Processing

Please wait...

Settings

Settings

Goto Application

1. WO2020114090 - LIGHTWEIGHT AND HIGHLY ELASTIC WAVE-ABSORBING MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR

Document

说明书

发明名称

技术领域

0001  

背景技术

0002  

发明概述

技术问题

0003  

技术解决方案

0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019  

有益效果

0020  

附图说明

0021   0022   0023   0024  

本发明的实施方式

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079  

工业实用性

0080  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

附图

页1 

说明书

发明名称 : 轻质高弹性吸波材料及其制备方法

技术领域

技术领域

[0001]
本发明涉及吸波材料技术领域,具体而言,涉及一种轻质高弹性吸波材料及其制备方法。

背景技术

背景技术

[0002]
吸波材料是指有效吸收入射的电磁波,并将电磁能转化为热能消耗或使电磁波干涉相消,从而使目标的回波强度显著减弱的一类功能材料。吸收材料在军用和民用两个领域都具有非常重要的应用价值。按照吸波机理,吸波材料分为磁损耗、介电损耗和导电损耗型。在武器装备上覆盖吸波材料,可以吸收雷达波,衰减反射信号,是反雷达探测非常有效的手段,是减少武器装备遭受导弹和激光武器打击的一种方法。

发明概述

技术问题

[0003]
现有吸波材料普遍采用油性体系,生产施工过程中产生大量有机溶剂污染环境,油性体系涂层一般硬度较高,弹性小,面密度大,高弹性树脂种类较少且价格高昂;上述方案材料只能应用于硬质底材,使用受到极大的限制。

技术解决方案

[0004]
本发明旨在提供一种轻质高弹性吸波材料及其制备方法,以解决现有技术中吸波材料硬度较高使用受到极大的限制的技术问题。
[0005]
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种轻质高弹性吸波材料。该轻质高弹性吸波材料包括依次设置的基底层和柔性吸波层,其中,柔性吸波层包含水性树脂、吸波填料、有机润湿分散剂和去离子水。
[0006]
进一步地,柔性吸波层包含水性树脂60~78重量份、吸波填料10~20重量份、有机润湿分散剂2~5重量份和去离子水10~16重量份。
[0007]
进一步地,基底层为金属层或柔性织物层,当基底层为柔性织物层时,柔性吸波层上还设置有柔性金属涂层;优选的,柔性金属涂层包含水性树脂、片状金属浆和去离子水。
[0008]
进一步地,柔性金属涂层包含水性树脂60~85重量份、片状金属浆10~20重量份和去离子水5~10重量份;优选的,柔性金属涂层的厚度为40μm~80μm。
[0009]
进一步地,水性树脂为选自由水性聚氨酯分散液、水性聚氨酯乳液和水性环氧树脂组成的组中的一种或多种。
[0010]
进一步地,吸波填料选自由高导电炭黑、高导电石墨、短切碳纤、短切不锈钢纤维组成的组中的一种或多种。
[0011]
进一步地,有机润湿分散剂为分散剂WS4000、分散剂Tego 760W和分散剂BYK-190中的一种或多种。
[0012]
进一步地,柔性吸波层的厚度为0.5~0.6mm。
[0013]
根据本发明的另一方面,提供了一种上述轻质高弹性吸波材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:S1,分别称取水性树脂、吸波填料、有机润湿分散剂和去离子水,采用分散机进行研磨润湿,制得柔性吸波层浆料;S2,将基底层上喷涂处理液,然后在基底层上设置柔性吸波层。
[0014]
进一步地,基底层为金属层或柔性织物层,当基底层为柔性织物层时,该制备方法还包括在柔性吸波层上设置柔性金属涂层;优选的,柔性金属涂层采用柔性金属涂层浆料制得,柔性金属涂层浆料的制备包括:分别称取水性树脂、片状金属浆和去离子水搅拌分散后制得柔性金属涂层浆料。
[0015]
进一步地,S1具体包括:分别称取水性树脂60~78重量份,吸波填料10~20重量份、有机润湿分散剂2~5重量份和去离子水10~16重量份;采用高速分散机,加入粒径1.0~2.0mm的锆珠作为研磨介质,在500~800rpm下搅拌0.5h使各组分初步润湿,在2000~2500rpm下搅拌3h,用刮板细度计测试浆料细度≤10um,搅拌时在分散罐通冷却水;将分散好的物料密封,在室温下静置12h待用。
[0016]
进一步地,柔性金属涂层浆料的制备具体包括:分别称取水性树脂60~85重量份、片状金属浆10~20重量份和去离子水5~10重量份搅拌分散后制得柔性金属涂层浆料。
[0017]
进一步地,处理液为选自由乙醇、硅烷偶联剂KH550/560、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺组成的组中的一种或多种。
[0018]
进一步地,当基底层为柔性织物层时,该制备方法具体包括:将柔性织物层上喷涂处理液;然后取柔性吸波层浆料喷涂在柔性织物层上,控制厚度为0.5~0.6mm,待涂层表干后,喷涂一层柔性金属涂层浆料,控制厚度为40~80um,45~50℃下烘烤0.5~1h得到轻质高弹性吸波材料。
[0019]
根据本发明的再一方面,提供了一种上述轻质高弹性吸波材料在雷达隐身、隐身篷布、隐身车衣、隐身帐篷的隐身伪装中的应用。

