導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法。該導(dǎo)電復(fù)合材料的原料包括基體和填料，基體為特氟隆樹脂，填料的表面具有金屬涂層。將表面具有金屬涂層的填料摻入特氟隆樹脂中，使得制備出的復(fù)合材料具有導(dǎo)電的特性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在復(fù)合材料表面電鍍金屬涂層困難以及電鍍后的金屬鍍層與復(fù)合材料表面的結(jié)合力差且易脫落的問題，并且混合后填料表面的金屬涂層包覆在樹脂內(nèi)避免了與空氣接觸，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合材料表面上的金屬涂層易被氧化導(dǎo)致的導(dǎo)電性差的問題，提高了材料的耐久性，能夠較好地應(yīng)用到假目標(biāo)偽裝、導(dǎo)彈、火箭殼體以及飛機(jī)雷達(dá)罩等領(lǐng)域。
【專利說明】導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 樹脂基復(fù)合材料由于具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、耐老化、高性價(jià)比W及成型工藝簡單等 優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于假目標(biāo)偽裝、導(dǎo)彈、火箭殼體W及飛機(jī)雷達(dá)罩等方面。但是復(fù)合材料一般 具有介電常數(shù)低、透波率高等特點(diǎn)，而高透波率將導(dǎo)致一些復(fù)合材料罩內(nèi)的信號暴露容易 地被探測器探測到，進(jìn)而被敵方發(fā)現(xiàn)，更為嚴(yán)重的是當(dāng)電磁波穿透武器系統(tǒng)的敏感器件時， 極易使指揮系統(tǒng)失效或者指令錯誤，嚴(yán)重影響武器裝備的安全。因此，如何對復(fù)合材料進(jìn)行 處理，使得復(fù)合材料既具有金屬的導(dǎo)電性又能屏蔽微波透過就具有非常重要的意義，也是 目前研究的焦點(diǎn)。
[0003] 目前對于復(fù)合材料金屬化的處理一般采用電鍛的方法在其表面形成導(dǎo)電涂層，即 將導(dǎo)電涂層涂覆在復(fù)合材料的表面制得，但由于復(fù)合材料本身不導(dǎo)電，使得電鍛后導(dǎo)電涂 層與復(fù)合材料的結(jié)合力不好、復(fù)合材料表面的金屬涂層容易被氧化W至于導(dǎo)電性較差等問 題。雖然采用金、銀等貴金屬作為復(fù)合材料表面的導(dǎo)電涂層具有導(dǎo)電率好等優(yōu)勢，但成本太 高。因此，目前迫切需要出現(xiàn)一種較好的復(fù)合材料及其處理工藝，使得該復(fù)合材料既具有金 屬特性又可W避免復(fù)合材料與涂層結(jié)合力差易脫落、氧化的問題，該樣就解決了復(fù)合材料 難W應(yīng)用到假目標(biāo)偽裝、導(dǎo)彈、火箭殼體W及飛機(jī)雷達(dá)罩等領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法，W解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)合 材料表面導(dǎo)電層易脫落的技術(shù)問題。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種導(dǎo)電復(fù)合材料，該導(dǎo)電復(fù) 合材料的原料包括基體和填料，基體為特氣隆樹脂，填料的表面具有金屬涂層。
[0006] 進(jìn)一步地，填料選自球狀填料、片狀填料、棒狀填料和針狀填料中的一種或多種。
[0007] 進(jìn)一步地，球狀填料為玻璃球。
[0008] 進(jìn)一步地，玻璃球?yàn)橹锌詹Ａ颉?br> [0009] 進(jìn)一步地，玻璃球的外直徑為10?500 y m，優(yōu)選為50?100 y m。
[0010] 進(jìn)一步地，特氣隆樹脂選自聚四氣己帰樹脂、氣化己帰丙帰共聚物、過氣焼基化 物、己帰和四氣己帰共聚物中的一種或多種。
