一种协同抗雷击复合材料及制备方法与流程

1.本发明属于结构复合材料的制备技术领域，涉及一种协同抗雷击复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.复合材料的抗雷击问题是复合材料在航空和风电领域应用中所面临的重要问题之一。复合材料遭受雷击时，由于其树脂本身的绝缘性，导致内部碳纤维之间导电连接较差，因此复合材料在垂直纤维方向具有较高的电阻，在厚度向则具有更高的电阻。这两个方向的高电阻使得复合材料难以有效疏导雷击电流，过载的电流容易向高电阻的厚度向击穿，导致复合材料发生分层，同时较低电阻的近表面纤维层因过高的电流通过，而发生烧穿破坏。
3.传统复合材料抗雷击技术大多采用在复合材料表面附加雷击防护层的方法，即将导电性极高的导电层铺覆于复合材料表面，作为雷击牺牲层。目前成熟的防护层材料有：包括铜网和铝网的金属网、金属铝和铜的涂层，以及近年来发展起来的轻质高导电的含金属镀层无纺布等。但这些外加的表面层存在一些缺点，如增重较多、工艺铺覆性困难等。近一二十年来，发展结构-功能一体化的复合材料成为主要方向，自身具有高抗雷击的结构复合材料已成为学术界和工业界关注的重点。大量文献的研究表明，影响复合材料自身的抗雷击性能的最主要因素是复合材料的表面导电性和厚度向导电性，通过各种途径提高复合材料的厚度向导电性已成为研究的热点。
4.现有提高复合材料厚度向导电性的主要方法包括以下几种：(1)在树脂中引入导电纳米材料，然而通常导电性的提高很有限，如在复合材料中引入2wt％的单壁碳纳米管，复合材料的厚度向电导率几乎没有增加，仅为0.018s/cm(j.compos.mater.45(2011)1109
–
1120.)，在树脂引入3wt％的导电增强炭黑，复合材料的厚度向电导率为0.56s/cm(composites science and technology，2012，72(3):412-420)；(2)在层间引入导电纳米材料或者导电薄层材料，如在复合材料层间插层镀镍碳纤维粉末，复合材料厚度向电导率为0.622s/cm(自制材料)，在所有层间插层厚为150μm的巴基纸，复合材料厚度向电导率为0.52s/cm(composite structures，2019，210:581
–
589)。这些技术中，复合材料的厚度向电导率均未能超过1s/cm，表明电导率还受到层间导电层结构和纤维层之间的层间界面的限制。在雷击过程中，这些较高电阻的区域阻碍电流向内部耗散，成为雷击损伤的重点区域。


技术实现要素：

5.本发明主要针对以上问题，提出了一种协同抗雷击复合材料及其制备方法，其目的是提高复合材料的厚度向导电性，使抗雷击性能大幅度增强。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种协同抗雷击复合材料，至少包括：树脂、纤维铺层、位于所述纤维铺层之间的导电层；其中所述树脂中含有导电碳纳米材料，所述导电碳纳米材料在所述树脂中的含量为0.5～7wt％，纤维铺层之间的导电层厚度为6～50μm，所述
导电碳纳米材料为碳纳米管、镀金属碳纳米管、石墨烯、镀金属石墨烯、碳纳米纤维、镀金属碳纳米纤维、导电炭黑之一或者它们之间的混合物。
7.进一步地，所述复合材料所有纤维铺层之间均含有一个导电层，或者所述复合材料的外表面往内至少0.6mm厚的每个层间都含有一个导电层。
8.进一步地，所述树脂中含有的导电碳纳米材料为镀金属碳纳米纤维，所述镀金属碳纳米纤维的总用量为所述树脂的0.25～7wt％；或者所述树脂中含有的导电碳纳米材料为镀金属碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维的混合物，其中，所述混合物的总含量为所述树脂的0～2wt％。
9.进一步地，所述树脂中含有的导电碳纳米材料为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维之一或它们之间的混合物，所述碳纳米材料的总用量为所述树脂的2～7wt％。
10.进一步地，所述树脂中含有的导电碳纳米材料为镀金属碳纳米纤维和石墨烯或镀金属碳纳米管之间的混合物，其中，所述镀金属碳纳米纤维的用量为所述树脂的0.25～5wt％，所述石墨烯或镀金属碳纳米管的用量为所述树脂的0.25～2wt％。
11.进一步地，所述树脂中含有的导电碳纳米材料为镀金属碳纳米管和碳纳米纤维或石墨烯之间的混合物，其中，所述镀金属碳纳米管的用量为所述树脂的0.25～4wt％，所述碳纳米纤维或石墨烯的用量为所述树脂的0.25～3wt％。
12.进一步地，所述纤维铺层之间的导电层为导电无纺布的薄层、或碳纳米材料的薄层或导电无纺布和碳纳米材料树脂复合物的薄层；其中，当所述导电层为所述导电无纺布的薄层时，所述导电层的厚度为10～50μm、电导率介于10～1000s/cm之间；当所述导电层为所述碳纳米材料的薄层时，所述导电层的厚度为5～55μm、电导率介于20～2000s/cm之间；当所述导电层为所述导电无纺布和碳纳米材料树脂复合物的薄层时，所述导电层的厚度为10～50μm、导电无纺布的电导率介于10～1000s/cm之间、树脂中碳纳米材料含量高于20wt％。
13.进一步地，所述纤维铺层之间的导电层为纳米导电无纺布，其结构形式为：导电有机纳米无纺布、金属导电改性的有机纳米纤维无纺布、有机纳米纤维和碳纳米材料的杂化导电无纺布。
14.为实现上述目的，本发明提供了一种协同抗雷击复合材料制备方法，所述方法包括：
15.制备或使用现有的含有导电碳纳米材料的树脂，按预浸料成型工艺和连续纤维复合制备相应的导电改性预浸料，其中，所述导电碳纳米材料在所述树脂中的含量为0.5～7wt％；
16.将所述导电改性预浸料表面涂覆或铺贴厚度为6～50μm导电薄层得到表面带有导电层的纳米改性环氧树脂预浸料；
17.对所述表面带有导电层的纳米改性环氧树脂预浸料进行铺叠，得到预制体；
18.将铺叠得到的所述预制体按复合材料成型工艺成型，制得所述协同抗雷击复合材料。
19.进一步地，所述导电碳纳米材料为碳纳米管、镀金属碳纳米管、石墨烯、镀金属石墨烯、碳纳米纤维、镀金属碳纳米纤维、导电炭黑之一或者它们之间的混合物。
20.本发明的上述技术方案具有如下优点：利用了树脂中的碳纳米材料的良好渗透
性，并且设计了层间导电结构的导电性，从而提高了纤维层和层间之间的导电连接性，使得最终复合材料的厚度向导电性得到较大幅度提高，通过优化层间导电薄层的导电性和树脂中纳米材料组成，优化雷击电流的耗散特征，使得最终复合材料的具有良好的抗雷击性能。
附图说明
21.图1为本发明的一种协同抗雷击复合材料的结构组成示意图。
22.图2为本发明实施例中复合材料遭受模拟2a区雷击试验后的表面损伤特征对比图。
23.图3示出了根据本披露的一个实施例的一种制备协同抗雷击复合材料的方法流程图。
24.图中：1、树脂；2、纤维铺层；3、导电层；4、导电碳纳米材料。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
26.本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.根据目前单一区域的导电改性难以达到很高的厚度向导电性，需要建立新的复合材料导电结构，才能进一步提高厚度向导电性。
29.本发明针对现有技术的缺点，提出了一种协同抗雷击复合材料，如图1所示，所述复合材料至少包括：树脂1、纤维铺层2、位于纤维铺层之间的导电层3；其中树脂1中含有导电碳纳米材料4，导电碳纳米材料4在树脂1中的含量为0.5～7wt％，纤维铺层2之间的导电层3厚度为6～50μm。
30.在上述实施中，采用纳米改性的树脂1和层间相对连续的导电层3结构的协同，有效提高纤维铺层2内部的导电连接性，以及提高纤维铺层2和层间导电结构的界面导电连续性。这类协同抗雷击复合材料的纤维铺层2近表面有富集的均匀分散的导电碳纳米材料4，而层间则具有相对连续的导电层3，纤维铺层2近表面的导电碳纳米材料4起到了层间界面的良好导电连接作用，从而有效提高了复合材料的厚度向导电性，带来抗雷击性能的大幅度增强。
31.从上述说明可知，受限于复合材料的导电结构特征，目前单一区域的导电改性难以达到很高的厚度向导电性。这是因为采用单一的层间导电层的方法时，层间变形性差的
导电层难以与较大直径的碳纤维形成纳米级的导电接触，从而使得层间界面具有较高的电阻。
32.在采用树脂分散的碳纳米材料协同层间导电层的方法时。通过观察得到，在复合材料中，树脂中的碳纳米材料受到碳纤维层的滤过效应，而倾向于在层间界面富集。通常，树脂中添加少量的碳纳米材料时导电性远远低于较高导电性的复合材料本身的厚度向导电性，这也是大多数文献中树脂碳纳米材料改性对导电性影响较小的原因。而在本实施例的技术方案中，碳纳米材料受层间导电层和碳纤维层的滤过效应，易于在层间界面富集，这种富集效应使界面区导电性增强，厚度向导电性提高。
33.然而，若要实现这种富集效应产生的导电增强效果足够影响复合材料导电性，还需要对碳纳米材料的种类、组成和含量进行进一步改进。
34.典型地，树脂中导电碳纳米材料4含量较低时，提高效果不明显，因为滤过效应产生的导电碳纳米材料4富集程度的不足以使其导电性超过复合材料自身的导电性。通过观察发现，发生协同效应时，树脂1中导电碳纳米材料4含量需超过一个阈值，但该阈值也和层间导电层结构特征、碳纳米材料的类型有关。优选的，当采用镀金属的碳纳米材料时，可以在较低含量下(如1wt％，此时可达到的富集程度较低)显著提高厚度向导电性。如仅采用无改性碳纳米材料，需要达到2wt％以上才能有效提高厚度向导电性，更优选的为3wt％及以上。多种不同尺寸的纳米材料的协同有助于导电性的提高，如镀金属碳纳米纤维和碳纳米管、石墨烯的组合，镀金属碳纳米管和碳纳米纤维、石墨烯的组合等。
35.对此，本实施例提供了几种可助于提供导电性的协同材料，例如，导电碳纳米材料4可以为碳纳米管、镀金属碳纳米管、石墨烯、镀金属石墨烯、碳纳米纤维、镀金属碳纳米纤维、导电炭黑之一或者它们之间的混合物。
36.下面将结合具体示例来对导电碳纳米材料4的组成和其某一成份用量占比进行详细说明，需要说明的是，导电碳纳米材料4的组成并不以此为限。
37.组成方式一：当树脂1中含有的导电碳纳米材料4为镀金属碳纳米管、镀金属石墨烯、镀金属碳纳米纤维之一或它们之间的混合物时，镀金属碳纳米材料的总用量为树脂的0.25～7wt％。除镀金属碳纳米材料外，导电碳纳米材料还可含有或不含有常规的碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维的混合物，总含量为树脂的0～2wt％。
38.组成方式二：当树脂1中含有的导电碳纳米材料4为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维之一或它们之间的混合物时，导电碳纳米材料的总用量为树脂的2～7wt％。
39.组成方式三：当树脂1中含有的导电碳纳米材料4为镀金属碳纳米纤维和石墨烯或镀金属碳纳米管之间的混合物时，镀金属碳纳米纤维用量为树脂的0.25～5wt％，石墨烯或镀金属碳纳米管的用量为树脂的0.25～2wt％。
40.组成方式四：当树脂1中含有的导电碳纳米材料4为镀金属碳纳米管和碳纳米纤维或石墨烯之间的混合物时，镀金属碳纳米管的用量为树脂的0.25～4wt％，碳纳米纤维或石墨烯的用量为树脂的0.25～3wt％。
41.此外，层间导电层3的厚度也是影响导电性的重要因素，提高厚度会影响复合材料性能，过低的厚度带来的导电性提高效果不明显，需要对导电层3的设置位置和材料以及厚度进行了优化设计。
42.下面将结合具体示例来对导电层3在纤维铺层2中设置位置进行详细说明。
43.在一些实施例中，该复合材料所有纤维铺层2之间均含有一个导电层3，或者该复合材料的外表面往内至少0.6mm厚的复合材料的每个层间都含有一个导电层3，其余部分则不含有导电层3。
44.下面将结合具体示例来对导电层3的材料和厚度进行详细说明。
45.在一些实施例中，导电层3的厚度优选范围是介于6μm和50μm之间。当涉及到防雷击应用时，层间导电层还需要控制一定的范围，过高和过低的层间导电性均会导致防雷击性能的下降，实际损伤扩大，优选的电导率范围是介于10～1000s/cm之间，对于一维直径极小的碳纳米薄层，具有更高的电流承受和耗散能力，优选的电导率范围是介于20～2000s/cm之间。然而，导电层3的厚度还需跟所选用的材料相适配。
46.作为上述实施例的优选方案，当纤维铺层2之间的导电层3为导电无纺布时，导电无纺布的厚度为10～50μm,导电无纺布的电导率介于10～1000s/cm之间；当纤维铺层2之间的导电层3为碳纳米材料的薄层时，导电层3的厚度为5～50μm，电导率介于20～2000s/cm之间。
47.作为上述实施例的另一优选方案，当纤维铺层2之间的导电层3为导电无纺布和高碳纳米材料含量树脂的复合物时，导电层3的厚度为10～50μm,导电无纺布的电导率介于10～1000s/cm之间，树脂中碳纳米材料含量高于20wt％。
48.作为上述实施例的另一优选方案，纤维铺层2之间的导电层3为纳米导电无纺布，其结构形式为：导电有机纳米无纺布、金属导电改性的有机纳米纤维无纺布、有机纳米纤维和碳纳米材料的杂化导电无纺布，以上结构特征的导电层提高了复合材料耗散雷击电流的能力，同时改进了层间力学性能，雷击损伤得到更好地抑制。
49.通过上述实施例中对导电碳纳米材料4在树脂1中的含量以及纤维铺层2之间的导电层3厚度的设计，本实施例得到的复合材料的厚度向导电性显著高于常规文献中引入碳纳米材料改性后能达到的导电性，典型的电导率可达1s/cm以上。一种典型的协同抗雷击的复合材料的效果和单一纳米改性的复合材料对比可见图2，从复合材料遭受模拟2a区雷击试验后的表面损伤特征对比图可以看出，采用本实施例的协同抗雷击的复合材料其效果优于单一纳米改性的复合材料。
50.在本发明一方面中，提供一种协同抗雷击复合材料制备方法。而由此制备协同抗雷击复合材料的方法所制备出的协同抗雷击复合材料能有效提高纤维层内部的导电性连接性，以及提高纤维层和层间导电结构的界面导电连续性。
51.于本发明的方法中，通过调控混掺混合物比例，可使形成的协同抗雷击复合材料于外界环境中具有良好的抗雷击性能。又，通过本发明的方法，可使所产生的协同抗雷击复合材料的导电性能得到显著提升。而由于通过本发明的方法形成的协同抗雷击复合材料具有很高的厚度向导电性，因此可以在航空、风电等领域应用中推广。
52.如图3所示，本技术实施例提供一种协同抗雷击复合材料制备方法，该方法包括：
53.步骤s100：制备或使用现有的含有导电碳纳米材料的树脂，按预浸料成型工艺和连续纤维复合制备相应的导电改性预浸料，其中，所述导电碳纳米材料在所述树脂中的含量为0.5～7wt％；
54.步骤s200：将所述导电改性预浸料表面涂覆或铺贴厚度为6～50μm导电薄层得到表面带有导电层的纳米改性环氧树脂预浸料；
55.步骤s300：对所述表面带有导电层的纳米改性环氧树脂预浸料进行铺叠，得到预制体；
56.步骤s400：将铺叠得到的所述预制体按复合材料成型工艺成型，制得所述协同抗雷击复合材料。
57.在上述步骤s100-步骤s400中，通知自行制备或以商业途径的方式购买一种含有导电碳纳米材料改性的环氧树脂，其中，导电碳纳米材料在树脂中的含量为0.5～7wt％，随后按预浸料成型工艺和连续纤维复合制备相应的导电改性预浸料。导电改性预浸料表面经涂覆或铺贴导电薄层得到协同改性的预浸料，其中，导电薄层厚度为6～50μm。将协同改性的预浸料按复合材料的成型工艺铺叠成预制体，再将铺叠的预制体按该复合材料成型工艺成型。其中导电碳纳米材料为碳纳米管、镀金属碳纳米管、石墨烯、镀金属石墨烯、碳纳米纤维、镀金属碳纳米纤维、导电炭黑之一或者它们之间的混合物。
58.下面将以具体的实施例来描述本公开的技术方案。
59.实施例1：
60.本发明技术方案的实施过程如下：
61.(1-1)制备或商业途径购买一种碳纳米材料改性的环氧树脂，其中环氧树脂中均匀分散着1.0wt％的碳纳米管、1.5wt％的石墨烯、1wt％的碳纳米纤维，将该纳米改性的环氧树脂制备成单向t800纤维的预浸料，预浸料单层厚度为0.125mm，树脂含量为34wt％；
62.(1-2)在预浸料表面涂覆5wt％的碳纳米管水性分散液，涂覆量为10g/m2，涂覆层干燥后碳纳米管薄层厚度约为25μm，电导率为182s/cm，得到表面带有导电层的纳米改性环氧树脂预浸料；
63.(1-3)裁取该带有表面碳纳米管薄层的t800纤维增强纳米改性环氧树脂预浸料16张，按铺层顺序为[45
°
/0
°
/-45
°
/90
°
]
2s
准各向同性铺层得到复合材料预制体，铺层时控制每一个层间都有一层碳纳米管薄层。再按该环氧树脂所需的热压罐成型工艺成型，成型完后冷却至60℃以下，取出复合材料后，即得到协同抗雷击的复合材料；
[0064]
(1-4)上述(1-1)亦可以使用1wt％的碳纳米管单一纳米分散环氧树脂，或1.6wt％碳纳米管和2wt％石墨烯的共分散环氧树脂，还可以使用1.6wt％碳纳米管、1.4wt％石墨烯和2wt％导电炭黑的三元纳米分散环氧树脂。
[0065]
(1-5)上述(1-2)亦可以使用碳纳米管混杂的聚苯胺纳米导电无纺布，厚度为15μm，电导率为75s/cm。
[0066]
本实施例得到的协同抗雷击复合材料具有良好的导电性和抗雷击性能，复合材料厚度向电导率达到0.71s/cm，为普通高导电复合材料的7倍，为普通低导电复合材料的500倍以上，复合材料遭受模拟飞机2a区雷击后损伤相对于常规复合材料显著减少。
[0067]
实施例2：
[0068]
本发明技术方案的实施过程如下：
[0069]
(2-1)制备一种碳纳米材料改性的环氧树脂，其中环氧树脂中均匀分散有镀银碳纳米纤维和镀金属碳纳米管，其中镀银碳纳米纤维含量为4.2wt％，镀银碳纳米管含量为1.5wt％。将该纳米改性的环氧树脂制备成单向t700纤维的预浸料，预浸料单层厚度为0.125mm，树脂含量为34wt％；
[0070]
(2-2)裁取该带有表面导电层的镀银石墨烯/碳纳米管杂化环氧树脂24张，同时取
相同大小的镀镍尼龙无纺布24张，无纺布厚度为45μm，表面电导率为1.5ω/sq或0.5ω/sq。按铺层顺序为[45
°
/0
°
/-45
°
/90
°
]
3s
准各向同性铺层得到复合材料预制体，并使复合材料每一个层间插层一层镀镍的无纺布，最后在表面覆盖一层镀镍的无纺布；
[0071]
(2-3)将该预制体按纳米改性环氧树脂所需的热压罐成型工艺成型。成型完后冷却至60℃以下，取出复合材料后，即得到协同抗雷击的复合材料；
[0072]
(2-4)上述(2-2)的镀镍尼龙无纺布可刷涂溶剂稀释的含25wt％碳纳米管的同种树脂，树脂的刷涂量为30g/m2，烘干后成为高碳纳米材料含量树脂复合的镀镍无纺布，同样的方法插层和制备复合材料。
[0073]
本实施例得到的协同抗雷击复合材料具有良好的导电性和抗雷击性能，复合材料厚度向电导率达到2.1s/cm，为普通高导电复合材料的20多倍，为普通低导电复合材料的1500倍以上，复合材料遭受模拟飞机2a区雷击后损伤显著抑制，使用(2-4)中的复合导电薄层，复合材料具有更优异的抗雷击性能，雷击后仅有表面微损伤。
[0074]
实施例3：
[0075]
本发明技术方案的实施过程如下：
[0076]
(3-1)制备一种导电碳纳米改性的环氧树脂，其中环氧树脂中均匀分散着4wt％镀镍碳纳米纤维和1.5wt％石墨烯，将该纳米改性的环氧树脂制备成单向t800纤维的预浸料，预浸料单层厚度为0.125mm，树脂含量为35wt％；
[0077]
(3-2)在预浸料表面涂覆碳纳米纤维和石墨烯的水性共分散液，两者含量比为2:1,总浓度为6wt％，总干态涂覆量为18g/m2，涂覆层干燥后厚度约为50μm，电导率为80s/cm，得到表面带有导电层的纳米改性环氧树脂预浸料；
[0078]
(3-3)裁取该带有碳纳米薄层的杂化环氧树脂预浸料16张，按铺层顺序为[45
°
/0
°
/-45
°
/90
°
]
2s
准各向同性铺层得到复合材料预制体，铺层时控制每一个层间都有一个导电层；再按该环氧树脂所需的热压罐成型工艺成型。成型完后冷却至60℃以下，取出复合材料后，即得到协同抗雷击的复合材料；
[0079]
(3-4)上述(3-1)中使用的镀镍碳纳米纤维和石墨烯的用量也可以分别为2wt％和0.5wt％，或者为1.5wt％和1.5wt％。
[0080]
(3-5)上述(3-2)中使用的碳纳米材料涂层也可以为碳纳米管和尼龙纳米纤维按1:3质量比共混制备复合导电纳米纤维无纺布，厚度为12μm，表面电阻为15ω/sq。
[0081]
本实施例采用碳纳米材料涂层的协同抗雷击复合材料具有良好的导电性和抗雷击性能，相对带来的增重也较少，复合材料厚度向电导率达到1.39s/cm，采用复合导电纳米纤维无纺布的复合材料的厚度向电导率为0.52s/cm，但具有更高的抗冲击性能。
[0082]
实施例4：
[0083]
本发明技术方案的实施过程如下：
[0084]
(4-1)将镀银碳纳米管和石墨烯纳米片分别按1.0wt％和0.7wt％的比例添加到环氧树脂e54中，分散均匀，再按等当量加入二氨基二苯砜作为固化剂，均质后得到一种含有镀银碳纳米管和石墨烯纳米片共改性的环氧树脂，将该纳米改性的环氧树脂制备成单向t700h纤维的预浸料，预浸料单层厚度为0.167mm，树脂含量为32wt％；
[0085]
(4-2)在预浸料表面覆盖一层碳纳米管薄膜，碳纳米管薄膜厚度为10μm，面密度为3.5g/m2，电导率为450s/cm，得到表面带有碳纳米管导电膜的纳米导电改性环氧树脂预浸
料；
[0086]
(4-3)裁取该带有碳纳米管膜的镀银碳纳米管/石墨烯杂化环氧树脂预浸料16张，常规环氧树脂预浸料16张，按铺层顺序为[45
°
/0
°
/-45
°
/90
°
]
4s
准各向同性铺层得到复合材料预制体，其中导电改性预浸料位于前16层，并且控制每一个层间都有一层碳纳米管膜，复合材料上表面为碳纳米管膜，后16层为常规环氧树脂预浸料。再按该环氧树脂所需的热压罐成型工艺成型。成型完后冷却至60℃以下，取出复合材料后，即得到协同抗雷击的复合材料；
[0087]
(4-4)上述(4-3)亦可以采用8层的导电改性预浸料和24层常规预浸料的组合，其中导电改性预浸料位于前8层，并且控制前8层每一个层间都有一层碳纳米膜，复合材料上表面为碳纳米管膜，后24层为常规环氧树脂预浸料；
[0088]
(4-5)上述(4-1)亦可以将石墨烯纳米片换成同样含量的碳纳米纤维。
[0089]
本实施例得到的协同抗雷击复合材料具有良好的导电性和抗雷击性能，复合材料遭受飞机2a区雷击后仅有首层发生纤维断裂和树脂烧蚀损伤。
[0090]
(4-6)上述(4-3)中使用的碳纳米管膜的厚度也可以为28μm，面密度为10g/m2，插层的层数减少为8层。
[0091]
(4-7)上述(4-3)中使用的碳纳米管膜也可以为石墨烯和碳纳米管的复合膜，电导率为1100s/cm，厚度为17μm，面密度为6g/m2，插层的层数为12层。
[0092]
(4-8)上述(4-3)中使用的碳纳米管膜可以改为含70wt％镀镍碳纳米管的纳米镀银尼龙无纺布，厚度为21μm，电导率为760s/cm。
[0093]
本实施例得到的协同抗雷击复合材料具有良好的导电性和抗雷击性能，复合材料遭受飞机2a区雷击后仅有首层发生纤维断裂和树脂烧蚀损伤。导电层采用镀镍碳纳米管的纳米镀银尼龙无纺布的复合材料具有更高的层间断裂韧性。
[0094]
实施例5：
[0095]
本发明技术方案的实施过程如下：
[0096]
(5-1)将镀银纳米碳纤维、镀银石墨烯、镀银碳纳米管分别按3.0wt％、1.0wt％、2.0wt％的比例添加到环氧树脂中，分散均匀，再按等当量加入双氰胺作为固化剂，再加入10wt％的热塑性聚酰亚胺增韧剂，均质后得到三种镀银碳纳米材料共改性的环氧树脂，将该纳米改性的环氧树脂制备成单向ccf800h碳纤维的预浸料，预浸料单层厚度为0.125mm，树脂含量为35wt％；
[0097]
(5-2)在预浸料表面涂覆一层碳纳米管海绵粉碎后形成的微米级粉体，粉体颗粒约为0～15μm，粉体密度为0.02g/cm3，总涂覆面密度为7g/m2，得到表面带有碳纳米管海绵粉体的纳米导电改性环氧树脂预浸料；
[0098]
(5-3)裁取该带有碳纳米管海绵的改性环氧树脂的导电改性预浸料16张，常规环氧树脂预浸料16张，按铺层顺序为[45
°
/0
°
/-45
°
/90
°
]
4s
准各向同性铺层得到复合材料预制体，其中导电改性预浸料位于前16层，并且控制前16层的每个层间都带有碳纳米管海绵粉体，预制体的后16层为常规环氧树脂预浸料。再按该环氧树脂所需的热压罐成型工艺成型。成型完后冷却至60℃以下，取出复合材料后，即得到协同抗雷击的复合材料；
[0099]
(5-4)上述(5-1)中的环氧树脂中还可以加入0.5wt％的碳纳米管或0.5wt％的碳纳米纤维共分散，形成高碳纳米材料含量的导电环氧树脂。
[0100]
实施例6：
[0101]
本发明技术方案的实施过程如下：
[0102]
(6-1)制备一种纳米改性的双马来酰亚胺树脂，其中双马树脂中均匀分散着1wt％的镀银碳纳米纤维、0.5wt％的石墨烯和1wt％的碳纳米管，将多元纳米改性的双马来酰亚胺树脂制备成gw3031碳纤维斜纹织物的预浸料，预浸料单层厚度为0.190mm，树脂含量为42wt％；
[0103]
(6-2)在碳纤维预浸料表面刷涂碳纳米管和镀银石墨烯的水性共分散液，涂覆量为4g/m2，涂覆层干燥后厚度约为10μm，得到表面带有导电层的纳米改性双马树脂预浸料；
[0104]
(6-3)裁取该带有表面碳纳米材料导电层的多元杂化双马树脂碳纤维预浸料16张，按铺层顺序为[45
°
/0
°
]
4s
准各向同性铺层得到复合材料预制体，铺层时控制每一个层间都有一个导电层；再按该双马树脂所需的热压罐成型工艺成型。成型完后冷却至60℃以下，取出复合材料后，即得到协同抗雷击的复合材料；
[0105]
本实施例得到的协同抗雷击复合材料具有良好的导电性和抗雷击性能，复合材料厚度向电导率达到1.3s/cm，为普通该体系高导电复合材料的10倍，当复合材料遭受飞机2a区雷击后，试样板仅有表层轻微的树脂烧蚀。
[0106]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。