一種導電的結構膠接材料及其製備方法
2023-05-05 06:39:16
一種導電的結構膠接材料及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種導電且高性能的結構膠接材料及其製備技術，這種結構膠接材料由導電的增強織物和粘接劑膠膜複合而成。其中導電的增強織物首先通過選擇、或設計和製備一種用微米尺度纖維織造或非織造的2維、高孔隙率的織物，其材質和結構須對膠接劑起到增強和增韌等作用，再以這個織物為載體，表面附載納米尺度的導電組分，形成3維(立體)的導電「滲流網絡」結構，或直接進行導電化的金屬化學鍍處理，得到高導電性的增強織物；然後，選用粘結劑材料預浸這種導電的織物，製備成導電的粘結劑材料。將這種導電的粘結劑材料應用在結構膠接場合，可實現膠接接頭的增強、增韌、導電多功能一體化。
【專利說明】一種導電的結構膠接材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於結構膠接【技術領域】，涉及一種導電且高性能的結構膠接材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]基於高分子的粘結劑材料，結構膠接技術在機械製造、航空航天、電器電子以及能源裝備等領域有著廣泛的應用，這即包括金屬材料之間的膠接，也包括非金屬材料的膠接，特別是異質材料之間的膠接等，還包括一些特殊結構的膠接例如蜂窩結構的膠接等。對膠接接頭的基本技術要求是膠接牢固、可靠，即良好的連接力學使用性質，這主要指接頭的強度、韌性及其持久性能，在一些特定的場合，也會要求接頭在力學使用性能良好的同時具有一定的導電功能。
[0003]為了使膠接接頭導電，通常的辦法是在高分子基膠粘劑材料中添加導電的金屬粒子，形成填充導電的粘結劑材料，其導電原理在於高分子粘結劑材料中分散相的金屬粒子的相互接觸，當金屬粒子的含量達到所謂「滲流閾值」，即在膠接材料內部形成所謂「滲流」導電網絡的時候，膠接接頭才會出現較高的導電性，對此，《複合導電高分子材料的功能原理》(益小蘇。國防工業出版社，2004，北京)一書及其引用的大量文獻和參考專利進行了深入的理論分析和應用示例。
[0004]如這些文獻所述，大量填充導電金屬粒子帶來一系列負面問題。其一，這些金屬粒子通常對粘結劑材料的結構性能(即內聚力學性能)以及特徵性的粘結性能(界面粘附性能)沒有什麼幫助，因此，大量添加金屬粒子降低了粘結劑材料自身的力學性能；其二，大量添加金屬粒子導致粘結劑材料的黏度增加，結構膠接的工藝和施工特性劣化；其三，大量填充金屬粒子增加了材料的成本；其四，對一些重量敏感的場合如航空航天，大量的金屬粒子的存在增加了膠接接頭的質量，儘管這種增加在絕對值上不算太大。由於以上這些問題，現行的導電粘結劑材料一般被局限在一些特定的品種和一些特定的應用場合，它們價格昂貴，並且通常與高性能的結構膠接技術無緣。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是，針對現行導電粘結劑材料及其製備技術中存在的問題，本發明提出一種導電結構膠接材料及其製備方法。
[0006]本發明的技術解決方案是，
