[發(fā)明專利]一種表面防護型導電復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810963790.1
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109291575B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 董慧民;史海燕;李躍騰;錢黃海;程麗君;蘇正濤;劉嘉
• 申請（專利權）人: 中國航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號: B32B27/08
• 分類號: B32B27/08;B32B25/10;B32B25/12;B32B25/14;B32B27/06;B32B15/02;B32B15/20;B32B7/12;B32B27/04;B32B27/36;B32B27/34;B32B9/00;B32B9/04;B32B17/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發(fā)明是一種表面防護型導電復合材料及其制備方法，該復合材料由樹脂基復合材料、膠粘層、導電層、增強層、防護層經復合模壓而成。膠粘層為無機或有機膠粘劑；導電層為純導電金屬網或者高分子樹脂導電膠膜或者高分子樹脂絕緣膠膜/導電金屬網復合膠膜或者高分子樹脂導電膠膜/導電金屬網復合膠膜；增強層為織物；防護層為橡膠材料。制備前首先將預浸料、膠粘層、導電層、增強層、防護層按照復合材料制件的形狀、尺寸逐層裁切，然后將導電層與樹脂基復合材料進行一體化固化成型，接著將樹脂基復合材料與膠粘層、增強層、防護層制作成坯料，最后模壓成型。

技術領域

本發(fā)明是一種表面防護型導電復合材料及其制備方法，屬于導電復合材料技術領域。

背景技術

纖維增強樹脂基復合材料具有可設計性強、比強度高、耐腐蝕、結構尺寸穩(wěn)定性好、抗疲勞斷裂性能好等特點，廣泛應用于航空和航天領域，已迅速發(fā)展成為飛機等航空器的重要結構材料，其用量已成為飛機先進性的重要標志之一。但是，相比于傳統(tǒng)的金屬材料，雖然復合材料中的碳纖維具有較好的導電性，但絕緣性樹脂阻隔了導電通路；當飛機遭到雷擊時，雷電電流難以通過材料表面導出而生成大量的熱量，結果對復合材料產生燒蝕作用，大大降低其強度和剛度，從而對飛機結構的安全性和經濟性帶來了極大挑戰(zhàn)。

目前改善復合材料雷擊保護以及電磁屏蔽應用效果，已通過不同的方法來增強復合結構的導電性。此類方法包括整體或分段式的避雷針、電弧噴涂或火焰噴涂金屬、金屬絲網狀物、實體箔/擴展箔、穿孔箔包覆、表面噴涂含導電粒子的導電漆等。如波音787飛機復合材料機身結構的防雷擊措施是在復合材料機身制造過程中加入金屬網，將雷擊電流引走。但是，高密度的金屬材料直接暴露于環(huán)境中易發(fā)生腐蝕，使得與復合材料之間的表面容易出現間隙，當雷擊電流經過時產生電弧和火花，嚴重時甚至可能引燃結構中的油箱造成飛機爆炸；因此需要對導電金屬材料進行表面防護。此外，網箔包覆型復合材料在服役過程中可能因冰雹、飛機跑道上飛起的碎石、或維修人員不慎跌落的工具及粗暴踩踏等而發(fā)生破壞，結果破壞了金屬網中電路的連續(xù)性，甚至內部的復合材料也可能發(fā)生損傷，從而影響服役性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明正是針對上述現有技術中存在的不足而設計提供了一種表面防護型導電復合材料及其制備方法，其目的是提高導電復合材料的密封防護和抗損傷性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發(fā)明技術方案提出了一種表面防護型導電復合材料，其特征在于：該復合材料的基材(1)是纖維增強樹脂基復合材料，在基材(1)的表面依次制備導電層(2)、膠粘層(3)與防護層(5)，其中：

所述的導電層(2)為純導電金屬網、高分子樹脂導電膠膜、高分子樹脂絕緣膠膜/導電金屬網復合膠膜或高分子樹脂導電膠膜/導電金屬網復合膠膜；

所述的膠粘層(3)為無機或有機膠粘劑，該膠粘劑應可與橡膠同步固化，且可以與高分子樹脂、橡膠、織物產生良好的粘接效果，以180°剝離強度為例，該剝離強度大于0.1kN/m；

所述的防護層(5)為天然橡膠、合成橡膠或天然橡膠與合成橡膠的并用膠。

進一步，在膠粘層(3)與防護層(5)之間或在防護層(5)上面加入增強層(4)，增強層(4)為滌綸織物、芳綸織物、錦綸織物、聚酯織物、玻璃布、棉布或碳纖維布的一種或者幾種；

最外層如果是防護層(5)，在其之上再鋪貼增強層(4)或交替鋪貼增強層(4)、防護層(5)，最外層如果是增強層(4)的，在其之上再鋪貼防護層(5)或交替鋪貼防護層(5)、增強層(4)；

所述纖維增強樹脂基復合材料所用增強纖維為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、氧化鋁纖維或碳化硅纖維中的一種或幾種，增強纖維的結構形式為織物或者單向帶。

所述纖維增強樹脂基復合材料所用的基體樹脂為熱塑性樹脂或熱固性樹脂，其中：