[发明专利]带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料，其特征在于，按如下步骤制备：

(1)制备功能树脂：将聚乙烯吡咯烷酮粉末加入液态树脂中，恒温搅拌1～2h，再加入导电改性粒子，恒温搅拌2～4h后，超声波处理4～6h，即得混合均匀的功能树脂；所述聚乙烯吡咯烷酮与液态树脂的质量比为1～10:1000，所述导电改性粒子与液态树脂的质量比为1～10:1000；

(2)将预浸料逐层裁切并顺序铺设在模具内，在热压机中进行预压实成型，即得预压实成型的预浸料；

(3)在步骤(2)得到的预压实成型的预浸料上铺覆一层或者数层干态碳纤维织物，合模；

(4)向步骤(1)中制备的功能树脂中添加固化剂，固化剂与所述功能树脂的重量比为3～8：1000；

(5)将步骤(4)中添加固化剂的功能树脂通过注胶系统注入密封的模腔中，充分浸渍干态碳纤维，即得功能树脂浸渍后的纤维织物，每层胶含量占该层总质量的30～40％；

(6)在模具中将步骤(2)中已经预压实成型的预浸料与步骤(5)中得到的功能树脂浸渍后的纤维织物一起热压成型，使两部分材料共固化，实现整体成型；

(7)开模，即得带有抗雷击表面功能层的纤维增强树脂基复合材料。

2.一种带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备功能树脂：将聚乙烯吡咯烷酮粉末加入液态树脂中，恒温搅拌1～2h，再加入导电改性粒子，恒温搅拌2～4h后，超声波处理4～6h，即得混合均匀的功能树脂；所述聚乙烯吡咯烷酮与液态树脂的质量比为1～10:1000，所述导电改性粒子与液态树脂的质量比为1～10:1000；

(2)将预浸料逐层裁切并顺序铺设在模具内，在热压机中进行预压实成型，即得预压实成型的预浸料；

(3)在步骤(2)得到的预压实成型的预浸料上铺覆一层或者数层干态碳纤维织物，合模；

(4)向步骤(1)中制备的功能树脂中添加重量百分比为0.3～0.8％固化剂；

(5)将步骤(4)中添加固化剂的功能树脂通过注胶系统注入密封的模腔中，充分浸渍干态碳纤维，即得功能树脂浸渍后的纤维织物，每层胶含量占该层总质量的30～40％；

(6)在模具中将步骤(2)中已经预压实成型的预浸料与步骤(5)中得到的功能树脂浸渍后的纤维织物一起热压成型，使两部分材料共固化，实现整体成型；

(7)开模，即得带有抗雷击表面功能层的纤维增强树脂基复合材料。

3.如权利要求2所述的带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的恒温搅拌和超声处理工艺条件为：在60℃～80℃下恒温水浴中机械搅拌，超声频率为120kHz。

4.如权利要求2所述的带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的导电改性粒子为单壁或多壁碳纳米管、镀镍碳纳米管或任一表面改性的碳纳米管、石墨烯、银纳米线、碳纳米管与石墨烯的共价结合产物。

5.如权利要求2所述的带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述热压机中进行预压实成型的工艺条件为在温度65℃～85℃、压力0.1～0.25Mpa下进行预压实成型15～30min，得到预压实成型的预浸料。

6.如权利要求2所述的带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的预压实成型的预浸料的单层厚度为0.1～0.2mm。

7.如权利要求2所述的带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的干态碳纤维织物的厚度为0.2～0.4mm，由多层所述的干态碳纤维织物铺覆构成表面功能层，表面功能层厚度占所述预压实成型的预浸料总厚度的1/8～1/4。

8.如权利要求2所述的带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的固化剂为二亚乙基三胺。

9.如权利要求2所述的带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的热压工艺为首先在65℃～85℃热压20～40min，然后120℃～135℃热压1h；压力为0.1～0.3Mpa。

10.一种带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，采用合模前涂胶技术，包括如下步骤：

(1)制备功能树脂：将聚乙烯吡咯烷酮粉末加入液态树脂中，恒温搅拌1～2h，再加入导电改性粒子，恒温搅拌2～4h后，超声波处理4～6h，即得混合均匀的功能树脂；所述聚乙烯吡咯烷酮与液态树脂的质量比为1～10:1000，所述导电改性粒子与液态树脂的质量比为1～10:1000；

(2)将预浸料逐层裁切并顺序铺设在模具内，在热压机中进行预压实成型，即得预压实成型的预浸料；

(3)向步骤(1)中制备的功能树脂中添加固化剂，固化剂与所述功能树脂的重量比为3～8：1000；

(4)在步骤(2)得到的预压实成型的预浸料上铺覆一层或者数层碳纤维织物，合模，热压固化成型；所述的一层或者数层碳纤维织物在铺覆之前表面涂覆了步骤(3)制备的功能树脂；

(5)开模，即得带有抗雷击表面功能层的纤维增强树脂基复合材料。