专利名称：一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法
技术领域：
本发明属于材料科学技术领域，特别涉及一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法。
技术背景吸波材料正在向着"薄、轻、宽、强"的方向发展，研究表明，致密的吸波材料经多孔 化后其吸波性能得到了显著提高，同时可大大减轻材料的密度。然而，目前对多孔吸波材料 的研究报道比较少见，其吸波机理的分析也处于初步阶段,多孔泡沫金属材料是一种新型的 多孔轻质金属材料，人们已经系统研究了其阻尼、抗冲击、吸声减震、电磁波屏蔽等性能， 还很少有人对其吸波性能进行研究。发明内容本发明的目的是提供一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法，尤其是一种在多孔泡沫铝 合金材料表面涂覆吸波涂料以获得新型轻质吸波材料的方法。研究表明相对密度为0.111~0.185，平均孔径为6 7rnrn的泡沫铝合金材料在Ka波段电磁 波(频率范围在26.5 40GHz'的电磁波)具备一定的吸波性能，而在其表面分别涂覆电介质 型吸波剂、电阻型吸波剂与磁介质型吸波剂后，可同时发挥多孔结构与吸波涂料对电磁波的 吸收损耗作用，令材料获得了低于-10dB的吸波效能，将复合吸波剂涂覆于泡沫铝合金表面， 其吸波效能可进一步得到提高。本发明以相对密度为0.148~0.185泡沫铝合金作为基体材料，在其表面分别涂覆电阻型吸 波剂(碳化硅或聚苯胺)、电介质型吸波剂(钛酸钡)及磁介质型吸波剂(Ni-Zn铁氧体或羰 基镍)，制备成单一吸波剂泡沫铝合金基吸波材料，测试分析该吸波材料的吸波性能；在此基 础上将磁介质型吸波剂与聚苯胺吸波剂涂覆于泡沫铝合金表面，制备成复合吸波剂泡沫铝合 金基吸波材料，使泡沫铝合金基吸波材料的吸波性能得到进一步的改善。本发明的技术方案为1、多孔泡沫铝合金的表面预处理1.1泡沫铝合金基体表面脱脂处理采用泡沫铝合金作为基体，以室温冷水冲刷泡沫铝合 金基体，去除部分残留于表面与孔隙中的机械碎屑，然后用空气压縮机，在喷射压力为0.8Mpa 的条件下，喷射碱液清洗泡沫铝合金基体表面，碱液温度控制在60±3°C，以防止泡沫铝合 金基体表面被浸蚀；喷射碱液后立即用室温冷水冲洗，然后用超声波清洗器清洗15min，使 用频率40KHz;再用去离子水喷洗表面，以去除残留碱液；用电吹风縮短表面干燥时间，避 免悬挂的水珠在烘干时发生碱液浓集而浸蚀表面，清洗后在IOO'C下烘干。1.2泡沫铝合金基体的喷砂处理泡沫铝合金基体脱脂处理后，采用喷砂机进行微粒喷砂， 其中石英砂粒直径小于lOOpm，压縮空气源3.0-7.0 kg/cm2，喷砂中控制距离约100 150mm，喷砂过程中控制喷枪与泡沫铝合金基体的距离以及喷砂压力，尽量不破坏泡沫铝合金基体表 面。喷砂结束后，用无水乙醇反复喷洗，冲洗掉泡沫铝合金基体表面及孔隙内的砂粒，最后 用电吹风吹干，完成泡沫铝合金基体的表面预处理。2、 单一吸波涂料的制备2.1吸波剂填料的偶联预处理在吸波剂(碳化硅、聚苯胺、钛酸钡、Ni-Zn铁氧体、羰基镍或纳米钴)填料粉末中加 入偶联剂(硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂)，偶联剂用量为吸波剂填料粉末量的3%。然后加入稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:i的混合液，用量为吸波剂填料粉末每4g时lml)，在高剪切力分散乳化机中以10000r/ min的速度搅拌30min。 2.2吸波剂填料的分散将分散剂(B401、 B402、 CH-10S、 CH-13F、 CH陽13、 T70或963)用稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:i的混合液，用量为吸波剂填料粉末每4g时lmi)稀释，分散剂的用量为全部吸波剂填料的2%质量百分比，倒入经预处理的吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。2.3成膜物质的制备将粘结剂环氧树脂(占填料与粘结剂总量的30%质量百分比)与固化剂聚酰胺按质量比2 : i混合，制备成成膜物质。2.4吸波涂料的制备将配好的成膜物质和分散好的单一吸波剂填料混合后研磨5min，然后用高剪切分散乳化 机以10000r/min速度搅拌10min，再经超声波清洗器，在频率40KHz的条件下，超声波振 荡分散20min，继续用高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌10min进行分散。