一种吸波材料及其形成方法

本发明总体涉及吸波材料领域，具体的，涉及一种吸波材料及其形成方法。

目前，电子元器件日益小型化，高度集成化，产生大量电磁干扰，使生活 环境变得不健康，因此，对电磁噪音进行抑制的方法将产生很大的市场。吸波 件可以对电磁噪音进行有效地抑制，例如，吸波件可以用于降低雷达波的反射、 降低雷达信号对机载设备的干扰以及抑制低频信号对通讯设备的干扰等。因此 ，吸波件在军事和民用领域具有广泛应用前景，而吸波件发展的总趋势是厚度 更薄、质量更轻、吸收频带更宽、吸波能力更强。

目前市场上的吸波材料主要是以涂料或者贴片的形式存在，这类材料只能 覆在物体的表面上，如果是形状特殊且又有吸波要求的物体，则现有的涂料或 者贴片形式的吸波材料难以良好地覆于该类物体表面上以达到所需的吸波要 求。因此，针对现有技术中所制备的吸波材料不能良好地满足产品的使用需求 ，以及同类产品吸波能力不足的问题，需要一种更好的解决方案。

为了解决现有技术中由于需将吸波材料涂覆在物体上而带来的吸波能 力不足的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种吸波材料，包括：一 层或多层树脂胶膜，包括：树脂：50-200份；填料：50-150份；以及一层 或多层载体；其中，一层或多层树脂胶膜与一层或多层载体交替放置；填 料中包括吸波剂。

在上述吸波材料中，吸波剂包括纳米铁氧体、纳米铁粉、纳米钴粉、 纳米镍粉、纳米镧系金属粉或羰基铁粉中的一种或它们的任意组合。

在上述吸波材料中，树脂为热固性树脂或热塑性树脂。

在上述吸波材料中，热固性树脂包括环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、 氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、有机硅 树脂或聚丁二烯树脂中的一种或它们的任意组合。

在上述吸波材料中，树脂胶膜中进一步包括固化剂：2-14份，固化剂 包括脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、酰胺基胺类固化剂、酸酐类 固化剂、酚醛类固化剂、合成树脂类固化剂或潜伏型固化剂中的一种或它 们的任意组合。

在上述吸波材料中，热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚 苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺或聚苯醚中的一种或 它们的任意组合。

在上述吸波材料中，填料进一步包括短切纤维、二氧化硅类、氧化铝、 碳酸钙和/或金属粉中的一种或它们的任意组合。

在上述吸波材料中，载体包括芳纶丝、芳纶布、石英布或玻纤布中的 一种或它们的任意组合。

在上述吸波材料中，载体的厚度小于等于2毫米。

在上述吸波材料中，载体的厚度介于0.1毫米至0.5毫米的范围内。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制备上述吸波材料的方法，包 括以下步骤：将树脂、填料与可选择的固化剂混合均匀形成混合料，其中 ，填料中包括吸波剂；将混合料制备为树脂胶膜；将一层或多层树脂胶膜 与一层或多层载体交替放置；以及实施固化。

在上述方法中，树脂与填料的体积比介于1:9至9:1的范围内。

在上述方法中，树脂与填料的体积比为3.5:6.5。

在上述方法中，利用辊式涂布机采用辊式涂胶法实施将混合料制备为 树脂胶膜的步骤。

在上述方法中，在50℃至95℃的温度范围内实施将混合料制备为树脂 胶膜的步骤。

在上述方法中，在将混合料制备为树脂胶膜的步骤中，涂布速度介于 0.5米/分钟至5米/分钟的范围内

在上述方法中，在100℃至330℃的范围内实施固化。

在上述方法中，在120℃至200℃的范围内实施固化。

在上述方法中，实施固化的时间介于0.5小时至24小时的范围内。

在上述方法中，实施固化的时间介于1小时至5小时的范围内。

在上述方法中，吸波剂包括纳米铁氧体、纳米铁粉、纳米钴粉、纳米 镍粉或羰基铁粉中的一种或它们的任意组合。

在上述方法中，树脂为热固性树脂或热塑性树脂。

在上述方法中，可选择的固化剂包括脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类 固化剂、酰胺基胺类固化剂、酸酐类固化剂、酚醛类固化剂、合成树脂类 固化剂或潜伏型固化剂中的一种或它们的任意组合。

在上述方法中，填料中进一步包括短切纤维、二氧化硅类、氧化铝、 碳酸钙和/或金属粉中的一种或它们的任意组合。

在上述方法中，载体包括芳纶丝、芳纶布、石英布或玻纤布中的一种 或它们的任意组合。

在上述方法中，载体的厚度小于等于2毫米。

在上述方法中，载体的厚度介于0.1毫米至0.5毫米的范围内。

由于本发明将吸波材料与需要具备良好吸波能力的物体相结合，因此 本发明提出的方法有效地解决得了现有技术中仅可以通过涂覆或贴片的方 式制备吸波材料的缺陷。并且本发明的吸波材料具有质量更轻且吸波能力 较强的特点。同时，由于采用了纤维复合的方式，因此，通过本发明制备 的吸波材料同时具有良好的吸波能力及力学性能。

