CN103552318A - 一种含金属镀层的无纺布及其制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含金属镀层的无纺布及其制品，其主要特征在于，这种无纺布的结构特征为特定的具有网络结构的低面密度的纤维构成的薄层，无纺布表面镀有一层铜、银、镍、镍包铜或镍-铜-镍的金属层，厚度在100nm～5μm之间，使得这层无纺布具有导电性并且保持柔软，并且应用于插层复合材料层合板时能够显著增进层合板的层间断裂韧性和导电性，同时赋予复合材料以较高的冲击损伤阻抗和损伤容限、以及较高的导电性。相应的预浸料制品可以直接用于铺覆得到高导电的复合材料，相应的复合材料制品可用于高导电抗冲击的场合、可用于飞机防雷击结构体。

Description

一种含金属镀层的无纺布及其制品

技术领域

本发明涉及一种含金属镀层的无纺布及其制品，属于结构-功能一体化复合材料的制备技术领域。

背景技术

连续碳纤维增强树脂基复合材料层合板具有高比强度和高比刚度的优点，因此在现代飞机上的用量越来越大，如波音787、A350上均使用了大量的复合材料。但这种复合材料存在两个基本的缺陷，一是这种材料的低速冲击损伤阻抗和损伤容限较低，在遭受冰雹袭击或陌生刚体撞击时容易产生分层损伤，导致复合材料的压缩强度急剧降低，并且其冲击点上不易形成冲击凹坑或冲击凹坑过浅而不易目视可见，因此，这种复合材料通常需要增韧；二是这种连续碳纤维增强树脂基复合材料层合板相对于金属材料而言，其导电性很差，当遭受雷击时，大电流瞬时通量会使复合材料电击损坏甚至烧蚀，同时其电磁屏蔽性能也比较差，外界电磁场容易对机舱内部精密电元件造成干扰，因此，这种复合材料层合板上通常需要添加额外的导电网路。

若干技术方法已分别被用于解决以上这两个问题。为了提高这种复合材料的冲击损伤性能，一种在复合材料层间引入韧性结构的方法受到关注，它在提高复合材料抗冲击分层能力的同时保持了成型的工艺性和其它力学性能。典型的例子是在层间插入独立的高韧性纯热塑性树脂层或者热固性胶层及其发展起来的“离位”增韧技术（参考专利CN101220561）；或者在层间引入韧性颗粒的技术（US5028478、US5413847、US5057353），或者在层间置入高韧性纤维网的技术如插入尼龙无纺布、热塑性树脂纤维织物（WO03101708）等。而针对飞机防雷击和电磁防护，传统的措施是在复合材料的表面直接覆以一层导电层如金属网、金属条等，也有若干专利提出覆以碳材质和高分子材质导电层（如CN102001448A、WO2008048705-A2）的技术等。

近年以来，复合材料的结构-功能一体化技术日益增多,例如中国发明专利申请CN201210251285.7提出一种利用附载银纳米线的无纺布作为层间增韧和导电层的技术，在大大提高了复合材料层间断裂韧性的同时，在垂直纤维方向和厚度方向都较大程度地提高了材料的导电率，但是，银纳米线的价格昂贵，同时由于电接触界面较多，其电导率在附载量增多时逐渐趋近一个相对不高的电导值。

发明内容

本发明的目的：本发明正是针对上述现有技术存在的问题，设计提供了一种含金属镀层的无纺布及相应的复合材料制品，其目的是制备一种结构-功能一体化的连续碳纤维增强树脂基结构复合材料层合结构，该种材料能兼顾导电性以电磁屏蔽和抗雷击，同时实现高增韧以提高复合材料的冲击损伤阻抗和损伤容限，同时满足材料制备和应用的低成本和更高导电性的需求。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种含金属镀层的无纺布，该含金属镀层的无纺布是由低面密度、高孔隙率的无纺布载体和均匀附载在无纺布纤维上的金属镀层构成；多孔的无纺布材质为尼龙、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、聚芳醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、芳纶。不包含金属镀层时的无纺布厚度为10μm～80μm，孔隙率为40%～90%，无纺布的面密度为5g/m²～35g/m²。金属镀层是覆盖于无纺布纤维表面的金属银、金属铜、金属镍、镍包铜的镀层，镀层厚度在100nm～5μm。

