CN116641260A - 一种吸波材料的制备方法及吸波材料 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种吸波材料的制备方法及吸波材料。吸波材料的制备方法包括：将环氧树脂与有机溶剂进行混合，获得第一混合液；将第一混合液与分散剂和炭黑进行混合，获得第二混合液；对第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料；将吸波浆料涂覆至蜂窝芯上；对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理，获得吸波材料。本申请的吸波材料制备方法工艺简单，生产效率高，生产成本低，便于工业化生产。
Description
技术领域
本申请涉及材料制备领域，尤其涉及一种吸波材料的制备方法及吸波材料。
背景技术
雷达用于探测飞机，当飞机的雷达散射截面(RCS)减小时，飞机被探测的几率就会减少。根据雷达探测距离公式，雷达发现目标的距离与该目标的RCS的四次方根成正比。若飞机的RCS减小一个数量级(减小为原来的1/10)，则雷达探测距离相应降低为原来的56％，雷达对该目标的探测距离缩短44％。
现有的察设备包括S、C、X等多个波段的雷达，目前的微波吸收材料在吸波带宽方面存在较大的局限性，大多数吸波材料的吸波带宽较窄，无法满足复杂的电磁环境要求。为了拓宽吸波带宽，需要采用多层复合等手段，吸波材料的制备工艺复杂，成本较高。
发明内容
基于上述问题，本申请提供了一种吸波材料的制备方法及吸波材料，制备工艺简单，生产成本较低。
本申请的实施例提供一种吸波材料的制备方法，包括：将环氧树脂与有机溶剂进行混合，获得第一混合液；将所述第一混合液与分散剂和炭黑进行混合，获得第二混合液；对所述第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料；将所述吸波浆料涂覆至蜂窝芯上；对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理，获得所述吸波材料。
根据本申请的一些实施例，所述将所述第一混合液与分散剂和炭黑进行混合，获得第二混合液包括：将所述第一混合液与所述分散剂进行混合，获得混合液A；将所述混合液A与所述炭黑进行混合，获得所述第二混合液。
根据本申请的一些实施例，所述对所述第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料包括：将所述第二混合液的粘度调整至预设值；对调整粘度后的所述第二混合液进行砂磨，获得所述吸波浆料。
根据本申请的一些实施例，所述第二混合液的粘度预设值为使用涂四粘黏度计测量，流动时间为13～15S。
根据本申请的一些实施例，所述将所述第二混合液的粘度调整至预设值包括：利用分散机对所述第二混合液进行搅拌，所述分散机的转速为1500-2000r/min。
根据本申请的一些实施例，所述对调整粘度后的所述第二混合液进行砂磨，获得所述吸波浆料包括：将调整粘度后的所述第二混合液砂磨至粘度不变后停止砂磨。
根据本申请的一些实施例，所述环氧树脂、所述有机溶剂、所述分散剂和所述炭黑的质量比为：18～22：45～55：1～2：5～7。
根据本申请的一些实施例，所述吸波浆料与所述蜂窝芯的质量比为：70～75：100，或者为25～40：100。
根据本申请的一些实施例，所述热固化处理包括：
升温阶段：温度70～100℃，保温25～35min；
固化阶段：温度120～150℃，保温90～150min。
本申请的一个实施例提供一种吸波材料，利用如上所述的方法制备。
本申请的吸波材料制备方法工艺简单，生产效率高，生产成本低，便于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
图1是本申请实施例吸波材料制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本申请的实施例提供一种吸波材料的制备方法，包括：
S1、将环氧树脂与有机溶剂进行混合，获得第一混合液。
例如，将环氧树脂倒入有机溶剂进行溶解，常温状态待环氧树脂溶解后，机械搅拌30min后得到第一混合液。可选地，环氧树脂为YPH725中温固化环氧树脂，有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。
S2、将第一混合液与分散剂和炭黑进行混合，获得第二混合液。
例如，在第一混合液中加入分散剂，机械搅拌30min后得到混合液A。在混合液A中加入炭黑，机械搅拌30min后得到第二混合液。可选地，分散剂为聚硅氧烷共聚物的低分子量不饱和酸性多元羧酸聚酯溶液，或为可控自由基聚合的丙烯酸高分子嵌段共聚物HH2000E。炭黑为高导炭黑F900B。
分散剂用于防止环氧树脂和炭黑在混合时发生团聚现象。
炭黑用于将雷达照射的电磁能转化为热能，以消耗雷达照射的电磁能，提高吸波材料的吸波性能。
S3、对第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料。
例如，将第二混合液注入循环砂磨机进行砂磨，砂磨后的平均粒径为：20-25nm，获得吸波浆料。
S4、将吸波浆料涂覆至蜂窝芯上。
例如，通过“十字”淋涂方法将吸波浆料涂覆至蜂窝芯上。蜂窝芯是结构型吸波材料，具有质量轻，强度高，环境稳定性好，介电性能好等特点。蜂窝芯采用纤维增强树脂材料，用来提供力学支撑。吸波浆料涂覆至蜂窝壁上，作为吸波涂层，可将电磁能转换为热能消耗掉。可选地，蜂窝芯为芳纶纸蜂窝。
S5、对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理，获得吸波材料。
本申请的吸波材料制备方法工艺简单，生产效率高，生产成本低，便于工业化生产。
在一些实施例中，步骤S2、将第一混合液与分散剂和炭黑进行混合，获得第二混合液包括：
S21、将第一混合液与分散剂进行混合，获得混合液A；
S22、将混合液A与炭黑进行混合，获得第二混合液。
例如，在第一混合液中加入分散剂，机械搅拌30min后得到混合液A。在混合液A中加入炭黑，机械搅拌30min后得到第二混合液。在第一混合液中先加入分散剂，有利于加入炭黑时避免环氧树脂与炭黑发生团聚。
在一些实施例中，步骤S3、对第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料包括：
S31、将第二混合液的粘度调整至预设值；
S32、对调整粘度后的第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料。
将第二混合液注入分散机中进行充分的混合，并对第二混合液的粘度进行调整。第二混合液的粘度过大，不利于后续砂磨的进行。第二混合液的粘度过小，影响吸波材料的吸波性能。
可选地，第二混合液的粘度预设值为使用涂四粘黏度计测量，流动时间为13～15S。例如，如果第二混合液的粘度过大，可适当加入有机溶剂，以降低第二混合液的粘度。
在一些实施例中，将第二混合液的粘度调整至预设值包括：利用分散机对第二混合液进行搅拌，分散机的转速为1500-2000r/min。分散机的转速过低影响搅拌效率，分散机的转速过高增加分子间表面摩擦力，使第二混合液温度过高促使“团聚”现象的产生。
在一些实施例中，步骤S32、对调整粘度后的第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料包括：将调整粘度后的第二混合液砂磨至粘度不变后停止砂磨。
例如，对调整粘度后的第二混合液砂磨2h后每隔5分钟使用涂四粘黏度计测量，如果两次相邻测量的流动时间差值在1秒以内，则认为砂磨浆料的粘度不再变化，停止砂磨。
在一些实施例中，环氧树脂、有机溶剂、分散剂和炭黑的质量比为：18～22：45～55：1～2:5～7。炭黑的质量比过高或高低均影响吸波材料的吸波性能。
在一些实施例中，吸波浆料与蜂窝芯的质量比为：70～75:100，或者为25～40:100。
在一些实施例中，S5、对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理包括：
升温阶段：温度70～100℃，保温25～35min；
固化阶段：温度120～150℃，保温90～150min。
本申请的实施例还提供一种吸波材料，利用如上所述的方法制备。
实施例1
1、称取18份YPH725环氧树脂，添加45份有机溶剂进行溶解，常温状态待环氧树脂溶解后，机械搅拌30min后得到第一混合液。
2、在第一混合液中添加1份分散剂，机械搅拌30min，后得到混合液A。
3、在混合液A中添加5份F900B炭黑，机械搅拌30min后得到第二混合液。
4、将第二混合液注入分散机中进行充分的混合，分散机的转速为1500-2000r/min，将第二混合液的粘度调整预设值，粘度预设值为使用涂四粘黏度计测量，流动时间为14～15S。
5、将调整粘度后的第二混合液注入循环砂磨机中进行砂磨，第二混合液砂磨至粘度不变后停止砂磨，得到吸波浆料。
6、将400mm×400mm×5.5mm的芳纶纸蜂窝用夹具夹持固定，采用淋涂方法将吸波浆料涂覆在芳纶纸蜂窝上。吸波浆料与芳纶纸蜂窝的质量比见表1。
7、在电热鼓风干燥箱中对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理：
升温阶段：温度80℃，保温30min；
固化阶段：温度130℃，保温120min。
上述各成分的配比为质量比。
对吸波材料进行性能测试，包括：
弓形场测试：采用GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》；
表1
表中，频带是指可吸收的雷达波段，“-”表示不满足，“○”表示满足。
实施例2
1、称取20份YPH725环氧树脂，添加50份有机溶剂进行溶解，常温状态待环氧树脂溶解后，机械搅拌30min后得到第一混合液。
2、在第一混合液中添加1.5份分散剂，机械搅拌30min，后得到混合液A。
3、在混合液A中添加6份F900B炭黑，机械搅拌30min后得到第二混合液。
4、将第二混合液注入分散机中进行充分的混合，分散机的转速为1500-2000r/min，将第二混合液的粘度调整预设值，粘度预设值为使用涂四粘黏度计测量，流动时间为14～15S。
5、将调整粘度后的第二混合液注入循环砂磨机中进行砂磨，第二混合液砂磨至粘度不变后停止砂磨，得到吸波浆料。
6、将400mm×400mm×5.5mm的芳纶纸蜂窝用夹具夹持固定，采用淋涂方法将吸波浆料涂覆在芳纶纸蜂窝上。吸波浆料与芳纶纸蜂窝的质量比见表2。
7、在电热鼓风干燥箱中对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理：
升温阶段：温度70℃，保温35min；
固化阶段：温度120℃，保温150min。
对吸波材料进行性能测试，测试方法与实施例1相同。
由于实施例1的蜂窝型号AXN-2.75-72-5.6中吸波浆料与蜂窝芯的质量比为70％满足反射损耗最小值≤-10dB，且满足频带8-18Ghz，在实施例2中蜂窝型号AXN-2.75-72-5.6的吸波浆料与蜂窝芯的质量比选择60％～80％。
由于实施例1的蜂窝型号AXN-1.83-96-5.6中吸波浆料与蜂窝芯的质量比为40％满足反射损耗最小值≤-10dB，且满足频带8-18Ghz，在实施例2中蜂窝型号AXN-1.83-96-5.6的吸波浆料与蜂窝芯的质量比选择30％～50％。
表2
实施例3
1、称取22份YPH725环氧树脂，添加55份有机溶剂进行溶解，常温状态待环氧树脂溶解后，机械搅拌30min后得到第一混合液。
2、在第一混合液中添加2份分散剂，机械搅拌30min，后得到混合液A。
3、在混合液A中添加7份F900B炭黑，机械搅拌30min后得到第二混合液。
4、将第二混合液注入分散机中进行充分的混合，分散机的转速为1500-2000r/min，将第二混合液的粘度调整预设值，粘度预设值为使用涂四粘黏度计测量，流动时间为13～14S。
5、将调整粘度后的第二混合液注入循环砂磨机中进行砂磨，第二混合液砂磨至粘度不变后停止砂磨，得到吸波浆料。
6、将400mm×400mm×5.5mm的芳纶纸蜂窝用夹具夹持固定，采用淋涂方法将吸波浆料涂覆在芳纶纸蜂窝上。吸波浆料与芳纶纸蜂窝的质量比见表2。
7、在电热鼓风干燥箱中对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理：
升温阶段：温度100℃，保温25min；
固化阶段：温度150℃，保温90min。
对吸波材料进行性能测试，测试方法与实施例1相同。
由于实施例2的蜂窝型号AXN-2.75-72-5.6中吸波浆料与蜂窝芯的质量比为70％满足反射损耗最小值≤-10dB，且满足频带8-18Ghz，在实施例3中蜂窝型号AXN-2.75-72-5.6的吸波浆料与蜂窝芯的质量比选择60％～80％。
由于实施例2的蜂窝型号AXN-1.83-96-5.6中吸波浆料与蜂窝芯的质量比为30％～40％满足反射损耗最小值≤-10dB，且满足频带8-18Ghz，在实施例3中蜂窝型号AXN-1.83-96-5.6的吸波浆料与蜂窝芯的质量比选择20％～50％。
表3
实施例3的蜂窝型号AXN-2.75-72-5.6中吸波浆料与蜂窝芯的质量比为70％～75％满足反射损耗最小值≤-10dB，且满足频带8-18Ghz。蜂窝型号AXN-1.83-96-5.6中吸波浆料与蜂窝芯的质量比为25％～40％满足反射损耗最小值≤-10dB，且满足频带8-18Ghz。
以上对本申请实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。因此，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种吸波材料的制备方法，其特征在于，包括：
将环氧树脂与有机溶剂进行混合，获得第一混合液；
将所述第一混合液与分散剂和炭黑进行混合，获得第二混合液；
对所述第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料；
将所述吸波浆料涂覆至蜂窝芯上；
对涂覆有吸波浆料的蜂窝芯进行热固化处理，获得所述吸波材料。
2.根据权利要求1所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述将所述第一混合液与分散剂和炭黑进行混合，获得第二混合液包括：
将所述第一混合液与所述分散剂进行混合，获得混合液A；
将所述混合液A与所述炭黑进行混合，获得所述第二混合液。
3.根据权利要求1所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述对所述第二混合液进行砂磨，获得吸波浆料包括：
将所述第二混合液的粘度调整至预设值；
对调整粘度后的所述第二混合液进行砂磨，获得所述吸波浆料。
4.根据权利要求3所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述第二混合液的粘度预设值为使用涂四粘黏度计测量，流动时间为13～15S。
5.根据权利要求3所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述将所述第二混合液的粘度调整至预设值包括：利用分散机对所述第二混合液进行搅拌，所述分散机的转速为1500-2000r/min。
6.根据权利要求3所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述对调整粘度后的所述第二混合液进行砂磨，获得所述吸波浆料包括：将调整粘度后的所述第二混合液砂磨至粘度不变后停止砂磨。
7.根据权利要求1所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂、所述有机溶剂、所述分散剂和所述炭黑的质量比为：18～22：45～55：1～2:5～7。
8.根据权利要求1所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述吸波浆料与所述蜂窝芯的质量比为：70～75:100，或者为25～40:100。
9.根据权利要求1所述的吸波材料的制备方法，其特征在于，所述热固化处理包括：
升温阶段：温度70～100℃，保温25～35min；
固化阶段：温度120～150℃，保温90～150min。
10.一种吸波材料，其特征在于，利用权利要求1～9任一项所述的方法制备。
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