一种耐高温吸波薄膜的制备方法与流程

1.本发明涉及一种耐高温吸波薄膜的制备方法，属于材料技术领域。

背景技术：

2.随着技术发展的需求，低可探测化将是未来高速飞行器的发展趋势，在外形隐身技术应用受到限制的条件约束下，吸波材料是抑制其雷达强散射最主要且有效的技术途径。吸波薄膜由于使用较为便携、应用场景广泛、吸波性能良好、介电性能可调而受到研究者的广泛关注。在常温吸收应用条件下，吸波薄膜的相关研究已取得巨大进展，而对于耐高温吸波领域，尚无发展较为成熟的吸波薄膜产品可查。因此，开发耐高温的吸波薄膜对于发展高温隐身技术十分重要。
3.通常应用于高温环境的吸波材料，会采取耐高温涂层来保护内部的吸波材料，防止其受到高温含氧环境的侵蚀氧化，这种方式存在较大的劣势：一是双层结构的复合设计增加了工艺的复杂性，也使得最终产品的力学性能等参数无法得到良好的控制；二是耐高温涂层本身具有一定的介电参数，这会破坏材料的临界条件，使得复合吸波材料的阻抗匹配特性变差，从而影响吸波性能。因此，采取更佳的吸波材料制备方案，得到高性能耐高温吸波材料仍旧存在挑战。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于基于当前耐高温复合吸波材料存在的问题，提出一种耐高温吸波薄膜的制备方法，以耐高温吸收剂和耐高温吸波基材作为原材料，通过纤维解离操作，并采用湿法抄造成页工艺，制备耐高温吸波薄膜。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种耐高温吸波薄膜的制备方法，包括以下步骤：
7.1)称取吸收剂和透波基材纤维，该吸收剂和透波基材纤维均为短切纤维，置于纤维解离器中；
8.2)称取粘结剂，置于所述纤维解离器中；
9.3)设置所述纤维解离器的转速和解离时间，向所述纤维解离器中加入去离子水，启动纤维解离器进行解离；
10.4)解离结束后，将纤维解离器中的混合溶液倒入方形纸页成型器，启动抽滤程序，得到纸页；
11.5)将得到的纸页进行热压干燥，除去多余水分，得到耐高温吸波薄膜。
12.优选地，所述吸收剂选用钨芯碳化硅纤维、碳化硅基复合纤维、氮化硼纤维、氮化铝纤维中的一种。
13.优选地，所述透波基材纤维选用石英纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维中的一种。
14.优选地，所述吸收剂和透波基材纤维之间的质量比为(1～10):10。
15.优选地，所述吸收剂的长度为5～10mm，所述透波基材纤维的长度为6～12mm。
16.优选地，所述粘结剂包括沉析芳纶纤维、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、低熔点聚丙烯纤维中的一种或几种。
17.优选地，所述粘结剂在吸收剂、透波基材纤维及粘结剂的总量中的质量占比为5％～15％。
18.优选地，设置所述纤维解离器的转速为600～1000r/min，解离时间5～15min。
19.优选地，向所述纤维解离器中加入3～5l去离子水。
20.优选地，所述热压干燥的温度为90～120℃。
21.优选地，所述耐高温吸波薄膜的厚度为0.1～0.2mm。
22.本发明基于当前耐高温复合吸波材料存在的问题，针对相关应用需求，综合考虑了吸波材料的制备工艺简易性和介电性能调控可行性，提出了一种耐高温吸波薄膜的制备方法，以耐高温吸收剂和耐高温吸波基材作为原材料，通过纤维解离操作，使吸收剂纤维和吸波基材纤维以及粘结剂先快速分散，之后充分混合形成悬浊液，进一步采用湿法抄造成页工艺，使吸收剂纤维均匀分散于吸波基材之中，避免了因吸收剂分布不均导致的介电参数波动较大的问题，实现耐高温吸波薄膜的制备。得到的耐高温吸波薄膜具有良好的高温稳定性，能够耐受800℃高温含氧环境，并且通过提高湿法抄造原料中耐高温吸波纤维的比例含量，可以提升调节得到的耐高温吸波薄膜的电磁参数，增强吸波薄膜的损耗能力，为耐高温隐身材料的研究提供技术支撑。
附图说明
23.图1示出了实施例1制备的耐高温吸波薄膜在s波段的介电常数。
24.图2示出了实施例2制备的耐高温吸波薄膜在s波段的介电常数。
25.图3示出了实施例3制备的耐高温吸波薄膜在s波段的介电常数。
具体实施方式
26.为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。
27.本发明公开一种耐高温吸波薄膜的制备方法，通过湿法抄造成页工艺制备，具体包括以下步骤：
28.第一步：称取一定量的吸收剂和透波基材纤维，将其置于纤维解离器中。
29.根据一些实施方式，所述吸收剂的长度可以选择5～10mm，所述透波基材纤维的长度可以选择6～12mm。
