專利名稱：一種雷達(dá)波吸收涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，具體涉及一種能夠吸收雷達(dá)波的涂料的配方及其制備方法。
背景技術(shù)：
各種軍事裝備實(shí)現(xiàn)隱身性能的技術(shù)方法，主要是外形隱身和材料隱身兩種。外形隱身技術(shù)難度較大，容易使目標(biāo)的結(jié)構(gòu)性能劣化，而采用隱身材料技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單易行。雷達(dá)波吸收涂料因其制備簡(jiǎn)單、施工方便、不受工件形狀限制等諸多優(yōu)勢(shì)，而成為裝備隱身的理想措施，可廣泛應(yīng)用于軍用飛機(jī)、導(dǎo)彈、車(chē)輛、艦船目標(biāo)的隱身和抗電磁干擾，以及民用產(chǎn)品防電磁污染、雷達(dá)裝備的抗干擾等領(lǐng)域。雷達(dá)波吸收涂料獲得應(yīng)用的前提，不僅是要在盡可能寬的頻帶內(nèi)具有良好的吸波性能，而且還要將涂層的增重及厚度控制在允許的范圍內(nèi)，即具有“薄、輕、寬、強(qiáng)”的特點(diǎn)。 對(duì)于特殊環(huán)境下使用的雷達(dá)吸波涂料則還應(yīng)滿足機(jī)械性能、理化性能、耐海洋環(huán)境性，以及現(xiàn)場(chǎng)易施工、性能可靠、維修簡(jiǎn)便等綜合性能要求，其研制的難度不言而喻。雷達(dá)波吸收涂料的應(yīng)用，主要是對(duì)30MHz IOOGHz雷達(dá)波偵測(cè)范圍內(nèi)裝備的隱身，其中厘米波段QGHz-lSGHz)是非常重要的雷達(dá)探測(cè)波段，也是現(xiàn)階段世界各國(guó)力求突破的超寬頻帶雷達(dá)隱身技術(shù)分析的重點(diǎn)。鐵氧體材料作為最早較為成熟的吸波材料，其特點(diǎn)是吸波效率較高，但吸波頻率較窄，是目前制造雷達(dá)吸波涂料的主體吸收劑。以普通鐵氧體為代表的現(xiàn)有雷達(dá)隱身材料存在頻帶窄、效率低、密度大等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受到一定限制，迫切需要開(kāi)發(fā)新型吸波材料和相應(yīng)的隱身技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種新型的雷達(dá)波吸收涂料及其制備方法，該涂料用于軍事裝備的隱身，具有吸波頻帶寬、效率高、涂層輕薄、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料是由以下原料制備的納米級(jí)釓-鐵氧體、金屬鈷或錳粉劑、羰基鐵和粘合劑。各原料的用量按重量份表示為納米級(jí)釓一鐵氧體25 55份，金屬鈷或錳0. 03 2. 5份，羰基鐵10 35份，粘合劑25 75份。其中，納米級(jí)釓-鐵氧體是利用檸檬酸鹽溶膠，采用凝膠法，通過(guò)高溫?zé)?，有機(jī)物揮發(fā)制得。其主要成分為鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜；所述金屬鈷或錳粉劑，是指采用鈷或錳中的一種，其用量等同；所述粘合劑選用可耐_40°C +80°C溫差變化的改性聚氨酯、改性聚乙烯基酯、改性環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸材料中任何一種；粘合劑還可以采用AB型剛?cè)峤宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料的制備方法包括以下工藝步驟
步驟一制備納米級(jí)釓-鐵氧體
取檸檬酸鹽溶膠和鐵氧體，按“檸檬酸鹽溶膠鐵氧體=95 5”重量比例配比混合，通過(guò)500°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體；此“檸檬酸鹽溶膠-凝膠法”將體系中的陽(yáng)離子結(jié)合于具有多官能團(tuán)的檸檬酸分子上，達(dá)到原子級(jí)上的均勻混合。在高溫?zé)葡?，有機(jī)物揮發(fā)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體，其主要成分為鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜。步驟二將納米級(jí)釓-鐵氧體、金屬鈷或錳粉劑、羰基鐵混合投入高速攪拌機(jī)中，在 600 100r/min條件下，攪拌15_30min，得到混合物；步驟三將步驟二制備的混合物放入磨研機(jī)中研磨15 30min，將由于攪拌而聚集成團(tuán)的混合物磨碎；步驟四將步驟三制備的混合物與粘合劑一同投入高速攪拌機(jī)中，在600 IOOr/ min條件下，攪拌15-30min，靜置3 5min，即制得本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料制備方法基于磁交換耦合、自然共振、形狀各向異性和渦流損耗的物理機(jī)制，采用了輕質(zhì)、高微波磁導(dǎo)率和可控介電常數(shù)的電磁功能填料的設(shè)計(jì)原理和形貌控制技術(shù)，制得鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜等數(shù)種高性能的磁介電吸波劑。鐵氧體吸波材料與基相材料結(jié)合制備吸波涂層，粘結(jié)于隱身設(shè)施表面。所選用的基相材料應(yīng)與吸波材料兼容好，與基底材料的熱膨脹系數(shù)相適應(yīng)，粘結(jié)力良好。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料在基相材料中摻加釓-鐵氧體納米材料組成吸波-阻抗變換層；摻雜金屬粉末和羰基鐵改性釓-鐵氧體納米材料組成吸波-低阻抗諧振層以形成界面吸波涂層。利用電磁波在不同介質(zhì)界面上多次反射機(jī)理，使入射電磁波在吸波材料內(nèi)部各界面上多次入射和反射，提高吸收效率。不同鐵氧體材料其有效吸波頻率范圍是不同的。 本發(fā)明采用鈷或錳金屬、羰基鐵摻雜改性釓一鐵氧體制備納米級(jí)吸波粉體材料，再與經(jīng)改性的基相材料結(jié)合制備吸波涂料，大大拓寬吸波頻率范圍。本發(fā)明采用釓一鐵氧體復(fù)合吸波納米粉體材料，是根據(jù)釓一鐵氧體復(fù)合體組成的元素電子軌道特性所設(shè)計(jì)，可大大降低其比重，改變其磁、電、光等物理性能。