一种毫米波吸波涂层材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种毫米波吸波涂层材料及其制备方法，涉及微波吸收剂与电磁屏蔽材料【技术领域】。所述材料由复合吸收剂、树脂和固化剂组成；所述复合吸收剂包括质量比为（5~30）：（15~60）：（10~55）的碳纳米管、纳米氧化锡锑和钡铁氧体。本发明还提供所述材料的制备方法及应用。本发明吸波涂层材料具备优异的电磁阻抗匹配特性和电磁损耗特性，在单层结构的条件下就能使电磁波大量进入涂层内部，并被最大限度的损耗或衰减，在26.5~40GHz频率范围内的最大反射损耗为-20.1dB，有效吸波带宽可达到16.5GHz，可用于毫米波电磁辐射和电磁污染的防护场合。本发明合成方法简单，操作便捷。
【专利说明】一种毫米波吸波涂层材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波吸收剂与电磁屏蔽材料【技术领域】，具体涉及一种毫米波吸波涂层材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着电子技术及设备的迅猛发展，人们在享受现代科技带来文明进步的同时，也面临电磁污染给生活和健康带来的危害。同时，电磁辐射也会对各种灵敏度较高的电子仪器和设备产生电磁干扰，造成电子设备很难相互兼容、各显其能。因此，开发具有电磁波吸收性能的吸波材料对于电磁污染的防治具有重大意义。一般而言，吸波材料的性能主要由电磁阻抗匹配特性、电磁损耗特性、以及电磁相消特性等共同决定。其中，电磁阻抗匹配特性和电磁损耗特性是吸波材料的本征特性，占据主导作用。
[0003]目前，关于毫米波吸波材料的研究大多集中在具有多层结构的吸波材料，其主要目的是通过多层结构的设计，优化吸波材料的阻抗匹配特性，进而改善其吸波性能。例如，在专利 ZL201110302218.9、ZL201110302144.9 和 ZL93102922.8 中分别介绍了五层和八层结构的毫米波吸波材料，但是这类材料的设计繁琐、工艺复杂，使用范围受限，并且多层结构容易破坏涂层之间的附着力和粘结强度。然而，现阶段关于单层结构毫米波吸波材料的研究还较少，并且一般局限于针对具有单一吸收剂的吸波材料，其通常很难同时满足优异的电磁损耗特性和阻抗匹配特性，并且有效吸波频宽也较窄。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有技术的不足提供一种毫米波吸波涂层材料，该涂层材料的结构为单层涂层结构，并且具有优异的毫米波电磁损耗特性和阻抗匹配特性，有效吸波频宽也较宽。
[0005]一种毫米波吸波涂层材料，由复合吸收剂、树脂和固化剂组成；所述复合吸收剂包括质量比为(5~30):(15-6O):(10-55)的碳纳米管、纳米氧化锡锑和钡铁氧体。
[0006]所述复合吸收剂、树脂和固化剂的质量比为(60~85):(10~30):(5~10)。
[0007]所述碳纳米管的长径比为(1O(TlOOO):1。
[0008]所述纳米氧化锡锑的分子式为SbxSn1-xO2，其中0.01≤x≤0.3。
[0009]所述钡铁氧体的分子式为Ba1-yGd7Co2Fe16O27，其中0.02≤7≤0.16。
[0010]所述树脂为环氧树脂或有机硅树脂或丙烯酸树脂。
[0011]所述毫米波吸波涂层材料的制备方法，包括如下步骤:
(1)将纳米氧化锡锑和钡铁氧体，用球磨机湿法球磨混匀，然后烘干，得到混合料；
(2)将所述混合料和碳纳米管用滚磨机滚磨混匀，得到复合吸收剂；
(3)将所述复合吸收剂加入树脂中，混合均匀，得到复合吸收剂和树脂体系；
(4)将固化剂加入到复合吸收剂和树脂体系中，混合均匀，得到吸波涂料；
(5)将所述吸波涂料刮涂在铝板表面，固化10-24h后得到毫米波吸波涂层材料。[0012]步骤(1)所述球磨混匀过程中的介质为玛瑙球和水，球磨时间3飞h ;步骤(1)中所述烘干温度8(T15(TC，烘干时间2飞h ;步骤(2)中所述滚磨机滚磨混匀过程中滚磨介质为玛瑙球，滚磨时间6~12 h ;步骤(5)中所述固化温度为25~40°C。
[0013]步骤(3)采用搅拌机混合均匀，搅拌速率为60(Tl500 r/min，搅拌时间f 3 h ;步骤(4)采用搅拌机混合均匀，搅拌速率60(Tl500 r/min，搅拌时间0.2^0.8 h。
[0014]所述毫米波吸波涂层材料在吸收电磁波方面的应用。
[0015]有益效果:
1.本发明制备的吸波涂层材料为单层结构。碳纳米管属于轻质电损耗型吸收剂，并且其较大的长径比可以保证其在吸波涂层中形成导电网络，增强涂层的电导损耗特性；纳米氧化锡锑也具备轻质的特点，并且通过调节Sn、Sb的比例不但可以获得半导性能，而且还能调控其复介电常数，使其同时具备电导损耗和介电损耗；钡铁氧体是磁损耗型吸收剂，具有较高的自然共振频率和复磁导率虚部，可以用作高频电磁波吸收材料。将轻质碳纳米管、纳米氧化锡锑和钡铁氧体进行复合，可以制得轻质的复合吸收剂。同时，该复合吸收剂不但兼具电导损耗、介电损耗和磁损耗，而且通过优化组成配比还可以获得完美的电磁阻抗匹配，在毫米波段表现出优异的电磁损耗性能。因此，本发明制备的吸波涂层材料具备优异的电磁阻抗匹配特性和电磁损耗特性，在单层结构的条件下就能使电磁波大量进入涂层内部，并被最大限度的损耗或衰减，在26.5^40 GHz频率范围内的最大反射损耗为-20.1 dB，有效吸波带宽可达到16.5 GHz0该材料可用于毫米波电磁辐射和电磁污染的防护场合。
[0016]2.本发明合成方法简单，操作便捷，适合一定规模的工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为实施例3所制备吸波涂层的反射损耗图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0019]本发明室温是指25~40 V。
[0020]E-44和E-51环氧树脂购自蓝星新材料无锡树脂厂；8236丙烯酸树脂购自昆山东亚树脂涂料厂；环氧改性有机硅树脂SH-023，购自深圳市吉鹏硅氟材料有限公司；、A870丙烯酸树脂购自拜耳材料科技(中国)有限公司、丙烯酸改性有机硅树脂SH-024购自深圳市吉鹏硅氟材料有限公司；丙烯酸改性有机硅树脂SH-024购自深圳市吉鹏硅氟材料有限公司；丙烯酸改性有机硅树脂SH-024购自深圳市吉鹏硅氟材料有限公司；低分子650-聚酰胺树脂购自江西省西南化工有限公司；六亚甲基二异氰酸酯三聚体购自拜耳材料科技(中国)有限公司。
[0021]表1显示了本发明各毫米波吸波涂层材料的配方
【权利要求】
1.一种毫米波吸波涂层材料，其特征在于:该材料由复合吸收剂、树脂和固化剂组成；所述复合吸收剂包括质量比为(5~30):(15飞O):(10-55)的碳纳米管、纳米氧化锡锑和钡铁氧体。
2.根据权利要求1所述毫米波吸波涂层材料，其特征在于:所述复合吸收剂、树脂和固化剂的质量比为(60~85):(10~30):(5~10)。
3.根据权利要求2所述毫米波吸波涂层材料，其特征在于:所述碳纳米管的长径比为(100~1000):1。
4.根据权利要求3所述毫米波吸波涂层材料，其特征在于:所述纳米氧化锡锑的分子式为 SbrSrihO2，其中 0.01 ≤ 0.3。
5.根据权利要求4所述毫米波吸波涂层材料，其特征在于:所述钡铁氧体的分子式为BabGdyCo2Fe16O27，其中 0.02≤ 0.16。
6.根据权利要求5所述毫米波吸波涂层材料，其特征在于:所述树脂为环氧树脂或有机硅树脂或丙烯酸树脂。
7.—种权利要求1-6之一所述毫米波吸波涂层材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将纳米氧化锡锑和钡铁氧体，用球磨机湿法球磨混匀，然后烘干，得到混合料； (2)将所述混合料和碳纳米管用滚磨机滚磨混匀，得到复合吸收剂； (3)将所述复合吸收剂加入树脂中，混合均匀，得到复合吸收剂和树脂体系； (4)将固化剂加入到复合吸收剂和树脂体系中，混合均匀，得到吸波涂料； (5)将所述吸波涂料刮涂在铝板表面，固化1(T24h后得到毫米波吸波涂层材料。
8.根据权利要求7所述毫米波吸波涂层材料的制备方法，其特征在于步骤(1)所述球磨混匀过程中的介质为玛瑙球和水，球磨时间3飞h ;步骤(1)中所述烘干温度8(T15(TC，烘干时间2飞h ;步骤(2)中所述滚磨机滚磨混匀过程中滚磨介质为玛瑙球，滚磨时间6~12h ;步骤(5)中所述固化温度为25~40°C。
9.根据权利要求8所述毫米波吸波涂层材料的制备方法，其特征在于步骤(3)采用搅拌机混合均匀，搅拌速率为60(Tl500 r/min，搅拌时间广3 h ;步骤(4)采用搅拌机混合均匀，搅拌速率60(Tl500 r/min，搅拌时间0.2~0.8 h。
10.一种权利要求1-6之一所述毫米波吸波涂层材料在吸收电磁波方面的应用。
【文档编号】C09D183/06GK103740233SQ201410008943
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】黄啸谷, 程国生, 于江华, 张其土 申请人:南京信息工程大学