技术领域
本发明涉及新材料技术领域,尤其涉及一种可以在室温下搅拌混合、施工的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层及其制备和使用方法。
背景技术
近几年,无线通信技术的快速发展给环境造成了愈趋严重的电磁辐射污染,不仅引起大量的电磁干扰,破坏正常的电磁系统,而且严重危害人类的身体健康。电磁辐射污染已成为继大气污染、水质污染和噪音污染之后第四大公认的环境污染,可见,高性能吸波材料的研发在电磁环境的改善和电磁兼容领域有着迫切的需求。
在专利CN 101434134 B中公开了一种宽频带多层结构吸波复合材料及其制备方法,其特征在于:包括面层、夹心层和底层三部分;面层包括羰基铁粉、聚合物和玻璃纤维布,其质量配比为:羰基铁粉20~50%,聚合物30~48%,玻璃纤维布20~32%;夹心层包括碳纳米管、聚合物和玻璃纤维布,其质量配比为:碳纳米管2~6%,聚合物56.4~58.8%,玻璃纤维布37.6~39.2%;底层包括羰基铁粉、聚合物、玻璃纤维布,其质量配比为:羰基铁粉50~80%,聚合物12~30%,玻璃纤维布8~20%。
在专利CN 101585959 B中公开了一种导电聚合物吸波材料。该材料由聚(3,4二氧乙基)噻吩(PEDOT)微球和环氧树脂或聚氨酯等有机粘结剂组成,其中导电聚合物吸波材料中的导电聚合物聚(3,4二氧乙基)噻吩微球的质量百分含量为20~80%。
在专利CN 101817971 B中公开了一种碳微米管环氧树脂吸波复合材料及其制备方法,它由碳微米管和环氧树脂胶制成;其制备方法是用尿素和乙二醇制备碳微米管;由双酚A型环氧树脂、丙酮和二乙烯三胺制备环氧树脂胶;再将碳微米管加入到环氧树脂胶中,搅拌均匀后加入到模具中压制得到复合材料。
在专利CN 102504495 B中公开了一种环氧树脂复合吸波材料及其制备方法,该材料包括100重量份数的环氧树脂、50~100重量份数的固化剂、3~10重量份数的磁性填料、2~6重量份数的半导体填料和2~5重量份数的导电填料;所述制备方法为将所述磁性填料、半导体填料、导电填料加入加热变稀的环氧树脂后混合均匀,加入固化剂进行固化。
在专利CN 102559021 B中公开了一种可吸收高频电磁波的亲水型改性漆,它分为底层涂料和面层涂料,由脱水生漆、工业桐油、水性醇酸树脂、微米石墨粉、亲水型E-12环氧树脂、氧化锌粉、氧化锂粉、三乙烯四胺、工业草酸等多种原料配制而成。
本发明的目的在于提供一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层及其制备方法。本发明提供的一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层,由A、B、C三部分组成;所述A部分包括以下重量份的组分:沥青100份;沥青稀释剂15~100份;增容剂10~50份;固化剂5~50份;所述B部分包括以下重量份的组分:环氧树脂30~100份;环氧树脂稀释剂15~100份;所述C部分包括以下重量份的组分:改性软磁粉末500~5000份。该涂层在2~20GHz频率带上的最大吸收为-30dB。其使用方法为:可将该涂层直接按0.2~30mm的厚度涂覆于需施工部份的表面,在室温~80℃下固化0.5~120hor后即可;也制备成厚度为0.5~40mm的板材预制件,于室温~80℃下固化0.5~120hor后,利用胶黏剂粘贴与需施工的制件表面。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层及其制备方法及应用。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层,其特征在于由A、B、C三部分组成;
所述A部分包括以下重量份的组分:
所述B部分包括以下重量份的组分:
环氧树脂 30~100份;
环氧树脂稀释剂 5~100份;
所述C部分包括以下重量份的组分:
改性软磁粉末 500~5000份;
其中,A部分、B部分和C部分组成中的重量分是以沥青重量份为基准。
按上述技术方案,所述沥青稀释剂是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯和他们的聚合物中的至少一种,多种混合时按任意配比混合。
