CN110121413A - 金属-纤维强化树脂材料复合体、其制造方法以及接着片 - Google Patents
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Abstract
金属‑FRP复合体100包括:金属构件101、FRP层102、及介于金属构件101与FRP层102之间的接着树脂层103。接着树脂层103为苯氧基树脂(A)单独的固化物、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物,且将金属构件101与FRP层102牢固地接着。接着树脂组合物也可相对于苯氧基树脂(A)100重量份而还含有5重量份~85重量份的范围内的环氧树脂(B)、及含酸二酐的交联剂(C)。
Description
技术领域
本发明涉及一种例如将包含铁钢材料的金属构件与树脂材料层叠而成的金属-纤维强化树脂材料复合体、其制造方法以及接着片。
背景技术
包含玻璃纤维或碳纤维等强化纤维与基质树脂的纤维强化塑料(fiberreinforce plastic,FRP)轻量且力学特性优异,因此广泛用于民生领域以及产业用途。特别是在汽车产业中,车体重量的轻量化最有助于性能及耗油率的提升,因而积极研究自至今为止主要使用的铁钢材料替换为碳纤维强化塑料(carbon fiber reinforce plastic,CFPR)或金属构件与CFRP的复合材料等。
在CFRP与金属构件复合化而成的零件或结构体的制造中,为了将多个构件一体化而必需将构件及材料彼此接合的步骤,一般已知有使用环氧树脂系的热硬化性接着剂的接合方法。
另外,近年来,出于提升加工性或回收(recyle)性的目的,除环氧树脂等热硬化性树脂以外,也将热塑性树脂作为纤维强化树脂材料的基质树脂或与金属构件复合化的接着剂而进行研究。此处,关于纤维强化树脂材料与金属构件的接合·接着手段,主要自使金属构件与接着剂的接合力牢固的观点考量来积极进行技术开发。
例如,在专利文献1及专利文献2中公开有:对金属构件的接着面进行具有特定的表面形状参数那样的表面粗糙化处理而射出成形硬质且高结晶性的热塑性树脂、或通过对金属构件设置环氧树脂的接着层而使金属构件与CFRP的接着强度提升的技术。然而,这些技术是通过利用硬质的高结晶性的热塑性树脂来填埋以形成特殊的表面微细结构的方式进行了化学蚀刻加工的金属构件表面的粗糙面来表现出强度。因此,粗糙化或防锈中必须进行特别处理,此外在复合化时,考虑到熔融粘度或高融点的问题而需要高温工艺,因而生产性或成本存在问题。
在专利文献3中公开有使碳纤维基材的与金属构件的贴合面含浸环氧系等的接着树脂、使另一面含浸热塑性树脂而形成预浸体的强化纤维基材与金属的复合体。根据本方法,关于纤维强化树脂材料与金属构件此种不同构件的接合,也可提供具有牢固的接合强度的一体化成形品。然而,本方法中使用环氧系的热硬化性树脂作为接着剂层,此外通过使强化纤维贯穿所述接着剂层内来确保纤维强化片材与金属层的接合性。因此,必须使用包含特定长度的纤维的不织布来作为强化纤维基材,与单向纤维强化材或布(cloth)材相比增强效果有限。
另外,在专利文献4中公开有一种使用了CFRP成形材料的与钢板的夹层(sandwich)结构体的制造方法,所述CFRP成形材料使用聚氨基甲酸酯树脂基质。本文献的材料利用热塑性聚氨基甲酸酯树脂的良好成形性,并且通过利用后硬化(after cure)在聚氨基甲酸酯树脂中引起交联反应而制成热硬化性树脂,由此而实现高强度化。但是,聚氨基甲酸酯树脂的耐热性差,因而难以应用于暴露于高温的构件,用途受限成为问题。
进而,在专利文献5中公开有:将苯氧基树脂或对苯氧基树脂调配结晶性环氧树脂与作为交联剂的酸酐而成的树脂组合物的粉体,通过粉体涂装法而涂敷于强化纤维基材来制作预浸体,利用热压将其成形硬化而制成CFRP。另外,专利文献5中也启示了可将铝箔或不锈钢箔层叠于CFRP。但是,在专利文献5中,不存在有关于CFRP与金属构件的复合体的实施例,因而并未对与所述复合体相关的弯曲强度等机械强度加以研究。
另外,专利文献6中提出有对包括载体材料及支撑材料的复合材料进行加热,在支撑材料中形成肋结构,并且将载体材料成形为三维零件的车体用结构零件的制造方法,所述载体材料为包含金属及经纤维强化的热塑性材料等的平板状的载体材料,所述支撑材料包含热塑性材料。
进而,在专利文献7中提出有以层叠状态加热及加压来使用的纤维强化树脂中间材,其中,强化纤维基材具有在外表面开口的空隙,粉体形态的树脂处于半含浸状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开WO2009/116484号
专利文献2:日本专利特开2011-240620号公报
专利文献3:日本专利特开2016-3257号公报
专利文献4:日本专利特开2015-212085号公报
专利文献5:国际公开WO2016/152856号
专利文献6:日本专利特表2015-536850号公报
专利文献7:日本专利第5999721号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于廉价地提供一种金属构件与纤维强化树脂材料牢固地接合、轻量且加工性优异、能够以简易的方法制造的金属-纤维强化树脂材料复合体。
解决问题的技术手段
本发明人等人进行努力研究的结果发现:通过利用苯氧基树脂(A)单独的固化物、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物将金属构件与纤维强化树脂材料接合,可解决所述课题,从而完成本发明。
本发明的第1观点中,金属-纤维强化树脂材料复合体包括:
金属构件;
第1纤维强化树脂材料,所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件复合化;以及
接着树脂层,所述接着树脂层层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着。
而且,本发明的第1观点中,关于所述金属-纤维强化树脂材料复合体,所述接着树脂层包括苯氧基树脂(A)单独的固化物、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物。
本发明的第1观点中,关于所述金属-纤维强化树脂材料复合体,所述接着树脂层可为第2纤维强化树脂材料,所述第2纤维强化树脂材料具有作为基质树脂的所述固化物或所述硬化物、以及所述基质树脂中所含的强化纤维基材。
本发明的第1观点中,关于所述金属-纤维强化树脂材料复合体,所述接着树脂组合物可为相对于所述苯氧基树脂(A)100重量份,还含有5重量份~85重量份的范围内的环氧树脂(B)、及含酸二酐的交联剂(C)的交联性接着树脂组合物。所述情况下,所述硬化物为交联硬化物,其玻璃化温度(Tg)可为160℃以上。
关于本发明的第1观点的金属-纤维强化树脂材料复合体,所述金属构件的材质可为铁钢材料、铁系合金或铝。
本发明的第2观点中,金属-纤维强化树脂材料复合体包括:
金属构件;
第1纤维强化树脂材料,所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件复合化;以及
接着树脂层,所述接着树脂层层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着。
本发明的第2观点中,关于所述金属-纤维强化树脂材料复合体,所述接着树脂层包含由树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂所得的第1硬化状态的硬化物。
而且,本发明的第2观点中,金属-纤维强化树脂材料复合体的特征在于:在所述接着树脂通过加热而自第1硬化状态的硬化物变化为第2硬化状态的交联硬化物的前后,玻璃化温度(Tg)发生变化。
本发明的第2观点中,关于所述金属-纤维强化树脂材料复合体,
所述接着树脂层可为在基质树脂中含有强化纤维基材的第2纤维强化树脂材料,且所述基质树脂可为所述第1硬化状态的硬化物。
本发明的第3观点中,接着片将金属构件与纤维强化树脂材料接着。
而且,本发明的第3观点中,所述接着片的特征在于:其为预浸体,所述预浸体含有:苯氧基树脂(A)单独、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物;以及
强化纤维基材。
本发明的第4观点中,金属-纤维强化树脂材料复合体的制造方法是制造金属-纤维强化树脂材料复合体的方法,所述金属-纤维强化树脂材料复合体包括:金属构件;与所述金属构件复合化的第1纤维强化树脂材料;以及层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着的接着树脂层。
而且,本发明的第4观点中,所述制造方法的特征在于包括:
将苯氧基树脂(A)单独、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物涂布于所述金属构件来形成涂布膜的步骤;以及
将作为所述第1纤维强化树脂材料的前体的第1预浸体配置于所述涂布膜上,通过热压而使所述涂布膜中的所述苯氧基树脂(A)在熔融后固化、或使所述接着树脂组合物在熔融后硬化,由此而形成所述接着树脂层,并且将所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件接合而复合化的步骤。
本发明的第5观点中,金属-纤维强化树脂材料复合体的制造方法是制造金属-纤维强化树脂材料复合体的方法,所述金属-纤维强化树脂材料复合体包括:金属构件;与所述金属构件复合化的第1纤维强化树脂材料;以及层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着的接着树脂层,并且所述接着树脂层为具有基质树脂、及所述基质树脂中所含的强化纤维基材的第2纤维强化树脂材料。
而且,本发明的第5观点中,所述制造方法的特征在于包括:
将苯氧基树脂(A)单独、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的常温下为固体的接着树脂组合物的微粉末通过粉体涂装而附着于所述强化纤维基材,制作树脂组合物的比例(RC)为20%~50%的范围内且作为所述第2纤维强化树脂材料的前体的第2预浸体的步骤;以及
将所述金属构件、所述第2预浸体、及作为所述第1纤维强化树脂材料的前体的第1预浸体依序层叠配置,通过热压而使所述苯氧基树脂(A)在熔融后固化、或使所述接着树脂组合物在熔融后硬化,由此而形成所述接着树脂层,并且将所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件接合而复合化的步骤。
发明的效果
根据本发明,提供一种将金属构件与纤维强化树脂材料介隔接着树脂层牢固地接合的金属-纤维强化树脂材料复合体。所述金属-纤维强化树脂材料复合体轻量且加工性优异,可以简易的方法制造。例如即便金属构件为实施了防锈处理的铁钢材料,金属构件与纤维强化树脂材料也可具备高的接着强度,而无需进行特别的表面粗糙化处理等。另外,在金属构件与纤维强化树脂材料的复合化时,能够与利用热压的金属构件的成形同时进行一次加工,因而制造成本优异。因此,本发明的金属-纤维强化树脂材料复合体作为轻量且高强度的材料,不仅可适宜用作电气·电子设备等的框体,而且也适宜用作汽车构件、航空器构件等用途中的结构构件。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的金属-纤维强化树脂材料复合体的剖面结构的示意图。
图2是表示本发明的第1实施方式的金属-纤维强化树脂材料复合体的另一形态的剖面结构的示意图。
图3是表示本发明的第2实施方式的金属-纤维强化树脂材料复合体的剖面结构的示意图。
图4是表示本发明的第2实施方式的金属-纤维强化树脂材料复合体的另一形态的剖面结构的示意图。
图5是表示金属-纤维强化树脂材料复合体的制造步骤的一例的说明图。
图6是表示金属-纤维强化树脂材料复合体的制造步骤的另一例的说明图。
图7是表示金属-纤维强化树脂材料复合体的制造步骤的又一例的说明图。
图8是示意性表示通过粉体涂装而进行的接着片的制造步骤的一例的图。
图9是示意性表示图8中获得的接着片与金属构件的热压接的形态的图。
图10是表示实施例及比较例中的弯曲试验用金属-FRP复合体的样本的构成的说明图。
图11是表示实施例及比较例中的剪切试验用金属-FRP复合体的样本的构成的说明图。
具体实施方式
以下,适宜参照附图来详细说明本发明的实施方式。
[第1实施方式]
