KR102571546B1 - 섬유강화 복합재 조성물, 섬유강화 복합재 및 이의 성형품 - Google Patents

섬유강화 복합재 조성물, 섬유강화 복합재 및 이의 성형품 Download PDF

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Abstract

폴리아마이드계 수지, 탄소섬유 및 벤지딘계 커플링제를 포함하는 섬유강화 복합재 조성물, 상기 섬유강화 복합재 조성물로부터 제조된 섬유강화 복합재 및 상기 섬유강화 복합재를 포함하는 성형품이 제공된다.

Description

섬유강화 복합재 조성물, 섬유강화 복합재 및 이의 성형품{COMPOSITION FOR FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, FIBER-REINFORCED COMPOSITE MATERIAL AND MOLDING THEREOF}
본 발명은 경량화와 함께, 재활용이 가능하면서, 우수한 강도 및 강성 등을 동시에 부여하는 섬유강화 복합재 조성물, 이로부터 제조된 섬유강화 복합재 및 이의 성형품에 관한 것이다.
근래에는 원유 가격의 상승 및 에너지 절약에 관한 관심이 크게 증대되고 있으며, 이에 상응하여 차량, 항공기 등의 운송 수단에 있어서 경량화를 도모하여 우수한 연비성능 및 주행성능을 도모하는 것이 중요한 요소 중 하나이다.
기존의 차량 및 항공기 등을 구성하는 부품들은 대부분이 금속을 주요 재질로 하여 높은 강도 및 강성을 확보하고자 하였다. 한편, 부품들이 금속으로 제조되는 경우에는 가공 시 비용이 많이 들고, 중량이 커서 연비 효율성이 저하되고, 주행성능에 불리한 면이 있었다. 따라서, 최근에는 경량화 도모 목적에 부합하도록 다양한 부품들을 금속 대신 플라스틱을 주요 재질로 하는 섬유강화 복합재로 대체하려고 하는 경향이 있다.
섬유강화 복합재는 매트릭스에 유리섬유 또는 탄소섬유 등의 강화섬유를 함침시킨 복합 재료를 의미한다. 종래, 상기 매트릭스로는 강화섬유로의 함침이 용이한 열경화성 수지가 주로 이용되고 있었다. 한편, 열경화성 수지는 성형시간이 오래 걸리고, 재활용을 할 수 없는 등의 문제가 있다.
이에, 재활용이 가능하면서도 우수한 물성을 동시에 갖는 섬유강화 복합재가 필요한 실정이다.
본 발명의 일 구현예는 경량화와 함께, 재활용이 가능하면서, 생산성이 높고, 사출성형이 가능하며, 우수한 강도 및 강성 등을 동시에 부여할 수 있는 섬유강화 복합재 조성물, 이로부터 제조된 섬유강화 복합재 및 상기 섬유강화 복합재를 포함하는 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 폴리아마이드계 수지, 탄소섬유 및 벤지딘계 커플링제를 포함하는 섬유강화 복합재 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 섬유강화 복합재 조성물로부터 제조된 섬유강화 복합재를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 섬유강화 복합재를 포함하는 성형품을 제공한다.
상기 섬유강화 복합재 조성물은 경량화와 함께, 재활용이 가능하며, 생산성이 높고, 사출성형이 가능하며, 우수한 강도 및 강성 등을 동시에 나타내는 섬유강화 복합재를 제조할 수 있다. 상기 섬유강화 복합재를 포함하는 성형품 또한, 경량화와 함께, 재활용이 가능하면서, 생산성이 높고, 사출성형이 가능하며, 우수한 강도 및 강성 등을 동시에 나타낼 수 있다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른 섬유강화 복합재 조성물, 섬유강화 복합재 및 이를 포함하는 성형품을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 폴리아마이드계 수지, 탄소섬유 및 벤지딘계 커플링제를 포함하는 섬유강화 복합재 조성물을 제공한다.
일반적으로 자동차, 항공기 등의 부품들은 높은 강도 및 강성을 확보하고자 금속을 주요재질로 한다. 예를 들어, 자동차 부품 중, 크로스멤버(cross member)는 차량 하부에 위치하는 뼈대 구조로서, 현재 스틸로 제조되고 있다.
한편, 부품들이 금속으로 제조되는 경우에는 중량이 커져 연비 효율성이 저하되고, 주행성능에 불리한 면이 있다. 이에, 최근에는 상기 문제를 해결하고자 자동차 등의 부품으로 섬유강화 복합재를 사용하려고 하는 경향이 있다.
섬유강화 복합재는 매트릭스에 유리섬유 또는 탄소섬유 등의 강화섬유를 함침시킨 것으로서, 이중 탄소섬유를 사용하여 강도 등의 기계적 물성, 특히 굴곡 탄성율을 향상시킬 수 있다. 그리고 매트릭스로는 탄소섬유로의 함침이 용이한 열경화성 수지가 주로 이용되고 있었다. 한편, 열경화성 수지는 성형시간이 오래 걸려 생산성이 낮고, 사출성형을 할 수 없어 성형에 제약이 따르며, 재활용을 할 수 없는 등의 문제가 있다.
