專利名稱：全開孔微波吸波材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種全開孔微波吸波材料及其制備方法，主要用于微波中繼天線內部吸收雜波，減小副瓣，提高微波中繼天線的性能。
背景技術：
全開孔微波吸收材料是一類特殊的微波吸收材料，主要用于微波中繼天線內部吸收雜波，并且兼顧空氣流動好、耐水、散熱好、強度好，可承受較大功率，突出的耐候、耐老化等性能。因此、研制全開孔微波吸收材料帶來的巨大的難度和挑戰。雖然在上世紀90年代國外公司已有生產這類產品，其性能與材料厚度有關，2厘米厚度全開孔耐水吸波材料在6 18GHz范圍內微波垂直吸收率為-12dB。美國公開專利US5185381涉及此類材料研制，主要通過采用噴涂工藝來實現，其微波吸收劑為導電炭黑和銀粉組成，溶劑是甲基乙基酮，環境污染大，其材料微波吸收性能沒有列出。國內大連東信微波吸收材料有限公司采用浸潰工藝生產全開孔耐水吸波材料FRC-20，材料厚度2厘米，頻率5 15GHz垂直微波反射率達到_13dB。
發明內容
為了解決現有技術存在的不足，本發明提供了一種全開孔耐水型微波吸收材料及其制造方法，實現了寬頻帶微波吸收，且工藝具有成本低、環保 的優點。本發明所述全開孔耐水型微波吸收材料，包括全開孔海綿，在全開孔海綿的單面或雙面有微波吸收溶液層，所述微波吸收溶液按質量比由微波吸收劑25 35%、水性粘結劑50 55%、阻燃劑14 25%、填料0.1 0. 3%組成。所述微波吸收劑主要由電波損耗型材料及電波能量消散材料組成。電波損耗材料為導電炭黑或石墨；電波能量消散材料為鈦酸鋇、氧化鋯、碳酸鎂、硅酸鈣、二氧化硅、氯化鉀等，其電波損耗材料與電波能量消散材料體積比為10: f 10:3之間。其組成的微波吸收劑占微波吸收溶液質量為25 35%。所述水性粘結劑主要有自交聯丙烯酸乳液、單組份聚氨酯乳液、耐水性氯丁橡膠乳液。其固含量在35 50%之間，水性粘結劑質量占微波吸收溶液的50 55%。所述阻燃劑為四溴雙酚A、三氧化二銻復配組成，其復配質量比為5: f 3:1，其用量為微波吸收溶液質量的14 25%。所述的填料為導電金屬粉末如銀粉、銅粉、鋁粉等金屬粉末。其顆粒大小300目，用量為0.1 0. 3%。所述的全開孔海綿為網狀聚氨酯海綿，其孔密度為51個/平方厘米。孔直徑為
0.3^0. 5 厘米。本發明采用噴涂工藝對全開孔海綿進行單面或雙面噴涂微波吸收溶液，控制噴涂質量并干燥，使得全開孔海綿材料具備寬頻微波吸收性能及優異的阻燃、耐水型。所述微波吸收溶液主要有微波吸收劑、水性粘結劑、阻燃劑、填料等材料組成。2厘米厚度全開孔耐水吸波材料在2-18GHz頻率內垂直反射率達到_12dB，實現了寬頻帶微波吸收。此外材料具有優異的空氣流動好，散熱好，強度好，可承受較大功率，耐天候，耐老化性。另外噴涂工藝與傳統浸潰工藝相比，水性微波吸收溶液消耗少，利用率高對環境污染小，實施靈活，材料大小不受浸潰設備尺寸限制等優點。
圖1全開孔耐水微波吸收材料噴涂實施工藝示意圖。圖2實施例1全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖3實施例2全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖4實施例3全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖5實施例4全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖6實施例5全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖7實施例6全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖8實施例7全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖9實施例8全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。圖10實施例9全開孔耐水微波吸收材料電波垂直反射率圖。
具體實施例方式實施例1稱取690g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑42g，鈦酸鋇15g，二氧化硅4g，四溴雙酚A15g，三氧化二銻5g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加217gPU_113水性聚氨酯粘結劑(固含量35%)，Ig鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。實施例2稱取668g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑42g，鈦酸鋇32g，二氧化硅Sg，四溴雙酚A15g，三氧化二銻5g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加217gPU_113水性聚氨酯粘結劑(固含量35%)，2g鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60° C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。實施例3
