RU2598090C1 - Лакокрасочная радиопоглощающая композиция - Google Patents
Лакокрасочная радиопоглощающая композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598090C1 RU2598090C1 RU2015109976/05A RU2015109976A RU2598090C1 RU 2598090 C1 RU2598090 C1 RU 2598090C1 RU 2015109976/05 A RU2015109976/05 A RU 2015109976/05A RU 2015109976 A RU2015109976 A RU 2015109976A RU 2598090 C1 RU2598090 C1 RU 2598090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radar
- epoxy resin
- composition
- surfactant
- carbon nanotubes
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для поглощения (и/или уменьшения уровня отражения) СВЧ электромагнитного излучения. Лакокрасочная радиопоглощающая композиция представляет полимерное связующее на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем. Выполнена из двух жидких компонентов, один из которых является отвердителем эпоксидной смолы, а второй является композицией, содержащей эпоксидную смолу, полые зольные микросферы, электропроводящий поглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки, растворитель и поверхностно-активное вещество (ПАВ). В качестве электропроводящего радиопоглощающего наполнителя используются углеродные нанотрубки, диспергированные в растворителе, содержащем поверхностно-активное вещество, и обработанные ультразвуком. Изобретение обеспечивает лакокрасочную радиопоглощающую композицию для формирования покрытий с большим коэффициентом поглощения электромагнитного излучения. 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для поглощения (и/или уменьшения уровня отражения) СВЧ электромагнитного излучения.
Известен радиопоглощающий материал для нанесения на различные изделия на основе полимерного связующего в количестве 80-20 масс. % и порошкообразного феррита или карбонильного железа в количестве 20-80 масс. % (патент РФ №2107705, МПК C09D 5/32, опубл. 27.03.1998). Материал наносят краскораспылителем в 20 слоев (по 50 мкм) с сушкой каждого слоя 10 мин. Материал прост в приготовлении, но нетехнологичен при нанесении. Кроме того, он характеризуется высоким коэффициентом отражения, обусловленным большой величиной диэлектрической проницаемости композиции, наполненной металлическим (или металлосодержащим) порошком.
Известна композиция для экранирования электромагнитного излучения, содержащая полимерное связующее (выбранное из группы полиолефин, полистирол, фторопласт, ПВХ-пластизоль) и электропроводящий немагнитный наполнитель - графит, модифицированный кислотами и терморасширенный (патент РФ №2243980, МПК C08L 23/00, C08L 23/06, опубл. 10.01.2005). Покрытие из такого материала толщиной 0,1 мм характеризуется уменьшением коэффициента прохождения от -40 до -85 дБ в диапазоне длин волн 2-5 см. Высокая степень наполнения материала ведет не только к росту поглощения проходящего электромагнитного излучения, но и к росту коэффициента отражения от поверхности покрытия, особенно при углах падения излучения меньше 90°.
Наиболее близкой по технической сути и назначению к заявленному изобретению является лакокрасочная композиция, описанная в патенте №2420549 (патент РФ №2420549 C09D 5/32, C08L 63/00, C08K 7/04, опубл. 10.06.2011). Согласно данному патенту перед нанесением покрытия соединяют отвердитель с композицией на основе эпоксидной смолы, пластификатора и термопластичного полиуретана с двумя дисперсными электропроводящими наполнителями с разной формой частиц, при следующем соотношении компонентов (масс. %):
графит | 50-70 |
углеродное волокно | 1-5 |
пластификатор | 0,2-1 |
термопластичный уретан | 0,2-1 |
эпоксидная смола | остальное до 100 |
В данной композиции используется графит с размером частиц от 3 до 15 мкм и измельченное углеродное волокно с длиной частиц менее 300 мкм, которая превышает толщину в 15-30 раз.
Покрытие на основе этой композиции способно уменьшить уровень мощности прошедшего через него электромагнитного излучения на 20-30 дБ в частотном диапазоне 1,5-30 ГГц. Недостатком данного покрытия является высокий коэффициент отражения и, соответственно, малый коэффициент поглощения при углах падения излучения меньше 90° и в диапазоне частот выше 30 ГГц.
Техническим результатом изобретения является создание лакокрасочной радиопоглощающей композиции для формирования покрытий с повышенными поглощающими электромагнитное излучение с частотой 30-70 ГГц свойствами, характеризующейся большим коэффициентом поглощения, в частности при углах падения излучения менее 90°.
Технический результат достигается тем, что лакокрасочная радиопоглощающая композиция, представляющая собой полимерное связующее на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем, выполнена из двух жидких компонентов, один из которых является отвердителем эпоксидной смолы, а второй является композицией, содержащей эпоксидную смолу, полые зольные микросферы, электропроводящий радиопоглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки, растворитель и поверхностно-активное вещество (ПАВ), при следующем соотношении компонентов, масс. %:
эпоксидная смола | 30-55 |
полые зольные микросферы | 15-20 |
углеродные нанотрубки | 0,5-2 |
ПАВ | 0,02-0,2 |
растворигель | остальное до 100 |
В качестве электропроводящего радиопоглощающего наполнителя используются углеродные нанотрубки, диспергированные в растворителе, содержащем поверхностно-активное вещество, и обработанные ультразвуком.
На фигуре 1 изображена структура лакокрасочной радиопоглощающей композиции (покрытия), где
1 - слой полимерного связующего на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем до высыхания;
2 - слой полимерного связующего на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем после высыхания;
3 - полые зольные микросферы.
На фигуре 2 представлена зависимость коэффициента поглощения от угла падения электромагнитного излучения.
Композиция состоит из двух жидких компонентов (основа и отвердитель, составляющие полимерное связующее), соединяемых перед нанесением композиции на поверхность изделия. Первый компонент - основа - представляет собой композицию на основе эпоксидной смолы, содержащую два дисперсных наполнителя - электропроводящий радиопоглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки (УНТ) и полые зольные микросферы, а также растворитель, совместимый с эпоксидной смолой, и поверхностно-активное вещество в соотношении, масс. %:
эпоксидная смола | 30-55 |
полые зольные микросферы | 15-20 |
углеродные нанотрубки (УНТ) | 0,5-2 |
ПАВ | 0,02-0,2 |
растворитель | остальное до 100 |
Второй компонент - отвердитель эпоксидной смолы (используется в соответствии с известными рекомендациями, например, «Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов». Справочное пособие / Под ред. М.М. Гольдберга. Москва, изд. «Химия», 1978. - 512 с.).
Использование углеродных нанотрубок в качестве радиопоглощающего наполнителя приводит к возникновению специфических атомно-молекулярных структур, в которых под воздействием падающей электромагнитной волны возникают флуктуации электронной плотности, значительно снижающие уровень отражаемой в окружающее пространство волны. Наличие случайно ориентированных и равномерно расположенных в объеме полимерного связующего частиц наполнителя в виде нитей диаметром 20-50 им и длиной до 1000 нм из углерода приводит к образованию множества релеевских рассеивающих структур различных размеров, что приводит к расширению рабочего частотного диапазона материала и росту эффективности поглощения им СВЧ-излучения частот выше 30 ГГц.
Наилучшему диспергированию УНТ в полимерном связующем способствует способ введения их в связующие в виде суспензии в растворителе (совместимом с эпоксидным связующим) с добавкой ПАВ и подвергнутой воздействию ультразвука (30 мин, 30-60 кГц).
Особенностью предлагаемой композиции является то, что при предложенном соотношении компонентов полимерное связующее, содержащее углеродные нанотрубки, обладая усадкой в пределах 30-70% по объему (при испарении растворителя), формирует неровную поверхность благодаря содержанию в нем крупных (диаметр до 500 мкм) полых зольных микросфер (фиг. 1).
Неровная поверхность, образованная микросферами, покрытыми связующим с УНТ, способствует лучшему рассеиванию и поглощению СВЧ-излучения, существенно увеличивая коэффициент поглощения и снижая коэффициент отражения, особенно при углах падения излучения менее 90° к поверхности (фиг. 2).
Предлагаемая композиция изготавливается следующим образом: смешивают растворитель (использовался ацетон), ПАВ (использовалась олеиновая кислота), УНТ (использовался материал углеродный наноструктурный «Таунит» ТУ 2166-001-77074291-2012). Смесь после механического перемешивания подвергалась воздействию ультразвука в течение 30 мин (использовался диспергатор УЗД 1-0,063/22). Затем последовательно в полученную смесь вводились расчетные количества эпоксидной смолы, зольных микросфер (марки АСПМ ТУ 5717-001-11843486-2004), предварительно рассеянных на сетке с ячейками 100 мкм для удаления микросфер менее 100 мкм, затем отвердитель (полиэтиленполиамин или другой согласно рекомендациям).
Вязкость композиции и толщина формируемого слоя покрытия в зависимости от используемого способа его нанесения может изменяться путем варьирования содержания растворителя в пределах, указанных в рецептуре композиции.
Толщина одного слоя покрытия 100-500 мкм. Композиция может наноситься в несколько слоев. Режим отверждения нанесенного слоя определяется типом используемого отвердителя. В данном случае, при использовании полиэтиленполиамина (15 в. ч. на 100 в. ч. смолы ЭД-20) отверждение осуществляется сутки при комнатной температуре.
