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碳纤维增强复合材料用环氧树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材料板

摘要

本发明涉及碳纤维增强复合材料用环氧树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材料板。所述碳纤维增强复合材料用环氧树脂组合物含有下述成分[A]、[B]、[C]、[D],且成分[C]的含量以磷原子浓度计为0.2~15重量%,[A]在多官能环氧树脂中组合2官能环氧树脂得到的环氧树脂,[B]作为胺类固化剂的双氰胺,[C]磷化合物,[D]作为固化促进剂的1分子中含有2个以上脲键的化合物。

著录项

  • 公开/公告号CN103992464A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-08-20

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 东丽株式会社;

    申请/专利号CN201410098973.3

  • 发明设计人 中原历;泽冈龙治;本田史郎;

    申请日2005-02-24

  • 分类号C08G59/50(20060101);C08K9/10(20060101);C08K7/06(20060101);C08K3/02(20060101);C08K5/523(20060101);C08J5/24(20060101);C08L63/00(20060101);

  • 代理机构11256 北京市金杜律师事务所;

  • 代理人杨宏军;王大方

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-17 00:10:58

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-07-21

    授权

    授权

  • 2014-09-17

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08G59/50 申请日:20050224

    实质审查的生效

  • 2014-08-20

    公开

    公开

说明书

本申请是申请日为2005年02月24日、申请号为200580012502.5 (国际申请号为PCT/JP2005/003010)、发明名称为“碳纤维增强复合 材料用环氧树脂组合物、预浸料坯、一体化成型品、纤维增强复合材 料板及电气·电子设备用外壳”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及适合用作碳纤维增强复合材料的基体树脂的环氧树 脂组合物。具体而言,本发明涉及能提供具有优良的难燃性、力学特 性且轻质的树脂固化物的环氧树脂组合物及含有该环氧树脂组合物 的预浸料坯,还涉及由该环氧树脂固化物与碳纤维构成的纤维增强复 合材料板。

另外,本发明进一步涉及含有上述纤维增强复合材料板的适用于 电气·电子设备用外壳的一体化成型品。

背景技术

纤维增强复合材料,尤其是碳纤维与基体树脂构成的碳纤维增强 复合材料,由于其力学特性优良,不仅应用于高尔夫球棒、网球拍、 钓竿等体育用品,而且还用于航空器、车辆等的结构材料、混凝土结 构的加固等广泛领域中。最近,由于碳纤维具有导电性,该复合材料 具有优良的电磁波屏蔽性或具有优良的力学特性,所以也用于笔记本 电脑或摄像机等电气·电子设备的外壳等,发挥了使外壳薄壁化、减轻 设备重量等作用。

其中,特别在航空器或车辆等的结构材料、建筑材料等中,由于 因火灾而导致结构材料起火燃烧,产生有毒气体等是非常危险的,所 以强烈要求材料具有难燃性。

另外,在电气·电子设备用途中,为了防止因来自装置内部的发热 或遭受外部的高温而发生外壳或部件等起火燃烧的事故,也要求材料 的难燃化。

迄今为止,在纤维增强复合材料的难燃化中广泛使用了卤素难燃 剂。具体地公开了使用溴化环氧树脂、或在溴化环氧树脂中添加三氧 化锑作为难燃剂的难燃性环氧树脂组合物(例如,参见下述专利文献 1~4)。另外,也公开了使用六溴苯等有机卤化物作为难燃剂的难燃 性环氧树脂组合物或预浸料坯(例如,参见下述专利文献5)。

上述卤素难燃剂具有较高难燃效果,相反却存在着在起火至灭火 期间生成卤化氢或有机卤化物等有害气体的情况。另外,也已知焚烧 处理含有卤素难燃剂的塑料材料时,如果不在高温下使其充分燃烧, 则会产生致癌性物质二氧芑类。除此之外,由于与卤素难燃剂同时使 用的三氧化锑具有刺激性等有害性,在使用时必须注意,所以最近要 求不使用卤素难燃剂或三氧化锑也能达到一定的难燃性。

卤素难燃剂由于分子中具有卤原子,因此相对于普通的环氧树脂 固化物比重为1.2左右,难燃剂本身的比重较大,为1.9左右(以下, 比重全部为在25℃下的值)。而且并用的三氧化锑具有为5.2的非常 高的比重。因此,如果向树脂组合物中添加上述难燃剂作为难燃剂, 则将其固化后得到的树脂固化物的比重与没有添加上述难燃剂的树 脂固化物相比变大,总而言之,以该树脂组合物为基体树脂的纤维增 强复合材料的比重也增大。由此,出现了在材料中无法发挥出纤维增 强复合材料所具有的轻质且高刚性的特征的问题。

另一方面,作为不含有卤素的环氧树脂组合物的难燃化技术,公 开了由环氧树脂与金属氧化物及玻化温度在120℃以上的热塑性树脂 构成的纤维增强复合材料用基体树脂的技术(例如专利文献6)。该 技术虽然具有不生成卤化气体的优点,但是如果不添加20份以上金 属氧化物就难以得到充分的难燃性。大量含有该难燃剂的树脂组合物 由于粘度高,所以对增强纤维的含浸变得困难,对预浸料坯的使用性 造成不良影响,或在成型后的复合材料中生成空隙,易导致作为复合 材料的物性下降,特别是拉伸特性下降。

另外,由于金属氧化物与卤素难燃剂一样比重较大,例如氧化镁 具有3.2以上的比重,所以存在着以该化合物作为难燃剂得到的树脂 组合物及纤维增强复合材料与卤素难燃剂相同,存在比重增大的问 题。

如上所述,现状即为难以得到能赋予纤维增强复合材料优良的力 学特性且为非卤素类的轻质的难燃性环氧树脂组合物。

目前正在笔记本电脑、便携式电话、便携信息终端或数码相机之 类电气·电子设备、信息设备的外壳或部件中使用热塑性树脂材料。近 年,随着上述设备与部件的迅速普及,在市场中强烈要求开发出薄型 且轻质的产品。与之相伴,要求构成产品的外壳或内部部件薄壁、轻 质的同时也要求高强度、高刚性。

为满足上述要求,采用了镁合金。高刚性的要求进一步提高,于 是考虑利用铝合金等刚性更高的金属材料。但是使用该金属材料难以 容易地大量生产复杂形状的部件或产品,同时由于金属材料的比重 大,结果无法满足轻质性。

另一方面,在基体树脂中配置连续的增强纤维得到的纤维增强复 合材料(FRP),尤其是在增强纤维中使用碳纤维的碳纤维增强复合 材料(CFRP)由于能作为力学特性、轻质性优良的材料形成各种部 件、结构体而被广泛使用。但是,上述FRP不适合在单一的成型工序 中制造具有复杂形状的部件或结构体,因此,在上述用途中,必须制 作由该FRP构成的部件,然后与其他部件进行一体化。

此处,在电气·电子设备、信息设备用途中,存在着下述情况: 为了防止因来自设备内部的发热或外部遭受高温而发生外壳或部件 等起火燃烧的事故,还强烈要求难燃性。通常公知的热塑性树脂材 料为在树脂中配合有各种难燃剂的材料,例如,公开了将在碳纤 维、半芳香族聚酰胺、脂肪族聚酰胺中添加作为难燃剂的红磷得 到的树脂组合物喷射成型得到的电子设备用导电性壳体(外壳) (例如,参见下述专利文献7)。

如上所述,在纤维增强复合材料的难燃化中广泛使用了卤素 难燃剂。例如,公开了使用溴化环氧树脂与三氧化锑作为难燃剂 的碳纤维增强复合材料(例如,参见专利文献4)。但是,该难 燃剂存在因对环境、人体的有害性等而在上述用途中的使用受到 限制的问题。

另外,也公开了以将作为非卤难燃剂的氧化镁、氧化铝用作 难燃剂的环氧树脂组合物作为基体树脂的纤维增强复合材料(例 如,参见专利文献6)。但是,该公知技术存在下述问题:为了 得到充分的难燃性必须添加大量难燃剂,从而引起树脂组合物的 粘度上升,结果发生空隙等成型缺陷,力学性能下降,或由于难 燃剂比重大,所以破坏优良的轻质性等。

如上所述,现状即为将由FRP构成的部件一体化后的成型品 用于上述用途中时,不仅无法满足力学性能与轻质性,也无法满 足优良的难燃性。

专利文献1:特公昭59-2446号公报

专利文献2:特公昭59-52653号公报

专利文献3:特开平6-206980号公报

专利文献4:特开平9-278914号公报

专利文献5:专利第3216291号

专利文献6:特开平11-147965号公报

专利文献7:特开平10-120798号公报

专利文献8:特开平3-177418号公报

专利文献9:特开平3-296525号公报

专利文献10:特开昭64-70523号公报

非专利文献11:R.F.Fedors.Polym.Eng.Sci.、14(2)、147(1974)

发明内容

本发明鉴于上述现有技术的问题,提供具有优良的难燃性及力学 特性且燃烧时不生成卤素气体的轻质的纤维增强复合材料,还提供适 合用于得到该纤维增强复合材料的预浸料坯及环氧树脂组合物。

本发明的其他目的为提供不仅具有高力学特性、轻质性,且不使 用卤素类难燃剂也能获得优良的难燃性、适用于电气·电子设备用外壳 的一体化成型品。

为了解决上述问题,本发明提供:

一种碳纤维增强复合材料用环氧树脂组合物,含有下述成分[A]、 [B]、[C],且成分[C]的含量以磷原子浓度计为0.2~15重量%。

[A]环氧树脂

[B]胺类固化剂

[C]磷化合物

一种预浸料坯,所述预浸料坯为使碳纤维中含有上述碳纤维增强 复合材料用环氧树脂组合物而得到的预浸料坯。

一种纤维增强复合材料,所述纤维增强复合材料为由使上述碳纤 维增强复合材料用环氧树脂组合物固化得到的树脂固化物与碳纤维 构成的纤维增强复合材料。

本发明提供一种一体化成型品,所述一体化成型品由连接含有由 (a)连续的增强纤维、(b)以热固性树脂为主要成分的基体树脂组 合物及(c)难燃剂形成的纤维增强复合板的部件(I)与其他部件 (II)形成,上述部件(I)的基于UL-94的难燃性以其实质厚度 的试验片测定为V-1或V-0。

本发明提供一种纤维增强复合材料板,所述纤维增强复合材料板 为由(a)连续的增强纤维、(b)以热固性树脂为主要成分的基体树 脂组合物及(c)难燃剂构成的纤维增强复合材料板(A),其特征在 于,包括至少在部分表面上具有凹凸部的(d)热塑性树脂层,基于 UL-94的难燃性以其实质厚度的试验片测定为V-1或V-0。

根据本发明,如以下所说明,可以得到具有优良的难燃性及力学 特性、燃烧时不产生卤素气体的轻质的纤维增强复合材料、适用于得 到该纤维增强复合材料的预浸料坯及环氧树脂组合物。

另外,本发明的一体化成型品或纤维增强复合材料板不仅由于具 有优良的力学特性及轻质性而有利于薄型轻质化,而且因兼具优良的 难燃性而优选用于笔记本电脑或便携信息终端等。

附图说明

图1为本发明的纤维增强复合材料板之一例的剖面模式图。

图2为垂直粘接强度评价样本。

图3为垂直粘接强度评价装置的模式图。

图4为使用本发明的纤维增强复合材料板的电脑外壳的一体化成 型品的模式图。

图5为使用本发明的复合材料板的便携式电话显示器外壳的模式 图。

图6为垂直粘接强度评价样本。

符号说明

1:增强纤维

1-in:连接热塑性树脂被覆层3的最内侧的增强纤维

1-out:连接热塑性树脂被覆层3的最外侧的增强纤维

2:热固性树脂

3:热塑性树脂被覆层

4:纤维增强复合材料板表面

5:热固性树脂与热塑性树脂被覆层之间的界面

Tpf:被覆层的凹凸形状的最大厚度

Tsur:1-out与表面4之间的距离

6:垂直粘接强度评价用样本

7:纤维增强复合材料板

8:其他部件(II)

