[发明专利]成型材料及树脂附着增强纤维束

说明书

技术领域

本发明涉及一种以烯烃类树脂为基质的长纤维增强热塑性树脂成型材料。另外，本发明涉及一种优选用于该成型材料的树脂附着增强纤维束。

背景技术

作为由连续的增强纤维束和热塑性树脂构成的成型材料，已知预浸料坯、纱线、玻璃纤维板(GMT)等多种形态。使用上述热塑性树脂的成型材料具有下述特征：成型操作和储藏容易，成型品的韧性高，并且，再利用性优异。特别是加工成颗粒状的成型材料能够适用于注塑成型和冲压成型等经济性及生产率优异的成型法，所以作为工业材料有用。

但是，由于成型材料的制造工序中的经济性及生产率的问题，它们没有被如此广泛的应用。例如，韧性和伸长率优异的热塑性树脂通常粘度较高，难以含浸增强纤维束，因此，不适合容易且高生产率地制造成型材料。另一方面，如果从含浸容易的方面考虑而使用低粘度的热塑性树脂，则存在所得到的成型品的力学特性大幅度下降的问题。

相对于此，公开了下述成型材料：高分子量的热塑性树脂以与由低分子量的热塑性聚合物与连续的增强纤维构成的复合体相接触的方式配置(例如，专利文献1)。

该成型材料中，通过分别使用低分子量体树脂含浸连续的增强纤维束、使用高分子量体树脂作为基质树脂，从而同时实现了优异的经济性、生产率和力学特性。另外，使用该成型材料利用注塑成型法进行成型时，在成型时的材料可塑化阶段，增强纤维以最低限的折损易于与基质树脂混合，能够制造纤维分散性优异的成型品。因此，所得的成型品中，能够使增强纤维的纤维长度比现有的增强纤维的纤维长度长，能够同时具有良好的力学特性和优异的外观品质。

但是，近年来，纤维增强复合材料更受瞩目，随着用途的扩大，需要成型性、操作性及所得的成型品的力学特性更加优异的成型材料。另外工业上也要求更高的经济性和生产率。例如，由于要求纤维增强复合材料具有更高的轻质性及经济性，所以基质树脂中开始使用轻质的烯烃类树脂、特别是丙烯类树脂。专利文献2中公开了一种长纤维颗粒，所述长纤维颗粒是用酸改性烯烃类树脂含浸碳纤维，所述碳纤维是用具有能够与酸根反应的官能团的上浆剂处理过的。但是，该颗粒中使用的热塑性树脂只有酸改性烯烃类树脂，由于粘度高，所以碳纤维束的分散非常困难，因此在成型品的力学特性和外观方面存在问题。

另外，为了提高成型品的力学特性，尝试通过处理增强纤维的表面或赋予上浆剂等来提高界面粘附性。专利文献3中记载了一种纤维处理剂，所述处理剂使用了以不饱和二羧酸或其盐改性的聚丙烯类树脂，专利文献4中公开了赋予酸值为23～120mgKOH/g的酸改性聚丙烯树脂作为适合聚丙烯树脂的上浆剂，但两者均不能得到充分的界面粘附性。

另外，专利文献5中公开了一种附着有0.1～8重量％离子交联聚合物树脂的碳纤维。同样专利文献6中记载了附着有0.1～8重量％2种酸改性聚丙烯类树脂的碳纤维。两个专利文献的目的均在于通过在碳纤维上赋予与聚烯烃树脂具有亲和性的聚合物来改善碳纤维和基质树脂的界面粘附性。

但是，如上述专利文献中明确记载，由于对增强纤维仅主要赋予离子交联聚合物树脂或自乳化型聚丙烯类树脂等改性烯烃成分，所以树脂成分的被膜形成不充分，界面粘附性和纤维束的操作性的提高不充分。

专利文献1：日本特开平10-138379号公报

专利文献2：日本特开2005-125581号公报

专利文献3：日本特开平6-107442号公报

专利文献4：日本特开2005-48343号公报

专利文献5：日本特开2006-124852号公报

专利文献6：国际公开第2006/101269号说明书

发明内容

由此，需要一种即使将极性低的烯烃类树脂用作基质树脂时也能够发挥高的力学特性、且增强纤维的分散性也良好的长纤维增强热塑性树脂成型材料。

另外，根据现有技术，将烯烃类树脂作为基质树脂成型时，难以得到发挥优异的界面粘附性、且操作性良好的增强纤维束，因此期望开发能够满足上述特性的增强纤维束。

本发明的目的在于提供一种成型材料，所述成型材料是以丙烯类树脂作为基质树脂的长纤维增强热塑性树脂成型材料，能够在进行注塑成型时使增强纤维在成型品中的分散良好、且能够制造力学特性优异的成型品。

另外，本发明的目的还在于提供一种树脂附着增强纤维束，对于所述树脂附着增强纤维束来说，包括热塑性树脂的基质树脂、特别是聚烯烃类基质树脂与增强纤维的粘附性优异，且操作性良好。

本发明人等为了达成上述目的进行了深入研究，结果发现了能够达成上述课题的以下的成型材料及树脂附着增强纤维束。