热塑性基体树脂形成用二组分反应型组合物、热塑性树脂复合体用基体树脂、以及热塑性树脂复合体及其制造方法与流程

本发明涉及用于形成含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的热塑性基体树脂二组分反应型组合物、该热塑性树脂复合体用的基体树脂和使用它们而成的热塑性树脂复合体、以及热塑性树脂复合体的制造方法。

背景技术：

1、含有纤维作为强化材料的树脂复合体即纤维强化复合材料(frp)由于具有轻量且优异的性能，因此在电气电子部件、车辆、航空等广泛的用途中使用。纤维强化复合材料中，作为基体树脂，大多使用环氧树脂等热固化性树脂。然而，热固化性树脂在聚合反应(固化)后成为三维交联结构，与纤维含浸并固化后无法再熔融，因此存在无法再加工、再利用这样的缺点。

2、另一方面，作为以热塑性树脂为基体的纤维强化复合材料的热塑性树脂复合体由于成为母材的热塑性树脂通过加热而再熔融软化，因此能够再加工、再利用。然而，通常热塑性树脂由于成型时的原料形态以粒料、薄膜等高分子的状态供给，因此含浸于纤维的熔融时的粘度高。因此，不容易生产良好的含浸状态的热塑性树脂复合体。

3、为了降低热塑性树脂复合体成型时的树脂粘度，使用现场聚合型的热塑性树脂，以单体的状态含浸于纤维中是有利的。即，优选使低粘度的液状单体含浸于纤维，含浸后使其聚合而形成热塑性树脂，制造热塑性树脂复合体。

4、例如，专利文献1中公开了如下内容：使纤维含浸于聚合性内酰胺混合液中，使用含浸的纤维通过经加热的金属模具，同时进行内酰胺单体的聚合和由此得到的热塑性聚酰胺树脂的成型。专利文献1中另外公开了如下内容：通过上述成型而得到作为一次成型体的板材，将该板材层叠，进行加热压缩成型而得到作为二次成型体的层叠体。

5、专利文献2中，作为用于形成热塑性树脂复合体的基体树脂的组合物，公开了由活性氢成分和异氰酸酯成分构成的二组分反应型组合物，并公开了将该二组分反应型组合物混合并含浸于纤维后，将该二组分反应型组合物通过加热而固化。在该二组分反应型组合物中，活性氢成分包含具有烷硫基的芳香族二胺，异氰酸酯成分包含选自脂肪族二异氰酸酯、脂环式二异氰酸酯和它们的改性体中的至少一种二异氰酸酯。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2017－007266号公报

9、专利文献2：日本专利第6580774号公报

技术实现思路

1、如上所述，热塑性树脂复合体可以通过加热而使热塑性树脂熔融。因此，可以将热塑性树脂与纤维复合而得到一次成型体后，将该一次成型体通过热压层叠一体化而得到作为二次成型体的层叠体。然而，即便在使用以热塑性树脂为基体的一次成型体的情况下，有时层叠体在层间的热熔接变得不充分而产生层间剥离，需要提高层叠体的层间处的粘接。

2、本发明的实施方式鉴于以上方面，目的在于提供例如在通过热成型进行层叠一体化而形成层叠体的情况下能够提高该层叠体的层间处的粘接的热塑性基体树脂形成用二组分反应型组合物、热塑性树脂复合体用基体树脂和热塑性树脂复合体。

3、本发明包含以下示出的实施方式。

4、[1]一种热塑性基体树脂形成用二组分反应型组合物，是用于形成含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的热塑性基体树脂的二组分反应型组合物，具有：包含具有烷硫基的芳香族二胺的活性氢成分，以及包含选自脂肪族二异氰酸酯、脂环式二异氰酸酯和它们的改性体中的至少一种二异氰酸酯的异氰酸酯成分，上述二异氰酸酯包含至少一个异氰酸酯基被封端的封端化二异氰酸酯、以及异氰酸酯基未被封端的非封端化二异氰酸酯。

5、[2]根据[1]所述的热塑性基体树脂形成用二组分反应型组合物，其中，被封端的异氰酸酯基相对于上述异氰酸酯成分整体的异氰酸酯基的摩尔比率即封端率为1～56％。

6、[3]一种热塑性树脂复合体用基体树脂，是用于形成含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的基体树脂，是包含如下反应物的热塑形树脂，所述反应物为包含具有烷硫基的芳香族二胺的活性氢成分与包含选自脂肪族二异氰酸酯、脂环式二异氰酸酯和它们的改性体中的至少一种二异氰酸酯的异氰酸酯成分的反应物，上述二异氰酸酯包含至少一个异氰酸酯基被封端的封端化二异氰酸酯和异氰酸酯基未被封端的非封端化二异氰酸酯。

7、[4]一种热塑性树脂复合体，包含：[1]或[2]所述的二组分反应型组合物反应得到的热塑性基体树脂或[3]所述的基体树脂，以及作为强化材料的纤维。

8、[5]一种热塑性树脂复合体，是将多个一次成型体重叠并通过热成型进行层叠一体化而得到的层叠体，所述一次成型体包含：[1]或[2]所述的二组分反应型组合物反应得到的热塑性基体树脂或[3]所述的基体树脂，和作为强化材料的纤维。