[0007]導電結構膠結材料至少由導電的增強織物和浸潰充滿其中的結構膠結劑組成，導電的增強織物層數為I~5層，結構膠結劑至少充分填充織物孔隙並覆蓋織物表面；其中導電的增強織物由高孔隙率的織物和附載在其表面的小尺寸、低維導電網絡構成，或由高孔隙率的織物和附著在表面的金屬鍍層構成，構成增強織物的纖維直徑為20~100 μ m，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200 μ m;其中，小尺寸、低維導電網絡是銀納米線，或銀納米線和碳納米管、石墨烯、氣相生長碳纖維(VGCF)中的一種或幾種的混合物，附著於織物纖維表面形成，附著的量為I~10g/m2 ;其中金屬鍍層是銀、鎳、銅材質，鍍層厚度為IOOnm~3 μ m ;浸潰充滿其中的結構膠結劑是熱固性的環氧樹脂、不飽和聚酯、苯並噁嗪樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂，或熱塑性的EVA、EAA熱熔膠、尼龍、聚醚碸(PES)、聚乙烯(LDPE和HDPE)、聚酯醯胺(PEA)、聚氨酯(TPU)熱熔膠。
[0008]織物材質包括尼龍、聚酯、聚氨酯、聚芳醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚醚醚酮、芳綸纖維、聚苯硫醚、玻璃纖維，編織形態為織造或非織造的織物，其織造方式可以為單向、平紋、斜紋、緞紋，其非織造方式主要是無紡布。
[0009]製備導電的結構粘結材料的方法，(I)選取增強織物，其中構成增強織物的纖維直徑為20~100 μ m，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200 μ m ; (2)再將導電介質附載到增強織物表面，附載方法為:將導電介質分散到不破壞和不溶解連續纖維增強織物且不破壞導電介質的溶劑中形成分散液，將分散液直接噴塗在織物載體上，或將增強織物直接浸泡在分散液中並取出，或將分散液在負壓下通過增強織物，附載量的控制通過分散液的濃度或噴塗的次數來實現，控制為I~10g/m2，最後，將附載了導電介質的織物乾燥，得到導電化改性的增強織物；(3)將粘接劑和數層的導電的增強織物複合，根據所需最終膠膜厚度和增強織物厚度，將層數控制在I~5層，複合方法為熱熔法或溶液浸潰法，粘劑劑的用量至少保證充分填充織物孔隙並覆蓋織物表面，冷卻或溶劑揮發後得到導電的結構粘結材料。
[0010]製備導電的結構粘結材料的方法，(I)選取增強織物，其中構成增強織物的纖維直徑為20~100 μ m，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200 μ m ; (2)再在增強織物表面進行化學鍍金屬層，化學鍍金屬方法為現有技術中可使用化學鍍銀、化學鍍鎳、化學鍍銅的方法，製備導電的增強織物，控制鍍層厚度為IOOnm~3μπι;(3)將粘接劑和數層的導電的增強織物複合，根據所需最終膠膜厚度和增強織物厚度，將層數控制在I~5層，複合方法為熱熔法或溶液浸潰法，粘劑劑的用量至少保證充分填充織物孔隙並覆蓋織物表面，冷卻或溶劑揮發後得到導電的結構粘結材料。
[0011]第一步和第二步製備導電的增強織物，也可直接通過商業途徑購買具有該結構的導電織物，需要構成該增強織物的纖維直徑為20~100μπι，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200 μ m,鍍層厚度為IOOnm~3 μ m。
[0012]本發明具有的優點和有益效果是:
[0013]本發明選擇、設計、製備一種導電的織物載體，它由多孔(非緻密)織物和附載在其表面的小尺寸、低維導電網絡構成，或直接對這種連續纖維織物進行金屬化的化學鍍而製成，而導電的結構粘結材料則是由這種導電化處理的連續纖維增強織物和浸潰這種織物的結構粘結劑組成，因此，從本質上講，這種粘結材料就是一種織物增強、複合導電的複合材料粘結劑「膠膜」。
