吸波紙及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種吸波紙及其制備方法和應用。該吸波紙包含0.1-95wt％的纖維類吸波劑與5-99.9wt％的透波纖維。本發(fā)明通過將纖維類吸波劑與透波纖維混合后通過造紙工藝制得具有吸波性能的紙，即吸波紙，再由上述吸波紙作為格壁材料制成吸波夾芯，然后將由纖維類吸波劑含量不同的吸波紙制得的吸波夾芯用透波層隔開，最后將整個結構進行浸漬、固化，即獲得吸波材料。本發(fā)明的吸波材料吸波效率高、吸波性能穩(wěn)定、吸收頻段寬、質量輕且強度優(yōu)異。
【專利說明】吸波紙及其制備方法和應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及造紙【技術領域】，具體涉及一種具有吸波功能的吸波紙及其制備方法和應用。

【背景技術】
[0002]隨著高頻電磁輻射在雷達及通訊領域被越來越廣泛地使用，人們對電磁屏蔽的關注度日益提升，對吸波材料的要求也越來越高。通常對吸波材料的綜合要求為吸收效率高、吸收頻段寬、質量輕、強度高。如何制得同時實現上述要求的吸波材料一直是該領域研究者的研究目標。
[0003]吸波材料按應用形式分可分為寄生型吸波材料和結構型吸波材料兩大類，其中寄生型吸波材料又分為涂層材料、粘貼型片材、鍍膜等類型；而結構型吸波材料又分為層板型和夾芯型，它們具有吸波和承載雙重功能。按吸收機理分雷達吸波材料又可分為吸收型吸波材料和干涉型吸波材料，其中吸收型吸波材料是利用材料本身對雷達波的損耗吸收，使得一部分電磁能轉化成熱能損耗掉；而干涉型吸波材料是利用吸波層表面反射波和底層反射波的振幅相等振幅相反進行干涉抵消，其厚度需滿足d= λ/4+ηλ/2(其中η>0，η為整數)，這類吸波材料的吸收頻帶窄。
[0004]吸波涂層是指以高分子溶液、乳液或液態(tài)高聚物為基體，把吸波劑和其他附加成分分散到其中而制得的吸波材料。傳統(tǒng)吸波涂層通常以具有電磁損耗的顆粒為吸波劑，其具有吸收頻帶窄、重量大、粘結強度低、耐候性差等缺點。其他幾種寄生型吸波材料也具有類似的缺點。而結構吸波復合材料特別是吸波夾芯材料兼具良好的結構承載能力、密度小等優(yōu)點，此外吸波夾芯材料可通過夾芯吸波結構對入射電磁波進行多次散射吸收，從而最大限度地衰減雷達波能量并由此獲得優(yōu)異的寬頻吸波效果，因此可以很好地滿足結構、功能一體化要求，因此在航空、航天領域具有廣闊的應用前景。
[0005]然而，傳統(tǒng)的吸波夾芯材料，如蜂窩夾芯材料主要以紙蜂窩為基體，通過浸潰摻有吸波劑的膠液制備而成，該制備方法工藝復雜，如需要將吸波劑均勻分散在膠液中，而膠液中含吸波劑時往往難以實現均勻浸潰，因此較難實現電磁參數的梯度控制，不利于阻抗匹配特性的優(yōu)化，因而寬頻吸波效果并不理想。此外，該方法制備的吸波夾芯材料在長時間使用下容易出現吸收劑剝落現象，污染周圍電磁環(huán)境，影響其吸波性能的穩(wěn)定性。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種具有吸波功能的吸波紙及其制備方法和應用。包含本發(fā)明的吸波紙的吸波材料吸波效率高、吸波性能穩(wěn)定、吸收頻段寬、質量輕且強度優(yōu)異。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現的。
[0008]一方面，本發(fā)明提供一種吸波紙，該吸波紙包含0.l_95wt%的纖維類吸波劑與5-99.9wt%的透波纖維。
[0009]優(yōu)選地，所述纖維類吸波劑選自具有電磁波損耗功能的磁性纖維、導電纖維、介電纖維及摻雜型纖維，如多晶鐵纖維、鎳纖維、碳纖維、銅纖維、碳化硅纖維和SiC/Ti摻雜纖維中的一種或多種；優(yōu)選地，所述纖維類吸波劑為多晶鐵纖維。
[0010]優(yōu)選地，所述透波纖維選自透波性好的無機纖維、高性能合成纖維及其漿柏，如對位芳綸原纖化漿柏、對位芳綸沉析漿柏、間位芳綸原纖化漿柏、聚對苯撐苯并二噁唑(ΡΒ0)原纖化漿柏和石英纖維中的一種或多種；優(yōu)選地，所述透波纖維為聚對苯撐苯并二噁唑(ΡΒ0)原纖化漿柏。
