[發(fā)明專利]金屬-纖維強化樹脂材料復合體、其制造方法以及接著片

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780080799.1
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN110121413A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 高橋浩之;安藤秀樹
• 申請（專利權）人: 日鐵化學材料株式會社
• 主分類號: B32B15/08
• 分類號: B32B15/08;B29C43/18;B29C43/28;B29C65/40;C08J5/12;C08J5/24
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

金屬?FRP復合體100包括：金屬構件101、FRP層102、及介于金屬構件101與FRP層102之間的接著樹脂層103。接著樹脂層103為苯氧基樹脂(A)單獨的固化物、或樹脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基樹脂(A)的接著樹脂組合物的硬化物，且將金屬構件101與FRP層102牢固地接著。接著樹脂組合物也可相對于苯氧基樹脂(A)100重量份而還含有5重量份～85重量份的范圍內的環(huán)氧樹脂(B)、及含酸二酐的交聯(lián)劑(C)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種例如將包含鐵鋼材料的金屬構件與樹脂材料層疊而成的金屬-纖維強化樹脂材料復合體、其制造方法以及接著片。

背景技術

包含玻璃纖維或碳纖維等強化纖維與基質樹脂的纖維強化塑料(fiberreinforce plastic，F(xiàn)RP)輕量且力學特性優(yōu)異，因此廣泛用于民生領域以及產業(yè)用途。特別是在汽車產業(yè)中，車體重量的輕量化最有助于性能及耗油率的提升，因而積極研究自至今為止主要使用的鐵鋼材料替換為碳纖維強化塑料(carbon fiber reinforce plastic，CFPR)或金屬構件與CFRP的復合材料等。

在CFRP與金屬構件復合化而成的零件或結構體的制造中，為了將多個構件一體化而必需將構件及材料彼此接合的步驟，一般已知有使用環(huán)氧樹脂系的熱硬化性接著劑的接合方法。

另外，近年來，出于提升加工性或回收(recyle)性的目的，除環(huán)氧樹脂等熱硬化性樹脂以外，也將熱塑性樹脂作為纖維強化樹脂材料的基質樹脂或與金屬構件復合化的接著劑而進行研究。此處，關于纖維強化樹脂材料與金屬構件的接合·接著手段，主要自使金屬構件與接著劑的接合力牢固的觀點考量來積極進行技術開發(fā)。

例如，在專利文獻1及專利文獻2中公開有：對金屬構件的接著面進行具有特定的表面形狀參數(shù)那樣的表面粗糙化處理而射出成形硬質且高結晶性的熱塑性樹脂、或通過對金屬構件設置環(huán)氧樹脂的接著層而使金屬構件與CFRP的接著強度提升的技術。然而，這些技術是通過利用硬質的高結晶性的熱塑性樹脂來填埋以形成特殊的表面微細結構的方式進行了化學蝕刻加工的金屬構件表面的粗糙面來表現(xiàn)出強度。因此，粗糙化或防銹中必須進行特別處理，此外在復合化時，考慮到熔融粘度或高融點的問題而需要高溫工藝，因而生產性或成本存在問題。

在專利文獻3中公開有使碳纖維基材的與金屬構件的貼合面含浸環(huán)氧系等的接著樹脂、使另一面含浸熱塑性樹脂而形成預浸體的強化纖維基材與金屬的復合體。根據(jù)本方法，關于纖維強化樹脂材料與金屬構件此種不同構件的接合，也可提供具有牢固的接合強度的一體化成形品。然而，本方法中使用環(huán)氧系的熱硬化性樹脂作為接著劑層，此外通過使強化纖維貫穿所述接著劑層內來確保纖維強化片材與金屬層的接合性。因此，必須使用包含特定長度的纖維的不織布來作為強化纖維基材，與單向纖維強化材或布(cloth)材相比增強效果有限。

另外，在專利文獻4中公開有一種使用了CFRP成形材料的與鋼板的夾層(sandwich)結構體的制造方法，所述CFRP成形材料使用聚氨基甲酸酯樹脂基質。本文獻的材料利用熱塑性聚氨基甲酸酯樹脂的良好成形性，并且通過利用后硬化(after cure)在聚氨基甲酸酯樹脂中引起交聯(lián)反應而制成熱硬化性樹脂，由此而實現(xiàn)高強度化。但是，聚氨基甲酸酯樹脂的耐熱性差，因而難以應用于暴露于高溫的構件，用途受限成為問題。

進而，在專利文獻5中公開有：將苯氧基樹脂或對苯氧基樹脂調配結晶性環(huán)氧樹脂與作為交聯(lián)劑的酸酐而成的樹脂組合物的粉體，通過粉體涂裝法而涂敷于強化纖維基材來制作預浸體，利用熱壓將其成形硬化而制成CFRP。另外，專利文獻5中也啟示了可將鋁箔或不銹鋼箔層疊于CFRP。但是，在專利文獻5中，不存在有關于CFRP與金屬構件的復合體的實施例，因而并未對與所述復合體相關的彎曲強度等機械強度加以研究。

另外，專利文獻6中提出有對包括載體材料及支撐材料的復合材料進行加熱，在支撐材料中形成肋結構，并且將載體材料成形為三維零件的車體用結構零件的制造方法，所述載體材料為包含金屬及經纖維強化的熱塑性材料等的平板狀的載體材料，所述支撐材料包含熱塑性材料。