CN115803197A - 施胶剂、经施胶处理的纤维、预浸料及分散液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够形成可抑制加热成形时的起泡、平滑性等外观良好、作为层叠体时的粘接性及耐水性优异的成形物的特定的施胶剂、经该施胶剂施胶处理的纤维和预浸料,以及含有四氟乙烯类聚合物的粉末的、即使减少表面活性剂的量其分散稳定性也优异的分散液。含有平均粒径0.1~200μm的热熔融性的四氟乙烯类聚合物的粉末的施胶剂,经施胶处理的纤维及包含该纤维和基质树脂的预浸料,以及包含平均粒径为10~100μm的热熔融性的四氟乙烯类聚合物的粉末、表面活性剂及液状分散介质且表面活性剂的含量相对于1质量份的所述四氟乙烯类聚合物的粉末在0.01质量份以下的分散液。
Description
技术领域
本发明涉及含有四氟乙烯类聚合物的施胶剂(sizing agent)、经施胶处理的纤维、预浸料及包含四氟乙烯类聚合物的粉末的分散液。
背景技术
纤维强化塑料轻量且耐久性优良,作为强化纤维使用的有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、金属纤维等无机纤维,耐冲击性高的芳纶纤维、Zylon纤维(聚对苯并二噁唑)、聚乙烯纤维等有机纤维。特别是,由于碳纤维具有优异的力学特性,因此基质树脂用碳纤维增强而得的碳纤维增强复合材料可作为替代金属的复合材料广泛应用于以飞机零部件、航天器零部件、汽车零部件、船舶零部件等为首的用途,高尔夫球杆和钓鱼竿等运动用途,办公设备用途和计算机用途(IC托盘、笔记本电脑壳体(外壳)等)等一般的产业领域。
出于提高基质树脂与强化纤维之间的亲和性、提高界面粘接性、改善复合材料的强度的目的,以及从被覆纤维并集束以减少损伤且使其更易于操作的观点出发,对各种施胶剂进行了研究。作为施胶剂,可使用酚醛树脂、三聚氰胺树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等热固性树脂,其主要成分一般为环氧树脂。
专利文献1公开了一种预浸料,其是使碳纤维中含浸特定的环氧树脂组合物作为基质树脂而得的预浸料,该碳纤维上附着有含有脂族环氧化合物和芳族环氧化合物的施胶剂。专利文献2中公开了涂布有包含主链键中具有酯键、氨基甲酸酯键、碳酸酯键中的任一种键的高分子的施胶剂的碳纤维,并公开了由该碳纤维获得机械特性优异的复合材料的技术方案。
此外,由于四氟乙烯类聚合物的表面能低,其粉末间易凝集,因此其在分散液中的分散稳定性容易成为问题。
专利文献3公开了一种含有四氟乙烯类聚合物的粉末的水分散体。
通常,分散液中以提高四氟乙烯类聚合物的粉末的分散稳定性为目的而含有表面活性剂。但是,将分散液涂布于基材并干燥后有时会出现表面活性剂残留在基材表面、导致基材表面变粗糙等而外观劣化的情况。另外,基材表面残存表面活性剂有时会导致成形物的电特性或与其它基材的密合性下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2014-40566号公报
专利文献2:日本专利特开2020-23770号公报
专利文献3:日本专利特开2019-52211号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在对含有以超级工程塑料为代表的超耐热树脂作为基质树脂的纤维强化复合材料进行成形的情况下,成形温度比过去更高。这种情况下,专利文献1及2中记载的施胶剂在加热成形时会热分解而产生挥发成分,导致成形物中起泡,因此有时会产生对所得成形物的平滑性等外观、以及密合剥离强度等造成影响的问题。
本发明者们经过认真研究后发现,含有特定粒径的热熔融性四氟乙烯类聚合物的施胶剂与超耐热树脂的界面粘接性优异,如果使该施胶剂适当地分散于液状分散介质而获得的分散液配置于纤维,则基于四氟乙烯类聚合物的耐热性可抑制加热成形时的起泡,能够形成平滑性等外观优异的成形物。另外,该成形物形成为层叠体时的粘接性及耐水性特别好。
本发明者们发现,如果含有平均粒径在规定范围内的四氟乙烯类聚合物的粉末,则即使降低表面活性剂的量也可获得分散稳定性优良的分散液,该分散液能够用作为施胶剂,从而完成了本发明。
本发明的目的是提供加热时的起泡得到抑制的施胶剂、经施胶处理的纤维、预浸料、分散稳定性优良的包含四氟乙烯类聚合物的粉末及少量的表面活性剂的分散液。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明具有以下形态。
<1>一种施胶剂,其含有平均粒径0.1~200μm的热熔融性的四氟乙烯类聚合物的粉末。
<2>如<1>的施胶剂,其中,所述四氟乙烯类聚合物的熔融温度为280~325℃。
<3>如<1>或<2>的施胶剂,其中,所述四氟乙烯类聚合物的5%重量减少温度在360℃以上。
<4>如<1>~<3>中任一项的施胶剂,其中,所述四氟乙烯类聚合物是具有基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元和极性官能团的四氟乙烯类聚合物、或是含有相对于全部单元为2.0~5.0摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元但不具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
<5>如<4>的施胶剂,其中,所述具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物是具有含羰基基团的四氟乙烯类聚合物,该含羰基基团数相对于主链碳数1×106个为10~5000个。
<6>如<1>~<5>中任一项的施胶剂,其由含有所述四氟乙烯类聚合物的粉末及液状分散介质的分散液形成。
<7>如<6>的施胶剂,其中,包含平均粒径为10~100μm的所述四氟乙烯类聚合物的粉末、表面活性剂及液状分散介质,所述表面活性剂的含量相对于1质量份的所述四氟乙烯类聚合物的粉末在0.01质量份以下。
<8>一种经施胶处理的纤维,其表面附着有热熔融性的四氟乙烯类聚合物。
<9>如<8>的经施胶处理的施胶剂,其中,所述四氟乙烯类聚合物的附着量相对于100质量份的纤维为0.1~10质量份。
<10>一种预浸料,其包含<8>或<9>记载的经施胶处理的纤维和基质树脂。
<11>一种分散液,其包含平均粒径为10~100μm的热熔融性的四氟乙烯类聚合物的粉末、表面活性剂及液状分散介质,所述表面活性剂的含量相对于1质量份的所述四氟乙烯类聚合物的粉末在0.01质量份以下。
<12>如<11>的分散液,其中,表面活性剂的表面张力在28mN/m以下。
<13>如<11>或<12>的分散液,其中,所述表面活性剂为硅酮类表面活性剂、氟类表面活性剂、二醇类表面活性剂或烷基酰胺醚类表面活性剂。
<14>如<11>~<13>中任一项的分散液,其中,所述四氟乙烯类聚合物的含量相对于100质量份的所述液状分散介质为25~60质量份。
<15>一种施胶剂,其由<11>~<14>中任一项的分散液形成。
发明的效果
本发明的包含经施胶处理的纤维和基质树脂的预浸料中纤维和基质树脂的密合性优良。此外,本发明的预浸料中成形时的纤维和基质树脂的粘接性优良,由本发明的预浸料可获得加热成形时的起泡被抑制、平滑性等外观及耐水性优良的成形物。
另外,本发明可提供包含四氟乙烯类聚合物的粉末及少量的表面活性剂的分散稳定性优良的分散液。由该分散液获得的被覆基材的表面粗糙等较少,外观良好。另外,被覆基材和其它材料粘接时其密合性良好。特别是通过将纤维作为基材、用由本发明的分散液形成的施胶剂对纤维进行处理并使经施胶处理的纤维含浸于基质树脂,可获得纤维和基质树脂的密合性优良的预浸料。
具体实施方式
以下的用语具备如下含义。
粉末的“平均粒径”是下述的“D50”所定义的对象物的体积基准累积50%径。
“D50”是通过激光衍射·散射法求出的对象物的体积基准累积50%径。即,通过激光衍射·散射法测定粒度分布,以粒子集团总体积为100%求出累积曲线,该累积曲线上累积体积达到50%的点处的粒径。
“D90”是同样测定的对象物的体积基准累积90%径。
对象物的D50及D90是使粒子分散在水中,通过使用了激光衍射·散射式粒度分布测定装置(堀场制作所株式会社(堀場製作所社)制的LA-920测定器)的激光衍射·散射法进行分析而求出的。
“聚合物的熔融温度(熔点)”是用差示扫描量热测定(DSC)法测定的熔融峰的最大值所对应的温度。
“聚合物的5%重量减少温度”是根据JIS K7120,采用TGA测定装置,在氮气气氛中以20℃/分钟的速度在23~900℃的温度范围内升温时确认到5%重量减少的温度。
“聚合物的玻璃化温度(Tg)”是通过动态粘弹性测定(DMA)法对聚合物进行分析测定而得的值。
