[发明专利]一种表面导电树脂基复合材料的制备方法

说明书

本发明是一种表面导电树脂基复合材料的制备方法，该方法是采用成本较低的化学镀方法将有机薄膜表面覆盖铜层或镍层得到导电有机薄膜，然后通过预浸料共固化或在复合材料表面后期贴覆制备得到一种表面导电树脂基复合材料。与现有技术相比，本发明方法工序简单、表面电阻小、易成型、且与复合材料之间的结合力良好，在不降低树脂基复合材料力学性能的同时能满足复合材料的抗雷击需求，提高了树脂基复合材料在航空、风电、轨道交通等领域的应用范围。

技术领域

本发明是一种表面导电树脂基复合材料的制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

树脂基复合材料以其优异的力学性能，在航空航天等领域得到了广泛应用。在某些特殊环境下要求复合材料表面具备一定的导电性。如飞机表面的机身机翼须具备抗雷击功能，这时就要求机身材料表面具有一定的导电性，当遭遇瞬时大电流时能够将电流沿着表面导走，避免对飞机机身造成更大损伤。

现有提高复合材料表面导电率的方法主要有两种，第一、通过喷涂或表面铺覆金属层将金属置于复合材料表面，但喷涂工艺制备的金属涂层较厚，一般为0.1～0.2mm，且金属涂层孔隙率较高，在一定程度上难以出发挥金属高导电的特性；表面铺覆金属层是将制备好的金属薄膜铺于复合材料预浸料表面，然后与复合材料共固化，但金属膜在操作过程中容易受损，且其变形量较小，只适用于大曲率平板结构件。第二、通过电镀、化学镀、磁控溅射等方法使固化后的复合材料表面金属化，该方法的弊端在于化学镀时复合材料直接放置于镀液中，会降低力学性能；磁控溅射厚度薄，且真空环境对设备要求高；电弧离子镀制备的金属涂层孔隙率较高，表面较粗糙。

此外，还有部分研究通过在复合材料表面涂刷含有导电填料的表面漆层，以提高复合材料的表面导电率，但表面漆层中的导电粒子数量有限，表面导电率难以满足防雷击的需求，且含有填料的漆层与基体结合较差，易脱落。

因此，需提供一种工序简单、导电率高、与基体结合力好的导电树脂基复合材料的制备方法。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供一种表面导电树脂基复合材料的制备方法，其目的是能够得到更完整、无缺陷的复合材料表面导电层，且避免了复合材料直接放置于镀液中，影响复合材料的力学性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种表面导电树脂基复合材料的制备方法的步骤如下：

步骤一、选取面密度为30g/m²～200g/m²的有机薄膜；

步骤二、将有机薄膜放入丙酮溶液中超声波清洗5～20min后取出，再用去离子水清洗干净，对清洗后的有机薄膜进行化学镀前的处理；

步骤三、采用化学镀的方法，在处理后的有机薄膜上镀铜或镍，得到导电有机薄膜，化学镀的温度为20～60℃，反应时间为20～120min，金属镀层厚度为1nm～50nm；

步骤四、选取面密度为10g/m²～100g/m²的有机薄膜作为隔离膜；

步骤五、在树脂基复合材料表面成型导电有机薄膜采用以下两种方法之一：

第一种：在树脂基复合材料的预浸料的表面依次铺贴隔离膜、导电有机薄膜，固化后得到表面导电树脂基复合材料；

第二种：在固化后的树脂基复合材料表面依次粘结隔离膜、导电有机薄膜，得到表面导电树脂基复合材料。

进一步，步骤一中所述的有机薄膜是以尼龙、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚碳酸酯、芳纶、涤纶、丙纶、棉纶中的一种或几种的混合物为原料制造的纤维布。

进一步，在步骤二中完成对有机薄膜清洗后的化学镀前的处理过程为：