按上述技术方案,所述增容剂是环氧大豆油、环氧硬酯酸、环氧硬酯酸甲酯、环氧硬酯酸乙酯、环氧硬酯酸丙酯、环氧硬酯酸丁酯、环氧硬酯酸戊酯、环氧硬酯酸己酯、环氧硬酯酸庚酯、环氧硬酯酸辛酯、聚环氧乙烷硬脂酸中的至少一种,多种混合时按任意配比混合。
按上述技术方案,所述固化剂是脂肪胺类固化剂、脂环胺类固化剂、芳香胺类固化剂、聚酰胺类固化剂中的至少一种,多种混合时按任意配比混合。
按上述技术方案,所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、间苯二酚环氧树脂中的至少一种,多种混合时按任意配比混合。
按上述技术方案,所述环氧树脂稀释剂是乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚乙醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种,多种混合时按任意配比混合。
按上述技术方案,所述的改性软磁粉末为片状颗粒形貌的羰基铁粉、铁镍合金、铁钴合金、铁硅铝合金、铁硅铝铬合金与铁氧体中的至少一种,多种混合时按任意配比混合,颗粒直径5~50μm,颗粒纵横比30~100;
所述软磁粉末的改性方法(即改性软磁粉末的制备方法),包括以下步骤:
a)将软磁粉末经机械球磨和退火热处理得到片状粉末;
所述步骤a)中的退火热处理的温度为350~600℃,热处理时间为1-8hor;机械球磨时间为6~18hor;
b)按软磁粉末:无水乙醇的质量比为1000:100-500,将经上述处理的软磁粉末在无水乙醇中超声分散后倒入搅拌机中搅拌均匀,得到软磁粉末混合液;按软磁粉末:硅烷偶联剂:去离子水:无水乙醇的质量比为1000:3-50:10-50:100-500,选取硅烷偶联剂、去离子水和无水乙醇,将硅烷偶联剂、去离子水和无水乙醇混合,搅拌均匀后,再将混合液逐滴加入到装有软磁粉末混合液的搅拌机中搅拌均匀,最后用无水乙醇洗涤、过滤、干燥,即得到偶联处理后的软磁粉末;
c)按环氧丙烯酸酯与紫外光固化剂的质量比为100:2-10,将紫外光固化剂与环氧丙烯酸酯混合,得到加有紫外光固化剂的环氧丙烯酸酯溶液;所述的紫外光固化剂为苯偶姻及其衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、一胺烷基苯酮、酰基磷氧化物、芳基过氧化酯化合物、苯甲酰甲酸酯中的至少一种,多种混合时按任意配比混合;
按步骤a)所述的软磁粉末与加有紫外光固化剂的环氧丙烯酸酯溶液的质量比为1000:100-1000,选取加有紫外光固化剂的环氧丙烯酸酯溶液;将步骤b)所述的偶联处理后的软磁粉末与加有紫外光固化剂的环氧丙烯酸酯溶液混合,搅拌均匀后,置于真空干燥箱中充分干燥,得到包覆环氧丙烯酸酯处理后的软磁粉末;
d)将步骤c)所述的包覆环氧丙烯酸酯处理后的软磁粉末在具有紫外光固化功能的沸腾流化床中,充分固化(时间为5s-60s),得到固化后的包覆的环氧丙烯酸酯处理后的软磁粉末;
e)将步骤d)所述的,得到固化后的包覆的环氧丙烯酸酯处理后的软磁粉末软磁粉末经振动筛筛分,分离取得颗粒直径5~50μm的软磁粉末样品后,置于真空干燥箱中充分干燥后备用,得到改性软磁粉末。
按上述技术方案,所述一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1))按以下重量份的组分:
将沥青与沥青稀释剂、增容剂、固化剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的A部分;
按以下重量份的组分:
环氧树脂 30~100份;
环氧树脂稀释剂 5~100份;
将环氧树脂和环氧树脂稀释剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的B部分;
按以下重量份的组分:
改性软磁粉末 500~5000份,得到C部分;
其中,A部分、B部分和C部分组成中的重量分是以沥青重量份为基准。
2)将上述A部分、B部分和C部分拌搅混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层。
按上述技术方案,所述步骤1)中的拌搅混合时间各为5~120min,拌搅混合温度为室温~180℃,步骤2)中的拌搅混合时间为5~30min,拌搅混合温度为室温。
