一种单层弹性体电磁波吸收材料的制作方法

本发明涉及一种弹性体电磁波吸收材料，尤其涉及单相及两相基体的单层电磁波吸收材料。

背景技术：

对于单层吸波材料而言，与多层材料相比，单层吸波材料具有可一次成型，施工方便、制作简单、质量轻、厚度薄等优点。现在单层电磁波吸收材料相对于多层吸波材料主要面临三方面的问题，一是电磁波进入材料内部的过程中从表面被反射出去，波频与阻抗不匹配，二是在吸波相中没有合适的与入射频相对应的吸波剂，电磁损耗效率低，三是目前单层吸波材料普遍使用结晶度高的热塑性树脂，成型后质地坚硬影响施工。所以将单层吸波材料设计成像多层吸波材料那样吸波相与透波相共存，提高波阻抗匹配与提高电磁损耗效率改善材料性质是现在研究的重点和难点。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于研究一种吸波相与透波相共存的单层弹性体吸波材料，通过高弹性聚合物与热塑性树脂共混作为基体，提高了波阻抗匹配改善了材料的力学性能，选择合适的吸波剂，提高了材料的电磁损耗效率。

本发明所述的单层弹性体电磁波吸收材料是通过吸波剂与基体熔融共混的方式制备的，基体由单相或两相及两相以上不相容的聚合物组成，吸收剂主要是适高频的能够在基体中相聚集的成分组成。

本发明所述的单层弹性体电磁波吸收材料由以下重量配比制成：30-50份的基体，60-180份的吸波剂；所述的基体由30-50份的三元乙丙橡胶(epdm)，0-20份的等规聚丙烯(ipp)、0-20份的高密度聚乙烯(hdpe)组成；所述的吸波剂由60份-180份的六角晶系铁氧体、0-5份的导电炭黑、0-20份的多晶铁纤维组成。

所述的等规聚丙烯、高密度聚乙烯、炭黑、多晶铁纤维的份数可以为0。

进一步，所述的单层弹性体电磁波吸收材料优选为由以下重量配比制成：30份三元乙丙橡胶(epdm)、20份高密度聚乙烯(hdpe)、60份六角晶系铁氧体、5份导电炭黑。

本发明所述单层弹性体电磁波吸收材料具体工艺为：混炼、模压成型操作过程如下：

首先使用双辊开炼机升温至150℃-160℃，加入基体混炼5min得到混合物，待混合物均匀铺开在双辊表面后，将吸波剂逐渐加入双辊开炼机中，开炼5min-8min后取出，放入模具中，在平板硫化仪下模压成型，在10mpa、150℃-160℃的模压温度下模塑5min-6min，结束后放入冷水中骤冷后，得到单层弹性体电磁波吸收材料。

所述的聚合物基体与电磁波吸收剂的用量优选应使高分子复合材料的体积电阻率为10⁰-10⁸ω·cm。

本发明主要是以三元乙丙橡胶为基体，同时考虑橡胶单相基体、以及与不同热塑性树脂形成复配相的吸波性能，在不同的厚度下所测量的反射率与频率间的关系，以此来确定吸波材料的吸波性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过在单层吸波材料中同时引入橡胶和弹性体作为材料的吸波相和透波相的应用，选用合适的吸波剂提高了单层材料的电磁转化效率，橡胶基弹性体赋予材料较好的弹性和柔韧性，提高了材料应用范围。

本发明所述的电磁波吸收材料具有较好的吸波性能，在防电磁污染以及现代军事中电子对击等方面具有重要的用途。

附图说明

附图1epdm单相吸波材料不同厚度下的吸波性能。

附图2epdm与hdpe两相吸波材料不同厚度下的吸波性能。

附图3epdm与ipp两相吸波材料不同厚度下的吸波性能。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

本实施例采用的材料，聚合物选取三元乙丙橡胶(epdm)作为基体，电磁波吸波剂选用六角晶系铁氧体。

首先使用双辊开炼机升温至150℃，先加入50g的epdm混炼5min，待epdm均匀铺开在双辊表面后，称取180g的六角晶系铁氧体，分量逐渐加入，开炼5min后取出，放入100*100*2mm³的模具中，两面用特氟龙高温布隔绝，在10mpa、150℃的模压温度下模塑5min，结束后放入冷水中骤冷，后得到2mm的吸波片材。

实施例2

本实施例采用的材料，聚合物选取三元乙丙橡胶(epdm)和高密度聚乙烯(hdpe)作为基体，电磁波吸收剂选用与三元乙丙橡胶相容性好的六角晶系铁氧体和与高密度聚乙烯相容性好的导电碳黑。

首先使用双辊开炼机升温至150℃，先加入30g的三元乙丙橡胶(epdm)，铺展开后加入60g的六角晶系铁氧体，开炼5min后，再加入20g的高密度聚乙烯(hdpe)和5g的导电碳黑共混10min后取出，放入100*100*2mm³的模具中，两面用特氟龙高温布隔绝，在10mpa、150℃的模压温度下模塑5min，结束后放入冷水中骤冷，后得到2mm的吸波片材。

实施例3

本实施例采用的材料，聚合物选取三元乙丙橡胶(epdm)和等规聚丙烯(ipp)作为基体,，电磁波吸收剂选用与三元乙丙橡胶相容性好的六角晶系铁氧体和双复介质吸收剂多晶铁纤维。

首先使用双辊开炼机升温至160℃，先加入30g的三元乙丙橡胶(epdm)，铺展开后加入60g的铁氧体，开炼5min后，再加入20g的等规聚丙烯(ipp)和20g的多晶铁纤维共混10min后取出，放入100*100*2mm³的模具中，两面用特氟龙高温布隔绝，在10mpa、160℃的模压温度下模塑5min，结束后放入冷水中骤冷，后得到2mm的吸波片材。

对比实施例1

本实施例采用的材料，聚合物选取三元乙丙橡胶(epdm)作为基体，电磁波吸波剂选用六角晶系铁氧体。

首先使用双辊开炼机升温至150℃，先加入50g的epdm混炼5min，待epdm均匀铺开在双辊表面后，称取180g的六角晶系铁氧体，分量逐渐加入，开炼5min后取出，放入不同厚度的模具中，两面用特氟龙高温布隔绝，在10mpa、150℃的模压温度下模塑5min，结束后放入冷水中骤冷后，分别得到1mm、3mm、4mm、5mm的吸波片材。

对比实施例2

本实施例采用的材料，聚合物选取三元乙丙橡胶(epdm)和高密度聚乙烯(hdpe)作为基体,，电磁波吸收剂选用与三元乙丙橡胶相容性好的六角晶系铁氧体和与高密度聚乙烯相容性好的导电碳黑。

首先使用双辊开炼机升温至150℃，先加入30g的三元乙丙橡胶(epdm)，铺展开后加入60g的铁氧体，开炼5min后，再加入20g的高密度聚乙烯(hdpe)和5g的导电碳黑共混10min后取出，放入不同厚度的模具中，两面用特氟龙高温布隔绝，在10mpa、150℃的模压温度下模塑5min，结束后放入冷水中骤冷，后得到1mm、3mm、4mm的吸波片材。

对比实施例3

本实施例采用的材料，聚合物选取三元乙丙橡胶(epdm)和等规聚丙烯(ipp)作为基体,，电磁波吸收剂选用与三元乙丙橡胶相容性好的六角晶系铁氧体和双复介质吸收剂多晶铁纤维。

首先使用双辊开炼机升温至160℃，先加入30g的三元乙丙橡胶(epdm)，铺展开后加入60g的铁氧体，开炼5min后，再加入20g的等规聚丙烯(ipp)和20g的多晶铁纤维共混10min后取出，放入不同厚度的模具中，两面用特氟龙高温布隔绝，在10mpa、160℃的模压温度下模塑5min，结束后放入冷水中骤冷，后得到1mm、3mm、4mm的吸波片材。

实施例1～3分别验证单层吸波片材在单相及两相的情况下，选用不同的吸波剂的吸波性能的影响，实施例2通过附图证明最大反射率可以达到-38db左右，有效吸收波段为x波段(8-12ghz)，说明三元乙丙橡胶(epdm)与高密度聚乙烯(hdpe)共混形成弹性基体与吸波剂相容性好，有效提高了电磁转换效率，比附图1三元乙丙橡胶基体吸波材料吸收率-26db提高了-12db。实施例1和实施例3可以发现三元乙丙橡胶(epdm)与等规聚丙烯(ipp)相容较差，复配基体所形成的吸波材料的吸波性能不如三元乙丙橡胶基体吸波材料吸收率-26db，最大吸收率仅能达到-11db，可能原因是等规聚丙烯与吸波剂复合后影响其透波能力，电磁波不能有效的进入吸波片内部损耗便反射出去，所以从附图3种可以看出吸波性相对较差，可以考虑应用在对吸波能力要求不高，外观有要求的场地。

对比实施例是为了证明单层吸波片不同厚度下对吸波性能的影响，三种方案实施例中厚度1mm的吸波性能最差，吸波片的电磁损耗效率最低，2mm厚度使吸波材料吸波性能达到最大，随着厚度的增加，吸波频段向低频方向移动且最大反射率也相应的降低。

本发明通过选用高频吸波剂和不同相基体复配，目的是生产一种针对高频x波段8-12hz电磁波具有良好吸收性能的片材，本发明采用同轴线法测试，裁样比例为外径7mm，内径3mm的同心圆，仪器采用hp8722et矢量网络分析仪和apc-7mm空气线进行吸波材料反射率的测量。

以上所述实施例中，用以验证单层吸波材料的吸波性能，凡在本发明所涉及到的填料配比及加工方式，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。