CN104575894A - 轻质磁性材料及其制备方法、吸波板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质磁性材料及其制备方法、吸波板。该轻质磁性材料包括具有空隙的轻质基体材料、磁性吸波剂和树脂载体，且磁性吸波剂与树脂载体混合后复合在轻质基体材料空隙内。该轻质磁性材料的制备方法包括以下步骤：将磁性吸波剂和树脂载体配置形成浆料；将浆料浸入轻质基体材料的空隙内形成坯体；使磁性吸波剂和树脂载体复合在轻质基体材料空隙内，形成轻质磁性材料。本发明所提供的轻质磁性材料由于轻质基体材料的重量轻、密度小，因而能够降低磁性材料的密度，扩大了磁性材料的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料制备领域，具体而言，涉及一种轻质磁性材料及其制备方法、吸波板。
背景技术
磁性材料通常由磁性吸波剂和粘结基质两部分组成，是一种通过材料的各种不同损耗机制将入射电磁波转化成热能和其他能量形式达到吸收、衰减入射电磁波目的，而本身反射、散射和透射都很小的功能材料。
磁性吸波剂具有吸收强、频带范围宽等优点，是目前研究和应用最广的一类吸波材料。用于微波吸收的磁性吸波剂要求具有较高的复数磁导率μ'和μ''，而片状羰基铁粉和铁氧体具备μ'和μ''较高的特性，所以多用于磁性材料。
磁性吸波剂的密度一般较大，比如片状羰基铁粉的密度是7.8g/cm3，铁氧体的密度是4.8g/cm3，因此影响了磁性材料在某些特定环境下的使用。
发明内容
本发明旨在提供一种轻质磁性材料及其制备方法、吸波板，以解决现有磁性材料存在的密度太大的技术问题。
为此，在本发明的一方面中提供了一种轻质磁性材料。该轻质磁性材料包括具有空隙的轻质基体材料、磁性吸波剂和树脂载体，磁性吸波剂与树脂载体混合后复合在轻质基体材料空隙内。
进一步地，上述轻质磁性材料中，磁性吸波剂和树脂载体的总含量为90wt%～95wt%。
进一步地，上述轻质磁性材料中，轻质磁性材料按重量百分含量计包括：18wt%～38wt%树脂载体，54wt%～76wt%的磁性吸波剂，以及5wt%～10wt%的轻质基体材料。
进一步地，上述轻质磁性材料中，磁性吸收剂与树脂载体的重量比为1.5～4。
进一步地，上述轻质磁性材料中，磁性吸波剂为羟基铁粉和/或铁氧体。
进一步地，上述轻质磁性材料中，树脂载体包括环氧树脂和固化剂，固化剂为含有羟基或胺基的树脂，环氧树脂的环氧基与固化剂中的羟基或胺基的摩尔比为1：0.85～1.2；固化剂选自酚醛树脂、双氰胺树脂和二乙烯三胺树脂中的一种或多种,酚醛树脂的羟基当量为100～140g/mol；环氧树脂选自多酚型缩水甘油醚环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种。
进一步地，上述轻质磁性材料中，环氧树脂中的环氧当量为420～450g/mol。
进一步地，上述轻质磁性材料中，环氧树脂的环氧基与固化剂中的羟基或胺基的摩尔比为1：1。
进一步地，上述轻质磁性材料中，轻质基体材料选自蜂窝材料和泡沫材料中的任一种。
进一步地，上述轻质磁性材料中，轻质基体材料为芳纶蜂窝；轻质基体材料的密度为0.03～0.08g/cm3。
在本发明的另一方面中提供了一种轻质磁性材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将磁性吸波剂和树脂载体配置形成浆料；将浆料浸入轻质基体材料的空隙内形成坯体；使磁性吸波剂和树脂载体复合在轻质基体材料空隙内，形成轻质磁性材料。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，将磁性吸波剂与树脂载体溶液混合形成浆料，且浆料中磁性吸波剂的重量含量为60%～80%；将浆料浸入轻质基体材料的空隙内，使溶剂挥发，形成坯体，坯体中附着物的重量含量为90%～95%。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，树脂载体溶液为环氧树脂、固化剂与溶剂的混合物，固化剂选自酚醛树脂、双氰胺树脂和二乙烯三胺中的一种或多种，树脂载体溶液的制备方法包括：采用溶剂溶解固化剂，形成固化剂溶液；将固化剂溶液与环氧树脂搅拌混合，形成树脂载体溶液，其中环氧树脂的环氧基和固化剂的羟基的摩尔比为1：0.85～1.2。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，环氧树脂的环氧基和固化剂的羟基或胺基的摩尔比为1：1；搅拌的时间为0.5～1h。