[0011]優(yōu)選地，所述吸波紙還包含粒狀或不規(guī)則形狀的吸波劑，如金屬粉末、炭黑、陶瓷粉末、鐵氧體粉末、空心微球等。
[0012]另一方面，本發(fā)明提供一種制備上述吸波紙的方法，該方法包括如下步驟:
[0013](1)將0.l-95wt %的纖維類吸波劑與5-99.9wt %的透波纖維相混合制得漿料；
[0014](2)使所述漿料上網成形；
[0015](3)壓榨、干燥；
[0016](4)壓光，即得。
[0017]優(yōu)選地，在上述制備吸波紙的方法中，在步驟(1)中，所述纖維類吸波劑可選自具有電磁波損耗功能的磁性纖維、導電纖維、介電纖維及摻雜型纖維，如多晶鐵纖維、鎳纖維、碳纖維、銅纖維、碳化硅纖維、SiC/Ti摻雜纖維中的一種或多種。更優(yōu)選地，所述纖維類吸波劑為多晶鐵纖維，其具有較高的磁導率，并具有溫度穩(wěn)定性好、對電磁波吸收強、頻帶寬等優(yōu)點。
[0018]優(yōu)選地，在上述制備吸波紙的方法中，在步驟(1)中，所述透波纖維可選自透波性好的無機纖維、高性能合成纖維及其漿柏，如對位芳綸原纖化漿柏、對位芳綸沉析漿柏、間位芳綸沉析漿柏、聚對苯撐苯并二噁唑(ΡΒ0)原纖化漿柏、石英纖維中的一種或多種。
[0019]更優(yōu)選地，所述透波纖維為聚對苯撐苯并二噁唑(ΡΒ0)原纖化漿柏，其具有優(yōu)異的耐高溫、耐化學腐蝕、阻燃性能和力學性能。
[0020]優(yōu)選地，在上述制備吸波紙的方法中，在步驟⑴中，所述漿料的濃度為
0.01-0.1% (w/v)，優(yōu)選0.02-0.05% (w/v)。當濃度超過0.1 %時不利于纖維的分散，容易形成漿團；當濃度低于0.01%時，大多數紙機不足以實現及時的脫水；此外在生產過程中，改變漿料濃度往往需要同時調整漿網速比，濃度過高或過低時需要大幅調整漿網速比，而當漿網速比偏離其最佳值范圍時將不利于紙頁的成形勻度。
[0021]優(yōu)選地，在上述制備吸波紙的方法中，在步驟(2)中，使所述漿料通過斜網、圓網或長網紙機上網成形，或通過手動抄片器成形；優(yōu)選使所述漿料通過斜網紙機上網成形。
[0022]優(yōu)選地，在上述制備吸波紙的方法中，在步驟(3)中，干燥溫度為90_120°C，優(yōu)選為 105。。。
[0023]優(yōu)選地，在上述制備吸波紙的方法中，在步驟(4)中，采用輥式壓光機在50?300kg/cm線壓條件下進行壓光，或采用平板壓光機在10?60MPa壓力條件下進行壓光，從而提高紙頁平滑度，調整紙頁厚度以利于后續(xù)夾芯的加工。
[0024]另一方面，本發(fā)明提供一種吸波夾芯，該吸波夾芯由上述吸波紙制備而成；優(yōu)選地，所述吸波夾芯為波紋板形夾芯、菱形夾芯、正六邊形蜂窩夾芯或其他異形蜂窩夾芯。
[0025]又一方面，本發(fā)明提供一種制備上述吸波夾芯的方法，該方法包括如下步驟:
[0026](1)將本發(fā)明前述制備的吸波紙涂膠、疊層、壓制、切割，制成夾芯疊塊；
[0027](2)將步驟⑴制備的夾芯疊塊拉伸、定型，制成夾芯塊；
[0028](3)將步驟(2)制備的夾芯塊浸潰樹脂、固化，其中所述樹脂為熱固性或熱塑性高分子聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等；
[0029](4)對步驟(3)浸潰、固化后的夾芯塊進行切片，即得吸波夾芯。
[0030]再一方面，本發(fā)明提供一種吸波材料，該吸波材料由至少一個前述的吸波夾芯或前述方法制備的吸波夾芯和至少一個透波層組成的吸波材料結構浸潰樹脂、固化制備而成。
[0031 ] 優(yōu)選地，在所述吸波材料結構中，所述吸波夾芯與所述透波層交替排列。
