适用于激光直接成形技术环氧树脂基预浸料的制备方法技术

本发明专利技术涉及适用于激光直接成形技术环氧树脂基预浸料的制备方法，提出的适用于LDS技术的预浸料制造方法是以环氧树脂为基体，添加激光粉、潜伏性固化剂、促进剂、增韧剂制备树脂基体，以玻璃纤维布或石英纤维布为增强材料，采用湿法或热熔法制备预浸料。本发明专利技术采用环氧树脂为主要基体树脂，原料丰富，价格便宜，采用潜伏型固化剂有效延长了预浸料的保存期限，同时添加激光粉后能够保证预浸料做成的制件表面可以被激光活化，从而可以使用LDS技术，实现在复杂蒙皮表面金属化的问题，扩大LDS技术的应用范围，为制备智能电磁窗结构提供先进的工艺方法。

Preparation of epoxy resin-based prepreg for laser direct forming

The present invention relates to the preparation method of epoxy resin-based prepreg suitable for laser direct forming technology. The method for preparing prepreg suitable for LDS technology is based on epoxy resin, adding laser powder, latent curing agent, accelerator and toughening agent to prepare resin matrix, using glass fiber cloth or quartz fiber cloth as reinforcing material, and using wet method or hot melt method to prepare prepreg material. The invention adopts epoxy resin as the main matrix resin, which has abundant raw materials and low price. The latent curing agent effectively prolongs the preservation period of the prepreg. At the same time, laser powder can be added to ensure that the surface of the preg can be activated by laser. Thus, LDS technology can be used to realize metallization on the surface of complex skin and expand the application scope of LDS technology. It provides advanced technology for preparing intelligent electromagnetic window structure.

