DE3024609A1 - Composite material contg. carbon fibre-reinforced carbon skeleton - and thermoplastic matrix pref. of mono:ethylenically unsatd. acid grafted onto olefin! resin - Google Patents

Abstract

Composite material contains a C fibre-reinforced C skeleton structure, (A), as reinforcing unit, and a thermoplastic matrix (B). The total surface of the reinforcing unit, (A) is pref. coated with 0.05-10 (0.1-5) wt.%, w.r.t (A) wt., of an epoxy resin contg. unreacted epoxide gps. The matrix (B) pref. consists of a graft copolymer of a monoethylenically unsaturated carboxylic acid on an olefin polymer. Laminates can be obtd. having high rigidity, strength, creep-resistance, low heat-expansion, good electrical- and heat-conductivity, good impact tenacity, smooth surface and high corrosion-resistance. The intrinsic strength of (A) is retained on destruction by fire and C-fibre pulverisation is prevented.

Description

VerbundwerkstoffComposite

Gegenstand der Erfindung sind Verbundwerkstoffe, die aus einem kohlenstoffaserverstärktem Kohlenstoffskelett als Verstärkungselement und einer Polyolefinmatrix bestehen.The invention relates to composite materials made of a carbon fiber reinforced Carbon skeleton as a reinforcing element and a polyolefin matrix.

Verbundwerkstoffe aus thermoplastischen Kunststoffen und Kohlenstoff-Fasermatten oder Kohlenstoffkurzfasern sind bekannt. Auch sind Verbundstoffe aus Polyolefin bekannt, die Fasermatten, meist solche aus Glas, enthalten, wobei sich als zweckmäßig erwiesen hat, die Oberflächen der Fasern mit Epoxidharzen oder carboxylgruppenhaltigen Olefinpolymerisaten zu beschichten, um eine bessere Bindung der Faser an die Polyolefinmatrix zu erreichen.Composite materials made from thermoplastics and carbon fiber mats or short carbon fibers are known. Composites are also made of polyolefin known to contain the fiber mats, mostly those made of glass, which prove to be useful has been proven to cover the surfaces of the fibers with epoxy resins or carboxyl groups To coat olefin polymers in order to better bond the fiber to the polyolefin matrix to reach.

Weiterhin sind verstärkte Kunststoffplatten und -bahnen bekannt, die Kohlenstoffasern und eine Polyolefinmatrix enthalten, wobei sich als zweckmäßig erwiesen hat, die Kohlenstoffasern mit carboxylgruppen haltigen Olefinpolymerisaten zu beschichten. Auch ist die Verwendung von Epoxidharz beschichteten Kohlenstoffasern als Verstärkungsmaterial für Verbundwerkstoffe beschrieben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Festigkeitseigenschaften dieser Verbundstoffe noch nicht ausreichend sind.Furthermore, reinforced plastic plates and sheets are known that Containing carbon fibers and a polyolefin matrix, proving to be useful has proven the carbon fibers with carboxyl-containing olefin polymers to coat. Also the use of epoxy resin coated carbon fibers described as a reinforcement material for composite materials. However, it has been shown that the strength properties of these composites are not yet sufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbundwerkstoffe zu schaffen, die verbesserte mechanische Eigenschaften haben.The invention is based on the object of creating composite materials which have improved mechanical properties.

Die Aufgabe wird durch Verbundwerkstoffe gelöst, die aus kohlenstoffaserverstä.rktem Kohlenstoffskelett (kurz C/C--Skelett genannt) als Verstärkungselement und einer Matrix aus Thermoplasten besteht. Nach einer bevorzugten Lösung ist die Gesamtoberfläche des Verstärkungselementes mit 0,5 bis 10, vorzugsweise mit 0,1 bis 5 Gew.%, auf das Gewicht des Verstärkungselements bezogen, einem Epoxidharz beschichtet, das nicht umgesetzte Epoxidgruppen enthält.The problem is solved by composite materials made of carbon fiber reinforced Carbon skeleton (called C / C - skeleton for short) as a reinforcing element and one Matrix consists of thermoplastics. According to a preferred solution, the entire surface is of the reinforcement element with 0.5 to 10, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the weight of the reinforcement element, coated with an epoxy resin, which contains unreacted epoxy groups.

