专利名称：电磁吸波泡沫尖劈材料及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于建立不受电磁波干扰的屏蔽暗室，形成自由空间静区宽频吸波材料，尤其涉及一种电磁吸波泡沫尖劈材料及其制备工艺。
背景技术：
随着国防工业及国民经济的迅速发展，我国电磁波环境的日益恶化愈来愈引起有关方面的重视。为了防止周围电磁环境对精密电子元件、仪器、设备的电磁测量产生不良影响，需要建立不受电磁波干扰的屏蔽暗室；为给天线测量、电子对抗仿真模拟试验提供逼真的电磁环境，也需要建造屏蔽吸波暗室，以形成自由空间静区。
国内每年都要建造一些屏蔽吸波暗室，在吸波暗室的六个面或五个面，均要安装电磁波吸波泡沫尖劈，吸波尖劈是建造吸波暗室最关键的材料。目前，这类吸波尖劈生产大多以软质聚氨酯泡沫为载体采用渗炭工艺或涂敷型泡沫材料，其产品性能不能完全满足屏蔽暗室的使用要求，主要缺点有1)吸波剂分布不均匀；2)使用过程中容易掉炭粉导致吸波性能下降；3)使用寿命较短，使用中尖劈易下垂、甚至常常脱落；4)需粘接施工，施工较为困难；5)阻燃性能较差，容易发生火灾；6)价格昂贵发明内容本发明的目的是提供一种高阻燃的电磁吸波泡沫尖劈材料及其制备工艺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种电磁吸波泡沫尖劈材料，其特点在于其中包括硬质酚醛泡沫、吸波剂；以硬质酚醛泡沫为载体制成尖劈，吸波剂分散在尖劈中；尖劈涂刷成白色；其制备工艺如下a、制备甲阶酚醛树脂作为基础原材料；b、以甲阶酚醛树脂、乳化剂、发泡剂、吸波剂配成的可发性酚醛树脂为A组分，无机酸和有机酸混合配成可发性酚醛树脂的固化剂为B组分；c、A组分和B组分混合浇注到尖劈模模腔中；d、模腔温度控制在50～70℃发泡成型；泡体在模腔中熟化60～90分钟。
本发明的优点效果是由于本发明其中包括硬质酚醛泡沫、吸波剂；以硬质酚醛泡沫为载体制成尖劈，吸波剂分散在尖劈中；电磁吸波泡沫尖劈材料制备工艺是先将吸波剂和酚醛树脂混合均匀，然后通过反应注射成型机注入模具内进行发泡制成。该产品具有强度高、吸波剂分布均匀、不掉粉、尖劈不下垂、施工方便、阻燃性能好等优点。通过对其吸波性能、阻燃性能、抗压缩性能以及耐高低温性能进行测试，完全能够满足微波暗室的使用要求。同时由于酚醛泡沫的相对于聚氨酯泡沫成本较低，所以本发明的成本低。
电磁吸波泡沫尖劈采用模具成型，可以制成多锥体(一般为四锥)。突破了传统先制成单锥再刷胶粘结组成单元块的生产工艺。
电磁吸波泡沫尖劈材料采用高阻燃泡沫酚醛泡沫为载体，酚醛泡沫具有氧指数高、烟密度低的特性，彻底解决了暗室失火的隐患。
使用泡沫吸波尖劈就是当电磁波进入材料中传播时，使电磁波能量转化为热能而产生损耗。吸波泡沫尖劈的主要损耗物质是炭黑、石墨一类的导电粉末。由于泡沫尖劈的形状使材料的性能渐变，从锥尖到锥底，对入射波形成逐渐变化的阻抗变换，使得其具有很好的吸收衰减。泡沫尖劈的表面输入阻抗可用下式表示
Zs=1(1-Z/h)2Yo+(Z/h)2G]]>式中Zs-阻抗Yo-自由空间导纳值h-尖劈高度Z-尖劈顶点至观察点距离G-吸波材料的电导值在尖劈顶点，Zs为自由空间波阻抗，当波在尖劈内传播时阻抗随着尖劈的高度增加而减少。可以改变电磁波的辐射分布，材料损耗、相位对消和扩散。
本发明所说的高阻燃就是酚醛泡沫的本身就是阻燃材料。
电磁吸波泡沫尖劈材料采用模具一次成型，1)吸波剂分布均匀；2)使用过程中不掉炭粉导致吸波性能好；3)使用寿命较长，使用中尖劈不下垂；4)通过模具一次可以生产一个单元块。解决了单锥刷胶粘结成单元块，提高了生产效率。
电磁吸波泡沫尖劈材料载体是酚醛泡沫是一种硬质泡沫塑料，具有强度高，在安装时可以采用机械安装。机械安装的优点相对于粘接安装，吸波尖劈采用机械安装有如下优点a安装牢固，使用寿命场长；b施工快捷方便，施工场地无残渣，无刺激性气味；c暗室在长期使用过程中无有害气体放出；d吸波尖劈更换方便。