Коэффициент поглощения композиции определялся по методике, изложенной в патенте РФ №2107705, на частоте 37,5-42,5 ГГц. Измерение коэффициента поглощения электромагнитного излучения производилось под углами 90, 60, 45 и 30° к плоскости образцов. Образцы для измерений готовились путем нанесения кистью композиции (использовались два состава) на металлические пластины. Толщина слоя композиции составляла 0,7-1 мм. Образец сравнения (прототип) готовился по технологии, изложенной в патенте РФ №2420549, путем окунания картона (толщиной 0,7 мм) в заявленную лакокрасочную композицию с последующей сушкой при температуре 80°С в течение 30 минут. Изготовленная таким образом заготовка радиопоглощающего картона клеем БФ-4 приклеивалась к металлической пластине для измерения коэффициента поглощения под разными углами падения электромагнитного излучения.
В таблице 2 и на фигуре 2 представлены результаты измерения коэффициента поглощения электромагнитного излучения под углами падения 90, 60, 45 и 30 градусов.
Результаты измерения коэффициента поглощения исследуемых рецептур, представленные в таблице 2 и фигуре 2, указывают на высокую эффективность поглощения электромагнитного излучения заявляемой лакокрасочной композиции, особенно при углах падения электромагнитного излучения менее 60 градусов к поверхности покрытия.
Менее интенсивное снижение коэффициента поглощения радиопоглощающего покрытия заявляемого состава по сравнению с традиционными радиопоглощающими покрытиями, получаемыми по лакокрасочной технологии, при углах падения электромагнитного излучения менее 60 градусов обусловлено неровной поверхностью покрытия, обеспечиваемой определенными видами и соотношением компонентов.
Изобретение позволяет существенно уменьшить уровень отражения СВЧ электромагнитного излучения, падающего (нормально и под углом) на металлическую (или иную отражающую) поверхность.
Claims (1)
- Лакокрасочная радиопоглощающая композиция, представляющая полимерное связующее на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем, отличающаяся тем, что выполнена из двух жидких компонентов, один из которых является отвердителем эпоксидной смолы, а второй является композицией, содержащей эпоксидную смолу, полые зольные микросферы, электропроводящий радиопоглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки, растворитель и поверхностно-активное вещество (ПАВ), при следующем соотношении ее компонентов, масс. %:
эпоксидная смола 30-55 полые зольные микросферы 15-20 углеродные нанотрубки 0,5-2 ПАВ 0,02-0,2 растворитель остальное до 100
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109976/05A RU2598090C1 (ru) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Лакокрасочная радиопоглощающая композиция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109976/05A RU2598090C1 (ru) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Лакокрасочная радиопоглощающая композиция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2598090C1 true RU2598090C1 (ru) | 2016-09-20 |
Family
ID=56938093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015109976/05A RU2598090C1 (ru) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Лакокрасочная радиопоглощающая композиция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2598090C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674193C1 (ru) * | 2017-11-07 | 2018-12-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Полимерная композиция для поглощения высокочастотной энергии |
CN111718686A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种轻质复合吸波材料及其制备方法 |
CN114223042A (zh) * | 2019-08-19 | 2022-03-22 | 国立大学法人东京大学 | 电波吸收体膜及其制造方法 |
RU2776154C1 (ru) * | 2019-07-18 | 2022-07-14 | Синъюй Сейфти Протекшн Текнолоджи Ко., Лтд | Волокно из сверхвысокомолекулярного полиэтилена со сверхвысоким сопротивлением резанию и способ его получения |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0297888A1 (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-04 | Lion Corporation | Electroconductive resin composition |
SU1703668A1 (ru) * | 1989-07-24 | 1992-01-07 | Харьковское Бюро Внедрения Научно-Исследовательского Института Научно-Производственного Объединения "Лакокраспокрытие" | Пластизольна композици дл защитно-декоративного покрыти |
RU2107705C1 (ru) * | 1996-11-04 | 1998-03-27 | Татьяна Григорьевна Безъязыкова | Радиопоглощающий материал и способ его приготовления |
RU2243980C1 (ru) * | 2003-06-26 | 2005-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "РАДИОСТРИМ" | Композиционный материал для экранирования электромагнитного излучения и способ его получения |
RU2310670C1 (ru) * | 2006-07-31 | 2007-11-20 | Богдан Васильевич Бондарчук | Краска-покрытие тепловлагозащитная |
RU2330050C1 (ru) * | 2007-03-01 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Полимерная композиция |
