[发明专利]纤维增强热塑性树脂组合物、其制造方法、及热塑性树脂用碳纤维

说明书

技术领域

本发明涉及纤维增强热塑性树脂组合物、其制造方法、及热塑性树脂用碳纤维。使用本发明纤维增强热塑性树脂组合物的成型品，由于增强纤维与热塑性树脂的界面粘合性良好，所以强度特性或冲击特性优异，优选用于电气·电子机器、OA机器、家电机器或汽车的部件、内部构件及壳体等。

背景技术

由增强纤维和热塑性树脂构成的组合物轻质且具有优异的力学特性，因此，被广泛应用在汽车用途、电子·电子机器用途中。

上述纤维增强热塑性树脂组合物中使用的增强纤维根据其使用用途以多种状态增强成型品。上述增强纤维使用铝纤维或不锈钢纤维等金属纤维、芳族聚酰胺纤维或PBO纤维等有机纤维、及碳化硅纤维等无机纤维或碳纤维等，但从比强度、比刚性方面考虑，为了提高轻质性优选使用碳纤维，其中优选聚丙烯腈类碳纤维。

为了提高由上述纤维增强热塑性树脂组合物形成的成型品的力学特性，可以增加碳纤维等增强纤维的含量，但如果增加增强纤维的量，则含有增强纤维的热塑性树脂组合物的粘度升高，因此不仅损害成型加工性，而且成型品外观变差，并且产生热塑性树脂的未填充部分，通常导致强度降低。

因此，作为在不增加增强纤维含量的前提下使力学特性提高的方法，有提高增强纤维和热塑性树脂的界面粘合从而使成型品的力学特性提高的方法。

增强纤维为碳纤维时，热塑性树脂的界面粘合以分子间力为主体，不能得到充分的界面粘合。鉴于此，提出了以下方法：对碳纤维进行氧化处理，赋予其表面羧基、羟基、羰基等官能基团，通过与热塑性树脂的官能基团化学键合，提高界面粘合。但是，增加氧化处理量时，碳纤维表面的石墨结构被破坏，碳纤维本身的强度降低，对成型品的力学特性造成不良影响。

通常情况下，碳纤维进行表面氧化处理后，为了提高束的集束性，一般赋予碳纤维束胶粘剂。作为胶粘剂，例如，公开了聚氨酯树脂(参见专利文献1)、聚酰胺树脂(参见专利文献2)、用不饱和二羧酸类改性的聚丙烯树脂(参见专利文献3)、具有(甲基)丙烯酸酯单体单元的聚合物(参见专利文献4)。然而，在进行了一般氧化处理的碳纤维的表面，由于氧化处理量的限制，能够与胶粘剂反应的官能基团的量不充分。另外，根据胶粘剂的种类，有时缺乏与碳纤维表面的官能基团的反应性。并且，使用具有尿烷键或酰胺键之类亲水性高的键的化合物作为胶粘剂时，成型品为吸水状态，有时力学特性降低。

因此，人们尝试着进一步提高碳纤维和热塑性树脂的界面粘合，公开了添加具有能够与碳纤维的表面官能基团和热塑性树脂的官能基团化学键合的多官能基团的化合物作为第3成分的方法(专利文献5及6)。专利文献5中举出了具有多个氨基的化合物。另外，专利文献6中举出了用于由碳纤维和酸改性聚烯烃树脂构成的碳纤维增强树脂的具有多个氨基的化合物。然而，上述具有多个氨基的化合物均为分子量低于1,000的低分子量化合物，因此，有时界面变脆弱、或纤维增强热塑性树脂组合物在加工温度下分解、碳纤维的表面官能基团和热塑性树脂的官能基团的化学反应不充分、进而有时分解气体形成空隙使成型品的力学特性降低。另外，低分子量化合物在与碳纤维的表面官能基团发生化学反应前在热塑性树脂中扩散，有时不能得到充分的界面粘合。所以，现有方法存在不能得到强度特性或冲击特性优异的成型品的问题。

专利文献1：特开昭58-126375号公报(权利要求书)

专利文献2：特开昭53-106752号公报(权利要求书)

专利文献3：特开平6-107442号公报(权利要求书)

专利文献4：特开2005-146431号公报(权利要求书)

专利文献5：特开平4-228677号公报(权利要求书)

专利文献6：特开2005-213478号公报(权利要求书)

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供纤维增强热塑性树脂组合物、其制造方法、及热塑性树脂用碳纤维，所述纤维增强热塑性树脂组合物使用与增强纤维和热塑性树脂二者的化学反应性均优异的聚合物，提高界面粘合性，结果能够充分提高成型品的力学特性。

本发明人等发现在增强纤维及热塑性树脂中作为第3成分添加侧链具有氨基亚烷基的(甲基)丙烯酸类聚合物或侧链具有噁唑啉基的聚合物时，特异性地提高成型品的力学特性，能够实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明的纤维增强热塑性树脂组合物是含有0.1～10重量％侧链具有氨基亚烷基的(甲基)丙烯酸类聚合物(A1)、1～70重量％增强纤维(B)、及20～98.9重量％热塑性树脂(C)的纤维增强热塑性树脂组合物。