[发明专利]一种超材料基材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超材料基材，按质量份数，包括100份的生胶、0.5～10份的短切碳纤维以及1.5～13份的助剂。制备方法包括：将生胶、短切碳纤维和助剂按比例进行密炼共混，得到混合物；将混合物进行热压成型，制得超材料基材。本发明提供的制备超材料基材的方法，通过在生胶基体中添加短切碳纤维来调控最终制得的超材料基材的电磁参数，再将生胶热压成型，制得具有隐身作用的吸波超材料基材，再结合超材料微结构设计，可实现不同频段雷达波的高吸收以作为未来隐身武器装备的潜在应用材料。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，更具体地，涉及一种超材料基材及其制备方法。

背景技术

超材料一般包括基材及附着在基材上的人造微结构。在现有技术中，超材料微结构单元材质以金属为主，而基体材料通常使用聚四氟乙烯等低介电常数的高分子材料。这也是现有的超材料基材的电磁参数可调空间小、制备的吸波超材料吸收频带窄的一个主要原因。因此，开展对新型吸波超材料基材的研制和开发变得愈发重要。碳纤维是一种强度高、密度小、高模量、耐化学腐蚀的新型纤维材料，其导电性介于非金属和金属之间，通过改变纤维长度和分布可调控其电导率值，是一种优异的新型电磁吸波材料。因此，开展对碳纤维等新型吸波超材料的研制和开发变得愈发重要。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种超材料基材及其制备方法，以解决现有的超材料基材的性能较差的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种超材料基材，按质量份数，包括100份的生胶、0.5～10份的短切碳纤维以及1.5～13份的助剂。

在上述超材料基材中，生胶包括聚氨酯、三元乙丙橡胶、硅橡胶、丁基橡胶中的一种或多种组合。

在上述超材料基材中，短切碳纤维的长度为0.5mm～6mm。

在上述超材料基材中，助剂包括硫化剂和分散剂。

在上述超材料基材中，硫化剂和分散剂的质量比为1:4～10:1。

在上述超材料基材中，硫化剂包括过氧化二异丙苯或硫磺中的一种或两种。

在上述超材料基材中，分散剂包括硬脂酸、硅烷偶联剂中的一种或两种。

根据本发明的一方面，还提供了一种制备超材料基材的方法，包括以下步骤：将生胶、短切碳纤维和助剂按比例进行密炼共混，得到混合物；将混合物进行热压成型，制得超材料基材。

在上述方法中，在密炼机中，在60～100℃的温度下，实施密炼共混。

在上述方法中，采用热压机，在温度为150～200℃、压力为5～30MPa的条件下，实施热压成型，且热压成型的持续时间为10min～60min。

在上述方法中，在将生胶、短切碳纤维和助剂按比例进行密炼共混的步骤中，将100份的生胶、0.5～10份的短切碳纤维以及1.5～13份的助剂按比例进行共混，其中，各组分的份数为质量份数。

在上述方法中，生胶包括聚氨酯、三元乙丙橡胶、硅橡胶、丁基橡胶中的一种或多种组合。

在上述方法中，短切碳纤维的长度为0.5mm～6mm。

在上述方法中，助剂包括硫化剂和分散剂，且硫化剂和分散剂的质量比为1:4～10:1。

在上述方法中，硫化剂包括过氧化二异丙苯或硫磺中的一种或两种，分散剂包括硬脂酸、硅烷偶联剂中的一种或两种。

本发明提供的制备超材料基材的方法，通过在生胶基体中添加短切碳纤维来调控最终制得的超材料基材的电磁参数，再将生胶热压成型，制得具有隐身作用的吸波超材料基材，再结合超材料微结构设计，可实现不同频段雷达波的高吸收以作为未来隐身武器装备的潜在应用材料。

附图说明