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，形成坯体的步骤包括：A、将轻质基体材料投入到浆料中，取出获得预备坯体；B、使预备坯体溶剂挥发，获得空隙内含有附着物的轻质基体材料；C、重复上述步骤A和B，至空隙内含有附着物的轻质基体材料中附着物的重量含量为90%～95%时为止，获得坯体。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，形成坯体的步骤中，步骤A中将轻质基体材料投入到浆料中浸渍1～5min；步骤B中通过采用翻转预备体的方式使溶剂挥发，翻转时间为1～8min，翻转频率为6～20次/min。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，步骤A中将轻质基体材料投入到浆料中浸渍1～2min；步骤B中，翻转时间为2～3min。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，使磁性吸波剂和树脂载体复合在轻质基体材料空隙内的步骤采用固化工艺；采用酚醛树脂作为固化剂时，固化工艺的固化温度为150～200℃，时间为50～120分钟；采用双氰胺树脂作为固化剂时，固化工艺的固化温度为150～170℃，时间为60～120分钟；采用二乙烯三胺树脂作为固化剂时，固化工艺的固化温度为25～40℃，时间为80～150分钟。
进一步地，在上述轻质磁性材料的制备方法中，采用酚醛树脂作为固化剂时，固化工艺的固化温度为170～180℃，时间为60～90分钟。
本发明的又一方面在于提供了一种吸波板，该吸波板由本发明所提供的轻质磁性材料制成。
应用本申请的技术方案，通过将包含磁性材料和树脂载体的浆料浸入轻质基体材料的空隙内形成坯体，经干燥得到轻质磁性材料。由于轻质基体材料的重量轻、密度小，因而能够降低磁性材料的密度，扩大了磁性材料的应用范围。同时，所制得磁性材料仍然具有良好的电磁性能。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例提供的轻质磁性材料的制备方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例1提供的轻质磁性材料的电磁性能测试结果图；
图3示出了本发明实施例1提供的轻质磁性材料的反射率仿真曲线图；
图4示出了本发明实施例2提供的轻质磁性材料的电磁性能测试结果图；
图5示出了本发明实施例2提供的轻质磁性材料的反射率仿真曲线图；
图6示出了本发明实施例3提供的轻质磁性材料的电磁性能测试结果图；
图7示出了本发明实施例3提供的轻质磁性材料的反射率仿真曲线图；
图8示出了本发明实施例4提供的轻质磁性材料的电磁性能测试结果图；以及
图9示出了本发明实施例4提供的轻质磁性材料的反射率仿真曲线图。
具体实施方式
下面，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
由背景技术可知，现有磁性材料存在密度太大的技术问题，本发明的发明人对上述问题进行研究，提出了一种轻质磁性材料。该磁性材料包括：具有空隙的轻质基体材料、磁性吸波剂和树脂载体，且磁性吸波剂与树脂载体混合后复合在轻质基体材料空隙内。
在本发明上述所提供的磁性材料中磁性吸波剂通过混合在树脂载体中，进而复合在轻质基体材料空隙内，假设磁性材料中轻质基体材料的密度为ρa，体积为Va；磁性吸波剂的密度为ρb，体积为Vb；树脂基体的密度为ρc，体积为Vc。此时，本发明轻质磁性材料的密度ρ=（ρaVa+ρbVb+ρcVc）/Va=ρa+ρc×(Vc/Va)+ρb×(Vb/Va)。在上述计算公式中，虽然磁性吸波剂的密度为ρb和树脂基体的密度为ρc大于轻质基体材料的密度ρa，但由于Vb和Vc远远大于Va，这就使得Vc/Va和Vb/Va的值远远小于1，此时ρc×(Vc/Va)和ρb×(Vb/Va)的值就变得很小。在这种情况下，本发明所提供的这种磁性材料的密度ρ就等于轻质基体材料的密度ρa加上一个较小的数值，由于轻质基体材料的密度ρa本身很小，这就使得所形成的磁性材料的密度ρ很小。进而使得这种磁性材料的密度远远小于磁性吸波剂的密度ρb，相对磁性吸波剂，降低了磁性材料的密度，扩大了磁性材料的应用范围。同时，在这种磁性材料中使用树脂载体能使磁性吸波剂固定在轻质基体材料中，进而增加轻质磁性材料的强度。
在本发明所提供的上述磁性材料中，本领域技术人员根据本发明所提供的教导，有能力合理地选择各原料的比例，以适应市场需要。在本发明的一种优选实施方式中，该磁性材料中磁性吸波剂和树脂载体的总含量为90wt%～95wt%。
