一种多功能磁性树脂基复合吸波涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多功能磁性树脂基复合吸波涂层及其制备方法和应用，属于吸波涂层材料技术领域，该复合吸波涂层由以下质量份的原料制备得到：磁性合金粉末35～70wt％；低熔点玻璃粉5～15wt％；玻璃纤维3～20wt％；有机硅树脂15～30wt％；硅树脂固化剂0.5～3wt％；流平剂0.05～0.15wt％。本发明专利技术通过原料的选择、原料之间的协同作用以及简单的工艺制备得到气孔率低、表面平整光滑、高温下吸波性能以及电磁性能优异的多功能磁性树脂基复合吸波涂层，且其在高温下力学性能和与基体结合力得到明显改善，耐热性好，解决了现有技术中热喷涂方法制备耐高温吸波涂层易出现的粉末扁平化等技术问题。等技术问题。等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能磁性树脂基复合吸波涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于耐高温吸波涂层材料
，具体涉及一种多功能磁性树脂基复合吸波涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]雷达吸波材料技术是军事隐身领域的一项重要技术，按功能分为涂覆型吸波材料、贴片型、结构型等吸波材料，涂覆型吸波材料具有不受构件结构限制、易于施工等特点最早开使被进行广泛研究。隐身部位按照工作温度来划分，可以分为常温和高温两类。武器在高速飞行状态下易出现气流灼烧问题，这对吸波材料在高温下的稳定服役提出了更高的要求，是提高武器安全和打击能力的关键所在。针对耐高温吸波涂料的差异化需求，树脂基吸波材料因其制备与成型工艺简单，容易控制，成为研究的热点。其中，有机硅树脂因其Si
‑
O
‑
Si主链结构，拥有有机
‑
无机框架，使得有机硅树脂具有优异的耐热性、耐候性和加工性，但是在实际应用过程中，有机硅树脂仍然存在突出的问题，主要表现为：固化温度高、时间长、对基材的附着力差、高温下漆膜的机械强度低等。因此，通常需要与其他树脂进行共聚或共混来对有机硅树脂进行化学或物理改性，但采用传统的环氧、丙烯酸等树脂进行改性时，无疑会对有机硅树脂的耐温性造成影响。
[0003]以磁损耗型吸波材料作为硅树脂涂层的吸波剂，是能够实现宽频强吸收的较优解，但传统的铁氧体、羰基铁粉等磁性吸波剂具有密度大、高温易被氧化、高温稳定性差、居里温度低等问题无法满足直接在高温条件下的使用。随着中高熵合金的发展，元素间的复杂相互作用，使合金呈现“鸡尾酒效应”，随之被研发出了一大批具有高居里温度、磁性、抗氧化等优异性能的中高熵合金。其中在磁性材料中含Si、Cr元素的磁性合金具有大的磁导率和较高的介电特性及良好的热稳定性、耐氧化性等特点，并且高磁导率、高磁损耗使其在吸波涂层厚度较小时还能保持对低频段电磁波能量的高吸收，因此高温磁性合金引入是耐高温吸波涂层实现“轻、薄、强、宽”的必经之路。常用的为铁硅铬合金(FSC)，其组分为Fe
87
Si
6.5
Cr
6.5
，但由于其较高的介电常数，通常会对其进行无机包覆、有机包覆、复合陶瓷粉体造粒等手段，来达到更好的阻抗匹配效果，此外为了满足树脂基复合吸波涂层的优异的性能，加入到树脂基体中吸波剂粉体用量也往往比较多，复合涂层强度将随着吸波剂粉体填充量的增加而降低，包覆改性能使吸波剂粉体与树脂基体间具有强的附着力，有利于获得较高强度的复合吸波涂层。
[0004]对于多功能耐高温复合涂层制备而言，根据喷涂施工温度不同，主要分为热喷涂和低温冷喷涂。以等离子弧、电弧、燃烧火焰为热源的热喷涂技术，粉末被加热到熔融状态，然后高速冲击并沉积在基体上面，在这个过程中不可避免的发生相变、化学反应等现象，并且片状形貌也是经热喷涂后涂层中磁性合金的主要形貌，一方面片状磁性合金由于克服Snock极限导致高频磁导率更好，但对应的介电常数也明显升高，导致阻抗匹配特性差，高的介电常数，使其涂层组织结构中极易形成导电网络，影响涂层吸波性能，另一方面片状化带来的塑性变形会影响磁性合金的形貌和结构。低温冷喷涂虽然不加热到熔融态，但其高
速冲击带来的塑性变形也使磁性合金在涂层结构中以片状形貌为主，会破坏改性磁性合金的形貌和结构。而树脂基复合材料涂层能通过刷涂、喷涂、压延等制备工艺，在固化剂的作用下实现常温或低温固化反应成膜，能够在保持磁性合金形貌和结构完整的同时避免高温氧化。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种低温固化高温使用的多功能磁性树脂基复合吸波涂层，制备工艺简单，具有气孔率低、表面平整光滑、高温下吸波性能以及电磁性能优异的特点、且其在高温下力学性能和与基体结合力得到明显改善，耐热性好，易于工业化生产。
[0006]具体采用的技术方案如下：
[0007]一种多功能磁性树脂基复合吸波涂层，由以下质量百分数的原料制备得到：
[0008][0009][0010]本专利技术通过磁性合金粉末的加入量的调整来调控产品复合吸波涂层的高温吸波性能，低熔点玻璃粉和有机硅树脂的协同作用能够延长涂层在高温下的使用时间，玻璃纤维的加入能够增强涂层的力学性能，对硅树脂固化剂的加入量的调整能够调控硅树脂的固化时间，流平剂的加入能够降低涂层的气孔率，使涂层表面平整光滑；另外，本专利技术引入固化剂对有机硅树脂进行改性，经固化后，硅树脂的高温热稳定性明显提升，不同温度下的质量保留率明显提高，这为制备耐高温吸波涂层打下了基础。在此基础上，通过组分设计，制备了可低温固化的多功能磁性树脂基复合吸波涂层。
[0011]更进一步地，当涂层原料成分为：磁性合金粉末为68.32wt％；低熔点玻璃粉为8.54wt％；玻璃纤维为4.27wt％；有机硅树脂为17.08wt％；硅树脂固化剂为1.71wt％；流平剂为0.08wt％时，产品多功能磁性树脂基复合吸波涂层具有较好的吸波性能和力学性能，工艺成型性较好。当磁性合金粉末占比>68.32wt％时，由于介电常数过高会导致阻抗匹配较差，反而使涂层吸波性能下降，同时伴随着磁性合金粉末占比的增加，硅树脂对基体的附着力也会逐渐下降。流平剂能够降低硅树脂的表面能，从而降低涂层的孔隙率，使涂层表面平整光滑；硅树脂固化剂能够与有机硅树脂的有机基团产生交联反应，一方面可以减少固化时间提高效率，另一方面交联反应能够使有机硅树脂的耐热性得到提升。
[0012]所述磁性合金粉末为居里温度>550℃的磁性合金，其粒径≤5μm，进一步优选的，磁性合金粉末为铁硅铬(FSC)，元素成分与410不锈钢相近，能够满足上述居里温度要求，且与其他原料联用制成涂层后对基体的附着力好。
[0013]所述低熔点玻璃粉的熔程小于550℃；在高温条件下有机硅树脂无机化粘结力下
降，需要玻璃粉在高温下熔融，替代一部分硅树脂在高温条件下起到粘结剂的作用，延长涂层在高温下的使用时间。
[0014]所述玻璃纤维的直径为10～15μm，长度为0.8～3mm。玻璃纤维的直径过粗会影响到有机硅树脂对基体的附着力，另一方面玻璃纤维的长度对涂层的力学性能影响也较大，当增强相玻璃纤维的长度过短时，涂层力学性能提高较少，当增强相玻璃纤维长度过长时则其自身会发生团聚，失去其作为增强相的作用，进而导致涂层力学性能较差。
[0015]本专利技术还提供了所述多功能磁性树脂基复合吸波涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1将磁性合金粉末、低熔点玻璃粉、玻璃纤维混合均匀，球磨后再加入有机硅树脂、硅树脂固化剂、流平剂，滚动搅拌得到浆料；
[0017]S2对基体表面进行预处理，将预处理后的基体涂覆一层步骤S1中的浆料后，再放入对应的模具中，注入浆料并震实，去除多余浆料后，低温固化后得到所述多功能磁性树脂基复合吸波涂层。
[0018]优选的，球磨过程中使用氧化锆球，球料比为1:1～5；滚动搅拌的转速为80～90r本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能磁性树脂基复合吸波涂层，其特征在于，由以下质量百分数的原料制备得到：2.根据权利要求1所述多功能磁性树脂基复合吸波涂层，其特征在于，所述磁性合金粉末为居里温度>550℃的磁性合金，粒径≤5μm。3.根据权利要求1所述多功能磁性树脂基复合吸波涂层，其特征在于，所述低熔点玻璃粉的熔程小于550℃。4.根据权利要求1所述多功能磁性树脂基复合吸波涂层，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为10～15μm，长度为0.8～3mm。5.根据权利要求1
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4任一所述多功能磁性树脂基复合吸波涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将磁性合金粉末、低熔点玻璃粉、玻璃纤维混合均匀，球磨后再加入有机硅树脂、硅树脂固化剂、流平剂，滚动搅拌得到浆料；S2对基体表面进行预处理，将预处理后的基体涂覆一层...

【专利技术属性】
技术研发人员：车仁超，连刚杰，游文彬，张金仓，程一峰，赵彪，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：