纤维增强树脂基材制造技术

纤维增强树脂基材，其是使树脂组合物含浸于连续的增强纤维或含浸于分散有不连续的纤维的增强纤维材料中而成的，所述树脂组合物于400℃加热1小时前后显示出单一的玻璃化转变温度，所述树脂组合物包含(A)玻璃化转变温度为100℃以上的热塑性树脂和(B)玻璃化转变温度低于100℃的热塑性树脂。本发明专利技术提供含浸性和热稳定性优异的、空隙少且具有表面品质、高耐热性的纤维增强树脂基材。耐热性的纤维增强树脂基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维增强树脂基材


[0001]本专利技术涉及纤维增强树脂基材。

技术介绍

[0002]使热塑性树脂含浸于连续的增强纤维或分散有不连续的增强纤维的增强纤维基材中而成的纤维增强树脂基材不仅轻质效果优异，且相比于使用了热固性树脂的纤维增强树脂基材，在韧性、熔接加工性及可回收性方面更优异，因此在飞机、汽车等运输机器、运动
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电气
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电子部件等各种用途中广泛展开。近年来，除了要求以往CFRTP(碳纤维增强热塑性树脂)中间基材的附加价值即机械强度、轻质化以外，还要求高耐热、低吸水、高韧性及成型加工性等高附加价值，强烈要求以飞机、汽车用途为中心的高功能CFRTP中间基材的技术开发。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]例如，作为机械强度、耐热性、成型加工性优异的结构用复合材料，已知有下述专利文献1～4记载的碳纤维增强热塑性树脂预浸料坯。
[0006]专利文献1公开了包含连续的增强纤维束、至少包含50重量％以上的环状聚亚芳基硫醚且重均分子量小于10,000的聚苯硫醚预聚物、重均分子量为10,000以上且分散度为2.5以下的聚亚芳基硫醚、及热塑性树脂的成型材料。
[0007]专利文献2公开了在单向上并丝的增强纤维中含浸基体树脂，且以与增强纤维的纤维轴交叉的方式形成有切口的预浸料坯基材。
[0008]专利文献3公开了由具有直链状或支链状高分子结构的热塑性树脂、熔点比上述热塑性树脂低的热塑性树脂、增强纤维构成的热塑性树脂预浸料坯。<br/>[0009]专利文献4公开了包含热塑性树脂、树状聚酯、增强纤维的单向热塑性预浸料坯。
[0010]专利文献1：国际公开2008/114573号公报
[0011]专利文献2：国际公开2017/022835号公报
[0012]专利文献3：国际公开2016/190194号公报
[0013]专利文献4：国际公开2013/008720号公报。

