[发明专利]三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及结构吸波材料的制备方法。

背景技术

结构吸波材料是同时具有较高的雷达波吸收能力及结构承载能力的结构功能复合材料，该种材料具有重量轻、结构可设计性强等优点。

普通的圆形截面聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CCF)是电磁波的强反射体，因此不适用于制备结构吸波材料。目前，现有的碳纤维结构吸波材料不能同时具备优良的吸波性能与力学性能。

发明内容

本发明为了解决现有碳纤维结构吸波材料不能同时具备优良的吸波性能与力学性能的问题，而提供三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法。

三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法按以下步骤实现：一、按质量比1∶1～2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合，加热到60℃并搅拌至胶液为透明状；二、将三角形截面聚丙烯腈基碳纤维用透明状胶液浸渍，然后缠绕到铺有离型纸的圆柱型模具上，得预浸料；三、剪裁预浸料，然后按0°～90°方向铺设8～20层预浸料到平板模具底部，再将平板模具置于固化炉中，在真空度为0.1MPa、2℃/min的速度加热至120℃并保温30min，然后加压到0.2MPa，加热至170℃并保温3h，继续加热至200℃并保温2h，自然降温后即得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料；其中步骤三中铺设为每铺设一层，在预浸料上涂一层步骤一透明状胶液。

本发明采用的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维不仅具有优良的力学性能，而且具有非常高的介电损耗和磁损耗，由于其截面特殊形状，还会产生电与磁的耦合效应，从而具有额外的吸收机制；本发明制备的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，内部就像微波暗室一样，有许许多多微小的角锥，使入射的电磁波产生多次反射和折射作用，从而衰减电磁波，达到良好的吸波性能，具有承载和减小雷达波反射截面的双重功能，制备方法简单；本发明制备的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，在8～18GHz频段的反射率最高可达8dB，拉伸强度为1656～1807MPa。

附图说明

图1是具体实施方式八中所得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，与圆形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的反射衰减曲线图，其中----为圆形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的反射衰减曲线，-为三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的反射衰减曲线；图2是具体实施方式八中所用三角形截面聚丙烯腈基碳纤维的截面电子显微图；图3是具体实施方式八中圆形截面聚丙烯腈基碳纤维的截面电子显微图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法按以下步骤实现：一、按质量比1∶1～2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合，加热到60℃并搅拌至胶液为透明状；二、将三角形截面聚丙烯腈基碳纤维用透明状胶液浸渍，然后缠绕到铺有离型纸的圆柱型模具上，得预浸料；三、剪裁预浸料，然后按0°～90°方向铺设8～20层预浸料到平板模具底部，再将平板模具置于固化炉中，在真空度为-0.1MPa、2℃/min的速度加热至120℃并保温30min，然后加压到0.2MPa，加热至170℃并保温3h，继续加热至200℃并保温2h，自然降温后即得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料；其中步骤三中铺设为每铺设一层，在预浸料上涂一层步骤一透明状胶液。

本实施方式步骤二中得到的预浸料，取下后沿圆柱轴线方向剪开。

本实施方式所得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，以三角形截面聚丙烯腈基碳纤维为增强材料和电磁波吸收材料，含胶量为40％~50％。

本实施方式步骤三中0°～90°方向铺设为任意方向。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中按质量比1∶1.2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中按质量比1∶1.5将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中按质量比1∶1.8将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二、三或四不同的是步骤三按10°～70°方向铺设8～18层预浸料。其它步骤及参数与具体实施方式二、三或四相同。