“分散液的粘度”是用B型粘度计在25℃下转速30rpm的条件下所测定的粘度。重复测定3次,取3次测定值的平均值。
“触变比”是液态组合物的转速30rpm的条件下测定的粘度η1除以转速60rpm的条件下测定的粘度η2而算出的值。各粘度的测定重复进行3次,取3次测定值的平均值。
“成分沉降率”是指将18mL分散液装入内容积为30mL的螺管中并在25℃下静置14天后,由静置前后的螺管中的分散液整体的高度和沉降层(分散层)的高度、通过下式计算出的值。静置后没有确认到沉降层并且状态没有变化的情况下,判定分散液整体的高度没有变化,成分沉降率为100%。沉降率越高,分散稳定性越好。
成分沉降率(%)=(沉降层的高度)/(分散液整体的高度)×100
聚合物中的“单元”是指通过单体的聚合而形成的基于1分子所述单体的原子团。单元可以是通过聚合反应直接形成的单元,也可以是通过对聚合物进行处理而使所述单元的一部分转换成其它结构的单元。以下将基于单体A的单元也简记为“单体A单元”。
“四氟乙烯类聚合物”是指含有基于四氟乙烯的单元的聚合物。
本发明的施胶剂(以下也记为“本施胶剂”)含有平均粒径0.1~200μm的热熔融性的四氟乙烯类聚合物(以下也记为“F聚合物”)的粉末(以下也记为“F粉末”)。
通过将本施胶剂配置于纤维并进行加热处理,能够制得经施胶处理的纤维、优选是经施胶处理的碳纤维。所得的经施胶处理的纤维其表面附着有F聚合物。
经本施胶剂施胶处理的纤维在对含有超耐热树脂作为基质树脂的预浸料或纤维强化复合材料进行成形时,不易产生分解物,加热成形时的起泡得到抑制。因此,可形成平滑性等外观及粘接性和耐水性特别优异的成形物。
对于其作用机理尚不明确,可大致推定如下。本施胶剂含有F聚合物,在经本施胶剂处理而得的施胶处理纤维的表面,F聚合物容易更致密且均质地分布。另外,F聚合物易形成微小球晶,与施胶处理纤维及基质树脂的密合性更易提高。另外,F聚合物本身的耐热性及耐水性良好,因此即使高温下成形也不易分解,有利于所得成形物的特性提升。
本施胶剂中的F粉末的平均粒径(D50)为0.1~200μm。F粉末的D50优选在50μm以下,更优选在30μm以下。F聚合物的D50优选在0.03μm以上,更优选在0.1μm以上。
此外,F粉末的D90优选在10μm以下。该范围的D50及D90下,F粉末的流动性趋好,F粉末易均匀地分布在纤维表面。另外,F聚合物的耐热性和电特性(低介电常数等)最容易呈现。
本施胶剂中,从使F粉末均匀地分布在纤维表面的角度考虑,F粉末的堆积密度优选在0.15g/m2以上,F粉末的堆积密度优选在0.50g/m2以下。
本施胶剂中的F粉末还可含有F聚合物以外的树脂或无机化合物,但优选以F粉末为主成分。F粉末中的F聚合物的含量优选在80质量%以上,更优选为100质量%。
作为上述树脂,可例举芳族聚酯、聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯撑醚等耐热性树脂。
作为无机化合物,可例举二氧化硅、氮化硼。
F粉末可形成以F聚合物为核并以F聚合物以外的树脂或无机化合物为壳的核壳结构,也可形成以F聚合物为壳并以F聚合物以外的树脂或无机化合物为核的核壳结构。
本发明中的F聚合物是包含基于四氟乙烯(以下也记为TFE)的单元(以下也记为TFE单元)的热熔融性的聚合物。F聚合物的氟含量优选为70~76质量%。
F聚合物的熔融温度优选在180℃以上,更优选在200℃以上,进一步优选在260℃以上,特好在280℃以上。F聚合物的熔融温度优选在325℃以下,更优选在320℃以下。作为F聚合物的熔融温度,优选为180~325℃,更优选为260~325℃,进一步优选为280~325℃。这种情况下,由本组合物形成的成形物的耐热性易趋好。
F聚合物的玻璃化温度优选在50℃以上,更优选在75℃以上,优选在150℃以下,更优选在125℃以下。作为F聚合物的玻璃化温度,优选为75~125℃,更优选为80~100℃。
作为F聚合物,可例举包含TFE单元及基于全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的单元(PAVE单元)的聚合物(PFA)、包含TFE单元及基于六氟丙烯(HFP)的单元的聚合物(FEP)、包含TFE单元及基于乙烯的单元的聚合物(ETFE)、热熔融性的聚四氟乙烯(PTFE),优选为PFA及FEP,更优选为PFA。所述聚合物还可包含基于其它共聚单体的单元。
作为PAVE,优选CF2=CFOCF3、CF2=CFOCF2CF3及CF2=CFOCF2CF2CF3(以下也记为PPVE),优选PPVE。
F聚合物优选具有极性官能团,更优选具有含氧原子的原子团。极性官能团可以包含在F聚合物中的单元中,也可以包含在聚合物主链的末端基中。作为后一种形态,可例举具有来自聚合引发剂、链转移剂等的作为末端基的极性官能团的F聚合物、对F聚合物进行等离子体处理或电离线处理而得的具有极性官能团的F聚合物。作为具有含氧原子的原子团的极性官能团,优选含羟基基团、含羰基基团及含膦酰基基团,在纤维的施胶处理时,从本施胶剂作为分散液时的分散稳定性的角度考虑,更优选含羟基基团和含羰基基团,进一步优选含羰基基团。
F聚合物具有含羰基基团时,F聚合物中的含羰基基团数相对于主链碳数1×106个优选为10~5000个,更优选为100~3000个。F聚合物中的含羰基基团数可通过聚合物的组成或国际公开第2020/145133号中记载的方法来定量。
作为含羟基基团,优选为含醇羟基的基团,更优选为-CF2CH2OH、-C(CF3)2OH及1,2-乙二醇基(-CH(OH)CH2OH)。
含羰基基团为含羰基(>C(O))的基团。作为含羰基基团,优选为羧基、烷氧基羰基、酰胺基、异氰酸酯基、氨基甲酸酯基(-OC(O)NH2)、酸酐残基(-C(O)OC(O)-)、酰亚胺残基(-C(O)NHC(O)-等)或碳酸酯基(-OC(O)O-),更优选为酸酐残基。
作为F聚合物,优选包含TFE单元及PAVE单元且具有极性官能团的聚合物(1),以及包含TFE单元及PAVE单元且含有相对于全部单元为2.0~5.0摩尔%的PAVE单元但不具有极性官能团的聚合物(2)。
这些F聚合物的粉末不仅使本施胶剂作为分散液时的分散稳定性优异,而且在用本施胶剂进行处理而得的施胶处理纤维的表面容易更致密且均质地分布。并且,在成形品中容易形成微小球晶,与施胶处理纤维及基质树脂的密合性容易提升。此外,由于耐热性优异,因此更易获得外观(表面平滑性)优异的成形物。
聚合物(1)优选为包含TFE单元、PAVE单元及基于具有极性官能团的单体的单元的聚合物,更优选为含有相对于全部单元为90~99摩尔%的TFE单元、0.5~9.97摩尔%的PAVE单元和0.01~3摩尔%的基于具有极性官能团的单体的单元的聚合物。
此外,作为具有极性官能团的单体,优选为衣康酸酐、柠康酸酐和5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(以下也记为“NAH”)。
作为聚合物(1)的具体例,可例举国际公开第2018/16644号中记载的聚合物。
聚合物(2)优选仅由TFE单元和PAVE单元构成,且含有相对于全部单元为95.0~98.0摩尔%的TFE单元、2.0~5.0摩尔%的PAVE单元。聚合物(2)中PAVE单元的含量相对于全部单元优选在2.1摩尔%以上,更优选在2.2摩尔%以上。
这样的聚合物的分子构象自由度更高,更易增强上述作用机理。
此外,聚合物(2)不具有极性官能团是指,相对于构成聚合物主链的碳原子数1×106个,聚合物所具有的极性官能团数小于500个。上述极性官能团数优选在100个以下,更优选小于50个。上述极性官能团数的下限通常为0个。
聚合物(2)可以使用不产生成为聚合物链的末端基的极性官能团的聚合引发剂或链转移剂等来制造,也可以通过对具有极性官能团的F聚合物(聚合物主链的末端基上具有来自聚合引发剂的极性官能团的F聚合物等)进行氟化处理来制造。作为氟化处理的方法,可例举使用氟气的方法(参照日本特开2019-194314号公报等)。
本施胶剂中,优选使用即使在高温下也呈现出难分解性的F聚合物。具体来讲,F聚合物的5%重量减少温度优选在360℃以上,更优选在400℃以上。F聚合物的5%重量减少温度优选在600℃以下。
通过使用这种即使在高温下也呈现出难分解性的F聚合物,可抑制由后述的预浸料成形为成形物时的起泡,成形物的平滑性等外观易趋好。
本施胶剂可用作为纤维强化塑料的技术领域中作为强化纤维使用的以下纤维的施胶剂:E玻璃、D玻璃、L玻璃、S玻璃、T玻璃、Q玻璃、UN玻璃、NE玻璃等玻璃纤维,芳纶纤维、聚烯烃纤维、改性聚苯醚纤维、维尼纶纤维、人造丝纤维、聚酯纤维和天然纤维等有机纤维,硼纤维、碳纤维、金属纤维等。
纤维的形状可以是短切原丝、铺面、粗纱或它们的毡垫、织布、无纺布等。此外,对纤维的纤维长度和截面形状没有特别限制。
其中,优选将本施胶剂用作为碳纤维用施胶剂。
