CN103987791B - 复合材料 - Google Patents
复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103987791B CN103987791B CN201280061149.XA CN201280061149A CN103987791B CN 103987791 B CN103987791 B CN 103987791B CN 201280061149 A CN201280061149 A CN 201280061149A CN 103987791 B CN103987791 B CN 103987791B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resin
- glass
- composite
- oxide glass
- rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 76
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 68
- 229910000108 silver(I,III) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 11
- 229910003069 TeO2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N tellurium dioxide Chemical compound O=[Te]=O LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 claims description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 claims description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229920001290 polyvinyl ester Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004727 Noryl Substances 0.000 claims 1
- 229920001207 Noryl Polymers 0.000 claims 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 7
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 7
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229920006038 crystalline resin Polymers 0.000 description 2
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 2
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 201000007336 Cryptococcosis Diseases 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920006127 amorphous resin Polymers 0.000 description 1
- WAKZZMMCDILMEF-UHFFFAOYSA-H barium(2+);diphosphate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[Ba+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O WAKZZMMCDILMEF-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007527 glass casting Methods 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003217 poly(methylsilsesquioxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000009745 resin transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/40—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/122—Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
- C03C3/21—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing titanium, zirconium, vanadium, tungsten or molybdenum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/10—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material characterised by the additives used in the polymer mixture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D125/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C09D125/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C09D125/06—Polystyrene