为了得 到更加细腻、少杂质、无气泡的涂料，最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成单一吸波涂 料。3、 复合吸波涂料的制备 3.1复合吸波剂填料的制备在两种吸波剂填料(聚苯胺、Ni-Zn铁氧体或羰基镍)中的主要成分(质量百分比高的 吸波剂填料成分)中加入偶联剂(硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂)，偶联剂用量为该吸波剂填料 粉末量的3%，以无水乙醇(无水乙醇用量以浸没球磨罐中的磨球和填料为准)为介质， 一起 放入球磨罐中以120r/min的速度球磨湿混30min，然后将第二组分(相对主要组分质量百 分比低的吸波剂填料成分)加入球磨罐中，以120r/min的速度球磨湿混5h;再将湿混后的 物料烘干，去除无水乙醇，放入球磨罐中以120r/min的速度球磨干混5h。3.2复合吸波剂填料的偶联预处理在制备好的复合吸波剂填料粉末中加入偶联剂(硅垸偶联剂或钛酸酯偶联剂)，偶联剂用 量为复合吸波剂填料总量的3%。然后加入稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚 =6:4:1的混合液，用量为吸波剂填料粉末每4g时lml)，在高剪切力分散乳化机中以10000r4/ min的速度搅拌30min。3.3复合吸波剂填料的分散将分散剂用稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:i的混合液，用量为吸波剂填料粉末为4g时lml)稀释，分散剂的用量为全部吸波剂填料的2%质量百分比，倒 入经预处理的复合吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。 3.4成膜物质的制备将粘结剂环氧树脂(占填料与粘结剂总量的30%质量百分比)与固化剂聚酰胺按质量比 2 : 1混合，制备成成膜物质。 3.5复合吸波涂料的制备将配好的成膜物质和分散好的复合吸波剂填料混合后研磨5min，然后用FA25高剪切分 散乳化机以10000r/ min速度搅拌10min，再经KQ-100超声波清洗器，在频率40KHz的条 件下，超声波振荡分散20min，继续用FA25高剪切分散乳化机以10000r / min速度搅拌10min 进行分散。为了得到更加细膩、少杂质、无气泡的涂料，最后将涂料以120目的筛网过筛， 制备成复合吸波涂料。4、泡沫铝合金基体的表面涂装使用空气压縮机和喷枪作为空气喷涂设备，在通风橱内将制备好的单一或复合吸波涂料 喷涂在完成表面预处理的泡沫铝合金基体上，喷涂量为20g，喷涂过程中需从各方向反复喷 涂，保证吸波涂料均匀的涂覆于泡沫铝合金基体的各个孔洞。喷涂后的泡沫铝合金基体置于 鼓风干燥机中进行固化，固化温度为6(TC，固化时间为lh。喷涂和固化完成后的泡沫铝合金基体即作为电磁波反射率测试的吸波材料样板，测试在 Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。其中涂覆单一吸波剂的泡沫铝合金 基为单一吸波剂泡沫铝合金基吸波材料，涂覆复合吸波剂的泡沫铝合金基为复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料。单一吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的电磁波反射率测试结果表明，吸波材料的吸波性能 随着微波频率的增加而增加，在测试频段内没有明显的峰值，显示出材料宽频的特点。复合 吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的电磁波反射率测试结果表明，复合吸波材料的吸波性能得到 进一步的改善，其中表面涂覆Ni-Zn铁氧体吸波剂与羰基镍吸波剂(Ni-Zn铁氧体与羰基镍质 量比为3:2)的复合吸波剂泡沫铝合金基材料显示出了优异的吸波性能，而表面涂覆聚苯胺 吸波剂与羰基镍吸波剂(聚苯胺与羰基镍质量比为1 : 2)的复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材 料在26.5~40.0GHz频段内测试电磁波反射率，低于-10dB的带宽可达3.18GHz。多孔泡沫金属材料具有轻质、高孔隙率、力学性能优异等特点，通过对多孔泡沫金属材 料电磁波吸收性能的研究，有望获得轻质高效的吸波材料，具有重要的理论与实践意义。