金属-碳纤维强化树脂材料复合体和金属-碳纤维强化树脂材料复合体的制造方法技术

本发明专利技术的技术问题在于，提供一种构件界面的密合性以及密合耐久性优异的金属

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属-碳纤维强化树脂材料复合体和金属-碳纤维强化树脂材料复合体的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种金属-碳纤维强化树脂材料复合体和金属-碳纤维强化树脂材料复合体的制造方法。

技术介绍

[0002]将强化纤维(例如玻璃纤维、碳纤维等)包含在基质树脂中复合化而成的纤维增强塑料(FRP：Fiber Reinforced Plastics)重量轻且拉伸强度、加工性等优异。因此，被广泛用于民生领域到产业用途。汽车产业中，为了满足与油耗、以及其他性能提高有关的车体轻量化的需求，着眼于FRP的轻量性、拉伸强度、加工性等，FRP用于汽车构件的研究正在进行。
[0003]其中，将碳纤维用作强化纤维的碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)由于碳纤维的强度而特别轻，并且拉伸强度特别优异，因此有望用于以汽车构件为首的各种用途。
[0004]另一方面，CFRP的基质树脂通常是环氧树脂等热固性树脂因而具有脆性，因此发生变形时，可能会发生脆性断裂。此外，CFRP通常很昂贵，导致汽车构件等各种构件的成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属-碳纤维强化树脂材料复合体，其具备：金属构件；碳纤维强化树脂材料，其包含规定的基质树脂以及存在于该基质树脂中的碳纤维材料；以及，1层或2层的覆膜层，其设置在所述金属构件与所述碳纤维强化树脂材料之间，所述覆膜层由1层构成时，该覆膜层为配置于所述金属构件的至少一部分、以规定的树脂为主要成分并且包含异氰酸酯基的覆膜层，所述基质树脂为以苯氧基树脂为主要成分并且包含环氧基的基质树脂，并且，在所述碳纤维强化树脂材料与所述覆膜层的界面附近具有以下(结构式1)所示的键，所述覆膜层由2层构成时，位于所述金属构件侧的第1所述覆膜层为配置于所述金属构件的至少一部分、以规定的树脂为主要成分并且包含异氰酸酯基的覆膜层，位于所述碳纤维强化树脂材料侧的第2所述覆膜层为配置于所述第1覆膜层的至少一部分、以环氧树脂为主要成分的覆膜层，并且，在所述第1覆膜层与所述第2覆膜层的界面附近具有以下(结构式1)所示的键，在此，在上述(结构式1)中，R1表示环氧侧链，R2表示异氰酸酯侧链。2.根据权利要求1所述的金属-碳纤维强化树脂材料复合体，其中，所述覆膜层由1层构成，将从所述碳纤维强化树脂材料与所述覆膜层的界面起沿厚度方向朝向所述碳纤维强化树脂材料侧的距离为20μm为止的区域作为界面附近，将以所述碳纤维强化树脂材料的厚度方向的中心部为基准距离10μm为止的区域作为中心部附近，并通过傅里叶变换红外光谱法分别观察所述界面附近和中心部附近时，在以下的波数范围具有峰P1～P3，且各波数范围的峰P1～P3的峰强度I1～I3满足以下式(1)和式(2)所示的关系，P1：3660cm-1
～3570cm-1
P2：1200cm-1
～1050cm-1
P3：1750cm-1
～1715cm-1
(I2
IF
/I1
IF
)≥1.5
×
(I2
C
/I1
C
)
ꢀꢀ
式(1)(I3
IF
/I1
IF
)≥1.5
×
(I3
C
/I1
C
)
ꢀꢀ
式(2)在此，在上述式(1)和式(2)中，下角标IF表示观察界面附近时的峰，下角标C表示观察中心部附近时的峰。3.根据权利要求1所述的金属-碳纤维强化树脂材料复合体，其中，所述覆膜层由2层构成，将从所述覆膜层与所述第2覆膜层的界面起沿厚度方向朝向所述第2覆膜层侧的距离
为20μm为止的区域作为界面附近，将以所述第2覆膜层的厚度方向的中心部为基准距离10μm为止的区域作为中心部附近，并通过傅里叶变换红外光谱法分别观察所述界面附近和中心部附近时，在以下的波数范围具有峰P1～P3，且各波数范围的峰P1～P3的峰强度I1～I3满足以下式(1)和式(2)所示的关系，P1：3660cm-1
～3570cm-1
P2：1200cm-1
～1050cm-1
P3：1750cm-1
～1715cm-1
(I2
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式(1)(I3
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)≥1.5
×
(I3
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/I1
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)
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式(2)在此，在上述式(1)和式(2)中，下角标IF表示观察界面附近时的峰，下角标C表示观察中心部附近时的峰。4.根据权利要求3所述的金属-碳纤维强化树脂材料复合体，其中，所述基质树脂为苯氧基树脂或环氧树脂中的至少任一种。5.根据权利要求1～4中任一项所述的金属-碳纤维强化树脂材料复合体，其中，所述覆膜层以热固性树脂为主要成分。6.根据权利要求5所述的金属-碳纤维强化树脂材料复合体，其中，所述热固性树脂为聚酯树脂或聚氨酯树脂中的至少任一种。7.一种金属-碳纤维强化树脂材料复合体的制造方法，其中，所述金属-碳纤维强化树脂材料复合体具备：金属构件；碳纤维强化树脂材料，其包含规定的基质树脂以及存在于该基质树脂中的碳纤维材料；以及，1层或2层的覆膜层，其设置在所述金属构件与所述碳纤维强化树脂材料之间，所述覆膜层由1层构成时，所述方法包括如下工序：对金属板或所述金属构件的至少一部分涂布以规定的树脂为主要成分、且包含具有被封端剂保护的异氰酸酯基的封端异氰酸酯的涂料，进行干燥或烘烤，形成残留有未反应的异氰酸酯的所述覆膜层的工序；和，对形成了残留有未反应的异氰酸酯的所述覆膜层的所述金属板或所述金属构件进行成型加工，并且在所述覆膜层的上层通过热压接来粘接具有如下基质树脂作为所述基质树脂的所述碳纤维强化树脂材料的工序，所述基质树脂以苯氧基树脂为主要成分且包含环氧基，所述覆膜层由2层构成时，所述方法包括如下工序：对金属板或所述金属构件的至少一部分涂布以规定的树脂为主要成分、且包含具有被封端剂保护的异氰酸酯基的封端异氰酸酯的第1涂料，进行干燥或烘烤，形成残留有未反应的异氰酸酯的第1所述覆膜层的工序；对残留有未反应的异氰酸酯的所述第1覆膜层的至少一部分涂布以环氧树脂为主要成分的第2涂料，进行干燥或烘烤，形成第2所述覆膜层的工序；和，通过热压接对所述第2覆膜层的至少一部分粘接所述碳纤维强化树脂材料的工序，所述封端异氰酸酯的解离温度低于通过所述热压接进行粘接的工序中的热压接温度，将所述封端异氰酸酯的解离温度设为α[℃]，将所述覆膜层由1层构成时和所述覆膜层由2层构成时形成所述第1覆膜层的工序中的最高到达温度设为β[℃]时，将该最高到达温
度β设为满足80℃≤β≤250℃且α≤β的温度，使未反应的所述封端异氰酸酯残留在形成后的所述覆膜层和所述第1覆膜层中，使所述覆膜层由2层构成时形成所述第2...

【专利技术属性】
技术研发人员：河村保明，植田浩平，郡真纯，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：