[發(fā)明專利]纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物、其制造方法、及熱塑性樹脂用碳纖維

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680041927.3
• 申請日: 2006-09-27
• 公開（公告）號: CN101305055A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中山義文;本間雅登
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C08J5/04;C08K7/02;C08L33/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 楊宏軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物、其制造方法、及熱塑性樹脂用碳纖維。使用本發(fā)明纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物的成型品，由于增強(qiáng)纖維與熱塑性樹脂的界面粘合性良好，所以強(qiáng)度特性或沖擊特性優(yōu)異，優(yōu)選用于電氣·電子機(jī)器、OA機(jī)器、家電機(jī)器或汽車的部件、內(nèi)部構(gòu)件及殼體等。

背景技術(shù)

由增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂構(gòu)成的組合物輕質(zhì)且具有優(yōu)異的力學(xué)特性，因此，被廣泛應(yīng)用在汽車用途、電子·電子機(jī)器用途中。

上述纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物中使用的增強(qiáng)纖維根據(jù)其使用用途以多種狀態(tài)增強(qiáng)成型品。上述增強(qiáng)纖維使用鋁纖維或不銹鋼纖維等金屬纖維、芳族聚酰胺纖維或PBO纖維等有機(jī)纖維、及碳化硅纖維等無機(jī)纖維或碳纖維等，但從比強(qiáng)度、比剛性方面考慮，為了提高輕質(zhì)性優(yōu)選使用碳纖維，其中優(yōu)選聚丙烯腈類碳纖維。

為了提高由上述纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物形成的成型品的力學(xué)特性，可以增加碳纖維等增強(qiáng)纖維的含量，但如果增加增強(qiáng)纖維的量，則含有增強(qiáng)纖維的熱塑性樹脂組合物的粘度升高，因此不僅損害成型加工性，而且成型品外觀變差，并且產(chǎn)生熱塑性樹脂的未填充部分，通常導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

因此，作為在不增加增強(qiáng)纖維含量的前提下使力學(xué)特性提高的方法，有提高增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂的界面粘合從而使成型品的力學(xué)特性提高的方法。

增強(qiáng)纖維為碳纖維時(shí)，熱塑性樹脂的界面粘合以分子間力為主體，不能得到充分的界面粘合。鑒于此，提出了以下方法：對碳纖維進(jìn)行氧化處理，賦予其表面羧基、羥基、羰基等官能基團(tuán)，通過與熱塑性樹脂的官能基團(tuán)化學(xué)鍵合，提高界面粘合。但是，增加氧化處理量時(shí)，碳纖維表面的石墨結(jié)構(gòu)被破壞，碳纖維本身的強(qiáng)度降低，對成型品的力學(xué)特性造成不良影響。

通常情況下，碳纖維進(jìn)行表面氧化處理后，為了提高束的集束性，一般賦予碳纖維束膠粘劑。作為膠粘劑，例如，公開了聚氨酯樹脂(參見專利文獻(xiàn)1)、聚酰胺樹脂(參見專利文獻(xiàn)2)、用不飽和二羧酸類改性的聚丙烯樹脂(參見專利文獻(xiàn)3)、具有(甲基)丙烯酸酯單體單元的聚合物(參見專利文獻(xiàn)4)。然而，在進(jìn)行了一般氧化處理的碳纖維的表面，由于氧化處理量的限制，能夠與膠粘劑反應(yīng)的官能基團(tuán)的量不充分。另外，根據(jù)膠粘劑的種類，有時(shí)缺乏與碳纖維表面的官能基團(tuán)的反應(yīng)性。并且，使用具有尿烷鍵或酰胺鍵之類親水性高的鍵的化合物作為膠粘劑時(shí)，成型品為吸水狀態(tài)，有時(shí)力學(xué)特性降低。

因此，人們嘗試著進(jìn)一步提高碳纖維和熱塑性樹脂的界面粘合，公開了添加具有能夠與碳纖維的表面官能基團(tuán)和熱塑性樹脂的官能基團(tuán)化學(xué)鍵合的多官能基團(tuán)的化合物作為第3成分的方法(專利文獻(xiàn)5及6)。專利文獻(xiàn)5中舉出了具有多個氨基的化合物。另外，專利文獻(xiàn)6中舉出了用于由碳纖維和酸改性聚烯烴樹脂構(gòu)成的碳纖維增強(qiáng)樹脂的具有多個氨基的化合物。然而，上述具有多個氨基的化合物均為分子量低于1,000的低分子量化合物，因此，有時(shí)界面變脆弱、或纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物在加工溫度下分解、碳纖維的表面官能基團(tuán)和熱塑性樹脂的官能基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)不充分、進(jìn)而有時(shí)分解氣體形成空隙使成型品的力學(xué)特性降低。另外，低分子量化合物在與碳纖維的表面官能基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)前在熱塑性樹脂中擴(kuò)散，有時(shí)不能得到充分的界面粘合。所以，現(xiàn)有方法存在不能得到強(qiáng)度特性或沖擊特性優(yōu)異的成型品的問題。

專利文獻(xiàn)1：特開昭58-126375號公報(bào)(權(quán)利要求書)

專利文獻(xiàn)2：特開昭53-106752號公報(bào)(權(quán)利要求書)

專利文獻(xiàn)3：特開平6-107442號公報(bào)(權(quán)利要求書)

專利文獻(xiàn)4：特開2005-146431號公報(bào)(權(quán)利要求書)

專利文獻(xiàn)5：特開平4-228677號公報(bào)(權(quán)利要求書)

專利文獻(xiàn)6：特開2005-213478號公報(bào)(權(quán)利要求書)

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物、其制造方法、及熱塑性樹脂用碳纖維，所述纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物使用與增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂二者的化學(xué)反應(yīng)性均優(yōu)異的聚合物，提高界面粘合性，結(jié)果能夠充分提高成型品的力學(xué)特性。

本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)在增強(qiáng)纖維及熱塑性樹脂中作為第3成分添加側(cè)鏈具有氨基亞烷基的(甲基)丙烯酸類聚合物或側(cè)鏈具有噁唑啉基的聚合物時(shí)，特異性地提高成型品的力學(xué)特性，能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物是含有0.1～10重量％側(cè)鏈具有氨基亞烷基的(甲基)丙烯酸類聚合物(A1)、1～70重量％增強(qiáng)纖維(B)、及20～98.9重量％熱塑性樹脂(C)的纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂組合物。