一種玻璃纖維基復合吸波材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及吸波材料制造領域，尤其是一種玻璃纖維基復合吸波材料的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著現代科學技術的發(fā)展，電磁環(huán)境日益復雜，繼噪聲污染、空氣污染、水污染后， 電磁污染成為威脅人類生存的第四大公害。研制和生產高效、輕質的電磁屏蔽、吸波材料具 有較大現實意義。目前，吸波材料可分為涂覆型和結構型兩大類。與涂覆型吸波材料相比， 結構型吸波材料不但具有優(yōu)良的電磁波吸收性能，而且具有輕質、高強、可做承力部件使用 等優(yōu)點。目前所使用的吸波織物中，吸波劑粉末填充于織物空隙中，粉末之間被紡織物隔 離，難以構成連續(xù)的吸波通道，性能欠佳。而采用碳纖維、金屬纖維等功能纖維紡織而成的 吸波織物雖具有良好的吸波性能，但具有工藝復雜，成本高等缺點。

【發(fā)明內容】

[0003] 為了克服上述吸波材料的吸波性能差和工藝復雜的不足，本發(fā)明提供了一種玻璃 纖維基復合吸波材料的制備方法，該方法不僅工藝簡單，而且制造出的玻璃纖維復合吸波 材料的吸波性能很好。
[0004] 本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。
[0005] 通過一種玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 濕凝膠的制備：分別制備含鋇檸檬酸混合液和含鐵檸檬酸混合液，取含鋇檸檬酸 混合液和含鐵檸檬酸混合液進行混合，混合液中Ba2+和Fe3+的摩爾比為1:8?13,通過氨 水調節(jié)上述混合液的pH值為6?8,然后在80?KKTC條件下加熱2?5小時，生成濕凝 膠，其中：含鋇梓檬酸混合液中Ba2+在水中的濃度為0. 05?0. 15mol/L，梓檬酸在水中的 濃度為〇? 05?0? 15mol/L，含鐵檸檬酸混合液中Fe3+在水中的濃度為0? 05?0? 15mol/L， 檸檬酸在水中的濃度為〇? 075?0? 225mol/L;
[0007] 濕凝膠涂覆：將表面粗化處理后的玻璃纖維置入上述濕凝膠中，在所述玻璃纖維 表面涂覆一層濕凝膠，將涂覆有濕凝膠的玻璃纖維在100?140°c條件下烘干，形成包覆干 凝膠的玻璃纖維；
[0008] 燒結：將上述包覆干凝膠的玻璃纖維在600?800°C保溫1?3h，然后冷卻形成鋇 鐵氧體/玻璃纖維復合材料；
[0009] 表面浸潤：將上述鋇鐵氧體/玻璃纖維復合材料置于浸潤劑中，取出后晾干。
[0010] 上述玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法中，玻璃纖維表面粗化處理：將濃硫酸 和氫氟酸按1:1?5的比例配置的混合溶液作為粗化液，將玻璃纖維在30?40°C的粗化液 中浸漬3?5min，用水洗滌至清洗液PH值為7,再用無水乙醇洗滌2?5次后烘干。
[0011] 上述玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法中，濕凝膠的制備步驟中，加熱條件是 水浴2?5小時。
[0012] 上述玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法中，濕凝膠涂覆步驟中，采用浸漬提拉 法在玻璃纖維表面涂覆濕凝膠。
[0013] 上述玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法中，燒結步驟中，以20°C/min的升溫速 率升溫至600?800 °C。
[0014] 上述玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法中，所述鋇鐵氧體/玻璃纖維復合材料 置于浸潤劑中的時間為〇. 5-lh。
[0015] 上述玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法中，所述浸潤劑硬脂酸類浸潤劑，在浸 潤劑中還添加有偶聯劑。
[0016] 本發(fā)明的目的還可以通過以下技術方案來實現。
[0017] 通過一種玻璃纖維基復合吸波材料，其特征在于，所述玻璃纖維基復合吸波材料 由權利要求1至7中任一項所述的制備方法所制備，所述玻璃纖維直徑不大于20ym，所述 玻璃纖維基復合吸波材料的直徑不大于25ym，
[0018] 所述玻璃纖維基復合吸波材料包括玻璃纖維芯材、吸波材料層和浸潤材料層，其 中所述吸波材料層厚度為3?4ym，所述浸潤材料層厚度為1?2ym。
[0019] 上述玻璃纖維基復合吸波材料中，所述玻璃纖維基復合吸波材料的最優(yōu)吸收峰 值-33. 5dB。
[0020] 上述玻璃纖維基復合吸波材料中，所述玻璃纖維基復合吸波材料的反射率<-10dB 的帶寬為〇?4. 7GHz
[0021 ] 借由上述技術方案，本發(fā)明提出的一種玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法至少 具有下列優(yōu)點：
[0022] 1)本發(fā)明采用溶膠凝膠法在玻璃纖維表面涂覆電磁波吸收劑，能夠使玻璃纖維表 面均勻涂覆有一層電磁波吸收劑，保持玻璃纖維基復合吸波材料力學性能的基礎上，使玻 璃纖維基復合吸波材料具有良好的電磁波吸收性能。
[0023] 2)通過浸潤劑能保護所述玻璃纖維基復合吸波材料，不僅能夠改善玻璃纖表面性 質，修復凝膠干燥失水所造成的收縮裂紋，完善產品表面狀態(tài)，還能夠在玻璃鋼制品中起到 增強力學強度的作用。
[0024] 3)使用玻璃纖維作基材，具有成本低，原料較易獲得等優(yōu)勢。采用溶膠凝膠等濕化 學方法，在玻璃纖維表面涂覆吸波材料，可改善其電磁性能，將其由透波材料轉變?yōu)槲ú?料，并保持其良好的機械性能。該方法具有工藝簡單，可工程化實施等優(yōu)點.
