[发明专利]具有可调电阻率的纤维增强聚合物复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于制备可调表面电阻率的纤维增强聚合物（FRP）复合材料的方法，所述方法包括以下操作：

a.在基质树脂系统中均匀混合按重量计1-30%的导电填料以获得树脂混合物；

b.使用所述树脂混合物润湿干燥的预制品；

c.压制经润湿的预制品以获得绿色复合材料；

d.固化所述绿色复合材料；以及

e.后固化经固化的复合材料以制备所述FRP复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述填料选自包括导电炭黑、镀银空心玻璃微球和碳纳米管的组。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，将按重量计为所述树脂混合物的约1%到约10%范围的所述导电炭黑手动均匀地混合于所述基质树脂中。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，将按重量计为所述树脂混合物的约1%到约30%范围的所述镀银空心玻璃微球手动均匀地混合于所述基质树脂中。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，将按重量计为所述树脂混合物的约0.1%到约4%范围的所述碳纳米管通过超声处理和剪切均质方法均匀混合于所述基质树脂中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述经润湿的预制品的压制使用选自包括真空加压袋、相对模成型、压塑成型和高压釜成型的组的方法进行。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述绿色复合材料的固化在室温下进行约24小时，或者在约80℃到约180℃范围的升高温度下进行约2到4小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述后固化在约120℃到约350℃范围的温度下进行约2-4小时。

9.FRP复合材料，包含在基质树脂系统中按重量计约1%到约30%范围的导电填料，其中，所述FRP复合材料的密度范围为约0.9g/cc到约2.0g/cc，表面电阻率范围为约10⁹Ω/sq.到约10^-1Ω/sq.，环境温度储能模量范围为约4GPa到约15GPa，ILSS范围为约15MPa到约50MPa，且能够耐受高达170℃的温度。

10.根据权利要求9所述的FRP复合材料，其中，所述填料选自包括导电炭黑、镀银空心玻璃微球和碳纳米管的组。

11.根据权利要求10所述的FRP复合材料，其中，所述导电炭黑的粒径范围为约10微米到约100微米，且体电阻率小于约100Ω-cm。

12.根据权利要求10所述的FRP复合材料，其中，所述镀银空心玻璃微球的直径范围为约20微米到约200微米，银含量范围为所述微球的整体重量的约10％到约50％。

13.根据权利要求10所述的FRP复合材料，其中，所述碳纳米管是单壁或多壁的，外径范围为约2nm到约100nm，长度范围为约100nm到约2000nm，选自包括粗制碳纳米管、纯度范围为按重量计约30%到100%的纯化碳纳米管、非功能化碳纳米管和功能化碳纳米管，其中，所述功能化是使用胺或羟基封端进行的。

14.根据权利要求9所述的FRP复合材料，其中，增强纤维选自包括玻璃纤维、碳纤维、和芳纶纤维的组，形式为选自纺织织物、单向带、和短切毡的组。

15.根据权利要求9所述的FRP复合材料，其中，所述基质树脂系统包括树脂和固化剂，其中所述树脂为选自包括酚醛基环氧树脂、DGEBA基环氧树脂、乙烯基酯和聚酯的组的热固性树脂，且用于环氧树脂的所述固化剂选自包括二乙三胺（DETA）、三乙烯四胺（TETA）、二氨基二苯甲烷（DDM）和二氨基二苯砜（DDS）的组。