考虑到在本发明所提供的磁性材料，如果树脂载体的重量含量太低，会影响混合在树脂载体中磁性吸波剂的含量以及分散性；如果树脂载体的重量含量太高，会导致所制得轻质磁性材料的密度相对变大，进而降低其吸波性能的问题。以及如果磁性吸波剂的含量太低，会造成制得的轻质磁性材料的吸波性能相对变差；如果磁性吸波剂的含量太高，会导致制得轻质磁性材料的密度相对变大，进而降低其吸波性能问题。更为优选地，本发明上述轻质磁性材料按重量百分含量计包括：18wt%～38wt%树脂载体，54wt%～76wt%的磁性吸波剂，以及5wt%～10wt%的轻质基体材料，更为优选地，在上述轻质磁性材料中磁性吸收剂与树脂载体的重量比为1.5～4。
在本发明上述所提供的磁性材料中可选的轻质基体材料优选包括但不限于采用蜂窝材料或泡沫材料，优选采用芳纶蜂窝和碳纤维蜂窝。优选地，上述轻质基体材料的密度为0.03～0.08g/cm3，具有该密度的轻质基体材料可以显著减少磁性材料的密度。同时，在本发明上述所提供的磁性材料中可选的轻磁性材料优选为羟基铁粉和/或铁氧体。
优选地，在本发明上述所提供的磁性材料中树脂载体包括环氧树脂和固化剂，其中固化剂为含有羟基或胺基的树脂，可选的固化剂包括但不限于酚醛树脂、双氰胺树脂和二乙烯三胺树脂中的一种或多种，其中酚醛树脂的羟基当量优选为100～140g/mol。固化剂中的羟基能与环氧树脂中的环氧基发生交联作用，进而使得固化剂和环氧树脂产生交联固化。优选地，环氧树脂的环氧基与固化剂的羟基或胺基的摩尔比为0.85～1.2，更优选为1：1。将环氧树脂的环氧基和固化剂的羟基的摩尔比控制在上述范围内，可以在降低原料消耗的情况下，提高交联固化转化率。其中当固化剂中的羟基能与环氧树脂中的环氧基当量比为1:1时，交联固化的效果最好。
优选地，在本发明上述所提供的磁性材料中可选的环氧树脂包括但不限于多酚型缩水甘油醚环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种，优选地，环氧树脂中的环氧当量为420～450g/mol。
同时，本发明还提供了一种轻质磁性材料的制备方法。如图1所示，该制备方法包括：将磁性吸波剂和树脂载体配置形成浆料；将浆料浸入轻质基体材料的空隙内形成坯体；使磁性材料和树脂载体复合在轻质基体材料空隙内，形成轻质磁性材料。本发明所提供的这种方法简单易行，适应于大规模的产业化生产。且这种方法能够将磁性材料更分散的分布于轻质基体材料空隙内，有利于提高所制备的轻质磁性材料吸波性能的稳定性。
在本发明的一种优选实施方式中，上述制备方法包括：将磁性吸波剂与树脂载体溶液混合形成浆料，其中浆料中磁性吸波剂的重量含量为60%～80%；然后，将浆料浸入轻质基体材料的空隙内，使溶剂挥发，形成坯体，且坯体中附着物的重量含量为90%～95%；最后，使磁性吸波剂和树脂载体复合在轻质基体材料空隙内，形成轻质磁性材料。在这种方式中，通过限定浆料中磁性吸波剂的重量含量以及坯体中附着物的重量含量，以使得所制得轻质磁性材料的强度和密度形成一个平衡点，进而在保持材料强度的同时提高其吸波性能。
在本发明的一种优选实施方式中，树脂载体溶液包括环氧树脂、固化剂与溶剂的混合物，固化剂优选包括但不限于采用酚醛树脂、双氰胺树脂和二乙烯三胺树脂中的一种或多种。其中可选的溶剂优选包括但不限于采用丙酮、醇类或二甲基二酰胺等有机物。在本发明的一种优选实施方式中，树脂载体溶液的制备方法包括：采用溶剂溶解固化剂，形成固化剂溶液，其中固化剂的体积分数为45%～60%；将固化剂溶液与环氧树脂搅拌混合，优选搅拌0.5～1h，形成树脂载体溶液；搅拌混合步骤中环氧树脂的环氧当量和固化剂中的羟基当量比为1：0.85～1.2，更优选为1：1。在这种方式中，通过先将固化剂溶解形成固化剂溶液，再向其中加入环氧树脂，可以形成均匀的树脂载体溶液，使得树脂载体溶液具有较高的粘度，有利于提高树脂载体与浆料的结合强度。
在上述制备方法中，形成坯体的步骤的一种优选的实施方式包括：A、将轻质基体材料投入到浆料中，取出获得预备坯体；B、使预备坯体溶剂挥发，获得空隙内含有附着物的轻质基体材料；C、重复上述步骤A和B，至空隙内含有附着物的轻质基体材料中附着物的重量含量为90%～95%时为止，获得坯体。其中，实施步骤A和B的次数可以为1次、2次、3次、5次或更多次，优选为5～8次，采用5～8次时预备坯体中溶剂挥发更加充分。
在上述制备方法中，形成坯体的步骤中，步骤A将轻质基体材料与浆料复合形成预备坯体的工艺优选包括但不限于采用常压浸渍和真空浸渍。优选在步骤A中将轻质基体材料投入到浆料中浸渍1～5min，优选1～2min。使预备坯体溶剂挥发的工艺优选包括但不限于采用常温常压蒸发。优选在步骤B中通过采用翻转预备体的方式使溶剂挥发。这种翻转预备坯体的方式加速溶剂的挥发，这种方式能够使得坯体中溶剂更好的挥发出来，从而避免在坯体中形成气孔等缺陷，且使得坯体中所包含的磁性吸波剂随着溶剂的挥发分布的更为分散，以提高后续所制备的轻质磁性材料吸波性能的稳定性。优选翻转时间优选为1～8min，更优选为2～3min，翻转频率优选为6～20次/min。
