碳长纤维强化树脂成型品及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提高碳长纤维强化聚烯烃类树脂的强度和其他特性。本发明专利技术提供一种碳长纤维强化树脂成型品，该成型品是将含有酸基团的聚烯烃类树脂（Ａ）含浸在下述碳纤维中，制得碳长纤维强化树脂颗粒，再由该碳长纤维强化树脂颗粒经注射成型得到的成型品，注射成型时的注射成型机机筒温度为２５０～３００℃，所述碳纤维是用含有能够与酸基团反应的官能团的上浆剂（ｓ）进行过表面处理的碳纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用碳长纤维强化的、机械强度明显增强了的碳纤维强化树 脂成型品及其制造方法。
技术介绍
作为提高聚烯烃强度的方法，已知有配合强化用纤维的方法，通常通 过混合聚烯烃和短切丝束等短纤维并用挤出机挤出，来进行纤维强化的聚烯烃树脂组合物的制造。如果采用所述方法则可具有下述优点可以极为 容易地得到具有相当高的机械强度的纤维强化聚烯烃树脂组合物。但近年 来，对于树脂，具有要求更高的机械强度的倾向，上述纤维强化树脂组合 物的制造方法无法避免在挤出机中混炼时纤维的折损，不能满足该要求。相比之下，作为改善上述缺点、并在不造成纤维折损的条件下制造用 长纤维强化了的热塑性树脂组合物的方法，和拉拔成型(引含抜含成型)受到 关注，在JP-A3-121146中记载了在使连续的玻璃纤维通过十字头型模进行 拉伸的同时用熔融树脂含浸的方法。(参考JP-A3-121146(权利要求1和2、 实施例1和2))。但上述技术实际上涉及的是玻璃纤维，并没有关于碳纤维的具体记载。 通常，在碳纤维中含浸有聚烯烃的情况下，两者的亲和性低，成为树脂的 含浸性、与碳纤维的贴紧性不充分的制品，无法提高至所期待程度的强度 等。而且存在碳纤维易与所得颗粒分离的缺点。于是，JP-A3-181528公开了下述制造方法边拉伸经上浆剂(含有烯烃 类聚合物)上浆处理过的强化用纤维束的连续物，边将下述树脂成分含浸在 该纤维束中，制备组合物中含有5~80重量％强化用纤维的长纤维强化成型 用聚烯烃树脂组合物，所述树脂成分由98~50重量份聚烯烃和2~50重量份 经不饱和羧酸或其衍生物改性的改性烯烃类聚合物构成。(参考 JP-A3-181528(权利要求1和6、第4页、左下栏第6行 右下栏第6行、实 施侈'J 1~3以及比專交侈'J 1~7))。但该技术的特征为用含有烯烃类聚合物的上浆剂进行处理，该烯烃类聚合物为由作为基体树脂的98~50重量份聚烯烃和2~50重量份经不饱和羧 酸或其衍生物改性的改性烯烃类聚合物构成的树脂成分，不与上浆剂中的 烯烃类聚合物反应。而且，上述技术实际上涉及的是玻璃纤维，并涉及在 上浆剂中添加硅烷类化合物作为偶合剂的玻璃纤维强化聚烯烃树脂组合物。JP-A5-112657中公开了一种热塑性树脂强化用碳纤维强化树脂组合物， 其是将通过在张力下拉齐碳长纤维的同时含浸热塑性树脂得到的棒状组合 物切断而形成的碳纤维强化树脂组合物，该热塑性树脂是用不饱和羧酸或 其衍生物改性的烯烃类聚合物。(参考JP-A5-112657(权利要求1和2、 0010 段、实施例3))。但即使采用该技术，与碳纤维的贴紧性仍不充分，仅能得到弯曲强度 为约140MPa的制品，机械物性的提高不充分。这样，在以聚烯烃为基体树脂的碳纤维强化方面存在上述问题，期望 这些问题能得到改善。筌于上述现有技术中存在的问题，本专利技术人等发现了下述技术通过 组合酸基团含量多的酸改性聚烯烃类树脂和用上浆剂进行了表面处理的碳 纤维，可提高成型品的机械物性，所述上浆剂具有可与酸基团反应的官能 团(参考JP-A5-112657(权利要求1和2、 OOIO段、实施例3》。如果采用所 述方法，则可使成型品的机械物性与以往公开的成型品相比明显提高，但 仍有进一步提高物性的要求。JP-A-2005-125581公开了 一种碳长纤维强化树脂颗粒(权利要求、实施例)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于进一步提高碳纤维强化聚烯烃类树脂成型品的强度 等物性、以及提供强度高的碳纤维强化聚烯烃类树脂成型品的制造方法。