[發明專利]寬頻帶樹脂基夾層結構的透波材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110189540.5
• 申請日: 2011-07-07
• 公開（公告）號: CN102303441A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 程海峰;王義;周永江;劉海韜;王軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B32B27/12
• 分類號: B32B27/12;B32B27/40;B32B27/04;B32B27/08;B32B27/38;B32B9/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術領域

本發明涉及復合材料領域，尤其涉及一種寬頻帶透波材料及其制備方法。

背景技術

透波材料是指對一定頻帶內電磁波透過率較高的一類材料，廣泛應用于制備各種天線罩，透波材料通常具有較低的介電常數和介電損耗，并且介電性能不隨溫度和頻率的變化產生明顯的變化。

對于寬頻帶透波材料，多采用多層結構來滿足頻帶寬度的要求。目前常用的多層結構透波材料包括A、B、C型夾層等。A型夾層是一種三層對稱結構，它由里外兩層比較致密的高介電常數的薄的表層（纖維增強樹脂基復合材料）和低介電常數、低損耗低密度的多孔芯層（如多孔材料、泡沫、蜂窩材料等）組成；B型夾層結構也是一種三層對稱結構，與A型夾層不同的是它是由兩層低介電常數、低密度的表層和致密的、高介電常數芯層組成；C型夾層結構由兩層A型夾層結構組合而成，該結構電磁透波性能較好。

其中，A型夾層在泡沫夾芯厚度較小時可實現寬頻帶透波性能，但其力學性能較差，難以滿足使用要求；而當泡沫夾芯厚度較大時諧振峰較多，難以實現寬頻帶透波性能。B型夾層力學性能較好，但其要求外層材料介電常數較低，且對單層厚度的魯棒性要求較高，使得工藝實現難度較大。而C型夾層結構由兩層A型夾層組合而成，它能進一步抵消獨立的A型夾層的剩余反射、擴充頻帶或對大入射角范圍增加適應性，但此結構透波率對入射角的變化比較敏感。從改善寬頻段透波性能和力學性能的角度考慮，實際制備工藝最有望實現的應為C型夾層。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的問題，本發明提供一種透波功能優良、集透波和承載功能于一體、結構簡單且性價比高的寬頻帶樹脂基夾層結構的透波材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種寬頻帶樹脂基夾層結構的透波材料，其特征在于，所述透波材料包括依次疊加并緊密結合的外蒙皮層、第一泡沫夾芯層、中間蒙皮層、第二泡沫夾芯層和內蒙皮層，所述外蒙皮層、中間蒙皮層和內蒙皮層由連續石英纖維增強樹脂基復合材料制成，所述第一泡沫夾芯層和第二泡沫夾芯層由聚氨酯泡沫制成，所述外蒙皮層、中間蒙皮層和內蒙皮層的介電常數為3.1～3.2，損耗角正切值為0.009~0.01；所述第一泡沫夾芯層和第二泡沫夾芯層的介電常數為1.10~1.15，損耗角正切值為0.005~0.006。

作為本發明的透波材料的進一步改進：

上述的透波材料中，所述外蒙皮層的厚度優選為0.4?mm～0.6?mm，所述中間蒙皮層的厚度優選為0.4?mm～0.6?mm，所述內蒙皮層的厚度優選為0.4?mm～0.6?mm，所述第一泡沫夾芯層的厚度優選為2.1?mm～2.3?mm，所述第二泡沫夾芯層的厚度優選為2.1?mm～2.3?mm。

上述的透波材料中，所述外蒙皮層、中間蒙皮層和內蒙皮層的厚度相等，所述第一泡沫夾芯層和第二泡沫夾芯層的厚度相等。

上述的透波材料中，所述外蒙皮層、中間蒙皮層和內蒙皮層的樹脂基體為E-44環氧樹脂。

作為一個總的技術構思，本發明還提供一種上述寬頻帶樹脂基夾層結構的透波材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）材料準備：準備石英纖維布和聚氨酯泡沫，配制樹脂膠液；

（2）制備成型：按照所述透波材料各層的鋪層順序和各層厚度，采用手糊工藝進行預成型，最后經固化得到所述寬頻帶樹脂基夾層結構的透波材料。

作為本發明的制備方法的進一步改進：

上述的制備方法中，所述樹脂膠液是由質量比為100∶（8～10）∶（5～10）的E-44環氧樹脂、二乙烯三胺和丙酮攪拌混合而成的。

上述的制備方法中，所述聚氨酯泡沫為K100聚氨酯泡沫。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明的寬頻帶樹脂基夾層結構的透波材料為五層結構，以石英纖維作為蒙皮增強材料，泡沫夾芯為聚氨酯硬質泡沫，材料成本低廉且使該透波材料具有較好的韌性和強度，從而具有較好的承載能力；并可以在厚度較小的情況下實現寬頻透波特性，這便能有效減輕產品重量，滿足部件的輕量化需求；該透波材料的C型夾層結構是由兩層A型夾層組合而成，它能進一步抵消獨立的A型夾層的剩余反射、擴充頻帶或對大入射角范圍增加適應性，從而使其具有良好的透波性能，因此，該透波材料具有優良的寬頻透波特性以及力學性能，可替代目前普遍采用的蜂窩夾芯透波材料，在滿足部件使用要求的前提下賦予其優良的透波功能。