聚酰胺樹脂系復(fù)合材料及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供在高溫高濕下的物性不會(huì)降低、彈性模量高、為低翹曲性且與熱固性樹脂相比再利用特性、成形性、生產(chǎn)率優(yōu)異的苯二甲胺系聚酰胺樹脂/纖維復(fù)合材料和成形品?；谝环N聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其特征在于，其是將聚酰胺樹脂（A）浸漬到纖維材料（B）中而成的，所述聚酰胺樹脂（A）是二胺結(jié)構(gòu)單元的50摩爾%以上來(lái)源于苯二甲胺的聚酰胺樹脂，數(shù)均分子量（Mn）為6000~30000，且含有0.5~5質(zhì)量%的分子量為1000以下的成分。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及，詳細(xì)而言，涉及彈性模量高、在高溫高濕下的物性降低少、為低翹曲性且再利用特性、成形性優(yōu)異的聚酰胺樹脂/纖維復(fù)合材料及其制造方法。
技術(shù)介紹
將纖維材料與基體樹脂組合而成的纖維增強(qiáng)樹脂系復(fù)合材料質(zhì)量輕且剛性高，因此使用了其的成形品逐漸被廣泛用作機(jī)械零件、電氣/電子設(shè)備零件、車輛用零部件、航空/航天用設(shè)備零件等。作為纖維材料，使用玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、芳綸纖維等。 另一方面，從機(jī)械強(qiáng)度、與纖維材料的親和性、成形性等角度出發(fā)，基體樹脂一般使用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂等熱固性樹脂。然而，使用了熱固性樹脂的材料具有無(wú)法再熔而成形這一關(guān)鍵性缺點(diǎn)。對(duì)于利用熱塑性樹脂作為基體樹脂的復(fù)合材料，還已知有所謂的沖壓成形材料。以增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂為主要原料的可沖壓片材(stampable sheet)由于可以成形為復(fù)雜形狀、強(qiáng)度高且質(zhì)量輕，因此逐漸被用作金屬加工品的代替品。作為使用了熱塑性樹脂的纖維增強(qiáng)塑料，還公開了使用了聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6的塑料(參照專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2)，此外，作為同時(shí)使用了熱塑性樹脂和熱固性樹脂的纖維增強(qiáng)塑料，公開了使用了聚酰胺樹脂和環(huán)氧樹脂的成形品(例如參照專利文獻(xiàn)3)，但這些復(fù)合材料的耐沖擊性、低翹曲性、再利用特性、生產(chǎn)率不足。此外，還公開了提高使用了熱塑性樹脂的纖維增強(qiáng)塑料的生產(chǎn)率的成形方法(參照專利文獻(xiàn)4和專利文獻(xiàn)5)，但這些方法的成形品的強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性并不足夠。進(jìn)而，對(duì)于纖維增強(qiáng)塑料，需要進(jìn)一步提高物性，例如還需要提高耐沖擊性、彈性模量、低翹曲性、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、輕量化、再利用特性、成形性、生產(chǎn)率等。以苯二甲胺為二胺成分的苯二甲胺系聚酰胺樹脂不同于聚酰胺6、聚酰胺66等，其在主鏈具有芳香族環(huán)，具有高的機(jī)械強(qiáng)度和彈性模量，吸水率低，耐油性優(yōu)異，而且在成形中成形收縮率小、收縮或翹曲小，因此如果使用其作為基體樹脂，則可以期待形成具有良好物性的新型復(fù)合材料。然而，苯二甲胺系聚酰胺樹脂的結(jié)晶速度慢、伸長(zhǎng)性差、成形性不好，因此制造使用了其的復(fù)合材料并不容易，需要制造由苯二甲胺系聚酰胺樹脂和纖維材料形成的、具有優(yōu)異的物理特性的新型復(fù)合材料?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開昭64-81826號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開昭57-120409號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2009-13255號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :日本特許第3947560號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :日本特開2009-113369號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問(wèn)題本專利技術(shù)的目的在于解決上述課題，提供容易制造彈性模量?jī)?yōu)異、在高溫高濕下的物性降低少、為低翹曲性、與熱固性樹脂相比再利用特性、成形性、生產(chǎn)率也較優(yōu)異的苯二甲基系聚酰胺樹脂復(fù)合材料的方法和使用了所得復(fù)合材料的成形品。用于解決問(wèn)題的方案本專利技術(shù)人等為了達(dá)到上述目的而反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可以提供優(yōu)異的聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，通過(guò)將為苯二甲胺系聚酰胺樹脂，具有特定的數(shù)均分子量(Mn)、且以特定量含有分子量為1000以下的成分的聚酰胺樹脂(A)浸潰到纖維材料(B)中，解決了上述問(wèn)題，從而完成了本專利技術(shù)。S卩，根據(jù)本專利技術(shù)的第I個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其特征在于，其 是將聚酰胺樹脂(A)浸潰到纖維材料(B)中而成的，所述聚酰胺樹脂(A)是二胺結(jié)構(gòu)單元的50摩爾％以上來(lái)源于苯二甲胺的聚酰胺樹脂，數(shù)均分子量(Mn)為600(T30000，且含有0. 5^5質(zhì)量％的分子量為1000以下的成分。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第2個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，聚酰胺樹脂(a)中的環(huán)狀化合物含量為0. on質(zhì)量％。