吸波复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供吸波复合材料及其制备方法，吸波复合材料包括：涤纶针织物；底层，形成在涤纶针织物上，其中，底层包括第一树脂材料和铁氧体；中间层，形成在底层上，其中，中间层包括第二树脂材料和碳化硅；以及顶层，形成在中间层上，其中，顶层包括第三树脂材料和石墨。本发明专利技术制备出一种具备良好吸波性能和力学性能的多功能吸波复合材料。

Microwave Absorbing Composites and Their Preparation Method

The invention provides a microwave absorbing composite material and a preparation method thereof. The microwave absorbing composite material includes: polyester knitted fabric; the bottom layer is formed on the polyester knitted fabric, in which the bottom layer includes the first resin material and ferrite; the middle layer is formed on the bottom layer, in which the middle layer includes the second resin material and silicon carbide; and the top layer is formed on the middle layer, in which the top layer includes the third layer. Resin material and graphite. The invention prepares a multifunctional absorbing composite material with good absorbing property and mechanical property.

【技术实现步骤摘要】
吸波复合材料及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，更具体地，涉及吸波复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子科学技术的发展，电子信息设备在各行各业都得到了广泛的应用。电磁波对人类的影响也已渗透到各个角落。其在机械、电子、生物领域都是不可替代的。电磁技术给人们带来了极大的便利的同时，也严重引来了的严重的电磁福射污染。电磁福射不仅干扰电子仪器和设备，导致其不能正常运转，还会影响人类的身体健康，干扰人体正常生理机能，甚至可能导致疾病。因此，治理电磁污染的吸波材料应运而生。虽然，涂敷型吸波材料被广泛应用，但是目前对涂敷型吸波材料提出了更高的要求，即需要满足“宽、薄、轻、强”的要求，然而市场上单一涂层的单一吸波剂很难实现这一要求，因此亟需开发一种具备“宽、薄、轻、强”要求的多功能复合吸波材料，既具备良好的吸波性能，又具备良好的力学性能。
技术实现思路
本专利技术结合了铁氧体、碳化硅和石墨三种吸波材料的优势，提供了具备良好吸波性能和力学性能的多功能吸波复合材料。本专利技术提供了一种制备吸波复合材料的方法，包括：将第一稀释剂与第一树脂材料混合，搅拌均匀，得到第一混合物；将铁氧体加入所述第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；在所述第二混合物中加入第一固化剂，搅拌均匀，得到底层涂料；将所述底层涂料涂布在针织物上，干燥，在所述针织物上形成底层；将第二稀释剂与第二树脂材料混合，搅拌均匀，得到第三混合物；将碳化硅加入所述第三混合物中，搅拌均匀，得到第四混合物；在所述第四混合物中加入第二固化剂，搅拌均匀，得到中间层涂料；将所述中间层涂料涂布在所述底层上，干燥，在所述底层上形成中间层；将第三稀释剂与第三树脂材料混合，搅拌均匀，得到第五混合物；将石墨加入所述第五混合物中，搅拌均匀，得到第六混合物；在所述第六混合物中加入第三固化剂，搅拌均匀，得到顶层涂料；将所述顶层涂料涂布在所述中间层上，干燥，在所述中间层上形成顶层，从而形成所述吸波复合材料。