이에, 매트릭스로 열가소성 수지를 포함하여 재활용이 가능한 섬유강화 열가소성 복합재를 사용하려는 경향이 나타나고 있으나, 열가소성 수지는 강화섬유에 잘 함침되지 않아 강도 및 강성이 저하되는 문제가 있다.
상기 섬유강화 복합재 조성물은 폴리아마이드계 수지, 탄소섬유 및 벤지딘계 커플링제를 포함하여 섬유강화 복합재에 경량화와 함께, 열가소성 수지를 사용하여 재활용이 가능하고, 이와 동시에, 폴리아마이드계 수지가 탄소섬유에 잘 함침되며, 생산성이 높고, 사출성형이 가능하며, 우수한 강도 및 강성 등을 동시에 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 섬유강화 복합재 조성물은 열가소성 수지를 포함하여, 쉽게 성형할 수 있고, 사출성형이 가능하고, 높은 생산성과 재활용이 가능하게 할 수 있다. 그리고, 상기 섬유강화 복합재 조성물은 열가소성 수지 중에서도 폴리아마이드계 수지를 포함하는 것으로서, 기계적 물성, 예를 들어 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도 등의 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지는 약 20,000 g/mol 내지 약 70,000 g/mol 의 수평균분자량을 가질 수 있으며, 상기 범위의 수평균분자량을 가짐으로써, 우수한 기계적 물성, 강도 등을 보다 쉽게 부여하고, 우수한 성형성을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리아마이드계 수지의 수평균분자량이 상기 범위 미만인 경우에는 기계적 물성 및 충격 강도가 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 사출 유동성이 저하되어 성형성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 상기 수평균분자량은 겔투과 크로마토그래피(GPC)로 측정할 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지는 나일론 6, 나일론 6,6, 나일론 4,6 나일론 6,10 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 섬유강화 복합재는 폴리아마이드계 수지로 나일론 6를 포함하여 가공성이 보다 우수하고 보다 기계적 강도가 높은 복합소재를 제조할 수 있다. 상기 폴리아마이드계 수지는 상기 조성물 100 중량부 대비, 약 50 중량부 내지 95 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 섬유강화 복합재 조성물은 강화섬유로 탄소섬유를 포함한다. 탄소섬유는, 유리섬유 등과 달리, 보다 높은 인장강도, 탄성계수를 나타내고, 우수한 도전성, 내열성, 화학적 안정성 및 향상된 굴곡탄성율을 섬유강화 복합재에 부여할 수 있다. 상기 탄소섬유의 함량은 상기 섬유강화 복합재 조성물 100 중량부 대비, 약 5 중량부 내지 약 50 중량부일 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지와 함께 포함되는 상기 탄소섬유 단면의 평균직경은 약 5㎛ 내지 약 15㎛ 일 수 있다. 구체적으로, 상기 탄소섬유 단면의 평균직경이 상기 범위 미만인 경우에는 폴리아마이드계 수지 내에서 섬유의 분산성이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 탄소섬유를 포함함에도 불구하고, 기계적 물성 및 충격강도 저하될 수 있다.
상기 탄소섬유는 폴리아크릴로니트릴계(PAN) 탄소섬유, 피치계 탄소섬유, 레이온계 탄소섬유, 리그닌계 탄소섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 섬유강화 복합재 조성물은 폴리아크릴로나이트릴(PAN)계 탄소섬유를 포함하여, 이로부터 제조된 섬유강화 복합재의 강도 및 강성의 균형을 보다 잘 조절하고, 균일한 물성을 발현시킬 수 있다.
그리고, 상기 탄소섬유는 약 0.1 중량% 내지 약 3중량% 의 사이징제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 사이징제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 탄소섬유의 분산성이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 기계적 물성이 저하될 수 있다. 사이징제는 예를 들어, 다관능 에폭시 수지, 아크릴산계 중합체, 다가 알코올, 폴리에틸렌이민 등을 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 섬유강화 복합재 조성물은 상기 폴리아마이드계 수지 및 상기 탄소섬유와 함께, 벤지딘계 커플링제를 포함한다.
