一种纤维毡吸波材料的制作方法

文档序号:12093917阅读:232来源:国知局

本发明涉及吸波技术领域,尤其涉及一种纤维毡吸波材料。

本发明属于在先申请“一种纤维吸波材料”的专利布局中的一件重要发明。



背景技术:

随着现代科学技术的发展,电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场、机航班因电磁波干扰无法起飞而误点;在医院、移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此,治理电磁污染,寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料,已成为材料科学的一大课题。

碳纤维具有优良的导电性能。早期研究中,碳纤维作为树脂增强体加入,添加的碳纤维量达40%甚至更多,这种碳纤维复合材料对电磁波几乎是全反射,只有经过特殊处理的碳纤维才具有一定的吸波性能。其处理方法主要有:将碳纤维的横截面做成三叶形或有棱角的方形等异型截面;制备螺旋型纤维:对其进行表面改性,在其表面涂覆含有电磁损耗介质的树脂,沉积一层微小孔穴的碳粉,喷涂镍或氟化物处理等;采用低温烧制特定电导率的纤维。

但上述处理方法技术繁琐,且导致成本上升较多。近年来,随着复合石墨烯纤维的出现,因为优秀的性能,在各个领域获得广泛的应用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种纤维毡吸波材料,能够使得材料吸波性能优异。

本申请人通过研究发现,通过纤维束形成竖向的阵列结构,吸波主材料接枝/吸附/涂覆/混杂在所述纤维束上进而形成阵列,阵列之间的结构填充有反射/第二吸波材料,所述结构通过树脂基体形成,树脂中混有各种添加剂。该结构能使得吸波效果产生加成效果,形成协同效应。发明人对各个要素进行了优化并进行了专利布局,以使得各个方案满足不同的需求或适应不同的应用场景及价格要求。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种纤维毡吸波材料,其组成按重量份包括:

环氧树脂基体 20-40

固化剂 2-5

石墨烯纤维 20-30,

二氧化锰颗粒 10-20,和

微波吸收剂纤维束 5-15;其中,

所述石墨烯纤维夹杂二氧化锰颗粒形成复合石墨烯纤维,进而与环氧树脂和固化剂作用,形成石墨烯纤维毡;

所述微波吸收剂纤维束由钛酸钡微波吸收剂、聚苯胺和玻璃纤维按照重量比1:(0.2-0.5):(0.5-2)均匀混合后,形成0.1-1mm的纤维束;所述微波吸收剂纤维束垂直分散在环氧树脂中,形成等间距的阵列,所述间距不大于10mm。

本发明采用在阵列的纤维毡中掺杂二氧化锰,以形成反射,并通过石墨烯纤维毡消耗能量,进而通过掺杂钛酸钡的和聚苯胺的纤维束形成的牢笼吸收所述反射和漫射的波,因此使其衰减,实现吸波的作用。本发明主要是在在先申请的结构上,实现二氧化锰颗粒与钛酸配的协同使用。

本发明经过试验验证,所述微波吸收剂纤维杂乱无序分散在环氧树脂中,或横向分散在环氧树脂中,其吸波效果均劣于本发明的垂直分散。

优选的,所述环氧树脂基体原料按重量份组成如下:

溴化双酚A缩水甘油醚树脂 30-70,

四溴双酚A二缩水甘油醚树脂 20-40

1,1,2,2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚 5-20。

优选的,所述固化剂为双氰胺或二氨基二苯砜。本发明采用上述胺基固化剂,其中所含的胺基,可以有效阻止石墨烯纤维的团聚,增加其分散性能,有利于吸波性能的提高。

本发明采用特定的环氧树脂、固化剂与吸波材料配合,并采用特定的微波吸收剂纤维束排列方向,来提高材料的吸波性能。本发明的吸波材料从10-18GHz都有大于-28dB的反射衰减。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种纤维毡吸波材料,其组成按重量份包括:

环氧树脂基体 20

固化剂 2

石墨烯纤维 20,

二氧化锰颗粒 10,和

微波吸收剂纤维束 5;其中,

所述石墨烯纤维夹杂二氧化锰颗粒形成复合石墨烯纤维,进而与环氧树脂和固化剂作用,形成石墨烯纤维毡;

所述微波吸收剂纤维束由钛酸钡微波吸收剂、聚苯胺和玻璃纤维按照重量比1:0.2:0.5均匀混合后,形成0.1mm的纤维束;所述微波吸收剂纤维束垂直分散在环氧树脂中,形成等间距的阵列,所述间距不大于10mm。

所述环氧树脂基体原料按重量份组成如下:

溴化双酚A缩水甘油醚树脂 30,

四溴双酚A二缩水甘油醚树脂 20

1,1,2,2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚 20。

实施例2

一种纤维毡吸波材料,其组成按重量份包括:

环氧树脂基体 40

固化剂 5

石墨烯纤维 30,

二氧化锰颗粒 20,和

微波吸收剂纤维束 15;其中,

所述石墨烯纤维夹杂二氧化锰颗粒形成复合石墨烯纤维,进而与环氧树脂和固化剂作用,形成石墨烯纤维毡;

所述微波吸收剂纤维束由钛酸钡微波吸收剂、聚苯胺和玻璃纤维按照重量比1:(0.2-0.5):(0.5-2)均匀混合后,形成0.1-1mm的纤维束;所述微波吸收剂纤维束垂直分散在环氧树脂中,形成等间距的阵列,所述间距不大于10mm。

所述环氧树脂基体原料按重量份组成如下:

溴化双酚A缩水甘油醚树脂 70,

四溴双酚A二缩水甘油醚树脂 20

1,1,2,2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚 20。

实施例1-2所制备的吸波材料从10-18GHz都有大于-28dB的反射衰减。

对比例1

将实施例1的钛酸钡替换为NiCo合金,其反射衰减小于15dB。由此证明钛酸钡与二氧化锰之间存在加成作用。

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