CN110768025A - 一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，涉及材料加工技术领域，由吸波贴片、吸波蜂窝与高透射蒙皮复合而成，其中，吸波蜂窝插层在吸波贴片与高透射蒙皮二者之间，通过胶黏剂粘结固定，即可；本发明提供了一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，该材料的特点是吸收电磁波的频带极宽，覆盖频宽为0.1‑40GHz。
Description
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法。
背景技术
随着现代电子科学技术的迅猛发展，可以预知，未来的引发的战争必然成了高新技术的较量，因此，信息的获取与反获取就会成为战争的焦点。因此，为了提高战略武器装备***的突防能力，加强军事化武器的生存和作战效能，世界各主要军事国家都在努力发展其武器装备的隐身化。所以，研究隐身技术已经成为世界现代军事技术发展的重要方向之一。隐身技术是指通过改变目标外部结构或者在其表面进行涂层处理，改变目标的辐射特征及其对电磁波的反射性能，从而降低目标与环境的辐射反差或光谱反射差异，降低目标的可探测性，在一定范围内达到隐身的效果。那么，以此，武器装备***的隐身能力通常可以通过外形设计和使用隐身材料来实现，这样，就能够极大的加强作战能力和隐蔽突袭的特性。然而，外形设计受到许多条件的限制，因此隐身材料的研究和应用已成为隐身技术发展的关键技术之一 。 目前，吸波材料主要研究方向为：以复合材料为基础， 并在其上发展起来的多功能材料。要求其在吸波的同时还兼有防腐、 耐湿、 耐高温、 承载等功能。 拓宽频带、高效率、不增加消极重量、可成型各种形状复杂的部件等特征，是目前吸波材料的主要发展方向,现有的吸波材料吸收电磁波的频带较窄，无法满足市场的某些场合的需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，由吸波贴片、吸波蜂窝与高透射蒙皮复合而成，其中，吸波蜂窝插层在吸波贴片与高透射蒙皮二者之间，通过胶黏剂粘结固定，即可；
所述吸波蜂窝为截锤形。
作为进一步的技术方案，所述吸波贴片为硅胶吸波贴片，其制备方法为：
按重量份取880-920份的羰基铁粉吸收剂、95-102份硅胶和1-3份的硅胶硫化剂，用二辊机混炼均匀，打包出片，制成10mm的预制片，然后再放入真空平板硫化机中硫化成型，硫化条件为150℃下，硫化900秒，制得厚度为10mm的硅胶吸波贴片；
吸波贴片的原理和特点：吸波贴片能够通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收衰减电磁波，吸波贴片材料温度稳定性好（-60℃~190℃），导热性能优良，在厚度≥5mm时，0.5~1GHz反射损耗≤-8dB；厚度≥10mm时，0.3~1GHz反射损耗≤-10dB,0.1~0.3GHz反射损耗≤-5dB，吸波贴片吸波频带较宽。
作为进一步的技术方案，所述硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。
作为进一步的技术方案，所述羰基铁粉吸收剂由羰基铁粉与复合碳粉按5:1.2-1.5质量比例混合而成。
作为进一步的技术方案，所述复合碳粉制备方法为：
将1-氨乙基基膦酸二乙酯溶于水中，配制成质量分数为5.2%的1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液，然后再预热至70℃，保温10min，再向1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液中添加其质量30%的碳粉，以150r/min转速搅拌2小时，再添加1-氨乙基基膦酸二乙酯等摩尔质量的磷酸钠，继续搅拌2小时，然后进行过滤，烘干至恒重，复合碳粉，所述复合碳粉粒度为1-2μm。
作为进一步的技术方案，所述吸波蜂窝由表面覆盖有吸波涂层的芳纶纸经过芳纶蜂窝生产线制成吸波蜂窝，然后用切割机制成截锥形，截锥形吸波蜂窝，它具有厚度大、柔性好、吸收率大、稳定性好（-60℃~160℃），对镜面波和表面波都具有良好的吸收特性，当厚度≥500mm的时候，1~40GHz平均反射损耗≤-50dB。缺点：在0.1~1GHz频段吸波性能较差，通过复合后的吸波贴片可以极大的改善其0.1~1GHz频段吸波性能。
作为进一步的技术方案，所述吸波涂层由聚氨酯树脂、羰基铁粉、聚乙二醇200、三聚磷酸钠、去离子水按55:3:10:5:46质量比例混合制成。
作为进一步的技术方案，所述高透射蒙皮是利用玻璃纤维通过立体编织一体成型具有层间高度的夹芯结构织物，然后与聚丙烯树脂按5:1质量比例进行复合制备成；厚度≤3mm；特点：透波性能优异：介电常数为2±0.2，正切损耗为0.006~0.008；宽频设计性好，不同于传统蒙皮的材料透波，中空透波原理上属于结构透波的方式，突破了材料透波的局限性，因此大大改善了传统蒙皮材料电磁辐射损耗大、增益损失大等缺陷。
作为进一步的技术方案，所述胶黏剂采用聚氨酯胶黏剂。
有益效果：本发明提供了一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，该材料的特点是吸收电磁波的频带极宽，覆盖频宽为0.1-40GHz，耐功率性能和耐高低温性能优良，吸收效能高，承重强度大，阻燃性能好等特点，相比于传统的复合式吸波材料，极大的降低了材料自身的厚度，改善了暗室的空间利用率，本发明制备的吸波贴片，能够通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收衰减电磁波，吸波贴片材料温度稳定性好（-60℃~190℃），导热性能优良，在厚度≥5mm时，0.5~1GHz反射损耗≤-8dB；厚度≥10mm时，0.3~1GHz反射损耗≤-10dB,0.1~0.3GHz反射损耗≤-5dB，吸波贴片吸波频带较宽，制成的截锥形吸波蜂窝，它具有厚度大、柔性好、吸收率大、稳定性好（-60℃~160℃），对镜面波和表面波都具有良好的吸收特性，当厚度≥500mm的时候，1~40GHz平均反射损耗≤-50dB。缺点：在0.1~1GHz频段吸波性能较差，通过复合后的吸波贴片可以极大的改善其0.1~1GHz频段吸波性能。
附图说明
图1为一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料截面图。
图2为吸波贴片、吸波蜂窝和高透射蒙皮反射率对比图。
具体实施方式
实施例1
一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，由吸波贴片、吸波蜂窝与高透射蒙皮复合而成，其中，吸波蜂窝插层在吸波贴片与高透射蒙皮二者之间，通过胶黏剂粘结固定，即可；
所述吸波蜂窝为截锤形。
所述吸波贴片为硅胶吸波贴片，其制备方法为：
按重量份取880份的羰基铁粉吸收剂、95份硅胶和1份的硅胶硫化剂，用二辊机混炼均匀，打包出片，制成10mm的预制片，然后再放入真空平板硫化机中硫化成型，硫化条件为150℃下，硫化900秒，制得厚度为10mm的硅胶吸波贴片。
所述硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述羰基铁粉吸收剂由羰基铁粉与复合碳粉按5:1.2质量比例混合而成。
所述复合碳粉制备方法为：
将1-氨乙基基膦酸二乙酯溶于水中，配制成质量分数为5.2%的1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液，然后再预热至70℃，保温10min，再向1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液中添加其质量30%的碳粉，以150r/min转速搅拌2小时，再添加1-氨乙基基膦酸二乙酯等摩尔质量的磷酸钠，继续搅拌2小时，然后进行过滤，烘干至恒重，复合碳粉，所述复合碳粉粒度为1μm。
所述吸波蜂窝由表面覆盖有吸波涂层的芳纶纸经过芳纶蜂窝生产线制成吸波蜂窝，然后用切割机制成截锥形。
所述吸波涂层由聚氨酯树脂、羰基铁粉、聚乙二醇200、三聚磷酸钠、去离子水按55:3:10:5:46质量比例混合制成。
所述高透射蒙皮是利用玻璃纤维通过立体编织一体成型具有层间高度的夹芯结构织物，然后与聚丙烯树脂按5:1质量比例进行复合制备成。
所述胶黏剂采用聚氨酯胶黏剂。
实施例2
一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，由吸波贴片、吸波蜂窝与高透射蒙皮复合而成，其中，吸波蜂窝插层在吸波贴片与高透射蒙皮二者之间，通过胶黏剂粘结固定，即可；
所述吸波蜂窝为截锤形。
所述吸波贴片为硅胶吸波贴片，其制备方法为：
按重量份取920份的羰基铁粉吸收剂、102份硅胶和3份的硅胶硫化剂，用二辊机混炼均匀，打包出片，制成10mm的预制片，然后再放入真空平板硫化机中硫化成型，硫化条件为150℃下，硫化900秒，制得厚度为10mm的硅胶吸波贴片；
吸波贴片的原理和特点：吸波贴片能够通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收衰减电磁波。
所述硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述羰基铁粉吸收剂由羰基铁粉与复合碳粉按5: 1.5质量比例混合而成。
所述复合碳粉制备方法为：
将1-氨乙基基膦酸二乙酯溶于水中，配制成质量分数为5.2%的1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液，然后再预热至70℃，保温10min，再向1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液中添加其质量30%的碳粉，以150r/min转速搅拌2小时，再添加1-氨乙基基膦酸二乙酯等摩尔质量的磷酸钠，继续搅拌2小时，然后进行过滤，烘干至恒重，复合碳粉，所述复合碳粉粒度为2μm。
所述吸波蜂窝由表面覆盖有吸波涂层的芳纶纸经过芳纶蜂窝生产线制成吸波蜂窝，然后用切割机制成截锥形。
所述吸波涂层由聚氨酯树脂、羰基铁粉、聚乙二醇200、三聚磷酸钠、去离子水按55:3:10:5:46质量比例混合制成。
作为进一步的技术方案，所述高透射蒙皮是利用玻璃纤维通过立体编织一体成型具有层间高度的夹芯结构织物，然后与聚丙烯树脂按5:1质量比例进行复合制备成。
所述胶黏剂采用聚氨酯胶黏剂。
实施例3
