一种耐盐雾短切碳纤维‑硬质聚氨酯泡沫吸波材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种耐盐雾短切碳纤维‑硬质聚氨酯泡沫吸波材料及其制备方法与应用，属于吸波功能材料领域。其制备方法包括以下步骤：混合聚醚多元醇和短切碳纤维，得第一溶液；混合第一溶液与异氰酸酯，得第二溶液，将第二溶液成型、熟化。聚醚多元醇包括聚氧化丙烯多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种。异氰酸酯包括甲苯二而异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多次甲基多苯基异氰酸酯中的任意一种。短切碳纤维的长度为2‑4mm。此制备方法简单、成本低且过程控制简捷。由此得到的吸波材料具有较佳的吸波性能，反射损耗变化小，耐盐雾稳定性好。将上述吸波材料用于军用装备，能有效减小对方反导系统雷达的探测距离，具有广阔的发展前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及吸波功能材料领域，且特别涉及一种耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料及其制备方法与应用。
技术介绍
雷达是探测、跟踪、识别来袭导弹及对拦截弹制导的主要手段，因此，雷达隐身是提高导弹突防能力的基础措施。导弹隐身后RCS减小，可以减小对方反导系统雷达的探测距离，延迟敌方防御系统发现我方目标的时间，减小弹头被跟踪和被拦截的概率，而不影响导弹控制系统的工作；同时也为弹头采用无源、有源干扰装置提供了基础，例如弹头RCS减小10倍，要求的干扰机功率减小10倍，无源诱饵RCS减小10倍。相应地，可以有效的减小干扰装置的尺寸、重量和技术难度，或在一定载荷前提下，弹头可携带更多的突防装置。吸波材料是隐身技术的重要组成部分，它能高效吸收入电磁波能量并将其转换成热能或其它形式的能量而耗散掉。发展和应用吸波材料技术受到世界各军事大国的高度重视，美国的多款导弹武器装备，如民兵Ⅲ、和平卫士、AGM-109、AGM-86B、AGM-129等都使用了大量的吸波材料。传统吸波材料隐身频带窄、重量高、厚度大，吸波机理单一，电磁波空间阻抗匹配水平与介质损耗能力低。因此，传统吸波材料无法满足导弹隐身实际要求，直接制约导弹隐身突防的发展水平。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料的制备方法，该制备方法简单、成本低且过程控制简捷。本专利技术的第二目的在于提供一种由上述制备方法制备而得的耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料，此耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料具有较佳的吸波性能，反射损耗变化小，耐盐雾稳定性好。本专利技术的第三目的在于提供一种上述耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料的应用，将其应用于军用装备，能有效减小对方反导系统雷达的探测距离，具有广阔的发展前景。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料的制备方法，其包括以下步骤：混合聚醚多元醇和短切碳纤维，得第一溶液；混合第一溶液与异氰酸酯，得第二溶液，将第二溶液经成型、熟化，得耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料。优选地，聚醚多元醇包括聚氧化丙烯多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种。优选地，异氰酸酯包括甲苯二而异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多次甲基多苯基异氰酸酯中的任意一种。优选地，短切碳纤维的长度为2-4mm。本专利技术还提出一种由上述耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料制备而得的耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料。本专利技术还提出一种上述耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料的应用，例如可用于军用装备中。本专利技术较佳实施例提供的耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料及其制备方法与应用的有益效果是：优先将聚醚多元醇和短切碳纤维混合，然后再与异氰酸酯混合，其较将聚醚多元醇、短切碳纤维和异氰酸酯同时混合反应可避免聚醚多元醇与异氰酸酯接触后先发生反应，导致短切碳纤维混合不均匀。短切碳纤维的长度为2-4mm，可使其与聚醚多元醇以及异氰酸酯反应更加充分，更适于后期的成型步骤。通过加入短切碳纤维，可使耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料具有重量轻、模量高和耐高温等特点。本专利技术较佳实施例提供的耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料不仅具有较佳的力学性能和耐老化性能，切易于成型加工，而且还具有较高的吸波性能和耐盐雾特性，在微波吸波方面显示出很强的适应性。其制备方法简单、成本低且过程控制简捷。将其用于军用装备，能有效减小对方反导系统雷达的探测距离，具有广阔的发展前景。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。下面对本专利技术实施例的耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料及其制备方法与应用进行具体说明。本专利技术实施例提供的耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料主要经聚醚多元醇、短切碳纤维以及异氰酸酯混合反应后，再经成型和熟化所得。