有益效果

[0020]
应用本发明的技术方案,采用水性树脂及柔性织物等,开发了低面密度、高弹性以及零污染的环保吸波材料,极大的提高了吸波材料的弹性,扩大了其应用范围;本发明的吸波材料可应用于装备的雷达隐身,可显著提高目标装备在高频雷达下的隐身性能,可直接涂覆在装备表面,由于其能够用于柔性基材,还可制成隐身篷布、车衣、帐篷等用于地面目标隐身伪装。

附图说明

[0021]
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]
图1示出了实施例1的轻质高弹性吸波材料的结构示意图;
[0023]
图2示出了实施例1中制备的轻质高弹性吸波材料的高频吸波性能测试结果图;以及
[0024]
图3示出了实施例2中制备的轻质高弹性吸波材料的高频吸波性能测试结果图。

本发明的实施方式

[0025]
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0026]
根据本发明一种典型的实施方式,提供一种轻质高弹性吸波材料。该轻质高弹性吸波材料包括依次设置的基底层和柔性吸波层,其中,柔性吸波层包含水性树脂、吸波填料、有机润湿分散剂和去离子水。
[0027]
应用本发明的技术方案,采用水性树脂及柔性织物等,开发了低面密度、高弹性以及零污染的环保吸波材料,极大的提高了吸波材料的弹性,扩大了其应用范围;本发明的吸波材料可应用于装备的雷达隐身,可显著提高目标装备在高频雷达下的隐身性能,可直接涂覆在装备表面,由于其能够用于柔性基材,还可制成隐身篷布、车衣、帐篷等用于地面目标隐身伪装。
[0028]
优选的,柔性吸波层包含水性树脂60~78重量份、吸波填料10~20重量份、有机润湿分散剂2~5重量份和去离子水10~16重量份。在此比例范围内,能够较大限定的全面提升吸波材料的综合性能。
[0029]
根据本发明一种典型的实施方式,基底层为金属层或柔性织物层,当基底层为柔性织物层时,柔性吸波层上还设置有柔性金属涂层;优选的,柔性金属涂层包含水性树脂、片状金属浆和去离子水。优选的,柔性金属涂层包含水性树脂60~85重量份、片状金属浆10~20重量份和去离子水5~10重量份。
[0030]
根据本发明一种典型的实施方式,水性树脂为选自由水性聚氨酯分散液、水性聚氨酯乳液和水性环氧树脂组成的组中的一种或多种,这些水性树脂弹性好,污染少。
[0031]
根据本发明一种典型的实施方式,吸波填料分别选自由高导电炭黑、高导电石墨、短切碳纤、短切不锈钢纤维组成的组中的一种或多种,这些吸波填料吸波性能好,并且不会影响柔性吸波层的整体性能,例如柔韧性等。
[0032]
优选的,有机润湿分散剂为分散剂WS4000、分散剂Tego 760W和分散剂BYK-190中的一种或多种。柔性吸波层和柔性金属涂层的厚度可以根据实际需求进行设定,优选的,柔性吸波层的厚度为0.5~0.6mm,柔性金属涂层的厚度为40μm~80μm,以保证其柔韧性和吸波性能。
[0033]
根据本发明一种典型的实施方式,提供一种轻质高弹性吸波材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:S1,分别称取水性树脂、吸波填料、有机润湿分散剂和去离子水,采用分散机进行研磨润湿,制得柔性吸波层浆料;S2,将基底层上喷涂处理液,然后在基底层上设置柔性吸波层。其中,处理液可以采用本领域常规的处理液,处理织物表面的毛刺、增强织物与涂层的黏着力。
[0034]
根据本发明一种典型的实施方式,基底层为金属层或柔性织物层,当基底层为柔性织物层时,该制备方法还包括在柔性吸波层上设置柔性金属涂层;优选的,柔性金属涂层采用柔性金属涂层浆料制得,柔性金属涂层浆料的制备包括:分别称取水性树脂、片状金属浆和去离子水搅拌分散后制得柔性金属涂层浆料。