稱取633g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑42g，鈦酸鋇65g，二氧化硅9g，四溴雙酚A15g，三氧化二銻5g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加217g PU-113水性聚氨酯粘結劑(固含量35%)，3g鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。實施例4稱取667g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑73g，氧化鋯32g，二氧化硅9g，四溴雙酚A15g，三氧化二銻5g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加186g PU-113水性聚氨酯粘結劑(固含量35%)，2g鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。實施例5稱取668g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑42g，碳酸鎂32g，二氧化硅9g，四溴雙酚A15g，三氧化二銻5g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加217g PU-113水性聚氨酯粘結劑(固含量3 5%)，Ig鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。實施例6稱取69Ig水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑73g，氧化鋯12g，碳酸鎂24g，二氧化硅6g，四溴雙酚A9g，三氧化二銻3g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加169g HF-745水性丙烯酸粘結劑(固含量45%)，2g鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。
實施例7稱取682g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑62g，氧化鋯6g，鈦酸鋇12g，碳酸鎂24g，二氧化硅6g，四溴雙酚AlOg，三氧化二銻5g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加180g HF-3045水性丙烯酸粘結劑(固含量45%)，2g鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。實施例8稱取678g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑42g，導電石墨IOg,碳酸鎂20g，氧化鋯12g 二氧化硅8g,四溴雙酚A15g，三氧化二銻3g ，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加200g HF-Ol水性丙烯酸粘結劑(固含量40%)，Ig鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。實施例9稱取688g水和Ilg分散劑N于塑料容器中，設定轉速500RPM，用F_0. 4高速分散機分散均勻。然后依次添加導電炭黑52g，導電石墨15g，碳酸鎂10g，氧化鋯Sg 二氧化硅10g，四溴雙酚A15g，三氧化二銻3g，轉速調整至1500RPM，分散20min，形成導電漿料。將導電漿料導入LKS-21立式砂磨機中，砂磨時間30min。砂磨后導電漿料用300目不銹鋼紗網過濾，并添加185g CRL-50EF水性氯丁橡膠粘結劑(固含量50%)，3g鍍銀T3導電銅粉(300目)，在F-0. 4高速分散機分散25min，制成水性微波吸收溶液。取厚度為2厘米，邊長為50厘米的正方形全開孔海綿，其孔直徑為0. 3^0. 5厘米，孔密度為51個/平方厘米。使用無氣噴涂設備對全開孔海綿正反面進行噴涂5遍，然后在60°C下干燥6h;正反面表干后再對其正反面進行噴涂6遍、80°C干燥8h，制成全開孔耐水型吸波材料。物理性能電磁波吸收性能采用自由空間測反射率的方法進行測試，在2GHf 18GHz的頻段測試。對全開孔耐水吸波材料進行垂直方向電波反射率性能測試如圖2 - 10。
權利要求
1.一種全開孔耐水型微波吸收材料，包括全開孔海綿，其特征是全開孔海綿的單面或雙面有微波吸收溶液層，所述微波吸收溶液按質量比由微波吸收劑25 35%、水性粘結劑 50 55%、阻燃劑14 25 %、填料O.1 O. 3 %組成。
2.根據權利要求1所述的全開孔耐水型微波吸收材料，其特征在于所述微波吸收劑由體積比為10: f 10:3的電波損耗型材料及電波能量消散材料組成。
3.根據權利要求2所述的全開孔耐水型微波吸收材料，其特征在于電波損耗材料為導電炭黑或石墨；電波能量消散材料為鈦酸鋇、氧化鋯、碳酸鎂、硅酸鈣、二氧化硅或氯化鉀。
4.根據權利要求1所述的全開孔耐水型微波吸收材料，其特征在于所述水性粘結劑是自交聯丙烯酸乳液、單組份聚氨酯乳液或耐水性氯丁橡膠乳液，其固含量在35飛0%之間。
5.根據權利要求1所述的全開孔耐水型微波吸收材料，其特征在于所述的阻燃劑為四溴雙酚A、三氧化二銻復配組成，其復配質量比為5: f 3:1。
6.根據權利要求1所述的全開孔耐水型微波吸收材料，其特征在于所述的填料為導電金屬粉末，其顆粒大小為300目。
7.根據權利要求1所述的全開孔耐水型微波吸收材料，其特征在于所述的全開孔海綿為網狀聚氨酯海綿，其孔密度為51個/平方厘米，孔直徑為O. 3^0. 5厘米。
8.一種全開孔耐水型微波吸收材料有制備方法，其特征在于，是在全開孔海綿的單面或雙面噴涂微波吸收溶液，所述微波吸收溶液按質量比由微波吸收劑25 35%、水性粘結劑 50 55%、阻燃劑14 25 %、填料O.1 O. 3 %組成。
全文摘要
本發明涉及一種全開孔耐水型微波吸收材料及其制造方法，該全開孔耐水型微波吸收材料，是全開孔海綿的單面或雙面有微波吸收溶液層，所述微波吸收溶液按質量比由微波吸收劑25~35%、水性粘結劑50~55%、阻燃劑14~25%、填料0.1~0.3%組成。制備時采用噴涂工藝對全開孔海綿進行單面或雙面進行噴涂水性微波吸收溶液，控制噴涂質量并干燥，使得全開孔海綿材料具備寬頻微波吸收性能。測試結果顯示2厘米厚度全開孔耐水型吸波材料在2-18GHz頻率范圍內垂直反射率＜-12dB。所述微波吸收溶液主要有微波吸收劑、水性粘結劑、阻燃劑、填料等材料組成，采用噴涂來制造全開孔耐水型微波吸收材料。
文檔編號C09D5/32GK103044704SQ201310023049
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月22日 優先權日2013年1月22日
發明者胡益民, 柳海莉, 張洋, 黃亮 申請人:南京南大波平電子信息有限公司