具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种胶接固化吸波复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将已固化的复合材料置于成型模具上，然后铺覆胶粘剂，得到铺覆有胶粘层的复合材料基体；

(2)在所述铺覆有胶粘层的复合材料基体上铺覆至少一层吸波胶膜，得到吸波复合材料基体；其中，所述吸波胶膜包含：吸波剂和吸波树脂；

(3)在所述吸波复合材料基体上铺覆至少一层用作阻抗匹配层的第一预浸料，得到包含阻抗匹配层的吸波复合材料基体，然后进行固化处理，得到所述胶接固化吸波复合材料。

根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，所述已固化的复合材料为层压板复合材料、蜂窝夹层复合材料或泡沫夹层复合材料；其中，所述成型模具的形状与所述已固化的复合材料的形状相匹配。

例如，若已固化的复合材料为平板形的，则成型模具为平板工装(即工装型面与已经固化的复合材料型面保持一致)；若已经固化的复合材料为圆弧形的，则成型模具为圆弧工装(工装型面与已经固化的复合材料型面保持一致)。

根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，在将已固化的复合材料置于成型模具上之前，还包括：采用200-600目(例如，可以为200目、300目、400目、500目或600目)的砂纸对所述已固化的复合材料的表面进行打磨处理。

在本发明中，为了使胶粘剂能够稳定地粘贴在已固化的复合材料上，需要对已固化的复合材料的表面进行打磨处理，以形成粗糙表面，进而保证吸波胶膜能够稳定地铺覆在该复合材料的粘结剂之上，避免出现脱粘或分层。

根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，所述胶粘剂为选自环氧树脂膜、聚氨酯树脂膜、氰酸酯树脂膜、聚酰亚胺树脂膜、双马来酰亚胺树脂膜和酚醛树脂膜中的至少一种。

需要说明的是，所述胶粘剂还可以为结构胶，包括常温固化的结构胶或中温固化的结构胶，常用的结构胶牌号包括但不限于914常温固化结构胶(购自天津市燕海化学有限公司)，J133、J133C和J-47A中温固化结构胶(均购自黑龙江省科学院石油化学研究院)。

需要说明的是，至少一种即为任意一种或任意几种以任意比例混合的混合物。

在本发明中，胶粘剂可以增强磁性吸波胶膜与复合材料的连接强度。

根据一些优选的实施方式，在步骤(1)之后，在步骤(2)之前，还包括：

在所述铺覆有胶粘层的复合材料基体上铺覆至少一层用作反射层的第二预浸料，然后进行预压实，得到包含反射层的复合材料基体；

所述第二预浸料为由碳纤维布和预浸料树脂复合而成的碳纤维预浸料；其中，所述预浸料树脂为选自氰酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少一种；

所述反射层的厚度≥0.2mm(例如，可以为0.2mm、0.4mm、1mm、1.5mm或2mm)。

在本发明中，碳纤维具有良好的介电和导电能力，是一种介电损耗型吸波材料。当电磁波在碳纤维之间传播时，除了趋肤效应产生的电磁能损耗之外，部分电磁波在碳纤维束之间经散射而发生类似相位相消现象，从而可以降低电磁波的反射，并消耗部分电磁波的能量。同时由于连续碳纤维布具有良好的导电性能，对电磁波会产生强反射作用，因此用作反射层能够使电磁波反射并被二次损耗，从而进一步提升胶接固化吸波复合材料的吸波性能。

根据一些优选的实施方式，在每铺覆一层或两层所述第二预浸料后进行预压实。

根据一些优选的实施方式，所述预压实的预压温度为25-40℃(例如，可以为25℃、30℃、35℃或40℃)，压力为0.8-3MPa(例如，可以为0.8MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa或3MPa)，预压实时间为10-15min(例如，可以为10min、11min、12min、13min、14min或15min)。

根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，所述吸波剂为选自铁氧体粉、羰基铁粉、导电炭黑、碳纤维、碳化硅纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少一种；

所述吸波树脂为选自环氧树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。

根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，所述吸波胶膜的厚度为0.1-5mm(例如，可以为0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm)；

