专利名称：：一种具有雷达波吸收功能的复合材料及制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有雷达波吸收功能的复合材料，尤其涉及一种以线性低密度聚乙烯/乙烯-辛烯共聚物为聚合物基体的具有雷达波吸收功能的复合材料及其制备方法，属于功能复合材料领域。
背景技术：
：雷达波吸收材料(RAMs)是一类在国防军工领域发挥重要作用的功能材料。在现代战争中，先敌发现，先敌攻击是克敌制胜的重要保障。飞机、导弹、坦克、舰艇等先进武器威力极其巨大，他们几乎可以影响着整个战争的进程。但随着以雷达为代表的各类侦察技术的迅速发展，这些重型武器的生存受到了严重威胁。雷达波吸收材料可以有效提高这些武器的反雷达侦察能力，从而提高整体作战能力。此外，雷达波吸收材料在民用领域中，如微波炉、电视、移动电话等方面亦有广泛的应用。因此雷达波吸收技术和雷达波吸收材料受到世界各国的高度重视。雷达波吸收材料是采用吸收剂通过电损耗、磁损耗等方式将入射波转换成热能而损耗掉。雷达波吸收材料可分为涂覆型吸收材料、结构型吸收材料等。以环氧为基体的涂覆型吸波材料及以聚对苯二甲酸乙二醇酯等为聚合物基体的结构型吸波材料已有文献报道。中国专利CN1791322A(申请号CN200510015496.0)公开了一种兼具电磁屏蔽及雷达波吸波功能的复合材料及制备方法，其中选用碳纳米管作为雷达波吸收剂，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、ABS、聚丙烯、聚碳酸酯、环氧树脂、聚酰亚胺、酚醛树脂、橡胶作为聚合物基体。中国专利CN1304497C(申请号CN200510011177.2)公开了一种含碳纳米管复合涂层型吸波材料及其制备方法，该吸波材料由基层部分和涂层部分组成。基层用碳纳米管为雷达波吸收剂，橡胶(三元乙丙橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶)、树脂(环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂)、塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺)中的至少一种作为聚合物基体。涂层部分由纳米氧化锌与清漆、聚氨酯、环氧树脂中的一种组成。该专利在说明书中使用聚乙烯作为聚合物基体。然而聚乙烯种类繁多，一般可分为以下几类低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。不同种类的聚乙烯因生产方法及工艺不同，性能和用途差别很大。本申请人发现，到目前为止，还未见采用线性低密度聚乙烯/乙烯_辛烯共聚物作为聚合物基体的雷达波吸收功能材料的报道。本发明基于现有技术的不足与缺陷，经过悉心研究，使用价格相对低廉易于实现产业化的雷达波吸收剂，并采用线性低密度聚乙烯/乙烯_辛烯共聚物作为聚合物基体有效地改善复合材料的热加工性能，提供一种新型雷达波吸收功能材料。
发明内容基于现有技术的不足与缺陷，本发明的目的是提供一种具有雷达波吸收功能的新型复合材料及其制备方法，是采用能有效改善复合材料的热加工性能的线性低密度聚乙烯3/乙烯_辛烯共聚物作为聚合物基体，并使用价格相对低廉易于实现产业化的雷达波吸收剂，制备出具有良好雷达波吸收功能和加工性能的复合材料。本发明提供了一种具有雷达波吸收功能的复合材料，包括聚合物基体、雷达波吸收剂和加工助剂，所述聚合物基体包括线性低密度聚乙烯和乙烯-辛烯共聚物。所述聚合物基体还可以包括高密度聚乙烯。线性低密度聚乙烯(LLDPE)是分子中含有短支链的聚乙烯，被认为是"第三代聚乙烯"的新品种，其结构特点使其具有优越的加工性能，如拉伸强度、耐环境应力开裂性、相对低的熔融温度，因此工艺上，热加工复合材料时相应地就可在较低的温度下进行，同时也便于控制工艺过程。乙烯-辛烯共聚物(P0E)是一种很好的热塑性弹性体，能进一步改善聚合物基复合材料的韧性及热加工性能。高密度聚乙烯(HDPE)也能适当改善加工性能及产品性能。所述聚合物基体为按以下重量配比的聚合物线性低密度聚乙烯60-90份、乙烯-辛烯共聚物10-20份和高密度聚乙烯0-20份。线性低密度聚乙烯(LLDPE)可以选用符合国家标准(GB/T15182-94)LLDPE-FB-18D022、LLDPE-FB-18D022-1优级品质量标准的商品。所述雷达波吸收剂选自纳米炭黑、微米碳纤维、羰基铁粉、铁氧体或掺锡氧化铟(IT0)中的至少一种。所述雷达波吸收剂选自1-20份的纳米炭黑、10-50份的微米碳纤维、300-600份的羰基铁粉、100-400份的铁氧体或5-20份的掺锡氧化铟(IT0)之中的至少一种，均为重量份。所述加工助剂为硬脂酸、铝钛偶联剂、氧化聚乙烯蜡和N，N'-亚乙基双硬脂酰胺(EBS)四种助剂相结合使用。所述加工助剂为按以下重量配比的四种助剂相结合硬脂酸0.4-1.5份、铝钛偶联剂0.9-3份、氧化聚乙烯蜡1-3份和N，N'-亚乙基双硬脂酰胺(EBS)2-10份。本发明还提供了一种制备该种具有雷达波吸收功能的复合材料的方法，是采用熔融混合再加工成所需规格的雷达吸波功能材料，具体步骤如下(1)将雷达波吸收剂和加工助剂加入到混合机中，分别低速、高速混合3-8分钟；(2)然后将聚合物基体加入到混合机中，分别低速、高速混合3-8分钟；(3)再将混合物放入密炼机中，在130-16(TC下混炼20-30分钟；(4)最后将混合物在160-19(TC及10-15Mpa压力下热压成型，得到复合材料。本发明的有益效果在于使用线性低密度聚乙烯和乙烯_辛烯共聚物(亦可加入高密度聚乙烯)作为新型聚合物基体，能有效地改善复合材料的热加工性能；并且使用价格相对低廉的雷达波吸收剂，易于实现产业化，从而制备出具有良好雷达波吸收功能和加工性能的复合材料。图1为实施例和比较例雷达波吸收性能曲线(横坐标频率，纵坐标反射损失)。具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行具体描述，本实施例仅用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容作出一些非本质性改性，均属本发明保护范围。实施例中涉及的份数均为重量份。表1列出了实施例中所用聚合物、雷达波吸收剂及加工助剂的牌号和生产商。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表1实施例1:将羰基铁粉400份，硬脂酸0.5份，铝钛偶联剂1.0份，氧化聚乙烯蜡1.2份，EBS5.0份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟，然后将线性低密度聚乙烯88份和乙烯-辛烯共聚物12份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟；再将混合物放入密炼机中，在14(TC下混炼30分钟；最后将混合物在18(TC及15Mpa压力下热压成型，得到厚度为4.0mm的复合材料。使用8757E型标量网络分析仪，用弓形法在2-18GHz雷达频率范围内对该复合材料进行吸波性能测试，其反射损失与频率之间的关系曲线见附图1中的Sl，在频率为3.5-5.5GHz范围内反射损失低于-lOdb(90%的入射雷达波被吸收)，并在4.4GHz时达到峰值损失-15.75db(97%的入射雷达波被吸收)，反射损失低于-lOdB的频宽达到2.0GHz。实施例2:将羰基铁粉400份，掺锡氧化铟15份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟；接着将硬脂酸0.5份，铝钛偶联剂1.0份，氧化聚乙烯蜡1.2份，EBS5.0份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟；然后将线性低密度聚乙烯88份和乙烯_辛烯共聚物12份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟；再将混合物放入密炼机中，在14(TC下混炼30分钟；最后将混合物在18(TC及15Mpa压力下热压成型，得到厚度为4.0mm的复合材料。使用8757E型标量网络分析仪，用弓形法在2-18GHz雷达频率范围内对该复合材料进行吸波性能测试，其反射损失与频率之间的关系曲线见附图1中的S2，在频率为3.5-5.lGHz范围内反射损失低于-10db(90X的入射雷达波被吸收)，并在4.2GHz时达到峰值损失-17.05db(98X的入射雷达波被吸收)，反射损失低于-lOdB的频宽达到1.6GHz。实施例3:将纳米炭黑5份，硬脂酸0.4份，铝钛偶联剂0.9份，氧化聚乙烯蜡1.0份，EBS4.0份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟，然后将线性低密度聚乙烯75份，乙烯-辛烯共聚物12份和高密度聚乙烯13份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟；再将混合物放入密炼机中，在14(TC下混炼20分钟；最后将混合物在18(TC及15Mpa压力下热压成型，得到厚度为4.Omm的复合材料。使用8757E型标量网络分析仪，用弓形法在2-18GHz雷达频率范围内对该复合材料进行吸波性能测试，其反射损失与频率之间的关系曲线见附图1中的S3，在频率为8.5-14.5GHz范围内反射损失低于-10db(90X的入射雷达波被吸收)，并在10.6GHz时达到峰值损失-19.53db(98.9%的入射雷达波被吸收)，反射损失低于-lOdB的频宽达到6.OGHz。