含金属镀层的无纺布的制备得到的碳纤维预浸料制品，其特征在于，常规碳纤维预浸料外层铺覆有一层含金属镀层的无纺布，含金属镀层的无纺布被预浸料的树脂浸润并粘贴在表面，树脂质量分数在30～50%之间。

含金属镀层的无纺布的制备得到的复合材料制品，其特征在于，复合材料由碳纤维层、含金属镀层的无纺布和浸渍整体的固化的树脂基体组成，其结构形式有如下之一：（1）复合材料每一个碳纤维铺层层间都有一层含金属镀层的无纺布，其外表面没有覆盖或覆盖有一层常用的防雷击材料或覆盖有1～5层的含金属镀层的无纺布；（2）复合材料外表层覆盖有一层常用的防雷击材料，含金属镀层的无纺布依次从外到内插层于第2个、第3个、第4个层间…，直到分布完所有的含金属镀层的无纺布；（3）复合材料外表层覆盖有含金属镀层的无纺布，无纺布层数为1～5层，其余无纺布依次从外到内插层于第2个、第3个、第4个层间…，直到分布完所有的含金属镀层的无纺布；（4）含金属镀层的无纺布分布于复合材料的中间几个层间。

本发明的优点和特点是：

本发明涉及的一种含金属镀层的无纺布，无纺布的材料设计特征具有对复合材料的增韧作用，无纺布上镀上的一层铜、银、镍、镍包铜或镍-铜-镍的金属层，使其具有导电性，无纺布整体保持柔韧性和增韧性能。将其用于增韧碳纤维增强树脂基复合材料层合板，得到的复合材料具有较高的抗冲击损伤阻抗和损伤容限，同时具有优越的导电性。本发明技术操作简单，所用材料的价格低廉，得到的含金属镀层的无纺布的导电性高，利用该无纺布得到的复合材料层合板上韧性和导电性相对于未改性的复合材料均大幅度提高。

具体实施方式

复合材料层合板的增韧是一个重要的方向，利用韧性的无纺布材料通过插层技术改进复合材料的层间断裂韧性和实际应用中最关注的冲击后压缩强度（CAI）是一种最近二十余年发展出来的技术。但并非所有的无纺布都能够用于复合材料增韧，其需要考虑材料的增韧作用，以及和复合材料增重、压缩强度之间的平衡，设计有增韧效果的无纺布材料结构。

通常的无纺布由纺丝得到的纤维组成，纤维的直径可以为溶液纺丝的5～20μm左右，也可以为静电纺丝得到的数十纳米到几个微米，纤维之间的熔融粘结点或粘合剂粘结点或不同纤维之间的物理相互交叉使纤维之间的位置相互固定，形成一个独立支撑的薄层，而不会在轻微外力的作用下崩溃。不同结构、面密度、厚度的无纺布可以通过公知的纺丝技术得到。

对于无纺布的材料，具有较高韧性和强度的聚合物纤维构成的无纺布表现出较好的增韧能力，综合各种材料特性和价格，可选材料为尼龙、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、聚芳醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、芳纶。其中尼龙、聚烯烃、聚氨酯、聚酯具有较低的玻璃化转变温度、优异的韧性、低的成本，特别适用于中低温使用的复合材料，包括航空航天领域中常用的环氧树脂基复合材料、苯并噁嗪树脂基复合材料。而聚醚砜、聚醚醚酮、聚芳醚酮等聚合物的耐热性（玻璃化转变温度）通常在180℃～270℃，一些耐高温的品种还可应用于双马树脂基复合材料。对于聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、芳纶无纺布，可以用于双马树脂基、聚酰亚胺树脂基的复合材料。

在无纺布材料的微观结构选择上，我们发现，对于层厚很小的无纺布材料，如小于10μm，对复合材料的增韧能力非常有限，随着层厚增加，复合材料韧性提高，但由于层厚增加，同时也造成了纤维体积分数下降，导致复合材料的压缩强度明显下降。因此无纺布材料的层厚选择为10～80μm，更优选为20～60μm。以上所述的无纺布材料厚度为被压紧后测的表观厚度的均值，其测试方法可以用螺旋测微器测量叠加的8层无纺布厚度，并取3个以上测量点得到的均值。

