[发明专利]一种基于隔热和绝缘机理的雷电防护复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种基于隔热和绝缘机理的雷电防护复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)制备碳纳米管薄膜；

2)将4,4-二氨基二苯醚和1,2,4,5-均苯四甲酸二酐加入到N-N二甲基甲酰胺中搅拌反应得聚酰亚胺酸的N-N二甲基甲酰胺溶液；

3)在连续纳米纤维纺丝机的接收电极上铺设一层铝箔，然后将聚酰亚胺酸的N-N二甲基甲酰胺溶液倒入连续纳米纤维纺丝机的电纺辊中，进行电纺，得到附着在铝箔上的聚酰亚胺酸薄膜；所述的电纺是在电压40-60kv、电纺辊转速1-3圈/分钟、连续纳米纤维纺丝机中上下电极的间距为10-20厘米的条件下进行的；

4)将聚酰亚胺酸薄膜进行亚胺化反应，冷却至室温后从铝箔上剥离薄膜，得到热塑性聚酰亚胺静电纺丝薄膜；所述将聚酰亚胺酸薄膜进行亚胺化反应是将聚酰亚胺酸薄膜置于鼓风烘箱中于320℃-350℃的恒温条件下进行亚胺化反应1小时-15小时或者是将聚酰亚胺酸薄膜置于鼓风烘箱中依次于80℃-100℃反应2小时-4小时、150℃-170℃反应2小时-4小时及320℃-350℃反应1小时-7小时完成亚胺化反应；

5)将碳纤维增强树脂预浸料铺设成碳纤维增强树脂预浸料板，再将热塑性聚酰亚胺静电纺丝薄膜铺设在预浸料板上方，并将碳纳米管薄膜铺设在热塑性聚酰亚胺静电纺丝薄膜的上方，然后置于热压罐中进行真空热压，冷却至室温，得到碳纳米管薄膜-热塑性聚酰亚胺静电纺丝薄膜-碳纤维增强树脂雷电防护复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述制备碳纳米管薄膜是制备浓度为50mg/L～1000mg/L的分散剂水溶液，然后将碳纳米管按照碳纳米管与分散剂的质量之比为1:(1-15)加入到分散剂水溶液中，超声分散10h-12h，得到分散均匀的碳纳米管悬浊液，利用放有滤膜的真空抽滤装置对分散均匀的碳纳米管悬浊液进行真空抽滤，获得均匀的碳纳米管薄膜，然后将均匀的碳纳米管薄膜在50℃-90℃真空干燥箱中进行干燥3h-24h，剥离滤膜得到碳纳米管薄膜；其中：所述分散剂为曲拉通或十二烷基苯磺酸钠。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述碳纳米管薄膜是通过如下方法制备的：配制浓度为50mg/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液，然后将碳纳米管按照碳纳米管与分散剂的质量之比为1:5加入到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，超声分散12h，得到分散均匀的碳纳米管悬浊液，利用放有滤膜的真空抽滤装置对分散均匀的碳纳米管悬浊液进行真空抽滤，获得均匀的碳纳米管薄膜，然后将均匀的碳纳米管薄膜在真空干燥箱中50℃下进行干燥24h，剥离滤膜得到碳纳米管薄膜。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中每40-50ml N-N二甲基甲酰胺中添加总重量为5.8g-9.45g的4,4-二氨基二苯醚和1,2,4,5-均苯四甲酸二酐，其中4,4-二氨基二苯醚和1,2,4,5-均苯四甲酸二酐的摩尔比为1:(0.94-1.04)；所述搅拌反应的时间为12h-24h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述聚酰亚胺酸的N-N二甲基甲酰胺溶液的浓度为10wt％-20wt％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)所述将碳纤维增强树脂预浸料铺设成碳纤维增强树脂预浸料板是用碳纤维增强树脂预浸料依次采用0°、90°和0°的循环角度铺设做成碳纤维增强树脂预浸料板。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)所述碳纤维增强树脂预浸料板的厚度为4mm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)所述真空热压是在0.4-1MPa下以1-5℃/分钟的升温速率升温至75-95℃，保温30-90分钟，然后再在0.4-1MPa下以1-5℃/分钟的升温速率升温至120-150℃，保温1-3小时。