作为碳纤维,可以使用沥青类、人造丝类、聚丙烯腈(PAN)类、单层碳纳米管、多层碳纳米管、碳纳米纤维等。对碳纤维的纤度、强度等物性没有特别限制。
其中,从操作性、工程通过性、力学特性的角度出发,优选丙烯腈(PAN)系。PAN系碳纤维例如通过将由PAN系聚合物构成的碳纤维前体纤维在氧化性气氛中于200~300℃下进行耐炎化处理,然后在惰性气氛中于500~1200℃下进行预碳化处理,再在惰性气氛中于1200-2000℃下进行碳化处理而获得。
本施胶剂可以是粉末状也可以是液状。液状的本施胶剂由含有平均粒径0.1~200μm的F聚合物的粉末及液状分散介质的分散液(以下也记为“本分散液(1)液)形成。
作为使本施胶剂配置于纤维的方法,优选调制本分散液(1)、使其附着于纤维并进行加热处理而使得F聚合物附着于纤维表面的方法。
作为本分散液(1)中使F粉末分散的分散介质,优选大气压下被归类为极性的25分下呈液态的非质子性化合物,更优选为选自酰胺、酮及酯的极性化合物。
如果使用该液状分散介质,则本分散液中的F粉末的分散稳定性优异。
液状分散介质的沸点优选为50~240℃的范围。液状分散介质可2种以上并用。
作为液状分散介质,可例举水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、环己酮、环戊酮、乙酸丁酯、甲基异丙基酮、甲基乙基酮。
本发明中,本分散液(1)中的液状分散介质的含量优选为30~90质量%,更优选为50~80质量%。
本发明中,本分散液(1)中F粉末的含量相对于本分散液(1)的总质量优选在1质量%以上,更优选为5~50质量%。
本分散液(1)中还可包含从赋予分散性的角度出发而添加的各种表面活性剂。本分散液(1)包含表面活性剂时,其含量相对于本分散液(1)的总质量优选为1~15质量%。
但是,本发明中F粉末的分散稳定性优异,因此即使不一定使用表面活性剂,也可以制得分散稳定性和操作性优异的本分散液(1)。
作为表面活性剂,可采用阴离子型、阳离子型、非离子型表面活性剂等,其中优选非离子型表面活性剂。
表面活性剂的亲水部位优选为聚氧乙烯基或醇羟基。表面活性剂的疏水部位优选为由乙炔基、聚硅氧烷基、含氟有机基团(全氟烷基等)或碳数3以上的氧化烯形成的聚氧化烯基。作为表面活性剂,优选乙炔类表面活性剂、硅酮类表面活性剂、氟类表面活性剂、烷基酰胺醚类表面活性剂及二醇类表面活性剂。这些表面活性剂可使用2种以上。采用2种以上的表面活性剂时,表面活性剂优选是硅酮类表面活性剂和二醇类表面活性剂。
作为硅酮类表面活性剂,优选与后述的本分散液(2)中的硅酮类表面活性剂相同。
作为该表面活性剂的具体例,可例举“Ftergent”系列(尼欧斯株式会社(ネオス社)制)、“Surflon”系列(AGC清美化学株式会社(AGCセイミケミカル社)制)、“MEGA FACE”系列(DIC株式会社(DIC社)制)、“Unidyne”系列(大金工业株式会社(ダイキン工業社)制)。
本分散液(1)中除了以上成分以外,在无损本发明效果的范围内可还含有触变性赋予剂、粘度调节剂、消泡剂、硅烷偶联剂、脱水剂、增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、防静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、阻燃剂、各种无机填料、各种有机填料等其它成分。
作为无机填料的具体例,可例举与后述的本分散液(2)中可包含的无机填料相同的填料。
此外,从使施胶剂和基质树脂的粘接性提升的角度考虑,本分散液(1)中还可包含F聚合物以外的树脂材料。
该树脂材料可以是热固性的也可以是热塑性的,可经过改性,可溶于本分散液(1),也可不溶解而分散于本分散液(1)。作为该树脂材料,可例举F聚合物以外的四氟乙烯类聚合物、聚酰亚胺树脂、作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸、聚酰胺酰亚胺树脂、马来酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、液晶性聚酯树脂、液晶性聚酯酰胺树脂、聚烯烃树脂、改性聚苯醚树脂、多官能氰酸酯树脂、多官能马来酰亚胺-氰酸酯树脂、多官能马来酰亚胺树脂、乙烯基酯树脂、脲醛树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、三聚氰胺-尿酸共缩聚树脂、苯乙烯树脂、芳族弹性体、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚砜、聚烯丙基砜、芳族聚酰胺树脂、芳族聚醚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚苯醚、环氧树脂等。作为F聚合物以外的四氟乙烯类聚合物,从提高经施胶处理的纤维的电特性的角度出发,优选非热熔融性的聚四氟乙烯。
本分散液(1)含有树脂材料时,其含量相对于本分散液(1)整体优选为40质量%以下。
非热熔融性的聚四氟乙烯在本分散液(1)中优选作为非热熔融性的聚四氟乙烯的粉末被包含。以F粉末的含量为1,则本分散液(1)中的该粉末的含量比优选在1以上,更优选在2以上。所述比优选在10以下,更优选在5以下。
该粉末的D50优选为0.1~1μm。
本分散液(1)的粘度优选为75~10000mPa·s。这种情况下,除了分散稳定性优异以外,其操作性及对纤维的施胶处理的均质性易提升。另外,本分散液(1)与异种树脂材料清漆的混合性更高。
本分散液(1)的触变比优选为1.0~2.2,更优选为1.5~2.0。这种情况下,除了分散稳定性优异以外,其操作性也很好,对纤维的施胶处理的均质性易提升。另外,本分散液(1)与异种树脂材料清漆的混合性更高。
作为将本施胶剂配置于纤维的方法(施胶处理的方法),可例举:将辊的一部分浸渍在本分散液(1)中、使本分散液(1)附着在辊表面上后使纤维与该辊接触以使本分散液(1)附着的辊施胶法,将纤维直接浸入本分散液(1)后根据需要使夹持辊通过来控制本分散液(1)的附着量的辊浸渍法,以及将本分散液(1)雾化并喷洒到纤维束上的喷雾法等。
其中,辊浸渍法是优选的,因为即使对于每束具有大量单纤维的纤维束也容易均匀地涂敷本分散液(1)。此外,施胶剂的附着量也可以通过调整涂敷本分散液(1)后剩余的本分散液(1)的蘸取量来调整。
本施胶剂(1)在纤维上的附着量作为后述的加热处理后的经施胶处理的纤维上的F聚合物的附着量,是相对于纤维100质量份为0.1~10质量份的范围,更优选为0.2~5质量份的范围。
作为将本施胶剂配置于纤维的方法,可以是间歇法也可以是连续法,但从容易抑制施胶剂在纤维上的配置不均、以及提高生产性的角度出发,优选连续法。另外,在涂敷施胶剂时,也可以用超声波使纤维振动。
优选对配置了本分散液(1)的纤维进行加热处理以使分散介质蒸发而获得表面附着有F聚合物的经施胶处理的纤维。更优选附着在纤维表面的F聚合物是F聚合物的烧成物。表面附着有F聚合物的烧成物的经施胶处理的纤维是通过使分散介质从配置有本分散液(1)的纤维中蒸发后再进行加热使F聚合物烧成而得到的。
用于使分散介质蒸发的加热处理是通过将配置有本分散液(1)的纤维保持在分散介质的挥发温度下、使配置于纤维的液状被膜干燥来进行的。用于使F聚合物烧成的加热处理是将干燥被膜保持在高于F聚合物的熔融温度的温度下来进行的。藉此,在纤维表面形成了F聚合物的烧成物。另外,干燥时的温度通常是指干燥气氛的温度。
在干燥时,分散介质不必完全蒸发。具体而言,需蒸发的分散介质的量优选为本分散液(1)中所含的液体分散介质的50质量%以上。
干燥可以在恒定温度下以一步进行,也可以在不同温度下分两步以上进行。干燥方法包括使用烘箱的方法、使用通风干燥炉的方法、照射红外线等热射线的方法,并且可以采用接触方式或非接触方式中的任一种方式。
干燥可以在常压下及减压下的任一状态下进行。干燥气氛可以是氧化性气体气氛(氧气等)、还原性气体气氛(氢气等)、惰性气体气氛(氦气、氖气、氩气、氮气等)中的任一种。
干燥温度优选为50~280度。干燥时间优选为0.1~30分钟。
F聚合物的烧成方法可例举使用烘箱的方法、使用通风干燥炉的方法、照射红外线等热射线的方法,可以是组合了红外线加热和热风加热的方法。
F聚合物的烧成可以在常压下及减压下的任一状态下进行。烧成气氛可以是氧化性气体气氛、还原性气体气氛及惰性气体气氛中的任一种。烧成温度优选在F聚合物的熔融温度以上且在F聚合物的5%重量减少温度以下,通常为300~380℃。烧成时间优选为30秒~30分钟,更优选为1~15分钟。
如果在以上条件下对F聚合物进行烧成,则在提高生产性的同时容易抑制F聚合物的分解所导致的氢氟酸产生。