所述吸波胶膜中所述吸波剂与所述吸波树脂的质量比为1-17:20(例如，可以为1:20、2:20、5:20、10:20、15:20或17:20)。

在本发明中，所述吸波胶膜可以根据申请号为CN202010950674.3的一种吸波胶膜材料及其制备方法所公开的制备方法得到，其通过混炼、压延法生产的吸波胶膜材料无吸波剂沉降问题，胶膜内部致密、均匀性更好，有利于提高批量化生产稳定性，且在整个生产过程中不使用有机溶剂，在解决环保问题的同时有效降低了生产成本。

根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，在所述吸波胶膜中所述吸波剂的质量分数≥75％(例如，可以是75％、80％、85％或90％)时，还包括在每铺覆一层所述吸波胶膜后再铺覆一层树脂膜的步骤；其中，所述树脂膜为选自氰酸酯树脂膜、聚氨酯树脂膜、环氧树脂膜、酚醛树脂膜、聚酰亚胺树脂膜和双马来酰亚胺树脂中的至少一种。

在本发明中，当吸波胶膜中吸波剂的含量≥75％时，每层吸波胶膜之间需再铺贴一层树脂膜，以增加吸波胶膜之间的粘结强度，避免吸波胶膜之间出现分层、脱粘，从而保证胶接固化吸波复合材料的力学性能。

根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，在每铺覆一层或两层所述吸波胶膜后进行预压实。在所述吸波胶膜中所述吸波剂的质量分数≥75％时，则在依次铺覆吸波胶膜和树脂膜之后进行预压实。其中，预压实的预压温度为25-40℃(例如，可以为25℃、30℃、35℃或40℃)，压力为0.8-3MPa(例如，可以为0.8MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa或3MPa)，预压实时间为10-15min(例如，可以为10min、11min、12min、13min、14min或15min)。

具体地，当吸波胶膜的尺寸≤500mm×500mm时，可以每铺覆2层吸波胶膜后进行一次预压实；当吸波胶膜的尺寸＞500mm×500mm时，需要每铺覆1层吸波胶膜进行一次预压实，以便于将铺覆时层间的气体完全排出，避免气泡、鼓包等影响胶接固化吸波复合材料的力学性能。更具体地，根据对复合材料吸波性能的要求，能够计算得到铺覆吸波胶膜的厚度。

在本发明中，吸波胶膜的铺贴工艺性不受到吸波胶膜厚度和铺贴曲面的影响，适合各类曲面的铺贴，比吸波贴片的工艺操作性高，力学性能更好，操作更方便。而且相同厚度的吸波贴片和吸波胶膜，吸波胶膜的吸波性能要优于吸波贴片，因此针对有特定吸波性能要求的复合材料来说，采用吸波贴片进行铺覆时，则需要铺覆多层，会导致复合材料过厚，进而影响铺贴工艺性，也会因其附着力较低而影响所得到的复合材料的力学性能。

根据一些优选的实施方式，在步骤(3)中，所述第一预浸料由预浸料树脂与玻璃纤维布或石英纤维布复合而成；其中，所述预浸料树脂为选自氰酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少一种。

根据一些更优选的实施方式，在步骤(3)中，每铺覆一层或两层所述第二预浸料后进行预压实，其中，预压实的预压温度为25-40℃(例如，可以为25℃、30℃、35℃或40℃)，压力为0.8-3MPa(例如，可以为0.8MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa或3MPa)，预压实时间为10-15min(例如，可以为10min、11min、12min、13min、14min或15min)。

在本发明中，在吸波胶膜表面增加阻抗匹配层，用于吸波胶膜与空气之间的阻抗匹配，以改善吸波层对电磁波的吸收效率，为胶接固化吸波复合材料提供良好的阻抗匹配性能。

根据一些优选的实施方式，在步骤(3)中，所述固化处理的固化温度为90-350℃(例如，可以为90℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃或350℃)，固化时间为100-240min(例如，可以为100min、120min、180min、200min或240min)，固化压力为0.075-0.7MPa(例如，可以为0.075MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa或0.7MPa)。

需要说明的是，固化处理中升温速率为0.15-3℃/min(例如，可以为0.15℃/min、0.2℃/min、0.5℃/min、0.75℃/min、1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min或3℃/min)，降温速率≤3℃/min(例如，可以为0.15℃/min、0.2℃/min、0.5℃/min、0.75℃/min、1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min或3℃/min)。

