一種碳基多孔柔性復合吸波材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種碳基多孔柔性復合吸波材料及其制備方法，其特點是先將1份碳基吸波劑進行預處理，然后將處理后的碳基吸波劑與0.2～0.4份增熔劑、40～100份硅橡膠、10～30份增強劑、0～5份輻射敏化劑、0～3份阻燃劑混煉成型，將混煉成型的膠料置于模具中，在100～150kg.cm-2下進行壓延，制成厚度為0.5～5毫米的薄片，然后將含模具的薄片塑封后，置于γ射線輻照場或電子束加速器中，使其總吸收劑量保持30～100kGy進行輻射交聯，拆除塑封及模具后，裁去邊緣后即得碳基多孔柔性復合吸波材料。本發明專利技術工藝簡單，不需要復雜的化學過程控制或專業輔助設備，僅需雙棍開煉機等簡單的設備，成本較低；制備的材料柔韌性和吸波性能優異，并且制備過程控制簡捷、重復性好、節能環保。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于吸波材料及復合材料
，具體涉及一種具有吸波性能的碳基多孔柔性復合材料及其制備方法。
技術介紹
隨著現代科技的飛速發展，吸波材料由于其能夠有效吸收電磁波的性能，有助于提高裝備系統的生存和突防以及縱深打擊能力、消除/減電子設備之間的電磁干擾、提高系統的電磁兼容能力，因而被廣泛應用于各種飛行器、武器裝備、電子器件、通信通訊等軍民領域。柔性吸波材料屬于復合材料的范疇，由于其材質柔韌，有別于常規吸波材料的剛性，可彎折。但現有技術中，柔性吸波材料一般是采用膠粘劑與吸波劑(通常為磁性材料)混合輥壓而成，通過選擇丁腈橡膠或氫化丁腈橡膠基材、優化配方設計等方式，使其滿足不同需求。雖然這類材料吸波具有均勻性好、工藝可控性強、材料性能(尤其是電性能)穩定、施工簡單等優點，但其普遍存在材料耐溫性能一般低于100℃、所選用的吸波劑填料多為金屬粉體、面密度過高等不足，同時需要較為復雜的工藝方法和專業設備，成本較高，無法滿足特種裝備以及具體使用環境或場景對材料的性能要求。
技術實現思路
作為各種廣泛且細致的研究和實驗的結果，本專利技術的專利技術人已經發現，采用非金屬碳基吸波劑與硅橡膠及其他輔料制備得到的吸波材料柔韌性和吸波性能良好。基于這種發現，完成了本專利技術。本專利技術的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。本專利技術還有一個目的是通過混煉和輻射交聯的方法，制備了一種碳基多孔柔性復合吸波材料。為了實現根據本專利技術的這些目的和其它優點，提供了一種碳基多孔柔性復合吸波材料，所述吸波材料的配方組成按重量計為：碳基吸波劑1份，增熔劑0.2～0.4份，硅橡膠40～100份，增強劑10～30份，輻射敏化劑0～5份，阻燃劑0～3份。優選的是，其中，所述吸波材料的配方組成按重量計為：碳基吸波劑1份，增熔劑0.3份，硅橡膠70份，增強劑15份，輻射敏化劑2份，阻燃劑2份。優選的是，其中，所述碳基吸波劑為石墨烯、炭黑、富勒烯、短切碳纖維中的一種或幾種的組合；所述增熔劑為硬脂酸、硅烷偶聯劑、鈦酸酯中的任意一種；所述硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠、二甲基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠中的任意一種；所述增強劑為納米氧化鋅、白炭黑、高嶺土、凹凸棒改性粘土、硬質陶土、稻殼超細微粉中的一種或幾種的組合；所述輻射敏化劑為為三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、二丙烯酸-1,6-己二醇酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一種，輻射敏化能夠在被射線輻射時產生自由基；所述阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂中的任意一種，采用阻燃劑是為了進一步降低吸波材料的可燃性。優選的是，其中，所述碳基吸波劑為重量比為1:1～3的石墨烯和炭黑、重量比為1:1～3的富勒烯和炭黑、重量比為1:1～3的石墨烯和富勒烯、重量比為1:1～3的短切纖維與炭黑中的一種。優選的是，其中，所述增強劑為重量比為1:0.5～1:1～3的納米氧化鋅、高嶺土和稻殼超細微粉。優選的是，其中，所述稻殼超細微粉的粒徑小于100微米。本專利技術的目的還可以進一步由一種制備碳基多孔柔性復合吸波材料的方法來實現，該方法包括以下步驟：步驟一、將增熔劑加入乙醇中配制成質量濃度為0.8～1.0％的處理液，按重量份，將碳基吸波劑加入到25～50份處理液中，攪拌2～4小時后，抽濾至干，將得到的固體在70～80℃下干燥4～8小時，得到處理后的碳基吸波劑；步驟二、將處理后的碳基吸波劑與40～100份硅橡膠在雙棍開煉機上常溫下進行填充，混料過程中加入10～30份增強劑和0～5份輻射敏化劑，混煉15～20分鐘；混煉完成后靜儲20～30小時，然后再次返煉10～20分鐘，將返煉完成的膠料置于模具中，在100～150kg.cm-2的壓力下進行壓延，制備成厚度為0.5～5毫米的薄片。步驟三、將含模具的薄片塑封后，置于γ射線輻照場或電子束加速器中，使其總吸收劑量保持30～100kGy一次性完成輻射交聯，拆除塑封及模具后，裁去邊緣后即得碳基多孔柔性復合吸波材料。