KR20150005282A - 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법 - Google Patents

폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150005282A
KR20150005282A KR1020130079040A KR20130079040A KR20150005282A KR 20150005282 A KR20150005282 A KR 20150005282A KR 1020130079040 A KR1020130079040 A KR 1020130079040A KR 20130079040 A KR20130079040 A KR 20130079040A KR 20150005282 A KR20150005282 A KR 20150005282A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber
pdcpd
composite material
molding
fibers
Prior art date
Application number
KR1020130079040A
Other languages
English (en)
Inventor
강병윤
Original Assignee
(주)휴텍스
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 (주)휴텍스 filed Critical (주)휴텍스
Priority to KR1020130079040A priority Critical patent/KR20150005282A/ko
Publication of KR20150005282A publication Critical patent/KR20150005282A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2309/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 폴리디시클로펜타디엔(polydicyclopentadiene, PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격강도와 굴곡강도가 매우 우수하 열경화성 수지인 폴리디시클로펜타디엔(polydicyclopentadiene, PDCPD)를 기재로 하여 여기에 섬유(유리섬유, 탄소섬유)를 보강재로 결합한, 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법은, 섬유에 실란커플링제를 도입하거나, 산, 염기를 이용하여 상기 섬유 표면을 표면개질화 하는 단계; 표면 개질화된 섬유를 분산용액에서 분산시키는 단계; 및 표면개질 및 분산이 완료된 섬유 및 PDCPD를 이용하여 미리 정해진 형상의 성형품을 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법{COMPOSITE MATERIALS BASED ON POLYDICYCOPENTADIENE}
본 발명은 폴리디시클로펜타디엔(polydicyclopentadiene, PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격강도와 굴곡강도가 매우 우수하 열경화성 수지인 폴리디시클로펜타디엔(polydicyclopentadiene, PDCPD)를 기재로 하여 여기에 섬유(유리섬유, 탄소섬유)를 보강재로 결합한, 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
현재, 강화 플라스틱제로서 FRP가 널리 사용된다. FRP(fiber reinforced plastics)는 유리 및 카본 섬유로 강화된 플라스틱계 복합재료로, 경량ㆍ내식성ㆍ성형성 등이 뛰어난 고성능ㆍ고기능성 재료이다. FRP는 뛰어난 기계적 특성과 플라스틱의 내식성에다 우수한 성형성에 의존하는 것으로, 최근에는 새로운 강화재의 개발로 보다 넓은 응용범위가 모색되고 있다. 그 대표적인 것으로는 유리-불포화폴리에스테르과 카본에폭시 등이 있어, FRP는 협의로는 열경화성 플라스틱을 매트릭스한 플라스틱계 복합재료로 볼 수도 있다. 또 FRP는 RTM(Resin Transfer Molding) 공법, RIM(Resin Injection Molding) 공법, Pulrtusion(인발) 공법, Filament windgin(필라멘트 와인딩) 공법 등 여러 가지 성형법이 실용화 되어 있기 때문에 생산량에 적합한 성형법을 택할 수 있고, 대형 제품의 일체 성형도 가능하다.
한편, PDCPD(polydicyclopentadiene)는 시클로올레핀계의 가교 타입의 열경화성 수지로 짧은 시간에 크고 복잡한 형상의 제품을 성형할 수 있는 신소재이며, 도 1과 같이 노보넨과 시클로펜텐이 결합한 구조를 가지고 있다.
PDCPD 소재는 충격강도와 굴곡강도가 매우 우수하며, 특히 다른 고분자 소재와 달리 저온에서도 높은 내충격성을 갖는다는 것이 가장 큰 특징이며, 이러한 이유에서 자동차의 범퍼나 농기계 외장재 산업기계에 널리 사용되고 있다. 또한, 산이나 알카리에 대한 내약품성이 우수하고, 내한성이 우수하여 영하 40℃에서도 유리섬유 강화 플라스틱 소재보다 우수한 기계적 물성을 나타내어 저온환경의 소재에도 응용이 가능하다. 이외에도 도료와의 부착성이 우수하여 소재 코팅재로로서 적용이 가능하며, 코팅후 광택이 용이하며, 소각시 무해하고 잔유물이 남지 않는 침화적 소재이다.
위와 같은 많은 장점을 가진 PDCPD는 섬유와의 결합력이 약하여 보강재인 섬유와의 결합없이, PDCPD 단독으로 제조되고 있는 실정이다. 즉, PDCPD는 현재 단독으로만 사용되고 있을 뿐, PDCPD를 기재로 하여 섬유(유리섬유, 탄소섬유)를 보강재 사용한 FRP 상태로 사용되고 있지 않는 실정이다.
