CN113321963A - 一种飞机防雷达隐身材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞机防雷达隐身材料及其制备方法，属于功能材料技术领域。其隐身材料，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层，反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂30‑70份和铝箔金碎屑10‑35份。本发明的飞机防雷达隐身材料采用双层结构，外层反射层、内层吸收层均具有良好吸波能力，极大地提高了材料防雷达隐身的能力。

Description

一种飞机防雷达隐身材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种飞机防雷达隐身材料及其制备方法，更涉及一种飞机及船舰防雷达隐身材料及其制备方法。
背景技术
随着现代化军事探测技术的飞速发展,军事设施及武器装备的隐蔽变得日益困难。在众多探测方法中，雷达是探目标用得最多、最有效的侦察手段之一。
雷达隐身技术是通过减弱、抑制、偏转雷达回波强度以减小雷达散射截面积(RCS)，降低目标被发现概率的方法，是一项跨学科系统工程的技术方法。其涉及到：(1)外形设计，尽可能减小雷达散射截面及热辐射；(2)隐身吸波材料及结构设计，使入射波在最薄的材料内完成吸收和衰减。其中研制高效的雷达吸波材料是雷达隐身技术中最有效的方法。
隐身吸波材料的分类方法有很多种，按隐身吸波原理，隐身材料可分为吸收型和干涉型两类。吸收型隐身材料本身对雷达波进行吸收损耗，基本类型有复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体；干涉型则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消，如波长“谐振”吸收体，这类材料的缺点是吸收频带较窄。按材料成型工艺和承载能力，可分为涂覆型隐身材料和结构型隐身材料。前者是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后，涂覆于目标表面形成隐身涂层；后者是具有承载和吸波的双重功能，通常是将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料(如玻璃钢、芳给纤维复合材料等)为面板，蜂窝状波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。
即使是目前学界公认最佳的隐身材料，较难满足日益提高的隐身技术所提出的薄、宽、轻、强和高效的综合要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞机防雷达隐身材料及其制备方法，以解决现有隐身材料较难满足日益提高的隐身技术所提出的薄、宽、轻、强和高效的综合要求的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种飞机防雷达隐身材料，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层，反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂30-70份和铝箔金碎屑10-35份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂40-60份和铝箔金碎屑15-30份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述吸收层的材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂80-120份、功能添加剂25-45份、混合溶剂10-25份、消泡剂1-5份、分散剂1-3份、防沉剂3-7份、消光粉5-15份和固化剂15-25份；
功能添加剂包括：纳米氧化铝微球20-45份、亮黑15-30份和纳米级氧化铁5-20份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述隐身材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂90-110份、功能材料30-40份、混合溶剂12-20份、消泡剂1-3份、分散剂1-3份、防沉剂4-6份、消光粉7-12份和固化剂18-22份；
功能添加剂包括：纳米氧化铝微球20-45份、亮黑15-30份和纳米级氧化铁5-20份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按体积比为6：3：1混合而成。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述消泡剂为BYK消泡剂；分散剂为BYK分散剂；防沉剂为海明斯防沉剂；消光粉为TS100消光粉；固化剂为TPA100固化剂。
上述的飞机防雷达隐身材料的制备方法，包括以下步骤：
反射层的制备：
将环氧树脂加热熔融，加入硅烷偶联剂搅拌反应，在加入铝箔金碎屑搅拌均匀，得到反射层材料；
将反射层材料在基底上喷涂均匀，在110-130℃下进行烘干后，在180-200℃下烘干3-10min后，再用反射层材料进行喷涂、烘干，重复3-5次，得到厚度为20-40μm的反射层；
吸收层的制备：
以反射层为基底将吸收层的材料喷涂到反射层上，固化后形成反射层，最终得到飞机防雷达隐身材料。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述吸收层的制备包括以下步骤：
将分散剂溶解到混合溶剂中，将纳米氧化铝微球、亮黑、纳米级氧化铁和部分羟基丙烯酸树脂混合搅拌均匀；加入消泡剂、防沉剂，混合并研磨至粒度小于20μm；加入消光剂和剩余羟基丙烯酸树脂，搅拌均匀；最后加入固化剂，搅拌均匀；加入混合溶剂混合均匀后，以反射层为基底喷涂到反射层上，待混合溶剂挥发后，固化得到厚度为35-50μm的吸收层，最终得到飞机防雷达隐身材料。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的飞机防雷达隐身材料采用双层结构，外层反射层、内层吸收层均具有良好吸波能力，极大地提高了材料防雷达隐身的能力。
