一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料及其制备方法与流程

1.本发明属于金属颗粒改性纤维增强环氧树脂预浸料的制备领域，涉及一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料及其制备方法。


背景技术：

2.与其他材料相比，纤维增强复合材料具有比强度高、比模量高、疲劳性能好、耐腐蚀、性能可设计等优点。工业界，时常通过在复合材料基体中加入新的组分以获得新组分的部分特性，例如在复合材料层间引入金属薄层起到防雷击、电磁屏蔽等效果；加入短切纤维增强复合材料的层间力学性能；加入含能组分可获得伴爆性能等。大量金属颗粒的掺入可以在保证原有大部分力学性能的基础上，大幅度提高复合材料的导电、导热、电磁屏蔽、含能等性能。因此，根据不同的应用场景需求设计功能化复合材料，制备出结构功能一体化的构件，应用前景广泛。
3.预浸料成型是复合材料成型效率最高、制品性能最好的方法之一。然而，现有预浸料制备工艺中，难以将金属颗粒复合到预浸料表层中，而且更难的是金属颗粒难以均匀分散在预浸料表层中，同时金属颗粒易发生团聚，因而容易挤压纤维材料并破坏纤维材料的完整度和取向度，从而发生屈曲和变形，无法形成均匀一致的表层。例如，采用溶剂法溶解金属颗粒和树脂，则会在树脂中遗留部分溶剂，在预浸料固化时会有小分子逸出，在最终制得的复合材料中引入大量气泡和空隙缺陷，影响复合材料性能。至今为止，尚未见到关于表层中富含金属颗粒的环氧树脂预浸料的报道。因此，获得一种能够赋予复合材料更多优异性能的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料以及与之匹配的面密度可控、金属颗粒均匀分布在表层的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的制备方法，对于制备多功能特性复合材料具有十分重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够赋予复合材料更多优异性能的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，还提供了一种面密度可控、金属颗粒均匀分布在表层的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的制备方法。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
6.一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，包括中间层和位于中间层两侧的富集层，所述中间层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的纤维材料复合而成，所述富集层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒复合而成；所述中间层和富集层之间还包括过渡层；所述过渡层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒、纤维材料复合而成。
7.上述的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，进一步改进的，所述
中间层的厚度为0.05～0.3mm；所述富集层的厚度为0.02～0.25mm；所述过渡层的厚度为1～50μm。
8.上述的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，进一步改进的，所述连续纤维增强环氧树脂预浸料中纤维材料的质量百分含量为1％～80％，金属颗粒的质量百分含量为1％～80％。
9.上述的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，进一步改进的，所述金属颗粒为包含al、fe、co、ni、ta、tl、fe2o3、fe3o4、铝镁合金在内的金属、金属氧化物以及合金中的至少一种；所述金属颗粒的粒径为500nm～20μm。
10.上述的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，进一步改进的，所述连续纤维增强环氧树脂预浸料中，金属颗粒主要分布在富集层中，少量分布在过渡层中；所述富集层中主要含有粒径为500nm～20μm的金属颗粒；所述过渡层中主要含有粒径为500nm～3μm的金属颗粒。
11.上述的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，进一步改进的，所述环氧树脂基体由包括双酚a型环氧树脂、酚醛树脂、增韧剂在内的原料混合而得；所述双酚a型环氧树脂为e-51、e-44、e-20中的至少一种；所述酚醛树脂为f-46、f-44、f-51、f-48、f-50中的至少一种；所述增韧剂为端羧基丁腈橡胶、聚硫橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜中的至少一种；所述环氧树脂基体还包括以下原料组分：固化剂和固化催化剂；所述固化剂为双氰胺、4,4二氨基二苯基甲烷、4,4二氨基二苯基甲砜中的至少一种；所述固化催化剂为3-苯基-1,1-二甲基脲、3-(对氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲中的至少一种。
12.上述的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，进一步改进的，所述纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维、pbo纤维中的至少一种或由它们中的至少一种作为原料复合而成的纤维布。
13.作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的制备方法，包括以下步骤：
14.s1、将酚醛树脂、增韧剂、一部分的双酚a型环氧树脂进行预热，混合，搅拌，得到低粘树脂组分；
15.s2、将步骤s1中得到的低粘树脂组分与金属颗粒混合，搅拌，得到胶状物a；
16.s3、将固化剂、固化催化剂、剩余的双酚a型环氧树脂混合，分散，所得胶状物b与步骤s2中得到的胶状物a混合，搅拌，除去气泡，得到预成型树脂；
17.s4、将步骤s3中得到的预成型树脂制成薄膜；
18.s5、将纤维材料铺设在步骤s4中制成的薄膜中间构成复合膜，利用对压辊对复合膜进行热压成型，得到表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料。
19.上述的制备方法，进一步改进的，步骤s1中，所述双酚a型环氧树脂、增韧剂、酚醛树脂的质量比为1∶1∶1.5～1∶1∶2。
20.步骤s2中，所述低粘树脂组分与金属颗粒的质量比为1∶0.1～1∶3。
21.上述的制备方法，进一步改进的，步骤s3中，所述固化催化剂、固化剂、双酚a型环氧树脂的质量比为1∶2∶2～1∶4∶8；所述胶状物b与胶状物a的质量比为1∶7～1∶14。
22.上述的制备方法，进一步改进的，步骤s1中，所述预热在40～150℃下进行；所述预
热的时间为10～150min；所述搅拌的时间为10～150min。
23.上述的制备方法，进一步改进的，步骤s2中，还包括以下处理：将胶状物a降温至80℃以下；所述搅拌的时间为10～150min。
24.上述的制备方法，进一步改进的，步骤s3中，利用三辊机对固化剂、固化催化剂和双酚a型环氧树脂的混合物进行分散；所述分散的重复操作次数为1～10次；所述搅拌在转速为10～500r/min下进行；所述搅拌的时间为5～300min。
25.上述的制备方法，进一步改进的，步骤s4中，利用涂膜机将预成型树脂制成薄膜，包括以下过程：将预成型树脂加热至40～150℃，调节辊缝隙为0.02～0.5mm，压制成薄膜；所述薄膜的两侧分别覆盖有聚酯薄膜和离型纸。
26.上述的制备方法，进一步改进的，步骤s5中，利用三辊机中的对压辊对复合膜进行热压成型；所述热压成型过程中设置对压辊的间隙为0.05～1mm，对压辊的温度为40～200℃。
27.与现有技术相比，本发明的优点在于：
28.(1)本发明提供了一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，包括中间层和位于中间层两侧的富集层，中间层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的纤维材料复合而成，富集层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒复合而成，中间层和富集层之间还包括过渡层，过渡层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒、纤维材料复合而成。本发明中，纤维材料和金属颗粒包覆在环氧树脂基体材料中，其中纤维材料、金属颗粒与环氧树脂基体的结合良好，使得预浸料具有优异的柔韧性，可任意弯折拼接，易于后续加工，且任意弯折无金属颗粒脱落，具有良好的赋形性和粘连性，同时分布在纤维材料两侧的金属颗粒，不会破坏纤维材料的完整度和取向度，从而不会造成纤维材料屈曲和变形，有利于形成力学性能优异的预浸料；与此同时，金属颗粒分散在纤维材料两侧的环氧树脂基体中，使得预浸料表层形成金属颗粒含量可调的金属颗粒富集层，这能够为预浸料带来新特性，如释能、电磁屏蔽等，进而将该预浸料用于制备复合材料时，可以赋予复合材料更加优异的性能，如优良的层间导热、导电性能和含能特性，最终可制备得到性能优异(如防雷击、高释能、高电磁屏蔽性能)的复合材料，为纤维增强树脂基复合材料的结构功能一体化制备提供了新的宝贵路径，具有很高的应用价值。
29.(2)本发明提供了一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的制备方法，将酚醛树脂、增韧剂与一部分双酚a型环氧树脂混合制成低粘度树脂组分，进而与金属颗粒混合，使得金属颗粒均匀分散到便于加工的低粘度树脂组分中，形成灰色胶状物，加入由剩余的双酚a型环氧树脂、固化剂、固化催化剂混合而得的白色胶状物，并将它们混合制成预成型树脂，并进一步将该预成型树脂制成包覆有金属颗粒的薄膜，最后将纤维材料铺设在两层薄膜中间构成复合膜，利用对压辊对复合膜进行热压成型，在热压成型过程中，通过对压辊的挤压作用将包覆在薄膜中的金属颗粒均匀分散在纤维材料的两侧，且由于金属颗粒在树脂中分散均匀，故加压固化后金属颗粒富集在纤维表层的环氧树脂基体中，由此制备得到面密度可控、金属颗粒均匀分布在表层的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料。本发明制备方法中，将双酚a型环氧树脂分成两份，一份与金属颗粒、酚醛树脂、增韧剂混合制成灰色胶状物，另一份与固化剂、固化催化剂混合制成白色胶状物，然后将这两种组分共混，在此共混过程中无需添加溶剂，因而在固化过程中不会有气体产生，进
而不会将大量的气泡或孔隙缺陷引入到预浸料或复合材料中，有利于获得性能优异的预浸料或复合材料，与此同时，在上述的共混过程中，不仅能实现大含量金属颗粒的添加，而且共混过程具有较长的加工窗口期，便于后续进行涂膜，有利于制备不同厚度、不同面密度的预浸料。本发明制备方法，具有工艺简单、操作方便、反应条件温和等优点，不需要特殊的化工设备，易于实现大规模生产，利于实现工业化应用。
附图说明
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
31.图1为本发明中表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的结构示意图。
32.图2为本发明实施例1中制备的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的截面金相图。
33.图3为本发明实施例2中制备的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的截面金相图。
具体实施方式
34.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
35.以下实施例中所采用的原料和仪器均为市售。以下实施例中，若无特别说明，所得数据均是三次以上重复实验的平均值。
36.实施例
37.一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，包括中间层和位于中间层两侧的富集层，中间层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的纤维材料复合而成，富集层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒复合而成；中间层和富集层之间还包括过渡层；过渡层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒、纤维材料复合而成。更加具体的，中间层的厚度为0.05～0.3mm；富集层的厚度为0.02～0.25mm；过渡层的厚度为1～50μm。本发明中，中间层的厚度为0.05～0.3mm，更有利于实现纤维面密度的调整，若小于此厚度则预浸料难以成型，若中间层厚度超出上限树脂难以浸渍纤维；与此同时，富集层的厚度为0.02～0.25mm，也更有利于金属颗粒面密度的调整，更容易获得金属颗粒分布均匀的预浸料。
38.本发明的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料中纤维材料的质量百分含量为1％～80％，金属颗粒的质量百分含量为1％～80％。进一步优选的，纤维材料的质量百分含量为20％～70％，金属颗粒的质量百分含量为5％～60％。本发明中，金属颗粒的质量百分含量为1％～80％，特别是，金属颗粒的质量百分含量为5％～60％，更有利于金属颗粒分布在金属颗粒表面形成富集层，可用于结构-功能一体化复合材料的制备，当金属颗粒含量过高时，金属颗粒在环氧树脂基体中分散困难，难以制备出表面均质性好的预浸料，当金属颗粒含量过低时，金属颗粒不足以形成富集层。
39.本发明的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料中，金属颗粒为包含
al、fe、co、ni、ta、tl、fe2o3、fe3o4、铝镁合金在内的金属、金属氧化物以及合金中的至少一种；金属颗粒的粒径为500nm～20μm。
40.本发明的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料中，金属颗粒主要分布在富集层中，少量分布在过渡层中；富集层中主要含有粒径为500nm～20μm的金属颗粒；过渡层中主要含有粒径为500nm～3μm的金属颗粒。
41.本发明的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料中，环氧树脂基体由包括双酚a型环氧树脂、酚醛树脂、增韧剂在内的原料混合而得，其中双酚a型环氧树脂为e-51、e-44、e-20中的至少一种；酚醛树脂为f-46、f-44、f-51、f-48、f-50中的至少一种；增韧剂为端羧基丁腈橡胶、聚硫橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜中的至少一种。与此同时，本发明的环氧树脂基体还包括固化剂和固化催化剂，固化剂为双氰胺、4,4二氨基二苯基甲烷(ddm)、4,4二氨基二苯基甲砜(dds)中的至少一种，固化催化剂为3-苯基-1,1-二甲基脲、3-(对氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲中的至少一种。
42.本发明的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料中，纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维、pbo纤维中的至少一种或由它们中的至少一种作为原料复合而成的纤维布。
43.更进一步的，本发明的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的制备方法，包括以下步骤：
44.s1、将酚醛树脂、增韧剂、一部分的双酚a型环氧树脂在40～150℃下进行预热10～150min，混合，搅拌10～150min，得到低粘树脂组分；该步骤中，双酚a型环氧树脂、增韧剂、酚醛树脂的质量比为1∶1∶1.5～1∶1∶2；该步骤中，必须先预热，因为在常温调节下酚醛树脂、增韧剂为黏稠胶状物，无法搅拌。
45.s2、将步骤s1中得到的低粘树脂组分与金属颗粒混合，搅拌10～150min，得到胶状物a，将胶状物a降温至80℃以下；该步骤中，低粘树脂组分与金属颗粒的质量比为1∶0.1～1∶3。
46.s3、将固化剂、固化催化剂、剩余的双酚a型环氧树脂混合，利用三辊机对固化剂、固化催化剂和双酚a型环氧树脂的混合物进行分散，分散的重复操作次数为1～10次，所得胶状物b与步骤s2中得到的胶状物a混合，在转速为10～500r/min下搅拌5～300min，抽真空除去气泡，得到预成型树脂；该步骤中，固化催化剂、固化剂、双酚a型环氧树脂的质量比为1∶2∶2～1∶4∶8，胶状物b与胶状物a的质量比为1∶7～1∶14，固化剂为双氰胺、4,4二氨基二苯基甲烷(ddm)、4,4二氨基二苯基甲砜(dds)中的至少一种，固化催化剂为3-苯基-1,1-二甲基脲、3-(对氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲中的至少一种。
47.s4、利用涂膜机将步骤s3中得到的预成型树脂制成薄膜，包括以下过程：将预成型树脂加热至40～150℃，调节辊缝隙为0.02～0.5mm，压制成薄膜；该步骤中，制得的薄膜的两侧分别覆盖有聚酯薄膜和离型纸。
48.s5、将纤维材料铺设在步骤s4中制成的薄膜中间构成复合膜，利用三辊机中的对压辊对复合膜进行热压成型，其中热压成型过程中设置对压辊的间隙为0.05～1mm，对压辊的温度为40～200℃，得到表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料。
49.实施例1
50.如图1所示，一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，包括中间层
和位于中间层两侧的富集层，中间层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的纤维材料复合而成，富集层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒复合而成，中间层和富集层之间还包括过渡层，过渡层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒、纤维材料复合而成。
51.本实施例中，中间层的厚度为0.1mm。富集层的厚度为0.08mm。过渡层的厚度为15μm。
52.本实施例中，表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料金属颗粒的质量百分含量为50％，纤维材料的质量百分含量为25％。
53.本实施例中，金属颗粒为al粉，直径为2～6μm。
54.本实施例中，连续纤维增强环氧树脂预浸料中，金属颗粒主要分布在富集层中，少量分布在过渡层中，其中富集层中主要含有粒径为3～6μm的al粉颗粒，即直径为3～6μm的al粉颗粒大量存在于预浸料表层“富集层”内。过渡层中主要含有粒径为2～3μm的al粉颗粒，即少量粒径为2～3μm的al粉颗粒存在于“富集层”与“中间层”之间的“过渡层”中。
55.本实施例中，环氧树脂基体由包括f46(酚醛树脂)、e51(双酚a型环氧树脂)、端羧基丁腈橡胶(增韧剂)在内的三种原料混合而得。
56.本实施例中，纤维材料为t700级单向带碳纤维。
57.本实施例的连续纤维增强环氧树脂预浸料中，纤维材料的面密度为100g/m2，环氧树脂基体的面密度为100g/m2，al粉颗粒的面密度为200g/m2。
58.一种上述本实施例中的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的制备方法，包括以下步骤：
59.(1)将e51(双酚a型环氧树脂)、端羧基丁腈橡胶(增韧剂)、f46(酚醛树脂)三种环氧树脂在烘箱中90℃下预热30分钟；按照质量比为1：1：2，将预热后的e51、端羧基丁腈橡胶、f46加入反应釜搅拌20分钟，得到低粘树脂组分；取4kg低粘树脂组分加入10kg al粉，在反应釜中共混搅拌40分钟，得到均匀、灰色的胶状物a，在室温中冷却至80℃。
60.(2)按照质量比为1：2：2，将3-苯基-1，1-二甲基脲、双氰胺、e-51(剩余的双酚a型环氧树脂)经过三辊机(市售)分散5次，得到均匀、乳白色的胶状物b，取1kg加入步骤(1)中的反应釜(此时反应釜中含有14kg的胶状物a)，在转速为100r/min下搅拌20分钟，抽真空除去其中的气泡，得到预成型树脂。
61.(3)利用涂膜机(市售)将预成型树脂制成薄膜，具体为：将步骤(2)中得到的预成型树脂放于涂膜机的加热仓，设定加热料斗的温度为70℃，调整对压辊间隙为0.08mm，将预成型树脂压制成完整、分布均匀的薄膜，在薄膜上下分别覆盖聚酯薄膜和离型纸，做成两卷胶膜，便于后续搬运使用。
62.(4)利用三辊机对由纤维材料铺设在薄膜中间构成的复合膜进行热压成型，具体为：撕开步骤(3)中得到的树脂薄膜上的聚酯薄膜，并分别覆盖在t700级单向碳纤维的上下表面，即将纤维材料铺设在薄膜中间构成的复合膜，所得复合膜经过6组对压辊进行热压成型，其中对压辊的间隙为0.35mm，温度为100℃，而后经冷却平台迅速冷却至10℃，撕去上表面的离型纸，得到表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料。为了便于保存，在预浸料的两面分别包覆聚酯薄膜和离型纸，在使用本发明的预浸料时，撕开聚酯薄膜和离型纸，即可正常使用。
63.图2为本发明实施例1中制备的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的截面金相图。图2中，涉及的预浸料中，纤维材料为单向纤维。由图2可知，本发明制备的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，以环氧树脂为基体，其中包含有纤维材料(碳纤维单向带)和金属颗粒(铝粉颗粒)，其中纤维材料分布在环氧树脂基体中间形成中间层，且大量的金属颗粒均匀分布在中间层两侧的环氧树脂基体内形成金属颗粒的富集层，少量的金属颗粒存在于纤维材料表层缝隙中形成过渡层。
64.实施例2
65.一种表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，包括中间层和位于中间层两侧的富集层，中间层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的纤维材料复合而成，富集层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒复合而成，中间层和富集层之间还包括过渡层，过渡层由环氧树脂基体和分布在环氧树脂基体中的金属颗粒、纤维材料复合而成。
66.本实施例中，中间层的厚度为0.2mm。富集层的厚度为0.06mm。过渡层的厚度为30μm。
67.本实施例中，表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料中，金属颗粒的质量百分含量为29.2％，纤维材料的质量百分含量为41.7％。
68.本实施例中，金属颗粒为al粉，直径为2～6μm。