F(Filler, Fiber & Fabric)/p-DCPD 복합재료의 필요성은 그 소재의 특성으로 수요가 점차 증대되고 있음에도 불구하고 이 소재의 국내기술은 p-DCPD제조에 관한 기초적 연구에 머물러 있어 연구 및 제조기반 기술이 매우 취약한 실정이다.
특히 p-DCPD 수지를 이용한 복합재료의 제조시에는 산소와 접촉시 경화반응이 어렵기 때문에 이를 해결하기 위한 수지/계면제어 기술의 확보가 시급하며, 간화재와 수지를 혼합하여 성형하는 RIM 생산기반 구축 및 대면적 복합재료를 제조하기 위한 공정기술의 확보 등도 시급히 요구된다.
군사적인 측면에서는 장기간 보관하는 보관장치가 필요하며, 보관에 따른 내후성, 내부식성, 경량성이 고려되는 신소재가 필요하다. 기존의 나무나 알루미늄은 중량과 가공성에 어려움이 있다.
만약, 충격강도와 굴곡강도가 우수하며, 비용도 저렴한 PDCPD를 기재로 하여 물성향상을 위한 섬유가 보강재로 혼합된, 보다 높은 수준의 복합재료에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다.
대한민국특허청 등록특허공보(등록번호:10-0766466호, 2007년 10월 5일, 열경화성 폴리디시클로펜타디엔 복합체 분말을 이용한 성형품의 제조방법)
본 발명은 상기와 같은 요구를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 충격강도와 굴곡강도가 우수하며 비용도 저렴한 PDCPD(폴리디시클로펜타디엔)를 기재로 사용하여 PDCPD의 물성을 그대로 지님과 동시에, 여기에 섬유를 보강재로 첨가하여, 보다 물성이 향상된 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법은, 섬유에 실란커플링제를 도입하거나, 산, 염기를 이용하여 상기 섬유 표면을 표면개질화 하는 단계; 표면 개질화된 섬유를 분산용액에서 분산시키는 단계; 및 표면개질 및 분산이 완료된 섬유 및 PDCPD를 이용하여 미리 정해진 형상의 성형품을 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 또는 탄소나노섬유이 사용된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 성형품을 성형하는 단계는 RTM(Resin Transfer Molding) 공법, RIM(Resin Injection Molding) 공법, Pulrtusion(인발) 공법, 또는 Filament windgin(필라멘트 와인딩) 공법이 사용된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)을 기재로 하는 복합재료는 섬유를 개질화시켜 PDCPD와의 결합력을 증대시킴으로써, 섬유로 보강재로 사용할 수 있음으로, 본 발명의 복합재료를 이용하여 제조된 성형품은 충격강도와 굴곡강도가 우수하며 비용도 저렴한 PDCPD(폴리디시클로펜타디엔)의 PDCPD의 물성을 그대로 지님과 동시에, 섬유 보강재에 의해 보다 더 뛰어난 물성을 가진다는 장점이 있다.
본 발명에 따른, 내한성과 내열성, 내수성 및 내충격성 등이 강화된 섬유/p-DCPD 복합재료의 개발로 소재부품의 설계기준 확대가능하며, 신속한 강화반응 성형 공정기술 개발로 유리섬유강화 복합재료의 응용성 확대될 것으로 기대된다.
본 발명의 복합재료의 개발로 복합재료 시장성 확대에 따른 수요에 적극적으로 대처할 수 있으며, 신속한 가공에 따른 성형공정 시간 단축으로 제품의 가격 경쟁력을 확보할 수 있으며, 수입에 의존하는 대형 RIM 금형기술을 확보가 가능하며, 건축, 농업, 양식산업에서도 적용이 가능할 것으로 기대된다. 심해 해양플랜트 산업에서는 기존의 FRP 약점을 보완하여 대체 시장을 창출할 수 있다.
군사적 측면으로, 내충격성 및 내한성이 요구되는 부품수요에 대해 적용함으로써 경량성, 안정성을 확대하며, 궁극적으로 장비의 기동력증대에 기여할 것으로 기대되며, 비무기 체계에서는 군사 야전 훈련중 간이 화장실, 간이 테이블, 간이건축 자재료로 적용이 가능할 것으로 기대된다. 보관기간이 오래되는 포탄, 유도탄, 기밀을 요구하는 탄약통, 기타 밀봉을 요구하는 무기류 보관함에 적용가능하며, 초대형 성형품이 가능하므로 대형 유도탄, 미사일 보관함, 어뢰, 기뢰 보관함 적용가능하며, 군사용 소형 구명정, 구명정 보호커버, 노상 적치물 보호커버로 적용 가능할 것이다.
도 1은 일반적인 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)의 합성과정과, PDCPD의 구조식을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법에 대한 개략적인 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 복합재료 성형품은 상기에서 설명한 바와 같이 충격강도와 굴곡강도가 우수하며, 비용도 저렴한 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)를 기재로 사용하고, 섬유(탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 탄소나노섬유(CNT))를 보강재로 한 복합재료를 이용한 성형품이다.
폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)는 섬유와의 결합력이 약하기 때문에, 본 발명의 복합재료 성형품을 제조하기 위해서는 먼저 보강재인 섬유를 표면개질화하여야 한다(S10).
섬유의 표면개질
섬유의 표면개질은 실란커플링제를 도입하거나, 산, 염기를 이용하여 상기 섬유 표면을 표면개질화 한다(S10).
실란을 커플링제로 이용한 섬유의 표면개질은 다음과 같은 방법으로 이루어진다. i) 섬유 전구체에 물을 포함하는 용매를 첨가한 후 교반시키거나, 섬유 전구체에 킬레이팅 한 후에 용매를 첨가하여 교반시켜 콜로이드상의 고굴절 섬유 졸을 제조하고, ii) 상기 섬유 나노졸에 유기금속알콕사이드를 첨가하여 섬유 나노졸의 표면을 처리한다.
상기 섬유 전구체를 킬레이팅할 수 있는 킬레이팅 에이전트는 아세틸 아세톤을 함유하는 유기 화합물 또는 유기금속 화합물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1단계의 용매는 물, 알콜 및 이들의 혼합용액 중에 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 상온 교반 반응, 초임계 반응, 수열 반응 중 어느 하나에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기금속알콕사이드는 아크릴기, 메타크릴기, 알릴기, 알킬기, 케톤기, 방향족기, 에스테르기, 니트로기, 하이드록시기, 사이클로부텐기, 알키드기, 우레탄기, 머캡토기, 니트릴기, 비닐기, 아민기 및 에폭시, 아세틸 아세톤기 작용기 중 하나 이상을 지니는 실란을 포함하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 유기금속알콕사이드는 용매에 희석하여 소분하여 일정 시간을 두고 반응시키는 것이 바람직하다.
상기에서 설명한 바와 같이 실란 커플링제를 도입하거나/하고, 산, 염기를 이용하여 상기 섬유 표면에 반응기를 도입한다. 산 용액을 이용하여 섬유(ex. 탄소나노튜브(CNT)) 말단과 표면에 히드록시기 및 카르복실기를 도입한다. 산처리 에서 사용된 산용액은 질산, 염산, 황산, 과산화수소 및 이들의 혼합액 중에 하나를 선택하여 사용하고 산 용액에 섬유(ex. 탄소나노튜브)를 분산시킨 후 여과 건조하는 방법으로 진행되며, 산처리를 거치면 말단 및 표면에 히드록시기 및 카르복실기가 도입된 섬유가 수득된다.
표면개질화된 섬유의 분산
다음은 섬유의 용매분산단계가 진행되는바, 상기에서 표면개질화된 섬유를 분산용매에 혼합하여 분산시키는 과정이다(S20).
상기 분산용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 부틸알콜, 에틸렌글라이콜, 폴리에틸렌글라이콜, 테트라하이드로푸란, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, 헥산, 사이클로헥사논, 톨루엔, 클로로포름, 증류수, 디클로로벤젠, 디메틸벤젠, 트리메틸벤젠, 피리딘, 메틸나프탈렌, 니트로메탄, 아크릴로니트릴, 옥타데실아민, 아닐린, 디메틸설폭사이드 중 하나 이상이 사용되어 섬유 분산액이 완성된다.
다음은 실란졸 혼합액을 형성시키는 과정으로, 테트라알콕시실란류, 트리알콕시실란류, 디알콕시실란류 중 하나이상을 선택하고, 이에 불소계 실란을 혼합한 후, 이를 용해용매에 녹여 형성한다.
여기서 불소계 실란은 불소계 실란은, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란(tridecafluorooctyltriethoxysilane), 폴리플루오로프로필트리메톡시실란(trifluoropropyltrimethoxysilane), 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란(heptadecafluorodecyltrimethoxysilane) 및 헵타데카플루오로데실트리이소프로포시실란(heptadecafluorodecyltriisopropoxysilane)중 하나를 사용한다.