一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，由吸波贴片、吸波蜂窝与高透射蒙皮复合而成，其中，吸波蜂窝插层在吸波贴片与高透射蒙皮二者之间，通过胶黏剂粘结固定，即可；
所述吸波蜂窝为截锤形。
所述吸波贴片为硅胶吸波贴片，其制备方法为：
按重量份取900份的羰基铁粉吸收剂、99份硅胶和2份的硅胶硫化剂，用二辊机混炼均匀，打包出片，制成10mm的预制片，然后再放入真空平板硫化机中硫化成型，硫化条件为150℃下，硫化900秒，制得厚度为10mm的硅胶吸波贴片。
所述硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述羰基铁粉吸收剂由羰基铁粉与复合碳粉按5:1.3质量比例混合而成。
所述复合碳粉制备方法为：
将1-氨乙基基膦酸二乙酯溶于水中，配制成质量分数为5.2%的1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液，然后再预热至70℃，保温10min，再向1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液中添加其质量30%的碳粉，以150r/min转速搅拌2小时，再添加1-氨乙基基膦酸二乙酯等摩尔质量的磷酸钠，继续搅拌2小时，然后进行过滤，烘干至恒重，复合碳粉，所述复合碳粉粒度为1.5μm。
所述吸波涂层由聚氨酯树脂、羰基铁粉、聚乙二醇200、三聚磷酸钠、去离子水按55:3:10:5:46质量比例混合制成。
所述高透射蒙皮是利用玻璃纤维通过立体编织一体成型具有层间高度的夹芯结构织物，然后与聚丙烯树脂按5:1质量比例进行复合制备成；特点：透波性能优异：介电常数为2±0.2，正切损耗为0.006~0.008；宽频设计性好，不同于传统蒙皮的材料透波，中空透波原理上属于结构透波的方式，突破了材料透波的局限性，因此大大改善了传统蒙皮材料电磁辐射损耗大、增益损失大等缺陷。
所述胶黏剂采用聚氨酯胶黏剂。
以实施例1为基础试样，进行性能检测：
表1
由表1可以看出，本发明方法制备的复合式吸波材料综合性能优异。
图1为一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料；
图2为实施例1中吸波贴片、吸波蜂窝与高透射蒙皮反射率对比图。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，由吸波贴片、吸波蜂窝与高透射蒙皮复合而成，其中，吸波蜂窝插层在吸波贴片与高透射蒙皮二者之间，通过胶黏剂粘结固定，即可；
所述吸波蜂窝为截锤形。
2.如权利要求1所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述吸波贴片为硅胶吸波贴片，其制备方法为：
按重量份取880-920份的羰基铁粉吸收剂、95-102份硅胶和1-3份的硅胶硫化剂，用二辊机混炼均匀，打包出片，制成10mm的预制片，然后再放入真空平板硫化机中硫化成型，硫化条件为150℃下，硫化900秒，制得厚度为10mm的硅胶吸波贴片。
3.如权利要求2所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。
4.如权利要求2所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述羰基铁粉吸收剂由羰基铁粉与复合碳粉按5:1.2-1.5质量比例混合而成。
5.如权利要求4所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述复合碳粉制备方法为：
将1-氨乙基基膦酸二乙酯溶于水中，配制成质量分数为5.2%的1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液，然后再预热至70℃，保温10min，再向1-氨乙基基膦酸二乙酯溶液中添加其质量30%的碳粉，以150r/min转速搅拌2小时，再添加1-氨乙基基膦酸二乙酯等摩尔质量的磷酸钠，继续搅拌2小时，然后进行过滤，烘干至恒重，复合碳粉，所述复合碳粉粒度为1-2μm。
6.如权利要求1所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述吸波蜂窝由表面覆盖有吸波涂层的芳纶纸经过芳纶蜂窝生产线制成吸波蜂窝，然后用切割机制成截锥形。
7.如权利要求6所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述吸波涂层由聚氨酯树脂、羰基铁粉、聚乙二醇200、三聚磷酸钠、去离子水按55:3:10:5:46质量比例混合制成。
8.如权利要求1所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述高透射蒙皮是利用玻璃纤维通过立体编织一体成型具有层间高度的夹芯结构织物，然后与聚丙烯树脂按5:1质量比例进行复合制备成。
9.如权利要求1所述的一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法，其特征在于，所述胶黏剂采用聚氨酯胶黏剂。
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