CN108045060B - 一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108045060B
CN108045060B CN201711270967.1A CN201711270967A CN108045060B CN 108045060 B CN108045060 B CN 108045060B CN 201711270967 A CN201711270967 A CN 201711270967A CN 108045060 B CN108045060 B CN 108045060B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave
absorbing
explosion
broadband
proof
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711270967.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108045060A (zh
Inventor
谢云
王绪超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Science And Industry Wuhan Magnetism Electron Co ltd
Original Assignee
Aerospace Science And Industry Wuhan Magnetism Electron Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Science And Industry Wuhan Magnetism Electron Co ltd filed Critical Aerospace Science And Industry Wuhan Magnetism Electron Co ltd
Priority to CN201711270967.1A priority Critical patent/CN108045060B/zh
Publication of CN108045060A publication Critical patent/CN108045060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108045060B publication Critical patent/CN108045060B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/0038—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding involving application of liquid to the layers prior to lamination, e.g. wet laminating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/281—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyimides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/365—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/02—Coating on the layer surface on fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B32B2255/205—Metallic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2463/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法，属于多功能材料技术领域。其制备方法包括：利用石英纤维与不饱和树脂制备防爆蒙皮、制备电损吸波片、制备磁损吸波片、制备宽频夹层吸波材料，以及将宽频夹层吸波材料与防爆蒙皮依次贴合于反射底板上。所制得的这种防爆宽频吸波复合材料，为层状结构，包括依次接触的反射基板、宽频夹层吸波材料和防爆蒙皮。这种制备方法克服了吸波材料与防爆材料难以结合的技术障碍，制备方法简单，易工业化实施。所制得的复合材料，同时具有防爆功能和宽频吸波功能，具有低频性能好、吸收频带宽、面密度低和环境性能优越的特点，既解决了产品的防爆功能，而且兼具有宽频吸波的功能。

Description

一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及多功能材料技术领域，具体而言，涉及一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法。
背景技术
随着军用和民用电磁吸波材料需求的增长，各种电磁波吸波材料被广泛研究和使用，目前的研制吸波材料大多从单一吸波方面进行考虑，较少考虑其它结构功能，限制了其在某些领域的应用前景。
发明专利(201510607620.6)提供了一种蜂窝状耐高温吸波结构材料，该方法由硅橡胶材质吸波层、铝合金蜂窝结构层和异氰酸酯复合材料层组成。铝合金蜂窝结构层具有第一吸波涂层和第二吸波涂层，分别由3-18％的碳粉和余量异氰酸酯，17-25％的片状羰基和余量异氰酸酯组成。发明专利(201210184823.5)提供了一种低频宽带电磁波吸收结构，该方面在金属地板上设置吸波结构层，包含多个相同的结构单元，每个吸波单元由正方形的泡沫材料层和设置泡沫材料上的方形电阻膜构成，方形电阻膜内设有一个正方形的孔，方形电阻膜沿对角线设置4条缝隙。这些材料具有一定的吸波性能，但其在吸波材料组成、吸波结构设计、环境适应性等方面，还需要改进。
现有的宽频吸波复合材料基本都没有防爆性能，而专业防爆材料未考虑到宽频吸波性能，这些复合材料都无法同时实现防爆、宽频吸波的双重功能。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种防爆宽频吸波复合材料，这种复合材料将防爆与宽频吸波功能统一起来，具有低频性能好、吸收频带宽、面密度低和环境性能优越强的特点。
本发明的第二目的在于提供一种防爆宽频吸波复合材料的制备方法，通过该方法能够实现产品的防爆与宽频吸波的功能一体化，制备方法简单，易工业化实施。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其包括：
利用石英纤维与不饱和树脂制备防爆蒙皮；
将吸波剂于300～500℃下煅烧3～5h后，在强酸中浸泡0.5～1.5h，洗涤干燥后，将处理后的吸波剂分散在胶液中；再将所得的含有吸波剂的胶液涂覆于泡沫基材上，制得电损吸波片；
将含有金属吸波粉、环氧树脂和稀料的涂料分散于乳化剂中，再加入固化剂后，得到吸波涂料；将吸波涂料涂覆于泡沫基材上，制得磁损吸波片；
将电损吸波片、环氧胶膜、磁损吸波片依次叠加铺设后，加热成型，得到宽频夹层吸波材料；以及
将宽频夹层吸波材料与防爆蒙皮依次贴合于反射底板上。
一种上述制备方法所制得的防爆宽频吸波复合材料，防爆宽频吸波复合材料为层状结构，包括依次接触的反射基板、宽频夹层吸波材料和防爆蒙皮。
与现有技术相比，本发明的有益效果例如包括：
本公开内容提供的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，通过制备防爆蒙皮和宽频夹层吸波材料(其包括电损吸波片和磁损吸波片)，并将二者贴合于反射底板上，形成夹心状层状结构的复合材料。本发明制备的这种防爆蒙皮，是由防爆材料制得，具有优良的防爆特性，同时其介电常数低，有利于电磁波入射至复合材料内；同时，由于防爆蒙皮具有透射电磁波的特性，使得电磁波在遭遇该复合材料时，能够完全穿过防爆蒙皮，而不会被反射；此外，由于该防爆蒙皮与吸波材料之间的阻抗相匹配，能够有效防止电磁波在防爆蒙皮与吸波材料之间因阻抗不匹配而被反射回去。当电磁波进入到宽频夹层吸波材料内部时，通过电损吸波片和磁损吸波片可将电磁波的能量损耗掉。由此，这种制备方法克服了吸波材料与防爆材料难以结合的技术障碍，制备方法简单，易工业化实施。所制得的复合材料，同时具有防爆功能和宽频吸波功能，具有低频性能好、吸收频带宽、面密度低和环境性能优越的特点，既解决了产品的防爆功能，而且兼具有宽频吸波的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施方式提供的防爆宽频吸波复合材料的结构示意图；
图2为本发明实施例1中制备防爆宽频吸波复合材料的流程图；
图3为本发明实验例1中防爆宽频吸波复合材料的隐身性能测试结果；
图4为本发明实验例1中防爆宽频吸波复合材料的隐身性能测试结果。
标号：110-防爆蒙皮；120-宽频夹层吸波材料；130-反射基板。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施方式提供一种防爆宽频吸波复合材料，该防爆宽频吸波复合材料为层状结构，如图1所示，其包括依次接触的反射基板120、宽频夹层吸波材料130和防爆蒙皮110。
本实施方式提供的这种防爆宽频吸波复合材料，将防爆与宽频吸波实现功能一体化，在防爆特性和宽频吸波特性的结合材料具有如下关键技术：防爆蒙皮具有防爆性能，且位于材料表面，为了使材料兼具有防爆和隐身特性，在防爆蒙皮下增加宽频夹层吸波材料。在防爆和吸波材料的结合上，一方面防爆蒙皮作为表层，介电常数要尽可能低，有利于电磁波入射至复合材料内，在材料内部被吸收；另一方面两者阻抗要相匹配，防止电磁波在蒙皮与夹层吸波材料间因阻抗不匹配而反射回去。
这种防爆宽频吸波复合材料的制备方法包括：
步骤S1:利用石英纤维与不饱和树脂制备防爆蒙皮。
防爆蒙皮为复合材料的表层，在结构上具有防爆功能，在吸波功能上具有透射电磁波特性。
目前防爆材料使用最广泛的是对位芳酰胺纤维(P-ARF)和超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)、高强度石英纤维，此外，还有价格较为昂贵的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)和吡啶类芳酰胺纤维(M-5)等，只能应用于特种领域。
防爆蒙皮制备方法：将对位芳酰胺纤维(P-ARF)、高强度石英纤维和超高相对分子质量聚乙烯等按规格裁切，防爆材料间涂刷不饱和树脂，放入金属模具内，采用袋压成型方式成型，袋压成型压力为0.8～1.2MPa，抽真空袋压时间为2～6小时，温度为80℃～160℃，待冷却至室温取出样件。
本方案中防爆蒙皮为高强度石英纤维，相比对位芳酰胺纤维、超高相对分子质量聚乙烯、和吡啶类芳酰胺纤维，吡啶类芳酰胺纤维制作的防爆蒙皮具有介电常数低，有利于电磁波的透射，在保障防爆性能的条件下有利于提高隐身性能。
步骤S2:制备宽频夹层吸波材料，其包括：
a).制备电损吸波片：将吸波剂于300～500℃下煅烧3～5h后，在强酸中浸泡0.5～1.5h，洗涤干燥后，将处理后的吸波剂分散在胶液中；再将所得的含有吸波剂的胶液涂覆于泡沫基材上，制得电损吸波片。
其中，吸波剂包括碳纤维、碳黑、碳纳米管和钛酸钡中的至少一种。在具体制备的过程中，可根据需要设计的产品性能要求选择吸波剂的种类。较为优选的，吸波剂为碳纤维，可选的，吸波剂为短切碳纤维。
吸波剂的含量也可根据目标产品性能，按照以下公式计算吸波剂的添加量：
Figure BDA0001495573450000061
式中，c吸波剂为吸波剂的浓度，W吸波剂为吸波剂的质量，W环氧胶膜为环氧胶膜的质量。
吸波剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状和不规则的一种或多种。吸波剂的截面为多边形或不规则形状。吸收剂的形状或截面不同时，吸收剂具有不同尺寸大小、长径比等特点。电磁波入射至吸波材料中时，由于不同频段波长不同，不同形状或截面的吸收剂对不同波长的敏感程度不同，电磁波在同一频率下吸收强度存在较大差异，造成的结果是不同形状或者不同截面的吸波剂的的吸波强度不同。
进一步地，吸波剂的粒径为1～100nm，其粒径的范围也可以为1～100nm区间内的任意组合，例如可以是10～90nm，或者是20～80nm，或者是35～65nm，或者为42～58nm，或者为45～55nm。
采用泡沫材料作为基材制得的吸波材料，即泡沫吸波材料，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，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。进一步地，泡沫基材包括聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯和聚丙烯中的至少一种。
进一步地，胶液是通过将四氢呋喃、丙酮和环氧胶膜按照质量比1.2～1.8：1.2～1.8：1混合配制得到，其三者的质量比或者为1.3～1.7：1.3～1.7：1，或者为1.4～1.6：1.4～1.6：1，或者为1.5：1.5：1。
b).制备磁损吸波片：将含有金属吸波粉、环氧树脂和稀料的涂料分散于乳化剂中，再加入固化剂后，得到吸波涂料；将吸波涂料涂覆于泡沫基材上，制得磁损吸波片。
其中，金属吸波粉包括铁氧体、羟基铁、多晶铁、金属粉、合金粉和氮化铁中的至少一种。较为优选的，金属吸波粉为羟基铁。
进一步地，涂料是通过将金属吸波粉、环氧树脂和稀料按照质量比1.5～2.5：0.5～1.5：1混合配制得到，其质量比可以是1.8～2.3：0.7～1.3：1，或者是1.9～2.2：0.8～1.2：1，或者为2：1：1。其中，稀料为稀释剂，其包括二甲苯、环己酮、丁二醇、乙酸丁酯的混合液体。
进一步地，固化剂包括环氧树脂NX-2040、聚醚胺固化剂D400，环氧树脂与固化剂的质量比为4～6：1，或者为5：1。
c).制备宽频夹层吸波材料：将电损吸波片、环氧胶膜、磁损吸波片依次叠加铺设后，加热成型，得到宽频夹层吸波材料。
具体地，其包括将制备好的电损吸波片铺设后，在其上铺设一层环氧胶膜，随后再在其上铺设制备好的磁损吸波片，电损吸波片和磁损吸波片依次交替铺设、且二者之间铺设环氧胶膜，待吸波材料厚度达到设计厚度时，将铺好的吸波材料加热成型。加热成型温度根据环氧胶膜特性和泡沫基材特性设置，通常为80～200℃。
进一步地，宽频夹层吸波材料的厚度为2～50mm，或者为5～45mm，或者为10～40mm，或者为20～30mm，或者为23～27mm。这种宽频夹层吸波材料的吸波性能与其厚度呈正相关，可根据目标材料的性能指标，对厚度进行具体选择。
步骤S3：将宽频夹层吸波材料与防爆蒙皮依次贴合于反射底板上。
进一步地，反射底板上具有由连续磁性涂层吸波纤维制备的电磁波吸波反射层，其具有反射和吸波能力。其中，连续磁性涂层吸波纤维包括磁性涂层碳纤维、磁性涂层碳化硅纤维、磁性涂层玻璃纤维和磁性涂层有机纤维中的任意一种。
上述制备方法克服了吸波材料与防爆材料难以结合的技术障碍，同时具有防爆功能和宽频吸波功能，具有低频性能好、吸收频带宽、面密度低和环境性能优越的特点，既解决了产品的防爆功能，而且兼具有宽频吸波的功能。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供一种防爆宽频吸波复合材料，其为层状结构，包括依次接触的反射基板、宽频夹层吸波材料和防爆蒙皮。
其制备方法的流程如图2所示，具体包括：
