一种高强度防静电复合材料板材及其制备方法
【专利摘要】一种高强度防静电复合材料板材由复合材料外结构层及导电芯层构成，导电芯层位于上下外结构层之间，外结构层由不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯、玻璃纤维布复合而成；导电芯层由不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡复合而成。本发明生产制造方便，传统的复合材料模压工艺无需改进即可用于其生产及加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低，具有良好的力学性能、导电性能和防静电性能，可在较高温度下长期使用，刚性大，抗蠕变，不变形，可设计性强。可用于石油化工、冶金等某些需要所用板材同时具有高强度及防静电性能的场合。
【专利说明】
一种高强度防静电复合材料板材及其制备方法
技术领域
[0001]本发明公开了一种复合材料板材，特别是涉及一种高强度防静电复合材料板材及其生产方法。
【背景技术】
[0002]热固性树脂基复合材料是利用热固性树脂，包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂等作为基体材料(以不饱和聚酯树脂占绝对多数)，添加固化剂、促进剂，并与纤维、晶须等增强材料，通过一定的加工工艺制作的一种复合材料。它具有可设计性强、防腐、加工成型方便等优点，由其制作的复合材料板材可广泛应用于建筑、市政、交通、包装等领域。但虽则如此，热固性树脂基复合材料在使用过程中也存在一些明显不足，如在石油化工、冶金等某些场合使用时，往往需要所用的板材或其制品同时具有高强度及防静电性能，以免变形或产生静电火花，严重情况下甚至可能发生爆炸。采用传统热固性树脂基复合材料制作的板材可具有一定的抗静电性能及强度性能，但往往不能同时实现高强度和高度抗静电。因此，发明一种既具有高强度，又能高度抗静电的复合材料板材十分必要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服传统热固性树脂基复合材料的不足，提供一种具有高强度、抗静电、不变形的新型复合材料板材及其生产方法。
[0004]—种高强度防静电复合材料板材，是采取以下方案实现的:
一种高强度防静电复合材料板材由复合材料外结构层及导电芯层构成，导电芯层位于上下复合材料外结构层之间。
[0005]复合材料外结构层由不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯、玻璃纤维布复合而成。
[0006]导电芯层由不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡复合而成。
[0007]所述的不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂。
[0008]所述的改性石墨烯为三乙烯四胺改性石墨烯。
[0009]所述的玻璃纤维布为单重为200g/m2或400g/m2无碱玻纤布中的一种。
[0010]所述的有机化铜粉为硅烷偶联剂改性铜粉，平均粒径为5_25μπι;所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂。
[0011]所述的玻璃纤维毡为单重为300g/m2、600g/m2或900g/m2玻璃纤维毡中的一种。
一种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(I)称取I重量份的石墨烯，加入到10-20重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散l_2h，然后加入0.2-0.4重量份的三乙烯四胺和0.1-0.5重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理10-20min，在120_130 °C下反应40_50h后，加入3_5重量份的乙醇，静置48_60h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在55-65°C下真空干燥36-48h，得到改性石墨烯； (2)配制10-20%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉10_20cm，超声处理30-60min，然后静置24-48h后，再次超声处理30-60min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取30-50重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取20-30重量份的干燥铜粉，超声分散20-30min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散20-30min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉；
(4)按重量比100:0.6-1.2:0.6-0.8:0.1-0.3:60-80分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6)按重量比100:0.8-1.2:0.6-1.0:10-20:0.3-0.5:1-3:50-70分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面；
(8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料；
(9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至40-60°C，预热3-5min，然后缓慢加压至l-5MPa，并在此压力下保持60-90min;
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为4-6:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为1:1;上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重可以相同或不同，但在上复合材料外结构层内部及下复合材料外结构层内部所用的玻璃纤维布均为同一单重。
[0012]本发明一种高强度防静电复合材料板材，生产制造方便，传统的复合材料模压生产工艺无需改进即可用于其生产及加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低，具有良好的力学性能、导电性能和防静电性能，高强度，可在较高温度下长期使用，刚性大，抗蠕变，不变形，可设计性强。
【附图说明】
[0013]以下将结合附图对本发明作进一步说明。
[0014]图1是一种高强度防静电复合材料板材结构示意图。
[0015]1-复合材料外结构层，2-导电芯层，3-不饱和聚酯树脂，4-过氧化甲乙酮，5-环烷酸钴，6-改性石墨烯，7-玻璃纤维布，8-有机化铜粉，9-端羧基液体丁腈橡胶，I O-邻苯二甲酸二丁酯，11-玻璃纤维毡。
【具体实施方式】
[0016]参照附图1，一种高强度防静电复合材料板材由复合材料外结构层I及导电芯层2构成，导电芯层2位于上、下复合材料外结构层I之间。
[0017]复合材料外结构层I由不饱和聚酯树脂3、过氧化甲乙酮4、环烷酸钴5、改性石墨烯
6、玻璃纤维布7复合而成。
[0018]导电芯层2由不饱和聚酯树脂3、过氧化甲乙酮4、环烷酸钴5、有机化铜粉8、端羧基液体丁腈橡胶9、邻苯二甲酸二丁酯10及玻璃纤维毡11复合而成。
[0019]所述的不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂。
[0020]所述的改性石墨烯为三乙烯四胺改性石墨烯。
[0021 ] 所述的玻璃纤维布为单重为200g/m2或400g/m2无碱玻纤布中的一种。
[0022]所述的有机化铜粉为硅烷偶联剂改性铜粉，平均粒径为5_25μπι;所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂。
[0023]所述的玻璃纤维毡为单重为300g/m2、600g/m2或900g/m2玻璃纤维毡中的一种。。
[0024]实施例1:一种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(1)称取I重量份的石墨烯，加入到15重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散1.5h，然后加入0.3重量份的三乙烯四胺和0.3重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理15min，在125 0C下反应45h后，加入4重量份的乙醇，静置54h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在60 °C下真空干燥42h，得到改性石墨烯；
