KR101987827B1 - Polymer Composite With Carbon Fiber and Manufacturing Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소섬유층 사이에 탄성체 층을 구비하여 연성을 가지면서도 높은 강도를 가질 수 있는 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 (a) 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함하는 고분자 화합물층; 및 (b) 상기 고분자 화합물의 상부 또는 상하부에 위치하는 탄소섬유층을 포함하는 탄소섬유 복합재를 제공한다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carbon fiber composite material having an elastic layer between carbon fiber layers and having ductility and high strength, and a method of manufacturing the same. (A) 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of an anti-weathering agent, and 1 to 20 parts by weight of an additive A polymer compound layer; And (b) a carbon fiber layer positioned above or above and below the polymer compound.

Description

탄소섬유 복합재 및 그 제조방법{Polymer Composite With Carbon Fiber and Manufacturing Thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a carbon fiber composite material,

본 발명은 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 탄소섬유층 사이에 탄성체 층을 구비하여 연성을 가지면서도 높은 강도를 가질 수 있는 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon fiber composite material and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a carbon fiber composite material having an elastic layer between carbon fiber layers and having ductility and high strength.

탄소복합재(Carbon-Carbon Composite)는 마찰 및 마모 특성과 열 충격 저항성이 우수하여, 항공기 브레이크 디스크, 내열재 등으로 많이 사용되고 있다. 탄소복합재의 제조 방법은, 탄소계 섬유를 이용하여 섬유층을 제조하는 공정과, 섬유층을 밀도화 하는 공정으로 나눌 수 있다.Carbon-carbon composites are widely used for aircraft brake discs and heat-resistant materials because of their excellent friction and abrasion characteristics and thermal shock resistance. The carbon composite material production method can be divided into a step of producing a fiber layer using carbon fiber and a step of densifying the fiber layer.

섬유층을 밀도화 하는 공정은, 액상함침법과 화학기상침투법으로 구분된다.The process of densifying the fibrous layer is classified into a liquid impregnation method and a chemical vapor infiltration method.

액상함침법은 섬유층에 수지를 함침시킨 후 그 수지를 열분해하여, 탄소매트릭스를 형성하는 방법이다. 화학기상침투법은 섬유층에 탄화수소가스를 침투시키고, 그 탄화수소 가스를 열분해하여, 탄소매트릭스를 형성하는 방법이다. In the liquid phase impregnation method, a fiber layer is impregnated with a resin and the resin is pyrolyzed to form a carbon matrix. The chemical vapor deposition method is a method of impregnating a hydrocarbon gas into a fiber layer and pyrolyzing the hydrocarbon gas to form a carbon matrix.

화학기상침투법은 등온(ISOTHERMAL)법과 열구배(THERMAL GRADIENT)법으로 구분된다.The chemical vapor infiltration method is divided into an ISOTHERMAL method and a THERMAL GRADIENT method.

등온법은 섬유층의 내부온도와 외부온도가 균일한 상태가 된 상태에서, 탄화수소가스를 열분해 한다. 따라서, 등온법으로 만들어진 탄소복합재는, 탄소매트릭스 전체의 특성이 균일해져 우수한 열전도도를 가진다. 그러나, 등온법은 섬유층의 내외부에서 동시에 탄화수소 가스의 열분해반응이 일어나므로, 섬유층의 내부로 확산되지 않고 외부에서 열 분해된 탄소는, 섬유층의 표면에 증착된다. 이로 인해, 섬유층 표면의 기공이 막혀, 탄화수소 가스가 섬유층 내부로 침투하지 못하게 한다. 따라서, 섬유층의 표면을 주기적으로 갈아서 막힌 기공을 뚫어주어야 한다. 이렇게 주기적으로 섬유층의 표면을 갈아 내면, 실제 제품을 만들 수 있는 섬유층의 크기가 점점 줄어든다. 또한, 주기적으로 막힌 기공을 뚫어주어야 하기 때문에, 탄소복합재를 만드는 데 많은 시간(2~3개월)이 소요된다.The isothermal method pyrolyzes the hydrocarbon gas in a state in which the inner temperature and the outer temperature of the fiber layer become uniform. Therefore, the carbon composite material produced by the isothermal method has uniform thermal conductivity and uniformity of characteristics of the entire carbon matrix. However, in the isothermal method, pyrolysis reaction of hydrocarbon gas occurs simultaneously at the inside and outside of the fiber layer, so that the carbon which is thermally decomposed from the outside without being diffused into the inside of the fiber layer is deposited on the surface of the fiber layer. As a result, the pores on the surface of the fibrous layer are clogged, preventing the hydrocarbon gas from penetrating into the fibrous layer. Therefore, the surface of the fibrous layer should be ground periodically to pierce the clogged pores. When the surface of the fibrous layer is periodically changed, the size of the fibrous layer that can actually make the product is gradually reduced. Also, it takes a lot of time (2 ~ 3 months) to make the carbon composite because it has to drill periodically clogged pores.