Nach einer weiteren bevorzugten Lösung besteht die Matrix aus einem Pfropfpolymerisat einer monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäure auf einem Olefinpolymerisat.According to a further preferred solution, the matrix consists of one Graft polymer of a monoethylenically unsaturated carboxylic acid on an olefin polymer.

Nach einer weiteren Lösung ist die Epoxidharzschicht durch ein multifunktionelles Amin an der Oberfläche des Verstärkungselementes gebunden.According to another solution, the epoxy resin layer is through a multifunctional one Amine bound to the surface of the reinforcement element.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß man einen Verbundwerkstoff mit hoher Steifigkeit, Festigkeit, Kriechbeständigkeit, geringer thermischer Ausdehnung, guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit bei guter Schlagzähigkeit, glatter Oberfläche und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit erhält. Es hat sich außerdem gezeigt, daß im Falle der Zerstörung durch Feuereinwirkung des Verbundwerkstoffes die Eigenfestigkeit des C/C-Skelettes erhalten bleibt, so daß es zu keiner Verstäubung von Kohlenstoffasern kommt, wie das beim Verbrennen von Verbundwerkstoffen, die ungebundene Kohlenstoffasern enthalten, der Fall ist.The advantages achieved with the invention are, in particular, that a composite material with high stiffness, strength, creep resistance, low thermal expansion, good electrical and thermal conductivity with good impact strength, smooth surface and excellent corrosion resistance receives. It has also been shown that in the event of destruction by exposure to fire of the composite material, the inherent strength of the C / C skeleton is retained, so that there is no dusting of carbon fibers, as occurs when burning of composites containing unbonded carbon fibers.

Unter kohlenstoffaserverstärktem Kohlenstoff-Skelett (C/C-Skelett) werden Flächengebilde oder Formkörper verstanden, die aus Kohlenstoffasern bestehen, die durch Kunstharze oder Thermoplaste miteinander verbunden und anschließend verkokt werden. Die Kohlenstoffasern können zwischen 1 mm bis endlos lang sein. Um den Zusammenhalt zu bewirken, werden die Fasern mit Bindern auf Basis von Kunstharzen oder Pechen versehen, die nach dem Abbinden einen Verkokungsprozeß unterworfen werden. Als Binder eignen sich beispielsweise Phenol- und Resorcinformaldehyd- harze, Polyfurfurylalkohol, Polyphenylenharze, Polyimide und ähnliche Thermodure, die hohe Koksrückstände ergeben aber auch Bindepeche, die während des thermischen Abbaus Kondensations- und Polyanilierungsreaktionen eingehen.Under carbon fiber reinforced carbon skeleton (C / C skeleton) are flat structures or molded bodies made of carbon fibers, which are connected to one another by synthetic resins or thermoplastics and then coked will. The carbon fibers can be between 1 mm and endless. About cohesion To effect, the fibers with binders based on synthetic resins or pitches provided, which are subjected to a coking process after setting. As a binder are suitable, for example, phenol and resorcinol formaldehyde resins, Polyfurfuryl alcohol, polyphenylene resins, polyimides and similar Thermodure, the high However, coke residues also result in binding pitches that occur during thermal degradation Enter into condensation and polyanilation reactions.

Zum Herstellen der C/C-Skelette werden die Kohlenstoffasern mit z.B. dem Phenolharz gemischt, anschließend zu flächigen Gebilden verpreßt und das Harz ausgehärtet. Anschließend wird bei Temperaturen zwischen 800 und 26000C das Harz unter Inertgas verkokt. Dieser Vorgang kann nach Imprägnierung mit z.B. Phenolharzen mehrfach wiederholt werden.To produce the C / C skeletons, the carbon fibers are coated with e.g. mixed with the phenolic resin, then pressed into flat structures and the resin hardened. The resin is then at temperatures between 800 and 26000C coked under inert gas. This process can be carried out after impregnation with e.g. phenolic resins repeated several times.

Dadurch kann die Porosität des Skelettes gesteuert werden.This allows the porosity of the skeleton to be controlled.

Die C/C-Skelette aus miteinander verbundenen Kohlenstofffasern werden anschließend vorzugsweise an der gesamten zugänglichen Oberfläche mit einem Epoxidharz beschichtet.The C / C skeletons are made from interconnected carbon fibers then preferably on the entire accessible surface with an epoxy resin coated.

Die Beschichtung erfolgt auf der Gesamtoberfläche. Gesamtoberfläche ist die äußere Oberfläche des C/C-Skelettes plus der zugänglichen inneren Oberfläche.The coating takes place on the entire surface. Total surface is the outer surface of the C / C skeleton plus the accessible inner surface.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die C/C--Skelette einem Oxidationsvorgang zu unterziehen. So kann man z.B. das, C/C-Skelett mit 65 %iger siedender Salpetersäure behandeln und anschließend mit Wasser waschen und trocknen. Es zeigt sich, daß derart behandelte C/C-Skelette mit einem Epoxidharz eine besonders gute Haftung eingehen.The C / C skeletons have proven to be particularly beneficial subject to an oxidation process. For example, the C / C skeleton at 65 Treat% boiling nitric acid and then wash with water and dry. It is found that C / C skeletons treated in this way with an epoxy resin enter into particularly good adhesion.

Als Epoxidharze kommen z.B. solche Additionsprodukte von Epichlorhydrin an mehrwertigen Phenolen in Frage, die 2-, 3- oder 4-Epoxidgruppen im Molekül enthalten. Insbesondere eignen sich die Umsetzungsprodukte mehrwertiger Phenole mit Epichlorhydrin wie Bis-( 4-hydroxy-tertiär-butylphenyl )--2-2-propan, Bis(2-hydroxynaphthyl)-methan und l,5-Dihydroxy-naphthalin oder dimere und Phenoladdukte des Kardanols. Auch eignen sich die Reaktionsprodukte von Epichlorhydrin mit mehrwertigen Alkoholen wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, Pentaeritrit, Hexantriol, Glyzerin oder Sorbit. Andere geeignete Epoxidverbindungen sind epoxidierte Oligo oder Polybutadiene oder epoxidierte ungesättigte Öle. Selbstverständlich können auch verschiedene Epoxiverbindungen miteinander kombiniert werden.Addition products of epichlorohydrin, for example, are used as epoxy resins on polyhydric phenols that contain 2-, 3- or 4-epoxide groups in the molecule. The reaction products of polyhydric phenols with epichlorohydrin are particularly suitable such as bis (4-hydroxy-tert-butylphenyl) -2-2-propane, bis (2-hydroxynaphthyl) methane and 1,5-dihydroxynaphthalene or dimeric and phenol adducts of cardanol. Also suitable the reaction products of epichlorohydrin with polyhydric alcohols such as ethylene glycol, Diethylene glycol, Propylene glycol, pentaeritrite, hexanetriol, glycerine or sorbitol. Other suitable Epoxy compounds are epoxidized oligo or polybutadienes or epoxidized unsaturated ones Oils. Of course, different epoxy compounds can also be combined with one another will.

Insbesondere eigne sich die Epoxiverbindung auf Basis von Bisphenol A. Die Epoxiverbindungen haben zweckmäßige Epoxiwerte zwischen 0,2 und 0,6.The epoxy compound based on bisphenol is particularly suitable A. The epoxy compounds have appropriate epoxy values between 0.2 and 0.6.

Man beschichtet das C/C-Skelett zweckmäßig derart, daß man es in ein Bad, das ein flüssiges oder geschmolzenes Epoxidharz oder ein Epoxidharz in Lösung enthält, einlegt und den Überschuß an Epoxidharz absaugt. Auch ist es möglich, den Überschuß mit Lösungsmitteln ab- bzw. auszuwaschen. Es ist dabei erforderlich, daß die benötigten Mengen auf dem C/C--Skelett verbleiben. Es ist zweckmäßig, das C/C-Skelett etwa für die Dauer von 5 bis 200 Minuten bei Temperaturen von 50 bis 300°C mit dem Epoxidharz in Berührung zu bringen.The C / C skeleton is expediently coated in such a way that it is in a Bath containing a liquid or molten epoxy resin or an epoxy resin in solution contains, inserts and sucks off the excess epoxy resin. It is also possible to use the Wash off excess with solvents. It is necessary that the required quantities remain on the C / C skeleton. It is convenient to use the C / C skeleton for a period of 5 to 200 minutes at temperatures of 50 to 300 ° C with the Bring epoxy resin into contact.

Zweckmäßig arbeitet man in einer Schutzatmosphäre die frei von Sauerstoff und Wasserstoff ist. Durch die Behandlung ist dafür Sorge zu tragen, daß lediglich 10 bis 50 % der freien Epoxidgruppen des Harzes reagieren, so daß also in dem auf das C/C-Skelett aufgebrachten Epoxidharz der Epoxidwert auf 90 bis 50 % des ursprünglichen Wertes gesunken ist. Demnach ist dafür Sorge zu tragen, daß noch freie, also unreagierte Epoxidgruppen, zur Verfügung stehen. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, daß das C/C-Skelett nach der Oxidationsbehandlung aber vor der Beschichtung mit Epoxiden mit einem multifunktionellen Amin dünn beschichtet wird. Multifunktionelle Amine umfassen auch Diamine.It is advisable to work in a protective atmosphere that is free of oxygen and is hydrogen. The treatment must ensure that only 10 to 50% of the free epoxy groups of the resin react, so that in the the C / C skeleton applied epoxy resin, the epoxy value to 90 to 50% of the original Value has decreased. Accordingly, care must be taken that still free, i.e. unreacted Epoxy groups, are available. It has proven to be particularly advantageous that the C / C skeleton after the oxidation treatment but before the coating Epoxides is thinly coated with a multifunctional amine. Multifunctional Amines also include diamines.

Als Matrix werden Thermoplaste, insbesondere Polyolefine verwendet. Besonders haben sich Pfropfpolymerisate von monoäthylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren auf ein Olefinpolymerisat bewährt.Thermoplastics, in particular polyolefins, are used as the matrix. Graft polymers of monoethylenically unsaturated monocarboxylic acids have been found in particular to a Olefin polymer has proven its worth.

Die Pfropfpolymerisate haben einen Schmelzindex zwischen 0,01 bis 20, bevorzugt 0,01 bis 10 g/10 min., gemessen nach ASTM D 1238-65 T bei einer Temperatur von 190 0c und einem Auflagegewicht von 2,16 kg. Die Dichte der Pfropf.-.The graft polymers have a melt index between 0.01 to 20, preferably 0.01 to 10 g / 10 min., Measured according to ASTM D 1238-65 T at one temperature of 190 0c and a contact weight of 2.16 kg. The density of the graft.

polymerisate beträgt 0,908 bis 0,970 g/cm3, gemessen nach DIN 53 479. Bei den Pfropfpolymerisaten sind 0,5 bis 10, bevorzugt 1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Stammpolymerisat, welches ein Olefinpolymerisat ist, einer monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäure aufgepfropft. Das Pfropfpolymerisat besteht also aus 0,5 bis 10, bevorzugt 1 bis 6 Gewichtsprozent aufgepfropftem Anteil an polymerisierten, monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäuren und 99,5 bis 90, bevorzugt 99 bis 94 Gew.-% an Olefinpolymerisat.polymer is 0.908 to 0.970 g / cm3, measured according to DIN 53 479. The graft polymers are 0.5 to 10, preferably 1 to 6 wt .-%, based on the parent polymer, which is an olefin polymer, is a monoethylenically unsaturated one Carboxylic acid grafted on. The graft polymer consists of 0.5 to 10, preferably 1 to 6 percent by weight grafted portion of polymerized, monoethylene unsaturated carboxylic acids and 99.5 to 90, preferably 99 to 94 wt .-% of olefin polymer.

Unter. dem Pfropfpolymerisat wird daher ein Polymerisat verstanden, bei dem an ein bereits vorhandenes Olefinpolymerisat durch Polymerisation nachträglich Seitenketten aus den polymerisierten Carbonsäuren gebunden werden. Ein derartiges Pfropfpolymerisat kann nach einschlägig üblichen Methoden gewonnen werden, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 270 090 oder in der DT-OS 16 94 126 beschrieben sind. Die verwendeten Pfropfpolymerisate sind charakterisiert durch eine Säurezahl zwischen 3 und 90, vorzugsweise 7 und 40, gemessen nach DIN 53 402.Under. the graft polymer is therefore understood to mean a polymer in the case of an already existing olefin polymer by subsequent polymerization Side chains are bound from the polymerized carboxylic acids. Such a thing Graft polymer can be obtained according to relevant customary methods, as they are for example in US-PS 3,270,090 or in DT-OS 16 94 126 are described. The graft polymers used are characterized by an acid number between 3 and 90, preferably 7 and 40, measured according to DIN 53 402.

Als Stammpolymerisat, auf das die monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäuren aufgepfropft werden, kommen übliche Olefinpolymerisate mit einem Schmelz index zwischen 0,1 und 20 g/10 min., gemessen nach ASTM D 1238-65 T, bei einer Temperatur von 1900C und einem Auflagegewicht von 2,16 kg und einer Dichte von 0,890 bis 0,965 g/cm3 (nach DIN 53 479) in Frage. Typische Olefinpolymerisate sind Polyäthylene, Polypropylene, Athylen-Propylen-Copolymerisate oder Copolymerisate des Athylens mit weniger als '50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 40 Gew.- eines Vinylesters einer C2- bis C4-Alkancarbonsäure bzw. eines C1- bis C8-Alkylesters einer C -C8-Alkylesters einer C3- bis C4-Alkencarbonsäure. Gemische der genannten Homo- und Copolymerisate können als Pfropfgrundlage ebenfalls zum Einsatz gelangen. Die genannten Olefinpolymerisate sind aus der Polymerchemie wohl bekannt, so daß an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht.As a stock polymer on which the monoethylenically unsaturated carboxylic acids are grafted, common olefin polymers come with a melt index between 0.1 and 20 g / 10 min., Measured according to ASTM D 1238-65 T, at a temperature of 1900C and a coating weight of 2.16 kg and a density of 0.890 to 0.965 g / cm3 (according to DIN 53 479) in question. Typical olefin polymers are polyethylene, polypropylene, Ethylene-propylene copolymers or copolymers of ethylene with less than '50 % By weight, preferably 5 to 40% by weight, of a vinyl ester of a C2 to C4 alkanecarboxylic acid or a C1- to C8-alkyl ester of a C -C8-alkyl ester of a C3- to C4-alkenecarboxylic acid. Mixtures of the homo- and copolymers mentioned can also be used as the graft base get used. The olefin polymers mentioned are from polymer chemistry well known, so that it does not need to be discussed in more detail at this point.

Unter den auf die oben genannten Olefinpolymerisate pfropfpolymerisierten monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäuren sind bevorzugt die Monocarbonsäure wie die Acrylsäure und die Methacrylsäure zu nennen. Es können auch bevorzugt Maleinsäureanhydrid verwendet werden. Eine besonders geeignete Ausführungsform der Pfropfpolymerisation ist die, daß man von einem Gemisch Polypropylen und Acrylsäure ausgeht, und die Pfropfung wie in der DE-OS 23 42 486 beschrieben durchführt.Among those graft-polymerized onto the above-mentioned olefin polymers Monoethylenically unsaturated carboxylic acids are preferably the monocarboxylic acid such as acrylic acid and methacrylic acid should be mentioned. It can also preferably be maleic anhydride be used. A particularly suitable embodiment of the graft polymerization is that one starts from a mixture of polypropylene and acrylic acid, and that Grafting as described in DE-OS 23 42 486 carries out.

Auch kann die Matrix außer dem Pfropfpolymerisat noch bestimmte Mengen an anderen Olefinpolymerisaten enthalten.In addition to the graft polymer, the matrix can also contain certain amounts contained in other olefin polymers.

Als Olefinpolymerisate kommen die einschlägig bekannten Olefinpolymerisate, die auch als Pfropfgrundlage bzw.The olefin polymers known in the art are used as olefin polymers, which can also be used as a graft base or

Stammpolymerisat in dem Pfropfpolymerisat enthalten sein können, in Betracht. Bevorzugt sind Olefinpolymerisate, wie-Homopolymerisate des Äthylens oder des Propylens sowie Athylen-, Propylencopolymerisate. Dabei werden zweckmäßig solche Polymerisate verwendet, deren Schmelzindex zwischen 0,1 bis 20 g/10 min (2,16 kg, 1900C) liegt. Die Dichte der Olefinpolymerisate kann zwischen 0,890 und 0,965 g/cm3 (nach DIN 53 479) liegen. Die Olefinpolymerisate können in der Matrix zwischen 0 und 50 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pfropfpolymerisats enthalten sein.Master polymer can be contained in the graft polymer in Consideration. Preference is given to olefin polymers such as homopolymers of ethylene or of propylene and ethylene and propylene copolymers. In doing so, such are expedient Polymers used with a melt index between 0.1 and 20 g / 10 min (2.16 kg, 1900C). The density of the olefin polymers can be between 0.890 and 0.965 g / cm3 (according to DIN 53 479). The olefin polymers can be in the matrix between 0 and 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the graft polymer be.

Die Matrix kann außer dem Thermoplasten noch weiter für kunststoffübliche Zusätze, wie Bearbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, Korrosionsinhibitoren, Farbstoffe oder Pigmete in üblichen Mengen enthalten.In addition to the thermoplastic, the matrix can also be used for conventional plastics Additives such as processing aids, stabilizers, corrosion inhibitors, dyes or contain pigments in usual amounts.

Die Matrix beträgt in Vor.% ausgedrückt 5 bis 90 Vol.% des Verbundwerkstoffes, d.h. also der Verbundwerkstoff enthält zwischen 10 und 95 Vol.% des C/C-Skelettes.The matrix amounts to 5 to 90% by volume of the composite material, expressed as a percentage, i.e. the composite material contains between 10 and 95% by volume of the C / C skeleton.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe kann z.B. durch Tränken des C/C-Skeletts mit geschmolzenem Thermoplast oder durch Imprägnieren mit gelösten oder aufgeschlämmten Thermoplast erfolgen. Auch ist Druckimprägnierung des gelösten oder geschmolzenen Thermoplasten oder das Einwalzen der Schmelzen möglich.The manufacture of the composite materials according to the invention can e.g. by soaking the C / C skeleton with molten thermoplastic or by impregnation with dissolved or slurried thermoplastic. Also is pressure impregnation the dissolved or melted thermoplastic or the rolling in of the melts is possible.

Mitunter ist es auch zweckmäßig, den Verbundwerkstoff ein-oder beidseitig mit Folien oder Bahnen aus thermoplastischen Kunststoffen zu überziehen. Besonders vorteilhaft sind solche Verbundwerkstoffe, die Deckschichten aus Polypropylen enthalten. Die Verwendung von Haftmitteln für die Deckschichten ist hierbei nicht erforderlich.Sometimes it is also expedient to have the composite material on one or both sides to be covered with foils or sheets made of thermoplastics. Particularly Composite materials which contain outer layers made of polypropylene are advantageous. The use of adhesives for the cover layers is not necessary here.

Es ist auch möglich, die Oberflächen des Verbundwerkstoffes mit anderen Werkstoffen, wie Metallbahnen z.B. Aluminiumbahnen zu beschichten.It is also possible to share the surfaces of the composite with others To coat materials such as metal tracks, e.g. aluminum tracks.

Beispiel Es werden zunächst Kohlenstoffasermatten mit einem Phenolformaldehydharz (Novolacktyp; 50 % in Methanol) beschichtet und anschließend zu einem flächigen Gebilde verpreßt. Das flächige Gebilde wird in Inertgasatmosphäre langsam auf 10000C erhitzt, wobei eine Verkokung des Phenolharzes eintritt. Dieser Vorgang wird nach Imprägnierung mit Phenol- 'harz noch einmal wiederholt. Danach wird das C/C-Skelett, das aus miteinander verbundenen Kohlenstoffasermatten besteht für die Dauer von 1 Stunde mit 65 %iger Salpetersäure bei Siedetemperatur behandelt. Es wird anschließend gewaschen und getrocknet.Example First, carbon fiber mats are made with a phenol-formaldehyde resin (Novolack type; 50% in methanol) coated and then to a flat Pressed structure. The flat structure slowly increases to 10000C in an inert gas atmosphere heated, with coking of the phenolic resin occurs. This process is after Impregnation with phenolic 'Harz repeated once more. Thereafter becomes the C / C skeleton, which consists of interconnected carbon fiber mats treated for 1 hour with 65% nitric acid at boiling temperature. It is then washed and dried.

