[发明专利]碳纤维复合材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维复合材料的制造方法，特别涉及可以增加吸附树脂能力并有效地缩短含浸时间的碳纤维复合材料的制造方法。

背景技术

复合材料在现今的日常生活中的应用已经越来越广泛，其中又以碳纤维及玻璃纤维为最。大家通常听到的碳纤维复合材料或碳纤维制品，已成为许多民生产品争相采用的材料。其优点在于质轻、强度高，且表面通常有特殊且美观的编织花纹。

高分子碳纤维复合材料(CFRP)的基材多为热固性树脂如环氧树脂(epoxyresin)、不饱和聚脂树脂等，但也有使用热塑性树脂的产品。高分子碳纤维复合材料制作方法与玻璃纤维(FRP)十分类似，首先将纤维含浸树脂，再利用所需工艺如缠绕、叠层、热压、树脂转注、射出、拉挤等方式成型，待其固化即可。此种类的碳纤维复合材料为最常见的种类，其优点主要为强度高、质量轻、寿命长，如航空、太空、机械、赛车等产业均大量使用，而近年来民生产业也开始大量采用，且有许多产品并非以强度为诉求，只取其轻量及美观，如脚踏车、球拍、球杆、装饰品等。

然而，针对高分子碳纤维复合材料而言，在其含浸树脂的工艺中，若在没有含浸得很均匀的情况下，会使得碳纤维丝之间的缝隙含浸不到树脂，并在树脂硬化之后产生许多空洞。当高分子碳纤维复合材料含有很多空洞时，强度就会劣化。因此，含浸的时间往往需要很长一段时间。

另外，若采用热固性树脂(如环氧树脂)作为基材，则在其硬化之后，就无法利用加热来让使其变形。相对地，在硬化的过程中，采用热固性树脂作为基材的高分子碳纤维复合材料，就必须在真空的环境之下一边进行硬化一边把高分子碳纤维复合材料的成品形状拉制出来。为了解决此问题，采用热塑性树脂作为基材的高分子碳纤维复合材料因应而生。热塑性树脂在加热后，可以直接以冲压工艺冲(punching)出高分子碳纤维复合材料所需要的形状。但是，若采用热塑性树脂(如压克力)作为基材，则由于热塑性树脂比热固性树脂还要浓稠，会使得高分子碳纤维复合材料含浸所需的时间更长，也更不易使树脂含浸于碳纤维丝之间。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种碳纤维复合材料的制造方法。根据本发明的碳纤维复合材料的制造方法是特别用来制造高分子碳纤维复合材料(CFRP)。

本发明的一具体实施例提供的碳纤维复合材料的制造方法主要包含有下列步骤。首先，根据本发明的碳纤维复合材料的制造方法执行步骤(a)：提供碳纤维布。然后，根据本发明的碳纤维复合材料的制造方法执行步骤(b)：对碳纤维布进行等离子体处理。接着，根据本发明的碳纤维复合材料的制造方法执行步骤(c)：将碳纤维布含浸于树脂溶液中，其中树脂溶液包含热固性树脂与热塑性树脂。最后，根据本发明的碳纤维复合材料的制造方法执行步骤(d)：热压经含浸的碳纤维布以形成碳纤维板材。

因此，根据本发明的一具体实施例的碳纤维复合材料的制造方法，其是在碳纤维布进入含浸处理之前，预先使用等离子头照射碳纤维布。利用等离子体处理的帮助，可以使碳纤维布的表面细致化，并将碳纤维布的表面转化成亲水性，进而可以增加吸附树脂能力并有效地缩短含浸时间。

由此，可以使碳纤维布的表面细致化，并将碳纤维布的表面转化成亲水性，进而可以增加吸附树脂能力并有效地缩短含浸时间。并且，由于碳纤维布所用来含浸的树脂有包含热塑性树脂，因此可在热压之后先初步成型为板材，并利用如冲压等成型工艺快速地冲出高分子碳纤维复合材料所需要的形状。换言之，本发明的碳纤维复合材料的制造方法可以有效地缩短工艺时间。

关于本发明的优点与精神可以利用以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1所示为根据本发明的一较佳具体实施例的碳纤维复合材料的制造方法的步骤流程图。

图2所示为等离子体装置对碳纤维布进行等离子体处理的示意图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一碳纤维复合材料的制造方法。碳纤维复合材料的制造方法是利用等离子体处理的帮助，可以使碳纤维布的表面细致化，并将碳纤维布的表面转化成亲水性，进而可以增加吸附树脂能力并有效地缩短含浸时间。以下将详述本发明的较佳具体实施例，用以充分解说本发明的特征、精神、优点以及实施上的简便性。

请参阅图1。图1所示为根据本发明的一较佳具体实施例的碳纤维复合材料的制造方法的步骤流程图。根据本发明的碳纤维复合材料的制造方法主要是用来制造高分子碳纤维复合材料(CFRP)。本发明的碳纤维复合材料的制造方法主要包含有下列步骤。