为了更全面地理解本发明的实施例及其优势，现将结合附图所进行的 以下描述作为参考，其中：

图1是根据本发明的实施例的吸波材料的制备方法的流程图。

下面，详细论述了本发明各实施例的制造和使用。然而，应该理解， 本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的发明构思。所论 述的具体实施例仅示出了制造和使用本发明主题的具体方式，而不用于限 制不同实施例的范围。

吸波材料的制备方法

如图1的步骤S101所示，使用高速搅拌机将树脂、及包括吸波剂和增 强剂等的填料在室温下混合均匀形成混合料，混合时间介于30分钟至2小 时之间。

在本发明中，步骤S101中所使用的树脂可以是热固性树脂或热塑性树 脂。可以在本发明的实施例中使用的热塑性树脂包括但不限于聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺 或聚苯醚中的一种或它们的任意组合。本发明的实施例中可以使用的热固 性树脂包括但不限于环氧树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯 树脂、双马来酰亚胺树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、有机硅树脂或 聚丁二烯树脂中的一种或它们的任意组合。如本领域公知的技术，由于热 固性树脂的固化需要固化剂在树脂的高分子链之间提供化学/物理连接以 形成网状结构，因此，在使用热固性树脂的实施例中，还应将固化剂加入 高速搅拌机中与树脂等一起进行混合。在本发明的实施例中，可以使用的 固化剂包括但不限于脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、酰胺基胺类 固化剂、酸酐类固化剂、酚醛类固化剂、合成树脂类固化剂或潜伏型固化 剂中的一种或它们的任意组合，具体而言，本发明可以使用的固化剂包括 但不限于双氰胺、丙烯酸铵、酚醛型环氧树脂、乙烯基三胺、己二胺、间 苯二胺等。尽管在下文的具体实施例中仅包括使用热固性树脂及固化剂的 实例，但是本领域普通技术人员应该清楚，使用上文描述的热塑性树脂同 样可以达到相同的效果。

在步骤S101中，填料中包括用于改善制成的吸波材料的力学性能且增 加硬度的增强剂，同时这些增强剂还可用于降低成本。在本发明中可以使 用的增强剂包括但不限于短切纤维、二氧化硅类、氧化铝、碳酸钙和/或金 属粉中的一种或它们的任意组合。在步骤S101中可以使用的吸波剂包括纳 米铁氧体、纳米铁粉、纳米钴粉、纳米镍粉、纳米镧系金属粉或羰基铁粉 中的一种或它们的任意组合。并且在混合步骤中，上述组分的份数为：

树脂：50-200份；

填料：50-150份；

固化剂(可选择的)：2-14份

优选的，混合物中组分的份数为：

树脂：70-140份；

填料：60-140份；

固化剂(可选择的)：2-14份；

上述份数均以材料的重量进行计算。

如图1中的步骤S103所示，采用辊式涂胶法将步骤S101中混合均匀 的混合料制备为树脂胶膜。在本步骤中，使用辊式涂胶机将前文中描述的 混合料熔融，并涂布在离型纸上。所形成的树脂胶膜并未完全固化，其将 在随后的步骤中进一步进行固化(将在下文中进行描述)。在步骤S103中 ，辊式涂布机的涂布温度介于50℃至95℃之间，且涂布速度为0.5米/分钟 至5米/分钟的范围内。

如图1中的步骤S105，去除步骤S103中形成的树脂胶膜上的离型纸 ，并且将其和载体交替放置。在本步骤中，可以使用单层树脂胶膜与单层 载体的结构形式，多层树脂胶膜与多层载体的结构形式，或者使用任意数 量的树脂胶膜与任意数量的载体的结构形式，以满足产品或工艺需求。例 如，在本发明的一个实施例中，为同时满足对产品力学性能及吸波性能的 需要，采用了载体-树脂-载体型的结构。在本发明中，可以使用的载体包括 但不限于芳纶丝、芳纶布、石英布或玻纤布中的一种或它们的任意组合。 在本文的实施例中，载体的厚度可以小于2毫米，优选的载体的厚度可以 介于约0.1毫米至约0.5毫米的范围内。

如图1中的步骤S107所示，在完成树脂胶膜与载体交替放置之后，实 施固化步骤。在固化步骤中，将交替放置的单层或多层树脂胶膜与载体放 置在烘箱中，并在100℃至330℃的温度范围内实施固化，固化时间介于 0.5至24的范围内，优选的固化温度在约120℃至约200℃的范围内，优选 的固化时间可以介于1小时至5小时的范围内。在本发明的一些实施例中 也可以使用分步固化的方式实施固化，例如，可以先在约100℃左右的温 度下对交替放置的单层或多层树脂胶膜实施约1小时加热，然后再在约 150℃的温度下实施约3小时的加热。

