[发明专利]吸波纸及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种具有吸波功能的吸波纸及其制备方法和应用。

背景技术

随着高频电磁辐射在雷达及通讯领域被越来越广泛地使用，人们对电磁屏蔽的关注度日益提升，对吸波材料的要求也越来越高。通常对吸波材料的综合要求为吸收效率高、吸收频段宽、质量轻、强度高。如何制得同时实现上述要求的吸波材料一直是该领域研究者的研究目标。

吸波材料按应用形式分可分为寄生型吸波材料和结构型吸波材料两大类，其中寄生型吸波材料又分为涂层材料、粘贴型片材、镀膜等类型；而结构型吸波材料又分为层板型和夹芯型，它们具有吸波和承载双重功能。按吸收机理分雷达吸波材料又可分为吸收型吸波材料和干涉型吸波材料，其中吸收型吸波材料是利用材料本身对雷达波的损耗吸收，使得一部分电磁能转化成热能损耗掉；而干涉型吸波材料是利用吸波层表面反射波和底层反射波的振幅相等振幅相反进行干涉抵消，其厚度需满足d＝λ/4+nλ/2(其中n≥0，n为整数)，这类吸波材料的吸收频带窄。

吸波涂层是指以高分子溶液、乳液或液态高聚物为基体，把吸波剂和其他附加成分分散到其中而制得的吸波材料。传统吸波涂层通常以具有电磁损耗的颗粒为吸波剂，其具有吸收频带窄、重量大、粘结强度低、耐候性差等缺点。其他几种寄生型吸波材料也具有类似的缺点。而结构吸波复合材料特别是吸波夹芯材料兼具良好的结构承载能力、密度小等优点，此外吸波夹芯材料可通过夹芯吸波结构对入射电磁波进行多次散射吸收，从而最大限度地衰减雷达波能量并由此获得优异的宽频吸波效果，因此可以很好地满足结构、功能一体化要求，因此在航空、航天领域具有广阔的应用前景。

然而，传统的吸波夹芯材料，如蜂窝夹芯材料主要以纸蜂窝为基体，通过浸渍掺有吸波剂的胶液制备而成，该制备方法工艺复杂，如需要将吸波剂均匀分散在胶液中，而胶液中含吸波剂时往往难以实现均匀浸渍，因此较难实现电磁参数的梯度控制，不利于阻抗匹配特性的优化，因而宽频吸波效果并不理想。此外，该方法制备的吸波夹芯材料在长时间使用下容易出现吸收剂剥落现象，污染周围电磁环境，影响其吸波性能的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具有吸波功能的吸波纸及其制备方法和应用。包含本发明的吸波纸的吸波材料吸波效率高、吸波性能稳定、吸收频段宽、质量轻且强度优异。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

一方面，本发明提供一种吸波纸，该吸波纸包含0.1-95wt％的纤维类吸波剂与5-99.9wt％的透波纤维。

优选地，所述纤维类吸波剂选自具有电磁波损耗功能的磁性纤维、导电纤维、介电纤维及掺杂型纤维，如多晶铁纤维、镍纤维、碳纤维、铜纤维、碳化硅纤维和SiC/Ti掺杂纤维中的一种或多种；优选地，所述纤维类吸波剂为多晶铁纤维。

优选地，所述透波纤维选自透波性好的无机纤维、高性能合成纤维及其浆粕，如对位芳纶原纤化浆粕、对位芳纶沉析浆粕、间位芳纶原纤化浆粕、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)原纤化浆粕和石英纤维中的一种或多种；优选地，所述透波纤维为聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)原纤化浆粕。

优选地，所述吸波纸还包含粒状或不规则形状的吸波剂，如金属粉末、炭黑、陶瓷粉末、铁氧体粉末、空心微球等。

另一方面，本发明提供一种制备上述吸波纸的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将0.1-95wt％的纤维类吸波剂与5-99.9wt％的透波纤维相混合制得浆料；

(2)使所述浆料上网成形；

(3)压榨、干燥；

(4)压光，即得。

优选地，在上述制备吸波纸的方法中，在步骤(1)中，所述纤维类吸波剂可选自具有电磁波损耗功能的磁性纤维、导电纤维、介电纤维及掺杂型纤维，如多晶铁纤维、镍纤维、碳纤维、铜纤维、碳化硅纤维、SiC/Ti掺杂纤维中的一种或多种。更优选地，所述纤维类吸波剂为多晶铁纤维，其具有较高的磁导率，并具有温度稳定性好、对电磁波吸收强、频带宽等优点。

优选地，在上述制备吸波纸的方法中，在步骤(1)中，所述透波纤维可选自透波性好的无机纤维、高性能合成纤维及其浆粕，如对位芳纶原纤化浆粕、对位芳纶沉析浆粕、间位芳纶沉析浆粕、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)原纤化浆粕、石英纤维中的一种或多种。

更优选地，所述透波纤维为聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)原纤化浆粕，其具有优异的耐高温、耐化学腐蚀、阻燃性能和力学性能。