在上述方法中，所述铁氧体在所述底层涂料中的质量分数为10％～60％。在上述方法中，所述碳化硅在所述中间层涂料中的质量分数为10％～60％。在上述方法中，所述石墨在所述顶层涂料中的质量分数为10％～60％。在上述方法中，所述底层、所述中间层和所述顶层的厚度均为0.4mm～0.6mm。在上述方法中，所述第一稀释剂、所述第二稀释剂和所述第三稀释剂均包括甲醇、无水乙醇、丙醇和异丙醇中的一种或多种。在上述方法中，所述第一树脂材料、所述第二树脂材料和所述第三树脂材料均包括环氧树脂、聚酯树脂、氨基树脂和聚氨酯中的一种或多种。在上述方法中，所述第一固化剂、所述第二固化剂和所述第三固化剂均包括聚酰胺树脂、间苯二胺和苯二甲胺中的一种或多种。在上述方法中，所述第一稀释剂与所述第一树脂材料的质量比、所述第二稀释剂与所述第二树脂材料的质量比以及所述第三稀释剂与所述第三树脂材料的质量比均为2:1～3:1。在上述方法中，所述第一固化剂在所述底层涂料中的质量分数、所述第二固化剂在所述中间层涂料中的质量分数和所述第三固化剂在所述顶层涂料中的质量分数均为5％～15％。本专利技术还提供了一种吸波复合材料，包括：涤纶针织物；底层，形成在所述涤纶针织物上，其中，所述底层包括第一树脂材料和铁氧体；中间层，形成在所述底层上，其中，所述中间层包括第二树脂材料和碳化硅；以及顶层，形成在所述中间层上，其中，所述顶层包括第二树脂材料和石墨。在上述吸波复合材料中，所述第一树脂材料、所述第二树脂材料和所述第三树脂材料均包括环氧树脂、聚酯树脂、氨基树脂和聚氨酯中的一种或多种。本专利技术以涤纶针织物为基布，以环氧树脂为基体，选用磁损耗率较大的铁氧体作为底层吸波剂，选用电阻率可调的介电损耗型吸波材料碳化硅作为中层吸波剂，选用价格低廉、密度较小的石墨作为表层吸波剂，制备出一种具备良好吸波性能和力学性能的多功能吸波复合材料，能满足对涂敷型吸波材料的“宽、薄、轻、强”综合要求。附图说明图1示出了本专利技术的吸波复合材料的示意图。具体实施方式鉴于市场上的单一涂层单一吸波剂很难实现对涂敷型吸波材料的“宽、薄、轻、强”的综合要求。本专利技术以涤纶针织物为基布，以环氧树脂为基体，选用磁损耗率较大的铁氧体作为底层吸波剂，选用电阻率可调的介电损耗型吸波材料碳化硅作为中层吸波剂，选用价格低廉、密度较小的石墨作为表层吸波剂，开发出一种具备良好吸波性能和力学性能的多功能吸波复合材料，能满足对涂敷型吸波材料的“宽、薄、轻、强”综合要求。本专利技术的石墨/碳化硅/铁氧体三层复合涂层如图1所示。复合涂层形成在基布1上。基布1可以为涤纶针织物，但本专利技术不限于此。复合涂层包括底层2、形成在底层2上的中间层3以及形成在中间层3上的顶层4。复合涂层的各个层均以树脂材料为基体。树脂材料包括环氧树脂、聚酯树脂、氨基树脂和聚氨酯中的一种或多种。底层2中的吸波剂为铁氧体，中间层3中的吸波剂为碳化硅，并且顶层4中的吸波剂为石墨。底层2、中间层和顶层4的厚度均为0.4～0.6mm。本专利技术的吸波复合材料的制备方法如下：取适量树脂材料，称取一定量的稀释剂(例如，甲醇、无水乙醇、丙醇和异丙醇中的一种或多种)与树脂混合，用搅拌器搅拌20～40min使之混合均匀，其中，树脂材料与稀释剂的质量比可以为1:2～1:3；再将规定质量(质量分数为10％-60％)的吸波剂加入混合物中，用搅拌器搅拌10～20min并使之混合均匀；最后，将一定量的固化剂(包括聚酰胺树脂、间苯二胺和苯二甲胺中的一种或多种)加入混合物中，用电动搅拌器搅拌一定时间并保证混合均匀，其中，每个涂层剂中固化剂的质量分数为5％～15％。至此，涂层剂制备完毕。将针织物基布固定在涂层机上，取适量的涂层剂倾倒在针织物表面并进行涂层整理；涂层完毕后将涂层织物置于烘箱内，保持温度50℃～70℃烘燥2～4h。