【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米吸波材料制备和海洋环境吸波涂料制备，尤其涉及一种轻质耐海洋环境用的吸波涂料及其制备方法。
技术介绍
1、随着雷达探测技术的不断进步，为增强海军武器装备在战场上生存和纵深打击能力，对轻质耐海洋环境用的吸波隐身涂料的需求极其迫切。
2、根据吸波材料的损耗机制，吸波材料可分为电阻型损耗、电介质损耗和磁损耗三大类。目前常用的吸波材料中，磁损耗型吸波材料主要通过动态磁化过程共振吸收电磁波，典型的磁损耗性吸波材料如铁氧体、铁镍基、羰基铁等。具有吸收能力强、应用方便等特点。但是在使用过程中，存在耐候性差的本源问题，尤其面对苛刻的海洋环境易腐蚀导致吸波性能下降。针对这一问题，已有的方案中，主要通过后期包覆吸波剂的方法增强耐腐蚀性，但此类方法工艺复杂，操作难度大，会降低吸波材料的隐身性能。且存在吸波频带较窄，涂层面密度较大，环境稳定性差等问题。常见的电介质损耗型吸波材料有氮化硅、鹏硅酸铝及钛酸钡等。通过介质的极化弛豫损耗电磁波；由于常规条件下其吸波效果不够理想，通常需要经过掺杂等改性制备成复合吸波材料。
3、单一损耗类型的吸波剂难以满足舰船装备对宽频、反射率和阻抗匹配的要求。从吸波涂料的设计角度出发，选择海洋环境用的吸波剂时应充分考虑其耐盐雾、暴晒、湿热老化以及轻量化等问题。利用不同损耗机制的物质对不同频率电磁波的吸收而达到强吸收和宽频效应。采用多种吸波损耗机制的材料组合添加基体树脂中制备耐海洋环境涂料是一种新的技术思路，但通常因不同类型吸波剂密度差异过大，导致两种吸波剂在基体中分散不均匀，进而影响吸波涂
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术公开了一种轻质耐海洋环境用的吸波涂料及其制备方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。
2、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术采用的技术方案是：一种轻质耐海洋环境用的吸波涂料，该吸波涂料包括纳米轻密度吸波剂涂料预分散体、纳米介电损耗型重密度吸波剂和固化剂；
3、其中，所述轻密度吸波剂预分散体和纳米介电损耗型重密度吸波剂之间的质量比为100：5～30之间；所述的固化剂和纳米轻密度吸波剂涂料预分散体之间的质量比为0.1～1.5：100；
4、且所述吸波涂料方块电阻为105～107欧姆每方块。
5、进一步，所述纳米轻密度吸波剂涂料预分散体的各个组分的质量百分比为：
6、高纯高结晶型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂3％～15％；
7、树脂基体8％～40％；
8、分散剂2％～10％；
9、有机溶剂8％～18％
10、流平剂0.5％～2％；
11、增稠剂3％～18％，
12、且各组分质量百分比之和为100％。
13、进一步，所述高纯高结晶型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂为碳含量大于90％的轻质高纯高结晶型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂材料；所述高纯高结晶型的碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂的介电常数实部为1.5-16，介电损耗为0.01-0.7，碳颗粒粒径为3-60nm。
14、进一步，所述基体树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸树脂、改性丙烯酸环氧树脂中的至少一种；
15、进一步，所述有分散剂为聚乙烯蜡、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵，聚乙二醇一种或多种的组合；
16、进一步，所述有机溶剂为乙醇、二甲苯、乙酸丁酯、正丁醇、乙二醇丁醚中的至少一种；
17、所述增稠剂为气相纳米二氧化硅粉体，比表面积为150-500m2/g(赢创德固赛)、阿拉伯胶、和有机膨润土类中的至少一种；
18、所述流平剂为醋酸丁酸纤维素、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯类共聚物、聚酯改性聚二甲基硅氧烷类、脲醛、byk-333、tbek-750或fy-3300中的一种或多种。
19、进一步，所述纳米介电损耗型吸波剂为碳化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡、纳米碳化硅中一种或多种组合；
20、所述固化剂为聚酰胺类、芳香族二胺类、脂肪族胺类、聚醚胺类类和脂环族胺类固化剂中的一种。
21、本专利技术的另一目的提供一种制备上述的吸波涂料方法，该方法具体包括以下步骤：
22、s1)制备纳米轻密度吸波剂涂料预分散体；
23、s2)在转速500-3000rpm下状态下将介电损耗型重密度吸收剂按照100：5～30的质量比加入到s1)所得的轻密度吸波剂涂料预分散体中高速搅拌0.5-12h，即得到复合吸波涂料预分散体；
24、s3)按照固化剂加入到s2)得到复合吸波涂料预分散体中充分混合搅拌，得到轻质耐海洋环境用的吸波涂料。
25、进一步，所述s1)的具体步骤为：
26、s1.1)按照设计的配方量分别称取各个组分，先将高纯高结晶性型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂缓慢加入有机溶剂中进行边搅拌混合，搅拌转速为300-3000rpm，时间1-5h，得到混合溶液；