实施例4:将微米碳纤维30份，硬脂酸0.4份，铝钛偶联剂0.9份，氧化聚乙烯蜡1.0份，EBS4.0份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟，然后将线性低密度聚乙烯88份和乙烯-辛烯共聚物12份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟；再将混合物放入密炼机中，在14(TC下混炼20分钟；最后将混合物在18(TC及15Mpa压力下热压成型，得到厚度为4.Omm的复合材料。使用8757E型标量网络分析仪，用弓形法在2-18GHz雷达频率范围内对该复合材料进行吸波性能测试，其反射损失与频率之间的关系曲线见附图1中的S4，在4.3-5.5GHz及15.3-17.7GHz两个频率范围内反射损失均低于-lOdb(90%的入射雷达波被吸收)，并在16.4GHz时达到峰值损失-17.37db(98.2%的入射雷达波被吸收)，反射损失低于-lOdB的频宽总计达到3.6GHz。比较例1:将外径为10-20nm长度为5_15um的多壁碳纳米管15份，硬脂酸0.4份，铝钛偶联剂0.9份，氧化聚乙烯蜡1.0份，EBS4.0份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟，然后将聚丙烯100份加入到混合机中，分别低速、高速混合5分钟；再将混合物放入密炼机中，在20(TC下混炼30分钟；最后将混合物在22(TC及15Mpa下热压成型，得到厚度为4.Omm的片材。使用8757E型标量网络分析仪，用弓形法在2-18GHz雷达频率范围内对该复合材料进行吸波性能测试，其反射损失与频率之间的关系曲线见附图1中的S5，在频率为4.5-5.7GHz范围内反射损失低于-10db(90%的入射雷达波被吸收)，并在5.2GHz时达到峰值损失-13.11db(95.1X的入射雷达波被吸收)，反射损失低于-10dB的频宽只有1.2GHz。权利要求一种具有雷达波吸收功能的复合材料，包含聚合物基体、雷达波吸收剂和加工助剂，其特征在于所述聚合物基体为线性低密度聚乙烯和乙烯-辛烯共聚物的混合物。2.根据权利要求1所述的具有雷达波吸收功能的复合材料，其特征在于所述聚合物基体还包括高密度聚乙烯。3.根据权利要求2所述的具有雷达波吸收功能的复合材料，其特征在于所述聚合物基体为按以下重量配比的聚合物线性低密度聚乙烯60-90份、乙烯-辛烯共聚物10-20份和高密度聚乙烯0-20份。4.根据权利要求1所述的具有雷达波吸收功能的复合材料，其特征在于所述雷达波吸收剂选自纳米炭黑、微米碳纤维、羰基铁粉、铁氧体或掺锡氧化铟之中的至少一种。5.根据权利要求4所述的具有雷达波吸收功能的复合材料，其特征在于所述雷达波吸收剂选自1-20份的纳米炭黑、10-50份的微米碳纤维、300-600份的羰基铁粉、100-400份的铁氧体或5-20份的掺锡氧化铟之中的至少一种，均为重量份。6.根据权利要求1所述的具有雷达波吸收功能的复合材料，其特征在于所述加工助剂为硬脂酸、铝钛偶联剂、氧化聚乙烯蜡和N，N'-亚乙基双硬脂酰胺四种助剂相结合。7.根据权利要求6所述的具有雷达波吸收功能的复合材料，其特征在于所述加工助剂为按以下重量配比的四种助剂相结合硬脂酸0.4-1.5份、铝钛偶联剂0.9-3份、氧化聚乙烯蜡1-3份和N，N'_亚乙基双硬脂酰胺2-10份。8.制备权利要求l-7所述的具有雷达波吸收功能的复合材料的方法，其特征在于采用熔融混合再加工制备成所需规格和形状的雷达吸波功能材料，其具体步骤如下(1)将雷达波吸收剂和加工助剂加入到混合机中，分别低速、高速混合3-8分钟；(2)然后将聚合物基体加入到混合机中，分别低速、高速混合3-8分钟；(3)再将混合物放入密炼机中，在130-16(TC下混炼20-30分钟；(4)最后将混合物在160-19(TC及10-15Mpa压力下热压成型，得到复合材料。全文摘要本发明涉及一种具有雷达波吸收功能的复合材料及其制备方法，属于功能复合材料领域。使用线性低密度聚乙烯和乙烯-辛烯共聚物的混合物为聚合物基体，在基体中亦可加入高密度聚乙烯；所用的雷达波吸收剂选自纳米炭黑、微米碳纤维、羰基铁粉、铁氧体或掺锡氧化铟(ITO)中的至少一种；采用硬脂酸、铝钛偶联剂、氧化聚乙烯蜡和N，N′-亚乙基双硬脂酰胺(EBS)四种加工助剂通过熔融共混再加工制备成具有雷达波吸收功能的复合材料。本发明使用的新型聚合物基体能有效地改善复合材料的热加工性能，并且使用价格相对低廉的雷达波吸收剂，易于实现产业化。文档编号C08L23/06GK101735501SQ20081018098公开日2010年6月16日申请日期2008年11月20日优先权日2008年11月20日发明者凌钦才,叶泉友,孙建中,毛丽群,王依建申请人:宁波山泉建材有限公司