【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及吸波材料，尤其涉及一種耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、結(jié)構(gòu)吸波材料是在先進復合材料基礎(chǔ)上發(fā)展起來的既能承載又能吸波的多功能復合材料，按其結(jié)構(gòu)形式可分為玻璃鋼層板型、蜂窩夾層型和泡沫夾層型。其中，蜂窩夾層吸波材料和泡沫夾層吸波材料由于密度顯著低于玻璃鋼吸波層板，故歸類為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料。該輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料由蒙皮、輕質(zhì)芯材（蜂窩芯材、泡沫芯材）和反射層組成，由于該輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料具備質(zhì)量輕、強度高、對寬頻段電磁波強吸收，環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)異等性能優(yōu)勢，而被廣泛應(yīng)用于機動式武器裝備的雷達隱身。
2、目前，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料在配套應(yīng)用于地面機動裝備的過程中易受到撞擊，受撞擊的工況普遍存在，這就要求輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料兼具雷達吸波和耐撞擊的功能。
3、為使輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料具備優(yōu)異的雷達吸波性能，其蒙皮須采用透波性較好的玻璃鋼且厚度一般不能超過1?mm，因為在內(nèi)部吸收層相同的情況下，蒙皮厚度過厚會導致ku和ka頻段反射率顯著抬升，材料吸波性能下降。因玻璃鋼蒙皮較脆，較脆較薄的蒙皮受撞擊時容易破裂，導致吸波材料損壞，不能滿足撞擊應(yīng)用工況的要求。
4、現(xiàn)有技術(shù)解決輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料吸波和耐撞擊多功能兼容一體化的方法包括：
5、（1）將聚脲樹脂噴涂于玻璃鋼蒙皮上，賦予吸波材料耐撞擊性。如申請?zhí)枮?01710220234.0的中國專利技術(shù)專利和申請?zhí)枮?02210366761.3的中國專利技術(shù)專利，在蜂窩夾層吸波材料蒙皮上噴涂聚脲涂層起到耐撞擊作用，但能達到的耐撞擊性能指標和測試標準并
6、（2）采用超高分子量聚乙烯纖維增強柔性樹脂取代玻璃鋼作為蒙皮，賦予吸波材料耐撞擊性。如申請?zhí)枮?02011491515.8的中國專利技術(shù)專利，采用超高分子量聚乙烯纖維增強聚脲樹脂作為蒙皮，制備的蜂窩夾層吸波材料滿足gjb2093a-2012《軍用方艙通用試驗方法》5.1節(jié)－夾芯板耐撞擊性試驗要求。聚乙烯纖維介電損耗低，透波性好，說明書附圖表明吸波材料l、s、c、x、ku頻段反射率均較低，具有寬頻吸波的性能。但是聚乙烯極性低，與極性高的聚脲樹脂結(jié)合力差，手糊制備蒙皮時纖維表面易缺膠、纖維易分層而形成蒙皮缺陷，導致環(huán)境適應(yīng)性差，不能滿足工程應(yīng)用要求。
7、（3）將增韌改性的樹脂填充于玻璃鋼蒙皮下方的吸波蜂窩芯孔格中形成耐撞擊吸波蜂窩芯，賦予吸波材料耐撞擊性。如申請?zhí)枮?02111212465.x的中國專利技術(shù)專利，提供了一種耐撞擊蜂窩夾層吸波材料及其制備方法，該吸波材料含兩層吸波蜂窩芯，通過在吸波蜂窩芯面層孔格中填充增韌樹脂實現(xiàn)該蜂窩夾層吸波材料吸波和耐撞擊多功能一體化，該專利技術(shù)需要將增韌樹脂填滿厚度為2~11?mm吸波蜂窩芯面層孔格，導致材料整體密度大，重量重，這與配套用于機動裝備的吸波材料輕量化要求相違背，而且該方法不適用于另一大類輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料-泡沫夾層吸波材料，因為泡沫沒有與蜂窩結(jié)構(gòu)類似的孔格，無法進行樹脂填充。
8、為滿足市場需求，亟需開發(fā)一種兼具電磁波吸收能力強、重量輕、環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)異的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本專利技術(shù)提供了一種寬頻段電磁波強吸收、耐撞擊、重量輕、環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)異的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料及其制備方法。
2、所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，包括依次疊設(shè)的橡膠片和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層。
3、優(yōu)選的，所述的橡膠片的厚度為0.4~1.2?mm。
4、優(yōu)選的，所述的橡膠片的原材料包括橡膠和填充在其中的中空玻璃微珠。
5、吸波材料能夠有效吸收電磁波，應(yīng)具備兩個基本條件：一是當電磁波入射到材料表面時，能夠最大限度地進入到材料內(nèi)部，以減少電磁波的直接反射，這就要求材料具備阻抗匹配特性；二是當電磁波進入材料內(nèi)部，電磁波能夠被衰減，這就要求材料具備電磁波衰減特性。
6、橡膠片作為耐撞擊層，位于耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料上層，是電磁波的迎波面，使電磁波能夠最大限度地進入到下方的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料內(nèi)部，以減少由于電磁波自空氣傳輸至材料表面阻抗突變造成的反射；耐撞擊層由橡膠基體和中空玻璃微珠組成，中空玻璃微珠主要成分為低介電常數(shù)的硼硅酸鹽（介電常數(shù)僅1.2~1.7）且內(nèi)部含有大量空氣，添加后能夠顯著提升耐撞擊層與空氣的阻抗匹配性，使電磁波能夠最大程度地進入到吸波材料內(nèi)部發(fā)生損耗，從而提升寬頻吸波性能。橡膠具有優(yōu)異的柔韌性，厚度僅為0.4~1.2?mm即能夠賦予材料優(yōu)異的耐撞擊性。因此耐撞擊層同時起到耐撞擊和阻抗匹配的作用。
7、此外，橡膠材料物理化學性能穩(wěn)定，環(huán)境惰性高，置于材料表面使得材料具有優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性。由于添加了中空玻璃微珠，0.4~1.2?mm的耐撞擊層對應(yīng)的面密度僅為0.3~0.8?kg/m2，與輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料粘接復合后總重量輕，滿足輕量化要求，有利于提高機動裝備的機動性。
8、優(yōu)選的，所述的橡膠片中的中空玻璃微珠的質(zhì)量為橡膠的質(zhì)量的5%~30%。