[0025] 上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細說明如后。
【具體實施方式】
[0026] 為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以較佳實 施例，對依據本發(fā)明提出的一種玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法，詳細說明如后。
[0027] 本發(fā)明提供的一種玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法，包括以下步驟：濕凝膠 的制備：分別制備含鋇梓檬酸混合液和含鐵梓檬酸混合液，取含鋇梓檬酸混合液和含鐵梓 檬酸混合液進行混合，混合液中Ba2+和Fe3+的摩爾比為1:8?13,通過氨水調節(jié)上述混 合液的pH值為6?8,然后在80?100°C條件下加熱2?5小時，生成濕凝膠，其中：含鋇 檸檬酸混合液中Ba2+在水中的濃度為0. 05?0. 15mol/L，檸檬酸在水中的濃度為0. 05? 0. 15mol/L，含鐵檸檬酸混合液中Fe3+在水中的濃度為0. 05?0. 15mol/L，檸檬酸在水中的 濃度為〇. 075?0. 225mol/L;濕凝膠涂覆：將表面粗化處理后的玻璃纖維置入濕凝膠中，在 所述玻璃纖維表面涂覆一層濕凝膠，將涂覆有濕凝膠的玻璃纖維進行烘干，形成包覆干凝 膠的玻璃纖維；燒結：將上述包覆干凝膠的玻璃纖維在600?800°C保溫1?3h，然后冷卻 形成鋇鐵氧體/玻璃纖維復合材料；表面浸潤：將上述鋇鐵氧體/玻璃纖維復合材料置于 浸潤劑中，取出后晾干。
[0028] 具體實施時，所述含鋇檸檬酸混合液中Ba2+在水中的濃度為0.lmol/L，檸檬酸在 水中的濃度為0.lmol/L，含鐵檸檬酸混合液中Fe3+在水中的濃度為0.lmol/L，檸檬酸在水 中的濃度為〇. 15mol/L。在反應時，所述含鋇檸檬酸混合液中Ba2+在水中的濃度、含鐵檸檬 酸混合液中Fe3+在水中的濃度、檸檬酸在水中的濃度，以上各濃度太低時玻璃纖維基復合 吸波材料產量較低，濃度太高不利于水解反應的進行。
[0029] 本發(fā)明所公開的玻璃纖維基復合吸波材料的制備方法，采用檸檬酸作為絡合劑， 梓檬酸為三元羧酸絡合劑，并通過氨水調節(jié)pH值為6?8,最好為弱堿性，在此pH值條件 下，檸檬酸可以穩(wěn)定地對金屬離子形成絡合，形成金屬-絡合物溶膠體系。其中，反應過程 如下：
[0030] C6H807+2NH40H-C6H6O7 (NH4) 2+2H20
[0031]C6H6O7 (NH4) 2+Ba2+-BaC6H607 (NH3) 2+2H+
[0032] 3C6H607 (NH4) 2+2Fe3+-Fe2 [C6H6O7 (NH3) 2] 3+6H+
[0033] 燒結過程中可能的反應過程為：
[0034] 干凝膠-y-Fe203+BaC03
[0035] y-Fe203+BaC03-BaFe204
[0036] y_Fe203-a-Fe203
[0037]BaFe204+5y-Fe2O3^BaFe12019
[0038] 本發(fā)明中，所述含鋇檸檬酸混合液的Ba2+可以由無機鋇鹽所提供。
[0039] 本發(fā)明中，所述含鐵檸檬酸混合液的Fe3