RU2420549C2 (ru) * | 2009-07-16 | 2011-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Технопром" | Лакокрасочная композиция |
-
2015
- 2015-03-20 RU RU2015109976/05A patent/RU2598090C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0297888A1 (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-04 | Lion Corporation | Electroconductive resin composition |
SU1703668A1 (ru) * | 1989-07-24 | 1992-01-07 | Харьковское Бюро Внедрения Научно-Исследовательского Института Научно-Производственного Объединения "Лакокраспокрытие" | Пластизольна композици дл защитно-декоративного покрыти |
RU2107705C1 (ru) * | 1996-11-04 | 1998-03-27 | Татьяна Григорьевна Безъязыкова | Радиопоглощающий материал и способ его приготовления |
RU2243980C1 (ru) * | 2003-06-26 | 2005-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "РАДИОСТРИМ" | Композиционный материал для экранирования электромагнитного излучения и способ его получения |
RU2310670C1 (ru) * | 2006-07-31 | 2007-11-20 | Богдан Васильевич Бондарчук | Краска-покрытие тепловлагозащитная |
RU2330050C1 (ru) * | 2007-03-01 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Полимерная композиция |
RU2420549C2 (ru) * | 2009-07-16 | 2011-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Технопром" | Лакокрасочная композиция |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674193C1 (ru) * | 2017-11-07 | 2018-12-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Полимерная композиция для поглощения высокочастотной энергии |
RU2776154C1 (ru) * | 2019-07-18 | 2022-07-14 | Синъюй Сейфти Протекшн Текнолоджи Ко., Лтд | Волокно из сверхвысокомолекулярного полиэтилена со сверхвысоким сопротивлением резанию и способ его получения |
CN114223042A (zh) * | 2019-08-19 | 2022-03-22 | 国立大学法人东京大学 | 电波吸收体膜及其制造方法 |
CN111718686A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种轻质复合吸波材料及其制备方法 |
CN111718686B (zh) * | 2020-06-11 | 2024-01-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种轻质复合吸波材料及其制备方法 |
RU2794212C2 (ru) * | 2021-06-21 | 2023-04-12 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Паста, поглощающая электромагнитное излучение СВЧ-диапазона, и способ ее изготовления |
RU2784397C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-11-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ получения термостойкого радиопоглощающего покрытия и состав для его нанесения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9806426B2 (en) | Electromagnetic field absorbing composition | |
RU2598090C1 (ru) | Лакокрасочная радиопоглощающая композиция | |
CN108045060A (zh) | 一种防爆宽频吸波复合材料及其制备方法 | |
JP6913104B2 (ja) | 種々の用途のための電磁波を吸収する新規材料 | |
Jani et al. | Tuning of microwave absorption properties and electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness of nanosize conducting black-silicone rubber composites over 8-18 GHz | |
RU2570003C1 (ru) | Радиопоглощающий материал | |
RU2420549C2 (ru) | Лакокрасочная композиция | |
RU2502766C1 (ru) | Радиопоглощающий материал и способ получения радиопоглощающего покрытия | |
RU2500704C2 (ru) | Поглотитель электромагнитных волн и радиопоглощающий материал для его изготовления | |
CN109082072A (zh) | 石墨烯/环氧树脂复合吸波材料及其制备方法和应用 | |
RU2784397C1 (ru) | Способ получения термостойкого радиопоглощающего покрытия и состав для его нанесения | |
OA11604A (en) | Coating material for radiation surfaces to produceelectromagnetic waves and a method for manufactur ing said material. | |
RU2460750C1 (ru) | Состав для электропроводящих покрытий и способ изготовления твердых электропроводящих покрытий | |
RU2783658C1 (ru) | Радиопоглощающий материал и способ получения радиопоглощающего покрытия | |
Ji et al. | Preparation and research on the electromagnetic wave absorbing coating with Co-ferrite and carbonyl iron particles | |
JP2002094284A (ja) | 電磁波吸収性樹脂組成物及び電磁波吸収性建材 | |
Kharber et al. | Characteristic of biomass percentage in cement brick composites microwave absorber | |
JPH01230299A (ja) | 電波吸収体皮膜の形成方法および電波吸収体組成物 | |
RU2677156C1 (ru) | Композиция для получения электропроводящего гидрофобного покрытия на основе лака с углеродными нанотрубками и способ ее изготовления | |
de Castro Folgueras et al. | Microwave absorbing nanocomposites composed with and without polyaniline by use as Radar Absorbing Structure | |
Seng et al. | Improved rice husk ash microwave absorber with CNTs | |
EP0426141B1 (de) | Material mit radarabsorbierenden Eigenschaften und dessen Verwendung bei Verfahren zur Tarnung gegen Radarerfassung | |
CN108117825A (zh) | 一种涂料及其制备方法 | |
Baskey et al. | Electromagnetic design and testing of carbon black and carbon fiber-epoxy composites for defence stealth applications | |
UA140297U (uk) | Фарба для широкосмугового екранування від електромагнітних хвиль |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190417 |