Danach wird das C/C-Skelett bei 170 0C mit einem flüssigen Epoxidharz auf Basis Pentaeritrit und Epichlorhydrin (Molekulargewicht (dampfdruckosmometrisch = 400, Epoxidwert 0,54) während der Dauer von 1 Stunde getränkt. Anschließend wird das nicht an der Oberfläche des C/C-Skelettes haftende Epoxidharz mit Chloroform abgelöst. Dabei zeigte sich, daß 2,5 Gew.% des Epoxidharzes, auf dem C/C-Skelett haftet. Die Epoxidgruppen sind zu 15 % umgesetzt worden, so daß 85 % freie Epoxidgruppen enthalten, d.h. der Epoxidwert des ursprünglich verwendeten Harzes ist in dem auf dem C/C-Skelett haftenden Anteil auf 0,47 gesunken.Then the C / C skeleton is coated with a liquid epoxy resin at 170 ° C based on pentaeritrite and epichlorohydrin (molecular weight (vapor pressure osmometric = 400, epoxy value 0.54) soaked for 1 hour. Then will the epoxy resin with chloroform, which does not adhere to the surface of the C / C skeleton replaced. It was found that 2.5% by weight of the epoxy resin on the C / C skeleton adheres. 15% of the epoxy groups have been converted, so that 85% are free epoxy groups included, i.e. the epoxy value of the resin originally used is in the the proportion adhering to the C / C skeleton decreased to 0.47.

Das so vorbehandelte C/C-Skelett wird nach dem Vakuumdruckimprägnierverfahren mit einem Gel aus einem Pfropfpolymerisat von 5 % Acrylsäure auf Polypropylen, das einen Schmelzindex von 1,2 und eine Dichte von 0,920 hat, imprägniert und getrocknet. Es fallen 10 Vol.% Pfropfpolymerisat auf 90 Vol.% C/C-Skelett.The pre-treated C / C skeleton is impregnated using the vacuum pressure method with a gel made from a graft polymer of 5% acrylic acid on polypropylene, the has a melt index of 1.2 and a density of 0.920, impregnated and dried. 10% by volume of graft polymer fall to 90% by volume of C / C skeleton.

Anschließend wird auf beide Seiten eine Polypropylenfolie von 0,5 mm Dicke aufgelegt und der Verbundwerkstoff bei Temperaturen von 2000C und einem Druck von 10 bar zu einem ebenen plattenförmigen Gebilde verpreßt. Dieser Leichtbauverbundkörper hat eine Biegefestigkeit von 450 MN/m2 und einen Biegemodul von 5 GN/m2. Diese mechanischen Werte werden auch bei länger andauernde Lagerung des Verbundkörpers bei 1300C und anschließende Abkühlung unverändert beibehalten.Then a polypropylene film of 0.5 is applied on both sides mm thickness and the composite material at temperatures of 2000C and a Pressure of 10 bar pressed into a flat plate-shaped structure. This lightweight composite body has a flexural strength of 450 MN / m2 and a flexural modulus of 5 GN / m2. This mechanical Values are also obtained when the composite body is stored for a longer period at 1300C and subsequent cooling remain unchanged.

Claims (4)

'Patentansprüche Verbundwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er aus kohlenstoffaserverstärktem Kohlenstoffskelett als Verstärkungselement und einer Matrix aus Thermoplasten besteht.'Patent claims composite material, characterized in that it made of carbon fiber reinforced carbon skeleton as a reinforcing element and a Matrix consists of thermoplastics. 2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche des Verstärkungselementes mit 0,5 bis 10, vorzugsweise mit 0,1 bis 5 Gew.%, auf das Gewicht des Verstärkungselements bezogen, einem Epoxidharz beschichtet ist, das nicht umgesetzte Epoxidgruppen enthält. 2. Composite material according to claim 1, characterized in that the total area of the reinforcement element with 0.5 to 10, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the weight of the reinforcing element, of an epoxy resin is coated that contains unreacted epoxy groups. 3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus einem Pfropfpolymerisat einer monoäthylenisch ungesättigten Carbonsäure auf einem Olefinpolymerisat besteht. 3. Composite material according to claim 1, characterized in that the matrix of a graft polymer of a monoethylenically unsaturated carboxylic acid insists on an olefin polymer. 4. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidharzschicht durch ein multifunktionelles Amin an der Oberfläche des Verstärkungselementes gebunden ist. 4. Composite material according to claim 1 and 2, characterized in that that the epoxy resin layer by a multifunctional amine on the surface of the Reinforcing element is bound.