[0032]優(yōu)選地，在所述吸波材料結構中，各吸波夾芯的吸波劑含量相同或不同；優(yōu)選地，各吸波夾芯的吸波劑含量不同，且所述吸波夾芯按照吸波劑含量由低至高或由高至低的順序進行排列，使用時吸波劑含量最低的吸波夾芯置于靠近電磁波入射側。優(yōu)選地，所述吸波材料結構最外層至少有一層為透波層，使用時該透波層靠近電磁波入射側；更優(yōu)選地，當各吸波夾芯的吸波劑含量不同，且所述吸波夾芯按照吸波劑含量由低至高或由高至低的順序進行排列時，至少在吸波劑含量最低的吸波夾芯的外側有一個透波層。
[0033]優(yōu)選地，所述透波層由透波材料制備而成；優(yōu)選地，所述透波材料選自透波紙基材料、透波纖維織物、透波纖維增強樹脂材料等，如芳綸紙、聚對苯撐苯并二噁唑(ΡΒ0)紙、玻璃纖維布、石英纖維布和玻纖增強環(huán)氧樹脂復合板中的一種或多種。
[0034]優(yōu)選地，所述樹脂為熱固性或熱塑性高分子聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等。
[0035]在一個具體的實施方案中，該吸波材料由吸波材料結構浸潰樹脂、固化而成；
[0036]所述吸波材料結構包括:
[0037]-前述吸波夾芯或前述方法制備的吸波夾芯，該吸波夾芯按照吸波劑含量由低至聞或由聞至低的順序進行排列；
[0038]-與所述吸波夾芯交替排列的透波層，該透波層由透波材料制備而成，所述透波材料選自透波紙基材料、透波纖維織物、透波纖維增強樹脂材料等，如芳綸紙、聚對苯撐苯并二噁唑(ΡΒ0)紙、玻璃纖維布、石英纖維布和玻纖增強環(huán)氧樹脂復合板中的一種或多種；
[0039]其中，所述吸波材料結構最外層至少有一層為透波層，優(yōu)選地，該透波層設置在所述吸波材料結構中吸波劑含量最低的吸波夾芯的外側；
[0040]所述樹脂為熱固性或熱塑性高分子聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等。
[0041]以下將詳細描述本發(fā)明制備吸波材料的方法。
[0042]本發(fā)明是通過將纖維類吸波劑與透波纖維(即，具有透波性能的纖維)混合后通過造紙工藝制得具有吸波性能的紙，即吸波紙，再由上述吸波紙作為格壁材料制成吸波夾芯，然后將由纖維類吸波劑含量不同的吸波紙制得的吸波夾芯用透波層分隔開，最后將整個結構進行浸膠、固化，即獲得吸波材料。
[0043]具體的制備流程包括以下步驟:
[0044](1)制備吸波紙
[0045]⑴在水中分散0.1?95wt%的纖維類吸波劑和5?99.9wt%的透波纖維，得到漿料A ；
[0046](ii)上網成形；
[0047](iii)壓榨、干燥；
[0048](iv)壓光，得到吸波紙A’ ；
[0049](2)制備吸波夾芯
[0050](i)將纖維類吸波劑含量不同的吸波紙A1’、A2’、A3’…分別制成吸波夾芯A1”、A2”、A3” …；
[0051](3)制備吸波材料
[0052](i)將吸波夾芯A1”、A2”、A3”…按照吸波劑含量從低到高的順序進行排列，中間用透波層B’(由透波材料制備而成)隔開，且吸波劑含量最低的吸波夾芯的外側也覆蓋上透波層(由透波材料制備而成)；
[0053](ii)浸潰樹脂；
[0054](iii)固化成型。
[0055]在上述制備吸波紙中，所述纖維類吸波劑可選自具有電磁波損耗功能的磁性纖維、導電纖維、介電纖維及摻雜型纖維，如多晶鐵纖維、鎳纖維、碳纖維、銅纖維、碳化硅纖維、SiC/Ti摻雜纖維中的一種或多種；所述透波纖維可以為透波性好的無機纖維、高性能合成纖維及其漿柏，如對位芳綸原纖化漿柏、對位芳綸沉析漿柏、間位芳綸原纖化漿柏、ΡΒ0原纖化漿柏、石英纖維中的一種或多種。所述透波材料選自透波紙基材料、透波纖維織物、透波纖維增強樹脂材料等，如芳綸紙、聚對苯撐苯并二噁唑(ΡΒ0)紙、玻璃纖維布、石英纖維布和玻纖增強環(huán)氧樹脂復合板中的一種或多種。
[0056]在上述制備吸波紙中，漿料通過斜網、圓網或長網紙機上網成形；或通過手動抄片器成形，優(yōu)選漿料通過斜網成形。
[0057]在上述制備吸波紙中，壓光工藝具體可采用棍式壓光機在50?300kg/cm線壓的條件下或平板壓光機在10?60MPa壓力條件下壓光來實現。
[0058]其中，吸波紙A’制備流程如圖1所示；吸波夾芯A”制備流程如圖2所示。
