成型品和成型材料制造技術(shù)

一種成型品和用于得到該成型品的成型材料，所述成型品含有強(qiáng)化纖維(A)10～40質(zhì)量％、以聚芳撐硫醚作為主成分的基體樹脂(B)60～90質(zhì)量％的成型品，滿足以下條件(I)～(IV)，并且成型品中的強(qiáng)化纖維(A)的主取向方向上的拉伸強(qiáng)度為240MPa以上，(I)強(qiáng)化纖維(A)的每股拉伸強(qiáng)度為1.5～5.5GPa，(II)強(qiáng)化纖維(A)的數(shù)均纖維長度為0.4～10mm，(III)基體樹脂(B)的拉伸伸長率為1.5～10％，(IV)強(qiáng)化纖維(A)和基體樹脂(B)的界面剪切強(qiáng)度為20MPa以上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及具有聚芳撐硫醚和強(qiáng)化纖維的成型品，更具體地說，涉及力學(xué)特性、尤其是拉伸伸長率提高了的具有聚芳撐硫醚和強(qiáng)化纖維、適合通過注射成型得到的成型品，和用于得到它的成型材料。
技術(shù)介紹
使用由熱塑性樹脂和強(qiáng)化纖維形成的纖維強(qiáng)化樹脂組合物的成型品，不僅發(fā)揮熱塑性樹脂的特性而易于成型加工，而且不需要熱固性樹脂那樣的存儲負(fù)荷，具有循環(huán)性優(yōu)異的特征。作為這種成型品，有將強(qiáng)化纖維排列成片狀的熱塑性預(yù)浸料、使強(qiáng)化纖維無規(guī)分散的顆粒等多種多樣的形態(tài)，這是公知的。由強(qiáng)化纖維和熱塑性樹脂形成的成型品，由于輕量性和力學(xué)特性的平衡優(yōu)異，所以作為飛機(jī)、汽車、船舶等構(gòu)建用部件、電子機(jī)器殼體、運(yùn)動(dòng)用途、建材等工業(yè)材料被廣泛使用。尤其是熱塑性樹脂中的聚芳撐硫醚，特別是耐熱性、耐藥品性優(yōu)異，是所得到的成型品可以期待作為金屬材料的替代品使用的樹脂。但是，作為金屬材料的替代品，對于使用聚芳撐硫醚的成型品來說，使用時(shí)存在成型品的力學(xué)特性、特別是拉伸強(qiáng)度要進(jìn)一步提高的課題。這是由于，通常聚芳撐硫醚的拉伸伸長率比強(qiáng)化纖維的拉伸伸長率低、以及聚芳撐硫醚和強(qiáng)化纖維的界面接合性低，由于這些原因在成型品中不能充分發(fā)揮強(qiáng)化纖維的補(bǔ)強(qiáng)效果。作為使成型品的拉伸強(qiáng)度和伸長率提高的通常手段，可以列舉出使使用的聚芳撐硫醚的高伸長率化。但是，聚芳撐硫醚的拉伸伸長率，與其分子量、進(jìn)而熔融粘度具有相關(guān)關(guān)系，如果使聚芳撐硫醚的拉伸伸長率提高，r>則熔融粘度增加，有時(shí)大大損害獲得成型品時(shí)的成型性。此外，聚芳撐硫醚的熔融粘度越高，則認(rèn)為與強(qiáng)化纖維的復(fù)合化越困難，這是熟知的。這種情況，需要將加工溫度設(shè)為更高溫，所以聚芳撐硫醚，對于容易地以良好的生產(chǎn)性制造成型品、成型材料是不合適的。基于這些理由，使用聚芳撐硫醚的成型品中，將拉伸強(qiáng)度和成型加工性同時(shí)實(shí)現(xiàn)作為重要的技術(shù)課題。鑒于上述狀況，作為使力學(xué)特性提高的嘗試，公開了以下技術(shù)：在由聚芳撐硫醚和碳纖維形成的成型材料中，將以環(huán)氧樹脂作為主成分、添加了特定催化劑的化合物涂覆在碳纖維上，通過由此得到的成型材料使成型品的抗彎特性提高。此外，這些技術(shù)用各種強(qiáng)化纖維的形態(tài)進(jìn)行了嘗試(專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。但是，在這些專利文獻(xiàn)中，盡管用這里公開的技術(shù)能夠看到一定的力學(xué)特性的提高，但關(guān)于力學(xué)特性也僅是研究了抗彎特性，而且還沒有想到聚芳撐硫醚的伸長率、成型品中的強(qiáng)化纖維的分散狀態(tài)等對于作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)的、有用的、拉伸特性是很大的影響因素，預(yù)測在今后的進(jìn)一步用途開發(fā)中還需要進(jìn)一步的強(qiáng)度提高。