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CN105383130B - 一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法 - Google Patents

一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法 Download PDF

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CN105383130B CN201510768811.0A CN201510768811A CN105383130B CN 105383130 B CN105383130 B CN 105383130B CN 201510768811 A CN201510768811 A CN 201510768811A CN 105383130 B CN105383130 B CN 105383130B
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Abstract

一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，按以下步骤进行：一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：(1)将纳米粒子与聚芳醚树脂配制成均一稳定的树脂溶液；(2)采用薄膜制备工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜；(3)将连续纤维或纤维织物与树脂基体充分浸渍制备复合材料预浸料；(4)将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板。本发明所达到的有益效果是：将吸波功能层集成于复合材料层压板的制备过程中，大幅度而又低成本地同步提升复合材料整体的吸波功能和力学性能。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。

Description

一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法
技术领域
本发明涉及一种隐身复合材料的制备方法，具体涉及一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的制备方法，属于隐身材料科学技术领域。
背景技术
隐身技术的快速发展对雷达吸波材料提出了薄、宽、轻、强的综合要求，研制具有高效吸波性能且力学性能优异的隐身复合材料是满足这一要求的技术突破点之一。结构型吸波复合材料是在先进复合材料基础上发展起来的兼具承载和吸波双重功能的复合材料，其优点是可大量减轻飞行器的质量，结构具有可设计性，且可成型各种形状复杂的部件，有效克服了涂覆型吸波材料普遍存在的吸收频带窄，增加飞行器自重，与壳体粘结强度低、容易剥落或开裂，需要频繁修复等缺点，因而在实际应用中尤其是在航空航天领域受到越来越多的关注，成为吸波隐身材料的主要发展方向之一。
结构型吸波复合材料通常是将纳米吸波剂分散在纤维增强树脂基复合材料中来实现其隐身功能的。目前，国内外主要是利用共混法将纳米粒子填充于复合材料的连续树脂基体相中进行功能化改性，对改性后的树脂基体与纤维复合过程中形成的多种细观尺度材料缺陷，以及对纤维复合材料的力学性能、承载潜力及制备工艺等方面产生的消极影响却极少关注。
纳米吸波复合材料的制备过程往往是多种细观尺度材料缺陷产生的主要来源。首先，吸波剂的填充会引起树脂基体粘度提高、流动性变差，导致树脂基体对纤维的微观浸润与宏观流动速度不匹配，从而引发纤维束内及纤维层间形成密集孔隙和分层缺陷；其次，纳米吸波剂在树脂基体中的分散性及稳定性较差，在与纤维复合过程中极易发生团聚，因此使复合材料的吸波性能受到制备工艺的影响较大，存在性能的不稳定性及不可控性。
发明内容
本发明将纳米吸波剂与复合材料的连续相树脂基体组分分离，通过间接引入的方式以聚芳醚树脂膜为载体插入到复合材料预浸料的层间，并集成在复合材料层压板的制备过程中。该方法不仅使复合材料原有树脂体系的基本性能得到保持，而且在基本工艺制度不需要做较大改变的前提下，实现对复合材料吸波隐身功能的可控性优化设计，克服了传统共混法电磁改性复合材料的不足。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：(1) 将纳米粒子与聚芳醚树脂配制成均一稳定的树脂溶液；(2) 采用薄膜制备工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜；(3) 将连续纤维或纤维织物与树脂基体充分浸渍制备复合材料预浸料；(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板。
所述的第 (1) 步中，聚芳醚树脂是聚芳醚酮、聚芳醚砜或聚芳醚砜酮。
第 (1) 步中，配置树脂溶液所用的溶剂是N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、氯仿或二氯甲烷。
所述的第 (1) 步中，纳米粒子是碳纳米管、羰基铁粉、铁氧体、铁、钴、镍及其合金中的一种或一种以上，粒径为5-60 nm。
第 (2) 步中，所述的薄膜制备工艺是指流延法工艺或静电纺丝工艺。
