一种高功率蜂窝吸波材料用水性浸渍液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种浸渍液和制备方法，尤其涉及一种高功率蜂窝吸波材料用水性浸渍液及其制备方法。

背景技术

蜂窝材料是一种基于仿生学原理而发明的一种复合材料芯材，具有极低的面密度，同时在蜂窝轴向上具有非常高的强度，可以在满足结构强度的前提下最大限度的降低材料的重量。同时随着电子技术的发展，对相应的测试技术也提出了越来越高的要求，提高被测对象的功率以及测试时间的同时，暗室内吸波材料因为吸收电磁波而产生的热量也大幅度提高。芳纶纸蜂窝由于本身具有较为优秀的耐热性能，同时由于多孔的的结构，也可以最大程度的利用气流散热，大幅度提高了材料可以应对的功率密度。这种同时具有质轻高强度，吸波性能优秀，耐高功率的吸波角锥已经成为近年来的研究热点。蜂窝吸波材料的吸波机制可以描述为：电磁波在蜂窝小孔形成的腔体中多次散射与吸收，最大限度的衰减电磁波能量并由此获得了宽频带吸波性能。

不考虑角锥尺寸的影响，蜂窝吸波材料的吸波性能受到蜂窝板厚度，孔径，以及孔径密度的影响，更主要的取决于吸波层的厚度以及吸波剂的含量。在控制增重比例的情况下达到最好的吸波性能是选择浸渍液体系的重要目标，另一方面，能有效利用蜂窝结构进行散热，将在最大限度内提高吸波角锥的耐功率性能。

相变材料可以在发生相变的时候吸收大量热量，从而达到控制体系温度的作用。如何使材料的工作温度控制在一个我们所想要的温度内，并在一定时间内保持稳定，是现有技术面临的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高功率蜂窝吸波材料用水性浸渍液和高功率蜂窝角锥吸波材料制备方法，解决现有技术存在的缺憾。

本发明采用如下技术方案实现：

一种高功率蜂窝吸波材料用水性浸渍液，其特征在于，按照质量份数包括以下成分：蒸馏水80～100份，硅丙树脂130～150份，炭黑与石墨混合物9～11份，氢氧化铝和含卤阻燃剂协同阻燃剂5～10份，分散剂750W2.8～4份，消泡剂0.1～0.3份，三羟基甲基乙烷10～20份，所述碳系吸波剂为炭黑与石墨的混合细粉，极松散，表现密度极低。

一种高功率蜂窝角锥吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备浸渍液：按照质量份数的配比组份混合：蒸馏水80～100份，硅丙树脂130～150份，炭黑与石墨混合物9～11份，氢氧化铝和含卤阻燃剂协同阻燃剂5～10份，分散剂750W 2.8～4份，消泡剂0.1～0.3份，三羟基甲基乙烷10～20份；

2)搅拌均匀后研磨，使用120～300目筛网过滤浆料之后在其中加入；

3)蜂窝芯材处理：使用立锯以及三轴加工系统将蜂窝裁剪成具有倒角的角锥拼接零件，加工整块蜂窝平板，并使用清水清洗蜂窝零件上的灰尘，用空气压缩机连接空载喷枪吹净表面；

4)第一次蜂窝浸渍：在浸渍槽中使用步骤1)中所得的浸渍液浸泡和步骤3)中得到的蜂窝板件，充分浸渍捞出，在空气中晾干后烘干；

5)第二次蜂窝浸渍：在浸渍槽中使用步骤1)中所得的浸渍液浸泡和步骤4)中得到的蜂窝板件，充分浸渍捞出，在空气中晾干后烘干；

6)组装角锥：按照板件匹配组装成蜂窝形状，使用高温环氧胶按一定的刷胶方向涂布在连接处进行粘接，固化分为三个阶段：常温下等待粘接稳定，高温下快速固化，常温静置保证固化深度。

进一步的，在步骤1)中，按照质量份数，硅丙树脂为110～140份。

进一步的，步骤4)和/或步骤5)中烘干板件条件为：常温晾晒10h以上后烘箱中80℃烘干1h以上，达到完全干燥。

进一步的，在步骤6)中刷胶方向为：以拼接后朝外的蜂窝面为底，顶角方向为前，刷胶方向的运动应同时包含向下和向前的运动分量。

进一步的，在步骤6)中的固化方式为：常温下结构稳定后送入烘箱80摄氏度固化1h时间达到稳定状态，并在常温下静置一晚以上以达到固化深度。

本发明的有益技术效果是：有效提高了蜂窝吸波材料的耐功率性能以及使用时间限制，从而达到了提高使用寿命的目的，同时在一定程度上提高了蜂窝角锥的中低频吸收性能，改善了蜂窝吸波角锥的吸收性能改善。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

一种高功率蜂窝吸波材料用水性浸渍液，按照质量份数包括以下成分：蒸馏水80～100份，硅丙树脂130～150份，炭黑与石墨混合物9～11份，氢氧化铝和含卤阻燃剂协同阻燃剂5～10份，分散剂750W 2.8～4份，消泡剂0.1～0.3份，三羟基甲基乙烷10～20份，所述碳系吸波剂为炭黑与石墨的混合细粉，极松散，表现密度极低。

一种高功率蜂窝角锥吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备浸渍液：按照权利1要求的配比组份混合：蒸馏水80～100份，硅丙树脂130～150份，炭黑与石墨混合物9～11份，氢氧化铝和含卤阻燃剂协同阻燃剂5～10份，分散剂750W 2.8～4份，消泡剂0.1～0.3份，三羟基甲基乙烷10～20份；

2)搅拌均匀后研磨，使用120～300目筛网过滤浆料之后在其中加入；

3)蜂窝芯材处理：使用立锯以及三轴加工系统将蜂窝裁剪成具有倒角的角锥拼接零件，加工整块蜂窝平板，并使用清水清洗蜂窝零件上的灰尘，用空气压缩机连接空载喷枪吹净表面；

4)第一次蜂窝浸渍：在浸渍槽中使用步骤1)中所得的浸渍液浸泡和步骤3)中得到的蜂窝板件，充分浸渍捞出，在空气中晾干后烘干；

5)第二次蜂窝浸渍：在浸渍槽中使用步骤1)中所得的浸渍液浸泡和步骤4)中得到的蜂窝板件，充分浸渍捞出，在空气中晾干后烘干；

6)组装角锥：按照板件匹配组装成蜂窝，使用高温环氧胶按一定的刷胶方向涂布在连接处进行粘接。固化分为三个阶段：常温下等待粘接稳定，高温下快速固化，常温静置保证固化深度。

在本实施例的步骤1)中，按照质量份数，硅丙树脂为110～140份，在步骤4)和/或步骤5)中烘干板件条件为：常温晾晒10h以上后烘箱中80℃烘干1h以上，达到完全干燥，在步骤6)中刷胶方向为：以拼接后朝外的蜂窝面为底，顶角方向为前，刷胶方向的运动应同时包含向下和向前的运动分量，在步骤6)中的固化方式为：常温下结构稳定后送入烘箱80摄氏度固化1h时间达到稳定状态，并在常温下静置一晚以上以达到固化深度。

本实施例的高功率蜂窝吸波角锥，由高功率蜂窝吸波材料板件拼接而成，包括蜂窝芯材以及表面的吸波阻燃涂层，蜂窝单元为六边形，蜂窝壁上浸渍由吸波涂层，吸波涂层由以下组份构成：

蒸馏水80～100份、硅丙树脂110～140份、炭黑与石墨混合物9～11份、氢氧化铝和含卤阻燃剂协同阻燃剂5～10份、分散剂750W 2.8～4份、消泡剂0.1～0.3份、三羟基甲基乙烷10～20份炭黑为极松散的细粉，表现密度极低，为50％的压缩品。

石墨乳的主要成分是微粉石墨，具有导电性，同时防腐耐高温。

耐高功率蜂窝吸波角锥的制备过程其中主要包括以下步骤：

1)原材料准备及实验设备准备：按照要求准备好蒸馏水、硅丙树脂、炭黑、石墨、氢氧化铝和含卤阻燃剂协同阻燃剂、分散剂750W、消泡剂、三羟基甲基乙烷以及相应的蜂窝板材，设实验设备需准备研磨机和天平，实验设备均需处于完好清洁状态，并处于正常维护状态。

2)涂料配制：按配方称取上述组份(除硅丙树脂和消泡剂)并加入容器，每加入一种组份均需要搅拌均匀，最后使用研磨机研磨，研磨转速由低到高，初速可为500r/min,逐渐增加到2000r/min，研磨时间为2h。之后采用120～300目筛网过滤出浆料。按配方加入硅丙树脂以及消泡剂，使用立式砂磨机砂磨30min，转速为500r/min。

3)蜂窝芯材处理：将整块蜂窝板材按照设计要求裁切成相应形状，使用流动的清水清洗蜂窝板件，之后使用气枪将蜂窝表面吹净，并称取质量。

4)蜂窝浸渍：将涂料A倒在浸渍槽中后将蜂窝材料平放于浸渍槽中，用镊子轻轻移动蜂窝板件是的蜂窝板件充分浸渍。从浸渍液中取出后简单沥干称重，保证增重一点五倍以上。之后将浸渍好的蜂窝板件至于钢丝架上晾晒一夜(10h以上)，收回存放，使用烘箱将蜂窝板件在80℃条件下烘干1h。

5)蜂窝二次浸渍：将涂料B倒在浸渍槽中后将蜂窝材料平放于浸渍槽中，用镊子轻轻移动蜂窝板件是的蜂窝板件充分浸渍。从浸渍液中取出后简单沥干称重，保证增重一倍以上。之后将浸渍好的蜂窝板件至于钢丝架上晾晒一夜(10h以上)，收回存放。

6)角锥组装：组装前将蜂窝板件置于80℃烘箱烘干一小时，将烘干的蜂窝板件连接处涂布耐高温的环氧胶，刷胶方向保证刷胶量同时不会堵塞蜂窝小孔，以保证空气经过材料的热交换效率。将组装好的蜂窝角锥粘贴在作为底座的吸波蜂窝板上。

晾晒时气温平均约为26摄氏度，若气温较低需要适当延长时间。实际测试发现在低温工作时吸波角锥的温度上升速度明显降低，到达平衡温度所用的时间更长，在原设计功率下的工作时间可以更长，同时也可以在短时间内耐受更高的功率。

测试数据(4kW)对比：

1)升温速度：室温至100℃情况下，未添加相变组份(A)所需时间为61.2秒，添加相变组份(B)所需时间为78.5秒；

2)温度平衡时间：A组到达平衡温度所需时间为40min左右，并且在110min后温度又缓慢上升趋势，B组到达平衡温度时间为45min左右，并且在120min时仍未出现上升趋势；

3)平衡温度：在测试时间内(120min)B组平衡温度较A组相比低30～40℃；

4)吸收性能：2～4GHz吸收性能较单层涂层(不添加三羟基甲基乙烷)提高了5～8dB。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。