[发明专利]一种环氧树脂复合吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂复合吸波材料及其制备方法，属于电磁吸波材料领域。

背景技术

在电子、电器、通讯及信息产业迅速发展的时代，电磁波干扰已成为一种特殊的环境污染。吸波材料能够降低或减弱电磁干扰，因此，吸波材料的研究和应用越来越重要。根据传输线理论，通过提高吸波材料的导电性和导磁性，使吸波材料的阻抗与自由空间的阻抗匹配，电磁波可极大入射进吸波材料并被衰减吸收掉。吸波材料通过材料中各组分的不同的损耗机制，将入射电磁波转化成热能或者是其它能量形式，达到吸波目的。

从吸波机理上，吸波材料可分为电吸收型、磁吸收型和电磁吸收型。其中电磁吸收型吸波材料，是在高分子材料中加入导电、半导体以及磁性填料，吸收机理为多重能量转换机制：当电磁波入射到所述吸波材料表面时，高分子的透射行为使电磁波大量进入吸波材料内部；磁性填料中存在磁晶各向异性等效场，发生自然共振引起微波损耗；另外由于畴壁的不可逆移动或磁矩的不可逆转动还会引起磁滞损耗；导电填料主要通过在所述吸波材料内部形成导电网络或极化电流，将电磁能转化为热能耗散掉；此外，导电填料的粒子产生的瑞利散射也会使电磁波在各个方向上被吸收。在现有技术中通过将磁性填料与导电填料复合，由于电磁感应现象的存在造成电偶极子与磁矩之间的耦合作用，导致交叉极化产生涡流损耗和多相间界面极化作用，提高吸波性能。

目前在电磁吸收型吸波材料中，国内外主要使用的磁性填料有铁氧体、磁性金属粉等。其中铁氧体具有较高的磁导率和电阻率，电磁波易于进入并快速衰减，已得到广泛应用。铁氧体主要有尖晶石型铁氧体、六角晶系铁氧体和石榴石3种类型。尖晶石型铁氧体在低频段及拓宽频宽等方面具有优势。常见的导电填料可分为金属类填料和非金属类填料。金属类填料主要有铜、镍、铝等。非金属填料常用的有炭黑、石墨、碳纤等。半导体填料主要有掺铝氧化锌及掺锡氧化铟。高分子基体选用环氧树脂、聚氯乙烯等具有一定透过性的黏弹体。但目前所用的单一填料存在吸波填料密度大、添加量大的缺点，将高分子材料与不同填料进行复合制成吸波复合材料，可使复合填料粉末均匀分散于三维连续的透明聚合物基体中；具有易于成形，易于制造，适于大量生产的优点，可以在一定程度上提高吸波性能。

其中，王立群等(王立群，宿杰，何聚等.Mn-Zn铁氧体纳米晶体的制备及吸波性能研究[J].天津师范大学学报，27(2007)，15-18)按微米级Mn-Zn铁氧体粉末与石蜡质量比为3∶1制备了厚度为1mm的吸波涂层，最大反射损耗接近-20dB；廖宇涛等(廖宇涛，张兴华.多壁碳纳米管电磁参数的研究和吸波性能模拟[J].材料导报，20(2006)，138-140)将不同管径的碳纳米管与石蜡复合后，进行样品的电磁参数测定，发现20-40nm的碳纳米管复合物在10dB以上频宽可以达到7GHz，最大损耗峰对应的值为16.52dB；Xuchun Gui等(Optimization of electromagnetic matching of Fe-filled carbon nanotubes/ferrite composites for microwave absorption[J].J.Phys.D：Appl.Phys.42(2009)075002)制备了铁填充碳管/铁氧体/石蜡复合吸波材料，研究结果表明该复合材料的吸波性能优于单一碳管填料或铁氧体填料。

现有的电磁吸波复合材料多为将磁性填料与导电填料复合后加入基体中，所得电磁吸波复合材料的吸波性能在12～18GHz小于20dB，仍然不能满足使用需要。因此需要一种吸波频带宽、吸波性能高的吸波材料。

发明内容

针对现有电磁吸波材料吸波频带窄、吸波效能低的问题，本发明的目的之一在于提供了一种环氧树脂复合吸波材料，所述复合吸波材料吸波性能强，吸波频带宽，具有良好的透波性和力学性能。

本发明的目的之二在于提供了一种环氧树脂复合吸波材料制备方法，所述方法可以制备得到本发明所述的环氧树脂复合吸波材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种环氧树脂复合吸波材料，所述吸波材料包括环氧树脂、固化剂、磁性填料、半导体填料和导电填料，其中：

环氧树脂    100重量份数；

固化剂     50～100重量份数；

磁性填料   3～10重量份数；

半导体填料 2～6重量份数；

导电填料   2～5重量份数。

其中，优选

磁性填料  3～8重量份数；