1).制备防爆蒙皮：
2).制备宽频夹层吸波材料：
a.以短切碳纤维为吸波剂，将短切碳纤维放入坩埚内，加入高温固化炉中，在400℃下加热4小时。取出短切碳纤维用浓硫酸浸泡1小时，去除浓硫酸并用丙酮清洗3遍，将清洗后的短切碳纤维放在过滤纸上自然晾干24小时。
b.将四氢呋喃、丙酮和环氧胶膜按照3:3:2质量比配置成胶液，匀速搅拌10min，待胶液完全溶解。按照以下公式计算短切碳纤维重量，短切碳纤维的浓度分别为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。
Figure BDA0001495573450000091
式中，C碳纤维为短切碳纤维浓度，W碳纤维为短切碳纤维质量，W环氧胶膜为环氧胶膜的质量。
将称量好的短切碳纤维加入胶液内分散20min。待短切碳纤维均匀分散后，按照1.2kg/m2用量将混有短切碳纤维的胶液均匀涂覆在泡沫上，分别做好标记。将涂刷有短切碳纤维的泡沫在常温干燥通风环境下凉置24h，制得电损吸波片。
c.按照质量比金属吸波粉：环氧树脂：稀料＝2:1:1配置涂料，放入乳化剂中分散20min，在分散均匀的涂料中加入固化剂，其中环氧树脂：固化剂＝5:1，搅拌5min。将加有固化剂的涂料均匀喷涂在泡沫上，喷涂重量为2000g/m2，在50℃下烘干5小时，制得磁损吸波片。
d.将制备好的电损吸波片铺设后，在其上铺设一层环氧胶膜，随后再在其上铺设制备好的磁损吸波片，电损吸波片和磁损吸波片依次交替铺设、且二者之间铺设环氧胶膜，待吸波材料厚度达到设计厚度时，将铺好的吸波材料加热成型，得到宽频夹层吸波材料。
3)将宽频夹层吸波材料与防爆蒙皮依次贴合于反射底板上，得到防爆宽频吸波复合材料。
实施例2
本实施例提供一种防爆宽频吸波复合材料，其为层状结构，包括依次接触的反射基板、宽频夹层吸波材料和防爆蒙皮。
其制备方法基本与实施例1一致，不同之处在于：
2).制备宽频夹层吸波材料：
a.以碳纳米管为吸波剂，将碳纳米管放入坩埚内，加入高温固化炉中，在500℃下加热3小时。取出碳纳米管用浓硫酸浸泡0.5小时，去除浓硫酸并用丙酮清洗3遍，将清洗后的碳纳米管放在过滤纸上自然晾干24小时。
b.将四氢呋喃、丙酮和环氧胶膜按照1.2:1.2:1质量比配置成胶液，匀速搅拌10min，待胶液完全溶解。参照实施例1的公式计算碳纳米管重量，碳纳米管的浓度分别为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。
将称量好的碳纳米管加入胶液内分散20min。待碳纳米管均匀分散后，按照1.2kg/m2用量将混有碳纳米管的胶液均匀涂覆在泡沫上，分别做好标记。将涂刷有碳纳米管的泡沫在常温干燥通风环境下凉置24h，制得电损吸波片。
c.按照质量比多晶铁粉：环氧树脂：稀料＝1.5:0.5:1配置涂料，放入乳化剂中分散20min，在分散均匀的涂料中加入固化剂，其中环氧树脂：固化剂＝5:1，搅拌5min。将加有固化剂的涂料均匀喷涂在泡沫上，喷涂重量为2000g/m2，在50℃下烘干5小时，制得磁损吸波片。
d.将制备好的电损吸波片铺设后，在其上铺设一层环氧胶膜，随后再在其上铺设制备好的磁损吸波片，电损吸波片和磁损吸波片依次交替铺设、且二者之间铺设环氧胶膜，待吸波材料厚度达到设计厚度时，将铺好的吸波材料加热成型，得到宽频夹层吸波材料。
实施例3
本实施例提供一种防爆宽频吸波复合材料，其为层状结构，包括依次接触的反射基板、宽频夹层吸波材料和防爆蒙皮。
其制备方法基本与实施例1一致，不同之处在于：
2).制备宽频夹层吸波材料：
a.以碳黑为吸波剂，将炭黑放入坩埚内，加入高温固化炉中，在300℃下加热5小时。取出炭黑用浓硫酸浸泡1.5小时，去除浓硫酸并用丙酮清洗3遍，将清洗后的炭黑放在过滤纸上自然晾干24小时。
b.将四氢呋喃、丙酮和环氧胶膜按照1.8:1.8:1质量比配置成胶液，匀速搅拌20min，待胶液完全溶解。参照实施例1的公式计算炭黑重量，炭黑的浓度分别为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。
将称量好的炭黑加入胶液内分散20min。待炭黑均匀分散后，按照1.2kg/m2用量将混有炭黑的胶液均匀涂覆在泡沫上，分别做好标记。将涂刷有炭黑的泡沫在常温干燥通风环境下凉置24h，制得电损吸波片。
c.按照质量比羟基铁粉吸收剂：环氧树脂：稀料＝2.5:1.5:1配置涂料，放入乳化剂中分散10min，在分散均匀的涂料中加入固化剂，其中环氧树脂：固化剂＝5:1，搅拌5min。将加有固化剂的涂料均匀喷涂在泡沫上，喷涂重量为2000g/m2，在50℃下烘干5小时，制得磁损吸波片。
d.将制备好的电损吸波片铺设后，在其上铺设一层环氧胶膜，随后再在其上铺设制备好的磁损吸波片，电损吸波片和磁损吸波片依次交替铺设、且二者之间铺设环氧胶膜，待吸波材料厚度达到设计厚度时，将铺好的吸波材料加热成型，得到宽频夹层吸波材料。
实验例
下面结合性能测试数据对本发明实施例中提供的复合材料在防爆和吸波方面的效果进行评价。
一、隐身性能：
将实施例1中制备的复合材料采用GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测试其隐身性能，结果如图3和图4所示；
