[發(fā)明專利]多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710744548.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN107880295B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸相潤;李曉真;崔致勛;梁埈滈;尹炳哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社;起亞自動(dòng)車株式會(huì)社;無限碳業(yè)公司
• 主分類號(hào): C08J5/24
• 分類號(hào): C08J5/24;C08J7/04;C08J5/04;C08L63/00;C08K7/06
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

公開了一種多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)及其制造方法。多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)包括預(yù)浸料層，所述預(yù)浸料層通過利用第一樹脂浸漬碳纖維織物形成；以及固定層，所述固定層由具有比第一樹脂更高的固化速率的第二樹脂形成并且提供在預(yù)浸料層的一個(gè)表面上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)(multilayer prepreg structure)及其制造方法，并且更具體地，涉及具有改善的外觀質(zhì)量的多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

通常，由碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)形成的部件被制造成具有預(yù)浸料結(jié)構(gòu)，其中由碳纖維編織的織物利用樹脂浸漬。CFRP具有低重量與強(qiáng)度比和期望的外觀，因此可用作車輛內(nèi)部材料。

然而，在常規(guī)預(yù)浸料結(jié)構(gòu)中，在樹脂固化過程中，樹脂從碳纖維織物的表面層退出(recede)，導(dǎo)致預(yù)浸料結(jié)構(gòu)的表面不均勻。為了平坦化不均勻的預(yù)浸料結(jié)構(gòu)表面，可以重復(fù)地將涂層材料施加到預(yù)浸料結(jié)構(gòu)表面。涂層材料的重復(fù)施加增加了制造時(shí)間和制造成本。

此外，殘留在樹脂中的氣泡擴(kuò)散到表面可能引起針孔(pinhole，小孔，氣孔)，導(dǎo)致預(yù)浸料結(jié)構(gòu)的外觀缺陷。

圖1是示出常規(guī)的預(yù)浸料結(jié)構(gòu)的剖視圖，以及圖2是示出常規(guī)的預(yù)浸料結(jié)構(gòu)的制造方法的圖。

如圖1和圖2所示，為了制造預(yù)浸料結(jié)構(gòu)10，利用樹脂12浸漬碳纖維織物11，真空排氣(vacuum-evacuated)，然后加熱，使得樹脂12在排出氣泡B的同時(shí)進(jìn)行熱硬化。

在該過程中，氣泡B從樹脂12的內(nèi)部排出，從而可以形成針孔。此外，樹脂12可能從預(yù)浸料結(jié)構(gòu)10的側(cè)表面泄漏，從而暴露碳纖維織物11。

當(dāng)透明涂層(clear coating layer)20被施加到暴露了碳纖維織物11的預(yù)浸料結(jié)構(gòu)10時(shí)，透明涂層20的表面沿碳纖維織物11的形狀變形。這會(huì)降低預(yù)浸料結(jié)構(gòu)10的外觀質(zhì)量，需要施加另外的且經(jīng)常重復(fù)的透明涂層，以實(shí)現(xiàn)預(yù)浸料結(jié)構(gòu)10表面的平坦化。

因此，需要具有改進(jìn)外觀質(zhì)量的平坦表面的新型預(yù)浸料結(jié)構(gòu)和制造改進(jìn)的預(yù)浸料結(jié)構(gòu)的方法，該方法需要更少的透明涂層應(yīng)用。

已經(jīng)提供了上述描述以幫助理解本發(fā)明的背景，并且上述描述不應(yīng)被解釋為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開解決了上述問題。本公開的目的是提供具有平坦表面的改進(jìn)的多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)和制造改進(jìn)的預(yù)浸料結(jié)構(gòu)的方法。

在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，改進(jìn)的多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)包括通過利用第一樹脂浸漬碳纖維織物形成的預(yù)浸料層，和施加到預(yù)浸料層的一個(gè)表面的由第二樹脂形成的固定層，所述第二樹脂具有比第一樹脂更高的固化速率(curing rate)。

在進(jìn)一步的示例性實(shí)施方式中，單層預(yù)浸料層與固定層的厚度比為1:0.25～1。

在進(jìn)一步的示例性實(shí)施方式中，預(yù)浸料層的厚度為0.4mm或更小。

在進(jìn)一步的示例性實(shí)施方式中，第一樹脂在125攝氏度的溫度下具有8-30分鐘的凝膠時(shí)間(gel-time)，并且第二樹脂在125攝氏度的溫度下具有2-10分鐘的凝膠時(shí)間。

在進(jìn)一步的示例性實(shí)施方式中，第一樹脂是含有雙氰胺類硬化劑的環(huán)氧樹脂，并且第二樹脂是含有脲類硬化劑的環(huán)氧樹脂。

改進(jìn)的多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)還可以包括施加到固定層表面的透明涂層。

本公開還描述了制造改進(jìn)的多層預(yù)浸料結(jié)構(gòu)的方法的示例性實(shí)施方式，所述方法包括以下步驟：編織碳纖維織物；通過利用第一樹脂浸漬碳纖維織物來制造預(yù)浸料層；將由具有比第一樹脂更高固化速率的第二樹脂形成的固定層施加到預(yù)浸料層的一個(gè)表面；真空包裝具有施加至其的固定層的預(yù)浸料層；和在高壓釜內(nèi)加熱真空包裝的預(yù)浸料層和固定層。