在本申请的一种优选实施方式中，上述制备方法中使磁性吸波剂和树脂载体复合在轻质基体材料空隙内，形成轻质磁性材料的步骤采用固化工艺，促使树脂载体发生固化，使磁性材料和树脂载体复合在轻质基体材料空隙内，形成轻质磁性材料。优选地，固化工艺为热固化或常温固化。采用酚醛树脂作为固化剂时，固化工艺的固化温度为150～200℃，时间为50～120分钟，优选地，固化温度为170～180℃，时间为60～90分钟；采用双氰胺树脂作为固化剂时，固化工艺的固化温度为150～170℃，时间为60～120分钟；采用二乙烯三胺树脂作为固化剂时，固化工艺的固化温度为25～40℃，时间为80～150分钟。
同时，本发明还提供了一种吸波板，该吸波板由本发明所提供的轻质磁性材料制成。本发明所提供的这种吸波板通过采用上述轻质磁性材料制成，使其具有较好的强度和较低的密度，扩大了微波板的应用范围。
以下将以具体实施例进一步说明本发明所提供的轻质磁性材料及其制作方法的有益效果。
实施例1
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取酚醛树脂18.7g，采用丙酮溶解酚醛树脂，形成酚醛树脂溶液，其中酚醛树脂的体积分数为55%；按双酚F型环氧树脂的环氧基和酚醛树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将线型酚醛树脂溶液与71.3g双酚F型环氧树脂搅拌混合，机械搅拌40min，形成树脂载体溶液。其中，酚醛树脂由台湾长春人造树脂有限公司生产的线性酚醛树脂，其羟基当量为110g/mol，分子量1000；双酚F型环氧树脂由湖南拓索科技有限公司生产，其环氧当量为420g/mol。
在树脂载体溶液中加入135g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌40min，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是60%。
将密度为0.05g/cm3、体积为500cm3芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍2min；用镊子取出蜂窝，并翻转蜂窝3分钟，翻转的频率为12次/分钟。重复进行五次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为90%。
在170℃下干燥90分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例2
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取酚醛树脂13.8g，采用丙酮溶解酚醛树脂，形成酚醛树脂溶液，其中酚醛树脂的体积分数为55%；按双酚F型环氧树脂的环氧基和酚醛树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将线型酚醛树脂溶液与52.6g双酚F型环氧树脂搅拌混合，机械搅拌40min，形成树脂载体溶液。其中，酚醛树脂由台湾长春人造树脂有限公司生产的线性酚醛树脂，其羟基当量为110g/mol，分子量1000；双酚F型环氧树脂由湖南拓索科技有限公司生产，其环氧当量为420g/mol。
在树脂载体溶液中加入265.7g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌40min，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是80%。
将密度为0.05g/cm3、体积为500cm3芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍2min；用镊子取出蜂窝，并翻转蜂窝3分钟，翻转的频率为12次/分钟。重复进行五次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为93%。
在170℃下干燥90分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例3
