[發明專利]一種環保型層合結構復合材料制件表面金屬化載體膜及其制備和使用方法

在審

• 申請號: 201810180754.8
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108467637A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 吳利英;雷靜;袁歲維;張燕娜;李洪超;田博
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十九研究所
• 主分類號: C09D129/04
• 分類號: C09D129/04;C09D7/63;C09D7/20
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種環保型層合結構復合材料制件表面金屬化載體膜及其制備和使用方法，采用載體膜技術，先在模具上成型載體膜，進行金屬噴涂，再在金屬層上鋪覆復合材料預浸料，最后共固化成型。本發明核心是載體膜的配方及配制方法，既實現載體膜成型后厚薄均勻，有較好的強度，保證載體膜既能在模具上有一定的附著力，能在載體膜上噴涂金屬，而不至于使載體膜產生鼓泡、翹起、脫落和撕裂等，又能夠在金屬噴涂層上成型碳纖維復合材料后使載體膜與模具容易分離，而且制件全部工序完成后載體膜能很方便地從金屬表面去除。

技術領域

本發明涉及復合材料金屬化技術領域，具體為一種環保型層合結構復合材料制件表面金屬化載體膜及其制備和使用方法。

背景技術

層合結構復合材料主要包括碳纖維層合結構復合材料、玻璃纖維層合結構復合材料和芳綸纖維層合結構復合材料，碳纖維層合結構復合材料屬于半導體，而玻璃纖維層合結構復合材料和芳綸纖維層合結構復合材料屬于不導電材料，在某些場合如作為某些頻段的反射器、電磁屏蔽及其它用途等要求對層合結構復合材料制件進行表面金屬化處理，以應用于星載、機載、車載、船載天線及其它表面有導電要求的復合材料制件。

復合材料的表面金屬化方法很多，主要有化學與電化學鍍、真空蒸鍍、真空離子濺射、預埋金屬網法、金屬噴涂法、貼膜法等。對于尺寸大、形面復雜的制件，不易采用化學與電化學鍍和真空離子濺射，而直接進行金屬噴涂又無法保證制件表面精度要求和粗糙度要求。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，實現尺寸大、形面復雜的層合結構復合材料制件表面金屬化，本發明提出一種環保型層合結構復合材料制件表面金屬化載體膜及其制備和使用方法，采用載體膜技術，先在模具上成型載體膜，進行金屬噴涂，再在金屬層上鋪覆復合材料預浸料，最后共固化成型。

本發明的主要的技術特點在于載體膜的配方、配制方法及使用方法。其中核心技術是載體膜的配方及配制方法，既要求載體膜成型后厚薄均勻，有較好的強度，保證載體膜既能在模具上有一定的附著力，能在載體膜上噴涂金屬，而不至于使載體膜產生鼓泡、翹起、脫落和撕裂等，又要求在金屬噴涂層上成型碳纖維復合材料后使載體膜與模具容易分離，而且制件全部工序完成后載體膜能很方便地從金屬表面去除。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

所述一種環保型層合結構復合材料制件表面金屬化載體膜，其特征在于：按照以下配方配比得到，其中份數為質量份：

目前存在有相關的技術方案采用的載體膜溶液是聚合物的有機溶劑溶液，有機溶劑采用丙酮、苯、甲苯、環己酮、二氯甲烷等，不但對操作人員有害，最終揮發到大氣中污染空氣，會加重大氣霧霾。而且采用的聚合物材料也不能生物降解，會污染環境。而本發明采用環保型配方，采用的聚合物是聚乙烯醇，聚乙烯醇是一種可被細菌作為碳源和能源利用的乙烯基聚合物，在細菌和酶的作用下，46天可降解75％，屬于一種生物可降解高分子材料，而且可由非石油路線大規模生產，價格低廉。采用的溶劑是水和乙醇，而不用有機溶劑，對改善工作條件、防止環境污染有很好的經濟效益和社會效益。

由于采用的溶劑是水和乙醇，相應的為了使載體膜溶液能很好地浸潤模具，形成均勻的高質量載體膜，在配方中加入了表面活性劑硬脂酸鈉；而為提高載體膜的韌性，在配方中加入了增塑劑丙三醇；此外由于本發明制備的載體膜是水溶性的，成膜時易使鑄鐵模和鋼模銹蝕，產生銹斑，從而導致金屬噴涂時噴涂不上，影響金屬噴涂質量，所以在配方中選擇苯甲酸鈉和亞硝酸鈉作為緩蝕劑，以較抵的成本解決了大型模具的防銹問題。

同時，本發明配方中聚乙烯醇的選擇也很重要，經過試驗發現不是所有的聚乙烯醇品種都適合做轉移膜，經過研究發現主要的影響因素是聚乙烯醇分子量和醇解度，分子量太小則強度差，膜易破，而分子量太大則不易配制成溶液。經過反復試驗篩選確定采用聚乙烯醇PVA24-99配置載體膜最合適。而配方中乙醇的含量可以在要求范圍內變化，當要求干燥速度快即可通過增加乙醇的用量實現。