[发明专利]一种低介电高强度透波复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低介电高强度透波复合材料及其制备方法。具体的制备方法包括如下步骤：(1)制备改性氰酸酯树脂；(2)树脂与纤维增强体的复合；(3)固化成型。该复合材料在高频带范围内具有较低介电常数与损耗角正切，并具有较高的力学性能，可广泛应用于高性能透波复合材料领域。

技术领域

本发明涉及透波材料技术领域，尤其涉及一种低介电高强度透波复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，新一代天线技术正朝着超宽频带、多频段、高传输效率等方向发展，对透波材料也提出了低介电、低损耗、高强度、成本低等要求。

氰酸酯是一种含有两个或两个以上的氰酸酯官能团的酚类衍生物，在热和催化剂的作用下，氰酸酯会发生环化三聚反应，形成含有三嗪环的高度交联网络结构。固化后的氰酸酯具有非常优异的介电性能、力学性能及耐湿热性能，其作为一种高性能透波材料已在雷达天线罩方面有着非常广泛的应用。但目前，常规氰酸酯树脂在高频段范围下，还存在着介电常数(＞3.0)与介电损耗(＞0.006)较高的问题，而且树脂固化温度较高，会导致透波材料内应力过大，促使整体机械强度较差，难以满足新一代天线技术在高频率范围内的应用需求。

本发明采用热塑性聚苯醚改性双酚M型氰酸酯，制备了改性氰酸酯预聚物；以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维混编石英纤维作为复合材料增强体，通过偶联剂法对纤维表面进行改性处理，使其与改性氰酸酯树脂均匀复合，制备了有机/无机纤维增强改性氰酸酯复合材料，其具有较低介电常数与介电损耗，整体机械强度较高，可满足新一代天线技术对高性能透波材料的应用要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有氰酸酯透波材料存在的介电常数和介电损耗较高以及机械强度较差的问题，本发明提供了一种UHMWPE/石英纤维增强改性氰酸酯复合材料的制备方法，将改性氰酸酯树脂基体与有机/无机连续纤维增强体进行有效复合，协同发挥各相材料的优点，制备出一种低介电、低损耗、高强度的树脂基复合材料，满足在新一代高性能透波材料方面的应用。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

1、一种低介电高强度透波复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)制备改性氰酸酯树脂：采用聚苯醚对氰酸酯树脂进行改性，得到改性氰酸酯树脂；

(2)树脂与纤维增强体的复合：将树脂和纤维增强体复合，然后进行去溶剂处理，得到树脂/纤维复合材料；

(3)固化成型：将复合材料固化成型，得到低介电高强度透波复合材料。

2、根据技术方案1所述的制备方法，所述改性按照如下方法进行：

将氰酸酯树脂单体加热聚合，得到氰酸酯预聚物；

在所述预聚物中加入聚苯醚进行改性处理，然后加入催化剂，同时进行搅拌，得到聚苯醚改性氰酸酯预聚物；

向聚苯醚改性氰酸酯预聚物中加入第一有机溶剂，完全溶解后得到改性氰酸酯树脂。

3、根据技术方案2所述的制备方法，所述氰酸酯树脂为双酚M氰酸酯；优选的是，所述氰酸酯树脂和所述聚苯醚的质量比为(40-45)：(280-300)；

所述催化剂为异辛酸锌；优选的是，所述催化剂和所述聚苯醚的质量比为(0.15-0.2)：(40-45)；

所述第一有机溶剂为1,4-二氧六环，与聚苯醚改性氰酸酯预聚物的质量比为(7-8):3。

4、根据技术方案3所述的制备方法，在氮气保护下，于140-150℃对氰酸酯树脂单体进行加热聚合，反应时间为3-6h；