[发明专利]一种吸波复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种吸波复合材料，由原料无机纳米材料改性酚醛树脂、聚苯乙烯微粒、吸波填料、固化剂、阻燃剂制备得到，树脂基体可以和填料之间形成良好的浸润关系，保证了复合材料的力学性能和吸波能力。本发明还公开了上述吸波复合材料的制备方法，由制粒、覆膜、成型三步构成，工艺简单，适用于工业上大规模应用。本发明还公开了上述吸波复合材料在制备无回波暗室方面的应用，表现出密度低、抗压强度高的特点，有利于满足大型精密设备的使用环境对吸波材料力学性能的要求；且具有较高的氧指数和较低的烟密度、较低的导热系数，表现出良好的防火性能。本发明的吸波复合材料对电磁波低频段展现出良好的吸收能力，具有良好的应用前景和推广价值。

技术领域

本发明属于电磁吸波材料领域，涉及一种吸波复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

吸波材料是指能够吸收、衰减入射的电磁波，并将电磁能转换为其它形式的能量(如机械能、电能和热能)而消耗掉的一类功能材料。近年来，随着电子通讯行业的快速发展，手机、电脑、电视、电磁炉等电子设备的应用非常广泛。然而这些设备工作时都会产生电磁波，当电磁辐射超过一定强度时，会造成电磁污染。电磁污染既会影响设备的正常工作，对电子通讯造成干扰，也会对中枢神经、人体心血管等系统产生不良影响，进而影响人体健康。吸波材料的运用是解决电磁辐射污染的主要手段之一。

目前行业内常用的为聚氨酯泡沫吸波材料、酚醛树脂发泡体吸波材料。聚氨酯泡沫吸波材料广泛用于建造电波暗室(无回波室、微波暗室)、电波暗箱、吸波屏风或吸波墙等，用于覆盖测试环境的反射物，降低背景噪音、消除杂波干扰和提高测试精度。聚氨酯泡沫吸波材料是经浸渍吸波剂、阻燃剂、表面喷涂涂料等系列工艺加工制成的，因吸波剂和阻燃剂是通过浸渍处理吸附于聚氨酯泡沫孔内，吸波剂和阻燃剂随着使用年限的增加易脱落，造成环境污染，影响使用性能。将软质聚氨酯泡沫切割成预定形状、浸渍吸波剂溶液用于制备聚氨酯泡沫复合吸波材料等方法，均存在制作复杂、功能单一、吸波助剂易于脱落、易燃等缺陷。且聚氨酯泡沫属于开口气孔，易吸潮，导致吸波性能下降。酚醛树脂发泡体吸波材料防火阻燃性能较好，但存在韧性较差的问题，材料服役期间易氧化、掉粉严重，影响长期使用的效果。因此，探索一种具有质轻、防火性、韧性、不易氧化、不易脱落等性能的吸波材料至关重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种吸波复合材料，具有导电性能好、质轻、不易被氧化、韧性好、阻燃性能好等特点。

本发明的目的之二在于提供吸波复合材料的制备方法。

本发明的目的之三在于提供吸波复合材料在制备无回波暗室方面的应用。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种吸波复合材料，包括以下重量份原料：无机纳米材料改性酚醛树脂10-40份、聚苯乙烯颗粒10-40份、吸波填料10-40份、固化剂5-15份、阻燃剂1-10份；

所述吸波填料由碳粉、石墨电极粉组成，碳粉与石墨电极粉添加比例为2-5:1；

进一步地，所述无机纳米材料改性酚醛树脂的制备过程包括以下步骤：

a.将100重量份的苯酚和70-110重量份的甲醛水溶液一起加入反应容器中，边搅拌边加入1.0-20重量份的层状硅酸盐粘土，搅拌温度为30-60℃，时间40-80min，得到胶体分散体系；

b.向步骤a得到的胶体分散体系中加入0.1-5.0重量份Ba(OH)₂，反应温度为85-105℃，时间1.0-3.0h；

c.将步骤b得到的反应产物脱水至粘度为2.0-5.0泊，即得无机纳米改性酚醛树脂。

进一步地，所述固化剂包括以下重量份原料：硫酸5-20份、磷酸10-30份、对甲苯磺酸10-30份、水10-30份。