專利名稱：一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸波復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，雷達(dá)吸波材料的技術(shù)發(fā)展是提高隱身技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。吸波材料的功能原理是將入射的電磁波的能量轉(zhuǎn)化成熱能損耗掉，從而避免電磁波的反射。若要實現(xiàn)這種對電磁波的高效率吸收必須滿足兩個條件首先電磁波能夠進(jìn)入到吸波材料內(nèi)部而不會在入射表面發(fā)生強烈的反射；其次進(jìn)入到材料內(nèi)部的電磁波被高效率地轉(zhuǎn)化成熱能。常見的吸波隱身材料為將吸波體分散在樹脂中，涂刷在飛行器表面，實現(xiàn)電磁波的吸收。與涂刷式吸波隱身材料相比，吸波織物具有使用方便，可重復(fù)性使用且性能優(yōu)異等特點?，F(xiàn)有的吸波織物有兩種一是用具有吸波功能的纖維加工成紡織品，如金屬纖維、碳纖維以及鍍金屬纖維等。該方法制造的材料具有較好的吸波性能，但是制備工藝復(fù)雜，成本較高。二是在織物上施加具有吸波性能的功能材料。即用具有吸波功能的電磁粉末填充織物的空隙，形成具有一定承載能力的吸波織物。但是，目前的研究中，由于所使用的填充物均為粉末狀原料，該粉末填充于織物的空隙中，而粉末之間被紡織織物所隔離，構(gòu)不成連續(xù)的電磁粉末通道，難以獲得良好的吸波性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的以吸波纖維制備的吸波織物制備工藝復(fù)雜和成本較高、用電磁粉末填充織物空隙的吸波織物吸波性能差的技術(shù)問題，而提供一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、將吸波體和液態(tài)的有機聚合物混合均勻，然后加入有機聚合物的固化劑，再混合均勻，得到具有流動性的漿料；步驟一中的吸波體為中空碳纖維與鐵氧體的混合物，或者是中空碳纖維與金屬磁性粉末的混合物，或者是中空碳纖維與碳基粉末的混合物；二、將紡織品經(jīng)表面改性后浸入步驟一制備的漿料中浸漬0. 5h 證，得到掛漿紡織品；其中紡織品具有10 μ m Imm的孔；三、將步驟三得到的掛漿紡織品表面的經(jīng)刮膠、滾壓或擠壓操作后，烘干，得到可披掛式吸波復(fù)合材料。本發(fā)明先將紡織品的表面改性主要通過堿類(NaOH等)浸泡，去除表面的油污，粗化紡織品的表面，保證紡織品與吸波劑的良好結(jié)合。然后用表面改性劑(硬脂酸、鈦酸丁酯和SpanSO等)等進(jìn)一步浸泡紡織品，改變紡織品表面的極性，與吸波基體高分子材料實現(xiàn)良好的結(jié)合，從而實現(xiàn)吸波體的有效分散。利用液態(tài)的有機聚合物基體和吸波粉體，先進(jìn)行混合，然后加入基體材料的固化劑混合成漿料，再將做為承載物的紡織品放入漿料中浸漬，最后經(jīng)刮膠、滾壓或擠壓，一方面將漿料擠入纖維束內(nèi)部，另一面將多余的漿料去除，然后經(jīng)烘干使基體材料與其固化劑發(fā)生反應(yīng)，將吸波粉體與紡織品復(fù)合在一起，得到可披掛式吸波復(fù)合材料；通過本發(fā)明的方法，液態(tài)的有機聚合物固化后，為具有彈性及良好柔韌性的物質(zhì)，而且吸波粉體可以均勻的在中空碳纖維的孔徑內(nèi)和紡織品表面的褶皺處分布。這種分布方式可以使復(fù)合磁性粉末在與織物復(fù)合中，仍保持連續(xù)的通道，實現(xiàn)優(yōu)良的吸波性能。本發(fā)明的可披掛式吸波復(fù)合材料性能如下a、吸波體在透波基體中均勻分散；b、所制備的復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)均勻；C、吸波復(fù)合材料的最低反射率(dB)在-10 -80dB，小于-IOdB的吸收頻寬在1-10GH。同時本發(fā)明的制備工藝簡單。本發(fā)明制備的可披掛式吸波復(fù)合材料可按飛行器的外形進(jìn)行裁剪，縫制，可作為飛行器的隱身衣重復(fù)使用。用于軍用飛行器、艦船、導(dǎo)彈等軍事領(lǐng)域。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、將吸波體和液態(tài)的有機聚合物混合均勻，然后加入有機聚合物的固化劑，再混合均勻，得到具有流動性的漿料；步驟一中的吸波體為中空碳纖維與鐵氧體的混合物，或者是中空碳纖維與金屬磁性粉末的混合物，或者是中空碳纖維與碳基粉末的混合物；二、將紡織品經(jīng)表面改性后浸入步驟一制備的漿料中浸漬0. 5h 證，得到掛漿紡織品；其中紡織品具有10 μ m Imm的孔；三、將步驟三得到的掛漿紡織品表面的經(jīng)刮膠、滾壓或擠壓操作后，烘干，得到可披掛式吸波復(fù)合材料。本實施方式中步驟一的液態(tài)的有機聚合物，加入固化劑固化后，在室溫下具有柔韌性和彈性。本實施方式的方法，吸波粉體可以均勻的在中空碳纖維的孔徑內(nèi)和紡織品表面的褶皺處分布。