本专利技术人发现在由碳长纤维强化树脂颗粒注射成型得到成型品时， 通过将注射成型时的成型温度(机筒温度)设定为高于通常的温度，则可促进 改性聚烯烃类树脂的酸成分与上浆剂中的官能团反应，使碳纤维与改性聚 烯烃类树脂更牢固地结合，从而可明显提高注射成型后的成型品的机械物性，所述碳长纤维强化树脂颗粒是将含有酸基团的聚烯烃类树脂含浸在用含有可与酸基团反应的官能团的上浆剂进行表面处理过的碳纤维上得到的，于是完成了本专利技术。也就是说，本专利技术的第1方面提供一种碳长纤维强化树脂成型品，该成型品是将含酸基团的聚烯烃类树脂(A),含浸在用含有可与酸基团反应的粒注射成型得到的成型品，其中，注射成型时的注射成型机机筒温度为250 300。C。本专利技术的第7方面提供一种碳长纤维强化树脂成型品的制造方法，该方法是将含酸基团的聚烯烃类树脂(A),含浸在用含有可与酸基团反应的官经注射成型得到的成型品的制造方法，其中，将注射成型时的注射成型机机筒温度设定为250~300°C。本专利技术的第9方面为通过上述制造方法得到的碳长纤维强化树脂成型具体实施例方式以下记载了本专利技术的优选实施方式。本专利技术的第2方面提供本专利技术的第1方面记载的碳长纤维强化树脂成型品，其中，在注射成型中的成型循环为20秒以上。本专利技术的第3方面提供本专利技术的第1或第2方面记载的碳长纤维强化树脂成型品，其中，含酸基团的聚烯烃类树脂(A)的酸量换算成马来酸酐平均为0,05 5重量％。本专利技术的第4方面提供本专利技术的第1~3方面中的任一方面记载的碳长纤维强化树脂成型品，其中，碳长纤维强化树脂颗粒中碳纤维的重量比例为5重量％以上，且低于70重量％。本专利技术的第5方面提供本专利技术的第1~4方面中的任一方面记载的碳长纤维强化树脂成型品，其中，在碳长纤维强化树脂颗粒中，在颗粒的长度方向，碳长纤维(B)以同一长度平行排列，该碳长纤维(B)的长度为4~50mm。本专利技术的第6方面提供本专利技术的第1 5方面中的任一方面记载的碳长纤维强化树脂成型品，其中，成型品中的碳纤维含量为1~50重量％。本专利技术的第8方面提供本专利技术的第7方面记载的碳长纤维强化树脂成 型品的制造方法，其中，注射成型时的成型循环为20秒以上。 (A)含酸基团的聚烯烃类树脂在本专利技术的含酸基团的聚烯烃类树脂(A)中，酸量没有特别限定，优选 的酸量换算成马来酸酐平均为0.05~5重量％、优选0.07~2重量％、特别优 选0.1~1重量％，可以单独为酸改性聚烯烃(a)、或者为酸改性聚烯烃(a)和聚 烯烃(b)的混合物，酸改性聚烯烃(a)/聚烯烃(b)的重量比为100/0~1/99。另外，含有酸基团的聚烯烃类树脂(A)中的上述酸量，作为一元羧酸， 相当于0.0I02 1.02mmol/g。另外，若含有酸基团的聚烯烃类树脂(A)中的酸基团的量过低，则树脂 对碳纤维的含浸性、贴紧性不充分，故无法得到强度明显提高的组合物， 反之，若含有酸基团的聚烯烃类树脂(A)中的酸基团的量过大，则影响加工 性、失去聚烯烃类树脂的特征。上述聚烯烃(b)选自烯烃的均聚物及2种以上烯烃的共聚物，可以列举 例如，聚乙烯、聚丙烯、聚4-曱基-l-戊烯、乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-a-烯烃共聚物、丙烯-a-烯烃共聚物等，以及它们的 混合物。其中，从作为颗粒的树脂的挤出性、由颗粒的成型性、组合物的诸特 性等方面考虑，优选以聚乙烯或聚丙烯为主体的聚烯烃，特别优选以聚丙 烯为主体的聚烯烃。上述酸改性聚烯烃(a)包括(i)烯烃的均聚物或2种以上烯烃的共聚物， 例如在上述聚烯烃(b)中，将不饱和羧酸或其衍生物接枝聚合而形成的酸改 性聚歸烃；(ii)将作为上述聚烯烃(b)的聚合原料单体的l种或2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳长纤维强化树脂成型品，该成型品是将含有酸基团的聚烯烃类树脂（Ａ）含浸在用含有可与酸基团反应的官能团的上浆剂（ｓ）进行过表面处理的碳纤维中，制得碳长纤维强化树脂颗粒，再将碳长纤维强化树脂颗粒经注射成型而得到的成型品，其中，注射成型时的注射成型机机筒温度为２５０～３００℃。

【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：片山昌广，
申请(专利权)人：大赛璐化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]