CN114276513B - 轻量化电磁云毁伤空飘物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供轻量化电磁云毁伤空飘物及其制备方法和应用，以聚醚多元醇和异氰酸酯为原料，引入导电填料MXene，采用化学发泡法使得液体原料在空中快速膨胀形成大范围、低密度的超轻高弹性电磁干扰空飘物，在目标作用范围内实现对信号目标电磁波的持续高效干扰与屏蔽，致使敌方武器装备通讯中断、雷达迷茫而丧失作战能力，注重降低战争中人员伤亡和非必要附带毁伤，在反辐射、反集群等电磁毁伤与防护领域具有实际应用价值。

Description

轻量化电磁云毁伤空飘物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电磁毁伤技术领域，涉及轻量化电磁云毁伤空飘物及其制备方法和应用。
背景技术
无人机、无人机集群等机动性目标以作战效能高、战场生存能力强、效费比极高的巨大优势给传统防空系统带来前所未有的挑战。针对现代信息化战争中此类灵活性目标难以实现精准打击的技术难点，必须发展非对称的、创新颠覆的反机动性目标的打击手段和毁伤模式。通过在目标作用范围内形成电磁干扰云团对信号目标在微波、红外、可见光等频段的持续高效干扰与屏蔽，致使敌方武器装备通讯中断、雷达迷茫而减弱或丧失作战能力，实现对于目标的大尺度、长时间、低成本的云毁伤是有效的电磁毁伤手段。
基于电磁屏蔽原理，电磁屏蔽材料对电磁波的屏蔽机制包括屏蔽材料表面的反射损耗、屏蔽材料的吸收损耗和屏蔽材料内部的多重内部反射损耗。MXene作为一类新型二维无机化合物有着过渡金属碳化物的金属导电性，有利于电磁波的反射损耗与吸收损耗；多孔材料由于具有较大的孔隙率，使得电磁波在材料内部的多重反射与吸收显著提高，尤其适用于低频段电磁波。
将导电性MXene与聚合物基多孔材料相结合得到超轻电磁干扰空飘物云团，实现对于机动性目标的非对称性电磁云毁伤技术尚未见有公开报道。
发明内容
本发明涉及轻量化电磁云毁伤空飘物及其制备方法和应用，该方法制备的导电性超轻空飘物具有高弹性和良好的电磁屏蔽特性，通过在目标作用范围内形成空飘物云团实现对敌方武器装备的电磁云毁伤，有望在城市作战和防空领域发挥重要作用。
本发明是通过下述技术方案实现的。
轻量化电磁云毁伤空飘物，制备方法如下：
步骤一、用氢氟酸刻蚀掉MAX相中的铝层，经过滤、洗涤和干燥得到层状MXene；
步骤二、将5～20g步骤一所得到的MXene、5～10g去离子水、0.5g胺类催化剂、1～2g泡沫稳定剂和100g聚醚多元醇以500r/min的转速机械搅拌至混合均匀得到混合溶液；
步骤三、将0.2g有机锡催化剂加入步骤二所得混合溶液中以500r/min的转速搅拌至混合均匀得到均匀悬浮液；
步骤四、将步骤三所得悬浊液与160～180g甲苯二异氰酸酯通过高速混合机在空气中发生剧烈反应形成泡沫中间体并快速完成固化过程得到超轻多孔电磁干扰空飘物，在空气中形成具有较长滞空时间的大范围电磁干扰云团，以实现对于目标信号的电磁云毁伤。
优选的，所述MAX相为Ti3AlC2、Ti2AlC或Ti3AlCN中的一种或多种，粒径≤200目。
优选的，所述氢氟酸质量浓度≥40％，氢氟酸与MAX相的质量比为5～10。
优选的，所述胺类催化剂为三乙胺和三乙醇胺中的一种或任意组合；所述泡沫稳定剂为硅酮稳定剂和硅酮聚醚共聚物稳定剂中的一种或任意组合；所述有机锡类催化剂为二丁基二月桂酸锡和辛酸亚锡中的一种或任意组合。
本发明的有益效果：
(1)本发明所得轻量化空飘物具有良好的电磁屏蔽性能，对于近红外和中红外的透过率接近于0％，在GPS波段的屏蔽效能最高可达38dB。MXene的添加赋予了聚合物基多孔材料良好的导电性能，导电填料MXene能够有效促进电磁波的介电损耗，超轻空飘物基的多孔结构有利于电磁波的多重反射衰减和吸收损耗，使得所得复合材料具有良好的电磁屏蔽性能。
(2)基于制敌而不受制于敌的“非对称”优势，本发明提出采用超轻高弹性空飘物以电磁干扰云团的方式实现大范围、长时间、低成本反机动性目标的新作战理念，研究成果将解决反无人机、反蜂群等技术成本高、命中率低、效费比低等技术难题，实现多频段的高效信息对抗能力，对现代防空系统的可持续创新发展具有重要意义。
(3)基于绿色发展的需求，本发明所得空飘物在制备过程中不产生有害气体，所得产品具有优异的回弹性和力学性能，经100次压缩后力学强度仍保持在原来的96％，使用后可回收对其进行二次利用，大幅度减少了环境负担。
附图说明
图1是基于实施例1所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物的偏光显微镜图片。
图2是基于实施例2所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物的数码照片。
图3是基于实施例3所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物对于近红外的遮蔽率。
图4是基于实施例3所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物对于中红外的遮蔽率。
图5是基于实施例3所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物在GPS波段的电磁屏蔽效能。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
(1)将2g的Ti3AlC2加入到20mL的49％氢氟酸溶液中在室温条件下搅拌反应24h刻蚀掉Ti3AlC2中的铝层，经过滤、洗涤和干燥得到层状MXene；
(2)将5g MXene、6g去离子水、0.5g三乙胺、2g硅酮稳定剂和100g聚醚多元醇以500r/min的转速机械搅拌至混合均匀，之后加入0.2g辛酸亚锡搅拌至混合均匀得到均匀悬浮液；
(3)将所得悬浊液与160g甲苯二异氰酸酯通过高速混合机在空气中发生剧烈反应形成泡沫中间体并快速完成固化过程得到超轻多孔电磁干扰空飘物。
图1是基于实施例1所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物的偏光显微镜图片。所得轻量化电磁云毁伤轻飘物的有效滞空时间为32s，对于近红外的平均遮蔽率为1.5％，中红外的平均遮蔽率为1.8％，GPS波段的平均电磁屏蔽效能为25dB。
实施例2
(1)将2g的Ti3AlC2加入到20mL的49％氢氟酸溶液中在室温条件下搅拌反应24h刻蚀掉Ti3AlC2中的铝层，经过滤、洗涤和干燥得到层状MXene；
(2)将8g MXene、6g去离子水、0.5g三乙胺、2g硅酮稳定剂和100g聚醚多元醇以500r/min的转速机械搅拌至混合均匀，之后加入0.2g辛酸亚锡搅拌至混合均匀得到均匀悬浮液；
(3)将所得悬浊液与160g甲苯二异氰酸酯通过高速混合机在空气中发生剧烈反应形成泡沫中间体并快速完成固化过程得到超轻多孔电磁干扰空飘物。
图2是基于实施例2所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物的数码照片。所得轻量化电磁云毁伤轻飘物的有效滞空时间为28s，对于近红外的平均遮蔽率为0.9％，中红外的平均遮蔽率为1.2％，GPS波段的平均电磁屏蔽效能为28dB。
实施例3
(1)将2g的Ti3AlC2加入到20mL的49％氢氟酸溶液中在室温条件下搅拌反应24h刻蚀掉Ti3AlC2中的铝层，经过滤、洗涤和干燥得到层状MXene；
(2)将12g MXene、6g去离子水、0.5g三乙胺、2g硅酮稳定剂和100g聚醚多元醇以500r/min的转速机械搅拌至混合均匀，之后加入0.2g辛酸亚锡搅拌至混合均匀得到均匀悬浮液；
(3)将所得悬浊液与160g甲苯二异氰酸酯通过高速混合机在空气中发生剧烈反应形成泡沫中间体并快速完成固化过程得到超轻多孔电磁干扰空飘物。
图3是基于实施例3所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物对于近红外的遮蔽率；图4是基于实施例3所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物对于中红外的遮蔽率；图5是基于实施例3所制备的轻量化电磁云毁伤空飘物在GPS波段的电磁屏蔽效能。
所得轻量化电磁云毁伤轻飘物的有效滞空时间为25s，对于近红外的平均遮蔽率为0.3％，中红外的平均遮蔽率为0.5％，GPS波段的平均电磁屏蔽效能为32dB。
实施例4
(1)将2g的Ti2AlC加入到20mL的49％氢氟酸溶液中在室温条件下搅拌反应24h刻蚀掉Ti3AlC2中的铝层，经过滤、洗涤和干燥得到层状MXene；
(2)将12g MXene、6g去离子水、0.5g三乙胺、2g硅酮稳定剂和100g聚醚多元醇以500r/min的转速机械搅拌至混合均匀，之后加入0.2g辛酸亚锡搅拌至混合均匀得到均匀悬浮液；
(3)将所得悬浊液与160g甲苯二异氰酸酯通过高速混合机在空气中发生剧烈反应形成泡沫中间体并快速完成固化过程得到超轻多孔电磁干扰空飘物。
所得轻量化电磁云毁伤轻飘物的有效滞空时间为26s，对于近红外的平均遮蔽率为0.5％，中红外的平均遮蔽率为0.7％，GPS波段的平均电磁屏蔽效能为30dB。
实施例5
(1)将2g的Ti3AlCN加入到20mL的49％氢氟酸溶液中在室温条件下搅拌反应24h刻蚀掉Ti3AlC2中的铝层，经过滤、洗涤和干燥得到层状MXene；
(2)将12g MXene、6g去离子水、0.5g三乙胺、2g硅酮稳定剂和100g聚醚多元醇以500r/min的转速机械搅拌至混合均匀，之后加入0.2g辛酸亚锡搅拌至混合均匀得到均匀悬浮液；
(3)将所得悬浊液与160g甲苯二异氰酸酯通过高速混合机在空气中发生剧烈反应形成泡沫中间体并快速完成固化过程得到超轻多孔电磁干扰空飘物。
所得轻量化电磁云毁伤轻飘物的有效滞空时间为27s，对于近红外的平均遮蔽率为0.4％，中红外的平均遮蔽率为0.6％，GPS波段的平均电磁屏蔽效能为31dB。

Claims (6)

1.轻量化电磁云毁伤空飘物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、用氢氟酸刻蚀掉MAX相中的铝层，经过滤、洗涤和干燥得到层状MXene；
步骤二、将步骤一所得到的MXene、去离子水、胺类催化剂、泡沫稳定剂和聚醚多元醇以500 r/min的转速机械搅拌至混合均匀得到混合溶液；
步骤二中，各原料的用量按照以下比例：5~20gMXene、5~10 g去离子水、0.5 g胺类催化剂、1~2 g泡沫稳定剂和100 g聚醚多元醇；
步骤三、将0.2 g有机锡催化剂加入步骤二所得混合溶液中以500 r/min的转速搅拌至混合均匀得到均匀悬浮液；
步骤四、将步骤三所得悬浊液与160~180 g甲苯二异氰酸酯通过高速混合机在空气中发生剧烈反应形成泡沫中间体并快速完成固化过程得到超轻多孔电磁干扰空飘物。
2.根据权利要求1所述的轻量化电磁云毁伤空飘物的制备方法，其特征在于：所述MAX相为Ti3AlC2、Ti2AlC或Ti3AlCN中的一种或多种，粒径≤200目。
3.根据权利要求1所述的轻量化电磁云毁伤空飘物的制备方法，其特征在于：所述氢氟酸质量浓度≥40%，氢氟酸与MAX相的质量比为5~10。
4.根据权利要求1所述的轻量化电磁云毁伤空飘物的制备方法，其特征在于：所述胺类催化剂为三乙胺和三乙醇胺中的一种或任意组合；所述泡沫稳定剂为硅酮稳定剂和硅酮聚醚共聚物稳定剂中的一种或任意组合；所述有机锡类催化剂为二丁基二月桂酸锡和辛酸亚锡中的一种或任意组合。
5.轻量化电磁云毁伤空飘物，其特征在于：根据权利要求1到4任一项所述的制备方法所得。
6.根据权利要求5所述的轻量化电磁云毁伤空飘物的应用，其特征在于：用于在空气中形成电磁干扰云团，对于目标信号的电磁云毁伤。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109942877A (zh) * 2019-03-21 2019-06-28 北京理工大学 一种电磁屏蔽型聚氨酯轻量化材料的制备方法
CN111286078A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种柔性导电MXene基泡沫及其制备方法
CN112300363A (zh) * 2020-11-17 2021-02-02 吉林省一一科技有限公司 一种基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫及其制备方法
CN112876712A (zh) * 2021-01-21 2021-06-01 北京理工大学 一种MXene基柔性聚乙烯醇电磁屏蔽复合薄膜及制备方法
CN113105735A (zh) * 2021-02-22 2021-07-13 安徽大学 一种高导热的高分子聚合物复合导热材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111286078A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种柔性导电MXene基泡沫及其制备方法
CN109942877A (zh) * 2019-03-21 2019-06-28 北京理工大学 一种电磁屏蔽型聚氨酯轻量化材料的制备方法
CN112300363A (zh) * 2020-11-17 2021-02-02 吉林省一一科技有限公司 一种基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫及其制备方法
CN112876712A (zh) * 2021-01-21 2021-06-01 北京理工大学 一种MXene基柔性聚乙烯醇电磁屏蔽复合薄膜及制备方法
CN113105735A (zh) * 2021-02-22 2021-07-13 安徽大学 一种高导热的高分子聚合物复合导热材料及其制备方法

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