按上述技术方案,所述一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的应用,其特征在于采用下述二种之一:
1)将具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层,直接涂覆于需施工部份的表面,于室温~80℃下固化0.5~120hor即可;
所述涂覆厚度为0.2~30mm,优选为0.2~20mm,更优选为0.2~10mm;
2)将具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层,制备成板材预制件,于室温~80℃下固化0.5~120hor后,利用胶黏剂粘贴与需施工的制件表面;
所述板材预制件的厚度为0.5~40mm,优选为0.5~20mm,更优选为0.5~15mm。
在本发明中,按重量份计,所述的A部分包括100份的沥青,本发明对所述的沥青种类和来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的沥青的种类和来源即可。本发明中,沥青作为分散相存在于涂层中,其良好的粘弹性面可以增加涂层的柔韧性,增加涂层的耐冲击性,避免涂层在受到外力冲击时出现脆性破碎、变形等破坏。在本发明中,所述的沥青优选为石油沥青、氧化沥青、煤沥青与湖沥青中的至少一种,多种时按任意配比混合;本发明对所述的沥青来源没有特殊的限制,采用上述沥青的市售商品即可,如可以采用壳牌公司出售的70号沥青。
在本发明中,按重量份计,所述的A部分包括15~100份的沥青稀释剂,优选为15~60份,更优选为20~40份。所述的沥青稀释剂是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯和他们的聚合物中的至少一种,多种时按任意配比混合。普通的沥青材料在室温下为半流体膏状,在使用时,必需在严格的高温控制下进行加热,使其黏度达到1000cp左右才能施工应用。本发明中沥青稀释剂可以有效降低沥青在常温下的黏度,使得到的环氧沥青涂层在室温下即具有较好的施工流动性,施工时不用外加热,降低施工能耗,减小施工难度;同时,本发明中所使用的沥青稀释剂具有一定的反应活性,在不添加或少量添加引发剂的情况下即可发生聚合反应生成长链分子结构,进一步优化所制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的交联网络结构和力学性能。即,本发明中使用的沥青稀释剂在使用初期时,可以有效降低沥青的黏度,增加施工的可操作性,在使用的后期可以发生自交联反应,完善本发明制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的结构和力学性能。本发明对所述的环氧沥青稀释剂来源没有特殊的限制,采用上述沥青稀释剂的市售商品即可,如可以采用天津博迪化工有限公司出售的工业级苯乙烯。
在本发明中,按重量份计,所述的A部分包括10~50份的增容剂,优选为15~45份,更优选为20~40份。所述的环氧沥青增容剂是环氧大豆油、环氧硬酯酸、环氧硬酯酸甲酯、环氧硬酯酸乙酯、环氧硬酯酸丙酯、环氧硬酯酸丁酯、环氧硬酯酸戊酯、环氧硬酯酸庚酯、环氧硬酯酸辛酯与聚环氧乙烷硬脂酸中的至少一种,多种时按任意配比混合。本领域的技术人员公知,沥青为非极性材料,环氧树脂为极性材料,由于二者之间的分子极性的不同,将二者混合在一起时,由于热力学上的不相容,根本无法形成具有稳定、均一相态的结构,而导致制备的材料无法使用,因此,解决沥青和环氧树脂之间的相容性成为核心关键。在本发明中,所述的增容剂分子链中一端所含有的非极性碳链可以有效地和沥青相容,另一端所含的环氧基团可有效地和环氧树脂相容,改善了基质沥青和环氧树脂两相间的相容性,提高环氧沥青涂层的综合性能;同时,由于其分子链中含有环氧基团,也可以与固化剂发生交联反应,进一步增加了沥青和环氧树脂之间的相容性,提高所制备材料的机械强度和稳定性。本发明对所述的增容剂来源没有特殊的限制,采用上述增容剂的市售商品即可,如可以采用武汉金诺化工有限公司出售的工业级环氧硬酯酸辛酯。
