CN110845892A - 一种快速固化雷达吸波腻子及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速固化雷达吸波腻子及其制备方法和应用,该腻子由双组分组成。腻子中各组成物质的重量百分比为:胶粘剂A:8.0%~9.0%;胶粘剂B:7.0%~8.0%;雷达波吸收剂:78.0%~83.0%;添加剂:1.0%~2.0%;固化剂:2.0%~3.0%。制备步骤为:将胶粘剂A、胶粘剂B、添加剂、按照配方量加入到烧杯中,搅拌均匀后加入雷达波吸收剂和固化剂,继续搅拌制得快速固化雷达吸波腻子。通过刮涂工艺得到快速固化雷达吸波腻子涂层,具有雷达吸波性能好,固化速度快和柔韧性好的特点。
Description
技术领域
本发明属于电磁波吸波材料领域,具体涉及一种快速固化雷达吸波腻子及其制备方法和应用。
背景技术
隐身性是飞行器主要设计特点之一,吸波涂料作为隐身材料体系的重要组成,因其良好的随型性、高性价比等特性成为一种重要的隐身手段,大量应用于飞机、导弹、地面武器装备等表面,极大的提升了武器装备的突防、生存能力。然而,由于吸波涂料是涂在飞行器表面上的,在正常的使用过程当中将直接长期暴露于自然环境下都会对其产生损害作用;另一方面,由于隐身飞行器的特殊作战要求,其还将受到各种极端条件的作用。特别由于涂层的基料是高分子聚合物,在各种自然、非自然因素的作用下会发生老化,材料可能会变软发黏、或变硬发脆,甚至改变电磁学特性,从而影响吸波涂层整体使用效果和使用寿命,严重影响了装备的隐身性能及作战能力。因此,开展快速固化雷达吸波腻子研究,对破损的吸波涂层进行修复是非常必要的。
1胶粘剂基体的选择
树脂选择环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂,环氧树脂提供了腻子层良好的附着力和环境性能,聚氨酯改性环氧树脂保证了腻层良好的柔韧性,固化剂选择胺类固化剂(固化剂包括3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺中的至少一种),保证了腻子层在常温条件下可以快速固化。
2雷达波吸收剂的选择
微波吸收剂按其作用原理分为电损耗型和磁损耗型吸收剂。电损耗型吸收剂主要通过与电场的相互作用来吸收电磁波。磁损耗型吸收剂对电磁波的衰减主要来自于磁损耗,如铁氧体和羰基金属微粉。羰基金属微粉如羰基铁、羰基镍、羰基钴等,粒度一般为0.5~20μm,其损耗机理主要为铁磁共振吸收,具有较大的磁损耗角,以涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗机制衰减和吸收雷达波。羰基金属微粉同时具有自由电子吸波和磁损耗,因此,具有更好的吸波性能。
基于上述理由,提出本申请。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前对快速固化雷达吸波腻子的需求,提供一种快速固化雷达吸波腻子及其制备方法和应用,本发明所述的腻子为双组分粘结剂组成,具有固化速度快、附着力强和吸波性能好的特点。
本发明的第一个目的在于提供一种快速固化雷达吸波腻子,采用如下技术方案实现:
一种快速固化雷达吸波腻子,由如下质量百分比的各组分原料组成:
进一步地,上述技术方案,所述快速固化雷达吸波腻子,柔韧性≤15mm,附着力≥10MPa,冲击强度≥50kg·cm,且1.0mm厚所述吸波腻子层在23℃固化12h可完全固化,40℃固化4h后完全固化。
进一步地,上述技术方案,所述的胶粘剂A优选为环氧树脂。本发明采用的环氧树脂提供了腻子层良好的附着力和环境性能。
进一步地,上述技术方案,所述胶粘剂B优选为聚氨酯改性环氧树脂。本发明采用的聚氨酯改性环氧树脂保证了腻层良好的柔韧性。
本发明的胶粘剂包括胶粘剂A和胶粘剂B,是将二者按比例复配获得的混合树脂。
进一步地,上述技术方案,所述的雷达波吸收剂为羰基铁、铁硅铝、铁硅铬粉体中的任一种,或几种按任意比例复配而成的混合吸收剂。所述雷达吸收剂为功能填料,起吸收雷达波的作用。
进一步地,上述技术方案,所述的添加剂为防流挂助剂等,其中:所述防流挂助剂为聚酰胺腊或BYK-410触变防沉剂中的任一种或两种。
进一步地,上述技术方案,所述的固化剂为胺类固化剂,例如可以为3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺等中的至少一种或几种。上述固化剂为成膜物质,所述固化剂在低温或常温条件下固化速度快,固化交联密度大。
本发明的第二个目的在于提供上述所述快速固化雷达吸波腻子的制备方法,本发明方法工艺简单、成本低且过程可控、易操作性强。
本发明提供的所述快速固化雷达吸波腻子的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照配方量将胶粘剂A、胶粘剂B、添加剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置为800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入配方量的雷达波吸收剂和固化剂,待吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
本发明的第三个目的在于提供上述所述快速固化雷达吸波腻子的应用,可用于修复航空或航天电磁防护装备、电磁屏蔽装备的缝隙或表面破损吸波涂层,具有固化速度快、附着力强和吸波性能好的特点。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明将羰基金属微粉作为吸波剂加入到环氧树脂粘合剂中,通过优化环氧树脂种类、固化剂种类及羰基金属微粉吸收剂电磁参数,调整腻子层的固化速度、附着力和吸波性能,可实现腻子在满足快速固化的情况下具有良好的吸波性能和机械力学性能。
(2)本发明提供的快速固化雷达吸波腻子,具有柔韧性好、固化速度快和附着力强的特点,用于武器装备缝隙处及其表面吸波涂层的后期维护,有效吸收武器装备表面产生的雷达波。
具体实施方式
下面通过实施案例对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施,现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性,但本发明的保护范围不限于以下的实施案例。
根据本申请包含的信息,对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变,而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解,本发明的范围不局限于所限定的过程、性质或组分,因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本发明的特定方面。实际上,本领域或相关领域的技术人员明显能够对本发明实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。
为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围,在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值,在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此,除非特别说明,否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值,其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。
下述各实施例所得的快速固化雷达吸波腻子的性能(包括反射率、附着力、柔韧性和耐冲击性)测试方法如下:
具体地,将各实施例所得的雷达吸波腻子分别在铝合金板上与马口铁板上进行刮涂制备涂层并测试。
首先,采用气动打磨机用80目砂纸对表面进行打磨,至出现粗糙磨砂纹理,用棉布蘸取丙酮擦拭表面,去除表面杂质及油污,晾干,然后进行雷达吸波腻子的刮涂。
3组实施例:施工环境温度(25±2)℃,相对湿度(75±5)%RH,每次刮涂厚度0.1~0.15mm,刮涂时间间隔5~8min,刮涂次数12次,刮涂完的涂层样件继续在常温(25±2)℃条件下固化。
将固化好的涂层样板分别按照GJB2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》、GB/T 1731-1993《漆膜柔韧性测定法》、GB/T 1732-1993《漆膜耐冲击性测定法》、GB/T5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》测试其反射率、柔韧性、耐冲击性和附着力。
实施例1
本实施例的一种快速固化雷达吸波腻子,所述快速固化雷达吸波腻子,由23g环氧树脂、21g聚氨酯改性环氧树脂、3.5g防流挂助剂、197g雷达波吸收剂和8g固化剂组成;
其中:所述防流挂助剂含有聚酰胺腊,雷达波吸收剂含有羰基铁、铁硅铝、铁硅铬粉体;所述固化剂含有3,5-二甲硫基甲苯二胺。
上述所述快速固化雷达吸波腻子采用下述方法制得,步骤如下:
(1)将23g环氧树脂、21g聚氨酯改性环氧树脂、3.5g防流挂助剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入197g的雷达波吸收剂和8g固化剂,待雷达波吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
将本实施例制备好的腻子在180mm×180mm×5mm铝合金板1块(用于反射率测试)、40mm×40mm×5mm铝合金板6块(用于附着力测试)、120mm×50mm×0.2mm马口铁(用于柔韧性测试)和120mm×25mm×0.2mm马口铁(用于耐冲击性测试)上进行刮涂,180mm×180mm大板增重64g,制得厚度为0.5mm的腻子层,常温固化12h后,腻子层固化完全,表面平整。8GHz~18GHz垂直反射率≤-4.5dB,最强吸收峰15.8GHz处-5.84dB,附着力均值14.96MPa,柔韧性≤15mm,冲击强度≥50kg·cm。
实施例2
本实施例的一种快速固化雷达吸波腻子,所述快速固化雷达吸波腻子,由47g环氧树脂、42g聚氨酯改性环氧树脂、7g防流挂助剂、395g雷达波吸收剂和16g固化剂组成;
其中:所述防流挂助剂含有BYK-410触变防沉剂,雷达波吸收剂含有羰基铁、铁硅铬粉体;所述固化剂含有3,5-二甲硫基甲苯二胺和3,5-二乙基甲苯二胺。
上述所述快速固化雷达吸波腻子采用下述方法制得,步骤如下:
(1)将47g环氧树脂、42g聚氨酯改性环氧树脂、7g防流挂助剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入395g雷达波吸收剂和16g固化剂,待雷达波吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
将本实施例制备好的腻子在180mm×180mm×5mm铝合金板1块(用于反射率测试)、40mm×40mm×5mm铝合金板6块(用于附着力测试)、120mm×50mm×0.2mm马口铁(用于柔韧性测试)和120mm×25mm×0.2mm(用于耐冲击性测试)马口铁上进行刮涂,180mm×180mm板增重115g,制得厚度为1mm腻子层,常温固化12h后,腻子层固化完全,表面平整。8GHz~18GHz垂直反射率≤7.14dB,最强吸收峰11.6GHz处-13.24dB,小于等于-10dB带宽的5GHz。附着力均值14.94MPa,柔韧性≤15mm,冲击强度
≥50kg·cm。
实施例3
本实施例的一种快速固化雷达吸波腻子,所述快速固化雷达吸波腻子,由72g环氧树脂、64g聚氨酯改性环氧树脂、14g防流挂助剂、840g雷达波吸收剂和24g固化剂组成;
其中:所述防流挂助剂含有聚酰胺腊,雷达波吸收剂含有羰基铁、铁硅铬粉体;所述固化剂含有3,5-二乙基甲苯二胺。
上述所述快速固化雷达吸波腻子采用下述方法制得,步骤如下:
(1)将72g环氧树脂、64g聚氨酯改性环氧树脂、14g防流挂助剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入840g的雷达波吸收剂和24g固化剂,待雷达波吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
将本实施例制备好的腻子300mm×300mm×5mm铝合金板1块(用于反射率测试),180mm×180mm×5mm铝合金板1块(用于反射率测试)、40mm×40mm×5mm铝合金板6块(用于附着力测试)、120mm×50mm×0.2mm马口铁1块(用于柔韧性测试)和120mm×25mm×0.2mm马口铁1块(用于耐冲击性测试)上进行刮涂,180mm×180mm板增重162g、300mm×300mm板增重450g得厚度为1.3mm腻子层,常温固化12h后,腻子层固化完全,表面平整。3GHz垂直反射率-9.18dB,5.6GHz垂直反射率-5.98dB,9.4GHz垂直反射率-4.11dB,15GHz垂直反射率-3.38dB,18GHz垂直反射率-3.11dB,最强吸收峰3.6GHz处-11.11dB,附着力均值12.45MPa。柔韧性≤15mm,冲击强度≥50kg·cm。
实施例4
本实施例的一种快速固化雷达吸波腻子,所述快速固化雷达吸波腻子,由16g环氧树脂、14g聚氨酯改性环氧树脂、160g雷达波吸收剂、4g防流挂助剂和6g固化剂组成;
其中:所述防流挂助剂含有聚酰胺腊,雷达波吸收剂含有羰基铁、铁硅铝、铁硅铬粉体;所述固化剂含有3,5-二甲硫基甲苯二胺。
上述所述快速固化雷达吸波腻子采用下述方法制得,步骤如下:
(1)将16g环氧树脂、14g聚氨酯改性环氧树脂、4g防流挂助剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入160g雷达波吸收剂和6g固化剂,待雷达波吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
实施例5
本实施例的一种快速固化雷达吸波腻子,所述快速固化雷达吸波腻子,由17g环氧树脂、15g聚氨酯改性环氧树脂、160g雷达波吸收剂、3g防流挂助剂和5g固化剂组成;
其中:所述防流挂助剂含有聚酰胺腊,雷达波吸收剂含有羰基铁、铁硅铝、铁硅铬粉体;所述固化剂含有3,5-二甲硫基甲苯二胺和3,5-二甲硫基甲苯二胺。
上述所述快速固化雷达吸波腻子采用下述方法制得,步骤如下:
(1)将17g环氧树脂、15g聚氨酯改性环氧树脂、3g防流挂助剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入160g雷达波吸收剂和5g固化剂,待雷达波吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
实施例6
本实施例的一种快速固化雷达吸波腻子,所述快速固化雷达吸波腻子,由18g环氧树脂、14g聚氨酯改性环氧树脂、162g雷达波吸收剂、2g防流挂助剂和4g固化剂组成;
其中:所述防流挂助剂含有聚酰胺腊,雷达波吸收剂含有羰基铁、铁硅铝、铁硅铬粉体;所述固化剂含有3,5-二甲硫基甲苯二胺和3,5-二甲硫基甲苯二胺。
上述所述快速固化雷达吸波腻子采用下述方法制得,步骤如下:
(1)将18g环氧树脂、14g聚氨酯改性环氧树脂、2g防流挂助剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入162g雷达波吸收剂和4g固化剂,待雷达波吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
实施例7
本实施例提供一种上述实施例1-6任一实施例制备而得的快速固化雷达吸波腻子的应用,如将其用于修复表面吸波涂层破损的航空产品中。
实施例8
本实施例提供一种上述实施例1-6任一实施例制备而得的快速固化雷达吸波腻子的应用,如将其用于修补或覆盖航空产品的缝隙。
实施例9
本实施例提供一种上述实施例1-6任一实施例制备而得的快速固化雷达吸波腻子的应用,如将其用于修复电磁防护装备破损的表面吸波涂层。
实施例10
本实施例提供一种上述实施例1-6任一实施例制备而得的快速固化雷达吸波腻子的应用,如将其用于修补或覆盖电磁屏蔽装备的缝隙。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的快速固化雷达吸波腻子,其特征在于:所述快速固化雷达吸波腻子,柔韧性≤15mm,附着力≥10MPa,冲击强度≥50kg·cm,且1.0mm厚所述吸波腻子层在23℃固化12h完全固化,40℃固化4h后完全固化。
3.根据权利要求1所述的快速固化雷达吸波腻子,其特征在于:所述的胶粘剂A优选为环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的快速固化雷达吸波腻子,其特征在于:所述胶粘剂B优选为聚氨酯改性环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的快速固化雷达吸波腻子,其特征在于:所述的雷达波吸收剂为羰基铁、铁硅铝、铁硅铬粉体中的任一种,或几种按比例复配而成的混合吸收剂。
6.根据权利要求1所述的快速固化雷达吸波腻子,其特征在于:所述的添加剂为防流挂助剂,其中:所述防流挂助剂为聚酰胺腊或BYK-410触变防沉剂中的任一种或两种。
7.根据权利要求1所述的快速固化雷达吸波腻子,其特征在于:所述固化剂为3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺等中的至少一种或几种。
8.权利要求1所述的快速固化雷达吸波腻子的制备所述,其特征在于:所述所述包括以下步骤:
(1)按照配方量将胶粘剂A、胶粘剂B、添加剂加入到烧杯中,采用高速搅拌机对其进行搅拌,搅拌转速设置为800~1000rpm;
(2)搅拌60min后,将转速设置为500~600rpm,缓慢加入配方量的雷达波吸收剂和固化剂,待吸收剂和固化剂加完后将转速调为800~1000rpm,继续搅拌30min至混合均匀,制得快速固化雷达吸波腻子。
9.权利要求1~7任一项所述的快速固化雷达吸波腻子或权利要求8所述方法制备的快速固化雷达吸波腻子的应用,其特征在于:可用于修复航空或航天电磁防护装备、电磁屏蔽装备的缝隙或表面破损吸波涂层。
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