一种吸波复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种吸波材料，具体而言是一种吸波复合材料。

背景技术：

传统的单一吸波涂料具有吸波频带有限、效率低、重量大、耐温性差等局限性，目前，现有技术中采用较多的是由开孔聚氨酯泡沫制备的泡沫吸波材料，虽然这种吸波材料具有重量轻、频带宽和低频性能好等特点，但是由于这种吸波材料的开孔泡沫没有硬度，无法应用于任何有承载要求的环境中。

有鉴于此，目前急需一种既有宽频吸波特性且有环境承载性能要求和温度性能要求的轻量化泡沫吸波材料。

技术实现要素：

针对现有技术中的具有宽频吸波特性的吸波材料不能同时具有一定的机械性能且可以适用于湿热和高温环境中的问题，本发明提供了一种吸波复合材料。

根据本发明的一个方面，提供的一种吸波复合材料，包括至少一层泡沫板以及至少一层吸波电磁薄膜，泡沫板和吸波电磁薄膜交替地铺设在一起，其中，泡沫板是闭孔泡沫板。

在上述吸波复合材料中，优选地，泡沫板包括聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫、聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫或聚丙烯(PP)泡沫。

在上述吸波复合材料中，优选地，闭孔泡沫板的孔径为10～50微米。

在上述吸波复合材料中，优选地，吸波电磁薄膜包括导电纤维。

在上述吸波复合材料中，优选地，导电纤维包括短切碳纤维或金属纤维。

在上述吸波复合材料中，优选地，导电纤维的长度为0.1mm～2mm。

在上述吸波复合材料中，优选地，导电纤维占吸波电磁薄膜体积的0.5％～2％。

在上述吸波复合材料中，优选地，在吸波电磁薄膜的表面处施加有胶膜。

在上述吸波复合材料中，优选地，胶膜的厚度为0.1mm。

在上述吸波复合材料中，优选地，胶膜包括热固性胶膜或热熔性胶膜。

在上述吸波复合材料中，优选地，胶膜包括聚酰胺胶膜、聚醚砜树脂胶膜、环氧丙烷胶膜或丙烯酸胶膜。

在上述吸波复合材料中，优选地，吸波电磁薄膜还包括环氧树脂胶膜、聚氨酯胶膜、硅胶膜或氯丁橡胶胶膜。

在上述吸波复合材料中，优选地，每层泡沫板的厚度为4mm。

在上述吸波复合材料中，优选地，每层吸波电磁薄膜的厚度为0.1mm。

根据本发明的另一方面提供了一种吸波复合材料的制造方法，方法包括制备吸波电磁薄膜；在吸波电磁膜的表面处施加胶膜；将至少一层泡沫板和至少一层吸波电磁薄膜交替地铺设在一起；以及热压成型，从而制得吸波复合材料，其中，泡沫板是闭孔泡沫板。

在上述吸波复合材料的制造方法中，泡沫板包括聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫、聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫或聚丙烯(PP)泡沫。

在上述吸波复合材料的制造方法中，采用喷涂法用导电纤维和环氧树脂胶膜制备吸波电磁薄膜。

在上述吸波复合材料的制造方法中，导电纤维包括短切碳纤维或金属纤维。

在上述吸波复合材料的制造方法中，导电纤维的长度为0.1～2mm。

在上述吸波复合材料的制造方法中，其特征在于，导电纤维占吸波电磁薄膜体积的0.5％～2％。

在上述吸波复合材料的制造方法中，采用层铺法实施在吸波电磁薄膜的表面处施加胶膜，施加的胶膜是半固化的胶膜。

在上述吸波复合材料的制造方法中，施加的半固化的胶膜的厚度为0.1mm。

在上述吸波复合材料的制造方法中，胶膜包括热固性胶膜或热熔性胶膜。

在上述吸波复合材料的制造方法中，胶膜包括聚酰胺胶膜、聚醚砜树脂胶膜、环氧丙烷胶膜或丙烯酸胶膜。

在上述吸波复合材料的制造方法中，采用真空袋成型或热压罐成型实施热压成型。

在上述吸波复合材料的制造方法中，每层泡沫板的厚度为4mm。

在上述吸波复合材料的制造方法中，每层吸波电磁薄膜的厚度为0.1mm。

在上述吸波复合材料的制造方法中，闭孔泡沫板的孔径为10～50微米。

本发明提供的一种吸波复合材料及其制造方法，便于实施，且所得到的吸波复合材料不仅具有良好的宽频吸波特性，同时可以适用于湿热、高温、以及具有一定承载要求的环境中。

附图说明

图1是根据本发明实施例的吸波复合材料的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的吸波复合材料的制造方法的流程图；

图3是根据本发明实施例1的吸波复合材料的反射率测量结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

吸波复合材料的制造方法

如图2的步骤S101所示，制备含有吸波电磁薄膜2(如图1所示)。在步骤S101中，吸波电磁薄膜是采用喷涂法由导电纤维和环氧树脂胶膜制备而成，其中，导电纤维占整个吸波电磁薄膜体积的0.5％～2％。所使用的导电纤维是短切碳纤维或金属纤维，其长度范围为0.1mm至2mm，优选为0.5mm。其中，金属纤维的材质可以选用铁、铜、铝、镍等导电金属。该导电碳纤维除了使吸波电磁膜具有吸波性能外，还有助于整个吸波复合材料的机械性能的提 高。在该步骤中所使用地胶膜不限于环氧树脂胶膜，还可以为聚氨酯胶膜、硅胶膜或氯丁橡胶胶膜。在该步骤中，所制得的吸波电磁膜的厚度优选为0.1mm。

如图2的步骤S103所示，在吸波电磁膜的表面处施加胶膜。在步骤S103中，采用层铺法在吸波电磁膜的表面处施加胶膜，且施加的胶膜为半固化的胶膜，以便在后续步骤中，与泡沫板叠合在一起后，完全固化以将各层泡沫板与吸波电磁膜粘合在一起。且在该步骤中施加的半固化的胶膜的厚度优选为0.1mm。所使用的胶膜为热固性胶膜或热熔性胶膜，诸如聚酰胺胶膜、环氧丙烷胶膜或丙烯酸胶膜等。

如图2的步骤S105所示，将至少一层泡沫板1(如图1所示)和至少一层吸波电磁薄膜2(如图1所示)交替地铺设在一起。在步骤S105中，所使用的泡沫板是闭孔泡沫板，并且闭孔泡沫板的孔径为10～50微米，从而使得该泡沫板层具有良好的强度，可以适用于在有一定承载要求的环境中使用，此外还由于其闭孔结构使其具有表面吸水率低、耐腐蚀、高温时不流淌、低温时不脆裂的特点，使其可以应用于具有环境和温度性能要求的领域，尤其是可以应用于湿热和高温的环境中。在该步骤S105中，所使用的闭孔泡沫板可以选用聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫、聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫或聚丙烯(PP)泡沫。在本发明的优选实施例中，选用聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫。泡沫板与吸波电磁薄膜的层数比为1:1，。但在本发明其他实施例中，硬质泡沫板与导电电阻片的层数比并不限于1:1，还可以是n+1：n(其中，n为大于等于1的整数)，以使吸波复合材料达到较好的吸波性能。虽然在图1中仅示出了泡沫板的层数为4层，但可根据具体应用中的吸波性能的需求来设计层数，从而使得所得到的吸波复合材料具有良好的吸波性能同时具有合适的厚度，例如，在优选实施例中，所使用的泡沫板或吸波电磁薄膜的层数为15。所采用的泡沫板的厚度优选为4mm，以使最后制得的吸波复合材料成品具有合适的厚度，并且可同时保持良好的机械性能。

如图2的步骤S107所示，热压成型，从而制得吸波复合材料。在该步骤中，根据步骤S107中所选用的胶膜种类，在130℃至150℃下，采用真空袋成型或热压罐成型将泡沫板和吸波电磁薄膜热压成型，固化时间为约2小时， 制得吸波复合材料。

本发明提供的制造方法便于实施，且所得到的吸波复合材料不仅具有良好的宽频吸波特性，同时可以适用于湿热、高温、以及具有一定承载要求的环境中。

实施例1

采用喷涂法，由碳纤维和环氧树脂胶膜制成厚度为0.1mm的吸波电磁薄膜2，其中碳纤维占吸波电磁薄膜体积的1％，碳纤维的长度为0.5mm；采用层铺法在吸波电磁薄膜的表面处施加厚度为0.1mm的半固化的环氧丙烷胶膜；将15层4mm厚的闭孔的聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫板和15层表面施加有胶膜的吸波电磁薄膜交替地铺设在一起，其中闭孔的泡沫板的孔径为20～30微米；在130℃下，采用真空袋成型将闭孔的PMI泡沫板和吸波电磁薄膜热压成型，固化时间为2小时，制得吸波复合材料。

实施例2

采用喷涂法，由铜纤维和环氧树脂胶膜制成厚度为0.1mm的吸波电磁薄膜，其中铜纤维占吸波电磁薄膜体积的0.5％，铜纤维的长度为0.5mm；采用层铺法在吸波电磁薄膜的表面处施加厚度为0.1mm的半固化的聚酰胺胶膜；将10层4mm厚的闭孔的聚氨酯(PU)泡沫板和10层表面施加有胶膜的吸波电磁薄膜交替地铺设在一起，其中闭孔的泡沫板的孔径为30～50微米；在150℃下，采用热压罐成型将闭孔的PU泡沫板和吸波电磁薄膜热压成型，固化时间为2小时，制得吸波复合材料。

实施例3

采用喷涂法，由铜纤维和环氧树脂胶膜制成厚度为0.1mm的吸波电磁薄膜，其中铜纤维占吸波电磁薄膜体积的0.5％，铜纤维的长度为0.1mm；采用层铺法在吸波电磁薄膜的表面处施加厚度为0.1mm的半固化的环氧丙烷胶膜；将12层4mm厚的闭孔的聚氨酯(PU)泡沫板和12层表面施加有胶膜的吸波电磁薄膜交替地铺设在一起，其中闭孔的泡沫板的孔径为10～20微米；在130℃下，采用真空袋成型将闭孔的PU泡沫板和吸波电磁薄膜热压成型，固化时间为2小时，制得吸波复合材料。

实施例4

采用喷涂法，由铝纤维和环氧树脂胶膜制成厚度为0.1mm的吸波电磁薄膜，其中铝纤维占吸波电磁薄膜体积的2％，铝纤维的长度为2mm；采用层铺法在吸波电磁薄膜的表面处施加厚度为0.1mm的半固化的环氧丙烷胶膜；将1层闭孔的聚苯乙烯(PS)泡沫泡沫板和1层表面施加有胶膜的吸波电磁薄膜交替地铺设在一起，其中闭孔的泡沫板的孔径为20～30微米；在130℃下，采用真空袋成型将闭孔的PS泡沫板和吸波电磁薄膜热压成型，固化时间为2小时，制得吸波复合材料。

实施例5

采用喷涂法，由铝纤维和环氧树脂胶膜制成厚度为0.1mm的吸波电磁薄膜，其中铝纤维占吸波电磁薄膜体积的2％，铝纤维的长度为1mm；采用层铺法在吸波电磁薄膜的表面处施加厚度为0.1mm的半固化的聚酰胺胶膜；将15层4mm厚的闭孔的聚苯乙烯(PS)泡沫泡沫板和15层表面施加有胶膜的吸波电磁薄膜交替地铺设在一起，其中闭孔的泡沫板的孔径为40～50微米；在150℃下，采用真空袋成型将闭孔的PS泡沫板和吸波电磁薄膜热压成型，固化时间为2小时，制得吸波复合材料。

吸波性能的测试

将实施例1中所得的吸波复合材料切成尺寸为400mm×400mm的样品，将样品放在收发喇叭天线之间，采用弓形框法在吸波暗室里对样品的反射率进行测量，测量的波段为1～18GHz。

图3是根据本发明实施例1的吸波复合材料的反射率测量结果。如图3所示，本发明提供的吸波复合材料在3GHz到15GHz均有良好的吸波性能，由此可知，本发明提供的吸波复合材料除了具有良好的机械性能且可以适用于高温和湿热的环境中，还具有良好的宽频吸波性能。

本发明提供的吸波复合材料包括至少一层闭孔的泡沫板以及至少一层含有导电纤维的吸波电磁薄膜，泡沫板和吸波电磁薄膜交替地铺设在一起。本发明的吸波复合材料不仅具有良好的宽频吸波特性，同时可以适用于湿热、高温、以及具有一定承载要求的环境中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。