9a:拉伸夹具

9b:拉伸夹具

10:粘合面

11a:拉伸方向箭头

11b:拉伸方向箭头

12:笔记本电脑外壳

13:构成笔记本电脑外壳的纤维增强复合材料板

14:构成笔记本电脑外壳的其他部件(II)

15:便携式电话显示器外壳

16:构成便携式电话显示器外壳的纤维增强复合材料板

17:构成便携式电话显示器外壳的其他部件(II)

18:试验片的长度

19:试验片的宽度

20:试验片

21:连接部

22:连接部的长度

具体实施方式

本发明的环氧树脂组合物含有下述成分[A]、[B]、[C]。

[A]环氧树脂

[B]胺类固化剂

[C]磷化合物

环氧树脂中含有的磷原子浓度必须为0.2~15重量%。

磷原子的难燃效果认为是由磷原子促进碳化物形成的效果而得 到的,较大程度地受树脂组合物中的磷原子浓度的影响。如果磷原子 浓度小于0.2重量%,则难以充分得到难燃效果,如果超过15重量%, 则会对得到的复合材料的机械特性、特别是拉伸强度或却贝冲击值带 来不良影响。优选为0.3~13重量%,较优选为0.4~11重量%,更 优选为0.5~10重量%。

此处,作为磷化合物,只要分子中含有磷原子即可,没有特别限 定,优选使用磷酸酯、缩合磷酸酯、磷杂菲类化合物等含有磷的化合 物或红磷。上述磷化合物可以在固化反应中被环氧树脂骨架捕获、也 可以分散或溶于环氧树脂组合物中。

红磷由于比重为2.2,比金属氧化物小,且红磷中含有的发挥难 燃剂作用的磷原子含有率非常高,所以为了得到充分的难燃效果而不 得不添加的难燃剂的添加量可以为少量。由此,添加红磷作为难燃剂 得到的树脂固化物及纤维增强复合材料的比重小,能充分发挥出轻质 化的优点。另外,通过抑制添加量为少量,能容易控制环氧树脂组合 物的流变,因此特别优选。这是由于经由作为中间产品的预浸料坯得 到纤维增强复合材料时,或采用树脂转注成型法等注入树脂的方法得 到纤维增强复合材料时,该环氧树脂组合物的流变影响成型性等。

红磷更优选使用红磷的表面被金属氢氧化物及/或树脂被覆提高 了稳定性的红磷。作为金属氢氧化物,可以举出氢氧化铝、氢氧化镁、 氢氧化锌、氢氧化钛等。对树脂的种类和被覆量没有特别限定,作为 树脂,优选与作为基础树脂的环氧树脂亲和性高的酚醛树脂、环氧树 脂、聚甲基丙烯酸甲酯等。被覆量优选相对于红磷为1重量%以上。 小于1重量%时,被覆效果不充分,在高温下的混炼时等会产生磷化 氢气体。虽然上述被覆量越多稳定性越好,但是从难燃效果或纤维增强 复合材料的轻质化之类的观点考虑优选相对于红磷不超过20重量%。

磷酸酯及缩合磷酸酯由于磷原子的含有率比红磷少,所以为了得 到相同程度的难燃性多少增加了添加量。但是,由于磷酸酯与缩合磷 酸酯的比重为1.2左右,基本等于或小于添加难燃剂前的环氧树脂组 合物的固化物的比重,所以可以不增加得到的树脂固化物及纤维增强 复合材料的比重而赋予难燃性。另外,由于大部分市售的磷酸酯及缩 合磷酸酯在常温下为液体,所以能抑制使用金属氢氧化物时发生的复 合材料的机械特性下降,能得到维持较高特性的纤维增强复合材料。

使用磷化合物粉末时,优选其最大粒径为200μm以下。如果粒 径大于该值,则存在着下述情况:对树脂的分散性变差,或对预浸料 坯的制造工序的通过性带来不良影响。更优选最大粒径为150μm以 下。此处所说的最大粒径是指粒度分布测定中检出的最大粒径,粒度 分布测定中可以利用激光衍射型粒度分布测定装置进行测定。

另外,磷化合物粉末优选使用平均粒径为0.1~70μm范围内的粒 子。由此,可以提高对环氧树脂的分散性,减少成型性、难燃性等的 参差不齐,除此之外,少量即可以显示有效的难燃性。更优选为0.5~ 50μm。需要说明的是,此处所说的平均粒径是指体积平均,可以利 用激光衍射型粒度分布测定装置进行测定。

作为磷酸酯的具体例,可以举出磷酸三芳基酯、磷酸烷基芳基酯、 磷酸烷基酯、膦酸酯等。作为磷酸三芳基酯,有磷酸三苯酯、磷酸三 (邻甲苯酯)、磷酸三二甲苯酯、磷酸甲苯·联苯酯、磷酸甲苯·二2, 6-二甲苯酯、磷酸羟基二苯酯等。作为磷酸烷基芳基酯,有磷酸辛 基二苯酯等。作为磷酸烷基酯,有磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三 正丁酯、磷酸三异丁酯、磷酸三(2-甲基己基)酯等。作为膦酸酯, 有甲基膦酸二甲酯等。

作为缩合磷酸酯,有间苯二酚双(二磷酸酯)、双酚A双(二苯 基磷酸酯)等。

其中,优选使用分子中的磷原子重量含有率尽可能高的化合物。

需要说明的是,可以使用的磷酸酯、缩合磷酸酯不限定于具体例。

另外,上述磷化合物可以单独使用,也可以组合使用多种,还可 以使用预先与树脂等混炼成母炼胶状的物质。

作为用于本发明的环氧树脂(成分[A]),只要为化合物中具有2 个以上环氧基的化合物即可,没有特别限定,例如,可以使用双酚A 型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛清漆型环 氧树脂、萘型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、具有芴骨架的环氧树 脂、以苯酚化合物与二环戊二烯的共聚物为原料得到的环氧树脂、二 环氧丙基间苯二酚、四(环氧丙基氧基苯基)乙烷、三(环氧丙基氧 基苯基)甲烷之类环氧丙基醚型环氧树脂组合物、四环氧丙基二氨基 二苯基甲烷、三环氧丙基氨基苯酚、三环氧丙基氨基甲酚、四环氧丙 基二甲苯二胺之类环氧丙基胺型环氧树脂、联苯型环氧树脂、异氰酸 酯变性环氧树脂及上述树脂的混合物。环氧树脂可以单独使用上述树 脂,也可以混合使用。特别是需要具有耐热性、机械特性的平衡的复 合材料时,优选在多官能环氧树脂中组合2官能环氧树脂得到的材料, 例如优选组合作为多官能环氧树脂的苯酚酚醛清漆型环氧树脂和作 为2官能环氧树脂的双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。

本发明使用的固化剂为胺类固化剂(成分[B])。胺类固化剂是 指固化剂分子中具有氮原子的固化剂。作为该固化剂,只要分子中含 有氮原子即可,没有特别限定,例如,可以使用4,4’-二氨基二苯 基甲烷、4,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯砜、间苯二胺、 间二甲撑二胺、二乙基甲苯二胺之类具有活性氢的芳香族聚胺化合 物,二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、异佛尔酮二胺、双(氨基甲基) 降冰片烷、双(4-氨基环己基)甲烷、聚亚乙基亚胺的二聚酸酯之 类具有活性氢的脂肪族胺,使上述具有活性氢的胺与环氧化合物、丙 烯腈、苯酚与甲醛、硫脲等化合物反应得到的变性胺,二甲基苯胺、 二甲基苄基胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚或1取代咪唑 之类不具有活性氢的叔胺,二氰基二酰胺、四甲基胍、己二酸酰肼或 萘二甲酸酰肼之类聚羧酸酰肼,三氟化硼乙胺配位化合物之类路易斯 酸配位化合物等。

其中,在用于必须有高耐热性的用途中时,特别优选使用芳香族 聚胺。如果使用芳香族聚胺,虽然固化时需要180℃左右的高温,但 能得到弹性率、耐热性高的固化物,以其为基体树脂的纤维增强树脂 复合材料适用于航空器或车辆等的结构材料。其中,使用3,3’-二 氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜能得到具有耐热性、特别是耐湿 耐热性的纤维增强复合材料,且在混合-液化于环氧树脂中的情况下 具有优良的贮藏稳定性而特别优选。

为了提高固化活性,上述固化剂中可以适当组合使用固化促进 剂。例如,可以在双氰胺中适当组合作为固化促进剂的3-苯基-1, 1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲(DCMU)、 3-(3-氯-4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、2,4-二(3,3- 二甲基脲基)甲苯之类脲衍生物或咪唑衍生物使用。单独为双氰胺时 硬化需要170~180℃左右的温度,与之相对,使用上述组合的树脂组 合物能在80~150℃左右固化。特别优选双氰胺与1分子中具有2个 以上脲键的化合物的组合。作为1分子中具有2个以上脲键的化合物, 优选1,1’-4(甲基-间亚苯基)二(3,3-二甲基脲)或4,4’- 亚甲基二(苯基二甲基脲),使用上述化合物时,可以在150~160℃ 下经2~10分钟即可固化,除此之外,还可以大幅度提高厚度较薄的 板的难燃性,用于电气·电子材料用途等情况时特别优选。

此外,还可以举出在芳香族胺中组合作为固化催化剂的三氟化硼 乙胺配位化合物的例子等。

在还必须有低温固化性的用途中,可以优选使用固化剂在70~ 125℃下活化的潜在性固化剂。此处,在70~125℃下活化是指反应开 始温度在70~125℃的范围内。所述反应开始温度(以下称为活化温 度)可以根据示差扫描热量分析(DSC)求得。具体而言,对在100 重量份环氧当量为184~194左右的双酚A型环氧树脂中加入10重量 份作为评价对象的固化剂得到的环氧树脂组合物,可以由利用示差扫 描热量分析得到的发热曲线的拐点的切线与基线的切线的交点求得。 如果上述活化温度小于70℃,则存在保存稳定性不充分的情况,如果 超过125℃,则存在得不到所期望的快速固化性的情况。

作为在70~125℃下活化的潜在性固化剂,只要具有上述活化温 度即可,没有特别限定,例如可以举出胺加合物型潜在性固化剂、微 胶囊型潜在性固化剂、胺化酰亚胺、封端异氰酸酯、使环氧基与氨基 甲酸酯反应形成噁唑烷酮环的化合物、乙烯基醚封端羧酸、咪唑与羧 酸的盐、胺的氨基甲酸盐、鎓盐等。

此处,作为胺加合物型潜在性固化剂是指通过使具有伯、仲或叔 氨基的化合物、或各种咪唑化合物等活性成分与能与该化合物反应的 一些化合物反应进行高分子量化,从而在保存温度下为不溶化的物 质。作为胺加合物型潜在性固化剂,可以使用“AMICURE”(注册商 标)PN-23、MY-24(以上为味之素精细化学(株)制)、“Adeka  Hardner”(注册商标)EH-3293S、EH-3615S、EH-4070S(以上 为旭电化工业(株)制)、“FUJICURE”(注册商标)FXE1000、FXR -1020(以上为富士化成工业(株)制)等,作为微胶囊型潜在性固 化剂,可以使用“Novacure”(注册商标)HX-3271、HX-3722(旭 化成工业(株)制)等。这些固化剂中,特别是“AMICURE”PN-23 之类的胺加合物型潜在性固化剂具有在室温下的优良的保存稳定性 且快速固化性显著而优选使用。

微胶囊型潜在性固化剂是指通过以固化剂为核、用环氧树脂、聚 氨酯树脂、聚苯乙烯类、聚酰亚胺等高分子物质或环糊精等作为壳被 覆该核来减少环氧树脂与固化剂之间接触的固化剂。

如果向固化剂在70~125℃下活化的潜在性固化剂中组合特定的 固化剂,则在低温下也能快速固化。例如,“AMICURE”PN-23等潜 在性固化剂中组合了缬氨酸二酰肼等有机酸二酰肼的固化剂类、在潜 在性固化剂中组合了DCMU等固化促进剂后的固化剂类在110℃下 经10分钟左右可固化,故而优选使用。

