CN104513402A - 树脂纤维复合材料的制备方法及树脂纤维复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树脂纤维复合材料的制备方法及树脂纤维复合材料，所述方法包括以下步骤：将片状吸波材料置于热固性树脂溶液中浸润，然后将浸润的片状吸波材料进行预固化形成片状吸波材料半固化片；取适量步骤S1)中所用的热固性树脂溶液，加入1%～30%体积比的导电颗粒搅拌均匀制得导电浆料；将所述片状吸波材料半固化片叠层后，在需要电镀的部位涂敷所述导电浆料；将步骤S3)所得产品进行固化，固化温度为80～250℃，固化压力为0.1-3MPa，固化时间为1-12小时；将经步骤S4)固化后的产品置于电镀液中进行电镀。本发明具有工艺简单，电镀层不易脱落的优点。

Description

树脂纤维复合材料的制备方法及树脂纤维复合材料

技术领域

本发明涉及超材料技术领域，尤其是涉及一种树脂纤维复合材料的制备方法及树脂纤维复合材料。

背景技术

树脂纤维复合材料的电镀难度高，表面不导电，需要特别进行表面导电化处理，但处理难度大，均匀性差，严重影响了产品效果。现有工艺主要采用对复合材料进行一些特殊复杂的处理如喷涂导电液，钯液微蚀、化学沉积金属等方式让其具有导电性，工艺复杂且经过多步处理后不仅对复合材料的性能有影响，且电镀的金属层附着力还不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种工艺简单，且金属层附着力良好的树脂纤维复合材料的制备方法及通过该方法制备的树脂纤维复合材料。

本发明的技术问题通过下述技术手段予以解决：

一种树脂纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1)预浸料与预固化：将片状吸波材料置于热固性树脂溶液中浸润，然后将浸润的片状吸波材料进行预固化形成片状吸波材料半固化片；

S2)导电浆料的制备：在热固性树脂溶液中加入1%～30%体积比的导电颗粒搅拌均匀制得导电浆料；

S3)半固化片叠层与导电浆料涂敷：将所述片状吸波材料半固化片叠层后，在需要电镀的部位涂敷所述导电浆料；

S4)固化：将步骤S3)所得产品进行固化，固化温度为80-250℃，固化压力为0.1-3Mpa，固化时间为1-12小时；

S5)电镀：将经步骤S4)固化后的产品置于电镀液中进行电镀。

优选地：

所述片状吸波材料为玻璃纤维布、芳纶纤维布、石英纤维布中的一种、两种或多种。

所述步骤S1)和步骤S2）中使用相同的热固性树脂溶液。

所述步骤S1)和S2)中的热固性树脂溶液为：环氧树脂胶液、氰酸酯树脂胶液、酚醛树脂胶液、双马来酸酐树脂中的任意一种或两种以上的混合液。

所述步骤S1)和S2)中的热固性树脂溶液中含有固化剂和/或促进剂。

所述导电颗粒为金属导电颗粒和/或石墨导电颗粒。

所述步骤S4)依次在80-100℃下固化1-3小时，在100-140℃下固化1-3小时，在140-160℃下固化0.5-2小时。

所述步骤S1)中预固化的温度为80-100℃，预固化时间为0.2-1小时，。

所述导电颗粒为银粉或铜粉。

一种树脂纤维复合材料，该树脂纤维复合材料是采用前述任意一项所述的制备方法值得的。

与现有技术相比，本发明在半固化的树脂纤维复合材料表面涂敷导电树脂后进行完全固化，使得树脂纤维复合材料表面需要电镀的部位具有导电能力，通过简单的工艺实现金属层的电镀，而且由于是采用在热固性树脂溶液中添加导电颗粒的方式形成表面导电层，因而该导电层与同样含有热固性树脂的树脂纤维复合材料以及电镀形成的金属层均具有非常强的附着力，电镀形成的金属层不易脱落。由于采用前述方法，本发明的树脂纤维复合材料表面的金属层不易脱落。

具体实施方式

下面对结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

本实施方式提供一种树脂纤维复合材料，其制备方法包括以下步骤：

S1)预浸料与预固化：将片状吸波材料置于热固性树脂溶液中浸润，然后将浸润的片状吸波材料进行预固化形成片状吸波材料半固化片，优选所述片状吸波材料优选为玻璃纤维布、芳纶纤维布、石英纤维布中的任意一种。本步骤的热固性树脂溶液优选采用环氧树脂胶液、氰酸酯树脂胶液、酚醛树脂胶液、双马来酸酐树脂中的任意一种或两种以上的混合液，在热固性树脂溶液中更有选添加适量的固化剂和/或促进剂。本步骤中预固化的温度优选为80-100℃，预固化时间优选为0.2-1小时。

S2)导电浆料的制备：在热固性树脂溶液中加入1%～30%体积比的导电颗粒搅拌均匀制得导电浆料。本步骤的热固性树脂溶液优选使用与步骤S1）中同样的热固性树脂溶液；导电颗粒优选选择金属导电颗粒和/或石墨导电颗粒，其中金属导电颗粒更优选采用金属银或金属铜。

S3)半固化片叠层与导电浆料涂敷：将所述片状吸波材料半固化片叠层后，在需要电镀的部位涂敷所述导电浆料。由于预浸料的纤维布经过半固化，通过常用的涂敷方式即能够实现准确、均匀的涂敷。

S4)固化：将步骤S3)所得产品进行固化，固化温度为80～250℃，固化压力为0.1-3Mpa，固化时间为1-12小时。经本步骤后，半固化片与导电浆料完全固化为一体结构，不易脱落。考虑到导电浆料，为获得更加的固化效果，本步骤优选依次在80-100℃下固化1-3小时，在100-140℃下固化1-3小时，在140-160℃下固化0.5-2小时。

S5)电镀：将经步骤S4)固化后的产品置于电镀液中进行电镀，形成金属层。本步骤可采用现有的电镀方法进行电镀。

为进一步对本发明进行更加详细的说明，下文提供多个更加具体的实施例：

以下实施例中，除非有明确说明，否则所涉及的份数均是指质量。

实施例1

1.预浸料与预固化

（1.1）准备石英纤维布备用；

（1.2）配置环氧树脂体系热固性树脂溶液：140份的双酚A环氧树脂、7份的双氰胺、7份的丙烯酸胺于70℃混合均匀后放置备用；

（1.3）将石英纤维布放入以上树脂溶液中浸润；

（1.4）将浸润好的石英纤维布放入烘箱固化，固化温度为95℃，0.5小时，制得石英纤维布半固化片。

2.导电浆料的制备

（2.1）配置与步骤1中相同的环氧树脂体系热固性树脂溶液：140份的双酚A环氧树脂、7份的双氰胺、7份的丙烯酸胺于70℃混合均匀后放置备用。

（2.2）向步骤（2.1）得到的混合体系中加入1%体积比的导电石墨。

3.半固化片叠层与导电浆料涂敷

将石英纤维布半固化片叠层后，在需要电镀的部位涂覆导电浆料。

4.固化

真空袋抽真空后，将步骤3所得产品放入烘箱固化，固化条件为90℃，2小时，130℃,2小时，150℃，1小时。

5.电镀

将固化后的产品进行金属层的电镀，电镀工艺可采用现有的电镀工艺。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处仅仅在于导电石墨的添加量为30%。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅仅在于步骤4为：80℃下固化2小时，在100℃下固化1小时，在140下固化0.5小时。

实施例4

本实施例与实施例1的区别仅仅在于：

步骤（1.4）中固化温度为80℃，固化时间为1小时。

步骤4为：100℃固化3小时，140℃固化3小时，160℃固化2两小时。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅仅在于：

步骤（1.4）中固化温度为100℃，固化时间为0.2小时。

步骤4为：100℃固化3小时，140℃固化3小时，250℃固化1两小时。

实施例6

本实施例与实施例1的区别仅仅在于，本实施例采用玻璃纤维布替代实施例1中的石英纤维布。

实施例7

本实施例与实施例6的区别仅仅在于，本实施例的导电颗粒为金属银。

实施例8

本实施例与实施例1的区别仅仅在于，本实施例采用的热固性树脂溶液为：氰酸酯树脂与环氧树脂混合体系热固性树脂溶液：90份的双酚A氰酸酯、10份酚醛型环氧树脂、2份的丙烯酸胺于70℃混合均匀后放置备用。

实施例9

本实施例与实施例8的区别仅仅在于，本实施例的导电颗粒为金属铜。

实施例10

本实施例与实施例1的区别仅仅在于，本实施例的采用芳纶纤维布替代实施例1的石英纤维布。

需要说明的是，前述实施例仅仅是具体的优选方案，本实施例并不局限于这些具体例子，例如：本发明的热固性树脂溶液并不排除前述优选实施例中所举具体类型，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

对比例1

1.预浸料与预固化

（1.1）准备石英纤维布

（1.2）配置环氧树脂体系热固性树脂溶液：140份的双酚A环氧树脂、7份的双氰胺、7份的丙烯酸胺于70℃混合均匀后放置备用；

（1.3）将石英纤维布放入以上树脂溶液中浸润；

（1.4）将浸润好的石英纤维布放入烘箱固化，固化温度为95℃，0.5小时，制得石英纤维布半固化片。

2.将石英纤维布半固化片叠层后固化

3.电镀

对实施例1～10以及对比例1中电镀后得到的具有金属层的基体材料进行测试，采用复合膜层间剥离强度试验机测试抗剥离强度，测试结果见表1。

表1

“*”越多，表示均匀性越好。

从表1中的数据可以看出，实施例1～10中采用本发明的技术方案，直接进入电镀槽电镀，在电镀金属层的厚度相同的条件下进行测试，实施例1～10中的基体材料的金属电镀层与复合材料的附着力较好，其抗剥离强度都达到了14kgf/cm2以上，很难脱落，且从基体材料的表面上看电镀金属层比较均匀。

而对比例1中复合材料本身并不导电，当将固化后的复合材料直接送入电镀槽电镀时很难在复合材料的表面形成金属电镀层，即使在复合材料的表面形成了较少面积的金属电镀层，该金属电镀层与复合材料的附着力较差，其抗剥离强度仅有10.2kgf/cm2，所以金属镀层容易脱落。

Claims (10)

1.一种树脂纤维复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1)预浸料与预固化：将片状吸波材料置于热固性树脂溶液中浸润，然后将浸润的片状吸波材料进行预固化形成片状吸波材料半固化片；

S2)导电浆料的制备：在热固性树脂溶液中加入1%～30%体积比的导电颗粒搅拌均匀制得导电浆料；

S3)半固化片叠层与导电浆料涂敷：将所述片状吸波材料半固化片叠层后，在需要电镀的部位涂敷所述导电浆料；

S4)固化：将步骤S3)所得产品进行固化，固化温度为80-250℃，固化压力为0.1-3Mpa，固化时间为1-12小时；

S5)电镀：将经步骤S4)固化后的产品置于电镀液中进行电镀。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述片状吸波材料为玻璃纤维布、芳纶纤维布、石英纤维布中的一种、两种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1)和步骤S2）中使用相同的热固性树脂溶液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤S1)和S2)中的热固性树脂溶液为：环氧树脂胶液、氰酸酯树脂胶液、酚醛树脂胶液、双马来酸酐树脂中的任意一种或两种以上的混合液。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤S1)和S2)中的热固性树脂溶液中含有固化剂和/或促进剂。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于：所述导电颗粒为金属导电颗粒和/或石墨导电颗粒。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤S1)中预固化的温度为80-100℃，预固化时间为0.2-1小时。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述导电颗粒为银粉或铜粉。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特在于：所述步骤S4)包括：依次在80-100℃下固化1-3小时，在100-140℃下固化1-3小时，在140-160℃下固化0.5-2小时。

10.一种树脂纤维复合材料，其特征在于：该树脂纤维复合材料是采用权利要求1-9任意一项所述的制备方法制得的。