그런 다음, 상기 섬유 분산액과 실란졸 혼합액을 혼합하여 코팅액을 형성시킨다. 그리고 코팅액의 농도 조절을 위해서는 희석용매가 첨가될 수 있다.
여기에서, 상기 희석용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 부틸알콜, 에틸렌글라이콜, 폴리에틸렌글라이콜, 테트라하이드로푸란, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, 헥산, 사이클로헥사논, 톨루엔, 클로로포름, 증류수, 디클로로벤젠, 디메틸벤젠, 트리메틸벤젠, 피리딘, 메틸나프탈렌, 니트로메탄, 아크릴로니트릴, 옥타데실아민, 아닐린, 디메틸설폭사이드, 메틸렌클로라이드 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 1종이 사용된다.
그리고, 용해용매는 상기 실란졸의 종류에 따라 분산용매 또는 희석용매를 사용하면 된다.
상기에서 형성된 코팅액을 전도성 초발수 코팅막으로 사용하기 위하여 기질에 코팅하게 되는데, 코팅방법에 따라 농도를 조절하여야 하므로, 상기에서 언급한 바와 같이 코팅액에 희석용매가 더 첨가될 수 있다는 것은 상기에서 설명한 바와 같다.
이와 같이 적절한 농도로 희석된 코팅액은 기질 상면에 스프레이, 딥코팅, 스핀코팅, 스크린코팅, 잉크젯프린팅, 패드프린팅, 나이프코팅, 키스코팅 및 그라비아코팅 중에서 어느 하나의 방법에 의해 코팅이 이루어지게 된다.
표면개질 /분산된 섬유와 PDCPD 를 이용한 성형품 제조
다음은 상기에서 표면개질/분산된 섬유와, PDCDP를 이용하여 원하는 형상, 크기의 성형품을 제조하는 단계이다(S30).
본 발명의 복합재료 제품의 성형방법은 종래의 열경화성 수지의 FRP(fiber reinforced plastics) 제조공법과 동일한 공법을 사용하여 실시될 수 있다. 즉, RTM(Resin Transfer Molding) 공법, RIM(Resin Injection Molding) 공법, Pulrtusion(인발) 공법, Filament windgin(필라멘트 와인딩) 공법 등 여러 가지 성형법이 사용될 수 있다.
RTM(Resin Transfer Molding) 공법은 생산하고자 하는 제품과 동일한 형상 및 두께를 갖는 상하 금형(암, 수)에 유리 섬유 등을 배열하고, 몰드를 체결한 후 수지를 고압으로 주입시켜 섬유에 함침되도록 하는 공법이다.
RIM(Resin Injection Molding) 공법은 FRP산업에서 RTM(Resin Transfer Molding)과 혼용되어 표현해도 무방하나, 우레탄 성형에서의 RTM은 반응속도가 비교적 빠른 우레탄 수지 등은 A액과 B액을 Mixing tube를 통해 몰드에 주입시키면 주입과 동시에 반응하여 경화되는 특징이 있다.
Pulrtusion(인발) 공법은 일정한 방향성을 갖는 단순 구조의 성형물 제작에적합한 생산방식이다.
Filament windgin(필라멘트 와인딩) 공법은 열경화성 수지로 함침되어 있는 로빙을 회전하는 맨드릴에 감아 성형 제조하는 방법으로, 유리 장섬유함유량이 60~70%이며 기계적 강도가 대단하여 주로 배관용 파이프, 대형탱크, 합병 정화조 등의 성형시에 이용된다.
가장 대표적인 성형법인 RIM 공법에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 생산하고자 하는 제품과 동일한 형상 및 두께를 갖는 상하 금형(암, 수)에 섬유(유리섬유, 탄소섬유 또는 아라미드 섬유)를 배열한다. 이때, 섬유는 fabric이 사용되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그런후, 상하금형(몰드)를 체결한 후, PDCPD 수지를 고압으로 주입시켜 섬유에 PDCPD 수지를 함침시킨다. 그리고, 고온을 가하여 PDCPD를 경화시켜, 원하는 목적의 복합재료(섬유로 강화된 PDCPD 수지) 성형품을 제조하게 된다.
