[发明专利]碳纤维复合材料及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维复合材料及其制法，尤其是涉及一种具有高制振特性(high vibration damping)的碳纤维复合材料及其制法。

背景技术

随着时代进步，使用者需求的增加与节能的需求等，均使高分子纤维复合材料朝向轻量化、高强度发展。如自行车、高尔夫球杆、球拍、球棒等运动器材，风力发电叶片及工业生产设备方面的应用，皆伴随着轻量化、提升强度的发展，必须同时解决高分子纤维复合材料结构振动所产生的制振问题，以提升使用者的舒适性与工业生产设备应用的效能。

举例而言，运输用机械手臂在高速移动(2.8m/秒)、旋转(210°/秒)时会产生位移、变形与震动，高分子纤维复合材料制成的机械手臂因运动而产生形变的振幅摆动至停止的时间若过长时，需待较长的时间至摆动静止或振幅降低至可接受的程度，方得再进行下一动作，如此势必使产能受到影响，所以必须缩短振动的衰减时间，其产能动作才不致于降低。

通常，多层的高分子纤维复合材料的制备主要通过叠层，即叠合多层高分子纤维层，并调整上下层高分子纤维层之间的纤维角度以达成所需机械或物理特性，或者调整叠层的厚度或高分子的厚度，然而，该类调整或改变效果仍有限。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种碳纤维复合材料的制法，包括：于第一碳纤维层的第一侧结合第二碳纤维层，以得到层合件，其中，该第一纤维层的一表面上形成有含纳米碳管的树脂，且该纳米碳管表面具有反应性官能团；以及塑形该层合件。

本发明还提供一种碳纤维复合材料，包括：第一碳纤维层；第二碳纤维层；以及夹置于该第一碳纤维层和第二碳纤维层之间的树脂，其中，该树脂含有纳米碳管，且该纳米碳管表面具有反应性官能团。

附图说明

图1A至图1C为本发明第一实施例的碳纤维复合材料的制法示意图；以及

图2A至图2B为本发明第二实施例的碳纤维复合材料的制法示意图。

主要组件符号说明

1 层合件

1'、2 碳纤维复合材料

10 第一碳纤维层

10a 第一表面

10b 第二表面

12 树脂

14 第二碳纤维层

16 第三碳纤维层。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点及功效。

通常，多层的碳纤维复合材料的制备主要通过叠层，即叠合多层碳纤维层，之后再加工为所需外型。此外，可调整上下层碳纤维层的间的纤维角度以达成所欲的机械或物理特性。

本发明的碳纤维复合材料的制法发现在碳纤维复合材料中具有含纳米碳管的树脂时，可大幅提升制振特性。

通常，碳纤维复合材料包括至少二层的碳纤维层，可为三层至十层，甚至更多层的叠合结构。以下，本发明例示性地以典型的制作工艺说明，而非用以限制实施方式或结构。

一般而言，用于制作碳纤维复合材料的碳纤维层的制备方法包括手工积层、喷布、积层、连续积层、树脂转注成型、缠绕成型、片状模造（SMC）、块状模造（BMC）、预浸成型、压力釜成型等。因此，用于制作碳纤维复合材料的碳纤维层含有聚合物或如本文所述的树脂。

本发明提供一种碳纤维复合材料的制法，包括：于第一碳纤维层第一侧结合第二碳纤维层，以得到层合件，其中，该第一纤维层的一表面上形成有含纳米碳管的树脂，且该纳米碳管表面具有反应性官能团，以与该树脂键结；以及塑形该层合件。

实施例1

请参阅图1A至图1C，说明本发明碳纤维复合材料的制法。

如图1A所示，准备一第一碳纤维层10，具有相对的第一表面10a（如前述第一侧）和第二表面10b（第二侧），于该第一碳纤维层10的第一表面10a上形成有含纳米碳管的树脂12，且该纳米碳管表面具有反应性官能团，使其与该树脂12键结。在本示意图中，以预浸成型的碳纤维层作为第一碳纤维层10，是以，该第一碳纤维层10的第一表面10a和第二表面10b皆具有该树脂12，换言之，该树脂12包覆该第一碳纤维层10。

然而，该树脂也可形成于第一纤维层的单一表面上。

一具体实施例中，至少部分树脂夹置于该第一碳纤维层10和第二碳纤维层14之间（请参考图1B），而夹置于该第一碳纤维层10和第二碳纤维层14之间的树脂厚度约5至400μm。