本發明涉及吸波技術領域,尤其涉及一種纖維氈吸波材料。
本發明屬于在先申請“一種纖維吸波材料”的專利布局中的一件重要發明。
背景技術:
隨著現代科學技術的發展,電磁波輻射對環境的影響日益增大。在機場、機航班因電磁波干擾無法起飛而誤點;在醫院、移動電話常會干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此,治理電磁污染,尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料,已成為材料科學的一大課題。
碳纖維具有優良的導電性能。早期研究中,碳纖維作為樹脂增強體加入,添加的碳纖維量達40%甚至更多,這種碳纖維復合材料對電磁波幾乎是全反射,只有經過特殊處理的碳纖維才具有一定的吸波性能。其處理方法主要有:將碳纖維的橫截面做成三葉形或有棱角的方形等異型截面;制備螺旋型纖維:對其進行表面改性,在其表面涂覆含有電磁損耗介質的樹脂,沉積一層微小孔穴的碳粉,噴涂鎳或氟化物處理等;采用低溫燒制特定電導率的纖維。
但上述處理方法技術繁瑣,且導致成本上升較多。近年來,隨著復合石墨烯纖維的出現,因為優秀的性能,在各個領域獲得廣泛的應用。
技術實現要素:
本發明的目的在于提出一種纖維氈吸波材料,能夠使得材料吸波性能優異。
本申請人通過研究發現,通過纖維束形成豎向的陣列結構,吸波主材料接枝/吸附/涂覆/混雜在所述纖維束上進而形成陣列,陣列之間的結構填充有反射/第二吸波材料,所述結構通過樹脂基體形成,樹脂中混有各種添加劑。該結構能使得吸波效果產生加成效果,形成協同效應。發明人對各個要素進行了優化并進行了專利布局,以使得各個方案滿足不同的需求或適應不同的應用場景及價格要求。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種纖維氈吸波材料,其組成按重量份包括:
環氧樹脂基體 20-40
固化劑 2-5
石墨烯纖維 20-30,
炭黑 10-20,和
微波吸收劑纖維束5-15;其中,
所述石墨烯纖維夾雜炭黑形成復合石墨烯纖維,進而與環氧樹脂和固化劑作用,形成石墨烯纖維氈;
所述微波吸收劑纖維束由Fe3O4微波吸收劑、聚苯胺和玻璃纖維按照重量比1:(0.2-0.5):(0.5-2)均勻混合后,形成0.1-1mm的纖維束;所述微波吸收劑纖維束垂直分散在環氧樹脂中,形成等間距的陣列,所述間距不大于10mm。
本發明經過試驗驗證,所述微波吸收劑纖維雜亂無序分散在環氧樹脂中,或橫向分散在環氧樹脂中,其吸波效果均劣于本發明的垂直分散。
優選的,所述環氧樹脂基體原料按重量份組成如下:
溴化雙酚A縮水甘油醚樹脂 30-70,
四溴雙酚A二縮水甘油醚樹脂 20-40
1,1,2,2-四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚 5-20。
優選的,所述固化劑為雙氰胺或二氨基二苯砜。本發明采用上述胺基固化劑,其中所含的胺基,可以有效阻止石墨烯纖維的團聚,增加其分散性能,有利于吸波性能的提高。
本發明采用特定的環氧樹脂、固化劑與吸波材料配合,并采用特定的微波吸收劑纖維束排列方向,來提高材料的吸波性能。本發明的吸波材料從10-18GHz都有大于-28dB的反射衰減。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
一種纖維氈吸波材料,其組成按重量份包括:
環氧樹脂基體 20
固化劑 2
石墨烯纖維 20,
炭黑 10,和
微波吸收劑纖維束5;其中,
所述石墨烯纖維夾雜炭黑形成復合石墨烯纖維,進而與環氧樹脂和固化劑作用,形成石墨烯纖維氈;
所述微波吸收劑纖維束由Fe3O4微波吸收劑、聚苯胺和玻璃纖維按照重量比1:0.2:0.5均勻混合后,形成0.1mm的纖維束;所述微波吸收劑纖維束垂直分散在環氧樹脂中,形成等間距的陣列,所述間距不大于10mm。
所述環氧樹脂基體原料按重量份組成如下:
溴化雙酚A縮水甘油醚樹脂 30,
四溴雙酚A二縮水甘油醚樹脂 20
1,1,2,2-四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚 20。
實施例2
一種纖維氈吸波材料,其組成按重量份包括:
環氧樹脂基體 40
固化劑 5
石墨烯纖維 30,
炭黑 20,和
微波吸收劑纖維束15;其中,
所述石墨烯纖維夾雜炭黑形成復合石墨烯纖維,進而與環氧樹脂和固化劑作用,形成石墨烯纖維氈;
所述微波吸收劑纖維束由Fe3O4微波吸收劑、聚苯胺和玻璃纖維按照重量比1:(0.2-0.5):(0.5-2)均勻混合后,形成0.1-1mm的纖維束;所述微波吸收劑纖維束垂直分散在環氧樹脂中,形成等間距的陣列,所述間距不大于10mm。
所述環氧樹脂基體原料按重量份組成如下:
溴化雙酚A縮水甘油醚樹脂 70,
四溴雙酚A二縮水甘油醚樹脂 20
1,1,2,2-四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚 20。
實施例1-2所制備的吸波材料從10-18GHz都有大于-28dB的反射衰減。