电磁吸波泡沫尖劈材料采用酚醛泡沫为载体，酚醛泡沫具有天然的难燃性，彻底的解决了暗室的火灾隐患。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
用下列非限定性实施例进一步说明本发明的实施方式及效果如图1所示，在材料特性一致的条件下，吸波的效果随着尖劈1的高度增加而增加，本发明制备了高度为500mm(H500型)、700mm(H700型)、1000mm(H1000型)三种型号的电磁吸波泡沫尖劈材料。一种电磁吸波泡沫尖劈材料，其中包括硬质酚醛泡沫、吸波剂；以硬质酚醛泡沫为载体制成尖劈1，吸波剂分散在尖劈1中，尖劈底端带有底座2，底座2与尖劈1为一整体；吸波剂均匀的分散在尖劈1中，吸波剂质量占尖劈1质量的3～10％。
一种电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺如下a、制备甲阶酚醛树脂作为基础原材料。
b、以甲阶酚醛树脂、乳化剂、发泡剂、吸波剂配成的可发性酚醛树脂为A组分，无机酸和有机酸混合配成可发性酚醛树脂的固化剂为B组分。
c、A组分和B组分混合浇注到尖劈模模腔中。
d、模腔温度控制在50～70℃发泡成型；泡体在模腔中熟化60～90分钟。
可发性酚醛树脂的配方按重量份数配比为甲阶酚醛树脂∶乳化剂∶发泡剂∶吸波剂＝100∶2～5∶5～10∶3～10；可发性酚醛树脂的配方按重量份数配比的最佳配比为甲阶酚醛树脂∶乳化剂∶发泡剂∶吸波剂＝100∶3∶6∶8；固化剂的配方按重量份数配比为水∶对甲苯磺酸∶硫酸＝1∶1∶1；A组分和B组分按重量份数配比为A∶B＝100∶10～20；模腔放在温度为50～70℃的烘房中；尖劈涂刷成白色。
具体实施如下实施例1上述H500型电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺中(1)按重量份数配比A组分的配制甲阶酚醛树脂100份、乳化剂2～5份(硬泡硅油)、发泡剂5～10份(戊烷)、吸波剂5～10份在高速搅拌装置下搅拌半小时配制成可发性酚醛树脂。
B组分的配制水∶对甲苯磺酸∶硫酸＝1∶1∶1(2)把H500型尖劈模具放在50～70℃的烘房内，使模具的温度达到50～70℃。
(3)按照可发性酚醛树脂∶固化剂＝100∶15的比例通过反应注射成型机注射到尖劈模腔中。
(4)泡体在模腔中熟化60～90分钟成型。
(5)尖劈脱模后进行简单的表面处理后刷上白色的环保涂料。
在本实施例中，乳化剂使用的是硬泡硅油，发泡剂使用的是戊烷，吸波剂使用的是碳黑、石墨一类的导电粉末。
在本实施例中，按重量份数最佳配比A组分的配制甲阶酚醛树脂100份、乳化剂2份(硬泡硅油)、发泡剂5份(戊烷)、吸波剂5份在高速搅拌装置下搅拌半小时配制成可发性酚醛树脂。
实施例2
前述H700型电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺中(1)按重量份数配比A组分的配制甲阶酚醛树脂100份、乳化剂2～5份、发泡剂5～10份、吸波剂5～10份在高速搅拌装置下搅拌半小时配制成可发性酚醛树脂。
在本实施例中，按重量份数最佳配比A组分的配制甲阶酚醛树脂100份、乳化剂3份、发泡剂8份、吸波剂7份在高速搅拌装置下搅拌半小时配制成可发性酚醛树脂。
B组分的配制水∶对甲苯磺酸∶硫酸＝1∶1∶1。
(2)把H700型尖劈模具放在50～70℃的烘房内，使模具的温度达到50～70℃。
(3)按照可发性酚醛树脂∶固化剂＝100∶15的比例通过反应注射成型机注射到尖劈模腔中。
(4)泡体在模腔中熟化60～90分钟成型。
(5)尖劈脱模后进行简单的表面处理后刷上白色的环保涂料。
在本实施例中，乳化剂使用的是硬泡硅油，发泡剂使用的是戊烷，吸波剂使用的是碳黑、石墨一类的导电粉末。
实施例3前述H1000型电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺中(1)按重量份数配比A组分的配制甲阶酚醛树脂100份、乳化剂2～5份、发泡剂5～10份、吸波剂5～10份在高速搅拌装置下搅拌半小时配制成可发性酚醛树脂。
B组分的配制水∶对甲苯磺酸∶硫酸＝1∶1∶1。
(2)把H1000型尖劈模具放在50～70℃的烘房内，使模具的温度达到50～70℃。
(3)按照可发性酚醛树脂∶固化剂＝100∶15的比例通过反应注射成型机注射到尖劈模腔中。
(4)泡体在模腔中熟化60～90分钟成型。
(5)尖劈脱模后进行简单的表面处理后刷上白色的环保涂料。
在本实施例中，乳化剂使用的是硬泡硅油，发泡剂使用的是戊烷，吸波剂使用的是碳黑、石墨一类的导电粉末。
在本实施例中，按重量份数最佳配比A组分的配制甲阶酚醛树脂100份、乳化剂5份、发泡剂10份、吸波剂10份在高速搅拌装置下搅拌半小时配制成可发性酚醛树脂。
本发明制作的电磁吸波泡沫尖劈材料经测试吸波性能如表1表1、电磁吸波泡沫尖劈材料吸波性能测试
本发明制作的电磁吸波泡沫尖劈材料经测试物理性能如表2。
表2、电磁吸波泡沫尖劈材料吸波性能测试
权利要求
1.一种电磁吸波泡沫尖劈材料，其特征是其中包括硬质酚醛泡沫、吸波剂；以硬质酚醛泡沫为载体制成尖劈(1)，吸波剂分散在尖劈(1)中。
2.根据权利要求1所述的电磁吸波泡沫尖劈材料，其特征是所述的尖劈底端带有底座(2)，底座(2)与尖劈(1)为一整体。
3.根据权利要求1或2所述的电磁吸波泡沫尖劈材料，其特征是所述的吸波剂均匀的分散在尖劈(1)中，吸波剂质量占尖劈(1)质量的3～10％。
4.一种如权利要求1所述的电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺，其特征是其制备工艺如下a、制备甲阶酚醛树脂作为基础原材料；b、以甲阶酚醛树脂、乳化剂、发泡剂、吸波剂配成的可发性酚醛树脂为A组分，无机酸和有机酸混合配成可发性酚醛树脂的固化剂为B组分；c、A组分和B组分混合浇注到尖劈模模腔中；d、模腔温度控制在50～70℃发泡成型；泡体在模腔中熟化60～90分钟。
5.根据权利要求4所述的电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺，其特征是所述b阶段可发性酚醛树脂的配方按重量份数配比为甲阶酚醛树脂∶乳化剂∶发泡剂∶吸波剂＝100∶2～5∶5～10∶3～10。
6.根据权利要求4或5所述的电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺，其特征是所述可发性酚醛树脂的配方按重量份数配比的最佳配比为甲阶酚醛树脂∶乳化剂∶发泡剂∶吸波剂＝100∶3∶6∶8。
7.根据权利要求6所述的电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺，其特征是所述b阶段固化剂的配方按重量份数配比为水∶对甲苯磺酸∶硫酸＝1∶1∶1。
8.根据权利要求7所述的电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺，其特征是所述c阶段，A组分和B组分按重量份数配比为A∶B＝100∶10～20。
9.根据权利要求8所述的电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺，其特征是所述d阶段模腔放在温度为50～70℃的烘房中。
10.根据权利要求9所述的电磁吸波泡沫尖劈材料的制备工艺，其特征是所述尖劈(1)涂刷成白色。
全文摘要
一种高阻燃电磁吸波泡沫尖劈材料，其中包括硬质酚醛泡沫、吸波剂；以硬质酚醛泡沫为载体制成尖劈，吸波剂分散在尖劈中；其制备工艺如下a.制备甲阶酚醛树脂作为基础原材料。b.以甲阶酚醛树脂、乳化剂、发泡剂、吸波剂配成的可发性酚醛树脂为A组分，无机酸和有机酸混合配成可发性酚醛树脂的固化剂为B组分。c.A组分和B组分混合浇注到尖劈模模腔中。d.模腔温度控制在50～70℃发泡成型；泡体在模腔中熟化60～90分钟。
文档编号G12B17/00GK101080163SQ20071001595
公开日2007年11月28日 申请日期2007年6月11日 优先权日2007年6月11日
发明者钟东南, 孙助海, 张泾泽, 孙志武, 陈曦 申请人:滕州市华海新型保温材料有限公司