30.根据一些实施方式，所述吸收剂可选择除了短切钨芯碳化硅纤维外的其他种类耐高温抗氧化的短切纤维，如碳化硅基复合纤维、氮化硼纤维、氮化铝纤维等。所述吸收剂为短切纤维，具有典型的介电极化损耗特性，并且在高温含氧环境下的抗氧化耐腐蚀特性良好。所述吸收剂在所有原料中所占的质量比直接作用于所得到的耐高温吸波薄膜的介电参数。所述吸收剂的含量比例越高，得到的耐高温吸波薄膜的介电参数就越高，其损耗能力就越强。
31.根据一些实施方式，所述透波基材纤维也可选择除了透波基材纤维外的其他稳定性良好的纤维，如玻璃纤维、氧化铝纤维等。所述透波基材纤维在1200℃以下空气环境中具
有良好的稳定性，不会发生熔融等物理变化以及其他化学反应。
32.根据一些实施方式，所述吸收剂和透波基材纤维之间的质量比为(1～10):10。
33.本领域技术人员可根据具体实际需要来选择所述吸收剂、透波基材纤维的具体种类和含量比例。
34.第二步：称取一定量的粘结剂，将其置于纤维解离器中。
35.根据一些实施方式，所述粘结剂包括沉析芳纶纤维、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、低熔点聚丙烯纤维的一种或几种；粘结剂的选择对于吸波薄膜的介电性能影响较小，因此在选择时主要考虑粘结剂与短切纤维之间的相容性。
36.根据一些实施方式，粘结剂的用量在所有原料(包括粘结剂、吸收剂、透波基材纤维)中的质量占比控制为5％～15％，可根据粘结剂的种类进行调节。
37.第三步：设置纤维解离器的转速，向纤维解离器中加入去离子水，启动纤维解离器进行解离；解离标准以获得均相分散的混合溶液为佳，基于此标准可延长解离时间或提高解离器转速。
38.根据一些实施方式，纤维解离器的转速为600～1000r/min。
39.根据一些实施方式，向纤维解离器中加入3～5l去离子水。
40.根据一些实施方式，解离时间为5～15min。
41.根据一些实施方式，针对不同纤维类型，可使用分散剂辅助解离。
42.第四步：解离结束后，将纤维解离器中的混合溶液倒入方形纸页成型器，启动抽滤程序，得到纸页。
43.第五步：将得到的纸页进行热压干燥，除去多余水分，得到厚度分布均匀、具有一定韧性的耐高温吸波薄膜。
44.根据一些实施方式，热压干燥的温度可以控制在90～120℃，根据粘结剂的种类进行调节。
45.根据一些实施方式，得到的耐高温吸波薄膜的厚度为0.1～0.2mm。
46.以下列举具体的实施例：
47.实施例1
48.第一步：称取1g长度为8mm的短切钨芯碳化硅纤维和10g长度为6mm的短切石英纤维，将其置于纤维解离器中；
49.第二步：称取2g沉析芳纶纤维，将其置于纤维解离器中；
50.第三步：设置纤维解离器的转速为800r/min，解离时间10min，向纤维解离器中加入4l去离子水，启动纤维解离器；
51.第四步：解离结束后，将纤维解离器中的混合溶液倒入方形纸页成型器，启动抽滤程序，得到纸页；
52.第五步：将得到的纸页在100℃下进行热压干燥，除去多余水分，制成厚度0.1mm的耐高温吸波薄膜。
53.本实施例得到的耐高温吸波薄膜在s波段的介电常数如图1所示。
54.实施例2
55.第一步：称取3g长度为5mm的短切钨芯碳化硅纤维和10g长度为12mm的短切石英纤维，将其置于纤维解离器中；
56.第二步：称取1.5g沉析芳纶纤维，将其置于纤维解离器中；
57.第三步：设置纤维解离器的转速为600r/min，解离时间15min，向纤维解离器中加入3l去离子水，启动纤维解离器；
58.第四步：解离结束后，将纤维解离器中的混合溶液倒入方形纸页成型器，启动抽滤程序，得到纸页；
59.第五步：将得到的纸页在90℃下进行热压干燥，除去多余水分，制成厚度0.1mm的耐高温吸波薄膜。
60.本实施例得到的耐高温吸波薄膜在s波段的介电常数如图2所示。
61.实施例3
62.第一步：称取10g长度为10mm的短切钨芯碳化硅纤维和10g长度为10mm的短切石英纤维，将其置于纤维解离器中；
63.第二步：称取1g沉析芳纶纤维，将其置于纤维解离器中；
64.第三步：设置纤维解离器的转速为1000r/min，解离时间5min，向纤维解离器中加入5l去离子水，启动纤维解离器；
65.第四步：解离结束后，将纤维解离器中的混合溶液倒入方形纸页成型器，启动抽滤程序，得到纸页；
66.第五步：将得到的纸页在120℃下进行热压干燥，除去多余水分，制成厚度0.2mm的耐高温吸波薄膜。
67.本实施例得到的耐高温吸波薄膜在s波段的介电常数如图3所示。
68.虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的适当修改或者等同替换，均应涵盖于本发明的保护范围内，本发明的保护范围以权利要求所限定者为准。