此外，无纺布的孔隙率也是一个影响因素，其孔隙率可以由面密度、材料本征密度和无纺布表观厚度通过简单计算得到。通过实验我们发现无纺布孔隙率低于40%时，由于插层中存在较多的韧性物质聚集位置，导致复合材料压缩强度和刚度明显下降，而孔隙率高于90%时，我们发现这么高的孔隙率下难以制备得到的相应的无纺布，只能通过长纤维粘结而呈现为纱网的形态。因此无纺布材料的孔隙率选择为40～90%，综合厚度因素，兼顾复合材料增韧性能，无纺布表观面密度选择为5～35g/m²。通过无纺布材料的厚度和面密度可以反推出无纺布材料的孔隙率，因此在选择无纺布材料只需要确定无纺布的易测定的表观厚度和面密度，而不需要确定难以测定的孔隙率。

无纺布表层的金属材料优选为银、镍、铜、铜包镍及镍-铜-镍，对于常见金属，银和铜具有优异的导电性，而铝尽管导电性较高，但我们发现铝易和碳纤维组合形成原电池造成放置于层间后镀层很快破坏，放于层间易失去导电功能，不予采用。银则价格较高但性能稳定，镍电阻率较高但抗腐蚀性能优越且价格低廉，而铜镀层表面易氧化，相应的复合材料导电性随时间下降，但当铜镀层较大(>3μm)，抗氧化能力加强，在铜外层覆盖一层镍也可以起到保护作用。因此将金属镀层选择为银、镍、铜、铜包镍及镍-铜-镍，所述的铜包镍指的是纤维表面镀有一层铜，铜的外层再包有一层镍，所述的镍-铜-镍指的是纤维表面镀有一层镍，镍外层为一层铜作为高导电层，铜的外层再包有一层镍作为抗腐蚀保护层。

金属镀层的厚度，我们发现当金属镀层厚度超过5μm后，无纺布的硬度明显提高，第一成型时不利于铺层，第二造成无纺布插层的重量较大（如5μm厚时，无纺布上单金属组分面密度可达25～100g/m²），加上无纺布插层的质量，如所有层间插层造成复合材料增重达到了15～50%，金属镀层厚度过大，对复合材料的层间增韧作用也大幅度下降，SEM表明镀层增厚导致纤维柔韧性下降，使得层间破坏行为逐渐变成从插层处的界面破坏。当镀层厚度小于100nm后，镀层的连续性难以得到保障，尤其对于物理相互交叉的无纺布、高孔隙率无纺布，导电性差，插层后复合材料整体甚至不导电。因此需要控制镀层厚度在100nm～5μm之间。

制备镀层的方法，可以选择常见的电镀和化学镀方法，在无纺布上镀首层金属时，则一般采取化学镀的方法，金属镀层的厚度可由镀液浓度、施镀时间和装载量控制。

通过以上合理的设计、制备和相关实验，我们设计的含金属镀层的无纺布具有很好的柔韧性，易于铺层，可适用于复合材料一些复杂的部位，可大幅度提高复合材料层间断裂韧性和CAI，而且导电性优异，比如银镀层为1.5μm左右时，表面比电阻可低至0.07Ω，大大低于附载银纳米线的无纺布（对同样无纺布其极限值趋近0.5Ω）。

而现有的含金属镀层的织物、无纺布，包括用于飞机防雷击表面和电磁屏蔽布，其材料设计均未考虑到对复合材料的增韧作用，如用于飞机防雷击表面的导电层，厚度至少在0.1mm以上，面密度通常达到200g/m²以上，布层致密孔隙率低，引入到层间只能构成缺陷而导致力学性能下降，因此只能铺贴于复合材料表面用于飞机的防雷击。

高导电增韧的复合材料通过插层以上含金属镀层的无纺布来实现。所谓插层技术，即为在铺覆及预成型的时候将无纺布置于碳纤维铺层之间，放置的方式可以为每一层都放或者选择性放置在某些层，同时定型得到预制体，随后将整体固化得到复合材料。