[0011] 進(jìn)一步地，特氣隆樹脂與填料的體積比為1:9?1:1，優(yōu)選為1:4?2:3,最優(yōu)選為 3. 2 :6. 8。
[0012] 進(jìn)一步地，金屬涂層選自金、銀、銅、媒和鉛中的一種或多種組合，優(yōu)選地，金屬涂 層為銀。
[0013] 進(jìn)一步地，金屬涂層的厚度為10?100 um，優(yōu)選為10?30 um。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，包括W下步驟： S1、將特氣隆樹脂和填料混合，在室溫下攬拌均勻，得到混合料；W及S2、將混合料固化，得 到導(dǎo)電復(fù)合材料；其中，填料的表面具有金屬涂層。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟S1中將特氣隆樹脂和填料按照體積比1:9?1:1混合，步驟S2中 將混合料在30(TC?40(TC下固化1?10小時。
[0016] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，將表面具有金屬涂層的填料慘入特氣隆樹脂中，使得制 備出的復(fù)合材料具有導(dǎo)電的特性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在復(fù)合材料表面電鍛金屬涂層困難W 及電鍛后的金屬鍛層與復(fù)合材料表面的結(jié)合力差且易脫落的問題，并且混合后填料表面的 金屬涂層包覆在樹脂內(nèi)避免了與空氣接觸，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合材料表面上的金屬涂層 易被氧化導(dǎo)致的導(dǎo)電性差的問題，提高了材料的耐久性，能夠較好地應(yīng)用到假目標(biāo)偽裝、導(dǎo) 彈、火箭殼體W及飛機(jī)雷達(dá)罩等領(lǐng)域。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可W相 互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0018] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)合材料表面很難金屬化W及金屬化后的金屬涂層 容易脫落的問題，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電復(fù)合材料。該導(dǎo)電復(fù)合材料包括基體和填料，其中 基體為特氣隆樹脂，填料的表面具有金屬涂層。
[0019] 將表面具有金屬涂層的填料慘入特氣隆樹脂中，使得制備出的復(fù)合材料具有導(dǎo)電 的特性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在復(fù)合材料表面電鍛金屬涂層困難W及電鍛后的金屬鍛層與復(fù) 合材料表面的結(jié)合力差且易脫落的問題，并且混合后填料表面的金屬涂層包覆在樹脂內(nèi)避 免了與空氣接觸，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合材料表面上的金屬涂層易被氧化導(dǎo)致的導(dǎo)電性差 的問題，提高了材料的耐久性，能夠較好地應(yīng)用到假目標(biāo)偽裝、導(dǎo)彈、火箭殼體W及飛機(jī)雷 達(dá)罩等領(lǐng)域。
[0020] 本發(fā)明選擇特氣隆樹脂主要是考慮到其具有耐化學(xué)腐蝕、耐熱、耐磨、吸水率低、 電氣性能穩(wěn)定等優(yōu)勢，通過向特氣隆樹脂中添加一定量的填料得到的復(fù)合材料不僅具有特 氣隆樹脂材料的耐溫、耐腐蝕W及耐磨等優(yōu)點(diǎn)，由于所添加的填料的表面具有金屬層，同時 也解決了復(fù)合材料導(dǎo)電的問題。
[0021] 其中，特氣隆樹脂選自聚四氣己帰樹脂、氣化己帰丙帰共聚物、過氣焼基化物、己 帰和四氣己帰共聚物中的一種或多種。優(yōu)選采用聚四氣己帰（PTFE)樹脂，聚四氣己帰中的 氣原子取代了聚己帰中的氨原子，由于氣原子半徑（0. 〇64nm)大于氨原子半徑（0. 028)，使 得C-C鏈由聚己帰的平面的、充分伸展的曲折構(gòu)象漸漸扭轉(zhuǎn)到PTFE的螺旋構(gòu)象，由于PTFE 不同一般的分子組成與結(jié)構(gòu)，使其具有了優(yōu)異的介電性能、寬廣的工作溫度范圍、良好的非 炭化燒蝕性、極好的耐化學(xué)腐蝕性等優(yōu)良性能，由于具有如此優(yōu)異的綜合性能，聚四氣己帰 作為復(fù)合材料樹脂基體的優(yōu)勢非常明顯。
