[发明专利]新型碳纤维/聚酰亚胺复合材料薄膜及其涂布制备方法

说明书

本发明属于复合材料制备技术，具体涉及一种碳纤维/聚酰亚胺复合材料薄膜涂布制备方法。本发明碳纤维/聚酰亚胺复合材料薄膜涂布制备方法，将合适配比的碳纤维/聚酰亚胺酐在真空环境下混合搅拌后，涂覆到光滑表面，再通过二次加热后固化成形，后取下使用。本发明通过系列改进使工艺参数易于控制，涂布更加均匀，能够加工获取大面积、高平整性的聚酰亚胺薄膜，工作更加高效。而所制得的聚酰亚胺薄膜质量轻，发热均匀性好，能够用于飞机表面加热除冰，具有较大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术，具体涉及一种碳纤维/聚酰亚胺复合材料薄膜涂布制备方法。

背景技术

聚酰亚胺为主链、含有酰亚胺环的一类高分子聚合物，具有较高的耐温性能，同时绝缘性能好，广泛的应用于各种工业领域。聚酰亚胺一般作为绝缘薄膜进行使用，但是由于其绝缘性能，很少在加热器件内使用。

在航空领域，在结冰飞行条件下，需要有加热组件满足除冰需求，同时要尽可能减少重量。现有的飞机结冰加热器件一般采用金属材料，如各类加热丝，存在质量重，而且加热区域狭窄有限。

发明内容

本发明的目的是：提供一种质量轻、加热区域大的新型碳纤维/聚酰亚胺复合材料薄膜涂布制备方法。

另外，本发明还包护由该方法所制备而成的聚酰亚胺薄膜。

本发明的技术方案是：

一种碳纤维/聚酰亚胺复合材料薄膜涂布制备方法，其将合适配比的碳纤维/聚酰亚胺酐在真空环境下混合搅拌后，涂覆到光滑表面，再通过二次加热后固化成形，后取下使用。

所述的碳纤维/聚酰亚胺复合材料薄膜涂布制备方法，其过程如下：

步骤1：配置碳纤维/聚酰亚胺酐混合浆料，其中，所述二者之间的配比根据成品电阻要求所得；

步骤2：所述碳纤维/聚酰亚胺酐混合浆料在真空环境下进行搅拌，其中，搅拌转速为1200～1800r/min，搅拌时间45～60min，从而在保证搅拌均匀情况下，避免搅拌过程发热，提早发生反应，不利于后续薄膜成形；搅拌过程真空度不低于-0.09mPa，避免混入空气，产生气泡，影响涂覆质量，搅拌结束静置不少于30min，以利于搅拌过程中气泡的消散；

步骤3：利用涂覆设备将混合浆料在光滑表面上进行均匀涂覆；

步骤4：一次加热

在真空环境下，以80±2℃烘干60～80分钟，并保证烘干过程真空度为0.65～0.75个标准大气压，以蒸发大部分水分，降低浆料流动性，准备后续薄膜成形。

步骤5：二次加热

通过分阶段预热以及加热蒸发水汽，使得浆料浓缩并形成聚酰亚胺薄膜；

步骤6：取出裁剪

将成型的聚酰亚胺薄膜从光滑表面分离，并根据需要裁剪后使用。

所述用于涂覆的光滑表面为石英玻璃表面或聚酰亚胺塑料表面，以能够避免与聚酰亚胺发生反应同时便于薄膜分离即可。

所述碳纤维/聚酰亚胺酐质量比为100：1～5，以使得成形的薄膜具有合适的电阻，能够满足除冰加热需求。

所述碳纤维目数在500～1000，以保证薄膜具有较好的导电均匀性。

所述碳纤维需进行烘干处理，湿度不大于60％，避免水分混入浆料，增加后续处理难度。

步骤3中，进行涂覆时，涂覆速度10～20mm/s，涂覆厚度在550～700um，使得薄膜整体较为均匀，同时具有足够的厚度，保证薄膜成形质量。

步骤5二次加热时，具体过程如下：