RU2798073C1

RU2798073C1 - Self-adhesive radar absorbing material

Info

Publication number: RU2798073C1
Application number: RU2022130159A
Authority: RU
Inventors: Василий Дмитриевич Черкасов; Юрий Викторович Юркин; Дмитрий Васильевич Черкасов
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2023-06-14

Abstract

FIELD: radio absorbing materials and coatings.

SUBSTANCE: invention can be used as coatings that absorb electromagnetic waves in the super high-frequency (SHF) range. The self-adhesive radio-absorbing material consists of a binder and a functional filler. Non-curing sealant Abris based on ethylene-propylene rubber is used as a binder, and a mixture of UFM-4HD carbon fibre and metal scale is used as a functional filler.

EFFECT: invention makes it possible to increase the radio-absorbing properties of the material, elasticity, reduce its thickness, reduce labour intensity during installation, since the material is self-adhesive.

1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области радиопоглощающих материалов и покрытий, и может быть использовано в качестве покрытий, поглощающих электромагнитные волны в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне.The invention relates to the field of radio absorbing materials and coatings, and can be used as coatings that absorb electromagnetic waves in the microwave range.

Широкоизвестными и ширикоприменяемыми радиопоглощающими материалами являются материалы на основе полимерного связующего с наполнителями различных типов.Widely known and widely used radar absorbing materials are materials based on a polymer binder with various types of fillers.

Из уровня техники известен радиопоглощающий материал, включающий в качестве полимерного связующего синтетический клей «Элатон» на основе латекса и в качестве магнитного наполнителя – порошкообразный феррит или карбонильное железо при соотношении компонентов, масс: синтетический клей «Элатон» на основе латекса 80-20, порошкообразный феррит или карбонильное железо 20-80 (RU 2155420, МПК H01Q 17/00, C09D 5/32, G01S 13/00, опубл. 27.08.2000).A radio-absorbing material is known from the prior art, including, as a polymer binder, synthetic adhesive "Elaton" based on latex and as a magnetic filler - powdered ferrite or carbonyl iron at a ratio of components, mass: synthetic adhesive "Elaton" based on latex 80-20, powdered ferrite or carbonyl iron 20-80 (RU 2155420, IPC H01Q 17/00, C09D 5/32, G01S 13/00, publ. 27.08.2000).

Недостатком известного материала является низкий коэффициент поглощения, а также низкий диапазон рабочих температур. The disadvantage of the known material is the low absorption coefficient, as well as the low operating temperature range.

Также широко известны радиозащитные полимерные композиционные материалы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и поликарбоната, наполненные углеродными компонентами (коллоидный графит, активный углерод, дискретное углеродное волокно, углеродные нанотрубки и др.).Also widely known are radioprotective polymeric composite materials based on ultra-high molecular weight polyethylene and polycarbonate filled with carbon components (colloidal graphite, active carbon, discrete carbon fiber, carbon nanotubes, etc.).

К недостаткам таких материалов можно отнести высокое экранирование (отражение) и низкое поглощение электромагнитного излучения. Кроме того, их установка возможна только при наличии специальных креплений. The disadvantages of such materials include high shielding (reflection) and low absorption of electromagnetic radiation. In addition, their installation is possible only with special fasteners.

Известен однослойный радиопоглощающий материал на основе каучука с наполнителем из ацетиленовой сажи. Вследствие гибкости этот материал легко применим на искривленных поверхностях (Радиоэлектроника за рубежом, вып. 2 (1104), 1988 г. с 15-16).Known single-layer radar-absorbing material based on rubber filled with acetylene black. Due to its flexibility, this material is easily applicable on curved surfaces (Radioelectronics abroad, issue 2 (1104), 1988, pp. 15-16).

