本发明属于层合板复合材料，尤其涉及具备一种玄武岩纤维层合板及其制备方法。

背景技术：

1、玄武岩纤维复合材料层合板因其优异的力学性能、化学稳定性、电绝缘性和相对较低的成本在航空航天、防护材料等领域具有很好的发展前景，吸引了众多科研人员的研究兴趣，被广泛应用于航空航天、体育器材等方面。玄武岩纤维在实际使用中不可避免的需要应对恶劣的使用环境，容易受到外部条件的干扰和损坏，如受到来自太空的各种电磁波的干扰和太空垃圾的撞击损伤等。那么如何使得玄武岩纤维增加功能性以抵御外部环境的干扰并且能够对损伤进行定位，就成为了一个需要解决的问题。由于玄武岩纤维相对较差的导电性，给玄武岩纤维的功能性设计和损伤检测带来了难度。

2、对于玄武岩纤维层合板的电磁屏蔽和损伤定位问题的现有研究方法主要如下：实验主要通过化学气相沉淀、化学镀和表面涂覆等方式，向玄武岩纤维层合板中引入电磁屏蔽的物质来实现其电磁屏蔽，但这些方式存在着沉积速率低、环境污染、操作复杂、成本较高、表面不均匀等弊端。通过声波、人工智能或者压电阻抗等来检测玄武岩纤维层合板的损伤定位情况，但技术难度大、对人员素质要求较高，成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种玄武岩纤维层合板及其制备方法，以解决现有技术中对于玄武岩纤维层合板的电磁屏蔽和损伤定位的实现方式带来的成本高、操作复杂、表面不均匀等问题。本发明通过将lig薄膜插入到玄武岩纤维中间，并被环氧树脂溶液完全浸润后，利用热压的技术制备层合板。借助lig粗糙的表面形态、多孔的内部结构、优异的导电能力来实现上述目的。lig粗糙的表面形态，使得其可以保持玄武岩纤维层合板的层间断裂韧性，石墨烯优良的导电性和多孔的内部结构，使得其具有良好的电磁屏蔽能力，同时，通过对不同部位的lig薄膜的相对电阻变化率检测可以定位层合板的损伤位置。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种玄武岩纤维层合板，包括n层玄武岩纤维层、一组电磁屏蔽组件和两组损伤定位组件；所述玄武岩纤维层为被环氧树脂溶液浸润后的玄武岩纤维；n层所述玄武岩纤维层逐层铺设；每层所述玄武岩纤维层的长度和宽度分别为x1和y1，

3、所述电磁屏蔽组件包括至少一层第一lig薄膜层，所述第一lig薄膜层为双面打印的lig薄膜，所述第一lig薄膜层和玄武岩纤维层的尺寸相同；所述第一lig薄膜层插入至所述铺设后的玄武岩纤维层中；

4、每组所述损伤定位组件包括m组第二lig薄膜层，所述第二lig薄膜层为双面打印的lig薄膜；所述第二lig薄膜层的长度和宽度分别为x2和y2；一组所述损伤定位组件的m组第二lig薄膜层横向间距c平行排列至某两层相邻的玄武岩纤维层之间；另一组所述损伤定位组件的m组第二lig薄膜层纵向间距c平行排列至某两层相邻的玄武岩纤维层之间；所述c、m、x1、y1、x2和y2满足以下公式：m*y2+(m-1)*c＜y1,x2＞x1；m*y2+(m-1)*c＜x1,x2＞y1；

5、两组所述损伤定位组件和第一lig薄膜层分别位于所述玄武岩纤维层的不同层内。

6、进一步，所述第一lig薄膜层位于所述n层所述玄武岩纤维层的等分位置。

7、进一步，两组所述损伤定位组件位于n层所述玄武岩纤维层二等分位置处相邻的两组玄武岩纤维层的两侧。

8、进一步，所述环氧树脂溶液中环氧树脂和固化剂的质量比为100：26.7。

9、为了达到上述目的，本发明提供一种玄武岩纤维层合板的制备方法，用于制备前述的玄武岩纤维层合板，其特征在于：包括以下步骤：

10、制备第一lig薄膜层和第二lig薄膜层：在pi薄膜上制备第一lig薄膜层和第二lig薄膜层；第一lig薄膜层的长度和宽度分别为x1和y1；第二lig薄膜层的长度和宽度分别为x2和y2；

11、裁剪玄武岩纤维层：将玄武岩纤维层裁剪为与第一lig薄膜层同等的尺寸；

12、铺设玄武岩纤维层合板：将每层玄武岩纤维层在环氧树脂溶液中浸润，将被浸润后的玄武岩纤维层逐层铺设，在铺设的过程中将第一lig薄膜层和第二lig薄膜层插入至对应层中，形成lig/bf/ep层合板；

13、固化lig/bf/ep层合板：将lig/bf/ep层合板放入密封袋中密封并抽真空，之后再进行固化。

14、进一步，所述第二lig薄膜层的插入方式为：将2m层的lig薄膜层平均分为两组，将一组的lig薄膜层横向间距c平行排列插入至某两层相邻的玄武岩纤维层之间，将另外一组的lig薄膜层纵向间距c平行排列插入至某两层相邻的玄武岩纤维层之间，两组位于所述玄武岩纤维层的不同层内；c、m、x1、y1、x2和y2满足以下公式：m*y2+(m-1)*c＜y1,x2＞x1；m*y2+(m-1)*c＜x1,x2＞y1。

15、进一步，所述固化的具体方式为：将lig/bf/ep层合板放入热压机上，在模具的加持下，120℃下压合固化17小时，180℃下压合固化2小时。

16、进一步，在pi薄膜上制备第一lig薄膜层和第二lig薄膜层的具体方法为：

17、在coreldraw软件中绘制所要打印的lig图形；

18、将绘制的lig图形导入到激光打印机中，设置激光参数，在厚度为150微米的pi基底上双面打印lig薄膜。

19、进一步，所述激光参数包括激光功率为7.5w、激光扫描速度为0.19m/s、像素密度ppi为700、z轴距离为0.039"。

20、本发明的有益效果在于：

21、①针对玄武岩纤维层的电磁屏蔽效能低、使用环境恶劣和易受损伤的问题，本发明的目的是在兼具玄武岩纤维层合板层间断裂韧性的同时提升电磁屏蔽效能和损伤定位的能力，通过将第一lig薄膜层和第二lig薄膜层插入到玄武岩纤维层中间，并被环氧树脂溶液(ep)完全浸润后，利用热压的技术制备层合板。借助第一lig薄膜层和第二lig薄膜层粗糙的表面形态、多孔的内部结构、优异的导电能力来实现上述目的。第一lig薄膜层和第二lig薄膜层粗糙的表面形态，使得其可以保持玄武岩纤维层的层间断裂韧性；石墨烯优良的导电性和多孔的内部结构，使得其具有良好的电磁屏蔽能力；通过对不同部位的和第二lig薄膜层的相对电阻变化率检测可以定位层合板的损伤位置。本发明解决了玄武岩纤维层合板的电磁屏蔽差的问题并实现了层合板的损伤定位，拓展了玄武岩层合板作为功能材料的应用。

22、②第一lig薄膜层的导电性在插入玄武岩纤维层之后并没有被损伤，电磁屏蔽效能的提升主要得益于第一lig薄膜层具有多孔的内部结构和优异的导电性。

23、③将第二lig薄膜分别纵向平行排列和横向平行排列，插入不同的bf层(玄武岩纤维层)中，通过ep(环氧树脂溶液)充分浸润，在热压的条件下制备为层合板，就可实现层合板的损伤定位。通过损伤前后，测试插入玄武岩纤维层合板中的第二lig薄膜层的电阻变化来了解损伤的情况，受损伤的第二lig薄膜层相交的区域即是受损伤的位置。