섬유강화 복합재는 매트릭스인 수지 내에 강화섬유를 함침시킨 복합재료로서, 강화섬유가 매트릭스 내에서 잘 함침되지 않는 경우 물성이 현저히 저하될 수 있다. 특히, 탄소섬유는 섬유를 이루고 있는 분자구조의 안정성으로 인하여 낮은 표면자유에너지(Surface free energy)를 갖기 때문에 열가소성 수지와의 접착력이 낮을 수 있고, 이에 따라 함침성이 저하될 수 있다. 게다가, 탄소섬유는 폴리아마이드계 수지와의 관계에서 함침성이 더욱 저하되는 경향이 있다.
이에, 일반적으로, 열가소성 수지와 강화섬유 간의 접착력을 높이고자 커플링제 등을 포함 할 수 있다. 예를 들어, 변성 폴리프로필렌 커플링제 또는 실란계 커플링제를 포함할 수 있다. 한편, 상기 변성 폴리프로필렌 커플링제 또는 실란계 커플링제는 폴리아마이드계 수지와 탄소섬유와의 관계에서 충분한 강도 및 강성을 부여하지 못하여, 우수한 물성을 부여하는 폴리아마이드계 수지와 탄소섬유를 사용함에도 불구하고, 오히려 물성이 저하될 수 있다.
상기 섬유강화 복합재 조성물은 상기 폴리아마이드계 수지 및 상기 탄소섬유와 함께, 벤지딘계 커플링제를 포함하여, 상기 커플링제가 폴리아미드계 수지와 탄소섬유의 계면에 쉽게 위치할 수 있고, 효율적으로 결합할 수 있다. 이에 따라, 상기 벤지딘계 커플링제는 폴리아미드계 수지와 탄소섬유의 계면 접착력을 향상시켜, 상용성을 높이고, 우수한 함침성을 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 섬유강화 복합재 조성물은 경량화와 함께, 재활용이 가능하면서, 생산성이 높고, 사출성형이 가능하며, 우수한 강도 및 강성 등을 동시에 부여할 수 있다.
상기 벤지딘계 커플링제는 3,3’,5, 5’-테트라메틸벤지딘, 3,3',5,5'-테트라아이소 프로필 벤지딘을 포함할 수 있다. 상기 벤지딘계 커플링제로 상기 3,3’,5, 5’-테트라메틸벤지딘을 포함하여, 상기 폴리아미드계 수지와 탄소섬유의 계면 접착력을 보다 쉽게 향상시킬 수 있다.
상기 벤지딘계 커플링제의 함량은 상기 조성물 100 중량부 대비, 약 2 중량부 내지 약 5 중량부일 수 있다. 구체적으로, 상기 벤지딘계 커플링제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 폴리아미드계 수지와 탄소섬유의 상용성이 저하되어 기계적 물성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 오히려 기계적 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 섬유강화 복합재 조성물로부터 제조된 섬유강화 복합재를 제공한다.
상기 섬유강화 복합재는 전술한 섬유강화 복합재 조성물로부터 제조되어, 경량화와 함께, 재활용이 가능하면서, 생산성이 높고, 사출성형이 가능하며, 우수한 강도 및 강성 등을 동시에 나타낼 수 있다.
구체적으로 상기 섬유강화 복합재는 폴리아마이드계 수지 및 탄소섬유를 포함하고, ASTM 790에 의한 굴곡강도가 약 240 MPa 이상일 수 있다. 예를 들어, 약 240 MPa 내지 약 260 MPa 일 수 있다.
그리고, 상기 섬유강화 복합재는 ASTM 790에 의한 굴곡탄성율이 약 11,000 MPa 이상일 수 있다. 이때, 상한은 12,000 MPa 일 수 있다.
이와 같이, 상기 섬유강화 복합재는 우수한 굴곡강도 및 굴곡탄성율로 우수한 강성을 나타내면서, 이와 동시에, 우수한 인장강도 및 충격강도를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 섬유강화 복합재는 ASTM D638에 의한 인장강도가 약 170 MPa 이상일 수 있다. 예를 들어, 약 170 MPa 내지 약 190 MPa 일 수 있다. 그리고, 상기 섬유강화 복합재의 ASTM D256 에 의한 충격강도는 50J/m 이상, 예를 들어, 약 100 J/m 이상, 또는 약 110 J/m 이상일 수 있으며, 상한은 약 150 J/m 일 수 있다.