在本发明中,按重量份计,所述的A部分包括5~50份的固化剂,优选为15~45份,更优选为20~40份,最优选为25~35份。所述的固化剂是脂肪胺类固化剂、脂环胺类固化剂、芳香胺类固化剂与聚酰胺类固化剂中的至少一种,多种时按任意配比混合。在本发明中,所述青固化剂的分子链结构能够在沥青和环氧树脂之间形成柔性的桥架结构,提高了得到的沥青材料的机械强度和稳定性,有效地改善了沥青材料的脆性,使得到的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层具有较高的韧性;同时,本发明中使用的固化剂为胺类固化剂,具有较高的反应活性,可以在比较低的温度下与环氧树脂发生交联反应,在较短时间即可形成比较高的固化强度。本发明对所述固化剂的来源没有特殊的限制,可以采用固化剂的市售商品即可,如可以采用上海树脂厂有限公司出售的聚酰胺650。
在本发明中,按重量份计,所述的B部分包括30~100份的环氧树脂。所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂和间苯二酚环氧树脂中的至少一种,优选为双酚A型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂和间苯二酚环氧树脂中的至少一种,多种时按任意配比混合。环氧树脂俗称“万能胶”,具有优异的机械性能、绝缘性能、耐腐蚀性能、低收缩性能和优异的粘接性能。在本发明中,环氧树脂与沥青在增容剂的作用下,形成以沥青为分散相、环氧树脂为连续相的海岛状结构。在本发明中,环氧树脂主要起到以下两个方面的作用:一是利用环氧树脂优异的粘接性能,可以增加本发明制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层中所包含的软磁粉末的稳定性,避免涂层地使用过程中,由于外界机械碾压、软磁粉末自身重力等原因造成的软磁粉末沉降、团聚等破坏;二是利用环氧树脂可以与环氧沥青固化剂发生交联固化反应、可形成具有三维网络结构的热固性材料的特点,使制备的涂层为热固性,增加涂层抵御高温的能力,即使在较高的使用温度(80-250℃)下,也不会发生融熔、流动而破坏涂层的稳定存在;同时也可以增加涂层与所需要涂覆施工的基体材料表面的粘结强度,不会发生涂层与基体材料的脱壳、剥离,延长涂层的使用寿命。本发明对所述环氧树脂的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员认可的环氧树脂的市售商品即可,如可以采用中国石化集团巴陵石化有限责任公司出售的E-51环氧树脂。
在本发明中,按重量份计,所述的B部分包括5~100份的环氧树脂稀释剂,优选为10~45份,更优选为15~40份。所述的环氧树脂稀释剂是乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚乙醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种,多种时按任意配比混合。在本发明中,环氧树脂稀释剂不仅可以有效降低环氧树脂的黏度,增加施工流动性,而且因为其分子链上含有可以反应的环氧基团,因而可以与环氧树脂固化剂发生固化交联反应,而改善环氧树脂的固化效果,增加环氧树脂固化产物的韧性。即,本发明中使用的环氧树脂稀释剂在使用初期时,可以有效降低环氧树脂的黏度,增加施工的可操作性,在使用的后期可以发生自交联反应,完善本发明制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的结构和力学性能。本发明对所述的环氧稀释剂来源没有特殊的限制,采用上述环氧稀释剂的市售商品即可,如可以采用烟台市裕盛化工有限公司出售的632环氧稀释剂。
