[发明专利]一种宽频带多层结构吸波复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽频带多层结构吸波复合材料及其制备方法，特别涉及一种吸收层含羰基铁粉和碳纳米管的复合材料与其采用玻璃纤维布为聚合物基增强体及其制备方法。属于微波吸收材料技术领域。 

背景技术

微波吸收材料就是一种能够吸收入射电磁波，并通过各种电磁损耗机制将入射电磁波能量有效的损耗掉的一种功能材料。随着信息技术的高速发展，电磁污染日益严重，电磁辐射充斥着人们的生活空间，采用吸波材料可以减少电磁波对测试信号的干扰和保护人体免受微波辐射的危害。我国加入WTO后，电磁兼容和电磁屏蔽已成为电子产品进入市场的通行证和提高我国电子产品在世界市场上的竞争力的关键技术之一。现代高技术的发展，对微波吸收材料的性能提出了更高的要求。新型吸波材料正在向“薄、轻、宽、强”等目标发展，即厚度薄、质量轻、吸波频带宽、承载能力强。结构型吸波复合材料采用纤维增强体，进行吸波性能和力学性能综合一体化设计，从而兼具吸波和承载的双重功能，已经成为吸波材料研究领域的一个重要研究方向。多层吸波材料比单层吸波材料可设计自由度大，有利于实现吸波材料尽可能多的吸收入射电磁波，并将其电磁波转换成热能而耗散掉这两个基本要求。因此，多层结构吸波复合材料是当前微波吸收材料设计的热点。 

羰基铁粉是一种优良的软磁材料，具有磁导率高、比表面积大、温度稳定性好、吸波频带宽等优点，在无线电通讯、导航定位等各个领域受到青睐，是目前最为常用的电磁波吸收剂之一。碳纳米管是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，具有奇特的准一维的孔腔纳米结构，独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、韧性、较大的比表面积(120～300m²/g)、较好的吸附能力、催化特性和较强的微波吸收能力，可应用于多种高科技领域。如催化剂载体、吸波材料、复合材料增强体、储氢材料、分子导线，纳米半导体材料等。 

华中科技大学的何燕飞等制备了面层采用二氧化钛，中间层为铁钴磁性微粉和碳纤维，底层为强磁损耗特性的磁性微粉，氢化丁氰橡胶为基体的三层吸波材料(无机材料学报，第21卷，第6期，2006年11月)，在8～18GHz的测试频率范围内， 反射率可以达到-8dB以下，拉伸强度为10.8MPa。大连理工大学的崔晓冬等分别用炭粉和二氧化锰粉体与环氧树脂复合作为面层，底层采用炭粉作为填料制备了双层吸波材料(材料科学与工程学报，第24卷，第5期，2006年10月)，在8～18GHz的测试频率范围内，最大反射率达-28.14dB，但其匹配厚度较厚。上述报导均是研究在8～18GHz的中高频段吸波材料，且都存在吸收频带不够宽，力学强度差的缺点。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种吸收频带宽，力学强度强的宽频带结构型吸波复合材料。 

本发明是通过如下技术方案实现的： 

一种宽频带多层结构吸波复合材料，其特征在于：包括三部分：自上而下分别为面层、夹心层和底层；所述面层包括羰基铁粉、聚合物和玻璃纤维布，其质量配比为：羰基铁粉20～50％，聚合物30～48％，玻璃纤维布20～32％；所述夹心层包括碳纳米管、聚合物和玻璃纤维布，其质量配比为：碳纳米管2～6％，聚合物56.4～58.8％，玻璃纤维布37.6～39.2％；所述底层包括羰基铁粉、聚合物、玻璃纤维布，其质量配比为：羰基铁粉50～80％，聚合物12～30％，玻璃纤维布8～20％。 

一种优选技术方案，其特征在于：所述面层，夹心层和/或底层分别为2-4个复合层。 

一种优选技术方案，其特征在于：所述聚合物为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、酚醛树脂、聚丙烯、聚酰亚胺或聚醚酮。 

一种优选技术方案，其特征在于：所述羰基铁粉采用平均粒径在0.5～10μm，颗粒的形状为片状、球状的至少一种。 

一种优选技术方案，其特征在于：所述碳纳米管采用外径在3～60nm之间，长度分布在100nm～1mm之内的原始单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种。 

一种优选技术方案，其特征在于：所述玻璃纤维布为S玻璃纤维布或E玻璃纤维布。 

本发明的另一目的是提供一种上述宽频带多层结构吸波复合材料的制备方法。 

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的： 

一种宽频带多层结构吸波复合材料的制备方法，其步骤如下： 

(1)按所需形状裁剪玻璃纤维布；