在纤维上配置本分散液(1)后,可以通过接触式干燥手段、例如使碳纤维与加热后的辊接触而使分散介质蒸发后再实施F聚合物的烧成。被导入加热后的辊的纤维通过张力紧贴加热后的辊而迅速干燥,从而使被加热后的辊扩宽的纤维的扁平形态容易被施胶剂固定。成为扁平形态的纤维因为单纤维间的接触面积小而容易具有高开纤性。
本发明的经施胶处理的纤维是表面附着有F聚合物的纤维。F聚合物的定义和范围、包括其优选实施方式与上述本施胶剂中的F聚合物的定义和范围相同。
经施胶处理的纤维中的F聚合物的附着量相对于100质量份纤维优选为0.1~10质量份,更优选为0.2~5质量份。
本发明的经施胶处理的纤维优选由本施胶剂通过与上述相同的方法获得。
本发明的经施胶处理的纤维与基质树脂的粘接性优良,纤维束内的基质树脂的含浸性也高,因此由该纤维容易获得机械特性优异的预浸料及纤维强化复合材料。
以下,对含有本发明的经施胶处理的纤维(以下也记为“施胶处理纤维”)的预浸料(以下也记为“本预浸料”)进行说明。
本预浸料含有上述的施胶处理纤维及基质树脂,典型的是基质树脂含浸于施胶处理纤维。预浸料例如可通过将基质树脂或基质树脂组合物含浸于本施胶处理纤维后干燥使其半固化而制得。
具体来讲,可通过将基质树脂或基质树脂组合物溶于甲基乙基酮或甲醇等溶剂将其低粘度化而使其含浸的湿法、或者通过加热将其低粘度化而使其含浸的热熔法等来制造。
湿法中,可将施胶处理纤维浸渍于含基质树脂的液体后将其上提,用烘箱等使溶剂蒸发而制得预浸料。
热熔法中,能够利用以下方法来制得预浸料:使通过加热而低粘度化的基质树脂或基质树脂组合物直接含浸于施胶处理纤维的方法;或者,首先将基质树脂或基质树脂组合物涂布于脱模纸等上而成膜,然后从施胶处理纤维的两侧或一侧层叠该膜,加热加压而使基质树脂含浸于经施胶处理的纤维的方法。从预浸料中不残留溶剂的角度考虑,热熔法可以说是优选的方法。
施胶处理纤维可以以纤维束形式使用,也可以以片状的强化纤维形式使用。片状材料是指纤维在一个方向上对齐排列成片的材料、纤维材料成形为编织物或无纺布等的材料以及多轴向织物等。经施胶处理的纤维可以以连续纤维形式使用也可以以不连续纤维形式使用。当以不连续纤维形式使用时,它们可以是经完全开纤处理的单丝形式的纤维和不完全开纤的纤维束形态的强化纤维的混合物。此外,纤维可以沿相同方向取向,还可使用沿随机方向取向的无序毡。
对形成为片状的纤维的厚度没有特别限定,如果是层叠板用途,则厚度优选0.01~0.2mm的范围,从尺寸稳定性的角度考虑,经过超开纤处理或填缝处理的织布是合适的。
作为基质树脂,可采用热固性树脂或热塑性树脂。
作为热固性树脂,可例举环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂、氰酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、苯氧基树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、马来酰亚胺树脂与氰酸酯树脂的预聚树脂、双马来酰亚胺树脂、具有乙炔末端的聚酰亚胺树脂及聚异酰亚胺树脂、具有纳迪克酸末端的聚酰亚胺树脂等。这些热固性树脂可以单独使用1种也可2种以上组合使用。此外,热固性树脂可以是除了固化剂和固化促进剂之外还含有各种添加剂的热固性树脂组合物。
作为热塑性树脂,可例举聚砜、聚苯砜、聚醚砜、芳族聚醚酮(聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚醚酮酮等)、聚酰胺、芳族聚酯、芳族聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚芳撑醚、热塑性聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚缩醛、聚苯撑醚、聚苯硫醚、液晶聚酯、聚芳酯、聚丙烯腈、聚苯并咪唑等。这些热塑性树脂可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。此外,热塑性树脂也可以是含有各种添加剂的热塑性树脂组合物。
当热固性树脂或热塑性树脂为树脂组合物时,各种添加剂包括增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、阻燃剂、各种无机填料、各种有机填料等。
其中,基质树脂优选为选自聚砜、聚苯砜、聚醚砜、芳族聚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚和液晶聚酯的耐热树脂。这些被归类为超耐热树脂,即所谓的超级工程塑料,更容易发挥本施胶处理纤维的效果。
当基质树脂的结构中具有羰基、砜基或酯基等极性官能团且本发明的F聚合物也具有极性官能团时,推测基质树脂中的极性官能团和F聚合物所具有的极性官能团相互作用,呈现出高粘接性,因此优选。
预浸料中的纤维质量分数优选为40~90质量%,更优选为50~80质量%。如果在上述范围内,则得到的纤维强化复合材料的质量不会变得过剩,可以发挥比强度和比弹性模量优异的纤维强化复合材料的优点。
含有经本施胶剂施胶处理的纤维的预浸料很容易完成待复合化的基质树脂的含浸,是一种力学物性的不均较少的高品质材料。
包含这种强化纤维的预浸料在无损原有目的的范围内还可以包含各种添加剂。
本发明的含有经施胶处理的纤维和基质树脂的预浸料由于与基质树脂的粘接性优异,且基质树脂在纤维内的含浸率也高,因此成形后可获得机械特性优异的纤维强化复合材料。
使用本预浸料成形为纤维强化复合材料时,可以采用将预浸料层压后一边对层叠物加压一边加热基质树脂来形成层叠体的方法。加热加压的方法有加压成形法、高压釜成形法、袋装成形法(バッギング成形法)、缠绕带法(ラッピングテープ法)及内压成形法等,特别是运动用品优选缠绕带法、内压成形法。在要求更高品质、更高性能的层压复合材料的飞机用途中,优选高压釜成形法。对于各种车辆外装,则优选加压成形法。
另外,在使用本预浸料成型为纤维强化复合材料时,也可以采用树脂传递成形法、长丝缠绕成形法、片材缠绕成形法等。
另外,通过层叠上述预浸料、在其一面或两面配置金属基材进行层压成形,能够得到覆金属层叠板。具体地,覆金属层叠板可以通过层叠一片或多片上述预浸料,在预浸料的一面或两面放置金属基板并进行层压成形来制造。构成金属基材的金属包括铁、不锈钢、铝、铜、黄铜、镍、锌、钛和这些金属的合金等。
成形条件可以采用通常的印刷配线板用层叠板和多层板的方法。例如,使用多级压机、多级真空压机、连续成形机、高压釜成形机等,以温度180~350℃,加热时间100~300分钟,面压20~100kg/cm2进行层压成形,藉此可以制造覆金属层叠板。
纤维复合材料还可以层叠其它基板。作为其它基板,可例举耐热性树脂膜、作为纤维强化树脂板的前体的预浸料。作为该纤维复合材料,可例举具有耐热性树脂膜层的纤维强化复合材料、具有预浸料层的纤维强化复合材料。
耐热性树脂膜是含有1种以上的耐热性树脂的膜,作为耐热性树脂,可例举以上所述的树脂。
作为层压方法,可例举对将预浸料层压加热而得的层叠体与其它基板进行热压的方法。
其它基板为预浸料时的热压条件优选为温度120~400℃、气氛压力为20kPa以下的真空、加压压力0.2~10MPa。
本发明的纤维强化复合材料适用于要求强度、耐磨耗性、耐化学品性和阻燃性的应用。可例举例如汽车、两轮车、飞机等运输设备的内外饰,齿轮、轴承等滑动部件,绝缘部件,球拍、球棒等运动用品,产业机械、机器人、医疗设备的部件,石油挖掘设备、输油软管、储氢罐、储氢罐压力容器、风力发电机的叶片等。
另外,本发明的纤维强化复合材料和上述层叠体也可以用作低振动部件。作为要求低振动的部件,可例举例如电机旋转部、压缩机旋转部、机床(车床、铣床等)旋转部、汽车、两轮车和飞机等运输设备的内外饰等。
此外,由于本发明的纤维强化复合材料在低温下的机械特性优异,因此可以用于液氢罐等在极低温下使用的部件。
本施胶剂中F粉末的平均粒径更优选为10~100μm。含有该平均粒径的F粉末和表面活性剂和液状分散介质、且表面活性剂的含量相对于1质量份的该平均粒径的F粉末在0.01质量份以下的分散液(以下也记为本分散液(2))的分散稳定性特别优异,适合用作为本施胶剂。另外,本分散液(2)基于其特征还可用于本施胶剂以外的用途。
本分散液(2)中F粉末的平均粒径(D50)在50μm以下,优选在40μm以下。另外,本分散液(2)中F粉末的平均粒径优选在20μm以上。
此外,从本分散液(2)的分散性的角度考虑,本分散液(2)中F粉末的D90优选在40μm以上,更优选在60μm以上。此外,本分散液(2)中的F粉末的D90优选在100μm以下,更优选在90μm以下。
F粉末的表面能低,其粉末彼此易凝集,因此本分散液(2)含有表面活性剂。表面活性剂的含量相对于1质量份的F粉末含量在0.01以下。本分散液(2)中F粉末的平均粒径比较大,表面积小,因此利用少量的表面活性剂就可实现高度的稳定化而分散于分散介质中,因此本分散液(2)的分散稳定性优异。
另外,本分散液(2)中表面活性剂的含量少于F粉末的含量,因此在用于后述的被覆基材的制造时,所得被覆基材的表面的粗糙等较少,外观良好。另外,在所得被覆基材和其它材料粘接时,其密合性优良。特别是将纤维作为基材、用由本分散液(2)形成的施胶剂对纤维进行处理并使经施胶处理的纤维含浸于基质树脂时,可获得密合性优良的预浸料。
从所得被覆基材的表面外观的角度考虑,本分散液(2)中的表面活性剂的含量相对于1质量份的F粉末优选在0.008以下,更优选在0.005以下。另外,从分散性的角度考虑,表面活性剂的含量相对于1质量份的F粉末的含量优选在0.0001以上。
作为上述表面活性剂,优选上述的硅酮类表面活性剂、氟类表面活性剂、二醇类表面活性剂及烷基酰胺醚类表面活性剂。这些表面活性剂可使用2种以上。采用2种以上的表面活性剂时,其含量合计在以上含量范围内即可。使用2种以上的表面活性剂时,表面活性剂优选是硅酮类表面活性剂和二醇类表面活性剂。
表面活性剂的表面张力优选在28mN/m以下,更优选在26mN/m以下。所述表面活性剂的表面张力优选在20mN/m以上。表面活性剂优选是非离子型表面活性剂。
硅酮类表面活性剂是指在主骨架具备硅和氧通过化学键交替连接而成的硅氧烷键的硅酮的一部分导入了亲水性取代基的表面活性剂。可例举例如有机聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、聚酯改性聚硅氧烷、芳烷基改性聚硅氧烷及丙烯酸改性聚硅氧烷。
氟类表面活性剂是指具有含羟基、羧基、磺基或源自这些基的基团的亲水部位和包含含氟有机基团的疏水部位的表面活性剂。可例举例如“Ftergent”系列(尼欧斯株式会社制,Ftergent是注册商标)、“Surflon”系列(AGC清美化学株式会社制,Surflon是注册商标)、“MEGA FACE”系列(DIC株式会社制,MEGA FACE是注册商标)、“Unidyne”系列(大金工业株式会社制,Unidyne是注册商标)。
二醇类表面活性剂是指由羟基、酯基等亲水部位和烃基等疏水部位键合而成的二醇衍生物形成的表面活性剂。可例举例如二醇单烷基醚、二醇单芳基醚、二醇单烷基醚乙酸酯和二醇单芳基醚乙酸酯。
烷基酰胺醚类表面活性剂是指羧酸和聚氧烷基胺键合而成的非离子型表面活性剂。可例举例如聚氧乙烯烷基酰胺和聚氧乙烯油酸酰胺。
上述表面活性剂中,从本分散液的分散稳定性的角度考虑,更优选硅酮类表面活性剂。
硅酮类表面活性剂中,优选有机聚硅氧烷,优选聚醚改性聚硅氧烷、聚酯改性聚硅氧烷、芳烷基改性聚硅氧烷或丙烯酸改性聚硅氧烷。
有机聚硅氧烷可在其主链中具有有机聚硅氧烷结构,也可在其侧链中具有有机聚硅氧烷结构,还可在其主链和侧链中均具有有机聚硅氧烷结构。有机聚硅氧烷优选是线性聚合物。有机聚硅氧烷更优选为聚二有机硅氧烷。
有机聚硅氧烷优选为含有二甲基硅氧烷单元((CH3)2SiO2/2)的有机聚硅氧烷,更优选为主链含有二甲基硅氧烷单元且主链末端具有聚氧化烯的有机聚硅氧烷(1),或者为含有二甲基硅氧烷单元及式(R1)(R2)SiO2/2表示的二有机硅氧烷单元的有机聚硅氧烷(2)。式中的R1表示烷基,优选甲基。此外,式中的R2表示具有聚氧化烯的基团,更优选是式-X2-O-Y2-Z2表示的基团(式中,X2为亚烷基,Y2为聚氧化烯基,Z2为氢原子、烷基或酰基中的任一种)。
有机聚硅氧烷(1)或(2)中所含的聚氧化烯可以仅由1个氧化烯基构成,也可以由2个以上的氧化烯基构成。在后一种情况下,不同的氧化烯基可以无规连接也可以嵌段连接。聚氧化烯中的氧化烯基优选为氧乙烯基或氧丙烯基。
聚氧化烯中的氧化烯基单元数(聚合度)优选为2以上。氧化烯基单元数优选为100以下,更优选为50以下,进一步优选为20以下。
有机聚硅氧烷的聚合度优选为2以上。有机聚硅氧烷的聚合度优选为1000以下,更优选为100以下,进一步优选为50以下。
有机聚硅氧烷(2)中的二甲基硅氧烷单元数与二有机硅氧烷单元数(聚合度)之比优选大于1。该比率优选为20以下。
有机聚硅氧烷的重均分子量优选为300~100000,更优选为500~10000,进一步优选为500~2000。
有机聚硅氧烷的HLB优选为8~18。
所述HLB值是由Griffin公式算出的值,是亲水部位的分子式重量之和除以分子量再乘以20得到的值。在有机聚硅氧烷(1)或(2)的情况下,有机聚硅氧烷中的聚氧化烯是亲水部位,HLB值就是聚氧化烯的分子量除以有机聚硅氧烷的分子量而得的值的20倍值。
作为有机聚硅氧烷的具体例,可例举“BYK-347”、“BYK-349”、“BYK-378”、“BYK-3450”、“BYK-3451”、“BYK-3455”、“BYK-3456”(毕克化学日本公司(ビックケミー·ジャパン社)制),“KF-6011”、“KF-6043”(信越化学株式会社(信越化学工業社)制)。
本分散液(2)中的液状分散介质的沸点优选在75℃以上,更优选在100℃以上。分散介质的沸点优选在300℃以下,更优选在250℃以下。
液体分散介质可以是水,也可以是非水系液状分散介质,优选选自水、醇、酰胺、酮、酯和烃的液状分散介质。
非水系液状分散介质可以是经过氟化的也可以是不经氟化的。作为醇,优选是甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇和己醇。作为酰胺,优选是二甲基甲酰胺、乙酰苯胺和N-甲基-2-吡咯烷酮。作为酮,优选是丙酮、甲基乙基酮、二异丁基酮和甲基异丁基酮。作为酯,优选是乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯甲酸乙酯和苯甲酸丁酯。作为烃,优选是戊烷、己烷、庚烷、辛烷、甲苯、二甲苯。
液状分散介质也可以是2种以上的混合物。从抑制使用本分散液(2)得到的成形体的成分分布的均匀性下降或空隙形成的角度考虑,优选将液状分散介质脱气。
这些液状分散介质中,更优选是水。
从制造后述的被覆基材时能够高效地用大量的F粉末被覆基材的角度考虑,本分散液(2)中的F粉末的量相对于100质量份液状分散介质,优选为25~100质量份。通常,F粉末的表面能较低,其粉末间彼此易凝集,因此分散液中F粉末的量被控制在较低的水平,但本分散液(2)即使增加F粉末的量,其分散稳定性也很好。因此,即使增加分散液中的F粉末的量,分散液的稳定性和对基材的含浸性、涂布性也很好,即使有大量的F粉末涂布或含浸于基材,也可获得表面外观优异的基材。从上述角度考虑,本分散液(2)中的F粉末的量更优选相对于100质量份液状分散介质在40质量份以上。
本分散液(2)是将F粉末、规定量的表面活性剂和分散介质混合而得到的。混合方法可例举将F粉末、规定量的表面活性剂和分散介质一起混合的方法,或者将规定量的表面活性剂和分散介质预先混合、再向其中添加F粉末的方法等。添加可以是一次性的,也可以是连续式或间歇式。
用于混合的混合设备可例举使用搅拌叶片的混合机、亨舍尔混合机、带式掺合器、摇动型混合机、振动型混合机等。
混合方法可以是间歇式或连续式中的任一种。
作为用于间歇式混合的混合机,优选亨舍尔混合机、加压捏合机、班伯里混合机和行星式混合机。
F粉末、规定量的表面活性剂和分散介质的混合温度只要能够使F粉末均匀分散即可,没有特别限定,通常为20℃以上。此外,混合在比分散介质的沸点低的温度下进行,优选在100℃以下进行。
本分散液(2)还可含有选自无机填料及芳族聚合物的至少1种(以下也记为第三成分)。
含有无机涂料时,将本分散液(2)涂布于基材而得的成形物的电特性及低线膨胀性易趋好。
含有芳族聚合物时,将本分散液(2)涂布于基材而得的成形物的粘接性及UV加工性易趋好。
从上述角度考虑,作为无机填料,优选为氮化物填料及无机氧化物填料,更优选为氮化硼填料、氮化铝填料、氧化铍填料(铍氧化物填料)、二氧化硅填料、硅灰石填料、滑石填料等硅酸盐填料,以及氧化铈、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛等金属氧化物填料,更优选为二氧化硅填料。
无机填料优选用硅烷偶联剂进行过表面处理。
无机填料的D50优选为20μm以下,更优选为10μm以下。D50优选为0.01μm以上,更优选为0.1μm以上。
无机填料的形状可以是粒状、针状(纤维状)、板状中的任一种。作为无机填料的具体形状,可例举球状、鳞片状、层状、叶片状、杏仁状、柱状、鸡冠状、等轴状、叶状、云母状、块状、平板状、楔形、莲座状、网眼状、方柱状。
作为无机填料的优选具体例,可例举二氧化硅填料(雅都玛株式会社(アドマテックス社)生产的“admafin(注册商标)”系列等)、用二癸酸丙二醇酯等酯表面处理过的氧化锌(堺化学工业株式会社(堺化学工業株式会社)生产的“FINEX(注册商标)”系列等)、球状熔融二氧化硅(电化株式会社(デンカ社)生产的“SFP(注册商标)”系列等)、用多元醇和无机物被覆处理过的氧化钛(石原产业株式会社(石原産業社)生产的“TIPAQUE(注册商标)”系列等)、用烷基硅烷表面处理过的金红石型氧化钛(帝化株式会社(テイカ社)生产的“JMT(注册商标)”系列等)、中空状二氧化硅填料(太平洋水泥株式会社(太平洋セメント社)生产的“E-SPHERES”系列、日铁矿业株式会社(日鉄鉱業社)生产的“SiliNax”系列、爱玛森康明公司(エマーソン·アンド·カミング社)生产的“Eccospheres”系列等)、滑石填料(日本滑石株式会社(日本タルク社)生产的“SG”系列等)、块滑石填料(日本滑石株式会社生产的“BST”系列等)、氮化硼填料(昭和电工株式会社(昭和電工社)生产的“UHP”系列、电化株式会社生产的“电化氮化硼(Denka Boron Nitride)”系列(“GP”、“HGP”级)等)。
作为芳族聚合物,优选是芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺、芳族聚酰胺酰亚胺、芳族马来酰亚胺、苯乙烯弹性体这样的芳族弹性体及芳族聚酰胺酸,更优选是芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺酰亚胺、芳族马来酰亚胺、聚苯醚、苯乙烯弹性体这样的芳族弹性体,进一步优选是芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺酰亚胺及芳族聚酰胺酸。芳族聚酰亚胺可以是热塑性的也可以是热固性的。热塑性聚酰亚胺是指已经完成酰亚胺化并且不再发生酰亚胺化反应的聚酰亚胺。
作为芳族聚酰亚胺的具体例,可例举“Neopulim(注册商标)”系列(三菱瓦斯化学株式会社(三菱ガス化学社)制造)、“SPIXAREA(注册商标)”系列(索马龙株式会社(ソマール社)制造)、“Q-PILON(注册商标)”系列(PI技术研究所(ピーアイ技術研究所)制造)、“WINGO”系列(WINGO技术株式会社(ウィンゴーテクノロジー社)制造)、“Tohmide(注册商标)”系列(株式会社迪克东华(T&K TOKA社)制造)、“KPI-MX”系列(河村产业株式会社(河村産業社)制造)、“UPIA(注册商标)-AT”系列(宇部兴产株式会社(宇部興産社)制造)。
作为芳族聚酰胺酰亚胺的具体例,可例举“HPC-1000”、“HPC-2100D”(均由昭和电工材料株式会社制造)。
作为苯乙烯弹性体,可例举苯乙烯-丁二烯共聚物、氢化-苯乙烯-丁二烯共聚物、氢化-苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物等。
本分散液(2)还可以含有非热熔融性的聚四氟乙烯的粉末作为第三成分。在这种情况下,由本分散液(2)形成的成形物的电特性易趋好。本分散液(2)中该粉末的含量的质量比是,以F粉末的含量为1,则优选在0.5以上,更优选在1以上。上述比值优选在10以下,更优选在5以下。
该粉末的D50优选为0.1~1μm。
当混合所述第三成分时,混合方法可例举与上述相同的混合方法。
当混合第三成分时,可以在制备分散液的任何阶段添加第三成分。例如,第三成分可以预先与F粉末和/或规定量的表面活性剂混合,也可以在混合F粉末、规定量的表面活性剂和分散介质时添加第三成分。此外,可以将预先获得的F粉末、规定量的表面活性剂和分散介质的混合物与第三成分和分散介质的混合物混合,也可以在得到分散液后向分散液中添加第三成分。可以一次性或分次添加,也可以连续添加或间歇添加。
以上得到的本分散液(2)的成分沉降率优选为60%以上,更优选为70%以上。成分沉降率上限为100%。由于上述作用机理,本分散液(2)的分散稳定性易趋好。
从后述的被覆基材的制造时对基材的涂布性或含浸性的角度考虑,上述得到的本分散液(2)的粘度优选为10mPa·s以上,更优选为20mPa·s以上。.本分散液(2)的粘度优选为100000mPa·s以下,更优选为10000mPa·s以下,进一步优选为2000mPa·s以下。本分散液(2)的粘度可以通过控制F粉末的量、分散介质的种类及量来调整至所希望的范围。
本分散液(2)的触变比优选为1.0~2.2。具有该触变比的本分散液(2)具有优异的涂布性、含浸性和均质性。触变比通过将在转速30rpm的条件下测定的本分散液(2)的粘度除以在转速60rpm的条件下测定的本分散液(2)的粘度而算出。
从抑制由本分散液(2)得到的成形物的成分分布的均匀性下降或空隙形成的角度考虑,本分散液(2)中的泡沫体积率优选小于10%,更优选小于5%。泡沫体积率优选为0%以上。
泡沫体积率是通过测定标准大气压和20℃下的本分散液(2)的体积(VN)和当压力降低至0.003MPa时泡沫的合并体积(VV)、根据以下的算式求得的值。
泡沫体积率[%]=100×(VV-VN)/VN
当本分散液(2)的固体成分含有上述第三成分时,这些第三成分也包含在固体成分中。本分散液(2)的固体成分除了F粉末以外还包含本分散液(2)中的其他不溶成分。以分散液的总质量为100质量%,则固体成分浓度优选为25质量%以上,更优选为50质量%以上。从本分散液(2)的分散性的角度考虑,固体成分浓度优选为80质量%以下,更优选为60质量%以下。以固体成分的总质量为100质量%,则固体成分中的F粉末的量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上。另外,固体成分中的F粉末量优选为99质量%以下。
本分散液(2)除了上述成分以外,还可含有触变性赋予剂、粘度调节剂、消泡剂、硅烷偶联剂、脱水剂、增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、阻燃剂、各种有机填料等其它成分。
当使本分散液(2)与基材接触并烧成以形成由F聚合物构成的层(以下也称为“F层”)时,可制得基材被F层被覆的被覆基材。作为接触的方法,可例举例如:将本分散液(2)涂布于基材表面的方法,将基材浸于本分散液(2)中的方法,使本分散液(2)含浸在基材中的方法,将本分散液(2)喷雾到基材上的方法等。
作为基材,可例举例如金属箔、树脂膜、织布、无纺布和纤维等。作为被覆基材的优选形态,可例举具备金属箔和在其至少一个表面上形成的F层的覆金属层叠体、具备树脂膜和在其至少一个表面上形成的F层的多层膜、本分散液(2)含浸于织布或无纺布并用F层被覆织布或无纺布中的纤维而成的被覆织布。此外,纤维也可直接与本分散液(2)接触并烧成而用F聚合物被覆纤维。
F层可以被覆基材的整个表面,也可以被覆基材的一部分,只要F聚合物附着在基材的表面即可。F层可以有孔。
作为金属箔,可例举铜、镍、铝、钛及它们的合金等的金属箔等金属基板。作为树脂膜,可例举:聚酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚烯丙基砜、聚酰胺、聚醚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、液晶性聚酯、液晶性聚酯酰胺、F聚合物、非热熔融性四氟乙烯类聚合物等树脂膜,作为纤维强化树脂基板的前体的预浸料。作为树脂膜中的F聚合物和非热熔融性四氟乙烯系聚合物,优选PTFE、PFA、FEP。这些金属箔或树脂膜的形状可例举平面状、曲面状、凹凸状,还可以是箔状、板状、膜状、纤维状中的任一种。
作为被覆基材的具体例,可例举具备金属箔和在该金属箔的至少一个表面上的F层的覆金属层叠体、具备聚酰亚胺膜和在该聚酰亚胺膜的两个表面上的F层的多层膜。这些本层叠体的电特性等各种物性优异,适合作为印刷基板材料等。具体地,本层叠体可用于制造柔性印刷基板和刚性印刷基板。
金属箔优选为铜箔。以铜箔为基材的覆金属层叠体作为印刷基板材料特别有用。
金属箔表面的十点平均粗糙度优选为0.01~0.05μm。
树脂膜优选为聚酰亚胺膜或F聚合物膜。以这种膜为基材的多层膜可用作为电线被覆材料、印刷基板材料。
在制造具有F层的覆金属层叠体或具有F层的多层膜时,在基材的至少一个表面上形成F层即可,可以仅在基材的一面形成F层,也可以在基材的两面形成F层。基材的表面可以用硅烷偶联剂等进行表面处理。在涂布本分散液时,可以采用喷雾法、辊涂法、旋涂法、凹版涂布法、微凹版涂布法、凹版胶印涂布法、刮涂法、触涂法、棒涂法、模涂法、喷注迈耶绕线棒涂法、狭缝模涂法等涂布方法。
使本分散液(2)含浸于织布、经加热干燥,可得到织布被F层被覆的经施胶处理的被覆织布。作为织布,优选玻璃纤维织布、碳纤维织布、芳纶纤维织布和金属纤维织布,更优选玻璃纤维织布和碳纤维织布。作为使本分散液(2)含浸于织布的方法,可例举将织布浸渍于本分散液(2)中的方法、将本分散液涂布于织布的方法。
使本分散液(2)与纤维表面接触并烧成而使F层附着于纤维表面,可得到纤维被F层被覆的被覆纤维。作为纤维,可例举与可使用上述的本施胶剂的强化纤维相同的纤维。