实施例1

在70℃的温度下，使用高速搅拌机将140份环氧树脂、7份双氰胺、7 份的丙烯酸铵、140份羰基铁粉以及增强剂混合均匀形成混合物，其中， 树脂与填料(包括吸波剂和增强剂)的体积比为1:9，且增强剂包括短切纤 维、二氧化硅。然后使用辊式涂胶机利用辊式涂胶法将混合物制成树脂胶 膜。将一层树脂胶膜与一层芳纶布铺层，使用烘箱对铺层之后的复合物进 行固化，其中，在110℃的温度下加热1小时，并在150℃的温度下加热3 小时。最终形成吸波材料。

实施例2

在70℃的温度下，使用高速搅拌机将70份的双酚A氰酸酯、10份酚 醛型环氧树脂、2份的丙烯酸铵、140份羰基铁粉以及填料混合均匀形成混 合物，其中树脂与填料(包括吸波剂和增强剂)的体积比为3.5:6.5，且增 强剂包括氧化铝、碳酸钙。然后使用辊式涂胶机利用辊式涂胶法将混合物 制成树脂胶膜。将两层树脂胶膜与一层石英布铺层，使用烘箱对铺层之后 的复合物进行固化，其中，在130℃的温度下加热1小时，并在200℃的温 度下加热3小时。最终形成吸波材料。

实施例3

在70℃的温度下，使用高速搅拌机将70份的双马来酸酐树脂、10份 酚醛型环氧树脂、2份的丙烯酸铵、140份羰基铁粉以及填料混合均匀形成 混合物，其中环氧树脂与填料(包括吸波剂和增强剂)的体积比为9:1，且 增强剂包括氧化铝、碳酸钙。然后使用辊式涂胶机利用辊式涂胶法将混合 物制成树脂胶膜。将一层树脂胶膜与两层玻纤布铺层，使用烘箱对铺层之 后的复合物进行固化，其中，在130℃的温度下加热1小时，并在180℃的 温度下加热3小时。最终形成吸波材料。

实施例4

在70℃的温度下，使用高速搅拌机将100份环氧树脂、5份双氰胺、 60份羰基铁粉以及增强剂混合均匀形成混合物，其中，树脂与填料(包括 吸波剂和增强剂)的体积比为1:9，且增强剂包括短切纤维、二氧化硅。然 后使用辊式涂胶机利用辊式涂胶法将混合物制成树脂胶膜。将一层树脂胶 膜与一层芳纶布铺层，使用烘箱对铺层之后的复合物进行固化，其中，在 100℃的温度下加热1小时，并在300℃的温度下加热3小时。最终形成吸 波材料。

实施例5

在70℃的温度下，使用高速搅拌机将100份的双酚A氰酸酯、20份酚 醛型环氧树脂、10份的丙烯酸铵、80份羰基铁粉以及填料混合均匀形成混 合物，其中树脂与填料(包括吸波剂和增强剂)的体积比为3.5:6.5，且增 强剂包括氧化铝、碳酸钙。然后使用辊式涂胶机利用辊式涂胶法将混合物 制成树脂胶膜。将两层树脂胶膜与一层石英布铺层，使用烘箱对铺层之后 的复合物进行固化，其中，在150℃的温度下加热1小时，并在200℃的温 度下加热3小时。最终形成吸波材料。

实施例6

在70℃的温度下，使用高速搅拌机将80份的双马来酸酐树脂、10份 酚醛型环氧树脂、5份双氰胺、5份的丙烯酸铵、100份羰基铁粉以及填料 混合均匀形成混合物，其中环氧树脂与填料(包括吸波剂和增强剂)的体 积比为9:1，且增强剂包括氧化铝、碳酸钙。然后使用辊式涂胶机利用辊式 涂胶法将混合物制成树脂胶膜。将一层树脂胶膜与两层玻纤布铺层，使用 烘箱对铺层之后的复合物进行固化，其中，在120℃的温度下加热1小时 ，并在250℃的温度下加热3小时。最终形成吸波材料。

实验1吸波能力测试

分别取实施例1至实施例3中制成的吸波材料的样品(300*300mm2)按 照GJB2038-94(雷达吸波材料反射率测试方法)中所记载的实验方法，进行 吸波能力测试。

实验结果如下表所示

吸波频段 反射率

实施例1 8-12GHz -8dB

实施例2 8-12GHz -10dB

实施例3 8-12GHz -8dB

实施例4 8-12GHz -9dB

实施例5 8-12GHz -8dB

实施例6 8-12GHz -9dB

由以上实验结果可以得知，使用本发明的方法制得的吸波材料具有良好的 吸波能力，且可以按照设计需要制备一层或多层树脂胶膜与一层或多层载体复 合的吸波材料，从而达到在不同吸波频段所需的不同吸收效果。

尽管已经详细地描述了本发明的实施例及其优势，但应该理解，在不 背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作 出各种改变、替换和更改。而且，本申请的范围预期不限于本说明书中描 述的工艺、机器、制造、材料组分、工具、方法和步骤的特定实施例。作 为本领域普通技术人员将很容易地理解，根据本发明，可以利用现有的或 今后将开发的、用于与本发明描述的相应实施例执行基本相同的功能或获 得基本相同结果的工艺、机器、制造、材料组分、工具、方法或步骤。相 应地，所附权利要求旨在将这些工艺、机器、制造、材料组分、工具、方 法或步骤包括在它们的范围内。