一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜及其应用的制作方法

本发明涉及一种航空航天复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜及其应用。

背景技术：

1、目前，我国航空航天领域广泛使用复合材料替代金属材料作为飞行器的主体材料，并在未来相当长远的时间内，这种趋势越来越明显。复合材料相较金属材料具有优异的比强度、重量轻等优点，被广泛应用于航空航天领域。但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。

2、现有技术中，复合材料防雷击保护主要采用火焰喷涂铝的方式，其不足之处在于：一、重量大，成本高。火焰喷涂铝防护层厚度较大，导致结构重量增加较多；二、工艺复杂，易变形。需手工分别覆铺金属网和胶膜，铺设绝缘玻璃布层、火焰喷涂铝、涂封孔剂、涂地漆面漆，工序复杂，生产周期长，而且无自粘性、施工困难，且存在金属网容易起皱、变形、甚至断开等问题； 三、防雷击性差。因需表面处理，结合力不好，还要涂胶，雷击防护效果较差。

技术实现思路

1、基于现有技术中存在的问题，本发明提供一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜及其应用，其雷击防护性好且工艺性优良，还能够减轻复合材料构件的重量，实现轻量化，以满足航空产品的需求。

2、本发明的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，所述防雷击表面膜由环氧树脂膜、铝网以及衬布组成，所述环氧树脂膜按照重量份数是由环氧树脂80～100份，活性环氧稀释剂5～10份，偶联剂2～5份，固化剂5～10份，促进剂0.5～1.5份，填料0.5～0.8份配比而成。

3、优选的，所述环氧树脂是由128环氧树脂、e51环氧树脂、e44环氧树脂、610环氧树脂和6101环氧树脂中的一种或其中两种或其中三种按任意比例组成。

4、优选的，所述活性环氧稀释剂是由环氧树脂稀释剂692、环氧树脂稀释剂622、环氧树脂稀释剂501 中的一种或多种按任意比例组成。

5、优选的，所述偶联剂是由kh540、kh560、kh602、kh171、kh792中的一种或其中两种按任意比例组成。

6、优选的，所述固化剂是由苯胺-甲醛与双氰胺反应制成的一种产物。

7、优选的，所述促进剂是由丙烯酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、有机脲和α-甲基丙烯酸钝化2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或其中两种按任意比例组成。

8、优选的，所述铝网的规格为66±7g/m2、78±10g/m2、137±10g/m2中的一种，所述铝网由若干条铝丝构成，铝丝相互交错组成菱形网孔结构。

9、优选的，所述衬布为规格是8g/m2的聚酯纤维表面毡，所述衬布厚度为0.07±0.02mm。

10、优选的，所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜用于制备防雷击复合材料膜。

11、进一步的，防雷击复合材料膜制备方法如下：

12、将表面膜平整铺附于预浸料外表面，在固化压力为0.3±0.05mpa和固化时间为3h的条件下，控制固化温度由130±5℃逐渐升温至200±5℃进行共固化，升温速率1.5～3.0℃/min，得到防雷击复合材料膜，最终防雷击复合膜的厚度为0.13～0.18mm，单位面积质量224～294g/m2，储存温度≤-18℃。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、1、本发明的防雷击表面膜面密度比传统火焰喷涂铝涂层更低，减轻了复合材料构件的重量，实现了轻量化。

15、2、本发明的防雷击铝网膜比铜网膜价格更低，降低了产品成本，有利于低成本无人机的发展。

16、3、本发明的防雷击表面膜与复合材料的胶接性能良好，雷电防护效果好。

技术特征：

1.一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述防雷击表面膜由环氧树脂膜、铝网以及衬布组成，所述环氧树脂膜按照重量份数是由环氧树脂80～100份，活性环氧稀释剂5～10份，偶联剂2～5份，固化剂5～10份，促进剂0.5～1.5份，填料0.5～0.8份配比而成。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述环氧树脂是由128环氧树脂、e51环氧树脂、e44环氧树脂、610环氧树脂和6101环氧树脂中的一种或其中两种或其中三种按任意比例组成。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述活性环氧稀释剂是由环氧树脂稀释剂692、环氧树脂稀释剂622、环氧树脂稀释剂501中的一种或多种按任意比例组成。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述偶联剂是由kh540、kh560、kh602、kh171、kh792中的一种或其中两种按任意比例组成。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述固化剂是由苯胺-甲醛与双氰胺反应制成的一种产物。

6.根据权利要求1所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述促进剂是由丙烯酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、有机脲和α-甲基丙烯酸钝化2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或其中两种按任意比例组成。

7.根据权利要求1所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述铝网的规格为66±7g/m2、78±10g/m2、137±10g/m2中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜，其特征在于，所述衬布为规格是8g/m2的聚酯纤维表面毡，所述衬布厚度为0.07±0.02mm。

9.一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜的应用，其特征在于它用于制备防雷击复合材料膜。

10.根据权利要求9所述的一种复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜的应用，其特征在于防雷击复合材料膜制备方法如下：

技术总结
本发明公开了一种航空航天复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜及其应用，复合材料结构用低成本轻质防雷击表面膜由环氧树脂膜、铝网以及衬布组成，所述环氧树脂膜按照重量份数是由环氧树脂80～100份，活性环氧稀释剂5～10份，偶联剂2～5份，固化剂5～10份，促进剂0.5～1.5份，填料0.5～0.8份配比而成，本发明表面膜的雷击防护性好且工艺性优良，还能够减轻复合材料构件的重量，实现轻量化，以满足航空产品的需求。

技术研发人员：张媛,王炜,范晨颖,康瑞良,徐飞,孟维龙
受保护的技术使用者：江苏新扬新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12