针对高导电性复合材料应用的需求，将这种含金属镀层的无纺布应用于制备高导电性增韧的碳纤维复合材料时，我们设计了几类结构的复合材料：（1）复合材料每一个层间都包含有此种结构的含金属镀层的无纺布，这种复合材料具有整体优异的导电性和抗冲击韧性，但也带来了增重较多、压缩强度小幅下降的问题；（2）含金属镀层的无纺布分布于复合材料表层和接近表面的数层，这种复合材料结构尤其适用于飞机的防雷击和电磁屏蔽的功能需求，并有一定的增韧作用；（3）含金属镀层的无纺布分布于复合材料的中间几个层间，这种结构尤其适用于兼顾飞机结构件增韧和电磁屏蔽的功能，外层也可铺覆有导电层作为防雷击层。

将含金属镀层的无纺布和预浸料复合，得到的附带无纺布的预浸料可以直接作为功能化的预浸料使用，制备方法可以用热熔法将无纺布直接压到现有的预浸料的表面，树脂浸渍无纺布本身，也可以将无纺布和碳纤维对齐放置在一起，随后涂覆树脂。为了保证树脂能够充分浸渍无纺布并在固化后复合材料具有较低的孔隙率，树脂的质量分数（X,%）需要根据预浸料碳纤维层的厚度（D_c,μm）、无纺布层的厚度(D_p,μm)和无纺布孔隙率(V_p,μm)调整，并控制在30%～50%，

得到的参考的调整公式为： $X=\frac{{1.2V}_p\×(D_p-5)+0.51\×D_c}{1.53\×D_c+1.2(D_p-5)}\×100\%\±3\%.$

下面通过实施例对本发明的设计和制备技术做进一步详细说明。

实施例1

本发明技术方案的实施过程如下：

（1-1）将厚度为53μm、面密度为14g/m²的尼龙无纺布或厚度为55μm、面密度为20g/m²的尼龙无纺布或厚度为25μm、面密度为8g/m²的聚醚醚酮无纺布或厚度为25μm、面密度为7g/m²的聚醚砜无纺布清洁处理后浸入到SnCl₂和盐酸的混合溶液敏化，所用溶液中SnCl₂的浓度为8g/L或15g/L，盐酸的浓度为5mL浓HCl/1L水或10mL浓HCl/1L水，敏化时间为5分钟或10分钟或25分钟；取出洗涤干净后进行活化处理，活化处理为将无纺布浸入到0.3g/L或1.5g/L或7g/L的PdCl₂和15g/L或25g/L的硼酸的混合水溶液中，浸泡3分钟或10分钟或17分钟，随后取出，用水洗涤干净，随后浸入到5g/L或10g/L或17g/L的NaH₂PO₂的水溶液中浸泡30分钟。

（1-2）将硝酸银配成5g/L或15g/L的水溶液，搅拌下滴加2mol/LNaOH溶液，滴加量为硝酸银水溶液体积的3%或9%,随后滴加浓氨水，滴加量为硝酸银水溶液体积的15%，搅拌使溶液变澄清透明，随后根据每升硝酸银溶液加葡萄糖15g或28g、酒石酸3g或7.5g的量加入葡萄糖和酒石酸并搅拌溶解，得到化学镀银的镀液；最后将第一步中处理过的无纺布放入至镀液中，无纺布装载量为0.25m²每升镀液，25℃下镀30分钟或2小时，结束后取出镀了银的无纺布，用水冲洗干净，烘干，得到含银镀层的无纺布。

（1-3）将上述得到的含银镀层的无纺布一一放置于连续碳纤维单向增强的环氧树脂基预浸料的层间进行铺层，碳纤维铺层方式为[+45,0,-45,90]_4s，并使每一个碳纤维的层间都插层一层含银镀层的无纺布，碳纤维T300、3K或碳纤维T800、12K，环氧树脂5228（北京航空材料研究院产品）或QY9611（北京航空制造工程研究所产品），压缩并定型后得到插层的复合材料预制体；