열구배법은 섬유층의 내부에서 외부로 온도구배를 주어, 탄화수소 가스의 열분해 반응이 섬유층의 내부에서부터 외부로 점차 진행되게 한다. 따라서, 기공 막힘 현상이 발생하지 않아, 섬유층의 표면을 주기적으로 갈아낼 필요도 없고, 탄소복합재를 만드는데 걸리는 시간(2~3주)도 단축된다. 그러나, 열구배법은 열구배를 선형으로 정확하게 만들기 어려워, 탄화수소 가스 열분해시, 섬유층의 내 외부의 온도가 등온법처럼 일정치 못하게 된다. 따라서, 등온법으로 만들어진 탄소복합재는, 탄소매트릭스 전체의 특성이 균일하지 못해, 등온법으로 만든 탄소복합재 보다 열전도도가 떨어진다.The thermal gradient method gives a temperature gradient from the inside to the outside of the fiber layer so that the thermal decomposition reaction of the hydrocarbon gas progresses gradually from the inside to the outside of the fiber layer. Therefore, the pore clogging does not occur, and the surface of the fibrous layer does not have to be periodically ground, and the time (2 to 3 weeks) required to produce the carbon composite material is shortened. However, the thermal gradient method makes it difficult to linearly and precisely determine the thermal gradient, and when the hydrocarbon gas is pyrolyzed, the temperature inside and outside of the fiber layer becomes unstable as in the isothermal method. Therefore, the carbon composite made by the isothermal method has lower thermal conductivity than the carbon composite made by the isothermal method because the characteristics of the entire carbon matrix are not uniform.

하지만 상기와 같이 제조된 탄소섬유 복합재의 경우 탄소섬유의 함량에 높아질수록 복합재의 연성과 전성이 떨어져 강한 충격을 받는 경우 복합재가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 탄소섬유와 복합재의 결합이 분리되어 탄소섬유가 외부에 노출되어 손상될 수 있어 그 강도에 비하여 내구성이 떨어진다는 단점을 가지고 있다.However, in the case of the carbon fiber composite material produced as described above, the higher the content of carbon fiber is, the lower the ductility and the toughness of the composite material, the stronger impact may damage the composite material, So that it has a disadvantage that its durability is lower than its strength.

대한민국 공개특허 제 10-2016-0033448호에서는 균일한 전도성을 가지는 열가소성 수지 함유 복합재 및 이를 포함하는 성형품에 관하여 개시하고 있다. 이 발명에서는 종횡비가 큰 탄소나노튜브를 함유하여 균일한 전도성을 가질 수 있는 복합재를 개시하고 있지만, 탄소섬유와 복합재를 단순히 혼합하고 있어 복합재의 연성과 전성이 떨어질 수 있다는 문제점을 가지고 있다Korean Patent Publication No. 10-2016-0033448 discloses a thermoplastic resin-containing composite material having uniform conductivity and a molded article containing the same. Although the present invention discloses a composite material having carbon nanotubes having a high aspect ratio and having uniform conductivity, it has a problem in that the composite material is simply mixed with the carbon fibers, resulting in deterioration of ductility and ductility of the composite material

대한민국 등록특허 제10-1437212호에서는 함침성이 우수한 연속 탄소섬유 보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조방법에 관하여 개시하고 있다. 이 발명에서는 열가소성 수지에 광폭화된 연속 탄소섬유를 함침하여 높은 함침성을 나타내고 있지만 제조되는 복합재의 연성과 전성이 부족하여 충격에 의한 내구성이 떨어질 수 있다.Korean Patent No. 10-1437212 discloses a continuous carbon fiber-reinforced thermoplastic composite material excellent in impregnation property and a manufacturing method thereof. In the present invention, the thermoplastic resin is impregnated with continuous carbon fiber which is widened to exhibit a high impregnation property, but the composite material to be produced may lack durability due to lack of ductility and toughness.

따라서, 본 발명은 기계적 물성이 우수한 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention aims to provide a carbon fiber composite material excellent in mechanical properties and a method of manufacturing the same.

전술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함하는 고분자 화합물층; 및 (b) 상기 고분자 화합물의 상부 또는 상하부에 위치하는 탄소섬유층을 포함하는 탄소섬유 복합재를 제공한다.(A) 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of a weather resistance improver, , 1 to 20 parts by weight of an additive; And (b) a carbon fiber layer positioned above or above and below the polymer compound.

상기 합성고무는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile Butadiene Rubber, NBR)이며, 아크릴로니트릴의 함량이 20~60중량%일 수 있다.The synthetic rubber is acrylonitrile butadiene rubber (NBR), and the content of acrylonitrile may be 20 to 60% by weight.

상기 에폭시 수지는 1액형 에폭시 수지이며, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 변성 에폭시 수지일 수 있다.The epoxy resin is a one-component epoxy resin, and may be an acrylonitrile-butadiene rubber-modified epoxy resin.

상기 충전제는 카본블랙, 탄산칼슘, 실리카 및 규조토로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The filler may include at least one member selected from the group consisting of carbon black, calcium carbonate, silica, and diatomaceous earth.

또한 본 발명은 (i) 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함하는 고분자 화합물 프리프레그를 준비하는 단계; (ii) 탄소섬유와 열경화성 고분자를 혼합하여 탄소섬유 프리프레그를 준비하는 단계; 및 (iii) 상기 (ii) 단계의 탄소섬유 프리프레그와 (i)단계의 고분자 화합물 프리프래그를 교대로 적층한 다음 가열 및 성형하여 탄소섬유 복합재를 제조하는 단계;를 포함하는 탄소섬유 복합재의 제조방법을 제공한다.(I) 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of an anti-weathering agent, and 1 to 20 parts by weight of an additive, Preparing a polymer compound prepreg containing the polymer compound prepreg; (ii) preparing a carbon fiber prepreg by mixing carbon fibers and a thermosetting polymer; And (iii) alternately laminating the carbon fiber prepreg of the step (ii) and the polymer prepreg of the step (i), and then heating and molding the carbon fiber composite material to produce a carbon fiber composite material. ≪ / RTI >

본 발명에 따른 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법은 탄소섬유 층 사이에 고무 층을 포함하고 있어 기존의 탄소섬유 복합재와는 달리 연성과 전성을 가지는 탄소섬유 복합제를 제공할 수 있으므로, 고내구성이 필요한 경량 부품, 케이스 등에 유용하게 사용될 수 있다.Since the carbon fiber composite material and the manufacturing method thereof according to the present invention include a rubber layer between the carbon fiber layers, a carbon fiber composite material having ductility and toughness unlike the conventional carbon fiber composite material can be provided. Parts, cases, and the like.