(2)配制15%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉15cm，超声处理45min，然后静置36h后，再次超声处理45min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取40重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取25重量份的干燥铜粉，超声分散25min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散25min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉(平均粒径为15μπι)；
(4)按重量比100:0.9:0.7:0.2:70分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布(单重为200g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6)按重量比100:1:0.8:15:0.4:2:60分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡(单重600g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面；
(8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料，玻璃纤维布单重为200g/m2;
(9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤
(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至50 0C，预热4min，然后缓慢加压至3MPa，并在此压力下保持75min ；
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为5:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为I: I，上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重相同。
[0025]实施例2: —种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(1)称取I重量份的石墨烯，加入到10重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散lh，然后加入0.2重量份的三乙烯四胺和0.1重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理lOmin，在120°C下反应40h后，加入3重量份的乙醇，静置48h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在55 °C下真空干燥36h，得到改性石墨稀；
(2)配制10%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉10cm，超声处理30min，然后静置24h后，再次超声处理30min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取30重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取20重量份的干燥铜粉，超声分散20min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散20min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉(平均粒径为5μηι)；
(4)按重量比100:0.6:0.6:0.1:60分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布(单重为200g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6)按重量比100:0.8:0.6:10:0.3:1:50分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡(单重300g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面；
(8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料，玻璃纤维布单重为200g/m2;
(9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤
(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至40 0C，预热3min，然后缓慢加压至IMPa，并在此压力下保持60min ；
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为4:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为I: I，上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重相同。
[0026]实施例3: —种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(1)称取I重量份的石墨烯，加入到20重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散2h，然后加入0.4重量份的三乙烯四胺和0.5重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理20min，在130°C下反应50h后，加入5重量份的乙醇，静置60h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在65 °C下真空干燥48h，得到改性石墨稀；
(2)配制20%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉20cm，超声处理60min,然后静置48h后，再次超声处理60min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取50重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取30重量份的干燥铜粉，超声分散30min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散30min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉(平均粒径为25μπι)；
(4)按重量比100:1.2:0.8:0.3:80分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布(单重为400g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6)按重量比100:1.2:1.0:20:0.5:3:70分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡(单重900g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面；
(8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料，玻璃纤维布单重为400g/m2;
(9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤
(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至60 0C，预热5min，然后缓慢加压至5MPa，并在此压力下保持90min ；
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为6:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为I: I，上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重相同。
[0027]实施例4: 一种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(1)称取I重量份的石墨烯，加入到10重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散1.5h，然后加入0.4重量份的三乙烯四胺和0.1重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理15min，在130 0C下反应40h后，加入4重量份的乙醇，静置60h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在55 °C下真空干燥42h，得到改性石墨烯；
