[发明专利]一种环氧树脂基复合透波材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧树脂基复合透波材料的制备方法，涉及透波材料技术领域。本发明通过利用金属盐溶液对环氧树脂进行改性，并利用苯乙烯与改性后的环氧树脂进行反应固化制备出一种兼具较高的机械强度且介电性能，同时玻璃化转变温度高的环氧树脂基复合透波材料；同时本发明采用的原料成本低廉，生产工艺简单，适宜规模化生产。

技术领域

本发明涉及透波材料技术领域，特别是涉及一种环氧树脂基复合透波材料的制备方法。

背景技术

透波材料是指对不同角度入射的电磁波具有良好透过性能的材料。在低频电场的直接作用下，金属为导体，而非金属材料属绝缘体；当材料处于高频电场时，绝缘体变为高频电场的透过材料，而金属成为电磁波的屏蔽材料。根据电磁波传播过程的性质，电磁波在射向物体时会产生反射、折射和透过现象，而材料在电磁波的作用下会产生极化现象和损耗电磁波能量的现象。目前在飞机、卫星、导弹以及高性能印刷电路板中均要求使用的材料具有良好的透波性能，因此透波材料不管在国防军事领域还是在过敏经济领域都有着不可或缺的重要地位，并具有极大的经济效益。

随着科技得不断进步，对透波材料的要求也不断提高，为了满足透波材料宽频高效的前提下，还需要其具有耐温性、耐老化以及力学心能佳等特点。目前复合透波材料主要陶瓷基复合透波材料和树脂基复合透波材料，其中树脂基复合透波材料一般是由增强材料和树脂基体两种体系通过成型工艺复合而成，其中增强材料在该材料体系中具有提高其力学强度的作用，而增强材料的介电常数一般大于树脂基体，因此增强材料的选择关系该复合材料的电磁波传输性能。

树脂基复合透波材料中的树脂基包括环氧树脂基、氰酸酯树脂基、聚酰亚胺树脂基、双马来酰亚胺树脂基和不饱和树脂基等。其中环氧树脂基与增强材料构成的复合透波材料的成本低廉、具有优良的粘结性、耐磨性以及良好的力学性能，因此，环氧树脂基复合透波材料的应用范围相较于其他树脂基透波材料更广，且成本低廉。但是目前的环氧树脂基复合透波材料的耐热性能低，无法在较高温度下进行使用，同时其冲击韧性和耐湿热稳定性也相对较大，介电常数和介电损耗值都较大，因此极大地限制了环氧树脂基复合透波材料的使用。

在专利申请号为CN201510542815.7中一种透波复合材料的制备方法，其包括以下步骤，以将硝酸镱、氮化硅、甲酸制备得到填料；以二苯甲烷双马来酰亚胺与双酚A氰酸酯、亚胺二元酸、苯酐、双酚A环氧树脂制备树脂预聚物；将树脂预聚物溶于丁酮，得到树脂液；将聚芳醚苯基喹噁啉溶于四氯乙烷后加入树脂液中；然后依次将聚甲基倍半硅氧烷、填料加入树脂液中，于120℃搅拌10分钟，得到复合体系；然后将复合体系浇入涂有脱模剂的模具中，在真空条件下脱去气泡，放入烘箱升温固化，最后关闭烘箱电源，使浇注体自然冷却；脱模即得到透波复合材料。具有优异的力学性能、耐热性能，满足透波复合材料的发展应用。该专利中所制备的复合材料的弯曲强度在178-186MPa，介电常数为2.9-3.3，T_g为130-161℃。

在专利CN201710422929.7中公开了一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用，是将双酚AF完全溶解在环氧氯丙烷中，然后加入催化剂反应以得到树脂醚化物；使树脂醚化物和NaOH溶液反应，得到双酚AF氯醚醇；在双酚AF氯醚醇中滴加NaOH溶液，得到含氟环氧树脂；将含氟环氧树脂和固化剂混合均匀后，加入催化剂，混合、固化，制得环氧树脂复合材料。该发明还提供了由上述方法制备的环氧树脂复合材料及其作为电子材料和透波材料的应用。本发明通过在树脂结构中引入F，形成C-F替代C-H，使树脂结构的极性降低，从而制备出具有低介电常数和介电损耗，并且同时具有良好的热稳定性的环氧树脂复合材料，其可广泛地应用于印刷电路板、涂料、微电子等领域。该专利所制备的复合材料的介电常数为3.0-3.3之间，弯曲强度为132-140MPa。

如何进一步简化工艺、降低成本，同时提高环氧树脂基复合透波材料的耐热性能是目前需要攻克的技术难题。

发明内容