本发明涉及吸波材料，特别是吸波材料及其制备方法。
背景技术：
环氧树脂对各种纤维具有优异的浸润性和粘结性，其固化物具有较好的力学性能、耐酸性、耐碱性和耐多种化学药品性能，故已成为吸波材料热固性树脂基体中最重要的基体材料。但环氧树脂仍有其不足之处，如固化后内应力大、质脆、耐疲劳性、耐热性、耐冲击性、耐开裂性和耐湿热性较差等，这些在很大程度上限制了其在吸波材料技术领域的应用。
近年来，吸波材料的高性能化要求环氧树脂材料具有更好的性能，如韧性，内应力低，耐热性、耐水性、耐化学药品性优良等。因此，为了改进上述性能，有必要对环氧树脂进行改性。
现有技术采用橡胶例如聚硫橡胶、端羟基丁酯橡胶等对环氧树脂改性，但这种方法会使得树脂的机械性能和高温性能损失很大；采用有机硅树脂改性虽然既能提高介电性能，又能提高韧性和耐高温性，降低内应力，但是有机硅树脂与环氧树脂相容性差；采用在环氧树脂中加入刚性粒子的方法技能降低材料成本，控制材料的热膨胀与收缩，又能提高材料的拉伸弹性模量，但是会使环氧树脂复合体系内应力增大。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种吸波材料及其制备方法，以解决现有技术中的技术问题。
根据本发明的第一方面，提供一种吸波材料，包括由树脂材料组成的基材、固化剂、促进剂和吸波剂，所述基材包括气泡，所述气泡由塑料微球发泡形成，所述固化剂、促进剂和吸波剂分散在所述基材中。
优选地，所述吸波材料由混合物加热形成，所述混合物包括环氧树脂、塑料微球、固化剂、促进剂和吸波剂，所述固化剂和促进剂用于加快固化速度，其中，按质量份，所述环氧树脂为90-110份、所述固化剂为4-10份、所述促进剂为0.5-1.5份、所述塑料微球为10-30份、所述吸波剂为50-150份。
优选地，所述环氧树脂由双酚a型环氧树脂和/或酚醛环氧树脂构成。
优选地，所述固化剂为双氰胺固化剂。
优选地，所述促进剂为芳香族脲。
优选地，所述吸波剂由碳黑和/或金属粉末构成。
优选地，所述塑料微球的直径为10-45μm。
根据本发明的第二方面，提供一种吸波材料的制备方法，包括如下步骤：
将环氧树脂、塑料微球、固化剂、促进剂和吸波剂混匀，按质量份数分别为环氧树脂90-110份、固化剂4-10份、促进剂0.5-1.5份、塑料微球10-30份、吸波剂50-150份形成混合物；
将混合物加热预反应并填入模具中以形成基材；
将基材经过固化以产生气泡；并
冷却至室温。
优选地，所述环氧树脂、塑料微球、固化剂、促进剂和吸波剂在40-60℃下搅拌均匀形成所述混合物。
优选地，所述混合物在50-80℃下预反应。
本发明提供的吸波材料采用环氧树脂作为基体材料改善环氧树脂吸波材料的耐热性。其中，环氧树脂对各种纤维具有优异的浸润性和粘结性，其固化物具有较好的力学性能、耐酸性、耐碱性和耐多种化学药品性能，满足与蒙皮粘接共固化时耐热要求。
具体实施方式
以下结合几个优选实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明提供的吸波材料，包括由环氧树脂材料的基材、固化剂、促进剂和吸波剂，其中，所述基材包括气泡，所述固化剂、促进剂和吸波剂均分散在所述基材中。其中，吸波材料的密度可以通过气泡的空隙率来调节，以及吸波材料的吸波频率可以通过气泡的空隙率和吸波剂的含量至少之一来调节。气泡由塑料微球加热膨胀形成。
上述环氧树脂可以由双酚a型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或多种构成。吸波剂可以由碳黑、金属粉末比如铁粉中的一种或多种构成。双酚a型环氧树脂又称二酚基丙烷环氧树脂，是由双酚a、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物。双酚a型环氧树脂是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物。
固化剂用于增进或控制固化反应，可以为潜伏性固化剂，比如双氰胺固化剂。潜伏性固化剂加入到环氧树脂中与其组成的单组分体系在室温下具有一定的贮存稳定性，而在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应。
促进剂可以是芳香族脲，比如omicureu-52，可用于环氧树脂双氰胺固化时的潜伏性促进剂。在环氧树脂/双氰胺配方中添加omicureu-52在单组分储存性能稳定下，可缩短固化时间和/或温度。与cvc的其它类型脲相比，亚甲基双(苯基二甲脲)在环氧树脂/双氰胺配方对促进性、长期储存稳定性及固化物性能保持等得到最佳平衡。omicureu-52的固化条件可达到100℃/60min或在超过150℃的固化温度下低于5min固化，室温储存期(黏度翻倍)可超过6个月。