[0014]其基本原理是首先選擇、或設計和製備一種特定結構的用微米尺度纖維織造或非織造的2維(平面)多孔織物，其材質和織物結構對膠接接頭起到結構增強和增韌等作用。再以這個織物為載體，表面附載納米尺度的導電組分，形成3維(立體)的導電「滲流網絡」結構；或直接進行導電化的金屬化學鍍處理，使得這種連續織物具有導電性；然後，選用高分子或者熱固性樹脂的粘結劑材料浸潰這種導電的織物，製備成導電的粘結劑材料。最後，取決於所預浸的粘結劑材料的特性，將這種導電的粘結劑材料應用在結構膠接場合，實現膠接接頭的增強、增韌、導電多功能一體化。
[0015]本發明以微米尺度的多孔織物(非緻密)作為機械載體，取決於其材質選擇和紡織構型選擇，這種織構載體天生就是一種增強材料、增韌材料、吸能材料或阻尼材料，但是它不導電。通過在這種紡織結構載體的表面進行小尺度導電組分的附載，形成一種納米尺度的導電「滲流」網絡，或者對這種織物載體直接進行電鍍或化學鍍，形成一種納米尺度、連續的金屬導電鍍層，獲得一種高導電的織物結構。這種微米-納米兩種尺度的複合附載方法大大改善了填充導電高分子材料的製備技術困難，簡化了製備流程，提高了高價的導電材料的利用率，降低了相對成本，可輕易實現工藝和工程放大，而且導電組分及其附載方式的選擇具有極大的自由度。
[0016]然後，選用高分子的粘結劑材料預浸這種高導電的織物結構，製備得到高導電的結構粘結劑材料。由於這種高導電的織物結構對預浸的粘結劑材料沒有特殊的要求，因此，可以選擇的結構粘結劑種類可以覆蓋全系列，即包括高溫、中溫和低溫粘結劑等，也包括熱固性粘結劑和熱塑性粘結劑等，還可以覆蓋各種結構膠接固化工藝，包括熱壓罐固化固結、模壓固化固結、烘箱固化固結、微波輻射固化固結、紅外輻射固化固結、自然固化固結等。而且，這種高導電的織物結構不僅不降低結構膠接接頭的力學使用性能，相反，它還增強、增韌了結構膠接接頭，因此可以實現結構膠接接頭的增強、增韌、導電多功能一體化。 [0017]本發明將構成增強織物的纖維直徑提高為20~100 μ m，織物的孔隙率提高為70 %~95%，表觀厚度提高為50~200 μ m,結果取得了明顯的改善，利用製備得到的導電織物浸潰結構膠結劑，製備得到導電膠結材料並用於膠結金屬板，膠結後材料的典型拉伸剪切強度為27~50Mpa，拉伸剪切破壞後破壞面的分析結果表明膠結材料為內聚破壞，伴隨著大量的增強織物的纖維的斷裂和拔出，因此起到了增強作用。
【具體實施方式】
[0018]下面通過實施例對本發明的設計和製備技術做進一步詳細說明。
[0019]導電結構膠結材料至少由導電的增強織物和浸潰充滿其中的結構膠結劑組成，導電的增強織物層數為I~5層，結構膠結劑至少充分填充織物孔隙並覆蓋織物表面；導電的增強織物由高孔隙率的織物和附載在高孔隙率的織物表面的導電網絡構成，或由高孔隙率的織物和附著在高孔隙率的織物表面的金屬鍍層構成，構成增強織物的纖維直徑為20~100 μ m，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200 μ m ;導電網絡是由銀納米線，或銀納米線和碳納米管、石墨烯、氣相生長碳纖維中的一種或幾種的混合物，附著於織物纖維表面形成，附著的量為I~10g/m2 ;其中金屬鍍層是銀、鎳、銅材質，鍍層厚度為IOOnm~3ym;浸潰充滿其中的結構膠結劑是熱固性的環氧樹脂、不飽和聚酯、苯並噁嗪樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂，或熱塑性的EVA、EAA熱熔膠、尼龍、聚醚碸、聚乙烯、聚酯醯胺、聚氨酯熱熔膠。
[0020]織物材質包括尼龍、聚酯、聚氨酯、聚芳醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚醚醚酮、芳綸纖維、聚苯硫醚或玻璃纖維，編織形態為織造或非織造的織物，其織造方式為單向、平紋、斜紋、緞紋，其非織造方式主要是無紡布。
[0021]製備導電的結構粘結材料的方法是，
[0022](I)選取增強織物，其中構成增強織物的纖維直徑為20~100 μ m，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200μπι ;
[0023](2)再將導電介質附載到增強織物表面，附載方法為如下之一:
[0024](a)將導電介質分散到不破壞和不溶解連續纖維增強織物且不破壞導電介質的溶劑中形成分散液，將分散液直接噴塗在織物載體上，或將增強織物直接浸泡在分散液中並取出，或將分散液在負壓下通過增強織物，附載量的控制通過分散液的濃度或噴塗的次數來實現，控制為I~10g/m2，最後，將附載了導電介質的織物乾燥，得到導電化改性的增強織物；
[0025](b)再在增強織物表面進行化學鍍金屬層，化學鍍金屬方法為現有技術中可使用化學鍍銀、化學鍍鎳、化學鍍銅的方法，製備導電的增強織物，控制鍍層厚度為IOOnm~3 μ m ；
[0026](3)將粘接劑和數層的導電的增強織物複合，根據所需最終膠膜厚度和增強織物厚度，將層數控制在I~5層，複合方法為熱熔法或溶液浸潰法，粘接劑的用量至少保證充分填充織物孔隙並覆蓋織物表面，冷卻或溶劑揮發後得到導電的結構粘結材料。
[0027]所述在增強織 物表面進行化學鍍金屬層的方法，也可直接通過商業途徑購買具有該結構的導電織物，需要構成該增強織物的纖維直徑為20~100μπι，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200 μ m，鍍層厚度為IOOnm~3 μ m。
[0028]實施例1:
[0029](1-1)將銀納米線分散於乙醇或異丙醇或丙酮或乙二醇或水中形成濃度為5mg/mL或10mg/mL的分散液；
[0030](1-2)將一張面密度16g/m2或8g/m2的、構成增強織物的纖維直徑為35 μ m,表觀厚度為70 μ m的尼龍平紋空心織物，浸入到上述步驟(1-1)得到的銀納米線含量為5mg/mL或lOmg/mL的分散液中，拉提出液面並晾乾或烘乾；顛倒過來再浸潰一次，根據附載量要求確定浸潰次數，最終得到均勻附載銀納米線的導電的尼龍織物。
[0031](1-3)將上述(1-2)附載得到的導電尼龍織物平鋪，層數為3層，取面密度240g/m2的環氧樹脂膠膜，牌號SY-14(北京航空材料研究院產品)，按照該膠膜的常規預浸技術進行複合，得到以導電尼龍織物為載體的環氧樹脂導電膠膜，即導電的結構膠接材料。同樣也可以取4層，預浸的環氧樹脂膠膜為320g/m2，最終膠膜厚度為0.3_。
[0032](1-4)利用上述(1-3)的導電膠膜，按照SY-14牌號粘結劑的膠接工藝標準，製備鋁合金膠接接頭，然後，再按照該粘結劑規定的工藝條件進行固化，最終得到銀納米線表面附載的鋁合金膠接接頭，實測該接頭的電阻率為3Ω，拉伸剪切剪切強度為45MPa，其導電性和力學性能優異，拉伸剪切剪切強度數倍於文獻中所述的通常的導電膠結劑，而不含尼龍織物載體而且沒有附載導電組分的環氧樹脂-鋁合金膠接接頭不僅完全不導電，其膠接剪切強度也僅在30MPa左右。
