成型材料制造技术

本发明专利技术提供一种成型材料，其在强度·韧性·弹性模量方面各自平衡良好且优异，同时具有高的成型特性。上述成型材料包含酚醛树脂、碳纤维以及选自聚乙烯醇缩丁醛、醋酸乙烯和丙烯腈丁二烯橡胶中的1种以上的弹性体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成型材料
本专利技术涉及成型材料。
技术介绍
近年来，对于成型品、成型部件等，从材料的轻量化、降低成本等观点出发，尝试着将以往使用的金属材料替换为树脂材料。目前为止，为了在成型品、成型部件中作为金属代替材料使用，已对各种树脂进行了研究。实际上，可作为成型品、成型部件的材料利用的树脂材料，已提出包含酚醛树脂和碳纤维的碳·树脂复合材料（例如，专利文献1）。此外，在汽车领域、电领域、电子领域等基础产业领域中，作为金属代替材料，已使用耐热性、尺寸稳定性和成型性等优异的酚醛树脂成型材料。在这种酚醛树脂成型材料中，从降低成本的观点出发，作为金属代替材料在积极研究玻璃纤维强化酚醛树脂（例如，专利文献2）。然而，将现有的玻璃纤维强化酚醛树脂成型材料作为机构部件用途的材料使用时，强度、弹性模量不足。因此，在寻求作为机构部件用途材料使用时具备充分的拉伸强度、拉伸弹性模量和韧性等性能的酚醛树脂成型材料。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第3915045号公报专利文献2:日本特开2005-281364号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，本专利技术提供一种成型材料，其在强度·韧性·弹性模量方面各自平衡良好且优异，同时具有高的成型特性。根据本专利技术，提供一种成型材料，其包含：酚醛树脂、碳纤维以及选自聚乙烯醇缩丁醛、醋酸乙烯和丙烯腈丁二烯橡胶中的1种以上的弹性体。根据本专利技术，提供一种成型材料，其在强度·韧性·弹性模量方面各自平衡良好且优异，同时具有高的成型特性。具体实施方式本实施方式中所涉及的成型材料的构成为包含酚醛树脂、碳纤维以及特定的弹性体（聚乙烯醇缩丁醛或醋酸乙烯或丙烯腈丁二烯橡胶）。通过采用这种构成，可以得到在强度·韧性·弹性模量方面各自平衡良好且优异，同时具有高的成型特性的成型材料。其理由虽然尚不完全确定，但认为是以下所说明的内容。首先，本实施方式中所涉及的成型材料中含有特定的弹性体。如此，通过选择特定的弹性体且使其与碳纤维一起含有，从而使弹性模量提高，成为韧性与强度的平衡水平高且优异的成型材料。并且，通过共同含有特定的弹性体和酚醛树脂，从而提高了韧性。如此，在本实施方式中所涉及的成型材料中，通过将特定的弹性体与酚醛树脂和碳纤维分别组合使用，通过它们的相乘效果，可以使强度·韧性·弹性模量各自平衡良好地提高。作为本实施方式中所涉及的酚醛树脂，没有特别的限定，优选使用选自酚醛清漆型酚醛树脂、可溶性酚醛树脂、芳基亚烷基型酚醛树脂中的至少1种。通过这样，可以得到在强度·韧性·弹性模量方面更加平衡良好且优异的成型材料。本实施方式中所涉及的酚醛清漆型酚醛树脂的制造方法没有特别的限定，例如，通过使酚类和醛类在酸性催化剂下反应而得到。作为制造本实施方式中所涉及的酚醛清漆型酚醛树脂时所使用的酚类，例如，可以举出苯酚、甲酚、二甲苯酚、乙基苯酚、对苯基苯酚、对叔丁基苯酚、对叔戊基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚、对异丙苯基苯酚、双酚A、双酚F、间苯二酚等。另外，这些酚类可以单独使用或并用2种以上。此外，作为本实施方式中所涉及的酚醛清漆型酚醛树脂的制造中使用的醛类，例如，可以举出甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等烷基醛、苯甲醛、水杨醛等芳香族醛等。作为甲醛来源，可以举出福尔马林（水溶液）、多聚甲醛、与醇类的半缩甲醛、三烷等。另外，这些醛类可以单独使用或并用2种以上。合成本实施方式中所涉及的酚醛清漆型酚醛树脂时，酚类与醛类的反应摩尔比率通常是相对于酚类1摩尔醛类为0.3～1.0摩尔，特别优选为0.6～0.9摩尔。此外，作为本实施方式中所涉及的酚醛清漆型酚醛树脂的制造中使用的酸性催化剂，例如，可以举出草酸、乙酸等有机羧酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸等有机磺酸、1-羟基亚乙基-1,1'-二膦酸、2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸等有机膦酸、盐酸、硫酸、磷酸等无机酸等。另外，这些酸性催化剂可以单独使用或并用2种以上。其次，本实施方式中所涉及的可溶性酚醛树脂的制造方法没有特别的限定，例如，可以通过在碱金属、胺类、二价金属盐等催化剂的存在下，使酚类与醛类反应而得到。