图1及图2是表示作为本发明的第1实施方式的金属-纤维强化树脂材料复合体的金属-FRP复合体的层叠方向上的剖面结构的示意图。如图1所示,金属-FRP复合体100包括:金属构件101、作为第1纤维强化树脂材料的FRP层102、及介于金属构件101与FRP层102之间的接着树脂层103。如后述那样,接着树脂层103为苯氧基树脂(A)单独的固化物、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物。再者,在简称为“硬化物”时,除包含接着树脂组合物中所含的苯氧基树脂(A)等熔融后固化但未交联成形的第1硬化状态的硬化物以外,也包含后述的第2硬化状态的交联硬化物。金属-FRP复合体100中,FRP层102具有:基质树脂104、及所述基质树脂104中所含的复合化的强化纤维材料105。接着树脂层103是与金属构件101的至少单侧的面相接而设置,将金属构件101与FRP层102牢固地接着。再者,接着树脂层103与FRP层102也可分别形成于金属构件101的两面。另外,也可以夹入包含接着树脂层103与FRP层102的层叠体的方式在其两侧配置金属构件101。
金属-FRP复合体100中,FRP层102是使用至少一片以上的FRP成形用预浸体而形成者。FRP层102不限于一层,例如也可如图2所示为两层以上。FRP层102的厚度、或设置多层FRP层102时的FRP成形用预浸体的片数或FRP层102的层数n可根据使用目的而适宜设定。形成FRP层102的FRP预浸体的各层可为相同构成,也可不同。即,构成FRP层102的基质树脂104的树脂种类、强化纤维材料105的种类或含有比率等可每层不同。
另外,在与金属构件101复合时,FRP层102可预先成形,也可为FRP成形用预浸体的状态,优选为可形成更均匀的FRP层102的后者的状态。
另外,金属-FRP复合体100中,构成接着树脂层103的树脂、及与接着树脂层103相接的第一层的FRP层102的基质树脂104可为相同树脂,也可不同。就确保接着树脂层103与第一层的FRP层102的接着性的观点而言,优选为选择相同或同种的树脂、或聚合物中所含的极性基的比率等近似的树脂种类。此处,所谓“相同树脂”,是指包含相同成分且组成比率也相同,所谓“同种树脂”,是指若主成分相同则组成比率不同也可。“同种树脂”中包含“相同树脂”。另外,所谓“主成分”,是指树脂成分100重量份中包含50重量份以上的成分。再者,“树脂成分”中包含热塑性树脂或热硬化性树脂,但不含交联剂等非树脂成分。
[第2实施方式]
图3及图4是表示作为本发明的第2实施方式的金属-纤维强化树脂材料复合体的金属-FRP复合体的剖面结构的示意图。如图3所示,金属-FRP复合体200包括:金属构件101、作为第1纤维强化树脂材料的FRP层102、及介于金属构件101与FRP层102之间的接着树脂层103A。接着树脂层103A为具有基质树脂106、及所述基质树脂106中所含的复合化的强化纤维材料107的第2纤维强化树脂材料。如后述那样,基质树脂106为苯氧基树脂(A)单独的固化物、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物。此处,FRP层102的构成与第1实施方式相同。接着树脂层103A是与金属构件101的至少单侧的面相接而设置,将金属构件101与FRP层102牢固地接着。再者,接着树脂层103A与FRP层102也可分别形成于金属构件101的两面。另外,也可以夹入包含接着树脂层103A与FRP层102的层叠体的方式在其两侧配置金属构件101。
金属-FRP复合体200中,FRP层102是包含至少一片以上的FRP成形用预浸体者,且FRP层102不限于一层,例如也可如图4所示为两层以上。设置多层FRP层102时的FRP层102的层数n可根据使用目的而适宜设定。FRP层102的各层可为相同构成,也可不同。即,构成FRP层102的基质树脂104的树脂种类、强化纤维材料105的种类或含有比率等可每层不同。
另外,金属-FRP复合体200中,构成接着树脂层103A的基质树脂106的树脂种类、及与接着树脂层103A相接的第一层的FRP层102的基质树脂104的树脂种类可相同,也可不同。就确保接着树脂层103A与第一层的FRP层102的接着性的观点而言,优选为选择相同或同种的树脂、或聚合物中所含的极性基的比率等近似的树脂种类的组合作为基质树脂106及基质树脂104的树脂种类。特别优选为接着树脂层103A的基质树脂106与FRP层102的基质树脂104的树脂种类相同或为同种。
第1实施方式的金属-FRP复合体100及第2实施方式的金属-FRP复合体200中,就充分确保金属构件101与FRP层102的接着性的观点而言,接着树脂层103、接着树脂层103A的厚度例如优选为3μm~100μm的范围内,更优选为5μm~75μm的范围内。若接着树脂层103、接着树脂层103A的厚度小于3μm,则金属构件101与FRP层102的接着不充分,金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200中无法获得充分的机械强度。另一方面,若接着树脂层103、接着树脂层103A的厚度超过100μm,则接着树脂层过大,因而金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200中无法充分获得强化纤维的增强效果。
以下,对金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的各构成要素加以说明。
<金属构件>
关于金属构件101的材质或形状、厚度等,只要能够通过压制等进行成形加工则并无特别限定,形状优选为薄板状。作为金属构件101的材质,例如优选为铁、钛、铝、镁及这些的合金等。此处,所谓合金,例如是指铁系合金(含不锈钢)、Ti系合金、Al系合金、Mg合金等。金属构件101的材质的更优选例为铁钢材料、铁系合金、铝,最优选为铁钢材料。作为此种铁钢材料,例如为日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)等中规定的铁钢材料,可列举作为一般结构用或机械结构用所使用的碳钢、合金钢、高张力钢等。作为此种铁钢材料的具体例,可列举冷轧钢材、热轧钢材、汽车结构用热轧钢板材、汽车加工用热轧高张力钢板材等。
关于铁钢材料,可对表面实施任意的表面处理。此处,所谓表面处理,例如可列举镀锌或镀铝等各种镀敷处理、铬酸盐(chromate)处理、非铬酸盐(non-chromate)处理等化学转化处理、或如喷砂(sand blasting)那样的物理或化学蚀刻等的化学表面粗糙化处理,但并不特别限定于这些。另外,也可实施多种表面处理。作为表面处理,优选为至少进行防锈处理。
为了提高与FRP层102的接着性,也优选为利用底漆(primer)对金属构件101的表面进行处理。作为底漆,例如优选为硅烷偶合剂或三嗪硫醇(triazinethiol)衍生物。作为硅烷偶合剂,可例示环氧系硅烷偶合剂或氨系硅烷偶合剂、咪唑硅烷化合物。作为三嗪硫醇衍生物,可例示6-二烯丙基氨基-2,4-二硫醇-1,3,5-三嗪、6-甲氧基-2,4-二硫醇-1,3,5-三嗪单钠、6-丙基-2,4-二硫醇氨基-1,3,5-三嗪单钠及2,4,6-三硫醇-1,3,5-三嗪等。
<强化纤维材料>
金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200中使用的强化纤维材料105、强化纤维材料107并无特别限制,例如优选为碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚芳酰胺纤维(aramidfiber)等,更优选为碳纤维。关于碳纤维的种类,例如可使用聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)系、沥青(pitch)系的任一种,可根据目的或用途而将这些单独使用,或也可并用。
<接着树脂层·接着树脂组合物>
构成将金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的金属构件101与FRP层102接合的接着树脂层103、接着树脂层103A的接着树脂(对于接着树脂层103A而言为基质树脂106)可为苯氧基树脂(A)单独的固化物、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物。如此,通过使用苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物,能够将金属构件101与FRP层102牢固地接合。接着树脂组合物优选为在树脂成分100重量份中包含55重量份以上的苯氧基树脂(A)。苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的形态例如可设为粉末、清漆等液状、膜状等固体。
所谓“苯氧基树脂”,为由二价苯酚化合物与表卤醇的缩合反应、或者二价苯酚化合物与二官能环氧树脂的加聚反应所获得的线形高分子,且为非晶质的热塑性树脂。苯氧基树脂(A)可在溶液中或无溶媒下通过现有公知的方法来获得,可以清漆或膜、粉体的任一形态来使用。以质量平均分子量(Mw)来计,苯氧基树脂(A)的平均分子量例如为10,000~200,000的范围内,优选为20,000~100,000的范围内,更优选为30,000~80,000的范围内。若苯氧基树脂(A)的Mw过低,则成形体的强度差,若过高则作业性或加工性容易变差。再者,Mw表示通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)进行测定,使用标准聚苯乙烯校准曲线换算所得的值。
本发明中使用的苯氧基树脂(A)的羟基当量(g/eq)例如为50~1000的范围内,优选为50~750的范围内,特别优选为50~500的范围内。若苯氧基树脂(A)的羟基当量过低,则通过羟基增加而吸水率提高,因而有硬化物的机械物性降低之虞。另一方面,若苯氧基树脂(A)的羟基当量过高,则羟基变少,故与被附着体的亲和性降低,有金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的机械物性降低之虞。
另外,苯氧基树脂(A)的玻璃化温度(Tg)例如适宜为65℃~150℃的范围内,优选为70℃~150℃的范围内。其原因在于,若Tg低于65℃,则虽然成形性变佳但树脂的流动性过大,因而难以确保接着树脂层103、接着树脂层103A的厚度,若Tg高于150℃,则有熔融粘度变高的倾向,因而难以不存在孔隙等缺陷地含浸于强化纤维基材,需要更高温的接合工艺。再者,苯氧基树脂(A)的Tg是使用示差扫描热量测定装置,在10℃/分钟的升温条件下,以20℃~280℃的范围内的温度进行测定,由二次扫描(second scan)的峰值所计算出的数值。
苯氧基树脂(A)只要为满足所述物性者则并无特别限定,作为优选者,可列举:双酚A型苯氧基树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的酚诺陶(Phenotohto)YP-50、酚诺陶(Phenotohto)YP-50S、酚诺陶(Phenotohto)YP-55U)、双酚F型苯氧基树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的酚诺陶(Phenotohto)FX-316)、双酚A与双酚F的共聚型苯氧基树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的YP-70)、所述以外的溴化苯氧基树脂或含磷苯氧基树脂、含砜基苯氧基树脂等特殊的苯氧基树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的酚诺陶(Phenotohto)YPB-43C、酚诺陶(Phenotohto)FX293、YPS-007等)等。这些可单独使用或混合使用两种以上。
接着树脂组合物可含有苯氧基树脂(A)以外的热塑性树脂、或热硬化性树脂。热塑性树脂的种类并无特别限定,例如可使用选自聚烯烃及其酸改性物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯(acrylonitrile-styrene,AS)树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadienestyrene,ABS)树脂、聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯等热塑性芳香族聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚及其改性物、聚苯硫醚、聚甲醛(polyoxymethylene)、聚芳酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、热塑性环氧等中的一种以上。另外,作为热硬化性树脂,例如可使用选自环氧树脂、乙烯酯树脂、苯酚树脂、氨基甲酸酯树脂等中的一种以上。
接着树脂(组合物)优选为在160℃~250℃的范围内的温度区域的任一者中,熔融粘度成为3,000Pa·s以下者,更优选为成为90Pa·s~2,900Pa·s的范围内的熔融粘度者,进而优选为成为100Pa·s~2,800Pa·s的范围内的熔融粘度者。若160℃~250℃的范围内的温度区域中的熔融粘度超过3,000Pa·s,则熔融时的流动性变差,容易在接着树脂层103、接着树脂层103A中产生孔隙等缺陷。
