一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料，所述复合材料由纳米级雷达透波材料、改性氰酸酯树脂和连续纤维丝为原料，通过增材制造方法制得，所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯、环氧树脂、双马来酰亚胺、催化剂，所述纳米级雷达透波材料为改性氰酸酯树脂的0.5wt％

【技术实现步骤摘要】
一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法


[0001]本专利技术涉及合材料增材制造
，具体涉及一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法。

技术介绍

[0002]透波材料是一种集结构、防热、透波于一体的多功能介质材料，主要用于制造电子、电气、雷达等领域天线系统的最外层结构，或者和吸波材料共同使用实现隐身的功能。天线罩需要保证天线系统正常接收电磁波信号，同时还需要保护天线系统免受恶劣环境的影响。结合天线罩的使用环境可知，作为制造天线罩的透波材料在具备低介电效果和低电学损耗性能的同时，还需具有良好的耐高温性能、耐冲击性能和耐腐蚀性能。
[0003]连续纤维增强复合材料增材制造技术，是以基体材料树脂和增强体连续纤维为原料，基于离散
‑
堆积原理的成型工艺。通过连续纤维增强复合材料增材制造成型的材料具有比强度高、比刚度大、可设计性强等优点。同时，相比于树脂转移模塑、模压、热压等传统成型技术，连续纤维增强复合材料增材制造无需模具、工艺灵活、开发周期短，已广泛应用于航空航天、军工等领域。复合材料增材制造具有一体化成型特点，可以保证复杂结构的优异性能，将连续纤维增材制造技术应用于雷达透波部件的制备具有广阔前景。目前，通过连续纤维增材制造技术可以满足天线罩材料所需的力学性能，但雷达透波性能相对较差，还有待提升。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法，使复合材料具有很好的力学性和雷达透波性。<br/>[0005]本专利技术的可雷达透波的连续纤维增强复合材料，所述复合材料由纳米级雷达透波材料、改性氰酸酯树脂和连续纤维丝为原料，通过增材制造方法制得，所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯90
‑
110份、环氧树脂5
‑
15份、双马来酰亚胺5
‑
15份、催化剂0.03
‑
0.05份，所述纳米级雷达透波材料为改性氰酸酯树脂的0.5wt％
‑
10wt％；
[0006]进一步，所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯100份、环氧树脂10份、双马来酰亚胺10份、催化剂0.04份；
[0007]进一步，所述催化剂为乙酰丙酮铝。
[0008]进一步，所述纳米级雷达透波材料为碳纳米管、石墨烯、石英纤维、玻璃纤维、玻璃微珠中的至少一种；
[0009]进一步，所述连续纤维丝为连续玻璃纤维。
[0010]本专利技术还公开一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料的增材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0011]a.将纳米级雷达透波材料均匀分散于改性氰酸酯树脂中制得含有纳米级雷达透波成分的氰酸酯树脂体系；
[0012]b.将连续纤维丝通过含有纳米级雷达透波成分的氰酸酯树脂体系中得到预浸纤维丝；
[0013]c.将预浸纤维丝送入打印头内，打印并加热固化成型，连续纤维丝打印成型部件的内部增强部分，含有纳米级雷达透波成分的氰酸酯树脂体系为外形框架和内部的孔隙填充。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法，通过在具有雷达透波功能的改性树脂基体中添加具有雷达透波功能的纳米级成分，极大提升材料雷达透波性能，同时协同增强、增韧树脂基体，随后以含有纳米级成分的具有雷达透波功能的树脂、连续纤维丝为原料，通过增材制造工艺实现零部件的加工。其中环氧树脂、双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂具有良好的雷达透波性能，而纳米级成分掺杂更加提升材料的雷达透波性能，同时协同增强、增韧树脂基体，使本专利技术的复合材料具备优异的雷达透波性能和更高的力学性能。
[0015]本专利技术的一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料是通过增材制造工艺制备的，相比于传统复合材料制备工艺，增材制造工艺无需模具，制造周期短。同时，增材制造工艺具有一体化成型的特点，在制备复杂外形结构部件方面具有极大优势，可为不规则形状的雷达透波部件提供一种快速、一体化成型的制备方法。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0017]图1为本专利技术的可雷达透波的连续纤维增强复合材料增材制备工艺流程图。
具体实施方式
[0018]实施例一
[0019]一种可雷达透波的MWCNTs/改性氰酸酯树脂/连续玻璃纤维复合材料及其增材制造方法：
[0020]将重量份数10份环氧树脂、10份双马来酰亚胺、100份氰酸酯与0.04份催化剂乙酰丙酮铝在油浴锅加热融化并搅拌均匀；将3wt％带有羧基(
‑
COOH)的多壁碳纳米管加入上述树脂体系中，通过均质机在改性氰酸酯树脂中分散均匀得到含有碳纳米管的树脂液。将连续玻璃纤维丝通过树脂液后通过送丝电机送入到3D打印头中，通过连续纤维增材制造工艺成型部件，并加热固化。制备出的成型件中，连续玻璃纤维丝为骨架，是成型部件的内部增强部分，而含有多壁碳纳米管的改性氰酸酯树脂则为内部的孔隙填充和外形框架。
[0021]实施例二
[0022]一种可雷达透波的石英纤维/改性氰酸酯树脂/连续玻璃纤维复合材料、及其增材制造方法：
[0023]将重量份数10份环氧树脂、10份双马来酰亚胺、100份氰酸酯与0.04份催化剂乙酰丙酮铝在油浴锅加热融化并搅拌均匀；将5wt％石英纤维加入上述树脂体系中，通过均质机在改性氰酸酯树脂中分散均匀得到含有石英纤维的树脂液。将连续玻璃纤维丝通过树脂液后通过送丝电机送入到3D打印头中，通过连续纤维增材制造工艺成型部件，并加热固化。制备出的成型件中，连续玻璃纤维丝为骨架，是成型部件的内部增强部分，而含有石英纤维的
改性氰酸酯树脂则为内部的孔隙填充和外形框架。
[0024]实施例三
[0025]一种可雷达透波的玻璃微珠/改性氰酸酯树脂/连续玻璃纤维复合材料，及其增材制造方法：
[0026]将重量份数10份环氧树脂、10份双马来酰亚胺、100份氰酸酯与0.04份催化剂乙酰丙酮铝在油浴锅加热融化并搅拌均匀；将7wt％的玻璃微珠加入上述树脂体系中，通过均质机在改性氰酸酯树脂中分散均匀得到含有玻璃微珠的树脂液。将连续玻璃纤维丝通过树脂液后通过送丝电机送入到3D打印头中，通过连续纤维增材制造工艺成型部件，并加热固化。制备出的成型件中，连续玻璃纤维丝为骨架，是成型部件的内部增强部分，而含有玻璃微珠的改性氰酸酯树脂则为内部的孔隙填充和外形框架。
[0027]实施例四
[0028]一种可雷达透波的玻璃微珠/改性氰酸酯树脂/连续玻璃纤维复合材料、及其增材制造方法：
[0029]将重量份数5份环氧树脂、5份双马来酰亚胺、90份氰酸酯与0.03份催化剂乙酰丙酮铝在油浴锅加热融化并搅拌均匀；将7wt％玻璃微珠加入上述树脂体系中，通过均质机在改性氰酸酯树脂中分散均匀得到含有玻璃微珠的树脂液。将连续玻璃纤维丝通过树脂液后通过送丝电机送入到3D打印头中，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料，其特征在于：所述复合材料由纳米级雷达透波材料、改性氰酸酯树脂和连续纤维丝为原料，通过增材制造方法制得，所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯90
‑
110份、环氧树脂5
‑
15份、双马来酰亚胺5
‑
15份、催化剂0.03
‑
0.05份，所述纳米级雷达透波材料为改性氰酸酯树脂的0.5wt％
‑
10wt％。2.根据权利要求1所述的可雷达透波的连续纤维增强复合材料，其特征在于：所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯100份、环氧树脂10份、双马来酰亚胺10份、催化剂0.04份。3.根据权利要求2所述的可雷达透波的连续纤维增强复合材料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂祥樊，成莹，何卫锋，李阳，张鑫，
申请(专利权)人：重庆交通大学绿色航空技术研究院，
类型：发明
国别省市：