這種分布方式可以使復(fù)合磁性粉末在與織物復(fù)合中，仍保持連續(xù)的通道， 實現(xiàn)優(yōu)良的吸波性能。本發(fā)明的可披掛式吸波復(fù)合材料性能如下a、吸波體在透波基體中均勻分散；b、所制備的復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)均勻；C、吸波復(fù)合材料的最低反射率(dB) 在-10 -80dB，小于-IOdB的吸收頻寬在1-10GH。同時本實施方式的制備工藝簡單。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中的有機聚合物為液態(tài)橡膠、液態(tài)硅膠或液態(tài)聚氨酯。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中液態(tài)橡膠、液態(tài)硅膠或液態(tài)聚氨酯為具有流動性的液態(tài)物質(zhì)，均為市售產(chǎn)品。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中的中空碳纖維與鐵氧體的混合物中中空碳纖維與鐵氧體的質(zhì)量比為1 1 10。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中的中空碳纖維與金屬磁性粉末的混合物中中空碳纖維與金屬磁性粉末的質(zhì)量比為1 1 10。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中的；步驟一中中空碳纖維與碳基粉末的混合物中中空碳纖維與碳基粉末的質(zhì)量比為1 1 10。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是步驟二中的紡織品為亞麻布、棉布或化學(xué)纖維布等。其它與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是步驟二中的紡織品表面改性方法為先將紡織品浸泡在堿溶液0. 5h 10h，然后再浸泡在表面改性劑溶液中浸泡0. 5h 10h，完成紡織品的表面改性。其它與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟二中的紡織品表面改性方法中的堿是指氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水等。其它與具體實施方式
七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
八不同的是步驟二中的紡織品表面改性方法中的表面改性劑是指硬脂酸、鈦酸丁酯或SpanSO等。其它與具體實施方式
八之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至九之一不同的是步驟一中吸波體與具有彈性的有機聚合物的質(zhì)量比為0.5 20 100。其它與具體實施方式
一至九之一相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
一至十之一不同的是步驟一中所述的中空碳纖維是按專利號ZL201010152182.6所述方法制備的，具體制備方法按以下步驟進(jìn)行一、將碳源材料放入石墨坩堝中，并將石墨坩堝置于氣氛燒結(jié)爐中，然后將氣氛燒結(jié)爐抽真空，使?fàn)t內(nèi)壓強達(dá)到0. 1 IPa ；二、向氣氛燒結(jié)爐內(nèi)充入高純氮氣或氬氣，使氣氛燒結(jié)爐內(nèi)氣體壓強達(dá)到0. 2MPa 2. 5MPa ；三、以5°C /min 30°C /min的速度使氣氛燒結(jié)爐內(nèi)的溫度升至900°C 1500°C后保溫Ih 4h，然后隨爐冷卻到室溫，即得中空碳纖維； 其中步驟一中所述的碳源為尿素或者為聚乙烯醇和尿素的混合物，其中聚乙烯醇尿素的質(zhì)量比為1 50 100;步驟二中高純氮氣的純度為> 99. 999% (質(zhì)量)；氬氣的純度為 ^ 99. 999% (質(zhì)量)。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中制備的中空碳纖維為管徑為0.2μπι Ιμπι，長度達(dá)到厘米級的中
空碳纖維。本發(fā)明用以下試驗驗證本發(fā)明的有益效果試驗一本試驗的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、稱取5g中空碳纖維和5g粒徑為IOnm 10 μ m的Fii3O4粉末、IOOg模具硅膠和 3g硅膠固化劑，先將中空碳纖維和!^e3O4粉混合后，放入到超聲分散器中超聲分散lOmin，然后再將混合后的粉末加入到氯丁橡膠中，再超聲分散lOmin，最后加入固化劑，再混合均勻， 得到具有流動性的漿料；二、將亞麻布浸泡在質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈉溶液中浸泡5小時，然后再浸泡在質(zhì)量濃度為10%的鈦酸丁酯溶液中浸泡5小時，在溫度為100°C的條件下烘干后，再浸入步驟一制備的漿料中浸漬池，得到掛漿紡織品；其中亞麻布具有孔徑為0. 