[發(fā)明專利]具有導(dǎo)電性和抗分層性質(zhì)的復(fù)合材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480068328.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN105813833B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C.L.雷斯圖恰;F.倫茲;E.弗魯羅尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 塞特工業(yè)公司
• 主分類號(hào): B32B5/02
• 分類號(hào): B32B5/02;B32B27/04;B32B27/12;B32B27/18;B32B33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周李軍,徐厚才

1.一種可固化復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含：

至少兩層浸漬有可固化基質(zhì)樹脂的增強(qiáng)纖維；和至少一個(gè)在增強(qiáng)纖維的相鄰層之間形成的層間區(qū)域，所述層間區(qū)域包含(i)在可固化基質(zhì)樹脂中分散的基于碳的納米-尺寸結(jié)構(gòu)，和(ii)在相同的可固化基質(zhì)樹脂中包埋的不溶性聚合增韌顆粒，

其中

所述基于碳的納米-尺寸結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)小于100 nm (0.1 μm)的尺寸，

所述聚合增韌顆粒的平均顆粒尺寸d50為所述基于碳的納米-尺寸結(jié)構(gòu)的最小尺寸的至少100倍大，并且平均顆粒尺寸在10-100 μm范圍內(nèi)，

在復(fù)合材料固化期間，所述聚合增韌顆粒不溶于層間區(qū)域的基質(zhì)樹脂，并且在固化后保持為離散顆粒，和

在固化后，所述復(fù)合材料呈現(xiàn)z-向電導(dǎo)率大于1 S/m，在DC條件下根據(jù)4-探針測(cè)試方法來測(cè)量；以30J沖擊后，沖擊后壓縮強(qiáng)度(CAI)大于250 MPa，根據(jù)ASTM7136/37測(cè)量；并且在模式I下的層間斷裂韌性(G_Ic)大于300 J/m²，根據(jù)EN6033測(cè)量。

2.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述聚合增韌顆粒以2%-20重量%的含量在層間區(qū)域中分散，基于在復(fù)合材料中總基質(zhì)樹脂內(nèi)含物的重量。

3.權(quán)利要求1或2的可固化復(fù)合材料，其中所述基于碳的納米-尺寸結(jié)構(gòu)以0.1%-10重量%范圍的量存在，基于在復(fù)合材料中總基質(zhì)樹脂內(nèi)含物的重量。

4.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述聚合增韌顆粒為包含至少一種選自以下的熱塑性材料的不溶性熱塑性顆粒：聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺、聚醚酮、聚苯硫醚、液晶聚合物、它們的共聚物及它們的衍生物。

5.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述聚合增韌顆粒為包含至少一種選自以下的熱塑性材料的不溶性熱塑性顆粒：聚芳基醚酮、聚鄰苯二甲酰胺、它們的共聚物及它們的衍生物。

6.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述聚合增韌顆粒為包含至少一種選自以下的熱塑性材料的不溶性熱塑性顆粒：聚醚醚酮、聚醚酮酮、它們的共聚物及它們的衍生物。

7.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述不溶性聚合增韌顆粒為包含至少一種選自以下的聚合物或聚合材料的不溶性彈性顆粒：交聯(lián)的聚丁二烯、聚丙烯酸類、聚丙烯腈、聚苯乙烯、它們的共聚物及它們的衍生物。

8.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述不溶性聚合增韌顆粒為交聯(lián)顆粒，每個(gè)顆粒包含以下之一：

(a) 通過用交聯(lián)劑交聯(lián)具有一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)的可交聯(lián)熱塑性聚合物產(chǎn)生的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其中所述交聯(lián)劑對(duì)所述反應(yīng)性基團(tuán)在化學(xué)上具有反應(yīng)性；和

(b) 包含與獨(dú)立的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)纏結(jié)的熱塑性聚合物鏈的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)，其中所述IPN通過使至少一種具有一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)的化合物、對(duì)所述反應(yīng)性基團(tuán)在化學(xué)上具有反應(yīng)性的交聯(lián)劑以及熱塑性聚合物反應(yīng)而產(chǎn)生。

9.權(quán)利要求8的可固化復(fù)合材料，其中所述交聯(lián)顆粒為交聯(lián)的PES-PEES顆粒。

10.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述基于碳的納米-尺寸結(jié)構(gòu)選自以下：碳納米管(CNT)、碳納米纖維、碳納米繩、碳納米帶、碳納米針、碳納米片、碳納米棒、碳納米錐、類似卷的形狀的碳納米卷、炭黑或納米點(diǎn)、石墨烯，和它們的組合。

11.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述基于碳的納米-尺寸結(jié)構(gòu)選自以下：碳納米細(xì)纖維、石墨納米小片，和它們的組合。

12.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述基于碳的納米尺寸結(jié)構(gòu)為碳納米管(CNT)。

13.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述基于碳的納米尺寸結(jié)構(gòu)為多壁碳納米管(MWCNT)。

14.權(quán)利要求12或13的可固化復(fù)合材料，其中所述碳納米管的長寬比為50:1-5000:1。

15.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述不溶性聚合增韌顆粒的長寬比在5:1-1:1范圍內(nèi)。

16.權(quán)利要求1的可固化復(fù)合材料，其中所述層間區(qū)域不含任何在固化后溶解于所述基質(zhì)樹脂的可溶性熱塑性顆粒。