在本发明中，图1示出了胶接固化吸波复合材料的结构示意图，其中，1用于表示已固化的复合材料经打磨处理后的表面；2用于表示胶粘层；3用于表示反射层；4用于表示步骤(2)铺覆吸波胶膜后得到的吸波层，由图1中1、2、3和4组成得到所述吸波复合材料基体；5用于表示阻抗匹配层。

需要说明的是，反射层、吸波层、阻抗匹配层的厚度可以根据所需要的复合材料的力学性能和吸波性能自行设计。对于包含反射层的已固化的复合材料来说，其结构示意图中则仅包括1、2、4和5。

本发明还提供了一种胶接固化吸波复合材料，采用上述的胶接固化吸波复合材料的制备方法制备得到。

本发明中，吸波胶膜可以与已经固化成型的复合材料进行二次固化成型，在不改变原有复合材料构件外形的基础上，使之具备隐身性能，成为结构/隐身一体化复合材料；同时也可以修补结构/隐身一体化复合材料表面的吸波层，降低结构/隐身一体化复合材料的报废率。

为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面通过几个实施例对一种胶接固化吸波复合材料的制备方法进行详细说明。

以下实施例中，吸波胶膜的制备方法包括：采用CN202010950674.3(一种吸波胶膜材料及其制备方法)所公开的制备方法：

①将吸波树脂和吸波剂放入密炼机进行密炼粗混，得到粗混吸波树脂；密炼粗混的工艺条件为：所述密炼粗混的温度为150℃，所述密炼粗混的时间为45min，所述密炼粗混的转子转速为200r/min；

②将步骤①得到的粗混吸波树脂放入树脂开炼机进行开炼精混，得到混合均匀的吸波树脂坯料；开炼精混的工艺条件为：所述开炼精混的温度为180℃，所述开炼精混的时间为45min，所述开炼精混的辊速为12m/min；

③将步骤②得到的吸波树脂坯料放入精密压延机进行吸波胶膜精密压延，压延后得到吸波树脂胶膜；压延的工艺条件为：所述压延的温度为150℃，所述压延的压力为1000N，所述压延的速度为4m/s；

④将步骤③得到的吸波树脂胶膜通过热贴合机贴覆基布和离型膜，裁切后收卷，完成吸波胶膜材料制备。

实施例1

(1)针对平板形的已固化的复合材料，选用与其相匹配的金属平板工装为成型模具，用丙酮清洗成型模具的成型表面，并刷脱模剂3次，其中，每次刷脱模剂的时间间隔10min；

将已固化的复合材料置于成型模具上，采用500目的砂纸对已固化的复合材料的表面进行打磨处理，然后在打磨后的已固化的复合材料的表面上铺覆1层胶粘剂(3068环氧树脂膜，厚度为0.1mm)，得到铺覆有胶粘层的复合材料基体；其中，该已固化的复合材料的树脂基体为3068环氧树脂，不具备吸波性能，厚度为2mm，尺寸为600mm×600mm；

(2)在步骤(1)得到的铺覆有胶粘层的复合材料基体上铺覆第二预浸料(由碳纤维布和环氧树脂复合而成)，每铺覆2层第二预浸料进行预压实15min，得到包含厚度为0.4mm的反射层的复合材料基体；

(3)在步骤(2)得到的包含反射层的复合材料基体上铺覆吸波胶膜(其中，吸波剂的质量分数为70％)，每铺覆1层吸波胶膜进行预压实15min，得到包含厚度为2.6mm的吸波层的吸波复合材料基体；其中，吸波胶膜包含：羰基铁粉和环氧树脂；

(4)在步骤(3)得到的吸波复合材料基体上铺覆至第一预浸料(由玻璃纤维布和环氧树脂复合而成)，每铺覆2层第一预浸料进行预压实15min，得到包含厚度为2mm的阻抗匹配层的吸波复合材料基体，然后将铺覆好的吸波复合材料基体进行制袋封装，并置于烘箱内中进行固化处理，得到胶接固化吸波复合材料；其中固化处理全程抽真空，真空袋内的成型压力≥0.09MPa，升温速率为0.5℃/min，待温度升至130℃时，开始保温120min，保温结束后以1℃/min的降温速率使成型模具的温度降至室温(25℃)时，进行脱模，得到胶接固化吸波复合材料；