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取酚醛树脂19.7g，采用丙酮溶解酚醛树脂，形成酚醛树脂溶液，其中酚醛树脂的体积分数为55%；按双酚F型环氧树脂的环氧基和酚醛树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将线型酚醛树脂溶液与75.3g双酚F型环氧树脂搅拌混合，机械搅拌40min，形成树脂载体溶液。其中，酚醛树脂由台湾长春人造树脂有限公司生产的线性酚醛树脂，其羟基当量为110g/mol，分子量1000；双酚F型环氧树脂由湖南拓索科技有限公司生产，其环氧当量为420g/mol。
在树脂载体溶液中加入380g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌40min，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是80%。
将密度为0.05g/cm3、体积为500cm3的芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍5min；用镊子取出芳纶蜂窝，并翻转芳纶蜂窝8分钟，翻转的频率为6次/分钟。重复进行五次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为95%。
在150℃下干燥120分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例4
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取酚醛树脂19.7g，采用丙酮溶解酚醛树脂，形成酚醛树脂溶液，其中酚醛树脂的体积分数为55%；按双酚F型环氧树脂的环氧基和酚醛树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将线型酚醛树脂溶液与75.3g双酚F型环氧树脂搅拌混合，机械搅拌40min，形成树脂载体溶液。其中，酚醛树脂由台湾长春人造树脂有限公司生产的线性酚醛树脂，其羟基当量为110g/mol，分子量1000；双酚F型环氧树脂由湖南拓索科技有限公司生产，其环氧当量为420g/mol。
在树脂载体溶液中加入380g铁氧体羟基铁粉（德国巴斯夫公司生产，粒径范围3～5μm），机械搅拌40min，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是80%。
将密度为0.03g/cm3、体积为500cm3的芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍8min；用镊子取出蜂窝，并翻转蜂窝10分钟，翻转的频率为6次/分钟。得到坯体，且坯体中浆料重量含量为95%。
在145℃下干燥130分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例5
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取酚醛树脂39.4g，采用丙酮溶解酚醛树脂，形成酚醛树脂溶液，其中酚醛树脂的体积分数为55%；按双酚F型环氧树脂的环氧基和酚醛树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将线型酚醛树脂溶液与150.6g双酚F型环氧树脂搅拌混合，机械搅拌40min，形成树脂载体溶液。其中，酚醛树脂由台湾长春人造树脂有限公司生产的线性酚醛树脂，其羟基当量为110g/mol，分子量1000；双酚F型环氧树脂由湖南拓索科技有限公司生产，其环氧当量为420g/mol。
在树脂载体溶液中加入285g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌40min，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是80%。
将密度为0.03g/cm3、体积为833cm3的芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍3min；用镊子取出蜂窝，并翻转蜂窝2分钟，翻转的频率为15次/分钟。重复进行4次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为95%。
在180℃下干燥60分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例6
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取酚醛树脂9.3g，采用丙酮溶解酚醛树脂，形成酚醛树脂溶液，其中酚醛树脂的体积分数为55%；按双酚F型环氧树脂的环氧基和酚醛树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将线型酚醛树脂溶液与35.7g双酚F型环氧树脂搅拌混合，机械搅拌40min，形成树脂载体溶液。其中，酚醛树脂由台湾长春人造树脂有限公司生产的线性酚醛树脂，其羟基当量为110g/mol，分子量1000；双酚F型环氧树脂由湖南拓索科技有限公司生产，其环氧当量为420g/mol。
