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开云优惠体育网页版入口:具有蜂窝结构的雷达吸波材料及其加工方法发明专利

更新时间:2026-09-01
具有蜂窝结构的雷达吸波材料及其加工方法发明专利 专利申请类型:发明专利;
地区:安徽-黄山;
源自:黄山高价值专利检索信息库;

专利名称:具有蜂窝结构的雷达吸波材料及其加工方法

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202411111466.9

专利申请(专利权)人:黄山天之都环境开云优惠体育网页版入口发展有限公司
权利人地址:安徽省黄山市高新技术产业开发区徽光路109号

专利发明(设计)人:章伟锋,王健,祝晓芸,秦磊,谭书亮,胡垚,丁昱彪,程继东,王洪格,王辉,占越,杨飞,唐建新,王嘉,陈桦桦

专利摘要:本发明公开了具有蜂窝结构的雷达吸波材料及其加工方法,属于吸波材料加工技术领域。所述具有蜂窝结构的雷达吸波材料,由以下重量份的成分组成:8?14份多孔吸波材料,30?50份复合打印液,2?4份消泡剂,其中多孔吸波材料由硼酸、三聚氰胺、γ?氨丙基三乙氧基硅烷、2,4?吡啶二甲酸和N?乙基对甲苯胺制备得到,复合打印液由4,4’?二氨基二苯醚、3,4,9,10?苝四甲酸二酐、石墨烯和氯化铁制备得到。通过该方法制备得到的雷达吸波材料具有优异的吸波性能、机械性能和耐久性。

主权利要求:
1.具有蜂窝结构的雷达吸波材料,其特征在于,由以下重量份的成分组成:8?14份多孔吸波材料,30?50份复合打印液,2?4份消泡剂,其中多孔吸波材料由硼酸、三聚氰胺、γ?氨丙基三乙氧基硅烷、2,4?吡啶二甲酸和N?乙基对甲苯胺制备得到,复合打印液由4,4’?二氨基二苯醚、3,4,9,10?苝四甲酸二酐、石墨烯、氯化铁和硝酸钠制备得到,所述多孔吸波材料的制备方法,包括以下步骤:Q1:将硼酸和三聚氰胺加入至含有超纯水的容器中,加热搅拌,冷却,得到白色沉淀,洗涤,干燥后,置于氮气环境中,升温处理后,降温得到粗产物,将粗产物进行加热处理,得到中间产物1;
Q2:将中间产物1超声分散于超纯水中,搅拌条件下进行辐照处理,辐照结束后洗涤,干燥,得到中间产物2;
Q3:将γ?氨丙基三乙氧基硅烷加入至含有甲苯的容器中,搅拌,随后,加入中间产物2并加热搅拌,搅拌结束后,洗涤,真空干燥,得到中间产物3;
Q4:将2,4?吡啶二甲酸分散于氯化亚砜中,加热回流后,减压蒸馏去除溶剂,将剩下的固体溶解于二氯甲烷中,再加入中间产物3和三乙胺,加热搅拌,随后加入N?乙基对甲苯胺和4?二甲氨基吡啶继续反应,反应结束后,洗涤,真空干燥,得到多孔吸波材料;
所述复合打印液的制备方法,包括以下步骤:
S1:将4,4’?二氨基二苯醚、三乙胺和超纯水加入至容器中,升温搅拌反应,随后加入3,
4,9,10?苝四甲酸二酐和超纯水,持续搅拌后,得到盐溶液;
S2:将石墨烯、氯化铁和硝酸钠加入至超纯水中,超声处理得到悬浮液,将悬浮液转移至反应釜中,水热处理,处理结束后,冷却,离心,洗涤,真空干燥,然后将干燥后的物质置于管式炉中加热,得到混合纳米材料;
S3:将盐溶液加入至分散瓶中,再加入混合纳米材料,密封后置于分散瓶内混合,然后将分散瓶瓶盖打孔,搅拌桨穿过瓶盖放入至瓶中,升温搅拌,得到复合打印液。
2.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的雷达吸波材料,其特征在于,所述Q1中,硼酸和三聚氰胺的摩尔比为(0.8?1.2):(0.9?1.2),加热搅拌温度为80?90℃,搅拌时间为10?
12h,用超纯水洗涤3?5次,干燥温度为80?90℃,时间为10?12h,升温处理过程为:首先在300℃下预加热1h后以2℃/min的升温速率升温至1100℃,保持2h,随后以5℃/min的升温速率升温至1460℃,保持4h,粗产物的加热处理温度为550?600℃,处理时间为10?12h。
3.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的雷达吸波材料,其特征在于,所述Q2中,中间
60
产物1与超纯水的用量比为(1.5?3)g:(150?300)mL,放射源为 Co γ?ray,辐照剂量率为?1
60Gy·min ,吸收剂量为250kGy,辐照过程中鼓入一氧化二氮,用超纯水洗涤3?5次,干燥温度为60?70℃,时间为10?12h;所述Q3中,γ?氨丙基三乙氧基硅烷、甲苯和中间产物2的用量比为(240?300)μL:(240?300)mL:(1.2?1.5)g,搅拌时间为10?12min,加热搅拌温度为100?
110℃,分别用甲苯、乙醇洗涤3?5次,真空干燥温度为60?70℃,时间为8?10h。
4.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的雷达吸波材料,其特征在于,所述Q4中,2,4?吡啶二甲酸和氯化亚砜的用量比为(0.85?1.7)g:(15?30)mL,加热回流温度为85?95℃,时间为3?5h,剩下的固体、二氯甲烷、中间产物3、三乙胺、N?乙基对甲苯胺和4?二甲氨基吡啶的用量比为(0.5?0.7)g:(70?80)mL:(500?700)mg:(5.4?6.2)mL:(1.5?2.3)mL:(35?45)mg,加热回流温度为80?90℃,时间为3?5h,加热搅拌温度为60?70℃,时间为2?4h,继续反应时间为2?4h,用二氯甲烷洗涤3?5次,真空干燥温度为60?70℃,时间为10?12h。
5.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的雷达吸波材料,其特征在于,所述S1中,4,4’?二氨基二苯醚、三乙胺和3,4,9,10?苝四甲酸二酐的摩尔比为(1?2):(2?4):(1?2),升温搅拌反应温度为80?85℃,时间为45?60min,持续搅拌时间为1?2h;所述S2中,石墨烯、氯化铁、硝酸钠和超纯水的用量比为(20?35)mg:(1?2)g:(2?4)g:(75?150)mL,超声处理时间为30?
50min,水热处理温度为60?65℃,时间为10?12h,用超纯水和乙醇进行洗涤,真空干燥温度为60?70℃,管式炉加热温度为350?400℃,加热气氛为40%的氢气和60%的氮气,加热时间为
2?3h。
6.根据权利要求1所述的具有蜂窝结构的雷达吸波材料,其特征在于,所述S3中,盐溶液和混合纳米材料的用量比为(40?50)mL:(4?6)g,混合条件为:500rpm搅拌10min,1000rpm搅拌10min,1500rpm搅拌10min,升温搅拌温度为80?85℃,搅拌时间为1?2h。
7.如权利要求1?6任意一项所述的具有蜂窝结构的雷达吸波材料的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1):将多孔吸波材料与复合打印液进行混合搅拌,随后加入消泡剂,混合均匀后置于打印机的注射器中,然后将注射器放入3D打印机的挤出架上,打印得到前驱体;
步骤(2):将前驱体置于干燥箱中,加热处理,冷却,得到具有蜂窝结构的雷达吸波材料。
8.根据权利要求7所述的具有蜂窝结构的雷达吸波材料的加工方法,其特征在于,所述步骤(1)中,注射器的喷嘴直径为0.26?0.41mm,打印温度为40?60℃,打印速度为25?40mm/s;所述步骤(2)中,加热处理过程为:100℃处理1h,150℃处理1h,200℃处理1h,240℃处理
1h,300℃处理1h,400℃处理1h。 说明书 : 具有蜂窝结构的雷达吸波材料及其加工方法技术领域[0001] 本发明属于吸波材料加工技术领域,具体涉及具有蜂窝结构的雷达吸波材料及其加工方法。背景技术[0002] 随着现代军事技术的不断进步,军事装备如战斗机、导弹、军舰等对于低雷达反射截面积的要求日益严格。为了减小被敌方雷达系统探测到的可能性,提高作战效果和隐蔽性,开发高效的雷达吸波材料成为了关键。蜂窝结构吸波材料以其独特的结构和材料组成,能够在较宽的频段范围内有效吸收电磁波,减少反射,从而显著降低雷达信号的回波强度,成为军事领域研究的热点。在无线通信系统中,多径传播和信号干扰等问题常常导致信号衰减和失真,影响通信质量。蜂窝结构吸波材料可以用于制作吸波墙、吸波隔板等设备,有效吸收周围环境中的电磁波,减少信号的反射和干扰,提高通信系统的传输质量和可靠性。此外,在天线设计中,蜂窝结构吸波材料还可以用于制作天线罩,抑制天线的杂散辐射,提高天线的性能和方向性。[0003] 专利CN111925684B公开一种雷达吸波材料及其制备方法,该雷达吸波材料包括电磁波吸收剂、树脂和固化剂,树脂包括环氧树脂以及改性环氧树脂,改性环氧树脂包括橡胶改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂以及聚丙烯酸酯改性环氧树脂中的一种或多种;其中,改性环氧树脂的玻璃化转变温度(Tg)小于?50℃,该发明制备的雷达吸波材料,通过将Tg较低的改性环氧树脂与传统环氧树脂组成的复配体系作为吸波涂层材料的基体物质,由于改性环氧树脂具有较低的Tg,固化后形成两相结构,橡胶相形成的微区具有引发和终止银纹的双重作用,提升了涂层的柔韧性,但是通过该发明制备得到的雷达吸波材料对电磁波的吸收性能、材料的耐久性以及机械性能仍有提高的空间。