专利名称：一种可披挂式吸波复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及吸波复合材料的制备方法。
背景技术：
现代战争中，雷达吸波材料的技术发展是提高隐身技术的关键技术之一。吸波材料的功能原理是将入射的电磁波的能量转化成热能损耗掉，从而避免电磁波的反射。若要实现这种对电磁波的高效率吸收必须满足两个条件首先电磁波能够进入到吸波材料内部而不会在入射表面发生强烈的反射；其次进入到材料内部的电磁波被高效率地转化成热能。常见的吸波隐身材料为将吸波体分散在树脂中，涂刷在飞行器表面，实现电磁波的吸收。与涂刷式吸波隐身材料相比，吸波织物具有使用方便，可重复性使用且性能优异等特点。现有的吸波织物有两种一是用具有吸波功能的纤维加工成纺织品，如金属纤维、碳纤维以及镀金属纤维等。该方法制造的材料具有较好的吸波性能，但是制备工艺复杂，成本较高。二是在织物上施加具有吸波性能的功能材料。即用具有吸波功能的电磁粉末填充织物的空隙，形成具有一定承载能力的吸波织物。但是，目前的研究中，由于所使用的填充物均为粉末状原料，该粉末填充于织物的空隙中，而粉末之间被纺织织物所隔离，构不成连续的电磁粉末通道，难以获得良好的吸波性能。
发明内容
本发明是要解决现有的以吸波纤维制备的吸波织物制备工艺复杂和成本较高、用电磁粉末填充织物空隙的吸波织物吸波性能差的技术问题，而提供一种可披挂式吸波复合材料的制备方法。本发明的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法按以下步骤进行一、将吸波体和液态的有机聚合物混合均勻，然后加入有机聚合物的固化剂，再混合均勻，得到具有流动性的浆料；步骤一中的吸波体为中空碳纤维与铁氧体的混合物，或者是中空碳纤维与金属磁性粉末的混合物，或者是中空碳纤维与碳基粉末的混合物；二、将纺织品经表面改性后浸入步骤一制备的浆料中浸渍0. 5h 证，得到挂浆纺织品；其中纺织品具有10 μ m Imm的孔；三、将步骤三得到的挂浆纺织品表面的经刮胶、滚压或挤压操作后，烘干，得到可披挂式吸波复合材料。本发明先将纺织品的表面改性主要通过碱类(NaOH等)浸泡，去除表面的油污，粗化纺织品的表面，保证纺织品与吸波剂的良好结合。然后用表面改性剂(硬脂酸、钛酸丁酯和SpanSO等)等进一步浸泡纺织品，改变纺织品表面的极性，与吸波基体高分子材料实现良好的结合，从而实现吸波体的有效分散。利用液态的有机聚合物基体和吸波粉体，先进行混合，然后加入基体材料的固化剂混合成浆料，再将做为承载物的纺织品放入浆料中浸渍，最后经刮胶、滚压或挤压，一方面将浆料挤入纤维束内部，另一面将多余的浆料去除，然后经烘干使基体材料与其固化剂发生反应，将吸波粉体与纺织品复合在一起，得到可披挂式吸波复合材料；通过本发明的方法，液态的有机聚合物固化后，为具有弹性及良好柔韧性的物质，而且吸波粉体可以均勻的在中空碳纤维的孔径内和纺织品表面的褶皱处分布。这种分布方式可以使复合磁性粉末在与织物复合中，仍保持连续的通道，实现优良的吸波性能。本发明的可披挂式吸波复合材料性能如下a、吸波体在透波基体中均勻分散；b、所制备的复合材料组织结构均勻；C、吸波复合材料的最低反射率(dB)在-10 -80dB，小于-IOdB的吸收频宽在1-10GH。同时本发明的制备工艺简单。本发明制备的可披挂式吸波复合材料可按飞行器的外形进行裁剪，缝制，可作为飞行器的隐身衣重复使用。用于军用飞行器、舰船、导弹等军事领域。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法按以下步骤进行一、将吸波体和液态的有机聚合物混合均勻，然后加入有机聚合物的固化剂，再混合均勻，得到具有流动性的浆料；步骤一中的吸波体为中空碳纤维与铁氧体的混合物，或者是中空碳纤维与金属磁性粉末的混合物，或者是中空碳纤维与碳基粉末的混合物；二、将纺织品经表面改性后浸入步骤一制备的浆料中浸渍0. 5h 证，得到挂浆纺织品；其中纺织品具有10 μ m Imm的孔；三、将步骤三得到的挂浆纺织品表面的经刮胶、滚压或挤压操作后，烘干，得到可披挂式吸波复合材料。本实施方式中步骤一的液态的有机聚合物，加入固化剂固化后，在室温下具有柔韧性和弹性。本实施方式的方法，吸波粉体可以均勻的在中空碳纤维的孔径内和纺织品表面的褶皱处分布。这种分布方式可以使复合磁性粉末在与织物复合中，仍保持连续的通道， 实现优良的吸波性能。本发明的可披挂式吸波复合材料性能如下a、吸波体在透波基体中均勻分散；b、所制备的复合材料组织结构均勻；C、吸波复合材料的最低反射率(dB) 在-10 -80dB，小于-IOdB的吸收频宽在1-10GH。同时本实施方式的制备工艺简单。
