[发明专利]一种环氧树脂吸波复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种环氧树脂吸波复合材料及其制备方法，包括：将环氧树脂升温至50～70℃，加入炭黑，得到环氧树脂/炭黑混合液；将环氧树脂/炭黑混合液升温至100～120℃，加入固化剂，搅拌溶解，得到环氧树脂/炭黑/固化剂混合液；在环氧树脂/炭黑/固化剂混合液中加入表面处理的中空玻璃微珠，固化，得到环氧树脂吸波复合材料。制备的复合材料密度小、吸波频带宽并且吸波性能强，满足了吸波复合材料的薄、轻、宽、强的要求。

技术领域

本发明涉及材料领域，更具体地，涉及一种环氧树脂吸波复合材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的进步，电子化、信息化技术的应用得到迅速发展，各种现代电子设备如无线电广播、电视、手机等快速普及，使得更多的电子和电气设备相继进入到日常办公和生活环境中，造成的电磁辐射污染严重影响人们的身体健康，因此对吸波复合材料的电磁屏蔽的需求与日俱增。

同时，吸波复合材料在航空航天、建筑材料、车辆、兵器等领域的应用中，往往需要在保持复合材料性能的基础上尽量降低材料密度、成本等。而传统的吸波复合材料(如铁氧体、石墨、陶瓷类等)主要缺点是密度大、吸波频带窄等，因而不能满足吸波材料：薄、轻、宽、强的要求。

发明内容

本发明采用以环氧树脂为基体，电磁屏蔽性能优良的炭黑和表面处理的中空玻璃微珠为吸波剂，可以使得该复合材料具有良好的电磁屏蔽性能；此外，吸波剂中采用表面处理的中空玻璃微珠不仅可以降低材料密度，还可以实现在较宽的频带内对电磁波的强吸收；同时，使用硅烷偶联剂处理中空玻璃微珠有利于中空玻璃微珠在环氧树脂基体中的均匀分散，使得环氧树脂可以与中空玻璃微珠之间形成良好的界面结合，有效解决了传统吸波复合材料的密度大、吸波频带窄等缺点。

本发明提供了一种环氧树脂吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将环氧树脂升温至温度T₁，加入炭黑，得到环氧树脂/炭黑混合液；将环氧树脂/炭黑混合液升温至温度T₂，加入固化剂，搅拌溶解，得到环氧树脂/炭黑/固化剂混合液；以及在环氧树脂/炭黑/固化剂混合液中加入表面处理的中空玻璃微珠，固化，得到环氧树脂吸波复合材料。

在上述制备方法中，还包括：在乙醇-水混合溶液中加入冰醋酸，调节pH；再加入硅烷偶联剂，配制成硅烷偶联剂溶液；以及再加入中空玻璃微珠，配制成中空玻璃微珠溶液，升温至80～100℃，搅拌、过滤、洗涤、真空干燥，得到表面处理的中空玻璃微珠。

在上述制备方法中，乙醇-水溶液是质量比为8～10:0.5～2的无水乙醇和去离子水配制成的溶液，优选质量比为9:1的无水乙醇和去离子水配制成的溶液。

在上述制备方法中，调节pH后的乙醇-水混合溶液的pH值为3～4。

在上述制备方法中，硅烷偶联剂为A-1100(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、 A-187(γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷)和A-172(乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷)的一种或多种。

在上述制备方法中，硅烷偶联剂溶液中的硅烷偶联剂的质量分数为2～3％。

在上述制备方法中，真空干燥的温度为100～110℃，真空干燥的时间为 2～3h。

在上述制备方法中，环氧树脂、炭黑、固化剂和表面处理的中空玻璃微珠的质量比为80～120:20～30:30～34:25～35。

在上述制备方法中，环氧树脂、炭黑、固化剂和表面处理的中空玻璃微珠的质量比为100:25:32:30。

在上述制备方法中，T₁为50～70℃；T₂为100～120℃。

在上述制备方法中，在环氧树脂/炭黑/固化剂混合液中加入表面处理的中空玻璃微珠，超声分散，真空脱气，固化，得到环氧树脂吸波复合材料。