[发明专利]一种导电/隔热复合材料

说明书

一、技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及纤维增强树脂基复合材料技术领域，特别涉及具有导电和隔热功能的复合材料。

二、背景技术

复合材料以高比刚、强度得到广泛应用，具有导电或电磁屏蔽效能的复合材料近年也有了一定的发展并获得成功应用。一般情况下，导电和隔热是一对矛盾，材料在具有良好导电性能的同时还具有良好的导热性能，材料导电性能的提高往往伴随隔热性能的降低，导电复合材料材料主要包括导电微粉填充树脂基复合材料和纤维增强导电树脂基复合材料两类，金属或碳粉填充树脂基复合材料已有大量研究报道并获得应用。

CN200610050523介绍了一种银用于电子封装的纳米线填充复合材料及其制备方法，以聚丙烯酸酯为载体，采用机械搅拌结合超声波分散的方法制备银纳米线改性聚丙烯酸酯复合材料，体积电阻率达到10^-3～10^-5Ω.cm量级，未介绍热性能。

CN200510062318.3介绍了一种碳纳米管/聚苯乙烯纳米导电复合材料的制备方法，以聚苯乙烯和多壁碳纳米管为复合基体，以胆酸盐为分散介质，以有机溶剂为分散剂，通过溶液法制备获得碳纳米管/聚苯乙烯纳米导电复合材料，体积电阻率达到10¹Ω.cm，基于聚苯乙烯本身的特性耐热性能较差，未介绍热性能。

为了提高材料的隔热性能，一般是在材料中加入大量的隔热填料，如空心微珠等，但过多隔热填料的加入，一方面大大往往降低材料的力学性能，同时对材料的导电性能也会产生显著的影响。

三、发明内容

本发明旨在提供一种具有良好导电性能的纤维增强树脂基复合材料，同时具有适宜的隔热性能。

本发明的目的是这样实现的，采用具有优异耐热性能的酚醛树脂作为增强基体，以中空纤维作为增强材料，以碳纳米管做为导电添加剂制备复合材料，在保持适宜的耐热性能和较低的密度的同时，实现导电的目的，同时对隔热性能不产生显著影响。

本发明涉及的导电/隔热复合材料，体积电阻率不大于10Ω.cm，组成至少包括酚醛树脂、中空纤维、碳纳米管和表面活性剂，通过碳纳米管分散、胶液制备、纤维预浸、固化成型得到，其质量组成为：

酚醛树脂    100份

碳纳米管    8～18份

中空纤维    90～120份

表面活性剂  1～5份

本发明涉及到的导电/隔热复合材料的制备过程包括：

(1)碳纳米管分散及胶液制备：将酚醛树脂、碳纳米管和表面活性剂按比例混合，混合均匀制成混合物A；

(2)按比例用混合物A浸润均匀，得到预浸料B；

(3)按照酚醛树脂的固化条件，热压成型，得到本发明涉及的导电/隔热复合材料。

本发明涉及的导电/隔热复合材料，其质量组成进一步优选为：

酚醛树脂    100质量份

碳纳米管    12～16质量份

中空纤维     90～120质量份

表面活性剂   1～5质量份

本发明涉及的导电/隔热复合材料，所述酚醛树脂为热固性酚醛树脂。

本发明涉及的导电/隔热复合材料，所述热固性酚醛树脂选自苯酚—甲醛、甲酚—甲醛、间苯二酚—甲醛、双酚A—甲醛中的一种或其中几种可以匹配使用的混合体系。

本发明涉及的导电/隔热复合材料，所述中空纤维可以是中空玻璃纤维、中空石英纤维中的一种或它们的复合体系。

本发明涉及的导电/隔热复合材料，所述中空纤维可以是纤维、布、毡中的一种。

本发明涉及的导电/隔热复合材料，所述碳纳米管可以是多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和定向碳纳米管中的一种或几种的组合。

本发明涉及的导电/隔热复合材料，所述表面活性剂为通用的酚醛树脂体系用表面活性剂，包括但不限于十二烷基苯磺酸钠、吐温类(如聚氧乙烯山梨醇配单醋)、乳化剂0P类(壬基酚聚氧乙烯醚)中的一种或由几种表面活性剂组成的混合表面活性剂体系。

本发明涉及的导电/隔热复合材料电阻率可调，具有质轻、耐热、耐腐蚀等功能特性，制备工艺简单。该导电/隔热复合材料能满足民品的使用要求，也能在兵器、航空、航天等国防领域中满足武器系统在高温、高过载等苛刻工作环境下对材料使用性能的要求。

四、具体实施方式

下面结合具体实施例对发明涉及的技术方案进行进一步描述，但不作为对发明内容的限制。

实施例一