第 (3) 步中，所述的连续纤维是指玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或PBO纤维，纤维织物是上述纤维编织而成的平纹布或斜纹布。
第 (3) 步中，所述的树脂基体是环氧树脂体系或双马来酰亚胺树脂。
第 (4) 步中，所述的成型工艺是指模压成型工艺或热压罐成型工艺。
所述的第 (1) 步具体为：在溶剂中添加质量百分比为5-10%的纳米粒子，进行0.5-2h的超声分散处理，超声处理功率为300-1000W，频率为20-40KHz，然后加入聚芳醚树脂，树脂用量为溶剂用量的15-30%，在40-80℃下机械搅拌1-3h后，再进行10-40min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1-2h后，利用均质分散仪在10000-18000转/分的转速下处理10-30min，制得纳米粒子分散均匀的树脂溶液；
所述的第 (3) 步具体为：将连续纤维或其织物与质量百分含量为5-50%的树脂基体溶液充分浸渍后，在30-50℃的温度下除去溶剂得到复合材料预浸料；
所述的第 (4) 步具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，按设定的铺层方式置入磨具中，采用成型工艺制备隐身复合材料层压板，成型的温度为80-230℃，压强为0.5-5MPa。
所述的第 (2) 步中流延法工艺包括下列步骤：将纳米粒子分散均匀的树脂溶液倒在光滑的金属板上铺膜，然后将薄膜置于适当的溶剂浴中浸泡脱除剩余溶剂后，再移至鼓风干燥箱中在50-170℃的温度下烘干，制得纳米吸波薄膜。
所述的第 (2) 步中静电纺丝工艺包括下列步骤：将配制好的均一稳定的树脂溶液注入静电纺丝装置的注射器中，注射器喷丝头内径为0.5-1.6mm，采用不锈钢板或铝箔为接收器，喷丝头至接收器距离为5-30cm，在喷丝头和收集器之间加上10-30KV的直流电压，即可连续不断地产生纳米纤维，将从接收器上收集到纳米纤维无纺布置于适当的溶剂浴中浸泡以脱除剩余的溶剂，再移至鼓风干燥箱中在50-170℃的温度下烘干，制得纳米纤维吸波薄膜。
本发明所达到的有益效果是：该方法充分发挥了复合材料叠层可设计的独特结构优势，在基本不改变复合材料传统成型工艺的前提下，将吸波功能层集成于复合材料层压板的制备过程中，大幅度而又低成本地同步提升复合材料整体的吸波功能和力学性能。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1：纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的结构示意图；
图2：纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的反射率曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例中
环氧树脂为市购产品，选用E51、E44、E54、E20中的任一种；
双马来酰亚胺树脂为市购产品，选用QY8911-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和5405中的任一种；
所述的玻璃纤维、碳纤维、PBO纤维、芳纶纤维及其平纹布或斜纹布为市购产品；
所述的碳纳米管、羰基铁粉、铁氧体、铁、钴、镍及其合金为市购产品；
所述的聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚芳醚砜酮树脂为市购产品；
所述的N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、氯仿、二氯甲烷为市购产品。
实施例1
纳米粒子选用：羰基铁粉和铁氧体的共混物，粒径为20 nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚酮；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：N, N-二甲基乙酰胺；
连续纤维选用：碳纤维；
树脂基体选用：双马来酰亚胺树脂；
成型工艺选用：模压成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将纳米羰基铁粉和铁氧体的共混物与聚芳醚酮配制成均一稳定的树脂溶液
具体为：以N, N-二甲基乙酰胺为溶剂，添加质量百分比浓度为10%的纳米羰基铁粉和铁氧体的共混物，进行2h的超声分散处理，超声处理功率为1000W，频率为40KHz，然后加入聚芳醚酮树脂，树脂用量为溶剂用量的30%，在40℃下机械搅拌3h后，再进行40min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1h后，利用均质分散仪在18000转/分的转速下处理30min，制得羰基铁粉和铁氧体共混物分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用流延法工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将纳米羰基铁粉和铁氧体共混物分散均匀的树脂溶液倒在光滑的金属板上铺膜，然后将薄膜置于适当的溶剂浴中浸泡脱除剩余溶剂后，再移至鼓风干燥箱中在170℃的温度下烘干，制得纳米吸波薄膜；
(3) 将连续碳纤维与双马树脂溶液充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将连续碳纤维与质量百分含量为50%的双马来酰亚胺树脂/丙酮溶液充分浸渍后，在50℃的温度下除去溶剂得到复合材料预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，采用模压成型工艺制备隐身复合材料层压板，模压成型的温度为230℃，压强为5MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在5-8GHz波段雷达波吸收值-5dB以下，在8-18GHz波段雷达波吸收值-10dB以下，最高可达-18dB，如图2所示。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
实施例2
本实施例中
纳米粒子选用：碳纳米管，粒径为5nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚酮；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：二氯甲烷；
连续纤维选用：玻璃纤维；
树脂基体选用：环氧树脂体系；
成型工艺选用：模压成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将碳纳米管与聚芳醚酮配制成均一稳定的树脂溶液
具体为：以二氯甲烷为溶剂，添加质量百分比为5%的碳纳米管，进行0.5h的超声分散处理，超声处理功率为300W，频率为20KHz，然后加入聚芳醚酮树脂，树脂用量为溶剂用量的15%，在40℃下机械搅拌1h后，再进行10min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1h后，利用均质分散仪在10000转/分的转速下处理10min，制得碳纳米管分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用流延法工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将碳纳米管分散均匀的树脂溶液倒在光滑的金属板上铺膜，然后将薄膜置于适当的溶剂浴中浸泡脱除剩余溶剂后，再移至鼓风干燥箱中在50℃的温度下烘干，制得纳米吸波薄膜。
(3) 将连续玻璃纤维与环氧树脂体系充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将连续玻璃纤维与环氧树脂体系（环氧树脂、固化剂二氨基二苯基甲烷及稀释剂聚乙二醇二缩水甘油醚共混物，质量比为1: 0.2: 0.2）充分浸渍后，制备玻璃纤维增强环氧树脂预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，采用模压成型工艺制备隐身复合材料层压板，模压成型的温度为80℃，压强为0.5MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在6-10GHz波段雷达波吸收值-5dB以下，最高可达-8dB。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
实施例3
纳米粒子选用：羰基铁粉，粒径为60 nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚砜；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：N-甲基吡咯烷酮；
连续纤维选用：碳纤维；
树脂基体选用：双马来酰亚胺树脂；
成型工艺选用：热压罐成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将纳米羰基铁粉与聚芳醚砜制成均一稳定的树脂溶液
具体为：N-甲基吡咯烷酮为溶剂，添加质量百分比为10%的纳米羰基铁粉，进行2h的超声分散处理，超声处理功率为1000W，频率为40KHz，然后加入聚芳醚砜，树脂用量为溶剂用量的30%，在80℃下机械搅拌3h后，再进行40min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌2h后，利用均质分散仪在18000转/分的转速下处理30min，制得羰基铁粉分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用静电纺丝工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将配制好的羰基铁粉分散均匀的树脂溶液注入静电纺丝装置的注射器中，注射器喷丝头内径为1.6mm，采用不锈钢板或铝箔为接收器，喷丝头至接收器距离为30cm，在喷丝头和收集器之间加上30KV的直流电压，即可连续不断地产生纳米纤维，将从接收器上收集到纳米纤维无纺布置于适当的溶剂浴中浸泡以脱除剩余的溶剂，再移至鼓风干燥箱中在140℃的温度下烘干，制得纳米纤维吸波薄膜。
(3) 将连续碳纤维与双马来酰亚胺树脂溶液充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将连续碳纤维与质量百分含量为50%的双马来酰亚胺树脂溶液充分浸渍后，在50℃的温度下除去溶剂得到复合材料预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，并密封在真空袋中然后放入热压罐里，成型温度为200℃，压强为3MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在8-15GHz波段雷达波吸收值-8dB以下，最高可达-11dB。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
实施例4
纳米粒子选用：铁氧体，粒径为40nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚砜酮；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：N, N-二甲基乙酰胺；
连续纤维选用：芳纶纤维；
树脂基体选用：环氧树脂体系；
成型工艺选用：模压成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将纳米铁氧体与聚芳醚砜酮配制成均一稳定的树脂溶液
具体为：以N, N-二甲基乙酰胺为溶剂，添加质量百分比为8%的纳米铁氧体，进行1.5h的超声分散处理，超声处理功率为700W，频率为30KHz，然后加入聚芳醚砜酮，树脂用量为溶剂用量的20%，在60℃下机械搅拌2h后，再进行30min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1.5h后，利用均质分散仪在15000转/分的转速下处理20min，制得铁氧体分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用流延法工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将铁氧体分散均匀的树脂溶液倒在光滑的金属板上铺膜，然后将薄膜置于适当的溶剂浴中浸泡脱除剩余溶剂后，再移至鼓风干燥箱中在100℃的温度下烘干，制得纳米吸波薄膜。
(3) 将连续芳纶纤维与环氧树脂体系充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将连续芳纶纤维与环氧树脂体系（环氧树脂、固化剂二氨基二苯基甲烷及稀释剂聚乙二醇二缩水甘油醚共混物，质量比为1: 0.2: 0.2）充分浸渍后，制备纤维增强环氧树脂预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，采用模压成型工艺制备隐身复合材料层压板，模压成型的温度为90℃，压强为3MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在14-18GHz波段雷达波吸收值-10dB以下，最高可达-13dB。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
实施例5
纳米粒子选用：铁粒子，粒径为20nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚酮；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：氯仿；
连续纤维选用：PBO纤维；
树脂基体选用：双马来酰亚胺树脂；
成型工艺选用：模压成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将纳米铁粒子与聚芳醚酮配制成均一稳定的树脂溶液
具体为：以氯仿为溶剂，添加质量百分比为6%的纳米铁粒子，进行1h的超声分散处理，超声处理功率为500W，频率为25KHz，然后加入聚芳醚酮，树脂用量为溶剂用量的18%，在50℃下机械搅拌1.5h后，再进行20min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1.8h后，利用均质分散仪在12000转/分的转速下处理15min，制得铁粒子分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用静电纺丝工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将配制好的铁粒子分散均匀的树脂溶液注入静电纺丝装置的注射器中，注射器喷丝头内径为1.6mm，采用不锈钢板或铝箔为接收器，喷丝头至接收器距离为30cm，在喷丝头和收集器之间加上30KV的直流电压，即可连续不断地产生纳米纤维，将从接收器上收集到纳米纤维无纺布置于适当的溶剂浴中浸泡以脱除剩余的溶剂，再移至鼓风干燥箱中在80℃的温度下烘干，制得纳米纤维吸波薄膜。
(3) 将连续PBO纤维与双马来酰亚胺树脂溶液充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将连续PBO纤维与质量百分含量为50%的双马来酰亚胺树脂溶液充分浸渍后，在35℃的温度下除去溶剂得到复合材料预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，采用模压成型工艺制备隐身复合材料层压板，模压成型的温度为230℃，压强为4MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在12-14GHz波段雷达波吸收值-10dB以下，最高可达-12dB。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
实施例6
纳米粒子选用：钴粒子，粒径为50nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚酮；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：N-甲基吡咯烷酮；
纤维织物选用：芳纶纤维平纹布；
树脂基体选用：环氧树脂体系；
成型工艺选用：模压成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将纳米钴粒子与聚芳醚酮配制成均一稳定的树脂溶液
具体为：以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，添加质量百分比为8%的纳米钴粒子，进行0.8h的超声分散处理，超声处理功率为900W，频率为35KHz，然后加入聚芳醚酮，树脂用量为溶剂用量的28%，在70℃下机械搅拌2.5h后，再进行15min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1.1h后，利用均质分散仪在11000转/分的转速下处理12min，制得钴粒子分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用流延法工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将纳米钴分散均匀的树脂溶液倒在光滑的金属板上铺膜，然后将薄膜置于适当的溶剂浴中浸泡脱除剩余溶剂后，再移至鼓风干燥箱中在140℃的温度下烘干，制得纳米吸波薄膜。
(3) 将芳纶纤维平纹布与环氧树脂体系充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将芳纶纤维平纹布与环氧树脂体系（环氧树脂、固化剂二氨基二苯基甲烷及稀释剂聚乙二醇二缩水甘油醚共混物，质量比为1: 0.2: 0.2）充分浸渍后，制备纤维增强环氧树脂预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，采用模压成型工艺制备隐身复合材料层压板，模压成型的温度为100℃，压强为4.5MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在6-15GHz波段雷达波吸收值-5dB以下，最高可达-10dB。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
实施例7
纳米粒子选用：镍粒子，粒径为50 nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚酮；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：N, N-二甲基乙酰胺；
纤维织物选用：玻璃纤维斜纹布；
树脂基体选用：双马来酰亚胺树脂；
成型工艺选用：热压罐成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将纳米镍粒子与聚芳醚酮配制成均一稳定的树脂溶液；、
具体为：以N, N-二甲基乙酰胺为溶剂，添加质量百分比为9%的纳米镍粒子，进行1.6h的超声分散处理，超声处理功率为400W，频率为25KHz，然后加入聚芳醚酮树脂，树脂用量为溶剂用量的28%，在70℃下机械搅拌2.2h后，再进行35min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1.8h后，利用均质分散仪在17000转/分的转速下处理20min，制得镍粒子分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用静电纺丝工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将配制好的镍粒子分散均匀的树脂溶液注入静电纺丝装置的注射器中，注射器喷丝头内径为1.2mm，采用不锈钢板或铝箔为接收器，喷丝头至接收器距离为25cm，在喷丝头和收集器之间加上27KV的直流电压，即可连续不断地产生纳米纤维，将从接收器上收集到纳米纤维无纺布置于适当的溶剂浴中浸泡以脱除剩余的溶剂，再移至鼓风干燥箱中在170℃的温度下烘干，制得纳米纤维吸波薄膜。
(3) 将玻璃纤维斜纹布与双马来酰亚胺树脂溶液充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将玻璃纤维斜纹布与质量百分含量为30%的双马来酰亚胺树脂溶液充分浸渍后，在35℃的温度下除去溶剂得到复合材料预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，并密封在真空袋中然后放入热压罐里，成型温度为180℃，压强为3MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在7-14GHz波段雷达波吸收值-5dB以下，最高可达-10dB。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。
实施例8
纳米粒子选用：铁镍合金粒子和碳纳米管共混物，粒径为20 nm；
聚芳醚树脂选用：聚芳醚砜酮；
配置树脂溶液所用的溶剂选用：氯仿；
连续纤维选用：碳纤维；
树脂基体选用：环氧树脂体系；
成型工艺选用：模压成型工艺；
如附图1所示，一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，包括如下步骤：
(1) 将纳米铁镍合金粒子和碳纳米管共混物与聚芳醚砜酮配制成均一稳定的树脂溶液
具体为：以氯仿为溶剂，添加质量百分比为8%的纳米铁镍合金粒子和碳纳米管共混物，进行0.6h的超声分散处理，超声处理功率为600W，频率为39KHz，然后加入聚芳醚砜酮树脂，树脂用量为溶剂用量的22%，在77℃下机械搅拌2.8h后，再进行30min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1.6h后，利用均质分散仪在16000转/分的转速下处理29min，制得铁镍合金粒子和碳纳米管粒子共混物分散均匀的树脂溶液；