实 验研究表明，多孔泡沫金属材料在微波频率范围内的吸波性能有限，为了进一步提高材料的 吸波性能，本发明提出了在其表面涂覆吸波涂料的方法，测试结果表明材料的吸波性能得到 了改善，具备实际应用价值。此外，由于多孔泡沫金属材料在生产过程中不可避免地出现孔 洞、裂缝等缺陷，其杂质成分也较多，为其镀覆工作带来很大困难。本发明在泡沫铝表面涂覆吸波涂料， 一方面优化了泡沫铝合金的吸波性能，另一方面也为泡沫铝合金的外观美化工 作提供了有益的探索经验。本发明的特点是首次从多孔泡沫金属材料的电磁波吸收特性的角度出发，将这种新型泡 沫金属材料与传统简便的涂覆方法结合起来，从而获得了具备吸波性能的轻质新型吸波材料。 本发明不仅为多孔泡沫金属材料的推广应用开拓了新的领域，还为新型轻质吸波材料的研制 提供了有益的探索经验。
图1为泡沫铝合金表面预处理流程示意图。图2为泡沫铝合金材料表面涂覆了吸波剂后的泡沫铝合金基吸波材料的涂装效果图。 图3为表面单一吸波剂泡沫铝合金基吸波材料在测试频段内的微波-反射率曲线，泡沫铝 合金基体相对密度为0.148~0.185。 Cffla表示钛酸钡吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反 射率曲线，CfSi表示覆碳化硅吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线，CfFe表示 Ni-Zn铁氧体吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线，CfNi表示羰基镍吸波剂泡沫 铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线，CfP表示聚苯胺吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波 -反射率曲线。图4为相对密度为0.148 0.185的复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料(表面涂覆Ni-Zn铁 氧体与羰基镍质量比为3:2的复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料)的微波-反射率曲线，图5为相对密度为0.178 0.185的复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料(表面涂覆聚苯胺与 羰基镍质量比为1:2的复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料)的微波-反射率曲线。
具体实施方式
以下为实施例采用的吸波剂填料、分散剂、稀释剂、粘结剂、固化剂、偶联剂以及泡沫铝合金材料采用碳化硅、聚苯胺、钛酸钡、Ni-Zn铁氧体或羰基镍做为吸波剂填料。其中碳化硅纯 度大于95%，细度1 2pm;聚苯胺纯度大于98.0%，细度小于30pm;钛酸钡纯度大于99.9%, 细度90nm; Ni-Zn铁氧体细度320目；羰基镍纯度大于99.6%，细度2.2 2.8nm。采用分散剂B401、 B402、 CH-10S、 CH-13F、 CH陽13、 T70或963作为分散剂。其中B401 和B402为德国明佳化学试剂有限公司产品，CH-10S、 CH-13F和CH-13为上海三正高分子 材料有限公司产品，T70和963为深圳海川化工科技有限公司产品。采用正丁醇、二甲苯和丙二醇甲醚的混合溶液作为稀释剂，其中正丁醇、二甲苯和丙二 醇甲醚纯度为分析纯。采用6101环氧树脂作为粘结剂，蓝星新材料无锡树脂产品；聚酰胺作为固化剂，天津市 津宁三和化学有限公司产品。采用的硅烷偶联剂为KH-550，曲阜市万达化工有限公司产品；钛酸酯偶联剂为JN-115 、 JN-108、 JN-198或JN-644，常州市吉耐助剂有限公司产品。泡沫铝合金材料的相对密度为0.148~0.185，平均孔径为6~7mm，泡沫铝合金材料外观尺寸为80mm X 80mm 。 实施例1:采用外观尺寸为80mmX80mm，相对密度为0.148~0.185，平均孔径为6~7mm的泡沫铝 合金作为基体，以室温冷水冲刷泡沫铝合金基体，去除部分残留于表面与孔隙中的机械碎屑， 然后用JD-2025B型空气压縮机，在喷射压力为0.8Mpa的条件下，喷射碱液清洗泡沫铝合金 基体表面，碱液温度控制在60±3°C，以防止泡沫铝合金基体表面被浸蚀；喷射碱液后立即 用室温冷水冲洗，然后用KQ-100超声波清洗器清洗15min，使用频率40KHz;再用去离子 水喷洗表面，以去除残留碱液；用电吹风縮短表面干燥时间，避免悬挂的水珠在烘干时发生 碱液浓集而浸蚀表面，清洗后在IOO'C下烘干。