[0035]
优选的,S1具体包括:分别称取水性树脂60~78重量份,吸波填料10~20重量份、有机润湿分散剂2~5重量份和去离子水10~16重量份;采用高速分散机,加入粒径1.0~2.0mm的锆珠作为研磨介质,在500~800rpm下搅拌0.5h使各组分初步润湿,在2000~2500rpm下搅拌3h,用刮板细度计测试浆料细度≤10um,搅拌时在分散罐通冷却水;将分散好的物料密封,在室温下静置12h待用。
[0036]
优选的,柔性金属涂层浆料的制备具体包括:分别称取水性树脂60~85重量份、片状金属浆10~20重量份和去离子水5~10重量份搅拌分散后制得柔性金属涂层浆料。
[0037]
优选的,处理液为选自由乙醇、硅烷偶联剂KH550/560、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺组成的组中的一种或多种。
[0038]
优选的,当基底层为柔性织物层时,该制备方法具体包括:将柔性织物层上喷涂处理液;然后取柔性吸波层浆料喷涂在柔性织物层上,控制厚度为0.5~0.6mm,待涂层表干后,喷涂一层柔性金属涂层浆料,控制厚度为40~80um,45~50℃下烘烤0.5~1h得到轻质高弹性吸波材料。
[0039]
根据本发明一种典型的实施方式,提供一种轻质高弹性吸波材料在雷达隐身、隐身篷布、隐身车衣、隐身帐篷的隐身伪装中的应用。
[0040]
此外,本发明材料施工方式不限于喷涂、辊涂或刷涂,还可作为浆料浸渍或者涂布于织物上制成柔性吸波织物
[0041]
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。以下实施例中没有详细描述的技术手段可以采用本发明具体实施方式部分描述的或本领域的常规技术手段实现。
[0042]
实施例1
[0043]
本实施例以柔性面料为基材制备轻质高弹性吸波材料,其基本工艺结构如图1所示,最底层为柔性金属涂层30,中层为柔性吸波涂层20,最上层为柔性织物层10(可为伪装迷彩面料等)。
[0044]
制备步骤如下:
[0045]
称取水性聚氨酯分散液60份,高导电炭黑吸波填料20份,WS4000加5份,去离子水15份。
[0046]
采用实验室高速分散机,加入1.2 Kg 粒径2mm的锆珠作为研磨介质,在500rpm下搅拌0.5h使各组分初步润湿,在2100rpm下搅拌3h,用刮板细度计测试浆料细度≤10um,搅拌时应在分散罐通冷却水,防止浆料温度过高;将分散好的物料密封,在室温下静置12h待用。
[0047]
裁取柔性织物面料320mm*320mm,反面朝上固定在平面板上,用喷枪吹洗干净然后喷涂一层聚乙烯醇;
[0048]
取适量配置好的吸波浆料,喷涂在织物面料上,控制厚度为0.6mm,待涂层表干后,喷涂一层柔性金属层(配制柔性金属涂层用浆料:称取水性树脂75份,片状金属浆20份,去离子水5份,搅拌分散均匀后待用),控制厚度为40-80um,将上述涂层在50℃下烘烤0.5h即得柔性复合吸波材料。
[0049]
将所制复合吸波材料剪裁成300mm*300mm样品,测试其面密度,高频吸波性能,耐盐水性能等。
[0050]
经过测试样品面密度为0.8Kg/㎡,耐65℃环境5%wt氯化钠溶液浸泡96h,复合材料未出现剥离、脱落、粉化、裂纹、起泡等现象。高频吸波性能测试结果见图2。
[0051]
实施例2
[0052]
制备步骤如下:
[0053]
称取水性聚氨酯乳液78份,短切碳纤10份,Tego 760W3份,去离子水9份。
[0054]
采用实验室高速分散机,加入1.2 Kg 粒径2mm的锆珠作为研磨介质,在800rpm下搅拌0.5h使各组分初步润湿,在2100rpm下搅拌3h,用刮板细度计测试浆料细度≤10um,搅拌时应在分散罐通冷却水,防止浆料温度过高;将分散好的物料密封,在室温下静置12h待用。
[0055]
将300*300mm大小的碳钢板用300目砂纸打磨然后清洗干净,用空气喷枪在表面喷涂一层0.4mm厚的高韧性环氧树脂涂层。
[0056]
研磨好的吸波浆料喷涂在环氧涂层之上,控制涂层厚度0.2mm,可以多次喷涂,喷涂间隔将样品放置在不高于50℃的环境下表干。
[0057]
将喷涂完成的样品在室温下表干30-80min,然后50℃烘干30min即得到所需要的样品;
[0058]
测试所制样品的面密度,高频吸波性能和耐盐水性能等。
[0059]
经过测试样品面密度为0.43Kg/㎡,耐65℃环境5%wt氯化钠溶液浸泡96h,复合材料未出现剥离、脱落、粉化、裂纹、起泡等现象。高频吸波性能测试结果见图3。
[0060]
实施例3
[0061]
本实施例以柔性面料为基材制备轻质高弹性吸波材料,其基本工艺结构如图1所示,最底层为柔性金属涂层30,中层为柔性吸波涂层20,最上层为柔性织物层10(可为伪装迷彩面料等)。
[0062]
制备步骤如下:
[0063]
称取水性聚氨酯分散液70份,高导电炭黑20份,有机润湿分散剂WS4000 5份,去离子水5份。
[0064]
采用实验室高速分散机,加入1.2 Kg 粒径2mm的锆珠作为研磨介质,在600rpm下搅拌0.5h使各组分初步润湿,在2400rpm下搅拌3h,用刮板细度计测试浆料细度≤10um,搅拌时应在分散罐通冷却水,防止浆料温度过高;将分散好的物料密封,在室温下静置12h待用。
[0065]
配制金属涂层用浆料:称取水性树脂85份,片状金属浆10份,去离子水5份,搅拌分散均匀后待用。
[0066]
裁取柔性织物面料320mm*320mm,反面朝上固定在平面板上,用喷枪吹洗干净然后喷涂一层处理液(乙醇);
[0067]
取适量配置好的吸波浆料,喷涂在织物面料上,控制厚度为0.5mm,待涂层表干后,喷涂一层柔性金属涂层,控制厚度为60-80um,将上述涂层在50℃下烘烤0.5h即得柔性复合吸波材料。
[0068]
将所制复合吸波材料剪裁成300mm*300mm样品,测试其面密度,高频吸波性能,耐盐水性能等。
[0069]
经过测试样品面密度为0.65Kg/㎡,耐65℃环境5%wt氯化钠溶液浸泡96h,复合材料未出现剥离、脱落、粉化、裂纹、起泡等现象。
[0070]
实施例4
[0071]
本实施例以柔性面料为基材制备轻质高弹性吸波材料,其基本工艺结构如图1所示,最底层为柔性金属涂层30,中层为柔性吸波涂层20,最上层为柔性织物层10(可为伪装迷彩面料等)。
[0072]
制备步骤如下:
[0073]
称取水性聚氨酯乳液68份,吸波填料18份, WS4000加5份,去离子水9份。
[0074]
采用实验室高速分散机,加入1.2 Kg 粒径2mm的锆珠作为研磨介质,在600rpm下搅拌0.5h使各组分初步润湿,在2200rpm下搅拌3h,用刮板细度计测试浆料细度≤10um,搅拌时应在分散罐通冷却水,防止浆料温度过高;将分散好的物料密封,在室温下静置12h待用。
[0075]
配制金属层用浆料:称取水性树脂75份,片状金属浆20份,去离子水5份,搅拌分散均匀后待用。
[0076]
裁取柔性织物面料320mm*320mm,反面朝上固定在平面板上,用喷枪吹洗干净然后喷涂一层处理液;
[0077]
取适量配置好的吸波浆料,喷涂在织物面料上,控制厚度为0.6mm,待涂层表干后,喷涂一层柔性金属涂层,控制厚度为40-80um,将上述涂层在50℃下烘烤0.5h即得柔性复合吸波材料。
[0078]
将所制复合吸波材料剪裁成300mm*300mm样品,测试其面密度,高频吸波性能,耐盐水性能等。
[0079]
经过测试样品面密度为0.75Kg/㎡,耐65℃环境5%wt氯化钠溶液浸泡96h,复合材料未出现剥离、脱落、粉化、裂纹、起泡等现象。

工业实用性

[0080]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种轻质高弹性吸波材料,其特征在于,包括依次设置的基底层和柔性吸波层,其中,所述柔性吸波层包含水性树脂、吸波填料、有机润湿分散剂和去离子水。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的轻质高弹性吸波材料,其特征在于,所述柔性吸波层包含水性树脂60~78重量份、吸波填料10~20重量份、有机润湿分散剂2~5重量份和去离子水10~16重量份。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的轻质高弹性吸波材料,其特征在于,所述基底层为金属层或柔性织物层,当所述基底层为柔性织物层时,所述柔性吸波层上还设置有柔性金属涂层; 优选的,所述柔性金属涂层包含水性树脂、片状金属浆和去离子水。
[权利要求 4]
根据权利要求3所述的轻质高弹性吸波材料,其特征在于,所述柔性金属涂层包含水性树脂60~85重量份、片状金属浆10~20重量份和去离子水5~10重量份; 优选的,所述柔性金属涂层的厚度为40μm~80μm。
[权利要求 5]
根据权利要求1或4所述的轻质高弹性吸波材料,其特征在于,所述水性树脂为选自由水性聚氨酯分散液、水性聚氨酯乳液和水性环氧树脂组成的组中的一种或多种。
[权利要求 6]
根据权利要求1所述的轻质高弹性吸波材料,其特征在于,所述吸波填料选自由高导电炭黑、高导电石墨、短切碳纤、短切不锈钢纤维组成的组中的一种或多种。
[权利要求 7]
根据权利要求1所述的轻质高弹性吸波材料,其特征在于,所述有机润湿分散剂为分散剂WS4000、分散剂Tego 760W和分散剂BYK-190中的一种或多种。
[权利要求 8]
根据权利要求1所述的轻质高弹性吸波材料,其特征在于,所述柔性吸波层的厚度为0.5~0.6mm。
[权利要求 9]
一种如权利要求1至8中任一项所述的轻质高弹性吸波材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: S1,分别称取水性树脂、吸波填料、有机润湿分散剂和去离子水,采用分散机进行研磨润湿,制得柔性吸波层浆料; S2,将所述基底层上喷涂处理液,然后在所述基底层上设置柔性吸波层。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述基底层为金属层或柔性织物层,当所述基底层为柔性织物层时,所述制备方法还包括在所述柔性吸波层上设置柔性金属涂层; 优选的,所述柔性金属涂层采用柔性金属涂层浆料制得,所述柔性金属涂层浆料的制备包括:分别称取水性树脂、片状金属浆和去离子水搅拌分散后制得柔性金属涂层浆料。
[权利要求 11]
根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述S1具体包括: 分别称取水性树脂60~78重量份,吸波填料10~20重量份、有机润湿分散剂2~5重量份和去离子水10~16重量份; 采用高速分散机,加入粒径1.0~2.0mm的锆珠作为研磨介质,在500~800rpm下搅拌0.5h使各组分初步润湿,在2000~2500rpm下搅拌3h,用刮板细度计测试浆料细度≤10um,搅拌时在分散罐通冷却水;将分散好的物料密封,在室温下静置12h待用。
[权利要求 12]
根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述柔性金属涂层浆料的制备具体包括:分别称取水性树脂60~80重量份、片状金属浆15~20重量份和去离子水5~10重量份搅拌分散后制得柔性金属涂层浆料。
[权利要求 13]
根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述处理液为选自由乙醇、硅烷偶联剂KH550/560、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺组成的组中的一种或多种。
[权利要求 14]
根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,当所述基底层为柔性织物层时,所述制备方法具体包括: 将所述柔性织物层上喷涂处理液; 然后取所述柔性吸波层浆料喷涂在所述柔性织物层上,控制厚度为0.5~0.6mm,待涂层表干后,喷涂一层所述柔性金属涂层浆料,控制厚度为40~80um,45~50℃下烘烤0.5~1h得到所述轻质高弹性吸波材料。
[权利要求 15]
如权利要求1至8中任一项所述的轻质高弹性吸波材料在雷达隐身、隐身篷布、隐身车衣、隐身帐篷的隐身伪装中的应用。

附图