CN101700706A - 一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料，由面板1、夹芯层2和底板3组成。面板为透波材料层，夹芯为吸波树脂泡沫，底板为电磁波吸波反射层。上述吸波材料的制备方法，包括原料的混合，混合料发泡，固化得到吸波泡沫单层，将单层泡沫材料粘合形成多层泡沫吸波材料。该吸波材料具有低频性能好、吸收频带宽、面密度轻和环境性能优越等特点；所述制备方法成熟、稳定，可进行大规模连续生产，易形成工业化。

Description

一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料及其制备方法

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及轻质宽频电磁波结构吸波材料及制备技术。

背景技术

近年来，随着军用和民用电磁波吸波材料需求的增长，各种电磁波吸波材料被广泛研究和制备，目前的吸波材料主要以铁氧体、金属粉、多晶/非晶纤维为吸收剂的涂层吸波材料，但由于涂层吸波材料不具有承载能力、面密度大、耐候性差等特点，限制了其在某些领域的应用前景，特别是难以满足制备隐身飞行器的要求。

与先期发展的雷达吸波涂层相比，隐身复合材料因其可不增加额外重量，且其结构具有可设计性，能给电气及飞机结构设计师们提供充分的设计空间，实现兼顾隐身和承载双重功能的吸波复合结构，并有利于旨在拓宽吸收频带的新型吸波机理(如电路模拟和手征媒质等)的实施，因而日益受到人们的重视，已经成为隐身材料和复合材料研究领域中一个十分重要的研究方向。

泡沫吸波材料由于具有厚度薄质量轻、吸波效果好、力学性能优良、加工工艺稳定可靠以及其组分与结构容易控制等优点，在电磁波吸收方面显示出很强的设计适应性，如今已广泛应用于飞行器的雷达舱和民用电磁兼容等方面。而夹层型结构的泡沫吸波材料不但具有上述优点，还具有优异的承载能力，可应用于机翼、弹翼等重要部位，但是如何提高材料的吸收性能和环境物理性能成为当前的重心所在。何山等(何山，熊克敏.雷达罩内用泡沫型吸波材料研究[J].航空材料学报，2001，21(3)：19-22)将泡沫型吸波材料应用于雷达罩内，有效地降低了罩内金属部件对天线的影响。英国Plessey微波材料公司研制的一种称为“泡沫LA-1型”的吸波结构，就是由轻质聚氨酯泡沫塑料构成的，在2～18GHz的宽频段内吸波性能均较好，已用在隐身飞机的机身和机翼。于名讯等(丁文皓，于名讯，等.含有短切导电纤维聚氨酯泡沫塑料的吸波性能研究[J].工程塑料应用，2007，35(11)：20-22；宋宇华，于名讯，等.雷达波吸收性聚氨酯泡沫塑料的研究[J].工程塑料应用，2006，34(16)：13-16)把以电损耗为主的导电短切纤维添加到聚氨酯中制备吸波泡沫，在高频段具有良好的吸波效果，但低频段效果不好；沈国柱等(沈国柱，徐政，张先如.铁氧体和碳纤维双层复合材料吸波性能研究[J].同济大学学报(自然科学版)，2008，36(3)：379-382)将导电短切碳纤维与铁氧体材料相结合，添加到聚氨酯中制备吸波泡沫，实现电损耗和磁损耗兼备，在毫米波段得到了良好的吸波效果，但铁氧体材料的加入由于密度与聚氨酯相差较大，影响其工艺稳定，而且普通碳纤维是单一电损耗材料，不利于拓宽频带；陈良等(陈良，邓龙江，等.一种宽带多层泡沫吸波材料及其制备方法.中国专利：专利公开号：CN1929731A)把聚氨酯软泡吸浸置炭黑等材料制备开孔结构的吸波聚氨酯软泡沫，可以在厘米波段实现良好的吸波效果，但聚氨酯软质泡沫力学性能低，不能制备出泡沫结构吸波材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料以及制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料，由面板1、夹芯层2和底板3组成。面板为透波材料层，由具有透射电磁波特性的玻璃纤维复合材料或其它透波复合材料构成；夹芯为吸波树脂泡沫，可以是聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、聚丙烯、双马来酰亚胺树脂或聚甲基丙烯酰亚胺树脂等吸波泡沫，通过将电磁波吸波材料组分掺杂到制备树脂泡沫的原料中进行发泡而制备，其中掺杂的电磁波吸波材料组分包含短切磁性纤维(短切磁性涂层碳纤维(0～20质量份)、短切磁性涂层碳化硅纤维(0～20质量份)、短切磁性涂层玻璃纤维(0～20质量份)、短切磁性涂层有机纤维等(0～20质量份))、炭黑(0～10质量份)、金属吸收剂(0～5质量份)、铁氧体吸收剂(0～5质量份)，其组分种类及含量可根据设计要求选取，夹芯可由单层重叠构成的多层泡沫芯，厚度范围2mm～30mm；底板为电磁波吸波反射层，由连续磁性涂层吸波纤维(磁性涂层碳纤维、磁性涂层碳化硅纤维、磁性涂层玻璃纤维或磁性涂层有机纤维)制备，具有吸波和反射的能力。整个结构的示意图如图1所示。

本发明提供一种轻质宽频多层泡沫吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

a、根据设计要求选取相应种类和含量的电磁波吸波材料组分和相应的制备各种树脂泡沫材料所需的树脂原材料以及制备泡沫用的各种助剂；

b、将步骤a所选取的各种电磁波吸波材料组分混合均匀；

c、把步骤b的混合料按质量份为1～20的量添加到步骤a所选取的树脂原材料中，与各种助剂混合均匀；

d、将步骤c的混合料发泡，固化，得到设计要求的各种规格尺寸的吸波泡沫单层；

e、将步骤d制备得到的单层泡沫材料用粘结剂逐层粘合，形成多层泡沫吸波材料。

本发明与现有吸波材料相比具有如下突出优点：

1.吸波材料组分作为各种泡沫材料的制备原料组分而加入泡沫材料的制备、成型过程中，制得的吸波泡沫材料，无论是闭孔泡沫还是开孔泡沫，均不存在吸波材料附着不强和脱落的情况。

2.电磁波吸波材料组分可以是短切磁性纤维(短切磁性碳纤维、短切磁性碳化硅纤维、短切磁性玻璃纤维、短切磁性有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等或者其中多种组分的混合物，通过合理配制可以满足宽频强吸收的要求。

3.电磁波吸波反射底板采用连续磁性吸波碳纤维、通过预浸料热压罐成型工艺制备，不仅具有优异的承载能力，还兼具一定的吸波和反射性能。

4.吸波泡沫材料制备工艺成熟、稳定，可进行大规模连续生产，易形成工业化。

本发明的有益效果是，本发明的性能指标可以根据质量份及其含量的不同、泡沫层板的厚度不同具有不同的电磁波吸收性能，总体上具有低频性能好、吸收频带宽、面密度轻和环境性能优越等特点。

附图说明

图1：轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料的结构示意图；

图2：聚氨酯吸波泡沫材料艺流程示意图；

图3：酚醛树脂吸波泡沫材料艺流程示意图。

具体实施方式

吸波泡沫材料层的制备方法

1、聚氨酯吸波泡沫材料

步骤1将聚醚多元醇(质量份：100)、混合催化剂(0.15～0.5)、泡沫稳定剂(1.5～3)、发泡剂(8～18)混合均匀，制成组合聚醚(混合料A)；

步骤2将有机多异氰酸酯(100～50)、吸波材料组分(1～20)混合均匀，制成混合料B；

步骤3将步骤1和步骤2的混合料A和B混合均匀，制成混合料C；

步骤4将步骤3的混合料C迅速注入已预热(温度40℃～60℃)的模具中，锁模，使其发泡。30～60分钟后开模，即得所需成品。

工艺流程图如图2所示。

其中，步骤1中的聚醚多元醇包括蔗糖类聚醚、山梨醇类聚醚、丙三醇类聚醚和芳香族类聚醚；催化剂包括叔胺类化合物(如三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基环己胺、三乙撑胺等)和有机锡化合物(如二月桂酸二丁基锡等)；泡沫稳定剂包括硅酮表面活性剂、硅油、磺化脂肪醇、磺化脂肪酸等；发泡剂包含戊烷、环戊烷、环戊烷-异戊烷(丁烷)混合发泡剂等。步骤2中的有机多异氰酸酯包含甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多异氰酸酯等；吸波材料组分包含短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。

2、酚醛树脂吸波泡沫材料

步骤1将甲阶酚醛树脂(质量份：100)、表面活性剂(0.5～5)、发泡剂(8～18)以及吸波材料组分(1～20)混合均匀，制得混合料C；

步骤2将酸固化剂(6～15)加入步骤1的混合料C中，再次混合均匀，制得混合料D；

步骤3将步骤2的混合料D注入已预热(温度为100℃～120℃)的模具中，使其发泡，恒温保持60～90分钟后，冷却脱模即得所需成品。

工艺流程如图3所示。

其中，步骤1中的表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚类、含聚氧乙烯醚的有机硅化合物，如DC-190、DC-193以及吐温系列表面活性剂；发泡剂包括戊烷、异戊烷、正戊烷、环己烷、正丁烷等；吸波材料组分包括短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。步骤2中的酸固化剂包括无机酸(如硫酸、盐酸、磷酸等)和有机酸(如草酸、己二酸、苯磺酸、酚磺酸、甲苯磺酸、醋酸等)。

3、环氧树脂吸波泡沫材料

步骤1将双酚A型环氧树脂(100)、发泡剂(8～15)、触变剂(3～8)、吸波材料组分(1～20)混合均匀，制得混合料E；

步骤2将胺类固化剂(8～15)加入到步骤1的混合料E中，再次混合均匀，制得混合料F；

步骤3将步骤2的混合料F注入已预热(90℃～100℃)的模具中，恒温发泡、固化60-90分钟，冷却脱模即得所需成品。

其工艺流程与制备酚醛树脂吸波泡沫材料的基本一致。

其中，发泡剂包含戊烷、异戊烷、正戊烷、环己烷、三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷、二氯二氟甲烷等；触变剂包括膨润土、硅藻土、石棉、云母等；吸波材料组分包括短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。步骤2中的胺类固化剂包括脂肪伯胺类、脂肪多元胺类、聚酰胺类固化剂等；

4、聚酰亚胺吸波泡沫材料

步骤1将聚酰亚胺树脂溶液(质量份：100)、脱水剂(15～25)、吸波材料组分(1～20)混合，高速搅拌20分钟使其混合均匀，制得混合料G；

步骤2向步骤1的混合料加入发泡剂(0.2～1)，继续搅拌均匀，5分钟后加入促进剂(0.2～1)，再继续搅拌使各组分充分混合，制得混合料H；

步骤3将步骤2的混合料H注入模具，放置一段时间后，将大量析出的二甲基乙酰胺溶液倾倒出。

步骤4对步骤3的材料进行固化，条件是：110～120℃固化48h，140～150固化24h，170～180固化12h，200～210固化24h，250～260固化24h，280～300固化3h。固化后将样品取出，并切成所需尺寸，即得所需成品。

其中，步骤1中的聚酰亚胺树脂溶液的固含量为15％，溶剂为二甲基乙酰胺；脱水剂为乙酸酐；吸波材料组分包括短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。步骤2中的发泡剂是甲酸；促进剂是吡啶。

5、有机硅吸波泡沫材料

步骤1将有机硅树脂(质量份：100)、发泡剂(8～15)、填料(10～16)于混炼机上混炼，60分钟后加入交联剂(8～12)和催化剂(2～4)进行二次混炼，直至均匀细腻、无肉眼可见颗粒，制得混合料I；

步骤2将吸波材料组分(1～20)加入到步骤1的混合料I中，混合均匀，制得混合料J；

步骤3将步骤2的混合料J置于模具中，于190℃下进行模压发泡，15分钟后发泡完毕，制得一定密度泡体；

步骤4对步骤3的泡体进行高温固化以除去挥发物，高温固化条件为130℃固化1h、160℃固化1h、190℃固化1h、210℃固化1h、225℃固化1h、250固化4h。最后在3h内冷却到室温，制得所需的成品。

其中，步骤1中的有机硅树脂采用羟基封端聚甲基硅树脂，即羟基封端硅树脂，粘度为760Pa·s；发泡剂包含N，N′-二亚硝基五亚甲基四胺(发泡剂H)、4，4′-氧代双苯磺酰肼(OBSH)；填料包含硅藻土、石英粉、滑石粉、氧化铝、气相法白炭黑等；交联剂包含三甲基硅氧基封端聚烃基氢硅氧烷，即含氢硅油；催化剂包含锌酸盐、环烷酸盐、胺(如季胺碱)等。步骤2中的吸波材料组分包含短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。

6、聚丙烯吸波泡沫材料

步骤1将聚丙烯树脂(质量份：70～85)、聚乙烯(15～30)、发泡剂(2～4)、交联剂(0.1～0.5)、稳定剂(0.1～0.5)用丙酮稀释，混合均匀；再将吸波材料组分(1～20)加入，混合均匀；然后进行干燥，挥发掉丙酮，制得均匀物料K，待用；

步骤2将弹性增韧体(1～3)在138℃～140℃混炼3分钟，然后将温度提高至160℃，放入步骤1的物料K，于160℃混炼6分钟，辊压成片；

步骤3将步骤2的片料放入模具，预热4分钟，再施压0.4MPa，加热预成型为片材；将片材放入预热至193℃左右的模具内，闭模加热至220～230℃使其交联发泡5分钟；冷却开模，得所需制品。

其中，步骤1中的发泡剂包含偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡；交联剂包含过氧化二异丙苯、叔基过氧化己烷；稳定剂包含硫化烷基酚；吸波材料组分包含短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。步骤2的弹性增韧体包含乙烯-丙烯共聚物。

7、双马来酰亚胺(BMI)吸波泡沫材料

步骤1将双马来酰亚胺(BMI)树脂(质量份：100)、改性剂(50～60)于160℃下搅拌混合均匀，直至混合物成为透明棕红色液体时，开始于160℃保温预聚60分钟，之后冷却至常温，制得BMI/BA预聚体；

步骤2将步骤1中的BMI/BA预聚体于100℃熔融后，加入发泡剂(9～15)、表面活性剂(0.5～1)、吸波材料组分(1～20)于120℃下充分搅拌混合均匀，倒入聚四氟乙烯发泡箱中，于160℃进行发泡35分钟，定型后于180℃固化2h、200℃固化2h、240℃固化2h。冷却，即得所需制品。

其中，步骤1中的BMI含4，4′-二苯甲烷型BMI；改性剂为烯丙基双酚A(BA)。步骤2中发泡剂含135型偶氮二甲酰胺(AC135)；表面活性剂是吐温系列；吸波材料组分包含短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。

8、聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)吸波泡沫材料

步骤1将甲基丙烯酸(MAA，质量份：40～60)、甲基丙烯腈(MAN，质量份：60～40)、烯属不饱和单体(8～18)、引发剂(0.1～0.3)、发泡剂(1～8)、交联剂(1～5)、吸波材料组分(1～20)搅拌均匀，制得混合料L；

步骤2将步骤1中的混合料注入模腔，于40～60℃的水浴中反应72～100h，直至聚合成透明的MAN/MAA共聚板材；

步骤3将步骤2制得的MAN/MAA共聚板于80～120℃的烘箱中聚合10～12h，制得可用于发泡的MAN/MAA共聚板；

步骤4将步骤3中的可发泡的MAN/MAA共聚板于150～160℃的烘箱中预热2h，接着在200～220℃下发泡3～4小时，最后在160℃的烘箱中热处理5～6h，即制得所需的吸波泡沫。

其中，步骤1中的烯属不饱和单体包括丙烯酸、苯乙酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺；引发剂包含过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧二硫酸按、偶氮二异丁腈；发泡剂包含正丁醇、叔丁醇、异丁醇、新戊醇、甲酰胺、N，N′-二甲基甲酰胺；交联剂包丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙醋、烯丙基丙烯酰胺、烯丙基甲基丙烯酰胺、亚甲基双(丙烯酰胺)或亚甲基双(甲基丙烯酰胺)；吸波材料组分包含短切磁性纤维(磁性碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、有机纤维等)、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂等及其多种组分的混合物。

电磁波透波材料层(面板)、吸波反射层(底板)的制备方法

电磁波透波材料层(面板)的制备采用预浸料热压罐成型工艺制备，对曲面采用缠绕工艺成型。根据设计要求可以制备不同厚度、尺寸、曲率的电磁波透波面板。

电磁波吸波反射层(底板)的制备主要是采用连续磁性吸波碳纤维，通过预浸料热压罐成型工艺(对曲面采用缠绕工艺成型)制备，根据设计要求可以制备不同厚度、尺寸、曲率的电磁波吸波反射底板。

一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料的制备方法，该方法按如下步骤进行：

步骤1按设计要求制备相应厚度的某种吸波泡沫材料作为夹层结构的夹芯-吸波泡沫材料层，如聚氨酯、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、聚丙烯、双马来酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酰亚胺等吸波泡沫材料，厚度在2mm～30mm之间。由于材料厚度对反射率性能会有较大影响，应精确控制泡沫材料的厚度，要求误差不超过0.5mm。

步骤2选用合适的粘结剂，将步骤1制备的单层含吸波材料组分的吸波泡沫材料按设计要求，用步骤2制备的粘结剂涂覆在泡沫材料表面，将多层泡沫吸收材料粘合在一起，形成多层泡沫吸波材料层(夹芯)。