技术特征：

1.一种耐高温吸波薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)称取吸收剂和透波基材纤维，该吸收剂和透波基材纤维均为短切纤维，置于纤维解离器中；2)称取粘结剂，置于所述纤维解离器中；3)设置所述纤维解离器的转速和解离时间，向所述纤维解离器中加入去离子水，启动纤维解离器进行解离；4)解离结束后，将纤维解离器中的混合溶液倒入方形纸页成型器，启动抽滤程序，得到纸页；5)将得到的纸页进行热压干燥，除去多余水分，得到耐高温吸波薄膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸收剂选用钨芯碳化硅纤维、碳化硅基复合纤维、氮化硼纤维、氮化铝纤维中的一种；所述透波基材纤维选用石英纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维中的一种。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述吸收剂和透波基材纤维之间的质量比为(1～10):10。4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述吸收剂的长度为5～10mm，所述透波基材纤维的长度为6～12mm。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括沉析芳纶纤维、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、低熔点聚丙烯纤维中的一种或几种。6.如权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂在吸收剂、透波基材纤维及粘结剂的总量中的质量占比为5％～15％。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，设置所述纤维解离器的转速为600～1000r/min，解离时间5～15min。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向所述纤维解离器中加入3～5l去离子水。9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压干燥的温度为90～120℃。10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述耐高温吸波薄膜的厚度为0.1～0.2mm。

技术总结

本发明公开一种耐高温吸波薄膜的制备方法，属于材料技术领域。称取吸收剂和透波基材纤维，该吸收剂和透波基材纤维均为短切纤维，置于纤维解离器中；称取粘结剂，置于所述纤维解离器中；设置所述纤维解离器的转速和解离时间，向所述纤维解离器中加入去离子水，启动纤维解离器进行解离；解离结束后，将纤维解离器中的混合溶液倒入方形纸页成型器，启动抽滤程序，得到纸页；将得到的纸页进行热压干燥，除去多余水分，得到耐高温吸波薄膜。本发明制备得到的耐高温吸波薄膜具有良好的高温稳定性。到的耐高温吸波薄膜具有良好的高温稳定性。到的耐高温吸波薄膜具有良好的高温稳定性。