在树脂载体溶液中加入180g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌40min，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是80%。
将密度为0.08g/cm3、体积为313cm3的芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍5min；用镊子取出芳纶蜂窝，并翻转芳纶蜂窝5分钟，翻转的频率为12次/分钟。重复进行五次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为95%。
在170℃下干燥60分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例7
取10.14g双氰胺树脂采用二甲基二酰胺溶解双氰胺树脂，形成双氰胺树脂溶液，双氰胺树脂的体积分数为55%；按双酚A环氧树脂的环氧基和双氰胺树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将双氰胺树脂溶液与107.7g双酚A环氧树脂搅拌混合，机械搅拌0.5h，形成树脂载体溶液。其中，双氰胺树脂由江西斯莫生物化学有限公司生产；双酚A环氧树脂由宏昌电子材料有限公司生产的GEBR450A80型双酚A环氧树脂，环氧当量是450g/mol。
向树脂载体溶液中加入214.3g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌1h，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是65%。
将密度为0.05g/cm3、体积为500cm3的芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍5min；用镊子取出芳纶蜂窝，并翻转芳纶蜂窝5分钟，翻转的频率为12次/分钟。重复进行五次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为93%。
在170℃下干燥60分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例8
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取14.2g二乙烯三胺树脂，采用乙醇溶解二乙烯三胺树脂，形成二乙烯三胺树脂溶液，二乙烯三胺树脂的体积分数为10%；按双酚A环氧树脂的环氧基和二乙烯三胺树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将185.8g双酚A环氧树脂和二乙烯三胺树脂溶液搅拌混合，机械搅拌0.5h，形成树脂载体溶液。其中，二乙烯三胺树脂是由长沙江龙化工科技有限公司生产；双酚A环氧树脂由宏昌电子材料有限公司生产的GEBR450A80型双酚A环氧树脂，环氧当量是450g/mol。
向树脂载体溶液中加入275g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌1h，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是58%。
将密度为0.05g/cm3、体积为500cm3的芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍5min；用镊子取出芳纶蜂窝，在35℃的温度下将芳纶蜂窝中的溶剂挥发出来，挥发处理的时间为8min。重复进行五次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为95%。
在40℃下干燥80分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
实施例9
本实施例提供了一种轻质磁性材料的制作方法，包括以下步骤：
取3.2g双氰胺树脂，采用二甲基二酰胺溶解双氰胺树脂，形成双氰胺树脂溶液，其中双氰胺树脂的体积分数为55%；按双酚A环氧树脂的环氧基和双氰胺树脂的羟基的摩尔比1：1的比例，将双氰胺树脂溶液与33.5g双酚A环氧树脂搅拌混合，机械搅拌0.5h，形成树脂载体溶液。其中，双氰胺树脂由江西斯莫生物化学有限公司生产；双酚A环氧树脂由宏昌电子材料有限公司生产的GEBR450A80型双酚A环氧树脂，环氧当量是450g/mol。
向树脂载体溶液中加入256.6g铁氧体（成都中磁新技术开发有限公司生产，粒径范围10～100μm），机械搅拌1h，得到浆料，其中铁氧体在浆料中的重量比是74%。
将密度为0.08g/cm3、体积为500cm3的芳纶蜂窝投入到上述浆料中浸渍4min；用镊子取出芳纶蜂窝，并翻转芳纶蜂窝6分钟翻转的频率为10次/分钟。重复进行五次上述步骤，得到坯体，且坯体中浆料重量含量为88%。
在150℃下干燥120分钟上述坯体，得到轻质磁性材料。
测试一：
测量实施例1至9得到的轻质磁性材料的体积和质量，计算出其密度，其结果请见表1，其中坯体中附着物重量含量是指溶剂挥发后坯体内所附着的物质的含量，实际为磁性吸波剂和树脂载体的重量含量。
表1
从表1中的数据可以看出，轻质磁性材料的密度与磁性材料相比具有明显的降低。其中，铁氧体的密度为4.8/cm3，而铁氧体复合轻质基体材料后形成的轻质磁性材料的密度下降至0.46～1.01g/cm3；羟基铁粉的密度为7.8g/cm3，而羟基铁粉复合轻质基体材料后形成的轻质磁性材料的密度下降至1.04g/cm3。同时，从表1中的数据还可以看出，随着坯体中浆料重量含量的增加，所得到轻质磁性材料的密度也呈现小幅度的增加。
测试二：
选取实施例1至9得到的轻质磁性材料切成厚度为10mm的小块，采用波导法测量轻质磁性材料的电磁参数（复数介电常数e'、e''和复数磁导率μ'、μ''），并根据上述测试结果做出轻质磁性材料的反射率仿真曲线和电磁参数的平均值。
测量方法：电磁参数的测试采用GJB1509-92标准，反射率仿真曲线的制作采用CST建模仿真法。
测量结果：图2至图9分别为实施例1至4得到的轻质磁性材料的电磁性能及反射率的仿真曲线；表2为测得实施例1至9得到的轻质磁性材料的电磁参数的平均值。
表2
| 平均μ'值 | 平均μ''值 | 平均e'值 | 平均e''值 | |
| 施例1 | 1.17 | 0.16 | 1.68 | 0.03 |
| 施例2 | 1.21 | 0.19 | 1.82 | 0.05 |
| 施例3 | 1.47 | 0.51 | 2.52 | 0.07 |
| 施例4 | 2.08 | 0.59 | 4.83 | 0.08 |
| 施例5 | 1.2 | 0.18 | 1.71 | 0.05 |
| 施例6 | 1.38 | 0.26 | 1.97 | 0.05 |
| 施例7 | 1.21 | 0.20 | 1.72 | 0.04 |
| 施例8 | 1.02 | 0.11 | 1.53 | 0.02 |
| 施例9 | 1.23 | 0.26 | 1.88 | 0.04 |
由图2至图9的测试图以及表2中的测试数据可以看出，在本申请提供的轻质磁性材料的配比范围内，随着坯体中浆料重量含量的增加，所制得轻质磁性材料的复数磁导率μ'、μ''和复数介电常数e'、e''越来越大，且所制得轻质磁性材料在1.5～4GHz吸收越来越大。
从以上实施例可以看出，本发明上述的实例实现了如下技术效果：通过包含将磁性材料和树脂载体的浆料浸入轻质基体材料的空隙内形成坯体，经干燥得到轻质磁性材料，从而降低磁性材料的密度，扩大了磁性材料的应用范围。同时，所制得磁性材料仍然具有良好的电磁性能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种轻质磁性材料，其特征在于，包括具有空隙的轻质基体材料、磁性吸波剂和树脂载体，所述磁性吸波剂与所述树脂载体混合后复合在所述轻质基体材料空隙内。
2.根据权利要求1所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述轻质磁性材料中所述磁性吸波剂和所述树脂载体的总含量为90wt%～95wt%。
3.根据权利要求2所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述轻质磁性材料按重量百分含量计包括：18wt%～38wt%的所述树脂载体，54wt%～76wt%的所述磁性吸波剂，以及5wt%～10wt%的所述轻质基体材料。
4.根据权利要求3所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述磁性吸收剂与所述树脂载体的重量比为1.5～4。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述磁性吸波剂为羟基铁粉和/或铁氧体。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的轻质磁性材料，其特征在于，
