CN109627695A - 一种形状记忆吸波材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种形状记忆吸波材料及其制备方法。所述方法包括:(1)将质量比为1:(0.02~0.33):(0.01~0.017)的环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀,得到环氧树脂预聚物;(2)往得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀,得到形状记忆吸波树脂;(3)将形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化,制得形状记忆吸波材料。本发明方法制得的吸波材料具有形状记忆功能,可以根据使用过程中的具体要求改变形状,使用后可加热至形状记忆转变温度以上回复至原始形状从而达到重复使用的目的。

Description

一种形状记忆吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明属于吸波材料制备技术领域,尤其涉及一种形状记忆吸波材料及其制备方法。
背景技术
吸波材料是指能够吸收、衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。随着科学技术的发展,吸波材料已经在各个方面具有广泛的应用。如电磁防护、微波暗室、移动通讯以及军事隐身等领域均具有重要意义。
目前来讲,吸波材料的制备方法主要是通过吸收剂与基体材料的复合制备,一般基体材料为高分子弹性体、树脂或泡沫等材料,现有的吸波材料只能根据所需使用的形状,在特定形状下的模具固化成形,制备后的材料形状不能改变。
目前,在有些特殊的使用场合下,对吸波材料提出了更高的要求,比如设想吸波材料能够变形,如吸波板材需要转变成其他的形状进行装配使用,而经过改变形状之后,通过触发形状记忆性能,材料还能够恢复至原始形状进而循环使用,提高材料的使用效率。然而现有吸波材料均未满足这样的使用要求,极大地限制了吸波材料的使用范围。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种形状记忆吸波材料及其制备方法。本发明方法制备的吸波材料可以根据使用条件改变形状,使用后可触发形状记忆性能恢复至原始形状进行循环使用,从而提高了吸波材料的使用效率。本发明方法制得的形状记忆吸波材料兼具吸波性能优异和形状记忆性能优异的优点。
为了实现上述目的,本发明在第一方面提供了一种形状记忆吸波材料的制备方法,所述方法包括如下步骤:
(1)将质量比为1:(0.02~0.33):(0.01~0.017)的环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀,得到环氧树脂预聚物;
(2)往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀,得到形状记忆吸波树脂;和
(3)将步骤(2)得到的形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化,制得形状记忆吸波材料。
优选地,所述步骤(2)包括如下子步骤:
(a)在往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入所述羰基铁粉之前,先将所述羰基铁粉等分成等重量的多份;
(b)将多份所述羰基铁粉依次加入步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,得到形状记忆吸波树脂。
优选地,所述两个以上不同温度阶段进行固化包括第一阶段固化、第二阶段固化和第三阶段固化;所述第一阶段固化的温度为50~70℃,所述第一阶段固化的时间为0.5~1.5h;所述第二阶段固化的温度为85~110℃,所述第二阶段固化的时间为1.5~2.5h;所述第三阶段固化的温度为115~130℃,所述第三阶段固化的时间为2~10h。
优选地,所述方法还包括在步骤(1)之前,先将所述环氧树脂和所述增韧剂于70~90℃下保温15~25min的步骤。
优选地,所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的5~85wt%。
优选地,所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的40~85wt%。
优选地,所述增韧剂选自碳原子数为3~18的正烷基胺中的一种或多种。
优选地,所述增韧剂选自由正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十二胺和正十六胺组成的组。
优选地,所述固化剂选自由乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和二乙氨基丙胺、聚醚胺和间苯二甲胺组成的组。