技术实现思路

[0014]专利技术要解决的课题
[0015]然而，专利文献1记载的技术中，虽然通过提高流动性提高了成型加工性，但于400℃加热1小时前后的玻璃化转变温度不是单一的，因此引起热塑性树脂和聚亚芳基硫醚的相容性下降，存在因熔融滞留时粘度增加、向碳纤维束的含浸性降低以及产生绒毛、树脂富集部增加而使得表面品质、耐热性降低等课题。
[0016]专利文献2记载的技术中，即使将热塑性树脂与聚亚芳基硫醚树脂形成聚合物合金，也无法消除熔融树脂向碳纤维束中的含浸性降低的课题。
[0017]专利文献3记载的技术中，与专利文献2同样的，即使将2种热塑性树脂形成合金，也仍存在由于向碳纤维束中的含浸性下降而产生绒毛、由于未含浸而生成空隙等课题。
[0018]专利文献4记载的技术中，通过在具有直链状或支链状高分子结构的热塑性树脂中配合环状PPS、环状PEEK，从而能够提高流动性，改善向碳纤维束的含浸性，但随着熔融滞留时的聚合物相容性降低而粘度增加，因而存在含浸性恶化、未含浸部增加等课题。
[0019]因此，本专利技术的课题在于提供含浸性和热稳定性优异的、具有空隙少且具有表面品质、高耐热性的纤维增强树脂基材。
[0020]用于解决课题的手段
[0021]为了解决上述课题，本专利技术的纤维增强树脂基材具有如下构成，即：
[0022]纤维增强树脂基材，其是使树脂组合物含浸于连续的增强纤维或含浸于分散有不连续的纤维的增强纤维材料中而成的，上述树脂组合物于400℃加热1小时前后显示出单一的玻璃化转变温度，上述树脂组合物包含(A)玻璃化转变温度为100℃以上的热塑性树脂和(B)玻璃化转变温度低于100℃的热塑性树脂。
[0023]本专利技术的纤维增强树脂基材优选上述单一的玻璃化转变温度为110℃以上。
[0024]本专利技术的纤维增强树脂基材优选相对于100重量份的(A)玻璃化转变温度为100℃以上的热塑性树脂而言，包含1重量份以上且小于67重量份的(B)玻璃化转变温度低于100℃的热塑性树脂。
[0025]本专利技术的纤维增强树脂基材优选(B)玻璃化转变温度低于100℃的热塑性树脂为聚亚芳基硫醚预聚物。
[0026]本专利技术的纤维增强树脂基材优选上述聚亚芳基硫醚预聚物包含重均分子量为5,000以下的环状聚亚芳基硫醚和重均分子量为1,000以上且小于15,000的线状聚亚芳基硫醚的混合物。
[0027]本专利技术的纤维增强树脂基材优选(A)玻璃化转变温度为100℃以上的热塑性树脂为选自聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚砜、聚芳酯、聚苯醚、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚酰胺酰亚胺、液晶聚合物中的至少1种。
[0028]专利技术效果
[0029]根据本专利技术，能够得到含浸性、热稳定性优异，空隙少而表面品质提高且高耐热性的纤维增强树脂基材。
具体实施方式
[0030]以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。本专利技术的实施方式的纤维增强树脂基材包含以下2种方式中的任一种。第一方式是将连续的增强纤维用作增强纤维的纤维增强树脂基材，第二方式是将分散有不连续纤维的增强纤维的增强纤维材料用作增强纤维的纤维增强树脂基材。
[0031]本专利技术的实施方式中，第一方式中所谓的连续的增强纤维，是指纤维增强树脂基材中该增强纤维没有中断。作为本专利技术的实施方式中的连续的增强纤维的形态及排列，例如可举出沿单向并丝的纤维、机织物(布)、针织物、编带、丝束等。其中，从高效提高特定方向的机械特性的方面考虑，优选增强纤维沿单向排列。
[0032]第二方式中所谓的分散有不连续纤维的增强纤维材料，是指纤维增强树脂基材中
该增强纤维被切断而分散的毡状材料。本专利技术的第二实施方式中的增强纤维材料能够通过下述方法等任意方法而获得：将纤维分散于溶液后，制造成片状的湿式法；使用梳理装置、气流成网装置的干式法等。从生产率的观点考虑，优选使用梳理装置、气流成网装置的干式法。
[0033]构成本专利技术的第二实施方式的增强纤维材料的不连续纤维的数均纤维长度优选为3～100mm。若不连续纤维的数均纤维长度为3mm以上，则能够充分发挥由不连续纤维带来的补强效果，能够进一步提高得到的纤维增强树脂基材的机械强度。上述数均纤维长度更优选为5mm以上。另一方面，若不连续纤维的数均纤维长度为100mm以下，则能够进一步提高成型时的流动性。不连续纤维的数均纤维长度更优选为50mm以下，进一步优选为30mm以下。
[0034]构成本专利技术的第二实施方式的纤维增强树脂基材的不连续纤维的数均纤维长度能够通过以下方法求出。首先，从纤维增强树脂基材切出100mm
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100mm的样品，将切出的样品在600℃的电炉中加热1.5小时，将基体树脂烧除。从如上所得的纤维增强树脂基材中随机采集400根不连续增强纤维束。对于取出的不连续增强纤维束，能够使用游标卡尺以1mm为单位测定纤维长度并利用下式算出数均纤维长度(Ln)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.纤维增强树脂基材，其是使树脂组合物含浸于连续的增强纤维或含浸于分散有不连续的纤维的增强纤维材料中而成的，所述树脂组合物于400℃加热1小时前后显示出单一的玻璃化转变温度，所述树脂组合物包含(A)玻璃化转变温度为100℃以上的热塑性树脂和(B)玻璃化转变温度低于100℃的热塑性树脂。2.根据权利要求1所述的纤维增强树脂基材，其中，所述单一的玻璃化转变温度为110℃以上。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强树脂基材，其中，相对于100重量份的(A)玻璃化转变温度为100℃以上的热塑性树脂而言，包含1重量份以上且小于67重量份的(B)玻璃化转变温度低于100℃的热塑性...

【专利技术属性】
技术研发人员：大内山直也，越政之，成濑惠宽，增永淳史，歌崎宪一，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：