[发明专利]一种导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料的制备方法，本发明的方法包括：制备氧化碳纳米管，对氧化碳纳米管进行纳米硅的填充得到硅填充的氧化碳纳米管，然后加入到氧化石墨烯的悬浮液中得到混合液，进一步制备导电纸，最后与玻璃纤维预浸料进行高温固化复合制备导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料。本发明制备的导电纸的强度在15MPa以上，断裂延伸率在1.5％以上；本发明制备的导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料的最大热释放速率为190～210kw/m²，相比于普通的导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料的热释放速率降低了35.7～41.9％，提升了阻燃性能。

技术领域

本发明涉及一种导电纸/玻璃纤维复合材料的制备方法。

背景技术

树脂基复合材料具有低密度高强度的特点，使得其在民用和军用领域的应用比例有着巨大的提高。例如，运输客机和汽车的承载结构的内外妆饰部件、民用建筑、公共场所的基础设施，甚至军用战斗机以及航天领域中的运载火箭和卫星的结构部件的防热涂层都大量的采用树脂基复合材料。树脂基复合材料带来如此多优点的同时也具有一些潜在的应用危险，比如更高的可燃性和有毒性。因为绝大多数的树脂都是有机成分，所以具有极高的可燃性和有毒气体的释放能力。所以，当采用树脂复合材料的主体发生火灾时将对人们的生命安全带来极大的危害，所以阻燃材料的加入对于减少火灾危害具有很重要的意义。

目前已报道的阻燃材料主要可以分为两种方式，其中一种是将阻燃性的纳米颗粒添加到树脂中，通过机械式的搅拌，超声等方式进行混合。填入无机纳米颗粒为不易燃物质，从而使得复合材料的阻燃性能得以提高，这类填料已报道的主要有不同构型的纳米倍半硅氧烷(POSS)、纳米粘土、三氧化二锑、金属氢氧化物、硅系阻燃剂、卤系阻燃剂和磷系阻燃剂等。这些阻燃剂虽然能够一定程度上的提高复合材料的阻燃性能，但是也存在诸多的缺点，例如，无机颗粒在树脂中的分散问题很难得以解决，这种分散性的不均匀使得材料物相之间发生严重的界面分离，尤其是当材料作为力学承载结构时，对材料的力学性能产生很大的影响，此外这种物理性添加阻燃颗粒只能在一定程度上产生阻燃特性，由于纳米颗粒之间是非连续相，而树脂作为连续相存在于复合材料体系中，非连续相并不能完全阻止树脂与火源的接触，从而对于大幅度提高材料的阻燃性能存在很大难度。物质间的难以相容的物性以及阻燃的局限性使得这种阻燃材料的应用具有一定的限制。

导电纸一般是指通过真空吸虑的办法在一定孔径的滤膜上沉积稀释的碳纳米管溶液后形成的均一的具有一定力学强度的二维碳纳米管材料。这种材料的优点是用微观的纳米管材料制备出宏观的薄膜材料，所以材料的特性既保持了微观纳米管的特性，又具有宏观薄膜材料的特性。而之所以将碳纳米管制备成宏观二维薄膜，是因为薄膜的致密性要远高于分散的纳米管的致密性，所以能够完全隔离燃烧源与内部的材料表面。而且纳米纸型的碳材料能够更好的实施材料的成型，可以通过各种复合材料的成型手段直接与基体部分一体化成型。降低了复合材料的制备复杂性和可行性，要远优越于分散的纳米管涂料等粉末状碳材料。但是导电纸的力学性能是一直是影响其应用的一个主要因素，大多数的改性后均对纳米管纸的表面特性产生了一定的破坏，从而大大提高了导电纸的制备难度，力学性能较差。

CN104494246A公开了一种高柔韧性碳纳米管纸/玻璃纤维阻燃复合材料的制备方法，其方法包括：一、氧化碳纳米管的制备；二、碳纳米管枝接；三、制备碳纳米管纸；四、高温固化复合制备碳纳米管纸/玻璃纤维复合材料。得到的碳纳米管纸/玻璃纤维复合材料的柔韧性很好，强度为8MPa，断裂伸长率为1.3％，而且还具有很好的阻燃性和耐热性能。但是，该力学性能仍相对较差，限制了其在实际中的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不能兼具很高的力学性能、阻燃性能和耐热性能的问题，本发明的目的在于提供一种高柔韧性的导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料及其制备方法。

第一方面，本发明提供一种导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料的制备方法，尤其是一种高柔韧性的导电纸/玻璃纤维阻燃复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：