交联性接着树脂组合物:
通过在含有苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物中调配例如酸酐、异氰酸酯、己内酰胺等作为交联剂,也可制成利用苯氧基树脂(A)中所含的二级羟基的交联性接着树脂组合物。通过利用交联反应,可提升作为苯氧基树脂的缺点的耐热性,故能够应用于更高温环境下所使用的构件中。利用苯氧基树脂(A)的二级羟基的交联形成中,优选为使用调配有环氧树脂(B)与交联剂(C)的交联性接着树脂组合物。通过使用此种交联性接着树脂组合物,可获得Tg较苯氧基树脂(A)单独而言更大地提升的第2硬化状态的交联硬化物。交联性接着树脂组合物的交联硬化物的Tg例如为160℃以上,优选为170℃~220℃的范围内。
交联性接着树脂组合物中,作为调配于苯氧基树脂(A)中的环氧树脂(B),优选为二官能性以上的环氧树脂。作为二官能性以上的环氧树脂,可例示:双酚A型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的艾普托妥(Epotohto)YD-011、艾普托妥(Epotohto)YD-7011、艾普托妥(Epotohto)YD-900)、双酚F型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的艾普托妥(Epotohto)YDF-2001)、二苯基醚型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的YSLV-80DE)、四甲基双酚F型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的YSLV-80XY)、双酚硫醚型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的YSLV-120TE)、对苯二酚型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的艾普托妥(Epotohto)YDC-1312)、苯酚酚醛清漆型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的艾普托妥(Epotohto)YDPN-638)、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的艾普托妥(Epotohto)YDCN-701、艾普托妥(Epotohto)YDCN-702、艾普托妥(Epotohto)YDCN-703、艾普托妥(Epotohto)YDCN-704)、芳烷基萘二醇酚醛清漆型环氧树脂(例如新日铁住金化学股份有限公司制造的ESN-355)、三苯基甲烷型环氧树脂(例如日本化药股份有限公司制造的EPPN-502H)等,但并不限定于这些。另外,这些环氧树脂也可混合使用两种以上。
另外,环氧树脂(B)并非特别限定的含义,优选为结晶性环氧树脂,更优选为在融点为70℃~145℃的范围内,150℃下的熔融粘度为2.0Pa·s以下的结晶性环氧树脂。通过使用显示所述熔融特性的结晶性环氧树脂,可使作为接着树脂组合物的交联性接着树脂组合物的熔融粘度降低,可提升接着性。若熔融粘度超过2.0Pa·s,则交联性接着树脂组合物的成形性降低,有时金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的均质性降低。
作为优选的结晶性环氧树脂,例如可列举:新日铁住金化学股份有限公司制造的艾普托妥(Epotohto)YSLV-80XY、YSLV-70XY、YSLV-120TE、YDC-1312;三菱化学股份有限公司制造的YX-4000、YX-4000H、YX-8800、YL-6121H、YL-6640等;迪爱生(DIC)股份有限公司制造的HP-4032、HP-4032D、HP-4700等;日本化药股份有限公司制造的NC-3000等。
交联剂(C)通过与苯氧基树脂(A)的二级羟基形成酯键而使苯氧基树脂(A)三维交联。因此,与如热硬化性树脂的硬化那样的牢固的交联不同,可通过水解反应而解开交联,故能够容易地将金属构件101与FRP层102剥离。因此,能够分别回收金属构件101、FRP层102。
作为交联剂(C),优选为酸酐。酸酐只要为常温下为固体且几乎无升华性者则并无特别限定,就对金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的耐热性赋予或反应性的方面而言,优选为具有两个以上的与苯氧基树脂(A)的羟基反应的酸酐的芳香族酸二酐。特别是与偏苯三甲酸酐的羟基相比,如均苯四甲酸酐那样具有两个酸酐基的芳香族化合物的交联密度变高,耐热性提升,故可优选地使用。芳香族酸二酐中,例如4,4'-氧代二邻苯二甲酸、乙二醇双偏苯三甲酸酐、4,4'-(4,4'-亚异丙基二苯氧基)二邻苯二甲酸酐等对苯氧基树脂(A)及环氧树脂(B)具有相容性的芳香族酸二酐的提升Tg的效果大,为更优选者。特别是与例如只具有一个酸酐基的邻苯二甲酸酐相比,如均苯四甲酸酐那样具有两个酸酐基的芳香族四羧酸二酐的交联密度提升,耐热性提升,故可优选地使用。即,芳香族四羧酸二酐由于具有两个酸酐基,因而反应性良好,可以短的成形时间获得对脱模而言强度充分的交联硬化物,并且通过与苯氧基树脂(A)中的二级羟基的酯化反应,而生成四个羧基,因而可提高最终的交联密度。
苯氧基树脂(A)、环氧树脂(B)及交联剂(C)的反应中,通过苯氧基树脂(A)中的二级羟基与交联剂(C)的酸酐基的酯化反应、进而由所述酯化反应所生成的羧基与环氧树脂(B)的环氧基的反应而交联、硬化。通过苯氧基树脂(A)与交联剂(C)的反应可获得苯氧基树脂交联体,但通过环氧树脂(B)的共存而可使接着树脂组合物的熔融粘度降低,因而显示出与被附着体的含浸性提升、促进交联反应、或交联密度提升、机械强度提升等优异的特性。
再者,交联性接着树脂组合物虽然共存有环氧树脂(B),但以作为热塑性树脂的苯氧基树脂(A)为主成分,认为其二级羟基与交联剂(C)的酸酐基的酯化反应会优先进行。即,用作交联剂(C)的酸酐与环氧树脂(B)的反应花费时间,因而首先发生交联剂(C)与苯氧基树脂(A)的二级羟基的反应,继而,通过之前的反应中残留的交联剂(C)、或源自交联剂(C)的残存羧基与环氧树脂(B)进行反应而实现进一步的交联密度的提升。因此,与以作为热硬化性树脂的环氧树脂为主成分的树脂组合物不同,通过交联性接着树脂组合物而获得的交联硬化物自其交联硬化的机制残留作为热塑性树脂的性质,此外与硬化剂中使用酸酐的环氧树脂组合物相比储存稳定性也优异。
利用苯氧基树脂(A)的交联的交联性接着树脂组合物中,优选为以相对于苯氧基树脂(A)100重量份而成为5重量份~85重量份的范围内的方式调配环氧树脂(B)。环氧树脂(B)相对于苯氧基树脂(A)100重量份的调配量更优选为9重量份~83重量份的范围内,进而优选为10重量份~80重量份的范围内。若环氧树脂(B)的调配量超过85重量份,则环氧树脂(B)的硬化需要时间,因而难以在短时间获得脱模所需的强度,此外FRP层102的回收性下降。另外,若环氧树脂(B)的调配量小于5重量份,则无法获得由环氧树脂(B)的调配所带来的交联密度的提升效果,交联性接着树脂组合物的交联硬化物难以显现160℃以上的Tg,流动性恶化,因而欠佳。
交联剂(C)的调配量通常为相对于苯氧基树脂(A)的二级羟基1摩尔而酸酐基为0.6摩尔~1.3摩尔的范围内的量,优选为0.7摩尔~1.3摩尔的范围内的量,更优选为1.1摩尔~1.3摩尔的范围内。若酸酐基的量过少,则交联密度低,因而机械物性或耐热性差,若过多,则未反应的酸酐或羧基对硬化特性或交联密度造成不良影响。因此,优选为根据交联剂(C)的调配量来调整环氧树脂(B)的调配量。具体而言,以通过环氧树脂(B)来使由苯氧基树脂(A)的二级羟基与交联剂(C)的酸酐基的反应而生成的羧基反应为目的,宜将环氧树脂(B)的调配量设为以与交联剂(C)的当量比计为0.5摩尔~1.2摩尔的范围内。优选为交联剂(C)与环氧树脂(B)的当量比为0.7摩尔~1.0摩尔的范围内。
再者,在将交联剂(C)的调配量换算为重量份的情况下,虽然也取决于所使用的交联剂的种类,但相对于苯氧基树脂100重量份而为20重量份~100重量份,优选为30重量份~100重量份,最优选为40重量份~100重量份。
若与苯氧基树脂(A)、环氧树脂(B)一并调配交联剂(C),则可获得交联性接着树脂组合物,但也可进而添加作为催化剂的促进剂(D)以使交联反应确实进行。促进剂(D)若为常温下为固体且无升华性者则并无特别限定,例如可列举:三乙二胺等三级胺、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等咪唑类、三苯基膦等有机膦类、四苯基鏻四苯基硼酸盐等四苯基硼盐等。这些促进剂(D)可单独使用,也可并用两种以上。再者,在将交联性接着树脂组合物制成微粉末,使用利用静电场的粉体涂装法附着于强化纤维基材来形成基质树脂106的情况下,作为促进剂(D),优选为使用催化剂活性温度为130℃以上且常温下为固体的咪唑系的潜在性催化剂。在使用促进剂(D)的情况下,相对于苯氧基树脂(A)、环氧树脂(B)及交联剂(C)的合计量100重量份,促进剂(D)的调配量优选为设为0.1重量份~5重量份的范围内。
交联性接着树脂组合物在常温下为固体,其熔融粘度的作为160℃~250℃的范围内的温度区域中的熔融粘度的下限值的最低熔融粘度优选为3,000Pa·s以下,更优选为2,900Pa·s以下,进而优选为2,800Pa·s以下。若160℃~250℃的范围内的温度区域中的最低熔融粘度超过3,000Pa·s,则在利用热压等的加热压接时,交联性接着树脂组合物对被附着体的含浸不充分,存在接着树脂层103、接着树脂层103A中产生孔隙等缺陷的可能性,因而金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的机械物性降低。
在以上的接着树脂组合物(包含交联性接着树脂组合物)中,也可在无损其接着性或物性的范围内调配例如:天然橡胶、合成橡胶、弹性体等、或各种无机填料、溶剂、体质颜料、着色剂、抗氧化剂、紫外线抑制剂、阻燃剂、阻燃助剂等其他添加物。
<FRP层>
关于金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的FRP层102中使用的FRP,作为成为强化纤维材料105的强化纤维基材,例如可使用以下材料:使用了短纤(chopped fiber)的不织布基材或使用了连续纤维的布材、单向强化纤维基材(UD(uni-directional)材)等,就增强效果的方面而言,优选为使用布材或UD材。
另外,作为FRP层102中使用的FRP的基质树脂104,例如可使用环氧树脂、乙烯酯树脂等热硬化性树脂、或苯氧基树脂、聚烯烃及其酸改性物、聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯等热塑性芳香族聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚及其改性物、聚芳酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮等热塑性树脂的任一者,优选为由与苯氧基树脂(A)显示良好接着性的树脂组合物来形成基质树脂104。此处,作为与苯氧基树脂(A)显示良好接着性的树脂,例如可列举环氧树脂、苯氧基树脂、通过马来酸酐等而得到酸改性的聚烯烃树脂、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜。这些树脂中,也包含对金属构件101的接着性低者,但通过介隔存在接着树脂层103、接着树脂层103A而可间接与金属构件101接合。
另外,就充分确保FRP层102与接着树脂层103、接着树脂层103A的接着性的观点而言,更优选为由与形成构成接着树脂层103、接着树脂层103A的树脂(对于接着树脂层103A而言为基质树脂106)的树脂相同或同种的树脂来形成基质树脂104。
具有以上构成的金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200中,金属构件101与包含FRP层102及接着树脂层103、接着树脂层103A的纤维强化树脂材料的剪切强度优选为40N/5mm以上,更优选为45N/5mm以上。最优选为剪切强度为50N/5mm~1500N/5mm。若剪切强度小于40N/5mm,则金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的机械强度不足,存在无法获得优异的耐久性的情况。