(2) 采用静电纺丝工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜
具体为：将配制好的纳米铁镍合金粒子和碳纳米管共混物分散均匀的树脂溶液注入静电纺丝装置的注射器中，注射器喷丝头内径为1.5mm，采用不锈钢板或铝箔为接收器，喷丝头至接收器距离为26cm，在喷丝头和收集器之间加上15KV的直流电压，即可连续不断地产生纳米纤维，将从接收器上收集到纳米纤维无纺布置于适当的溶剂浴中浸泡以脱除剩余的溶剂，再移至鼓风干燥箱中在80℃的温度下烘干，制得纳米纤维吸波薄膜。
(3) 将连续碳纤维与环氧树脂体系充分浸渍制备复合材料预浸料
具体为：将连续碳纤维与环氧树脂体系（环氧树脂、固化剂二氨基二苯基甲烷及稀释剂聚乙二醇二缩水甘油醚共混物，质量比为1: 0.2: 0.2）充分浸渍后，制备纤维增强环氧树脂预浸料；
(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板
具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，交替铺设于磨具中，采用模压成型工艺制备隐身复合材料层压板，模压成型的温度为100℃，压强为3MPa。
制得的结构/功能一体化隐身复合材料层压板吸波性能优异，在6-14GHz波段雷达波吸收值-8dB以下，最高可达-12dB。制品兼具优异的承载和隐身双重功能，在航空航天工程领域具有广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，其特征在于: 包括如下步骤：(1) 将纳米粒子与聚芳醚树脂配制成均一稳定的树脂溶液；(2) 采用薄膜制备工艺将配制好的树脂溶液制备成纳米吸波薄膜；(3) 将连续纤维或纤维织物与树脂基体充分浸渍制备复合材料预浸料；(4) 将纳米吸波薄膜铺覆于复合材料预浸料的铺层间，按照复合材料成型工艺制备结构/功能一体化隐身复合材料层压板；
所述的第(1)步具体为：在溶剂中添加质量百分比为5-10%的纳米粒子，进行0.5-2h的超声分散处理，超声处理功率为300-1000W，频率为20-40KHz，然后加入聚芳醚树脂，树脂用量为溶剂用量的15-30%，在40-80℃下机械搅拌1-3h后，再进行10-40min的超声分散处理、静置，待温度降至室温后继续搅拌1-2h后，利用均质分散仪在10000-18000转/分的转速下处理10-30min，制得纳米粒子均匀分散的树脂溶液；
所述的第(3)步具体为：将连续纤维或其织物与质量百分含量为5-50%的树脂基体溶液充分浸渍后，在30-50℃的温度下除去溶剂得到复合材料预浸料；
所述的第(4)步具体为：将纳米吸波薄膜与复合材料预浸料按照磨具尺寸裁切后，按设定的铺层方式置入磨具中，采用成型工艺制备隐身复合材料层压板，成型的温度为80-230℃，压强为0.5-5MPa；
所述的第(2)步中，薄膜制备工艺是指流延法工艺或静电纺丝工艺；流延法工艺包括下列步骤：将纳米粒子均匀分散的树脂溶液倒在光滑的金属板上铺膜，然后将薄膜置于适当的溶剂浴中浸泡脱除剩余溶剂后，再移至鼓风干燥箱中在50-170℃的温度下烘干，制得纳米吸波薄膜；
静电纺丝工艺包括下列步骤：将配制好的均一稳定的树脂溶液注入静电纺丝装置的注射器中，注射器喷丝头内径为0.5-1.6mm，采用不锈钢板或铝箔为接收器，喷丝头至接收器距离为5-30cm，在喷丝头和收集器之间加上10-30KV的直流电压，即可连续不断地产生纳米纤维，将从接收器上收集到纳米纤维无纺布置于适当的溶剂浴中浸泡以脱除剩余的溶剂，再移至鼓风干燥箱中在50-170℃的温度下烘干，制得纳米纤维吸波薄膜。
2.根据权利要求1所述的纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，其特征在于: 所述的第 (1) 步中，聚芳醚树脂是聚芳醚酮、聚芳醚砜或聚芳醚砜酮。
3.根据权利要求1所述的纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，其特征在于: 所述的第 (1) 步中，配置树脂溶液所用的溶剂是N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、氯仿或二氯甲烷。
4.根据权利要求1所述的纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，其特征在于: 所述的第 (1) 步中，纳米粒子是碳纳米管、羰基铁粉、铁氧体、铁、钴、镍及其合金中的一种或一种以上，粒径为5-60 nm。
5.根据权利要求1所述的纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，其特征在于:所述的第 (3) 步中，所述的连续纤维是指玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或PBO纤维，纤维织物是上述纤维编织而成的平纹布或斜纹布；所述的树脂基体是环氧树脂或双马来酰亚胺树脂。
6.根据权利要求1所述的纳米吸波薄膜功能化改性复合材料层压板的方法，其特征在于: 所述的第 (4) 步中，所述的成型工艺是指模压成型工艺或热压罐成型工艺。
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