(2)配制20%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉10cm，超声处理45min，然后静置48h后，再次超声处理30min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取40重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取30重量份的干燥铜粉，超声分散20min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散25min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉(平均粒径为25μπι)；
(4)按重量比100:0.6:0.7:0.3:60分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布(单重为400g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6 )按重量比100:1.2:0.6:15:0.5:1:60分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡(单重900g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面； (8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料，玻璃纤维布单重为200g/m2;
(9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤
(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至50 0C，预热5min，然后缓慢加压至IMPa，并在此压力下保持75min;
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为6:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为I: I，上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重不同，但在上复合材料外结构层内部及下复合材料外结构层内部所用的玻璃纤维布为同一单重。
[0028]实施例5: —种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(1)称取I重量份的石墨烯，加入到15重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散2h，然后加入0.2重量份的三乙烯四胺和0.3重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理20min，在120°C下反应45h后，加入5重量份的乙醇，静置48h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在60 °C下真空干燥48h，得到改性石墨稀；
(2)配制10%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉15cm，超声处理60min，然后静置24h后，再次超声处理45min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取50重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取20重量份的干燥铜粉，超声分散25min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散30min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉(平均粒径为5μηι)；
(4)按重量比100:0.9:0.8:0.1:70分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布(单重为400g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6)按重量比100:0.8:0.8:20:0.3:2:60分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡(单重300g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面；
(8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料，玻璃纤维布单重为200g/m2; (9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤
(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至60 0C，预热3min，然后缓慢加压至3MPa，并在此压力下保持90min ；
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为4:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为I: I，上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重不同，但在上复合材料外结构层内部及下复合材料外结构层内部所用的玻璃纤维布为同一单重。
[0029]实施例6: 一种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(1)称取I重量份的石墨烯，加入到20重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散lh，然后加入0.3重量份的三乙烯四胺和0.5重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理lOmin，在125°C下反应50h后，加入3重量份的乙醇，静置54h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在65 °C下真空干燥36h，得到改性石墨稀；
(2)配制15%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉20cm，超声处理30min，然后静置36h后，再次超声处理60min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取30重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取25重量份的干燥铜粉，超声分散30min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散20min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉(平均粒径为15μπι)；
(4)按重量比100:1.2:0.6:0.2:80分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布(单重为200g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6)按重量比100:1.0:1.0:10:0.4:3:50分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡(单重600g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面；
(8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料，玻璃纤维布单重为400g/m2;
(9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至40 0C，预热4min，然后缓慢加压至5MPa，并在此压力下保持60min ；
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为5:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为I: I，上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重不同，但在上复合材料外结构层内部及下复合材料外结构层内部所用的玻璃纤维布为同一单重。
[0030]实施例7: 一种高强度防静电复合材料板材的制备方法，其制备过程为:
(1)称取I重量份的石墨烯，加入到13重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散1.2h，然后加入0.25重量份的三乙烯四胺和0.4重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理18min，在128 0C下反应46h后，加入3.5重量份的乙醇，静置50h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在58 °C下真空干燥40h，得到改性石墨稀；
(2)配制16%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉12cm，超声处理50min，然后静置28h后，再次超声处理50min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干；
(3)分别称取35重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取23重量份的干燥铜粉，超声分散23min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散28min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉(平均粒径为20μηι)；
(4)按重量比100:0.7:0.7:0.13:75分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布(单重为200g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料；
(5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(6)按重量比100:0.9:0.9:13:0.35:1.3:57分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡(单重600g/m2)，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶；
(7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面；
(8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料，玻璃纤维布单重为200g/m2;
(9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤
(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上；
(10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至48 0C，预热3.5min，然后缓慢加压至4MPa，并在此压力下保持80min ；
(11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材；
(12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为4.6:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为1:1，上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重相同。
[0031]以下通过检测证明本发明实施例1的效果，其检测结果如下:
拉伸强度:53.2 IMPa，拉伸模量:2.35GPa ；弯曲强度:85.16MPa，弯曲模量:2.76GPa，巴氏硬度:46巴柯尔，电导率:8.68 X 10—4S/m。
[0032]上述测试结果表明，本发明的一种高强度防静电复合材料板材综合力学性能好，抗静电性能佳。
【主权项】
1.一种高强度防静电复合材料板材，其特征在于由复合材料外结构层及导电芯层构成，导电芯层位于上下复合材料外结构层之间；复合材料外结构层由不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯、玻璃纤维布复合而成;导电芯层由不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡复合而成。2.根据权利要求1所述的一种高强度防静电复合材料板材，其特征在于所述的不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂。3.根据权利要求1所述的一种高强度防静电复合材料板材，其特征在于所述的改性石墨稀为三乙稀四胺改性石墨稀。4.根据权利要求1所述的一种高强度防静电复合材料板材，其特征在于所述的玻璃纤维布为单重为200g/m2或400g/m2无碱玻纤布中的一种。5.根据权利要求1所述的一种高强度防静电复合材料板材，其特征在于所述的有机化铜粉为硅烷偶联剂改性铜粉，平均粒径为5_25μπι;所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基娃烧偶联剂。6.根据权利要求1所述的一种高强度防静电复合材料板材，其特征在于所述的玻璃纤维毡为单重为300g/m2、600g/m2或900g/m2玻璃纤维毡中的一种。7.根据权利要求1所述的一种高强度防静电复合材料板材，其特征在于其制备过程为: (I)称取I重量份的石墨烯，加入到10-20重量份的二甲基甲酰胺中，超声分散l-2h，然后加入0.2-0.4重量份的三乙烯四胺和0.1-0.5重量份的二环己基碳酰亚胺，再次超声处理10-20min，在120-130 °C下反应40_50h后，加入3_5重量份的乙醇，静置48_60h，过滤，将所得沉淀洗涤后，在55-65°C下真空干燥36-48h，得到改性石墨烯； (2)配制10-20%质量百分浓度的稀硫酸溶液，将铜粉全部浸没在稀硫酸溶液中，确保稀硫酸液面超出铜粉10_20cm，超声处理30-60min，然后静置24-48h后，再次超声处理30-60min，过滤除去硫酸液，然后用自来水冲洗铜粉至中性，烘干； (3)分别称取30-50重量份的乙醇和I重量份的硅烷偶联剂，混匀后，称取20-30重量份的干燥铜粉，超声分散20-30min后，关闭超声波发生器30min，然后打开超声波发生器，再次超声分散20-30min后，过滤，去除多余的溶剂，将处理后的铜粉干燥，筛分，得到有机化铜粉； (4)按重量比100:0.6-1.2:0.6-0.8:0.1-0.3:60-80分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、改性石墨烯及玻璃纤维布，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴及改性石墨烯充分混合均匀，得到树脂胶料； (5)在模压模具型腔的底部，均匀涂刷三分之一重量份的上述树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再将剩余的三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上； (6)按重量比100:0.8-1.2:0.6-1.0:10-20:0.3-0.5:1-3:50-70分别称取不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶、邻苯二甲酸二丁酯及玻璃纤维毡，并将不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、有机化铜粉、端羧基液体丁腈橡胶及邻苯二甲酸二丁酯混合均匀，得到导电芯层胶； (7)待步骤(5)中树脂胶料达到凝胶状态时，将三分之一重量份的上述导电芯层胶均匀涂覆在其表面，然后铺放二分之一重量份的玻璃纤维毡，再涂覆三分之一重量份的导电芯层胶，最后再将剩余的三分之一重量份的导电芯层胶均匀涂覆在玻璃纤维毡的表面； (8)重复步骤(4)，称重取样并配制树脂胶料； (9)待步骤(7)中导电芯层胶达到凝胶状态时，在其表面均匀涂刷三分之一重量份步骤(8)配制的树脂胶料，然后在其上铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，再倒入三分之一重量份的树脂胶料，接下来继续铺放二分之一重量份的玻璃纤维布，最后将剩余三分之一重量份的树脂胶料均匀涂刷在玻璃纤维布上； (10)待步骤(9)中最上层的树脂胶料达到凝胶状态时，盖上模压模具的顶盖，合模，并升高温度至40-60°C，预热3-5min，然后缓慢加压至l-5MPa，并在此压力下保持60-90min; (11)关闭热源，使模具自然冷却至室温，开模，制成一种高强度防静电复合材料板材； (12)—种高强度防静电复合材料板材制作过程中，复合材料外结构层及导电芯层所用的各种原料总的重量比为4-6:1，上、下复合材料外结构层所用的各种原料总的重量比为1:1;上、下复合材料外结构层中使用的玻璃纤维布单重可以相同或不同，但在上复合材料外结构层内部及下复合材料外结构层内部所用的玻璃纤维布均为同一单重。
【文档编号】C08K7/14GK106084705SQ201610401903
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月9日
【发明人】徐致伟, 宋小雨, 王静
【申请人】扬州润友复合材料有限公司