另外,第1实施方式的金属-FRP复合体100及第2实施方式的金属-FRP复合体200优选为在后述实施例中所示的弯曲试验中,金属构件101自金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的剥离表现为凝聚剥离,更优选为不产生剥离。弯曲试验中,通过观察已剥离的金属构件101的剥离面,能够对凝聚剥离与界面剥离严加区别。一般而言,在将金属与FRP复合化的情况下,相较于界面剥离,接着部分优选为发生凝聚剥离。作为其理由,可列举:在界面剥离的情况下,冷热循环弱,密接力产生不均而使品质管理困难,容易出现残次品。
[金属-FRP复合体的制造方法]
其次,参照图5~图7来对金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的制造方法加以说明。
<第1实施方式的金属-FRP复合体的制造方法>
金属-FRP复合体100可通过以下方式而获得:利用成为接着树脂层103的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物,将成为FRP层102且加工为所期望的形状的FRP(或作为其前体的FRP成形用预浸体)与金属构件101接着,使苯氧基树脂(A)固化、或使接着树脂组合物硬化。在利用苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物将金属构件101与FRP接着、接合来进行复合化的情况下,例如可通过以下方法A、方法B来进行,优选为方法A。
方法A:
在金属构件101的表面形成由苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物所得的涂膜(成为接着树脂层103者)后,层叠成为FRP层102的FRP或FRP成形用预浸体(第1预浸体)来进行加热压接的方法。
所述方法A中,例如如图5(a)所示,在金属构件101的至少单侧的面涂敷粉状或液状的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物,形成涂膜110。再者,方法A中,也可并非在金属构件101侧而是在成为FRP层102的FRP侧或FRP成形用预浸体111(第1预浸体)侧形成涂膜110,此处,对于金属构件101侧形成涂膜110的情况加以说明。
其次,如图5(b)所示,在形成有涂膜110之侧,层叠配置成为FRP层102的FRP成形用预浸体111,形成依序层叠有金属构件101、涂膜110及FRP成形用预浸体111的层叠体。再者,图5(b)中,也可层叠FRP来代替FRP成形用预浸体111,此时FRP的接着面优选为例如通过喷砂处理等加以粗糙化,或通过等离子体处理、电晕处理等加以活性化。其次,通过对所述层叠体进行加热·加压,如图5(c)所示,可获得金属-FRP复合体100。
方法A中,作为形成成为接着树脂层103的涂膜110的方法,优选为在金属构件101的表面粉体涂装苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的粉末的方法。通过粉体涂装所形成的接着树脂层103中,苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物为微粒子,因而容易熔融,且涂膜110内具有适度的空隙,因而孔隙容易消除。而且,在对FRP或FRP成形用预浸体111进行加热压接时,苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物良好地润湿金属构件101的表面,因而不需要如清漆涂敷那样的脱气步骤,不易产生由膜中可见那样的孔隙的产生等润湿性不足所引起的不良。
方法A中,也可在图5(a)中在金属构件101的两面形成涂膜110,在图5(b)中,对两个涂膜110分别层叠FRP成形用预浸体111(或FRP)。另外,成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)不限于一层,也可为多层(参照图2)。另外,也可使用两片以上的金属构件101,以呈夹层状夹入成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)的方式来进行层叠。
方法B:
将已成膜的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物、及成为FRP层102的FRP或FRP成形用预浸体(第1预浸体)层叠于金属构件101来进行加热压接的方法。
所述方法B中,例如如图6(a)所示,在金属构件101的至少单侧的面层叠配置将苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物形成为膜状的接着片110A、及成为FRP层102的FRP成形用预浸体111,形成依序层叠有金属构件101、接着片110A及FRP成形用预浸体111的层叠体。再者,图6(a)中,也可层叠FRP来代替FRP成形用预浸体111,此时FRP的接着面优选为例如通过喷砂处理等加以粗糙化,或通过等离子体处理、电晕处理等加以活性化。其次,通过对所述层叠体进行加热·加压,如图6(b)所示,可获得金属-FRP复合体100。
方法B中,也可在图6(a)中在金属构件101的两面分别层叠接着片110A与FRP成形用预浸体111(或FRP)。另外,成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)不限于一层,也可为多层(参照图2)。另外,也可使用两片以上的金属构件101,以呈夹层状夹入接着片110A及成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)的方式来进行层叠。
<第2实施方式的金属-FRP复合体的制造方法>
金属-FRP复合体200可通过以下方式而获得:利用含有苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物与强化纤维材料107的接着片(成为接着树脂层103A者),将加工为所期望的形状且成为FRP层102的FRP(或FRP成形用预浸体111)与金属构件101接着,使苯氧基树脂(A)固化、或使接着树脂组合物硬化。在利用含有苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物与强化纤维材料107的接着片将金属构件101与FRP接着,通过接合来进行复合化的情况下,例如可通过以下方法C来进行。
方法C:
将含有苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物与强化纤维材料107的接着片(第2预浸体)、及成为FRP层102的FRP或FRP成形用预浸体111(第1预浸体)层叠于金属构件101来进行加热压接的方法。
所述方法C中,例如如图7(a)所示,在金属构件101的至少单侧的面层叠配置含有苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物与强化纤维材料107的接着片110B、及成为FRP层102的FRP成形用预浸体111,形成依序层叠有金属构件101、接着片110B及FRP成形用预浸体111的层叠体。此处,接着片110B是用以将金属构件101与FRP层102接着的片状的预浸体。再者,图7(a)中,也可层叠FRP来代替FRP成形用预浸体111,此时FRP的接着面优选为例如通过喷砂处理等加以粗糙化,或通过等离子体处理、电晕处理等加以活性化。其次,通过对所述层叠体进行加热·加压,如图7(b)所示,可获得金属-FRP复合体200。
方法C中,通过含有强化纤维材料107的接着片110B来将FRP成形用预浸体111(或FRP)与金属构件101接合。所述情况下,源自含浸于强化纤维材料107的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的树脂成分(成为基质树脂106的部分)作为接着树脂发挥功能。
方法C中,也可在图7(a)中在金属构件101的两面分别层叠接着片110B与FRP成形用预浸体111(或FRP)。另外,成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)不限于一层,也可为多层(参照图4)。另外,也可使用两片以上的金属构件101,以呈夹层状夹入接着片110B及成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)的方式来进行层叠。
与金属构件的复合化:
金属构件101与FRP的复合化例如优选为以如下方式实施。
i)将苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物制成粉体或清漆,涂敷于金属构件101的接着面的规定位置,形成成为接着树脂层103的涂膜110。其次,在其上层叠成为FRP层102的FRP成形用预浸体111并安置于加压成形机,进行加压成形而形成接着树脂层103。
ii)在所述方法B或方法C中,在金属构件101的接着面的规定位置配置成为接着树脂层103的接着片110A、或成为接着树脂层103A的接着片110B。其次,在其上层叠成为FRP层102的FRP成形用预浸体111并将这些安置于加压成形机,进行加压成形而形成接着树脂层103、接着树脂层103A。
<加热压接条件>
以上的方法A~方法C中,用以将金属构件101、接着片110A或接着片110B、及成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)复合化的加热压接条件如下所述。
加热压接温度并无特别限定,例如宜为100℃~400℃的范围内,优选为150℃~300℃、更优选为160℃~270℃的范围内,最优选为180℃~250℃的范围内。在此种温度范围内,若为结晶性树脂则更优选为融点以上的温度,若为非结晶性树脂则更优选为Tg+150℃以上的温度。若超过上限温度,则会施加过多的热,因而有可能引起树脂的分解,另外若低于下限温度,则树脂的熔融粘度高,因而对强化纤维基材的含浸性变差。
进行压接时的压力例如优选为3MPa以上,更优选为3MPa~5MPa的范围内。若压力超过上限,则会施加过多的压力,因而有可能产生变形或损伤,另外若低于下限,则对强化纤维基材的含浸性变差。
关于加热加压处理时间,若至少为3分钟以上则能够充分加热压接,优选为5分钟~20分钟的范围内。
再者,加热压接步骤中,也可通过加压成形机来进行金属构件101、接着片110A或接着片110B、及成为FRP层102的FRP成形用预浸体111(或FRP)的复合一次成形。复合一次成形优选为通过热压来进行,也可将预先余热至规定温度的材料快速安置于低温的加压成形机来进行加工。
<追加的加热步骤>
方法A~方法C中,在使用苯氧基树脂(A)中调配有环氧树脂(B)及交联剂(C)的交联性接着树脂组合物作为用以形成接着树脂层103、接着树脂层103A的接着树脂组合物或用以形成基质树脂104的原料树脂的情况下,可进而包括追加的加热步骤。
在使用交联性接着树脂组合物的情况下,可由所述加热压接步骤中交联性接着树脂组合物的苯氧基树脂等熔融后固化但未形成交联的第1硬化状态的硬化物来形成接着树脂层103、接着树脂层103A。另外,在成为FRP层102的FRP成形用预浸体111的基质树脂中使用与交联性接着树脂组合物相同或同种者的情况下,可形成含有包含第1硬化状态的硬化物的基质树脂104的FRP层102。
如上所述,经过所述加热压接步骤,可制作金属构件101、由第1硬化状态的硬化物所得的接着树脂层103、接着树脂层103A及FRP层102层叠而一体化的金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200的中间体(预成形体),例如可适用于当将金属构件101与FRP层102一次成形及复合化时防止两者的位置偏移等。所述中间体视需要也可使用基质树脂104为第1硬化状态的硬化物者来作为FRP层102。而且,通过在加热压接步骤后,进而对所述中间体实施伴随追加的加热的步骤,可至少使由第1硬化状态的硬化物所得的接着树脂层103、接着树脂层103A的树脂交联硬化而变化为第2硬化状态的交联硬化物。另外,优选为可通过也对FRP层102实施伴随追加的加热的步骤,而使包含第1硬化状态的硬化物的基质树脂104交联硬化而变化为第2硬化状态的交联硬化物。
用以获得第1硬化状态的硬化物的加热压接步骤中的温度小于160℃,优选为120℃~150℃,且压力为1MPa以上,优选为1MPa~5MPa。另外,用以自第1硬化状态的硬化物变化为第2硬化状态的硬化物的追加的加热步骤优选为例如以160℃~250℃的范围内的温度花费10分钟~30分钟左右的时间来进行。再者,此时也能够以实现树脂对强化纤维基材的确实的含浸、或对金属构件101的密接性的提升为目的而施加3MPa以上的压力。
另外,在与金属构件101的复合化时,在通过交联性接着树脂组合物来形成FRP层102或接着树脂层103或者接着树脂层103A的情况下,优选为对加热压接后的金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200例如以200℃~250℃的范围内的温度进行30分钟~60分钟左右的后硬化(post cure)。也能够利用涂装等后步骤中的热历程来作为后硬化。
如上所述,若使用交联性接着树脂组合物,则较苯氧基树脂(A)单独而言,交联硬化后的Tg大大提升。因此,在对所述中间体进行追加的加热步骤的前后(即,树脂自第1硬化状态的硬化物变化为第2硬化状态的交联硬化物的过程),Tg发生变化。具体而言,中间体中的交联前的树脂的Tg例如为150℃以下,与此相对,追加的加热步骤后交联形成的树脂的Tg例如提升为160℃以上,优选为在170℃~220℃的范围内提升,故可大幅提高耐热性。
<后步骤>
对金属-FRP复合体100、金属-FRP复合体200进行的后步骤中,除涂装以外,也进行用以通过与其他构件的螺栓或铆钉固定等来实现机械接合的冲孔加工、用以实现接着接合的接着剂的涂布等,并进行组装。
接着片的制造方法:
此处,对形成接着树脂层103A时使用的接着片110B(第2预浸体)的制造方法加以说明。再者,在通过与接着树脂层103A的基质树脂106同种的树脂来形成FRP层102的情况下,也可通过以下所述的方法进行制造。
形成接着树脂层103A的接着片110B中,成为强化纤维材料107的强化纤维基材与FRP层102同样地,例如可使用以下材料:使用了短纤的不织布基材或使用了连续纤维的布材、单向强化纤维基材(UD材)等,就增强效果的方面而言,优选为使用布材或UD材。
与通过湿式熔化或叠膜(film stack)法等现有公知的方法所制作的预浸体相比,接着片110B优选为使用利用粉体涂装法所制作的预浸体。通过粉体涂装法所制作的预浸体中,树脂以微粒子的状态含浸于强化纤维基材中,因此悬垂(drape)性良好,即便被附着体为复杂的形状也能够追随,因而适于一次成形热压。
作为粉体涂装法,例如静电涂装法、流动床法、悬浮(suspension)法为主要的方法,优选为根据强化纤维基材或基质树脂种类而适宜选择这些任一方法。这些中,静电涂装法及流动床法为适于热塑性树脂的方法,且步骤简便、生产性良好,因此优选,特别是静电涂装法中,苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物对强化纤维基材附着的均匀性良好,因此为最优选的方法。
在形成接着片110B时,在进行苯氧基树脂(A)或含有苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物(成为基质树脂106者)的粉体涂装的情况下,优选为将苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物制成规定的微粉末,通过粉体涂装而将所述微粉末附着于强化纤维基材,由此获得预浸体。
苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的微粉末化适宜使用低温干燥粉碎机(离心式干磨机(centrifugal dry mill))等粉碎混合机,但并不限定于这些。另外,在进行基质树脂106用的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的粉碎时,可在将各成分粉碎后进行混合,也可在预先调配各成分后进行粉碎。所述情况下,宜以各微粉末成为后述的平均粒径的方式设定粉碎条件。作为以所述方式获得的微粉末,平均粒径为10μm~100μm的范围内,优选为40μm~80μm的范围内,更优选为40μm~50μm的范围内。若平均粒径超过100μm,则在静电场中的粉体涂装中,苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物碰撞纤维时的能量变大,对强化纤维基材的附着率下降。另外,若平均粒径小于10μm,则通过伴随气流而粒子飞散,附着效率下降,除此以外,有大气中浮游的树脂微粉末引起作业环境的恶化的可能性。
作为用以形成接着片110B的接着树脂组合物,在进行苯氧基树脂(A)中调配有环氧树脂(B)及交联剂(C)的交联性接着树脂组合物的粉体涂装的情况下,苯氧基树脂(A)的微粉末及环氧树脂(B)的微粉末的平均粒径优选为交联剂(C)的微粉末的平均粒径的1倍~1.5倍的范围内。通过使交联剂(C)的微粉末的粒径较苯氧基树脂(A)及环氧树脂(B)的微粉末的粒径更微细,交联剂(C)进入至强化纤维基材的内部来附着,并且交联剂(C)遍布苯氧基树脂(A)的粒子及环氧树脂(B)的粒子的周围,由此可确实地进行交联反应。
用以形成接着片110B的粉体涂装中,优选为以苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物(成为基质树脂106者)对强化纤维基材的附着量(树脂比例:RC)例如成为20%~50%的范围内的方式进行涂敷,更优选为25%~45%的范围内,进而优选为25%~40%的范围内。若RC超过50%,则FRP的拉伸·弯曲弹性系数等机械物性下降,若低于20%,则树脂的附着量极少,因此基质树脂106对强化纤维基材的内部的含浸不充分,有热物性、机械物性均变低之虞。
经粉体涂装的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物(成为基质树脂106者)的微粉末通过加热熔融而固定于强化纤维基材。所述情况下,可在将粉体涂敷于强化纤维基材后进行加热熔接,也可通过粉体涂装至预先经加热的强化纤维基材,而在苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的微粉末对强化纤维基材的涂敷的同时熔接。通过所述加热,而使强化纤维基材表面的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的微粉末不完全地熔融,预先形成后述的部分熔接结构,由此而提高对强化纤维基材的密接性,防止所涂装的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的微粉末的脱落。此处,所谓“不完全地熔融”,并非原料树脂的微粉末108全部熔融至成为液滴而流动,而是指微粉末108的一部分完全成为液滴但大部分的微粉末108仅表面通过熔融而成为液状,中心部分保持固体状的状态。
其中,所述阶段中,成为基质树脂106的苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物集中于强化纤维基材的表面,未如加热加压成形后的成形体那样遍及强化纤维基材的内部。再者,用以在粉体涂装后形成苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的部分熔接结构的加热时间并无特别限制,通常适宜为1分钟~2分钟。熔融温度为150℃~240℃的范围内,优选为160℃~220℃的范围内,更优选为180℃~200℃的范围内。若熔融温度超过上限,则有进行硬化反应的可能性,另外,若低于下限,则热熔接不充分,在处理作业时,有产生苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物的微粉末的掉粉、脱落等之虞。
此处,关于通过粉体涂装法来制造接着片110B的方法,参照图8及图9进一步加以详细说明。此处,列举制造在强化纤维基材的两面形成有苯氧基树脂(A)或接着树脂组合物(以下将这些总称为“原料树脂”)的部分熔接结构108A的接着片110B的情况为例。例如,可通过以下的方法A1或方法A2来实施。
(方法A1)
方法A1可包括以下的步骤a及步骤b。
步骤a:
步骤a中,如图8(a)、(b)所示,通过粉体涂装法使常温下为固体的原料树脂的微粉末108附着于包含强化纤维材料107且形成片状的强化纤维基材的至少单侧的面,形成树脂附着纤维基材107A。粉体涂装法中,原料树脂组合物为微粒子,因而容易熔融,且涂布后的涂膜内具有适度的空隙,因而成为空气的逸出路径,不易产生孔隙。如后所述,在将接着片110B与金属构件101加热压接时,在预浸体表面熔融的树脂首先会在预先快速润湿扩展至金属构件101的表面后含浸至强化纤维基材的内部。因此,与现有技术的熔融含浸法相比,不易产生由熔融树脂对金属构件101表面的润湿性不足所引起的不良。即,关于通过自强化纤维基材所挤出的树脂来与金属构件101接着的熔融含浸法,在所制作的预浸体中,熔融树脂对金属构件101表面的润湿性容易不充分,但粉体涂装法可避免所述问题。优选的粉体涂装法的种类、涂装条件、树脂比例(RC)等如上所述。
再者,图8(b)中,示出在树脂附着纤维基材107A的两侧的面附着原料树脂的微粉末108的状态,也可仅在树脂附着纤维基材107A的单侧的面附着微粉末108。
步骤b:
步骤b中,如图8(b)、(c)所示,对树脂附着纤维基材107A实施加热处理,使原料树脂的微粉末108在不完全熔融后固化,由此而形成具有原料树脂的部分熔接结构108A的作为预浸体的接着片110B。“部分熔接结构108A”是指在强化纤维基材的表层部附近,微粉末108通过加热处理而部分熔融,邻接的微粉末108的熔融物熔接而以连成网眼状的状态固化者。通过部分熔接结构108A,对强化纤维基材的密接性提高,可防止微粉末108的脱落,并且在强化纤维基材的厚度方向上确保一定的通气性。因此,在加热压接至金属构件101的加热加压处理中,确保强化纤维基材内的空气的逸出路径,可避免孔隙的产生。部分熔接结构108A优选为在接着片110B的表面整体均等地形成,微观而言也可不均匀。
再者,在图8(c)中,示出在接着片110B的两侧的面形成部分熔接结构108A的状态,也可仅在接着片110B的单侧的面形成有部分熔接结构108A。
(加热处理条件)
用以形成部分熔接结构108A的加热处理中,为了使原料树脂的微粉末108不完全熔融,虽取决于所使用的原料树脂的熔点或Tg,但优选为通过大致100℃~400℃的范围内的温度来进行,若原料树脂为结晶性树脂则更优选为熔点以下的温度,若为非结晶性树脂,则更优选为Tg+150℃以内的温度。若加热处理超过上限,则微粉末108的热熔解过度进行而无法形成部分熔接结构108A,通气性有可能受损。另外,若低于加热温度的下限,则无法形成部分熔接结构108A,对强化纤维基材的热熔接不充分,在接着片110B的处理作业时,有产生微粉末108的掉粉、脱落等之虞。
另外,关于加热处理时间,只要可将附着于强化纤维基材的原料树脂的微粉末108固定于强化纤维基材,则并无特别限制,例如适宜为1分钟~5分钟。即,通过以远短于成形时的时间来进行热处理,可将树脂以部分熔接结构108A的状态固定于强化纤维基材,防止掉粉。
在加热处理后的接着片110B的阶段中,原料树脂(维持部分熔接结构108A及微粉末108状态者)集中于强化纤维基材的表面附近,未如加热加压成形后的成形体那样遍及强化纤维基材的内部。再者,加热处理也可在使树脂附着纤维基材107A与金属构件101接触的状态下进行。
(厚度)
接着片110B优选为厚度为40μm~200μm的范围内,更优选为50μm~150μm的范围内。若接着片110B的厚度小于40μm,则会产生操作性的恶化或由树脂不足所致的含浸不良。若接着片110B的厚度超过200μm,则存在加热加压后熔融树脂对强化纤维基材的含浸不充分而导致机械强度的降低的可能性。
(通气度)
接着片110B优选为厚度为40μm~200μm时的厚度方向上的通气度为500cc/cm2/sec~1000cc/cm2/sec的范围内,更优选为700cc/cm2/sec~900cc/cm2/sec的范围内。若通气度小于500cc/cm2/sec,则在加热压接至金属构件101的加热加压处理中,接着片110B内的空气的逸出路径变少,容易产生孔隙。即,在与致密的金属构件101的接着中,重要的是接着片110B中存在的空气在其厚度方向上向接着面的相反侧逸出,因而通过将通气度控制为500cc/cm2/sec以上,可容易地自接着片110B脱气。另一方面,若通气度超过1000cc/cm2/sec,则存在原料树脂的微粉末108容易脱落而操作性下降的可能性。
接着片110B优选为将其表面的凹凸视为表面粗糙度并以算术平均粗糙度(Ra)计而为0.010mm~0.100mm,更优选为0.015mm~0.075mm。通过Ra为所述范围内,在加热压接至金属构件101的加热加压处理中,接着片110B内的空气自侧面也可漏出。因此,在以致密的金属构件101夹入接着片110B那样的接着中,接着片110B与金属构件101也牢固地接着,可获得机械强度优异的金属-FRP复合体200。
再者,若Ra小于0.010mm,则通过加热加压处理,接着片110B与其他预浸体容易熔接,因而不存在空气的逸出路径而导致孔隙产生,此外若Ra超过0.100mm,则会产生孔隙的消除残留,故欠妥。
(预浸体中的树脂浓度梯度)