도 1은 본 발명의 탄소섬유 복합재의 구조를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 탄소섬유 복합재 성형장치를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 탄소섬유 프리프래그를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 ASTM D3163의 시험에 사용되는 시편을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 탄소섬유 복합재로 제조된 휴대통신기기용 케이스의 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 탄소섬유 복합재로 제조된 휴대통신기기용 케이스의 단면부를 나타낸 사진이다.
1 is a view showing the structure of a carbon fiber composite material according to the present invention.
2 is a photograph showing a carbon fiber composite material molding apparatus of the present invention.
3 is a photograph showing a carbon fiber prepreg according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a specimen used in the test of ASTM D3163 according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph of a case for a portable communication device made of a carbon fiber composite material according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a case for a portable communication device made of a carbon fiber composite material according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Throughout the specification, when an element is referred to as "including " an element, it means that it can include other elements, not excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the description are used only to describe certain embodiments and are not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as comprise, having, or the like are intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and may include one or more other features, , But do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components, components, or combinations thereof.

본 발명은 (a) 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함하는 고분자 화합물층; 및 (b) 상기 고분자 화합물의 상부 또는 상하부에 위치하는 탄소섬유층을 포함하는 탄소섬유 복합재에 관한 것이다.(A) 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of an anti-weathering agent, and 1 to 20 parts by weight of an additive A polymer compound layer; And (b) a carbon fiber layer positioned above or above and below the polymer compound.

상기 고분자 화합물층은 상기 탄소섬유 층 사이에 위치하여 탄소섬유 층에 가해지는 충격을 흡수하며, 소음 및 진동을 저감할 수 있다. 또한 기존의 탄소복합재와는 달리 상기 고분자 화합물 층이 탄소 섬유층 사이에 위치하게 되므로 탄소섬유 복합재가 연성을 가질 수 있으며, 이에 따라 굴곡강도가 상승하게 된다.The polymer compound layer is positioned between the carbon fiber layers to absorb impact applied to the carbon fiber layer, and noise and vibration can be reduced. Also, unlike the conventional carbon composite material, since the polymer compound layer is positioned between the carbon fiber layers, the carbon fiber composite material can have ductility and thus the flexural strength is increased.

이러한 상기 고분자 화합물 층은 열경화성 고무로 구성되며, 바람직하게는 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함할 수 있다.The polymer compound layer is composed of a thermosetting rubber, and preferably 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of a weather- And 1 to 20 parts by weight of an additive.

상기 합성고무는 상기 고분자 화합물층의 주성분으로 탄성을 가지는 열경화성 고무라면 제한 없이 사용가능하지만 바람직하게는 부타디엔계 고무, 더욱 바람직하게는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile Butadiene Rubber, NBR)을 사용할 수 있다. 상기 아크릴로니트릴-부타디엔 고무는 아크릴로 니트릴과 부타디엔을 저온에서 유화중합하여 제조한 공중합체로, 내유성 및 내약품성이 우수한 합성고무로서, 본 발명에서는 아크릴로니트릴의 함량이 20~60중량%, 바람직하게는 30~45중량% 더욱 바람직하게는 33~41중량%일 수 있다. 아크릴로니트릴의 함량이 20중량% 미만인 경우 고분자 화합물 층의 연성이 떨어져 탄소섬유 복합재의 내구성이 떨어질 수 있으며, 60중량%를 초과하는 경우 고분자 화합물 층과 탄소섬유 층 사이의 고착이 어려워져 층분리가 일어날 수 있다.The synthetic rubber may be any thermosetting rubber having elasticity as a main component of the polymer compound layer, but it may preferably be a butadiene rubber, more preferably an acrylonitrile butadiene rubber (NBR). The acrylonitrile-butadiene rubber is a copolymer prepared by emulsion polymerization of acrylonitrile and butadiene at a low temperature. The synthetic rubber is excellent in oil resistance and chemical resistance. In the present invention, the content of acrylonitrile is 20 to 60 wt% Preferably 30 to 45% by weight, more preferably 33 to 41% by weight. If the content of acrylonitrile is less than 20% by weight, the ductility of the polymer compound layer may be deteriorated and the durability of the carbon fiber composite material may deteriorate. When the content of the acrylonitrile is more than 60% by weight, adhesion between the polymer compound layer and the carbon fiber layer becomes difficult, Can happen.

상기 에폭시 수지는 상기 합성고무의 물성을 개선하기 위하여 첨가되는 것으로, DIMER ACID 변성 타입, NBR 변성 타입, CTBN 변성 타입 또는 우레탄 변성 타입이 사용될 수 있지만 바람직하게는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 변성 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 또한 상기 에폭시 수지는 사용상의 편의성과 부반응 방지를 위하여 1액형을 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지는 상기 합성고무 100중량부에 대하여 1~20중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3~15중량부, 가장 바람직하게는 5~10중량부를 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지가 1중량부 미만으로 사용되는 경우 에폭시 수지에 의한 합성고무의 물성개선효과를 기대할 수 없으며, 20중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 합성고무의 신율을 높아지지만 인열강도가 낮아져서 제조된 탄소섬유 복합재의 접합강도가 떨어지게 된다.The epoxy resin is added to improve the physical properties of the synthetic rubber. DIMER ACID denatured type, NBR denatured type, CTBN denatured type or urethane denatured type may be used, but preferably an acrylonitrile-butadiene rubber denatured epoxy resin Can be used. For the convenience of use and prevention of side reaction, a single-component type epoxy resin can be used. The amount of the epoxy resin is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight, and most preferably 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the synthetic rubber. When the epoxy resin is used in an amount less than 1 part by weight, the effect of improving the physical properties of the synthetic rubber by the epoxy resin can not be expected. When the epoxy resin is used in an amount exceeding 20 parts by weight, the elongation of the synthetic rubber is increased, The bonding strength of the carbon fiber composite material is lowered.

