复合材料的制作方法

本实用新型有关于一种复合材料。

背景技术：

已知的热固性复材经固化后通常具有一粗糙的外表面，为使该外表面具有较光滑、有光泽的外观，该热固性复材需经过多道研磨及抛光作业，加工过程繁复且耗费成本。此外，已知的复合材料需在二层体之间另设有粘着材料以相互连接，然，由于材料之间的性质差异，粘着强度不足而有容易剥离的疑虑，同时也增加该复合材料的整体厚度及重量，存在极待改善的缺弊。

因此，有必要提供一种新颖且具有进步性的复合材料，以解决上述的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种复合材料，易于制造且结构强度佳。

为达成上述目的，本实用新型提供一种复合材料，包括：一第一纤维层，覆设有一热塑性树脂，包括至少一厚度不大于0.1毫米的层体，且该至少一层体的至少部分区块的纤维以同一方向排列；一第二纤维层，覆设有一热固性树脂且与该第一纤维层相结合；其中，在该第一纤维层与该第二纤维层之间，该热塑性树脂与该热固性树脂至少部分相互融混形成一非平滑接着界面。

更进一步地，该热固性树脂的一固化温度介于100至300℃。

更进一步地，该热固性树脂的一固化温度高于该热塑性树脂的一玻璃转化温度(glasstransitiontemperature,tg)。

更进一步地，该第一纤维层及该第二纤维层分别包括聚合物纤维、克维拉纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维及天然纤维至少其中一者。

更进一步地，该至少一层体的数量为复数层，各该层体的纤维排列方向相异于该复数层体的至少其中一者的纤维排列方向。

更进一步地，该至少一层体的数量为复数层，该复数层体包括相互层迭的一表层及至少一单向纤维层，该至少一单向纤维层的纤维排列方向相对于该第二纤维层的一基准线包括0°、±15°、±17°、±22°、±30°、±45°、±60°、±75°、90°至少其中一者。

更进一步地，至少一该层体由复数单向纤维带编织构成，且该复数单向纤维带的相邻二者的纤维排列方向相互垂直。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供一种复合材料，易于制造且结构强度佳。

附图说明

图1为本实用新型第一较佳实施例的制造流程图。

图2为本实用新型第一较佳实施例的分解图。

图3为本实用新型第一较佳实施例的剖视图。

图4为本实用新型第二较佳实施例的分解图。

图5为本实用新型第二较佳实施例的分解图。

附图标记

1～4：步骤；10：热塑性预浸材；11：第一纤维层；111,111a,111b：层体；112,112a：单向纤维层；113,113a：表层；114,114a：单向纤维带；20：热固性预浸材；21：第二纤维层；30：非平滑接着界面；l：基准线。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本实用新型可能的实施态样，然并非用以限制本实用新型所欲保护的范畴，合先叙明。

请参考图1至3，其显示本实用新型的第一较佳实施例，本实用新型的复合材料1包括一第一纤维层11及一第二纤维层21。

该第一纤维层11覆设有一热塑性树脂且包括至少一厚度不大于0.1毫米的层体，且该至少一层体的至少部分区块的纤维以同一方向排列；该第二纤维层21覆设有一热固性树脂且与该第一纤维层11相结合；其中，在该第一纤维层11与该第二纤维层21之间，该热塑性树脂与该热固性树脂至少部分相互融混形成一非平滑接着界面30。

该热固性树脂的一固化温度介于100至300℃，可依据选用的材料调整适当的加热温度。该热固性树脂的固化温度高于该热塑性树脂的一玻璃转化温度(glasstransitiontemperature,tg)，借此，在加热时，该热塑性树脂与未固化的该热固性树脂可在该第一纤维层11与该第二纤维层21之间至少部分相互融混，进而一体融合构成该非平滑接着界面30(指相互融混的区域，如图3所示)，固化后结合强度佳。在热压结合时所施加的压力较佳介于1至50bar，可依需求调整以增加结合强度并达到塑形的效果。

该热塑性树脂可选自非结晶性聚合物或半结晶性聚合物，韧性高、固化周期短且易于重复加工。非结晶性聚合物例如但不限为聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,pc)、聚砜(polysulfone)等；半结晶性聚合物例如但不限为聚丙烯(polypropylene,pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,pet)、聚酰胺(polyamide,pa)等。该第一纤维层11及该第二纤维层21的厚度可透过改变纤维体积分率或树脂含量调整，达到不同的产品需求。该热塑性树脂可提供该复合材料光滑、有光泽的外观，无需额外研磨加工。

详细说，该第一纤维层11及该第二纤维层21分别包括聚合物纤维、克维拉纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维及天然纤维至少其中一者。较佳地，该至少一层体111的数量为复数层，各该层体111的纤维排列方向相异于该复数层体111的至少其中一者的纤维排列方向，增加该复合材料的结构强度。该复数层体111包括相互层迭的一表层113及至少一单向纤维层112，该至少一单向纤维层112的纤维排列方向相对于该第二纤维层21的一基准线l包括0°、±15°、±17°、±22°、±30°、±45°、±60°、±75°、90°至少其中一者。在本实施例中，该复数层体111包括相互层迭的四单向纤维层112，且该四单向纤维层112位于最上层者即为该表层113；相对于该基准线l，该四单向纤维层112的纤维排列方向朝该第二纤维层21依序为+45°、-45°、0°、90°，各该单向纤维层112的纤维排列致密，可有效避免该复合材料在结合时产生孔隙。在其他实施例中，该复数层体的层数、该至少一单向纤维层的层数及各该层体的纤维排列方向皆可依产品需求调整。

配合参考图1，本实用新型的复合材料的制造方法包括下列步骤：(1)提供一热塑性预浸材10，其包括一预浸覆设有一热塑性树脂的第一纤维层11，其中该第一纤维层11包括至少一厚度不大于0.1毫米的层体111，且该至少一层体111的至少部分区块的纤维以同一方向排列；(2)提供一热固性预浸材20，其包括一预浸覆设有一未固化的热固性树脂的第二纤维层21；(3)热压结合该热塑性预浸材10与该热固性预浸材20，并在该热塑性预浸材10与该热固性预浸材20之间形成一非平滑接着界面30；(4)冷却固化形成该复合材料。借此，该复合材料的制造方法简单，且无需另外添加粘着材料即可连接热塑性复材及热固性复材。在该步骤(1)中，各该层体111较佳分别预浸该热塑性树脂至孔隙率不大于1％后再相互层迭构成该热塑性预浸材10，借此，该热塑性树脂可较均匀地渗入该至少一层体111内，易于热压成形且成形后孔隙率低、结构强度佳且外观平滑。在其他实施例中，各该层体也可先层迭再预浸该热塑性树脂；该热塑性预浸材也可预先热压成型为一热塑板，便于操作。

在本实用新型的第二较佳实施例中，该复数层体111a包括相互层迭的该表层113a及四单向纤维层112a。该表层113a为一编织层，可提供较多样化的外观；相对于该基准线l，该四单向纤维层112a的纤维排列方向由该表层113a朝该第二纤维层21依序为0°、90°、90°、0°，可提供适当的结构强度，如图4所示。

在本实用新型的第三较佳实施例中，至少一该层体111b由复数单向纤维带114,114a编织构成，且该复数单向纤维带114,114a的相邻二者的纤维排列方向相互垂直，举例但不限为平纹编织、斜纹编织等。借此，该复合材料可具有特殊外观、厚度薄且重量轻等优点。然，该复数单向纤维带的相邻二者的纤维排列方向也可配置为其他角度；该第一纤维层也可包括多个该层体，如图5所示。