泡沫铝合金基体脱脂处理后，采用9070W湿喷砂机进行微粒喷砂，其中石英砂粒直径小 于10(Him，压縮空气源3.0-7.0 kg/cm2，喷砂中控制距离约100 150mrn，完成泡沫铝合金基 体表面预处理。取20g聚苯胺吸波剂作为吸波涂料用填料，在聚苯胺吸波剂中加入硅烷偶联剂KH-550， 偶联剂KH-550用量为0.6g，然后加入5ml的稀释剂，稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲 醚=6 : 4 : 1的混合液，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌30min。将0.4g分散剂CH-10S用5ml稀释齐!K正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:1的混合液)稀释，倒入经预处理的吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。将粘结剂6101环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2 : l混合，6101环氧树脂用量为8.25g， 制备成成膜物质。将配好的成膜物质和分散好的聚苯胺吸波剂填料混合后研磨5min，然后用FA25高剪切 分散乳化机以10000r/ min速度搅拌10min;再经KQ-100超声波清洗器，在频率40KHz的 条件下，超声波振荡分散20min;继续以FA25高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌 10min进行分散；最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成聚苯胺吸波涂料。使用JD-2025B型空气压縮机和口径为1.5mm的W-71G喷枪作为空气喷涂设备，在通风 橱内将制备好的聚苯胺吸波涂料喷涂在完成表面预处理的泡沬铝合金基体上，喷涂量为20g。 喷涂后的泡沫铝合金基体置于101-1型鼓风干燥机中进行固化，固化温度为60'C，固化时间 为lh。喷涂和固化完成后的后的聚苯胺吸波剂泡沫铝合金基体即作为电磁波反射率测试的吸波 材料样板，测试在Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。图3中的CfP曲线为聚苯胺吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线，吸波效果 在众多吸波剂泡沫铝合金材料中最佳，可达-12.5dB，低于-10dB的带宽达5.5GHz。实施例2:采用外观尺寸为80mmX80mm，相对密度为0.148-0.185，平均孔径为6~7mm的泡沫铝 合金作为基体，泡沫铝合金基体表面预处理的方法同实施例1.取20g碳化硅吸波剂作为吸波涂料用填料，在碳化硅吸波剂中加入钛酸酯偶联剂JN-108， 偶联剂JN-108用量为0.6g，然后加入5ml的稀释剂，稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6:4:1的混合液，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌30min。将0.4g分散剂CH-13F用5ml稀释齐lJ(正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:1的混合液)稀释，倒入经预处理的吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。将粘结剂6101环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2 : l混合，6101环氧树脂用量为8.25g，制备成成膜物质。将配好的成膜物质和分散好的碳化硅吸波剂填料混合后研磨5min，然后用FA25高剪切 分散乳化机以10000r/ min速度搅拌10min;再经KQ-100超声波清洗器，在频率40KHz的 条件下，超声波振荡分散20min;继续以FA25高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌 10min进行分散；最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成碳化硅吸波涂料。使用JD-2025B型空气压縮机和口径为1.5mm的W-71G喷枪作为空气喷涂设备，在通风 橱内将制备好的碳化硅吸波涂料喷涂在完成表面预处理的泡沫铝合金基体上，喷涂量为20g。 喷涂后的泡沫铝合金基体置于101-1型鼓风干燥机中进行固化，固化温度为60'C，固化时间 为lh。喷涂和固化完成后的后的碳化硅吸波剂泡沫铝合金基体即作为电磁波反射率测试的吸波 材料样板，测试在Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。图3中的CfSi曲线为碳化硅吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线，其吸波 效能达到了-7.8dB。实施例3:采用外观尺寸为80mmX80mm，相对密度为0.148-0.185，平均孔径为6 7rnrn的泡沫铝 合金作为基体，泡沫铝合金基体表面预处理的方法同实施例1.取20g钛酸钡吸波剂作为吸波涂料用填料，在钛酸钡吸波剂中加入钛酸酯偶联剂JN-198， 偶联剂JN-198用量为0.6g，然后加入5ml的稀释剂，稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚 =6:4:1的混合液，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌30min。将0.4g分散剂CH-13用5ml稀释剂(正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:1的混合液) 稀释，倒入经预处理的吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。将粘结剂6101环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2 : l混合，6101环氧树脂用量为8.25g， 制备成成膜物质。将配好的成膜物质和分散好的钛酸钡吸波剂填料混合后研磨5min，然后用FA25高剪切 分散乳化机以10000r / min速度搅拌10min;再经KQ-100超声波清洗器，在频率40KHz的 条件下，超声波振荡分散20min;继续以FA25高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌 10min进行分散；最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成钛酸钡吸波涂料。使用JD-2025B型空气压縮机和口径为1.5mm的W-71G喷枪作为空气喷涂设备，在通风 橱内将制备好的钛酸钡吸波涂料喷涂在完成表面预处理的泡沫铝合金基体上，喷涂量为20g。 喷涂后的泡沫铝合金基体置于101-1型鼓风干燥机中进行固化，固化温度为60'C，固化时间 为lh。喷涂和固化完成后的后的钛酸钡吸波剂泡沫铝合金基体即作为电磁波反射率测试的吸波材料样板，测试在Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。图3中的Cffla曲线为钛酸钡吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线，其吸波效能仅达到了-3dB。 实施例4:采用外观尺寸为80mmX80mm，相对密度为0.148~0.185，平均孔径为6-7rmn的泡沫铝 合金作为基体，泡沫铝合金基体表面预处理的方法同实施例1.取20g Ni-Zn铁氧体吸波剂作为吸波涂料用填料，在Ni-Zn铁氧体吸波剂中加入钛酸酯偶 联剂JN-644，偶联剂JN-644用量为0.6g，然后加入5ml的稀释剂，稀释剂为正丁醇二甲 苯丙二醇甲醚=6 :4:1的混合液，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌 30min。将0.4g分散剂T70用5ml稀释剂(正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:1的混合液)稀释，倒入经预处理的吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。将粘结剂6101环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2 : l混合，6101环氧树脂用量为8.25g，制备成成膜物质。将配好的成膜物质和分散好的Ni-Zn铁氧体钡吸波剂填料混合后研磨5min，然后用FA25 高剪切分散乳化机以10000r / min速度搅拌10min;再经KQ-100超声波清洗器，在频率40KHz 的条件下，超声波振荡分散20min;继续以FA25高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌 10min进行分散；最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成Ni-Zn铁氧体吸波涂料。使用JD-2025B型空气压縮机和口径为1.5mm的W-71G喷枪作为空气喷涂设备，在通风 橱内将制备好的Ni-Zn铁氧体吸波涂料喷涂在完成表面预处理的泡沫铝合金基体上，喷涂量 为20g。喷涂后的泡沫铝合金基体置于101-1型鼓风干燥机中进行固化，固化温度为6(TC， 固化时间为lh。喷涂和固化完成后的后的Ni-Zn铁氧体吸波剂泡沬铝合金基体即作为电磁波反射率测试 的吸波材料样板，测试在Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。图3中的Cffe曲线为Ni-Zn铁氧体吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线， 其吸波效能达-9.5 dB。实施例5:采用外观尺寸为80mmX80mm，相对密度为0.148-0.185，平均孔径为6~7mm的泡沫铝 合金作为基体，泡沫铝合金基体表面预处理的方法同实施例1.取20g羰基镍吸波剂作为吸波涂料用填料，在羰基镍吸波剂中加入硅垸偶联剂KH-550， 偶联剂KH-550用量为0.6g，然后加入5ml的稀释剂，稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲 醚=6 :4:1的混合液，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌30min。将0.4g分散剂B401用5ml稀释剂(正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:1的混合液) 稀释，倒入经预处理的吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨，完成吸波剂填料的分散。将粘结剂6101环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2 : l混合，6101环氧树脂用量为8.25g， 制备成成膜物质。将配好的成膜物质和分散好的羰基镍钡吸波剂填料混合后研磨5min，然后用FA25高剪 切分散乳化机以10000r/min速度搅拌10min;再经KQ-100超声波清洗器，在频率40KHz 的条件下，超声波振荡分散20min;继续以FA25高剪切分散乳化机以10000r/min速度搅拌 10min进行分散；最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成羰基镍吸波涂料。使用JD-2025B型空气压縮机和口径为1.5mm的W-71G喷枪作为空气喷涂设备，在通风 橱内将制备好的羰基镍吸波涂料喷涂在完成表面预处理的泡沫铝合金基体上，喷涂量为20g。 喷涂后的泡沫铝合金基体置于101-1型鼓风干燥机中进行固化，固化温度为60'C，固化时间 为lh。喷涂和固化完成后的后的羰基镍吸波剂泡沫铝合金基体即作为电磁波反射率测试的吸波 材料样板，测试在Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。图3中的CfNi曲线为羰基镍吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的微波-反射率曲线，吸波性 能较好，可达-11.5dB,低于-10dB带宽达2.6GHz。实施例6:采用外观尺寸为80mmX80mm，相对密度为0.148~0.185，平均孔径为6~7mm的泡沫铝 合金作为基体，泡沫铝合金基体表面预处理的方法同实施例1.取30g Ni-Zn铁氧体吸波剂作为吸波涂料用填料，在Ni-Zn铁氧体吸波剂中加入JN-115 钛酸酯偶联剂，偶联剂JN-115用量为0.9g，以400ml无水乙醇为介质， 一起放入2升的球磨 罐中球磨湿混30min，然后将20g羰基镍吸波剂加入球磨罐中，球磨湿混5h;再将湿混后的 物料烘干，去除无水乙醇，放入球磨罐中球磨干混5h，制备成Ni-Zn铁氧体-羰基镍复合吸 波剂填料。在Ni-Zn铁氧体-羰基镍复合吸波剂填料中加入1.5g硅烷偶联剂KH-550，然后加入12.5ml的稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:i的混合液)，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌30min。将l.Og分散剂963用12.5ml稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:1 的混合液)稀释，倒入经预处理的Ni-Zn铁氧体-羰基镍复合吸波剂填料中在玻璃研钵中混合 研磨，完成复合吸波剂填料的分散。将粘结剂6101环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2 : 1混合，6101环氧树脂用量为22g， 制备成成膜物质。将配好的成膜物质和分散好的Ni-Zn铁氧体-羰基镍复合钡吸波剂填料混合后研磨5min， 然后用FA25高剪切分散乳化机以10000r / min速度搅拌10min;再经KQ-100超声波清洗器， 在频率40KHz的条件下，超声波振荡分散20min;继续以FA25高剪切分散乳化机以10000r /min速度搅拌10min进行分散；最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成Ni-Zn铁氧体-羰 基镍复合吸波涂料。使用JD-2025B型空气压縮机和口径为1.5mm的W-71G喷枪作为空气喷涂设备，在通风 橱内将制备好的Ni-Zn铁氧体-羰基镍复合吸波涂料喷涂在完成表面预处理的泡沫铝合金基 体上，喷涂量为20g。喷涂后的泡沫铝合金基体置于101-1型鼓风干燥机中进行固化，固化温10度为6(TC，固化时间为lh。喷涂和固化完成后的后的Ni-Zn铁氧体-羰基镍复合吸波剂泡沫铝合金基体即作为电磁 波反射率测试的吸波材料样板，测试在Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。图4为Ni-Zn铁氧体-羰基镍复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的的微波-反射率曲线， 其吸波效能较好，可达-16dB，低于-10dB的带宽达7GHz。 实施例7:采用外观尺寸为80mmX80mm，相对密度为0.178~0.185，平均孔径为6~7mm的泡沫铝 合金作为基体，泡沬铝合金基体表面预处理的方法同实施例1.取20g羰基镍吸波剂作为吸波涂料用填料，在羰基镍吸波剂中加入KH-550硅烷偶联剂， 偶联剂KH-550用量为0.6g，以400ml无水乙醇为介质， 一起放入2升的球磨罐中球磨湿混 30min，然后将10g聚苯胺吸波剂加入球磨罐中，球磨湿混5h;再将湿混后的物料烘干，去 除无水乙醇，放入球磨罐中球磨干混5h，制备成羰基镍-聚苯胺复合吸波剂填料。在羰基镍-聚苯胺复合吸波剂填料中加入0.9g硅烷偶联剂KH-550，然后加入7.5ml的稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:i的混合液)，在高剪切力分散乳化机中以10000r/min的速度搅拌30min。将0.6g分散剂B402用7.5ml稀释剂(稀释剂为正丁醇二甲苯丙二醇甲醚=6 :4:1的混合液)稀释，倒入经预处理的羰基镍-聚苯胺复合吸波剂填料中在玻璃研钵中混合研磨， 完成复合吸波剂填料的分散。将粘结剂6101环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2 : 1混合，6101环氧树脂用量为 12.85g，制备成成膜物质。将配好的成膜物质和分散好的羰基镍-聚苯胺复合钡吸波剂填料混合后研磨5min，然后 用FA25高剪切分散乳化机以10000r/ min速度搅拌10min;再经KQ-100超声波清洗器，在 频率40KHz的条件下，超声波振荡分散20min;继续以FA25高剪切分散乳化机以10000r / min速度搅拌10min进行分散；最后将涂料以120目的筛网过筛，制备成羰基镍-聚苯胺复合 吸波涂料。使用JD-2025B型空气压縮机和口径为1.5mm的W-71G喷枪作为空气喷涂设备，在通风 橱内将制备好的羰基镍-聚苯胺复合吸波涂料喷涂在完成表面预处理的泡沫铝合金基体上，喷 涂量为20g。喷涂后的泡沫铝合金基体置于101-1型鼓风干燥机中进行固化，固化温度为6CTC， 固化时间为lh。喷涂和固化完成后的后的羰基镍-聚苯胺复合吸波剂泡沫铝合金基体即作为电磁波反射 率测试的吸波材料样板，测试在Ka波段(频率范围在26.5 40GHz的电磁波)的反射率。图5为羰基镍-聚苯胺复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料的的微波-反射率曲线，其低于 -lOdB的带宽达3.18GHz，吸波效能达-13.03dB。
