[发明专利]一种高温度稳定性吸波涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高温度稳定性吸波涂层及其制备方法，主要解决的是现有涂层微波吸收性能的温度稳定性差、吸收频带窄等问题。上述涂层以羰基铁和碳泡沫为主要吸收剂，通过控制碳泡沫的碳化温度以及碳泡沫和羰基铁的比例来调节涂层的吸收带宽和吸收性能的温度稳定性。制备的方法：1.将三聚氰胺泡沫在氩气氛围中分别在700℃、800℃和900℃下碳化2‑6h；2.按照一定比例将羰基铁与环氧树脂制成混合浆料；3.将碳泡沫在制得的混合浆料中真空浸渍；4.采用刮涂法将碳泡沫/羰基铁复合浆料涂覆于基板上，在100‑120℃下固化2‑4h获得涂层。本发明得到的涂层能够在室温至300℃保持8GHz以上的有效吸收频带，实现了有效吸收带宽以及微波吸收性能的温度稳定性的同时提升。

技术领域

本发明属于吸波涂层材料技术领域，具体涉及一种高温度稳定性吸波涂层及其制备方法和应用。

背景技术

吸波材料是指能够将入射进材料内部的电磁波衰减，把电磁能转化成热能或者其他形式能量的一类材料。在众多吸波材料中，吸波涂层由于其工艺简单、形状适应性强等优势而被广泛应用。吸波涂层的主要成分为吸收剂和树脂基体。吸收剂主要分为三种类型，分别为磁损耗型吸收剂、电导损耗型吸收剂和介电损耗型吸收剂。磁损耗型吸收剂单位厚度吸收效率高，有效吸收带频带宽，但是其吸收性能的温度稳定性较差，电导损耗型和介电损耗型吸收剂的吸收效率较低，有效吸收频带较窄。因此导致目前使用的吸波涂层存在有效带宽窄、吸波性能的温度稳定性差、厚度大等问题。

另一方面，随着各类电子设备集成化和小型化的程度越来越高，在狭小的空间内会产生更多的热辐射和电磁干扰。因此许多领域需要吸波涂层能够在室温-300℃内具备宽的有效吸收频带和稳定微波吸收性能，同时涂层的厚度小于1.5mm。因此需要研制出一种厚度薄、有效吸收频带宽且吸波性能的温度稳定性高的吸波涂层，才能满足各类电子设备发展的需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高温度稳定性的吸波涂层的制备方法，通过磁性和导电型吸收剂的复合来同时实现拓宽有效吸收频带、降低涂层厚度、提高微波吸收性能的温度稳定性等多个目标。

本发明提供的高温度稳定性吸波涂层，所述吸波涂层由碳泡沫/羰基铁复合浆料固化制备，所述吸波涂层的原料中碳泡沫与羰基铁浆料的体积比为1:1-2:1，羰基铁浆料中羰基铁与环氧树脂和固化剂的质量比为(1-3):0.5:0.6。

进一步地，在上述技术方案中，涂层的厚度为1.0-1.1mm，涂层在室温至300℃条件下，8-18GHz频带内获得8GHz以上的有效吸收带宽。

本发明还提供了一种制备上述的高温度稳定性的吸波涂层的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、制备碳泡沫：将三聚氰胺泡沫用酒精溶液超声清洗，在烘箱中烘干12-24h，将所得三聚氰胺泡沫置于管式炉中，氩气氛围中碳化2-6h，将所得碳泡沫放入粉碎机中粉化，得到碳泡沫颗粒；

步骤二、制备羰基铁浆料：将羰基铁、环氧树脂和固化剂按照一定质量比混合均匀，得到羰基铁浆料；

步骤三、制备碳泡沫/羰基铁复合浆料：将一定体积的碳泡沫真空浸渍于步骤二中得到的羰基铁浆料中，得到碳泡沫/羰基铁复合浆料；

步骤四、制备吸波涂层：采用刮涂法将步骤三中所得的碳泡沫/羰基铁复合浆料涂覆于金属基板上，使用模具控制涂层厚度，加热固化获得具有高温度稳定性吸波涂层。

优选地，步骤一所述的酒精溶液中蒸馏水和乙醇的质量比为1:1-1:3，烘干温度为80-100℃，三聚氰胺泡沫的碳化温度为700℃-900℃，碳泡沫颗粒粒径为100-1000μm。

优选地，步骤二所述的羰基铁浆料中羰基铁与环氧树脂和固化剂的质量比为(1-3):0.5:0.6，并且为保证各组分混合均匀，将羰基铁浆料进行机械搅拌和超声分散，机械搅拌的转速为480-960r/min，搅拌时长为15-60min，超声分散时长为15-60min。