[0059]在上述制備吸波夾芯的方法中，所述夾芯可為波紋板形夾芯、菱形夾芯、正六邊形蜂窩夾芯及其他異形蜂窩夾芯中的一種或多種。
[0060]在上述制備吸波材料中，按照不同吸波劑含量分別制得吸波紙A1’、A2’、A3’…后，按照圖2所示流程制得吸波夾芯A1”、A2”、A3”…，其中吸波紙中吸波劑的含量為Α?！处?’〈A3’…，以三種不同吸波劑含量的吸波夾芯為例，制得的吸波材料結構如圖3所
/j、l Ο
[0061]在上述制備吸波材料中，所述樹脂可以為熱固性或熱塑性高分子聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等。
[0062]本發(fā)明的吸波材料的作用機理是:
[0063]對于吸收型吸波材料，要想達到有效吸收入射雷達波從而使目標回波強度顯著衰減的目的需解決兩大問題:一為入射波能最大限度地進入材料內部而不被表面反射，即滿足阻抗匹配條件；二為進入材料內部的電磁波能迅速地被材料吸收衰減掉，即滿足衰減條件。纖維類吸波劑不但具有優(yōu)良的電磁衰減效果，而且具有較好的力學性能。利用造紙技術可以將纖維類吸波劑均勻地分散在基體材料中得到吸波紙，纖維類吸波劑在夾芯壁中同時貢獻力學性能和吸波性能。相比傳統(tǒng)吸波夾芯材料其不需額外添加吸波劑，因此大大減少了吸波夾芯材料的總質量。本發(fā)明制備吸波夾芯時，樹脂基體中可不含吸波劑，因此明顯改善了樹脂浸潰的均勻性，從而保證了最終夾芯材料的力學性能和電磁性能的均勻性。該法制備吸波材料時可以通過改變吸波劑含量等方式便捷地實現電磁參數的梯度控制，有利于阻抗匹配特性的優(yōu)化，從而達到寬頻的吸波效果。此外該法制備的吸波材料中吸波劑與基體材料相互交織，不容易出現吸收劑剝落現象，從而保證其吸波性能的穩(wěn)定性。同時，延續(xù)了夾芯型吸波材料的優(yōu)點，即兼具良好的結構承載能力、密度小，并能對入射電磁波進行多次散射吸收從而最大限度地衰減雷達波能量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]圖1為本發(fā)明的吸波紙A ’的制備流程；
[0065]圖2為本發(fā)明的吸波夾芯A”的制備流程；
[0066]圖3為本發(fā)明的吸波材料結構；
[0067]圖4為對比例中透波紙C’的制備流程；
[0068]圖5為對比例中獲得含吸波劑的樹脂的方法；
[0069]圖6為對比例中的吸波夾芯E”的制備流程；
[0070]圖7為對比例中制得的吸波材料結構。

【具體實施方式】
[0071]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步的說明。這些實施例旨在幫助闡述發(fā)明的內容而不是限制本發(fā)明的范圍。
[0072]以下實施例中，壓縮強度和模量測試方法參見標準GB1453-2005夾層結構或芯子平壓性能試驗方法，剪切強度和模量測試方法參見標準GB1455-2005夾層結構或芯子剪切性能試驗方法，吸波性能測試方法參見標準GJB2038-1994雷達吸波材料反射率測試方法(弓形法)。
[0073]實施例1
[0074]將碳纖維5wt%和對位芳纟侖原纖化衆(zhòng)柏95wt%混合制得衆(zhòng)料A1,將碳纖維10wt%和對位芳綸原纖化漿柏90wt%混合制得漿料A2，將碳纖維15wt%和對位芳綸原纖化漿柏85wt%混合制得漿料A3，將漿料Al、A2、A3分別濾水成形制得吸波紙ΑΓ、A2’、A3’。所述纖維類吸波劑為碳纖維(國產)，直徑10 μ m，長度8mm，所述透波纖維為對位芳綸原纖化漿柏。
[0075]如圖1所示的制備流程，用疏解機將上述碳纖維分散在水中，用碎漿機將上述對位芳綸原纖化漿柏分散在水中，分別得到均勻分散的兩種懸浮液，再將兩種懸浮液混合，攪拌均勻后得到濃度0.03%的漿料。用該種方法按照上述比例分別制得漿料A1、A2、A3。使?jié){料A1、A2、A3在斜網成型器上分別上網成形，脫水，于105°C下烘干。用輥式壓光機在200kg/cm的線壓壓光下壓光成型，得到吸波紙ΑΓ、A2’、A3’，定量均為50g/m2。