形成有原料树脂的部分熔接结构108A的接着片110B中,以最初的强化纤维基材的端面为基准,相对于所述强化纤维基材的厚度,优选为在厚度方向的0%~50%的范围内附着有原料树脂的10重量%以上,更优选为附着有10重量%~40重量%。如上所述,通过对原料树脂的附着浓度设置梯度,在将接着片110B中的形成有部分熔接结构108A的面与金属构件101抵接来进行加热加压时,可使熔融树脂充分延展至接着片110B与金属构件101的边界。即,可通过利用导热率高、容易加热的金属构件101的性质,使包含部分熔接结构108A的高浓度的固体状的原料树脂与其表面接触,而促进树脂的熔融,对接着边界供给大量的熔融树脂。因此,即便对于熔融粘度较大的原料树脂而言,也可以短时间浸透至接着片110B的整体,并且能够形成接着树脂层103A。再者,通过形成部分熔接结构108A,即便提高与金属构件101接着之面侧的树脂浓度,也可通过将通气度预先控制为所述范围内,而在加热压接至金属构件101时,使接着片110B中存在的空气在接着片110B的厚度方向上向接着面的相反侧逸出,故可避免孔隙的产生。
(方法A2)
方法A2是将所述方法A1中的步骤a及步骤b一次进行的方法。即,虽省略图示,但通过粉体涂装法使常温下为固体的原料树脂的微粉末108附着于加热至规定温度且形成片状的强化纤维基材的至少单侧的面,使微粉末108在不完全熔融后固化,由此而形成形成有部分熔接结构108A的接着片110B。方法A1中,通过加热处理来将经粉体涂装的微粉末108固定于强化纤维基材,方法A2中,通过将微粉末108粉体涂装至预先经加热的强化纤维基材,而在对强化纤维基材的涂敷的同时熔接,形成部分熔接结构108A。
方法A2中的各条件依照所述方法A1,因而省略。
图9示出使金属构件101、接着片110B、作为FRP层102的前体的FRP成形用预浸体111加热压接的形态的一例。通过在使接着片110B的形成有部分熔接结构108A的面抵接于至少金属构件101的表面、优选为金属构件101的表面与FRP成形用预浸体111的表面的状态下实施加热加压处理,而使附着于接着片110B的原料树脂完全熔融并润湿扩展至金属构件101的表面,同时含浸于强化纤维基材。以所述方式含浸的原料树脂通过硬化而成为基质树脂106,形成接着树脂层103A,并且所述接着树脂层103A牢固地接着于金属构件101及FRP层102。另外,接着片110B中的原料树脂的部分熔接结构108A在加热加压处理中抵接于金属构件101而润湿扩展为薄膜状,由此接着树脂层103A与金属构件101、以及接着树脂层103A与FRP层102的接着性增强,可形成FRP层102与金属构件101牢固地接着而成的金属-FRP复合体200。
加热压接步骤中,通过加热而原料树脂完全熔融成为液状,通过加压而浸透至接着片110B内。在控制为规定的通气度的接着片110B内,确保了空气的逸出路径,因而熔融树脂一边赶出空气一边浸透,在较低的压力下也以短时间完成含浸,也可避免孔隙的产生。
关于加热压接温度,为使原料树脂的微粉末108与部分熔接结构108A完全熔融并含浸于强化纤维基材的整体,可根据所使用的原料树脂的熔点或Tg而适宜设定。再者,用以使接着片110B与金属构件101加热压接的条件如上所述。
也可在加热压接的同时将金属构件101、接着片110B及FRP成形用预浸体111成形加工为任意的三维形状。所述情况下,将金属构件101、接着片110B及FRP成形用预浸体111压接来成形时的压力优选为以金属构件101的压制成形所需的压力为基准。如上所述,优选为通过将金属构件101、接着片110B及FRP成形用预浸体111一次成形而制作具有三维形状的复合体,但也可将接着片110B与FRP成形用预浸体111压接于预先成形为任意的三维形状的金属构件101。
利用加压成形机的金属构件101与FRP层102的复合一次成形优选为通过热压来进行,也可将预先余热至规定温度的材料快速安置于低温的加压成形机来进行加工。当将构件安置于加热成型机时,也可将金属构件101、接着片110B及FRP成形用预浸体111预先暂时固定。暂时固定条件只要为保持接着片110B的部分熔接结构108A且确保通气性的状态则条件不作特别限定。
再者,关于FRP层102的形成中所使用的FRP成形用预浸体111,至少邻接于接着树脂层103、接着树脂层103A者也优选为使用通过所述粉体涂装法所制造的预浸体。特别是通过接着树脂层103A与FRP成形用预浸体111均使用通过粉体涂装法所制造者,在加热压接时两者的界面以粗糙状态混合而浑然一体,因而可提升接着树脂层103A与FRP层102的接着强度。
实施例
以下示出实施例来更具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例的记载。再者,实施例及比较例中的各种物性的试验及测定方法如下所述。
[平均粒径(D50)]
关于平均粒径,通过激光衍射·散射式粒径分布测定装置(迈奇克(Microtrac)MT3300EX,日机装公司制造),测定以体积基准计累计体积成为50%时的粒径。
[熔融粘度]
使用流变计(rheometer)(安东帕(Anton Paar)公司制造),将样本尺寸4.3cm3夹入平行板,一边以20℃/min升温一边在频率:1Hz、负荷应变:5%的条件下,测定250℃下的熔融粘度。其中,关于交联性(接着)树脂组合物,将160℃~250℃下的粘度的最小值设为熔融粘度。
[树脂比例(RC:%)]
根据基质树脂附着前的强化纤维基材的重量(W1)及树脂附着后的FRP成形用材料的重量(W2),使用下述式进行计算。
树脂比例(RC:%)=(W2-W1)/W2×100
W1:树脂附着前的强化纤维基材重量
W2:树脂附着后的FRP成形用材料的重量
[接着树脂层的厚度的测定]
通过以下方式进行测定:使用金刚石切割器(diamond cutter)将金属-FRP复合体100切断,利用研磨纸及金刚石研磨粒对所获得的断面进行研磨后,使用截面抛光机(CrossSectionPolisher,CP)处理进行打磨,通过扫描式电子显微镜(scanning electronmicroscope,SEM)进行观察。
[弯曲试验]
依据JIS K 7074:1988纤维强化塑料的弯曲试验方法,测定所获得的金属-FRP复合体的机械物性(弯曲强度及弯曲弹性系数)。
如图10所示,在厚度为t mm的金属构件101的两侧,以总厚度(此处是指FRP层102与接着树脂层103或接着树脂层103A的合计厚度)分别成为0.4mm厚的方式配置FRP层叠体,在各实施例·比较例所示的条件下进行加热压接,由此而制成弯曲试验用金属-FRP复合体的样本。图10中的白箭头为负载的施加方向。
再者,在机械强度的测定时,将样本破坏时金属板自FRP层叠体发生界面剥离者评价为×(不良),将发生凝聚剥离者评价为△(良),将未剥离的情况评价为○(最优选)。
[剪切试验]
参考JIS K 6850:1999接着剂的拉伸剪切接着强度试验方法来进行测定。
如图11所示,准备加工为厚t mm、宽5mm×长60mm的大小的两片金属构件101,通过以总厚度成为0.4mm(此处是指FRP层102与接着树脂层103或接着树脂层103A的合计厚度)的方式形成的FRP层叠体将自各金属构件101的端部起各为10mm的部分接着,制作剪切试验用金属-FRP复合体的样本。即,剪切试验用金属-FRP复合体的样本是通过在上下两片金属构件101的端部附近之间夹入FRP层叠体,在各实施例·比较例所示的条件下进行加热压接而制作。图11中的两个白箭头为拉伸负载的施加方向。
[FRP预浸体]
·聚酰胺树脂CFRP预浸体(预浸体F)
酒伊奥比库斯(SakaiOvex)公司制造的BHH-100GWODPT1/PA、Vf(纤维体积含有率):47%
·聚碳酸酯树脂CFRP预浸体(预浸体G)
酒伊奥比库斯(SakaiOvex)公司制造的BHH-100GWODPT1/PC、Vf(纤维体积含有率):47%
·聚丙烯树脂CFRP预浸体(预浸体H)
酒伊奥比库斯(SakaiOvex)公司制造的BHH-100GWODPT1/PP、Vf(纤维体积含有率):47%
[苯氧基树脂(A)]
(A-1):酚诺陶(Phenotohto)YP-50S(新日铁住金化学股份有限公司制造的双酚A型、Mw=40,000、羟基当量=284g/eq)、250℃下的熔融粘度=90Pa·s、Tg=83℃
(A-2):酚诺陶(Phenotohto)YPB-43C(新日铁住金化学股份有限公司制造的溴化苯氧基树脂、Mw=60,000、羟基等量=600g/eq)、250℃下的熔融粘度=500Pa·s、Tg=149℃
[环氧树脂(B)]
YSLV-80XY(新日铁住金化学股份有限公司制造的四甲基双酚F型、环氧当量=192g/eq、熔点=72℃)
[交联剂(C)]
乙二醇双偏苯三甲酸酐:TMEG
(酸酐等量:207、熔点:160℃)
[聚酰胺树脂(R-1)]
CM1017(东丽(Toray)公司制造、熔点=225℃、250℃下的熔融粘度=125Pa·s、Tg=55℃)
[制作例1]
[苯氧基树脂CFRP预浸体A的制作]
使用将作为苯氧基树脂(A)的A-1粉碎、分级所得的平均粒径D50为80μm的粉体,将对碳纤维(UD材:三菱丽阳公司制造、帕罗非(PYROFIL)TR50S 15L)开纤并单向对齐所得者作为基材,在静电场中,在电荷为70kV、吹附空气压为0.32MPa的条件下进行粉体涂装。其后,利用烘箱在170℃下加热熔融1分钟,使树脂热熔接而形成部分熔接结构,制作厚度为0.15mm、且树脂比例(RC)为48%的单向纤维强化苯氧基树脂CFRP预浸体A。
[制作例2]
[苯氧基树脂CFRP预浸体B的制作]
使用将作为苯氧基树脂(A)的A-2粉碎、分级所得的平均粒径D50为80μm的粉体,将对碳纤维(UD材:三菱丽阳公司制造、帕罗非(PYROFIL)TR50S 15L)开纤并单向对齐所得者作为强化纤维基材,在静电场中,在电荷为70kV、吹附空气压为0.32MPa的条件下进行粉体涂装。其后,利用烘箱在170℃下加热熔融1分钟,使树脂热熔接,制作厚度为0.15mm、且树脂比例(RC)为50%的单向纤维强化苯氧基树脂CFRP预浸体B。
[制作例3]
[交联苯氧基树脂CFRP预浸体C的制作]
准备100重量份的作为苯氧基树脂(A)的A-1、30重量份的环氧树脂(B)、73重量份的交联剂(C),分别粉碎、分级而制成平均粒径D50为80μm的粉体,通过干式粉体混合机(爱知电气公司制造、摇摆式混合机(rocking mixer))对所得者进行干式掺合。使用所获得的交联性苯氧基树脂组合物,将对碳纤维(UD材:三菱丽阳公司制造、帕罗非(PYROFIL)TR50S15L)开纤并单向对齐所得者作为强化纤维基材,在静电场中,在电荷为70kV、吹附空气压为0.32MPa的条件下进行粉体涂装。其后,利用烘箱在170℃下加热熔融1分钟,使树脂热熔接而形成部分熔接结构,制作厚度为0.16mm、且树脂比例(RC)为48%的交联苯氧基树脂CFRP预浸体C。
再者,交联性苯氧基树脂组合物的250℃下的熔融粘度为250Pa·s。另外,关于交联硬化后的苯氧基树脂的Tg,将所制作的预浸体层叠多片,利用加热至200℃的压制机以3MPa压制3分钟,制作厚度为2mm的CFRP层叠体,在170℃下进行30分钟后硬化后,利用金刚石切割器切出宽10mm、长10mm的试验片,使用动态粘弹性测定装置(珀金埃尔默(PerkinElmer)公司制造的DMA 7e),以5℃/分钟的升温条件、25℃~250℃的范围进行测定,将所获得的tanδ的最大峰值设为Tg。
[制作例4]
[苯氧基树脂CFRP预浸体D的制作]
使用将作为苯氧基树脂(A)的A-1粉碎、分级所得的平均粒径D50为80μm的粉体,对包含碳纤维的平织的强化纤维基材(布材:东邦特耐克丝(TOHO Tenax)公司制造的IMS60)的开纤品(酒伊奥比库斯(SakaiOvex)公司制造、SA-3203),在静电场中,在电荷为70kV、吹附空气压为0.32MPa的条件下进行粉体涂装。其后,利用烘箱在170℃下加热熔融1分钟,使树脂热熔接而形成部分熔接结构,制作厚度为0.24mm、且树脂比例(RC)为48%的单向纤维强化苯氧基树脂CFRP预浸体D。
[制作例5]
[交联苯氧基树脂CFRP预浸体E的制作]
准备100重量份的作为苯氧基树脂(A)的A-1、30重量份的环氧树脂(B)、73重量份的交联剂(C),分别粉碎、分级而制成平均粒径D50为80μm的粉体,通过干式粉体混合机(爱知电气公司制造、摇摆式混合机)对所得者进行干式掺合。使用所获得的交联性苯氧基树脂组合物,对包含碳纤维的平织的强化纤维基材(布材:东邦特耐克丝(TOHO Tenax)公司制造的IMS60)的开纤品(酒伊奥比库斯(SakaiOvex)公司制造、SA-3203),在静电场中,在电荷为70kV、吹附空气压为0.32MPa的条件下进行粉体涂装。其后,利用烘箱在170℃下加热熔融1分钟,使树脂热熔接而形成部分熔接结构,制作厚度为0.25mm、且树脂比例(RC)为48%的交联苯氧基树脂CFRP预浸体E。
[制作例6]
[环氧树脂CFRP预浸体K的制作]
利用混炼机将双酚A型环氧树脂(新日铁住金化学公司制造、YD-128)26重量份、苯酚酚醛清漆型环氧树脂(新日铁住金化学公司制造、YDPN-638)50重量份、苯氧基树脂(新日铁住金化学公司制造、YP-70)15重量份一边加温至160℃一边混炼,使固体成分完全溶解,由此而获得透明的粘调液。接着继续混炼而降温至50℃~60℃的温度后,添加5重量份的作为硬化剂的二氰胺、4重量份的作为硬化促进剂的二甲基脲,以均匀地分散的方式进行搅拌,获得环氧树脂组合物。再者,所述环氧树脂组合物的使用锥板式粘度计在规定温度(90℃)下测定的粘度为4Pa·s,硬化物的Tg为136℃。