2、在本发明的反射层中，在光线照射到其表面后，会在铝箔金碎屑间来回反射，难以逃离，可以吸收94％的红外光。在吸收层中，其表面形成一层C、H、O元素的混合包覆，使其与树脂的界面结合状态极佳，而且因发生能级的分裂与形成，显示出较强的很强的吸波能力。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的飞机防雷达隐身材料，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层。
反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂30份和铝箔金碎屑10份。
吸收层的材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂80份、功能添加剂25份、混合溶剂10份、消泡剂1份、分散剂1份、防沉剂3份、消光粉5份和固化剂15份；
功能添加剂包括：纳米氧化铝微球20份、亮黑15份和纳米级氧化铁5份；混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按体积比为6：3：1混合而成；消泡剂为BYK消泡剂；分散剂为BYK分散剂；防沉剂为海明斯防沉剂；消光粉为TS100消光粉；固化剂为TPA100固化剂。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)反射层的制备：
将环氧树脂加热熔融，加入硅烷偶联剂搅拌反应，在加入铝箔金碎屑搅拌均匀，得到反射层材料；
将反射层材料在基底上喷涂均匀，在110℃下进行烘干后，在180℃下烘干3min后，再用反射层材料进行喷涂、烘干，重复3次，得到厚度为20μm的反射层；
(2)吸收层的制备：
将分散剂溶解到混合溶剂中，将纳米氧化铝微球、亮黑、纳米级氧化铁和部分羟基丙烯酸树脂混合搅拌均匀；加入消泡剂、防沉剂，混合并研磨至粒度小于20μm；加入消光剂和剩余羟基丙烯酸树脂，搅拌均匀；最后加入固化剂，搅拌均匀；加入混合溶剂混合均匀后，以反射层为基底喷涂到反射层上，待混合溶剂挥发后，固化得到厚度为35μm的吸收层，最终得到飞机防雷达隐身材料。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的雷达波反射率为-16.75dB。
实施例2：
本实施例的飞机防雷达隐身材料，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层。
反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂50份和铝箔金碎屑25份。
吸收层的材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂100份、功能添加剂35份、混合溶剂17份、消泡剂2份、分散剂2份、防沉剂5份、消光粉10份和固化剂20份；
功能添加剂包括：纳米氧化铝微球35份、亮黑22份和纳米级氧化铁15份；混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按体积比为6：3：1混合而成；消泡剂为BYK消泡剂；分散剂为BYK分散剂；防沉剂为海明斯防沉剂；消光粉为TS100消光粉；固化剂为TPA100固化剂。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)反射层的制备：
将环氧树脂加热熔融，加入硅烷偶联剂搅拌反应，在加入铝箔金碎屑搅拌均匀，得到反射层材料；
将反射层材料在基底上喷涂均匀，在120℃下进行烘干后，在190℃下烘干5min后，再用反射层材料进行喷涂、烘干，重复4次，得到厚度为30μm的反射层；
(2)吸收层的制备：
将分散剂溶解到混合溶剂中，将纳米氧化铝微球、亮黑、纳米级氧化铁和部分羟基丙烯酸树脂混合搅拌均匀；加入消泡剂、防沉剂，混合并研磨至粒度小于20μm；加入消光剂和剩余羟基丙烯酸树脂，搅拌均匀；最后加入固化剂，搅拌均匀；加入混合溶剂混合均匀后，以反射层为基底喷涂到反射层上，待混合溶剂挥发后，固化得到厚度为42μm的吸收层，最终得到飞机防雷达隐身材料。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的雷达波反射率为-23.07dB。
实施例3：
本实施例的飞机防雷达隐身材料，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层。
反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂70份和铝箔金碎屑35份。
吸收层的材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂120份、功能添加剂45份、混合溶剂25份、消泡剂5份、分散剂3份、防沉剂7份、消光粉15份和固化剂25份；
功能添加剂包括：纳米氧化铝微球45份、亮黑30份和纳米级氧化铁20份；混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按体积比为6：3：1混合而成；消泡剂为BYK消泡剂；分散剂为BYK分散剂；防沉剂为海明斯防沉剂；消光粉为TS100消光粉；固化剂为TPA100固化剂。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)反射层的制备：
将环氧树脂加热熔融，加入硅烷偶联剂搅拌反应，在加入铝箔金碎屑搅拌均匀，得到反射层材料；
将反射层材料在基底上喷涂均匀，在130℃下进行烘干后，在200℃下烘干10min后，再用反射层材料进行喷涂、烘干，重复5次，得到厚度为20-40μm的反射层；
(2)吸收层的制备：
将分散剂溶解到混合溶剂中，将纳米氧化铝微球、亮黑、纳米级氧化铁和部分羟基丙烯酸树脂混合搅拌均匀；加入消泡剂、防沉剂，混合并研磨至粒度小于20μm；加入消光剂和剩余羟基丙烯酸树脂，搅拌均匀；最后加入固化剂，搅拌均匀；加入混合溶剂混合均匀后，以反射层为基底喷涂到反射层上，待混合溶剂挥发后，固化得到厚度为50μm的吸收层，最终得到飞机防雷达隐身材料。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的雷达波反射率为-19.37dB。
实施例4：
本实施例的飞机防雷达隐身材料，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层。
反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂40份和铝箔金碎屑15份。
吸收层的材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂90份、功能添加剂30份、混合溶剂12份、消泡剂1.5份、分散剂1.2份、防沉剂4份、消光粉7份和固化剂18份；
功能添加剂包括：纳米氧化铝微球27份、亮黑22份和纳米级氧化铁17份；混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按体积比为6：3：1混合而成；消泡剂为BYK消泡剂；分散剂为BYK分散剂；防沉剂为海明斯防沉剂；消光粉为TS100消光粉；固化剂为TPA100固化剂。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的制备方法与实施例1的制备方法一致。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的雷达波反射率为-18.48dB。
实施例5：
本实施例的飞机防雷达隐身材料，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层。
反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂60份和铝箔金碎屑30份。
吸收层的材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂110份、功能添加剂40份、混合溶剂20份、消泡剂2.5份、分散剂2.5份、防沉剂6份、消光粉12份和固化剂22份；
功能添加剂包括：纳米氧化铝微球34份、亮黑26份和纳米级氧化铁14份；混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按体积比为6：3：1混合而成；消泡剂为BYK消泡剂；分散剂为BYK分散剂；防沉剂为海明斯防沉剂；消光粉为TS100消光粉；固化剂为TPA100固化剂。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的制备方法与实施例2的制备方法一致。
本实施例的飞机防雷达隐身材料的雷达波反射率为-20.35dB。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种飞机防雷达隐身材料，其特征在于，包括从外向内依次设置的反射层和吸收层，所述反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂30-70份和铝箔金碎屑10-35份。
2.根据权利要求1所述的飞机防雷达隐身材料，其特征在于，所述反射层的材料包括：按重量份计，环氧树脂40-60份和铝箔金碎屑15-30份。
3.根据权利要求1所述的飞机防雷达隐身材料，其特征在于，所述吸收层的材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂80-120份、功能添加剂25-45份、混合溶剂10-25份、消泡剂1-5份、分散剂1-3份、防沉剂3-7份、消光粉5-15份和固化剂15-25份；
所述功能添加剂包括：纳米氧化铝微球20-45份、亮黑15-30份和纳米级氧化铁5-20份。
4.根据权利要求3所述的飞机防雷达隐身材料，其特征在于，所述隐身材料包括：按重量份计，羟基丙烯酸树脂90-110份、功能材料30-40份、混合溶剂12-20份、消泡剂1-3份、分散剂1-3份、防沉剂4-6份、消光粉7-12份和固化剂18-22份；
所述功能添加剂包括：纳米氧化铝微球20-45份、亮黑15-30份和纳米级氧化铁5-20份。
5.根据权利要求3或4所述的飞机防雷达隐身材料，其特征在于，其特征在于，所述混合溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和PMA按体积比为6：3：1混合而成。
6.根据权利要求5所述的飞机防雷达隐身材料，其特征在于，其特征在于，所述消泡剂为BYK消泡剂；所述分散剂为BYK分散剂；所述防沉剂为海明斯防沉剂；所述消光粉为TS100消光粉；所述固化剂为TPA100固化剂。
7.权利要求1-6任一项所述的飞机防雷达隐身材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
反射层的制备：
将环氧树脂加热熔融，加入硅烷偶联剂搅拌反应，在加入铝箔金碎屑搅拌均匀，得到反射层材料；
将反射层材料在基底上喷涂均匀，在110-130℃下进行烘干后，在180-200℃下烘干3-10min后，再用反射层材料进行喷涂、烘干，重复3-5次，得到厚度为20-40μm的反射层；
吸收层的制备：
以反射层为基底将吸收层的材料喷涂到反射层上，固化后形成反射层，最终得到飞机防雷达隐身材料。
8.根据权利要求7所述的飞机防雷达隐身材料的制备方法，其特征在于，所述吸收层的制备包括以下步骤：
将分散剂溶解到混合溶剂中，将纳米氧化铝微球、亮黑、纳米级氧化铁和部分羟基丙烯酸树脂混合搅拌均匀；加入消泡剂、防沉剂，混合并研磨至粒度小于20μm；加入消光剂和剩余羟基丙烯酸树脂，搅拌均匀；最后加入固化剂，搅拌均匀；加入混合溶剂混合均匀后，以反射层为基底喷涂到反射层上，待混合溶剂挥发后，固化得到厚度为35-50μm的吸收层，最终得到飞机防雷达隐身材料。
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