本发明在第二方面提供了由本发明在第一方面所述的制备方法制得的形状记忆吸波材料。
本发明与现有技术相比至少具有如下的有益效果:
(1)本发明通过对形状记忆吸波树脂配方的调整对形状记忆吸波树脂进行分子结构设计,使用增韧剂部分取代固化剂,降低了环氧树脂的交联密度,使形状记忆聚合物材料具有较高的形状固定率和形状回复率,具有形状记忆性能的吸波材料形状可以改变,提高了材料的使用效率;本发明通过对形状记忆吸波树脂配方的调整以及增韧剂与固化剂的调配比的优化解决羰基铁粉的加入会降低树脂韧性的问题,从而可以有效避免羰基铁粉的吸波性能与环氧树脂的形状记忆性能之间相互影响而导致各组分无法充分发挥各自的优势的问题,本发明通过对形状记忆吸波树脂配方的调整以及增韧剂与固化剂的调配比的优化,可以使得形状记忆吸波材料中的环氧树脂和吸收剂发挥协同作用,本发明方法制得的形状记忆吸波材料兼具吸波性能优异和形状记忆性能优异的优点。
(2)本发明方法赋予吸波材料形状记忆性能,以满足吸波材料在装配过程中不同使用环境下形状变换的需求,同时在使用后,触发形状记忆性能可回复至原始形状循环使用,解决了材料一次成型后形状改变困难的问题。
(3)本发明方法按照一定的化学计量比改变增韧剂与固化剂的调配比例可以有效地调整形状记忆吸波树脂材料的形状转变温度,随着增韧剂化学计量比的增加,形状转变温度逐渐降低,形状转变温度可以调整在33~95℃范围内;经过赋形后的临时形状材料,可以根据实际需要在形变量允许的范围内任意改变,使用后可再次加热至转变温度以上,触发形状记忆性能回复至原始形状,进行循环使用,提高材料的使用效率;本发明中的吸波材料的形状回复方法较为简单,形状回复率高,仅通过短时间加热即可。
(4)本发明方法中使用环氧树脂复合羰基铁粉(铁磁性吸收剂),环氧树脂本身具有良好的耐化学性,铁磁性吸收剂与环氧树脂的复合可以保护吸收剂受到外界湿度以及酸碱盐的腐蚀,有效提高了吸收剂的耐环境性,提高了材料的使用寿命;本发明利用环氧树脂基体的形状记忆效应赋予吸波材料形状变化同时可回复的性能,使材料可以变换成不同的形状反复使用。
(5)本发明方法简单可行,使用本发明方法制备出的材料兼具吸波和形状记忆功能,拓宽了吸波材料的使用范围,使吸波材料可以重复利用。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式中的形状记忆吸波材料的制备以及形状变形-形状回复过程图。
图2是本发明一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状记忆变化过程示意图。
图3是本发明一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状变换重复使用示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明在第一方面提供了一种形状记忆吸波材料的制备方法,图1是本发明一个具体实施方式中的形状记忆吸波材料的制备以及形状变形-形状回复过程图;图2是本发明一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状记忆变化过程示意图;图3是本发明一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状变换重复使用示意图;如图2和3所示,脱模后的形状记忆吸波材料具有原始形状,将形状加热至形状转变温度(Tg)温度以上,根据使用需要使用外力使其变形,将温度降低至Tg以下,材料的临时形状固定,材料使用后,将具有临时形状的吸波材料重新加热至Tg温度以上,触发吸波材料形状记忆效应,回复至原始形状,完成一次形状变换循环;在本发明中,形状记忆吸波材料的形状转变温度即为形状记忆吸波材料的玻璃化转变温度(Tg)。
在本发明中,所述形状记忆吸波材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将质量比为1:(0.02~0.33):(0.01~0.017)(例如1:0.02:0.01、1:0.02:0.011、1:0.02:0.012、1:0.02:0.013、1:0.02:0.014、1:0.02:0.015、1:0.02:0.016、1:0.02:0.017、1:0.05:0.01、1:0.05:0.011、1:0.05:0.012、1:0.05:0.013、1:0.05:0.014、1:0.05:0.015、1:0.05:0.016、1:0.05:0.017、1:0.1:0.01、1:0.1:0.011、1:0.1:0.012、1:0.1:0.013、1:0.1:0.014、1:0.1:0.015、1:0.1:0.016、1:0.1:0.017、1:0.2:0.01、1:0.2:0.011、1:0.2:0.012、1:0.2:0.013、1:0.2:0.014、1:0.2:0.015、1:0.2:0.016、1:0.2:0.017、1:0.33:0.01、1:0.33:0.011、1:0.33:0.012、1:0.33:0.013、1:0.33:0.014、1:0.33:0.015、1:0.33:0.016或1:0.33:0.017)的环氧树脂、增韧剂(例如单胺类增韧剂)和固化剂(例如双胺类固化剂)混合均匀,得到环氧树脂预聚物;在本发明中,例如可以先将质量比为1:(0.02~0.33)的环氧树脂和增韧剂混合,搅拌均匀后再加入固化剂,再次搅拌均匀,其中,所述固化剂与所述环氧树脂的质量比为(0.01~0.017):1;在本发明中,所述环氧树脂作为形状记忆吸波材料的树脂基体材料,当然,在本发明中,所述树脂基体材料例如也可以选自由环氧树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂和聚降冰片烯树脂组成的组。
(2)往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀,得到形状记忆吸波树脂;在本发明中,所述羰基铁粉作为所述形状记忆吸波材料的吸收剂,当然,在本发明中,所述吸收剂例如也可以选自由铁氧体粉、羰基铁粉、导电炭黑、碳纤维(例如短切碳纤维)、碳化硅纤维、碳纳米管和石墨烯组成的组。
(3)将步骤(2)得到的形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化,制得形状记忆吸波材料。在本发明中,所述形状记忆吸波材料指的是具有形状记忆特性的吸波材料。
本发明通过对形状记忆吸波树脂配方的调整对形状记忆吸波树脂进行分子结构设计,使用增韧剂部分取代固化剂,降低了环氧树脂的交联密度,使形状记忆聚合物材料具有较高的形状固定率和形状回复率,具有形状记忆性能的吸波材料形状可以改变,提高了材料的使用效率;本发明采用了合适的具有良好形状记忆特性的环氧树脂复合铁磁性吸收剂,可以有效保护吸收剂受到外界湿度以及酸碱盐的腐蚀;并且本发明通过对形状记忆吸波树脂配方的调整以及增韧剂与固化剂的调配比的优化可以解决羰基铁粉的加入会降低树脂韧性的问题,从而可以有效避免羰基铁粉的吸波性能与环氧树脂的形状记忆性能之间相互影响而导致各组分无法充分发挥各自的优势的问题,特别是当羰基铁粉的含量比较大时,本发明中的形状记忆吸波树脂配方也不会使得形状记忆材料和羰基铁粉组分之间相互干扰而影响各自的性能发挥,本发明通过对形状记忆吸波树脂配方的调整以及增韧剂与固化剂的调配比的优化,可以使得形状记忆吸波材料中的环氧树脂和羰基铁粉发挥协同作用,本发明方法制得的形状记忆吸波材料兼具吸波性能优异和形状记忆性能优异的优点;此外,本发明方法按照一定的化学计量比改变增韧剂与固化剂的调配比例可以有效地调整形状记忆吸波树脂材料的形状转变温度,随着增韧剂化学计量比的增加,形状转变温度逐渐降低,形状转变温度可以调整在33~95℃范围内。
本发明通过采用两个以上不同温度阶段进行分段固化使得形状记忆吸波材料完全。本发明采用在两个以上不同温度阶段进行分段固化一方面能防止固化过程太快以及反应速度过快、反应不均匀从而导致形状记忆吸波材料的力学性能和形状记忆性能较差的问题,另一方面能使得最终制得的所述形状记忆吸波材料的组织结构更加均匀,有助于形成吸波性能优异和形状记忆性能优异的形状记忆吸波材料。
根据一些优选的实施方式,所述步骤(2)包括如下子步骤:
(a)在往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入所述羰基铁粉之前,先将所述羰基铁粉等分成等重量的多份(例如2~10份);
(b)将多份所述羰基铁粉依次加入步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,得到形状记忆吸波树脂。
在本发明中,先将所述羰基铁粉等分成等重量的多份,指的是被分成的每份羰基铁粉占羰基铁粉的总重量的百分比相同;在本发明中,优选为采用这种少量多次的方式加入所述羰基铁粉,有利进一步保证所述羰基铁粉在所述环氧树脂预聚物中分散的均匀性,从而可以有效提高所述形状记忆吸波材料中环氧树脂和羰基铁粉之间的协同作用。
在本发明中,以将所述羰基铁粉分成4份羰基铁粉为例,即所述羰基铁粉由第一份羰基铁粉、第二份羰基铁粉、第三份羰基铁粉和第四份羰基铁粉组成,相对应地,将多份所述羰基铁粉依次加入步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,指的是将第一份羰基铁粉加入步骤(1)中所述环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,然后将第二份羰基铁粉加入所述环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,再将第三份羰基铁粉加入所述环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,最后将第四份羰基铁粉加入所述环氧树脂预聚物中并搅拌均匀。
根据一些优选的实施方式,所述两个以上不同温度阶段进行固化包括第一阶段固化、第二阶段固化和第三阶段固化;所述第一阶段固化的温度为50~70℃(例如50℃、55℃、60℃、65℃或70℃),所述第一阶段固化的时间为0.5~1.5h(例如0.5、1或1.5h);所述第二阶段固化的温度为85~110℃(例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或110℃),所述第二阶段固化的时间为1.5~2.5h(例如1.5、2或2.5h);所述第三阶段固化的温度为115~130℃(例如115℃、120℃、125℃或130℃),所述第三阶段固化的时间为2~10h(例如2、3、4、5、6、7、8、9或10h)。特别说明的是,本发明所述的第一阶段固化中的术语“第一”、所述的第二阶段固化中的术语“第二”和所述的第三阶段固化中的术语“第三”,表示的是进行固化步骤时的先后顺序。
根据一些优选的实施方式,所述方法还包括在步骤(1)之前,先将所述环氧树脂和所述增韧剂于70~90℃(例如70℃、75℃、80℃、85℃或90℃)下保温15~25min(例如15、20或25min)的步骤,如此可以有效降低环氧树脂的粘度,保证树脂的流动性,从而能够保证后续反应更加均匀;在本发明中,例如,在步骤(1)之前,先按照质量比为1:(0.02~0.33)分别称取相应质量的环氧树脂(例如E-51环氧树脂)和增韧剂,然后放入烘箱中加热到80℃,恒温保持(保温)20min。
根据一些优选的实施方式,所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的5~85wt%(例如5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、80wt%或85wt%)。
根据一些优选的实施方式,所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的40~85wt%(例如40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、80wt%或85wt%)。在本发明中,优选为所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的40~85wt%,这样既不会存在所述形状记忆吸波树脂中由于羰基铁粉的加入降低了树脂的韧性而导致吸波性能以及形状记忆性能之间会相互影响的问题,又不会存在由于羰基铁粉的含量过少而无法充分发挥吸波性能的问题。
根据一些优选的实施方式,所述增韧剂选自碳原子数为3~18的正烷基胺中的一种或多种。
根据一些优选的实施方式,所述增韧剂选自由正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十二胺和正十六胺组成的组;更优选的是,所述增韧剂为正辛胺。
根据一些优选的实施方式,所述固化剂选自由乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和二乙氨基丙胺、聚醚胺和间苯二甲胺组成的组;更优选的是,所述固化剂为间苯二甲胺。
根据一些具体的实施方式,所述形状记忆吸波材料的制备过程包括:
S1:按照质量比为1:(0.02~0.33)分别称取相应质量的环氧树脂(E-51)和正辛胺,放入烘箱中加热到80℃,恒温保持20min。
S2:然后将环氧树脂与正辛胺混合,搅拌均匀后加入间苯二甲胺,间苯二甲胺与环氧树脂的质量比为(0.01~0.017):1,再次搅拌均匀,得到环氧树脂预聚物。
S3:接下来将羰基铁粉少量多次倒入,搅拌均匀,其中羰基铁粉的加入量为环氧树脂质量的5-85%,得到形状记忆吸波树脂。
S4:然后将形状记忆吸波树脂放入真空烘箱中抽真空10min,目的是去除体系中的气泡,再将其注入到事先预热好,并涂有脱模剂的金属模具(不锈钢模具)中,再次抽真空10min,并加热固化,具体固化制度是:60℃/1h+100℃/2h。
S5:将模具去掉,在材料玻璃化转变温度以上20℃的环境下,将金属模具脱去,得到具有形状记忆特性的吸波材料,并继续在120℃条件下固化2~10h使得形状记忆吸波材料完全固化。
本发明在第二方面提供了由本发明在第一方面所述的制备方法制得的形状记忆吸波材料。
下文将通过举例的方式对本发明进行进一步的说明,但是本发明的保护范围不限于这些实施例。
实施例1
①按照质量比为1:0.31分别称取相应质量的环氧树脂(E-51)和正辛胺,放入烘箱中加热到80℃,恒温保持20min。
②然后将环氧树脂与正辛胺混合,搅拌均匀后加入间苯二甲胺,间苯二甲胺与环氧树脂的质量比为0.017:1,再次搅拌均匀,得到环氧树脂预聚物。
③接下来将羰基铁粉分四次依次加入环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,其中羰基铁粉的加入量为环氧树脂质量的50%,得到形状记忆吸波树脂。
④然后将形状记忆吸波树脂放入真空烘箱中抽真空10min,目的是去除体系中的气泡,再将其注入到事先预热好,并涂有脱模剂的金属模具中,再次抽真空10min,并加热固化,具体固化制度是:60℃/1h+100℃/2h。
⑤将模具去掉,在材料玻璃化转变温度以上20℃的环境下,将金属模具脱去,得到具有形状记忆特性的吸波材料,并继续在120℃条件下固化4h使得形状记忆吸波材料完全固化。
将本实施例制得的形状记忆吸波材料制成10mm×2mm×0.2mm的样条,测试时拉伸应力为0.75MPa。通过静态热机械分析仪(TMA)测得形状固定率为97%,形状回复率为100%,形状转变温度为70℃;本实施例制得的形状记忆吸波材料在形状变形前在3GHz的反射率值为-9.5dB,在形状变形-形状回复后,回复的所述形状记忆吸波材料在3GHz的反射率值为-9.5dB。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同,不同之处在于:
在①中,按照质量比为1:0.33分别称取相应质量的环氧树脂(E-51)和正辛胺,放入烘箱中加热到80℃,恒温保持20min。
在②中,然后将环氧树脂与正辛胺混合,搅拌均匀后加入间苯二甲胺,间苯二甲胺与环氧树脂的质量比为0.01:1,再次搅拌均匀,得到树脂预聚物。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状记忆吸波材料的形状记忆性能进行测试,其结果如表1所示,本实施例制得的形状记忆吸波材料在形状变形前在3GHz的反射率值为-9dB,在形状变形-形状回复后,回复的所述形状记忆吸波材料在3GHz的反射率值为-8.6dB。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同,不同之处在于:
在①中,按照质量比为1:0.15分别称取相应质量的环氧树脂(E-51)和正辛胺,放入烘箱中加热到80℃,恒温保持20min。
在②中,然后将环氧树脂与正辛胺混合,搅拌均匀后加入间苯二甲胺,间苯二甲胺与环氧树脂的质量比为0.015:1,再次搅拌均匀,得到树脂预聚物。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状记忆吸波材料的形状记忆性能进行测试,其结果如表1所示,本实施例制得的形状记忆吸波材料在形状变形前在3GHz的反射率值为-9dB,在形状变形-形状回复后,回复的所述形状记忆吸波材料在3GHz的反射率值为-8.8dB。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同,不同之处在于:
在①中,按照质量比为1:0.02分别称取相应质量的环氧树脂(E-51)和正辛胺,放入烘箱中加热到80℃,恒温保持20min。
在②中,然后将环氧树脂与正辛胺混合,搅拌均匀后加入间苯二甲胺,间苯二甲胺与环氧树脂的质量比为0.01:1,再次搅拌均匀,得到树脂预聚物。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状记忆吸波材料的形状记忆性能进行测试,其结果如表1所示,本实施例制得的形状记忆吸波材料在形状变形前在3GHz的反射率值为-9dB,在形状变形-形状回复后,回复的所述形状记忆吸波材料在3GHz的反射率值为-8.5dB。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同,不同之处在于:
在③中,接下来将导电炭黑吸收剂分四次依次加入树脂预聚物中并搅拌均匀,其中导电炭黑的加入量为环氧树脂质量的5%,得到形状记忆吸波树脂。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状记忆吸波材料的形状记忆性能进行测试,其结果如表1所示;本实施例制得的形状记忆吸波材料在形状变形前在12GHz的反射率值为-6dB,在形状变形-形状回复后,回复的所述形状记忆吸波材料在12GHz内的反射率值为-6dB,其结果如表1所示。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同,不同之处在于:
在③中,接下来将羰基铁粉吸收剂分四次依次加入树脂预聚物中并搅拌均匀,其中羰基铁粉的加入量为环氧树脂质量的75%,得到形状记忆吸波树脂。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状记忆吸波材料的性能进行测试,其结果如表1所示,本实施例制得的形状记忆吸波材料在形状变形前在3GHz的反射率值为-12dB,在形状变形-形状回复后,回复的所述形状记忆吸波材料在3GHz的反射率值为-12dB。
对比例1
①按照质量比为1:0.05分别称取相应质量的环氧树脂(E-51)和双氰胺固化剂,混合均匀,得到树脂预聚物。
②接下来羰基铁粉加入树脂预聚物中并搅拌均匀,其中羰基铁粉吸收剂的加入量为环氧树脂质量的50%,得到混合料。
③然后将所述混合料放入真空烘箱中抽真空10min,目的是去除体系中的气泡,再将其注入到事先预热好,并涂有脱模剂的金属模具中,再次抽真空10min,并加热于100℃固化10h,制得吸波材料。
