CN111171371A - 一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料技术领域，且公开了一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，包括激光吸收液，所述激光吸收液由水分散剂、激光吸收剂、阻燃剂、水性粘结剂和消泡剂等组成。该激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法，实现了900nm‑1050nm波长激光吸收值≤0.01，采用激光吸收液对海绵基材进行浸渍或喷涂处理实现。

Description

一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法
技术领域
本发明涉及光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料技术领域，具体为一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法。
背景技术
军用科技领域，探测技术(雷达、红外、激光等)与武器装备的隐身技术之间的相互斗法，也促进了宽频带高吸收率吸波材料的研究。其中隐身是指降低目标发现率，减少环境和自身的差距。激光隐身是指能够在激光检测追踪下降低被发现的几率，从而提高存活率。激光隐身技术是现代化隐身技术方向之一，尤其是国防安全领域。由于激光追踪技术不断发展，所以，激光隐身技术和激光隐身材料也在与时俱进的发展。国内外对于此项研究主要从激光隐身的原理出发，去寻找合适的隐身材料。因为激光有方向性，相干性，单色性。所以，一些可以检测距离的系统和设备通过发射激光，精密计算来确定目标的大小和方位。而激光隐身则是采用可以改变激光传播方向，干涉，改变激光波长的材料入手。暗室激光吸波隐身材料的重大变革，将会推进激光武器和现代化军事防御的发展。
激光吸波材料是一种使入射电磁波最大限度地进入到材料内部并且能够有效吸收衰减入射电磁波，将其转化成热能等其它形式的能量而损耗掉或使电磁波因干涉而消失的一种高性能功能材料。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法，实现了900nm-1050nm波长激光吸收值≤0.01，采用激光吸收液对海绵基材进行浸渍或喷涂处理实现，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，包括激光吸收液，所述激光吸收液由水分散剂、激光吸收剂、阻燃剂、水性粘结剂和消泡剂等组成。
优选的，所述激光吸收剂为特导炭黑、鳞片状石墨，碳纳米管等等一种或多种混合组成，其质量占溶液总质量的1～4％。
优选的，所述阻燃剂为磷酸酯、卤代双磷酸酯化合物、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝等一种或多种混合组成，其用量为微波吸收溶液总质量的10～14％。
优选的，所述水性粘结剂为乙烯-醋酸乙烯酯乳液，丙烯酸乳液、聚氨酯乳液，其固含量在35～40％之间，水性粘结剂质量占激光吸收溶液的10～14％。
优选的，所述的分散剂为BYK-2055分散剂，消泡剂为AP7072消泡剂，其用量为激光吸收溶液总质量的0.5～2％，0.3～0.8％。
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一：称取定量的水、分散剂BY-2055、特导碳黑、卤代双磷酸酯化合物WS-622于研磨机中,研磨至特导碳黑和阻燃剂充分溶解于水；
步骤二：用涂四杯测得分散液粘度，将研磨浆料与苯丙乳液用F-0.4高速分散机分散，然后添加消泡剂，控制分散剂转速500RPM分散、制备激光吸波浸渍浆料；
步骤三：取一块边长为150毫米正方体白色软质海绵，浸渍激光吸收液，80℃下干燥一段时间，制成吸波材料。
优选的，所述步骤二中F-0.4高速分散机的转速为2500RPM，分散时间为20min。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法，具备以下有益效果：
1、该激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法，实现了900nm-1050nm波长激光吸收值≤0.01，采用激光吸收液对海绵基材进行浸渍或喷涂处理实现。
附图说明
图1实施例1激光吸收曲线；
图2实施例2激光吸收曲线；
图3实施例3激光吸收曲线；
图4实施例4激光吸收曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例1
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，包括激光吸收液，激光吸收液由水分散剂、激光吸收剂、阻燃剂、水性粘结剂和消泡剂等组成。
激光吸收剂为特导炭黑、鳞片状石墨，碳纳米管等等一种或多种混合组成，其质量占溶液总质量的1～4％。
