CN102977587A

CN102977587A - 一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102977587A
Application number: CN2012105690729A
Authority: CN
Inventors: 丁世敬; 李跃波; 黄刘宏; 贾超; 杨吉祥; 闫民华
Original assignee: Engineering Troops No 3 Institute Headquarters of General Staff of PLA
Current assignee: Engineering Troops No 3 Institute Headquarters of General Staff of PLA
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-03-20

Abstract

一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法，所述发泡型聚氨酯吸波材料是以半硬泡和硬泡聚氨酯为载体，再加入吸波材料、阻燃剂和助剂制备而成；所述制备方法是：首先将聚氨酯原料分为A组分和B组分两种，其中A组分为二异氰酸酯或其衍生物，B组分为聚醚多元醇或聚酯多元醇，将助剂加入B组分中混合搅拌均匀后备用，阻燃剂和吸波材料可以任意加入A或B组分中，将配制好混合均匀的A组分和B组分分别灌注至低压聚氨酯灌注机的两个料罐中，然后应用灌注机把配制好的材料灌注到模具内，经过6~8分钟的发泡后，即可打开模具，取出制品，制品经过0.5~2天的熟化后，经过修整，即为制成品。本发明具有较强的吸波性能，反射率非常平稳，适合批量化生产。

Description

一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电磁吸波材料，具体涉及一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法。

背景技术

已知的，在电波暗室内均需使用吸波材料，现有的吸波材料均以软质聚氨酯开孔泡沫作为基体，然后切割成角锥状，通过将吸收电磁波的阻燃涂料浸渍在聚氨酯泡沫内、烘干等工艺制成，然后通过胶粘剂粘贴安装在暗室内。具体实施方法是通过将配制好的吸波阻燃涂料浸渍挤压在软质聚氨酯泡沫体内，经过烘干制得，但由于涂料内含有胶粘剂，吸波材料烘干后，吸收剂、阻燃剂等物质胶粘在聚氨酯泡沫孔隙间，由于此种加工工艺易造成吸波材料内吸收剂、阻燃剂分布不均，批量化生产的一致性较差，同时，由于在浸渍和烘干工序中，材料尺寸膨胀、收缩率不一，导致最终吸波材料成品尺寸公差很大，且吸波材料随着使用年限增加，胶粘剂逐渐老化，从而造成了附着的吸收剂、阻燃剂等易脱落，使用环境污染严重，对于要求洁净的试验环境无法保证，同时，高度较高的吸波材料（700 mm以上）由于自身重量，一般在使用2年后，吸波材料易产生弯头现象，暗室的美观性变差，整体性能受到影响；同时传统的碳浸渍型聚氨酯吸波材料同样存在如下技术问题：容易造成吸波剂、阻燃剂在基体材料中分布不均匀，批量生产一致性差，同时在浸渍和烘干工序中，由于材料尺寸膨胀、收缩率不一致，最终会导致吸波材料成品尺寸公差很大，其中电磁吸波剂和阻燃剂等在基体材料中的附着力小，成品聚氨酯吸波材料在运输和搬运过程中吸波剂、阻燃剂等容易掉粉和脱落，而且随着使用年限的增加，容易出现老化沉头或弯头等现象，导致产品吸波性能、阻燃性能出现下降，一旦起火燃烧，还会释放出大量有毒有害气体，影响救援，传统的发泡型聚胺酯吸波材料基本上都是采用单一的电磁波损耗材料，如导电碳粉、导电碳纤维等，在电磁损耗机理上都是单一的电损耗类型，这样非常不利于拓宽频带、提高吸波性能。如近来应用较多的碳纤维材料，它是一种单一的电损耗性材料，纤维的轴向和法向极性相差很大，不易得到电磁性能均匀的泡沫材料。因而复合型吸波材料将是一个重要的发展方向。目前该方向已经有一些研究，其方法都是由聚氨酯泡沫吸波材料、匹配过渡层和铁氧体瓦或铁氧体格栅材料等分离材料组合而成，还没有形成一体化的结构。本领域技术人员又研制了铁氧体尖锥吸波材料，这种材料工艺是在纸基或无纺布上涂覆铁氧体吸波材料，然后做成尖锥结构，制成一定的规格形状安装固定于暗室内。这种结构主要用于对可燃性要求较高的场合，材料易着潮，漆面易脱落，强度低没有弹性，尖锥在碰触情况下易于变形等，因此，为了解决传统吸波材料存在的问题，发明一种新型环保的吸波材料就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

参考文献：中国专利；专利名称为：发泡型高回弹聚氨酯吸波材料及其制备方法；公开号：CN101519487A；公开日：2009年9月2日。

发明内容

为克服以上吸波材料生产工艺中存在的不足，本发明提供了一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法，其制成的成品具有较强的吸波性能，同时增加了吸波材料的吸收带宽，反射率非常平稳，适合批量化生产。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

本发明所述的发泡型聚氨酯吸波材料是以半硬泡或硬泡聚氨酯为载体，再加入吸波剂材料、阻燃剂和助剂制备而成，

上述材料按重量比其含量分别为：

半硬泡或硬泡聚氨酯 100份

吸波剂材料 0.5-300份

阻燃剂 5-15份；

其中所述的助剂重量比根据一般半硬泡或硬泡聚氨酯材料的配制要求加入。

所述半硬泡或硬泡聚氨酯为二异氰酸酯，或其衍生物与聚醚多元醇或聚酯多元醇为主要反应物，所述二异氰酸酯衍生物为TDI、MDI或HDI。

所述的吸波剂材料包括磁性吸波剂、介电损耗型吸波剂和碳纤维。

所述磁性吸波剂、介电损耗型吸波剂、碳纤维单独使用或复合使用。

所述磁性吸波剂、介电损耗型吸波剂、碳纤维复合使用时，其按重量比其含量分别为：

磁性吸波剂 5-300份；

介电损耗型吸波剂 5-200份；

碳纤维 0.5-30份；

所述磁性吸波剂为铁氧体粉或羰基铁粉，铁氧体粉为人工制备的铁氧体或矿物铁氧体。

所述的介电损耗型吸波剂为导电碳粉或导电石墨。

所述的阻燃剂为磷酸酯类或卤代磷酸酯或卤代烃类或三聚氰胺及其盐类或无机阻燃剂。

所述的助剂为发泡剂或稳定剂或抗氧剂或催化剂。

所述的发泡型聚氨酯吸波材料制备方法，首先将聚氨酯原料分为A组分和B组分两种，其中A组分为二异氰酸酯或其衍生物，B组分为聚醚多元醇或聚酯多元醇，配制好A组分、B组分后，将助剂加入B组分中混合搅拌均匀后备用，其中阻燃剂和吸波材料可以任意加入A或B组分中，最好分别加入A组分和B组分中，将配制好混合均匀的A组分和B组分分别灌注至低压聚氨酯灌注机的两个料罐中，混合后A组分和B组分的用量由灌注机的流量控制，准备模具，在灌注前，先把模具内壁清理干净，并均匀涂上脱模剂；然后应用灌注机把配制好的材料灌注到模具内，根据灌注流量和时间控制原材料用量，灌注完成后迅速关闭模具；经过6 ~ 8分钟的发泡后，即可打开模具，取出制品，制品经过0.5 ~ 2天的熟化后，经过修整，即为制成品。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的有益效果：

本发明所述的一种本发明提供了一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法，本发明通过采用半硬和硬聚氨酯发泡材料为载体，在发泡过程中掺入吸波材料、阻燃剂和助剂，本发明所述的发泡型聚氨酯吸波材料的具体形状可随使用要求而定，当用于电波暗室时，可以做成角锥状，当用于伪装可以所需伪装结构做成任意形状，当用于遮蔽装备和金属体时，可直接在其表面发泡或做成一定形状包覆其表面，本发明所述的发泡型聚氨酯吸波材料具有一定的强度，在一定的压力下不会发生变形，用于电波暗室不会产生沉头，吸波剂与聚氨酯载体整体发泡成型使吸波剂与聚氨酯载体交联成一体，不会出现脱落，有效的克服了掉粉的现象，保证了吸波材料使用的寿命和干净整洁，本发明具有较强的吸波性能，同时增加了吸波材料的吸收带宽，反射率非常平稳，适合批量化生产。

附图说明

图1是角锥状发泡型聚氨酯吸波材料。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图1所述的一种发泡型聚氨酯吸波材料及其制备方法

在实施本发明时，申请人经过反复试验，提出如下实施例：

配方表1

Figure 2012105690729100002DEST_PATH_IMAGE001

配方表2

配方表3

Figure 2012105690729100002DEST_PATH_IMAGE003

实施本发明所述的一种发泡型聚氨酯吸波材料的制备方法，首先按上述任一配方表配制好A组分、B组分，然后将助剂加入B组分中，混合搅拌均匀后备用，其中阻燃剂和吸波材料可以任意加入A或B组分中，最好分别加入A组分和B组分中，将配制好混合均匀的A组分和B组分分别灌注低压聚氨酯灌注机的两个料罐中，混合后A组分和B组分的用量由灌注机的流量控制，准备好模具，模具一般可以采用铝合金结构，重量轻强度高，模具需要便于拆卸；灌注前，先把模具内壁清理干净，并均匀涂上脱模剂（如石蜡等）；然后应用灌注机把按上表配制好的材料灌注如模具内，根据灌注流量和时间控制原材料用量，灌注完成后迅速关闭模具；经过6 ~ 8分钟的发泡后，即可打开模具，取出制品，制品经过进一步的熟化（一般约为一天）后，经过修整，即为制成品。

一种发泡型聚氨酯吸波材料的制备方法，首先将聚氨酯原料分为A组分和B组分两种，其中A组分为二异氰酸酯或其衍生物（主要有TDI、MDI和HDI），B组分为聚醚多元醇或聚酯多元醇，进一步将表面活性剂、发泡剂、稳定剂、抗氧剂、催化剂按适当比例加入B组分中，再将阻燃剂和吸波剂加入一起充分搅拌，其中阻燃剂和吸波剂也可部分加入A组分中充分搅拌，进一步将混合均匀的Ａ组分和Ｂ组分混合注入准备好的模具中发泡成型，发泡成型后脱模处理，既得成品；或灌注喷涂于需要的物体部位，自由发泡，发泡后进行表面处理既得成品；Ａ组分和Ｂ组分混合发泡，采用低压聚氨酯反应灌注机，把Ａ组分和Ｂ组分分别投入低压反应灌注机的储液罐中，通过精确控制两个灌注机的流量来保证成分比例，根据灌注机灌注时间来控制用量。

以上工艺和制备过程可以概括为：配料——加料——准备模具——灌注——发泡——打开模具——熟化（晾置）——修整——成品。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims

1.一种发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述发泡型聚氨酯吸波材料是以半硬泡或硬泡聚氨酯为载体，再加入吸波剂材料、阻燃剂和助剂制备而成，

上述材料按重量比其含量分别为：

半硬泡或硬泡聚氨酯 100份

吸波剂材料 0.5-300份

阻燃剂 5-15份；

2.根据权利要求1所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述半硬泡或硬泡聚氨酯为二异氰酸酯，或其衍生物与聚醚多元醇或聚酯多元醇为主要反应物，所述二异氰酸酯衍生物为TDI或MDI或HDI。

3.根据权利要求1所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述的吸波剂材料包括磁性吸波剂、介电损耗型吸波剂和碳纤维。

4.根据权利要求3所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述磁性吸波剂、介电损耗型吸波剂、碳纤维单独使用或复合使用。

5.根据权利要求4所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述磁性吸波剂、介电损耗型吸波剂、碳纤维复合使用时，其按重量比其含量分别为：

磁性吸波剂 5-300份；

介电损耗型吸波剂 5-200份；

碳纤维 0.5-30份。

6.根据权利要求3或4所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述磁性吸波剂为铁氧体粉或羰基铁粉，铁氧体粉为人工制备的铁氧体或矿物铁氧体。

7.根据权利要求3或4所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述的介电损耗型吸波剂为导电碳粉或导电石墨。

8.根据权利要求1所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述的阻燃剂为磷酸酯类或卤代磷酸酯或卤代烃类或三聚氰胺及其盐类或无机阻燃剂。

9.根据权利要求1所述的发泡型聚氨酯吸波材料，其特征是：所述的助剂为发泡剂或稳定剂或抗氧剂或催化剂。

10.一种如权利要求1所述的发泡型聚氨酯吸波材料制备方法，其特征是：首先将聚氨酯原料分为A组分和B组分两种，其中A组分为二异氰酸酯或其衍生物，B组分为聚醚多元醇或聚酯多元醇，配制好A组分、B组分后，将助剂加入B组分中混合搅拌均匀后备用，其中阻燃剂和吸波材料可以任意加入A或B组分中，最好分别加入A组分和B组分中，将配制好混合均匀的A组分和B组分分别灌注至低压聚氨酯灌注机的两个料罐中，混合后A组分和B组分的用量由灌注机的流量控制，准备模具，在灌注前，先把模具内壁清理干净，并均匀涂上脱模剂；然后应用灌注机把配制好的材料灌注到模具内，根据灌注流量和时间控制原材料用量，灌注完成后迅速关闭模具；经过6 ~ 8分钟的发泡后，即可打开模具，取出制品，制品经过0.5 ~ 2天的熟化后，经过修整，即为制成品。