27、s1.2)再向s1.1)得到的混合溶液中分别加入树脂基体和分散剂进行搅拌混合，在500-3500rpm转速的砂磨机研磨2-10小时，得到混合液体；
28、s1.3)将s1.2)得到混合液体加入搅拌罐中，依次加入配方中配比的流平剂和增稠剂充分搅拌混合1-8h，调整体系粘度为300-1350mpa.s得到纳米轻密度吸波剂涂料预分散体。
29、进一步，所述轻质耐海洋环境用的吸波涂料的涂层厚度在10mm时，反射率在2-18ghz频段范围内，≤-10db的吸收频宽超过11.6ghz，同时满足中性盐雾条件下1200h后反射率变化在±5％。
30、原理说明：
31、碳纳米管本身具备良好的导电性，对入射电磁波产生一定的电阻损耗，此外，基于宏观量子隧道效应，使得cnt存在分裂的电子能级，能级间隔恰处于微波的能量范围，在微波辐照下，加剧运动的原子和电子促使磁化，使电子能转化为热能，实现对电磁波的衰减；更为重要的是，碳纳米管具有吸收峰的等离子共振频，cnt吸收峰表现出的等离子共振频移，可通过调控尺寸达到调控吸收带宽的目的。
32、碳纳米管的电磁波吸收特性与其化学组成、管径和生长过程等有着密切的关系。化学气相沉积法、高温等离子方法或电弧放电法原位制备单壁碳纳米管，催化剂前驱体中包含有催化剂、助催化剂、液态碳氢溶剂和氧化剂四种组分，优选出二茂铁为催化剂、噻吩为限制纳米催化剂粒子长大的助催化剂，无水乙醇不仅作为液态碳氢溶剂用于溶解催化剂和助催化剂，同时提供生长所需的第一相碳源，弱氧化剂优选为纯水。纯水在高温区域蒸发一方面起到刻蚀生成的碳源裂解形成的无定型碳，另一方面可以刻蚀碳包铁外层碳壳，确保生长的碳包覆的单壁碳纳米管结晶性高，很难被低温氧化分解。通过添加第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轻质耐海洋环境用的吸波涂料，其特征在于，所述吸波涂料包括纳米轻密度吸波剂涂料预分散体、纳米介电损耗型重密度吸波剂和固化剂；
2.根据权利要求1所述的吸波涂料，其特征在于，所述纳米轻密度吸波剂涂料预分散体的各个组分的质量百分比为：
3.根据权利要求2所述的吸波涂料，其特征在于，所述高纯高结晶型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂为碳含量大于90％的轻质高纯高结晶型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂材料；所述高纯高结晶型的碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂的介电常数实部为1.5-16，介电损耗为0.01-0.7，碳颗粒粒径为3-60nm。
4.根据权利要求2所述的吸波涂料，其特征在于，所述树脂基体为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸树脂、改性丙烯酸环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的吸波涂料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵，聚乙二醇一种或多种的组合。
6.根据权利要求2所述的吸波涂料，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、二甲苯、乙酸丁酯、正丁醇、乙二醇丁醚中
7.根据权利要求1所述的吸波涂料，其特征在于，所述纳米介电损耗型吸波剂为碳化硅、纳米氧化锌、纳米钛酸钡、纳米碳化硅中一种或多种组合；
8.一种制备如权利要求1-7任意一项所述的吸波涂料方法，其特征在于，方法具体包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述S1)的具体步骤为：
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述轻质耐海洋环境用的吸波涂料的涂层厚度在10mm时，反射率在2-18GHz频段范围内，其中，≤-10dB的吸收频宽超过11.6GHz，能够同时满足中性盐雾条件下1200h后反射率变化在±5％。
...【技术特征摘要】
1.一种轻质耐海洋环境用的吸波涂料，其特征在于，所述吸波涂料包括纳米轻密度吸波剂涂料预分散体、纳米介电损耗型重密度吸波剂和固化剂；
2.根据权利要求1所述的吸波涂料，其特征在于，所述纳米轻密度吸波剂涂料预分散体的各个组分的质量百分比为：
3.根据权利要求2所述的吸波涂料，其特征在于，所述高纯高结晶型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂为碳含量大于90％的轻质高纯高结晶型碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂材料；所述高纯高结晶型的碳包裹的单壁碳纳米管吸波剂的介电常数实部为1.5-16，介电损耗为0.01-0.7，碳颗粒粒径为3-60nm。
4.根据权利要求2所述的吸波涂料，其特征在于，所述树脂基体为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸树脂、改性丙烯酸环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的吸波涂料，其特征在于，所述分散...
【专利技术属性】
技术研发人员：常艺，陶璐飘，徐乐乐，杨劲松，陈名海，
申请(专利权)人：江西铜业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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