具体地，其制备方法例如可以包括以下步骤：混合聚醚多元醇和短切碳纤维，得第一溶液，然后再混合第一溶液与异氰酸酯，得第二溶液，将第二溶液经成型、熟化，即可得耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料。本专利技术实施例中优先将聚醚多元醇和短切碳纤维混合，然后再与异氰酸酯混合，其较将聚醚多元醇、短切碳纤维和异氰酸酯同时混合反应可避免聚醚多元醇与异氰酸酯接触后先发生反应，导致短切碳纤维混合不均匀。作为可选地，聚醚多元醇包括聚氧化丙烯多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种。作为可选地，异氰酸酯包括甲苯二而异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多次甲基多苯基异氰酸酯中的任意一种。优选地，上述短切碳纤维的长度为2-4mm，此长度范围内的短切碳纤维与聚醚多元醇以及异氰酸酯反应更加充分，更适于后期的成型。本专利技术实施例中通过加入短切碳纤维，可使耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料具有重量轻、模量高和耐高温等特点。较佳地，在混合过程中，聚醚多元醇、短切碳纤维和异氰酸酯的质量比依次可以为50：6-8：50，优选为50:7:50。在此配比下，成品耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料较其它配比下的成品不仅具有更佳的力学性能和耐老化性能，切易于成型加工，并且还具有更高的吸波性能和耐盐雾特性，在微波吸波方面显示出很强的适应性。作为可选地，本专利技术实施例中的第一溶液经聚醚多元醇和短切碳纤维混合10-20min后得到。优选地，上述第一溶液经聚醚多元醇和短切碳纤维混合15min后得到。混合例如可以于反应釜中进行。先将聚醚多元醇和短切碳纤维混合，可使上述两种物质充分混合均匀，以利于异氰酸酯加入后能够得到性质均一的成品。较佳地，在与聚醚多元醇混合前，短切碳纤维可经以下步骤得到：将短切碳纤维原料于有机试剂中浸泡，然后超声清洗，烘干。优选地，上述有机试剂例如可以包括乙醇溶或丙酮溶液。更优选地，上述有机试剂为丙酮溶液，虽乙醇较丙酮更易挥发和除去，但丙酮对短切碳纤维的清洗效果较乙醇更优，故本专利技术实施例中优选采用丙酮溶液。优选地，浸泡时间为15-20min，此时间范围一方面能使丙酮溶液起到较佳的清洗效果，另一方面还有利于超声过程中在短时间内将其从短切碳纤维中除去。本专利技术实施例中超声清洗的目的在于用去离子水将浸泡后的短切碳纤维中所含的丙酮溶液去除洗净，避免丙酮溶液对后续反应产生不利影响。进一步地，烘干可以于45-55℃的条件下进行。优选地，烘干于50℃的条件下进行。此条件下，能稳定维持短切碳纤维的性质，避免在高温度条件下其性质发生改变。较佳地，混合前，还可分别将异氰酸酯和聚醚多元醇进行干燥。优选地，干燥采用真空干燥。可选地，上述干燥可在45-55℃条件下进行1-2h。更优地，上述干燥是于50℃的条件下进行1.5h。同理地，上述条件下，能分别维持异氰酸酯和聚醚多元醇稳定的性质，避免其在高温度条件性质发生改变。成型是将第二溶液置于成型模具中。较佳地，本专利技术实施例的成型所用的模具中含有脱模剂，脱模剂包括乙酸乙酯或二甲基甲酰胺中的任意一种。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐盐雾短切碳纤维‑硬质聚氨酯泡沫吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：混合聚醚多元醇和短切碳纤维，得第一溶液；混合所述第一溶液与异氰酸酯，得第二溶液，将所述第二溶液经成型、熟化，得耐盐雾短切碳纤维‑硬质聚氨酯泡沫吸波材料；优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种；优选地，所述异氰酸酯包括甲苯二而异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多次甲基多苯基异氰酸酯中的任意一种；优选地，所述短切碳纤维的长度为2‑4mm。

【技术特征摘要】
1.一种耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：混合聚醚多元醇和短切碳纤维，得第一溶液；混合所述第一溶液与异氰酸酯，得第二溶液，将所述第二溶液经成型、熟化，得耐盐雾短切碳纤维-硬质聚氨酯泡沫吸波材料；优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种；优选地，所述异氰酸酯包括甲苯二而异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和多次甲基多苯基异氰酸酯中的任意一种；优选地，所述短切碳纤维的长度为2-4mm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇、所述短切碳纤维和所述异氰酸酯的质量比依次为50：6-8：50。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶液经所述聚醚多元醇和所述短切碳纤维混合10-20min后得到；优选地，所述第一溶液经所述聚醚多元醇和所述短切碳纤维混合15min后得到。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，与所述聚醚多元醇混合前，所述短切碳纤维经以下步骤得到：将短切碳纤维原料于有机试剂中浸泡，然后超声清洗，烘干；优选地，所述有机试剂包括乙醇溶或丙酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：范婷婷，甘丹，韩冰，余争鸣，王建国，
申请(专利权)人：航天科工武汉磁电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42