专利名称：三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及结构吸波材料的制备方法。
背景技术：
结构吸波材料是同时具有较高的雷达波吸收能力及结构承载能力的结构功能复 合材料，该种材料具有重量轻、结构可设计性强等优点。 普通的圆形截面聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CCF)是电磁波的强反射体，因此不适用 于制备结构吸波材料。目前，现有的碳纤维结构吸波材料不能同时具备优良的吸波性能与 力学性能。
发明内容
本发明为了解决现有碳纤维结构吸波材料不能同时具备优良的吸波性能与力学
性能的问题，而提供三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法。 三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法按以下步骤实现一、按
质量比l : 1 2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合，加热到6(TC并搅拌至胶液为透明状；
二、将三角形截面聚丙烯腈基碳纤维用透明状胶液浸渍，然后缠绕到铺有离型纸的圆柱型
模具上，得预浸料；三、剪裁预浸料，然后按0。 90°方向铺设8 20层预浸料到平板模
具底部，再将平板模具置于固化炉中，在真空度为0. lMPa、2°C /min的速度加热至12(TC并
保温30min，然后加压到0. 2MPa，加热至17(TC并保温3h，继续加热至20(TC并保温2h，自
然降温后即得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料；其中步骤三中铺设为每铺设一
层，在预浸料上涂一层步骤一透明状胶液。 本发明采用的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维不仅具有优良的力学性能，而且具有 非常高的介电损耗和磁损耗，由于其截面特殊形状，还会产生电与磁的耦合效应，从而具有 额外的吸收机制；本发明制备的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，内部就像微 波暗室一样，有许许多多微小的角锥，使入射的电磁波产生多次反射和折射作用，从而衰减 电磁波，达到良好的吸波性能，具有承载和减小雷达波反射截面的双重功能，制备方法简 单；本发明制备的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，在8 18GHz频段的反射率 最高可达8dB，拉伸强度为1656 1807MPa。
图1是具体实施方式
八中所得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，与圆 形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的反射衰减曲线图，其中 一一为圆形截面聚丙烯 腈基碳纤维结构吸波材料的反射衰减曲线，_为三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材 料的反射衰减曲线；图2是具体实施方式
八中所用三角形截面聚丙烯腈基碳纤维的截面电 子显微图；图3是具体实施方式
八中圆形截面聚丙烯腈基碳纤维的截面电子显微图。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的 任意组合。 具体实施方式
一 本实施方式三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备 方法按以下步骤实现一、按质量比1 : 1 2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合，加热到 6(TC并搅拌至胶液为透明状；二、将三角形截面聚丙烯腈基碳纤维用透明状胶液浸渍，然后 缠绕到铺有离型纸的圆柱型模具上，得预浸料；三、剪裁预浸料，然后按0。 90°方向铺 设8 20层预浸料到平板模具底部，再将平板模具置于固化炉中，在真空度为-0. lMPa、 2tVmin的速度加热至12(TC并保温30min，然后加压到0. 2MPa，加热至170。C并保温3h，继 续加热至20(TC并保温2h，自然降温后即得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料； 其中步骤三中铺设为每铺设一层，在预浸料上涂一层步骤一透明状胶液。
本实施方式步骤二中得到的预浸料，取下后沿圆柱轴线方向剪开。
本实施方式所得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，以三角形截面聚丙 烯腈基碳纤维为增强材料和电磁波吸收材料，含胶量为40% 50%。
本实施方式步骤三中O。 90°方向铺设为任意方向。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按质量比 1 : 1.2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按质量比
i : 1.5将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。 具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按质量比
i : 1.8将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。 具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
二、三或四不同的是步骤三按 10° 70°方向铺设8 18层预浸料。其它步骤及参数与具体实施方式
二、三或四相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
二、三或四不同的是步骤三按45° 方向铺设IO层预浸料。其它步骤及参数与具体实施方式
二、三或四相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
二、三或四不同的是步骤三按60° 方向铺设14层预浸料。其它步骤及参数与具体实施方式
二、三或四相同。
具体实施方式
八本实施方式三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备 方法按以下步骤实现一、按质量比1 : 1将改性双马来酰亚胺和丙酮混合，加热到6(TC并 搅拌至胶液为透明状；二、将三角形截面聚丙烯腈基碳纤维用透明状胶液浸渍，然后缠绕到 铺有离型纸的圆柱型模具上，得预浸料；三、剪裁预浸料，然后按0。方向铺设13层预浸料 到平板模具底部，再将平板模具置于固化炉中，在真空度为-0. lMPa、2°C /min的速度加热 至12(TC并保温30min，然后加压到0. 2MPa，加热至17(TC并保温3h，继续加热至20(TC并保 温2h，自然降温后即得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料；其中步骤三中铺设为 每铺设一层，在预浸料上涂一层透明状胶液。 本实施方式所得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维(PAN-TCF)结构吸波材料，与圆形 截面聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CCF)结构吸波材料，均剪裁成180mmX180mm、厚度为2mm的正 方形试样，然后进行反射率测试，结果见图l，可知本实施方式制备的三角形截面聚丙烯腈 基碳纤维结构吸波材料，在8 18GHz频段的反射率最高可达_8dB，而PAN-CCF结构吸波材料反射率为-1 _2dB ;本实施方式所用PAN-TCF如图2所示，横截面呈近似正三角形，对 比所用的PAN-CCF如图3所示，横截面呈圆形。
权利要求
三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法，其特征在于三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法按以下步骤实现一、按质量比1∶1～2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合，加热到60℃并搅拌至胶液为透明状；二、将三角形截面聚丙烯腈基碳纤维用透明状胶液浸渍，然后缠绕到铺有离型纸的圆柱型模具上，得预浸料；三、剪裁预浸料，然后按0°～90°方向铺设8～20层预浸料到平板模具底部，再将平板模具置于固化炉中，在真空度为-0.1MPa、2℃/min的速度加热至120℃并保温30min，然后加压到0.2MPa，加热至170℃并保温3h，继续加热至200℃并保温2h，自然降温后即得三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料；其中步骤三中铺设为每铺设一层，在预浸料上涂一层步骤一透明状胶液。
2. 根据权利要求1所述的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法，其 特征在于步骤一中按质量比1 : 1.2将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。
3. 根据权利要求1所述的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法，其 特征在于步骤一中按质量比1 : 1.5将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。
4. 根据权利要求1所述的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法，其 特征在于步骤一中按质量比1 : 1.8将改性双马来酰亚胺和丙酮混合。
5. 根据权利要求2、3或4所述的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方 法，其特征在于步骤三按IO。 70°方向铺设8 18层预浸料。
6. 根据权利要求2、3或4所述的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方 法，其特征在于步骤三按45。方向铺设10层预浸料。
7. 根据权利要求2、3或4所述的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方 法，其特征在于步骤三按60。方向铺设14层预浸料。
全文摘要
三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料的制备方法，它涉及结构吸波材料的制备方法。本发明解决了现有碳纤维结构吸波材料不能同时具备优良的吸波性能与力学性能的问题。方法一、将改性双马来酰亚胺和丙酮混合，加热并搅拌至胶液为透明状；二、将三角形截面聚丙烯腈基碳纤维用透明状胶液浸渍，然后缠绕到铺有离型纸的圆柱型模具上，得预浸料；三、剪裁预浸料铺设到平板模具底部，再置于固化炉中加热保温，自然降温后即得。本发明制备的三角形截面聚丙烯腈基碳纤维结构吸波材料，具有承载和减小雷达波反射截面的双重功能，制备方法简单，材料在8～18GHz频段的反射率最高可达8dB，拉伸强度为1656～1807MPa。
文档编号D06M13/41GK101760961SQ20091031179
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者刘文博, 刘新, 杨帆, 王荣国, 矫维成, 赫晓东 申请人:哈尔滨工业大学