CN109666262B

CN109666262B - 一种形状自修复吸波材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109666262B
Application number: CN201811574612.6A
Authority: CN
Inventors: 吕通; 卢明明; 马向雨; 宫元勋; 林海燕; 赵宏杰; 刘宇艳
Original assignee: Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Current assignee: Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: CN109666262A

Abstract

本发明涉及一种形状自修复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)的树脂基体、增韧剂和固化剂混合均匀，得到树脂预聚物，树脂基体选自由环氧树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂和聚降冰片烯树脂组成的组；(2)往得到的树脂预聚物中加入选自由铁氧体粉、羰基铁粉、导电炭黑、碳纤维、碳化硅纤维、碳纳米管和石墨烯组成的组的吸收剂并搅拌均匀，得到形状自修复吸波树脂；(3)将形状自修复吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状自修复吸波材料。本发明方法赋予了吸波材料形状自修复性能，能够满足吸波材料在受到外力破坏变形后吸波性能恢复的需求。

Description

一种形状自修复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，尤其涉及一种形状自修复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。吸波材料的吸波性能往往与其外形形状结构具有直接的关系，其外形结构形状根据吸波材料的阻抗匹配性能特殊设计而成。目前，固化成型后的吸波材料一旦受到外力破坏变形，变形部分的阻抗匹配关系也随之改变，将会造成吸波性能的下降，现有吸波材料当其结构外形被破坏后将会影响其继续使用，现有吸波材料普遍存在使用寿命短、使用耐久度低等问题。然而，近年来关于吸波材料的研究主要集中在提高吸波材料的韧性、耐热性、耐水性、耐化学药品性等性能方面，未见有关于形状自修复吸波材料的制备的相关报道。

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自修复吸波材料及其制备方法。本发明方法赋予了吸波材料形状自修复性能，能够满足吸波材料在受到外力破坏变形后吸波性能恢复的需求；本发明方法制得的形状自修复吸波材料兼具吸波性能优异和形状自修复性能优异的优点。

为了实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种形状自修复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)的树脂基体、增韧剂和固化剂混合均匀，得到树脂预聚物，所述树脂基体选自由环氧树脂、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)得到的树脂预聚物中加入选自由铁氧体粉、羰基铁粉、导电炭黑、碳纤维、碳化硅纤维、碳纳米管和石墨烯组成的组的吸收剂并搅拌均匀，得到形状自修复吸波树脂；和

(3)将步骤(2)得到的形状自修复吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状自修复吸波材料。

优选地，所述步骤(2)包括如下子步骤：

(a)在往步骤(1)得到的树脂预聚物中加入所述吸收剂之前，先将所述吸收剂等分成等重量的多份；

(b)将多份所述吸收剂依次加入步骤(1)得到的树脂预聚物中并搅拌均匀，得到形状自修复吸波树脂。

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，先将所述树脂基体和所述增韧剂于70～90℃下保温15～25min的步骤。

优选地，所述吸收剂的用量为所述树脂基体的用量的5～85wt％。

优选地，所述吸收剂的用量为所述树脂基体的用量的40～85wt％。

优选地，所述树脂基体为环氧树脂；和/或所述吸收剂为羰基铁粉。

特别地，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；优选的是，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自修复吸波材料。

本发明与现有技术相比至少具有如下的有益效果：

(1)本发明通过对形状自修复吸波树脂配方的调整对形状自修复吸波树脂进行分子结构设计，使用增韧剂部分取代固化剂，降低了树脂基体(例如环氧树脂)的交联密度，使形状自修复聚合物材料具有较高韧性同时具备较好的形状回复率，使得本发明中的形状自修复吸波材料受到外形破坏后，通过外界刺激可以进行形状恢复过程，提高了吸波材料的使用寿命，本发明方法赋予吸波材料形状自修复性能，以满足吸波材料在受到外力破坏变形后吸波性能恢复的需求，解决了吸波材料一旦结构形状被破坏其吸波性能降低的问题；本发明通过对形状自修复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等吸收剂的加入会降低树脂韧性的问题，从而可以有效避免吸收剂的吸波性能与树脂基体的形状自修复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，本发明通过对形状自修复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，可以使得形状自修复吸波材料中的树脂基体和吸收剂发挥协同作用，本发明方法制得的形状自修复吸波材料兼具吸波性能优异和形状自修复性能优异的优点。

(2)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自修复吸波树脂材料的形状回复温度(形状自修复温度)，随着增韧剂化学计量比的增加，形状回复温度逐渐降低，形状回复温度可以调整在33～95℃范围内；本发明中的吸波材料的形状自修复方法较为简单，形状回复率高，仅通过短时间加热即可。

(3)本发明方法简单可行，可以增长吸波材料的使用寿命，提高了吸波材料的使用耐久度。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式中的形状自修复吸波材料的制备以及形状破坏-自修复过程图。

图2是本发明一个具体实施方式中制得的形状自修复吸波材料的形状破坏-自修复循环过程示意图。

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自修复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自修复吸波材料的制备以及形状破坏-自修复过程图；图2是本发明一个具体实施方式中制得的形状自修复吸波材料的形状破坏-自修复循环过程示意图，如图2所示，脱模后的形状自修复吸波材料具有原始形状，在外力下使其破坏变形，将变形后的吸波材料加热至形状自修复温度(T_g)以上，触发吸波材料形状自修复效应，回复至原始形状，完成一次形状破坏-自修复循环。在本发明中，形状自修复吸波材料的形状自修复温度即为形状自修复吸波材料的玻璃化转变温度(T_g)。

在本发明中，所述形状自修复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)的树脂基体、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，得到树脂预聚物，所述树脂基体选自由环氧树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂和聚降冰片烯树脂组成的组；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。

(2)往步骤(1)得到的树脂预聚物中加入选自由铁氧体粉、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的吸收剂并搅拌均匀，得到形状自修复吸波树脂。

(3)将步骤(2)得到的形状自修复吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状自修复吸波材料。在本发明中，所述形状自修复吸波材料指的是具有形状自修复性能的吸波材料。

本发明通过对形状自修复吸波树脂配方的调整对形状自修复吸波树脂进行分子结构设计，使用增韧剂部分取代固化剂，降低了树脂基体(例如环氧树脂)的交联密度，使形状自修复聚合物材料具有较高的韧性同时具备较好的形状回复率，使得本发明中的形状自修复吸波材料受到外形破坏后，通过外界刺激可以进行形状恢复过程，提高了吸波材料的使用寿命；本发明采用了合适的具有良好形状自修复特性的树脂基体作为了形状自修复吸波材料的基体材料，并且本发明通过对形状自修复吸波树脂配方的调整、吸收剂种类的选择以及增韧剂与固化剂的调配比的优化可以有效解决羰基铁粉等吸收剂的加入会降低树脂韧性的问题，从而可以有效避免吸收剂的吸波性能与树脂基体的形状自修复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，特别是当吸收剂的含量比较大时，本发明中的形状自修复吸波树脂配方也不会使得形状自修复材料和吸收剂组分之间相互干扰而影响各自的性能发挥，本发明通过对形状自修复吸波树脂配方的调整、吸收剂种类的选择以及增韧剂与固化剂的调配比的优化，可以使得形状自修复吸波材料中的树脂基体和吸收剂发挥协同作用，本发明方法制得的形状自修复吸波材料兼具吸波性能优异和形状自修复性能优异的优点；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自修复吸波树脂材料的形状回复温度，随着增韧剂化学计量比的增加，形状回复温度逐渐降低，形状回复温度可以调整在33～95℃范围内；本发明中的形状自修复吸波材料在外力破坏变形后通过加热至形状回复温度以上即可使得所述吸波材料形状回复至原始形状，同时吸波性能也随之恢复，本发明中的吸波材料的形状自修复方法较为简单，形状回复率高，仅通过短时间加热即可。

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自修复吸波材料完全固化。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自修复吸波材料的力学性能和形状自修复性能较差的问题，另一方面能使得最终制得的所述形状自修复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自修复性能优异的形状自修复吸波材料。

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)得到的树脂预聚物中加入所述吸收剂之前，先将所述吸收剂等分成等重量的多份(例如2～10份)；

在本发明中，先将所述吸收剂等分成等重量的多份，指的是被分成的每份吸收剂占吸收剂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吸收剂，有利进一步保证所述吸收剂在所述树脂预聚物中分散的均匀性，从而可以有效提高所述形状自修复吸波材料中树脂基体和吸收剂之间的协同作用。

在本发明中，以将所述吸收剂分成4份吸收剂为例，即所述吸收剂由第一份吸收剂、第二份吸收剂、第三份吸收剂和第四份吸收剂组成，相对应地，将多份所述吸收剂依次加入步骤(1)得到的树脂预聚物中并搅拌均匀，指的是将第一份吸收剂加入步骤(1)中所述树脂预聚物中并搅拌均匀，然后将第二份吸收剂加入所述树脂预聚物中并搅拌均匀，再将第三份吸收剂加入所述树脂预聚物中并搅拌均匀，最后将第四份吸收剂加入所述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，先将所述树脂基体和所述增韧剂于70～90℃(例如70℃、75℃、80℃、85℃或90℃)下保温15～25min(例如15、20或25min)的步骤，如此可以有效降低树脂基体的粘度，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，所述吸收剂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，所述吸收剂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％)。

根据一些优选的实施方式，所述树脂基体为环氧树脂；和/或所述吸收剂为羰基铁粉。

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；优选的是，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，所述形状自修复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，得到树脂预聚物。

S3：接下来将羰基铁粉吸收剂少量多次倒入，搅拌均匀，其中羰基铁粉的加入量为环氧树脂质量的5-85％，得到形状自修复吸波树脂。

S4：然后将形状自修复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。

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，得到具有形状自修复特性的吸波材料，并继续在120℃条件下固化2～10h使得形状自修复吸波材料完全固化。

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自修复吸波材料。本发明制得的形状自修复吸波材料具有形状自修复功能，在现有吸波材料的使用过程中，受到外力破坏会使其外形形状发生改变，从而改变其原有阻抗匹配结构，使其吸波性能降低，而本发明中具有形状自修复性能的吸波材料可以在吸波材料发生变形后，将材料温度加热至形状回复温度以上，吸波材料可以回复至原始形状，从而回复至其原始吸波材料介质的阻抗匹配关系，使其吸波性能恢复，从而达到修复由于物理变形导致材料吸波性能下降的目的。

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，得到树脂预聚物。

③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50％，得到形状自修复吸波树脂。

④然后将形状自修复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，得到具有形状自修复特性的吸波材料，并继续在120℃条件下固化4h使得形状自修复吸波材料完全固化。

将本实施例制得的形状自修复吸波材料制成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)测得形状回复率为100％，形状自修复温度为70℃；本实施例制得的形状自修复吸波材料在形状被破坏前在3GHz的反射率值为-9.5dB，在形状发生压缩变形后，在3GHz的反射率值升高至-7dB，通过形状自修复后，回复后的所述形状自修复吸波材料在3GHz的反射率值为-9.5dB，回复至原始状态。

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自修复吸波材料的形状自修复性能进行测试，其结果如表1所示，本实施例制得的形状自修复吸波材料在形状被破坏前在3GHz的反射率值为-9dB，在形状发生压缩变形后，在3GHz的反射率值升高至-6.9dB，通过形状自修复后，回复后的所述形状自修复吸波材料在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自修复吸波材料的形状自修复性能进行测试，其结果如表1所示，本实施例制得的形状自修复吸波材料在形状被破坏前在3GHz的反射率值为-9dB，在形状发生压缩变形后，在3GHz的反射率值升高至-7dB，通过形状自修复后，回复后的所述形状自修复吸波材料在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。

采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状自修复吸波材料的形状自修复性能进行测试，其结果如表1所示，本实施例制得的形状自修复吸波材料在形状被破坏前在3GHz的反射率值为-9dB，在形状发生压缩变形后，在3GHz的反射率值升高至-7dB，通过形状自修复后，回复后的所述形状自修复吸波材料在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％，得到形状自修复吸波树脂。

采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状自修复吸波材料的形状自修复性能进行测试，其结果如表1所示；本实施例制得的形状自修复吸波材料在形状被破坏前在12GHz的反射率值为-6dB，在形状发生压缩变形后，在12GHz的反射率值升高至-3.5dB，通过形状自修复后，回复后的所述形状自修复吸波材料在12GHz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％，得到形状自修复吸波树脂。

采用与实施例1中相同的方法对本实施例制得的形状自修复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自修复吸波材料在形状被破坏前在3GHz的反射率值为-12dB，在形状发生压缩变形后，在3GHz的反射率值升高至-8dB，通过形状自修复后，回复后的所述形状自修复吸波材料在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自修复性能测试，本对比例制得的吸波材料在测试过程中被拉断，未测得相应的形状回复率，本对比例制得的吸波材料在形状被破坏前在3GHz的反射率值为-9dB，通过压缩变形后，材料破裂无法测试其反射率值，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自修复性能进行测试，其结果如表1所示，本对比例制得的吸波材料在形状被破坏前在3GHz的反射率峰值为-9dB，在形状发生压缩变形后，在3GHz的反射率值升高至-6.9dB，通过形状自修复后，回复后的所述形状自修复吸波材料在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

1.一种形状自修复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)按照质量比1：(0.02～0.33)分别称取树脂基体和增韧剂，先将所述树脂基体和所述增韧剂于70～90℃下保温15～25min，然后将所述树脂基体与所述增韧剂混合，搅拌均匀后再加入固化剂，再次搅拌均匀，得到树脂预聚物，所述固化剂与所述树脂基体的质量比为(0.01～0.017)：1，所述树脂基体为E-51型环氧树脂；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；所述固化剂选自由乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺、聚醚胺和间苯二甲胺组成的组；

(2)往步骤(1)得到的树脂预聚物中加入选自由铁氧体粉、羰基铁粉、导电炭黑、碳纤维、碳化硅纤维、碳纳米管和石墨烯组成的组的吸收剂并搅拌均匀，得到形状自修复吸波树脂；所述吸收剂的用量为所述树脂基体的用量的5～85wt％；

(3)将步骤(2)得到的形状自修复吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状自修复吸波材料；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；

所述步骤(2)包括如下子步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述吸收剂的用量为所述树脂基体的用量的40～85wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述吸收剂为羰基铁粉。

4.根据权利要求1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。

5.由权利要求1至4任一项所述的制备方法制得的形状自修复吸波材料。