另外,也可以使用下述固化剂:上述专利文献8中记载的加热胺 化合物、环氧树脂与尿素使其反应得到的固化剂化合物;上述专利文 献9记载的使N,N-二烷基氨基烷基胺与具有活性氢且具有氮原子 的环状胺与异氰酸酯、或进一步与环氧化物反应得到的固化性化合 物;上述专利文献10记载的以特定的胺化合物为核、以其与环氧树 脂的反应产物为壳形成的母炼胶型固化剂等。上述固化剂可以单独使 用,也可以组合使用多种。

本发明的环氧树脂组合物,在期望能够在短时间内大量生产的产 业材料用途,特别是电气·电子设备的外壳等用途中,优选能在150℃ 下30分钟以内固化。更优选在10分钟以内固化。此处,能固化是指 上述树脂组合物在一定温度下固化一定时间后树脂固化物可以脱模, 具体而言是指在放置在加热至150℃的冲床(press)上的内径为 31.7mm、厚度为3.3mm的聚四氟乙烯制O形环中注入1.5ml树脂组 合物,加压固化10分钟后可以不使树脂固化物变形地将其取出的程 度。

为了控制粘弹性或赋予韧性,可以在本发明的环氧树脂组合物中 配合使用热塑性树脂。

作为上述热塑性树脂的例子,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙 烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯缩乙醛、聚乙烯基吡咯烷酮、 将选自芳香族乙烯单体·氰化乙烯单体·胶质聚合物中的至少2种作为 结构成分的聚合物、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚芳醚、聚砜、聚醚 砜、聚酰亚胺等。作为选自芳香族乙烯单体·氰化乙烯单体·胶质聚合 物的至少2种作为结构成分的聚合物的例子,可以举出丙烯腈-苯乙 烯-丁二烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂) 等。聚砜、聚酰亚胺可以在主链上含有醚键、酰胺键。

聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯 基吡咯烷酮具有与双酚A型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂等多种环 氧树脂的良好的相溶性,控制热固性树脂组合物的流动性的效果明显 而优选,特别优选聚乙烯醇缩甲醛。如果列举上述热塑性树脂的市售 品,则有“Denka Butyral”及“Denka Formal”(注册商标,电气化学工 业(株)制)、“Vinylec”(注册商标,智索(株)制)等。

聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺的树脂本身具有优良的耐热性,除此之 外,具有与作为广泛用于要求耐热性的用途、例如航空器的结构部件 等中的环氧树脂的四环氧丙基二氨基二苯基甲烷、三环氧丙基氨基苯 酚、三环氧丙基氨基甲酚、四环氧丙基甲苯二胺之类环氧丙基胺型环 氧树脂具有适当相溶性的树脂骨架的聚合物,如果使用上述聚合物, 则树脂组合物的流动性控制的效果明显,除此之外还具有能增加纤维 增强树脂复合材料的耐冲击性的效果而优选。作为上述聚合物的例 子,聚砜有“RADEL”(注册商标,Solvay Advanced Polymers社制) A、“Sumika Excel”(注册商标)PES(住友化学(株)制)等,聚酰 亚胺具有“Ultem”(注册商标,通用电气塑胶公司制)、“Matrimid” (注册商标)5218(泛达化学公司制)等。

本发明的环氧树脂组合物中,热塑性树脂优选相对于100重量份 环氧树脂含有1~60重量份。如果小于1重量份,则无法表现出效果, 如果为60重量份以上,则预浸料坯的被覆性被破坏,或吸水性等方 面受到影响。

本发明的环氧树脂组合物可以含有上述化合物以外的化合物。例 如,为了提高难燃性,可以含有金属氧化物或金属氢氧化物。但是, 含有上述化合物时,优选在环氧树脂组合物中的含量为10重量%以 下。较优选为5重量%以下,更优选为0重量%。如果超过上述配合 量,则从轻质化的观点考虑具有不适用的情况。

另外,固化本发明的树脂组合物得到的固化物的比重,优选为 1.35以下。通过设定为上述范围,可以提供更轻质的纤维增强复合材 料。环氧树脂组合物的比重较优选为1.33以下,更优选为1.32以下。

组合上述环氧树脂组合物与增强纤维,可以得到纤维增强复合材 料。作为制作纤维增强复合材料的方法,有下述方法:层叠·加热在增 强纤维中含浸有环氧树脂组合物制成板材状的预浸料坯而成型的方 法;不使用预浸料坯,直接在增强纤维中含浸环氧树脂组合物后加热 固化的方法,例如手糊成型法、纤维缠绕法、拉挤成型法、树脂喷射 成型法、树脂转注成型法等成型法。

其中,本发明的环氧树脂组合物适合用于经由预浸料坯得到复合 材料的方法。

本发明的树脂组合物在60℃下的粘度优选为10~700Pa·s的范围 内。如果粘度小于10Pa·s,则使增强纤维含浸树脂制作预浸料坯时, 树脂沉入增强纤维内,预浸料坯表面的树脂变少故而表面得不到充分 的粘性即粘合性,或成型时树脂流动大,发生增强纤维的混乱。另外, 如果超过700Pa·s,则向增强纤维的含浸变得困难或给成型加工性及 成型品质量带来不良影响。该粘度可以通过使用旋转粘度计测定在 60℃下的粘度而求得。

本发明的环氧树脂组合物特别在材料的轻质化或高强度化的要 求高的用途中,优选组合使用比弹性率、比强度优良的碳纤维。作为 增强纤维,除碳纤维以外,还可以使用玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、 硼纤维、PBO纤维、高强力聚乙烯纤维、氧化铝纤维及碳化硅纤维等 纤维,可以混合使用2种以上上述纤维。

作为航空器的结构材料等要求兼具强度和高刚性时,可以进一步 使用弹性率为300GPa以上的碳纤维。另外,电气·电子设备的外壳等 注重更薄壁化·轻质化时,要求高刚性,使用弹性率为300GPa以上、 进一步为400GPa以上的碳纤维。此处所说的碳纤维的拉伸强度、弹 性率指根据JIS R7601测得的线材拉伸强度、线材拉伸弹性率。

对增强纤维的形态或配列没有限定,例如可以使用并纱到单向的 长纤维、单一的亚麻短纤维、织物、针织物、无纺布、无光织物及编 织带等纤维结构物。

单向预浸料坯,因增强纤维的方向集中、纤维弯曲少,从而纤维 方向的强度利用率高,故而特别优选。如果以合适的层叠结构层叠多 个预浸料坯后成型,则可以自由控制碳纤维增强复合材料的各方向的 弹性率、强度故而特别优选单向预浸料坯。

织物预浸料坯由于可以得到强度、弹性率的各向异性少的材料、 表面可以显示碳纤维织物的图案、外观设计性优良而优选。可以成型 多种预浸料坯,例如,同时使用单向预浸料坯与织物预浸料坯进行成 型。

环氧树脂组合物可以被含浸至增强纤维束的内部,片材状的预浸 料坯等情况下可以使树脂组合物局部存在于其表面附近。

得到的纤维增强复合材料的强度和弹性率,较大依赖于增强纤维 量。即含有一定量的增强纤维时,组合的基体树脂的量越少,越能在 大致一定地维持纤维增强复合材料或最终产品的性能的同时降低产 品的重量。为了实现上述目的,优选相对于本发明的预浸料坯及纤维 增强复合材料总重量的增强纤维的含量为30~95重量%,较优选 50~90重量%,更优选60~90重量%。增强纤维的含量小于30重量 时,轻质化效果不充分,如果超过95重量%,则存在树脂量少导致 复合材料中残留空隙,机械特性下降的情况。

本发明的预浸料坯,可以通过将树脂组合物溶于甲基乙基酮、甲 醇等溶剂中进行低粘度化后使其含浸在增强纤维中的湿法或通过加 热进行低粘度化后使其含浸在增强纤维中的热熔法等进行制作。

湿法是将增强纤维浸渍到树脂组合物的溶液中后,取出,使用烘 箱等使溶剂蒸发得到预浸料坯的方法。

热熔法是使增强纤维直接含浸通过加热低粘度化的树脂组合物 的方法,或预先制作将树脂组合物涂敷在隔离纸等上得到的树脂膜, 然后从增强纤维的两侧或单侧重叠该膜,通过加热加压使其含浸树脂 得到预浸料坯的方法。该热熔法因在预浸料坯中实质上不残留溶剂而 优选。

采用热熔法得到预浸料坯时,涂敷树脂膜的工序中树脂组合物的 温度优选为30~80℃,较优选为40~70℃。如果小于30℃,则存在 粘度变高、树脂膜的单位面积重量不稳定的情况,如果超过80℃则存 在涂敷中树脂发生固化,粘度大幅上升的情况。

另外,可以使用本发明的预浸料坯,边施加热或压力边使树脂加 热固化等制造纤维增强复合材料。

作为施加热及压力的方法,可以采用加压成型法、热压罐成型法、 袋压成型法(bag molding)、研磨带成型(lapping tape molding)法、 内压成型法等。

作为成型纤维增强复合材料的温度,虽然依赖于环氧树脂组合物 中含有的固化剂的种类,但是优选为80~220℃。如果该成型温度小 于80℃,则存在无法得到充分的快速固化性的情况,如果超过220℃, 则存在易发生因热变形导致的翘曲的情况。特别是为了缩短成型循环 而优选加压成型。在低温下的成型优选在真空中进行的袋压成型。

本发明的碳纤维增强复合材料,相对于纤维增强复合材料总体积 的碳纤维的含有体积(以下表示为Vf)为60%时,优选比重为1.7 以下。如果为1.7以上,例如用于电子设备的外壳时,无法发挥纤维 复合材料的“轻且结实”的特性,且无法充分得到“轻”的优点。

此处,碳纤维增强复合材料的Vf大于60%时,碳纤维增强复合 材料的比重增加,但是如果以相同厚度的材料进行比较则能得到强度 较大的成型品,所以为了得到相同的强度,可以降低必须的材料的厚 度。由此,例如Vf为85%时,优选比重为1.9以下。

另一方面,碳纤维增强复合材料的Vf小于60%时,比重变小, 相同厚度的材料的强度下降,因此为了得到相同强度,不得不增加材 料的厚度。由此,例如Vf为40%时,比重优选为1.6以下。

使用以本发明的环氧树脂组合物为基体树脂的纤维复合材料作 为电子设备的外壳时,由于希望落下时材料的冲击吸收大,故优选使 用却贝(sharpy)冲击值高的材料。预浸料坯为单向预浸料坯时,优 选却贝冲击值为100J/m2以上。较优选为150J/m2,更优选为200J/m2。 却贝冲击值可以根据JIS K7077记载的方法进行测定。

作为结构材料使用时,希望拉伸强度高。预浸料坯为单向预浸料 坯时,优选拉伸强度为1000MPa以上,较优选1300MPa,更优选为 1500MPa。拉伸强度可以根据ASTM D3039记载的方法进行测定。

采用上述方法得到的纤维增强树脂复合材料在基于UL94标准对 厚度为2mm以下的试验片进行测定得到的难燃性优选为V-1以上, 较优选为V-0。另外,作为电气·电子设备的外壳使用时,假定可设 计成更薄的壁厚进行使用时,优选对厚度为1.5mm以下的试验片测定 得到的难燃性为V-1以上,较优选为V-0。较优选厚度为1.2mm 以下的试验片、更优选厚度为0.8mm以下的试验片、特别优选厚度为 0.5mm以下的试验片测定得到的难燃性为V-1以上,尤其为V-0。

此处,V-0与V-1难燃性表示满足在UL-94标准(Underwriters  Labratories Inc.中设计的美国燃烧试验法)中,根据燃烧时间或其状 态、燃烧蔓延的有无、燃烧熔滴(drip)的有无或其燃烧熔滴的燃烧 性等规定的V-0及V-1的条件的难燃性。