采用与实施例1中相同方法对本对比例制得的吸波材料进行形状记忆性能测试,本对比例制得的吸波材料在测试过程中被拉断,未测得相应的形状固定率和回复率,本对比例制得的吸波材料在形状变形前在3GHz的反射率值为-9dB,在形状变形过程中发生破坏,其形状无法回复,其结果如表1所示。
对比例2
①按照质量比为1:0.4分别称取相应质量的环氧树脂(E-51)和正辛胺,放入烘箱中加热到80℃,恒温保持20min。
②然后将环氧树脂与正辛胺混合,搅拌均匀后加入间苯二甲胺,间苯二甲胺与环氧树脂的质量比为0.05:1,再次搅拌均匀,得到树脂预聚物。
③接下来将羰基铁粉加入树脂预聚物中并搅拌均匀,其中羰基铁粉的加入量为环氧树脂质量的50%,得到混合料。
④然后将所述混合料放入真空烘箱中抽真空10min,目的是去除体系中的气泡,再将其注入到事先预热好,并涂有脱模剂的金属模具中,再次抽真空10min,并加热于100℃固化10h,制得吸波材料。
采用与实施例1中相同的方法对本对比例制得的吸波材料的形状记忆性能进行测试,其结果如表1所示,本对比例制得的吸波材料在形状变形前在3GHz的反射率值为-9dB,在形状变形-形状回复后,回复的所述吸波材料在3GHz的反射率值为-7.5dB。
表1:实施例1~6以及对比例1~2的性能指标。
符号-:表示未测得相应的数据。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种形状记忆吸波材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将质量比为1:(0.02~0.33):(0.01~0.017)的环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀,得到环氧树脂预聚物;
(2)往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀,得到形状记忆吸波树脂;和
(3)将步骤(2)得到的形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化,制得形状记忆吸波材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)包括如下子步骤:
(a)在往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入所述羰基铁粉之前,先将所述羰基铁粉等分成等重量的多份;
(b)将多份所述羰基铁粉依次加入步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中并搅拌均匀,得到形状记忆吸波树脂。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:
所述两个以上不同温度阶段进行固化包括第一阶段固化、第二阶段固化和第三阶段固化;
所述第一阶段固化的温度为50~70℃,所述第一阶段固化的时间为0.5~1.5h;
所述第二阶段固化的温度为85~110℃,所述第二阶段固化的时间为1.5~2.5h;
所述第三阶段固化的温度为115~130℃,所述第三阶段固化的时间为2~10h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述方法还包括在步骤(1)之前,先将所述环氧树脂和所述增韧剂于70~90℃下保温15~25min的步骤。
5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法,其特征在于:
所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的5~85wt%。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:
所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的40~85wt%。
7.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法,其特征在于:
所述增韧剂选自碳原子数为3~18的正烷基胺中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:
所述增韧剂选自由正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十二胺和正十六胺组成的组。
9.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法,其特征在于:
所述固化剂选自由乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和二乙氨基丙胺、聚醚胺和间苯二甲胺组成的组。
10.由权利要求1至9任一项所述的制备方法制得的形状记忆吸波材料。
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