本发明专利技术公开一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料及制备方法，属于树脂基电磁损耗复合材料领域，通过称量羰基铁粉、树脂和气相二氧化硅，并在室温下混炼均匀，得到电磁浆料；将所述电磁浆料进行二次混炼匀化，以及脱泡处理；将脱泡处理后的电磁浆料置于成型模具中固化成型，得到电磁均匀及阻抗匹配的电磁损耗材料。本发明专利技术获得的电磁损耗材料上下性能均匀，材料介电常数低，材料的吸波性能良好。材料的吸波性能良好。材料的吸波性能良好。
【技术实现步骤摘要】
一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料及制备方法
[0001]本专利技术涉及一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料及制备方法，属于树脂基电磁损耗复合材料领域。
技术介绍
[0002]随着航空航天领域中电磁隐身技术的发展需要以及日常生活中电磁干扰、电磁污染问题的日趋严重，使得微波吸收材料逐渐成为功能材料领域的研究热点。现有吸波材料依据吸波机理可以分为电阻损耗型、电介质损耗型以及磁损耗型。其中磁损耗型吸波材料由于其优异的吸波性能，成为目前的研究热点。羰基铁粉是制备磁损耗型吸波材料最为常用的吸收剂，其兼具磁损耗性能与介电损耗性能，具有吸波效果好、吸收频带宽等优点。
[0003]虽然羰基铁粉拥有较好的电磁损耗性能，但在制备树脂基电磁损耗材料过程中，由于其密度大，在低粘度电磁浆料成型过程中易发生沉降，导致电磁损耗材料上下性能不均匀；在高粘度电磁浆料混炼过程中，由于粉体表面存在大量游离羟基，导致粉体易团聚，造成材料介电常数偏高，引起阻抗失配，从而影响材料的吸波性能。
[0004]专利CN106497313A公开了一种耐高温吸波涂层及其应用，其有两处涉及二氧化硅，第一处为所用羰基铁粉，外表面包覆有二氧化硅膜，其二氧化硅膜的形成主要采用有机硅源(正硅酸乙酯等)，通过化学水解反应沉积于羰基铁粉表面形成致密二氧化硅膜(不是气相二氧化硅)；第二处所用气相二氧化硅为用作流变剂，主要用来调控涂料流变黏度，防止涂料喷涂成薄膜层后流动。专利CN107286647A公开了吸波预浸料制备方法及吸波预浸料，专利CN108976986A公开了一种高固含量石墨烯吸波涂料及其制备方法，这两个专利中电磁浆料主要用于制备薄层吸波胶膜及吸波涂料，其气相二氧化硅仅用作防沉降剂，未明确所用粉体粒径，而且触变剂功效单一。专利CN110283373A公开了一种热塑磁性复合材料及制备方法，所用二氧化硅为有机硅源(硅烷偶联剂、正硅酸乙酯等)，通过化学水解反应沉积于羰基铁粉表面形成致密二氧化硅膜(不是气相二氧化硅)。专利CN110760187A公开了一种羰基铁复合W频段雷达吸波硅胶贴片，该专利所用气相二氧化硅作用为提高吸波硅胶贴片力学强度、耐高低温、阻燃功能。专利CN112409653A公开了一种吸波剂、其制备方法及应用，该专利主要利用纳米二氧化硅颗粒，通过机械球磨的方式对吸收剂进行改性，在片状羰基铁粉的边缘和/或表面通过化学反应包覆上二氧化硅，从而得到一种加工性能和阻抗匹配性能均较好的吸波剂，且二氧化硅需提前进行羟基化处理。上述专利都无法获得上下性能均匀、介电常数低、吸波性能良好的电磁损耗材料。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供了一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料及制备方法，获得的电磁损耗材料上下性能均匀，材料介电常数低，材料的吸波性能良好。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：
[0007]一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]称量羰基铁粉、树脂和气相二氧化硅，并在室温下混炼均匀，得到电磁浆料；
[0009]将所述电磁浆料进行二次混炼匀化，以及脱泡处理；
[0010]将脱泡处理后的电磁浆料置于成型模具中固化成型，得到电磁均匀及阻抗匹配的电磁损耗材料。
[0011]优选地，所述气相二氧化硅的粒径为50
‑
200nm。
[0012]优选地，所述气相二氧化硅的添加比例为羰基铁粉与树脂总重量的0.3％
‑
1％，羰基铁粉与树脂的质量比为(85
‑
91):(9
‑
15)。
[0013]优选地，将所述羰基铁粉、树脂和气相二氧化硅置于立式捏合机中进行混炼，混炼时间为1
‑
2h。
[0014]优选地，将所述电磁浆料置于行星式真空脱泡机中进行二次混炼匀化以及脱泡处理。
[0015]优选地，所述真空脱泡机的转速为400
‑
600r/min，时间为120
‑
300s。
[0016]优选地，所述固化成型的固化条件为先在170
‑
190℃保温2
‑
3小时，然后在200
‑
220℃保温1
‑
2小时。
[0017]一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料，通过上述方法制备得到。
[0018]本专利技术制备的电磁损耗材料为刚性树脂基电磁损耗材料，不论是低粘度还是高粘度电磁浆料，在固化过程中由于树脂受热，黏度降低，其中掺杂的比重较大的羰基铁粉易发生沉降导致材料均匀性变差以及吸收剂团聚导致的介电升高。为此，本专利技术以气相二氧化硅为调控剂，通过立式捏合机及行星式真空脱泡机将气相二氧化硅与羰基铁粉、树脂均匀混合。气相二氧化硅是一种超细的纳米粉体材料，在高温水解缩合过程中，表面残存部分硅羟基，从而使得表面极性较强，活性较高，进而使得二氧化硅粒子之间能形成稳定的三维网络结构，起到防沉降、增稠、增韧等性能；同时，表面硅羟基可与羰基铁粉表面羟基形成氢键，形成介电匹配层，利于分体分散，从而减少团聚，降低介电常数。气相二氧化硅作用机理如图2A
‑
2C所示。另外，专利技术人考虑到不同粒径及用量针对不同黏度体系的调控效果不同，在本专利技术中通过设计气相二氧化硅的粒径及添加量，来提高所制备材料的均匀性及介电性能。本专利技术的专利技术人经过大量研究确定，粒径小于50nm，气相二氧化硅易发生团聚，难以分散均匀；粒径大于200nm，粒径过大，不能实现对微米或亚微米烫机铁粉的有效包覆，介电调控性能不佳，因此将粒径确定在50
‑
200nm范围内。专利技术人经过研究确定气相二氧化硅的添加比例为羰基铁粉与树脂总重量的0.3％
‑
1％时为最佳比例，气相二氧化硅添加量过小，则会导致不能实现羰基铁粉的有效包覆及防沉降三维网络的形成；而如果添加量过多，则易造成浆料黏度增加，难以脱泡及成型。此外，专利技术人经过研究确定将固化成型分为两个加热阶段，能够有效地控制固化程度，缓慢释放固化热，避免固化过快引发爆聚而造成生产安全事故。本专利技术能够直接对所制备材料进行有效地性能调控，方法简单。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料的制备方法流程图。
[0020]图2A
‑
2C是气相二氧化硅的作用机理示意图；
[0021]图3A
‑
3B是电磁损耗材料均匀性测试取样位置示意图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。
[0023]以下给出6个实施例和2个对比例，其中实施例利用本专利技术提供的制备方法制备电磁损耗材料，对比例利用现有的方法制备电磁损耗材料，并对制备的电磁损耗材料的性能进行测试和比较。
[0024]实施例1
[0025]一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料的制备方法，流程如图1所示，具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电磁均匀及阻抗匹配电磁损耗材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称量羰基铁粉、树脂和气相二氧化硅，并在室温下混炼均匀，得到电磁浆料；将所述电磁浆料进行二次混炼匀化，以及脱泡处理；将脱泡处理后的电磁浆料置于成型模具中固化成型，得到电磁均匀及阻抗匹配的电磁损耗材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气相二氧化硅的粒径为50
‑
200nm。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气相二氧化硅的添加比例为羰基铁粉与树脂总重量的0.3％
‑
1％，羰基铁粉与树脂的质量比为(85
‑
91):(9
‑
15)。4.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：董立超，赵慈，兰天，刘鹏飞，李南，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。