基材(A)、和热固性树脂组合物(B)，所述碳纤维的平均纤维长度为5mm以上，所述热固性树脂组合物(B)的体积成型收缩率为0.5％以上且4.4％以下。另外，本发明专利技术的碳纤维复合材料成型品具有由本发明专利技术的片状模塑料的固化物形成的厚度10mm以上的厚壁部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】片状模塑料及碳纤维复合材料成型品
本专利技术涉及片状模塑料及碳纤维复合材料成型品。本申请主张基于2018年3月16日在日本申请的日本特愿2018-049296号的优先权，并将其内容引用至此。
技术介绍
片状模塑料(以下也称为“SMC”)是通过将包含热固性树脂的树脂组合物含浸在切短的增强纤维堆积而成的片状的增强纤维组中而得到的。由于SMC的固化成型品的外观、机械特性、耐水性、耐腐蚀性等优异，因此被广泛用于住宅设施、汽车、电气设备等领域。由于SMC的增强纤维的纤维长度短，因此与包含连续纤维的预成型料相比，虽然成型品的机械特性降低，但适于预成型料的情况下难以成型的具有板厚差的形状、细小凹凸的复杂形状的成型品的制造。通常，通过将SMC压制成型来制造SMC的固化成型品，但在通过压制成型使SMC固化时，由于固化时的固化收缩、固化反应导致的发热、随后的冷却导致的热收缩等，多数情况下会在成型品的内部产生应变。在具有厚壁部的成型品的情况下，在厚壁部中，内部应变增大，容易发生内部裂纹、气孔、变形等成型不良。虽然不是涉及SMC的压制成型的技术，但作为将热固性树脂进行注塑成型时抑制因体积收缩而在成型品的表面产生的气孔的方法，提出了下述的方法。(1)在模具内配置中芯材，在其周围注入热固性树脂(体积成型收缩率4.5～7％)，使其固化的方法(专利文献1)。(2)使用收缩性小、不会损害透明性的自由基固化性树脂组合物(体积成型收缩率4.5～10.5％)而不使用低收缩剂的方法(专利文献2)。作为由厚壁部中的内部裂纹、气孔、变形受到了抑制的SMC形成的成型品，提出了下述方案。(3)一种成型品，其厚壁部由内层和表层形成，所述内层由包含玻璃纤维的团状模塑料的固化物形成，所述表层由包含包围其周围的玻璃纤维的SMC(以下也称为“GF-SMC”)的固化物形成(专利文献3)。(4)一种成型品，其厚壁部由内层和表层形成，所述内层由玻璃纤维含有率高的GF-SMC的固化物形成，所述表层由包围其周围的玻璃纤维含有率低的GF-SMC的固化物形成(专利文献4)。近年来，作为增强纤维，由于比强度及比弹性模量高、且可使成型品大幅轻质化，因此碳纤维备受关注。对于SMC中包含的增强纤维，也进行了由玻璃纤维向碳纤维的置换(专利文献5、6)。然而，与使用GF-SMC的情况相比，使用包含碳纤维作为增强纤维的SMC(以下也称为“CF-SMC”)的厚壁成型更为困难。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3463608号公报专利文献2：日本特开2006-213746号公报专利文献3：日本专利第5247733号公报专利文献4：日本专利第5293945号公报专利文献5：日本专利第5170506号公报专利文献6：日本专利第5987995号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题CF-SMC比GF-SMC的导热良好且刚性高，在压制成型来制造具有厚壁部的成型品时，容易在成型品的内部产生应变，容易产生内部裂纹。另外，与GF-SMC相比，CF-SMC的纤维的丝束宽度大，比重小。作为改进GF-SMC的厚壁成型性的有效方式，有大量添加热塑性树脂类型的低收缩剂、碳酸钙等无机填料的方法，但在将该方法应用于CF-SMC时，含浸性、均匀性容易受损、比重增大，因此不优选。基于上述情况，难以在不损害CF-SMC的良好特征的前提下改善厚物成型时的内部裂纹。即使将与注塑成型相关的上述(1)、(2)的方法、使用GF-SMC的上述(3)、(4)的技术应用于CF-SMC的压制成型，CF-SMC的厚壁成型性也无法得到充分改善。特别是在将上述(3)、(4)的技术应用于CF-SMC的厚壁成型性的情况下，容易受到特性不同的材料之间的热膨胀差、热收缩差的影响，容易在界面产生内部裂纹。另外，对于CF-SMC的厚壁成型而言，确保成型品从模具脱模的脱模性也是很重要的。本专利技术的目的在于提供进行厚壁成型时也能够抑制内部裂纹的产生、且碳纤维复合材料成型品从模具脱模的脱模性优异的、厚壁成型性优异的片状模塑料(CF-SMC)、以及碳纤维复合材料成型品。用于解决课题的方法本专利技术具有以下的构成。[1]一种SMC，其含有：包含碳纤维的纤维基材(A)、和热固性树脂组合物(B)，所述碳纤维的平均纤维长度为5mm以上，所述热固性树脂组合物(B)的体积成型收缩率为0.5％以上且4.4％以下。[2]根据[1]所述的SMC，其中，所述片状模塑料100质量％中包含的所述碳纤维的含有率为30质量％以上且70质量％以下。[3]根据[1]或[2]所述的SMC，其是用于制造具有厚度10mm以上的厚壁部的碳纤维复合材料成型品的SMC。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的SMC，其中，所述热固性树脂组合物(B)包含乙烯基酯树脂。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的SMC，其中，所述热固性树脂组合物(B)包含环氧树脂。[6]根据[5]所述的SMC，其中，所述环氧树脂的环氧当量为100～1000的范围。[7]根据[1]～[6]中任一项所述的SMC，其中，所述热固性树脂组合物(B)包含低收缩剂。[8]根据[7]所述的SMC，其中，所述低收缩剂为多官能(甲基)丙烯酸酯。[9]一种碳纤维复合材料成型品，其具有由[1]～[8]中任一项所述的SMC的固化物形成的厚度10mm以上的厚壁部。[10]根据[9]所述的碳纤维复合材料成型品，其比重为1.56以下。专利技术的效果如果使用本专利技术的SMC，则即使在进行厚壁成型时，也能够抑制内部裂纹的产生，碳纤维复合材料成型品从模具脱模的脱模性也优异。附图说明图1是示出SMC制造装置的一个例子的结构示意图。符号说明10SMC制造装置12第1供给辊14第2供给辊16第1刮板18第2刮板20切碎机22含浸辊对24卷取辊102第1载体膜104第2载体膜106热固性树脂组合物(B)108热固性树脂组合物(B)110碳纤维束112短纤维束114层叠片具体实施方式以下的术语的定义适用于整个本说明书及权利要求书中。“片状模塑料(SMC)”是指包含短纤维的增强纤维和热固性树脂的片状的未固化的复合材料。“环氧树脂”是指在分子内具有2个以上具有反应性的环氧基的热固性化合物的总称。“乙烯基酯树脂”是通过使具有乙烯基的一元酸(羧酸等)与环氧树脂发生加成反应而得到的。“热固性树脂组合物的体积成型收缩率”是通过按照密度测定法(JISK-56002-4)测定热固性树脂组合物在固化前后的比重，并利用下式根据比重变化而求出的固化收缩率。r＝{(ds－dl)/dl}×100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种片状模塑料，其含有包含碳纤维的纤维基材(A)、和热固性树脂组合物(B)，/n所述碳纤维的平均纤维长度为5mm以上，/n所述热固性树脂组合物(B)的体积成型收缩率为0.5％以上且4.4％以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180316 JP 2018-0492961.一种片状模塑料，其含有包含碳纤维的纤维基材(A)、和热固性树脂组合物(B)，
所述碳纤维的平均纤维长度为5mm以上，
所述热固性树脂组合物(B)的体积成型收缩率为0.5％以上且4.4％以下。


2.根据权利要求1所述的片状模塑料，其中，所述片状模塑料100质量％中包含的所述碳纤维的含有率为30质量％以上且70质量％以下。


3.根据权利要求1或2所述的片状模塑料，其是用于制造具有厚度10mm以上的厚壁部的碳纤维复合材料成型品的片状模塑料。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的片状模塑料，其中，所述热固性树脂组合物(B)包含乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：锅岛泰彦，村野靖则，太田智，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP