JP2018507946A - 熱可塑性組成物およびプリプレグ、該プリプレグで製造された複合材料ならびに該複合材料の使用 - Google Patents

熱可塑性組成物およびプリプレグ、該プリプレグで製造された複合材料ならびに該複合材料の使用 Download PDF

Info

Publication number
JP2018507946A
JP2018507946A JP2017547492A JP2017547492A JP2018507946A JP 2018507946 A JP2018507946 A JP 2018507946A JP 2017547492 A JP2017547492 A JP 2017547492A JP 2017547492 A JP2017547492 A JP 2017547492A JP 2018507946 A JP2018507946 A JP 2018507946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fibers
composite material
prepreg
acid
parts
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.)
Granted
Application number
JP2017547492A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018507946A5 (ja
JP6762954B2 (ja
Inventor
オシュステテール,ジル
オードナエール,マルク
タイユミット,セバスチャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France SA filed Critical Arkema France SA
Publication of JP2018507946A publication Critical patent/JP2018507946A/ja
Publication of JP2018507946A5 publication Critical patent/JP2018507946A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6762954B2 publication Critical patent/JP6762954B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38Boron-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/40Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016Plasticisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of 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 a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of 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 a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of 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 a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of 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 a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of 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 a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of 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 a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/14Macromolecular materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/016Flame-proofing or flame-retarding additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本発明は熱可塑性複合材料の分野に関する。具体的には、本発明は、フッ素化された難燃性熱可塑性組成物、該組成物から調製されたプリプレグ、該プリプレグを含む複合材料、該材料の製造を可能にする方法、および該材料の使用に関する。本発明はまた、耐火性複合材料を製造するための熱可塑性プリプレグの使用に関する。

Description

本発明は、熱可塑性複合材料の分野に関する。本発明は、より詳細には、フッ素化難燃性熱可塑性組成物、この組成物から調製されたプリプレグおよびこのプリプレグを含有する複合材料、ならびに該材料の製造を可能にする方法および該材料の使用に関する。さらに、本発明は、耐火性複合材料の製造のための熱可塑性プリプレグの使用に関する。
飛行機、電車、ボートおよびバスの内部に装備するために、ならびに公共の建物のために使用される複合材料製の部品は、特にその材料の燃焼挙動に関連する規格を満たさなければならない。これらの規格は、特に燃焼反応、煙の排出、煙の毒性、および燃焼時に材料から放出される熱を考慮する。これらの規格は、輸送手段または建物の使用者が燃焼が発生した場所から避難することを可能にすることにより、輸送手段または建物の使用者に対し最適な安全性を確保することを目的としており、輸送手段または建物を構成する材料が燃焼の進行に寄与せず、煙を発生させないこと、または燃焼生成物が有毒でないことを要求する。これらの規格の中で、例として、鉄道輸送業に適用されるEN 45545、航空産業にはFAR 25.853および対応するAITM、海洋産業にはIMO MSC 653および61、および建設にはASTM E84を挙げることができる。
特に、いくつかの国の飛行機、ボートまたは電車の内部に装備するための最も制限の厳しい規格の場合、フェノール樹脂をベースとする複合材料のみを使用することができる。しかし、これらのフェノール樹脂は多くの欠点、即ち、樹脂中のフェノールおよびホルムアルデヒドの存在ならびに硬化剤中の高度に腐食性の酸の存在に起因する、部品を成形することを可能にする成分の毒性;部品の低レベルの機械的性能、特に低い曲げ応力およびせん断応力;UV耐性の低さ、その耐用期間の末期の部品または生産廃棄物をリサイクルする方法がないこと;フェノール樹脂をベースとする複合材料に取り付けるための部品を組み立てることの困難さ;塗料または接着剤の接着性が低く、プライマーの使用が必要になること、ならびに数ヶ月というフェノールプリプレグの比較的短い安定性であり、温度制御された貯蔵が必要であること、を有する。
ポリフェニレンサルファイド樹脂も使用することができるが、それらの非常に高いコストにより航空分野におけるその使用が制限される。さらに、これらの樹脂の使用により、比較的単純な形態の成形を可能にするだけの繊維状補強材で補強されたシートの形態でのみその利用が可能であること、樹脂を軟化させるのに必要な非常に高い成形温度(典型的には300℃を超える)、塗料の低い接着性、低いUV耐性、および低い強度のために問題が提起される。
従って、上述の欠点を克服する新規な複合材料を開発する必要性が依然として存在する。
本出願人は、例えば、EP2160275号およびEP2586585号の文献において、特に弾性率、高温耐クリープ性および破断時応力の点で高い機械的性能特性(少なくとも90℃の温度までほとんど変化しない)を有する様々な熱可塑性複合材料の調製を既に記載した。これらの材料は、ロケットもしくは飛行機の鼻、翼、操縦室等の機械的もしくは構造的部品;海上フレキシブルパイプ補強材;自動車車体部品、自動車エンジンシャーシ部品もしくは支持部品;または建設分野の構造部品、もしくは橋梁および道路の製造を対象としている。
既知の熱可塑性複合材料を特徴付けるいくつかのパラメータから選択することにより、良好な機械的特性に加えて、顕著な耐火性ならびに良好な煙および毒性特性を有し、それらを特に飛行機、電車、ボートおよびバスの内部に装備するための半構造用途のため、および公共の建物のための部品の製造に適したものとする新規な組成物および複合材料を提供することが可能であることが今や見出された。
欧州特許出願公開第2160275号明細書 欧州特許出願公開第2586585号明細書
本発明は、第1に、極性カルボキシ官能基でグラフト化されたフッ素化熱可塑性ポリマーと、少なくとも1つの連続した無機または有機繊維からなる繊維状補強材とを含む難燃性組成物に関する。
一実施形態によれば、このグラフト化されたフッ素化ポリマーは、例えば、少なくとも1つのカルボン酸または無水物官能基を有する少なくとも1つの極性カルボン酸モノマーをフッ素化ポリマーにグラフト化することによって得ることができる。
一実施形態によれば、前記連続した無機または有機繊維は一方向性であり、1000を超えるアスペクト比を有する。
第2の態様によれば、本発明の主題は、前記難燃性組成物からなる熱可塑性プリプレグである。
一実施形態によれば、プリプレグ中の前記無機または有機繊維の重量含有率は、30から90%の間、好ましくは40から80%の間、有利には45から65%の間、さらにより優先的には50から60%の間である。
別の態様によれば、本発明は前記プリプレグを含む複合材料に関する。
一実施形態によれば、この複合材料はモノリシック型であり、即ち、それはプリプレグのみからなる。
別の実施形態によれば、この複合材料は、プリプレグからなる2つのスキンの間にコア材料を含むサンドイッチ型である。
本発明の別の態様は、本発明の複合材料を製造するための異なる方法、即ち、二次元部品の場合は連続積層、三次元部品の場合は真空成形および熱圧縮を対象とする。
本発明の別の主題は、航空、海軍、鉄道もしくは道路輸送の分野または建設分野における成形部品または積層部品の製造のための前記複合材料の使用であり、特に、前記部品は構造的または機械的部品である。
さらに別の態様によれば、本発明は、耐火性複合材料の製造のための、熱可塑性ポリマーと、少なくとも1つの一方向性連続繊維からなる繊維状補強材とを含むプリプレグの使用に関する。
一実施形態によれば、前記熱可塑性ポリマーは、フッ素化ポリマー、ポリアミド、ポリオレフィン、特にポリプロピレン、ポリエステル、またはこれらのポリマーの少なくとも2つの間のコポリマーもしくは混合物である。一実施形態によれば、前記熱可塑性ポリマーはフッ素化ポリマー、特にフッ化ビニリデン(VDF)をベースとするポリマーである。
一実施形態によれば、前記連続した繊維は、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維、ならびに亜麻、麻またはサイザル等の天然繊維から選択される。
本発明は、以下の説明において、より詳細に、非限定的に記載される。
本発明は、極性カルボキシ官能基でグラフト化されたフッ素化熱可塑性ポリマーと、少なくとも1つの連続した無機または有機繊維からなる繊維状補強材とを含む難燃性組成物を提供する。
一実施形態によれば、このグラフト化されたフッ素化ポリマーは、(a)好ましくは溶融状態でフッ素化ポリマーを、カルボン酸または無水物官能基を有する極性モノマーと混合し、(b)場合によりこの混合物を、顆粒、粉末、フィルムまたはシートに変換し、(c)この混合物に、場合により酸素の不在下で、1から15Mradの照射量で光子または電子線を照射して、フッソ化ポリマーへの極性モノマーのグラフト化を行い、(d)場合によりフッ素化ポリマーと反応しなかった残留極性モノマーを除去することを含む方法に従って調製される。この種の調製方法は、特に出願EP1484346号に記載されている。
一実施形態によれば、前記フッ素化ポリマーは「PVDF」樹脂であり、本明細書ではこの用語はポリフッ化ビニリデンホモポリマー、またはフッ化ビニリデン(VDF)と、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、1,2−ジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(メチルビニル)エーテル、パーフルオロ(エチルビニル)エーテルおよびパーフルオロ(プロピルビニル)エーテルから選択される少なくとも1つの他のコモノマーとのコポリマーであって、VDFは少なくとも50重量%を構成するコポリマーを等しく包含する。
フッ素化ポリマーにグラフト化された極性カルボキシ官能基は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、アリルコハク酸、シクロヘキサ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、4−メチルシクロヘキサ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、ビシクロ(2,2,1)ヘプタ−5−エン−2,3−ジカルボン酸、ウンデシレン酸およびその無水物といった2から20個の炭素原子、特に4から10個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸およびジカルボン酸から選択される少なくとも1つの極性モノマーから生じさせられる。
組成物中に存在する無機または有機繊維は、炭素繊維;シリカ繊維、例えば、特にE、RもしくはS2タイプのガラス繊維;ホウ素繊維;セラミック繊維、特に炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素;バサルト繊維;金属もしくはその合金をベースとする繊維もしくはフィラメント;金属酸化物をベースとする繊維;天然繊維、例えば、亜麻、麻もしくはサイザル繊維;金属化炭素繊維および金属化ガラス繊維、または前記繊維の混合物から選択される。
一実施形態によれば、前記無機または有機繊維は、ガラス繊維および炭素繊維から選択される。
一実施形態によれば、前記連続した無機または有機繊維は一方向性であり、1000を超えるアスペクト比(繊維の直径に対する長さの比)を有する。繊維は、一方向性の糸の形態でそのまま、または多方向性繊維網(2D、3Dまたはその他)からなる布地の形態で織る工程の後に使用することができる。
本発明による組成物はまた、可塑剤、染料、帯電防止剤、難燃剤および潤滑剤から選択される1つ以上の添加剤を含有することができる。
第2の態様によれば、本発明の主題は、前記難燃性組成物からなる熱可塑性プリプレグである。この熱可塑性プリプレグは、1つ以上の熱可塑性プライからなる。熱可塑性プライは、繊維の間に重なりのない連続繊維の一方向ストリップである繊維状補強材と、前記繊維状補強材の塊を含浸するマトリックスとしての熱可塑性ポリマーとを含む。この熱可塑性プライはロール形態であり、5から1500mmの間、優先的には25から1000mmの間、より有利には100から800mmの間の幅を有する。この熱可塑性プライは、0.1mmから0.7mmの間、優先的には0.15から0.5mmの間、より有利には0.2から0.4mmの間の厚さを有する。この熱可塑性プリプレグは、前記熱可塑性プライの積層または熱圧縮により製造される。熱可塑性プリプレグがいくつかの熱可塑性プライを含む場合、異なるプライの連続繊維は、全て同じ方向(0°)に配向されてもよいし、または垂直に配向されてもよいし(0°から90°)、またはそれらが完成部品に与える機械的特性のために選択された特定の角度、例えば、0°から45°に配向されていてもよい。このプリプレグは、異なるプライ間の前記繊維の重なりがないために、高い機械的性能特性の恩恵を受ける。この熱可塑性プリプレグはロール形態であり、5から3000mmの間、優先的には20から1500mmの間、より有利には100から1300mmの間の幅、および100メートルを超える、優先的には500メートルを超える、より有利には1000メートルを超える長さを有する。これらの寸法は、複合材料の製造業者にとって生産性の点で最適条件を保証する。
本発明によるプリプレグでは、前記無機または有機繊維の重量含有率は、30から90%の間、好ましくは40から80%の間、有利には45から65%の間、さらにより優先的には50から60%の間である。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの利点は、第1に、それらの良好な燃焼特性であり、また最も予期せぬことに、良好な煙および毒性特性である。実際に、前記プリプレグを含む複合材料の燃焼中のHF(フッ化水素酸)の放出のレベルは、規格FAR 25.853およびAITM 3.0005に従って許容される最大レベルをはるかに下回る。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、PVDF製の発泡体またはPVDF製のハニカムを有するサンドイッチ材料を、PVDF樹脂をベースとするプリプレグを前記発泡体またはハニカムで熱溶接することによって、成形し、それによりスキンとコア材料との間の完全な相溶性を保証することである。PVDF製の前記発泡体またはハニカムは熱可塑性の性質を有し、これは複合形態を有する部品のためのコア材料の熱成形を可能にする。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、PVDF樹脂の低い融点(170℃)であり、それによりフェノール樹脂とは異なり固化中の化学反応がないために非常に短時間で、ポリフェニレンスルフィド樹脂とは異なり低温成形を行うことが可能になる。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、取り付けられるべきこれらの部品の、複雑である接着またはねじ止めの代わりに、PVDF樹脂をベースとする短繊維化合物で作られた射出部品を溶接することにより、前記プリプレグから製造された複合材料に取り付ける部品を組み立てる可能性である。
PVDF製のコア材料と組み合わせてまたは組み合わせないで使用される、PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、樹脂の熱可塑性のためにリサイクルする可能性があることである。前記プリプレグを用いて製造される複合材料の製造からの廃棄物およびその耐用期間の末期の部品をリサイクルすることが特に可能である。リサイクルの1つの方法は、PVDF樹脂および短繊維をベースとする化合物を得るために、この廃棄物または耐用期間の末期の部品を粉砕し、この粉砕物をPVDF顆粒と配合することからなる。従って、この化合物は、繊維およびPVDFマトリックスをリサイクルする方法を構成する。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、温度制御された貯蔵を用いないで、数年または数十年ですらあるその非常に長い安定性である。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、アクリル接着剤または塗料を使用する塗装または接着の可能性があることである。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、それらの非常に高い耐薬品性およびその優れたUV耐性であり、従って複合材料に与えられる耐用期間が非常に長いことである。
PVDF樹脂をベースとするプリプレグの別の利点は、部品の完成した外観およびその強度を改善するために、複合材料を装飾フィルムで覆うことによって複合材料を成形する可能性である。PVDF樹脂またはTedlar(R)をベースとするフィルムは、この用途に特に適している。
従って、本発明の別の態様は、上記のプリプレグを含む複合材料からなる。モノリシックまたはサンドイッチ複合材料は、これらのプリプレグから製造することができる。モノリシック複合材料はプリプレグのみからなり、一方サンドイッチ複合材料はプリプレグからなる2つのスキンの間にコア材料を含む。コア材料としては、高レベルの剛性を保持しながら部品を軽量化することを可能にする発泡体およびハニカムを挙げることができる。
本発明の別の態様は、本発明の複合材料を製造するための異なる方法、即ち、二次元部品の場合は連続積層、三次元部品の場合は真空成形および熱圧縮を対象とする。
連続積層により、0.1から3バールの間、好ましくは0.5から2バールの間の弱い圧力を加える圧延機中で、180℃から240℃の間、好ましくは190から220℃の間の温度でモノリシックまたはサンドイッチパネルを連続的に製造することが可能になる。
真空成形により、単純または複雑な形態のモノリシックまたはサンドイッチ部品の製造が可能になる。この部品は、180℃から240℃の間、好ましくは190から220℃の間の温度で、剛性のモールドと可撓性カバーとの間で成形され、その間に真空が生成される(0.1ミリバールから900ミリバールの間、好ましくは1ミリバールから200ミリバールの間)。剛性のモールドは複合材料または金属で製造することができる。可撓性カバーは、シリコーンカバーまたは熱可塑性フィルム(ポリアミド、ポリイミド等)であることができる。
熱圧縮により、単純または複雑な形態のモノリシックまたはサンドイッチ部品の製造が可能になる。この部品は、180℃から240℃の間、好ましくは190から220℃の間の温度で、剛性のモールドと剛性の対向するモールドとの間で成形され、その間に圧力が印加される(0.1バールから50バールの間、好ましくは1バールから15バールの間)。モールドは一般に金属で製造される。
これらの複合材料は、航空、海軍、鉄道または道路輸送分野または建設分野の成形または積層部品の製造に使用され、前記部品は構造的(15GPaを超える弾性率を必要とする)または半構造的(その弾性率は8から15GPaの間)の機械的部品である。
別の態様によれば、本発明は、耐火性複合材料の製造のための、熱可塑性ポリマーと、少なくとも1つの一方向性連続繊維からなる繊維状補強材とを含むプリプレグの使用に関する。
前記熱可塑性ポリマーは、フッ素化ポリマー、ポリアミド、ポリオレフィン、特にポリプロピレン、ポリエステル、またはこれらのポリマーの少なくとも2つの間のコポリマーもしくは混合物から選択される。
一実施形態によれば、前記熱可塑性ポリマーは「PVDF」樹脂であり、本明細書ではこの用語はポリフッ化ビニリデンホモポリマー、またはフッ化ビニリデン(VDF)と、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、1,2−ジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(メチルビニル)エーテル、パーフルオロ(エチルビニル)エーテルおよびパーフルオロ(プロピルビニル)エーテルから選択される少なくとも1つの他のコモノマーとのコポリマーであって、VDFは少なくとも50重量%を構成するコポリマーを等しく包含する。
一実施形態によれば、PVDFは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、アリルコハク酸、シクロヘキサ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、4−メチルシクロヘキサ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、ビシクロ(2,2,1)ヘプタ−5−エン−2,3−ジカルボン酸、ウンデシレン酸およびその無水物といった2から20個の炭素原子、特に4から10個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸およびジカルボン酸から選択される少なくとも1つの極性モノマーから生じさせられる極性カルボン酸官能基によりグラフト化される。
別の実施形態によれば、PVDFはグラフト化されない。
前記プリプレグの組成物の部品を形成する連続繊維は、ガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維および亜麻、麻またはサイザル等の天然繊維から選択される。前記繊維の重量含有率は、プリプレグの総重量に対して、30から90%の間、好ましくは40から80%の間、有利には45から65%の間、さらにより優先的には50から60%の間である。
前記プリプレグの燃焼中のフッ化水素酸の放出は、規格FAR 25.853およびAITM 3.0005に従って、200ppm未満、優先的には100ppm未満、より優先的には50ppm未満であることが観察された。これにより、前記プリプレグは以下の部品の製造に最も適している。
− 飛行機、電車、ボート、バスの内部、即ち、座席、仕切り、内部表面仕上げ、フローリング、操縦室の家具、客室の家具、カート、技術領域の装置、外装をはじめとする衝撃保護、バスルーム、トイレに装備すること、
− 建築用部品、即ち、換気設備、衝撃保護、内部または外部設備および表面仕上げ、建物の構造に関わる部品。
以下の実施例は、本発明を限定することなく本発明を説明する。
約0.6%の無水マレイン酸をグラフト化したPVDFホモポリマーおよび連続繊維から、それらのほこりをとり、次いで10バールで15分間の熱圧縮により、プリプレグを製造した。この操作中に放出されたHFの量を、規格AITM 3.0005に従って測定した。得られた値を表1に示す。
Figure 2018507946

Claims (16)

  1. 極性カルボキシ官能基でグラフト化されたフッ素化熱可塑性ポリマーと、少なくとも1つの連続した無機または有機繊維からなる繊維状補強材とを含む難燃性組成物。
  2. 前記フッ素化ポリマーが、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、またはフッ化ビニリデンと、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、1,2−ジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(メチルビニル)エーテル、パーフルオロ(エチルビニル)エーテルおよびパーフルオロ(プロピルビニル)エーテルから選択される少なくとも1つの他のコモノマーとのコポリマーであって、フッ化ビニリデンが少なくとも50重量%を構成するコポリマーである、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記無機または有機繊維が、炭素繊維;シリカ繊維、例えば、特にE、RもしくはS2タイプのガラス繊維;ホウ素繊維;セラミック繊維、特に炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素;バサルト繊維;金属もしくはその合金をベースとする繊維もしくはフィラメント;金属酸化物をベースとする繊維;天然繊維、例えば、亜麻、麻もしくはサイザル繊維;金属化炭素繊維および金属化ガラス繊維、または前記繊維の混合物から選択される、請求項1および2のいずれか一項に記載の組成物。
  4. 前記連続した無機または有機繊維が、一方向性であり、1000を超えるアスペクト比を有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 可塑剤、染料、帯電防止剤、難燃剤および潤滑剤から選択される1つ以上の添加剤を含む、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記極性カルボキシ官能基が、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、アリルコハク酸、シクロヘキサ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、4−メチルシクロヘキサ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、ビシクロ(2,2,1)ヘプタ−5−エン−2,3−ジカルボン酸、ウンデシレン酸およびその無水物といった2から20個の炭素原子、特に4から10個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸およびジカルボン酸から選択される少なくとも1つの極性モノマーから生じさせられる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の難燃性組成物からなる熱可塑性プリプレグ。
  8. 前記無機または有機繊維の重量含有率が、30から90%の間、好ましくは40から80%の間、有利には45から65%の間、さらにより優先的には50から60%の間である、請求項7に記載のプリプレグ。
  9. 請求項7および8のいずれか一項に記載のプリプレグを含む複合材料。
  10. 前記プリプレグからなるモノリシックパネルの形態の請求項9に記載の複合材料。
  11. スキンとして働く前記プリプレグの少なくとも2つの間に挟まれたコア材料を含む請求項9に記載の複合材料。
  12. 前記コア材料が、発泡材料、特にPVDF発泡体、または特にPVDF製のハニカム材料である、請求項11に記載の複合材料。
  13. 0.1から3バール、好ましくは0.5から2バールの圧力下および180℃から240℃、好ましくは190から220℃の範囲の温度での連続積層技術による、請求項9乃至12のいずれか一項に記載に記載の複合材料の製造方法。
  14. 複合材製または金属製の剛性モールドと可撓性カバーとを使用し、0.1から900ミリバール、好ましくは1から200ミリバールの範囲の減圧を用いる、180℃から240℃、好ましくは190から220℃の範囲の温度での真空成型技術による、請求項9乃至12のいずれか一項に記載の複合材料の製造方法。
  15. 金属モールド中で、0.1から50バール、好ましくは1から15バールの範囲の圧力を用いる、180℃から240℃、好ましくは190から220℃の範囲の温度での熱圧縮成形技術による、請求項9乃至12のいずれか一項に記載の複合材料の製造方法。
  16. 航空、海軍、鉄道もしくは道路輸送の分野または建設分野における成形部品または積層部品であり、特に、該部品が構造的または半構造的な機械的部品である部品の製造のための請求項9乃至12のいずれか一項に記載の複合材料の使用。
JP2017547492A 2015-03-10 2016-03-10 熱可塑性組成物およびプリプレグ、該プリプレグで製造された複合材料ならびに該複合材料の使用 Active JP6762954B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1551977 2015-03-10
FR1551977A FR3033573B1 (fr) 2015-03-10 2015-03-10 Composition et pre-impregne thermoplastiques, materiau composite a base dudit pre-impregne et utilisations dudit materiau composite
PCT/FR2016/050545 WO2016142630A1 (fr) 2015-03-10 2016-03-10 Composition et pre-impregne thermoplastiques, materiau composite a base dudit pre-impregne et utilisations dudit materiau composite

