本發(fā)明涉及復合材料領域，更具體地，涉及一種抗靜電復合材料及其制備方法。

背景技術：

靜電現象是人們生活中常見的一種現象，靜電是指在物體表面聚集的電荷，靜電的聚集會使物體表面產生一個較高的電位，當人體或者其他低電位導體接近是就會產生放電現象。

現有技術中壓層的復合材料樣件有些需要防護靜電，為實現對靜電的防護，在樣件的表面設置涂有防靜電涂料的導電材料，但是由于其長時間的使用，導電材料容易受到磨損，從而使樣件的性能受到靜電的影響。

針對現有技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

針對現有技術中的導電涂料易磨損而導致抗靜電性喪失的問題，本發(fā)明提出一種抗靜電復合材料及其制備方法。

根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種抗靜電復合材料。該抗靜電復合材料包括：材料本體；至少一層抗靜電層，鋪設在材料本體的表面，其中，抗靜電層包括樹脂基體、纖維以及導電粉，纖維和導電粉分布在樹脂基體中。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，材料本體包括樹脂基體和纖維，纖維分布在樹脂基體中。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，材料本體中還包括導電粉，導電粉分布在樹脂基體中。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，材料本體的表面上鋪設有2層抗 靜電層。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，導電粉包括石墨粉、金屬粉、石墨烯、碳管、短切碳纖維、導電云母粉中的一種或者多種。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，樹脂包括氰酸酯、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或者多種。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，纖維包括玻璃纖維、導電碳纖維、金屬化合物型纖維、聚苯胺纖維、聚吡咯纖維、聚噻吩纖維中的一種或者多種。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，導電粉為樹脂基體的0.1wt％～30wt％。

在上述抗靜電復合材料中，優(yōu)選地，纖維占抗靜電層的15wt％至25wt％。

根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種抗靜電復合材料的制備方法，該方法包括：在樹脂基體中加入導電粉，制得樹脂膠膜；用樹脂膠膜浸潤纖維，制得纖維預浸料；將至少一層纖維預浸料鋪設在材料本體的表面；固化，制得抗靜電復合材料。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，還包括材料本體的制備，材料本體的制備包括以下步驟：將樹脂基體制成樹脂膠膜；用樹脂膠膜浸潤纖維，制得材料本體。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，在將樹脂基體制成樹脂膠膜的步驟中，在樹脂基體中加入導電粉。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，導電粉包括石墨粉、金屬粉、石墨烯、碳管、短切碳纖維、導電云母粉中的一種或者多種。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，樹脂包括氰酸酯、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或者多種。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，纖維包括玻璃纖維、導電碳纖維、金屬化合物型纖維、聚苯胺纖維、聚吡咯纖維、聚噻吩纖維中的一種或者多種。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，在在樹脂基體中加入導電粉，制得樹脂膠膜的步驟中，導電粉的加入量為樹脂基體的 0.1wt％～30wt％。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，在在樹脂基體中加入導電粉，制得樹脂膠膜的步驟中，在樹脂基體中還添加有固化劑。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，固化劑占樹脂總質量的0.05wt％至3.50wt％。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，在制備纖維預浸料的步驟中，纖維占纖維預浸料的15wt％至25wt％。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，固化采用真空袋固化、熱壓罐固化或層壓固化。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，真空袋固化壓力為0.01MPa至1MPa。

在上述抗靜電復合材料的制備方法中，優(yōu)選地，熱壓罐固化的壓力為0.2MPa到1.5MPa。

本發(fā)明提供的一種抗靜電復合材料及其制備方法，便于實施，且所得到的抗靜電復合材料良好的防護靜電的特性，可以有效地解決導電涂料易磨損而導致抗靜電性喪失的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例的抗靜電復合材料的制備方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

抗靜電復合材料的制備方法

如圖1的步驟S101所示，在樹脂基體中加入導電粉，制成樹脂膠膜。在步驟S101中，導電粉的加入量為樹脂基體的0.1wt％～30wt％。在步驟S101中，在樹脂基體中還添加有固化劑，固化劑占樹脂總質量的0.05wt％至3.50wt％，以便在后面的步驟中使樹脂固化成型。

在步驟S101中所使用的樹脂為熱固性樹脂，包括氰酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或者多種，也可為其他熱固性樹脂。盡管在本文中僅例舉了可使用的熱固性樹脂的實例，但本領域普通技術人員應該理解，也可以使用熱塑性樹脂替代熱固性樹脂。在步驟S101中所使用的導電粉可以是不溶于水的金屬粉、也可以是具有導電性能的非金屬，例如可以是石墨粉、石墨烯、碳管、短切碳纖維、導電云母粉中的一種或者多種的混合。