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明通过简单的工艺提高了复合材料的机械强度。在具备树脂或橡胶、以及氧化物玻璃的复合材料中,所述树脂或橡胶分散于所述氧化物玻璃中,或所述氧化物玻璃分散于所述树脂或橡胶中,通过加热,所述氧化物玻璃在所述树脂或橡胶的热分解温度以下软化流动。
Description
技术领域
本发明涉及混合了玻璃和树脂或橡胶的复合材料。
背景技术
树脂和橡胶与其他材料相比轻质,并且容易在比较低的温度下成形,但具有因紫外线导致的劣化严重、机械强度和阻气性低等缺点。另一方面,玻璃和树脂或橡胶相比,化学稳定性优异,并且机械强度和阻气性高,但具有容易脆性破坏、重这样的缺点。
因此,发明了如以玻璃纤维强化塑料(GFRP)为代表的、弥补了相互的缺点的树脂和玻璃的复合材料。但是,因为像玻璃这样的氧化物与树脂的密合性低,所以两者的界面强度控制了复合材料的机械强度。
例如,在专利文献1中公开了向玻璃纤维表面涂布含有硅烷偶联剂和树脂的集束剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2005-8488号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,上述专利文献1的玻璃纤维强化塑料存在将树脂与玻璃复合化时,必须对玻璃施加复杂的表面处理这样的课题。
本发明的目的在于通过简单的工艺提高复合材料的机械强度。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的特征在于,在具备树脂或橡胶、以及氧化物玻璃的复合材料中,所述树脂或橡胶分散于所述氧化物玻璃中,或所述氧化物玻璃分散于所述树脂或橡胶中,通过加热,所述氧化物玻璃在所述树脂或橡胶的热分解温度以下软化流动。
发明效果
根据本发明,可通过简单的工艺提高复合材料的机械强度。
附图说明
[图1]玻璃的差示热分析曲线。
[图2]复合材料的截面SEM图像的模式图。
[图3]纤维强化树脂制风车叶片结构体的与叶片长轴成直角的方向的截面图。
[图4]梁翼缘上部的部分截面图。
具体实施方式
以下对本发明进行详细说明。
本发明为由树脂或橡胶(以下称之为树脂等)以及氧化物玻璃构成的复合材料,树脂等分散于玻璃中,或玻璃分散于树脂等中。通过加热该复合材料,玻璃在树脂等的热分解温度或低于该温度的温度下软化流动(熔融)。因为一次熔化的玻璃与树脂的界面是平滑的,所以与仅将玻璃颗粒分散于树脂中的复合材料相比,树脂与玻璃的密合性变高。另外,热分解温度为通过加热使重量开始减少的温度,进行热重量测定(TG)而得到。
形成本发明的复合材料的氧化物玻璃通过含有Te、P、V的任意两种以上和Ag,即使不使用Pb或Bi等对环境有害的元素,也可以降低软化点。因为可使该玻璃的软化点为树脂等的分解温度以下,所以可不过多分解混合了玻璃和树脂的复合材料的树脂而使玻璃软化流动、与树脂一体化。因此,可提高玻璃与树脂的界面的密合性,可提高复合材料的机械强度。而且,本发明的复合材料可通过仅混合、加热玻璃颗粒和树脂的简单的工艺制作。进一步,如果与仅为树脂的材料相比,耐气候性和机械强度可得到提高,如果与仅为玻璃的材料相比,可轻质化。
另外,氧化物玻璃至少含有Ag2O、V2O5、TeO2,且Ag2O、V2O5和TeO2的合计含有率可为75质量%以上。Ag2O和TeO2是对软化点的低温化有贡献的成分,本发明的玻璃的软化点大体上对应于Ag2O和TeO2的含有率。V2O5抑制金属Ag从玻璃中的Ag2O析出,对玻璃的热稳定性的提高有贡献。通过使之成为这样的组成范围,可使玻璃的软化点(DTA中的升温过程的第2吸热峰的峰值温度)低温化为320℃以下,并可确保充分的热稳定性。
作为氧化物玻璃的具体组成,可含有10~60质量%的Ag2O、5~65质量%的V2O5、和15~50质量%的TeO2。另外,在本发明中,记载为例如10~60质量%的情况表示10质量%以上60质量%以下。因为通过V2O5的添加,抑制了金属Ag从Ag2O析出,所以增加Ag2O的量变得可能,使软化点更加低温化,并且提高了玻璃的化学稳定性(例如,耐湿性)。通过使之成为这样的组成范围,可确保比以往的低熔点无铅玻璃更加良好的耐湿性。
如果Ag2O含有率超过V2O5含有率的2.6倍,即使继续添加Ag2O,软化点Ts也变得不那么继续低温化,而且玻璃变得容易晶化。因此,可使Ag2O含有率为V2O5含有率的2.6倍以下。
另外,氧化物玻璃含有10~60质量%的Ag2O、5~65质量%的V2O5、和15~50质量%的TeO2,且Ag2O、V2O5和TeO2的合计含有量率为75质量%以上,即使使Ag2O含有率与V2O5含有率之和为40~80质量%,耐湿性也优异。
实施例1
在本实施例中,制作了具有各种组成的玻璃,调查了该玻璃的软化点和耐湿性。
(玻璃的制作)
制作了具有表1中所示组成的玻璃(SPL-01~25)。表中的组成以各成分的氧化物换算的质量比率表示。使用(株)高纯度化学研究所制的氧化物粉末(纯度99.9%)作为起始原料。在一部分样品中,使用Ba(PO3)2(ラサ工业(株)制磷酸钡)作为Ba源及P源。
以表1中所示的质量比混合各起始原料粉末,装入铂坩埚。在原料中的Ag2O的比率为40质量%以上的情况下使用氧化铝坩埚。在混合时,考虑到避免原料粉末过分地吸湿,使用金属制药匙,在坩埚内进行混合。
将装入了原料混合粉末的坩埚设置于玻璃熔炉内,进行加热、熔化。以10℃/分钟的升温速度升温,在设定温度(700~900℃)下搅拌正在熔化的玻璃,同时保持1小时。之后,从玻璃熔炉取出坩埚,将玻璃浇注到预先加热至150℃的石墨模板上。然后,将浇注的玻璃移动至已预先加热至消除应力温度的消除应力炉,通过保持1小时消除应力,之后以1℃/分钟的速度冷却至室温。将冷却至室温的玻璃粉碎,制作具有表中所示组成的玻璃的粉末。
(软化点的评价)
对通过以上所述获得的各玻璃粉末,通过差示热分析(DTA)测定软化点Ts。分别使参比样品(α-氧化铝)及测定样品的质量为650mg,在大气中以5℃/分钟的升温速度下进行DTA测定,将第2吸热峰的峰值温度作为软化点Ts求出(参照图1)。将结果一同记录在表1中。