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供具有蜂窝结构的雷达吸波材料及其加工方法,用于解决现有技术中吸波材料的吸波性能、耐久性能以及机械性能不佳的技术问题。[0005] 为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:[0006] 本发明提供具有蜂窝结构的雷达吸波材料,由以下重量份的成分组成:8?14份多孔吸波材料,30?50份复合打印液,2?4份消泡剂,其中多孔吸波材料由硼酸、三聚氰胺、γ?氨丙基三乙氧基硅烷、2,4?吡啶二甲酸和N?乙基对甲苯胺制备得到,复合打印液由4,4’?二氨基二苯醚、3,4,9,10?苝四甲酸二酐、石墨烯、氯化铁和硝酸钠制备得到。[0007] 作为优。龆嗫孜ú牧系闹票阜椒,包括以下步骤:[0008] Q1:将硼酸和三聚氰胺加入至含有超纯水的容器中,加热搅拌,冷却,得到白色沉淀,洗涤,干燥后,置于氮气环境中,升温处理后,降温得到粗产物,将粗产物进行加热处理,得到中间产物1;[0009] Q2:将中间产物1超声分散于超纯水中,搅拌条件下进行辐照处理,辐照结束后洗涤,干燥,得到中间产物2;[0010] Q3:将γ?氨丙基三乙氧基硅烷加入至含有甲苯的容器中,搅拌,随后,加入中间产物2并加热搅拌,搅拌结束后,洗涤,真空干燥,得到中间产物3;[0011] Q4:将2,4?吡啶二甲酸分散于氯化亚砜中,加热回流后,减压蒸馏去除溶剂,将剩下的固体溶解于二氯甲烷中,再加入中间产物3和三乙胺,加热搅拌,随后加入N?乙基对甲苯胺和4?二甲氨基吡啶继续反应,反应结束后,洗涤,真空干燥,得到多孔吸波材料。[0012] 以上过程中,多孔吸波材料的合成反应式如下:[0013][0014] 作为优。鯭1中,硼酸和三聚氰胺的摩尔比为(0.8?1.2):(0.9?1.2),加热搅拌温度为80?90℃,搅拌时间为10?12h,用超纯水洗涤3?5次,干燥温度为80?90℃,时间为10?12h,升温处理过程为:首先在300℃下预加热1h后以2℃/min的升温速率升温至1100℃,保持2h,随后以5℃/min的升温速率升温至1460℃,保持4h,粗产物的加热处理温度为550?600℃,处理时间为10?12h。[0015] 作为优。鯭2中,中间产物1与超纯水的用量比为(1.5?3)g:(150?300)mL,放60 ?1射源为 Co γ?ray,辐照剂量率为60Gy·min ,吸收剂量为250kGy,辐照过程中鼓入一氧化二氮,用超纯水洗涤3?5次,干燥温度为60?70℃,时间为10?12h;所述Q3中,γ?氨丙基三乙氧基硅烷、甲苯和中间产物2的用量比为(240?300)μL:(240?300)mL:(1.2?1.5)g,搅拌时间为10?12min,加热搅拌温度为100?110℃,分别用甲苯、乙醇洗涤3?5次,真空干燥温度为60?70℃,时间为8?10h。[0016] 作为优。鯭4中,2,4?吡啶二甲酸和氯化亚砜的用量比为(0.85?1.7)g:(15?30)mL,加热回流温度为85?95℃,时间为3?5h,剩下的固体、二氯甲烷、中间产物3、三乙胺、N?乙基对甲苯胺和4?二甲氨基吡啶的用量比为(0.5?0.7)g:(70?80)mL:(500?700)mg:(5.4?6.2)mL:(1.5?2.3)mL:(35?45)mg,加热回流温度为80?90℃,时间为3?5h,加热搅拌温度为60?70℃,时间为2?4h,继续反应时间为2?4h,用二氯甲烷洗涤3?5次,真空干燥温度为60?70℃,时间为10?12h。[0017] 作为优。龈春洗蛴∫旱闹票阜椒,包括以下步骤:[0018] S1:将4,4’?二氨基二苯醚、三乙胺和超纯水加入至容器中,升温搅拌反应,随后加入3,4,9,10?苝四甲酸二酐和超纯水,持续搅拌后,得到盐溶液;[0019] S2:将石墨烯、氯化铁和硝酸钠加入至超纯水中,超声处理得到悬浮液,将悬浮液转移至反应釜中,水热处理,处理结束后,冷却,离心,洗涤,真空干燥,然后将干燥后的物质置于管式炉中加热,得到混合纳米材料;[0020] S3:将盐溶液加入至分散瓶中,再加入混合纳米材料,密封后置于分散瓶内混合,然后将分散瓶瓶盖打孔,搅拌桨穿过瓶盖放入至瓶中,升温搅拌,得到复合打印液。[0021] 以上过程中,4,4’?二氨基二苯醚和3,4,9,10?苝四甲酸二酐发生缩合反应,制备得到盐溶液,然后以石墨烯和氯化铁为原料,利用水热法制备得到混合纳米材料,将盐溶液和混合纳米材料混合后,得到复合打印液。[0022] 作为优。鯯1中,4,4’?二氨基二苯醚、三乙胺和3,4,9,10?苝四甲酸二酐的摩尔比为(1?2):(2?4):(1?2),升温搅拌反应温度为80?85℃,时间为45?60min,持续搅拌时间为1?2h;所述S2中,石墨烯、氯化铁、硝酸钠和超纯水的用量比为(20?35)mg:(1?2)g:(2?4)g:(75?150)mL,超声处理时间为30?50min,水热处理温度为60?65℃,时间为10?12h,用超纯水和乙醇进行洗涤,真空干燥温度为60?70℃,管式炉加热温度为350?400℃,加热气氛为40%的氢气和60%的氮气,加热时间为2?3h。[0023] 作为优。鯯3中,盐溶液和混合纳米材料的用量比为(40?50)mL:(4?6)g,混合条件为:500rpm搅拌10min,1000rpm搅拌10min,1500rpm搅拌10min,升温搅拌温度为80?85℃,搅拌时间为1?2h。[0024] 作为优。龅木哂蟹湮呀峁沟睦状镂ú牧系募庸し椒,包括以下步骤:[0025] 步骤(1):将多孔吸波材料与复合打印液进行混合搅拌,随后加入消泡剂,混合均匀后置于打印机的注射器中,然后将注射器放入3D打印机的挤出架上,打印得到前驱体;[0026] 步骤(2):将前驱体置于干燥箱中,加热处理,冷却,得到具有蜂窝结构的雷达吸波材料。[0027] 作为优。霾街瑁1)中,注射器的喷嘴直径为0.26?0.41mm,打印温度为40?60℃,打印速度为25?40mm/s;所述步骤(2)中,加热处理过程为:100℃处理1h,150℃处理1h,200℃处理1h,240℃处理1h,300℃处理1h,400℃处理1h。[0028] 综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:[0029] 1.本发明首先以硼酸、三聚氰胺、γ?氨丙基三乙氧基硅烷、2,4?吡啶二甲酸和N?乙基对甲苯胺为原料,制备得到多孔吸波材料,再以4,4’?二氨基二苯醚、3,4,9,10?苝四甲酸二酐、石墨烯和氯化铁为原料,制备得到复合打印液,将多孔吸波材料与复合打印液进行混合,通过3D打印机得到前驱体,再通过加热得到雷达吸波材料,得到的材料具有优异的吸波性能、机械性能和稳定性。[0030] 2.本发明以硼酸、三聚氰胺、γ?氨丙基三乙氧基硅烷、2,4?吡啶二甲酸和N?乙基对甲苯胺为原料,制备得到多孔吸波材料,将多孔吸波材料添加至雷达吸波材料中,使其具有优异的吸波性能。多孔吸波材料中含有的孔隙结构可以作为电磁波的多重反射和散射中心,当雷达波入射到材料表面时,部分电磁波会进入孔隙并在孔壁之间反复反射和散射,从而增加电磁波在材料内部的传播路径和衰减机会,且在孔隙内部,电磁波与材料介质发生相互作用,通过介电损耗、磁损耗等机制将电磁能转化为热能或其他形式的能量进行耗散,实现对电磁波的有效吸收。[0031] 3.本发明以4,4’?二氨基二苯醚、3,4,9,10?苝四甲酸二酐、石墨烯和氯化铁为原料,制备得到复合打印液,然后将复合打印液用于3D打印机中进行打。沟玫降睦状镂ú牧暇哂杏乓斓奈ㄐ阅、耐久性和机械性能。复合打印液中的4,4’?二氨基二苯醚和3,4,9,10?苝四甲酸二酐通过反应,形成具有π共轭体系的盐溶液,π共轭体系可以有效吸收电磁波,并通过分子内的电子转移将电磁波能量转化为热能,实现对电磁波的吸收和衰减,加入的混合纳米材料可以形成兼具介电损耗和磁损耗的复合材料,石墨烯具有的高电导率和比表面积,有利于电磁波的吸收,四氧化三铁具有优异的铁磁性,可以增强磁损耗能力,同时还通过混合纳米材料的高导电性促进电磁波与材料基质的相互作用,增强吸波效果;得到的蜂窝结构不仅增加了比表面积,还提供了更多的电磁波散射和吸收界面,增加了电磁波在材料内部的传播路径和衰减机会;添加的石墨烯可以提高材料的机械强度和耐久性,防止材料在使用过程中发生破损或变形。具体实施方式[0032] 下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。