Недостатком материала является низкие радиопоглощающие свойства. Для его крепления используется клей. В случае непроклея резко снижаются радиопоглощающие свойства. The disadvantage of the material is the low radio absorbing properties. Glue is used to attach it. In the case of non-glue, the radio absorbing properties are sharply reduced.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является радиопоглощающий материал строительного назначения, состоящий из связующего на основе цементно-углеродного материала, воды затворения и наполнителя. В качестве цементно-углеродного материала используют цемент с присоединенными к его поверхности углеродными трубками и нановолокнами в количестве 0,1-10 % от массы цемента. В качестве наполнителя используют ферритовый порошок или карбонильное железо, или смесь данных компонентов. Исходные компоненты берутся в следующем массовом соотношении: цементно-углеродный материал : функциональный радиопоглощающий наполнитель : вода затворения 1 : (1,5-4) : (0,4-0,7) (RU 2655187, МПК C04B 7/00, B82Y 40/00, G21F 1/04, опубл. 25.05.2018).The closest technical solution to the claimed one is a radar-absorbing material for construction purposes, consisting of a binder based on a cement-carbon material, mixing water and a filler. As a cement-carbon material, cement is used with carbon tubes and nanofibers attached to its surface in an amount of 0.1-10% by weight of cement. Ferrite powder or carbonyl iron, or a mixture of these components, is used as a filler. The initial components are taken in the following mass ratio: cement-carbon material : functional radio-absorbing filler : mixing water 1 : (1.5-4) : (0.4-0.7) (RU 2655187, IPC C04B 7/00, B82Y 40 /00, G21F 1/04, published 05/25/2018).

Недостатками известного решения являются большая толщина и низкие радиопоглощающие свойства. Кроме того, он не является самоклеящимся.The disadvantages of the known solutions are the large thickness and low radio absorbing properties. In addition, it is not self-adhesive.

Технический результат заключается в повышении радиопоглощающих свойств материала, эластичности, уменьшении его толщины, снижении трудоемкости при монтаже, так как материал является самоклеящимся. The technical result consists in increasing the radio-absorbing properties of the material, elasticity, reducing its thickness, reducing the complexity during installation, since the material is self-adhesive.

Сущность изобретения заключается в том, что самоклеящийся радиопоглощающий материал, состоит из связующего и функционального наполнителя. В качестве связующего используют неотверждаемый герметик «Абрис» на основе этиленпропиленового каучука, а в качестве функционального наполнителя – смесь углеродного волокна UFM-4HD и металлической окалины, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The essence of the invention lies in the fact that the self-adhesive radio-absorbing material consists of a binder and a functional filler. Non-curing sealant "Abris" based on ethylene-propylene rubber is used as a binder, and a mixture of UFM-4HD carbon fiber and metal scale is used as a functional filler, in the following ratio of components, wt. %:

неотверждаемый герметик «Абрис»non-curing sealant "Abris" 48-5248-52 углеродное волокно UFM-4HDcarbon fiber UFM-4HD 4-64-6 металлическая окалинаmetal scale 44-4644-46

В табл. 1 представлены составы самоклеящегося радиопоглощающего материала; в табл. 2 – радиофизические свойства самоклеящегося радиопоглощающего материала.In table. 1 shows the compositions of the self-adhesive radar absorbing material; in table. 2 - radiophysical properties of self-adhesive radio-absorbing material.

Способ изготовления самоклеящегося радиопоглощающего материала заключается в следующем. The method of manufacturing a self-adhesive radio-absorbing material is as follows.