在本发明中,按重量份计,所述的A部分包括500~5000份的改性软磁粉末,优选为1400~5000份,更优选为1600~4500份。所述的改性软磁粉末为片状颗粒形貌的羰基铁粉、铁镍合金、铁钴合金、铁硅铝合金、铁硅铝铬合金与铁氧体中的至少一种,多种时按任意配比混合,颗粒直径5~50μm,颗粒纵横比30~100。本发明中,所述改性软磁粉末需经以下改性方法改性后才可以使用,改性的步骤为:先将软磁粉末在350~600℃退火热处理后,再在机械球磨6~18hor后,得到片状粉末;将经上述处理的软磁粉末在无水乙醇中超声分散后倒入搅拌机中搅拌均匀;称取一定量的硅烷偶联剂、去离子水和无水乙醇混合,搅拌均匀后,再将混合液逐滴加入到装有软磁粉末混合液的搅拌机中搅拌均匀,最后用无水乙醇洗涤、过滤、干燥,即得到偶联处理后的软磁粉末;再将其与加有紫外光固化剂的环氧丙烯酸酯溶液混合,搅拌均匀后,置于真空干燥箱中充分干燥;再将其在具有紫外光固化功能的沸腾流化床中,充分固化;最后将得到的软磁粉末经振动筛筛分,分离取得颗粒直径5~50μm的软磁粉末样品后,置于真空干燥箱中充分干燥后备用。本发明中,软磁粉末可以有效实现对电磁波和磁场的屏蔽,尤其是经应力退火可进一步改善材料的吸波性能,采用机械球磨工艺扁平化处理后,又能够获得较高的颗粒纵横比,显著增大软磁粉末的形状各向异性而改善其复介电常数、复磁导率及自然共振频率,拥有更高的磁导率,而具有的更高的吸波性能;将软磁粉末经偶联处理后,在软磁粉末表面上可接枝生成具有反应活性的羟基,可以增加与环氧树脂的相容性,保证材料在长时间使用的时不会出现因软磁粉末自身重量作用而导致的沉降,稳定软磁粉末在环氧沥青中的分散结构,延长材料的使用寿命;同时,将其经环氧丙烯酸酯表面改性后,可在其表面上包裹一层环氧丙烯酸酯,以形成具有核壳结构的改性软磁粉末,外层的壳为固化的环氧丙烯酸酯,内层的核为软磁粉末,该结构可以避免软磁粉末在涂层的制备过程中因自身部份磁化而发生团聚,同时可以进一步增加与环氧树脂的相容性,以大大提高软磁粉末在涂层中的分散均匀性。本发明对所述软磁粉末的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员认可的软磁粉末的市售商品即可,如可以采用深圳市君灿电子设备有限公司出售的BASF-EW羰基铁粉。
本发明的有益效果是:
1)本发明提供的一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层,具有电磁波吸收功能。
2)本发明提供的一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层,在常温下均为胶状液体。对于小面积及异型面施工时,可以直接涂覆于所需施工的基体表面,于室温~80℃下固化0.5~120hor即可,具有施工更简易、可操作性更强等优点;对于大面积及规整面施工时,可将其制备成板材预制件,于室温~80℃下固化0.5~120hor后,利用胶黏剂粘贴与需施工的制件表面,具有施工效率高,可实现工厂化生产等优点。
附图说明
图1为本发明实施例1中得到的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的微波-反射率曲线图。
图2为本发明实施例2中得到的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的微波-反射率曲线图。
图3为本发明实施例3中得到的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的微波-反射率曲线图。
图4为本发明实施例4中得到的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的微波-反射率曲线图。
具体实施方式
本发明检测得到的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的性能,具体过程如下:
本技术得到的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的屏蔽性能按照标准号为SJ20524-1995的标准《材料屏蔽效能的测试方法》中记载的方法进行检测。测试时,将制备好的A部分与B部分、C部分混合均匀后,倒入四氟乙烯模框中,于室温下固化72hor后制成板材,按测试要求将板材裁制成标准样片后,利用频谱分析仪对电磁波吸收性能进行测试。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层及其制备方法和使用方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1:
一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的制备方法,包括以下步骤:
1)改性软磁粉末的制备:称取1000g羰基铁粉(深圳市君灿电子设备有限公司,下同),置于行星球磨机中,球磨12hor后,干燥,再将其置于450℃的马福炉中进行惰性气体保护热处理1hor后,取出冷却至室温后,备用;
将1000g经上述处理的羰基铁粉在500g无水乙醇(上海国药集团化学试剂有限公司,分析纯,下同)中超声波振荡器中分散30min(超声的功率为250W,下同),分散均匀后倒入搅拌机中,并进行强力机械搅拌,得到羰基铁粉混合液;然后取50g硅烷偶联剂KH-550(南京曙光化工总厂,分析纯,下同)、50g去离子水和100g无水乙醇混合,搅拌10min,再将混合液逐滴加入到装有羰基铁粉混合液的搅拌机中,持续搅拌4hor,最后用无水乙醇充分洗涤样品,然后过滤,最后100℃真空干燥8hor,即得到硅烷偶联剂表面改性过的铁粉;
将经偶联处理的铁粉与1000g加有紫外光固化剂二烷氧基苯乙酮(上海嶅稞实业有限公司,下同)的环氧丙烯酸酯溶液(上海三木化工有限公司,下同),搅拌均匀后,置于60℃的真空干燥箱中干燥24hor后,置于具有紫外光固化功能的沸腾流化床中,充分固化;
所述加有紫外光固化剂二烷氧基苯乙酮的环氧丙烯酸酯溶液的制备为:将环氧丙烯酸酯与紫外光固化剂的质量比为100:5混合,在常温下搅拌10-30min,搅拌转速为30-120rpm,得到加有紫外光固化剂的环氧丙烯酸酯溶液;
将上述步骤制备的铁粉经振动筛筛分,分离取得颗粒直径10~30μm的样品后,置于40℃的真空干燥箱中充分干燥后备用,得到改性软磁粉末。
2)A部分的制备:按以下重量份的组分:
将沥青与沥青稀释剂、增容剂、固化剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的A部分;
所述沥青稀释剂是苯乙烯。
所述增容剂是环氧大豆油。
所述固化剂是脂肪胺类固化剂。
3)B部分的制备:按以下重量份的组分:
环氧树脂 300g;
环氧树脂稀释剂 50g;
将环氧树脂和环氧树脂稀释剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的B部分;
所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂。
所述环氧树脂稀释剂是乙二醇二缩水甘油醚。
4)称取855g改性软磁粉末(即C部分),与67g A部分和28g B部分,加入到常温反应釜中搅拌20min,混合均匀后,倒入四氟乙烯模具中,浇注成1.0mm厚度的板材,于室温下固化72hor后,即得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层。
图1为本发明实施例1所制备的一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的吸波性能测试。从图1中可以看出,本发明制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层在X(8-12GHz)及Ku(12-18GHz)波段具有良好的综合吸波性能,其最低反射率可达-13.92dB,在X及Ku波段-10dB带宽有8GHz。
实施例2:
一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的制备方法,包括以下步骤:
1)改性软磁粉末的制备:称取1000g羰基铁粉,置于行星球磨机中,球磨12hor后,干燥,再将其置于450℃的马福炉中进行惰性气体保护热处理1hor后,取出冷却至室温后,备用;
将1000g经上述处理的羰基铁粉在500g无水乙醇中超声波振荡器中分散30min,分散均匀后倒入搅拌机中,并进行强力机械搅拌,得到羰基铁粉混合液(即软磁粉末混合液);然后取50g硅烷偶联剂KH-550、50g去离子水和100g无水乙醇混合,搅拌10min,再将混合液逐滴加入到装有羰基铁粉混合液的搅拌机中,持续搅拌4hor,最后用无水乙醇充分洗涤样品,然后过滤,最后100℃真空干燥8hor,即得到硅烷偶联剂表面改性过的铁粉;
将经偶联处理的铁粉与1000g加有紫外光固化剂二烷氧基苯乙酮的环氧丙烯酸酯溶液,搅拌均匀后,置于60℃的真空干燥箱中干燥24hor后,置于具有紫外光固化功能的沸腾流化床中,充分固化,得到铁粉;