[0033] 实施例1:本实施例公开一种多孔吸波材料的制备方法,包括以下步骤:[0034] Q1:将1.25g硼酸和2.68g三聚氰胺加入至含有250mL超纯水的容器中,80℃加热搅拌12h,冷却,得到白色沉淀,用超纯水洗涤3次,85℃干燥12h后,置于氮气环境中,首先在300℃下预加热1h后以2℃/min的升温速率升温至1100℃,保持2h,随后以5℃/min的升温速率升温至1460℃,保持4h,升温处理后,降温得到粗产物,将粗产物进行550℃加热处理12h,得到中间产物1;[0035] Q2:将2.25g中间产物1超声分散于225mL超纯水中,搅拌条件下进行辐照处理,放60 ?1射源为 Co γ?ray,辐照剂量率为60Gy·min ,吸收剂量为250kGy,辐照过程中鼓入一氧化二氮,辐照结束后用超纯水洗涤5次,70℃干燥12h,得到中间产物2;[0036] Q3:将270μL γ?氨丙基三乙氧基硅烷加入至含有270mL甲苯的容器中,搅拌,随后,加入1.35g中间产物2并110℃加热搅拌12min,搅拌结束后,分别用甲苯、乙醇洗涤5次,70℃真空干燥10h,得到中间产物3;[0037] Q4:将1.24g2,4?吡啶二甲酸分散于22.5mL氯化亚砜中,85℃加热回流3h,加热回流后,减压蒸馏去除溶剂,将0.6g剩下的固体溶解于75mL二氯甲烷中,再加入600mg中间产物3和5.8mL三乙胺,70℃加热搅拌4h,随后加入1.9mLN?乙基对甲苯胺和40mg4?二甲氨基吡啶继续反应3h,反应结束后,用二氯甲烷洗涤3次,65℃真空干燥12h,得到多孔吸波材料。[0038] 本实施例公开一种复合打印液的制备方法,包括以下步骤:[0039] S1:将1.5g4,4’?二氨基二苯醚、1.52g三乙胺和50mL超纯水加入至容器中,升温至85℃搅拌反应60min,随后加入2.94g3,4,9,10?苝四甲酸二酐和8.5mL超纯水,持续搅拌2h后,得到盐溶液;[0040] S2:将27.5mg石墨烯、1.5g氯化铁和3g硝酸钠加入至112.5mL超纯水中,超声处理50min得到悬浮液,将悬浮液转移至反应釜中,65℃水热处理12h,处理结束后,冷却,离心,用超纯水和乙醇进行洗涤,65℃真空干燥,然后将干燥后的物质置于400℃管式炉中加热3h,加热气氛为40%的氢气和60%的氮气,得到混合纳米材料;[0041] S3:将45mL盐溶液加入至分散瓶中,再加入5g混合纳米材料,密封后置于分散剂瓶混合,500rpm搅拌10min,1000rpm搅拌10min,1500rpm搅拌10min,然后将分散瓶瓶盖打孔,搅拌桨穿过瓶盖放入至瓶中,85℃搅拌2h,得到复合打印液。[0042] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料,由以下重量份的成分组成:11份多孔吸波材料,40份复合打印液,3份消泡剂。[0043] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料的加工方法,包括以下步骤:[0044] 步骤(1):将多孔吸波材料与复合打印液进行混合搅拌,随后加入消泡剂,混合均匀后置于打印机的注射器中,注射器的喷嘴直径为0.26mm,打印温度为40℃,打印速度为25mm/s,然后将注射器放入3D打印机的挤出架上,打印得到前驱体;[0045] 步骤(2):将前驱体置于干燥箱中,加热处理,100℃处理1h,150℃处理1h,200℃处理1h,240℃处理1h,300℃处理1h,400℃处理1h,冷却,得到具有蜂窝结构的雷达吸波材料。[0046] 实施例2:本实施例公开一种多孔吸波材料的制备方法,包括以下步骤:[0047] Q1:将1g硼酸和2.29g三聚氰胺加入至含有250mL超纯水的容器中,80℃加热搅拌12h,冷却,得到白色沉淀,用超纯水洗涤3次,85℃干燥12h后,置于氮气环境中,首先在300℃下预加热1h后以2℃/min的升温速率升温至1100℃,保持2h,随后以5℃/min的升温速率升温至1460℃,保持4h,升温处理后,降温得到粗产物,将粗产物进行550℃加热处理12h,得到中间产物1;[0048] Q2:将1.5g中间产物1超声分散于150mL超纯水中,搅拌条件下进行辐照处理,放射60 ?1源为 Co γ?ray,辐照剂量率为60Gy·min ,吸收剂量为250kGy,辐照过程中鼓入一氧化二氮,辐照结束后用超纯水洗涤5次,70℃干燥12h,得到中间产物2;[0049] Q3:将240μL γ?氨丙基三乙氧基硅烷加入至含有300mL甲苯的容器中,搅拌,随后,加入1.2g中间产物2并110℃加热搅拌12min,搅拌结束后,分别用甲苯、乙醇洗涤5次,70℃真空干燥10h,得到中间产物3;[0050] Q4:将0.85g2,4?吡啶二甲酸分散于15mL氯化亚砜中,85℃加热回流3h,加热回流后,减压蒸馏去除溶剂,将0.5g剩下的固体溶解于70mL二氯甲烷中,再加入500mg中间产物3和5.4mL三乙胺,70℃加热搅拌4h,随后加入1.5mLN?乙基对甲苯胺和35mg4?二甲氨基吡啶继续反应3h,反应结束后,用二氯甲烷洗涤3次,65℃真空干燥12h,得到多孔吸波材料。[0051] 本实施例公开一种复合打印液的制备方法,包括以下步骤:[0052] S1:将1g4,4’?二氨基二苯醚、1.01g三乙胺和50mL超纯水加入至容器中,升温至85℃搅拌反应60min,随后加入1.96g3,4,9,10?苝四甲酸二酐和8.5mL超纯水,持续搅拌2h后,得到盐溶液;[0053] S2:将20mg石墨烯、1g氯化铁和2g硝酸钠加入至75mL超纯水中,超声处理50min得到悬浮液,将悬浮液转移至反应釜中,65℃水热处理12h,处理结束后,冷却,离心,用超纯水和乙醇进行洗涤,65℃真空干燥,然后将干燥后的物质置于400℃管式炉中加热3h,加热气氛为40%的氢气和60%的氮气,得到混合纳米材料;[0054] S3:将40mL盐溶液加入至分散瓶中,再加入4g混合纳米材料,密封后置于分散瓶内混合,500rpm搅拌10min,1000rpm搅拌10min,1500rpm搅拌10min,然后将分散瓶瓶盖打孔,搅拌桨穿过瓶盖放入至瓶中,85℃搅拌2h,得到复合打印液。[0055] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料,由以下重量份的成分组成:8份多孔吸波材料,30份复合打印液,2份消泡剂。[0056] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料的加工方法,包括以下步骤:[0057] 步骤(1):将多孔吸波材料与复合打印液进行混合搅拌,随后加入消泡剂,混合均匀后置于打印机的注射器中,注射器的喷嘴直径为0.26mm,打印温度为40℃,打印速度为25mm/s,然后将注射器放入3D打印机的挤出架上,打印得到前驱体;[0058] 步骤(2):将前驱体置于干燥箱中,加热处理,100℃处理1h,150℃处理1h,200℃处理1h,240℃处理1h,300℃处理1h,400℃处理1h,冷却,得到具有蜂窝结构的雷达吸波材料。[0059] 实施例3:本实施例公开一种多孔吸波材料的制备方法,包括以下步骤:[0060] Q1:将1.5g硼酸和3.06g三聚氰胺加入至含有250mL超纯水的容器中,80℃加热搅拌12h,冷却,得到白色沉淀,用超纯水洗涤3次,85℃干燥12h后,置于氮气环境中,首先在300℃下预加热1h后以2℃/min的升温速率升温至1100℃,保持2h,随后以5℃/min的升温速率升温至1460℃,保持4h,升温处理后,降温得到粗产物,将粗产物进行550℃加热处理12h,得到中间产物1;[0061] Q2:将3g中间产物1超声分散于300mL超纯水中,搅拌条件下进行辐照处理,放射源60 ?1为 Co γ?ray,辐照剂量率为60Gy·min ,吸收剂量为250kGy,辐照过程中鼓入一氧化二氮,辐照结束后用超纯水洗涤5次,70℃干燥12h,得到中间产物2;[0062] Q3:将300μL γ?氨丙基三乙氧基硅烷加入至含有240mL甲苯的容器中,搅拌,随后,加入1.5g中间产物2并110℃加热搅拌12min,搅拌结束后,分别用甲苯、乙醇洗涤5次,70℃真空干燥10h,得到中间产物3;[0063] Q4:将1.7g2,4?吡啶二甲酸分散于30mL氯化亚砜中,85℃加热回流3h,加热回流后,减压蒸馏去除溶剂,将0.7g剩下的固体溶解于80mL二氯甲烷中,再加入700mg中间产物3和6.2mL三乙胺,70℃加热搅拌4h,随后加入2.3mLN?乙基对甲苯胺和45mg4?二甲氨基吡啶继续反应3h,反应结束后,用二氯甲烷洗涤3次,65℃真空干燥12h,得到多孔吸波材料。