此外，作為關(guān)注到成型品的特性中的電氣特性、力學(xué)特性的技術(shù)，公開了聚苯硫醚和碳纖維的注射成型品(專利文獻(xiàn)4)。專利文獻(xiàn)4公開的技術(shù)中，關(guān)注了成型品中的纖維長度、使用的碳纖維的股強(qiáng)度，但沒有考慮到成為基體樹脂的聚苯硫醚的樹脂特性，其力學(xué)特性(抗彎特性)在今后的用途擴(kuò)展中需要進(jìn)一步提高強(qiáng)度。作為聚芳撐硫醚的改性例，可以列舉出專利文獻(xiàn)5。這里以得到的復(fù)合材料本身的涂覆性的改善作為目的，還沒有考慮到成為基體樹脂的聚苯硫醚的樹脂物性、加工性。進(jìn)而實(shí)施例中例示的復(fù)合材料，其拉伸強(qiáng)度僅為129～158MPa，要代替金屬材料是不充分的。此外，專利文獻(xiàn)6中公開了由被表面改性劑處理了的強(qiáng)化纖維和熱塑性樹脂形成的復(fù)合材料、和其拉伸特性。但是，還沒有考慮到作為基體樹脂的聚苯硫醚的樹脂特性、加工性，得到的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度對于代替金屬材料來說是不充分的。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-117003號公報(bào)專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-117001號公報(bào)專利文獻(xiàn)3：日本特開2013-117000號公報(bào)專利文獻(xiàn)4：日本特開平8-325385號公報(bào)專利文獻(xiàn)5：日本特開平11-21457號公報(bào)專利文獻(xiàn)6：日本特開平8-59303號公報(bào)非專利文獻(xiàn)1：Drzal，L.T.,Mater.Sci.Eng.,A126卷，1990年，第289頁。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)嘗試改善這些現(xiàn)有技術(shù)的問題，課題為：通過規(guī)定了成型品中的強(qiáng)化纖維的狀態(tài)、作為基體樹脂的聚芳撐硫醚的特性，生產(chǎn)性良好地提供拉伸強(qiáng)度充分提高了的成型品。為了解決上述課題，本專利技術(shù)的成型品采用以下方案。即，一種成型品，是含有強(qiáng)化纖維(A)10～40質(zhì)量％、以聚芳撐硫醚作為主成分的基體樹脂(B)60～90質(zhì)量％的成型品，滿足以下條件(I)～(IV)，并且成型品中的強(qiáng)化纖維(A)的主取向方向上的拉伸強(qiáng)度為240MPa以上，(I)強(qiáng)化纖維(A)的每股拉伸強(qiáng)度為1.5～5.5GPa，(II)成型品中的強(qiáng)化纖維(A)的數(shù)均纖維長為0.4～10mm，(III)基體樹脂(B)的拉伸伸長率為1.5～10％，(IV)強(qiáng)化纖維(A)和基體樹脂(B)的界面剪切強(qiáng)度為20MPa以上。此外，為了解決上述課題，本專利技術(shù)的成型材料采取以下方案。即、是一種用于得到上述成型品的成型材料。本專利技術(shù)的成型品，通過控制成型品中的纖維形態(tài)、作為基體樹脂的聚芳撐硫醚的伸長率、界面接合性，能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸強(qiáng)度的飛躍性提高。進(jìn)而本專利技術(shù)的成型材料，通過使用特定的聚芳撐硫醚，能夠容易地得到生產(chǎn)性優(yōu)異、拉伸強(qiáng)度優(yōu)異的成型品。附圖說明圖1是顯示從本專利技術(shù)的成型品的拉伸試驗(yàn)后的破斷截面觀察到的強(qiáng)化纖維單絲的一例模式圖。圖2是顯示從本專利技術(shù)的成型品觀察到的強(qiáng)化纖維的分散狀態(tài)的一例模式圖。圖3是顯示本專利技術(shù)中的成型材料的優(yōu)選形態(tài)的一例概略圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的成型品，是含有強(qiáng)化纖維(A)10～40質(zhì)量％和、和以聚芳撐硫醚作為主成分的基體樹脂(B)60～90質(zhì)量％的成型品，滿足以下說明的條件(I)～(IV)，并且是成型品中的強(qiáng)化纖維的主取向方向上的拉伸強(qiáng)度為240MPa以上的成型品。