[發明專利]導電復合結構或層合物

有效

• 申請號: 201280046359.1
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103889711A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: J·埃利斯;E·菲塞;E·多斯曼
• 申請（專利權）人: 赫克塞爾復合材料有限公司
• 主分類號: B32B15/20
• 分類號: B32B15/20;B32B3/24;B32B15/085;B32B15/09;B32B15/14;B32B27/32;B32B27/36;B32B27/12;B32B5/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

技術領域

本發明涉及結構或層合物，特別地但不限于導電表面結構或層合物。

背景技術

復合材料相對于傳統的結構材料具有顯而易見的優勢，特別是以非常低的材料密度來提供極佳的機械特性。結果，這樣的材料的使用變得越來越普遍，并且它們的應用領域從“工業”和“運動休閑”到高性能航空零部件。

包含使用樹脂(例如環氧樹脂)浸漬的纖維排列的預浸料(prepregs)被廣泛地用于這樣的復合材料的制備。典型地，數層這樣的預浸料根據需要而被“鋪放”并且所獲得的層合物典型地通過暴露至高溫而被固化，從而制備固化的復合層合物。

復合材料與金屬相比具有降低的電導率。這在它們會暴露至雷擊的航天結構中是特別成問題的，其可能會損壞復合空氣框架。

為了改善復合材料的電導率，導電添加劑可被用于樹脂中。然而，僅憑這一點并不會導致令人滿意的導電性能。金屬也可被用于復合結構的表面以改善它們的導電性。然而，其為勞動密集的并且由此是低效的。

本發明的目的在于減輕或者至少避免如上所述的問題和/或在總體上提供優勢。

發明內容

根據本發明，提供了如在所附權利要求任一項中所定義的層合物或結構，方法，用途和部件。

在一種實施方式中，纖維層可以是輕質非織造纖維材料的形式，其重量范圍為1至100g/m²(gsm)、優選1至50g/m²并且更優選1至20g/m²。所述的纖維層確保了固化的復合部件良好的表面質量，因為這種材料在固化時被樹脂完全地浸透。

在另一種實施方式中，所述的層合物或結構為未浸漬的。所述的纖維層可被熔接至導電層以粘合纖維層。所述的纖維層可以包含熱塑性材料，例如聚酰胺。

在另一種實施方式中，所述的纖維層還可以包含增強纖維材料，其為織造的或非織造的并且重量超過50g/m²。

在另一種實施方式中，導電層和纖維層可至少部分地被樹脂浸漬。所述導電層和纖維層可以形成預浸漬的模制材料或預浸料。支持材料可以位于預浸料的表面上。

通過使本發明的層合物或結構經過切分或切割單元以產生多個平行的條來形成經切割的條(slit?strips)或帶(tape)。所產生的條的寬度被非常嚴格地控制并可被確定至幾分之一毫米。

所述條被纏繞在線圈架(bobbin)或線軸(spool)上。這樣的線圈架通常能夠保持數千米的這樣的條材料。所述線圈架經調整以用于自動鋪放裝置，其自動地拆開所述帶，移除背襯片材并將所述條鋪放在模具表面上。典型地，多個導電條被相互平行地鋪放，由此所述條相互接觸或者交疊以確保在部件表面上最優化的電導率。

與傳統的手工鋪放相比，使用自動帶鋪放裝置來鋪放條或帶是鋪放導電表面材料的更加有效的方法。然而，如果需要以可接受的質量標準來自動鋪放預浸料的話，其會對條的尺寸產生額外的約束。

本發明人已經發現剛剛切分之后的導電條的寬度變化非常小。本發明人目前已經發現如果條包含聚合物片材作為其支持層，那么在切分過程中導電層就不會變形并且所述條的寬度公差會被保持為較低的，即使在使用自動裝置將條材料施加至模具的過程中也如此。

另外地，并且更重要地，已經發現采用這種方式制備的條的寬度變化被顯著地降低，其提供了更嚴格的公差并允許相鄰條之間的緊密接觸。

所制備的條典型地在它們的長度上為連續的，并且可以具有數千米的長度。取決于加工限制，這樣的長度涉及接頭(splice)，但是其被認為是相同條的連續。由此，所述條的長度為至少500m、優選至少1,000m、更優選至少2,000m、最優選至少4,000m。

條的基本上呈矩形截面典型地由凈寬度(clear?width)和凈厚度明確定義。鑒于在切分過程中存在聚合層的事實，在聚合物片材和余下的條之間不存在寬度上的初始差異。條寬度典型地為2.0至50mm、優選3.0至25mm。然而，取決于應用，所述寬度還可以是10mm至3500mm，或者50mm至3000mm，或者100mm至2000mm，或者150mm至2000mm，或者200mm至2000mm。這些寬度的變化應當盡可能小以確保經切割的帶(slr?tape)或經切割的條的準確鋪放。厚度典型地為0.05至1.0mm，其主要取決于需要的纖維/條的用量。