所述树脂载体包括环氧树脂和固化剂，所述固化剂为含有羟基或胺基的树脂，所述环氧树脂的环氧基与所述固化剂中的羟基或胺基的摩尔比为1：0.85～1.2；
所述固化剂选自酚醛树脂、双氰胺树脂和二乙烯三胺树脂中的一种或多种，所述酚醛树脂的羟基当量为100～140g/mol；
所述环氧树脂选自多酚型缩水甘油醚环氧树脂、双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述环氧树脂中的环氧当量为420～450g/mol。
8.根据权利要求6所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧基与所述固化剂中的羟基或胺基的摩尔比为1：1。
9.根据权利要求1所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述轻质基体材料选自蜂窝材料和泡沫材料中的任一种。
10.根据权利要求9所述的轻质磁性材料，其特征在于，所述轻质基体材料为芳纶蜂窝；所述轻质基体材料的密度为0.03～0.08g/cm3。
11.一种轻质磁性材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将磁性吸波剂和树脂载体配置形成浆料；
将所述浆料浸入轻质基体材料的空隙内形成坯体；
使所述磁性吸波剂和树脂载体复合在所述轻质基体材料空隙内，形成所述轻质磁性材料。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法中
将所述磁性吸波剂与树脂载体溶液混合形成所述浆料，且所述浆料中磁性吸波剂的重量含量为60%～80%；
将所述浆料浸入轻质基体材料的空隙内，使所述溶剂挥发，形成所述坯体，所述坯体中附着物的重量含量为90%～95%。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述树脂载体溶液为环氧树脂、固化剂与溶剂的混合物，所述固化剂选自酚醛树脂、双氰胺树脂和二乙烯三胺树脂中的一种或多种，所述树脂载体溶液的制备方法包括：
采用所述溶剂溶解所述固化剂，形成固化剂溶液；以及
将所述固化剂溶液与所述环氧树脂搅拌混合，形成所述树脂载体溶液，其中所述环氧树脂的环氧基和所述固化剂的羟基或胺基的摩尔比为1：0.85～1.2。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂的环氧基和所述固化剂的羟基或胺基的摩尔比为1：1；所述搅拌的时间为0.5～1h。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述形成坯体的步骤包括：
A、将所述轻质基体材料投入到所述浆料中，取出获得预备坯体；
B、使所述预备坯体溶剂挥发，获得空隙内含有附着物的轻质基体材料；
C、重复上述步骤A和B，至所述空隙内含有附着物的轻质基体材料中附着物的重量含量为90%～95%时为止，获得所述坯体。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述形成坯体的步骤，
所述步骤A中将所述轻质基体材料投入到所述浆料中浸渍1～5min；
所述步骤B中通过采用翻转所述预备体的方式使所述溶剂挥发，翻转时间为1～8min，翻转频率为6～20次/min。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述形成坯体的步骤，
所述步骤A中将所述轻质基体材料投入到所述浆料中浸渍1～2min；
所述步骤B中，翻转时间为2～3min。
18.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述使磁性吸波剂和树脂载体复合在所述轻质基体材料空隙内的步骤采用固化工艺；
采用酚醛树脂作为固化剂时，所述固化工艺的固化温度为150～200℃，时间为50～120分钟；
采用双氰胺树脂作为固化剂时，所述固化工艺的固化温度为150～170℃，时间为60～120分钟；
采用二乙烯三胺树脂作为固化剂时，所述固化工艺的固化温度为25～40℃，时间为80～150分钟。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，采用酚醛树脂作为固化剂时，所述固化工艺的固化温度为170～180℃，时间为60～90分钟。
20.一种吸波板，其特征在于，所述吸波板由权利要求1至10中任一项所述的轻质磁性材料制成。
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