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018507946A true JP2018507946A (ja) 2018-03-22
JP2018507946A5 JP2018507946A5 (ja) 2019-02-21
JP6762954B2 JP6762954B2 (ja) 2020-09-30

Family

ID=53674044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017547492A Active JP6762954B2 (ja) 2015-03-10 2016-03-10 熱可塑性組成物およびプリプレグ、該プリプレグで製造された複合材料ならびに該複合材料の使用

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11225607B2 (ja)
EP (1) EP3268451A1 (ja)
JP (1) JP6762954B2 (ja)
CN (1) CN107429165A (ja)
BR (1) BR112017018593B1 (ja)
FR (2) FR3033573B1 (ja)
RU (1) RU2706651C2 (ja)
WO (1) WO2016142630A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019014661A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-17 Arkema Inc HIGH RESISTANCE POLYVINYLIDENE FLUORIDE COMPOSITE
CN108129752A (zh) * 2018-01-23 2018-06-08 苏州聚康新材料科技有限公司 悬浮聚合纳米二氧化硅复合材料的制备方法
US10920994B2 (en) 2018-07-03 2021-02-16 Goodrich Corporation Heated floor panels
US11376811B2 (en) 2018-07-03 2022-07-05 Goodrich Corporation Impact and knife cut resistant pre-impregnated woven fabric for aircraft heated floor panels
US10899427B2 (en) 2018-07-03 2021-01-26 Goodrich Corporation Heated floor panel with impact layer
US11273897B2 (en) 2018-07-03 2022-03-15 Goodrich Corporation Asymmetric surface layer for floor panels
US10875623B2 (en) 2018-07-03 2020-12-29 Goodrich Corporation High temperature thermoplastic pre-impregnated structure for aircraft heated floor panel
EP3626764B1 (de) 2018-09-21 2021-02-24 Evonik Operations GmbH Composite mit thermoplastischer matrix
CN109401143A (zh) * 2018-10-30 2019-03-01 陈东南 储压式灭火器瓶及其制备方法,及储压式灭火器
DE102019219594A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Elringklinger Ag Flächenmaterial, Sandwichmaterial, elektrochemische Speichereinheit und Verfahren zur Herstellung eines Flächenmaterials
RU2756749C2 (ru) * 2020-02-24 2021-10-05 Ирина Анатольевна Задорожная Способ изготовления противоосколочного экранирующего полотна
WO2021173042A1 (ru) * 2020-02-24 2021-09-02 Ирина Анатольевна ЗАДОРОЖНАЯ Противоосколочное экранирующее полотно
BR102022015861A2 (pt) * 2022-08-10 2024-02-15 Tecplas Industria E Comercio Ltda Mantas de fibras contínuas pré-impregnadas, multicamadas e multidirecionais com ângulo entre fibras controlável e seu processo de fabricação

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62193824A (ja) * 1986-02-20 1987-08-26 セントラル硝子株式会社 柔軟性のあるガラス繊維強化フツ素樹脂複合材料
JP2010531396A (ja) * 2007-06-27 2010-09-24 アルケマ フランス グラフト化フッ素ポリマーを含む複合ポリマーマトリクスを連続繊維に含浸させる方法
JP2013531717A (ja) * 2010-06-22 2013-08-08 ティコナ・エルエルシー 連続繊維と長い繊維を含む熱可塑性プリプレグ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2941785C2 (de) * 1979-10-16 1991-07-04 Technochemie Gmbh, Verfahrenstechnik, 6901 Dossenheim Schichtstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
RU2029037C1 (ru) * 1992-07-01 1995-02-20 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского Слоистая панель
AUPP750598A0 (en) * 1998-12-04 1999-01-07 Cromiac International Pte Ltd Thermoplastic rubber composition
US6207085B1 (en) * 1999-03-31 2001-03-27 The Rectorseal Corporation Heat expandable compositions
EP1527138B1 (de) * 2002-07-29 2007-09-26 Bayer MaterialScience AG Flammwidrige polycarbonat-formmassen
FR2851566B1 (fr) * 2003-02-26 2007-05-11 Hexcel Fabrics Renfort fibreux utile comme agent ignifugeant, son procede de fabrication et son utilisation
FR2856404B1 (fr) 2003-06-06 2008-08-08 Atofina Procede de greffage de polymere fluore et structures multicouches comprenant ce polymere greffe
US20050143508A1 (en) * 2003-12-30 2005-06-30 General Electric Company Resin compositions with fluoropolymer filler combinations
US8349747B2 (en) * 2005-08-02 2013-01-08 W. L. Gore & Associates, Inc. High seam strength architectural fabric
EP2113379B1 (en) * 2007-02-21 2015-07-01 Asahi Glass Company, Limited Laminated sheet
GB2478749A (en) * 2010-03-17 2011-09-21 Hexcel Composites Ltd Composite materials of reduced electrical resistance
FR2981653B1 (fr) 2011-10-25 2014-08-22 Arkema France Materiau composite thermoplastique renforce de fibres synthetiques et procede de fabrication
RU2516526C2 (ru) * 2012-05-24 2014-05-20 Владимир Владимирович Кудинов Способ получения препрега для композиционных материалов
FR3020776B1 (fr) * 2014-05-12 2016-05-27 Dehondt Tech Dispositif continu pour impregner en une seule etape des meches ou des rubans de fibres naturelles, en particulier de lin