表1
实施例2
(玻璃·树脂复合材料的制作)
以使表1中记载的SPL-21玻璃粉末(粒径:3μm)和片状的聚苯乙烯树脂以体积比为1:1的方式进行配合,通过双轴混炼机进行复合化。使混炼机的加热保持温度为250℃,螺旋杆的旋转速度为40rpm/分钟。
图2为复合材料的截面SEM图像的模式图。黑色对比部为玻璃21、白色对比部为树脂22。玻璃粉末被加热而软化流动,熔化的玻璃彼此连接而粗大化。因为玻璃颗粒软化时容易与附近存在的其他玻璃颗粒粘合,所以取决于玻璃粉末如何在分散于树脂中的状态下被加热,可获得的软化后的玻璃21的形状也不同。因此,虽然在图2中图示了玻璃21粗大化为细长的棒状的状态,但还可获得接近球状的形状和弯曲的形状、网格形状等各种各样的形状。
虽然在本实施例中玻璃分散于树脂中,但如果增加玻璃相对于树脂的量,可通过同样的制作方法制作树脂分散于玻璃中的复合材料。
作为树脂,可为晶态或非晶态的任一者,可举出聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚缩醛树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、改性聚苯醚(PPE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚芳酯树脂、聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺树脂、氟树脂、聚酰胺-酰亚胺、聚醚醚酮、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚乙烯酯等。
作为复合化的条件,优选为玻璃在树脂等的热分解温度以下软化流动,玻璃的玻璃化温度与非晶态树脂的玻璃化温度(晶态树脂的熔点)的差为100℃以内。这是因为如果温度差超过100℃,起因于两者的热膨胀系数差的热应变变大,在两者的界面容易产生裂纹,不能确保两者良好的密合性。
如下述实施例所述,因为复合材料通过混合、加热玻璃颗粒和树脂等的片来制作,所以在树脂等的混合比例高的情况下,由于使片彼此熔合,因此使玻璃的软化点与树脂等的玻璃化温度(晶态树脂的情况下为熔点)的温度差不致变得过大(约100℃以内)是必要的。
另外,作为树脂,可使用上述的树脂,但其中,特别是关于热塑性树脂,因即使制作复合材料后也可通过加热而使之软化流动,所以可修复复合材料的破损或缺损。
另外,通过使用注射成型机使玻璃与树脂复合化,并且向模具注射,可简易地制作各种各样形状的成型体。进一步,因为本实施例的玻璃是半导体,所以制作的成型体具有某种程度的导电性,因此可用作具有防静电功能的各种电子装置用的包装材料。
评价了获得的复合材料的氧透过率和水蒸气透过率。
在温度30℃、湿度90%RH的条件下,使用美国膜康(MOCON)公司制的氧透过率测定装置(OX-TRAN(R)2/20),在压力差0.1MPa的条件下进行氧透过率的测定。装置的测定极限为0.01cc/m2/天。
在温度30℃、湿度90%RH的条件下,使用美国膜康(MOCON)公司制的透湿率测定装置(PERMATRAN(R)2/20),在压力差0.1MPa的条件下进行水蒸气透过率的测定。装置的测定极限为0.01g/m2/天。
本发明的复合材料的氧透过率和水蒸气透过率为装置的测定极限以下。另外,可不与树脂复合化而与橡胶进行复合化,作为橡胶,优选氟橡胶、聚硅氧烷橡胶、丙烯酸橡胶。
实施例3
图3为纤维强化树脂制风车叶片结构体的与叶片纵向的轴成直角的方向的截面图。
叶片具备连接前缘部31和后缘部32的被称为上表皮(スキン)33和下表皮34的外板。为了使被外板包围的内部轻质化,其为空的。在上表皮33和下表皮34之间,跨叶片的纵向,放入具有层结构的被称为翼梁(スパー)35的箱状的梁进行增强。进一步,翼梁35由接触上表皮33和下表皮34的内周面的梁翼缘部36、连接叶片的上下的梁翼缘部的腹板部37构成。另外,翼梁35除了可为箱状,还可为C字状、I字状、或板状。另外,上表皮33和下表皮34因轻质化和耐蚀性的理由,优选纤维强化树脂(FRP)制,在本实施例中,使用使玻璃纤维含浸基体树脂而成的玻璃纤维强化型树脂(GFRP)。所谓玻璃纤维是以二氧化硅(SiO2)为主要成分的纤维状玻璃,纤维径为5~20μm左右。
图4为图3的上部的梁翼缘36(梁翼缘50)的部分截面图。通过交替地层叠的碳纤维层42和玻璃纤维层45、及接合层43,一体化地构成复合层44。接合层43与上表皮(未图示)接合。玻璃纤维层45为使玻璃纤维46含浸了基体树脂47而成。碳纤维层42为使碳纤维49含浸了树脂而成。
构成碳纤维层42和玻璃纤维层45的树脂可举出环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂。在上表皮33和下表皮34及/或玻璃纤维层45的基体树脂47中使用本实施例的复合材料。因为玻璃纤维46以SiO2为主要成分,所以基体树脂47中的玻璃在软化温度下并不软化,保持作为增强材料的功能。基体树脂47中的玻璃与玻璃纤维46部分地接触。通过基体树脂47中的玻璃软化与该玻璃纤维46接合,可谋求基体树脂47中的玻璃与玻璃纤维46的高密合化,玻璃纤维46与基体树脂47的界面接合强度与通常的树脂基体的情况相比大幅提高。另外,如果也在碳纤维层42的基体树脂48中使用本实施例的复合材料,因为基体树脂47中的玻璃与基体树脂48中的玻璃两者软化而接合,所以可谋求玻璃纤维层45与碳纤维层42的高密合化。
对翼梁35以静态强度的70%的挠曲量进行3点弯曲疲劳试验(测定法:根据JISK7118、K7082)时,在循环数106次后也没有发现抗挠刚度的降低。另外,在上表皮33和下表皮34及/或玻璃纤维层42的基体为通常的树脂的情况下,在循环数105次时确认了下部梁翼缘的层42中的裂纹,106次后抗挠刚度降低至90%。
另外,因为本实施例的玻璃为半导体,所以上表皮33和下表皮34具有某种程度的导电性,因此降低了因雷击等导致的通电而引起的损伤,所以在安全方面有利。
作为本实施例的FRP制叶片结构体的制造方法,可使用预浸料法、树脂传递模塑(RTM)法、拉拔法、纤维缠绕法、涂层成型法等公知的所有的成形技术。