Смеситель с z-образными лопастями ЗЛ-1,0 РК03 предварительно разогревают до 60-65 °С. Загружают неотверждаемый герметик «Абрис» и перемешивают 5 минут. Затем вводят 25 % от рассчитанного объема функционального наполнителя и перемешивают 20 минут. Затем вводят еще 25 % функционального наполнителя и перемешивают 8 минут. Затем вводят еще 25 % функционального наполнителя и перемешивают 7 минут. После этого вводят остаток наполнителя и смесь перемешивают 20 минут. Общее время приготовления смеси 1 час. Из приготовленной смеси с помощью экструдера или вальцов изготавливают ленты или листы материала нужной толщины. Было получено 5 различных составов самоклеящегося радиопоглощающего материала (табл. 1). Измерение радиофизических свойств проводили по ГОСТ Р 50011-92 на образцах размером 300 х 300 мм толщиной 1 мм (табл. 2).The mixer with z-shaped blades ZL-1.0 RK03 is preheated to 60-65 °C. Load non-curing sealant "Abris" and mix for 5 minutes. Then 25% of the calculated volume of the functional filler is introduced and mixed for 20 minutes. Then another 25% functional filler is added and mixed for 8 minutes. Then another 25% functional filler is added and mixed for 7 minutes. After that, the rest of the filler is introduced and the mixture is stirred for 20 minutes. The total preparation time of the mixture is 1 hour. From the prepared mixture, using an extruder or rollers, tapes or sheets of material of the desired thickness are made. 5 different compositions of self-adhesive radio-absorbing material were obtained (Table 1). The radiophysical properties were measured according to GOST R 50011-92 on samples 300 x 300 mm in size and 1 mm thick (Table 2).

Состав, содержащий 5 % углеродного волокна и 45 % карбонильного железа, имеет максимальный коэффициент поглощения – 30 %. Состав, содержащий только 5 % углеродного волокна имеет коэффициент поглощения равный 25 %. A composition containing 5% carbon fiber and 45% carbonyl iron has a maximum absorption coefficient of 30%. A composition containing only 5% carbon fiber has an absorption coefficient of 25%.

По сравнению с известными решениями заявленное изобретение позволяет повысить радиопоглощающие свойства материала, его эластичность, уменьшить толщину, снизить трудоемкость при монтаже. Заявленный материал является самоклеящимся.In comparison with the known solutions, the claimed invention makes it possible to increase the radio-absorbing properties of the material, its elasticity, reduce the thickness, and reduce the labor intensity during installation. The claimed material is self-adhesive.

Таблица 1 Table 1

№No. КомпонентыComponents СоставыLineups 11 22 33 44 55 11 Неотверждаемый герметик «Абрис», мас. %Uncured sealant "Abris", wt. % 5555 5252 5050 4848 4545 22 Углеродное волокно UFM-4HD, мас. %Carbon fiber UFM-4HD, wt. % 33 44 55 66 77 33 Металлическая окалина, мас. %Metal scale, wt. % 4242 4444 4545 4646 4848

Примечание: металлическая окалина содержит 64-65 % железа.Note: metal scale contains 64-65% iron.

Таблица 2table 2

№No. ХарактеристикиCharacteristics СоставыLineups ПрототипPrototype 11 22 33 44 55 11 Коэффициент поглощения % на частоте:
2-4 ГГц
4,6 ГГц
4,8 ГГцAbsorption rate % at frequency:
2-4 GHz
4.6 GHz
4.8 GHz 5
5
75
5
7 24
33
3624
33
36 52
58
6552
58
65 30
35
37thirty
35
37 6
8
96
8
9 Поглощение 11,5 дБ/см или 1,15 дБ/мм (23,7%)Absorption 11.5 dB/cm or 1.15 dB/mm (23.7%) 22 Коэффициент отражения дБ на частоте:
2-4 ГГц
4,6 ГГц
4,8 ГГцReflection coefficient dB at frequency:
2-4 GHz
4.6 GHz
4.8 GHz 7,1
6,5
6,67.1
6.5
6.6 6,5
6
5,86.5
6
5.8 6,9
6,4
6,026.9
6.4
6.02 8,1
8,7
98.1
8.7
9 9
10,1
10,59
10.1
10.5 12,8 % (0,6 дБ)12.8% (0.6 dB)

Claims

Self-adhesive radio-absorbing material consisting of a binder and a functional filler, and the non-curing sealant "Abris" based on ethylene-propylene rubber is used as a binder, and a mixture of UFM-4HD carbon fiber and metal scale is used as a functional filler, in the following ratio of components, wt. %:

non-curing sealant "Abris" 48-52 carbon fiber UFM-4HD 4-6 metal scale 44-46