[0033](1-5)更換本實例中的尼龍纖維平紋空心織物為面密度12g/m2或21g/m2的、構成增強織物的纖維直徑為55 μ m,表觀厚度為105 μ m的聚氨酯纖維或聚酯纖維或芳綸纖維平紋空心織物，重複上述的步驟(1-1)至(1-3)，但層數換成2層，附著膠面密度變成200g/m2，製備得到以聚氨酯織物或聚酯織物或芳綸織物為載體的環氧樹脂導電膠膜及其鋁合金膠接接頭，應用於(1-4)製備膠結接頭發現其導電性質與結構力學性質俱佳。
[0034](1-6)更換本實例中的尼龍纖維平紋空心織物為纖維直徑相同、面密度相近的無紡布，或纖維直徑相同、面密度相同的聚氨酯纖維無紡布，所謂無紡布的特徵是纖維分布方向隨機，而織物則纖維按編織形式有序分布。重複上述的步驟(1-1)至(1-4)，製備得到以尼龍無紡布或聚氨酯無紡布為載體的環氧樹脂導電膠膜及其鋁合金膠接接頭，其導電性質優越，其結構力學性質均比無織物載體的鋁合金膠接接頭有15%以上的增加。
[0035](1-7)更換本實例中的環氧樹脂粘結劑為苯並噁嗪粘結劑或，重複上述的步驟(1-1)至(1-4)，製備得到以尼龍平紋織物為載體的苯並噁嗪導電膠膜及其鋁合金膠接接頭，其導電性質和利 用環氧樹脂為膠結劑相近，結構力學性質和。
[0036](1-8)更換本實例中的鋁合金被膠接材料為鋼材，按照鋼材的常規表面預處理工藝進行處理，重複上述的步驟(1-1)至(1-4)，製備得到以尼龍平紋織物為載體的環氧樹脂導電膠膜及其鋼材膠接接頭。
[0037](1-9)將本實例中的銀納米線分散液更換為銀納米線、石墨烯、碳納米管在丁醇或甲醇或四氫呋喃介質中的三元共分散液，三者的濃度分別為:銀納米線4mg/mL，石墨烯濃度為lmg/mL,碳納米管濃度為4mg/mL,導電介質總濃度為9mg/mL ;重複上述的步驟(1_1)至(1-4)，製備得到以尼龍平紋織物為載體的環氧樹脂導電膠膜及其鋼材膠接接頭。
[0038](1-10)將本實例中的鋁合金片材-鋁合金片材膠接形式更換為鋁合金面板-鋁合金蜂窩-鋁合金面板的膠接形式，按照這種鋁合金蜂窩膠接製備的常規方法，重複上述的步驟(1-1)至(1-4)，製備得到以尼龍平紋織物為載體的環氧樹脂導電膠膜及其鋁合金面板-鋁合金蜂窩-鋁合金面板夾心膠接結構。
[0039]實施例2:
[0040](2-1)將銀納米線分散於乙醇中形成5mg/mL的分散液，將羧基改性碳納米管分散於水中或丙酮中或DMF中形成2mg/mL或10mg/mL的分散液；
[0041](2-2)將上述(2-1)固含量為2mg/mL或10mg/mL的羧基改性碳納米管(CNT)的分散液，利用在負壓下使分散液通過載體的方法附載到面密度9g/m2或14g/m2的、構成增強織物的纖維直徑為40 μ m，表觀厚度為90 μ m的聚醚醯亞胺纖維或聚醯亞胺纖維或聚苯硫醚纖維鍛紋織物上；乾燥後，再將該CNT附載的無紡布浸入銀納米線含量為5mg/mL的乙醇分散液中，拉提出液面並晾乾，得到銀納米線與碳納米管雙附載的導電的聚醚醯亞胺纖維或聚醯亞胺纖維或聚苯硫醚纖維鍛紋織物中間態材料。重複以上4次得到的織物上導電物質附載量在3~5g/m2左右。
[0042](2-3)將上述(2-2)雙附載得到的織物平鋪，取聚醯亞胺膠膜或熱塑性的EVA或EAA熱熔膠或聚酯醯胺(PEA)或聚氨酯(TPU)熱熔膠，按照以上膠膜的常規預浸技術進行和導電織物的複合，得到以聚醚醯亞胺纖維或聚醯亞胺纖維或聚苯硫醚纖維鍛紋織物為載體的導電膠膜。
[0043](2-4)利用上述(2-3)的導電膠膜，按照該粘結劑材料的膠接工藝標準製備鈦合金膠接接頭，然後，再按照規定的條件進行固化，最終得到雙附載的鈦合金膠接接頭，其導電性和力學性能俱佳。
[0044]實施例3:
[0045](3-1)將纖維直徑為25 μ m、厚度為75 μ m、面密度為18g/m2的玻璃纖維或聚醚碸無紡布清潔處理後浸入到SnCl2和鹽酸的混合溶液敏化，所用溶液中SnCl2的濃度為8g/L或15g/L，鹽酸的濃度為5mL濃HC1/1L水或IOmL濃HC1/1L水，敏化時間為5分鐘或10分鐘或25分鐘；取出洗滌乾淨後進行活化處理。活化處理為將無紡布浸入到0.3g/L或1.5g/L或7g/L的PdCl2和15g/L或25g/L的硼酸的混合水溶液中，浸泡3分鐘或10分鐘或17分鐘，隨後取出，用水洗滌乾淨，隨後浸入到5g/L或10g/L或17g/L的NaH2PO2的水溶液中浸泡30分鐘。
[0046] (3-2)將硝酸銀配成5g/L或15g/L的水溶液，攪拌下滴加2mol/L NaOH溶液，滴加量為硝酸銀水溶液體積的3%或9%，隨後滴加濃氨水，滴加量為硝酸銀水溶液體積的15%，攪拌使溶液變澄清透明，隨後根據每升硝酸銀溶液加葡萄糖15g或28g、酒石酸3g或
7.5g的量加入葡萄糖和酒石酸並攪拌溶解，得到化學鍍銀的鍍液；最後，將上述(3-1)第一步中處理過的無紡布放入至鍍液中，25°C下鍍30分鐘或2小時或3.5小時，結束後取出鍍了銀的無紡布，用水衝洗乾淨，烘乾。得到含銀鍍層的增韌用無紡布，其銀鍍層厚度在2微米左右,表面比電阻在0.08 Ω左右。
[0047](3-3)將上述(3-2)附載得到的導電無紡布平鋪，疊成2成，重複實施例1中的步驟(1-3)和(1-4)並控制膠粘劑用量保證膠結時膠液能夠填充膠結層的所有孔隙，最終得到以化學鍍銀無紡布為載體的鋁合金膠接接頭，實測該接頭的電阻為0.07 Ω，剪切強度為34MPa，其導電性和力學性能俱佳。
[0048](3-4)更換本實例中的熱固性環氧樹脂粘結劑為熱塑性的聚醚碸(PES)粘結劑，重複上述的步驟(3-1)至(3-3)，製備得到以化學鍍銀無紡布為載體的PES導電膠膜及其鋁合金膠接接頭，其導電性質和結構力學性質俱佳。
[0049](3-5)更換本實例中的熱固性環氧樹脂粘結劑為雙馬來醯亞胺樹脂粘結劑，重複上述的步驟(3-1)至(3-3)，製備得到以化學鍍銀無紡布為載體的雙馬樹脂導電膠膜及其鋁合金膠接接頭，其導電性質和結構力學性質俱佳。
[0050]實施例4:
[0051](4-1)將厚度為62 μ m、纖維直徑為30 μ m、面密度為12g/m2的尼龍平紋織物或厚度為55 μ m、纖維直徑為27 μ m、面密度為10g/m2的聚醚醯亞胺(PEI)無紡布清潔處理後浸入到SnCl2和鹽酸的混合溶液敏化，所用溶液中SnCl2的濃度為10g/L或25g/L，鹽酸的濃度為4mL濃HC1/1L水或8mL濃HC1/1L水，敏化時間為7分鐘或15分鐘，取出洗滌乾淨後，再進行活化處理，活化處理為將無紡布浸入到0.5g/L或2g/L的PdCl2和20g/L或30g/L的硼酸的混合水溶液中，浸泡15分鐘或35分鐘，隨後取出，用水洗滌乾淨，隨後浸入到10g/L或15g/L的NaH2PO2的水溶液中浸泡60分鐘。
