[发明专利]一种防雷击复合材料表面膜及其制备方法和应用

说明书

一种防雷击复合材料表面膜及其制备方法和应用，它涉及一种航空航天防雷击复合材料表面膜及其制备方法和应用。本发明要解决以往航空航天复合材料制件防雷击方法中电磁屏蔽性能差、工艺复杂或增重大等问题；采用碳纳米材料和微米银薄片作为导电材料，提出一种环氧树脂改性的新方法，并提高了环氧树脂的耐热性和韧性。本发明的防雷击复合材料表面膜由环氧树脂、微米银薄片、碳纳米材料、增韧改性剂、耐热改性剂、固化剂、UV稳定剂和载体组成。该防雷击表面膜的制备方法是原材料共混均匀后采用树脂热熔法成膜。本发明防雷击复合材料表面膜可改善复合材料结构件的表面质量，并具有防雷击功能。

技术领域

本发明涉及一种航空航天防雷击复合材料表面膜及其制备方法和应用。

背景技术

由于减重需求，航空航天领域大量采用复合材料替代金属作为飞行器主体材料，复合材料具有优异的比强度等优点，由于复合材料导电性能较金属差，遇到雷击后很难将高能量电流传导出去，必然导致大能量的积聚，造成复合材料的破坏或内部仪器的损伤失效。目前，复合材料防雷击保护主要有采用分流条形式、铺附金属网方式或火焰喷涂铝的方式，以上形式存在电磁屏蔽性能差、工艺复杂或增重大等问题。

发明内容

本发明是针对复合材料提出一种防雷击复合材料表面膜的制备方法和应用。

本发明采用碳纳米管、石墨烯等非金属导电材料配合金属银薄片，作为导电主体材料，采用超声分散技术，使填料均匀分散于树脂基体中，在高温、高压下碳纳米管或石墨烯等填料再次定向排布，与预浸料共固化成型，对飞机部件起到雷击防护和电磁屏蔽作用。

本发明的一种防雷击复合材料表面膜，它按照重量份数是由75～100份的环氧树脂、 25～60份微米银薄片、2～10份的碳纳米材料、10～15份的增韧改性剂、10～20份耐热改性剂、10～30份的固化剂、1～5份UV稳定剂和载体组成。

本发明的一种防雷击复合材料表面膜的制备方法按照以下步骤进行：

一、按质量份数称取75～100份的环氧树脂、25～40份的微米银薄片、2～10份碳纳米材料、10～15份增韧改性剂、10～20份耐热改性剂、10～30份的固化剂和1～5份UV稳定剂；

二、将步骤一称取的环氧树脂在高速分散机中加热到150～170℃，步骤一中称取的碳纳米材料加入到高速分散机中搅拌60～120min，得到共混树脂；

三、将步骤二中共混树脂加热至160～180℃，在超声波分散机中进一步分散；

四、将步骤三中的共混树脂与步骤一中称取的微米银薄片在三辊研磨机中研磨3遍，再与步骤一中称取的增韧改性剂、耐热改性剂、固化剂、UV稳定剂加入到捏合机中， 120～140℃下捏合30～60min，再抽真空10～30min；

五、将步骤四中的树脂在载体辅助下采用热熔压膜机上成膜，成膜温度为80～100℃。

本发明的防雷击复合材料表面膜用于制备防雷击复合材料板。

本发明的一种防雷击复合材料表面膜优点如下：

1、本发明采用了碳纳米管和石墨烯配合微米银薄片作为表面膜导电材料，与传统的银薄片作为导电材料相比，降低了银薄片的加入量，单位电阻值仍保持较低水平，减轻了表面膜重量。

2、本发明增韧剂采用聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺纳米粉末联合增韧环氧树脂，双重增韧效果优于单一方式。

3、耐热改性剂由含硅芳炔树脂和间卡十硼烷-苯并咪唑中的一种或两种按任意比组成。这两种耐热改性剂对环氧树脂耐热性改性效果明显，配合使用兼顾耐热性和经济性。

本发明表面膜的耐热性得到了意想不到的提高，提高幅度高达40％。

附图说明