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的有机聚合物为液态橡胶、液态硅胶或液态聚氨酯。其它与具体实施方式
一相同。本实施方式中液态橡胶、液态硅胶或液态聚氨酯为具有流动性的液态物质，均为市售产品。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中的中空碳纤维与铁氧体的混合物中中空碳纤维与铁氧体的质量比为1 1 10。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中的中空碳纤维与金属磁性粉末的混合物中中空碳纤维与金属磁性粉末的质量比为1 1 10。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中的；步骤一中中空碳纤维与碳基粉末的混合物中中空碳纤维与碳基粉末的质量比为1 1 10。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是步骤二中的纺织品为亚麻布、棉布或化学纤维布等。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是步骤二中的纺织品表面改性方法为先将纺织品浸泡在碱溶液0. 5h 10h，然后再浸泡在表面改性剂溶液中浸泡0. 5h 10h，完成纺织品的表面改性。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
七不同的是步骤二中的纺织品表面改性方法中的碱是指氢氧化钠、氢氧化钾或氨水等。其它与具体实施方式
七之一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
八不同的是步骤二中的纺织品表面改性方法中的表面改性剂是指硬脂酸、钛酸丁酯或SpanSO等。其它与具体实施方式
八之一相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一至九之一不同的是步骤一中吸波体与具有弹性的有机聚合物的质量比为0.5 20 100。其它与具体实施方式
一至九之一相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
一至十之一不同的是步骤一中所述的中空碳纤维是按专利号ZL201010152182.6所述方法制备的，具体制备方法按以下步骤进行一、将碳源材料放入石墨坩埚中，并将石墨坩埚置于气氛烧结炉中，然后将气氛烧结炉抽真空，使炉内压强达到0. 1 IPa ；二、向气氛烧结炉内充入高纯氮气或氩气，使气氛烧结炉内气体压强达到0. 2MPa 2. 5MPa ；三、以5°C /min 30°C /min的速度使气氛烧结炉内的温度升至900°C 1500°C后保温Ih 4h，然后随炉冷却到室温，即得中空碳纤维； 其中步骤一中所述的碳源为尿素或者为聚乙烯醇和尿素的混合物，其中聚乙烯醇尿素的质量比为1 50 100;步骤二中高纯氮气的纯度为> 99. 999% (质量)；氩气的纯度为 ^ 99. 999% (质量)。其它与具体实施方式
一相同。本实施方式中制备的中空碳纤维为管径为0.2μπι Ιμπι，长度达到厘米级的中
空碳纤维。本发明用以下试验验证本发明的有益效果试验一本试验的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法按以下步骤进行一、称取5g中空碳纤维和5g粒径为IOnm 10 μ m的Fii3O4粉末、IOOg模具硅胶和 3g硅胶固化剂，先将中空碳纤维和!^e3O4粉混合后，放入到超声分散器中超声分散lOmin，然后再将混合后的粉末加入到氯丁橡胶中，再超声分散lOmin，最后加入固化剂，再混合均勻， 得到具有流动性的浆料；二、将亚麻布浸泡在质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中浸泡5小时，然后再浸泡在质量浓度为10%的钛酸丁酯溶液中浸泡5小时，在温度为100°C的条件下烘干后，再浸入步骤一制备的浆料中浸渍池，得到挂浆纺织品；其中亚麻布具有孔径为0. 5mm的孔；三、将步骤三得到的挂浆纺织品表面的经刮胶后，放在温度为100°C的烘箱中烘干 50min，得到可披挂式吸波复合材料。本试验一中步骤一中所述的中空碳纤维是按专利号ZL201010152182. 6所述方法制备的，具体制备方法按以下步骤进行一、将碳源材料放入石墨坩埚中，并将石墨坩埚置于气氛烧结炉中，然后将气氛烧结炉抽真空，使炉内压强达到0. IPa;二、向气氛烧结炉内充入高纯氮气，使气氛烧结炉内气体压强达到0. 2MPa ；三、以5°C /min的速度使气氛烧结炉内的温度升至1200°C后保温池，然后随炉冷却到室温，即得中空碳纤维；其中步骤一中所述的碳源为聚乙烯醇和尿素的混合物，其中聚乙烯醇尿素的质量比为1 80 ；步骤二中高纯氮气的纯度为> 99. 999% (质量)。将本试验一制备的可披挂式吸波复合材料剪出三块样品，记为1#、2#和3#，进行性能测试，具体值如表1:表1试验一制备的可披挂式吸波复合材料进行性能
权利要求
1.一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于可披挂式吸波复合材料的制备方法按以下步骤进行一、将吸波体和液态的有机聚合物混合均勻，然后加入有机聚合物的固化剂，再混合均勻，得到具有流动性的浆料；步骤一中的吸波体为中空碳纤维与铁氧体的混合物，或者是中空碳纤维与金属磁性粉末的混合物，或者是中空碳纤维与碳基粉末的混合物；二、将纺织品经表面改性后浸入步骤一制备的浆料中浸渍0.5h 10h，得到挂浆纺织品；其中纺织品具有10 μ m Imm的孔；三、将步骤三得到的挂浆纺织品表面的经刮胶、滚压或挤压操作后，烘干，得到可披挂式吸波复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中的液态的有机聚合物为液态橡胶、液态硅胶或液态聚氨酯。
3.根据权利要求1或2所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中的中空碳纤维与铁氧体的混合物中中空碳纤维与铁氧体的质量比为1 1 10。
4.根据权利要求1或2所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中的中空碳纤维与金属磁性粉末的混合物中中空碳纤维与金属磁性粉末的质量比为 1 1 10。
5.根据权利要求1或2所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中中空碳纤维与碳基粉末的混合物中中空碳纤维与碳基粉末的质量比为1 1 10。
6.根据权利要求1或2所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中的纺织品为亚麻布、棉布或化学纤维布。
7.根据权利要求1或2所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中的纺织品表面改性方法为先将纺织品浸泡在碱溶液中0. 5h 10h，然后再浸泡在表面改性剂溶液中浸泡0. 5h 10h，完成纺织品的表面改性。
8.根据权利要求7所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中的纺织品表面改性方法的碱是指氢氧化钠、氢氧化钾或氨水等。
9.根据权利要求7所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中的纺织品表面改性方法的表面改性剂是指硬脂酸、钛酸丁酯或SpanSO等。
10.根据权利要求1或2所述的一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中吸波体与具有弹性的有机聚合物的质量比为0.5 20 100。
全文摘要
一种可披挂式吸波复合材料的制备方法，本发明涉及吸波复合材料的制备方法。本发明是要解决现有的以吸波纤维制备的吸波织物制备工艺复杂和成本较高、用电磁粉末填充织物空隙的吸波织物吸波性能差的技术问题。方法将吸波体与液态的有机聚合物混合得到浆料，将经表面改性后纺织品浸入到浆料涂挂浆料，然后经刮胶、滚压或挤压操作后，固化、烘干，得到可披挂式吸波复合材料。本发明的可披挂式吸波复合材料最低反射率在-10～-80dB，小于-10dB的吸收频宽在1～10GH，而且制备工艺简单。该材料可用于军用飞行器、舰船、导弹等隐身军事领域。
文档编号D06M101/06GK102493204SQ20111040250
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者李影, 温广武, 费连东, 黄小萧 申请人:哈尔滨工业大学, 萝北云山碳业有限公司