【技术实现步骤摘要】
适用于激光直接成形技术环氧树脂基预浸料的制备方法所属
本专利技术涉及一种预浸料的制备方法，涉及一种适用于激光直接成形技术(LDS)预浸料的制造方法。技术背景激光直接成型(LaserDirectStructuring简写为LDS)指利用激光直接把电路图案转移到模塑塑料制件表面上，利用立体工件的三维表面形成电路互联结构。这种技术只适用于掺杂专用添加剂的注塑材料，激光投照到制件表面后，制件表面会形成活化金属粒子，作为化学镀铜时的还原剂，催化铜金属的沉淀，从而形成金属层。随着雷达天线罩技术的发展，形成了一种新型的雷达天线罩机构，即电磁智能结构，简单来讲就是在传统天线罩的内部夹杂一些金属单元和电路芯片，如共形天线罩，频率选择结构罩等。在制备共形天线罩等夹杂金属图案的电磁智能结构时，往往是在预浸料成型的蒙皮上实现复杂的金属图案，实现天线或频选的功能。目前进行蒙皮表面金属化的方法一般是贴金属片或覆铜板，或是电镀、化学镀，或是真空离子镀膜然后激光刻蚀或机加，但对于型面或天线图案复杂、尺寸精度高的金属图案就无法利用以上常规的方法。LDS技术可以实现在任意复杂型面形成高精度的金属图案。但是目前常见的高透波复合材料无法使用LDS技术，LDS技术的应用受到限制。
技术实现思路
专利技术创造目的本专利技术的目的是制备一种满足LDS技术的预浸料，实现在复杂蒙皮表面金属化的问题，扩大LDS技术的应用范围，为制备智能电磁窗结构提供先进的工艺方法。本专利技术提供了一种可利用LDS技术预浸料的制备方法。专利技术技术方案本专利技术提出的适用于LDS技术的预浸料制造方法是以环氧树脂为基体，添加激光粉、潜伏性固化剂、促进剂、增韧剂制备树脂基体，以玻璃纤维布或石英纤维布为增强材料，采用湿法或热熔法制备预浸料。适用于激光直接成形技术预浸料的制备方法，通过以下步骤实现：步骤1：将环氧树脂和增韧剂在50℃～120℃搅拌，形成A组份；步骤2：将低粘度环氧树脂在室温下与潜伏型固化剂、促进剂、激光粉混合均匀，形成B组份；步骤3：将A组份和B组份在30℃～100℃下混合均匀，形成预浸料树脂基体；步骤4：将步骤3得到的预浸料树脂基体采用热熔预浸机或其他等效设备与增强材料热压复合，做成预浸料；或是将步骤3得到的预浸料树脂基体加入有机溶剂后，采用湿法预浸机或其他等效方式与增强材料复合做成预浸料。步骤1和步骤2所述的环氧树脂树脂为双酚A缩水甘油醚、酚醛环氧树脂及缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种，步骤1所述的环氧树脂用量占40份～80份，步骤2所述低粘度环氧树脂的用量占0～40份。步骤1中的增韧剂为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺树脂、聚酚氧树脂和尼龙中的至少一种，增韧剂用量占0份～20份。所述的步骤2中潜伏性固化剂为双氰胺、改性双氰胺、脲类衍生物、二氨基二苯砜、三氟化硼单乙胺及咪唑固化剂中的至少一种，促进剂为酚类、酸类、酰胺类中的至少一种。激光粉为含有Mg、Al、Zn、Fe的有机金属聚合物或有机金属络合物至少一种。步骤2中低粘度环氧树脂的粘度在室温下不大于18000厘泊；潜伏型固化剂占10份～30份，促进剂占0～10份，激光粉占5份～10份。所述的步骤3中混合方式为手动方式或机械搅拌、研磨；混合可以为A组分和B组分分别制造最后两者混合均匀，也可以在A组分上直接添加B组分的组分，然后混合均匀。所述的步骤4中预浸料为采用热熔法或湿法制备，即采用热熔预浸机或其它等效设备制备，或者，向预浸料树脂基体添加有机溶剂后采用湿法预浸机或其他等效方式制备。若步骤4采用湿法制备，可以在步骤1、步骤2、步骤3中的至少一步中加入有机溶剂，最终预浸料树脂基体的粘度在常温下不大于10000厘泊；所述的有机溶剂为酮类、醚醇类、氯代烃中的至少1种。所述的步骤4中增强材料为石英纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、尼龙纤维、聚四氟乙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的一种或是以上纤维中的一种或几种的编织物；所述的预浸料含胶量为30％～60％。专利技术技术效果本专利技术采用环氧树脂为主要基体树脂，原料丰富，价格便宜，采用潜伏型固化剂有效延长了预浸料的保存期限，同时添加激光粉后能够保证预浸料做成的制件表面可以被激光活化，从而可以使用LDS技术，实现在复杂蒙皮表面金属化的问题，扩大LDS技术的应用范围，为制备智能电磁窗结构提供先进的工艺方法。具体实施方式现有且常用的蒙皮表面金属化一般是在蒙皮表面粘贴金属片、挠性覆铜板，金属喷涂，真空离子镀膜，磁控溅射等方式。但是以上方式都存在明显的缺点，如粘贴金属图案的方式定位精度不高、复杂曲面难以覆形；金属喷涂的金属颗粒大、喷涂厚度不均匀，真空离子镀膜对于型面复杂的制件也存在镀膜厚度不均等问题。而LDS技术可以在任意复杂曲面上实现复杂的金属图案，但是LDS技术目前只局限于注塑成型的制件上，尚无在树脂基复合材料上有应用。本专利技术针对以上问题，制备一种适用于LDS技术的树脂基复合材料(预浸料)，使用环氧树脂为树脂基体，以常规的纤维或编织物为增强材料，提供一种能够满足LDS技术的预浸料制备方法。具体实施例如下：实施例1：适用于激光直接成形技术预浸料的制备方法，通过以下步骤实现：步骤1：将30～40份的E-20环氧树脂，20～30份的E-44环氧树脂，10份聚砜在100℃熔融混合，形成均匀一体的A组份。步骤2：将30～40份的E-51环氧树脂和5～10份双氰胺固化剂，2～8份间苯二酚，5～8份含Al的有机金属聚合物混合搅拌，搅拌速率为100r/min～500r/min，搅拌均匀后形成B组份。步骤3：将A组份和B组份在60℃采用50r/min～500r/min转速进行机械搅拌，形成预浸料树脂基体。步骤4：采用热熔预浸机将树脂基体和无碱玻璃纤维布制备成预浸料。实施例2：适用于激光直接成形技术预浸料，通过以下步骤实现：步骤1：将30～40份的F-51酚醛环氧树脂，20～30份的E-20环氧树脂，15份～20份的聚酰亚胺，100～300份的丙酮混合搅拌溶解，形成A组份。步骤2：将20～30份的F-51环氧树脂和5～10份双氰胺固化剂，2～8份间苯二酚，5～8份含Zn的有机金属聚合物，200～300份丙酮混合搅拌，搅拌速率为100r/min～500r/min，搅拌均匀后形成B组份。步骤3：将A组份和B组份混合，再加入100份～150份的丙酮后搅拌均匀，形成预浸料树脂基体。步骤4：采用湿法预浸机将树脂基体和石英纤维布制备成预浸料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于激光直接成形技术预浸料的制备方法，其特征在于：通过以下步骤实现：步骤1：将环氧树脂和增韧剂在50℃～120℃搅拌，形成A组份；步骤2：将低粘度环氧树脂在室温下与潜伏型固化剂、促进剂、激光粉混合均匀，形成B组份；步骤3：将A组份和B组份在30℃～100℃下混合均匀，形成预浸料树脂基体；步骤4：将步骤3得到的预浸料树脂基体采用热熔预浸机或其他等效设备与增强材料热压复合，做成预浸料；或是将步骤3得到的预浸料树脂基体加入有机溶剂后，采用湿法预浸机或其他等效方式与增强材料复合做成预浸料。

【技术特征摘要】
1.适用于激光直接成形技术预浸料的制备方法，其特征在于：通过以下步骤实现：步骤1：将环氧树脂和增韧剂在50℃～120℃搅拌，形成A组份；步骤2：将低粘度环氧树脂在室温下与潜伏型固化剂、促进剂、激光粉混合均匀，形成B组份；步骤3：将A组份和B组份在30℃～100℃下混合均匀，形成预浸料树脂基体；步骤4：将步骤3得到的预浸料树脂基体采用热熔预浸机或其他等效设备与增强材料热压复合，做成预浸料；或是将步骤3得到的预浸料树脂基体加入有机溶剂后，采用湿法预浸机或其他等效方式与增强材料复合做成预浸料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1和步骤2所述的环氧树脂树脂为双酚A缩水甘油醚、酚醛环氧树脂及缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种，其中步骤1所述的环氧树脂用量占40份～80份，步骤2所述低粘度环氧树脂的用量占0～40份。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中的增韧剂为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺树脂、聚酚氧树脂和尼龙中的至少一种，增韧剂用量占0份～20份。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中潜伏性固化剂为双氰胺、改性双氰胺、脲类衍生物、二氨基二苯砜、三氟化硼单乙胺及咪唑固化剂中的至少一种，促进剂为酚类、酸类、酰胺类中的至少一种；激光粉为含有M...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄成瑞，杨茂伟，司源，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司济南特种结构研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37