優選的是，其中，所述步驟一中攪拌的速度為200～500r.min-1。優選的是，其中，所述步驟二中的模具的結構為，包括成型主模具，其為一中空上部敞口模框，通過上部敞口向所述成型主模具內注入待成孔的材料熔體；所述成型主模具的一側面設置有多個孔；成孔附模具，其通過滑竿滑動連接在所述成型主模具的設置有多個孔的側面；所述成孔附模具上設置有多個硬質針狀直棒，所述多個硬質針狀直棒與所述成型主模具側面的多個孔一一準直對應；夾層型隔板，其設置在所述成型主模具的模框內；所述夾層型隔板包括多孔內層板和分離式無孔隔板，所述多孔內層板上設置有多個孔，其與所述成型主模具側面的多個孔一一準直對應；所述分離式無孔隔板活動設置在所述多孔內層板與所述成型主模具的設置有多個孔的側面之間；其中所述成孔附模具外側設置有旋鈕，所述旋鈕與所述滑竿連接并通過旋鈕的旋擰將所述多個硬質針狀直棒通過所述成型主模具側面的多個孔和所述多孔內層板刺入所述成型主模具的模框內。優選的是，所述滑竿有四根，其分別均勻固定在所述成型主模具的設置有多個孔的側面的中部和下部；所述旋鈕有兩個，其與設置在所述成型主模具上的上部的兩個滑竿連接；所述連接有旋鈕的兩個滑竿上設置有刻度，帶刻度滑竿對所述成孔附模具起標示進程作用，可以清楚的顯示推進的距離。在本專利技術中，由于采用的碳基吸波劑為石墨烯、炭黑、富勒烯、短切碳纖維等無機材料，因此在步驟一采用增熔劑對碳基吸波劑進行預處理，預處理的目的是能夠增強碳基吸波劑與硅橡膠的界面融合效果，制備的吸波材料的結構和性能更優。本專利技術制備的碳基多孔柔性復合吸波材料的多孔結構通過所述步驟二中的模具制得，制備多孔材料時，先將步驟二中返煉完成的膠料注入所述成型主模具，所述分離式無孔隔板可在未啟動旋鈕時阻擋熔體從孔中溢出，在啟動所述旋鈕時從夾層型隔板中間取出分離式無孔隔板，然后緩慢啟動所述旋鈕，旋鈕的旋轉帶動成孔附模具向前推進，進一步將所述多個針狀直棒通過所述成型主模具側面的多個孔和所述多孔內層板刺入所述成型主模具內的熔體中，待熔體固化至一定程度后啟動所述旋鈕將所述多個硬質針狀直棒剝離，待材料完全固化后，拆除模具即可得到所需多孔材料，其中，在多孔內層板和成型主模具側面設置一一對應的孔可以對多個針狀直棒起到支撐和定位的作用，能夠使制備的材料的孔更加均勻。并且采用上述多孔材料制備模具時，所制備材料孔隙度的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種碳基多孔柔性復合吸波材料，所述吸波材料的配方組成按重量計為：碳基吸波劑1份，增熔劑0.2～0.4份，硅橡膠40～100份，增強劑10～30份，輻射敏化劑0～5份，阻燃劑0～3份。

【技術特征摘要】
1.一種碳基多孔柔性復合吸波材料，所述吸波材料的配方組成按重量計
為：碳基吸波劑1份，增熔劑0.2～0.4份，硅橡膠40～100份，增強劑10～30
份，輻射敏化劑0～5份，阻燃劑0～3份。
2.如權利要求1所述的碳基多孔柔性復合吸波材料，其中，所述吸波材
料的配方組成按重量計為：碳基吸波劑1份，增熔劑0.3份，硅橡膠70份，
增強劑15份，輻射敏化劑2份，阻燃劑2份。
3.如權利要求1所述的碳基多孔柔性復合吸波材料，其中，
所述碳基吸波劑為石墨烯、炭黑、富勒烯、短切碳纖維中的一種或幾種
的組合；
所述增熔劑為硬脂酸、硅烷偶聯劑、鈦酸酯中的任意一種；
所述硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠、二甲基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡
膠中的任意一種；
所述增強劑為納米氧化鋅、白炭黑、高嶺土、凹凸棒改性粘土、硬質陶
土、稻殼超細微粉中的一種或幾種的組合；
所述輻射敏化劑為為三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、二丙烯
酸-1,6-己二醇酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一種；
所述阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂中的任意一種。
4.如權利要求3所述的碳基多孔柔性復合吸波材料，其中，所述碳基吸
波劑為重量比為1:1～3的石墨烯和炭黑、重量比為1:1～3的富勒烯和炭黑、重
量比為1:1～3的石墨烯和富勒烯、重量比為1:1～3的短切纖維與炭黑中的一種。
5.如權利要求3所述的碳基多孔柔性復合吸波材料，其中，所述增強劑
為重量比為1:0.5～1:1～3的納米氧化鋅、高嶺土和稻殼超細微粉。
6.如權利要求5所述的碳基多孔柔性復合吸波材料，其中，所述稻殼超
細微粉的粒徑小于100微米。
7.一種制備如權利要求1～6中任一項所述碳基多孔柔性復合吸波材料的
方法，其中，所述方法包括以下步驟：
步驟一、將增熔劑加入乙醇中配制成質量濃度為0.8～1.0％的處理液，按

\t重量份，將碳基吸波劑加入到25～50份處理液中，攪拌2～4小時后，抽濾至
干，將得到的固體在70～80℃下干燥4～8小時，得到處理后的碳基吸波劑；
步驟二、將處理后的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋宏濤，曾凡松，傅依備，黃瑋，李宗軍，李闖，
申請(專利權)人：中國工程物理研究院核物理與化學研究所，
類型：發明
國別省市：四川;51