一种轻质雷击防护表面层及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于复合材料制造技术领域，涉及一种轻质雷击防护表面层及其制备和使用方法。该雷击防护表面层包括连续导电网络、基体、吸能组分和导电填料，雷击防护表面层厚度在10～500μm，单位面积质量在20～500g/m

A light lightning protection surface layer and its preparation and use method

The invention belongs to the technical field of composite material manufacturing, and relates to a light lightning protection surface layer and a preparation and use method. The lightning protection surface layer includes continuous conductive network, matrix, energy absorbing components and conductive fillers. The thickness of lightning protection surface layer is 10~500 micron m, and the mass per unit area is 20 to 500g/m.

【技术实现步骤摘要】
一种轻质雷击防护表面层及其制备和使用方法
本专利技术属于复合材料制造
，涉及一种轻质雷击防护表面层及其制备和使用方法。
技术介绍
纤维增强树脂基复合材料凭借其轻质高强的特性，目前已在航空航天、高速轨道交通等先进科技领域得到了广泛应用。在航空领域，复合材料的用量是飞行器结构设计先进程度的标志。作为一种轻质材料，复合材料在目前最先进的A350和B787客机结构总重中的占比已超过50％。除了优异的比强度、比刚度外，树脂基复合材料还具有优异的防腐蚀和抗疲劳性能，可适应不同地区多样的服役环境。与传统的金属结构材料相比，复合材料的最大不足之处在于其电磁兼容性能较差。受限于复合材料中树脂基体的绝缘本质，常用基体如环氧树脂的电阻率可达1012～1014数量级。然而，据FAA统计，民航客机平均每1000飞行小时就会遭遇一次雷击，复合材料有限的电磁兼容能力因此极大的限制了复合材料的应用。具体来说，虽然复合材料中的碳纤维具有高导电性，但在碳纤维束间及碳纤维层间大量富集的树脂基体使得复合材料整体导电性能较差，且存在严重的各向异性。如图1所示，大部分复合材料层合板表面仅仅部分导电，在厚度方向接近绝缘。雷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质雷击防护表面层，其特征在于：该雷击防护表面层包括连续导电网络、基体、吸能组分和导电填料，雷击防护表面层厚度在10～500μm，单位面积质量在20～500g/m

【技术特征摘要】
1.一种轻质雷击防护表面层，其特征在于：该雷击防护表面层包括连续导电网络、基体、吸能组分和导电填料，雷击防护表面层厚度在10～500μm，单位面积质量在20～500g/m2之间，构成导电网络的纤维直径在1～20μm之间；吸能组分粒径在0.1～300μm之间，其在树脂基体中所占质量比为5～50％；导电填料的粒径在10nm～100μm之间，含量为基体质量含量的0～40％；连续导电网络是将导电金属材料包覆在由有机纤维或无机非金属纤维形成的长纤维无纺布或短纤维毡的纤维表面，形成连续导电网络；然后，将基体以及吸能组分、导电填料填充在导电网络表面及空隙内部，其填充的方式为如下之一：(一)将基体以及吸能组分、导电填料混合均匀，然后涂覆、浸渍、辊刷，或流延在连续导电网络表面；(二)先将基体涂覆、浸渍、辊刷，或流延在导电网络表面，然后再在基体表面涂覆、喷涂，或撒布吸能组分和导电填料，之后再涂覆、浸渍、辊刷，或流延一层基体；(三)先在导电网络表面涂覆、喷涂，或撒布吸能组分和导电填料，然后再在吸能组分和导电填料涂覆、浸渍、辊刷，或流延基体材料；基体材料为热固性树脂、热塑性树脂或弹性体材料；吸能组分为金属锡、铝或可膨胀石墨、膨胀石墨、蛭石其中之一或两种以上的组合；导电填料为微/纳米导电材料，所述有机纤维为高分子纤维、天然纤维。2.根据权利要求1所述的一种轻质雷击防护表面层，其特征在于：所述的导电金属材料为银、铜、镍、铝及其合金，或所述的连续导电网络表面包覆的导电金属材料为不同金属材料的多层结构。3.根据权利要求1所述的一种轻质雷击防护表面层，其特征在于：所述的连续导电网络中的高分子纤维为尼龙纤维、聚酯纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚丙烯纤维或聚苯硫醚纤维；无机非金属纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、碳化硅纤维或碳纳米管纤维；天然纤维为亚麻纤维、剑麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维、大麻纤维或竹纤维；所述的高分子纤维、无机非金属纤维或天然纤维中的一种或几种纤维的组合编织的长纤维无纺布或短纤维毡。4.根据权利要求1所述的一种轻质雷击防护表面层，其特征在于：所述的导电金属材料包覆在由有机纤维或无机非金属纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：益小苏，赵中杰，仝建峰，余金光，王晋，
申请(专利权)人：中航复材北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11