通过用F层被覆上述纤维,可以获得抑制纤维断裂和起毛的施胶效果。将本分散液(2)用作施胶剂时,可以根据所使用的纤维在本分散液(2)中添加必要的添加剂。经本分散液(2)施胶处理的纤维的耐热性及与其它聚合物的粘接性优异。
优选所述基材的表面张力大于所述表面活性剂的表面张力。在这种情况下,基材容易被本分散液(2)浸润,被覆基材的表面不易粗糙化。所述基材的表面张力优选比所述表面活性剂的表面张力高5mN/m以上,更优选高10mN/m以上。例如,所述表面活性剂的表面张力为28mN/m以下时基材的表面张力在35mN/m以上特别优选。
F层优选通过加热除去分散介质后再将F聚合物烧成而形成。除去分散介质的温度优选为分散介质的沸点以下的温度,更优选为比沸点低50至150℃的温度。例如,使用沸点约为200℃的N-甲基-2-吡咯烷酮时加热至150℃以下,优选加热至100~120℃。例如,使用沸点约为100℃的水时加热至90℃以下,优选加热至70~80℃。优选在除去分散介质的工序中吹入空气。
除去分散介质后,优选将基材加热至F聚合物的烧成温度范围来形成F层,例如优选在300~400℃的范围内烧成聚合物。F层优选包含F聚合物的烧成物。
如上所述,F层经过使本分散液(2)与基材接触的工序、除去分散介质的工序和烧成F聚合物的工序而形成。这些工序可以实施一次或两次以上。例如,将所述本分散液(2)涂布于基材,通过加热除去分散介质而形成膜。可以在所形成的膜上再涂布所述本分散液(2)并加热除去所述分散介质、再经加热烧成F聚合物而形成F层。从容易获得外观优异的厚膜的角度考虑,本分散液(2)的涂布、干燥、烧成的工序可以进行两次。
F层的厚度优选为0.1μm以上,更优选为1μm以上。厚度上限为200μm。如果在该范围内,则容易形成耐裂性优异的F层。
F层与基材的剥离强度优选为10mN/m以上,更优选为15mN/m以上。所述剥离强度优选为100mN/m以下。通过使用本分散液(2),可以在不损害F层中的F聚合物的物性的前提下容易地形成这样的层叠体。
F层的空隙率优选为20%以下,更优选为10%以下。空隙率优选为0.1%以上。另外,空隙率是根据使用扫描型电子显微镜(SEM)观察到的成形物的截面的SEM照片,通过图像处理判定F层的空隙部分,用空隙部分所占的面积除以F层的面积求出的比例(%)。空隙部分所占的面积通过将空隙部分近似为圆形来求出。
作为覆金属层叠体或多层膜的结构,可例举基材/F层/基材/F层/基材、基材/基材/F层/基材/基材等。各基材可以相同也可以不同,基材或F层还可以含有玻璃布或填料。
该覆金属层叠体可用作天线部件、印刷基板、飞机用部件、汽车用部件、运动器材、食品工业用品、散热部件、涂料、化妆品等。具体而言,可用作飞机用电线等的电线被覆材料、电动汽车等的电机等所使用的漆包线被覆材料、电绝缘性胶带、石油挖掘用绝缘胶带、印制基板用材料、精密过滤膜、超滤膜、反渗透膜、离子交换膜、透析膜、气体分离膜等分离膜、锂二次电池用及燃料电池用电极粘合剂、复印辊、家具、汽车仪表板、家电制品等的盖子、负载轴承、滑动轴、阀门、轴承、齿轮、凸轮、传送带、食品输送带等的滑动部件、铲子、锉刀、锥子、锯子等工具、锅炉、料斗、管道、烤箱、烤模、溜槽、塑模、马桶、容器被覆处理、功率器件、晶体管、晶闸管、整流器、变压器、功率MOS FET、CPU、散热翅片或金属散热板。
更具体地说,可用作个人计算机和显示器的壳体、电子设备材料、汽车内外饰等、在低氧条件下进行加热处理的加工机、真空炉、等离子处理装置等的密封材料、以及溅射或各种干法蚀刻装置等的处理单元中的散热部件。
另外,本分散液(2)还可用于含浸印刷配线板的绝缘层、热界面材料、功率模块用基板、电机等动力装置中所使用的线圈并经干燥后形成热传导性耐热被覆层的用途,车载引擎中陶瓷零部件和金属零部件彼此粘合的用途,或赋予热交换器或构成热交换器的翅片或管以耐腐蚀性的用途。
另外,本分散液(2)适合用作为本施胶剂,将本分散液(2)用作施胶剂时,被F层被覆的纤维的外观优异,因此,包含有强化纤维与基质树脂的纤维强化塑料中的强化纤维和基质树脂之间的密合性提升。所以,包含本分散液(2)与纤维接触而获得的经施胶处理的纤维和基质树脂的预浸料具有优异的机械性能。此外,由于F层的耐热性优异,因此即使在高温下加工,表面平滑性也易趋好。
作为强化纤维,可例举与上述相同的纤维,其中优选碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和硼纤维。
作为基质树脂,可以使用与本预浸料中相同的基质树脂。
由于F层具有优异的耐热性,因此在使用这种耐热树脂作为基质树脂对预浸料进行成形时或对预浸料进行进一步加工时即使加热也不易分解,并且预浸料及其加工品的表面平滑性易趋好。
作为由本分散液(2)得到预浸料的制造方法,可例举与由上述本分散液(1)得到本预浸料的制造方法相同的制造方法。
由本分散液(2)得到的预浸料可以进一步通过与上述的将本预浸料成形为纤维强化复合材料的方法相同的方法成形为纤维强化复合材料。
如上所述,本分散液(2)的分散稳定性优异,使用本分散液(2)以F层被覆基材而得到的被覆基材的表面外观优异,与其它基材的粘接性优异。特别是,通过使用本分散液(2)以F层被覆纤维,可以得到抑制纤维断丝和起毛的施胶效果。因此,本分散液(2)适合用作为施胶剂。将本分散液(2)用作施胶剂时,被F层被覆的纤维的外观优异,含有强化纤维和基质树脂的纤维强化塑料中,强化纤维与基质树脂的密合性提升。因此,包含本分散液(2)与纤维接触而获得的经施胶处理的纤维和基质树脂的预浸料具有优异的机械性能。
以上,对本施胶剂、本分散液(1)、经施胶处理的纤维及本分散液(2)进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式的构成。
例如,本施胶剂、本分散液(1)、经施胶处理的纤维及本分散液(2)可以在上述实施方式的构成中追加其它任意的构成,也可以置换为发挥同样功能的任意构成。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行详细说明,但本发明不限于此。各成分的详细情况如下所示。
<实施例1>
1-1.各成分的准备
[F粉末]
F粉末-11:由依次含有97.9摩尔%、0.1摩尔%、2.0摩尔%的TFE单元、NAH单元和PPVE单元、相对于主链碳数1×106个有1000个酸酐残基的聚合物(熔融温度:300℃,5%重量减少温度:400℃以上)形成的粉末(平均粒径2μm,堆积密度0.18g/m2)
F粉末-12:由依次含有97.5摩尔%、2.5摩尔%的TFE单元和NAH单元但不具有极性官能团的聚合物(熔融温度:305℃,5%重量减少温度:400℃以上)形成的粉末(平均粒径2μm,堆积密度0.19g/m2)
[环氧树脂]
环氧树脂1:日本环氧树脂株式会社(ジャパンエポキシレジン社)制“Epikote828”
F粉末-11的聚合物中,相对于主链碳数1×106个有1000个羰基。
[表面活性剂]
表面活性剂A:聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯三嵌段共聚物(旭电化工业株式会社(旭電化社)制“Pluronic F88”)
[碳纤维]
碳纤维1:三菱化学株式会社制“MR50R”
[液态分散介质]
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
[膜]
膜1:熔融挤出聚醚酮酮(法国阿科玛(アルケマフランス社)制“Kepstan7003”)而得的膜(厚度:15μm)
1-2.施胶剂的分散液的调制、配置于碳纤维上
[例1-1]
(1)首先,将F粉末-11(10质量份)和NMP(90质量份)投入罐中,并投入氧化锆球。然后,以150rpm的转速将罐滚动1小时,制成分散液(粘度:400mPa·s)。
(2)通过辊浸渍法将由上述(1)获得的分散液11配置于碳纤维上之后,将其通过120℃的干燥炉5分钟,加热干燥。然后,用远红外炉于340℃加热烧成10分钟,获得碳纤维表面上表面附着有F粉末-11的烧成物的经施胶处理的碳纤维(以下也记为碳纤维T1)。
(3)在碳纤维T1沿一个方向取向的碳纤维单位面积重量为75g/m2的片状碳纤维基材的两面叠合膜1,将两片膜1热熔并使其含浸于碳纤维基材而制得预浸料1。
将预浸料1裁剪成规定尺寸后,在钢制模具内,以各预浸料的纤维轴方向在一个方向上对齐的方式进行层压。将放置有所述层叠体的模具用加热冷却两级压机(株式会社神藤金属工业所(神藤金属工業所)制造,50吨压机)在380℃、5MPa下压缩30分钟,再用数分钟降温至200℃,得到厚度约2mm的层叠体1。将层叠体1和厚度为18μm的铜箔层叠并在相同条件下压缩以获得成形体1。
[例1-2]
除了用F粉末-12替代F粉末-11以外,与例1-1同样操作,获得了成形体2。
[例1-3]
