[发明专利]成型材料、其制造方法及用于其的母料

说明书

一种成型材料、用于得到其的制造方法、及其制造方法中优选使用的母料，将以下成分(A)～(C)的合计设为100质量份，所述成型材料含有：附着有上浆剂(s)的强化纤维(A)5～50质量份；成分(B)1～20质量份，所述成分(B)含有50℃下为液体状的聚碳化二亚胺化合物(B‑1)或50℃下为固体状的聚碳化二亚胺化合物(B‑2)；以及热塑性树脂(C)30～94质量份，所述热塑性树脂(C)的主链重复单元结构中含有碳以外的元素，所述成型材料是在成分(A)中含浸有成分(B)的复合纤维束(D)被成分(C)被覆了的复合体。

技术领域

本发明涉及一种对强化纤维束的树脂的含浸性良好、制造时的工艺稳 定性优异、可以得到具有优异的力学特性的成型品的成型材料及其制造方 法、以及使用其的成型品、进而在高温成型工艺下处理性和保存时的功能 稳定性优异的母料。

背景技术

由强化纤维和热塑性树脂制成的成型材料轻量且具有优异的力学特 性，因此，在体育用品用途、航空宇宙用途及一般产业用途中被广泛使用。 这些成型材料中所使用的强化纤维根据其使用用途以各种各样的形态强化 成型品。在这些强化纤维中，使用铝纤维或不锈钢纤维等金属纤维、芳族 聚酰胺纤维或PBO纤维等有机纤维及碳化硅纤维等无机纤维或碳纤维等， 从比强度、比刚性及轻量性的平衡的观点出发，优选碳纤维，其中，优选 使用聚丙烯腈系碳纤维。

此外，作为以连续的强化纤维束和热塑性树脂为基质的成型材料，已 知有热塑性的预浸料坯、纱线、玻璃毡(GMT)等多种多样的形态。这种成 型材料具有如下特征：有效利用热塑性树脂的特性而容易进行成型，不需 要热固化性树脂那样的贮藏的负荷，另外，得到的成型品的韧性高，再循 环性优异。尤其是加工成颗粒状的成型材料可以适用于注射成型或冲压成 型等经济性、生产率优异的成型法，作为工业材料是有用的。

但是，在制造成型材料的过程中，为了使热塑性树脂含浸于连续的强 化纤维束，在经济性、生产率方面存在问题，不那么广泛使用为现状。例 如，众所周知，树脂的熔融粘度越高，对强化纤维束的含浸越困难。韧性 或伸长率等力学特性优异的热塑性树脂尤其是高分子量体，与热固化性树 脂相比粘度高，另外，工艺温度也需要更高温，因此，不适于容易地、生 产率好地制造成型材料。

另一方面，从含浸的容易程度方面考虑，将低分子量的、即低粘度的 热塑性树脂用于基质树脂时，存在得到的成型品的力学特性大幅度降低的 问题。

在专利文献1中公开了一种成型材料，其是在由与低分子量的热塑性 聚合物连续的强化纤维构成的复合体中以高分子量的热塑性树脂相接的方 式配置而成的。

在该成型材料中，通过在对连续的强化纤维束的含浸中使用低分子量 体，在基质树脂中使用高分子量体，实现经济性、生产率和力学特性的并 存。另外，对该成型材料进行利用注射成型法的成型时，在成型时的材料 可塑化的阶段中将强化纤维的折损抑制到最小限，并且与基质树脂容易地 混合，可以制造纤维的分散性优异的成型品。因此，得到的成型品可以与 现有相比提高强化纤维的纤维长度，可以兼备良好的力学特性和优异的外 观品位。

但是，近年来，纤维强化复合材料的关注度增大，另外用途也不同地 细分化，由此，要求成型性、处理性、得到的成型品的力学特性更优异的 成型材料，另外，工业上也需要更高的经济性、生产率。例如，需要通过 进一步提高低分子量体的含浸性来降低工序上的负荷、或提出进一步提高 了耐热性的成型材料、或通过进一步提高成型时的纤维分散性而进一步提 高纤维长度并提高力学特性、或谋求表面外观的进一步提高等多种多样的 技术开发。