本发明的一体化成型品,作为其结构要素之一,具有纤维增强复 合材料板。

纤维增强复合材料板为由增强纤维与基体树脂组合物形成的板 状物。

作为增强纤维,例如可以举出铝、黄铜、不锈钢等金属纤维;或 聚丙烯腈类、人造纤维类、木质素类、沥青类碳纤维、或石墨纤维、 玻璃纤维等绝缘性纤维;芳香族聚酰胺、PBO、聚苯硫醚、聚酯、丙 烯酸、尼龙、聚乙烯等有机纤维;碳化硅、氮化硅等无机纤维。另外, 可以对上述纤维实施表面处理。作为表面处理,除了被覆作为导电体 的金属的处理之外,还有偶联剂处理、胶粘剂处理、添加剂的附着处 理等。上述增强纤维可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

其中,从比强度、比刚性、轻质性或导电性的平衡的观点考虑, 优选使用碳纤维,尤其是考虑到实现廉价的成本方面,优选使用聚丙 烯腈类碳纤维。

作为增强纤维的形态,考虑有效显示增强纤维的补强效果方面而 优选平均长度为10mm以上的纤维层叠成层状配置的增强纤维。作为 增强纤维层的形态,优选使用布或将长纤维、编织物、长纤维束、纺 织纱线等并纱到单向的形态。层叠并纱到单向的形态的层时,由于能 使层叠体的强度的各向异性变小而优选每层均朝向不同方向地层叠。 上述层的形态可以单独使用1种,可以并用2种以上。

得到的纤维增强复合材料的强度与弹性率,较大依赖于增强纤维 量。即含有一定量的增强纤维时,组合的基体树脂的量越少,越能在 大致一定地维持纤维增强复合材料或最终产品的性能的同时减轻产 品的重量。为了实现上述目的,优选相对于本发明的预浸料坯及纤维 增强复合材料总重量的增强纤维的含量为30~95重量%,较优选为 50~90重量%,更优选为60~90重量%。增强纤维的含量小于30 重量%时,有时轻质化效果不充分,如果超过95重量%,则存在由 于树脂量少而导致复合材料中残留空隙、机械性能下降的情况。

上述基体树脂组合物优选至少形成主要含有热固性树脂的热固 性树脂组合物层与主要含有热塑性树脂的热塑性树脂组合物层而得 到。

从力学特性、成型的容易性观点考虑较优选使用热固性树脂。

作为构成本发明的纤维增强复合材料板的热固性树脂,例如,有 不饱和聚酯、乙烯酯、环氧、苯酚(甲阶酚醛型)、脲醛·三聚氰胺、 聚酰亚胺、双马来酰亚胺、氰酸酯等,上述树脂的共聚物、变性体及 掺和至少2种上述树脂得到的树脂。为了提高冲击性,可以添加弹性 体或橡胶成分。特别是从成型品的力学特性的观点考虑优选环氧树 脂。而且为了显示出优良的力学特性,优选含有环氧树脂作为主要成 分,具体地优选含有60重量%以上。

从提高难燃性的观点考虑,优选热固性树脂的玻化温度Tg满足 Tmax-Tg≤50。此处Tmax是指进行后固化、处于观察不到由DSC评 价得到的热固性树脂的残留发热量的状态的纤维增强复合材料板的 热固性树脂的玻化温度。作为后固化条件,优选在后固化前预先评价 作为对象的纤维增强复合材料板的热固性树脂的玻化温度Tg,在该 玻化温度Tg+30的温度范围内进行。通过设定为该温度范围,可以 不发生热固性树脂的劣化或热分解地正确进行Tmax的评价。

通过设定为Tmax-Tg≤50,可以使热固性树脂中的低分子量体变 少,抑制分解气体的产生,提高难燃性。

经由热塑性树脂组合物层将纤维增强复合材料板与其他部件一 体化能够得到比使用公知的粘合剂连接更牢固的连接。

作为以热塑性树脂为主要成分的层中使用的热塑性树脂,例如可 以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、 聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PENP)、液晶 聚酯等聚酯;聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烃;苯乙 烯类树脂、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯 醚(PPE)、变性PPE、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚 醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、变性PSU、聚醚砜(PES)、聚酮 (PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、 聚芳酯(PAR)、聚醚腈(PEN)、酚醛类树脂、苯氧树脂、聚四氟 乙烯等氟类树脂,或上述树脂的共聚物、变性体、及2种以上掺和得 到的树脂等。其中,聚酰胺树脂由于力学特性优良而优选。

另外,为了提高耐冲击性,可以添加其他弹性体或橡胶成分。可 以根据用途等,在不破坏本发明的目的的范围内含有其他填充材料或 添加剂。例如,可以举出无机填充材料、难燃剂、导电性赋予剂、成 核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫剂、防臭剂、 防着色剂、热稳定剂、脱模剂、防带电剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、 颜料、染料、发泡剂、消泡剂、偶联剂等。

作为难燃剂,可以按照与上述难燃剂(c)相同的想法进行选择。

另外,优选构成热塑性树脂组合物层的热塑性树脂的溶解度参数 δ(SP值)为9~16,较优选为10~15,更优选为11~14。溶解度 参数(SP值)是指由Fedors方法测定的在25℃下的聚合物的重复单 元的值。该方法记载在上述非专利文献11中。通过将溶解度参数δ (SP值)设定为上述范围内,热塑性树脂的分子链的凝集力变大, 热塑性树脂组合物自身变得不易破坏,与增强纤维的亲和力也能提 高,所以能表现出牢固的粘合力。

作为能达到上述溶解度参数δ的热塑性树脂,例如,可以举出具 有酰胺键、酯键、氨基甲酸酯键、醚键、氨基、羟基、羧基、芳香环 等比烃骨架极性更高的键、官能团或结构的树脂。作为上述热塑性树 脂组合物,含有酰胺键、酯键、氨基甲酸酯键、羟基等的热塑性树脂 组合物,可以举出聚酰胺类树脂、聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂、乙 烯·乙烯醇共聚合类树脂等。含有芳香环的热塑性树脂组合物,可以举 出苯乙烯类树脂或PPS类树脂等。上述树脂不仅可以以单体使用,也 可以使用上述树脂的共聚物、变性体及掺杂至少2种上述树脂得到的 树脂等。

作为热固性树脂组合物层与热塑性树脂组合物层的分数,考虑到 提高成型品的力学性能而优选热固性树脂组合物层的重量分数大于 热塑性树脂组合物层的重量分数。

另外,为了提高耐冲击性,可以在基体树脂组合物中添加其他弹 性体或橡胶成分。可以根据用途等,在不破坏本发明的目的的范围内 含有其他填充材料或添加剂。例如,可以举出无机填充材料、导电性 赋予剂、成核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫 剂、防臭剂、防着色剂、热稳定剂、脱模剂、防带电剂、增塑剂、润 滑剂、着色剂、颜料、染料、发泡剂、消泡剂、偶联剂等。

如后所述,优选增强纤维中的至少部分纤维组埋没在热固性树脂 中,至少部分其他的纤维组埋没在以热塑性树脂为主要成分的层中。 根据上述方案,可以得到牢固的粘合。

埋没在以热塑性树脂为主要成分的层中的增强纤维组存在的区 域的凹凸形状的最大厚度Tpf优选为10~100μm,较优选为20~ 80μm,更优选为40~60μm。通过上述操作,可以得到更牢固的粘合。 该最大厚度Tpf定义如下:在以热塑性树脂为主要成分的层的厚度方 向上,从以热塑性树脂为主要成分的层(图1中3)的表面(图1中 4)观察,埋没在以热塑性树脂为主要成分的层中的增强纤维中最接 近表面的增强纤维(图中1-out)与、在以热塑性树脂为主要成分的 层的从表面深入的厚度最大的部位埋没在以热塑性树脂为主要成分 的层中或与该层连接的增强纤维中距离表面最远的增强纤维(图1中 1-in)之间的在厚度方向上的距离。如果Tpf最大值为100μm,则能 得到充分牢固的粘合。另外,从以热塑性树脂为主要成分的层的表面 4至增强纤维1-out的距离Tsur优选为10~200μm。较优选为20~ 100μm。通过设定为该范围,以热塑性树脂为主要成分的层可以有效 地作为粘合层发挥作用。过薄时导致粘合力不足,过厚时以热塑性树 脂为主要成分的层容易被破坏。

以热固性树脂与热塑性树脂为主要成分的层优选形成凹凸形状 的界面。由此增大两层的接触面积,牢固地粘合,从而使间隔以热塑 性树脂为主要成分的层的粘合也成为牢固的粘合。在该界面上,同一 根纤维埋没在以热固性树脂与热塑性树脂为主要成分的层的两层中, 可以说是利用扦子的效果补强粘合界面,得到牢固的粘合。

以热固性树脂与热塑性树脂为主要成分的层之间的界面形态及 Tpf可以通过扫描型电子显微镜(SEM)或透过型电子显微镜(TEM) 进行观察。观察的试验片,为从纤维增强复合材料板切下表层部分得 到的薄壁切片。为了在观察中调整以热固性树脂与热塑性树脂为主要 成分的层之间的对比度,可以将试验片染色。

纤维增强复合材料板中所含的难燃剂(c),例如,可以举出磷酸 三苯脂、磷酸三(邻甲苯酯)、磷酸甲苯·联苯酯、磷酸三辛酯、聚磷酸 铵、聚磷腈、磷酸酯、膦酸酯、亚膦酸酯、氧化膦、缩合磷酸酯、膦 菲类化合物、红磷等磷类难燃剂;铝酸钙、氧化锆等无机类难燃剂; 氰尿酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺等氮类;硅类;氢氧化铝、氢氧化 镁、氢氧化钙、氢氧化锡等金属氢氧化物类;酚类等难燃剂。

其中,如果不在高温下焚烧,则燃烧时可能产生二氧芑,所以优 选为非卤类难燃剂。从轻质性方面考虑尤其优选磷类、氮类、硅类难 燃剂。较优选为难燃效果高的磷类难燃剂。如果相对于纤维增强复合 材料板磷类难燃剂以磷原子浓度计含量为0.2~15重量%,则能充分 显示难燃效果而优选。其中,磷原子含量大的红磷即使添加量为少量 也能有效地发挥作用而优选。

红磷较优选使用经金属氢氧化物及/或树脂被覆表面提高了稳定 性的红磷。作为金属氢氧化物,可以举出氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧 化锌、氢氧化钛等。对树脂的种类和被覆的厚度没有特别限定,作为 树脂,优选与作为基材树脂的环氧树脂的亲和性高的酚醛树脂、环氧 树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等。另外,被覆量优选相对于红磷为1 重量%以上。如果小于1重量%,则被覆效果不充分,存在在高温下 混炼时等产生磷化氢气体的情况。虽然从稳定性方面考虑优选较多的 被覆量,但是从难燃效果或纤维增强复合材料的轻质化观点考虑,被 覆量优选不超过20重量%。

使用磷化合物粉末时优选使用平均粒径在0.1~70μm范围内的 磷化合物粉末。由此,可以提高对环氧树脂的分散性,减少成型性、 难燃性等的不均,除此之外,少量即可有效地发挥难燃性。较优选为 0.5~50μm。需要说明的是,此处所说的平均粒径的含义是体积平均 粒径,可以利用激光衍射型粒度分布测定装置进行测定。

从纤维增强复合材料板的力学特性与难燃性两方面观点考虑,上 述难燃剂的含量优选在纤维增强复合材料板中所占比例为1~20重量 %。较优选为3~12重量%。

作为纤维增强复合材料板的形态,优选内部夹有芯材的夹层结 构。由此可以进一步提高轻质性。作为芯材,从难燃性、轻质性的观 点考虑优选酚类、聚酰亚胺类、PPS类等发泡体。