将上述步骤制备的铁粉经振动筛筛分,分离取得颗粒直径10~30μm的样品后,置于40℃的真空干燥箱中充分干燥后备用,得到改性软磁粉末。
2)A部分的制备:按以下重量份的组分:
将沥青与沥青稀释剂、增容剂、固化剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的A部分;
所述沥青稀释剂是甲基丙烯酸甲酯。
所述增容剂是环氧硬酯酸。
所述固化剂是脂环胺类固化剂。
3)B部分的制备:按以下重量份的组分:
环氧树脂 500g;
环氧树脂稀释剂 500g;
将环氧树脂和环氧树脂稀释剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的B部分;
所述环氧树脂是双酚F型环氧树脂。
所述环氧树脂稀释剂是苯基缩水甘油醚。
4)称取950g由上述步骤制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层C部分,与71g A部分和30g B部分,加入到常温反应釜中搅拌20min,混合均匀后,倒入四氟乙烯模具中,浇注成2.0mm厚度的板材,于室温下固化72hor后,即得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层。
图2为本发明实施例2所制备的一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的吸波性能测试。从图2中可以看出,本发明制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层在C波段(4-8GHz)具有最优的综合吸波性能,其最低反射率可达-29.14dB,-10dB带宽涵盖整个C波段。
实施例3:
一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的制备方法,包括以下步骤:
1)改性软磁粉末的制备:称取1000g羰基铁粉,置于行星球磨机中,球磨12hor后,干燥,再将其置于450℃的马福炉中进行惰性气体保护热处理1hor后,取出冷却至室温后,备用;
将1000g经上述处理的羰基铁粉在500g无水乙醇中超声波振荡器中分散30min,分散均匀后倒入搅拌机中,并进行强力机械搅拌,得到羰基铁粉混合液;然后取50g硅烷偶联剂KH-550、50g去离子水和100g无水乙醇混合,搅拌10min,再将混合液逐滴加入到装有羰基铁粉混合液的搅拌机中,持续搅拌4hor,最后用无水乙醇充分洗涤样品,然后过滤,最后100℃真空干燥8hor,即得到硅烷偶联剂表面改性过的铁粉;
将经偶联处理的铁粉与1000g加有紫外光固化剂二烷氧基苯乙酮的环氧丙烯酸酯溶液混合,搅拌均匀后,置于60℃的真空干燥箱中干燥24hor后,置于具有紫外光固化功能的沸腾流化床中,充分固化;
将上述步骤制备的铁粉经振动筛筛分,分离取得颗粒直径10~30μm的样品后,置于40℃的真空干燥箱中充分干燥后备用,得到改性软磁粉末。
2)A部分的制备:按以下重量份的组分:
将沥青与沥青稀释剂、增容剂、固化剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的A部分;
所述沥青稀释剂是甲基丙烯酸乙酯。
所述增容剂是环氧硬酯酸甲酯。
所述固化剂是芳香胺类固化剂。
3)B部分的制备:按以下重量份的组分:
环氧树脂 1000g;
环氧树脂稀释剂 1000g;
将环氧树脂和环氧树脂稀释剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的B部分;
所述环氧树脂是双酚S型环氧树脂。
所述环氧树脂稀释剂是聚乙醇二缩水甘油醚。
4)称取1000g由上述步骤制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层C部分,与65g A部分和75g B部分,加入到常温反应釜中搅拌20min,混合均匀后,涂敷在2mm厚的不锈钢板表面,制备成2.0mm厚度板材预制件,于室温下固化72hor后,即得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层。
