一种一次成型吸波材料的制备方法
阅读说明：本技术 一种一次成型吸波材料的制备方法 (Preparation method of one-step formed wave-absorbing material ) 是由 吴志刚 郝斌 于 2021-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种一次成型吸波材料的制备方法,包括以下步骤：步骤1：选材,选用磁粉作为原料,高分子树脂最为粘结剂,其质量为磁粉质量的5～15％,固化剂,其质量为高分子树脂质量的5～15％；步骤2：制备,将适量的高分子树脂、溶剂和固化剂放入搅拌机中进行搅拌1～5h,使高分子树脂、溶剂和固化剂混合均匀,再加入定量的磁粉,继续搅拌3～12h,过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉,真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料,其浆料的粘度范围在600～5000mPa·s,将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布,烘箱温度在90～160℃,流延速度控制在0.5～4m/min,最后成型。本发明既可提高生产效率,又可厚薄可控并且性能优异的扁吸波材料的制造方法。(The invention relates to a preparation method of a one-step forming wave-absorbing material, which comprises the following steps: step 1: selecting materials, namely selecting magnetic powder as a raw material, using polymer resin as a binder, wherein the mass of the binder is 5-15% of the mass of the magnetic powder, and using a curing agent, the mass of which is 5-15% of the mass of the polymer resin; step 2: the preparation method comprises the steps of putting a proper amount of polymer resin, a solvent and a curing agent into a stirrer, stirring for 1-5 hours, uniformly mixing the polymer resin, the solvent and the curing agent, adding a certain amount of magnetic powder, continuously stirring for 3-12 hours, filtering to remove undissolved binder and agglomerated magnetic powder, removing bubbles generated in the stirring process through vacuum defoaming to obtain slurry for casting, wherein the viscosity of the slurry is 600-5000 mPa & s, injecting the slurry into a casting machine, coating the slurry on a substrate of a release film coated with a coating at a constant speed, controlling the drying oven temperature to 90-160 ℃, controlling the casting speed to 0.5-4 m/min, and finally forming. The invention can improve the production efficiency, and can control the thickness and the performance of the flat wave-absorbing material.)
技术领域
本发明属于吸波材料领域，尤其涉及一种一次成型吸波材料的制备方法。
背景技术
随着电子科学技术的快速发展，各种电子设备得到广泛的应用，这将必然导致大量的电磁波外泄。电磁波污染已经成为继噪声污染、水污染、大气污染和固体污染之后的又一大公害。如果人体长期处于高辐射的电磁波中，容易导致身心健康受损。如今，一方面电子设备的使用频率有向高频发展的趋势，电磁波向外辐射的能量也越来越多。据统计，电磁波辐射的能量以每年7％-12％增长，电磁污染日益严峻。另一方面，由于电子设备采用数字化、集成化、信号电平小量化来实现轻量化、高速化和小型化的需求，所以很容易受外界电磁波的干扰而产生误动作，带来无法估计的后果。
电磁干扰是由电磁干扰源发出的电磁能，传输至敏感设备，并引起其产生“响应”，从而产生干扰的效果。为了有效的抑制电磁干扰现象，除了通过优化电路设计减少电磁噪声外，还可以采用电磁屏蔽材料和吸波材料。电磁屏蔽是通过封闭信号源电磁波防止外泄或者使电磁波入射到其表面反射回去，而吸波材料是通过能量转化的形式，将电磁能转化成其他形式的能量(如机械能、热能、电能等)而损耗、散失掉。电磁波的电磁外泄需要大量的吸波材料来消除、吸收、衰减，所以吸波材料正广泛应用于航空航天、通信、电子电器等领域，越来越受到广泛的重视。吸波材料是指通过材料的介质损耗使入射到材料表面的电磁波能量转化成其他形式的能量。吸波材料一般由基体材料(粘结剂)和介质材料(吸收剂)通过一定的工艺复合而成。吸波材料传统的制备方法有两种，第一种，采用流延+热压成型两步法，此方法制备的吸波材料性能优异，但是工艺复杂，生产效率较低，并且不适合于生产厚度大于500μm的吸波材料；第二种，采用密炼+压延成型法，此方法制备的吸波材料性能较低，但是工艺简单，生产效率低，但是不适合于生产厚度小于150μm的吸波材料。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种一次成型吸波材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选材，选用磁粉作为原料，高分子树脂最为粘结剂，其质量为磁粉质量的5～15％，固化剂，其质量为高分子树脂质量的5～15％；
步骤2：制备，将适量的高分子树脂、溶剂和固化剂放入搅拌机中进行搅拌1～5h，使高分子树脂、溶剂和固化剂混合均匀，再加入定量的磁粉，继续搅拌3～12h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，其浆料的粘度范围在600～5000mPa·s，将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度在90～160℃，流延速度控制在0.5～4m/min，最后，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，用于磁导率及密度测试。
优选地，所述的一种一次成型吸波材料的制备方法，所述磁粉为铁硅铝、铁硅铬、铁镍和铁硅镍中的一种或几种。
优选地，所述的一种一次成型吸波材料的制备方法，所述高分子树脂为包括聚氨酯、环氧树脂中的一种或两种混合物。
优选地，所述的一种一次成型吸波材料的制备方法，所述固化剂为聚氨酯固化剂，或为环氧树脂固化剂。
优选地，所述的一种一次成型吸波材料的制备方法，所述聚氨酯固化剂主要包括TDI的二聚体和TDI、HDI、IPDI的三聚体以及异氰酸酯。
优选地，所述的一种一次成型吸波材料的制备方法，环氧树脂固化剂主要包括脂肪族二胺、多胺和芳香族多胺。
优选地，所述的一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选材，选用片状铁硅铝作为原料，聚氨酯作为粘结剂，其质量为铁硅铝质量的15％，甲苯作为溶剂，HDI三聚体为固化剂，其质量为聚氨酯质量的10％；
步骤2：制备，将适量的聚氨酯、甲苯和HDI三聚体放入搅拌机中进行搅拌2h，使聚氨酯、固化剂和溶剂混合均匀，再加入定量的铁硅铝磁粉，继续搅拌4h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，其浆料的粘度范围控制在1000mPa·s，接着将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度为120℃，流延速度控制在1m/min，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，且其磁导率及密度分别为[email protected]和3.2g/cm3。
优选地，所述的一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选材，选用片状铁硅铬作为原料，环氧树脂作为粘结剂，其质量为铁硅铬质量的8％，二甲苯作为溶剂，间苯二胺为固化剂，其质量为环氧树脂质量的14％；
步骤2：制备，将适量的环氧树脂、二甲苯和间苯二胺放入搅拌机中进行搅拌2h，使环氧树脂、间苯二胺和溶剂混合均匀，再加入定量的铁硅铝铬磁粉，继续搅拌4h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，其浆料的粘度范围控制在150mPa·s，将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度为150℃，流延速度控制在1.5m/min，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，其磁导率及密度的分别为[email protected]和3.4g/cm3。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明中的固化剂能与不同结构的高分子发生反应，使得分子链之间搭桥，形成三维网状结构，并且通过在流延过程中直接固化，减少了一道热压工艺，降低了生产成本，提高生产效率高，实现了连续化生产。同时本发明既可提高生产效率(一次成型)，又可厚薄可控(产品厚度在30～500μm之间)并且性能优异的扁吸波材料的制造方法。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明中实施例一的外观图；
图2是本发明中针对实施例一的对比实施例一的外观图；
图3是本发明中实施例二的外观图；
图4是本发明中针对实施例二的对比实施例二的外观图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选材，选用磁粉作为原料，高分子树脂最为粘结剂，其质量为磁粉质量的5～15％，固化剂，其质量为高分子树脂质量的5～15％；
步骤2：制备，将适量的高分子树脂、溶剂和固化剂放入搅拌机中进行搅拌1～5h，使高分子树脂、溶剂和固化剂混合均匀，再加入定量的磁粉，继续搅拌3～12h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，其浆料的粘度范围在600～5000mPa·s，将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度在90～160℃，流延速度控制在0.5～4m/min，最后，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，用于磁导率及密度测试。
本发明中所述磁粉为铁硅铝、铁硅铬、铁镍和铁硅镍中的一种或几种。
本发明中所述高分子树脂为包括聚氨酯、环氧树脂中的一种或两种混合物。
本发明中所述固化剂为聚氨酯固化剂，或为环氧树脂固化剂。
本发明中所述聚氨酯固化剂主要包括TDI的二聚体和TDI、HDI、IPDI的三聚体以及异氰酸酯。
本发明中环氧树脂固化剂主要包括脂肪族二胺、多胺和芳香族多胺。
本发中涉及的溶剂不限，需能很好的溶解高分子树脂及其他助剂，同时所述的溶剂质量不限，根据磁粉、树脂和固化剂的类型和用量而定。溶剂为本领域技术人员已知的溶剂，这边不作任何的赘述。
实施例一
如图1所示，一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选材，选用片状铁硅铝作为原料，聚氨酯作为粘结剂，其质量为铁硅铝质量的15％，甲苯作为溶剂，HDI三聚体为固化剂，其质量为聚氨酯质量的10％；
步骤2：制备，将适量的聚氨酯、甲苯和HDI三聚体放入搅拌机中进行搅拌2h，使聚氨酯、固化剂和溶剂混合均匀，再加入定量的铁硅铝磁粉，继续搅拌4h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，其浆料的粘度范围控制在1000mPa·s，接着将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度为120℃，流延速度控制在1m/min，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，且其磁导率及密度分别为[email protected]和3.2g/cm3。
对比实施例一
本实例为实施例1的对比实施例
如图2所示，一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
选材，选用片状铁硅铝作为原料，聚氨酯作为粘结剂，其质量为铁硅铝质量的15％，甲苯作为溶剂，不加入固化剂HDI三聚体；
制备，将适量的聚氨酯、甲苯和溶剂放入搅拌机中进行搅拌2h，使聚氨酯和溶剂混合均匀，再加入定量的铁硅铝磁粉，继续搅拌4h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度为120℃，流延速度根据流延半成品厚度而定(确保流延生片烘干)，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，用于磁导率及密度测试。
表1实施例1与对比实施例1的磁导率及密度
表1
结合图1、图2和表1中可以看出，在聚氨酯中加入固化剂HDI三聚体后，吸波磁片的外观更光滑，并且磁导率更高，这是由于HDI三聚体与聚氨酯中的羟基发生了反应，形成了三维的网络结构，使得产品的密度更高(从2.5提升至3.2g/cm3)，从而使磁导率更高。
实施例二
如图3所示，一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选材，选用片状铁硅铬作为原料，环氧树脂作为粘结剂，其质量为铁硅铬质量的8％，二甲苯作为溶剂，间苯二胺为固化剂，其质量为环氧树脂质量的14％；
步骤2：制备，将适量的环氧树脂、二甲苯和间苯二胺放入搅拌机中进行搅拌2h，使环氧树脂、间苯二胺和溶剂混合均匀，再加入定量的铁硅铝铬磁粉，继续搅拌4h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，其浆料的粘度范围控制在150mPa·s，将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度为150℃，流延速度控制在1.5m/min，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，其磁导率及密度的分别为[email protected]和3.4g/cm3。
对比实例二
本实例为实施例二的对比实施例二
如图4所示，一种一次成型吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
选材，选用片状铁硅铝作为原料，环氧树脂作为粘结剂，其质量为铁硅铝质量的8％，甲苯作为溶剂，不加入固化剂间苯二胺；
制备，将适量的环氧树脂和溶剂放入搅拌机中进行搅拌2h，使环氧树脂和溶剂混合均匀，再加入定量的铁硅铬磁粉，继续搅拌4h，过滤除去未溶解的粘结剂以及发生团聚的磁粉，真空脱泡除去搅拌过程中产生的气泡后得到流延所用的浆料，将浆料注入流延机中并在涂有涂层的离型膜的基底上匀速涂布，烘箱温度为150℃，流延速度根据流延半成品厚度而定(确保流延生片烘干)，将流延片材冲裁成内径6.5mm、外径19mm的圆环，用于磁导率及密度测试。
表2实施例二与对比实施例二的磁导率及密度
表2
结合图3、图4和表2中可以看出，在环氧树中加入固化剂间苯二胺后，吸波磁片的外观更光滑，并且磁导率更高，这是由于间苯二胺与环氧树脂发生了反应，形成了三维的网络结构，使得产品的密度更高(从2.8提升至3.4g/cm3)，从而使磁导率更高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。