69.本实施例中，连续纤维增强环氧树脂预浸料中，金属颗粒主要分布在富集层中，少量分布在过渡层中，其中富集层中主要含有粒径为3～6μm的al粉颗粒，即直径为3～6μm的al粉颗粒大量存在于预浸料表层“富集层”内。过渡层中主要含有粒径为2～3μm的al粉颗粒，即少量粒径为2～3μm的al粉颗粒存在于“富集层”与“中间层”之间的“过渡层”中。
70.本实施例中，环氧树脂基体由包括f46(酚醛树脂)、e51(双酚a型环氧树脂)、端羧基丁腈橡胶在内的三种原料混合而得。
71.本实施例中，纤维材料为t300级平纹织物碳纤维。
72.本实施例的连续纤维增强环氧树脂预浸料中，纤维材料的面密度为200g/m2，环氧树脂基体的面密度为140g/m2，al粉颗粒的面密度为140g/m2。
73.一种上述本实施例中的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的制备方法，包括以下步骤：
74.(1)将e51(双酚a型环氧树脂)、端羧基丁腈橡胶、f46环氧(酚醛树脂)三种环氧树脂在烘箱中90℃下预热30分钟；按照质量比为1：1：2，将预热后的e51、端羧基丁腈橡胶、f46加入反应釜搅拌20分钟，得到低粘树脂组分；取6kg低粘树脂组分加入7kg al粉，在反应釜中共混搅拌40分钟，得到均匀、灰色的胶状物a，在室温中冷却至80℃。
75.(2)按照质量比为1：2：2，将3-苯基-1，1-二甲基脲、双氰胺、e-51经过三辊机分散5次，得到均匀、乳白色的胶状物b，取1kg加入步骤(1)中的反应釜(此时反应釜中含有13kg的胶状物a)，在转速为100r/min下搅拌20分钟，抽真空除去其中的气泡，得到预成型树脂。该预成型树脂中，环氧树脂基体和金属颗粒的质量比为1：1。
76.(3)利用涂膜机将预成型树脂制成薄膜，具体为：将步骤(2)中得到的预成型树脂放于涂膜机的加热仓，设定加热料斗的温度为70℃，调整对压辊间隙为0.05mm，将预成型树脂压制成完整、分布均匀的薄膜，在薄膜上下分别覆盖聚酯薄膜和离型纸，做成两卷胶膜，
便于后续搬运使用。
77.(4)利用三辊机对由纤维材料铺设在薄膜中间构成的复合膜进行热压成型，具体为：撕开步骤(3)中得到的树脂薄膜上的聚酯薄膜，并分别覆盖在t300级平纹织物碳纤维的上下表面，即将纤维材料铺设在薄膜中间构成的复合膜，所得复合膜经过6组对压辊进行热压成型，其中对压辊的间隙为0.4mm，温度为100℃，而后经冷却平台迅速冷却至10℃，撕去上表面的离型纸，得到表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料。
78.图3为本发明实施例2中制备的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料的截面金相图。图3中，涉及的预浸料中，纤维材料为纤维织物，是一种纤维布。由图3可知，本发明制备的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，以环氧树脂为基体，其中包含有纤维材料(碳纤维织物)和金属颗粒(铝粉颗粒)，其中纤维材料均匀分布在环氧树脂基体中间形成中间层，且大量的金属颗粒均匀分布在中间层两侧的环氧树脂基体内形成金属颗粒的富集层，少量的金属颗粒存在于纤维材料表层缝隙中形成过渡层。
79.本发明中，还考察了其他含有不同质量百分含量金属颗粒和纤维材料的预浸料，结果显示，添加质量百分含量为1％～80％的纤维材料时，所得预浸料中纤维材料均能均匀分布在“中间层”的环氧树脂基体内部，且保留着纤维材料原有的完整度和取向度，同时添加质量百分含量为1％～80％的金属颗粒时，所得预浸料中金属颗粒主要均匀分布在“富集层”中的环氧树脂基体内部，且不会破坏纤维材料的完整度和取向度，从而不会造成纤维材料屈曲和变形，有利于形成力学性能优异的预浸料。总体而言，本发明中，金属颗粒分散在纤维材料两侧的环氧树脂基体中，使得预浸料表层形成金属颗粒含量可调的金属颗粒富集层，这能够为预浸料带来新特性，如释能、电磁屏蔽等，进而将该预浸料用于制备复合材料时，可以赋予复合材料更加优异的性能，如优良的层间导热、导电性能和含能特性，最终可制备得到性能优异(如防雷击、高释能、高电磁屏蔽性能)的复合材料，为纤维增强树脂基复合材料的结构功能一体化制备提供了新的宝贵路径，具有很高的应用价值。
80.本发明中，不同类型金属颗粒和不同类型纤维材料的制备，结果显示，由不同金属颗粒和不同纤维材料所制备的预浸料中，金属颗粒均能均匀分散在纤维材料两侧的环氧树脂基体中，在预浸料表层能够形成金属颗粒含量可调的金属颗粒富集层，由此制得的表层富含金属颗粒的连续纤维增强环氧树脂预浸料，能够赋予复合材料更多优异性能，使用价值高，应用前景好。
81.以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。