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第3個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I或第2個(gè)技術(shù)方案中,聚酰胺樹脂(A)的分子量分布(Mw/Mn)為I. 8 3. I。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第4個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，在聚酰胺樹脂(A)的熔點(diǎn)+30°C、剪切速度122%(^、聚酰胺樹脂(A)的含水率為0. 06質(zhì)量％以下的條件下測(cè)定時(shí)，聚酰胺樹脂(A)的熔融粘度為5(Tl200Pa S。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第5個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，聚酰胺樹脂(A)在吸水時(shí)的彎曲模量保持率為85%以上。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第6個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，聚酰胺樹脂(A)為具有至少2個(gè)熔點(diǎn)的聚酰胺樹脂。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第7個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，苯二甲胺為間苯二甲胺、對(duì)苯二甲胺或它們的混合物。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第8個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，存在于聚酰胺樹脂系復(fù)合材料中的纖維材料(B)的平均纖維長(zhǎng)度為Icm以上。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第9個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I或第8個(gè)技術(shù)方案中，纖維材料(B)在表面具有對(duì)聚酰胺樹脂有反應(yīng)性的官能團(tuán)。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第10個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第9個(gè)技術(shù)方案中，對(duì)聚酰胺樹脂有反應(yīng)性的官能團(tuán)來(lái)源于硅烷系偶聯(lián)劑。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第11個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，纖維材料(B)選自玻璃纖維、碳纖維、無(wú)機(jī)纖維、植物纖維或有機(jī)纖維。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第12個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，聚酰胺樹脂(A) /纖維材料(B)在截面上的面積比例為20/8(T80/20。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第13個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I或第12個(gè)技術(shù)方案中，在截面上的孔隙面積率為5%以下。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第14個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第I個(gè)技術(shù)方案中，聚酰胺樹脂(A)還含有纖維材料(B)的短纖維(D)。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第15個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料，其中，在第14個(gè)技術(shù)方案中，短纖維(D)的平均纖維直徑比纖維材料(B)的平均纖維直徑短。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第16個(gè)技術(shù)方案，提供聚酰胺樹脂系復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，該方法包括以下工序?qū)⒕埘０窐渲?A)形成為薄膜狀或纖維狀的工序，所述聚酰胺樹脂(A)是二胺結(jié)構(gòu)單元的50摩爾％以上來(lái)源于苯二甲胺的聚酰胺樹脂，數(shù)均分子量(Mn )為600(T30000，且含有0. 5^5質(zhì)量％的分子量為1000以下的成分；將形成為薄膜狀或纖維狀后的聚酰胺樹脂(A)與纖維材料(B)重疊的工序；接著，進(jìn)行加熱加壓使聚酰胺樹脂(A)浸潰到纖維材料(B)中的工序。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第17個(gè)技術(shù)方案，提供制造方法，其中，在第16個(gè)技術(shù)方案中，使聚酰胺樹脂(A)浸潰到纖維材料(B)中的工序通過(guò)在加熱氣氛下用多個(gè)輥連續(xù)加壓而進(jìn)行。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第18個(gè)技術(shù)方案，提供制造方法，其中，在第16個(gè)技術(shù)方案中，形成為薄膜狀或纖維狀后的聚酰胺樹脂(A)的結(jié)晶熱為5J/g以上，所得聚酰胺樹脂系復(fù)合材料中的聚酰胺樹脂(A)的結(jié)晶熱為5J/g以上。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的第19個(gè)技術(shù)方案，提供制造方法，其中，在第16個(gè)技術(shù)方案中，形成為薄膜狀后的聚酰胺樹脂(A)的薄膜表面粗糙度(Ra)為本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：三田寺淳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三菱瓦斯化學(xué)株式會(huì)社，
類型：
國(guó)別省市：