CN102848678B - 一种纤维复合材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种纤维复合材料，包括：纤维层，其表面具有凹凸图案；纤维层的至少一面均匀涂覆有树脂层，所述树脂层表面设置有与上述纤维层相对应的凹凸图案；还提供了制造该纤维复合材料的方法。纤维预浸布包括表面具有凹凸图案的纤维层，在纤维预浸布具有树脂层的上面覆上隔离层和软性层后，通过热压模进行热压，可以使纤维预浸布的凹凸图案纹路在热压后通过树脂层显现出来，制造的纤维复合材料表面具有与纤维层凹凸图案相对应的图案，从而提供了舒适的手感和防滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及纤维复合材料领域，具体涉及一种纤维复合材料及其制造方法。
背景技术
随着电子信息产业的发展，手持通讯设备如手机、平板电脑等产品得到了极大发展，并且市场竞争日益激烈。产品的差异化的外观和手感能够提高产品的竞争力。在产品的表面实现3D的花纹或图案不仅可以提供舒适的手感，增加美观度，还能够增强产品的抗滑、抗刮伤能力。
采用塑胶件成型出表面3D花纹较为简易，只需要在模具中加工出相应的花纹即可，但是由于塑胶件性能较差，在成型大型电子产品如平板电脑时性能难以满足要求。如果采用金属材料，一是会增加产品重量，二是手感并不好。纤维增强材料以其质量轻强度高的特点获得了越来越广泛的应用。同时，由于纤维增强材料的特殊性能，可以像纤维一样编织成布，不仅可以用作结构材料，也可以用作表面装饰。
当前纤维增强材料作为表面装饰使用的主要是纤维编织布，成型方法主要是热压的成型方式。热压成型后的纤维编织布表面一般为高光或者哑光效果。由于纤维编织布本身具有凸凹的表面效果，普通的成型方法成型完之后，纤维被基体树脂所覆盖包裹，由于树脂是透明的，纤维相当于是“悬浮”在基体树脂之内，视觉效果是3D的，但是触觉效果仍然是平面，如图1所示，为现有纤维复合材料的结构示意图，图中基体树脂11包裹纤维复合材料10，该纤维复合材料表面具有凹凸的3D图案，但是基体树脂11表面是平面的结构，触觉效果为平面结构。
发明内容
本发明为解决现有中基体树脂表面为平面结构的问题，从而提供了一种包裹纤维复合材料的基体树脂表面为凹凸的3D结构图案的纤维复合材料及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种纤维复合材料，包括：纤维层，其表面具有凹凸图案；纤维层的至少一面均匀涂覆有树脂层，所述树脂层表面设置有与上述纤维层相对应的凹凸图案。
本发明还提供了一种纤维复合材料的制造方法，包括以下步骤：步骤一：提供纤维预浸布，所述纤维预浸布包括表面具有凹凸图案的纤维层，所述纤维层的至少一面浸有树脂层； 步骤二：在纤维预浸布具有树脂层的上面覆上一层隔离层；步骤三：在所述隔离层上面覆上一软性层；步骤四：对经过上述步骤处理后的纤维预浸布进行热压；步骤五：去除软性层和隔离层。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的一种纤维复合材料及其制造方法，纤维预浸布包括表面具有凹凸图案的纤维层，在纤维预浸布具有树脂层的上面覆上隔离层和软性层后，通过热压模进行热压，可以使纤维预浸布的凹凸图案纹路在热压后通过树脂层显现出来，制造的纤维复合材料表面具有与纤维层凹凸图案相对应的图案，从而提供了舒适的手感和防滑性能。
附图说明
图1是现有纤维复合材料的结构示意图。
图2是本发明实施例纤维复合材料制造方法的流程图。
图3是图2流程图中步骤二的示意图。
图4是图2流程图中步骤三的示意图。
图5是图2流程图步骤四中未进行热压的示意图。
图6是图2流程图步骤四中进行热压后的示意图。
图7是图2流程图步骤四之后去除软性层和隔离层后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种纤维复合材料，参照图7所示，包括：纤维层20，其表面具有凹凸图案；纤维层20的至少一面均匀涂覆有树脂层21，所述树脂层21表面设置有与上述纤维层20相对应的凹凸图案；从而该纤维复合材料表面具有与纤维层的凹凸图案相对应的图案。本实施例采用了在纤维层20的两面均匀涂覆有树脂层21，该树脂层21为具有耐热性能的酚醛环氧树脂。
本发明还提供了一种纤维复合材料的制造方法，参照图2所示，本发明实施例纤维复合材料制造方法的流程图，包括以下步骤：步骤一：提供纤维预浸布，所述纤维预浸布包括表面具有凹凸图案的纤维层，所述纤维层的至少一面浸有树脂层；步骤二：在纤维预浸布具有树脂层的上面覆上一层隔离层；步骤三：在所述隔离层上面覆上一软性层；步骤四：通对经过上述步骤处理后的纤维预浸布进行热压；步骤五：去除软性层和隔离层。纤维预浸布包括表面具有凹凸图案的纤维层，在纤维预浸布具有树脂层的上面覆上隔离层和软性层后，通过热压模进行热压，可以使纤维预浸布的凹凸图案纹路在热压后通过树脂层显现出来，制造的纤维复合材料表面具有与纤维层凹凸图案相对应的图案，从而提供了舒适的手感和防滑性能。
以下以纤维层的两面均具有树脂层为例，详述本发明纤维复合材料制造方法的详细步骤：
步骤一：提供纤维预浸布，所述纤维预浸布包括表面具有凹凸图案的纤维层20，所述纤维层的至少一面浸有树脂层21，该树脂层21为具有耐热性能的酚醛环氧树脂。
步骤二：在纤维预浸布具有树脂层的上面覆上一层隔离层22；如图3所示，本实施例在两面的环氧树脂层表面上覆上隔离层22；本实施例中的隔离层22为离型纸，离型纸可以选用PE（polyethylene，聚乙烯）离型纸、PET（polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯）离型纸、OPP（O-phenylphenol，邻苯基苯酚）离型纸或复合离型纸中的一种，由于离型纸只是起到隔离的作用，所以其厚度越薄越好，现有离型纸一般厚度为0.03~0.05mm，在该厚度范围内的离型纸都可以满足要求。离型纸的面积要大于纤维预浸布的面积，因为在热压时，会有树脂流出，这部分流出的树脂如果是在离型纸内，就不至于流到模具上。由于纤维预浸布中树脂的含量不同，离型纸的面积要比纤维预浸布的面积大30%~50%。
步骤三：在所述隔离层上面覆上一软性层23，如图4所示；该软性层23可以选用软性薄膜材料，并应满足以下两个条件：1、柔软，可以使得弯折后不会破碎或者产生裂纹；2、容易铺展，使得成型时容易铺平在离型纸表面。软性层材料在受热时和纤维预浸布表面接触的部分会形成于纤维预浸布表面相同的形状，由于该部分材料需要利用其变形性，所以厚度不能太薄，一般要求不低于0.05mm；同时也不能太厚，如果厚度太大，会使模具的热量传导受到影响，一般要求不高于0.1mm。当然，如果在实际生产情况中，纤维预浸布的纹路很宽，可以选取更厚的软性薄膜材料。软性层的材料为热塑性材料或热固性材料；热塑性材料可以选用TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)，这种材料能在一定热度下变软，而在常温下可以保持不变。热固性材料可以选用PU（ploy urethane，聚氨酯）软性薄膜材料用来成型纤维预浸布的花纹，所以其大小应和纤维预浸布大小一致，在放置时其位置也应该和预浸布位置相吻合。
由于纤维预浸布的基体材料一般为环氧树脂，而环氧树脂的粘接能力极强，由于离型纸不与其它材料相粘合，如果没有离型纸，直接将软性薄膜材料覆在纤维预浸布之上，成型后两者就会粘结在一起导致难以剥离。
步骤四：通过热压模对上述覆有软性层的材料进行热压；离型纸和软性薄膜材料覆好之后就可以放入模具24内热压，如图5所示，是步骤四中未进行热压的示意图，在未加压力和温度时，离型纸和软性薄膜材料不变形；在加压力和温度后，离型纸和软性薄膜材料会变形，如图6所示，是步骤四中进行热压后的示意图。在合适的温度和压力下，纤维预浸布内的树脂固化形成表面凸凹的形状。热压温度一般选用110~160℃，热压的压力一般选用5~30公斤力/厘米2；由于软性薄膜材料需要变形，所以软性薄膜材料的变形温度也应该在110~160℃，而软性薄膜材料热降解温度应高于此范围。
步骤五：去除软性层和隔离层如图7所示，是步骤四之后去除软性层和隔离层后的结构示意图；热压过程完毕后，开模取出制品，此时的软性薄膜材料以及离型纸是粘在产品表面随产品一起取出的，此时的产品表面没有凹凸的3D图案效果。需要将软性薄膜材料和离型纸揭除之后就得可得到产品表面凹凸的3D图案效果。该方法不仅可以成型双面的3D效果，上述的实施例即为双面的3D图案效果；也可形成单面的3D纹路，即在一面加离型纸和软性薄膜材料即可；其步骤与前述双面的相同，此处不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纤维复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：提供纤维预浸布，所述纤维预浸布包括表面具有凹凸图案的纤维层，所述纤维层的至少一面浸有树脂层；
步骤二：在纤维预浸布具有树脂层的上面覆上一层隔离层；
步骤三：在所述隔离层上面覆上一软性层；
步骤四：对经过上述步骤处理后的纤维预浸布进行热压；
步骤五：去除软性层和隔离层。
2.根据权利要求1所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述树脂层为酚醛环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述隔离层为离型纸。
4.根据权利要求3所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述离型纸为PE离型纸、PET离型纸、OPP离型纸或复合离型纸中的一种。
5.根据权利要求3所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述离型纸的厚度为0.03~0.05mm。
6.根据权利要求1所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述软性层的厚度为0.05~0.1 mm。
7.根据权利要求1所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述软性层的材料为热塑性材料或热固性材料。
8.根据权利要求7所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述热塑性材料为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。
9.根据权利要求7所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述热固性材料为聚氨酯。
10.根据权利要求1所述的纤维复合材料的制造方法，其特征在于，所述热压温度为110~160℃。
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