从测试结果图3和图4可以看出，该复合材料在1.98GHz～18GHz范围内反射率均低于-10dB，涵盖S波段、C波段、X波段、Ku波段，由此说明该复合材料具有宽频吸波性能。
二、防爆性能
将实施例1中制备的复合材料采用GB 3836-2010《***性环境》测试其防爆性能；
测试结果表明，该复合材料的防爆等级为dIIBT4，其中，d是防爆符号，ⅡB是可以应用ⅡB类气体与空气形成的***性混合物环境中；T4为***性气体的引燃温度为T4组别，温度t范围为135℃﹤t≤200℃。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (9)

1.一种防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，其包括：
利用石英纤维与不饱和树脂制备防爆蒙皮，所述防爆蒙皮通过袋压成型的方式制备，所述袋压成型压力为0.8～1.2MPa，抽真空袋压时间为2～6小时，温度为80℃～160℃；
将吸波剂于300～500℃下煅烧3～5h后，在强酸中浸泡0.5～1.5h，洗涤干燥后，将处理后的所述吸波剂分散在胶液中；再将所得的含有吸波剂的所述胶液涂覆于泡沫基材上，制得电损吸波片；
将含有金属吸波粉、环氧树脂和稀料的涂料分散于乳化剂中，再加入固化剂后，得到吸波涂料；将所述吸波涂料涂覆于泡沫基材上，制得磁损吸波片；
将所述电损吸波片、环氧胶膜、所述磁损吸波片依次叠加铺设后，加热成型，得到宽频夹层吸波材料；以及
将所述宽频夹层吸波材料与所述防爆蒙皮依次贴合于反射底板上。
2.根据权利要求1所述的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，所述吸波剂包括碳纤维、碳黑、碳纳米管和钛酸钡中的至少一种；所述吸波剂的粒径为1～100nm。
3.根据权利要求1所述的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属吸波粉包括铁氧体、羟基铁、多晶铁、合金粉和氮化铁中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，所述泡沫基材包括聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯和聚丙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，在制备所述电损吸波片中，所述胶液是通过将四氢呋喃、丙酮和环氧胶膜按照质量比1.2～1.8：1.2～1.8：1混合配制得到。
6.根据权利要求1所述的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，在制备所述磁损吸波片中，所述涂料是通过将金属吸波粉、环氧树脂和稀料按照质量比1.5～2.5：0.5～1.5：1混合配制得到。
7.根据权利要求1所述的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，所述宽频夹层吸波材料的厚度为2～50mm。
8.根据权利要求1所述的防爆宽频吸波复合材料的制备方法，其特征在于，所述反射底板上具有由连续磁性涂层吸波纤维制备的电磁波吸波反射层，所述连续磁性涂层吸波纤维包括磁性涂层碳纤维、磁性涂层碳化硅纤维、磁性涂层玻璃纤维和磁性涂层有机纤维中的任意一种。
9.一种由权利要求1～8任一项所述的制备方法所制得的防爆宽频吸波复合材料，其特征在于，所述防爆宽频吸波复合材料为层状结构，包括依次接触的反射底板、所述宽频夹层吸波材料和所述防爆蒙皮。
CN201711270967.1A 2017-12-05 2017-12-05 一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法 Active CN108045060B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711270967.1A CN108045060B (zh) 2017-12-05 2017-12-05 一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711270967.1A CN108045060B (zh) 2017-12-05 2017-12-05 一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108045060A CN108045060A (zh) 2018-05-18
CN108045060B true CN108045060B (zh) 2020-06-23

Family

ID=62122270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711270967.1A Active CN108045060B (zh) 2017-12-05 2017-12-05 一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108045060B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109551757B (zh) * 2018-10-18 2020-12-22 上海无线电设备研究所 一种柔性太赫兹吸波材料的制备方法