[0076]按照圖2所示的制備流程用吸波紙41’42’43’浸潰酚醛樹脂制得吸波夾芯么1”、A2”、A3”，上膠量為20%，制得孔格邊長為2.75mm、密度為35.0kg/m3、高度為10mm的正六邊形蜂窩芯。以厚度為0.5mm的對位芳綸紙作為透波層B’ (該透波層的制備方法如下:a、在水中分散對位芳綸纖維得到漿料；b、將漿料上網成形；c、壓榨、干燥；d、壓光；e、層疊；f、粘結)。將吸波夾芯A1”、A2”、A3”與透波層Β’按照圖3所示順序排布，并浸潰酚醛樹脂得到所述吸波夾芯材料。所得到吸波夾芯材料的壓縮強度為2.8MPa，壓縮模量為1.96MPa，L向剪切強度為2.6MPa，L向剪切模量為118.3MPa，W向剪切強度1.1MPa，L向剪切模量為52.1MPa。其在2-18GHZ的頻率范圍內均滿足反射率小于_10dB，其中在5.3-16.8GHz的頻率范圍內滿足反射率小于_20dB，在10.8GHz處出現反射率最低值-42.6dB(2-18GHz的頻段下)。
[0077]對比例1
[0078]用透波纖維制得漿料C，濾水成形制得透波紙C’，并將透波紙制成與實施例1中正六邊形蜂窩夾芯A”具有相同孔格邊長和高度的正六邊形蜂窩夾芯C”。所述透波纖維為對位芳綸原纖化漿柏。
[0079]如圖4所示的制備流程，用碎漿機將上述對位芳綸原纖化漿柏分散在水中得到均勻分散的懸浮液，攪拌均勻后得到濃度0.03%的漿料。用該種方法制得漿料C。使?jié){料C在斜網成型器上分別上網成形，脫水，于105°C下烘干。用輥式壓光機在150°C、200kg/cm的線壓壓光條件下壓光成型，得到透波紙C’，其定量為50g/m2。
[0080]按照圖5所示，將碳纖維和酚醛樹脂按質量比1:5混合均勻得到含碳纖維的酚醛樹脂D1，將碳纖維和酚醛樹脂按質量比2:5混合均勻得到含碳纖維的酚醛樹脂D2，將碳纖維和酚醛樹脂按質量比3:5混合均勻得到含碳纖維的酚醛樹脂D3。
[0081]按照圖6所示的制備流程用透波紙C’浸潰含碳纖維的酚醛樹脂D1制得吸波夾芯E1”，上膠量(含碳纖維)為23.1%，其孔格邊長為2.75mm，密度為36.4kg/m3、高度為10mm。用透波紙C’浸潰含碳纖維的酚醛樹脂D2制得吸波夾芯E2”，上膠量(含碳纖維)為25.9%,其孔格邊長為2.75mm，密度為37.8kg/m3、高度為10mm。用透波紙C’浸潰含碳纖維的酚醛樹脂D3制得吸波夾芯E3”，上膠量(含碳纖維)為28.6%，其孔格邊長為2.75mm，密度為39.2kg/m3、高度為10mm。以厚度為0.5mm的對位芳綸紙作為透波層。將吸波蜂窩芯E1”、E2”、E3”與透波層B’按照圖7所示順序排布，并浸潰酚醛樹脂得到所述吸波夾芯材料。所得到吸波夾芯材料的壓縮強度為2.1MPa，壓縮模量為1.46MPa，L向剪切強度為2.2MPa，L向剪切模量為97.4MPa,ff向剪切強度0.8MPa，L向剪切模量為38.2MPa。其在7.8-12.1GHz的頻率范圍內滿足反射率小于-10dB，在2-18GHz的頻率范圍內未出現反射率小于-20dB的情況，在10.2GHz處出現反射率最低值-17.3dB(2-18GHz的頻段下)。由此可見，在碳纖維和樹脂用量相同的情況下，按照本發(fā)明的方法制備的吸波材料不但具有較小的密度和較高的力學性能，而且具有更優(yōu)異的吸波性能。
[0082]實施例2
[0083]將碳化硅纖維40wt %和對位芳綸沉析漿柏60wt %混合制得漿料A1，將碳化硅纖維50wt%和對位芳綸沉析漿柏50wt%混合制得漿料A2，將碳化硅纖維60wt%和對位芳綸沉析漿柏40wt%混合制得漿料A3，將漿料Al、A2、A3分別濾水成形制得吸波紙ΑΓ、A2’、A3’。所述纖維類吸波劑為碳化硅纖維(國產)，直徑12 μ m，長度6mm，所述透波纖維為對位芳綸沉析漿柏。
[0084]如圖1所示的制備流程，用疏解機將上述碳化硅纖維分散在水中，用碎漿機將上述對位芳綸沉析漿柏分散在水中，分別得到均勻分散的兩種懸浮液，再將兩種懸浮液混合，攪拌均勻后得到濃度0.05%的漿料。用該種方法按照上述比例分別制得漿料Al、A2、A3。使?jié){料A1、A2、A3在斜網成型器上分別上網成形，脫水，于110°C下烘干。用輥式壓光機在220kg/cm的線壓壓光條件下壓光成型，得到吸波紙ΑΓ、A2’、A3’，定量均為50g/m2。
[0085]按照圖2所示的制備流程用吸波紙ΑΓ、A2’、A3’浸潰丙烯酸樹脂制得吸波夾芯A1”、A2”、A3”，上膠量為25%，制得頂角60°、密度為37.4kg/m3、高度為10mm的波紋板形夾芯。以厚度為0.7mm的石英纖維織物作為透波層B’ (該透波層的制備方法如下:a、將石英纖維原絲退解、并捻；b、整經、穿綜、卷緯；c、織造；d、裁切；e、在表面涂布丙烯酸樹脂；f、固化)。將吸波夾芯A1”、A2”、A3”與透波層B’按照圖3所示順序排布，并浸潰丙烯酸樹脂得到所述吸波夾芯材料。所得到吸波夾芯材料蜂窩的壓縮強度為3.0MPa，壓縮模量為2.03MPa,L向剪切強度為2.8MPa，L向剪切模量為131.0MPa, W向剪切強度1.3MPa，L向剪切模量為57.2MPa。其在2_18GHz的頻率范圍內均滿足反射率小于_10dB，其中在3.8-14.5GHz的頻率范圍內滿足反射率小于_20dB，在8.7GHz處出現反射率最低值_33.7dB(2-18GHz的頻段下)。
[0086]實施例3
[0087]將多晶鐵纖維35wt%，炭黑5被％和ΡΒ0原纖化漿柏60wt%混合制得漿料A1，將多晶鐵纖維37.5，炭黑6wt%被％和ΡΒ0原纖化漿柏56.5wt%混合制得漿料A2，將多晶鐵纖維40wt%，炭黑7被％和ΡΒ0原纖化漿柏53wt%混合制得漿料A3，將漿料Al、A2、A3分別濾水成形制得吸波紙ΑΓ、A2’、A3’。所述纖維類吸波劑為多晶鐵纖維，直徑5 μ m，長度1mm,所述粒狀吸波劑為炭黑，粒徑5?10 μ m，所述透波纖維為ΡΒ0原纖化漿柏。
[0088]如圖1所示的制備流程，用疏解機將上述多晶鐵纖維和炭黑分散在水中，用碎漿機將上述ΡΒ0原纖化漿柏分散在水中，分別得到均勻分散的三種懸浮液，再將三種懸浮液混合，攪拌均勻后得到濃度0.08%的漿料。用該種方法按照上述比例分別制得漿料A1、A2、A3。使?jié){料A1、A2、A3在斜網成型器上分別上網成形，脫水，于110°C下烘干。用平板壓光機在20MPa的壓光壓力條件下壓光成型，得到吸波紙A1’、A2’、A3’，定量均為50g/m2。
[0089]按照圖2所示的制備流程用吸波紙41’42’43’浸潰環(huán)氧樹脂制得吸波夾芯么1”、A2”、A3”，上膠量為18%，制得邊長為2mm、密度為31.3kg/m3、高度為10mm的菱形夾芯。以厚度為0.3mm的短切玻纖增強環(huán)氧樹脂復合材料作為透波層B’ (該透波層的制備方法如下:a、在環(huán)氧樹脂中加入固化劑和溶劑，攪拌均勻得到混合膠料；b、將短切玻纖加入混合膠料中，攪拌均勻；c、將混合液倒入模具中；d、減壓脫氣至無氣泡；e、固化)。將吸波蜂窩芯A1”、A2”、A3”與透波層Β’按照圖3所示順序排布，并浸潰環(huán)氧樹脂得到所述吸波夾芯材料。所得到吸波夾芯材料的壓縮強度為3.3MPa，壓縮模量為2.17MPa，L向剪切強度為2.7MPa，L向剪切模量為129.4MPa，W向剪切強度1.2MPa，L向剪切模量為55.8MPa。其在2_18GHz的頻率范圍內均滿足反射率小于-10dB，其中在2.5-15.9GHz的頻率范圍內滿足反射率小于-20dB，在9.3GHz處出現反射率最低值_44.3dB(2-18GHz的頻段下)。
[0090]實施例4
[0091]將鎳纖維0.5wt%,鐵氧體2wt%和石英纖維93.5wt%混合制得漿料A1，將鎳纖維5wt %,鐵氧體4wt %和石英纖維91wt %混合制得衆(zhòng)料A2,將鎳纖維42wt %,鐵氧體8wt %和石英纖維50wt%混合制得漿料A3，將漿料A1、A2、A3分別濾水成形制得吸波紙A1，、A2，、A3’。所述纖維類吸波劑為鎳纖維，直徑8 μ m，長度4mm，所述不規(guī)則形吸波劑為六方型鐵氧體，所述透波纖維為石英纖維。