5mm的孔；三、將步驟三得到的掛漿紡織品表面的經(jīng)刮膠后，放在溫度為100°C的烘箱中烘干 50min，得到可披掛式吸波復(fù)合材料。本試驗一中步驟一中所述的中空碳纖維是按專利號ZL201010152182. 6所述方法制備的，具體制備方法按以下步驟進(jìn)行一、將碳源材料放入石墨坩堝中，并將石墨坩堝置于氣氛燒結(jié)爐中，然后將氣氛燒結(jié)爐抽真空，使?fàn)t內(nèi)壓強達(dá)到0. IPa;二、向氣氛燒結(jié)爐內(nèi)充入高純氮氣，使氣氛燒結(jié)爐內(nèi)氣體壓強達(dá)到0. 2MPa ；三、以5°C /min的速度使氣氛燒結(jié)爐內(nèi)的溫度升至1200°C后保溫池，然后隨爐冷卻到室溫，即得中空碳纖維；其中步驟一中所述的碳源為聚乙烯醇和尿素的混合物，其中聚乙烯醇尿素的質(zhì)量比為1 80 ；步驟二中高純氮氣的純度為> 99. 999% (質(zhì)量)。將本試驗一制備的可披掛式吸波復(fù)合材料剪出三塊樣品，記為1#、2#和3#，進(jìn)行性能測試，具體值如表1:表1試驗一制備的可披掛式吸波復(fù)合材料進(jìn)行性能
權(quán)利要求
1.一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、將吸波體和液態(tài)的有機聚合物混合均勻，然后加入有機聚合物的固化劑，再混合均勻，得到具有流動性的漿料；步驟一中的吸波體為中空碳纖維與鐵氧體的混合物，或者是中空碳纖維與金屬磁性粉末的混合物，或者是中空碳纖維與碳基粉末的混合物；二、將紡織品經(jīng)表面改性后浸入步驟一制備的漿料中浸漬0.5h 10h，得到掛漿紡織品；其中紡織品具有10 μ m Imm的孔；三、將步驟三得到的掛漿紡織品表面的經(jīng)刮膠、滾壓或擠壓操作后，烘干，得到可披掛式吸波復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中的液態(tài)的有機聚合物為液態(tài)橡膠、液態(tài)硅膠或液態(tài)聚氨酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中的中空碳纖維與鐵氧體的混合物中中空碳纖維與鐵氧體的質(zhì)量比為1 1 10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中的中空碳纖維與金屬磁性粉末的混合物中中空碳纖維與金屬磁性粉末的質(zhì)量比為 1 1 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中中空碳纖維與碳基粉末的混合物中中空碳纖維與碳基粉末的質(zhì)量比為1 1 10。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟二中的紡織品為亞麻布、棉布或化學(xué)纖維布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟二中的紡織品表面改性方法為先將紡織品浸泡在堿溶液中0. 5h 10h，然后再浸泡在表面改性劑溶液中浸泡0. 5h 10h，完成紡織品的表面改性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟二中的紡織品表面改性方法的堿是指氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水等。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟二中的紡織品表面改性方法的表面改性劑是指硬脂酸、鈦酸丁酯或SpanSO等。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中吸波體與具有彈性的有機聚合物的質(zhì)量比為0.5 20 100。
全文摘要
一種可披掛式吸波復(fù)合材料的制備方法，本發(fā)明涉及吸波復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的以吸波纖維制備的吸波織物制備工藝復(fù)雜和成本較高、用電磁粉末填充織物空隙的吸波織物吸波性能差的技術(shù)問題。方法將吸波體與液態(tài)的有機聚合物混合得到漿料，將經(jīng)表面改性后紡織品浸入到漿料涂掛漿料，然后經(jīng)刮膠、滾壓或擠壓操作后，固化、烘干，得到可披掛式吸波復(fù)合材料。本發(fā)明的可披掛式吸波復(fù)合材料最低反射率在-10～-80dB，小于-10dB的吸收頻寬在1～10GH，而且制備工藝簡單。該材料可用于軍用飛行器、艦船、導(dǎo)彈等隱身軍事領(lǐng)域。
文檔編號D06M101/06GK102493204SQ20111040250
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者李影, 溫廣武, 費連東, 黃小蕭 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 蘿北云山碳業(yè)有限公司