[发明专利]一种具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料领域，具体地说，涉及一种具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料及其制备方法。

背景技术

在高新技术引领社会发展的今天，各类电子电器设备的使用在给人们生产生活带来便利的同时，也造成了严重的电磁辐射污染。其不利影响涉及通讯中断、信息泄露等方面，甚至威胁到人类身体健康。发展吸波材料，利用材料的各种损耗机制将入射电磁波转化为热能等形式的能量，来有效的吸收削弱电磁波以达到治理电磁污染的目的，已成为材料科学的热点课题。人们在吸波材料的发展和应用发面已经做了大量工作。吸波材料可分为涂层型和结构型，蜂窝夹芯结构是结构型吸波材料的一种重要形式。蜂窝夹芯吸波材料作为一种特殊的复合材料结构，拥有比强度高、减震好、绝热佳等特点，其蜂芯连续多孔的结构也可以使电磁波在蜂窝夹芯层内多次吸收、反射和散射，而且纸蜂窝价格低廉，经济效益高。鉴于蜂窝芯材上述优点，蜂窝夹芯吸波材料不仅广泛应用于民用、建筑等领域，在航空、航天领域也占有重要地位。

现有的大量投入使用的吸波蜂窝夹芯复合材料，都是将蜂窝芯纵向使用，即入射电磁波从蜂窝孔入射到蜂窝结构中。为了获得良好的吸收性和拓宽吸收频率，往往会添加大量磁性材料做吸波剂，并增加蜂窝芯材厚度，这样使材料重量大大增加，同时受限于蜂窝芯整体厚度，吸波蜂窝夹芯复合材料很难制成大的弯曲面，在实际应用中有一定的限制。

发明内容

本发明提供一种具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料，可以解决目前所使用的蜂窝夹芯吸波材料的一些问题，制备的蜂窝夹芯复合材料有良好的吸波性能、吸收频率宽、并具有比重轻、可成型较大曲面的特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料，其包括蜂窝夹芯层和分别置于蜂窝夹芯层上下两侧的面板层，所述的蜂窝夹芯层为由横向放置的一层或多层吸波蜂窝片及置于每两层所述吸波蜂窝片之间的夹板构成。

按上述方案，所述吸波蜂窝片是将蜂窝片浸于吸波胶液中制得，由此获得电磁波吸收性能。

按上述方案，所述蜂窝片为芳纶纸蜂窝片，其蜂窝孔格形状为正六边形，所述蜂窝孔格边长为2～10mm，蜂窝层数为5～15层，(如附图1中，y轴方向蜂窝孔格数)，蜂窝高度可根据设计需要而定(如附图1中，z轴方向的蜂窝长度)。

按上述方案，所述吸波胶液为胶黏剂、吸收剂、稀释剂和固化剂经混合配制而成，其中，所述胶黏剂为环氧树脂，所述吸收剂为导电炭黑、多壁纳米碳管和羰基铁粉中的一种或多种的混合，其添加量为胶黏剂质量的1％‐100％，所述稀释剂为环氧非活性稀释剂，其添加量为胶黏剂质量的10％‐20％，所述固化剂为改性脂肪胺固化剂，其添加量为胶黏剂质量的30％‐40％。

按上述方案，所述夹板为玻璃钢板。

按上述方案，所述置于蜂窝夹芯层上下两侧的面板层，分别为玻璃钢板和合金铝板。

本发明还提供上述具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将胶黏剂、吸收剂、稀释剂以及固化剂按配比混合制成吸波胶液；

S2将蜂窝片多次浸于步骤1)所制吸波胶液中以达到需要的浸渍厚度，得到吸波蜂窝片；

S3将吸波蜂窝片与夹板相间连接，层压成型，得到蜂窝夹芯层；

S4在蜂窝夹芯层上下两侧各加一层面板，得到具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料。

本发明大幅改善了蜂窝夹芯复合材料的吸波性能，具有宽频吸波效果，比重轻，可成型复杂曲面，原材料价格低廉，制备方法简易，拥有广阔的应用前景。

本发明的蜂窝夹芯复合材料，通过浸渍过吸波剂的蜂窝芯材横向使用，即电磁波通过上侧面板后从蜂窝侧壁入射到蜂窝结构中(如附图1中y轴方向射入)。

本发明的效果主要体现在宽频吸收性、轻质、可成型大曲面。蜂窝芯材通过浸渍含有吸收剂的吸波胶液，在蜂窝壁上形成电磁波损耗面，而使原本没有损耗的纸蜂窝具有独立吸波性，而蜂窝芯材横向使用时可以利用的有效损耗壁面积，相比于蜂窝纵向使用时有所增加，与电磁波的匹配厚度增大，吸波效果明显改善，在添加少量或不添加磁性吸波剂的情况下就可获得良好的电磁波吸收性能，兼具了轻质的特性，蜂窝经浸渍后在蜂窝壁上形成了一定的涂层厚度，也提升了蜂窝横向抗压性能，同时，可将不同蜂窝孔格边长的蜂窝芯组合使用，形成多层吸波蜂窝夹芯层，各层夹芯互相补充，发挥各尺寸蜂窝芯的吸波性，从而获得宽频吸波性。

附图说明

图1为本发明具有吸波功能的蜂窝夹芯复合材料的结构示意图。

图2为实施例1的蜂窝夹芯复合材料的测试吸波性的反射率曲线；