CN109526192A (zh) * 2018-11-07 2019-03-26 中国航发北京航空材料研究院 吸波复合材料
CN110272675A (zh) * 2019-05-16 2019-09-24 宿迁南航新材料与装备制造研究院有限公司 一种雷达与红外兼容伪装材料的制备方法
CN110699968B (zh) * 2019-09-12 2022-05-24 巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司 一种吸波型复合泡沫及其制备方法
CN110791138B (zh) * 2019-09-23 2021-06-29 成都普瑞斯特新材料有限公司 电磁波单向传导涂料及其制备方法
CN111559133B (zh) * 2020-05-29 2022-04-22 北京环境特性研究所 一种吸波/透波一体化材料及其制备方法
CN114031927B (zh) * 2021-11-26 2023-03-10 江西伟普科技有限公司 一种低频吸波的铁基磁性泡沫吸波材料及其制备方法
CN115433302A (zh) * 2022-10-08 2022-12-06 成都雷隐科技有限公司 一种改性gmi材料的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000037842A (ja) * 1998-07-27 2000-02-08 Dainippon Printing Co Ltd 電磁波吸収化粧材
CN105196638B (zh) * 2015-09-24 2017-08-25 北京机电工程研究所 一种宽频吸波承力复合材料及其制备方法
CN105751590A (zh) * 2016-03-01 2016-07-13 武汉理工大学 一种具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108045060A (zh) 2018-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108045060B (zh) 一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法
CN103715502B (zh) 一种高透波性中空结构天线罩
CN109867805B (zh) 一种具有红外隐身功能薄膜材料的制备方法
CN112549665A (zh) 雷达-红外-可见光多频谱伪装隐身结构及其制备方法
CN110054942A (zh) 一种含石墨烯的红外雷达兼容隐身涂料及其制备方法
US20080311373A1 (en) Electromagnetic wave absorbing material and method for preparing the same
CN107418510B (zh) 一种埃洛石基软磁铁氧体吸波材料的制备方法
CN112414218B (zh) 一种一体化结构的吸波隐身防弹板及其制备方法
CN108092006B (zh) 层状宽带雷达吸波片及其制备方法
He et al. Preparation and microwave absorption properties of metal magnetic micropowder-coated honeycomb sandwich structures
CN106564227A (zh) 一种具有电磁屏蔽性能的聚合物/石墨烯发泡材料及制备方法和应用
CN107564656A (zh) 一种微波铁氧体复合材料及其制备工艺
CN106273927A (zh) 一种外场测试用的低散射覆盖物及其制备方法
CN107745557B (zh) 一种防隔热/吸波一体化结构材料及其制备方法
CN117594990A (zh) 高性能磁电协同梯度宽频超材料电磁波吸收器的制备方法
US20210119343A1 (en) Capacitive stealth composite structure
CN111073596A (zh) 一种吸波剂及其制备方法
CN111002678B (zh) 一种低密度复合材料吸波板的制备方法
WO2020114092A1 (zh) 环氧橡胶吸波涂料及其制备方法
CN110713661B (zh) 一种低频p波段吸波材料及其制备方法
CN110272675A (zh) 一种雷达与红外兼容伪装材料的制备方法
JP2000244167A (ja) 電磁波障害防止材
CN108357161B (zh) 石墨烯基电磁隐身与屏蔽一体化材料及制备方法
CN113696567A (zh) 耐高温宽频吸波/承载复合材料及其制备方法
CN106589363A (zh) 一种聚苯胺/w型锶铁氧体复合材料的制备方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant