本發明涉及吸波技術領域,尤其涉及一種纖維吸波材料。
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吸波材料,能夠使得材料吸波性能優異。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種纖維吸波材料,其組成按重量份包括:
環氧樹脂基體 40-60
固化劑 2-10
石墨烯纖維 10-30,和
BaFe12O19微波吸收劑 5-15;其中,
所述石墨烯纖維為石墨烯纖維束,所述纖維束垂直分散在環氧樹脂中,形成等間距的陣列,所述BaFe12O19微波吸收劑均勻分散在所述環氧樹脂中。
本發明經過試驗驗證,所述石墨烯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宣威的團聚,增加其分散性能,有利于吸波性能的提高。
所述鋇鐵氧體的制備方法,包括:
(1)按照摩爾比1:12:(6-26)的比例將硝酸鋇、硝酸鐵和檸檬酸混合并形成水溶液;
(2)向溶液中加入氨水,直至pH 4-7,水浴85-95℃恒溫加熱1-3小時使其反應;
(3)將反應物烘干,得到干凝膠;
(5)將干凝膠于550-750℃下煅燒,保溫1-3小時,得到BaFe12O19鋇鐵氧體。
本發明制備得到的鋇鐵氧體為磁鉛石型六角鋇鐵氧體BaFe12O19。其片徑為8-26μm,無團聚現象。其矯頑力Hc為368kA/m以上,遠高于其他方法制備得到的鋇鐵氧體的200kA/m左右。由于矯頑力越大,磁損耗越強,因此吸波性能越好,因此本發明制備得到的鋇鐵氧體具備更優秀的吸波吸能。
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-27dB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
一種纖維吸波材料,其組成按重量份包括:
環氧樹脂基體 40
雙氰胺固化劑 2
石墨烯纖維 30,和
BaFe12O19微波吸收劑 5;其中,
所述石墨烯纖維為石墨烯纖維束,所述纖維束垂直分散在環氧樹脂中,形成等間距的陣列,所述BaFe12O19微波吸收劑均勻分散在所述環氧樹脂中。
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
一種纖維吸波材料,其組成按重量份包括:
環氧樹脂基體 60
二氨基二苯砜固化劑 10
石墨烯纖維 10,和
BaFe12O19微波吸收劑 15;其中,
所述石墨烯纖維為石墨烯纖維束,所述纖維束垂直分散在環氧樹脂中,形成等間距的陣列,所述BaFe12O19微波吸收劑均勻分散在所述環氧樹脂中。
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2-18GHz都有大于-27dB的反射衰減。
對比例1
將實施例1的鋇鐵氧體替換為四氧化三鐵磁性材料,其余不變。
對比例1的吸波材料反射衰減在-18dB左右,遠小于本發明的反射衰減,證明本發明的替換,技術效果得到極大提升。