阻燃剂为磷酸酯、卤代双磷酸酯化合物、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝等一种或多种混合组成，其用量为微波吸收溶液总质量的10～14％。
水性粘结剂为乙烯-醋酸乙烯酯乳液，丙烯酸乳液、聚氨酯乳液，其固含量在35～40％之间，水性粘结剂质量占激光吸收溶液的10～14％。
分散剂为BYK-2055分散剂，消泡剂为AP7072消泡剂，其用量为激光吸收溶液总质量的0.5～2％，0.3～0.8％
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料的制备方法，具体步骤如下：
称取752g水、5g分散剂BY-2055、特导碳黑10g、100g卤代双磷酸酯化合物WS-622于研磨机中,研磨至特导碳黑和阻燃剂充分溶解于水，用涂四杯测得分散液粘度为18s，将研磨浆料与苯丙乳液130g用F-0.4高速分散机分散，转速为2500RPM，分散20min，然后添加消泡剂3g，控制分散剂转速500RPM分散15分钟后、制备激光吸波浸渍浆料。取一块边长为150毫米正方体白色软质海绵，浸渍激光吸收液780g，80℃下干燥72h，制成吸波材料。
实施例2
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，包括激光吸收液，激光吸收液由水分散剂、激光吸收剂、阻燃剂、水性粘结剂和消泡剂等组成。
激光吸收剂为特导炭黑、鳞片状石墨，碳纳米管等等一种或多种混合组成，其质量占溶液总质量的1～4％。
阻燃剂为磷酸酯、卤代双磷酸酯化合物、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝等一种或多种混合组成，其用量为微波吸收溶液总质量的10～14％。
水性粘结剂为乙烯-醋酸乙烯酯乳液，丙烯酸乳液、聚氨酯乳液，其固含量在35～40％之间，水性粘结剂质量占激光吸收溶液的10～14％。
分散剂为BYK-2055分散剂，消泡剂为AP7072消泡剂，其用量为激光吸收溶液总质量的0.5～2％，0.3～0.8％
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料的制备方法，具体步骤如下：
称取672g水、12g分散剂BY-2055、特导碳黑20g、鳞片石墨5g、120g卤代双磷酸酯化合物WS-622于研磨机中,研磨至特导碳黑和阻燃剂充分溶解于水，用涂四杯测得分散液粘度为20s，将研磨浆料与苯丙乳液165g用F-0.4高速分散机分散，转速为2500RPM，分散20min，然后添加消泡剂6g控制分散剂转速500RPM分散15分钟后、制备激光吸波浸渍浆料。取一块边长为150毫米正方体白色软质海绵，浸渍激光吸收液780g，80℃下干燥72h，制成吸波材料。
实施例3
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，包括激光吸收液，激光吸收液由水分散剂、激光吸收剂、阻燃剂、水性粘结剂和消泡剂等组成。
激光吸收剂为特导炭黑、鳞片状石墨，碳纳米管等等一种或多种混合组成，其质量占溶液总质量的1～4％。
阻燃剂为磷酸酯、卤代双磷酸酯化合物、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝等一种或多种混合组成，其用量为微波吸收溶液总质量的10～14％。
水性粘结剂为乙烯-醋酸乙烯酯乳液，丙烯酸乳液、聚氨酯乳液，其固含量在35～40％之间，水性粘结剂质量占激光吸收溶液的10～14％。
分散剂为BYK-2055分散剂，消泡剂为AP7072消泡剂，其用量为激光吸收溶液总质量的0.5～2％，0.3～0.8％
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料的制备方法，具体步骤如下：
称取592g水、20g分散剂BY-2055、特导碳黑30g、鳞片石墨10g、140g卤代双磷酸酯化合物WS-622于研磨机中,研磨至特导碳黑和阻燃剂充分溶解于水，用涂四杯测得分散液粘度为30s，将研磨浆料与苯丙乳液200g用F-0.4高速分散机分散，转速为2500RPM，分散20min，然后添加消泡剂8g制备激光雷达浸渍浆料。取一块边长为150毫米正方体白色软质海绵，浸渍激光吸收液780g，80℃下干燥72h，制成吸波材料。
实施例4
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，包括激光吸收液，激光吸收液由水分散剂、激光吸收剂、阻燃剂、水性粘结剂和消泡剂等组成。
激光吸收剂为特导炭黑、鳞片状石墨，碳纳米管等等一种或多种混合组成，其质量占溶液总质量的1～4％。
阻燃剂为磷酸酯、卤代双磷酸酯化合物、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝等一种或多种混合组成，其用量为微波吸收溶液总质量的10～14％。
水性粘结剂为乙烯-醋酸乙烯酯乳液，丙烯酸乳液、聚氨酯乳液，其固含量在35～40％之间，水性粘结剂质量占激光吸收溶液的10～14％。
分散剂为BYK-2055分散剂，消泡剂为AP7072消泡剂，其用量为激光吸收溶液总质量的0.5～2％，0.3～0.8％
一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料的制备方法，具体步骤如下：
称取632g水、16g分散剂BY-2055、碳纳米管33g、130g卤代双磷酸酯化合物WS-622于研磨机中,研磨至特导碳黑和阻燃剂充分溶解于水，用涂四杯测得分散液粘度为16s，将研磨浆料与苯丙乳液183g用F-0.4高速分散机分散，转速为2500RPM，分散20min，然后添加消泡剂6g，控制分散剂转速500RPM分散15分钟后、制备激光吸波浆料。使用高压无气喷涂设备对吸波材料其表面进行喷涂，80℃下干燥2h，制成吸波材料。
物理性能：
激光波吸收性能
采用日本岛津公司型号为UV-3600的“紫外、可见、近红外分光光度计”，测试波长范围：800～1200nm，分辨率：0.1nm，杂散光：0.00008％以下(220nm,Nal)，测定材料的激光吸收反射率，其吸收性能测试曲线在说明附图中列出。
图1为实施例1得到材料分别在6°、15°、30°、45°、60°5种激光入射角时材料对激光吸收曲线。从图上可知，波长范围在900nm～1050nm时，5种不同入射角度下材料对激光吸收值在0.01至0.02之间。随着入射角度增大，激光吸收值向0.01靠近。
图2为实施例2得到材料分别在6°、15°、30°、45°、60°5种激光入射角时材料对激光吸收曲线。从图上可知，波长范围在900nm～1050nm时，除了6°入射角外，其余4种不同入射角度下材料对激光吸收值＜0.01。随着入射角度增大，激光吸收值越低。
图3为实施例3得到材料分别在6°、15°、30°、45°、60°5种激光入射角时材料对激光吸收曲线。从图上可知，波长范围在900nm～1050nm时，5种不同入射角度下材料对激光吸收值＜0.01。随着入射角度增大，激光吸收值越低。
图4为实施例4得到材料分别在6°、15°、30°、45°、60°5种激光入射角时材料对激光吸收曲线。从图上可知，波长范围在900nm～1050nm时，5种不同入射角度下材料对激光吸收值＜0.01。随着入射角度增大，激光吸收值越低，并且吸收值好于实验例3。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，包括激光吸收液，其特征在于：所述激光吸收液由水分散剂、激光吸收剂、阻燃剂、水性粘结剂和消泡剂等组成。
2.根据权利要求1所述的一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，其特征在于：所述激光吸收剂为特导炭黑、鳞片状石墨，碳纳米管等等一种或多种混合组成，其质量占溶液总质量的1～4％。
3.根据权利要求1所述的一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，其特征在于：所述阻燃剂为磷酸酯、卤代双磷酸酯化合物、三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚磷酸铝等一种或多种混合组成，其用量为微波吸收溶液总质量的10～14％。
4.根据权利要求1所述的一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，其特征在于：所述水性粘结剂为乙烯-醋酸乙烯酯乳液，丙烯酸乳液、聚氨酯乳液，其固含量在35～40％之间，水性粘结剂质量占激光吸收溶液的10～14％。
5.根据权利要求1所述的一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料，其特征在于：所述的分散剂为BYK-2055分散剂，消泡剂为AP7072消泡剂，其用量为激光吸收溶液总质量的0.5～2％，0.3～0.8％。
6.一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料的制备方法，其特征在于,具体步骤如下：
步骤一：称取定量的水、分散剂BY-2055、特导碳黑、卤代双磷酸酯化合物WS-622于研磨机中,研磨至特导碳黑和阻燃剂充分溶解于水；
步骤二：用涂四杯测得分散液粘度，将研磨浆料与苯丙乳液用F-0.4高速分散机分散，然后添加消泡剂，控制分散剂转速500RPM分散、制备激光吸波浸渍浆料；
步骤三：取一块边长为150毫米正方体白色软质海绵，浸渍激光吸收液，80℃下干燥一段时间，制成吸波材料。
7.根据权利要求6所述的一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中F-0.4高速分散机的转速为2500RPM，分散时间为20min。
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