상기 충전제는 상기 합성고무의 강도를 향상시키며, 경화전 흐름성을 낮춰 가공성을 개선하기 위하여 사용되는 물질로 카본블랙, 탄산칼슘, 실리카 및 규조토로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 카본블랙을 사용할 수 있다. 상기 합성고무의 경우 경화전 흐름성이 높을 경우 탄소섬유 층과의 적층이 어려우며, 일정 높이로 적층하기 어렵다. 따라서 상기와 같은 충전제를 첨가하여 흐름성을 조절하는 것이 바람직하다. 또한 상기 충전제 특히 카본 블랙의 경우에는 고무와 혼합되면 고무의 강도, 내구성, 내마모성을 높일 수 있으므로, 합성고무 100중량부에 대하여 1~20중량부, 바람직하게는 1~10중량부, 더욱 바람직하게는 4~6중량부를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 충전제가 1중량부 미만으로 혼합되는 경우 충전제에 의한 흐름성 개선 및 내구성 개선효과를 기대하기 어려우며, 20중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 고무의 탄성 및 신율이 떨어져 탄소섬유 복합재의 내구성 및 연성이 떨어질 수 있다.The filler may be at least one material selected from the group consisting of carbon black, calcium carbonate, silica and diatomaceous earth, which is used to improve the strength of the synthetic rubber and improve the workability by lowering the flowability before curing. And preferably carbon black can be used. In the case of the synthetic rubber, when the flowability before curing is high, it is difficult to laminate with the carbon fiber layer, and it is difficult to laminate at a certain height. Therefore, it is preferable to control the flowability by adding the filler as described above. Further, in the case of the above filler, particularly carbon black, it is possible to increase the strength, durability and abrasion resistance of the rubber when it is mixed with rubber, so that it is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, May be used in a mixture of 4 to 6 parts by weight. When the filler is mixed in an amount less than 1 part by weight, it is difficult to improve the flowability and durability of the filler. When the filler is used in an amount exceeding 20 parts by weight, the elasticity and elongation of the rubber are lowered and the durability and ductility It can fall.

상기 가소제는 상기 고무의 연성을 부여하는 물질로 프탈레이트계 가소제, 에폭시계 가소제, 폴리에스터계 가소제 또는 유기산계 가소제를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 디 옥틸 프탈레이트(DOP) 또는 스테아린산(Stearic Acid)을 포함하는 가소제를 사용할 수 있다. 상기 가소제는 합성고무 100중량부에 대하여 1~20중량부, 바람직하게는 3~10중량부, 더욱 바람직하게는 5~7중량부를 사용할 수 있다. 상기 가소재가 1중량부 미만으로 사용되는 경우 가소재에 의한 고무의 연성개선효과를 기대할 수 없으며, 20중량부를 초과하여 사용되는 경우 최종제품인 탄소섬유 복합재에서 가소제 성분이 용출되어 인체에 악영향을 줄 수 있다.The plasticizer is preferably a phthalate plasticizer, an epoxy plasticizer, a polyester plasticizer or an organic acid plasticizer as a material imparting flexibility of the rubber, more preferably dioctyl phthalate (DOP) or stearic acid ) Can be used. The plasticizer may be used in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, more preferably 5 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the synthetic rubber. When the plasticizer is used in an amount of less than 1 part by weight, the plasticity of the plastic can not be improved. If the plasticizer is used in an amount exceeding 20 parts by weight, the plasticizer component may be eluted from the final product, have.

상기 내후성 향상제는 화학 또는 물리적 변화에 의한 상기 합성고무의 내후성을 향상시키는 첨가물로 상기 합성고무가 대기중에 노출되어 물리적 또는 화학적인 자극을 받을 경우 상기 합성고무의 성질이 변화되지 않도록 한다. 특히 온도 및 대기압의 변화, 직사광선의 조사와 같은 물리적 변화나 산성비, 세제, 인체 분비물 등의 접촉과 같은 화학적 변화에 의한 물성 변화를 방지하기 위하여 상기 내후성 향상제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 내후성 향상제는 화학적 내후성 향상제로 테트라 메틸 큐놀린(TMQ, RD) 및 물리적 내후성 향상제로 파라핀 왁스(paraffine wax, SUN652)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 내후성 향상제는 합성고무 100중량부에 대하여 0.5~10중량부, 바람직하게는 1~5중량부, 더욱 바람직하게는 2~4중량부가 사용될 수 있다. 상기 내후성 향상제가 0.5중량부 미만으로 사용되는 경우에는 내후성의 향상이 낮아 탄소섬유 복합재의 내후성이 떨어질 수 있으며, 10중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 내후성은 높아지지만 합성고무의 물성이 떨어질 수 있다.The weather resistance improver is an additive that improves the weatherability of the synthetic rubber by chemical or physical changes, so that the properties of the synthetic rubber are not changed when the synthetic rubber is exposed to the atmosphere to receive physical or chemical stimulation. It is preferable to use the above-mentioned weatherability improver to prevent physical changes due to chemical changes such as physical changes such as temperature and atmospheric pressure changes, irradiation with direct sunlight, acid rain, detergent, contact with human body secretions and the like. It is preferable to use tetramethyl quinoline (TMQ, RD) as a chemical weatherability improver and paraffine wax (SUN652) as a physical weather resistance improver. The weather resistance improver may be used in an amount of 0.5 to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight, more preferably 2 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the synthetic rubber. When the weatherability improver is used in an amount less than 0.5 parts by weight, the weatherability of the carbon fiber composite material may be deteriorated due to a low improvement in weatherability. When the weather resistance improver is used in an amount exceeding 10 parts by weight, the weatherability of the carbon fiber composite material may be increased.

상기 첨가제는 상기 합성고무의 가공성 및 물성을 보충하기 위하여 사용되는 것으로, 합성고무 100중량부에 대하여 1~20중량부, 바람직하게는 5~15중량부가 사용될 수 있다. 1중량부 미만으로 사용되는 경우 물성의 향상을 기대하기 어려우며, 20중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 물성의 향상을 가져올 수는 있지만 합성고무의 고유물성인 탄성이 떨어질 수 있다. 또한 상기 첨가제는 다종의 성분을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 가교제, 가교촉진제, 산화방지제, 반응 촉진제, 반응지연제 등을 혼합하여 사용할 수 있다.The additive may be used in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the synthetic rubber, to improve the processability and physical properties of the synthetic rubber. If it is used in an amount of less than 1 part by weight, it is difficult to expect improvement in physical properties. If it is used in an amount exceeding 20 parts by weight, the physical properties of the synthetic rubber may be improved. The additive is preferably used by mixing a plurality of components, and a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, an antioxidant, a reaction promoter, a reaction retarder and the like may be mixed and used.

상기 탄소섬유 복합재는 기존의 탄소섬유 복합재에 비하여 탄성을 가지고 있으며, 뛰어난 내구성을 가지고 있으므로, 자동차 내외장재, 건축 구조물, 건축 내장재, 선박용 구조재, 휴대통신기기용 케이스등에 사용될 수 있다.The carbon fiber composite material is more elastic than the conventional carbon fiber composite material and has excellent durability. Therefore, the carbon fiber composite material can be used for automobile interior and exterior materials, architectural structures, architectural interior materials, marine structural materials, and cellular communication device cases.

이하 탄소섬유 복합재의 제조방법을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through a method for producing a carbon fiber composite material.

본 발명은 (i) 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함하는 고분자 화합물 프리프레그를 준비하는 단계; (ii) 탄소섬유와 열경화성 고분자를 혼합하여 탄소섬유 프리프레그를 준비하는 단계; 및 (iii) 상기 (ii) 단계의 탄소섬유 프리프레그와 (i)단계의 고분자 화합물 프리프래그를 교대로 적층한 다음 가열 및 성형하여 탄소섬유 복합재를 제조하는 단계;를 포함하는 탄소섬유 복합재의 제조방법에 관한 것이다.(I) 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of an anti-weathering agent, and 1 to 20 parts by weight of an additive Preparing a polymeric compound prepreg; (ii) preparing a carbon fiber prepreg by mixing carbon fibers and a thermosetting polymer; And (iii) alternately laminating the carbon fiber prepreg of the step (ii) and the polymer prepreg of the step (i), and then heating and molding the carbon fiber composite material to produce a carbon fiber composite material. ≪ / RTI >

상기 (i)단계는 고분자 화합물 프리프레그를 준비하는 단계로, 합성고무 100중량부를 기준으로 하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 혼합한 다음, 일정한 두께를 가지는 판형으로 성형하여 준비한다. 상기 고분자 화합물 프리프레그는 열경화성 수지가 경화되지 않았으므로, 탄성을 가지고 있으므로, 열과 압력을 가하여 성형하기 이전에는 다양한 모양으로 성형이 가능하다. 상기 고분자 화합물의 종류 및 바람직한 혼합비는 상기에서 살펴본 바와 같다.The step (i) is a step of preparing a polymer compound prepreg, wherein 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 10 to 20 parts by weight of an additive are mixed and then molded into a plate having a predetermined thickness. Since the thermosetting resin is not cured, the polymer compound prepreg can be formed into various shapes before being molded by applying heat and pressure, because it has elasticity. The types and preferable mixing ratios of the polymer compounds are as described above.

상기 (ii) 단계는 탄소섬유층 프리프레그(도 3)를 준비하는 단계로, 기본의 탄소섬유 복합재의 제조방법에서는 탄소섬유와 열경화성 고분자를 혼합한 다음, 성형하여 탄소섬유 판재를 제작하고 상기 판재의 상부에 고분자 화합물을 적층하여 탄소섬유 복합재를 제조하였다. 하지만 본 발명에서는 상기 탄소섬유와 열경화성 수지는 혼합하고 판형의 탄소섬유 프리프레그를 제조한 다음, 경화과정을 거치치 않고 탄소섬유층과 고분자 화합물을 적층하며, 도 2에 나타난 성형 수단을 이용하여 한번에 가열 및 성형한다.The step (ii) is a step of preparing a carbon fiber layer prepreg (FIG. 3). In the basic method of producing a carbon fiber composite material, carbon fiber and a thermosetting polymer are mixed and molded to produce a carbon fiber sheet, And a polymer compound was laminated on the upper side to prepare a carbon fiber composite material. However, in the present invention, the carbon fiber and the thermosetting resin are mixed to prepare a plate-shaped carbon fiber prepreg, and then the carbon fiber layer and the polymer compound are laminated without performing the curing process. And molding.

상기 탄소섬유는 시중에서 구입할 수 있는 것이라면 길이 및 굵기에 관계없이 사용 가능하며, 용도 및 사용 환경에 다라 적절한 길이 및 굵기를 가지는 탄소섬유를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 상기 탄소섬유는 탄소나노튜브일 수 있으며, 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소 나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 및 이들의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.The carbon fiber can be used regardless of its length and thickness as long as it is commercially available, and carbon fibers having appropriate length and thickness can be selected depending on the application and use environment. The carbon fibers may be carbon nanotubes, or single wall carbon nanotubes, double wall carbon nanotubes, multiwall carbon nanotubes, and mixtures thereof.

상기 열경화성 수지는 탄소섬유에 함침되어 탄소섬유를 고정하는 역할을 수행하는 것으로 시중에서 구할 수 있는 열경화성 수지라면 용도 및 사용 환경에 따라 선택하여 사용할 수 있다. 다만, 상기 열경화성 수지는 상기 고분자 화합물과 유사한 경화온도 및 압력을 가져 탄소섬유층과 고분자화합물이 동시에 경화되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 열경화성 수지는 요소수지, 멜라민 수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 우레탄 수지 및 페놀수지로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 경화제, 가소제, 산화방지제 등 다양한 첨가제와 혼합되어 사용되는 것도 가능하다.The thermosetting resin is impregnated with the carbon fiber to fix the carbon fiber. If the thermosetting resin is commercially available, it can be selected according to the application and the use environment. However, it is preferable that the thermosetting resin has a curing temperature and pressure similar to those of the polymer compound, so that the carbon fiber layer and the polymer compound are cured simultaneously. The thermosetting resin may include at least one selected from the group consisting of a urea resin, a melamine resin, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, an alkyd resin, a urethane resin, and a phenol resin. The thermosetting resin may include various additives such as a curing agent, And the like.

상기 (iii)단계는 상기 탄소섬유 프리프래그와 상기 고분자 화합물 프리프레그를 교대로 적층한 다음, 가멸 및 경화시켜 탄소섬유 복합재를 제조하는 단계로, 기존의 탄소섬유 복합재와는 달리 탄소섬유 프리프레그와 고분자 화합물 프리프레그를 한번에 경화한다. 따라서 상기 고분자 화합물과 상기 열경화성 수지가 유사한 경화온도 및 압력을 가져야하는 것은 위에서 살펴본 바와 같다. The step (iii) is a step of alternately laminating the carbon fiber prepreg and the polymer prepreg, followed by destruction and curing to produce a carbon fiber composite material. Unlike the conventional carbon fiber composite material, the carbon fiber prepreg The polymer compound prepreg is cured at one time. Therefore, the above-mentioned polymer compound and the thermosetting resin should have similar curing temperature and pressure as described above.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

실시예 1Example 1

아크릴로니트릴의 함량이 35중량%인 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(KNB35L, 금호석유화학)1kg에 1액형 NBR변성 에폭시수지 50g, 카본블랙(N744) 50g, 가소제(DOP) 50g, 내후성 향상제(RD, SUN652) 30g을 혼합한 다음, 가교제 10g과 가교촉진제(TT, CZ) 35g을 추가하여 고분자 화합물을 제조하였다.(NBR) modified epoxy resin, 50 g of carbon black (N744), 50 g of a plasticizer (DOP), 10 g of a weather resistance improver (RD), 1 g of an acrylonitrile-butadiene rubber (KNB35L, KKPC) having an acrylonitrile content of 35% , SUN652), 10 g of a crosslinking agent and 35 g of a crosslinking accelerator (TT, CZ) were added to prepare a polymer compound.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서 아크릴로니트릴의 함량이 35중량%인 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 대신 아크릴로니트릴의 함량이 40중량%인 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(KNB40M, 금호석유화학)를 사용한 것을 제외하고 동일하게 고분자 화합물을 제조하였다.Except that an acrylonitrile-butadiene rubber (KNB40M, KKPC) having an acrylonitrile content of 40% by weight was used in place of the acrylonitrile-butadiene rubber having a content of acrylonitrile of 35% by weight in Example 1 A polymer compound was prepared in the same manner.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서 에폭시수지를 100g을 사용한 것을 제외하고 동일하게 고분자 화합물을 제조하였다.A polymer compound was prepared in the same manner except that 100 g of the epoxy resin was used in Example 1.

실시예 4Example 4

상기 실시예 2에서 에폭시수지를 100g을 사용한 것을 제외하고 동일하게 고분자 화합물을 제조하였다.A polymer compound was prepared in the same manner except that 100 g of the epoxy resin was used in Example 2.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 에폭시 수지를 사용하지 않은 것을 제외하고 동일하게 고분자 화합물을 준비하였다.A polymer compound was prepared in the same manner except that the epoxy resin was not used in Example 1.

비교예 2Comparative Example 2

상시 실시예 1에서 아크릴로니트릴의 함량이 35중량%인 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 대신 아크릴로니트릴의 함량이 25중량%인 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(KNB25M, 금호석유화학)를 사용한 것을 제외하고 동일하게 고분자 화합물을 제조하였다.Except that acrylonitrile-butadiene rubber (KNB25M, KKPC) having a content of acrylonitrile of 25% by weight was used instead of acrylonitrile-butadiene rubber having a content of acrylonitrile of 35% by weight in Example 1 A polymer compound was prepared in the same manner.

비교예 3Comparative Example 3

기존의 탄소섬유 복합재의 접착에 사용되는 고무 화합물을 사용하였다.The rubber compound used for bonding the existing carbon fiber composite material was used.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~3의 고분자 화합물을 20cmX20cm의 크기의 틀에 두께 1.5mm로 장입한 다음 경화시켜 각 샘플의 물성을 조사하였다. 각 샘플의 물성은 하기의 표 1과 같다.The polymer compounds of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were charged into a mold having a size of 20 cm × 20 cm at a thickness of 1.5 mm and cured to examine the physical properties of each sample. The physical properties of each sample are shown in Table 1 below.

비중importance 경도
(JIS A)
Hardness
(JIS A)
인장강도
(kgf/㎟)
The tensile strength
(kgf / mm2)
신율(%)Elongation (%) 100%신율 인장강도
(kgf/㎟)
100% elongation tensile strength
(kgf / mm2)
300%신율 인장강도
(kgf/㎟)
300% elongation tensile strength
(kgf / mm2)
인열강도
(kN/m)
Phosphorus strength
(kN / m)
실시예1Example 1 1.11.1 54.054.0 43.043.0 376376 1313 3030 3030 실시예2Example 2 1.11.1 54.054.0 62.062.0 395395 1414 3737 39.239.2 실시예3Example 3 1.11.1 53.053.0 54.054.0 448448 1212 2929 31.331.3 실시예4Example 4 1.11.1 54.054.0 82.082.0 480480 1414 3636 34.034.0 비교예1Comparative Example 1 1.01.0 51.651.6 32.132.1 274274 1111 2121 25.325.3 비교예2Comparative Example 2 1.01.0 50.750.7 39.739.7 318318 99 1818 26.726.7 비교예3Comparative Example 3 1.21.2 46.846.8 28.728.7 137137 33 -- 12.812.8

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1~4는 기존에 사용되던 비교예 3의 고무 화합물에 비하여 높은 내구성을 가지는 것으로 나타났다. 또한 에폭시 수지는 사용하지 않은 비교예 1 및 아크릴로니트릴의 함량이 25중량%인 비교예 2의 경우 기존 고무화합물인 비교예 3에 비해서는 높은 내구성을 가지는 것으로 나타났지만, 실시예 1~4에 비해서는 낮은 물성을 가지는 것으로 나타났다.As shown in Table 1, Examples 1 to 4 according to the present invention have higher durability than the rubber compound of Comparative Example 3 that has been used. The epoxy resin of Comparative Example 1 which did not use and Comparative Example 2 which contained 25% by weight of acrylonitrile showed higher durability than Comparative Example 3 which is a conventional rubber compound. However, in Examples 1 to 4 And it was found that it has low physical properties.

실시예 5Example 5

상기 실시예 1의 고분자 화합물을 이용하여 탄소섬유 복합제를 제조하였다.A carbon fiber composite material was prepared using the polymer compound of Example 1 above.

탄소섬유(연속탄소섬유, 3K, PW(Plain Woven))에 열경화성 수지(에폭시 45wt%)함침된 프리프레그(prepreg) 시트를 20cmX20cm의 금형에 0.5mm의 높이로 주입한 다음, 상기 실시예 1의 고분자 화합물을 0.5mm의 높이로 장입하였다. 이때 사용된 탄소섬유 프리프레그의 물성은 하기의 표 2와 같다.A prepreg sheet impregnated with a thermosetting resin (epoxy 45 wt%) was inserted into a carbon fiber (continuous carbon fiber, 3K, PW (Plain Woven)) at a height of 0.5 mm into a 20 cm x 20 cm mold, The polymer compound was charged at a height of 0.5 mm. The properties of the carbon fiber prepreg used at this time are shown in Table 2 below.

GradeGrade 두께(mm)Thickness (mm) Total Wt
(g/m2)
Total Wt
(g / m 2 )
Fiber ArealWt
(g/m2)
Fiber ArealWt
(g / m 2 )
Resin
Content(%)
Resin
Content (%)
WSN3KWSN3K 0.2270.227 336336 198198 4141 Tensile StrengthTensile Strength Tensile ModulusTensile Modulus Fiber DensityFiber Density Resin DensityResin Density 450 ㎏f/mm2 450 kgf / mm 2 24×103 ㎏f/mm2 24 x 10 3 kgf / mm 2 1.77 g/cm2 1.77 g / cm < 2 > 1.2 g/cm2 1.2 g / cm 2

이후 다시 탄소섬유 프리프레그(prepreg) 시트를 0.5mm의 높이로 적층 총 1.5T로 샌드위치 구조를 구성 하였다. 상기 금형의 상부를 100kg/㎠의 압력을 가하면서 150℃의 오븐에서 경화를 수행하였다.Thereafter, a carbon fiber prepreg sheet was laminated at a height of 0.5 mm to form a sandwich structure with a total thickness of 1.5 T. The upper part of the mold was cured in an oven at 150 캜 while applying a pressure of 100 kg / cm 2.

실시예 6Example 6

상기 실시예 2의 고분자 화합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일하게 탄소섬유 북합재를 제조하였다.A carbon fiber book material was prepared in the same manner as in Example 5, except that the polymer compound of Example 2 was used.

실시예 7Example 7

상기 실시예 3의 고분자 화합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일하게 탄소섬유 북합재를 제조하였다.A carbon fiber book material was prepared in the same manner as in Example 5, except that the polymer compound of Example 3 was used.

실시예 8Example 8

상기 실시예 4의 고분자 화합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일하게 탄소섬유 복합재를 제조하였다.A carbon fiber composite material was prepared in the same manner as in Example 5, except that the polymer compound of Example 4 was used.

비교예 4Comparative Example 4

상기 실시예 5와 동일한 재료를 사용하였으며, 다만 탄소섬유 프리프레그(prepreg) 시트를 20cmX20cm의 금형에 0.5mm의 높이로 장입하고, 상부를 100kg/㎠의 압력을 가하면서 150℃의 오븐에서 경화하여 탄소섬유층을 먼저 제작하였다. 상기 탄소섬유층 사이에 실시예 5와 동일한 고분자 화합물 0.5mm를 주입한 다음 동일한 조건에서 2차 경화하였다.The same material as in Example 5 was used, except that a carbon fiber prepreg sheet was charged into a mold of 20 cm x 20 cm at a height of 0.5 mm, and the upper portion was cured in an oven at 150 ° C while applying a pressure of 100 kg / The carbon fiber layer was first fabricated. 0.5 mm of the same polymer compound as in Example 5 was injected between the carbon fiber layers and then secondary cured under the same conditions.

비교예 5Comparative Example 5

상기 비교예 1의 고분자 화합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 탄소섬유 복합재를 제조하였다.A carbon fiber composite material was prepared in the same manner as in Example 5, except that the polymer compound of Comparative Example 1 was used.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 5~8 및 비교예 4~5의 탄소섬유 복합재를 이용하여 접착강도실험을 수행하였으며, 그 결과를 하기의 표3에 나타내었다. 접착강도 실험은 ASTM D3163의 방법으로 실시하였으며, 이때 사용된 시편은 도4에 나타난 바와 같다.The carbon fiber composite materials of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 to 5 were used to perform an adhesive strength test. The results are shown in Table 3 below. The adhesive strength test was carried out by the method of ASTM D3163, and the specimen used at this time is shown in FIG.

굴곡강도(Mpa)Flexural Strength (Mpa) 접착강도(N/㎟)Adhesive strength (N / mm 2) 접착강도 상승률
(%, 비교예 5 기준)
Adhesive strength increase rate
(%, Based on Comparative Example 5)
실시예5Example 5 179.4179.4 4.594.59 14.3614.36 실시예6Example 6 180.2180.2 4.704.70 17.2117.21 실시예7Example 7 192.5192.5 4.984.98 24.1924.19 실시예8Example 8 173.8173.8 4.424.42 10.2210.22 비교예4Comparative Example 4 110.3110.3 1.871.87 -53.37-53.37 비교예5Comparative Example 5 160.3160.3 4.014.01 --

표 3에 나타난 바와 같이, 에폭시 수지를 사용하지 않은 비교예 5에 비하여 본 발명의 실시예 5~8은 높은 접착강도의 상승이 있었다. 또한 비교예 4의 방법으로 제작된 탄소섬유 복합재의 경우 본원 발명의 방법으로 제작된 실시예 5~8에 비하여 매우 낮은 접착강도를 가지고 있어, 본원 발명의 방법으로 제작되는 경우 탄소섬유 복합재의 내구성이 크게 개선되는 것으로 나타났다.As shown in Table 3, in Examples 5 to 8 of the present invention, there was an increase in high adhesive strength as compared with Comparative Example 5 in which no epoxy resin was used. In addition, the carbon fiber composite material produced by the method of Comparative Example 4 has a very low adhesive strength as compared with Examples 5 to 8 manufactured by the method of the present invention, so that when the carbon fiber composite material is manufactured by the method of the present invention, It is shown that it is greatly improved.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereto will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (5)

(a) 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함하는 고분자 화합물층; 및
(b) 상기 고분자 화합물의 상하부에 위치하는 탄소섬유층;
을 포함하는 탄소섬유 복합재에 있어서,
상기 합성고무는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile Butadiene Rubber, NBR)이며, 아크릴로니트릴의 함량이 35~40중량%인 것을 특징으로 하는 탄소섬유 복합재.
(a) a polymer compound layer comprising 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of an anti-weathering agent, and 1 to 20 parts by weight of an additive, ; And
(b) a carbon fiber layer positioned on upper and lower portions of the polymer compound;
The carbon fiber composite material according to claim 1,
Wherein the synthetic rubber is acrylonitrile butadiene rubber (NBR), and the content of acrylonitrile is 35 to 40 wt%.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 1액형 에폭시 수지이며, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 변성 에폭시 수지인 탄소섬유 복합재.
The method according to claim 1,
The epoxy resin is a one-pack type epoxy resin, and is an acrylonitrile-butadiene rubber-modified epoxy resin.
제1항에 있어서,
상기 충전제는 카본블랙, 탄산칼슘, 실리카 및 규조토로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 탄소섬유 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the filler comprises at least one selected from the group consisting of carbon black, calcium carbonate, silica, and diatomaceous earth.
(i) 합성고무 100중량부에 대하여 에폭시 수지 1~20중량부, 충전제 1~20중량부, 가소제 1~20중량부, 내후성 향상제 0.5~10중량부, 첨가제 1~20중량부를 포함하는 고분자 화합물 프리프레그를 준비하는 단계;
(ii) 탄소섬유와 열경화성 고분자를 혼합하여 탄소섬유 프리프레그를 준비하는 단계; 및
(iii) 상기 (ii) 단계의 탄소섬유 프리프레그와 (i)단계의 고분자 화합물 프리프래그를 교대로 적층한 다음 가열 및 성형하여 탄소섬유 복합재를 제조하는 단계;
를 포함하는 탄소섬유 복합재의 제조방법.
(i) a polymer compound comprising 1 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 20 parts by weight of a filler, 1 to 20 parts by weight of a plasticizer, 0.5 to 10 parts by weight of an anti-weathering agent, and 1 to 20 parts by weight of an additive, Preparing a prepreg;
(ii) preparing a carbon fiber prepreg by mixing carbon fibers and a thermosetting polymer; And
(iii) alternately laminating the carbon fiber prepreg of the step (ii) and the polymer prepreg of the step (i), and then heating and forming the carbon fiber composite material;
Wherein the carbon fiber composite material is a carbon fiber composite material.
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