一种形状记忆吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种形状记忆吸波材料及其制备方法。所述方法包括：(1)将质量比为1：(0.02～0.33)：(0.01～0.017)的环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀，得到环氧树脂预聚物；(2)往得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀，得到形状记忆吸波树脂；(3)将形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状记忆吸波材料。本发明专利技术方法制得的吸波材料具有形状记忆功能，可以根据使用过程中的具体要求改变形状，使用后可加热至形状记忆转变温度以上回复至原始形状从而达到重复使用的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种形状记忆吸波材料及其制备方法
本专利技术属于吸波材料制备
，尤其涉及一种形状记忆吸波材料及其制备方法。
技术介绍
吸波材料是指能够吸收、衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。随着科学技术的发展，吸波材料已经在各个方面具有广泛的应用。如电磁防护、微波暗室、移动通讯以及军事隐身等领域均具有重要意义。目前来讲，吸波材料的制备方法主要是通过吸收剂与基体材料的复合制备，一般基体材料为高分子弹性体、树脂或泡沫等材料，现有的吸波材料只能根据所需使用的形状，在特定形状下的模具固化成形，制备后的材料形状不能改变。目前，在有些特殊的使用场合下，对吸波材料提出了更高的要求，比如设想吸波材料能够变形，如吸波板材需要转变成其他的形状进行装配使用，而经过改变形状之后，通过触发形状记忆性能，材料还能够恢复至原始形状进而循环使用，提高材料的使用效率。然而现有吸波材料均未满足这样的使用要求，极大地限制了吸波材料的使用范围。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种形状记忆吸波材料及其制备方法。本专利技术方法制备的吸波材料可以根据使用条件改变形状，使用后可触发形状记忆性能恢复至原始形状进行循环使用，从而提高了吸波材料的使用效率。本专利技术方法制得的形状记忆吸波材料兼具吸波性能优异和形状记忆性能优异的优点。为了实现上述目的，本专利技术在第一方面提供了一种形状记忆吸波材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将质量比为1：(0.02～0.33)：(0.01～0.017)的环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀，得到环氧树脂预聚物；(2)往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀，得到形状记忆吸波树脂；和(3)将步骤(2)得到的形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状记忆吸波材料。优选地，所述步骤(2)包括如下子步骤：(a)在往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入所述羰基铁粉之前，先将所述羰基铁粉等分成等重量的多份；(b)将多份所述羰基铁粉依次加入步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中并搅拌均匀，得到形状记忆吸波树脂。优选地，所述两个以上不同温度阶段进行固化包括第一阶段固化、第二阶段固化和第三阶段固化；所述第一阶段固化的温度为50～70℃，所述第一阶段固化的时间为0.5～1.5h；所述第二阶段固化的温度为85～110℃，所述第二阶段固化的时间为1.5～2.5h；所述第三阶段固化的温度为115～130℃，所述第三阶段固化的时间为2～10h。优选地，所述方法还包括在步骤(1)之前，先将所述环氧树脂和所述增韧剂于70～90℃下保温15～25min的步骤。优选地，所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的5～85wt％。优选地，所述羰基铁粉的用量为所述环氧树脂的用量的40～85wt％。优选地，所述增韧剂选自碳原子数为3～18的正烷基胺中的一种或多种。优选地，所述增韧剂选自由正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十二胺和正十六胺组成的组。优选地，所述固化剂选自由乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和二乙氨基丙胺、聚醚胺和间苯二甲胺组成的组。本专利技术在第二方面提供了由本专利技术在第一方面所述的制备方法制得的形状记忆吸波材料。本专利技术与现有技术相比至少具有如下的有益效果：(1)本专利技术通过对形状记忆吸波树脂配方的调整对形状记忆吸波树脂进行分子结构设计，使用增韧剂部分取代固化剂，降低了环氧树脂的交联密度，使形状记忆聚合物材料具有较高的形状固定率和形状回复率，具有形状记忆性能的吸波材料形状可以改变，提高了材料的使用效率；本专利技术通过对形状记忆吸波树脂配方的调整以及增韧剂与固化剂的调配比的优化解决羰基铁粉的加入会降低树脂韧性的问题，从而可以有效避免羰基铁粉的吸波性能与环氧树脂的形状记忆性能之间相互影响而导致各组分无法充分发挥各自的优势的问题，本专利技术通过对形状记忆吸波树脂配方的调整以及增韧剂与固化剂的调配比的优化，可以使得形状记忆吸波材料中的环氧树脂和吸收剂发挥协同作用，本专利技术方法制得的形状记忆吸波材料兼具吸波性能优异和形状记忆性能优异的优点。