[发明专利]高性能微波吸收胶棉及其制造方法

说明书

本发明涉及一种新型电子材料及其制造方法，特别是指一种对微波辐射的反射、透射和散射都很小的微波吸收材料及其制造方法。

近年来，随着我国科学技术的发展和现代化进程的加速，尤其是移动通信、卫星通信、电子信息、航空航天、广播电视、医疗卫生乃至日常生活中食品烹饪等事业的迅速发展，使人们生存空间中的微波辐射危害已日趋严重，引起了科技人员的关注和重视，并采取各种措施进行综合治理，以减小其危害。微波辐射的综合治理是一项系统工程，通常采用以下两种基本形式：一是针对微波辐射源采取防护措施，即通过一定的工艺装备把泄漏到空间的微波辐射尽可能降到最低点；二是针对已泄漏到环境危害人体健康和工作场所的微波辐射采取防护措施，使其尽可能降低危害。以上两种基本形式的主要方法都是对微波辐射进行屏蔽或吸收，或者同时实施屏蔽和吸收。

微波吸收材料是一类能够有效吸收微波辐射的新型电子材料，其结构形状主要有单层或多层平板型微波吸收体和尖劈型微波吸收体(包括四棱角锥、楔形、圆锥、台锥等外形)两种，其制作方法都是将聚氨酯软泡沫塑料材料浸渍于微波吸收涂料溶液中制成。现在使用的平板型微波吸收体材料的微波吸收性能较差，吸收性能一般小于25分贝，而且适用频率窄；尖劈型微波吸收体材料使用时要有足够的高度，如角锥型吸收材料，其吸收率为50分贝时，角锥高度需250～300厘米，占据空间过大，成本太高，而且安装不便，给实际应用带来困难。

本发明的一个目的是提供一种具有优良吸收性能的微波吸收材料—高性能微波吸收胶棉，其微波吸收性能好、制造方法简便、性能价格比高，且使用方便，有利于推广应用。

本发明的另一个目的是提供一种微波吸收胶棉的制造方法。

本发明的微波吸收胶棉是这样实现的：包括有基体和功能体，其特征在于：其是用质量轻、密度低的喷胶棉作为基体，并在该喷胶棉基体的表面及内部空隙里高压喷注有作为功能体的不同配比的微波吸收涂料所组成；且基体内的微波吸收涂料的密度由表及里呈从小至大的无级渐进变换；其中作为功能体的微波吸收涂料的重量百分比配方为：200目以上的石墨粉3～15％，200目以上的乙炔炭黑粉0.5～5％，聚氨酯胶15～25％，聚氨酯稀释剂55～75％。

其中作为基体的喷胶棉的密度为0.003～0.012，单层厚度为8～40毫米。

其中作为基体的喷胶棉可以是单层，也可以是由多层粘接构成。

本发明的制造方法是这样的：其包括有下列步骤：1).选用一层或多层密度为0.003～0.012、单层厚度为8～40mm的喷胶棉作为基体；2).配制在下述配方范围内的若干不同配比的微波吸收涂料作为功能体，该微波吸收涂料的配方(重量百分比)为：200目以上的石墨粉3～15％，200目以上的乙炔炭黑粉0.5～5％，聚氨酯胶15～25％，聚氨酯稀释液55～75％；3).将上述每一配比的微波吸收涂料分别在球磨机内进行研磨混合，此时球磨罐转速为60～120转/分，时间应不少于60分钟；4).使用高压喷枪将不同配比的微波吸收涂料分多次以不同压力(压力范围为0.2～1Mpa)喷注于喷胶棉的表面及内部，使基体内的微波吸收涂料的密度按电磁波入射方向由表及里呈从小至大无级渐进变换；5).将以不同配方配制的微波吸收涂料和以不同压力喷注于基体内形成的多层喷胶棉，用聚氨酯胶粘接成一个整体，且该整体内的微波吸收涂料密度按微波入射方向由表及里呈从小至大的渐进变换。

本发明是一种新型功能复合材料，其选用结构疏松、内部具有较大空隙、密度极低的喷胶棉作为基体，该喷胶棉纤维直径为微米级，且排列杂乱无序、方向各异，呈互相弯曲缠绕状，其本身就可以使入射的电磁波被衰减和弱化；再将不同配比的微波吸收涂料作为功能体分多次以不同压力喷射于喷胶棉的表面及内部，使该吸收体形成由表及里呈从小至大的密度渐进变化，从而使入射的电磁波一旦陷于吸收体内就会产生无数次的反射，并逐次被吸收减弱。本发明的结构特点是可以使微波的透射和散射趋于最小；另外，在透射过程中产生的反射又逐次被吸收并与入射波反向抵消，使整个微波吸收过程更加完全。

本发明在对微波吸收体的基体的选用、作为功能体的微波吸收涂料的配方和其在基体内呈渐进变换的密度分布结构、以及涂料工艺等制作方法上都有重要突破和创新，是一种结构新颖、性能优良的新型电子功能复合材料。