作为本实施方式中所涉及的可溶性酚醛树脂的制造中使用的酚类，例如，可以举出苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚等甲酚类、2,3-二甲苯酚、2,4-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、2,6-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚等二甲苯酚类、邻乙基苯酚、间乙基苯酚、对乙基苯酚等乙基酚类、异丙基苯酚、丁基苯酚、对叔丁基苯酚等丁基酚类、对叔戊基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚、对异丙苯基苯酚等烷基酚类、氟苯酚、氯苯酚、溴苯酚、碘苯酚等卤化酚类、对苯基苯酚、氨基苯酚、硝基苯酚、二硝基苯酚、三硝基苯酚等一价苯酚取代物、以及1-萘酚、2-萘酚等一价酚类、间苯二酚、烷基间苯二酚、焦棓酚、邻苯二酚、烷基邻苯二酚、对苯二酚、烷基对苯二酚、间苯三酚、双酚A、双酚F、双酚S、二羟基萘等多价酚类等。另外，这些酚类可以单独使用或混合2种以上使用。此外，这些酚类中，优选选择使用经济上有利的苯酚、甲酚类、双酚A。此外，作为本实施方式中所涉及的可溶性酚醛树脂的制造中使用的醛类，例如，可以举出甲醛、多聚甲醛、三烷、乙醛、丙醛、聚甲醛、氯醛、六亚甲基四胺、糠醛、乙二醛、正丁醛、己醛、烯丙醛、苯甲醛、丁烯醛、丙烯醛、四聚甲醛、苯基乙醛、邻甲苯甲醛、水杨醛等。这些醛类可以单独使用或组合使用2种以上。另外，在这些醛类中，从反应性优异、便宜的观点出发，优选选择使用甲醛、多聚甲醛。此外，作为本实施方式中所涉及的可溶性酚醛树脂的制造中使用的催化剂，例如，可以举出氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物、钙、镁、钡等碱土类金属的氧化物以及氢氧化物、碳酸钠、氨水、三乙基胺、六亚甲基四胺等胺类、乙酸镁、乙酸锌等二价金属盐等。这些催化剂可以单独使用或并用2种以上。另外，制造本实施方式中所涉及的可溶性酚醛树脂时，作为酚类与醛类的反应摩尔比，相对于酚类1摩尔，优选醛类为0.80～2.50摩尔，进一步优选醛类为1.00～2.30摩尔。若酚类与醛类的反应摩尔比小于上述下限值，则有时无法得到可溶酚醛型树脂，若大于上述上限值，则有时反应控制变得困难。接着，本实施方式中所涉及的芳基亚烷基型酚醛树脂是表示重复单元中具有一个以上的芳基亚烷基的环氧树脂。作为这种芳基亚烷基型酚醛树脂，例如，可以举出苯二甲基型环氧树脂、双苯基二亚甲基型环氧树脂等。这些之中，优选使用双苯基二亚甲基型环氧树脂。如此，可以使所得的成型材料在强度方面优异。另外，相对于该成型材料的总重量，本实施方式中所涉及的成型材料中所含的酚醛树脂的含量优选为20重量%～70重量%，进一步优选为40重量%～55重量%。由此，可以使得所得的成型材料在强度方面更加优异。另外，成型材料中的酚醛树脂含量大于上述上限值时，有时所得的成型品中产生气泡。此外，成型材料中的酚醛树脂含量小于上述下限值时，酚醛树脂的固化需要时间，因此有时固化变得不充分。接着，对本实施方式中所涉及的碳纤维进行说明。首先，碳纤维是表示将有机纤维的前体进行加热碳化处理而得的、质量比90%以上为以碳构成的纤维。该碳纤维与玻璃纤维等其它纤维材料相比，具有轻，且每单位重量强度（以下也称为“比强度”。）优异这样的特征。因此认为将碳纤维用于成型材料时，可以使该成型材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成型材料，包含：酚醛树脂、碳纤维以及选自聚乙烯醇缩丁醛、醋酸乙烯和丙烯腈丁二烯橡胶中的1种以上的弹性体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.28 JP 2011-2130881.一种成型材料，包含：酚醛树脂、碳纤维以及聚乙烯醇缩丁醛，所述聚乙烯醇缩丁醛的含量相对于该成型材料的总重量为0.1重量％～20重量％，所述酚醛树脂的含量相对于该成型材料的总重量为40重量％～55重量％，所述碳纤维的含量相对于该成型材料的总重量为40重量％～55重量％。2.如权利要求1所述的成型材料，其中，所述酚醛树脂是选自酚醛清漆型酚醛树脂、可溶性酚醛树脂和芳基亚烷基型酚醛树脂中的至少一种。3.如权利要求1或2所述的成型材料，其中，所述碳纤维是沥青系或PAN系的碳纤维。4.如权利要求1或2所述的成型材料，其中，所述碳纤维的体积平均纤维长为100μm～1000μm。5.如权利要求1或2所述的成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村正朗，
申请(专利权)人：住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP