传导性复合材料和制造传导性复合材料的方法

文档序号:1818257 发布日期:2021-11-09 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 传导性复合材料和制造传导性复合材料的方法 (Conductive composite and method of making a conductive composite ) 是由 A·F·格罗斯 A·达斯汀 A·P·诺瓦克 关昕 A·E·索伦森 R·E·夏普 于 2021-05-06 设计创作,主要内容包括:本发明涉及传导性复合材料和制造传导性复合材料的方法。所述传导性复合材料包括第一弹性聚合物层、在第一弹性聚合物层上的导电性浆料层、以及在导电性浆料层上的第二弹性聚合物层。强化网与导电性浆料层接触。(The present invention relates to a conductive composite and a method of making a conductive composite. The conductive composite includes a first elastic polymer layer, a conductive paste layer on the first elastic polymer layer, and a second elastic polymer layer on the conductive paste layer. The reinforcing mesh is in contact with the conductive paste layer.)

传导性复合材料和制造传导性复合材料的方法

技术领域

本申请涉及一种传导性复合材料和制造传导性复合材料的方法,属于传导性复合材料的技术领域。

背景技术

广义地定义,传导性复合材料是具有显著的导电性或导热性的任何复合材料。这种传导性复合材料在诸如电信、发电和配电、国防、航空航天、医学和其他领域等领域中具有广泛的用途。

传导性复合材料通常将聚合物材料和固体传导性颗粒结合而制造和/或其性能通过将聚合物材料与固体传导性颗粒结合来实现。为了获得足够的传导性,即达到逾渗,通常需要高颗粒负载,通常超过45体积%。以这些颗粒负载水平使用的聚合物通常是刚性材料。因此,这些颗粒负载水平得到下述传导膜和涂层,所述传导膜和涂层具有使其不适合或难以使用的诸如断裂伸长率、拉伸强度和热稳定性等性能。

因此,本领域技术人员在传导性复合材料领域中持续进行研究和开发。

发明内容

在一个实施方式中,传导性复合材料包括第一弹性聚合物层、在第一弹性聚合物层上的导电性浆料层、以及在导电性浆料层上的第二弹性聚合物层;强化网与导电性浆料层接触。

在另一实施方式中,用于制造传导性复合材料的方法包括:形成第一弹性聚合物层;在第一弹性聚合物层上形成导电性浆料层;在导电性浆料层上形成第二弹性聚合物层;用强化网对导电性浆料层进行强化。

从以下详细描述、附图和所附权利要求,所公开的传导性复合物和用于制造传导性复合物的方法的其他实施方式将变得显而易见。

附图说明

图1是本说明书的示例性实施方式的示例性传导性复合材料的透视图。

图2是沿着线A-A和B-B截取的图1的示例性传导性复合材料的截面透视图。

图3A至3C是示出用于制造图1和2的示例性传导性复合材料的步骤的透视图。

图4是飞行器制造和维护方法的流程图。

图5是飞行器的框图。

具体实施方式

如图1和2所示,传导性复合材料2包括第一弹性聚合物层4、在第一弹性聚合物层4上的导电性浆料层6、以及在导电性浆料层6上的第二弹性聚合物层8,以及与导电性浆料层6接触的强化网10。

弹性聚合物是在高应变水平下显示弹性的聚合物。在一个方面,本说明书的弹性聚合物是表现出断裂伸长率大于约50%的聚合物。在另一方面,本说明书的弹性聚合物是表现出断裂伸长率大于约100%的聚合物。在又一方面,本说明书的弹性聚合物是表现出断裂伸长率大于约200%的聚合物。断裂伸长率被测量为在施加拉伸力时材料在断裂之前应变的百分比。使用原始长度的百分比来表示断裂伸长率。

在一个方面,本说明书的弹性聚合物是电绝缘体。在一个方面,本说明书的弹性聚合物是电导率小于约1×10-8S/m的电绝缘体。在另一方面,本说明书的弹性聚合物是电导率小于约1×10-9S/m的电绝缘体。在又一方面,本说明书的弹性聚合物是电导率小于约1×10-10S/m的电绝缘体。

第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物8层可包括热塑性聚合物、热固性聚合物及其组合中的至少一种。在一个方面,用于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8的合适的弹性聚合物在典型的加工条件下具有约1000至约100,000cP的粘度。在另一方面,用于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8的合适的弹性聚合物在典型的加工条件下具有约1000至约25,000cP的粘度。在又一个方面,用于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8的合适的弹性聚合物在典型的加工条件下具有约25,000至约50,000cP的粘度。在另一方面,用于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8的合适的弹性聚合物在典型的加工条件下具有约50,000至约75,000cP的粘度。在另一方面,用于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8的合适的弹性聚合物在典型的加工条件下具有约75,000至约100,000cP的粘度。在某些实例中,本文所用的合适的热塑性弹性体在典型的加工条件下具有约1000至约50,000cP的粘度。如本文所用,术语“典型的加工条件”包括大约室温(约25℃)至约400℃、大约室温至约200℃或大约室温至约100℃的温度。用于测量粘度的测量技术可包括粘度计、流变仪或其它合适的粘度测试设备。这种热塑性弹性体对于制造柔性材料是方便的。

用于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8的合适的弹性聚合物包括热塑性弹性聚合物、热固性弹性聚合物及其组合。例如,用于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8的合适的弹性聚合物包括硅氧烷、氟硅氧烷、全氟聚醚、聚丁二烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚脲、聚氨酯-脲、环氧树脂、丙烯酸酯、天然橡胶、丁基橡胶、聚丙烯腈、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)橡胶或其组合。第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8可以由相同或不同的聚合物组合物形成。

在本说明书的上下文中,浆料为任何高粘度流体。本说明书的浆料不是固化或硬化成固态的。相反,本说明书的浆料保持高粘度流体状态。在一个方面,本说明书的浆料是粘度在约2,000至约1,000,000cP的范围内的材料。在另一方面,本说明书的浆料是粘度在约2,000至约500,000cP的范围内的材料。在又一方面,本说明书的浆料是粘度在约2,000至约100,000cP的范围内的材料。

导电性浆料是能够承载电流的浆料。在一个方面,本说明书的导电性浆料是电导率大于约1×101S/m的浆料。在另一方面,本说明书的导电性浆料是电导率大于约1×102S/m的浆料。在又一方面,本说明书的导电性浆料是电导率大于约1×103S/m的浆料。在又一方面,本说明书的导电性浆料是电导率大于约1×104S/m的浆料。在又一方面,本说明书的导电性浆料是电导率大于约1×105S/m的浆料。导电性浆料层6可以是均匀的或异质的。

