[发明专利]一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法

说明书

本发明公开了一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料，所述复合材料由纳米级雷达透波材料、改性氰酸酯树脂和连续纤维丝为原料，通过增材制造方法制得，所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯、环氧树脂、双马来酰亚胺、催化剂，所述纳米级雷达透波材料为改性氰酸酯树脂的0.5wt％‑10wt％；通过在具有雷达透波功能的改性树脂基体中添加具有雷达透波功能的纳米级成分，极大提升材料雷达透波性能，同时协同增强、增韧树脂基体，随后以含有纳米级成分的具有雷达透波功能的树脂、连续纤维丝为原料，通过增材制造工艺实现零部件的加工，雷达透波功能树脂、纳米级成分和连续纤维丝协同提升复合材料的雷达透波性能。

技术领域

本发明涉及合材料增材制造技术领域，具体涉及一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法。

背景技术

透波材料是一种集结构、防热、透波于一体的多功能介质材料，主要用于制造电子、电气、雷达等领域天线系统的最外层结构，或者和吸波材料共同使用实现隐身的功能。天线罩需要保证天线系统正常接收电磁波信号，同时还需要保护天线系统免受恶劣环境的影响。结合天线罩的使用环境可知，作为制造天线罩的透波材料在具备低介电效果和低电学损耗性能的同时，还需具有良好的耐高温性能、耐冲击性能和耐腐蚀性能。

连续纤维增强复合材料增材制造技术，是以基体材料树脂和增强体连续纤维为原料，基于离散-堆积原理的成型工艺。通过连续纤维增强复合材料增材制造成型的材料具有比强度高、比刚度大、可设计性强等优点。同时，相比于树脂转移模塑、模压、热压等传统成型技术，连续纤维增强复合材料增材制造无需模具、工艺灵活、开发周期短，已广泛应用于航空航天、军工等领域。复合材料增材制造具有一体化成型特点，可以保证复杂结构的优异性能，将连续纤维增材制造技术应用于雷达透波部件的制备具有广阔前景。目前，通过连续纤维增材制造技术可以满足天线罩材料所需的力学性能，但雷达透波性能相对较差，还有待提升。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料及其增材制备方法，使复合材料具有很好的力学性和雷达透波性。

本发明的可雷达透波的连续纤维增强复合材料，所述复合材料由纳米级雷达透波材料、改性氰酸酯树脂和连续纤维丝为原料，通过增材制造方法制得，所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯90-110份、环氧树脂5-15份、双马来酰亚胺5-15份、催化剂0.03-0.05份，所述纳米级雷达透波材料为改性氰酸酯树脂的0.5wt％-10wt％；

进一步，所述改性氰酸酯树脂原料按重量份包括氰酸酯100份、环氧树脂10份、双马来酰亚胺10份、催化剂0.04份；

进一步，所述催化剂为乙酰丙酮铝。

进一步，所述纳米级雷达透波材料为碳纳米管、石墨烯、石英纤维、玻璃纤维、玻璃微珠中的至少一种；

进一步，所述连续纤维丝为连续玻璃纤维。

本发明还公开一种可雷达透波的连续纤维增强复合材料的增材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.将纳米级雷达透波材料均匀分散于改性氰酸酯树脂中制得含有纳米级雷达透波成分的氰酸酯树脂体系；

b.将连续纤维丝通过含有纳米级雷达透波成分的氰酸酯树脂体系中得到预浸纤维丝；

c.将预浸纤维丝送入打印头内，打印并加热固化成型，连续纤维丝打印成型部件的内部增强部分，含有纳米级雷达透波成分的氰酸酯树脂体系为外形框架和内部的孔隙填充。