[发明专利]多层预浸料结构及其制造方法

说明书

公开了一种多层预浸料结构及其制造方法。多层预浸料结构包括预浸料层，所述预浸料层通过利用第一树脂浸渍碳纤维织物形成；以及固定层，所述固定层由具有比第一树脂更高的固化速率的第二树脂形成并且提供在预浸料层的一个表面上。

技术领域

本发明涉及多层预浸料结构(multilayer prepreg structure)及其制造方法，并且更具体地，涉及具有改善的外观质量的多层预浸料结构及其制造方法。

背景技术

通常，由碳纤维增强塑料(CFRP)形成的部件被制造成具有预浸料结构，其中由碳纤维编织的织物利用树脂浸渍。CFRP具有低重量与强度比和期望的外观，因此可用作车辆内部材料。

然而，在常规预浸料结构中，在树脂固化过程中，树脂从碳纤维织物的表面层退出(recede)，导致预浸料结构的表面不均匀。为了平坦化不均匀的预浸料结构表面，可以重复地将涂层材料施加到预浸料结构表面。涂层材料的重复施加增加了制造时间和制造成本。

此外，残留在树脂中的气泡扩散到表面可能引起针孔(pinhole，小孔，气孔)，导致预浸料结构的外观缺陷。

图1是示出常规的预浸料结构的剖视图，以及图2是示出常规的预浸料结构的制造方法的图。

如图1和图2所示，为了制造预浸料结构10，利用树脂12浸渍碳纤维织物11，真空排气(vacuum-evacuated)，然后加热，使得树脂12在排出气泡B的同时进行热硬化。

在该过程中，气泡B从树脂12的内部排出，从而可以形成针孔。此外，树脂12可能从预浸料结构10的侧表面泄漏，从而暴露碳纤维织物11。

当透明涂层(clear coating layer)20被施加到暴露了碳纤维织物11的预浸料结构10时，透明涂层20的表面沿碳纤维织物11的形状变形。这会降低预浸料结构10的外观质量，需要施加另外的且经常重复的透明涂层，以实现预浸料结构10表面的平坦化。

因此，需要具有改进外观质量的平坦表面的新型预浸料结构和制造改进的预浸料结构的方法，该方法需要更少的透明涂层应用。

已经提供了上述描述以帮助理解本发明的背景，并且上述描述不应被解释为本领域技术人员已知的常规技术。

发明内容

本公开解决了上述问题。本公开的目的是提供具有平坦表面的改进的多层预浸料结构和制造改进的预浸料结构的方法。

在一个示例性实施方式中，改进的多层预浸料结构包括通过利用第一树脂浸渍碳纤维织物形成的预浸料层，和施加到预浸料层的一个表面的由第二树脂形成的固定层，所述第二树脂具有比第一树脂更高的固化速率(curing rate)。

在进一步的示例性实施方式中，单层预浸料层与固定层的厚度比为1:0.25～1。

在进一步的示例性实施方式中，预浸料层的厚度为0.4mm或更小。

在进一步的示例性实施方式中，第一树脂在125摄氏度的温度下具有8-30分钟的凝胶时间(gel-time)，并且第二树脂在125摄氏度的温度下具有2-10分钟的凝胶时间。

在进一步的示例性实施方式中，第一树脂是含有双氰胺类硬化剂的环氧树脂，并且第二树脂是含有脲类硬化剂的环氧树脂。

改进的多层预浸料结构还可以包括施加到固定层表面的透明涂层。

本公开还描述了制造改进的多层预浸料结构的方法的示例性实施方式，所述方法包括以下步骤：编织碳纤维织物；通过利用第一树脂浸渍碳纤维织物来制造预浸料层；将由具有比第一树脂更高固化速率的第二树脂形成的固定层施加到预浸料层的一个表面；真空包装具有施加至其的固定层的预浸料层；和在高压釜内加热真空包装的预浸料层和固定层。