상기 섬유강화 복합재는 폴리아마이드계 수지 및 탄소섬유를 포함하는 것으로서, 다른 커플링제를 포함하는 복합재와 달리, 벤지딘계 커플링제를 포함하여, 상기와 같은 우수한 인장강도 이외에, 우수한 충격강도 그리고, 향상된 굴곡강도 및 굴곡탄성율로 우수한 강성을 동시에 가질 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지 및 탄소섬유에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 섬유강화 복합재를 포함하는 성형품을 제공한다. 상기 성형품은 사출 성형품일 수 있다. 탄소섬유와의 함침성을 고려하여 열경화성 수지를 이용하는 종래의 섬유강화 열경화성 복합재의 경우, 사출 성형을 할 수 없는 문제가 있다. 한편, 상기 섬유강화 복합재는 열가소성 수지인 폴리아마이드계 수지를 이용하여 자유로이 사출성형하여 성형품을 제조할 수 있다.
상기 성형품은 우수한 굴곡강도 및 굴곡탄성율로 우수한 강성을 나타내면서, 이와 동시에, 우수한 인장강도 및 충격강도를 나타내는 상기 섬유강화 복합재를 포함하는 바, 자동차 외장재로 이용할 수 있다.
예를 들어, 상기 성형품은 차량하부에 위치하는 뼈대구조를 이루는 크로스멤버(Cross Member)의 스틸의 대체품으로 사용될 수 있다.
<실시예 및 비교예>
실시예 1
수평균분자량이 50,000 인 폴리아마이드 6 수지 77 중량% 및 3,3’,5,5’ - 테트라메틸벤지딘 커플링제 3 중량%를 혼합하였다. 그리고, 상기 혼합물을, 단면의 평균직경이 7㎛이고, 사이징제가 0.5중량%인 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 탄소섬유 20 중량% 에 함침시켜 섬유강화 복합재 조성물을 제조하였다.
그리고, 상기 섬유강화 복합재 조성물을 이축 압출기를 사용하여 압출하여 펠렛을 제조하였다.
실시예 2
수평균분자량이 50,000 인 폴리아마이드 6 수지 75.5 중량% 및 3,3’,5,5’ - 테트라메틸벤지딘 커플링제 4.5 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화 복합재 조성물을 제조하였다. 그리고, 상기 섬유강화 복합재 조성물을 이축 압출기를 사용하여 압출하여 펠렛을 제조하였다.
비교예1
3,3’,5,5’ - 테트라메틸벤지딘 커플링제 대신에, 커플링제로 변성 폴리프로필렌 커플링제인 무수말레인산이 프로필렌에 8wt% 그라프트 되어 있는 변성 폴리프로필렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화 복합재 조성물을 제조하였다. 그리고, 상기 섬유강화 복합재 조성물을 이축 압출기를 사용하여 압출하여 펠렛을 제조하였다.
비교예2
3,3’,5,5’ - 테트라메틸벤지딘 커플링제 대신에, 커플링제로 실란계 커플링제인 3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란(3-Glycidoxypropyl trimethoxy silane) 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화 복합재 조성물을 제조하였다. 그리고, 상기 섬유강화 복합재 조성물을 이축 압출기를 사용하여 압출하여 펠렛을 제조하였다.
<평가>
물성 평가를 위하여, 실시예 및 비교예의 펠렛을 사출성형하고, 각각의 물성을 하기 실험예에 따라 측정하였다.
실험예 1: 인장강도(MPa)
실시예 및 비교예를 ASTM D638 에 따라 인장강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 2: 굴곡강도(MPa)
실시예 및 비교예를 ASTM 790 에 따라 굴곡강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 3: 굴곡탄성율(MPa)
실시예 및 비교예를 ASTM 790 에 따라 굴곡탄성율를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 4: 충격강도(J/m)
실시예 및 비교예를 ASTM D256 에 따라 굴곡탄성율를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
실험예 1(인장강도, MPa) 178 180 165 168
실험예 2(굴곡강도, MPa) 247 250 217 220
실험예 3(굴곡탄성율, MPa) 11,300 11,500 9,700 10,200
실험예 4(충격강도, J/m) 115 120 82 81
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예는 변성 폴리프로필렌계 커플링제를 사용한 비교예 1 및 실란계 커플링제를 사용한 비교예 2와 비교하여, 인장강도 170MPa 이상, 충격강도 100J/m 이상으로 우수한 강도를 나타내면서, 이와 동시에 굴곡강도 240 MPa 이상, 굴곡탄성율 11,000MPa 이상으로 우수한 강성을 동시에 나타내는 것을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (10)