在一方面,导电性浆料包含具有低于约60℃的熔化温度(例如,熔点)的金属或合金。在一个方面,金属或合金具有低于约50℃的熔化温度(例如,熔点)。在另一方面,金属或合金具有低于约40℃的熔化温度(例如,熔点)。在又一方面,金属或合金具有低于约30℃的熔化温度(例如,熔点)。在又一方面,金属或合金具有低于约25℃的熔化温度(例如,熔点)。在又一方面,金属或合金具有低于约20℃的熔化温度(例如,熔点)。本说明书的导电性浆料不限于包括金属或合金。例如,本说明书的导电性浆料可以包括导电聚合物,而不是具有低于约60℃的熔化温度(例如,熔点)的金属或合金。

导电性浆料的具有低于约60℃的熔化温度的金属或合金可包括具有低于约60℃的熔化温度的任何金属或合金。在一方面,金属或合金包括镓、汞、铟、锡、铋、磷、铅、锌、镉、锑及其组合中的至少一种。合适的金属包括例如镓和汞。合适的合金包括例如由镓、汞、铟、锡、铋、磷、铅、锌、镉、锑及其组合形成的合金。在某些示例中,合金是包含至少约50重量%的镓、铋、铟、汞或其组合的合金。在某些示例中,可以包括锡、磷、铅、锌、镉、锑或其组合以改变合金的熔化温度。在一个实例中,本文公开的传导性复合材料中使用的合金是包含铟和约50重量%至约97重量%的镓的合金。在另一实例中,用于形成本文公开的传导性复合材料的低熔点合金为包含约15重量%至约30重量%的铟、约55重量%至约80重量%的镓和选自锡和锌中的至少一种金属的合金。重量百分比是指金属或合金的相应组分占金属或合金的总重量上的以重量计的量。合适的镓合金可从Indium公司商购获得。示例性合适的合金包括Indalloy 46L、Indalloy 51、Indalloy 60、Indalloy 77、Indalloy 14、Indalloy15、Indalloy 117、Indalloy 16、Indalloy 17、Indalloy 136和Indalloy 19。

在一个方面,导电性浆料层包括增稠剂。当使用时,增稠剂通常与具有低于约60℃的熔融温度的金属或合金组合,并且因此成为导电性浆料层的组分。

增稠剂可包括例如有机增稠剂、无机增稠剂及其组合中的至少一种。当增稠剂包括有机增稠剂时,有机增稠剂可包括例如麦芽糖、碳及其组合中的至少一种。当增稠剂包括无机增稠剂时,无机增稠剂可包括例如银、铜、黄铜、青铜、镍、不锈钢、碳、涂覆碳、钛、钨及其组合中的至少一种。

在某些实例中,增稠剂的平均长径比在1至约2的范围内。低长径比增稠剂可以采取例如粉末的形式。低长径比增稠剂可具有例如在约0.1μm至约500μm的范围内的平均最大尺寸,诸如在约50μm至约150μm的范围内。在其他实例中,增稠剂的平均长径比大于约2,例如在约2至约2000的范围内。高长径比增稠剂可采取例如棒或线的形式。高长径比增稠剂可具有例如在约0.1mm至约10mm的范围内的平均最大尺寸。

本文所用的增稠剂用作粘度调节剂,并且可有助于阻碍导电性浆料层内的金属或合金的流动或使导电性浆料层内的金属或合金的流动最小化。本文使用的增稠剂可以是无机或有机材料。增稠剂不溶解金属或合金,或以其他方式与金属或合金形成溶液;它们在与金属或合金混合时保持为固体,但被金属或合金润湿。增稠剂通常用作颗粒,例如棒、线形状的颗粒、基本上球形的颗粒或其混合物,并且粒径决定了粉末与金属或合金均匀化形成浆料的容易程度。通常,具有较高表面积的增稠剂将是比具有较低表面积的试剂更好的增稠剂。选择增稠剂和金属或合金的组合以实现增稠剂的适当润湿和浆料的流变性或模量。选择粒径和量以产生具有大于约1的tanδ值的浆料组合物,即表现得更像液体而非固体的浆料,从而使所得复合材料为柔性的。

增稠剂可以是传导性的或非传导性的。传导性增稠剂提高所得传导性复合材料2的传导性,或能够减少实现相同传导性所需的导电性浆料6的量。

在某些实例中,增稠剂包括平均长径比大于约2(即其中长度为宽度的至少约两倍)的无机增稠剂的颗粒(例如,棒或线)。可以使用显微镜来测量平均长径比。

在其他实例中,增稠剂包括平均长径比小于约2(即其中长度为宽度的至多约两倍)的无机增稠剂的颗粒(例如,基本上球形的颗粒)。在某些实例中,增稠剂包含平均粒径为约0.1μm至约500μm(约100nm至约500,000nm)的无机增稠剂的基本上球形的颗粒。该尺寸范围的颗粒具有合适的表面积以用作增稠剂而与金属或合金形成浆料。在某些实例中,增稠剂包含平均粒径为约1μm至约25μm、或约25μm至约50μm、或约50μm至约75μm、或约75μm至约100μm、或约100μm至约150μm、或约150μm至约200μm、或约200μm至约250μm、或约250μm至约300μm、或约300μm至约350μm、或约350μm至约400μm、或约450μm至约500μm的无机增稠剂的基本上球形的颗粒。在其它实例中,增稠剂包括平均粒径为约50μm至约150μm的无机增稠剂的基本上球形的颗粒。在某些实例中,无机增稠剂的颗粒具有约0.1μm至约5μm的平均粒径。

在一个实例中,增稠剂是平均长径比大于约2的无机增稠剂,并且包含长度为约0.01mm至约10mm的棒或线。在某些实例中,无机增稠剂的棒具有约0.01mm至约0.5mm、或约0.05mm至约10mm、或约0.01mm至约10mm、或约0.01mm至约10mm、或约0.01mm至约0.1mm、或约0.1mm至约1mm、或约0.1mm至约1mm、或约1mm至约5mm、或约5mm至约10mm的长度。使用传导性棒或线有助于最终复合材料的传导性比基本上球形的传导性颗粒更大。整体传导性通过调节金属或合金的量或增稠剂的量而是可调的。

在某些实例中,无机增稠剂包括具有棒或线与基本上球形的颗粒的混合物的颗粒的粉末,或者包括棒、线材和基本上球形的颗粒的混合物。

在某些实例中,增稠剂包括平均粒径为约0.1μm至约500μm的有机增稠剂的颗粒。在某些实例中,增稠剂包含平均粒径为约1μm至约25μm、或约25μm至约50μm、或约50μm至约75μm、或约75μm至约100μm、或约100μm至约150μm、或约150μm至约200μm、或约200μm至约250μm、或约250μm至约300μm、或约300μm至约350μm、或约350μm至约400μm、或约450μm至约500μm的有机增稠剂的颗粒。在其它实例中,增稠剂包括平均粒径为约50μm至约150μm的有机增稠剂的颗粒。在某些实例中,有机增稠剂的颗粒具有约0.1μm至约5μm的平均尺寸。

在浆料还包括增稠剂的实例中,增稠剂可以以产生适当的粘度和/或调节浆料和所得复合材料的传导性质的量使用。浆料中合适浓度的无机增稠剂的范围为浆料组合物的约0.1重量%至约20重量%。浆料中合适浓度的有机增稠剂的范围为浆料组合物的约0.1重量%至约40重量%。

浆料组合物中的增稠剂的合适的基于体积的量为浆料体积的约5%至约50%。在某些实例中,增稠剂的量为浆料组合物体积的约5%至约10%、或约5%至约15%、或约10%至约20%、或约15%至约25%、或约20%至约30%、或约25%至约35%、或约30%至约45%。这样的量对于生产具有大于1的tanδ值(即浆料表现得更像液体而非固体,从而使所得复合材料是柔性的)的浆料组合物而言是方便的。

如上所述,当使用具有棒或线形状的颗粒的粉末用作增稠剂时,可以减少增稠剂的量。浆料中的棒或线增稠剂的合适量为浆料的约2体积%至约40体积%。在某些实例中,增稠剂的量为浆料组合物体积的约2%至约5%、或约5%至约10%、或约10%至约15%、或约15%至约20%、或约20%至约25%、或约25%至约30%、或约30%至约40%。

可以在本文公开的传导性复合材料中实现合适的电导率,而不需要在浆料中大量的固体传导性颗粒,即这样的颗粒的负载大于约45体积%。然而,在某些实例中,如果液相中存在不足的金属来在金属颗粒之间形成期望水平的电连接,则可以在浆料中采用大于约45体积%的金属颗粒负载。因此,当需要时,可在浆料中使用高于约45体积%(例如,约45体积%至约80体积%)的颗粒负载水平。

在某些实例中,用于制备传导性复合材料的增稠剂是有机增稠剂。合适的有机增稠剂包括具有高于约60℃的熔化温度(即,将防止增稠剂将合金熔化的温度,即在传导性复合材料的制造之前或制造期间)的化合物。这些化合物的实例是麦芽糖醇、苯酚、萘、1-萘酚、2-萘酚、4-吡啶酮和碳(包括例如石墨和炭黑)。在有机增稠剂是具有酚羟基的化合物的情况下,化合物可以经由羟基与二异氰酸酯或多异氰酸酯的异氰酸酯基团反应,但是反应将比氨基甲酸酯或脲形成反应慢。适当使用时,这些化合物可用于改变所得增稠剂的特性。或者,有机增稠剂可以是石墨或碳颗粒。

在某些实例中,增稠剂是无机增稠剂或无机增稠剂的组合。合适的无机增稠剂包括金属氧化物,诸如二氧化钛、氧化锌、镍的氧化物、具有高于约60℃的熔化温度的金属或合金、或陶瓷材料。选择金属或合金为具有高于约60℃的熔化温度,以防止增稠剂在传导性复合材料的制造之前或制造期间熔化。合适的金属或合金包括银、铜、黄铜、青铜、镍、不锈钢、碳、涂覆碳、钛、钨及其组合的金属或合金。

增稠剂可以是至少一种有机增稠剂和至少一种无机增稠剂的混合物。可以使用有机增稠剂和无机增稠剂的混合物来改变浆料的流变性或模量。

在某些实例中,增稠剂包括具有棒、线形状的颗粒、基本上球形的颗粒或它们的混合物的粉末,并且棒、线和基本上球形的颗粒包括银、铜、黄铜、镍、不锈钢、钢、铝、碳、涂覆碳、钛、钨、锡、锌及其组合的金属或合金、镍的金属氧化物、陶瓷和它们的组合,其中基本上球形的颗粒具有约0.1μm至约500μm(从约100nm至约500,000nm)的平均粒径,并且棒和线具有约0.01mm至约10mm的长度。

在一方面,导电性浆料层包括增容剂。增容剂可以包括例如有机增容剂、无机增容剂及其组合中的至少一种。当增容剂包括有机增容剂时,有机增容剂可以包括例如表面活性剂,例如离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及其组合。当增容剂包括无机增容剂时,无机增容剂可以包括例如金属纳米颗粒。

本文所用的增容剂改善了浆料的可加工性(例如,流动性、施用容易性)。不希望受理论的束缚,据信增容剂与低熔点金属或合金的混合在低熔点金属或合金的颗粒或液滴的表面上产生增容剂的涂层,结果降低了低熔点金属或合金的表面能。此外,同样不希望受理论的束缚,据信增容剂在低熔点金属或合金液滴上形成单层或多层,并减少或防止金属或合金的氧化,但它未产生由于使用酸所致类型的壳。

在某些实例中,本文所用的增容剂也可用于使浆料变稠,即提高浆料的粘度。

此外,如果发生氧化,则可以加入增容剂以使浆料再活化。如本文所用,“再活化”是指通过将另外的增容剂加入到分离的混合物中并使混合物经受如下所述的适当的剪切条件,从而可以将已经分离的增容剂和低熔点金属或合金的混合物返回到均匀浆料的形式。

在浆料包括增稠剂的颗粒的实例中,如本文其他地方所讨论的,据信所公开的增容剂允许渗透进入在增稠剂的颗粒之间形成的孔隙或空隙中。通过产生将液态金属或合金保持在颗粒之间的毛细管压力,渗透进入孔隙中的过程将液体金属或合金结合到增稠剂中。

在某些实例中,用于形成传导性复合材料的浆料包含低熔点金属或合金和增容剂,低熔点金属或合金与增容剂的重量比为约5∶1至约50∶1,或约10∶1至约30∶1,或约15∶1至约25∶1,或约20∶1至约25∶1。因此,以低熔点金属或合金的百分比表示的相容剂的量为约2重量%至约20重量%。特别有用的增容剂的量为约4重量%至约10重量%。重量百分比是指增容剂占浆料总重量上的以重量计的量。要避免相分离。在较高水平的增容剂下,可能发生相分离,并且这可以使用本文其他地方公开的种类的增稠剂来解决。

在某些实例中,增容剂包括具有小于约100nm、或小于约90nm、或小于约80nm、或小于约70nm、或小于约60nm、或小于约50nm、或小于约40nm、或小于约30nm或小于约20nm的平均粒径的无机(例如,金属)纳米粒子。本文提及的粒径可使用例如Coulter Counter或Multisizer测量。合适的纳米颗粒包含不溶于低熔点金属或合金(即不溶解)的金属。用作纳米颗粒的合适的金属是镓在室温下在该金属中具有小于约5mol%溶解度的那些金属。用作本文的纳米颗粒增容剂的合适金属的实例包括银、铜、黄铜、青铜、镍、不锈钢、碳、涂覆碳、钛、钨及其组合的金属或合金。

在某些实例中,增容剂是非离子两亲性化合物或非离子两亲性化合物的混合物。合适的非离子两亲性化合物包括脂肪醇烷氧基化物(包括脂肪醇乙氧基化物)、烷基酚烷氧基化物(包括烷基酚乙氧基化物)、脂肪酸烷氧基化物(包括脂肪酸乙氧基化物)、烷氧基化胺(包括乙氧基化胺)、脂肪酸酰胺、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、多羟基化合物的脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基多葡糖苷、脂肪胺氧化物、亚砜、有机膦氧化物、以及它们的混合物。

在某些实例中,增容剂是离子化合物。合适的离子两亲性化合物包括阴离子化合物和阳离子化合物。代表性的阴离子化合物是烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基醚磺酸盐、烷基磷酸盐和烷基羧酸盐。代表性的阳离子化合物是季铵化合物、单烷基铵盐、二烷基铵盐和三烷基铵盐。

用于形成导电性浆料层的特定阴离子化合物(或其混合物)或阳离子化合物(或其混合物)及其量的选择将由用于制造传导性复合材料的特定弹性聚合物确定。选择阴离子或阳离子化合物的类型和量,以避免弹性聚合物降解或解聚。

在某些实例中,增容剂是表面活性剂。

在某些实例中,增容剂是非离子两亲性化合物或这些化合物的混合物。特别有用的非离子两亲性化合物是烷基酚乙氧基化物。代表性的烷基酚乙氧基化物是辛基酚乙氧基化物,如TritonTM X-100(聚乙二醇对-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯基醚,具有平均为9.5个环氧乙烷单元)和壬基酚乙氧基化物。

其它特别有用的非离子两亲性化合物是泊洛沙姆,其为聚(环氧乙烷)聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)(PEO-PPO-PEO)的三嵌段共聚物。例如,PLURONIC非离子两亲性化合物是合适的。

本说明书的传导性复合材料还可以包括向传导性复合材料赋予其他特性的附加材料。在一方面,传导性复合材料包括增加热氧化稳定性的添加剂。当传导性复合材料包括增加热氧化稳定性的添加剂时,增加热氧化稳定性的添加剂可以包括例如磷酸盐、铁氧化物、酚醛树脂、抗氧化剂、金属钝化剂及其组合中的至少一种。热氧化稳定剂是增加热氧化稳定性的材料或添加剂。在形成传导性复合材料之前,可以将热氧化稳定剂并入浆料组合物中或添加到弹性聚合物层中。根据传导性复合材料中所需的特性和将应用传导性复合材料的环境,热氧化稳定剂可以是磷酸盐、铁氧化物、酚类抗氧化剂、金属钝化剂或其组合。向本文公开的传导性复合材料添加热氧化稳定剂将扩大传导性复合材料的操作温度。合适的金属钝化剂包括硝酸盐如硝酸、柠檬酸盐如柠檬酸、钨酸盐、钼酸盐、铬酸盐及其混合物。

浆料的制备可通过例如用离心式行星式混合器或剪切混合设备(capability)混合低熔点金属或合金、增容剂和的任何任选的组分来实现。所得浆料可储存以备将来使用。

在某些实例中,本文公开的并且用于制备传导性复合材料的浆料组合物的损耗模量(G”)可大于储能模量(G'),即浆料组合物具有大于1的tanδ值。因此,本公开的浆料组合物表现得更像液体而非固体。当根据ASTM D7175使用动态剪切流变仪测量时,本公开的浆料组合物在1Hz具有约500至约100,000cP的粘度。

可以根据需要调节传导性复合材料2的每个层的厚度,以实现最终产品所需的特性。在一方面,如图2所示,第一弹性聚合物层4具有第一厚度14,并且第二弹性聚合物层8具有第二厚度12。第一厚度14和第二厚度12可各自为约0.01mm至约100mm。在另一方面,第一厚度14和第二厚度12可各自为约0.1mm至约10mm。例如,第一厚度14和第二厚度12可以各自为约1mm。第一厚度14可以与第二厚度12相同或不同。传导性含氟流体层具有第三厚度16,其可以小于或等于第一厚度14和第二厚度12中的至少一个。作为另选,第三厚度16可以大于第一厚度14和第二厚度12中的至少一个。在一方面,第三厚度16小于第一厚度14和第二厚度12的总和。在另一方面,第三厚度16小于第一厚度14和第二厚度12中的至少一个。例如,第一厚度14和第二厚度12可以是约1mm,并且第三厚度16可以小于约1mm。传导性复合材料2的总厚度可以在约0.03mm至约200mm的范围内。在一方面,传导性复合材料2的总厚度可以在约0.1mm至约100mm的范围内。在另一方面,传导性复合材料2的总厚度可以在约0.5mm至约10mm的范围内。

传导性复合材料2可以包括一个或多个附加的弹性聚合物层和一个或多个附加的导电性浆料层。例如,传导性复合材料可以包含总共五层,即三个弹性聚合物层与两个导电性浆料层交替。

在一方面,传导性复合材料2是叠层的形式,其中连续的导电浆料层6夹在第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8。连续的导电浆料层6可以是平坦的或弯曲的。在一个表达中,连续的导电浆料层6的长度比连续的导电浆料层6的厚度大得多。在一方面,连续的导电浆料层6的长度是连续的导电浆料层6的厚度的至少5倍。在另一方面中,连续的导电浆料层6的长度为连续的导电浆料层6的厚度的至少20倍。在又一方面中,连续的导电浆料层6的长度为连续的导电浆料层6的厚度的至少50倍。在另一表达中,连续的导电浆料层6的长度和宽度比连续的导电浆料层6的厚度大得多。在一方面,连续的导电浆料层6的长度和宽度是连续的导电浆料层6的厚度的至少5倍。在另一方面,连续的导电浆料层6的长度和宽度是连续的导电浆料层6的厚度的至少20倍。在又一方面,连续的导电浆料层6的长度和宽度是连续的导电浆料层6的厚度的至少50倍。

围绕导电性浆料层6的传导性复合材料2的边缘可以以任何方式密封。在一方面,传导性复合材料2的边缘可以通过第二弹性聚合物层8与第一弹性聚合物层4的接触来密封。例如,第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8可以由导电浆料层6分开,但在第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8彼此接触的围绕导电浆料层6的传导性复合材料2的边缘处除外。第二弹性聚合物层8可能够固化到第一弹性聚合物层4以形成有效的密封。围绕导电浆料层的传导性复合材料2的边缘的边缘长度18防止了对第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8之间的粘合施加过应力。在一方面,边缘长度18大于第一厚度14和第二厚度12中的至少一个。

本说明书的导电浆料层6在不需要刚性的情况下向传导性复合材料2提供导电性,并且导电浆料层的高粘度在涂覆或使用期间抑制导电浆料的泄漏。如附图2和3B所示,本说明书进一步包括与导电浆料层6接触的强化网10。与导电浆料层6接触的强化网10改变导电浆料6的流动性质,以进一步降低浸出的可能性并且更好地将导电浆料6保持在传导性复合材料2内。

强化网10可以相对于第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8自由地移动,以避免传导性复合材料2的弹性减小,或者强化网10可以附接到第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8中的一个,以提供附加的结构完整性。

强化网10可以是导电的或非导电的。导电性强化网10增加所得传导性复合材料2的传导性,或者强化网10能够减小实现相同的导电性的导电浆料6的量。减小传导性复合材料2中的导电浆料6的量可以进一步降低浸出的可能性,并且更好地将导电浆料6保持在传导性复合材料2内。在一方面,导电性网的电导率大于约1×103S/m。另一方面,导电性网的电导率大于约1×104S/m。在又一方面,导电性网的电导率大于约1×105S/m。

在一方面中,强化网10是与连续的导电浆料层6接触的连续强化网层。在一个表达中,连续强化网层的长度比连续强化网层的厚度大得多。在一方面,连续强化网层的长度是连续强化网层的厚度的至少5倍。在另一方面,连续强化网层的长度是连续强化网层的厚度的至少20倍。在又一方面,连续强化网层的长度是连续强化网层的厚度的至少50倍。在另一表达中,连续强化网层的长度和宽度比连续强化网层的厚度大得多。在一方面,连续强化网层的长度和宽度是连续强化网层的厚度的至少5倍。在另一方面,连续强化网层的长度和宽度是连续强化网层的厚度的至少20倍。在又一方面,连续强化网层的长度和宽度是连续强化网层的厚度的至少50倍。强化网10可具有大于、等于或小于连续的导电浆料层6的长度和宽度。

另外,如果传导性复合材料2是叠层的形式,则叠层构造使得连续的导电浆料层6和连续的强化网层10能够协同定位,其中连续的导电浆料层6和连续的强化网层10夹在第一弹性聚合物层4和第二弹性聚合物层8之间。

强化网10可以是或包括织物,诸如针织织物、机织织物或其组合。织物可以是非传导性织物、传导性织物或其组合。传导性织物增大了所得传导性复合材料2的传导性。

非传导性织物可以是或包括例如聚醚-聚脲共聚物、乳胶、聚对亚苯基对苯二甲酰胺、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯或其组合。然而,可以使用化学上适合与导电性浆料6一起使用的任何织物。非传导性织物可以涂覆有传导性材料以产生传导性织物。

传导性织物可以包括传导性细丝、涂覆的非传导性织物或其组合,或者由传导性细丝、涂覆的非传导性织物或其组合形成。示例性的传导性细丝包括银细丝、铜细丝、黄铜细丝、镍细丝、不锈钢细丝、钢细丝、铝细丝、碳细丝、涂覆碳细丝、钛细丝、钨丝、锡细丝、锌细丝及其组合。示例性的涂覆的非传导性织物包括金属涂覆的聚醚-聚脲共聚物、金属涂覆的胶乳、金属涂覆的聚对亚苯基对苯二甲酰胺、金属涂覆的芳族聚酰胺、金属涂覆的尼龙、金属涂覆的聚酯、碳涂覆的聚醚-聚脲共聚物、碳涂覆的胶乳、碳涂覆的聚对亚苯基对苯二甲酰胺、碳涂覆的芳族聚酰胺、碳涂覆的尼龙、碳涂覆的聚酯及其组合。

在某些实例中,本说明书的传导性复合材料2表现出小于约100Ω/□的最小薄层电阻。特定传导性复合材料的薄层电阻将取决于最终用途。例如,当传导性复合材料用于屏蔽来自电磁辐射的电学分量时,优选小于约100Ω/□的最小薄层电阻,例如,以使可能破坏或损害敏感电子器件的电磁干扰最小化。可以使用四点探针来确定薄层电阻率。

在某些实例中,本说明书的传导性复合材料2表现出断裂伸长率大于或等于约10%。在其他实例中,本说明书的传导性复合材料2表现出断裂伸长率大于或等于约25%。在又一些实例中,本说明书的传导性复合材料2表现出断裂伸长率大于或等于约50%。断裂伸长率测量为在施加拉伸力时材料在断裂之前应变的百分比。使用原始长度的百分比来表示断裂伸长率。

在某些实例中,本说明书的传导性复合材料2表现出大于或等于约3MPa的拉伸强度。

在某些实例中,本说明书的传导性复合材料2具有小于约7g/mL、小于约6g/mL、小于约5g/mL、或小于约4g/mL的密度。在某些实例中,传导性复合材料具有介于约2g/mL和约10g/mL之间的密度。在其他实例中,传导性复合材料具有在约10g/mL和约20g/mL之间的密度。在其它实例中,传导性复合材料具有介于约1g/mL和约5g/mL之间、或介于约3g/mL和约8g/mL之间的密度。可以通过确定已知体积的质量或测量由已知质量排出的水的体积来容易地测量该参数。

在某些实例中,本说明书的传导性复合材料2在20℃下表现出约5×105S/m的最大体电导率。

在某些实例中,传导性复合材料是柔性的。在某些实例中,传导性复合材料具有大于或等于约3MPa的拉伸强度。在某些实例中,传导性复合材料是柔性的并且具有大于或等于约3MPa的拉伸强度。

本公开还提供了包括承载本文公开的传导性复合材料层的基板的产品、物品和结构体。这样的产品、物品和结构体可以通过加热如本文所公开的热塑性或热固性传导性复合材料并将其施加基板上来制造。在某些实例中,传导性复合材料可以是飞行器的一部分,诸如飞行器的机翼和机身中的至少一个的全部或一部分。在某些实例中,传导性复合材料可以是密封件和垫圈中的至少一种。

如图3A、3B和3C所示,本公开的传导性复合材料2可以通过形成第一弹性聚合物层4(参见图3A)并且在第一弹性聚合物层4上形成导电性浆料层6(参见图3B)来制造。在形成导电性浆料层6之前或之后,用强化网10强化导电性浆料层6。然后,在导电性浆料层6上形成第二弹性聚合物层8(参见图3C)。

在一方面,形成第一弹性聚合物层的步骤包括使第一弹性聚合物层固化。使第一弹性聚合物层固化的步骤可以包括使第一弹性聚合物层固化。

在某些实例中,形成导电性浆料层的步骤包括将具有低于约60℃的熔化温度的金属或合金与增稠剂混合。在其他实例中,形成导电性浆料层的步骤包括将具有低于约60℃的熔化温度的金属或合金与增稠剂和增容剂混合。在其他实例中,形成导电性浆料层的步骤包括将具有低于约60℃的熔化温度的金属或合金、增稠剂和用来提高热氧化稳定性的添加剂以及任选的增容剂混合。在一方面,形成导电性浆料层的步骤包括使用剪切混合来混配导电性浆料。剪切混合可以约25至约2000rpm、如约25至约125rpm的旋转速度下执行。在另一方面,形成导电性浆料层的步骤包括用导电性浆料浸润强化网10。

在某些实例中,形成第二弹性聚合物层的步骤包括使第二弹性聚合物层固化。使第二弹性聚合物层固化的步骤可包括将第二弹性聚合物层粘结到第一弹性聚合物层上。

在形成第二弹性聚合物层之后,本说明书的方法可包括修整导电性浆料层周围的传导性复合材料。在一方面中,修整步骤留下围绕导电性浆料层的边缘长度。

作为实例,本公开的传导性复合材料可以通过将导电性浆料层叠到第一固化或部分固化的弹性聚合物的表面上并通过将第二弹性聚合物层叠在其上而制成。

在另一实例中,本公开的传导性复合材料可以通过以下过程制造:将导电性浆料铺展到不粘表面上、将未固化的弹性聚合物施加在浆料上、然后将弹性聚合物固化。然后,可通过从不粘表面剥离传导性复合材料而方便地从不粘表面移除传导性复合材料。在从不粘表面移除之后,并且如果必要或期望,可以在导电性浆料上添加额外的固化或未固化的弹性聚合物层,并且在必要时固化以产生夹层或层压结构。

本公开的层压复合材料可以通过将导电性浆料层叠到第一弹性聚合物的表面上并且将第二弹性聚合物层施加在导电性浆料层上来制造。第二弹性聚合物可以与第一弹性聚合物相同或不同。添加第二弹性聚合物层将包封导电性浆料层。

本公开的层压传导性复合材料还可以通过将导电性浆料铺展到不粘表面上、将未固化的弹性聚合物施加在浆料上、然后使弹性聚合物固化来制造。然后,可通过从不粘表面剥离传导性复合材料而方便地从不粘表面移除传导性复合材料。必要时,第二弹性聚合物(其可以与第一弹性聚合物相同或不同)可以任选地施加在导电浆料层上。添加第二弹性聚合物层将包封导电性浆料层。

不粘表面可以是任何合适的不粘材料。合适的不粘材料的实例包括聚四氟乙烯、阳极化铝、陶瓷和瓷釉铸铁。

本公开还提供了包括承载本文公开的传导性复合材料层的基板的产品、物品和结构体,并且在某些实例中,提供了如本文所公开的柔性传导性复合材料。这样的产品、物品和结构体可以通过加热如本文所公开的热塑性或热固性传导性复合材料并将其施加到基板上来制造。

可通过将低熔点金属或合金与增容剂组合并充分混合所得混合物来形成均匀的浆料,来制备传导性浆料组合物。混合可以在约25至约2500rpm的剪切混合器中完成。在某些实例中,用于形成浆料组合物的剪切混合在约25至约125rpm、或约125至约250rpm、或约250至约400rpm、或约400至约700rpm、或约700至约1500rpm、或约1500至约2500rpm下进行。作为另选,可使用离心式行星混合器进行混合。所得浆料可储存以备将来使用。

另外,可以处理面向导电性浆料层的弹性聚合物层的表面以改善液体金属的润湿。这可以包括紫外线处理、等离子体处理或电晕放电处理。另外,表面活性剂可施加到面向导电性浆料层的弹性聚合物层上以改善润湿。

以下实验例示出了本说明书的传导性复合材料的附加特征和性质。

实施例1

制备导电浆料:将4.93g非离子表面活性剂(Triton X100)加入到49.63g镓合金液态金属中,并以2300rpm混合2分钟以形成光滑且可流动的浆料。

浸润的强化网的制备:使用涂料刷将可流动的传导性浆料扩散到银编织物中。

层压传导性复合材料的制备:NuSil R21-2615液体硅橡胶是两部分、半透明硅酮体系,其具有1:1的部分A与部分B混合比,可快速热固化。称取相等的部分,导入Flacktek容器中,并在2300rpm混合1分钟。将得到的均匀树脂倾倒在具有Mylar剥离膜的面板顶部,并且使用玻璃棒浇铸30mil厚的膜。将浸润的强化网(银编织物)放置在NuSil膜的顶部,将剩余的NuSil混合物倾倒在强化网顶上,并且使用玻璃棒均匀地分散。将顶部面板(Mylar剥离膜侧面朝下)放置在树脂的顶部和面板顶部上的透气物薄片上。将真空连接器在密封之前放置在真空袋内,在真空袋中切割出0.5英寸的狭缝,并且将真空软管通过狭缝连接。一旦系统被密封并且压力保持在-25英寸Hg,真空泵就打开。将整个真空装袋设施放置在60℃热点的顶部,用于快速热固化约40分钟。在1小时之后将传导性复合材料从设施中移除。该复合材料的厚度为约0.05”。

实施例2

导电性浆料的制备:将4.93g非离子表面活性剂(Triton X100)加入到49.63g镓合金液态金属中,并以2300rpm混合2分钟以形成光滑且可流动的传导性浆料。

浸润的强化网的制备:使用涂料刷将可流动的传导性浆料散布到Chloroban织物中。

层压传导性复合材料的制备:Nusil R21-2615液体硅橡胶是两部分、半透明硅酮体系,其具有1:1的部分A与部分B混合比,可快速热固化。称取相等的部分,导入Flacktek容器中,并在2300rpm混合1分钟。将得到的均匀树脂倾倒在具有Mylar剥离膜的面板的顶部,并且使用玻璃棒浇铸30mil厚的膜。将浸润的强化网(Chloroban)放置在NuSil膜的顶部,剩余的NuSil混合物倾倒在织物顶上,并且使用玻璃棒均匀地分散。将顶部面板(Mylar剥离膜侧面朝下)放置在树脂的顶部和面板顶部上的透气物薄片上。将真空连接器在密封之前放置在真空袋内,在真空袋中切割出0.5英寸的狭缝,并且真空软管通过狭缝连接。一旦系统被密封并且压力保持在-25英寸Hg,真空泵就打开。将整个真空装袋设施放置在60℃热点的顶部,以快速热固化约40分钟。在1小时之后将传导性复合材料从设施中移除。所得复合材料的厚度为约0.03”。

表1示出了本说明书的实施例1的机械性能,其在100℃空气中老化50天前后均进行测试。

表1

表2示出了本说明书的实施例1和2的导电性质。

表2

本公开的实例可以结合图4所示的飞行器制造和维护方法1000和图5所示的飞行器1002的描述。在预生产期间,飞行器制造和维护方法1000可以包括飞行器1002的规格和设计1004以及材料采购1006。在生产期间,进行飞行器1002的部件/子组件制造1008和系统集成1010。此后,飞行器1002可以经历认证和交付1012以便投入使用1014。当由客户使用时,飞机1002可安排进行日常保养和维护1016,其还可以包括修改、重新配置、翻新等。

方法1000的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如,客户)进行或执行。出于本说明书的目的,系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统分包商;第三方可以包括但不限于任何数量的销售商、分包商和供应商;并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、维护组织等。

本公开的传导性复合材料可以在飞行器制造和维护方法1000的任何一个或多个阶段期间采用,包括飞行器1002的规格和设计1004、材料采购1006、部件/子组件制造1008、系统集成1010、认证和交付1012、飞行器投入使用1014中以及日常保养和维护1016。

如图5所示,由示例性方法1000生产的飞行器1002可以包括具有多个系统1020和内部1022的机身1018。多个系统1020的实例可以包括推进系统1024、电气系统1026、液压系统1028和环境系统1030中的一个或多个。可以包括任何数量的其它系统。本公开的传导性复合材料可以用于飞行器1002的任何系统。

另外,本公开包括以下条款所述的实施方式:

1.一种传导性复合材料(2),其包括:

第一弹性聚合物层(4);

在所述第一弹性聚合物层(4)上的导电性浆料层(6);

在所述导电性浆料层(6)上的第二弹性聚合物层(8);和

与所述导电性浆料层(6)接触的强化网(10)。

2.根据条款1所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层(6)包含熔化温度低于约60℃的金属或合金,和增稠剂。

3.根据条款2所述的传导性复合材料(2),其中所述金属或合金包含镓、汞、铟、锡、铋、磷、铅、锌、镉、锑及其组合中的至少一种。

4.根据条款2或3所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂包含有机增稠剂、无机增稠剂及其组合中的至少一种。

5.根据条款2至4中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂包含有机增稠剂,其中所述有机增稠剂包含麦芽糖、碳及其组合中的至少一种。

6.根据条款2至4中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂包括无机增稠剂,其中所述无机增稠剂包括银、铜、黄铜、青铜、镍、不锈钢、碳、涂覆碳、钛、钨及其组合中的至少一种。

7.根据条款2至6中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂具有在1至约2的范围内的平均长径比。

8.根据条款2至7中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂具有在1至2的范围内的平均长径比和在约0.1μm至约500μm的范围内的平均最大尺寸。

9.根据条款2至8中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂具有在1至约2范围内的平均长径比和在约50μm至约150μm的范围内的平均最大尺寸。

10.如条款2至6中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂具有大于约2的平均长径比。

11.如条款2至6中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂具有在约2至约2000的范围内的平均长径比。

12.如条款2至6中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述增稠剂具有在约2至约2000的范围内的平均长径比和在约0.1mm至约10mm的范围内的平均最大尺寸。

13.根据条款1至12中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层(6)还包含增容剂。

14.根据条款1至13中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层(6)还包含增容剂,并且其中,所述增容剂包含有机增容剂、无机增容剂及其组合中的至少一种。

15.根据条款1至14中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层(6)还包含有机增容剂,并且其中所述有机增容剂包含表面活性剂。

16.根据条款1至15中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层(6)还包含有机增容剂,并且其中,所述有机增容剂包含离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及其组合中的至少一种。

17.根据条款1至16中任一项所述的传导性复合材料(2),其还包含用于增加热氧化稳定性的添加剂。

18.根据条款1至17中任一项所述的传导性复合材料(2),其还包含用于增加热氧化稳定性的添加剂,其中所述添加剂包含磷酸盐、铁氧化物、酚类、抗氧化剂、金属钝化剂及其组合中的至少一种。

19.根据条款1至18中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第一弹性聚合物层(4)包含热塑性聚合物、热固性聚合物及其组合中的至少一种。

20.根据条款1至19中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第一弹性聚合物层(4)包含硅氧烷、氟硅氧烷、全氟聚醚、聚丁二烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚脲、聚氨酯-脲、环氧树脂、丙烯酸酯、天然橡胶、丁基橡胶、聚丙烯腈、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)橡胶及其组合中的至少一种。

21.根据条款1至20中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第二弹性聚合物层(8)包含热塑性聚合物、热固性聚合物及其组合中的至少一种。

22.根据条款1至21中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第二层弹性聚合物(8)包含硅氧烷、氟硅氧烷、全氟聚醚、聚丁二烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚脲、聚氨酯-脲、环氧树脂、丙烯酸酯、天然橡胶、丁基橡胶、聚丙烯腈、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)橡胶及其组合中的至少一种。

23.根据条款1至22中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第一弹性聚合物层(4)的厚度在约0.01mm至约100mm的范围内。

24.根据条款1至23中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第一弹性聚合物层(4)的厚度在从约0.1mm至约10mm的范围内。

25.根据条款1至24中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第二弹性聚合物层(8)的厚度在约0.01mm至约100mm的范围内。

26.根据条款1至25中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述第二弹性聚合物层(8)的厚度在约0.1mm至约10mm的范围内。

27.根据条款1所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层的厚度小于或等于第一弹性聚合物层(4)的厚度和该第二弹性聚合物层(8)的厚度中的至少一个。

28.根据条款1所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层的厚度大于第一弹性聚合物层(4)的厚度和第二弹性聚合物层(8)的厚度中的至少一个。

29.根据条款1所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层的厚度大于第一弹性聚合物层(4)的厚度和第二弹性聚合物层(8)的厚度的总和。

30.根据条款1至29中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层(6)是均匀的。

31.根据条款1至29中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料层(6)是非均匀的。

32.根据条款1至31中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述强化网(10)包括织物。

33.根据条款1至33中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述强化网(10)包括针织织物、机织织物及其组合中的至少一种。

34.根据条款1至34中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述强化网(10)包括非传导性织物、传导性织物及其组合中的至少一种。

35.根据条款1至34中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述强化网(10)包括非传导性织物,所述非传导性织物包括聚醚-聚脲共聚物、胶乳、聚对亚苯基对苯二甲酰胺、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯及其组合中的至少一种。

36.根据条款1至34中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述强化网(10)包括传导性织物,所述传导性织物包括传导性细丝、涂覆的非传导性织物及其组合中的至少一种。

37.根据条款1至34中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述强化网(10)包括包含传导性细丝的传导性织物,其中所述传导性细丝包括银细丝、铜细丝、黄铜细丝、镍细丝、不锈钢细丝、钢细丝、铝细丝、碳细丝、涂覆碳细丝、钛细丝、钨细丝、锡细丝、锌细丝及其组合中的至少一种。

38.如条款1至34中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述强化网(10)包括传导性织物,所述传导性织物包含涂覆的非传导性织物,其中所述涂覆的非传导性织物包括金属涂覆的聚醚-聚脲共聚物、金属涂覆的乳胶、金属涂覆的聚对亚苯基对苯二甲酰胺、金属涂覆的芳族聚酰胺、金属涂覆的尼龙、金属涂覆的聚酯、碳涂覆的聚醚-聚脲共聚物、碳涂覆的乳胶、碳涂覆的聚对亚苯基对苯二甲酰胺、碳涂覆的芳族聚酰胺、碳涂覆的尼龙、碳涂覆的聚酯及其组合中的至少一种。

39.根据条款1至38中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)表现出小于约100Ω/□的最小薄层电阻。

40.根据条款1至39中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)表现出大于或等于约10%的断裂伸长率。

41.根据条款1至40中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)表现出大于或等于约15%的断裂伸长率。

42.根据条款1至40中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)表现出大于或等于约50%的断裂伸长率。

43.根据条款1至42中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)表现出大于或等于约3MPa的拉伸强度。

44.根据条款1至43中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)具有小于约7g/mL的密度。

45.根据条款1至44中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)具有小于约6g/mL的密度。

46.根据条款1至45中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)具有小于约5g/mL的密度。

47.根据条款1至46中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述传导性复合材料(2)具有小于约4g/mL的密度。

48.根据条款1至47中任一项所述的传导性复合材料(2),其中所述导电性浆料的损耗模量(G")大于储能模量(G')。

49.根据条款1至48中任一项所述的传导性复合材料(2),其是飞行器的一部分。

50.根据条款1至49中任一项所述的传导性复合材料(2),其是飞行器的机翼和机身中的至少一个的至少一部分。

51.根据条款1至49中任一项所述的传导性复合材料(2),其是密封件和垫圈中的至少一种。

52.一种用于制造传导性复合材料的方法,所述方法包括:

形成第一弹性聚合物层;

在所述第一弹性聚合物层上形成导电性浆料层,其中所述导电性浆料层用强化网进行强化;和

在所述导电性浆料层上形成第二弹性聚合物层。

53.根据条款52所述的方法,其中形成该第一弹性聚合物层的步骤包括使所述第一弹性聚合物层固化。

54.根据条款52或53所述的方法,其中形成所述导电性浆料层的步骤包括将熔化温度低于约60℃的金属或合金与增稠剂混合。

55.根据条款52至54中任一项所述的方法,其中形成所述导电性浆料层的步骤包括将熔化温度低于约60℃的金属或合金、增稠剂和增容剂混合。

56.根据条款52至55中任一项所述的方法,其中形成所述导电性浆料层的步骤包括将熔化温度低于约60℃的金属或合金、增稠剂和用于增加热氧化稳定性的添加剂混合。

57.根据条款52至56中任一项所述的方法,其中形成所述导电性浆料层的步骤包括使用剪切混合来混配所述导电性浆料。

58.根据条款52至57中任一项所述的方法,其中形成所述导电性浆料层的步骤包括使用剪切混合来混配所述导电性浆料,其中所述剪切混合在约25rpm至约2000rpm的旋转速度下进行。

59.根据条款52至58中任一项所述的方法,其中形成所述导电性浆料层的步骤包括使用剪切混合来混配所述导电性浆料,其中所述剪切混合在约25rpm至125rpm的旋转速度下进行。

60.根据条款52至59中任一项所述的方法,其中形成所述导电性浆料层的步骤包括用所述导电性浆料层浸润所述强化网(10)。

61.根据条款52至60中任一项所述的方法,其中形成所述第二弹性聚合物层的步骤包括使所述第二弹性聚合物层固化。

62.根据条款61所述的方法,其中使所述第二弹性聚合物层固化的步骤包括将所述第二弹性聚合物层粘结到所述第一弹性聚合物层。

63.根据条款52至62中任一项所述的方法,其中所述第一弹性聚合物层和所述第二弹性聚合物层包封所述导电性浆料层。

64.根据条款52至63中任一项所述的方法,其还包括修整围绕所述导电性浆料层的所述传导性复合材料。

65.根据条款52至64中任一项所述的方法,其中修整围绕所述导电性浆料层的所述传导性复合材料的步骤留下围绕所述导电性浆料层的边缘长度。

66.根据条款65至66中任一项所述的方法,其中所述边缘长度大于或等于所述第一弹性聚合物层的厚度和所述第二弹性聚合物层的厚度中的至少一个。

尽管已经示出和描述了所公开的传导性复合材料和用于制造传导性复合材料的方法的各种实施方式,但是本领域技术人员在阅读本说明书后可以进行修改。本申请包括这样的修改,并且仅由权利要求的范围限制。

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