RIM 공법에서 가열 온도는 대략 110~130℃(보다 바람직하게는 약 120℃)이며, 압력은 진공압 또는 공기압(5~7기압)이며, 기재(PDCPD) 이송속도는 2,000~3,000rpm으로 설정된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 섬유에 실란커플링제를 도입하거나, 산, 염기를 이용하여 상기 섬유 표면을 표면개질화 하는 단계;
    표면 개질화된 섬유를 분산용액에서 분산시키는 단계; 및
    표면개질 및 분산이 완료된 섬유 및 PDCPD를 이용하여 미리 정해진 형상의 성형품을 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 또는 탄소나노섬유 인 것을 특징으로 하는 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 성형품을 성형하는 단계는 RTM(Resin Transfer Molding) 공법, RIM(Resin Injection Molding) 공법, Pulrtusion(인발) 공법, 또는 Filament windgin(필라멘트 와인딩) 공법이 사용되는 것을 특징으로 하는 폴리디시클로펜타디엔(PDCPD)을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법.
KR1020130079040A 2013-07-05 2013-07-05 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법 KR20150005282A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130079040A KR20150005282A (ko) 2013-07-05 2013-07-05 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130079040A KR20150005282A (ko) 2013-07-05 2013-07-05 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150005282A true KR20150005282A (ko) 2015-01-14

Family

ID=52477172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130079040A KR20150005282A (ko) 2013-07-05 2013-07-05 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150005282A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108058405A (zh) * 2017-11-30 2018-05-22 河南能源化工集团研究院有限公司 连续纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法
KR20200053065A (ko) 2018-11-07 2020-05-18 주식회사 폴리그린 폴리디사이클로펜타다이엔 및 그 제조방법
CN115895160A (zh) * 2022-12-28 2023-04-04 东实汽车科技集团股份有限公司 一种聚酯纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108058405A (zh) * 2017-11-30 2018-05-22 河南能源化工集团研究院有限公司 连续纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法
KR20200053065A (ko) 2018-11-07 2020-05-18 주식회사 폴리그린 폴리디사이클로펜타다이엔 및 그 제조방법
CN115895160A (zh) * 2022-12-28 2023-04-04 东实汽车科技集团股份有限公司 一种聚酯纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101985849B1 (ko) 탄소 섬유 프리프레그 또는 탄소 섬유-강화 플라스틱 및 이를 포함하는 내외장재
Moaseri et al. Improvements in mechanical properties of carbon fiber-reinforced epoxy composites: a microwave-assisted approach in functionalization of carbon fiber via diamines
CN111690158B (zh) 一种玄武岩纤维增强树脂基复合材料界面优化的方法
CA2827464C (en) Production method for obtaining fiber-reinforced composite material, and epoxy resin composition used therein
US20150240118A1 (en) Graphene composite coating layer
Xu et al. Functionalization of carbon nanotubes by corona‐discharge induced graft polymerization for the reinforcement of epoxy nanocomposites
CN103850124B (zh) 一种界面改性的碳纤维/树脂基复合材料及其制备方法
CN104558525B (zh) 一种高弯曲强度氧化纳米碳材料/碳纤维/环氧树脂复合材料及其制备方法
CN103525006B (zh) 一种纳米SiO2改性玻璃纤维/环氧树脂复合材料的制备方法
CN105754288A (zh) 聚醚醚酮耐磨复合材料、制备方法及其在机械抛光保持环方面的应用
WO2012102202A1 (ja) 繊維強化複合材料ｒｔｍ成形用エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料およびその製造方法
KR101741052B1 (ko) 탄소섬유 강화 열가소성 플라스틱용 복합재료의 제조방법
KR20150005282A (ko) 폴리디시클로펜타디엔을 기재로 하는 복합재료 성형품의 제조방법
CN102912626A (zh) 基于碳纳米管/氧化石墨烯/poss单体的纤维表面上浆剂的制备方法
CN110114393A (zh) 碳纤维预浸料或碳纤维增强塑料以及包含其的内部和外部材料
CN103286963A (zh) 玻璃钢的制备方法、玻璃钢天线罩及其制备方法
CN103554462B (zh) 一种含超支化聚酯分散剂的制备方法
Zhang et al. Effect of polyurethane sizing agent on interface properties of carbon fiber reinforced polycarbonate composites
Sheydaei et al. Poly (ethylene disulfide)/carbon fiber composites: cure and effect of fiber content on mechanical and thermal properties
CN102683850B (zh) 玻璃钢天线罩及其制备方法
CN103286957A (zh) 玻璃钢的制备方法、玻璃钢天线罩及其制备方法
CN103497475A (zh) 一种玻璃钢及其制备方法
CN102694258A (zh) 玻璃钢天线罩及其制备方法
KR101357277B1 (ko) 탄소 나노 튜브를 함유하는 프리프레그 및 그 제조방법
Ma et al. An effective non‐covalent grafting approach to functionalize carbon fiber with polyethyleneimine in supercritical fluid to enhance the interfacial strength of carbon fiber/epoxy composites

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application