吸波耐高溫復合紙及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復合紙技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸波耐高溫復合紙及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前吸波隱身材料是通過在表面涂覆吸波涂層來實現(xiàn)。吸波涂層由具有吸波性能 的顆粒與具有粘接效果的粘接劑經(jīng)混合后得到。將其涂覆在需要隱身的材料上面后，如無 人機、導彈、軍艦等。由于吸波涂層中吸波性能的顆粒暴露在空氣中，易被空氣中的氧腐蝕， 因此，吸波涂層存在易剝落、比重大、使用壽命短、無法承重等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種吸波耐高溫復合 紙，其具有不易剝落、比重小、使用壽命長并可承重等性能。
[0004] 本發(fā)明實施例的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種吸波耐高溫復 合紙的制備方法，能夠制備具有不易剝落、比重小、使用壽命長并可承重等性能的復合紙。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案如下：
[0006] -種吸波耐高溫復合紙，由以下質(zhì)量百分含量的成分組成：結(jié)構(gòu)纖維 10% -68. 8 %、碳纖維 0? 2% -10 %和粘結(jié)漿柏 30% -80%。
[0007] 一種吸波耐高溫復合紙的制備方法，包括：
[0008] 按以下質(zhì)量百分含量的原料備料：結(jié)構(gòu)纖維10% -68. 8%、碳纖維0. 2% -10%和 粘結(jié)漿柏30% -80% ;
[0009] 將所述碳纖維和所述結(jié)構(gòu)纖維混合后疏解，制得所述碳纖維和所述結(jié)構(gòu)纖維的總 質(zhì)量濃度為0. 01 %~8%的第一漿液；
[0010] 將所述粘結(jié)漿柏疏解，制得所述粘結(jié)漿柏的質(zhì)量濃度為〇. 2%~10%的第二漿 液；
[0011] 將所述第一漿液和所述第二漿液混合，制漿，抄造制得毛坯紙；
[0012] 將所述毛坯紙濕水，保持干度為65 %~85 % ;
[0013] 將所述毛坯紙熱軋成吸波耐高溫復合紙。
[0014] 本發(fā)明實施例提供的吸波耐高溫復合紙，通過將具有吸波性能的碳纖維加入到結(jié) 構(gòu)纖維中，具有吸波功能的碳纖維部分不會從復合紙整體結(jié)構(gòu)中剝落，保證了吸波性能的 持久穩(wěn)定；并且結(jié)構(gòu)纖維的阻燃性較好，能有效隔絕氧對碳纖維的侵蝕，并且耐高溫，保證 了復合紙在高溫下的使用性能。
[0015] 本發(fā)明實施例提供的吸波耐高溫復合紙的制備方法，工藝簡單，可以方便地制備 具有不易剝落、比重小、使用壽命長并可承重等性能的復合紙。
【具體實施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明實施例提供了一種吸波耐高溫復合紙。該復合紙由以下質(zhì)量百分含量的成 分組成：結(jié)構(gòu)纖維10% -68. 8%、碳纖維0. 2% -10%和粘結(jié)漿柏30% -80%。
[0018] 其中，結(jié)構(gòu)纖維所起的作用是增強復合紙的力學性能。粘結(jié)漿柏所起的作用是粘 結(jié)、填補復合紙的空隙。碳纖維所起的作用是吸波。
[0019] 該吸波耐高溫復合紙通過將具有吸波性能的碳纖維加入到結(jié)構(gòu)纖維中，具有吸波 功能的碳纖維部分不會從復合紙整體結(jié)構(gòu)中剝落，保證了吸波性能的持久穩(wěn)定；并且結(jié)構(gòu) 纖維的阻燃性較好，能有效隔絕氧對碳纖維的侵蝕，還耐高溫，保證了復合紙在高溫下的使 用性能。
[0020] 具體地，碳纖維由第一碳纖維和第二碳纖維組成。第一碳纖維的垂直于軸向的截 面為三角形，第二碳纖維的垂直于軸向的截面為圓形。本發(fā)明加入兩種不同截面形狀的碳 纖維，三角形截面形狀的碳纖維比表面積更大，表面曲率增加，導致其更容易在電磁波下極 化，表面積聚更多電荷，形成宏觀偶極子，增強了纖維極化能力，從而提高了復合紙的吸波 性能；圓形截面形狀的碳纖維配合三角形截面的碳纖維，形成類似微波暗室結(jié)構(gòu)；并且可 調(diào)整兩種碳纖維的比例來控制三角形截面碳纖維間的距離，以期達到最佳吸波效果。因此， 該兩種截面形狀的碳纖維混合使用可以提高吸波性能。