（1-3）按该环氧树脂预浸料规定的固化工艺，将上述插层含银镀层的无纺布的复合材料预制体利用常规的模压方法进行真空成型固化，得到环氧树脂基增韧的复合材料制品。

本实施例中得到的一种含银镀层的无纺布，银镀层厚度在1.5μm左右，表面比电阻在0.07Ω左右，大大低于参考专利申请的银纳米线附载的增韧用无纺布（CN201210251285.7）。相应制备的复合材料，经测量，复合材料的I型层间断裂韧性提高了56%，II型层间断裂韧性提高了210%，垂直纤维方向的导电性大幅度提高了1000倍左右，层厚方向导电率提高了15倍。

实施例2

本发明技术方案的实施过程如下：

（2-1）将厚度为55μm、面密度为20g/m²的聚乙烯无纺布或厚度为35μm、面密度为10g/m²的聚醚酰亚胺无纺布或厚度为25μm、面密度为7g/m²的芳纶无纺布清洁处理后浸入到SnCl₂和盐酸的混合溶液敏化，所用溶液中SnCl₂的浓度为10g/L或25g/L，盐酸的浓度为4mL浓HCl/1L水或8mL浓HCl/1L水，敏化时间为7分钟或15分钟，取出洗涤干净后，再进行活化处理，活化处理为将无纺布浸入到0.5g/L或2g/L的PdCl₂和20g/L或30g/L的硼酸的混合水溶液中，浸泡15分钟或35分钟，随后取出，用水洗涤干净，随后浸入到10g/L或15g/L的NaH₂PO₂的水溶液中浸泡60分钟。

（2-2）配制镀液，各组分含量为氯化镍或硫酸镍15g/L或35g/L，柠檬酸钠45g/L或60g/L,氯化铵25g/L或44g/L，再滴加氨水至浓度为37mL/L或85mL/L,再加入NaH₂PO₂15g/L或36g/L,搅拌使其成为均匀的溶液；最后将无纺布放入至镀液中，40～85℃下镀8分钟或15分钟或25分钟，结束后取出镀了镍的无纺布，用水冲洗干净，烘干。

（2-3）将上述得到的含镍镀层的芳纶无纺布铺贴在预浸料表面，预浸料的碳纤维T700、12K，聚酰亚胺树脂基预浸料牌号LP15（北京航空材料研究院产品），树脂质量分数为38%，经热滚筒滚动后，树脂均匀浸渍无纺布，使其成为一个整体的附有含镍镀层的芳纶无纺布的预浸料制品，最终树脂质量分数为35%。将上述得到的含镍镀层的聚乙烯无纺布铺贴在预浸料表面，预浸料的碳纤维T800、12K，环氧树脂5228（北京航空材料研究院产品），树脂质量分数为42%，经热滚筒滚动后，树脂均匀浸渍无纺布，使其成为一个整体的附有含镍镀层的聚乙烯无纺布的预浸料制品，最终树脂质量分数为38%。

（2-4）将上述附有含镍镀层的芳纶无纺布的预浸料制品，即碳纤维T700、12K，聚酰亚胺树脂基预浸料牌号LP15（北京航空材料研究院产品），按[0]₂₄铺层，再按该树脂的标准固化工艺固化，得到高导电高增韧的聚酰亚胺树脂基复合材料。

本实施例中得到的一种含镍镀层的增韧用无纺布，镍镀层厚度在3微米左右，表面比电阻在0.8Ω左右。复合材料的层间断裂韧性、导电性也得到了大幅度提高。

实施例3

本发明技术方案的实施过程如下：

（3-1）将厚度为30μm、面密度为10g/m²的聚酯无纺布或厚度为35μm、面密度为10g/m²的聚酰亚胺无纺布或厚度为25μm、面密度为7g/m²的芳纶无纺布清洁处理后浸入到SnCl₂和盐酸的混合溶液敏化，所用溶液中SnCl₂的浓度为9g/L或17g/L，盐酸的浓度为3mL浓HCl/1L水或7mL浓HCl/1L水，敏化时间为10俄15分钟，取出洗涤干净后，再进行活化处理，活化处理为将无纺布浸入到0.5g/L或1.2g/L或2g/L的PdCl₂和18g/L或35g/L的硼酸的混合水溶液中，浸泡5分钟或30分钟，随后取出，用水洗涤干净，随后浸入到8g/L或10g/L的NaH₂PO₂的水溶液中浸泡45分钟。

（3-2）配制镀液，各组分含量为CuSO₄8g/L或15g/L或18g/L，Na₂EDTA18g/L或28g/L,酒石酸钾钠15g/L或27g/L,滴加2mol/L NaOH至溶液pH为12～13，最后加入甲醛28mL/L或37mL/L，搅拌均匀得到镀铜液；最后将无纺布放入至镀液中，60℃或72℃下镀8分钟或35分钟，结束后取出镀了铜的无纺布，用水冲洗干净，烘干。

本实施例中得到的一种含铜镀层的增韧用无纺布，铜镀层厚度在4微米左右，表面比电阻在0.02Ω左右。

实施例4

本发明技术方案的实施过程如下：

（4-1）将厚度为42μm、面密度为16g/m²的聚氨酯无纺布或厚度为35μm、面密度为10g/m²的聚醚醚酮无纺布清洁处理后浸入到SnCl₂和盐酸的混合溶液敏化，所用溶液中SnCl₂的浓度为13g/L，盐酸的浓度为4mL浓HCl/1L水，敏化时间为20分钟，取出洗涤干净后，再进行活化处理，活化处理为将无纺布浸入到0.8g/L的PdCl₂和18g/L的硼酸的混合水溶液中，浸泡25分钟，随后取出，用水洗涤干净，随后浸入到10g/L的NaH₂PO₂的水溶液中浸泡60分钟。

（4-2）配制镀液，各组分含量为氯化镍或硫酸镍27g/L，柠檬酸钠41g/L或52g/L,氯化铵30g/L或42g/L，再滴加氨水至浓度为50mL/L或71mL/L,再加入NaH₂PO₂18g/L或32g/L,搅拌使其成为均匀的溶液；最后将无纺布放入至镀液中，高装载量下（4m²每L镀液）室温下镀8分钟，结束后取出镀了镍的无纺布，用水冲洗干净，烘干。得到表面含镍镀层的无纺布，镀层厚度为180nm左右。

（4-3）将上述得到的含镍镀层的聚醚醚酮无纺布浸入至硫酸铜浓度为130g/L的铜电镀液中，电镀25分钟，在表面镀上1层3μm的铜镀层，用水冲洗干净，再将聚醚醚酮无纺布浸入至硫酸镍浓度为75g/L的铜电镀液中，电镀2分钟，使得外铜镀层外面再覆盖1层200nm左右的镍镀层。用水冲洗干净，烘干。得到表面含镍-铜-镍镀层的无纺布。

（4-4）取（4-3）得到的表面含镍-铜-镍镀层的无纺布3张，取（4-2）得到的表面含镍镀层的无纺布4张，将上述无纺布和碳纤维进行铺层，碳纤维铺层方式为[0,90]_4s，碳纤维M40、1K，无纺布铺叠方式为：将（4-3）得到的3张表面含镍-铜-镍镀层的无纺布铺叠于最外表面，（4-2）得到的表面含镍镀层的无纺布一一铺叠于外表面开始的第1、2、3、4、5个碳纤维铺层的4个层间，定型后得到复合材料预制体；

（4-5）利用RTM工艺，将液态苯并噁嗪（BOZ）树脂（德国Henkel公司产品Epsilon）或液态环氧3266树脂（北京航空材料研究院产品）注入预制体并浸渍完全，然后按照该BOZ树脂或环氧树脂规定的工艺进行成型和固化，最终得到RTM成型的苯并噁嗪树脂基或环氧树脂基增韧-导电一体化的复合材料制品。

上述实施例得到的高导电增韧的复合材料，兼顾了防雷击需要的优异的表面导电性和近内表面导电性、电磁屏蔽需要的多层和整体导电性、抗冲击所需的增韧，并且兼顾了增重和导电性的平衡。

