[发明专利]树脂基复合结构及其制造方法

说明书

本发明是揭示一种树脂基复合结构及其制造方法。树脂基复合结构的制造方法包含下列步骤。准备一预浸布，其中预浸布包含一环氧树脂‑碳纤维复合材料。覆盖一热熔融材料于预浸布的一表面上。执行一压模固化制程以令热熔融材料与预浸布熔融，其中压模固化制程包含：于一第一温度加热以令热熔融材料熔化、软化及完全与预浸布熔融；以及于一第二温度加热热熔融材料以固化热熔融材料而形成一树脂基复合结构。借此，所形成的树脂基复合结构具有无缺陷的表面且无须额外的缺陷移除制程，可大幅简化制程复杂度及降低制造成本。

技术领域

本发明是关于一种复合结构及其制造方法；更特别言之，本发明是关于一种具有环氧树脂-碳纤维复合材料及可与此环氧树脂-碳纤维复合材料完全熔融的热熔融材料的树脂基复合结构及其制造方法。

背景技术

环氧树脂-碳纤维复合材料已被广泛使用于各种工业，此是因其具有例如：轻量、高刚性以及高机械强度等优越的材料性质。已知此种环氧树脂-碳纤维复合材料需经一压模固化制程以得到最终的产品(例如：自行车车架、自行车零组件或交通载具本体等)。然而，此种复合材料中，当经过压模固化制程后，通常伴随表面缺陷的产生。此表面缺陷经常导致不良的产品外观以及产品的功能失效。图1是绘示以已知压模固化制程所制成的一预浸布200的数种表面缺陷的示意图。已知以环氧树脂-碳纤维复合材料所制成的预浸布200，当经过压模固化制程后，经常形成数种表面缺陷。例如于图1中，可看到孔洞210以及不均匀表面220的形成，此是肇因于压模固化制程中，环氧树脂与模具间的空气被锁住而无法排出。再者，于压模固化制程后，残留的离型剂230亦导致针孔状缺陷240的产生。因此，后续必须执行相当耗时的缺陷移除制程，例如：补土步骤、磨修步骤及喷涂底漆步骤等，且补磨作业需要往复多次始能达成对外观均匀度的要求。另外一种方式是将一排气层于压模固化制程前覆盖于预浸布200上以协助排气，通常选取碳丝纤维或玻璃纤维材质作为此排气层。然而，此种材质可能因空孔率过高而无法排除被锁住于其内的空气，致使表面缺陷仍然存在，甚至难以进行后续加工。后续亦出现有以树脂转注成型(RTM)等方法来确保环氧树脂-碳纤维复合材料的均匀表面的形成。然而，此种方法提供了过多树脂(树脂含量常在40～60％)，虽然在产品外观有较优良的品质，但是不利于制造要求轻量化的环氧树脂-碳纤维复合材料的产品(期望树脂含量小于35％)。再者，无论是在树脂转注成型或是以预浸布200压模固化的方法中，皆需要离型剂230的使用，于执行压模固化制程后，残留的离型剂230以及杂质经常仍形成于产品的表面上，致使后续的物理或化学的缺陷移除制程仍无法省略，而此缺陷移除制程仍伴随有造成产品表面损坏的可能性。因此，仍需要发展无须离型剂230及额外的缺陷移除制程，即可形成高品质的表面外观的新颖的材料及制造方法。

发明内容

本发明是提供一种树脂基复合结构及其制造方法，此是使用新颖的热熔融材料与预浸布熔融而形成树脂基复合结构。此种树脂基复合结构具有无缺陷的平滑表面，且无须后续复杂的缺陷移除制程。

于本发明一实施方式中，揭示一种树脂基复合结构的制造方法，其包含：准备一预浸布，其中预浸布包含一环氧树脂-碳纤维复合材料；覆盖一热熔融材料于预浸布的一表面上；以及执行一压模固化制程以令热熔融材料与预浸布熔融，其中预浸布与热熔融材料于室温下为固态，热熔融材料于室温下不具沾黏性，且压模固化制程包含：于一第一温度加热以令热熔融材料熔化、软化以及与预浸布熔融，其中热熔融材料于室温升至第一温度时保持固态且不具沾黏性，预浸布与热熔融材料于第一温度后开始熔化、软化及由固态转变为胶态；及于一第二温度加热预浸布与热熔融材料，其中预浸布与热熔融材料于第二温度前完全熔融，与热熔融材料完全熔融的预浸布于第二温度后开始固化而形成树脂基复合结构；其中第一温度小于第二温度。

于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，第一温度的范围可由70℃至150℃。

于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，第二温度的范围可由120℃至180℃。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，热熔融材料的一黏度随第一温度升高至第二温度而降低。