如圖1的步驟S103所示，用樹脂膠膜浸潤纖維，制得纖維預浸料。在步驟S103中，纖維占所述纖維預浸料的15wt％至25wt％。在步驟S103中，使用的纖維包括玻璃纖維、導電碳纖維、金屬化合物型纖維、聚苯胺纖維、聚吡咯纖維、聚噻吩纖維中的一種或者多種。

如圖1的步驟S105所示，將至少一層步驟S103中形成的纖維預浸料鋪設在材料本體的表面。優(yōu)選地，在在材料本體的表面鋪設1至2層抗靜電層(即纖維預浸料)，更優(yōu)選地為2層。該步驟中的含有導電粉的纖維預浸料在隨后的步驟中固化后形成抗靜電層，由于導電分分布在抗靜電層的纖維樹脂基體中，使得抗靜電復合材料具有較好的耐磨損效果，同時還使得材料本體具有較好的防靜電的效果。

在步驟S105中，材料本體的制備包含：將樹脂基體制成樹脂膠膜，用樹脂膠膜浸潤纖維，制得材料本體。其中，在將樹脂基體制成樹脂膠膜的步驟中，在樹脂基體中還可以添加有導電粉，以便使最終制得的抗靜電復合材料，不僅最外面的1至2層為抗靜電材料，其內部的整個材料本體都具有抗靜電性能。同時，在將樹脂基體制成樹脂膠膜的步驟中，所使用的樹脂為熱固性樹脂，包括氰酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂或聚氨酯樹脂及它們的改性樹脂體系或混合體系等，也可為其他熱固性樹脂。盡管 在本文中僅例舉了可使用的熱固性樹脂的實例，但本領域普通技術人員應該理解，也可以使用熱塑性樹脂替代熱固性樹脂。材料本體也可以使用其他需要防靜電的現有的復合材料，在將本步驟中所制得的纖維預浸料鋪設在材料本體的表面，使最終制得的復合材料具有抗靜電性能。

如圖1的步驟S107所示，對步驟S105中表面鋪設有至少一層的纖維預浸料的材料本體進行固化，制得抗靜電復合材料。在步驟S105中，固化采用真空袋固化、熱壓罐固化或層壓固化。在步驟S105中，真空袋固化壓力為0.01MPa至1MPa，優(yōu)選地為0.1MPa。在步驟S105中，熱壓罐固化的壓力為0.2MPa到1.5MPa。

實施例1

在環(huán)氧樹脂基體中加入0.1wt％的石墨粉和0.05wt％的固化劑，使用攪拌機將環(huán)氧樹脂基體、石墨粉和固化劑攪拌均勻制成環(huán)氧樹脂膠膜；將上述形成的環(huán)氧樹脂膠膜浸潤玻璃纖維和導電碳纖維，從而制得玻璃纖維和導電碳纖維預浸料，該玻璃纖維和導電碳纖維預浸料固化后形成抗靜電層，其中，玻璃纖維和導電碳纖維占玻璃維預浸料的15wt％；將5層玻璃纖維和導電碳纖維預浸料鋪設在材料本體表面，該材料本體采用導電碳纖維和導電碳纖維預浸料，該材料本體的制備包括：將不包含導電粉(如導電云母粉、石墨粉)的氰酸酯基體制成氰酸酯膠膜，用上述的氰酸酯膠膜浸潤導電碳纖維和導電碳纖維，制得本實施例中的材料本體(導電碳纖維和導電碳纖維預浸料)；在真空袋固化壓力為0.1MPa的環(huán)境下，固化后制得抗靜電復合材料。

實施例2

在雙馬樹脂基體中加入30wt％的石墨烯和3.50wt％的固化劑，使用攪拌機將雙馬樹脂基體、石墨烯和固化劑攪拌均勻制成雙馬樹脂膠膜；將上述形成的雙馬樹脂膠膜浸潤導電碳纖維，從而制得導電碳纖維預浸料，該導電碳纖維預浸料固化后形成抗靜電層，其中，導電碳纖維占導電碳纖維預浸料的25wt％；將2層導電碳纖維預浸料鋪設在材料本體表面，該材料本體采用導電碳纖維預浸料，該預浸料的制備方法與用作抗靜電層的導電碳纖維預浸料的制備方法相同，即材料本體和抗靜電層采用相同的材料；在 熱壓罐固化的壓力為0.2MPa下，固化后制得抗靜電復合材料。

實施例3

在氰酸酯基體中加入15wt％的導電云母粉和2wt％的固化劑，使用攪拌機將氰酸酯基體、導電云母粉和固化劑攪拌均勻制成氰酸酯膠膜；將上述形成的氰酸酯膠膜浸潤聚苯胺纖維，從而制得聚苯胺纖維預浸料，該聚苯胺纖維預浸料固化后形成抗靜電層，聚苯胺纖維占聚苯胺纖維預浸料的20wt％；將5層聚苯胺纖維預浸料鋪設在材料本體表面，該材料本體采用聚苯胺纖維預浸料，該預浸料的制備方法與用作抗靜電層的聚苯胺纖維預浸料的制備方法相同，即材料本體和抗靜電層采用相同的材料；在熱壓罐固化的壓力為1.5MPa下，固化后制得抗靜電復合材料。

實施例4

在聚氨酯樹脂基體中加入20wt％的短切碳纖維和2.50wt％的固化劑，使用攪拌機將聚氨酯樹脂基體、短切碳纖維和固化劑攪拌均勻制成聚氨酯樹脂膠膜；將上述形成的聚氨酯樹脂膠膜浸潤金屬化合物型纖維，從而制得金屬化合物纖維預浸料，該金屬化合物纖維預浸料固化后形成抗靜電層，其中，化合物纖維占化合物纖維預浸料的22wt％；將3層金屬化合物型纖維預浸料鋪設在材料本體表面，該材料本體采用金屬化合物型纖維預浸料，該預浸料的制備方法與用作抗靜電層的金屬化合物型纖維預浸料的制備方法相同，即材料本體和抗靜電層采用相同的材料；在真空袋固化壓力為0.5MPa的環(huán)境下，固化后制得抗靜電復合材料。

實施例5

在氰酸酯基體中加入10wt％的金屬粉和1.50wt％的固化劑，使用攪拌機將氰酸酯基體、金屬粉和固化劑攪拌均勻制成氰酸酯膠膜；將上述形成的氰酸酯膠膜浸潤聚吡咯纖維，從而制得聚吡咯纖維預浸料，該聚吡咯纖維預浸料固化后形成抗靜電層，其中，聚吡咯纖維占聚吡咯纖維預浸料的28wt％；將1層聚吡咯纖維預浸料鋪設在材料本體表面，該材料本體采用聚吡咯纖維預浸料，該預浸料的制備方法與用作抗靜電層的聚吡咯纖維預浸料的制備方法相同，即材料本體和抗靜電層采用相同的材料；真空袋固化壓力為1MPa的環(huán)境下，固化后制得抗靜電復合材料。

實施例6

在氰酸酯和環(huán)氧樹脂基體中加入25wt％的碳管和2.60wt％的固化劑，使用攪拌機將氰酸酯和環(huán)氧樹脂基體、碳管和固化劑攪拌均勻制成氰酸酯和環(huán)氧樹脂的膠膜；將上述形成的氰酸酯和環(huán)氧樹脂的膠膜浸潤聚噻吩纖維，從而制得聚噻吩纖維預浸料，該聚噻吩纖維預浸料固化后形成抗靜電層，其中，聚噻吩纖維占聚噻吩纖維預浸料的26wt％；將4層聚噻吩纖維預浸料鋪設在材料本體表面，該材料本體采用聚噻吩纖維預浸料，該預浸料的制備方法與用作抗靜電層的聚噻吩纖維預浸料的制備方法相同，即材料本體和抗靜電層采用相同的材料；在熱壓罐固化的壓力為1.2MPa下，固化后制得抗靜電復合材料。

抗靜電復合材料的表面電阻測量

采用點對點法法測量各個實施例中所制得的抗靜電復合材料的表面電阻，均小于等于1E9，因此表明，通過本發(fā)明的方法制得的抗靜電復合材料具有優(yōu)良的抗靜電性能。

優(yōu)選地，在上述實施例中本發(fā)明僅在材料本體表面鋪設了1層至6層，但是本發(fā)明并不限于鋪設層的層數，根據實際情況的需要可以鋪設多層(如8層、10層)或全部，用于解決導電涂料易磨損而導致抗靜電性喪失的問題。

優(yōu)選地，在上述實施例中本發(fā)明中的材料本體選用的是與纖維預浸料相同的材料，但是本發(fā)明并不限于材料本體的類型，根據實際需要材料本體也可以使用其他需要防靜電的現有的復合材料，用于解決導電涂料易磨損而導致抗靜電性喪失的問題。

本發(fā)明公開了一種抗靜電復合材料及其制備方法，該抗靜電復合材料包括：材料本體；至少一層抗靜電層，鋪設在材料本體的表面，其中，抗靜電層包括樹脂基體、纖維以及導電粉，纖維和導電粉分布在樹脂基體中。本發(fā)明所提供的抗靜電復合材料，由于在材料的最外層鋪設有含有導電粉的抗靜電層，可以有效的減少導電涂料易磨損的問題，具有良好的抗靜電的特性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。