(2)本专利技术方法赋予吸波材料形状记忆性能，以满足吸波材料在装配过程中不同使用环境下形状变换的需求，同时在使用后，触发形状记忆性能可回复至原始形状循环使用，解决了材料一次成型后形状改变困难的问题。(3)本专利技术方法按照一定的化学计量比改变增韧剂与固化剂的调配比例可以有效地调整形状记忆吸波树脂材料的形状转变温度，随着增韧剂化学计量比的增加，形状转变温度逐渐降低，形状转变温度可以调整在33～95℃范围内；经过赋形后的临时形状材料，可以根据实际需要在形变量允许的范围内任意改变，使用后可再次加热至转变温度以上，触发形状记忆性能回复至原始形状，进行循环使用，提高材料的使用效率；本专利技术中的吸波材料的形状回复方法较为简单，形状回复率高，仅通过短时间加热即可。(4)本专利技术方法中使用环氧树脂复合羰基铁粉(铁磁性吸收剂)，环氧树脂本身具有良好的耐化学性，铁磁性吸收剂与环氧树脂的复合可以保护吸收剂受到外界湿度以及酸碱盐的腐蚀，有效提高了吸收剂的耐环境性，提高了材料的使用寿命；本专利技术利用环氧树脂基体的形状记忆效应赋予吸波材料形状变化同时可回复的性能，使材料可以变换成不同的形状反复使用。(5)本专利技术方法简单可行，使用本专利技术方法制备出的材料兼具吸波和形状记忆功能，拓宽了吸波材料的使用范围，使吸波材料可以重复利用。附图说明图1是本专利技术一个具体实施方式中的形状记忆吸波材料的制备以及形状变形-形状回复过程图。图2是本专利技术一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状记忆变化过程示意图。图3是本专利技术一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状变换重复使用示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的实施例，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术在第一方面提供了一种形状记忆吸波材料的制备方法，图1是本专利技术一个具体实施方式中的形状记忆吸波材料的制备以及形状变形-形状回复过程图；图2是本专利技术一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状记忆变化过程示意图；图3是本专利技术一个具体实施方式中制得的形状记忆吸波材料的形状变换重复使用示意图；如图2和3所示，脱模后的形状记忆吸波材料具有原始形状，将形状加热至形状转变温度(Tg)温度以上，根据使用需要使用外力使其变形，将温度降低至Tg以下，材料的临时形状固定，材料使用后，将具有临时形状的吸波材料重新加热至Tg温度以上，触发吸波材料形状记忆效应，回复至原始形状，完成一次形状变换循环；在本专利技术中，形状记忆吸波材料的形状转变温度即为形状记忆吸波材料的玻璃化转变温度(Tg)。在本专利技术中，所述形状记忆吸波材料的制备方法包括如下步骤：(1)将质量比为1：(0.02～0.33)：(0.01～0.017)(例如1:0.02:0.01、1:0.02:0.011、1:0.02:0.012、1:0.02:0.013、1:0.02:0.014、1:0.02:0.015、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆吸波材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将质量比为1：(0.02～0.33)：(0.01～0.017)的环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀，得到环氧树脂预聚物；(2)往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀，得到形状记忆吸波树脂；和(3)将步骤(2)得到的形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状记忆吸波材料。

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆吸波材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将质量比为1：(0.02～0.33)：(0.01～0.017)的环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀，得到环氧树脂预聚物；(2)往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入羰基铁粉并搅拌均匀，得到形状记忆吸波树脂；和(3)将步骤(2)得到的形状记忆吸波树脂在两个以上不同温度阶段进行固化，制得形状记忆吸波材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下子步骤：(a)在往步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中加入所述羰基铁粉之前，先将所述羰基铁粉等分成等重量的多份；(b)将多份所述羰基铁粉依次加入步骤(1)得到的环氧树脂预聚物中并搅拌均匀，得到形状记忆吸波树脂。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述两个以上不同温度阶段进行固化包括第一阶段固化、第二阶段固化和第三阶段固化；所述第一阶段固化的温度为50～70℃，所述第一阶段固化的时间为0.5～1.5h；所述第二阶段固化的温度为85～110℃，所述第二阶段固化的时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕通，张恩爽，邢孟达，宫元勋，刘甲，周勇，赵宏杰，刘宇艳，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11