另外,混合玻璃粉末、树脂粘合剂和溶剂,制作喷洒喷雾用的浆料(涂料)。使用硝化纤维作为树脂粘合剂,使用二甘醇一丁醚乙酸酯作为溶剂。通过喷洒喷雾将该浆料涂布于叶片表面,通过加热至并保持于玻璃的软化点温度以上,可形成保护膜。由此,可提高叶片的耐气候性,并赋予导电性。
附图标记
21玻璃
22树脂
31前缘部
32后缘部
33上表皮
34下表皮
35翼梁
36、50梁翼缘部
37腹板部
42碳纤维层
43接合层
44复合层
45玻璃纤维层
46玻璃纤维
47、48基体树脂
49碳纤维
Claims (9)
1.复合材料,其特征在于,在具备树脂或橡胶、以及氧化物玻璃的复合材料中,所述树脂或橡胶分散于所述氧化物玻璃中,或所述氧化物玻璃分散于所述树脂或橡胶中,所述氧化物玻璃含有Te、P、V的至少两种和Ag,通过加热,所述氧化物玻璃在所述树脂或橡胶的热分解温度以下软化流动,
其中,所述氧化物玻璃含有Ag2O、V2O5、TeO2,且Ag2O、V2O5和TeO2的合计含有率为75质量%以上,且
所述氧化物玻璃含有10~60质量%的Ag2O、5~65质量%的V2O5、和15~50质量%的TeO2。
2.权利要求1的复合材料,其特征在于,所述氧化物玻璃的Ag2O含有率是V2O5含有率的2.6倍以下。
3.权利要求2的复合材料,其特征在于,所述氧化物玻璃的Ag2O含有率与V2O5含有率之和是40~80质量%。
4.如权利要求1的复合材料,其特征在于,所述树脂为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚缩醛树脂、改性聚苯醚(PPE)、聚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺树脂、氟树脂、聚酰胺-酰亚胺、聚醚醚酮、环氧树脂、聚酯、酚醛树脂中的任一种。
5.如权利要求1的复合材料,其特征在于,所述树脂为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚芳酯、聚乙烯酯中的任一种。
6.涂料,其特征在于,包含权利要求1的复合材料和有机溶剂。
7.玻璃纤维强化型树脂,其特征在于,使权利要求1的复合材料与玻璃纤维复合化而成。
8.导电性包装材料,其特征在于,由权利要求1的复合材料构成。
9.风力发电用叶片,其特征在于,具备权利要求7的玻璃纤维强化型树脂。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-282623 | 2011-12-26 | ||
JP2011282623A JP5712123B2 (ja) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 複合材料 |
PCT/JP2012/078276 WO2013099436A1 (ja) | 2011-12-26 | 2012-11-01 | 複合材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103987791A CN103987791A (zh) | 2014-08-13 |
CN103987791B true CN103987791B (zh) | 2016-05-11 |
Family
ID=48696936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280061149.XA Expired - Fee Related CN103987791B (zh) | 2011-12-26 | 2012-11-01 | 复合材料 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9708460B2 (zh) |
JP (1) | JP5712123B2 (zh) |
CN (1) | CN103987791B (zh) |
TW (1) | TWI457376B (zh) |
WO (1) | WO2013099436A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5726698B2 (ja) | 2011-07-04 | 2015-06-03 | 株式会社日立製作所 | ガラス組成物、それを含むガラスフリット、それを含むガラスペースト、およびそれを利用した電気電子部品 |
JP5667970B2 (ja) | 2011-12-26 | 2015-02-12 | 株式会社日立製作所 | 複合材料 |
JP5816565B2 (ja) | 2012-01-26 | 2015-11-18 | 株式会社日立産機システム | インク、被印字基材、印字装置、印字方法、被印字基材の製造方法 |
JP6350127B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2018-07-04 | 日立化成株式会社 | 無鉛低融点ガラス組成物並びにこれを含む低温封止用ガラスフリット、低温封止用ガラスペースト、導電性材料及び導電性ガラスペースト並びにこれらを利用したガラス封止部品及び電気電子部品 |
JP2018109073A (ja) * | 2015-03-31 | 2018-07-12 | 株式会社日立製作所 | 複合材組成物、及びそれを用いたペースト剤 |
JP6570644B2 (ja) * | 2015-09-25 | 2019-09-04 | 株式会社日立製作所 | 接合材及びそれを用いた接合体 |
WO2017126378A1 (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 株式会社日立製作所 | 無鉛ガラス組成物、ガラス複合材料、ガラスペースト、封止構造体、電気電子部品及び塗装部品 |
CN106746630A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 江苏环宇纺织科技有限公司 | 一种合成玻璃纤维防火材料及其制备方法 |