步骤3按设计要求制备相应厚度的电磁波吸波反射层(底板)和相应厚度的透波材料层(面板)。

步骤4将步骤2的多层泡沫吸波材料层(夹芯)以及步骤3的透波材料层(面板)、电磁波吸波反射层(底板)，按照面板-夹芯-底板的顺序，通过胶膜固化成型形成轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料，如图1。

具体实施方式：

实施例1

将质量份为1的短切磁性碳纤维(长度为1.5mm)按照前述聚氨酯吸波泡沫材料的制备工艺加入到制备聚氨酯吸波泡沫材料的原料中，制备出单层厚度为10mm的聚氨酯吸波泡沫材料单层板(夹芯)。

将前面制备的夹芯与2mm厚的玻璃纤维板(面板)、3mm厚的磁性碳纤维吸波反射层(底板)按图1粘结在一起形成夹层结构吸波材料。

该材料在整个4～14GHz频段能反射率小于-1dB，在14～17频段小于-5dB，在15.7有一吸收峰，达-7.4dB。

实施例2

将质量份为1的短切磁性碳纤维(长度为2.5mm)按照前述酚醛树脂吸波泡沫材料的制备工艺加入到制备酚醛树脂吸波泡沫材料的原料中，制备出单层厚度为10mm的酚醛树脂吸波泡沫材料单层板(夹芯)。

将前面制备的夹芯与2mm厚的玻璃纤维板(面板)、3mm厚的磁性碳纤维吸波反射层(底板)按图1粘结在一起形成夹层结构吸波材料。

该材料在整个3～15GHz频段能反射率小于-1dB，在15～17.5频段小于-5dB，在16.2有一吸收峰，达-7.8dB。

实施例3

将质量份为5的短切磁性碳纤维(长度为2.5mm)、炭黑的混合物(混合比例1∶1)按照前述环氧树脂树脂吸波泡沫材料的制备工艺加入到制备环氧树脂树脂吸波泡沫材料的原料中，制备出单层厚度为10mm的环氧树脂树脂吸波泡沫材料单层板(夹芯)。

将前面制备的夹芯与2mm厚的玻璃纤维板(面板)、3mm厚的磁性碳纤维吸波反射层(底板)按图1粘结在一起形成夹层结构吸波材料。

该材料在整个3～18GHz频段内能反射率小于-3dB，在12～16频段小于-5dB，在15.7有一吸收峰，达-14dB。

实施例4

将质量份为6的短切磁性碳纤维(长度为2.5mm)、炭黑、金属吸收剂的混合物(混合比例1∶1∶0.5)按照前述聚酰亚胺树脂吸波泡沫材料的制备工艺加入到制备聚酰亚胺树脂吸波泡沫材料的原料中，制备出单层厚度为10mm的聚酰亚胺树脂吸波泡沫材料单层板(夹芯)。

将前面制备的夹芯与2mm厚的玻璃纤维板(面板)、3mm厚的磁性碳纤维吸波反射层(底板)按图1粘结在一起形成夹层结构吸波材料。

该材料在整个3～17GHz z频段内能反射率小于-5dB，在8～15频段小于-10dB，在14.2有一吸收峰，达-19dB。

实施例5

将质量份为10的短切磁性碳纤维(长度为1.5mm和2.5mm的比例为1∶1)、炭黑、铁氧体吸收剂的混合物(混合比例8∶6∶2)按照前述有机硅树脂吸波泡沫材料的制备工艺加入到制备有机硅树脂吸波泡沫材料的原料中，制备出单层厚度为10mm的有机硅树脂吸波泡沫材料单层板(夹芯)。

将前面制备的夹芯与2mm厚的玻璃纤维板(面板)、3mm厚的磁性碳纤维吸波反射层(底板)按图1粘结在一起形成夹层结构吸波材料。

该材料在整个2～17.5GHz z频段内能反射率小于-5dB，在5～15频段小于-10dB，在8～12频段内能反射率小于-15dB，在10.4GHz有一吸收峰，达-22dB。

实施例6

将质量份为10的短切磁性碳纤维(长度为1.5mm和2.5mm的比例为1∶1)、炭黑、铁氧体吸收剂的混合物(混合比例9∶5∶2)按照前述双马来酰亚胺树脂吸波泡沫材料的制备工艺加入到制备双马来酰亚胺树脂吸波泡沫材料的原料中，制备出单层厚度为2mm的双马来酰亚胺树脂吸波泡沫材料单层板。将厚为2mm的马来酰亚胺树脂吸波泡沫单层板粘结成2、4、6、8层的吸波泡沫材料(夹芯)。