[0064] 本实施例公开一种复合打印液的制备方法,包括以下步骤:[0065] S1:将2g4,4’?二氨基二苯醚、2.02g三乙胺和50mL超纯水加入至容器中,升温至85℃搅拌反应60min,随后加入3.92g3,4,9,10?苝四甲酸二酐和8.5mL超纯水,持续搅拌2h后,得到盐溶液;[0066] S2:将35mg石墨烯、2g氯化铁和4g硝酸钠加入至150mL超纯水中,超声处理50min得到悬浮液,将悬浮液转移至反应釜中,65℃水热处理12h,处理结束后,冷却,离心,用超纯水和乙醇进行洗涤,65℃真空干燥,然后将干燥后的物质置于400℃管式炉中加热3h,加热气氛为40%的氢气和60%的氮气,得到混合纳米材料;[0067] S3:将50mL盐溶液加入至分散瓶中,再加入6g混合纳米材料,密封后置于分散瓶内混合,500rpm搅拌10min,1000rpm搅拌10min,1500rpm搅拌10min,然后将分散瓶瓶盖打孔,搅拌桨穿过瓶盖放入至瓶中,85℃搅拌2h,得到复合打印液。[0068] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料,由以下重量份的成分组成:14份多孔吸波材料,50份复合打印液,4份消泡剂。[0069] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料的加工方法,包括以下步骤:[0070] 步骤(1):将多孔吸波材料与复合打印液进行混合搅拌,随后加入消泡剂,混合均匀后置于打印机的注射器中,注射器的喷嘴直径为0.26mm,打印温度为40℃,打印速度为25mm/s,然后将注射器放入3D打印机的挤出架上,打印得到前驱体;[0071] 步骤(2):将前驱体置于干燥箱中,加热处理,100℃处理1h,150℃处理1h,200℃处理1h,240℃处理1h,300℃处理1h,400℃处理1h,冷却,得到具有蜂窝结构的雷达吸波材料。[0072] 实施例4:本实施例公开一种多孔吸波材料的制备方法,包括以下步骤:[0073] Q1:将1.15g硼酸和2.47g三聚氰胺加入至含有250mL超纯水的容器中,80℃加热搅拌12h,冷却,得到白色沉淀,用超纯水洗涤3次,85℃干燥12h后,置于氮气环境中,首先在300℃下预加热1h后以2℃/min的升温速率升温至1100℃,保持2h,随后以5℃/min的升温速率升温至1460℃,保持4h,升温处理后,降温得到粗产物,将粗产物进行550℃加热处理12h,得到中间产物1;[0074] Q2:将2.5g中间产物1超声分散于200mL超纯水中,搅拌条件下进行辐照处理,放射60 ?1源为 Co γ?ray,辐照剂量率为60Gy·min ,吸收剂量为250kGy,辐照过程中鼓入一氧化二氮,辐照结束后用超纯水洗涤5次,70℃干燥12h,得到中间产物2;[0075] Q3:将290μL γ?氨丙基三乙氧基硅烷加入至含有250mL甲苯的容器中,搅拌,随后,加入1.3g中间产物2并110℃加热搅拌12min,搅拌结束后,分别用甲苯、乙醇洗涤5次,70℃真空干燥10h,得到中间产物3;[0076] Q4:将1.05g2,4?吡啶二甲酸分散于25mL氯化亚砜中,85℃加热回流3h,加热回流后,减压蒸馏去除溶剂,将0.55g剩下的固体溶解于72mL二氯甲烷中,再加入560mg中间产物3和5.6mL三乙胺,70℃加热搅拌4h,随后加入1.7mLN?乙基对甲苯胺和38mg4?二甲氨基吡啶继续反应3h,反应结束后,用二氯甲烷洗涤3次,65℃真空干燥12h,得到多孔吸波材料。[0077] 本实施例公开一种复合打印液的制备方法,包括以下步骤:[0078] S1:将1.2g4,4’?二氨基二苯醚、1.28g三乙胺和50mL超纯水加入至容器中,升温至85℃搅拌反应60min,随后加入2.45g3,4,9,10?苝四甲酸二酐和8.5mL超纯水,持续搅拌2h后,得到盐溶液;[0079] S2:将25mg石墨烯、1.2g氯化铁和3.5g硝酸钠加入至89.3mL超纯水中,超声处理50min得到悬浮液,将悬浮液转移至反应釜中,65℃水热处理12h,处理结束后,冷却,离心,用超纯水和乙醇进行洗涤,65℃真空干燥,然后将干燥后的物质置于400℃管式炉中加热3h,加热气氛为40%的氢气和60%的氮气,得到混合纳米材料;[0080] S3:将42mL盐溶液加入至分散瓶中,再加入4.5g混合纳米材料,密封后置于分散剂瓶混合,500rpm搅拌10min,1000rpm搅拌10min,1500rpm搅拌10min,然后将分散瓶瓶盖打孔,搅拌桨穿过瓶盖放入至瓶中,85℃搅拌2h,得到复合打印液。[0081] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料,由以下重量份的成分组成:10份多孔吸波材料,35份复合打印液,2.5份消泡剂。[0082] 本实施例公开一种具有蜂窝结构的雷达吸波材料的加工方法,包括以下步骤:[0083] 步骤(1):将多孔吸波材料与复合打印液进行混合搅拌,随后加入消泡剂,混合均匀后置于打印机的注射器中,注射器的喷嘴直径为0.26mm,打印温度为40℃,打印速度为25mm/s,然后将注射器放入3D打印机的挤出架上,打印得到前驱体;[0084] 步骤(2):将前驱体置于干燥箱中,加热处理,100℃处理1h,150℃处理1h,200℃处理1h,240℃处理1h,300℃处理1h,400℃处理1h,冷却,得到具有蜂窝结构的雷达吸波材料。[0085] 对比例1:对比例1与实施例1相比,对比例1在制备多孔吸波材料的过程中,不添加三聚氰胺,其他条件均不变。[0086] 对比例2:对比例2与实施例1相比,对比例2在制备多孔吸波材料的过程中,不添加γ?氨丙基三乙氧基硅烷,其他条件均不变。[0087] 对比例3:对比例3与实施例1相比,对比例3在制备复合打印液的过程中,不添加4,4’?二氨基二苯醚,其他条件均不变。[0088] 对比例4:对比例4与实施例1相比,对比例4在制备复合打印液的过程中,不添加氯化铁,其他条件均不变。[0089] 对比例5:对比例5与实施例1相比,对比例5在制备雷达吸波材料的过程中,不添加多孔吸波材料,其他条件均不变。[0090] 对比例6:对比例6与实施例1相比,对比例6在制备雷达吸波材料的过程中,用盐溶液替换复合打印液,其他条件均不变。[0091] 将实施例1?4和对比例1?6制备的雷达吸波材料进行性能测试,采用万能试验机测量样品的平面外压缩性能,在位移控制模式下,以2mm/min的速度进行压缩,直到样品被破坏,依据FZ/T50047?2019对样品的耐久性进行测试,使用酸液浸泡样品,依据GB/T30142?2013对样品的吸波性能进行测试,测试结果如表1所示:[0092] 表1[0093]项目 压缩强度/MPa 断裂强度减少率/% 屏蔽效能/dB实施例1 39.7 4.6 24实施例2 39.4 4.8 23实施例3 39.2 5.1 23实施例4 39.1 5.0 22对比例1 39.0 5.2. 18对比例2 38.9 5.1 17对比例3 34.6 7.9. 18对比例4 34.8 7.7 16对比例5 38.6 5.3 14对比例6 34.0 8.2 14[0094] 由表1测试结果可知,本发明实施例1?4制备得到的雷达吸波材料具有优异的机械性能、耐久性能和吸波性能,屏蔽效能是指在同一激励下的某点上,有屏蔽材料与无屏蔽材料时所测量得到的电场强度、磁场强度或功率之比,屏蔽效能数值越大,说明材料或结构对电磁波的衰减能力越强,即屏蔽效果越好。由对比例1和实施例1?4对比可知,添加三聚氰胺可以使雷达吸波材料具有优异的吸波性能;由对比例2和实施例1?4对比可知,添加γ?氨丙基三乙氧基硅烷可以使雷达吸波材料具有优异的吸波性能;由对比例3和实施例1?4对比可知,添加4,4’?二氨基二苯醚可以使雷达吸波材料具有优异的机械性能、耐久性能和吸波性能;由对比例4和实施例1?4对比可知,添加氯化铁可以使雷达吸波材料具有优异的机械性能、耐久性能和吸波性能;由对比例5和实施例1?4对比可知,添加多孔吸波材料可以使雷达吸波材料具有优异的吸波性能;由对比例6和实施例1?4对比可知,复合打印液的使用可以使雷达吸波材料具有优异的机械性能、耐久性能和吸波性能。[0095] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。[0096] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

专利地区:安徽

专利申请日期:2024-08-14

专利公开日期:2024-11-05

专利公告号:CN118638416B


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