一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料的制作方法

本发明属于电磁波吸收材料领域，具体涉及的是一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料。

背景技术：

电磁波吸收材料可以吸收并衰减入射的电磁波，减弱反射波的强度，为有效消除电磁波辐射和干扰问题、提高国防领域武器装备的隐身能力提供了有效且相对容易的解决方案。

两层结构电磁波吸收材料，可以合理设计每层材料的组成和厚度，一方面能与自由空间实现良好的阻抗匹配，减少表面的反射，使得不同频率的电磁波尽可能多的进入材料内部；另一方面进入到材料内部的电磁波尽可能全部转化为其他形式能量或者达到宽频干涉，从而实现宽频吸收。

经国内外公开文献检索，江苏万华拓谷新材料科技有限公司专利“CN201010148077.5薄膜结构X波段雷达吸波材料”所述雷达吸波材料具有六层吸波涂层和五层塑料薄膜，在8GHz～12GHz内反射率小于-8dB，带宽仅为4GHz。电子科技大学专利“CN 201210184633.3多层电磁波吸波结构及制备方法”所述电磁波结构由泡沫层和方形电阻膜构成，在2.5GHz～8GHz具有较好的吸波性能。从现有技术调研可知，已有公开文献中的电磁波吸收材料虽然具有优异的电磁性能，但其耐湿和耐氧化等性能并不能满足某些特殊场合的使用要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，使制备的电磁波吸收材料具有耐湿耐氧化、吸收频带宽、吸收能力大的特点，特别是在5GHz～15GHz具有较好的吸波性能，且原料易得、生产工艺简单、成本低、适合规模化生产。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：

一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，该电磁波吸收材料具有两层结构，典型结构如图1所示，第一层包括耐湿耐氧化电磁波吸收剂和高分子聚合物，其质量配比为：耐湿耐氧化电磁波吸收剂84％～88％，聚合物12％～16％；电磁波吸收材料第二层包括耐湿耐氧化电磁波吸收剂和高分子聚合物，其质量配比为：耐湿耐氧化电磁波吸收剂64％～72％，聚合物28％～36％。所述耐湿耐氧化电磁波吸收剂，其化学成分及质量百分含量分别为：Cr，14％～20％；Mo，0.5％～1.5％；Mn，0.1％～2％；Fe，76.5％～85.4％。

所述的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料总厚度小于等于3.6mm，第一层材料的厚度为0.6mm～1.0mm，第二层材料的厚度为2.5mm～3.0mm。

所述耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料采用耐湿耐氧化电磁波吸收剂的粒度小于等于100微米，形貌可以是球形、片状或者不规则形状，典型扫描电镜图片见图2。

所述的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料反射率小于-8dB的带宽不小于6.0GHz。

所述的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，采用的高分子聚合物是橡胶、树脂和热塑性弹性体中的一种。

本发明的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，使用时第二层材料位于表面，第一层材料与金属表面通过胶粘剂粘结或者直接粘结。

本发明具有以下有益效果：

1、耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料耐湿耐氧化性能好，吸收频带宽、吸收能力大，在5～15GHz范围内具有优异的吸波性能。

2、耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料原料易得、生产工艺简单、成本低、适合规模化生产。

附图说明

图1是耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料结构示意图。

图2是耐湿耐氧化低频电磁波吸收剂典型的SEM图。

图3是实施例1制备耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料的反射率图。

图4是实施例2制备耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料的反射率图。

图5是实施例3制备耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料的反射率图。

图6是实施例4制备耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料的反射率图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施案例，注意这些案例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，为两层，其结构示意图如图1，所述吸波材料的组成和结构如下：

第一层材料，厚度0.6mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数84％，高分子聚合物质量分数16％。

第二层材料，厚度3.0mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数64％，高分子聚合物质量分数36％。

所述耐湿耐氧化电磁波吸收剂粒度小于100微米，其化学成分及质量百分含量为Cr，17％；Mo，1.25％；Mn，1％；Fe，80.75％。

高分子聚合物为聚氨酯橡胶。

按第一层材料配方称量聚氨酯生胶和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，并称取聚氨酯橡胶质量分数3％的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷作为硫化剂。在开放式炼胶机上将三者混炼均匀后制成混炼胶，然后调整辊距，将混炼胶拉片成0.62mm片材，并根据模具大小裁切成185mm×185mm×0.62mm薄片。按第二层材料配方称量聚氨酯生胶和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，并称取聚氨酯橡胶质量分数3％的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷作为硫化剂。在开放式炼胶机上将三者混炼均匀后制成混炼胶，然后调整辊距，将混炼胶拉片成3.02mm片材，并根据模具大小裁切成185mm×185mm×3.02mm薄片。将185mm×*185mm×0.62mm薄片和185mm×185mmmm×3.02mm薄片叠合，放入模具中在160℃、100吨压力下硫化10分钟即得到本发明的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料。