[0021] 該碳纖維之間相互垂直排布，其中，至少部分第一碳纖維和第二碳纖維相互垂直 交替排布。例如，第一碳纖維可以垂直于第二碳纖維，同時另一第二碳纖維可以平行于該第 一碳纖維，同時垂直于上述的第二碳纖維，并同時垂直于另一第一碳纖維。優(yōu)選上述兩種碳 纖維在復合紙中的排布呈現(xiàn)為垂直交替排布的形式。采用本領(lǐng)域常用的圓網(wǎng)抄造技術(shù)即可 實現(xiàn)兩種碳纖維的排布狀態(tài)。三角形截面的碳纖維在抄造過程中所受剪切力高于圓形截面 的碳纖維，在抄造過程中，主要沿著縱向排列，而圓形截面的碳纖維主要沿著垂直于機器方 向排列，從而實現(xiàn)兩種碳纖維相互垂直排布。
[0022] 上述兩種碳纖維在復合紙中的排布形式對復合紙的吸波性能有著決定性的影響。 碳纖維導電性能優(yōu)良，其對電磁波的吸收主要是由渦流損耗和相位對消產(chǎn)生的，是典型的 電阻損耗型吸收劑。碳纖維對電磁波的吸收在其排布方向上是各向異性的，對平行于碳纖 維排布方向的電磁波損耗較大，而對垂直于碳纖維排布方向的電磁波基本無損耗。采用相 互垂直排布方式，碳纖維在復合紙中形成導電網(wǎng)絡(luò)，各方向的電磁波在纖維中均產(chǎn)生較大 的傳導電流，此時渦流損耗較大；另一方面，相互垂直排布的碳纖維之間會產(chǎn)生電磁輻射， 而等幅、相位差為180°的電磁輻射波相互抵消，即相位對消，較少電磁波的反射，電磁波損 耗加強，從而吸波性能增加。
[0023] 該第一碳纖維和該第二碳纖維的質(zhì)量比為1:3~5。上述質(zhì)量比的兩種碳纖維可 以保證復合紙內(nèi)部形成導電網(wǎng)絡(luò)通路，同時又不至于對電磁波反射太強，保證了復合紙對 電磁波在較寬頻帶下都有較好的吸收性。當?shù)谝惶祭w維與第二碳纖維質(zhì)量比例低于1:3 時，第一碳纖維形成的角錐密度較小，三角形截面碳纖維束間距離較大，產(chǎn)生相位對消的電 磁波波長較大，復合紙對電磁波的最大吸收峰往低頻移動。當?shù)谝惶祭w維與第二碳纖維質(zhì) 量比高于1:5時，第一碳纖維形成的角錐通路密度較大，纖維束間距離減小，損耗的電磁波 頻率增加，復合紙對電磁波最大吸收峰往高頻移動。上述兩種情況下，復合紙對電磁波的吸 收頻帶均會變窄。
[0024] 該第一碳纖維的長度為0.5~3_。該第二碳纖維的長度為3~7_。
[0025] 上述長度的第一碳纖維能夠形成導電網(wǎng)絡(luò)，滿足吸波性能要求，分散性較好。第一 碳纖維長于3mm則不易分散，在復合紙中易團聚，無法形成完整清晰的導電網(wǎng)絡(luò)。第一碳纖 維若短于〇. 5_，則無法搭建形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。上述長度的第二碳纖維可以與結(jié)構(gòu)纖維和粘結(jié) 漿柏很好的結(jié)合，并分散在復合紙中，若長度長于7_，分散難度增加，易產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，導 致電磁損耗降低，不利于提高復合紙的吸波性能。
[0026] 具體地，結(jié)構(gòu)纖維選自聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、聚對苯二甲酰對苯二胺纖維 和芳族聚酯纖維中的至少一種。
[0027] 上述的聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、聚對苯二甲酰對苯二胺纖維、芳香族聚酯纖 維的阻燃性較好，能有效隔絕氧對碳纖維的侵蝕，并且耐高溫，保證了吸波結(jié)構(gòu)件高溫下的 使用性能。
[0028] 具體地，粘結(jié)漿柏為聚間苯二甲酰間苯二甲胺漿柏和/或聚對苯二甲酰對苯二甲 胺楽柏。
[0029] 本發(fā)明實施例還提供了一種上述的吸波耐高溫復合紙的制備方法，包括如下的步 驟：
[0030] 步驟S01 :按以下質(zhì)量百分含量的原料備料：結(jié)構(gòu)纖維10% -68. 8%、碳纖維 0? 2% -10 % 和粘結(jié)漿柏 30% -80%。
[0031] 步驟S02 :將碳纖維和結(jié)構(gòu)纖維混合后疏解，制得碳纖維和結(jié)構(gòu)纖維的總質(zhì)量濃 度為0. 01 %~8%的第一漿液。
[0032] 步驟S03:將粘結(jié)漿柏