继而,使用涂布机将所述环氧树脂组合物涂敷于经脱模处理的PET膜上,制作厚度为20μm的环氧树脂膜。其次,将所述树脂膜自两面层叠于包含碳纤维的平织的强化纤维基材(布材:东邦特耐克丝(TOHO Tenax)公司制造的IMS60)的开纤品(酒伊奥比库斯(SakaiOvex)公司制造、SA-3203),在温度为95℃、压力为0.2MPa的条件下进行加热加压,含浸碳纤维强化复合材料用环氧树脂组合物而制作树脂比例(RC)为48%、厚度为0.20mm的环氧树脂CFRP预浸体K。
[接着树脂片A的制作]
使用A-1作为苯氧基树脂(A),利用加热至200℃~230℃的挤出机将苯氧基树脂熔融,利用充气(inflation)法来制作厚度为0.02mm的接着树脂片A。
[接着树脂粉末的制作]
[接着树脂粉末a]
直接使用制作例3中使用的交联性苯氧基树脂组合物粉末。
[接着树脂粉末b]
通过干式粉体混合机(爱知电气公司制造、摇摆式混合机)对苯氧基树脂A-1的粉末50重量份、及利用低温干燥粉碎机制作的平均粒径为50μm的聚酰胺树脂R-1粉末50重量份进行干式掺合,由此而制作接着树脂粉末b。
[接着树脂粉末c]
通过干式粉体混合机(爱知电气公司制造、摇摆式混合机)对苯氧基树脂A-1的粉末20重量份、及利用低温干燥粉碎机制作的平均粒径为50μm的聚酰胺树脂R-1粉末80重量份进行干式掺合,由此而制作接着树脂粉末c。
[金属构件]
·金属构件(M-1):EG
新日铁住金公司制造的电镀锌钢板NSECC、厚度为0.4mm、无化学转化处理
·金属构件(M-2):铝
光股份有限公司公司制造的BACS厚板系列、铝(A1050P)、厚度为1mm
·金属构件(M-3):不锈钢
岩田制作所公司制造的垫板(shim plate)、不锈钢(SUS304)、厚度为0.4mm
·金属构件(M-4):TFS
新日铁住金公司制造的无锡(Tin Free Steel)钢板、厚度为0.2mm
·金属构件(M-5):钛
尼拉科(Nilaco)公司制造的纯钛板、厚度为0.1mm
·金属构件(M-6):镁合金
日本金属公司制造的AZ31B、厚度为0.1mm
[实施例1]
使用M-1作为金属构件101,且使用制作例1的苯氧基树脂CFRP预浸体A作为接着树脂层103A及FRP层102,利用加热至200℃的压制机,以3MPa压制3分钟,由此而分别制作图10所示结构的弯曲试验用金属-CFRP复合体的样本、及图11所示结构的剪切试验用金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例2]
使用制作例4的苯氧基树脂CFRP预浸体D作为接着树脂层103A及FRP层102,除此以外,以与实施例1相同的方式制作两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.08mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例3]
使用一片接着树脂片A作为接着树脂层103来代替接着树脂层103A,且使用制作例4的苯氧基树脂CFRP预浸体D作为FRP层102,除此以外,以与实施例1相同的方式制作两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103的厚度为0.02mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例4]
使用接着树脂粉末a作为接着树脂层103的原料来代替接着树脂层103A,使用与所述接着树脂粉末a形成厚度20μm的膜时为相同重量的粉末对作为金属构件101的M-1进行粉体涂敷。继而,利用加热至180℃的烘箱加热1分钟,由此将接着树脂粉末a固定于金属构件101。其次,与成为FRP层102的多片制作例4的苯氧基树脂预浸体D一并,利用加热至200℃的压制机以3MPa~5MPa的压力加热5分钟,制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103的厚度为0.02mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例5]
使用接着树脂粉末b作为接着树脂层103的原料来代替接着树脂层103A,使用与所述接着树脂粉末b形成厚度20μm的膜时为相同重量的粉末对作为金属构件101的M-1进行粉体涂敷。继而,利用加热至180℃的烘箱加热1分钟,由此将接着树脂粉末b固定于金属构件101,与成为FRP层102的多片制作例4的苯氧基树脂预浸体D一并,利用加热至240℃的压制机以3MPa~5MPa的压力加热5分钟,制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103的厚度为0.02mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例6]
使用制作例5的交联苯氧基树脂CFRP预浸体E作为接着树脂层103A及FRP层102,在压制后利用烘箱以170℃进行30分钟后硬化,除此以外,以与实施例1相同的方式制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。另外,关于形成接着树脂层103A及FRP层102的交联苯氧基树脂CFRP中的基质树脂的Tg,交联硬化前的第1硬化状态的硬化物为83℃,后硬化后的第2硬化状态的交联硬化物为186℃。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例7]
使用一片接着树脂片A作为接着树脂层103来代替接着树脂层103A,且使用多片制作例5的交联苯氧基树脂CFRP预浸体E作为FRP层102,除此以外,以与实施例6相同的方式制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103的厚度为0.02mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例8]
使用一片制作例4的苯氧基树脂预浸体D作为接着树脂层103A,且使用多片制作例5的交联苯氧基树脂CFRP预浸体E作为FRP层102,除此以外,以与实施例6相同的方式制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.08mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例9]
使用一片制作例1的苯氧基树脂预浸体A作为接着树脂层103A,且使用多片制作例2的苯氧基树脂CFRP预浸体B作为FRP层102,除此以外,以与实施例1相同的方式制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.08mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例10]
使用一片制作例1的苯氧基树脂CFRP预浸体A作为接着树脂层103A,且使用多片市售的聚酰胺树脂CFRP预浸体F(使用UD材作为包含碳纤维的强化纤维基材者)作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例11]
将制作例4的苯氧基树脂CFRP预浸体D层叠多片,利用加热至200℃的压制机,以5MPa的压力热压5分钟,由此而制作厚度为0.4mm的CFRP成形体。将其用作FRP层102,且使用一片接着树脂膜A作为接着树脂层103,利用使用M-1的金属构件101与加热至200℃的压制机,以3MPa~5MPa压制3分钟,由此而制作图10所示结构的弯曲试验用金属-CFRP复合体的样本、及图11所示结构的剪切试验用金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103的厚度为0.02mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例12]
使用M-2作为金属构件101,且使用制作例1的苯氧基树脂CFRP预浸体A作为接着树脂层103A及FRP层102,利用加热至200℃的压制机,以3MPa~5MPa压制3分钟,由此而分别制作图10所示结构的弯曲试验用金属-CFRP复合体的样本、及图11所示结构的剪切试验用金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例13]
使用M-3作为金属构件101,除此以外,以与实施例12相同的方式制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例14]
使用M-2作为金属构件101,且使用制作例3的交联苯氧基树脂预浸体C作为接着树脂层103A及FRP层102,对于图10所示结构的弯曲试验用金属-CFRP复合体的样本、及图11所示结构的剪切试验用金属-CFRP复合体的样本,分别利用加热至120℃的压制机以1MPa压制1分钟,使接着树脂层103A及FRP层102呈第1硬化状态。继而,利用加热至200℃的压制机,以3MPa~5MPa压制3分钟,其后利用烘箱以170℃进行3分钟后硬化,由此而制作两种样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。另外,关于形成接着树脂层103A及FRP层102的交联苯氧基树脂CFRP中的基质树脂的Tg,交联硬化前的第1硬化状态的硬化物为83℃,后硬化后的第2硬化状态的交联硬化物为186℃。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例15]
使用M-3作为金属构件101,除此以外,以与实施例14相同的方式制作图10及图11所示的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。另外,关于形成接着树脂层103A及FRP层102的交联苯氧基树脂CFRP中的基质树脂的Tg,交联硬化前的第1硬化状态的硬化物为83℃,后硬化后的第2硬化状态的交联硬化物为186℃。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[实施例16]
使用M-4作为金属构件101,且使用制作例1的苯氧基树脂CFRP预浸体A作为接着树脂层103A及FRP层102,利用加热至200℃的压制机,以3MPa压制3分钟,由此而制作图10所示结构的金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,依据JIS K7074:1988对所获得的样本进行弯曲试验,结果弯曲强度为734MPa,弯曲弹性系数为68GPa。
[实施例17]
使用M-5作为金属构件101,除此以外,以与实施例16相同的方式制作图10所示的金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,依据JIS K 7074:1988对所获得的样本进行弯曲试验,结果弯曲强度为812MPa,弯曲弹性系数为53GPa。
[实施例18]
使用M-6作为金属构件101,除此以外,以与实施例16相同的方式制作图10所示的金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,依据JIS K 7074:1988对所获得的样本进行弯曲试验,结果弯曲强度为684MPa,弯曲弹性系数为54GPa。
[实施例19]
使用M-4作为金属构件101,且使用制作例3的交联苯氧基树脂CFRP预浸体C作为接着树脂层103A及FRP层102,利用加热至200℃的压制机,以3MPa压制3分钟,其后利用烘箱以170℃进行30分钟后硬化,由此而制作图10所示结构的金属-CFRP复合体。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,依据JIS K 7074:1988对所获得的样本进行弯曲试验,结果弯曲强度为622MPa,弯曲弹性系数为76GPa。
[实施例20]
使用M-5作为金属构件101,除此以外,以与实施例19相同的方式制作图10所示的金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,依据JIS K 7074:1988对所获得的样本进行弯曲试验,结果弯曲强度为688MPa,弯曲弹性系数为59GPa。
[实施例21]
使用M-6作为金属构件101,除此以外,以与实施例19相同的方式制作图10所示的金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层103A的厚度为0.07mm。在冷却后,依据JIS K 7074:1988对所获得的样本进行弯曲试验,结果弯曲强度为580MPa,弯曲弹性系数为60GPa。
