一种吸波气凝胶复合材料及其制备方法技术

本申请公开了一种吸波气凝胶复合材料及其制备方法，涉及隐身技术领域；旨在解决现有填充型吸波蜂窝，填充物与蜂窝空壁无相互作用，易脱落等问题以满足应用需求的技术问题。所述吸波气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后，倒入蜂窝芯孔格内进行水合反应，获得蜂窝孔格内部填充有水凝胶的第一吸波气凝胶复合材料；将所述第一吸波气凝胶复合材料进行冷冻处理和干燥处理，获得蜂窝孔格内部填充有气凝胶的第二吸波气凝胶复合材料。波气凝胶复合材料。波气凝胶复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种吸波气凝胶复合材料及其制备方法


[0001]本申请涉及吸波材料领域，尤其涉及一种吸波气凝胶复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着雷达技术的发展与电磁环境的日趋复杂，吸波材料已经成为军事民用领域不可缺少的一部分。蜂窝结构具有高抗压强度、高比强度和高比刚度等特点，是一种极具潜力的材料，常用的蜂窝吸波材料通常是在蜂窝表层涂覆一层吸波涂层，但吸波涂层由于含有有机树脂，因此具有增重大、易剥落等缺点导致现有吸波蜂窝材料的吸波性能不足以满足应用需求。此外，填充型吸波蜂窝是近几年发展的先进技术，通过吸收体填充至蜂窝孔格内部，从而大幅提升吸波蜂窝T向(电磁波入射进入蜂窝孔格内部)吸收性能，但是填充型吸波蜂窝具有填充物与蜂窝空壁无相互作用，易脱落等问题，亟需解决。

技术实现思路

[0003]本申请的主要目的是提供一种吸波气凝胶复合材料及其制备方法，旨在解决现有填充型吸波蜂窝具有填充物与蜂窝空壁无相互作用，易脱落等问题，以满足应用需求的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本申请提出了：一种吸波气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0005]将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后，倒入蜂窝芯孔格内进行水合反应，获得蜂窝孔格内部填充有水凝胶的第一吸波气凝胶复合材料；
[0006]将所述第一吸波气凝胶复合材料进行冷冻处理和干燥处理，获得蜂窝孔格内部填充有气凝胶的第二吸波气凝胶复合材料。
[0007]作为本申请一些可选实施方式，所述芳纶纳米纤维的用量为30～80重量份.
[0008]作为本申请一些可选实施方式，所述吸波剂的用量为20～70重量份。
[0009]作为本申请一些可选实施方式，将吸收剂/芳纶混合溶液球磨，转速为200
‑
500r/min，时间为12
‑
24h。
[0010]作为本申请一些可选实施方式，水合反应溶剂为水或水与醇类的复合溶剂
[0011]作为本申请一些可选实施方式，所述水合反应的反应时间为10～30min。
[0012]作为本申请一些可选实施方式，所述冷冻处理方式为液氮冷冻处理，通过所述液氮冷冻处理，将蜂窝孔格内部填充的水凝胶冷冻成冰凝胶。
[0013]作为本申请一些可选实施方式，所述干燥处理方式包括加热干燥、冷冻干燥和超临界干燥中的至少一种。
[0014]作为本申请一些可选实施方式，在所述将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后，倒入蜂窝芯孔格内进行水合反应，获得蜂窝孔格内部填充有水凝胶的第一吸波气凝胶复合材料之前，还包括：
[0015]将氢氧化钾和二甲基亚砜混合均匀，获得复合溶剂；
[0016]将芳纶纤维放入所述复合溶剂中进行溶解，获得芳纶纳米纤维。
[0017]作为本申请一些可选实施方式，每1重量份所述复合溶剂中的氢氧化钾用量为0.9重量份～10重量份。
[0018]作为本申请一些可选实施方式，每1重量份所述复合溶剂中的二甲基亚砜用量为85重量份～99重量份。
[0019]作为本申请一些可选实施方式，每1重量份所述复合溶剂用于溶解0.1重量份～5重量份所述芳纶纤维。
[0020]为解决上述技术问题，本申请还提出了：一种吸波气凝胶复合材料，由上述制备方法制备获得。
[0021]相较于现有制备方法，本申请所述制备方法通过将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后，先倒入蜂窝芯孔格内进行水合反应，以获得蜂窝孔格内部填充有水凝胶的第一吸波气凝胶复合材料；其中水合反应溶剂为水与醇类的混合物，通过调节其比例可控制芳纶水合程度，从而提高气凝胶的力学稳定性。此外所述水凝胶与所述蜂窝孔格之间无任何间隙，一方面保证了气凝胶与蜂窝孔格的贴合度，另一方面避免了气凝胶因形状与蜂窝孔格存在存疑而导致的易脱落现象发生。在获得蜂窝孔格内部填充有水凝胶的第一吸波气凝胶复合材料后，为了防止在将水凝胶转化为气凝胶过程中出现微孔洞内的表面张力导致材料结构的破坏，本申请先将所述第一吸波气凝胶复合材料进行冷冻处理获得蜂窝孔格内部填充有冰凝胶的中间吸波气凝胶复合材料；再将所述蜂窝孔格内部填充有冰凝胶的中间吸波气凝胶复合材料进行干燥处理，以使得所述冰凝胶中的有机溶剂被去除，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，从而获得蜂窝孔格内部填充有气凝胶的第二吸波气凝胶复合材料。通过上述方法获得的第二吸波气凝胶复合材料，先是通过将凝胶水水合生成水凝胶，再通过冷冻处理和干燥处理使获得的气凝胶内部孔隙呈现出层状交替的结构，从而将透入蜂窝孔内部的电磁波限制在气凝胶的内部，进而被耗散，以达到提升吸波气凝胶复合材料的吸波性能。
附图说明
[0022]图1是本申请实施例所述吸波气凝胶复合材料的制备方法流程示意图。
具体实施方式
[0023]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0024]随着雷达技术的发展与电磁环境的日趋复杂，吸波材料已经成为军事民用领域不可缺少的一部分。蜂窝结构具有高抗压强度、高比强度和高比刚度等特点，是一种极具潜力的材料，常用的蜂窝吸波材料通常是在蜂窝表层涂覆一层吸波涂层，但吸波涂层由于含有有机树脂，因此具有增重大、易剥落等缺点，导致现有吸波蜂窝材料的吸波性能不足以满足应用需求。
[0025]针对上述技术问题，本申请提出了：一种吸波气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]S10、将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后，倒入蜂窝芯孔格内进行水合反应，获得蜂窝孔格内部填充有水凝胶的第一吸波气凝胶复合材料。
[0027]在具体应用中，所述芳纶纳米纤维通过以下步骤获得：将氢氧化钾和二甲基亚砜
混合均匀，获得复合溶剂；将芳纶纤维放入所述复合溶剂中进行溶解，获得芳纶纳米纤维。其中，每1重量份所述复合溶剂中的氢氧化钾用量为0.9重量份～10重量份；每1重量份所述复合溶剂中的二甲基亚砜用量为85重量份～99重量份；每1重量份所述复合溶剂用于溶解0.1重量份～5重量份所述芳纶纤维。
[0028]在具体应用中，为了同时从内部结构和组分两方面同时增加气凝胶的吸波性能，本申请将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后再倒入蜂窝芯孔格内进行水合反应，以在后续应用时能更好的将电磁波束缚在气凝胶材料中进行耗散。另外，本申请所述复合溶剂组分包括氢氧化钾和二甲基亚砜，所述复合溶剂中的氢氧化钾可用于解离高强纤维原材料之间的分子间氢键，使其溶解获得芳纶纳米纤维，所述芳纶纳米纤维通过复合溶剂解离后，具有更为复杂的内部孔隙结构，以增加后续吸波剂在芳纶纳米纤维的附着面积，从而增加吸波剂在吸收电磁波时的作用面积。在具体应用中，为了使吸波剂更均匀地分散在芳纶纳米纤维中，可以在将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后进行球磨处理，芳纶上苯环和极性基团可与吸收剂产生相互作用，辅助其分散并球磨纳米化，从而增加所述吸收剂用于吸收电磁波的表面积。
[0029]在具体应用中，所述水合反应的反应时间为10～30min，水合反应的温度为常温即可，旨在将凝胶水溶液水合生成水凝胶，即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸波气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将芳纶纳米纤维与吸波剂混合后，倒入蜂窝芯孔格内进行水合反应，获得蜂窝孔格内部填充有水凝胶的第一吸波气凝胶复合材料；将所述第一吸波气凝胶复合材料进行冷冻处理和干燥处理，获得蜂窝孔格内部填充有气凝胶的第二吸波气凝胶复合材料。2.根据权利要求1所述吸波气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述芳纶纳米纤维的用量为30～80重量份。3.根据权利要求1所述吸波气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述吸波剂的用量为20～70重量份。4.根据权利要求1所述吸波气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，将吸收剂/芳纶混合溶液球磨，转速为200
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500r/min，时间为12
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24h。5.根据权利要求1所述吸波气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述水合反应溶剂为水或水与醇类的复合溶剂。6.根据权利要求1所述吸波气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述水合反应的反应时间为10～30min。7.根据权利要求1所述吸波气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述冷冻处理方式为液氮冷冻处理，通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雨杭，文友谊，李博，宋志梅，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：