9、[6]一种热塑性树脂复合体的制造方法，是含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的制造方法，包括如下步骤：

10、使热塑性基体树脂形成用组合物含浸于纤维中，所述热塑性基体树脂形成用组合物含有活性氢成分和异氰酸酯成分，上述异氰酸酯成分包含至少一个异氰酸酯基被封端的封端化二异氰酸酯、以及异氰酸酯基未被封端的非封端化二异氰酸酯，以及

11、通过以比上述封端化二异氰酸酯的解离温度低的温度对上述纤维进行加热，从而在保持被封端的异氰酸酯基的状态下将上述热塑性基体树脂形成用组合物聚合，获得含有由聚合得到的热塑性基体树脂的一次成型体。

12、[7]根据[6]所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，上述热塑性基体树脂形成用组合物的被封端的异氰酸酯基相对于异氰酸酯成分整体的异氰酸酯基的摩尔比率即封端率为1～56％。

13、[8]根据[6]或[7]所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，上述热塑性基体树脂形成用组合物的上述活性氢成分包含具有烷硫基的芳香族二胺，上述异氰酸酯成分包含选自脂肪族二异氰酸酯、脂环式二异氰酸酯和它们的改性体中的至少一种二异氰酸酯，上述二异氰酸酯包含上述封端化二异氰酸酯和上述非封端化二异氰酸酯。

14、[9]根据[6]～[8]中任一项所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，进一步包含如下步骤：将多个上述一次成型体重叠，在上述封端化二异氰酸酯的封端剂解离的条件下通过热成型进行层叠一体化。

15、[10]根据[6]～[9]中任一项所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，对上述纤维进行加热的温度比上述一次成型体中的上述热塑性基体树脂的玻璃化转变温度低。

16、根据本发明的实施方式，通过并用封端化二异氰酸酯和非封端化二异氰酸酯作为与活性氢成分反应的异氰酸酯成分而起到以下效果。通过将上述活性氢成分与异氰酸酯成分混合，并以比封端化二异氰酸酯的解离温度低的温度进行加热，从而能够在保持被封端的异氰酸酯基的状态下使非封端化二异氰酸酯与活性氢成分反应，由此聚合得到热塑性树脂。因此，能够得到由热塑性基体树脂和纤维构成的热塑性树脂复合体的一次成型体。通过使用由此得到的一次成型体进行层叠一体化(二次成型)时在封端化二异氰酸酯的封端剂解离的条件下进行热成型，能够使解离的异氰酸酯基反应而使层叠体的层间进行键合。因此，在作为二次成型体的热塑性树脂复合体的层叠体中能够提高层间的粘接。

技术特征：

1.一种热塑性基体树脂形成用二组分反应型组合物，用于形成含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的热塑性基体树脂，

2.根据权利要求1所述的热塑性基体树脂形成用二组分反应型组合物，其中，被封端的异氰酸酯基相对于所述异氰酸酯成分整体的异氰酸酯基的摩尔比率即封端率为1～56％。

3.一种热塑性树脂复合体用基体树脂，为用于含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的基体树脂，

4.一种热塑性树脂复合体，包含：

5.一种热塑性树脂复合体，是将多个一次成型体重叠并通过热成型进行层叠一体化而得到的层叠体，

6.一种热塑性树脂复合体的制造方法，为含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的制造方法，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，所述热塑性基体树脂形成用组合物的被封端的异氰酸酯基相对于异氰酸酯成分整体的异氰酸酯基的摩尔比率即封端率为1～56％。

8.根据权利要求6或7所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，所述热塑性基体树脂形成用组合物的所述活性氢成分包含具有烷硫基的芳香族二胺，所述异氰酸酯成分包含选自脂肪族二异氰酸酯、脂环式二异氰酸酯和它们的改性体中的至少一种二异氰酸酯，所述二异氰酸酯包含所述封端化二异氰酸酯和所述非封端化二异氰酸酯。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，进一步包含如下步骤：将多个所述一次成型体重叠，在所述封端化二异氰酸酯的封端剂解离的条件下通过热成型而层叠一体化。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的热塑性树脂复合体的制造方法，其中，对所述纤维进行加热的温度低于所述一次成型体中的所述热塑性基体树脂的玻璃化转变温度。

技术总结
在通过热成型进行层叠一体化而形成层叠体的情况下，提高该层叠体的层间的粘接。实施方式所涉及的二组分反应型组合物用于形成含有纤维作为强化材料的热塑性树脂复合体的热塑性基体树脂。该二组分反应型组合物具有：包含具有烷硫基的芳香族二胺的活性氢成分，以及包含选自脂肪族二异氰酸酯、脂环式二异氰酸酯和它们的改性体中的至少一种二异氰酸酯的异氰酸酯成分。该二异氰酸酯包含至少一个异氰酸酯基被封端的封端化二异氰酸酯、和异氰酸酯基未被封端的非封端化二异氰酸酯。

技术研发人员：平山纪夫,山田欣范,盐路雄大
受保护的技术使用者：第一工业制药株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23