至此，涂层织物的底层涂层制备完毕，选用不同的吸波剂制得不同的涂层，重复底层的涂层操作，可制得中间层和顶层，从而制得吸波复合材料。在底层2、中间层3和顶层4中，材料的配比范围相同，但是针对同一吸波复合材料，各个层的材料配比可以在各自的范围内变化，并且各个层的材料配比可以彼此相同或不同。铁氧体属于磁损耗型材料，主要是通过磁滞损耗、铁磁共振和窝流损耗等吸收电磁波能量，并将电磁能转化为热能。铁氧体与加入的树脂材料可以合成为复相材料，即两相之间发生离子的互扩散等复杂作用。不同铁氧体含量，对涂层的吸波性能影响很大。兙碳化硅陶瓷吸波材料的损耗机理较为复杂，主要是通过介质的极化弛豫损耗吸收电磁波，一般认为是多种损耗机制的共同作用。不同碳化硅含量，以不同的损耗机制作为吸收的主要原因，影响涂层的吸波性能。石墨是一种层状结构的碳材料，其具有高导热系数、高介电常数、高电子迁移率、超大比表面积等特性。其中，石墨烯较高的介电常数以及外层电子易极化弛豫特性使其可作为潜在的介电损耗基材。还原石墨烯氧化物中残余的缺陷和基团不仅可以提高其阻抗匹配特性，也能使其迅速转变到费米能级状态，还可发生缺陷的极化弛豫和基团的电子偶极弛豫，这些均有利于散射和吸收电磁波。不同石墨含量，影响涂层的吸波性能。下面结合具体的实施例进行说明，以更好地理解本专利技术。实施例1称取100g稀释剂无水乙醇与50g环氧树脂混合，用搅拌器搅拌30min使之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备吸波复合材料的方法，其特征在于，包括：将第一稀释剂与第一树脂材料混合，搅拌均匀，得到第一混合物；将铁氧体加入所述第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；在所述第二混合物中加入第一固化剂，搅拌均匀，得到底层涂料；将所述底层涂料涂布在针织物上，干燥，在所述针织物上形成底层；将第二稀释剂与第二树脂材料混合，搅拌均匀，得到第三混合物；将碳化硅加入所述第三混合物中，搅拌均匀，得到第四混合物；在所述第四混合物中加入第二固化剂，搅拌均匀，得到中间层涂料；将所述中间层涂料涂布在所述底层上，干燥，在所述底层上形成中间层；将第三稀释剂与第三树脂材料混合，搅拌均匀，得到第五混合物；将石墨加入所述第五混合物中，搅拌均匀，得到第六混合物；在所述第六混合物中加入第三固化剂，搅拌均匀，得到顶层涂料；将所述顶层涂料涂布在所述中间层上，干燥，在所述中间层上形成顶层，从而形成所述吸波复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备吸波复合材料的方法，其特征在于，包括：将第一稀释剂与第一树脂材料混合，搅拌均匀，得到第一混合物；将铁氧体加入所述第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；在所述第二混合物中加入第一固化剂，搅拌均匀，得到底层涂料；将所述底层涂料涂布在针织物上，干燥，在所述针织物上形成底层；将第二稀释剂与第二树脂材料混合，搅拌均匀，得到第三混合物；将碳化硅加入所述第三混合物中，搅拌均匀，得到第四混合物；在所述第四混合物中加入第二固化剂，搅拌均匀，得到中间层涂料；将所述中间层涂料涂布在所述底层上，干燥，在所述底层上形成中间层；将第三稀释剂与第三树脂材料混合，搅拌均匀，得到第五混合物；将石墨加入所述第五混合物中，搅拌均匀，得到第六混合物；在所述第六混合物中加入第三固化剂，搅拌均匀，得到顶层涂料；将所述顶层涂料涂布在所述中间层上，干燥，在所述中间层上形成顶层，从而形成所述吸波复合材料。2.根据权利要求1所述的制备吸波复合材料的方法，其特征在于，所述铁氧体在所述底层涂料中的质量分数为10％～60％。3.根据权利要求1所述的制备吸波复合材料的方法，其特征在于，所述碳化硅在所述中间层涂料中的质量分数为10％～60％。4.根据权利要求1所述的制备吸波复合材料的方法，其特征在于，所述石墨在所述顶层涂料中的质量分数为10％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41