[0092]如圖1所示的制備流程，用疏解機將上述鎳纖維、鐵氧體和石英纖維分別分散在水中，分別得到均勻分散的三種懸浮液，再將三種懸浮液混合，攪拌均勻后得到濃度0.1%的漿料。用該種方法按照上述比例分別制得漿料Al、A2、A3。使?jié){料Al、A2、A3在斜網成型器上分別上網成形，脫水，于108°C下烘干。用平板壓光機在30MPa的壓光條件下壓光成型，得到吸波紙Al，、A2，、A3，，定量均為50g/m2。
[0093]按照圖2所示的制備流程用吸波紙ΑΓ、A2’、A3’浸潰聚酰亞胺樹脂制得吸波夾芯Al”、A2”、A3”，上膠量為30%，制得孔格邊長為1.83mm、密度為60.lkg/m3、高度為10mm的正六邊形蜂窩芯。以厚度為0.3_的間位芳綸紙作為透波層B’(該透波層的制備方法如下:a、在水中分散間位芳綸纖維得到漿料；b、將漿料上網成形；c、壓榨、干燥；d、壓光；e、層疊；f、粘結)。將吸波夾芯Al”、A2”、A3”與透波層B’按照圖4所示順序排布，并浸潰聚酰亞胺樹脂得到所述吸波夾芯材料。所得到吸波夾芯材料的壓縮強度為2.5MPa，壓縮模量為
1.74MPa，L向剪切強度為2.lMPa，L向剪切模量為101.2MPa，W向剪切強度0.9MPa，L向剪切模量為41.7MPa。其在2-18GHZ的頻率范圍內均滿足反射率小于-10dB，其中在3.2-15.7GHz的頻率范圍內滿足反射率小于_20dB，在7.1GH處出現反射率最低值-39.4dB(2-18GHz的頻段下)。
【權利要求】
1.一種吸波紙，該吸波紙包含0.l_95wt%的纖維類吸波劑與5-99.9wt%的透波纖維。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述纖維類吸波劑選自具有電磁波損耗功能的磁性纖維、導電纖維、介電纖維及摻雜型纖維，如多晶鐵纖維、鎳纖維、碳纖維、銅纖維、碳化硅纖維和SiC/Ti摻雜纖維中的一種或多種；優(yōu)選地，所述纖維類吸波劑為多晶鐵纖維。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述透波纖維選自透波性好的無機纖維、高性能合成纖維及其漿柏，如對位芳綸原纖化漿柏、對位芳綸沉析漿柏、間位芳綸原纖化漿柏、聚對苯撐苯并二噁唑(PBO)原纖化漿柏和石英纖維中的一種或多種；優(yōu)選地，所述透波纖維為聚對苯撐苯并二噁唑(PBO)原纖化漿柏。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述吸波紙還包含粒狀或不規(guī)則形狀的吸波劑，如金屬粉末、炭黑、陶瓷粉末、鐵氧體粉末、空心微球等。
5.一種權利要求1至4中任一項所述的吸波紙的制備方法，該方法包括如下步驟: (1)將0.l_95wt%的纖維類吸波劑與5-99.9wt%的透波纖維相混合制得漿料； (2)使所述漿料上網成形； (3)壓榨、干燥； (4)壓光，即得。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述纖維類吸波劑選自具有電磁波損耗功能的磁性纖維、導電纖維、介電纖維及摻雜型纖維，如多晶鐵纖維、鎳纖維、碳纖維、銅纖維、碳化硅纖維、SiC/Ti摻雜纖維中的一種或多種；優(yōu)選地，所述纖維類吸波劑為多晶鐵纖維。
7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述透波纖維選自透波性好的無機纖維、高性能合成纖維及其漿柏，如對位芳綸原纖化漿柏、對位芳綸沉析漿柏、間位芳綸原纖化漿柏、聚對苯撐苯并二噁唑(PBO)原纖化漿柏和石英纖維中的一種或多種；優(yōu)選地，所述透波纖維為聚對苯撐苯并二噁唑(PBO)原纖化漿柏。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的制備方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述漿料的濃度為 0.01-0.1% (w/v)，優(yōu)選為 0.02-0.05% (w/v)。