其中，上述步骤中的预压实的预压温度为25℃，压力为1.5MPa。

实施例2

(1)针对已固化的不具备隐身性能的弹翼的复合材料，选用与其相匹配的成型模具，用丙酮清洗成型模具的成型表面，并刷脱模剂3次，其中，每次刷脱模剂的时间间隔10min；

将已固化的复合材料置于成型模具上，采用400目的砂纸对已固化的复合材料的表面进行打磨处理，然后在打磨后的已固化的复合材料的表面上铺覆1层胶粘剂(J-47A结构胶，厚度为0.2mm)，得到铺覆有胶粘层的复合材料基体；

(2)在步骤(1)得到的铺覆有胶粘层的复合材料基体上铺覆第二预浸料(由碳纤维布和氰酸酯树脂复合而成)，每铺覆2层第二预浸料进行预压实15min，得到包含厚度为0.4mm的反射层的复合材料基体；

(3)在步骤(2)得到的包含反射层的复合材料基体上铺覆吸波胶膜(其中，吸波剂的质量分数为50％)，每铺覆1层吸波胶膜进行预压实15min，得到包含厚度为3mm的吸波层的吸波复合材料基体；其中，吸波胶膜包含：铁氧体粉和氰酸酯树脂；

(4)在步骤(3)得到的吸波复合材料基体上铺覆至第一预浸料(由玻璃纤维布和氰酸酯树脂复合而成)，每铺覆2层第一预浸料进行预压实15min，得到包含厚度为1.5mm的阻抗匹配层的吸波复合材料基体，然后将铺覆好的吸波复合材料基体进行制袋封装，并置于热压罐内中进行固化处理，得到胶接固化吸波复合材料；其中固化处理全程抽真空，热压罐内的成型压力为0.09MPa，升温速率为0.5℃/min，待温度升至130℃时，再继续加压和保温，热压罐的压力为0.25MPa，并保温150min，保温结束后；以1℃/min的降温速率使成型模具的温度降至60℃后，卸压出罐，待成型模具恢复至室温(25℃)时，进行开罐脱模，得到胶接固化吸波复合材料；

其中，上述步骤中的预压实的预压温度为30℃，压力为2MPa。

实施例3

(1)针对已固化的机翼的复合材料，由于机翼前缘存在破损吸波层，需选用与其相匹配的成型模具，用丙酮清洗成型模具的成型表面，并刷脱模剂3次，其中，每次刷脱模剂的时间间隔10min；

将已固化的复合材料置于成型模具上，采用300目的砂纸对已固化的复合材料的表面进行打磨处理，然后在打磨后的已固化的复合材料的表面上铺覆1层胶粘剂(J-47A结构胶，厚度为0.2mm)，得到铺覆有胶粘层的复合材料基体；其中，该已固化的复合材料包含反射层；

(2)在步骤(1)得到的铺覆有胶粘层的复合材料基体上铺覆吸波胶膜(其中，吸波剂的质量分数为60％)，每铺覆1层吸波胶膜进行预压实15min，得到包含厚度为1.8mm的吸波层的吸波复合材料基体；其中，吸波胶膜包含：羰基铁粉和环氧树脂；

(3)在步骤(2)得到的吸波复合材料基体上铺覆至第一预浸料(由玻璃纤维布和环氧树脂复合而成)，每铺覆2层第一预浸料进行预压实15min，得到包含厚度为1.2mm的阻抗匹配层的吸波复合材料基体，然后将铺覆好的吸波复合材料基体进行制袋封装，并置于热压罐内中进行固化处理，得到胶接固化吸波复合材料；其中固化处理全程抽真空，热压罐内的成型压力为0.09MPa，升温速率为1.5℃/min，待温度升至130℃时，再继续加压和保温，热压罐的压力为0.25MPa，并保温150min，保温结束后；以1℃/min的降温速率使成型模具的温度降至60℃后，卸压出罐，待成型模具恢复至室温(25℃)时，进行开罐脱模，得到胶接固化吸波复合材料；

其中，上述步骤中的预压实的预压温度为40℃，压力为2.5MPa。

实施例4

实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于：胶粘剂为氰酸酯树脂膜，第一预浸料由玻璃纤维布和聚酰亚胺树脂复合而成；第二预浸料由碳纤维布和双马来酰亚胺树脂复合而成；