本发明的纤维增强复合材料板基于UL-94的难燃性,以具有实 质厚度的试验片测定结果表示为V-1或V-0是重要的,优选为V -0。此处,所说的“具有实质厚度的试验片”是指以使用的纤维增强 复合材料板的厚度作为用于测定的样本的厚度。通过使难燃性为V- 1或V-0,适用于要求难燃性的产品中。实质厚度优选为0.05~2mm, 从薄壁·轻质的观点考虑较优选为0.1~1.0mm,更优选为0.2~0.8mm。

作为纤维增强复合材料板的密度,从轻质性的观点考虑优选为 1.8g/cm3以下,较优选为1.7g/cm3以下,更优选为1.6g/cm3以下。从 强度的观点考虑,以0.05g/cm3为实际下限。

纤维增强复合材料板的弯曲弹性率优选为35GPa以上,较优选为 40GPa以上。通过设定弯曲弹性率为35GPa以上,可以适用于电气·电 子设备用部件。纤维增强复合材料板的弯曲弹性率的上限没有特别限 定,多数情况下为350GPa左右即可。用实施例进一步详细说明该测 定方法。

构成本发明的电气·电子设备用部件的纤维增强复合材料板,基于 UL-94的难燃性,以厚度为1.6mm以下的试验片的测定结果表示为 V-1或V-0是重要的,优选为V-0。此处,“厚度为1.6mm以下 的试验片”具有下述含义:当测定对象的厚度超过1.6mm时,从两面 均等地削去,即选用厚度方向上的1.6mm中央部作为用于测定的样 本,测定对象的厚度为1.6mm以下时,直接作为用于测定的样本。如 果难燃性为V-2,则存在着不适用于产品的难燃性的要求特性的情 况。

纤维增强复合材料板,采用爱德万测试(advantest)法测定的频 率1GHz时的电波屏蔽性为40dB以上,较优选为45dB以上,更优选 为50dB以上。后面用实施例进一步详细说明该测定方法。

本发明的一体化成型品可以通过在上述纤维增强复合材料板上 进一步连接其他部件而形成。

作为该“其他部件(II)”,例如可以由铝、铁、镁、钛及上述金 属的合金等金属材料形成,也可以由上述纤维增强复合材料形成,还 可以由热塑性树脂组合物构成。

如果使用经增强纤维增强的热塑性树脂组合物作为“其他部件 (II)”,则可以得到采用金属材料时无法实现的轻质性,故而优选。

作为用于“其他部件(II)”的热塑性树脂,例如可以举出聚对苯 二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯 二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PENP)、液晶聚酯等 聚酯;聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烃;苯乙烯类树 脂、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙 烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPE)、 变性PPE、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、 聚砜(PSU)、变性PSU、聚醚砜、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、 聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳酯(PAR)、聚醚腈 (PEN)、酚醛类树脂、苯氧树脂、聚四氟乙烯等氟类树脂,上述树 脂的共聚物、变性体、及掺和2种以上得到的树脂等。

另外,为了提高耐冲击性,可以添加其他弹性体或橡胶。可以根 据用途等,在不破坏本发明目的的范围内含有其他填充材料或添加 剂。例如,可以举出无机填充材料、难燃剂、导电性赋予剂、成核剂、 紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫剂、防臭剂、防着 色剂、热稳定剂、脱模剂、防带电剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、颜 料、染料、发泡剂、消泡剂、偶联剂等。

特别是为了提高难燃性,优选在上述“其他部件(II)”的热塑性 树脂组合物中添加难燃剂。作为难燃剂,可以举出磷酸三苯脂、磷酸 三(邻甲苯酯)、磷酸甲苯·联苯酯、磷酸三辛酯、聚磷酸铵、聚磷腈、 磷酸酯、膦酸酯、亚膦酸酯、氧化膦、红磷等磷类;铝酸钙、氧化锆 等无机类;氰尿酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺等氮类;硅类;氢氧化 铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锡等金属氢氧化物类;酚类等难燃 剂。

“其他部件(II)”例如为了进一步提高难燃性而使用难燃性膜被 覆纤维增强复合材料板;或为了进一步提高与其他部件的粘合性而使 用粘合膜进行被覆等。“其他部件(II)”形成一体化成型品时,用于 产品的内侧等难燃性不直接受影响的部位时,第2部件可以具有难燃 性,也可以没有难燃性,但是优选具有难燃性的部件。

“其他部件(II)”具有难燃性时,基于UL-94标准的难燃性以 具有实质厚度的试验片的测定结果表示优选为V-1或V-0。与上述 纤维增强复合材料板相同,较优选以厚度为0.1~2.0mm的试验片的 测定结果表示为V-1或V-0。

上述热塑性树脂组合物从力学特性、难燃性、力学特性的平衡考 虑,优选增强纤维为5~35重量%,聚酰胺树脂为45~94重量%、 难燃剂为1~20重量%。

本发明的一体化成型品,优选间隔热塑性树脂组合物层连接上述 纤维增强复合材料与“其他部件(II)”而形成。可以通过间隔该热塑 性树脂组合物层进行连接而得到优良的一体性。

优选该连接部分的垂直粘接强度在25℃下为6MPa以上。通过设 定为6MPa以上,可以使一体化成型品的连接为牢固的连接。垂直粘 接强度的上限没有特别限定,只要达到40MPa就可以充分地实用于 本发明的用途中。

为了显示本发明的纤维增强复合材料板具有优良的连接强度,优 选层合的纤维增强复合材料板之间的ISO4587粘接强度在25℃下为 6MPa以上。通过设定为6MPa以上,可以得到牢固的一体化成型品 的连接。垂直粘接强度的上限没有特别限定,只要达到40MPa就可 以充分地实用于本发明的用途中。

作为连接上述纤维增强复合材料板与“其他部件(II)”制造一体 化成型品的方法,可以举出下述方法:利用构成纤维增强复合材料的 热塑性树脂组合物层的热塑性树脂的熔点以上的处理温度粘合“其他 部件(II)”,然后通过冷却连接纤维增强复合材料与其他结构材料。 作为使热塑性树脂熔融粘合的方法,例如,可以举出热熔敷、振动熔 敷、超声波熔敷、激光熔敷、嵌入喷射成型、嵌件上喷射成型。

另外,“其他部件(II)”由金属材料构成时,优选预先对该部件 实施作为粘合前处理的底层涂料处理。

另外,纤维增强复合材料板与“其他部件(II)”的一体化优选辅 助性地并用嵌合或嵌入、螺栓或螺钉等机械连接等而形成。

作为本发明的一体化成型品的用途,适用于要求强度、轻质性及 难燃性的成型品中。例如,各种齿轮、各种壳体、感应器、LED灯、 连接物、插座、电阻器、继电器柜、开关、绕线管、电容器、光学拾 波器、振荡器、各种端子板、变压器、插头、印刷线路板、调谐器、 扩音器、麦克风、耳机、微型电动机、磁头支架(magnetic head base)、 电源组、半导体、显示器、FDD托架、底盘、HDD、MO、电动机刷 握、笔记本电脑、便携式电话、数码静物摄像机(digital still cameras)、 PDA、便携式MD等电气·电子设备、信息设备、电子存储介质、音 响装置等的外壳或部件。其中,特别优选作为电气·电子设备用外壳。

实施例

用实施例举例说明本发明的环氧树脂组合物、预浸料坯及碳纤维 增强复合材料。另外,各实施例的树脂组成、得到的树脂组合物、预 浸料坯、纤维增强复合材料的特性如表1及表2总结所示。

1.环氧树脂组合物、预浸料坯、碳纤维增强复合材料的制作

(1)使用原料

〈环氧树脂>

“Epicoat”807(双酚F型环氧树脂、日本环氧树脂(株)制)、 “Epicron”830(双酚F型环氧树脂、大日本油墨化学工业(株)制)、 “Epicoat”825、“Epicoat”828、“Epicoat”834、“Epicoat”1001、 “Epicoat”1002(以上为双酚A型环氧树脂,日本环氧树脂(株)制)、 “Epicoat”154(以上为苯酚酚醛清漆型环氧树脂,日本环氧树脂(株) 制)、“Epicron”152(溴化双酚A型环氧树脂,环氧当量为360,含 溴量为47%,大日本油墨(株)制)、“Epicoat”604(4官能环氧丙 基胺型环氧树脂,日本环氧树脂(株)制)、“Sumi”(注册商标)环 氧ELM-434(4官能环氧丙基胺型环氧树脂,住友化学工业(株)制)、 “AER”(注册商标)XAC4151(异氰酸酯变性环氧树脂,旭化成(株) 制)、“Sumi”(注册商标)环氧ESCN-220F(邻甲酚酚醛清漆型环 氧树脂,住友化学工业(株)制)、“Adekaresin”(注册商标)EPU -6(氨基甲酸酯变性环氧树脂,旭化成(株)制)

〈固化剂〉

DICY7(双氰胺,日本环氧树脂(株)制)、“AMICURE”PN- 23(味之素精细化学(株)制)、ADH-4S(己二酸二酰肼、大冢化 学(株)制)、“Sumicure”(注册商标)S(4,4’-二氨基二苯砜, 住友化学工业(株)制)、TD2131(酚醛清漆型苯酚固化剂,大日 本油墨化学工业(株)制)、“PLYOPHEN”(注册商标)VH-4150(双 酚A型酚醛清漆树脂,大日本油墨化学工业(株)制)

<固化促进剂〉

DCMU-99(3,4-二氯苯基-1,1-二甲基脲,保土谷化学工 业(株)制)、“OMICURE”(注册商标)24(2,4-甲苯二(二甲 基脲),PTI日本(株)制)、“OMICURE”(注册商标)52(4,4’ -亚甲基二(苯基二甲基脲),PTI日本(株)制)、2E4MZ(2- 乙基-4-甲基咪唑,四国化成(株)制)

〈热塑性树脂)

“Vinylec”K(注册商标)(聚乙烯醇缩甲醛,智索(株)制)、 “Sumicaexcel”(注册商标)PES5003P(聚醚砜,住友化学(株)制)、 “Ultem”(注册商标)1000(聚醚酰亚胺)(通用电气社制)

<表面被覆红磷>

“NOVARED”120(注册商标,平均粒径为25μm,含磷量为85 %)、“NOVAEXCEL”140(注册商标,平均粒径为28μm,含磷量为 92%)、“NOVAEXCEL”F5(注册商标,平均粒径为5μm,含磷量为 92%)(以上为磷化学工业(株)制)。需要说明的是,表面被覆红 磷的平均粒径通过激光衍射式粒度分布测定装置SALD-200A((株) 岛津制作所制)测定。

〈磷酸酯〉

CDP(磷酸甲苯·联苯酯,含磷量为9.1%,液体状)、CR-733S (间苯二酚二磷酸酯,含磷量为10.9%,液体状)(以上为大八化学 工业(株)制)

〈其他难燃剂〉

三氧化锑、氢氧化铝、氧化镁(Aldrich社制)

〈碳纤维〉

“TORAYCA”(注册商标)T700SC-12K-50C(拉伸强度为 4900MPa,拉伸弹性率为235Gpa,纤维比重为1.80)

(3)环氧树脂组合物的固化物制作

在减压下将环氧树脂组合物脱泡后,在厚度为2mm的模具中注 入成型,在预热至表1的固化温度的热风干燥机中加热固化。预先将 热电偶插入模具中的树脂中,以其温度达到固化温度后的保持时间为 固化时间。

(4)预浸料坯的制作

使用逆转辊式涂布机将调制好的树脂组合物涂布在隔离纸上,制 作树脂膜。树脂膜每单位面积的树脂量为25g/m2

然后,在单向排列成板状的每单位面积的纤维重量为100g/m2的 碳纤维TORAYCA(注册商标)T700SC-12K-50C(东丽株式会社 制,拉伸强度为4900MPa,拉伸弹性率为230GPa)上从碳纤维的两 面重叠树脂膜,并加热加压,使其含浸树脂组合物,制作单向预浸料 坯。

(5)纤维增强复合材料板(层叠板)的制作

A.(0/90/45)s层叠板

以(0/90/45)s的结构层叠单向预浸料坯,通过熔燥机以0.6MPa 的压力进行加热加压,得到厚度约为0.6mm的碳纤维增强树脂复合材 料板。温度·时间如表1所示。

