[發明專利]導電連續纖維增強織物或預浸料及導電化處理方法

無效

• 申請號: 201310471829.5
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103554530A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 益小蘇;劉偉;郭妙才
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: C08J5/06
• 分類號: C08J5/06;C08J5/08;C08J5/24;C08L63/00;C08L79/04;C08L79/08;D06M11/83;D06M11/74;B32B27/04;B32B27/12;B32B27/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于結構復合材料技術領域，涉及導電連續纖維增強織物或預浸料及導電化處理方法。

背景技術

本領域公知，連續纖維增強的樹脂基結構復合材料通常電絕緣，無論這些增強纖維是玻璃纖維，芳綸纖維，超高分子量聚乙烯纖維，陶瓷纖維，玄武巖纖維，還是軸向導電性較好的碳纖維等。因此，為了抗靜電、電磁屏蔽、防雷擊等目的，這類結構復合材料通常必須進行導電化處理。同理，這種復合材料的導熱性能一般也比較低。

提高這類結構復合材料導電性的主要方法有兩種，其一，是在復合材料的樹脂基體里混入導電組分，如各種金屬粒子等來提高復合材料的導電性，近年來比較熱門的是在基體樹脂中添加碳納米管等導電組分，如參考專利US2009140098-A1等；其二，是在連續增強纖維束的束內、束間、層內、層間或在復合材料的厚度方向混入金屬纖維、金屬條等，包括在復合材料表面及內部鋪覆金屬網（參考專利WO2005032812-A2、US2005181203-A1）等，或為了減輕重量而用碳納米管紙等雜化導電材料代替金屬條、金屬網，如參考專利CN102001448A、EP2289803-A2及US2011049292-A1等。

填充導電粒子接觸電傳導方法的主要缺點是導電效率低，往往大量填充導電粒子也難以得到良好的導電效果，還導致成本增加；而為了避免導電粒子的團聚、沉降或界面不相容等工藝問題，其制備技術與混合工藝一般也比較復雜。混雜金屬纖維、金屬條的主要缺點是使復合材料增重以及尺度不匹配，而混雜碳納米管紙導電方法的缺點是原材料獲取困難，成本高，并且工藝制備技術難度大，其工業放大也比較困難，因此該技術目前僅處于探索階段。

發明內容

本發明的目的：針對以上技術的不足，本發明的目的是提出一種導電連續纖維增強織物或預浸料及導電化處理方法。采用納米導電介質改性傳統連續纖維增強織物及預浸料，使其具有更優異的導電性，進而制備導電性能優異的結構復合材料，解決上述技術的不足。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

該材料由連續纖維增強織物或連續纖維增強織物預浸樹脂形成的預浸料和附載在織物或預浸料上的導電介質組成；導電介質是銀納米線，或銀納米線和碳納米管、銀納米線和石墨烯、銀納米線和導電微纖中的一種或幾種的混合物；將導電介質附載到連續纖維增強織物或連續纖維增強織物預浸樹脂形成的預浸料的方法為以下三種方法之一：

（1）將導電介質分散到不破壞和溶解連續纖維增強織物或預浸料且不破壞導電介質的溶劑中形成分散液，將分散液直接噴涂在載體上，隨后將附載了導電介質的織物干燥；

（2）將導電介質分散到不破壞和溶解連續纖維增強織物或預浸料且不破壞導電介質的溶劑中形成分散液，再將連續纖維增強織物或預浸料浸泡在分散液中，取出，隨后干燥；

（3）針對于導電化處理的連續纖維增強織物，將導電介質分散到不溶解連續纖維增強織物且不破壞導電介質的溶劑中形成分散液，將分散液在負壓下通過連續纖維增強織物，隨后將附載了導電介質的織物干燥。

所述的連續纖維增強織物是指玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維或陶瓷纖維，其編織方式為單向、平紋、斜紋或緞紋。

所述的預浸料的連續纖維增強織物包含玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維或陶瓷纖維，織物的編織方式為單向、平紋、斜紋或緞紋，預浸的樹脂為環氧樹脂、不飽和聚酯、苯并噁嗪樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂或聚酰亞胺樹脂。

導電連續纖維增強織物或預浸料的應用，將上述的導電連續纖維增強織物或預浸料單一鋪層或與未經導電化處理的連續纖維增強織物或預浸料混雜鋪層形成復合材料預制體，預制體中的導電連續纖維增強織物或預浸料的層數為一層或多層或等于鋪層總數，并按照復合材料的固化成型工藝固化成型后，制成導電或導熱改進的復合材料制件。

所述的固化成型工藝為熱壓罐成型、樹脂轉移模塑成型、模壓、真空輔助或真空袋成型。

本發明的優點和特點是：