在步骤(3)中，在步骤(2)得到的包含反射层的复合材料基体上铺覆吸波胶膜(其中，吸波剂的质量分数为80％)，每铺覆1层吸波胶膜进行预压实15min，且每两层吸波胶膜之间需再铺覆一层树脂膜(环氧树脂膜)，得到包含厚度为3.8mm的吸波层的吸波复合材料基体；其中，吸波胶膜包含：羰基铁粉和环氧树脂。

实施例5

实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于：胶粘剂为914常温固化结构胶，第一预浸料由石英纤维布和酚醛树脂复合而成；第二预浸料由碳纤维布和聚酰亚胺树脂复合而成。

对比例1

对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤(3)为将步骤(2)得到的包含反射层的复合材料基体进行步骤(4)中的固化处理，然后采用500目的砂纸对该固化后的包含反射层的复合材料基体进行打磨处理，再铺覆吸波贴片(其中，吸波剂的质量分数为70％)，每铺覆1层吸波贴片进行预压实15min，得到包含厚度为2.6mm的吸波层的吸波复合材料基体；其中，吸波贴片包含：羰基铁粉和丁腈橡胶；

步骤(4)中的固化处理为：在真空袋内的成型压力≥0.09MPa，室温(25℃)条件下保温120min，进行脱模，得到胶接固化吸波复合材料。

对比例2

(1)针对平板形的已固化的复合材料，选用与其相匹配的金属平板工装为成型模具，用丙酮清洗成型模具的成型表面，并刷脱模剂3次，其中，每次刷脱模剂的时间间隔10min；

将已固化的复合材料置于成型模具上，采用500目的砂纸对已固化的复合材料的表面进行打磨处理，然后在打磨后的已固化的复合材料的表面上铺覆1层胶粘剂(J133C中温固化结构胶，厚度为0.1mm)，得到铺覆有胶粘层的复合材料基体；其中，该已固化的复合材料的树脂基体为3068环氧树脂，不具备吸波性能，厚度为2mm，尺寸为600mm×600mm；

(2)在步骤(1)得到的铺覆有胶粘层的复合材料基体上铺覆吸波贴片(其中，吸波剂的质量分数为70％)，每铺覆1层吸波贴片进行预压实15min，得到包含厚度为2.6mm的吸波层的吸波复合材料基体；其中，吸波贴片包含：羰基铁粉和丁腈橡胶。

(3)将吸波复合材料基体进行制袋封装，并置于烘箱内中进行固化处理，得到胶接固化吸波复合材料；其中固化处理全程抽真空，真空袋内的成型压力≥0.09MPa，并于室温(25℃)下保温120min，进行脱模，得到胶接固化吸波复合材料；

其中，上述步骤中的预压实的预压温度为25℃，压力为1.5MPa。

将实施例1至5以及对比例1和2得到的胶接固化吸波复合材料分别进行附着力和反射率的测试，得到如表1的力学性能数据。其中，实施例1、2和3所制得的胶接固化吸波复合材料在不同测试频率下的反射曲线分别如图2、3和4所示。

表1

由表1可知，实施例1至5中所得到的胶接固化吸波复合材料的附着力明显均优于对比例1至2中所得到的吸波复合材料，显而易见地，对比例2采用吸波贴片制备得到的吸波复合材料的吸波层与复合材料之间易存在明显界面，因而附着力较低。

由图2可知，实施例1中已固化的复合材料本身没有隐身性能(即吸波性能)，但经上述处理后制备得到的胶接固化吸波复合材料在1～2GHz，其吸波损耗低于-8.5dB。由图3可知，实施例2中已固化的复合材料本身没有隐身性能，但经上述处理后制备得到的胶接固化吸波复合材料在8～12GHz，其吸波损耗低于-10dB。由图4可知，实施例3中机翼隐身前缘的吸波层破损后，经上述处理后制备得到的胶接固化吸波复合材料，对破损的吸波层进行了修补，降低了产品报废率，破损前和修补后该的机翼复合材料在2～2.6GHz的吸波损耗仅相差0.5dB，能够满足机翼的使用要求。经实验证实，实施例4所制备的胶接固化吸波复合材料在1～2GHz，其吸波损耗低于-8.7dB；实施例5所制备的胶接固化吸波复合材料在1～2GHz，其吸波损耗低于-8.4dB；对比例1和2所制备的胶接固化吸波复合材料在1～2GHz，其吸波损耗均低于-4.0dB。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。