[0052](4-2)配製鍍液，各組分含量為氯化鎳或硫酸鎳15g/L或35g/L，檸檬酸鈉45g/L或60g/L，氯化銨25g/L或44g/L，再滴加氨水至濃度為37mL/L或85mL/L，再加入NaH2PO215g/L或36g/L，攪拌使其成為均勻的溶液；最後將尼龍平紋織物或PEI無紡布放入至鍍液中，40~85°C下鍍8分鐘或15分鐘或25分鐘，結束後取出鍍了鎳的尼龍平紋織物或PEI無紡布，用水衝洗乾淨，烘乾，得到一種含鎳鍍層的導電織物，鎳鍍層厚度在3微米左右,表面比電阻在0.8 Ω左右。
[0053](4-3)參照實例3的步驟(3-3)，所用導電織物層數為5層，並控制複合用的膠粘劑用量，保證膠結時膠液能夠填充膠結層的所有孔隙，得到以化學鍍鎳的導電尼龍平紋織物或PEI無紡布為載體的鋁合金膠接接頭，其導電性和力學性能俱佳。
【權利要求】
1.一種導電的結構粘結材料，其特徵在於:該導電結構膠結材料至少由導電的增強織物和浸潰充滿其中的結構膠結劑組成，導電的增強織物層數為I~5層，結構膠結劑至少充分填充織物孔隙並覆蓋織物表面；導電的增強織物由高孔隙率的織物和附載在高孔隙率的織物表面的導電網絡構成，或由高孔隙率的織物和附著在高孔隙率的織物表面的金屬鍍層構成，構成增強織物的纖維直徑為20~100 μ m，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200 μ m ;導電網絡是由銀納米線，或銀納米線和碳納米管、石墨烯、氣相生長碳纖維中的一種或幾種的混合物，附著於織物纖維表面形成，附著的量為I~10g/m2 ;其中金屬鍍層是銀、鎳、銅材質，鍍層厚度為IOOnm~3μπι;浸潰充滿其中的結構膠結劑是熱固性的環氧樹脂、不飽和聚酯、苯並噁嗪樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂，或熱塑性的EVA、EAA熱熔膠、尼龍、聚醚碸、聚乙烯、聚酯醯胺、聚氨酯熱熔膠。
2.根據權利要求1所述的一種導電的結構粘結材料，其特徵在於:織物材質包括尼龍、聚酯、聚氨酯、聚芳醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚醚醚酮、芳綸纖維、聚苯硫醚或玻璃纖維，編織形態為織造或非織造的織物，其織造方式為單向、平紋、斜紋、緞紋，其非織造方式主要是無紡布。
3.製備權利要求1所述的導電的結構粘結材料的方法，其特徵在於: (1)選取增強織物，其中構成增強織物的纖維直徑為20~100μ m，織物的孔隙率為70%~95%，表觀厚度為50~200μπι ; (2)再將導電介質附載到增強織物表面，附載方法為如下之一: (a)將導電介質分散到不破壞和不溶解連續纖維增強織物且不破壞導電介質的溶劑中形成分散液，將分散液直接噴塗在織物載體上，或將增強織物直接浸泡在分散液中並取出，或將分散液在負壓下 通過增強織物，附載量的控制通過分散液的濃度或噴塗的次數來實現，控制為I~10g/m2，最後，將附載了導電介質的織物乾燥，得到導電化改性的增強織物； (b)再在增強織物表面進行化學鍍金屬層，製備導電的增強織物，控制鍍層厚度為IOOnm ~3 μ m ; (3)將粘接劑和數層的導電的增強織物複合，根據所需最終膠膜厚度和增強織物厚度，將層數控制在I~5層，複合方法為熱熔法或溶液浸潰法，粘接劑的用量至少保證充分填充織物孔隙並覆蓋織物表面，冷卻或溶劑揮發後得到導電的結構粘結材料。
【文檔編號】C09J9/02GK103937426SQ201410176185
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】益小蘇, 郭妙才, 趙中傑, 喬海濤, 關永軍 申請人:中國航空工業集團公司北京航空材料研究院