CN110093097A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-08-06 | 安徽驭风风电设备有限公司 | 一种风电叶片涂装方法及所用涂料制备方法 |
KR102323875B1 (ko) * | 2021-06-25 | 2021-11-09 | 일성 주식회사 | 교면 방수제 제조방법 및 시공방법 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1774405A (zh) * | 2003-02-25 | 2006-05-17 | 肖特股份公司 | 具有抗菌作用的磷酸盐玻璃 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3798114A (en) * | 1971-05-11 | 1974-03-19 | Owens Illinois Inc | Glasses with high content of silver oxide |
JPH03140337A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-14 | Toppan Printing Co Ltd | バリヤー性成型品とその製造方法 |
JPH04270140A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-09-25 | Johnson Matthey Inc | シーリングガラス組成物および導電性成分を含む同組成物 |
DE4128804A1 (de) * | 1991-08-30 | 1993-03-04 | Demetron | Bleifreies, niedrigschmelzendes glas |
US5334558A (en) | 1992-10-19 | 1994-08-02 | Diemat, Inc. | Low temperature glass with improved thermal stress properties and method of use |
JP3114524B2 (ja) * | 1994-03-24 | 2000-12-04 | 新神戸電機株式会社 | 難燃性樹脂組成物 |
JPH0859295A (ja) * | 1994-08-22 | 1996-03-05 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 低融点封着用組成物 |
JP2001064524A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-13 | Asahi Glass Co Ltd | 難燃化機能を有する耐水性低融点ガラスおよび難燃性樹脂組成物 |
JP2003516878A (ja) * | 1999-12-15 | 2003-05-20 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 部材及びその製造方法 |
JP4465706B2 (ja) | 2003-06-20 | 2010-05-19 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス繊維及びガラス繊維強化樹脂 |
WO2004035497A1 (ja) | 2002-10-15 | 2004-04-29 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | ガラス組成物およびガラス繊維 |
EP1597211A2 (de) | 2003-02-25 | 2005-11-23 | Schott AG | Antimikrobiell wirkendes phosphatglas |
DE112004000094A5 (de) | 2003-02-25 | 2008-04-03 | Schott Ag | Antimikrobiell wirkendes Borosilicatglas |
DE10308227A1 (de) * | 2003-02-25 | 2004-09-09 | Schott Glas | Antimikrobiell wirkendes Sulfophosphatglas |
JP2006520311A (ja) * | 2003-02-25 | 2006-09-07 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 抗微生物作用ホウケイ酸ガラス |
KR101457362B1 (ko) * | 2007-09-10 | 2014-11-03 | 주식회사 동진쎄미켐 | 유리 프릿 및 이를 이용한 전기소자의 밀봉방법 |
KR20110081849A (ko) * | 2008-10-17 | 2011-07-14 | 아사히 화이바 구라스 가부시키가이샤 | 저융점 유리, 그것을 사용한 수지 조성물, 수지 성형품 |
BR112012031848A2 (pt) * | 2010-06-14 | 2017-07-04 | Du Pont | estrutura compósita e processo para fazer a estrutura compósita |
JP5726698B2 (ja) | 2011-07-04 | 2015-06-03 | 株式会社日立製作所 | ガラス組成物、それを含むガラスフリット、それを含むガラスペースト、およびそれを利用した電気電子部品 |
JP5732381B2 (ja) | 2011-12-26 | 2015-06-10 | 株式会社日立製作所 | 積層体及びこれを用いた有機el素子、窓、太陽電池モジュール |
JP5487193B2 (ja) | 2011-12-26 | 2014-05-07 | 株式会社日立製作所 | 複合部材 |
