[发明专利]一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，特别涉及一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法。

背景技术

吸波材料正在向着“薄、轻、宽、强”的方向发展，研究表明，致密的吸波材料经多孔化后其吸波性能得到了显著提高，同时可大大减轻材料的密度。然而，目前对多孔吸波材料的研究报道比较少见，其吸波机理的分析也处于初步阶段。多孔泡沫金属材料是一种新型的多孔轻质金属材料，人们已经系统研究了其阻尼、抗冲击、吸声减震、电磁波屏蔽等性能，还很少有人对其吸波性能进行研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法，尤其是一种在多孔泡沫铝合金材料表面涂覆吸波涂料以获得新型轻质吸波材料的方法。

研究表明相对密度为0.111～0.185，平均孔径为6～7mm的泡沫铝合金材料在Ka波段电磁波(频率范围在26.5～40GHz′的电磁波)具备一定的吸波性能，而在其表面分别涂覆电介质型吸波剂、电阻型吸波剂与磁介质型吸波剂后，可同时发挥多孔结构与吸波涂料对电磁波的吸收损耗作用，令材料获得了低于-10dB的吸波效能，将复合吸波剂涂覆于泡沫铝合金表面，其吸波效能可进一步得到提高。

本发明以相对密度为0.148～0.185泡沫铝合金作为基体材料，在其表面分别涂覆电阻型吸波剂(碳化硅或聚苯胺)、电介质型吸波剂(钛酸钡)及磁介质型吸波剂(Ni-Zn铁氧体或羰基镍)，制备成单一吸波剂泡沫铝合金基吸波材料，测试分析该吸波材料的吸波性能；在此基础上将磁介质型吸波剂与聚苯胺吸波剂涂覆于泡沫铝合金表面，制备成复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料，使泡沫铝合金基吸波材料的吸波性能得到进一步的改善。

本发明的技术方案为：

1、多孔泡沫铝合金的表面预处理：

1.1泡沫铝合金基体表面脱脂处理：采用泡沫铝合金作为基体，以室温冷水冲刷泡沫铝合金基体，去除部分残留于表面与孔隙中的机械碎屑，然后用空气压缩机，在喷射压力为0.8Mpa的条件下，喷射碱液清洗泡沫铝合金基体表面，碱液温度控制在60±3℃，以防止泡沫铝合金基体表面被浸蚀；喷射碱液后立即用室温冷水冲洗，然后用超声波清洗器清洗15min，使用频率40KHz；再用去离子水喷洗表面，以去除残留碱液；用电吹风缩短表面干燥时间，避免悬挂的水珠在烘干时发生碱液浓集而浸蚀表面，清洗后在100℃下烘干。

1.2泡沫铝合金基体的喷砂处理：泡沫铝合金基体脱脂处理后，采用喷砂机进行微粒喷砂，其中石英砂粒直径小于100μm，压缩空气源3.0～7.0kg/cm²，喷砂中控制距离约100～150mm，喷砂过程中控制喷枪与泡沫铝合金基体的距离以及喷砂压力，尽量不破坏泡沫铝合金基体表面。

喷砂结束后，用无水乙醇反复喷洗，冲洗掉泡沫铝合金基体表面及孔隙内的砂粒，最后用电吹风吹干，完成泡沫铝合金基体的表面预处理。

2、单一吸波涂料的制备：

2.1吸波剂填料的偶联预处理：

在吸波剂(碳化硅、聚苯胺、钛酸钡、Ni-Zn铁氧体、羰基镍或纳米钴)填料粉末中加入偶联剂(硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂)，偶联剂用量为吸波剂填料粉末量的3％。然后加入稀释剂(稀释剂为正丁醇∶二甲苯∶丙二醇甲醚＝6∶4∶1的混合液，用量为吸波剂填料粉末每4g时1ml)，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌30min。

2.2吸波剂填料的分散：

将分散剂(B401、B402、CH-10S、CH-13F、CH-13、T70或963)用稀释剂(稀释剂为正丁醇∶二甲苯∶丙二醇甲醚＝6∶4∶1的混合液，用量为吸波剂填料粉末每4g时1ml)稀释，分散剂的用量为全部吸波剂填料的2％质量百分比，倒入经预处理的吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。

2.3成膜物质的制备：

将粘结剂环氧树脂(占填料与粘结剂总量的30％质量百分比)与固化剂聚酰胺按质量比2∶1混合，制备成成膜物质。

2.4吸波涂料的制备：

将配好的成膜物质和分散好的单一吸波剂填料混合后研磨5min，然后用高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌10min，再经超声波清洗器，在频率40KHz的条件下，超声波振荡分散20min，继续用高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌10min进行分散。为了得到更加细腻、少杂质、无气泡的涂料，最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成单一吸波涂料。

3、复合吸波涂料的制备：

3.1复合吸波剂填料的制备：