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CN104530467A - 一种轻质带宽吸波材料的制备方法 - Google Patents

一种轻质带宽吸波材料的制备方法 Download PDF

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CN104530467A CN201510002780.8A CN201510002780A CN104530467A CN 104530467 A CN104530467 A CN 104530467A CN 201510002780 A CN201510002780 A CN 201510002780A CN 104530467 A CN104530467 A CN 104530467A
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Abstract

本发明涉及到一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其基体为软质海绵状聚氨酯，再加入吸收剂、胶粘剂和偶联剂；将胶粘剂溶于无水乙醇中，充分搅拌至溶解为透明均一胶粘剂胶液；将吸收剂和适量的偶联剂加入到上述胶粘剂胶液中制得吸收剂胶液；将软质海绵状聚氨酯基体浸渍于吸收剂胶液中后反复提拉、浸渍，最后排掉多余胶液，置于真空干燥箱中烘干，按照规定尺寸进行加工，即得成品。本发明工艺简单高效，重复性好，可以通过改变胶液配比、吸收剂用量、浸渍次数、浸渍厚度而具有不同的吸波性能，总体性能良好，面密度低，吸收频段宽。对雷达波吸收效果明显，在雷达波隐身领域和电磁屏蔽领域具有广阔的应用前景。

Description

一种轻质带宽吸波材料的制备方法
技术领域
本发明属于功能材料技术领域，具体涉及为一种轻质带宽吸波材料的制备方法，主要应用于雷达波吸收和电磁屏蔽。
背景技术
目前研究的吸波材料因受吸收剂电磁参数特性及干涉型吸波材料原理的限制，存在吸收频带窄、质量重等问题。其原因主要是吸波材料的特征阻抗与空间阻抗不匹配，导致电磁波在未进入吸波材料内部前便发生了严重的反射作用。基体材料的多孔性一方面可以实现吸波材料由单一的吸收作用转变为透波-吸波作用，优化阻抗匹配，另一方面能够大幅度降低材料的密度，为实现“吸波材料质量轻、吸波频段覆盖宽”的要求提供了可能。
以导电炭黑为吸收剂的泡沫聚氨酯基吸波材料已有相关报道。专利10159051.X公开了一种轻质吸波材料用泡沫及其制备方法，其主要是通过发泡剂制备不同的吸波剂泡沫基体，主要应用在建筑领域。专利10021703.8公开了一种多层泡沫吸波材料的制备方法。但是其厚度较大，仅适用于微波暗室等民用领域。从相关的技术及文献报道来看，以炭黑为吸收剂的泡沫聚氨酯基吸波材料也存在厚度大等问题制约了其应用范围。以软质聚氨酯为基体，羰基铁/导电炭黑为吸收剂的吸波材料的研究还未见报道。
发明内容
针对上述现有技术现状，本发明提供一种以聚氨酯为基体，羰基铁/导电炭黑为吸收剂的轻质带宽吸波材料的制备方法。
现将本发明构思及技术解决方案叙述如下：
本发明的基本构思是，羰基铁是一种最常用的磁性吸收剂，在吸波材料中加入适量的羰基铁，可以有效的改善和调控材料的电磁参数，导电炭黑除了具有很好的吸波性能外，还具有较羰基铁的质量轻且可以增加羰基铁与聚氨酯吸波基体相融性的特性，为了达到在不降低吸波材料的电参数特性的前提下使吸波材料质量更轻，吸波频带更宽的目的，本发明提出以软质聚氨酯为基体，羰基铁/导电炭黑为吸收剂制备技术路线，有望克服现有技术中的缺点，获得整体性能优异的吸波材料。
本发明一种轻质带宽吸波材料，其特征在于：以软质海绵状聚氨酯为基体，加入吸收剂、偶联剂、胶粘剂，通过改变软质海绵状聚氨酯基体的厚度和浸渍次数调控轻质带宽吸波材料的吸波性能；具体制备方法包括以下步骤：
步骤1：称取吸收剂、胶粘剂、偶联剂和无水乙醇；将胶粘剂溶于无水乙醇中，充分搅拌至溶解为透明均一的胶粘剂胶液后备用；
步骤2：将吸收剂和偶联剂加入到上述胶粘剂胶液中，充分机械搅拌并超声，制得吸收剂胶液；
步骤3：将软质海绵状聚氨酯基体浸渍于上述吸收剂胶液中4～8分钟后，提拉出吸收剂胶液液面，待吸收剂胶液不再下滴后再次浸渍，反复操作2～8次，最后将饱和浸渍了吸收剂胶液的软质海绵状聚氨酯基吸波材料提拉出，自然排掉多余胶液，置于30℃～60℃真空干燥箱中烘干；
步骤4：将烘干的软质海绵状聚氨酯基吸波材料按照规定尺寸进行加工，即得到成品。
本发明进一步提供一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其特征在于：所述的吸收剂为导电炭黑与羰基铁的复合物，其质量比为3：4；所述的胶粘剂为丙烯酸树脂；所述的偶联剂为硅烷。
本发明进一步提供一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其特征在于：所述吸收剂为75～85质量％、所述胶粘剂为7～21质量％、所述偶联剂4～8质量％，以无水乙醇为基准100质量％。
本发明进一步提供一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其特征在于：将吸收剂和偶联剂加入到胶粘剂和无水乙醇的胶液中充分机械搅拌并超声的时间为30～45min。
本发明的有益效果在于：轻质带宽泡沫吸波材料的吸波性能可以通过改变胶液配比、吸收剂用量、浸渍次数、浸渍厚度而具有不同的吸波性能，总体性能良好，面密度低，吸收频段宽。该工艺简单高效，可重复性好，对雷达波吸收效果明显，显示了其在雷达波隐身领域和电磁屏蔽领域广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的轻质带宽吸波材料的实物图。
图2是本发明实施例1制备的轻质带宽吸波材料的吸波性能测试。
图3是本发明实施例2制备的轻质带宽吸波材料的吸波性能测试。
具体实施方法
以下通过实施例对本发明轻质带宽吸波材料的制备进行进一步说明。
实施例1
步骤1：准确称取导电炭黑与羰基铁混合物85g、丙烯酸树脂7g、硅烷偶联剂8g和无水乙醇100g；将丙烯酸树脂溶于无水乙醇中，充分搅拌至溶解为透明均一溶液；
步骤2：将导电炭黑和硅烷偶联剂加入到上述胶粘剂胶液中，机械搅拌并超声30min，制得吸收剂胶液；
步骤3：将厚度为6mm的软质聚氨酯浸渍于上述胶液中，提拉后滤液，而后再次浸渍，反复进行4次，最后排掉多余胶液，并置于40℃真空干燥箱中烘干；
步骤4：将烘干的软质聚氨酯基泡沫吸波材料按照《GJB2038-94》规定尺寸进行加工，即得到成品。
实施例2
步骤1：准确称取导电炭黑与羰基铁混合物75g、丙烯酸树脂21g、硅烷偶联剂4g和无水乙醇100g；将丙烯酸树脂溶于无水乙醇中，充分搅拌至溶解为透明均一溶液；
步骤2：将导电炭黑和硅烷偶联剂加入到上述胶粘剂胶液中，机械搅拌并超声45min，制得吸收剂胶液；
步骤3：将厚度为3mm的软质聚氨酯浸渍于上述胶液中，提拉后滤液，而后再次浸渍，反复进行3次，最后排掉多余胶液，并置于40℃真空干燥箱中烘干；
步骤4：将烘干的软质聚氨酯基泡沫吸波材料按照《GJB2038-94》规定尺寸进行加工，即得到成品。
由图3可见，本例制备的轻质带宽吸波材料的吸波性能良好，厚度为3mm，浸渍3次时，在2-18GHz范围内，该吸波材料小于-5dB的吸收频宽达到12GHz，小于-10dB的吸收频宽达到5GHz。
参见图1：由图1可见，本例制备的轻质带宽吸波材料开孔均匀，形态良好。
由图2可见，本例制备的轻质带宽吸波材料的吸波性能良好，厚度为6mm，浸渍4次时，在2-18GHz范围内，该吸波材料出现双峰吸收，小于-5dB的吸收频宽达到13GHz。
上述实施例是对本发明的说明，并不因此而限制本发明。

Claims (4)

1.一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其特征在于：以软质海绵状聚氨酯为基体，加入吸收剂、偶联剂、胶粘剂，通过改变软质海绵状聚氨酯基体的厚度和浸渍次数调控轻质带宽吸波材料的吸波性能；具体制备方法包括以下步骤：
步骤1：称取吸收剂、胶粘剂、偶联剂和无水乙醇；将胶粘剂溶于无水乙醇中，充分搅拌至溶解为透明均一的胶粘剂胶液后备用；
步骤2：将吸收剂和偶联剂加入到上述胶粘剂胶液中，充分机械搅拌并超声，制得吸收剂胶液；
步骤3：将软质海绵状聚氨酯基体浸渍于上述吸收剂胶液中4～8分钟后，提拉出吸收剂胶液液面，待吸收剂胶液不再下滴后再次浸渍，反复操作2～8次，最后将饱和浸渍了吸收剂胶液的软质海绵状聚氨酯基吸波材料提拉出，自然排掉多余胶液，置于30℃～60真空干燥箱中烘干；
步骤4：将烘干的软质海绵状聚氨酯基吸波材料按照规定尺寸进行加工，即得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其特征在于：所述的吸收剂为导电炭黑与羰基铁的复合物，其质量比为3：4；所述的胶粘剂为丙烯酸树脂；所述的偶联剂为硅烷。
3.根据权利要求2所述的一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其特征在于：所述吸收剂为75～85质量％、所述胶粘剂为7～21质量％、所述偶联剂4～8质量％，以无水乙醇为基准100质量％。
4.根据权利要求3所述的一种轻质带宽吸波材料的制备方法，其特征在于：将吸收剂和偶联剂加入到胶粘剂和无水乙醇的胶液中充分机械搅拌并超声的时间为30～45min。
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