本發明涉及吸波材料，特別是吸波材料及其制備方法。
背景技術：
環氧樹脂對各種纖維具有優異的浸潤性和粘結性，其固化物具有較好的力學性能、耐酸性、耐堿性和耐多種化學藥品性能，故已成為吸波材料熱固性樹脂基體中最重要的基體材料。但環氧樹脂仍有其不足之處，如固化后內應力大、質脆、耐疲勞性、耐熱性、耐沖擊性、耐開裂性和耐濕熱性較差等，這些在很大程度上限制了其在吸波材料技術領域的應用。
近年來，吸波材料的高性能化要求環氧樹脂材料具有更好的性能，如韌性，內應力低，耐熱性、耐水性、耐化學藥品性優良等。因此，為了改進上述性能，有必要對環氧樹脂進行改性。
現有技術采用橡膠例如聚硫橡膠、端羥基丁酯橡膠等對環氧樹脂改性，但這種方法會使得樹脂的機械性能和高溫性能損失很大；采用有機硅樹脂改性雖然既能提高介電性能，又能提高韌性和耐高溫性，降低內應力，但是有機硅樹脂與環氧樹脂相容性差；采用在環氧樹脂中加入剛性粒子的方法技能降低材料成本，控制材料的熱膨脹與收縮，又能提高材料的拉伸彈性模量，但是會使環氧樹脂復合體系內應力增大。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種吸波材料及其制備方法，以解決現有技術中的技術問題。
根據本發明的第一方面，提供一種吸波材料，包括由樹脂材料組成的基材、固化劑、促進劑和吸波劑，所述基材包括氣泡，所述氣泡由塑料微球發泡形成，所述固化劑、促進劑和吸波劑分散在所述基材中。
優選地，所述吸波材料由混合物加熱形成，所述混合物包括環氧樹脂、塑料微球、固化劑、促進劑和吸波劑，所述固化劑和促進劑用于加快固化速度，其中，按質量份，所述環氧樹脂為90-110份、所述固化劑為4-10份、所述促進劑為0.5-1.5份、所述塑料微球為10-30份、所述吸波劑為50-150份。
優選地，所述環氧樹脂由雙酚a型環氧樹脂和/或酚醛環氧樹脂構成。
優選地，所述固化劑為雙氰胺固化劑。
優選地，所述促進劑為芳香族脲。
優選地，所述吸波劑由碳黑和/或金屬粉末構成。
優選地，所述塑料微球的直徑為10-45μm。
根據本發明的第二方面，提供一種吸波材料的制備方法，包括如下步驟：
將環氧樹脂、塑料微球、固化劑、促進劑和吸波劑混勻，按質量份數分別為環氧樹脂90-110份、固化劑4-10份、促進劑0.5-1.5份、塑料微球10-30份、吸波劑50-150份形成混合物；
將混合物加熱預反應并填入模具中以形成基材；
將基材經過固化以產生氣泡；并
冷卻至室溫。
優選地，所述環氧樹脂、塑料微球、固化劑、促進劑和吸波劑在40-60℃下攪拌均勻形成所述混合物。
優選地，所述混合物在50-80℃下預反應。
本發明提供的吸波材料采用環氧樹脂作為基體材料改善環氧樹脂吸波材料的耐熱性。其中，環氧樹脂對各種纖維具有優異的浸潤性和粘結性，其固化物具有較好的力學性能、耐酸性、耐堿性和耐多種化學藥品性能，滿足與蒙皮粘接共固化時耐熱要求。
具體實施方式
以下結合幾個優選實施例對本發明進行詳細描述，但本發明并不局限于這些實施例。
本發明提供的吸波材料，包括由環氧樹脂材料的基材、固化劑、促進劑和吸波劑，其中，所述基材包括氣泡，所述固化劑、促進劑和吸波劑均分散在所述基材中。其中，吸波材料的密度可以通過氣泡的空隙率來調節，以及吸波材料的吸波頻率可以通過氣泡的空隙率和吸波劑的含量至少之一來調節。氣泡由塑料微球加熱膨脹形成。
上述環氧樹脂可以由雙酚a型環氧樹脂和酚醛環氧樹脂中的一種或多種構成。吸波劑可以由碳黑、金屬粉末比如鐵粉中的一種或多種構成。雙酚a型環氧樹脂又稱二酚基丙烷環氧樹脂，是由雙酚a、環氧氯丙烷在堿性條件下縮合，經水洗，脫溶劑精制而成的高分子化合物。雙酚a型環氧樹脂是熱塑性樹脂，但具有熱固性，能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優異的固化物。
固化劑用于增進或控制固化反應，可以為潛伏性固化劑，比如雙氰胺固化劑。潛伏性固化劑加入到環氧樹脂中與其組成的單組分體系在室溫下具有一定的貯存穩定性，而在加熱、光照、濕氣、加壓等條件下能迅速進行固化反應。
促進劑可以是芳香族脲，比如omicureu-52，可用于環氧樹脂雙氰胺固化時的潛伏性促進劑。在環氧樹脂/雙氰胺配方中添加omicureu-52在單組分儲存性能穩定下，可縮短固化時間和/或溫度。與cvc的其它類型脲相比，亞甲基雙(苯基二甲脲)在環氧樹脂/雙氰胺配方對促進性、長期儲存穩定性及固化物性能保持等得到最佳平衡。omicureu-52的固化條件可達到100℃/60min或在超過150℃的固化溫度下低于5min固化，室溫儲存期(黏度翻倍)可超過6個月。
塑料微球是一種微小的球狀塑料顆粒，由一種聚合物殼體和它包裹著的氣體組成。加熱時，氣體的內壓增大，熱塑性殼體變軟，使微球的體積增大，氣體仍在球內，可以用于發泡形成泡沫。本發明中所述的塑料微球直徑優選為10-45μm。
其中，上述吸波材料由混合物加熱形成，所述混合物包括環氧樹脂、塑料微球、固化劑、促進劑和吸波劑，其中，按質量份，所述環氧樹脂 90-110份；塑料微球10-30份，固化劑4-10份；促進劑0.5-1.5份；吸波劑50-150份。
本發明提供的吸波材料的制備方法，包括以下步驟：
將環氧樹脂、塑料微球、固化劑、促進劑、吸波劑混勻，形成混合物；
將混合物加熱預反應并填入模具中以形成基材；
將基材經過固化以產生氣泡，并冷卻至室溫。
優選地，所述混合物在預定的加熱溫度以內預反應。
優選地，所述預定的加熱溫度使得所述混合物為熔融共混狀態。其中，預反應的步驟在50-70℃下進行，并且預反應時間為20-40min。優選地，固化的步驟100-120℃溫度下進行，并且固化時間為100-140min。且在固化過程中，由于塑料微球外殼軟化，內部液體氣化膨脹，獲得環氧樹脂吸波材料。
本發明采用環氧樹脂作為環氧樹脂吸波材料的基體材料改善環氧樹脂吸波材料的耐熱性。其中，環氧樹脂對各種纖維具有優異的浸潤性和粘結性，其固化物具有較好的力學性能、耐酸性、耐堿性和耐多種化學藥品性能，滿足與蒙皮粘接共固化時耐熱要求。
實施例一：
取雙酚a型環氧樹脂npel-12860g、酚醛環氧樹脂nppn-638s40g、雙氰胺固化劑omicuredda56g、促進劑芳香簇脲omicureu-52、塑料微球expancel051du4010g、吸波劑碳黑vulcanxc7250g，在50℃下攪拌均勻，制成樹脂混合物；
將樹脂混合物在70℃下預反應30min，獲得反應物；
將反應物澆鑄到特定的模具中，在120℃溫度下固化120min，同時塑料微球外殼軟化，內部液體氣化膨脹，從而起到類似發泡的效果，制成吸波環氧樹脂吸波材料。
其中，本實施例制備好的吸波材料的密度為324kg/m3，熱變形溫度為150-170℃，本實施例制備的吸波泡沫村料在2-18ghz的頻率范圍內具有良好的吸波性能，反射率r≤-10db的頻寬為9ghz；其在9-13ghz 頻率范圍內反射率r≤-13db，在14-17ghz頻率范圍內反射率r≤-17db，最大反射率出現在15ghz處，r為-29db。
實施例二：
將雙酚a型環氧樹脂npel-12860g、酚醛環氧樹脂nppn-638s40g、雙氰胺固化劑omicuredda56g、促進劑芳香簇脲omicureu-52、塑料微球expancel051du4015g、吸波劑石墨烯100g，在50℃下攪拌均勻，制成樹脂混合物；
將樹脂混合物在70℃下預反應30min獲得反應物；
將反應物澆鑄到特定的模具中，在120℃溫度下環氧樹脂固化120min，同時塑料微球外殼軟化，內部液體氣化膨脹，從而起到類似發泡的效果，制成吸波環氧樹脂吸波材料。
其中，本實施例制備好的吸波材料的密度為376kg/m3，熱變形溫度為150-170℃，本實施例制備的吸波泡沫村料在2-18ghz的頻率范圍內具有良好的吸波性能，反射率r≤-10db的頻寬為10ghz；其在8-13ghz頻率范圍內反射率r≤-15db，在14-17ghz頻率范圍內反射率r≤-20db，最大反射率出現在16ghz處，r為-33db。
實施例三：
將雙酚a型環氧樹脂npel-12860g、酚醛環氧樹脂nppn-638s40g、雙氰胺固化劑omicuredda56g、促進劑芳香簇脲omicureu-52、塑料微球expancel051du4015g、吸波劑碳黑vulcanxc7250g加入到燒杯中，在50℃下攪拌均勻，制成樹脂混合物；
將樹脂混合物在70℃下預反應30min獲得反應物；
將混合物澆鑄到特定的模具中，在120℃溫度下環氧樹脂固化120min，同時塑料微球外殼軟化，內部液體氣化膨脹，從而起到類似發泡的效果，制成吸波環氧樹脂吸波材料。
其中，本實施例制備好的吸波材料的密度為243kg/m3，熱變形溫度為150-170℃，本實施例制備的吸波泡沫村料在2-18ghz的頻率范圍內具有良好的吸波性能，反射率r≤-10db的頻寬為6ghz；其在8-12ghz 頻率范圍內反射率r≤-12db，在13-15ghz頻率范圍內反射率r≤-14db，最大反射率出現在14ghz處，r為-20db。
本發明提供的吸波材料，利用環氧樹脂的塑料微球的熱固性、固化劑和促進劑對環氧樹脂的固化反應的增進、以及塑料微球的發泡性獲得吸波材料。且本發明提供的吸波材料具有更好的吸波性能及耐熱性能。
應當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。