混合环氧树脂1(80质量份)和表面活性剂A(20质量份),进行转相乳化,得到分散液12。除了使用分散液12代替分散液11以外,与例1-1同样操作,得到成形体3。
1-3.评估
根据以下标准评价了成形体1~3的外观、剥离强度和耐水性。
<成形体的外观>
目视观察成形体的表面,如下进行评价。
○:成形体表面看不到起泡,平滑。
×:成形体表面可见起泡,不平滑。
<成形体的剥离强度>
将成形体切割成矩形形状(长度:100mm,宽度:10mm),制得样品。接着,将与样品长度方向一端相距50mm的位置固定,以拉伸速度为50mm/分钟从长度方向的另一端相对于样品成90°地将铜箔与层叠体剥离,测定此时所施加的最大荷重(N/cm)。
基于测定值,根据以下标准评价剥离强度。
○:10N/cm以上
×:小于10N/cm
<成形体的耐水性>
除了将成形体在85℃且相对湿度85%的气氛中保持72小时后制成样品以外,与上述<成形体的剥离强度>同样操作,测定了吸水后的成形体的剥离强度。对于各成形体,求出吸水后的成形体的剥离强度与上述<成形体的剥离强度>中测定的成形体的剥离强度的比值,根据以下标准进行评价。
〇:90%以上
×:小于90%
表1示出成形体1~3的评价结果。
[表1]
例 | 1-1 | 1-2 | 1-3 |
外观 | 〇 | 〇 | × |
剥离强度 | 〇 | × | 〇 |
耐水性 | 〇 | 〇 | × |
<实施例2>
2-1.各成分的准备
[F粉末]
F粉末-21:由依次含有97.9摩尔%、0.1摩尔%、2.0摩尔%的TFE单元、NAH单元和PPVE单元且具有极性官能团的聚合物(熔融温度:300℃,5%重量减少温度:400℃以上)形成的粉末(D50:25μm)
F粉末-22:由依次含有97.5摩尔%、2.5摩尔%的TFE单元和PPVE单元的聚合物(熔融温度:305℃,5%重量减少温度:400℃以上)形成的粉末(D50:28μm)
F粉末-23:由依次含有97.5摩尔%、2.5摩尔%的TFE单元和PPVE单元的聚合物(熔融温度:305℃,5%重量减少温度:400℃以上)形成的粉末(D50:2μm)
此外,F粉末-21的聚合物相对于主链碳数1×106个有1000个羰基,F粉末-22和F粉末-23不具备极性官能团。
[表面活性剂]
表面活性剂1:聚氧化烯改性聚二甲基硅氧烷(表面张力:26mN/m)
表面活性剂2:聚氧化烯改性聚有机硅氧烷(表面张力:30mN/m)
[液态分散介质]
水(表面张力:72mN/m)
[基材]
基材1:碳纤维(表面张力:38mN/m)
基材2:经亲水处理的树脂纤维(表面张力:25mN/m)
2-2.分散液的制造例
[例2-1]
(1)首先,将粉末21、表面活性剂1和作为液状分散介质的水投入罐中,并投入氧化锆球。然后,以150rpm的转速将罐滚动1小时,制成包含粉末-21(50质量份)、表面活性剂1(0.2质量份)和水(49.8质量份)的分散液21(粘度:30mPa·s)。
[例2-2~例2-6]
除了F粉末、表面活性剂、液状分散介质的种类及表面活性剂的量按照表2记载的那样变化以外,与分散液21同样操作,获得了分散液22~26。
以上获得的分散液21~26的成分汇总示于表2。另外,用分散液21~26通过以下方法制作被覆基材,按照评价标准进行了评价。由各分散液获得的被覆基材基于下述评价标准的评价结果一并示于表2。
2-3.被覆基材的制造例
在长条铜箔(厚18μm)的表面用棒涂法涂布分散液21,形成湿膜。然后,使形成有该湿膜的金属箔在120℃下通过干燥炉5分钟,通过加热来使其干燥,得到干膜。之后,在氮气炉中将干膜于380℃下加热3分钟。藉此,制成具有金属箔和在其表面上的包含粉末21的熔融烧成物的作为成形物的聚合物层(厚度:5μm)的被覆基材1。
除了分别使用分散液22~26代替分散液21以外,与被覆基材1同样操作,分别得到被覆基材2~6。
2-4.评价
2-4-1.分散液的分散稳定性的评价
将各分散液在容器中于25℃保存后,目视确认其分散性,按照下述基准评价分散稳定性。
[评价基准]
〇:未见凝集物。
△:容器侧壁可见细小的凝集物附着。轻轻搅拌后均匀再分散。
×:容器底部也可见凝集物沉淀。经剪切搅拌后均匀再分散。
2-4-2.成分沉降率的评价
将各分散液(18mL)装入螺管(内容积:30mL)中,在25℃下静置14天后,由静置前后的螺管中的分散液整体的高度和沉降层(分散层)的高度、通过下式求出成分沉降率。静置后没有确认到沉降层并且状态没有变化的情况下,判定分散液整体的高度没有变化,成分沉降率为100%。
成分沉降率(%)=(沉降层的高度)/(分散液整体的高度)×100
[评价基准]
〇:通过上述方法测定的成分沉降率在70%以上。
△:通过上述方法测定的成分沉降率小于70%但在60%以上。
×:通过上述方法测定的成分沉降率小于60%。
2-4-3.被覆基材的表面被覆状态的评价
对于各被覆基材,目视确认其表面的平滑性,基于下述基准评价了表面平滑性。
[评价基准]
〇:聚合物层的整个表面平滑。
△:聚合物层的表面边缘处可见凝集物或粉末缺失而产生的凹凸。
×:聚合物层的整个表面上可见因凝集物或粉末缺失而产生的凹凸
[表2]
产业上利用的可能性
本发明的施胶剂、经施胶处理的纤维以及由该纤维形成的预浸料可形成加热成形时的起泡被抑制、平滑性等外观优异、形成为层叠体时的粘接性及耐水性特别好的成形物。所得成形物可适用于印刷基板、飞机零部件、航天器零部件、汽车零部件、船舶零部件、土木建筑材料、石油挖掘构件、储氢罐、储氢罐压力容器、风力发动机的叶片等及运动用品等多个领域。
此外,由以上结果可明确,本分散液(2)的分散性、分散稳定性优异。而且,由本分散液(2)形成的被覆基材的表面的均一性优异,外观良好。因此认为本分散液(2)被覆基材而得的被覆基材可高度呈现出F聚合物的性质。另外,将本分散液(2)用作施胶剂时,可获得施胶效果。包含经本分散液(2)施胶处理的纤维和基质树脂的预浸料的机械特性优异。
这里,引用2020年7月9日提出申请的日本专利申请2020-118558号及2020年9月3日提出申请的日本专利申请2020-148433号的说明书、权利要求书及摘要的全部内容作为本发明说明书的揭示。
Claims (15)
1.一种施胶剂,其含有平均粒径0.1~200μm的热熔融性的四氟乙烯类聚合物的粉末。
2.如权利要求1所述的施胶剂,其中,所述四氟乙烯类聚合物的熔融温度为280~325℃。
3.如权利要求1或2所述的施胶剂,其中,所述四氟乙烯类聚合物的5%重量减少温度在360℃以上。
4.如权利要求1~3中任一项所述的施胶剂,其中,所述四氟乙烯类聚合物是具有基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元和极性官能团的四氟乙烯类聚合物、或是含有相对于全部单元为2.0~5.0摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元但不具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
5.如权利要求4所述的施胶剂,其中,所述具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物是具有含羰基基团的四氟乙烯类聚合物,该含羰基基团数相对于主链碳数1×106个为10~5000个。
6.如权利要求1~5中任一项所述的施胶剂,其由含有所述四氟乙烯类聚合物的粉末及液状分散介质的分散液形成。
7.如权利要求6所述的施胶剂,其中,包含平均粒径为10~100μm的所述四氟乙烯类聚合物的粉末、表面活性剂及液状分散介质,所述表面活性剂的含量相对于1质量份的所述四氟乙烯类聚合物的粉末在0.01质量份以下。
8.一种经施胶处理的纤维,其表面附着有热熔融性的四氟乙烯类聚合物。
9.如权利要求8所述的经施胶处理的纤维,其中,所述四氟乙烯类聚合物的附着量相对于100质量份的纤维为0.1~10质量份。
10.一种预浸料,其包含权利要求8或9所述的经施胶处理的纤维和基质树脂。
11.一种分散液,其包含平均粒径为10~100μm的热熔融性的四氟乙烯类聚合物的粉末、表面活性剂及液状分散介质,所述表面活性剂的含量相对于1质量份的所述四氟乙烯类聚合物的粉末在0.01质量份以下。
12.如权利要求11所述的分散液,其中,所述表面活性剂的表面张力在28mN/m以下。
13.如权利要求11或12所述的分散液,其中,所述表面活性剂为硅酮类表面活性剂、氟类表面活性剂、二醇类表面活性剂或烷基酰胺醚类表面活性剂。
14.如权利要求11~13中任一项所述的分散液,其中,所述四氟乙烯类聚合物的含量相对于100质量份的所述液状分散介质为25~60质量份。
15.一种施胶剂,其由权利要求11~14中任一项所述的分散液形成。
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