本專利技術(shù)的成型品，從拉伸強(qiáng)度的提高和從成型材料得到成型品時(shí)的成型加工性的觀點(diǎn)來看，以強(qiáng)化纖維(A)為10～40質(zhì)量％和以聚芳撐硫醚作為主成分的基體樹脂(B)為60～90質(zhì)量％的比例含有這些成分。通過使強(qiáng)化纖維(A)的質(zhì)量比例低于10質(zhì)量％(基體樹脂(B)的質(zhì)量比例大于90質(zhì)量％)，盡管得到成型品時(shí)的成型性提高，但成型品的拉伸強(qiáng)度差。此外，強(qiáng)化纖維(A)的質(zhì)量比例大于40質(zhì)量％(基體樹脂(B)的質(zhì)量比例低于60質(zhì)量％)時(shí)，不僅向成型品成型的成型性顯著變差，而且由于含有必要量以上的大量強(qiáng)化纖維(A)，所以成型品的拉伸強(qiáng)度與輕量性和經(jīng)濟(jì)性的平本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種成型品，是含有強(qiáng)化纖維(A)10～40質(zhì)量％、以聚芳撐硫醚作為主成分的基體樹脂(B)60～90質(zhì)量％的成型品，滿足以下條件(I)～(IV)，并且成型品中的強(qiáng)化纖維(A)的主取向方向上的拉伸強(qiáng)度為240MPa以上，(I)強(qiáng)化纖維(A)的每股拉伸強(qiáng)度為1.5～5.5GPa，(II)成型品中的強(qiáng)化纖維(A)的數(shù)均纖維長度為0.4～10mm，(III)基體樹脂(B)的拉伸伸長率為1.5～10％，(IV)強(qiáng)化纖維(A)和基體樹脂(B)的界面剪切強(qiáng)度為20MPa以上。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.10.29 JP 2013-2241301.一種成型品，是含有強(qiáng)化纖維(A)10～40質(zhì)量％、以聚芳撐硫醚
作為主成分的基體樹脂(B)60～90質(zhì)量％的成型品，滿足以下條件(I)～
(IV)，并且成型品中的強(qiáng)化纖維(A)的主取向方向上的拉伸強(qiáng)度為
240MPa以上，
(I)強(qiáng)化纖維(A)的每股拉伸強(qiáng)度為1.5～5.5GPa，
(II)成型品中的強(qiáng)化纖維(A)的數(shù)均纖維長度為0.4～10mm，
(III)基體樹脂(B)的拉伸伸長率為1.5～10％，
(IV)強(qiáng)化纖維(A)和基體樹脂(B)的界面剪切強(qiáng)度為20MPa以
上。
2.如權(quán)利要求1所述的成型品，所述成型品中的強(qiáng)化纖維的主取向方
向上的拉伸強(qiáng)度為280MPa以上。
3.如權(quán)利要求1所述的成型品，所述成型品中的強(qiáng)化纖維的主取向方
向上的拉伸強(qiáng)度為300MPa以上。
4.如權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的成型品，所述成型品中的強(qiáng)化纖
維的與主取向方向正交的方向上的拉伸強(qiáng)度為150MPa以上。
5.如權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)所述的成型品，基體樹脂(B)是由聚芳
撐硫醚和碳二亞胺化合物得到的碳二亞胺改性聚芳撐硫醚，在將基體樹脂
(B)設(shè)為100質(zhì)量％時(shí)，碳二亞胺化合物的含量為0.1～10質(zhì)量％。
6.如權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)所述的成型品，從所述成型品的拉伸破
斷后的破斷截面觀...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：今井直吉，佐野健太郎，豬瀨啟介，
申請(專利權(quán))人：東麗株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP