[发明专利]一种结构吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体涉及一种结构吸波材料及其制备方法。

背景技术

电磁波吸收体是一种能有效吸收入射电磁波，显著降低回波强度的功能复合材料，在军用隐身、民用电磁防护和抗电磁干扰领域有重要的应用。目前较为成熟的吸波材料结构包括Salisbury屏、Dallenbach屏、Jaumann吸波体、多层匹配结构等。其中Salisbury吸收体吸收频段窄；Dallenbach吸收体受目前材料电磁参数频散效应的限制，难以实现宽频吸收；Jaumann吸收体设计简单，吸收频段宽，但材料厚度较大是其主要缺陷。现代技术的发展，对吸波材料提出了更高的要求，结构型吸波复合材料采用纤维增强体，进行吸波性能和力学性能综合一体化设计，从而兼具吸波和承载的双重功能，已经成为吸波材料研究领域的一个重要方向。

从结构吸波材料研究现状来看，目前较为常用的方法是将吸波涂料喷涂或者浸涂到纤维增强体基材上，制备得到单层的吸波基材，然后在高温高压条件下，使用胶膜或相应的粘合剂将单层的吸波基材粘合到一起最后制备得到结构型吸波材料。

但是这种制备方法周期长，效率低，溶剂型涂料大量的使用，造成高挥发性有机化合物VOC的排放，不符合环保及可持续性发展的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种结构吸波材料及其制备方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种结构吸波材料，其特征在于：所述结构吸波材料为多层复合吸波材料，由透波层、阻抗匹配层、反射层和至少一吸波层复合而成，所述透波层由高分子树脂组成，所述阻抗匹配层由高分子树脂和导电炭黑组成，所述吸波层由高分子树脂和吸收剂组成，所述反射层由高分子树脂和短切碳纤维组成。

在上述技术方案的基础上，所述结构吸波材料的总厚度为4mm～10mm，所述透波层的厚度为1mm～4mm，所述阻抗匹配层的厚度为0.5mm～1mm，所有所述吸波层的厚度之和为2mm～4mm，所述反射层的厚度为0.5mm～1mm。

在上述技术方案的基础上，所述结构吸波材料由单层的所述透波层、阻抗匹配层、反射层和多层的所述吸波层组成。

在上述技术方案的基础上，所述阻抗匹配层中导电碳黑的重量百分含量为5％～20％，所述吸波层中吸收剂的重量百分含量为65％～85％，所述反射层中短切碳纤维的重量百分含量为15％～50％。

在上述技术方案的基础上，所述导电炭黑的电阻率不大于3.0Ω·m，视比容为(30～50)cm³/g。

在上述技术方案的基础上，所述吸收剂包括羰基铁粉、铁氧体粉末、铁硅铬或铁硅铝合金粉末的一种或者多种。

在上述技术方案的基础上，所述短切碳纤维的长度不超过3mm，电阻率不大于1.0Ω·cm。

本发明还提供了一种上述结构吸波材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按照一定的比例配好高分子树脂和导电炭黑、高分子树脂和吸收剂、高分子树脂和短切碳纤维；

S2：分别将高分子树脂和导电炭黑、高分子树脂和吸收剂、高分子树脂和短切碳纤维放入高速搅拌机混合均匀，分别得到用于制作阻抗匹配层、吸波层和反射层的物料；

S3：将高分子树脂物料和已混合均匀的物料分开投入到多层共挤挤出机中，通过采用多层共挤加工成型工艺，分别形成透波层、阻抗匹配层、吸波层和反射层，并将其复合成结构吸波材料。

在上述技术方案的基础上，所述多层共挤挤出机包括至少四个双螺杆挤出机，四个所述双螺杆挤出机分别对应加工所述透波层、阻抗匹配层、吸波层和反射层。

在上述技术方案的基础上，通过控制双螺杆挤出机的温度和转速参数来调整相应所述透波层、阻抗匹配层、吸波层或反射层的厚度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的结构吸波材料由透波层、阻抗匹配层、反射层和至少一吸波层复合而成，无需使用涂料，健康环保，可减少环境污染，而且结构简单，加工方便。

(2)本发明的结构吸波材料制备方法工序简单，一体化成型，加工效率高，加工精度高，制备成本低。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。