[比较例1]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚酰胺树脂CFRP预浸体F(使用UD材作为包含碳纤维的强化纤维基材者)作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例2]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚碳酸酯树脂CFRP预浸体G(使用UD材作为包含碳纤维的强化纤维基材者)作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例3]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚丙烯树脂CFRP预浸体H(使用UD材作为包含碳纤维的强化纤维基材者)作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例4]
不设置接着树脂层103A,且使用M-1作为金属构件101,使用制作例6的环氧树脂CFRP预浸体K作为FRP层102,制作依据图10的结构的弯曲试验用金属-CFRP复合体的样本、及依据图11的结构的剪切试验用金属-CFRP复合体的样本,分别利用加热至200℃的压制机,以3MPa压制3分钟。其后,利用烘箱以170℃对各样本进行30分钟后硬化。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例5]
将制作例4的苯氧基树脂CFRP预浸体D层叠多片,利用加热至200℃的压制机,以5MPa的压力热压5分钟,由此而制作厚度为0.4mm的CFRP成形体。将其作为FRP层102,利用不设置接着树脂层103A而直接使用M-1的金属构件101与加热至200℃的压制机,以3MPa~5MPa压制3分钟,由此而制作依据图10的结构的弯曲试验用金属-CFRP复合体的样本、及依据图11的结构的剪切试验用金属-CFRP复合体的样本。再者,此时金属构件101与FRP层102通过自FRP层102渗出的树脂成分而接着。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例6]
将制作例4的苯氧基树脂CFRP预浸体D层叠多片,利用加热至200℃的压制机,以5MPa的压力压制5分钟,由此而制作厚度为0.4mm的CFRP成形体。将其作为FRP层102,与使用涂敷有成为接着树脂层的环氧树脂清漆(亨斯迈(Huntsman)公司制造的阿拉迪特(Araldite))的M-1的金属构件101接合,一边利用夹具将接合面固定一边以常温养护24小时,由此而制作依据图10的结构的弯曲试验用金属-CFRP复合体的样本、及依据图11的结构的剪切试验用金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层的厚度为0.09mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例7]
使用接着树脂粉末c作为接着树脂层的原料,且使用制作例4的苯氧基树脂CFRP预浸体D作为FRP层102,除此以外,以与实施例5相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。接着树脂层的厚度为0.016mm。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例8]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚酰胺树脂CFRP预浸体F作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例12相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例9]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚碳酸酯树脂CFRP预浸体G作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例12相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例10]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚丙烯树脂CFRP预浸体H作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例12相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例11]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚酰胺树脂CFRP预浸体F作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例13相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例12]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚碳酸酯树脂CFRP预浸体G作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例13相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
[比较例13]
不设置接着树脂层103A,并且使用市售的聚丙烯树脂CFRP预浸体H作为FRP层102,将压制温度设为230℃,除此以外,以与实施例13相同的方式制作依据图10及图11的结构的两种金属-CFRP复合体的样本。在冷却后,对所获得的两种样本进行弯曲试验及剪切试验。
将实施例1~实施例15的结果示于表1~表3中,将比较例1~比较例13的结果示于表4~表6中。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
如表1~表6所示,与未设置接着树脂层的比较例1~比较例5、比较例8~比较例13相比,将树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物设为接着树脂层103、接着树脂层103A的实施例1~实施例15的机械强度及剪切接着强度的任一者均优异。特别是,需特别指出的现象为实施例的样本在进行弯曲试验时,并未如比较例那样产生金属构件101与FRP层102的剥离,与使用热塑性树脂作为基质树脂的比较例1~比较例3及将一般的环氧树脂作为基质树脂的比较例4相比结果大不相同。
另外,实施例中确认到:即便进行与例如铁合金(实施例13、实施例15)、或作为难接着材已知的轻金属即铝(实施例12、实施例14)的复合化,所获得的金属-纤维强化树脂材料复合体也显示出良好的机械强度与剪切接着性。较以同样的构成进行复合化的聚酰胺或聚碳酸酯、聚丙烯的CFRP(比较例8~比较例13)而言更优异,本发明的结果显示出大的有效性。
以上,以例示的目的对本发明的实施方式进行了详细说明,但本发明不受所述实施方式的限制。
本申请案主张基于2016年12月28日提出申请的日本专利申请2016-256617号、及2017年3月31日提出申请的日本专利申请2017-073196号的优先权,将所述申请的全部内容引用至本文中。
符号的说明
100、200:金属-FRP复合体
101:金属构件
102:FRP层
103、103A:接着树脂层
104:基质树脂
105:强化纤维材料
106:基质树脂
107:强化纤维材料
110:涂膜
110A、110B:接着片
111:FRP成形用预浸体
Claims (9)
1.一种金属-纤维强化树脂材料复合体,其包括:
金属构件;
第1纤维强化树脂材料,所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件复合化;以及
接着树脂层,所述接着树脂层层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着,且
所述接着树脂层包括苯氧基树脂(A)单独的固化物、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物的硬化物。
2.根据权利要求1所述的金属-纤维强化树脂材料复合体,其中所述接着树脂层为第2纤维强化树脂材料,所述第2纤维强化树脂材料具有作为基质树脂的所述固化物或所述硬化物、以及所述基质树脂中所含的强化纤维基材。
3.根据权利要求1或2所述的金属-纤维强化树脂材料复合体,其中所述接着树脂组合物为相对于所述苯氧基树脂(A)100重量份,还含有5重量份~85重量份的范围内的环氧树脂(B)、及含酸二酐的交联剂(C)的交联性接着树脂组合物,且
所述硬化物为交联硬化物,其玻璃化温度(Tg)为160℃以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属-纤维强化树脂材料复合体,其中所述金属构件的材质为铁钢材料、铁系合金或铝。
5.一种金属-纤维强化树脂材料复合体,其包括:
金属构件;
第1纤维强化树脂材料,所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件复合化;以及
接着树脂层,所述接着树脂层层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着,且所述金属-纤维强化树脂材料复合体的特征在于:
所述接着树脂层包含由树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂所得的第1硬化状态的硬化物,
在所述接着树脂通过加热而自第1硬化状态的硬化物变化为第2硬化状态的交联硬化物的前后,玻璃化温度(Tg)发生变化。
6.根据权利要求5所述的金属-纤维强化树脂材料复合体,其中所述接着树脂层为在基质树脂中含有强化纤维基材的第2纤维强化树脂材料,且所述基质树脂为所述第1硬化状态的硬化物。
7.一种接着片,其将金属构件与纤维强化树脂材料接着,所述接着片的特征在于:
其为预浸体,所述预浸体含有:苯氧基树脂(A)单独、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物;以及
强化纤维基材。
8.一种金属-纤维强化树脂材料复合体的制造方法,其是制造金属-纤维强化树脂材料复合体的方法,所述金属-纤维强化树脂材料复合体包括:金属构件;与所述金属构件复合化的第1纤维强化树脂材料;以及层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着的接着树脂层,所述金属-纤维强化树脂材料复合体的制造方法的特征在于包括:
将苯氧基树脂(A)单独、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的接着树脂组合物涂布于所述金属构件来形成涂布膜的步骤;以及
将作为所述第1纤维强化树脂材料的前体的第1预浸体配置于所述涂布膜上,通过热压而使所述涂布膜中的所述苯氧基树脂(A)在熔融后固化、或使所述接着树脂组合物在熔融后硬化,由此而形成所述接着树脂层,并且将所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件接合而复合化的步骤。
9.一种金属-纤维强化树脂材料复合体的制造方法,其是制造金属-纤维强化树脂材料复合体的方法,所述金属-纤维强化树脂材料复合体包括:金属构件;与所述金属构件复合化的第1纤维强化树脂材料;以及层叠于所述金属构件的至少一面,介于所述金属构件与所述第1纤维强化树脂材料之间来将它们接着的接着树脂层,并且所述接着树脂层为具有基质树脂、及所述基质树脂中所含的强化纤维基材的第2纤维强化树脂材料,所述金属-纤维强化树脂材料复合体的制造方法的特征在于包括:
将苯氧基树脂(A)单独、或树脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧基树脂(A)的常温下为固体的接着树脂组合物的微粉末通过粉体涂装而附着于所述强化纤维基材,制作树脂组合物的比例(RC)为20%~50%的范围内且作为所述第2纤维强化树脂材料的前体的第2预浸体的步骤;以及
将所述金属构件、所述第2预浸体、及作为所述第1纤维强化树脂材料的前体的第1预浸体依序层叠配置,通过热压而使所述苯氧基树脂(A)在熔融后固化、或使所述接着树脂组合物在熔融后硬化,由此而形成所述接着树脂层,并且将所述第1纤维强化树脂材料与所述金属构件接合而复合化的步骤。
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