9、進一步優(yōu)選，所述的中空玻璃微珠的粒徑為20~135?μm，壁厚為1~5?μm。
10、優(yōu)選的，所述的橡膠片主要由以下步驟制備：將橡膠、中空玻璃微珠、固化劑和助劑混合，依次經(jīng)過塑練，混煉，壓延和硫化后制得。
11、優(yōu)選的，所述的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層包括依次疊設(shè)的玻璃鋼蒙皮、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料和玻璃鋼蒙皮。
12、進一步優(yōu)選，所述的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料包括芳綸蜂窩吸波材料、聚甲基丙烯酰亞胺泡沫吸波材料、聚氨酯泡沫吸波材料中的一種。
13、優(yōu)選的，所述的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層的厚度為5~60?mm。
14、優(yōu)選的，所述的玻璃鋼蒙皮的厚度為0.2~1?mm。
15、所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料的制備方法，包括以下步驟：將橡膠片和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層的一表面打磨至粗糙，然后使用膠黏劑將所述橡膠片的粗糙面和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層的粗糙面粘合，制得所述耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料。
16、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的有益效果在于：
17、1.?本專利技術(shù)提供的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，通過在橡膠片中加入中空玻璃微珠，顯著提升了材料與空氣之間的阻抗匹配性，使電磁波能夠更有效地進入材料內(nèi)部；通過橡膠片和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層的組合設(shè)計，使得電磁波在進入材料后能被有效衰減，提高了吸波性能。
18、2.?本專利技術(shù)提供的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，因橡膠片具有良好的柔韌性和抗沖擊性，即使在0.4~1.2?mm較薄的厚度下也能提供優(yōu)異的耐撞擊性能；由于添加了中空玻璃微珠，橡膠片的面密度較低，僅0.3~0.8?kg/m2，與輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料結(jié)合后，整體重量較輕，有利于提高機動裝備的機動性；而且橡膠材料物理化學性能本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，包括依次疊設(shè)的橡膠片和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層；所述的橡膠片的原材料包括橡膠和填充在橡膠中的中空玻璃微珠。
2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的橡膠片的厚度為0.4~1.2?mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的橡膠片中的中空玻璃微珠的質(zhì)量為橡膠的質(zhì)量的5%~30%。
4.?根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的中空玻璃微珠的粒徑為20~135?μm，壁厚為1~5?μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的橡膠片主要由以下步驟制備：將橡膠、中空玻璃微珠、固化劑和助劑混合，依次經(jīng)過塑練，混煉，壓延和硫化后制得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層包括依次疊設(shè)的玻璃鋼蒙皮、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料和玻璃鋼蒙皮。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波材料包括芳綸蜂窩吸波材料、聚甲基丙烯酰亞胺泡沫吸波材料、
8.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層的厚度為5~60?mm。
9.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的玻璃鋼蒙皮的厚度為0.2~1?mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料的制備方法，包括以下步驟：將橡膠片和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層的一表面打磨至粗糙，然后使用膠黏劑將所述橡膠片的粗糙面和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層的粗糙面粘合，制得所述耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，包括依次疊設(shè)的橡膠片和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)吸波層；所述的橡膠片的原材料包括橡膠和填充在橡膠中的中空玻璃微珠。
2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的橡膠片的厚度為0.4~1.2?mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的橡膠片中的中空玻璃微珠的質(zhì)量為橡膠的質(zhì)量的5%~30%。
4.?根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的中空玻璃微珠的粒徑為20~135?μm，壁厚為1~5?μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波材料，其特征在于，所述的橡膠片主要由以下步驟制備：將橡膠、中空玻璃微珠、固化劑和助劑混合，依次經(jīng)過塑練，混煉，壓延和硫化后制得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐撞擊結(jié)構(gòu)吸波...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭學剛，鮑禹，張立坤，韓俊華，
申請(專利權(quán))人：航天科工武漢磁電有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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