[0022] 本發(fā)明中所采用的填料可W包括規(guī)則顆粒狀填料和/或不規(guī)則顆粒狀填料。優(yōu)選 地，填料選自球狀填料、片狀填料、棒狀填料和針狀填料中的一種或多種。最優(yōu)選地，球狀填 料為玻璃球，本發(fā)明中所指的玻璃球包括等徑的圓形玻璃球和不等經(jīng)的楠圓形玻璃球。其 中玻璃球優(yōu)選為中空玻璃球，采用中空玻璃球可W減輕復(fù)合材料的重量，能夠更好地應(yīng)用 到假目標(biāo)偽裝、導(dǎo)彈、火箭殼體w及飛機(jī)雷達(dá)罩等領(lǐng)域。
[0023] 本發(fā)明通過加入表面具有金屬涂層的填料不僅可W實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料導(dǎo)電的特性，有 利于后續(xù)的電鍛工藝，還可W提高復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度。優(yōu)選地，特氣隆樹脂與填料的體積 比為1:9?1:1，優(yōu)選為1:4?2:3,最優(yōu)選為3. 2:6. 8。將特氣隆樹脂與填料的體積比控制 在上述范圍內(nèi)能夠得到導(dǎo)電性和抗剝離強(qiáng)度較好的復(fù)合材料。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一種典型實(shí)施方式，金屬涂層選自金、銀、銅、媒和鉛中的一種或多 種組合，優(yōu)選地，金屬涂層為銀。本發(fā)明所采用的金屬涂層的厚度為10?100 ym，優(yōu)選為 10?30 y m。將位于填料表面的金屬涂層的厚度限制在上述范圍內(nèi)，既能夠保證具有填料 的復(fù)合材料的導(dǎo)電性，又不會導(dǎo)致位于填料表面的金屬涂層脫離。本發(fā)明所采用的玻璃球 可W具有任何合適的直徑或?yàn)楹线m直徑的混合。優(yōu)選地，玻璃球的直徑為1?500 y m，進(jìn)一 步優(yōu)選地，玻璃球的直徑為10?100 ym，此處的直徑是指玻璃球的外直徑。
[0025] 除了上述原料外，本發(fā)明還包括占導(dǎo)電復(fù)合材料的原料總重量0. 1%?5%的娃焼 偶聯(lián)劑。通過添加娃焼偶聯(lián)劑可W對特氣隆樹脂進(jìn)行表面改性，使得特氣隆樹脂與玻璃球 具有更好的表面結(jié)合力，有利于后續(xù)的電鍛工藝，進(jìn)而提高了復(fù)合材料表面與電鍛的金屬 涂層的結(jié)合力，提高了抗剝離強(qiáng)度。為了進(jìn)一步降低復(fù)合材料的重量，優(yōu)選地，玻璃球?yàn)橹?空玻璃球，采用中空玻璃球得到的復(fù)合材料應(yīng)用到假目標(biāo)偽裝、導(dǎo)彈、火箭殼體W及飛機(jī)雷 達(dá)罩上具有更好的效果。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，包括W下步驟： S1、將特氣隆樹脂和填料混合，在室溫下攬拌均勻，得到混合料；W及S2、將混合料固化，得 到導(dǎo)電復(fù)合材料；其中，填料的表面具有金屬涂層。優(yōu)選地，步驟S1中將氣隆樹脂和填料按 照體積比1:9?1:1混合，步驟S2中將混合料在30(TC?40(TC下固化1?10小時。最優(yōu) 選地，步驟S2中先將混合料于330°C固化2小時，之后于380°C固化6小時。采用本發(fā)明的 方法操作簡單，且不需要大型儀器和設(shè)備，方便大規(guī)模生產(chǎn)。
[0027] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 將聚四氣己帰樹脂與空也圓形玻璃球按照體積比3. 8:6. 2混合，在室溫下攬拌得 到混合料。將混合料先在33CTC下固化2小時，之后再在38(TC下固化6小時，得到導(dǎo)電復(fù)合 材料。其中所采用的空也玻璃球的直徑為10 y m，空也玻璃球表面的銀鍛層厚度為20 y m。
[0030] 實(shí)施例2?6
[0031] 實(shí)施例2?6的操作步驟與實(shí)施例1相同，具體不同之處見表1。
[00礎(chǔ) 對比例1
[0033] 對比例1的操作步驟與實(shí)施例1相同，具體不同之處見表1。
[0034] 將實(shí)施例1?6 W及對比例1中制備出的導(dǎo)電復(fù)合材料均成型為厚度為3cm的層 壓板樣品，對每個層壓板樣品進(jìn)行等離子表面處理，之后在相同的條件下分別進(jìn)行電鍛，使 層壓板的表面電鍛有金屬涂層，具體工藝如下：
[0035] 將層壓板樣品分別放入電鍛槽中，在20°C?25°C的溫度下用每升中含180?240g 硫酸銅、20?25ml純硫酸、80?lOOmg氯離子、0. 5?1. Omg的2-琉基苯并咪哇、0. 3? 0. 8mg己撐硫脈和10?20mg聚二硫二丙焼賴酸軸的混合液對上述丙麗溶液清洗后的表面 進(jìn)行電鍛銅儲量，電流密度為0. 5?1. 5A/血2,直至達(dá)到預(yù)定的厚度。用丙麗溶液清洗上述 電鍛銅處理后的表面，由此得到表面電鍛有金屬涂層的導(dǎo)電復(fù)合材料。
[0036] 對實(shí)施例1?6和對比例1中制備的具有金屬涂層的導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行檢測，其 中采用拉力試驗(yàn)機(jī)來測試樣品的數(shù)據(jù)并根據(jù)GB2791-81中規(guī)定的求積儀法來計(jì)算剝離強(qiáng) 度，具體結(jié)果見表1。
[0037] 表 1
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)電復(fù)合材料的原料包括基體和填料，所述基 體為特氟隆樹脂，所述填料的表面具有金屬涂層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述填料選自球狀填料、片狀填 料、棒狀填料和針狀填料中的一種或多種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述球狀填料為玻璃球。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述玻璃球?yàn)橹锌詹Ａ颉?br> 5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述玻璃球的外直徑為10? 500 u m，優(yōu)選為 50 ?100 u m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述特氟隆樹脂選自聚四氟乙 烯樹脂、氟化乙烯丙烯共聚物、過氟烷基化物、乙烯和四氟乙烯共聚物中的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述特氟隆樹脂與所述填料的 體積比為1:9?1:1，優(yōu)選為1:4?2:3,最優(yōu)選為3. 2 :6. 8。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述金屬涂層選自金、銀、銅、鎳 和鋁中的一種或多種組合，優(yōu)選地，所述金屬涂層為銀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述金屬涂層的厚度為10? 100 U m，優(yōu)選為 10 ?30 u m。
10. -種導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 將特氟隆樹脂和填料混合，在室溫下攪拌均勻，得到混合料；以及 52、 將所述混合料固化，得到所述導(dǎo)電復(fù)合材料； 其中，所述填料的表面具有金屬涂層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中將所述特氟隆樹脂 和所述填料按照體積比1:9?1:1混合，所述步驟S2中將混合料在300°C?400°C下固化 1?10小時。
【文檔編號】C08K7/00GK104513447SQ201310465531
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司