JP5667970B2 (ja) | 2011-12-26 | 2015-02-12 | 株式会社日立製作所 | 複合材料 |
-
2011
- 2011-12-26 JP JP2011282623A patent/JP5712123B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-11-01 WO PCT/JP2012/078276 patent/WO2013099436A1/ja active Application Filing
- 2012-11-01 CN CN201280061149.XA patent/CN103987791B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-11-01 US US14/368,479 patent/US9708460B2/en active Active
- 2012-11-28 TW TW101144463A patent/TWI457376B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1774405A (zh) * | 2003-02-25 | 2006-05-17 | 肖特股份公司 | 具有抗菌作用的磷酸盐玻璃 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013099436A1 (ja) | 2013-07-04 |
TWI457376B (zh) | 2014-10-21 |
JP5712123B2 (ja) | 2015-05-07 |
US9708460B2 (en) | 2017-07-18 |
US20140334937A1 (en) | 2014-11-13 |
JP2013133342A (ja) | 2013-07-08 |
TW201335250A (zh) | 2013-09-01 |
CN103987791A (zh) | 2014-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103987791B (zh) | 复合材料 | |
Cao | Enhanced buckling strength of the thin-walled continuous carbon fiber–reinforced thermoplastic composite through dual coaxial nozzles material extrusion process | |
ES2531736T3 (es) | Tejido de infusión para el moldeo de grandes estructuras compuestas | |
Zhang et al. | Dark, infrared reflective, and superhydrophobic coatings by waterborne resins | |
CN201771696U (zh) | 一种大型风力发电机组整体叶片 | |
CN102939272A (zh) | 玻璃纤维 | |
JP2011517327A5 (zh) | ||
CN108116011B (zh) | 一种表面经过防护处理的夹层结构热防护材料及其制备方法 | |
CN102408868A (zh) | 快速深度固化的单组分脱醇型有机硅灌封胶及制备方法 | |
CN106661345A (zh) | 热控制涂料 | |
CN101540234A (zh) | 制备染料敏化太阳能电池的方法 | |
CN105778723A (zh) | 燃煤电厂烟囱防腐材料及其制备方法 | |
CN104302706B (zh) | 复合材料 | |
CN106589821A (zh) | 一种莫来石纤维/环氧树脂复合材料的制备方法 | |
US20160046107A1 (en) | Sized glass fibers for fiber-containing composite articles and methods of making them | |
Dong et al. | Wall insulation materials in different climate zones: A review on challenges and opportunities of available alternatives | |
CN109927943A (zh) | 返回式飞船防热与承载一体化结构 | |
CN101139170A (zh) | 以ZrO2为增强相的二硅酸锂微晶玻璃复合材料及其制备方法 | |
CN103998235A (zh) | 复合部件 | |
CN104045967A (zh) | 煤气表转子用酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN108479647A (zh) | 一种气凝胶保温毡用硅气凝胶 | |
Van der Biest | Nanoceramics: issues and opportunities | |
Sarraf et al. | Preceramic polymers for additive manufacturing of silicate ceramics | |
Le et al. | The Study’s Chemical Interaction of the Sodium Silicate Solution with Extender Pigments to Investigate High Heat Resistance Silicate Coating | |
CN108147841B (zh) | 石英陶瓷基透波复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160511 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |