[发明专利]碳长纤维强化树脂成型品及其制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(引き抜き成型)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、实施例1～3以及比较例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。

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明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、0010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)。

发明内容

本发明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。

本发明人发现：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，于是完成了本发明。

也就是说，本发明的第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官能团的上浆剂(s)进行过表面处理的碳纤维中制得的碳长纤维强化树脂颗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℃。