B.(0/90)s层叠板

以(0/90)s的结构层叠单向预浸料坯,通过熔燥机以0.6MPa的 压力进行加热加压,得到厚度约为0.4mm的碳纤维增强树脂复合材料 板。温度·时间如表1所示。

C.(0/0)层叠板

以(0/0)的结构层叠单向预浸料坯,通过熔燥机以0.6MPa的压 力进行加热加压,得到厚度约为0.2mm的碳纤维增强树脂复合材料 板。温度·时间如表1所示。

D.单向层叠板

层叠单向预浸料坯使纤维朝向相同方向,通过熔燥机以0.6MPa 的压力进行加热加压,分别制作厚度为1mm、3mm的单向碳纤维增 强复合材料板(层叠板)。温度·时间如表1所示。

2.特性评价

(1)比重

基于JIS7112记载的方法,在25℃下通过水中置换法测定环氧 树脂组合物的固化物及层叠板的比重。

(2)纤维体积分数

从层叠板、碳纤维、环氧树脂组合物的固化物的比重求得。碳纤 维的比重为1.8。

(3)玻化温度(Tg)

基于JIS K7121记载的方法,使用Pyris1DSC(珀金埃尔默仪 器公司制示差扫描热量计),测定(0/90/45)s层叠板的玻化温度(以 下省略为Tg)。升温速度设定为10℃/分,DSC曲线呈阶梯状变化的 部分的中间点为玻化温度。

(4)难燃性

基于UL94标准,通过垂直燃烧试验评价难燃性。

分别以(0/90/45)s、(0/90)s层叠板、(0/0)层叠板的45° 方向为长度方向切出5片宽度为12.7±0.1mm、长度为127±1mm的试 验片。燃烧器的火焰高度调节为19mm,将保持垂直的试验片中央下 端接触火焰10秒后,离开火焰,记录燃烧时间。火焰消失后,立即 再次接触燃烧器的火焰,10秒钟后移开火焰,测定燃烧时间。如果没 有燃烧熔滴(drip),第1次、第2次至灭火的时间均为10秒以内, 且5片试验片在10次接触火焰后的燃烧时间的总计为50秒以内,则 判定为V-0,如果燃烧时间为30秒以内且5片试验片10次接触火 焰后的燃烧时间的总计为250秒以内则判定为V-1。另外,即使与 V-1燃烧时间相同,但有燃烧熔滴的情况判定为V-2,燃烧时间长 于250秒、或燃烧至试验片保持部位的情况判定为不合格。

(5)拉伸试验

基于ASTM D3039记载的方法进行。

在厚度为1±0.05mm的单向层叠板的两面上粘合长度为56mm、 厚度为1.5mm的玻璃翼片后,切出宽度为12.7±0.1mm、长度为 250±5mm的试验片,以2.0mm/分的拉伸速度进行试验,测定0°拉伸 强度。测定次数设定为n=6,以平均值作为0°拉伸强度。

(6)却贝冲击试验

基于JIS K7077记载的方法进行试验。从厚度为3±0.2mm的单向 层叠板上,以0°方向为长度方向切出宽度为10±0.2mm、长度为 80±1mm的试验片,使试验片支承台之间的距离为60mm、锤绕回转 轴的力矩为300kgf·cm、提升角度为134.5°,对试验片中央施加冲击, 从试验片破裂后的锤的反扬角角度求出却贝冲击值。需要说明的是, 作为却贝冲击试验机,使用米仓制作所株式会社制却贝冲击试验机。

(7)树脂组合物固化性评价

在加热至150℃的压力机上放置内径为31.7mm、厚度为3.3mm 的聚四氟乙烯制O形环(Viton(注册商标)O形环,杜邦公司制), 在O形环中注入1.5ml树脂组合物后,放下加压机,使其加压固化。 10分钟及30分钟后提升压力机时,不使树脂固化物变形地取出的情 况判定为○,变形的情况判定为×。

(8)粘合性评价

通过接触评价预浸料坯的粘合性。粘合性合适且非常容易使用的 情况为○○,粘合性稍大或稍小但不影响使用的情况为○,粘合性过大 或过小难以使用的情况判定为×。

[实施例1]

用搅拌机将表1所示的原料按照以下所示顺序混合,得到聚乙烯 醇缩甲醛均匀溶解的环氧树脂组合物。表1中的树脂组成的数字表示 重量份(以下相同)。

(a)将各环氧树脂原料与聚乙烯醇缩甲醛边加热到150~190℃ 边搅拌1~3小时,均匀溶解聚乙烯醇缩甲醛。

(b)将树脂温度降至90~110℃,添加磷化合物后搅拌20~40 分钟。

(c)将树脂温度降至55~65℃,添加双氰胺及3-(3,4-二氯 苯基)-1,1-二甲基脲,在该温度下混炼30~40分钟后,从搅拌 机中取出,得到树脂组合物。

将该树脂组合物按照上述方法测定在60℃时的树脂粘度,结果为 145Pa·s,评价成型性的结果为在150℃下、30分钟可固化。

使用该树脂组合物,按照上述方法制作树脂固化物板,测定比重 为1.25。

使用该树脂组合物,通过上述方法制作预浸料坯,显示了适当的 粘合性。

进一步使用该预浸料坯按照上述方法制作纤维增强复合材料板。 上述纤维增强复合材料板的特性如表1所示。对层叠板厚度约为 0.6mm的试验片进行测定发现难燃性达到V-0,得到充分的难燃性, 玻化温度为140℃左右,足够高,比重为1.57。另外,0°拉伸强度与 却贝冲击值等机械特性为良好。

[实施例2~5]

将红磷难燃剂“NOVARED”120的量从3重量份改变为6重量份、 10重量份、15重量份、2重量份,除此之外,与实施例1相同地调制 环氧树脂组合物。评价得到的环氧树脂组合物的特性,树脂组合物的 粘度、树脂固化物的比重几乎没有差别。另外,树脂组合物的固化性 均与实施例1为相同程度。预浸料坯的粘合性,除添加15重量份之 外,其余均为适当,添加15重量份的粘合性虽然稍显不足,但为不 影响使用的程度。

按照上述方法制作预浸料坯及纤维增强复合材料板。得到的纤维 增强复合材料板的难燃性以层叠板厚度约为0.6mm的试验片测定,实 施例2~4达到V-0,实施例5达到V-1,其他复合材料特性与实 施例1相同为良好。

[比较例1]

添加30重量份红磷难燃剂“NOVARED”120,除此之外,采用与 实施例1相同的方法进行树脂调制,评价树脂粘度及树脂固化物的比 重,任一值均高于实施例1。按照上述方法制作预浸料坯,得到粘合 性不足、难以使用的预浸料坯。另外,使用得到的预浸料坯按照上述 方法评价复合材料特性,0°拉伸强度及却贝冲击值等机械特性下降。

[比较例2~3]

不添加或添加0.2重量份红磷难燃剂“NOVARED”120,除此之外, 采用与实施例1相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复 合材料板。按照上述方法进行各种特性的评价,任一厚度的层叠板的 难燃性评价均为不合格。

[实施例6~7]

使用OMICURE24代替DCMU作为固化促进剂,除此之外,采 用与实施例1相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合 材料。按照上述方法进行各种特性的评价,得到的树脂组合物在150℃ 下经3分钟可固化,复合材料的机械特性与实施例1~4同为良好。 另外,关于难燃性,不仅层叠板厚度约为0.6mm的试验片,层叠板厚 度约为0.4mm、约为0.2mm的试验片也达到了V-0。

[比较例4~6]

不添加磷化合物,除此之外,采用与实施例11、12、13相同的 方法制作树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材料板。按照上述方 法进行各种特性的评价,难燃评价为不合格。

[实施例8~9]

使用“NOVAEXCEL”F5代替红磷难燃剂“NOVARED”120,除此之 外,采用与实施例6、7相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯及纤 维增强复合材料。按照上述方法进行各种特性的评价,对于难燃性, 不仅层叠板厚度约为0.6mm的试验片,层叠板厚度约为0.4mm、约 为0.2mm的试验片也达到V-0,机械特性与实施例6、7同等。

[实施例10~11]

作为红磷难燃剂使用“NOVAEXCEL”140,除此之外,采用与实施 例6、7相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯、及纤维增强复合材 料板。按照上述方法进行各种特性的评价,对于难燃性,不仅层叠板 厚度约为0.6mm的试验片,层叠板厚度约为0.4mm、约为0.2mm的 试验片也达到V-0,机械特性与实施例6、7同等良好。

[实施例12]

如表2所示改变环氧树脂的组成,添加作为固化促进剂的 “OMICURE”24、3重量份作为磷化合物的红磷难燃剂“NOVAEXCE L”140,除此之外,采用与实施例1相同的方法制作树脂组合物、预 浸料坯及纤维增强复合材料板。按照上述方法进行各种特性的评价, 0°拉伸强度及却贝冲击值显示了高于实施例1的值。另外,对于难燃 性,不仅层叠板厚度约为0.6mm的试验片,层叠板厚度约为0.4mm、 约为0.2mm的试验片也达到V-0,得到良好的产品。

[实施例13]

如表2所示改变环氧树脂组合物的组成,除此之外,采用与实施 例1相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材料板。 按照上述方法进行各种特性的评价,0°拉伸强度及却贝冲击值显示了 高于实施例1的值,其他特性与实施例1同等良好。

[实施例14]

按照表2的配合比,使用CDP(磷酸甲苯·联苯酯)代替红磷难燃 剂“NOVARED”120作为磷化合物,除此之外,采用与实施例1相同 的方法制作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料板。按照上述 方法进行各种特性的评价,预浸料坯的粘合性稍大,但为不影响使用 的程度,复合材料的Tg及却贝冲击值稍下降,除此之外,得到与实 施例1同等的特性。对于难燃性,层叠板厚度约为0.6mm时的测定结 果为V-0,层叠板厚度约为0.4mm时的测定结果为V-1。

[实施例15]

按照表2的配合比,使用CR-733S(间苯二酚二磷酸酯)代替 红磷难燃剂“NOVARED”120作为磷化合物,除此之外,采用与实施 例1相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料板。 按照上述方法进行各种特性的评价,复合材料的Tg及却贝冲击值稍 下降,除此之外,得到与实施例1同等的特性。对于难燃性,层叠板 厚度约为0.6mm时的测定结果为V-0,层叠板厚度约为0.4mm时的 测定结果为V-1。

[实施例16]

如表2所示改变环氧树脂的组成,除此之外,采用与实施例2相 同的方法制作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料板。按照上 述方法进行各种特性的评价,树脂组合物的粘度高达850Pa·s,得到 的预浸料坯的粘合性稍低,但为不影响使用的程度。复合材料特性, 与实施例2相比,0°拉伸强度及却贝冲击值显示为稍低的值,但对于 难燃性,层叠板厚度约为0.6mm时的测定结果为V-0,层叠板厚度 约为0.4mm时的测定结果为V-1。

[实施例17]

如表2所示改变环氧树脂的组成,添加6重量份作为磷化合物的 红磷难燃剂“NOVAEXCEL”140,除此之外,按照与实施例1相同的 方法进行评价,树脂组合物的粘度降低为1.6Pa·s,在得到的预浸料坯 中可观察到树脂下沉,粘合性稍低但为不影响使用的程度。复合材料 特性,与实施例2相比,0°拉伸强度及却贝冲击值显示为稍低的值, 但对于难燃性,层叠板厚度约为0.6mm时的测定结果为V-0,层叠 板厚度约为0.4mm时的测定结果为V-1。

[比较例7]

添加30重量份氧化镁代替红磷难燃剂“NOVARED”120,除此之 外,采用与实施例1相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯、纤维增 强复合材料板。按照上述方法评价各种特性,预浸料坯的粘合性不足, 对于难燃性,即使用层叠板厚度为0.6mm的试验片测定时,结果也为 V-2,不充分,其他厚度则为不合格。而且,树脂固化物的比重为 1.43,复合材料的比重高达1.65,另外,0°拉伸强度及却贝冲击值显 示了低于实施例1的值。

