[发明专利]一种吸波/轻质结构一体化泡沫材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种吸波/轻质结构一体化泡沫材料及其制备方法和用途，属于先进材料技术领域。本发明泡沫材料是由如下重量配比的原料制备而成：基体树脂单体100份、发泡剂1～30份、引发剂0.05～15份、交联剂0～10份、增粘剂0.5～50份、吸波剂1～100份。本发明泡沫材料加入吸波剂后仍然能够取得良好的发泡效果，获得泡孔结构均匀的吸波泡沫材料。该泡沫材料在力学性能、热机械性能和吸波性能表现优异，功能质轻可调。本发明泡沫材料可以作为一种性能优异的轻质吸波结构功能一体化材料，用于制备高强度耐热抗腐蚀的结构/隐身一体化宽频吸波材料，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于先进材料技术领域，具体涉及一种吸波/轻质结构一体化泡沫材料及其制备方法和用途。

背景技术

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(PMI)是一种交联的、孔径分布均匀的泡沫，具有卓越的结构稳定性和高机械强度。聚甲基丙烯酰亚胺泡沫具有比其他聚合物泡沫材料更高的比强度、比模量、耐热性和耐湿热性能，以及更好的抗高温蠕变性能和尺寸稳定性。其突出的耐热性能和高温下优异的抗蠕变性能使其能承受环氧、双马等热固性树脂复合材料的高温固化工艺条件，可实现泡沫夹芯与预浸料的一次共固化成型，可广泛应用于复合材料泡沫夹层结构件的制造。此外，由于PMI材料的闭孔率高，孔径分布均匀，吸湿率低，使其作为芯材的夹芯复合材料具有远优于蜂窝复合材料的耐久性和耐环境性。上述性能特点使其在航天、航空、舰船、高速列车、风力发电等许多技术领域具有广泛的应用前景。此外，PMI泡沫在制备过程中不引入任何氟利昂和卤素，燃烧时低烟无毒，不会释放有害物质，可作为一种环保型材料。

如今，隐身材料除了要求轻质、宽频吸收电磁波以外，对力学性能、尺寸稳定性、热机械性能等多功能性提出了更高的要求，吸波涂层、贴片等在多功能及反复使用上有所欠缺。性能优异的PMI泡沫材料可以满足力学性能、尺寸稳定性、热机械性能的要求，但是目前合成的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料一般都是透波材料。

为了赋予聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料吸波性能，使其作为吸波材料，研究者采用了各种方法。目前，在泡沫材料中加入吸波剂是赋予其吸波性能的最常用方法，但是加入吸波剂会造成沉降甚至无法发泡，从而影响聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料本身的性能，吸波性能也未能提高。如采用传统的自由基本体聚合法制备PMI泡沫，需要长时间的静置水浴，在此过程中高密度吸波功能体易发生沉降，导致其在PMI泡沫中分散不均匀，从而严重影响PMI泡沫的性能。

目前既具有良好力学性能，又具有良好吸波性能的轻质聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料是比较缺乏的。因此，制备一种轻质高性能的结构/隐身一体化PMI材料极具战略价值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有均匀结构的吸波/轻质结构一体化泡沫材料及其制备方法和用途。

本发明提供了一种吸波/轻质结构一体化泡沫材料，它是由如下重量配比的原料制备而成：

基体树脂单体100份、发泡剂1～30份、引发剂0.05～15份、交联剂0～10份、增粘剂0.5～50份、吸波剂1～100份。

进一步地，前述的泡沫材料是由如下重量配比的原料制备而成：

基体树脂单体100份、发泡剂6份、引发剂0.27份、交联剂0～0.1份、增粘剂5～10份、吸波剂5份。

进一步地，前述的泡沫材料是由如下重量配比的原料制备而成：

基体树脂单体100份、发泡剂6份、引发剂0.27份、交联剂0～0.01份、增粘剂5.7～10份、吸波剂5份。

进一步地，所述基体树脂单体由丙烯酸类单体和丙烯腈类单体组成；所述丙烯酸类单体和丙烯腈类单体的重量比为(40～60)：(40～60)；

优选地，所述丙烯酸类单体和丙烯腈类单体的重量比为45.5：42。

进一步地，