  1. 폴리아마이드계 수지, 탄소섬유 및 벤지딘계 커플링제를 포함하는 섬유강화 복합재 조성물이고,
    상기 탄소섬유 단면의 평균직경은 5㎛ 내지 15㎛ 이며,
    상기 벤지딘계 커플링제의 함량은 상기 조성물 100 중량부 대비, 2 내지 5중량부이고,
    상기 벤지딘계 커플링제는 3,3’,5, 5’-테트라메틸벤지딘, 3,3',5,5'-테트라아이소 프로필 벤지딘을 포함하는
    섬유강화 복합재 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아마이드계 수지의 수평균분자량은 20,000 내지 70,000인
    섬유강화 복합재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄소섬유는 폴리아크릴로나이트릴(PAN)계 탄소섬유인
    섬유강화 복합재 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄소섬유는 0.1 중량% 내지 3중량% 의 사이징제를 포함하는
    섬유강화 복합재 조성물.
  8. 제1항, 제4항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 섬유강화 복합재 조성물로부터 제조된
    섬유강화 복합재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 섬유강화 복합재는 폴리아마이드계 수지 및 탄소섬유를 포함하고,
    ASTM790에 의한 굴곡강도가 240 MPa 이상인
    섬유강화 복합재.
  10. 제8항의 섬유강화 복합재를 포함하는 성형품.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090062446A1 (en) 2007-09-04 2009-03-05 General Electric Company Composition and associated method
CN104130572A (zh) 2014-08-20 2014-11-05 苏州德宝凯迪新材料有限公司 一种碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法
JP2018172641A (ja) 2017-03-31 2018-11-08 東レ株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂組成物、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料およびそれからなる成形品

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5263370A (en) * 1976-11-29 1977-05-25 Seiko Epson Corp Digital display wristwatch
KR20160094724A (ko) * 2015-02-02 2016-08-10 현대자동차주식회사 탄소 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이에 의해 제조된 성형품

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090062446A1 (en) 2007-09-04 2009-03-05 General Electric Company Composition and associated method
CN104130572A (zh) 2014-08-20 2014-11-05 苏州德宝凯迪新材料有限公司 一种碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法
JP2018172641A (ja) 2017-03-31 2018-11-08 東レ株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂組成物、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料およびそれからなる成形品

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