當(dāng)鐵氧體顆粒尺寸減小后，在電磁波作用下，更多的微粒磁疇內(nèi)電子作急劇循環(huán)運(yùn)動(dòng)增加磁疇消耗，令電磁能量急劇衰減，從而提高鐵氧體的吸波性能。當(dāng)前已開(kāi)發(fā)的以普通鐵氧體為代表的吸波材料工作面在8-18GHZ頻率范圍內(nèi)，全頻段吸收率為10dB，面密度為5kg/m2，厚度為2mm。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料工作范圍覆蓋 30MHz-100GHz頻率；應(yīng)用后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為厚度0. 3 0. 4mm ；反射率R :_20dB ；面密度1. 2 5. 5kg/m2 ；柔韌度^ IOmm ；抗沖擊強(qiáng)度50kg .cm ；附著力大于23Mpa ；耐介質(zhì)性良好。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1制備檸檬酸鹽溶膠檸檬酸鹽溶膠有市售品。其制備，是從含Ba、Ca、Nb的檸檬酸絡(luò)合物溶液中合成了 Ba3(Cal. 18Nbl. 82)09-δ (BCm8)粉末，力卩熱含 Ba Ca Nb citrtc acid = 3 1.18 1.82 12的溶液，得到淺綠色溶膠，繼續(xù)干燥得到黃色干凝膠，即為檸檬酸鹽溶膠。實(shí)施例2將檸檬酸鹽溶膠95克、鐵氧體5克混合攪拌，通過(guò)500°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體。實(shí)施例3將檸檬酸鹽溶膠85克、鐵氧體15克混合攪拌，通過(guò)750°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體。實(shí)施例4將30重量份納米級(jí)釓-鐵氧體、0. 05重量份鈷或錳、35重量份羰基鐵、34. 95重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入磨研機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置 5min,即制得雷達(dá)波吸收涂料。實(shí)施例5將32重量份納米級(jí)釓-鐵氧體、0. 06重量份鈷或錳、35重量份羰基鐵、32. 94重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入磨研機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置 5min,即制得雷達(dá)波吸收涂料。實(shí)施例6將35重量份納米級(jí)鐵氧體、0. 07重量份鈷或錳、37重量份羰基鐵、27. 93重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入磨研機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。實(shí)施例7將40重量份納米級(jí)鐵氧體、0. 05重量份鈷或錳、20重量份羰基鐵、39. 95重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入磨研機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。實(shí)施例8將50重量份納米級(jí)鐵氧體、0. 05重量份鈷或錳、23重量份羰基鐵、26. 95重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入磨研機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。
權(quán)利要求
1.一種雷達(dá)波吸收涂料，其特征在于，它是由以下原料制備的，各原料的用量按重量份表示為納米級(jí)釓--鐵氧體25 55份，金屬鈷或錳0. 03 2. 5份，羰基鐵10 35份，粘合劑25 75份；其中，納米級(jí)釓-鐵氧體是利用檸檬酸鹽溶膠，采用凝膠法，通過(guò)高溫?zé)浦频茫渲饕煞譃殍F磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜； 所述金屬鈷或錳，是指采用鈷或錳粉劑中的一種，其用量等同； 所述粘合劑選用可耐-40°C +80°C溫差變化的改性聚氨酯、改性聚乙烯基酯、改性環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸材料中任何一種；粘合劑還可以采用AB型剛?cè)峤宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑。
2.權(quán)利要求1所述的雷達(dá)波吸收涂料的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟 步驟一取檸檬酸鹽溶膠和鐵氧體，按“檸檬酸鹽溶膠鐵氧體=95 5”重量比例配比混合，通過(guò)500°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體；步驟二將納米級(jí)釓-鐵氧體、金屬鈷或錳粉劑、羰基鐵混合投入高速攪拌機(jī)中，在 600 100r/min條件下，攪拌15_30min，得到混合物；步驟三將步驟二制備的混合物放入磨研機(jī)中研磨15 30min，將由于攪拌而聚集成團(tuán)的混合物磨碎；步驟四將步驟三制備的混合物與粘合劑一同投入高速攪拌機(jī)中，在600 lOOr/min條件下，攪拌15-30min，靜置3 5min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雷達(dá)波吸收涂料的原料配比及其制備方法。它是由納米級(jí)釓-鐵氧體25～55份，金屬鈷或錳0.03～2.5份，羰基鐵10～35份，粘合劑25～75份制備的。采用檸檬酸鹽溶膠-凝膠法和高溫?zé)浦苽浼{米級(jí)釓-鐵氧體，其主要成分為鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料使用后厚度薄、重量輕、吸收頻帶寬、吸收率高。
文檔編號(hào)C09D133/00GK102358806SQ201110250029
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者朱恩燦 申請(qǐng)人:朱恩燦