[發明專利]一種可雷達透波的連續纖維增強復合材料及其增材制備方法

在審

• 申請號: 202210970285.6
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN115651401A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 聶祥樊;成瑩;何衛鋒;李陽;張鑫
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學;重慶交通大學綠色航空技術研究院
• 主分類號: C08L79/04
• 分類號: C08L79/04;C08L63/00;C08L79/08;C08K7/14;C08K7/10;C08K7/20;C08K9/04;C08K3/04;C08J5/04;B33Y70/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發明公開了一種可雷達透波的連續纖維增強復合材料，所述復合材料由納米級雷達透波材料、改性氰酸酯樹脂和連續纖維絲為原料，通過增材制造方法制得，所述改性氰酸酯樹脂原料按重量份包括氰酸酯、環氧樹脂、雙馬來酰亞胺、催化劑，所述納米級雷達透波材料為改性氰酸酯樹脂的0.5wt％?10wt％；通過在具有雷達透波功能的改性樹脂基體中添加具有雷達透波功能的納米級成分，極大提升材料雷達透波性能，同時協同增強、增韌樹脂基體，隨后以含有納米級成分的具有雷達透波功能的樹脂、連續纖維絲為原料，通過增材制造工藝實現零部件的加工，雷達透波功能樹脂、納米級成分和連續纖維絲協同提升復合材料的雷達透波性能。

技術領域

本發明涉及合材料增材制造技術領域，具體涉及一種可雷達透波的連續纖維增強復合材料及其增材制備方法。

背景技術

透波材料是一種集結構、防熱、透波于一體的多功能介質材料，主要用于制造電子、電氣、雷達等領域天線系統的最外層結構，或者和吸波材料共同使用實現隱身的功能。天線罩需要保證天線系統正常接收電磁波信號，同時還需要保護天線系統免受惡劣環境的影響。結合天線罩的使用環境可知，作為制造天線罩的透波材料在具備低介電效果和低電學損耗性能的同時，還需具有良好的耐高溫性能、耐沖擊性能和耐腐蝕性能。

連續纖維增強復合材料增材制造技術，是以基體材料樹脂和增強體連續纖維為原料，基于離散-堆積原理的成型工藝。通過連續纖維增強復合材料增材制造成型的材料具有比強度高、比剛度大、可設計性強等優點。同時，相比于樹脂轉移模塑、模壓、熱壓等傳統成型技術，連續纖維增強復合材料增材制造無需模具、工藝靈活、開發周期短，已廣泛應用于航空航天、軍工等領域。復合材料增材制造具有一體化成型特點，可以保證復雜結構的優異性能，將連續纖維增材制造技術應用于雷達透波部件的制備具有廣闊前景。目前，通過連續纖維增材制造技術可以滿足天線罩材料所需的力學性能，但雷達透波性能相對較差，還有待提升。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種可雷達透波的連續纖維增強復合材料及其增材制備方法，使復合材料具有很好的力學性和雷達透波性。

本發明的可雷達透波的連續纖維增強復合材料，所述復合材料由納米級雷達透波材料、改性氰酸酯樹脂和連續纖維絲為原料，通過增材制造方法制得，所述改性氰酸酯樹脂原料按重量份包括氰酸酯90-110份、環氧樹脂5-15份、雙馬來酰亞胺5-15份、催化劑0.03-0.05份，所述納米級雷達透波材料為改性氰酸酯樹脂的0.5wt％-10wt％；

進一步，所述改性氰酸酯樹脂原料按重量份包括氰酸酯100份、環氧樹脂10份、雙馬來酰亞胺10份、催化劑0.04份；

進一步，所述催化劑為乙酰丙酮鋁。

進一步，所述納米級雷達透波材料為碳納米管、石墨烯、石英纖維、玻璃纖維、玻璃微珠中的至少一種；

進一步，所述連續纖維絲為連續玻璃纖維。

本發明還公開一種可雷達透波的連續纖維增強復合材料的增材制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

a.將納米級雷達透波材料均勻分散于改性氰酸酯樹脂中制得含有納米級雷達透波成分的氰酸酯樹脂體系；

b.將連續纖維絲通過含有納米級雷達透波成分的氰酸酯樹脂體系中得到預浸纖維絲；

c.將預浸纖維絲送入打印頭內，打印并加熱固化成型，連續纖維絲打印成型部件的內部增強部分，含有納米級雷達透波成分的氰酸酯樹脂體系為外形框架和內部的孔隙填充。