[發明專利]一種應用于5G毫米波段的柔性復合吸波材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810307212.2
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108794831A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 陳玉坤;付興鳳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/098;C08K3/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發明公開了一種應用于5G毫米波段的柔性復合吸波材料及其制備方法。按重量份數計，其原料的組成為：橡膠100份；鋇鐵氧體磁粉120～150份；氧化石墨6～25份；不飽和羧酸鹽5～10份；水合肼4～40份；硫化劑1～3.5份。本發明制備的復合吸波材料兼具優異的電、磁雙損耗特性，僅2mm的單層復合材料就能在26.5?40GHz波段取得高達?40dB的吸收損耗；本發明不飽和羧酸鹽的增容作用使復合吸波材料擁有優異的力學性能，當添加10份不飽和羧酸鹽時，復合材料拉伸強度最大可至9.09MPa。

技術領域

本發明涉及電磁吸波材料技術領域，具體涉及一種應用于5G毫米波段的柔性復合吸波材料及其制備方法。

背景技術

電磁波在電子設備和通訊領域的廣泛應用為人們提供了很多的生活便利，然而，隨之產生的電磁污染也會嚴重影響到人類的身體健康以及電子設備的正常使用。隨著第五代移動通訊技術(5G)的到來，24GHz以上的毫米波頻段被視為潛在的應用頻段。通信領域主頻段的變化必然會引發相關設備材料的更新，如應用于各種通訊基站、天線測試設備和電子終端的材料。另外，毫米波段的應用也將促使各種電子元件趨于小型化。相關設備材料的更新必將對能應用于5G毫米波段的吸波材料提出較大需求，所以該頻段內的吸波材料研究在現階段顯得尤為重要。

在過去的幾十年中，有部分研究學者對吸波材料進行了詳細的探索。然而，由于常用的雷達波頻率是2GHz-18GHz，已有的吸波材料研究大多都集中在該頻段。目前，對于24GHz以上毫米波段吸波材料的研究還相對較少，且主要是以鐵氧體為主的涂覆型吸波材料?，F有的20GHz-70GHz毫米波段吸波材料主要通過兩種途徑實現有效吸收，一種是通過混合三種及以上的吸波劑制備復合材料，這種材料中的原料種類多，制備工藝復雜，復合材料的密度較大，應用領域受限；另一種是構建具有多層結構的吸波材料，這種方式雖然能有效提升材料的反射損耗，但設計繁瑣，且容易出現剝離和脫落的問題，難以進行工業化生產；

中國發明專利CN103740233公開了一種毫米波涂層材料。該材料由復合吸收劑、樹脂和固化劑組成，其中復合吸收劑包含不同比例的碳納米管，納米氧化錫銻和鋇鐵氧體。該材料擁有較優的電磁阻抗匹配特性和電磁損耗特性，在單層結構的條件下就能最大限度地衰減電磁波，在26.5～40GHz的頻段內最大反射損耗能達到-20.1dB，有效頻寬能達到16.5GHz。該發明的優點在于有效頻寬較寬，但其最大損耗值較小，最大吸收效率為99％，不能有效地應用于更高吸收效率要求的領域，如信息保護，微波暗室等，并且吸收劑種類多，涉及球磨，滾磨以及固化等多個過程，工藝復雜。

中國發明專利申請CN1075972A公開了一種吸收毫米波段電磁波的吸波涂料。該涂料由碳化硅、炭黑和粘合劑等混合構成，并分層采用配方配制再涂覆于載體上。該發明中將復合吸收劑分8層涂覆于載體而得到性能較為優異的毫米波復合吸波材料，該材料在26.5-40GHz能夠取得最大的反射損耗-18.5dB，有效頻寬覆蓋整個頻段。盡管該發明能在26.5～40GHz的全頻段取得有效吸收，但其填料本征的電損耗和磁損耗較差，導致填料添加量大，且電磁波性能不夠優異(最大吸收損耗為-18.5dB，吸收效率低于99％)，且材料多達八層，工藝太過復雜，不適用于目前絕大多數的工業生產。

目前關于單層結構毫米波吸收材料的研究還較少，原材料配比和制備工藝都較為復雜，且反射損耗不高。

發明內容

針對毫米波吸波材料現有問題，本發明提供一種以橡膠為基體的單層柔性毫米波復合吸波材料及制備方法，該材料僅通過碳材料和鋇鐵氧體兩種吸收劑的復合就實現了電損耗和磁損耗的協同作用，并在26.5-40GHz毫米波段取得了-48dB的最大反射損耗；整個材料的制備方法簡單，成本低廉，便于工業化生產。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案實現：