将前面制备的夹芯与2mm厚的玻璃纤维板(面板)、3mm厚的磁性碳纤维吸波反射层(底板)按图1粘结在一起形成夹层结构吸波材料。

当夹芯为1层时，在6～18GHz频率范围内反射率小于-4dB，最大吸收位于18GHz，峰值小于-6dB；当夹芯为4层时，在4～7.5GHz和16.5～18GHz频率范围内反射率小于-5dB，在7.5～16.5GHz频率范围内反射率小于-10dB，吸收峰位于15.5GHz，峰值小于-16dB；当夹芯为8层时，在2～5.5GHz和15～17.5GHz频率范围内反射率小于-5dB，在5.5～15GHz频率范围内反射率小于-10dB，其中在9～12GHz频率范围内反射率小于-15dB，吸收峰位于12.5GHz，峰值小于-20dB。总体看来，随着夹芯层数的增加，吸波性能增加，吸收的峰值向低频方向移动。

实施例7

将质量份为1、4、8、12、20的短切磁性碳纤维、炭黑的混合物(质量比为1∶1)按照前述聚甲基丙烯酰亚胺吸波泡沫材料的制备工艺加入到制备聚甲基丙烯酰亚胺树脂吸波泡沫材料的原料中，制备出吸波材料组分不同的单层厚度为10mm的酚醛树脂吸波泡沫材料单层板(夹芯)。

将前面制备的夹芯与2mm厚的玻璃纤维板(面板)、3mm厚的磁性碳纤维吸波反射层(底板)按图1粘结在一起形成夹层结构吸波材料。

当夹芯的吸波材料组分为1质量份时，在7～18GHz频率范围内反射率小于-4dB，最大吸收位于18GHz，峰值小于-5dB；当的吸波材料组分为8质量份时，在3～7.5GHz和15.5～18GHz频率范围内反射率小于-5dB，在7.5～15.5GHz频率范围内反射率小于-10dB，吸收峰位于16GHz，峰值小于-18dB；当夹芯的吸波材料组分为20质量份时，在2～5GHz和17～18GHz频率范围内反射率小于-5dB，在5～17GHz频率范围内反射率小于-10dB，其中在7～13GHz频率范围内反射率小于-15dB，吸收峰位于14.5GHz，峰值小于-28dB。总体看来，随着夹芯层的吸波材料组分的增加，吸波性能增加，吸收的峰值向低频方向移动。

Claims (5)

1.一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料，其特征在于，由透波材料层即面板、掺杂电磁波吸波材料组分的树脂泡沫吸波材料层即夹芯层、电磁波吸波反射层即底板构成。

2.如权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述电磁波吸波材料组分包含短切磁性涂层纤维、炭黑、金属吸收剂、铁氧体吸收剂以及其中的多种组分的混合物。

3.如权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述树脂泡沫为聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、聚丙烯、双马来酰亚胺树脂或聚甲基丙烯酰亚胺树脂。

4.如权利要求2所述的吸波材料，其特征在于，所述短切磁性涂层纤维包括短切磁性涂层碳纤维、短切磁性涂层碳化硅纤维、短切磁性涂层磁性涂层玻璃纤维或短切磁性涂层有机纤维。

5.一种权利要求1所述的宽频泡沫夹层结构吸波材的制备方法，包括以下步骤：

(1)面板、底板的制备面板、底板的制备采用预浸料热压罐成型工艺制备，对曲面采用缠绕工艺成型；

(2)吸波材料层的制备制备过程包括以下步骤：

a、根据设计要求选取规定量的相应的电磁波吸收材料的组分和相应的树脂及各种助剂制备泡沫材料；

b、将步骤a所选取的各种电磁波吸波材料组分，混合均匀，制得电磁波吸波材料组分混合料；

c、把步骤b的吸波材料组分混合料按1～20的质量份添加到步骤a所选取的树脂原材料中，混合均匀；

d、将步骤c的混合料加入固化剂、发泡沫剂、泡沫稳定剂混合均匀，发泡，固化，得到吸波泡沫单层；

e、将步骤d制备得到的单层泡沫材料用粘结剂逐层粘合，形成多层泡沫吸波材料；

(3)夹层结构的成型采用胶膜固化成型工艺制造夹层结构复合材料。

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