权利要求
1. 一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法，包括泡沫铝合金材料的表面预处理、吸波剂涂料的制备和泡沫铝合金材料的喷涂步骤，其特征在于以经过脱脂处理和喷砂处理的泡沫铝合金材料为基体，在其表面涂覆单一吸波涂料或复合吸波涂料，制备成单一吸波剂泡沫铝合金基吸波材料或复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料。
2、 根据权利要求1所叙述的一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法，其特征在于泡沫铝合金材料的表面脱脂处理以相对密度为0.148~0.185的泡沫铝合金作为泡沫铝合金基材料，首先以室温冷水冲刷泡沫铝合金材料，然后利用高压喷射碱液清洗泡沫铝合金材料表面，碱液温度需控制在60i3'C;然后经过室温冷水冲洗、超声波清洗15min、去离子水喷洗泡沫铝 合金材料表面，以去除残留碱液；再用电吹风吹干泡沫铝合金材料，然后在10(TC下烘干。
3、 根据权利要求1所叙述的一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法，其特征在于泡沫铝 合金材料的表面喷砂处理用湿喷砂机进行微粒喷砂，其中石英砂粒直径小于100nm，压縮 空气源3.0~7.0 kg/cm2，喷砂中控制距离约100~150mm。
4、 根据权利要求1所叙述的一种泡沫铝合金吸基波材料的制备方法，其特征在于单一吸 波剂涂料的制备:将吸波剂填料进行用偶联剂进行偶联处理，偶联剂用量为吸波剂填料的3%,然后加入经过稀释剂稀释的分散剂，分散剂用量为吸波剂填料的2%，在玻璃研钵中研磨混合；然后将配好的成膜物质加入经过分散的吸波剂填料，成膜物质中粘结剂用量为粘结剂与吸波剂填料总量的30%，在玻璃研钵中研磨混合；然后以高剪切分散乳化机以10000r/min的速 度搅拌10min，用超声波清洗器在频率40KHz的条件下超声波振荡分散20min，再用高剪切 分散乳化机以10000r / min的速度搅拌10min;最后用120目筛网过筛。
5、 根据权利要求1所叙述的一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法，其特征在于复合吸 波剂涂料的制备将两种吸波剂填料中质量百分比成分高的一种吸波剂填料用偶联剂进行偶 联处理，偶联剂用量吸波剂填料的3%,用无水乙醇为介质，在球磨机中以120r/min的速度 球磨湿混30min，然后将两种吸波剂填料中质量百分比成分低的吸波剂填料加入到球磨机中， 以120r/min的速度球磨湿混5h，再将湿混后的物料烘干去除乙醇，放入球磨机中以120r / min的速度球磨干混5h;干混后的物料作为复合吸波剂填料，按权利要求4的方法制备复合 吸波剂涂料。
6、 根据权利要求4所叙述的吸波剂涂料的制备方法，其特征在于所述分散剂分散剂为 分散剂B401、 B402、 CH-10S、 CH-13F、 CH-13、 T70或963。
7、 根据权利要求4所叙述的吸波剂涂料的制备方法，其特征在于所述偶联剂偶联剂为 硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
8、 根据权利要求4所叙述的吸波剂涂料的制备方法，其特征在于所述成膜物质成膜物质为粘结剂环氧树脂与固化剂聚酰胺按质量比2:1混合。
全文摘要
一种泡沫铝合金基吸波材料的制备方法。包括泡沫铝合金材料的表面预处理、吸波剂涂料的制备和泡沫铝合金材料的喷涂步骤，其特征在于以经过脱脂处理和喷砂处理的泡沫铝合金材料为基体，在其表面涂覆单一吸波涂料或复合吸波涂料，制备成单一吸波剂泡沫铝合金基吸波材料或复合吸波剂泡沫铝合金基吸波材料。本发明的产品为吸波材料的发展提供了新的思路，为泡沫金属材料的推广应用提供了新的领域，也为多孔材料基吸波材料的研制奠定了理论和工艺基础。
文档编号B05D3/00GK101259463SQ20081001123
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者欣 刘, 瑜 张, 薛向欣 申请人:东北大学