9.根據權利要求5至8中任一項所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，使所述漿料通過斜網、圓網或長網紙機上網成形，或通過手動抄片器成形；優(yōu)選使所述漿料通過斜網紙機上網成形。
10.根據權利要求5至9中任一項所述的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中，干燥溫度為90-120°C，優(yōu)選為1050C ο
11.根據權利要求5至9中任一項所述的制備方法，其特征在于，在步驟(4)中，采用輥式壓光機在50?300kg/cm的線壓條件下進行壓光，或采用平板壓光機在10?60MPa的壓力條件下進行壓光。
12.—種吸波夾芯，該吸波夾芯由權利要求1至4中任一項所述的吸波紙制備而成；優(yōu)選地，所述吸波夾芯為波紋板形夾芯、菱形夾芯、正六邊形蜂窩夾芯或其他異形蜂窩夾芯。
13.一種制備權利要求12所述的吸波夾芯的方法，該方法包括如下步驟: (1)將權利要求1至4中任一項所述的吸波紙涂膠、疊層、壓制、切割，制成夾芯疊塊； (2)將步驟(I)制備的夾芯疊塊拉伸、定型，制成夾芯塊； (3)將步驟(2)制備的夾芯塊浸潰樹脂、固化，其中所述樹脂為熱固性或熱塑性高分子聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等； (4)對步驟(3)浸潰、固化后的夾芯塊進行切片，即得吸波夾芯。
14.一種吸波材料，該吸波材料由至少一個權利要求12所述的吸波夾芯或權利要求13所述的方法制備的吸波夾芯和至少一個透波層組成的吸波材料結構浸潰樹脂、固化制備而成。
15.根據權利要求14所述的吸波材料，其特征在于，在所述吸波材料結構中，所述吸波夾芯與所述透波層交替排列。
16.根據權利要求14或15所述的吸波材料，其特征在于，在所述吸波材料結構中，各吸波夾芯的吸波劑含量相同或不同；優(yōu)選地，各吸波夾芯的吸波劑含量不同，且所述吸波夾芯按照吸波劑含量由低至高或由高至低的順序進行排列。
17.根據權利要求14至16中任一項所述的吸波材料，其特征在于，所述吸波材料結構最外層至少有一層為透波層；優(yōu)選地，當各吸波夾芯的吸波劑含量不同，且所述吸波夾芯按照吸波劑含量由低至高或由高至低的順序進行排列時，至少在吸波劑含量最低的吸波夾芯的外側有一個透波層。
18.根據權利要求14至17中任一項所述的吸波材料，其特征在于，所述透波層由透波材料制備而成；優(yōu)選地，所述透波材料選自透波紙基材料、透波纖維織物、透波纖維增強樹脂材料等，如芳綸紙、聚對苯撐苯并二噁唑(PBO)紙、玻璃纖維布、石英纖維布和玻纖增強環(huán)氧樹脂復合板中的一種或多種。
19.根據權利要求14至18中任一項所述的吸波材料，其特征在于，所述樹脂為熱固性或熱塑性高分子聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的吸波材料，其特征在于，該吸波材料由吸波材料結構浸潰樹脂、固化而成； 所述吸波材料結構包括: -權利要求12所述的吸波夾芯或權利要求13所述的方法制備的吸波夾芯，該吸波夾芯按照吸波劑含量由低至高或由高至低的順序進行排列； -與所述吸波夾芯交替排列的透波層，該透波層由透波材料制備而成，所述透波材料選自透波紙基材料、透波纖維織物、透波纖維增強樹脂材料等，如芳綸紙、聚對苯撐苯并二噁唑(PBO)紙、玻璃纖維布、石英纖維布和玻纖增強環(huán)氧樹脂復合板中的一種或多種； 其中，所述吸波材料結構最外層至少有一層為透波層，優(yōu)選地，該透波層設置在所述吸波材料結構中吸波劑含量最低的吸波夾芯的外側； 所述樹脂為熱固性或熱塑性高分子聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等。
【文檔編號】D21H13/48GK104404814SQ201410459537
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權日:2014年9月10日
【發(fā)明者】胡健, 王宜, 孫耀 申請人:華南理工大學