塑料微球是一种微小的球状塑料颗粒，由一种聚合物壳体和它包裹着的气体组成。加热时，气体的内压增大，热塑性壳体变软，使微球的体积增大，气体仍在球内，可以用于发泡形成泡沫。本发明中所述的塑料微球直径优选为10-45μm。
其中，上述吸波材料由混合物加热形成，所述混合物包括环氧树脂、塑料微球、固化剂、促进剂和吸波剂，其中，按质量份，所述环氧树脂 90-110份；塑料微球10-30份，固化剂4-10份；促进剂0.5-1.5份；吸波剂50-150份。
本发明提供的吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
将环氧树脂、塑料微球、固化剂、促进剂、吸波剂混匀，形成混合物；
将混合物加热预反应并填入模具中以形成基材；
将基材经过固化以产生气泡，并冷却至室温。
优选地，所述混合物在预定的加热温度以内预反应。
优选地，所述预定的加热温度使得所述混合物为熔融共混状态。其中，预反应的步骤在50-70℃下进行，并且预反应时间为20-40min。优选地，固化的步骤100-120℃温度下进行，并且固化时间为100-140min。且在固化过程中，由于塑料微球外壳软化，内部液体气化膨胀，获得环氧树脂吸波材料。
本发明采用环氧树脂作为环氧树脂吸波材料的基体材料改善环氧树脂吸波材料的耐热性。其中，环氧树脂对各种纤维具有优异的浸润性和粘结性，其固化物具有较好的力学性能、耐酸性、耐碱性和耐多种化学药品性能，满足与蒙皮粘接共固化时耐热要求。
实施例一：
取双酚a型环氧树脂npel-12860g、酚醛环氧树脂nppn-638s40g、双氰胺固化剂omicuredda56g、促进剂芳香簇脲omicureu-52、塑料微球expancel051du4010g、吸波剂碳黑vulcanxc7250g，在50℃下搅拌均匀，制成树脂混合物；
将树脂混合物在70℃下预反应30min，获得反应物；
将反应物浇铸到特定的模具中，在120℃温度下固化120min，同时塑料微球外壳软化，内部液体气化膨胀，从而起到类似发泡的效果，制成吸波环氧树脂吸波材料。
其中，本实施例制备好的吸波材料的密度为324kg/m3，热变形温度为150-170℃，本实施例制备的吸波泡沫村料在2-18ghz的频率范围内具有良好的吸波性能，反射率r≤-10db的频宽为9ghz；其在9-13ghz 频率范围内反射率r≤-13db，在14-17ghz频率范围内反射率r≤-17db，最大反射率出现在15ghz处，r为-29db。
实施例二：
将双酚a型环氧树脂npel-12860g、酚醛环氧树脂nppn-638s40g、双氰胺固化剂omicuredda56g、促进剂芳香簇脲omicureu-52、塑料微球expancel051du4015g、吸波剂石墨烯100g，在50℃下搅拌均匀，制成树脂混合物；
将树脂混合物在70℃下预反应30min获得反应物；
将反应物浇铸到特定的模具中，在120℃温度下环氧树脂固化120min，同时塑料微球外壳软化，内部液体气化膨胀，从而起到类似发泡的效果，制成吸波环氧树脂吸波材料。
其中，本实施例制备好的吸波材料的密度为376kg/m3，热变形温度为150-170℃，本实施例制备的吸波泡沫村料在2-18ghz的频率范围内具有良好的吸波性能，反射率r≤-10db的频宽为10ghz；其在8-13ghz频率范围内反射率r≤-15db，在14-17ghz频率范围内反射率r≤-20db，最大反射率出现在16ghz处，r为-33db。
实施例三：
将双酚a型环氧树脂npel-12860g、酚醛环氧树脂nppn-638s40g、双氰胺固化剂omicuredda56g、促进剂芳香簇脲omicureu-52、塑料微球expancel051du4015g、吸波剂碳黑vulcanxc7250g加入到烧杯中，在50℃下搅拌均匀，制成树脂混合物；
将树脂混合物在70℃下预反应30min获得反应物；
将混合物浇铸到特定的模具中，在120℃温度下环氧树脂固化120min，同时塑料微球外壳软化，内部液体气化膨胀，从而起到类似发泡的效果，制成吸波环氧树脂吸波材料。
其中，本实施例制备好的吸波材料的密度为243kg/m3，热变形温度为150-170℃，本实施例制备的吸波泡沫村料在2-18ghz的频率范围内具有良好的吸波性能，反射率r≤-10db的频宽为6ghz；其在8-12ghz 频率范围内反射率r≤-12db，在13-15ghz频率范围内反射率r≤-14db，最大反射率出现在14ghz处，r为-20db。
本发明提供的吸波材料，利用环氧树脂的塑料微球的热固性、固化剂和促进剂对环氧树脂的固化反应的增进、以及塑料微球的发泡性获得吸波材料。且本发明提供的吸波材料具有更好的吸波性能及耐热性能。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。