图3为本发明实施例3所制备的一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的吸波性能测试。从图3中可以看出,本发明制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层在S和C波段具有最优的综合吸波性能,在4GHz处其最低反射率可达-16.77dB。
实施例4:
一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的制备方法,包括以下步骤:
1)改性软磁粉末的制备:称取1000g羰基铁粉,置于行星球磨机中,球磨12hor后,干燥,再将其置于450℃的马福炉中进行惰性气体保护热处理1hor后,取出冷却至室温后,备用;
将1000g经上述处理的羰基铁粉在500g无水乙醇中超声波振荡器中分散30min,分散均匀后倒入搅拌机中,并进行强力机械搅拌,得到羰基铁粉混合液;然后取50g硅烷偶联剂KH-550、50g去离子水和100g无水乙醇混合,搅拌10min,再将混合液逐滴加入到装有羰基铁粉混合液的搅拌机中,持续搅拌4hor,最后用无水乙醇充分洗涤样品,然后过滤,最后100℃真空干燥8hor,即得到硅烷偶联剂表面改性过的铁粉;
将经偶联处理的铁粉与1000g加有紫外光固化剂二烷氧基苯乙酮的环氧丙烯酸酯溶液混合,搅拌均匀后,置于60℃的真空干燥箱中干燥24hor后,置于具有紫外光固化功能的沸腾流化床中,充分固化;
将上述步骤制备的铁粉经振动筛筛分,分离取得颗粒直径10~30μm的样品后,置于40℃的真空干燥箱中充分干燥后备用,得到改性软磁粉末。
2)A部分的制备:按以下重量份的组分:
将沥青与沥青稀释剂、增容剂、固化剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的A部分;
所述沥青稀释剂是甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸辛酯,质量各占1/3。
所述增容剂是环氧硬酯酸乙酯、环氧硬酯酸丙酯和环氧硬酯酸丁酯,质量各占1/3。
所述固化剂是脂环胺类固化剂、芳香胺类固化剂、聚酰胺类固化剂,质量各占1/3。
3)B部分的制备:按以下重量份的组分:
环氧树脂 800g;
环氧树脂稀释剂 800g;
将环氧树脂和环氧树脂稀释剂一起加入到反应釜中搅拌混合,得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的B部分;
所述环氧树脂是双酚S型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂和间苯二酚环氧树脂,质量各占1/3。
所述环氧树脂稀释剂是聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚的混合,质量各占1/3。
4)称取1000g由上述步骤制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层C部分,与79g A部分和50g B部分,加入到常温反应釜中搅拌20min,混合均匀后,涂敷在2mm厚的不锈钢板表面,制备成4.0mm厚度板材预制件,于室温下固化72hor后,即得到具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层。
图4为本发明实施例4所制备的一种具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层的吸波性能测试。从图4中可以看出,本发明制备的具有电磁波吸收功能的环氧沥青涂层在S波段具有最优的综合吸波性能,最低反射率可达-12.05dB。
在本发明中,可以插入一些上述步骤中未提到的本领域技术人员认可的混入其他物质的步骤。混入的物质的种类和加入量没有特殊的限制,采用本领域技术人员认可的物质即可。
本发明所列举的各原料(如:铁硅铝合金、铁硅铝铬合金或铁氧体),以及本发明各原料的上下限、区间取值,以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明,在此不一一列举实施例。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。