[比较例8]

用三氧化锑代替红磷难燃剂“NOVARED”120、溴化环氧树脂 “Epicron”152代替部分“Epicoat”1001,采用与实施例1相同的方法制 作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料板。按照上述方法评价 各种特性,虽然0°弯曲弹性率等机械特性同等、难燃性为层叠板厚 度约0.6mm的试验片的测定结果为V-0,层叠板厚度约为0.4mm的 试验片的测定结果为V-1,但是,尽管在60℃下的树脂粘度为与实 施例14近似的值,可预浸料坯的粘合性过剩、为难以使用的程度。 另外,树脂固化物的比重为1.37,复合材料的比重高达1.63。

[实施例18]

如表4所示改变树脂组合物,投入固化剂的温度设定为55℃,除 此之外,采用与实施例1相同的方法调制树脂组合物,得到的树脂组 合物在60℃下的粘度为63Pa·s。在80℃下将树脂组合物固化2小时 得到的树脂固化物的比重为1.25。使用该树脂组合物按照上述方法制 作预浸料坯,显示了稍高、但使用上没有问题的粘合性。层叠预浸料 坯,在80℃成型2小时,得到的复合材料板的特性为,难燃性达到V -0,得到充分的难燃性,玻化温度为83℃,比重为1.58。另外,0° 拉伸强度及却贝冲击值等机械特性为良好。

[实施例19]

如表4所示改变环氧树脂,添加“AMICURE”PN-23搅拌后,进 一步添加己二酸二酰肼作为胺类固化剂搅拌15分钟,除此之外,采 用与实施例18相同的方法调制树脂组合物。在110℃下使上述树脂组 合物固化10分钟得到的树脂固化物的比重为1.25。使用该树脂组合 物制作预浸料坯,粘合性稍大、但为不影响使用的程度。对层叠预浸 料坯在110℃成型10分钟得到的复合材料板的特性进行评价,Tg为 105℃,除此之外,与实施例18同等。

[比较例9~10]

不添加红磷难燃剂“NOVARED”120,除此之外,采用与实施例 18及19相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料 板。评价各种特性,难燃评价为不合格。

[实施例20]

使用SUMICURE S作为胺类固化剂、“SUMICAEXCEL”PES5003 P作为热塑性树脂,设定为如表4所示的组成,除此之外,采用与实 施例1相同的方法调制树脂组合物,得到的树脂组合物在60℃下的粘 度为245Pa·s。另外,在180℃下将该树脂组合物固化2小时得到的树 脂固化物的比重为1.29,使用该树脂组合物采用上述方法制作预浸料 坯,显示了适当的粘合性。对层叠预浸料坯在180℃下成型2小时得 到的复合材料板的特性进行评价,难燃性达到V-0,得到充分的难 燃性,Tg为203℃,比重为1.59。另外,0°拉伸强度与却贝冲击值 等机械特性良好。

[实施例21]

使用SUMICURE S作为胺类固化剂、“Ultem”1000作为热塑性树 脂,设定为如表4所示的组成比,除此之外,采用与实施例1相同的 方法调制树脂组合物,得到的树脂组合物在60℃下的粘度为433Pa·s。 另外,在125℃下将该树脂组合物固化2小时得到的树脂固化物的比 重为1.25,使用该树脂组合物制作预浸料坯,显示了适当的粘合性。 对层叠预浸料坯在125℃下成型2小时得到的复合材料板的特性进行 评价,难燃性达到V-0,得到充分的难燃性,玻化温度为130℃,比 重为1.58。另外,0°拉伸强度与却贝冲击值等机械特性良好。

[比较例11]

不添加红磷难燃剂“NOVARED”120,除此之外,采用与实施例 20相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料板。按 照上述方法评价各种特性,难燃评价为不合格。

[比较例12]

按照表4所示的树脂组成比进行改变,使用双酚A型酚醛清漆树 脂“PLYOPHEN”VH-4150代替胺类固化剂,将其与红磷同时投入, 除此之外,采用与实施例1相同的方法进行树脂调制。得到的树脂组 合物在60℃下的粘度为1250Pa·s,非常高。因此无法使用该树脂组合 物制作树脂膜,从而难以制作预浸料坯。树脂固化板的特性为比重高 达1.40。

[比较例13]

如表5所示改变树脂组合物的组成,除此之外,采用与实施例1 相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料板。按照 上述方法进行各种特性的评价,复合材料的难燃性达到V-0,但是 树脂固化物及复合材料的比重大,预浸料坯的粘合性有不足的倾向。 另外,拉伸强度、却贝冲击值低。

[比较例14]

将酚醛清漆型苯酚固化剂TD2131在环氧树脂中溶解·搅拌后,在 60℃附近添加磷酸甲苯·联苯酯作为磷化合物、2E4MZ作为固化促进 剂,混炼30分钟,调制树脂组合物,得到的树脂组合物在60℃下的 粘度为1090Pa·s,非常高。使用该树脂组合物制作预浸料坯,预浸料 坯表面粗糙,完全没有粘合性,影响使用。层叠预浸料坯在180℃成 型3小时得到的复合材料板的特性如表5所示,难燃性达到V-0, 玻化温度为130℃,比重为1.57,但是复合材料中空隙较多,0°拉伸 强度与却贝冲击值较低。

下面给出下述实施例22~28、比较例15、16所使用的评价·测定 方法。

[实施例22]

使用OMICURE52作为固化促进剂代替DCMU,除此之外,采用 与实施例2相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材 料板。按照上述方法进行各种特性的评价,得到的树脂组合物在150℃ 下经3分钟即可固化,复合材料的难燃性·机械特性与实施例2同样良 好。另外,关于难燃性,层叠板厚度约为0.6mm的试验片、层叠板厚 度约为0.4mm、约为0.2mm的试验片的测定结果均可达到V-0。

[实施例23]

将红磷难燃剂从NOVARED120改变为NOVAEXCEL140,并增 加添加量,除此之外,采用与实施例22相同的方法制作树脂组合物、 预浸料坯及纤维增强复合材料板。按照上述方法进行各种特性的评 价,得到的树脂组合物在150℃下经3分钟可固化,复合材料的难燃 性·机械特性与实施例22同样良好。

[比较例15]

除不添加磷化合物以外,采用与实施例22、23相同的方法制作 树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材料板。按照上述方法进行各 种特性的评价,难燃评价为不合格。

[实施例24~26]

使用OMICURE24或OMICURE52作为固化促进剂代替DCMU, 按照表6的配合比配合磷化合物CR-733S(间苯二酚二磷酸酯), 除此之外,采用与实施例15相同的方法制作树脂组合物、预浸料坯 及纤维增强复合材料板。按照上述方法进行各种特性的评价,得到的 树脂组合物在150℃下经3分钟可固化,复合材料的机械特性得到与 实施例15相同良好的特性。另外,关于难燃性,层叠板厚度约为0.6mm 的试验片、层叠板厚度约为0.4mm、约为0.2mm的试验片的测定结 果均可达到V-0。

[实施例27]

将按照表6的处方调配的树脂组合物加温至60℃,使用树脂注入 机,将其经1分钟注入预先加热至150℃、设置有必要张数的碳纤维 织物(CB6343,东丽制)的金属模中,固化3分钟,采用树脂转注 成型法制作层叠板,得到的复合材料与使用实施例24的预浸料坯的 复合材料相比,虽然拉伸强度、却贝冲击强度较差,但是难燃性在任 一层叠厚度时均为V-0,良好。

[比较例16]

将红磷难燃剂“NOVARED”120换为三氧化锑、部分“Epicoat” 1001换为溴化环氧树脂“Epicron”152,采用与实施例6相同的方法制 作树脂组合物、预浸料坯、纤维增强复合材料板。按照上述方法评价 各种特性,0°弯曲弹性率等机械特性同等,对于难燃性,层叠板厚度 约为0.6mm时的测定结果为V-1、V-0,但是,尽管在60℃下的树 脂粘度为与实施例14接近的值,可预浸料坯的粘合性过剩,且使用 困难。另外,树脂固化物的比重为1.4,复合材料的比重高达1.64。

以下给出下述实施例28~40、比较例17~19中采用的评价·测定 的方法。

(1)溶解度参数δ(SP值)

按照下式由在所得到的化合物的结构式中的原子及原子团的蒸 发能量与摩尔体积的数据决定。

δ=(∑Δei/∑Δvi)1/2

式中Δei及Δvi分别表示原子或原子团的蒸发能量及摩尔体积。

需要说明的是,得到的化合物的结构式通常能利用IR、NMR、 质谱等常用的结构分析方法确定。

(2)基体树脂组合物中的磷原子含量

通过燃烧法-比色法进行测定。即,使纤维增强复合材料板燃烧, 以正磷酸或各种缩合磷酸的形式使纯水吸收生成的气体后,将该溶液 中含有的各种缩合磷酸进行氧化处理后成为正磷酸,用比色法定量。 比色用试剂采用磷钒钼酸。

(3)Tpf

用TEM观察纤维增强复合材料板的剖面,按照上述定义进行测 定。

(4)密度

基于JIS K7112记载的方法,在25℃下采用水中置换法测定增强 纤维复合材料板的密度。

(5)弯曲弹性率

基于ASTM D790进行评价。以纤维增强复合材料板的表面层的 纤维取向方向为长度方向,以0度、45度、90度、135度的不同角度 从纤维增强复合材料板的近似平面部位切出4张试验片。试验片的切 出位置尽量避免带有凸缘部、铰链部、凹凸部等形状的部分,如果包 括上述部位则将其削去后用于试验。将在上述试验片中能够得到的弯 曲弹性率中的最大值,作为此处所说的弯曲弹性率。

(6)难燃性

基于UL-94标准通过垂直燃烧试验评价难燃性。从成型后的纤 维增强复合材料板切出5张宽度为12.7±0.1mm、长度为127±1mm的 试验片。切出的方向为以纤维增强复合材料板的表面层的纤维取向方 向为长度方向。关于厚度的处理,如上所述,在各实施例·比较例中, 由于任一个测定对象的厚度均为1.6mm以下,所以直接以其厚度进行 测定。将燃烧器的没有黄色内焰的蓝色火焰的高度调节为19.5mm (3/4inch),将保持垂直的试验片的下端的中央部接触火焰10秒钟 后,离开火焰,记录火焰熄灭的时间。火焰熄灭后,与第1次相同, 第2次接触火焰10秒,再离开火焰,测定燃烧时间,根据燃烧的情 况如下划分难燃性的等级。

V-0:5张试验片每张接触火焰2次总计10次接触火焰后至火 焰消失为止的时间总计为50秒以内,分别接触火焰后至火焰消失为 止的时间在10秒以内,且没有燃烧熔滴(drip)。

V-1:虽然没有达到上述V-0,但是5张试验片每张接触火焰 2次总计10次接触火焰后至火焰消失为止的时间总计为250秒以内, 分别接触火焰后至火焰消失为止的时间为30秒以内,且没有燃烧熔 滴(drip)。

V-2:5张试验片每张接触火焰2次总计10次接触火焰后至火 焰消失为止的时间总计为250秒以内,分别接触火焰后至火焰消失为 止的时间为30秒以内,有燃烧熔滴(drip)。

OUT:5张试验片每张接触火焰2次总计10次接触火焰后至火焰 消失为止的时间总计超过250秒,或分别接触火焰后至火焰消失为止 的时间超过30秒,或燃烧至试验片保持部。

即难燃性顺序为V-0>V-1>V-2>OUT的顺序。

对“其他部件(II)”进行相同操作。

(7)电磁波屏蔽性

按照爱德万测试(advantest)法进行评价。从纤维增强复合材料 板上切出120mm×120mm的平板作为试验片。评价时,使试验片处于 绝对干燥状态(水分含量为0.1%以下),四边涂布导电性糊剂(藤 仓化成(株)制DOTITE),充分干燥导电糊剂。