实施例5

本发明技术方案的实施过程如下：

（5-1）按实施例(3-1)制备预活化的厚度为35μm、面密度为10g/m²的聚酰亚胺无纺布。

（5-2）配制镀液，各组分含量为CuSO₄22g/L或18g/L，Na₂EDTA25g/L,酒石酸钾钠15g/L或29g/L,滴加2mol/L NaOH至溶液pH为12～13，最后加入甲醛33mL/L，搅拌均匀得到镀铜液；最后将无纺布放入至镀液中，装载量为0.5m²每L镀液，室温镀120分钟，结束后取出含铜镀层的无纺布，用水冲洗干净，烘干。

（5-3）将上述得到的含镍镀层的聚醚醚酮无纺布浸入至硫酸镍浓度为75g/L的镍电镀液中，电镀30分钟，在表面镀上1层200nm左右的镍镀层保护层，用水冲洗干净。

（5-4）取（5-3）得到的表面含铜-镍镀层的无纺布3张，取商业化的防雷击铜网1张，将上述无纺布和碳纤维进行铺层，碳纤维铺层方式为[0]₁₆，碳纤维CCF300、3K，无纺布铺叠方式为：（5-3）得到的表面含铜-镍镀层的无纺布一一铺叠于外表面开始的第1、2、3、4层碳纤维铺层的3个层间，将铜网铺贴于表面，定型后得到复合材料预制体5a；

（5-5）取（5-3）得到的表面含铜-镍镀层的无纺布7张，取商业化的防雷击铜网1张，将上述无纺布和碳纤维进行铺层，碳纤维铺层方式为[-45,0,45,90]_4s，碳纤维CCF300、3K，无纺布铺叠方式为：（5-3）得到的表面含铜-镍镀层的无纺布一一铺叠于碳纤维铺层的7个中间的层间，即铺层于第8-15层碳纤维铺层之间的层间，定型后得到复合材料预制体5b；

（5-6）利用RTM工艺，将液态双马6421树脂（北京航空材料研究院产品）注入预制体5a及5b并浸渍完全，然后按照该树脂规定的工艺进行成型和固化，最终得到RTM成型的双马树脂基树脂基的增韧-导电一体化的复合材料制品5a和5b；

以上得到的复合材料制品5a，可应用于飞机防雷击材料应用的场合，得到的复合材料制品5b，具有优异的电磁屏蔽性能和韧性。

Claims (3)

1.一种含金属镀层的无纺布，其特征在于：该含金属镀层的无纺布是由低面密度、高孔隙率的无纺布载体和均匀附载在无纺布纤维上的金属镀层构成；多孔的无纺布材质为尼龙、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、聚芳醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、芳纶，不包含金属镀层时的无纺布厚度为10μm～80μm，孔隙率为40%～90%，无纺布的面密度为5g/m²～35g/m²，金属镀层是覆盖于无纺布纤维表面的金属银、金属铜、金属镍、镍包铜、镍-铜-镍的镀层，镀层厚度在100nm～5μm。

2.根据权利要求1所述的由含金属镀层的无纺布的制备得到的碳纤维预浸料制品，其特征在于，常规碳纤维预浸料外层铺覆有一层含金属镀层的无纺布，含金属镀层的无纺布被预浸料的树脂浸润并粘贴在表面，树脂质量分数在30～50%之间。

3.根据权利要求1所述含金属镀层的无纺布的制备得到的复合材料制品，其特征在于，复合材料由碳纤维层、含金属镀层的无纺布和浸渍整体的固化的树脂基体组成，其结构形式有如下之一：（1）复合材料每一个碳纤维铺层层间都有一层含金属镀层的无纺布，其外表面没有覆盖或覆盖有一层常用的防雷击材料或覆盖有1～5层的含金属镀层的无纺布；（2）复合材料外表层覆盖有一层常用的防雷击材料，含金属镀层的无纺布依次从外到内插层于第2个、第3个、第4个层间…，直到分布完所有的含金属镀层的无纺布；（3）复合材料外表层覆盖有含金属镀层的无纺布，无纺布层数为1～5层，其余无纺布依次从外到内插层于第2个、第3个、第4个层间…，直到分布完所有的含金属镀层的无纺布；（4）含金属镀层的无纺布分布于复合材料的中间几个层间。