图3是此条件下制备的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料在相对湿度95％、100℃氧化24h后的反射率图。该材料在4.8GHz～11.8GHz范围内反射率均小于-8dB，在5.5GHz～10.8GHz范围内反射率均小于-10dB。

实施例2：

一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，所述吸波材料的组成和结构如下：

第一层材料，厚度1.0mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数84％，高分子聚合物质量分数16％。

第二层材料，厚度2.5mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数72％，高分子聚合物质量分数28％。

所述耐湿耐氧化电磁波吸收剂粒度小于100微米，其化学成分及质量百分含量为Cr，18％；Mo，1％；Mn，1.25％；Fe，79.75％

高分子聚合物为三元乙丙橡胶。按第一层材料配方称量三元乙丙橡胶生胶和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，并称取三元乙丙橡胶质量分数3％的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷作为硫化剂。在开放式炼胶机上将三者混炼均匀后制成混炼胶，然后调整辊距，将混炼胶拉片成1.02mm片材，并根据模具大小裁切成185mm×185mm×1.02mm薄片。按第二层材料配方称量三元乙丙橡胶生胶和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，并称取三元乙丙橡胶质量分数3％的2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷作为硫化剂。在开放式炼胶机上将三者混炼均匀后制成混炼胶，然后调整辊距，将混炼胶拉片成2.52mm片材，并根据模具大小裁切成185mm×185mm×2.52mm薄片。将185mm×185mm×1.02mm薄片和185mm×185mm×2.52mm薄片叠合，放入模具中在160℃、80吨压力下硫化15分钟即得到本发明的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料。

图4是此条件下制备的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料在相对湿度95％、100℃氧化24h后的反射率图。该材料在4.9GHz～11.7GHz范围内反射率均小于-8dB，在5.5GHz～10.3GHz范围内反射率均小于-10dB。

实施例3：

一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，所述吸波材料的组成和结构如下：

第一层材料，厚度0.6mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数88％，高分子聚合物质量分数12％。

第二层材料，厚度2.5mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数64％，高分子聚合物质量分数36％。

所述耐湿耐氧化电磁波吸收剂粒度小于100微米，其化学成分及质量百分含量为Cr，20％；Mo，1.5％；Mn，2％；Fe，76.5％。

高分子聚合物为环氧树脂。按第一层材料配方称量环氧树脂和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，并称取环氧树脂质量分数30％的T31固化剂，在三辊研磨机上将三者混炼均匀后制成第一层胶粘剂。按第二层材料配方称量环氧树脂和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，并称取环氧树脂质量分数30％的T31固化剂，在三辊研磨机上将三者混炼均匀后制成第二层胶粘剂。将第一层胶粘剂倒入已调整水平状态的模具中，控制倒入量使其厚度为0.6mm；待第一层材料表干后再倒入第二层胶粘剂，控制倒入量使其厚度为2.5mm。静止固化24h后，便可到本发明的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料。

图5是此条件下制备的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料在相对湿度95％、100℃氧化24h后的反射率图。该材料在6.3GHz～12.8GHz范围内反射率均小于-8dB，在7.1GHz～11.9GHz范围内反射率均小于-10dB。

实施例4：

一种耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料，所述吸波材料的组成和结构如下：

第一层材料，厚度0.8mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数88％，高分子聚合物质量分数12％。

第二层材料，厚度2.6mm，耐湿耐氧化电磁波吸收剂质量分数72％，高分子聚合物质量分数28％。

所述耐湿耐氧化电磁波吸收剂粒度小于100微米，其化学成分及质量百分含量为Cr，14％；Mo，0.5％；Mn，0.1％；Fe，85.4％。

高分子聚合物为热塑性聚氨酯弹性体。按第一层材料配方称量热塑性聚氨酯弹性体和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，在开放式炼塑机上将二者混炼均匀后制成混炼胶；然后调整辊距，将混炼胶拉片成0.82mm片材，并根据模具大小裁切成185mm×185mm×0.82mm薄片。按第二层材料配方称量热塑性聚氨酯弹性体和耐湿耐氧化电磁波吸收剂，在开放式炼胶机上将二者混炼均匀后制成混炼胶；然后调整辊距，将混炼胶拉片成2.62mm片材，并根据模具大小裁切成185mm×185mm×2.62mm薄片。将185mm×185mm×0.82mm薄片和185mm×185mm×2.62mm薄片叠合，放入模具中在180℃、100吨压力下熟化20分钟，冷却到室温即得到本发明的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料。

图6是此条件下制备的耐湿耐氧化低频电磁波吸收材料在相对湿度95％、100℃氧化24h后的反射率图。该材料在5.4GH-～-11.8GHz范围内反射率均小于-8dB，在5.9GHz～10.8GHz范围内反射率均小于-10dB。