将试验片夹在屏蔽箱中,利用频谱分析仪测定频率为1GHz的电 磁波屏蔽性(单位:dB),作为电磁波屏蔽性。该数值越高,表明电 磁波屏蔽性越优良。

(8)垂直粘接强度

从一体化成型品的纤维增强复合材料板与“其他部件(II)”的连 接部位,切出10mm×10mm大小作为垂直粘接强度评价样本(图3)。

然后,将样本固定在测定装置的夹具(图3中9a、9b)中。作为 测定装置,使用“INSTRON”(注册商标)5565型万能材料试验机 (INSTRON·JAPAN(株)制)。另外,关于试料的固定,能被INSTRON 的卡盘把持住的成型品直接夹在卡盘上进行拉伸试验,不能把持住的 可以在成型体上涂布粘合剂(Three bond1782,Three bond株式会社 制),在23±5℃、50±5%RH下放置4小时使其与夹具粘合。

拉伸试验在可以调节气氛温度的试验室中,在25℃的气氛温度下 进行。试验开始前,将试验片放于试验室内,维持不施加拉伸试验负 荷的状态至少5分钟,然后,在试验片上配置热电偶,确认其与气氛 温度相同后进行拉伸试验。

拉伸试验以1.27mm/分的拉伸速度从两者的粘合面的90°方向进 行拉伸,用粘合面积除该最大负荷得到的值作为垂直粘接强度(单位: MPa)。另外,试料数设定为n=5。

(9)Tmax评价

首先按照(3)评价纤维增强复合材料板的玻化温度,在其玻化 温度+20℃的温度下后固化1小时。后固化后的纤维增强复合材料板 经DSC确认残留发热量,确认没有残留发热后按照(3)评价玻化温 度,即为Tmax。

(10)ISO4587粘接强度

用于进行粘接强度测定的试验片按照如下所述的方法准备。

试验片的形状及尺寸基于ISO4587的规定如图6所示。试验片的 长度18为100mm、宽度19为25mm。制作2张试验片20。当从纤 维增强复合材料板难以切出上述尺寸的试验片时,可以用将图6所示 的形状按比例缩小的尺寸形成的试验片代替。

将准备好的2张试验片20重合,使各自的以热塑性树脂为主要 成分的被覆层成为连接部。该连接部21的长度22为12.5mm。将两 张试验片20加热至被覆层的树脂充分熔融的温度,使两者连接,边 夹紧边冷却,使两者连接形成的连接物即为拉伸试验片。具体而言, 在比被覆层树脂的熔点高50℃的高温下用0.6MPa的压力保持1分钟 进行连接。将该拉伸试验片用于拉伸试验。确认在连接位置附近(边 界附近)被破坏,将该扯断力(kN)用连接部表面积除得的值作为连 接强度(MPa)。

另外,本发明实施例制作的电脑外壳的模式图如图4所示,便携 式电话的显示器的模式图如图5所示。

[实施例28]

(部件(I))

使用实施例1制作的预浸料坯如下所示地进行制作。

准备多张上述预浸料坯,层叠成(0°/90°/0°/0°/90°/0°)的结 构。

在上述预浸料坯的层叠体的最上层,作为被覆层用热塑性树脂, 层叠1张由聚酰胺6/66/610的三元共聚酰胺树脂(东丽(株)制 CM4000,熔点150℃)形成的厚度为40μm的膜。

将该层叠体用熔燥机在160℃下预热5分钟,熔融热塑性树脂, 再边施加0.6MPa的压力边在150℃下加热30分钟使其固化。固化结 束后,在室温下冷却,脱模,得到厚度为0.63mm的纤维增强复合材 料板。

该纤维增强复合材料板的Tmax为142℃,Tmax-Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。另外,Tsur为20μm。ISO4587粘接强 度为25MPa。

(“其他部件(II)及一体化”)

将上述纤维增强复合材料板切成规定的大小,将其插入电脑外壳 喷射成型用金属模中,通过喷射成型东丽(株)制长纤维颗粒TLP1146 (聚酰胺树脂基材,碳纤维含量为20重量%)在纤维增强复合材料 板的具有热塑性树脂被覆层的表面成型并一体化“其他部件(II)”, 得到电脑外壳的一体化成型品。喷射成型机使用日本制钢所(株)制 J350EIII,喷射成型在螺旋转数为60rpm、圆筒温度为280℃、喷射速 度为90mm/sec、喷射压力为200MPa、背压为0.5MPa、金属模温度 为55℃下进行。另外,采用其他途径,与上述相同地成型厚度为1.0mm 的第2部件,评价难燃性的结果为V-0。尝试对得到的一体化成型 品的垂直粘接强度的评价,结果在6MPa下,试验材料与夹具之间的 经粘合剂固定的部分先于连接部分发生剥离,由此可知垂直粘接强度 为6MPa以上。

[实施例29]

(部件(I))

使用实施例2制作的预浸料坯,按照与实施例28相同的操作制 作纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.62mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tgf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587粘接强度为 25MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例28相同的方法制 作电脑外壳的一体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于粘合部分 发生剥离,由此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[实施例30]

(部件(I))

使用实施例7制作的预浸料坯,按照与实施例28相同的方法制 作纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.60mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为4℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587粘接强度为 25MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例28相同的方法, 制作电脑外壳的一体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,由此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[实施例31]

(“部件(I)”)

使用实施例3制作的预浸料坯,按照与实施例28相同的方法制 作纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.61mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587粘接强度为 25MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例28相同的方法, 制作电脑外壳的一体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,由此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[实施例32]

(部件(I))

使用实施例1制作的纤维增强复合材料板。

纤维增强复合材料板的厚度为0.63mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0。

(“其他部件(II)”及一体化)

将加工成规定形状的金属分隔物嵌入用于电脑外壳的喷射成型 金属模中,此后直至喷射成型为止均按照与实施例28相同的操作进 行,制作第2部件。将得到的第2部件与将上述纤维增强复合材料板 设定为与上述金属分隔物相同的规定形状的纤维增强复合材料板通 过涂布作为粘合剂的Three Bond(株)制二液型丙烯酸类粘合剂 3921/3926进行粘合后,在常温下放置24hr,制作电脑外壳的一体化 成型品。

得到的电脑外壳的连接部分的垂直粘接强度为5MPa。

[实施例33]

(部件(I))

使用实施例1制作的预浸料坯,层叠形成(0°/90°/0°/90°/0°/0 °/90°/0°/90°/0°)的结构,以后与实施例28相同地制作纤维增强复 合材料板。

纤维增强复合材料板的厚度为1.05mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0。被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。ISO4587粘接强度为25MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例28相同的方法, 制作电脑外壳的一体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,因此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[实施例34]

(部件(I))

首先,将利用2轴挤压机混合95重量份三元共聚聚酰胺树脂 CM4000与5重量份三聚氰胺氰脲酸酯(MC-440日产化学社制)得 到的颗粒加压成型,得到厚度为40μm的膜。使用得到的膜作为被覆 层,除此之外,与实施例28相同地操作制作纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.64mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0。被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587粘接强度为 20MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例28相同的方法, 制作电脑外壳的一体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,因此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[实施例35]

(部件I)

准备多张实施例1制作的预浸料坯,层叠成(0°/90°/0°/0°/90 °/0°)的结构。

在上述预浸料坯层叠体的最上层,作为被覆层用热塑性树脂,层 叠1张由聚酰胺6/66/610的三元共聚聚酰胺树脂(东丽(株)制 CM4000,熔点为150℃)形成的厚度为40μm的膜。进一步在反面(最 下层)层叠1张作为用于防止表面起毛的第3部件的由住友化学(株) 制“Bond fast”(VC-40,熔点为95℃)形成的厚度为40μm的膜。

将该层叠体用熔燥机在160℃下预热5分钟,熔融热塑性树脂, 再边施加0.6MPa的压力边在150℃下加热30分钟使其固化。固化结 束后,在室温下冷却,脱模,得到厚度为0.64mm的纤维增强复合材 料板。

该纤维增强复合材料板的Tmax为142℃,Tmax-Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587粘接强度为 25MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

将上述纤维增强复合材料板嵌入喷射成型用金属模中,利用喷射 成型东丽(株)制长纤维颗粒TLP1146(聚酰胺树脂基材、碳纤维含 量20重量%),在纤维增强复合材料板的具有热塑性树脂被覆层(聚 酰胺层)的表面成型并一体化“其他部件(II)”,制作电脑外壳的一 体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,因此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[实施例36]

(部件(I))

使用比较例8制作的厚度为0.62mm的纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的Tmax为150℃,Tmax-Tg为4℃。另 外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例32相同的方法, 制作电脑外壳的一体化成型品。得到的电脑外壳的连接部分的垂直粘 接强度为5MPa。

[实施例37]

(部件(I))

使用实施例15制作的纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.6mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为3℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例32相同的方法, 制作电脑外壳的一体化成型品。得到的电脑外壳的连接部分的垂直粘 接强度为5MPa。

[实施例38]

(部件(I))

使用实施例27制作的纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.62mm,Tmax为136℃,Tmax -Tg为5℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,按照与实施例32相同的方法, 制作电脑外壳的一体化成型品。得到的电脑外壳的连接部分的垂直粘 接强度为5MPa。

[实施例39]

(部件(I))

与实施例28相同地制作纤维增强复合材料板。

纤维增强复合材料板的厚度为0.63mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587粘接强度为 25MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

将上述纤维增强复合材料板切成规定大小,嵌入用于便携式电话 显示器外壳的喷射成型金属模中,此后与实施例28相同地制作便携 式电话显示器外壳的一体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,因此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[实施例40]

(部件(I))

与实施例28相同地制作纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.63mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为V-0,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587连接强度为 25MPa。

(“其他部件(II)”及一体化)

采用其他方法,使用东丽(株)制长纤维颗粒TLP1146,经喷射 成型形成第2部件。将上述纤维增强复合材料板切成规定的大小,使 用超声波熔合机在频率为20kHz、压力为1MPa的条件下与第2部件 进行一体化,作为便携式电话显示器外壳。此时,第2部件与纤维增 强复合材料板的热塑性树脂被覆层连接而一体化。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,因此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[比较例17]

(部件(I))

使用比较例3制作的预浸料坯,与实施例28相同地制作纤维增 强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.63mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为不合格,被覆层的凹凸 形状的最大厚度Tpf为25μm。Tsur为20μm。ISO4587粘接强度为 25MPa。

(“其他部件(II)”)

使用上述纤维增强复合材料板,与实施例28相同地制作电脑外 壳的一体化成型品。

尝试对得到的一体化成型品的垂直粘接强度进行评价,结果在 6MPa下,试验材料与夹具之间的经粘合剂固定的部分先于连接部分 发生剥离,因此可知垂直粘接强度为6MPa以上。

[比较例18]

(部件(I))

使用比较例3制作的预浸料坯,与实施例28相同地制作纤维增 强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.63mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为2℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为不合格。

(“其他部件(II)”及一体化)

与实施例40相同地操作,另外制作第2部件。

将上述纤维增强复合材料板与得到的第2部件通过涂布作为粘合 剂的Three Bond(株)制二液型丙烯酸类粘合剂3921/3926进行粘合 后,在常温下放置24hr,制作便携式电话显示器外壳的一体化成型品。

得到的便携式电话显示器外壳的连接部分的垂直粘接强度为 5MPa。

[比较例19]

(部件(I))

固化及成型时间为2分钟,除此之外,与实施例11相同地操作, 制作纤维增强复合材料板。

该纤维增强复合材料板的厚度为0.64mm,Tmax为142℃,Tmax -Tg为63℃。

另外,该纤维增强复合材料板的难燃性为不合格。

(“其他部件(II)”及一体化)

使用上述纤维增强复合材料板,与实施例32相同地操作,制作 电脑外壳一体化成型品。得到的电脑外壳的连接部分的垂直粘接强度 为5MPa。

如上所示,结果为在实施例28~40中能得到优良的难燃性,而 比较例17~19中难燃性差。

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