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62193824A (ja) * 1986-02-20 1987-08-26 セントラル硝子株式会社 柔軟性のあるガラス繊維強化フツ素樹脂複合材料
JP2010531396A (ja) * 2007-06-27 2010-09-24 アルケマ フランス グラフト化フッ素ポリマーを含む複合ポリマーマトリクスを連続繊維に含浸させる方法
JP2013531717A (ja) * 2010-06-22 2013-08-08 ティコナ・エルエルシー 連続繊維と長い繊維を含む熱可塑性プリプレグ

Also Published As

Publication number Publication date
EP3268451A1 (fr) 2018-01-17
FR3033573A1 (fr) 2016-09-16
JP6762954B2 (ja) 2020-09-30
WO2016142630A1 (fr) 2016-09-15
RU2017134340A (ru) 2019-04-03
BR112017018593B1 (pt) 2022-07-26
FR3033573B1 (fr) 2018-03-23
FR3033574B1 (fr) 2019-04-05
US20180057748A1 (en) 2018-03-01
RU2017134340A3 (ja) 2019-06-06
FR3033574A1 (fr) 2016-09-16
CN107429165A (zh) 2017-12-01
RU2706651C2 (ru) 2019-11-19
BR112017018593A2 (pt) 2018-04-17
US11225607B2 (en) 2022-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6762954B2 (ja) 熱可塑性組成物およびプリプレグ、該プリプレグで製造された複合材料ならびに該複合材料の使用
Fan et al. An introduction to lightweight composite materials and their use in transport structures
JP6009157B2 (ja) 改善されたグリーンな航空機内部パネル
JP2018507946A5 (ja)
GB2571786A (en) Manufacture of fire-retardant sandwich panels
Akay An Introduction to Polymer Matrix Composites
JPH0574456B2 (ja)
EP2894029A1 (en) Fire resistant sustainable aircraft interior panel
KR20210092289A (ko) 개선된 표면 특성을 갖는 아크릴 복합재
WO2020182353A1 (en) Fire-retardant composite materials
JP4480445B2 (ja) 着色パネル組立部品
JPWO2019189587A1 (ja) 成形品の製造方法および成形品のプリフォーム
WO2019101923A1 (en) Fire-retardant composite materials
WO2016031637A1 (ja) 3次元織物を用いた難燃性成形体及び製造方法
Yalcin Hollow glass microspheres in sheet molding compounds
JP2010533216A (ja) コア材料のための改善された突合せ接続
JP2008265160A (ja) Frp成形品
JP2016175970A (ja) プリプレグ及びそれを用いた積層板
ITRM20130451A1 (it) Procedimento per realizzare prodotti in materiale composito con strati in materiale di rinforzo additivati con catalizzatore
US20230348677A1 (en) Polymeric composite composition comprising two zones with different reinforcement, its process of manufacturing, its use and article comprising it
JP6493633B1 (ja) 繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、プリフォーム、繊維強化複合材料及び繊維強化複合材料の製造方法
KR102633959B1 (ko) 자동차용 플라스틱 복합재 후드
Sridhar et al. Fabrication and Evaluating Mechanical Properties of Bamboo Fiber Reinforced Composites.
KR20160053136A (ko) 아라미드와 폴리프로필렌의 결합력을 향상시킨 프리프레그 조성물 및 이를 이용하여 제조된 고인장력 복합소재
Jafari-Baghjeghaz et al. Study of the Compressive Behavior of Fiber-Metal Hybrid Structures Reinforced by Jute-Glass Fibers

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190111

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200421

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200901

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6762954

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250