Лакокрасочная радиопоглощающая композиция

Изобретение относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для поглощения (и/или уменьшения уровня отражения) СВЧ электромагнитного излучения. Лакокрасочная радиопоглощающая композиция представляет полимерное связующее на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем. Выполнена из двух жидких компонентов, один из которых является отвердителем эпоксидной смолы, а второй является композицией, содержащей эпоксидную смолу, полые зольные микросферы, электропроводящий поглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки, растворитель и поверхностно-активное вещество (ПАВ). В качестве электропроводящего радиопоглощающего наполнителя используются углеродные нанотрубки, диспергированные в растворителе, содержащем поверхностно-активное вещество, и обработанные ультразвуком. Изобретение обеспечивает лакокрасочную радиопоглощающую композицию для формирования покрытий с большим коэффициентом поглощения электромагнитного излучения. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для поглощения (и/или уменьшения уровня отражения) СВЧ электромагнитного излучения.

Известен радиопоглощающий материал для нанесения на различные изделия на основе полимерного связующего в количестве 80-20 масс. % и порошкообразного феррита или карбонильного железа в количестве 20-80 масс. % (патент РФ №2107705, МПК C09D 5/32, опубл. 27.03.1998). Материал наносят краскораспылителем в 20 слоев (по 50 мкм) с сушкой каждого слоя 10 мин. Материал прост в приготовлении, но нетехнологичен при нанесении. Кроме того, он характеризуется высоким коэффициентом отражения, обусловленным большой величиной диэлектрической проницаемости композиции, наполненной металлическим (или металлосодержащим) порошком.

Известна композиция для экранирования электромагнитного излучения, содержащая полимерное связующее (выбранное из группы полиолефин, полистирол, фторопласт, ПВХ-пластизоль) и электропроводящий немагнитный наполнитель - графит, модифицированный кислотами и терморасширенный (патент РФ №2243980, МПК C08L 23/00, C08L 23/06, опубл. 10.01.2005). Покрытие из такого материала толщиной 0,1 мм характеризуется уменьшением коэффициента прохождения от -40 до -85 дБ в диапазоне длин волн 2-5 см. Высокая степень наполнения материала ведет не только к росту поглощения проходящего электромагнитного излучения, но и к росту коэффициента отражения от поверхности покрытия, особенно при углах падения излучения меньше 90°.

Наиболее близкой по технической сути и назначению к заявленному изобретению является лакокрасочная композиция, описанная в патенте №2420549 (патент РФ №2420549 C09D 5/32, C08L 63/00, C08K 7/04, опубл. 10.06.2011). Согласно данному патенту перед нанесением покрытия соединяют отвердитель с композицией на основе эпоксидной смолы, пластификатора и термопластичного полиуретана с двумя дисперсными электропроводящими наполнителями с разной формой частиц, при следующем соотношении компонентов (масс. %):

графит 50-70
углеродное волокно 1-5
пластификатор 0,2-1
термопластичный уретан 0,2-1
эпоксидная смола остальное до 100

В данной композиции используется графит с размером частиц от 3 до 15 мкм и измельченное углеродное волокно с длиной частиц менее 300 мкм, которая превышает толщину в 15-30 раз.

Покрытие на основе этой композиции способно уменьшить уровень мощности прошедшего через него электромагнитного излучения на 20-30 дБ в частотном диапазоне 1,5-30 ГГц. Недостатком данного покрытия является высокий коэффициент отражения и, соответственно, малый коэффициент поглощения при углах падения излучения меньше 90° и в диапазоне частот выше 30 ГГц.

Техническим результатом изобретения является создание лакокрасочной радиопоглощающей композиции для формирования покрытий с повышенными поглощающими электромагнитное излучение с частотой 30-70 ГГц свойствами, характеризующейся большим коэффициентом поглощения, в частности при углах падения излучения менее 90°.

Технический результат достигается тем, что лакокрасочная радиопоглощающая композиция, представляющая собой полимерное связующее на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем, выполнена из двух жидких компонентов, один из которых является отвердителем эпоксидной смолы, а второй является композицией, содержащей эпоксидную смолу, полые зольные микросферы, электропроводящий радиопоглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки, растворитель и поверхностно-активное вещество (ПАВ), при следующем соотношении компонентов, масс. %:

эпоксидная смола 30-55
полые зольные микросферы 15-20
углеродные нанотрубки 0,5-2
ПАВ 0,02-0,2
растворигель остальное до 100

В качестве электропроводящего радиопоглощающего наполнителя используются углеродные нанотрубки, диспергированные в растворителе, содержащем поверхностно-активное вещество, и обработанные ультразвуком.

На фигуре 1 изображена структура лакокрасочной радиопоглощающей композиции (покрытия), где

1 - слой полимерного связующего на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем до высыхания;

2 - слой полимерного связующего на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем после высыхания;

3 - полые зольные микросферы.

На фигуре 2 представлена зависимость коэффициента поглощения от угла падения электромагнитного излучения.

Композиция состоит из двух жидких компонентов (основа и отвердитель, составляющие полимерное связующее), соединяемых перед нанесением композиции на поверхность изделия. Первый компонент - основа - представляет собой композицию на основе эпоксидной смолы, содержащую два дисперсных наполнителя - электропроводящий радиопоглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки (УНТ) и полые зольные микросферы, а также растворитель, совместимый с эпоксидной смолой, и поверхностно-активное вещество в соотношении, масс. %:

эпоксидная смола 30-55
полые зольные микросферы 15-20
углеродные нанотрубки (УНТ) 0,5-2
ПАВ 0,02-0,2
растворитель остальное до 100

Второй компонент - отвердитель эпоксидной смолы (используется в соответствии с известными рекомендациями, например, «Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов». Справочное пособие / Под ред. М.М. Гольдберга. Москва, изд. «Химия», 1978. - 512 с.).

Использование углеродных нанотрубок в качестве радиопоглощающего наполнителя приводит к возникновению специфических атомно-молекулярных структур, в которых под воздействием падающей электромагнитной волны возникают флуктуации электронной плотности, значительно снижающие уровень отражаемой в окружающее пространство волны. Наличие случайно ориентированных и равномерно расположенных в объеме полимерного связующего частиц наполнителя в виде нитей диаметром 20-50 им и длиной до 1000 нм из углерода приводит к образованию множества релеевских рассеивающих структур различных размеров, что приводит к расширению рабочего частотного диапазона материала и росту эффективности поглощения им СВЧ-излучения частот выше 30 ГГц.

Наилучшему диспергированию УНТ в полимерном связующем способствует способ введения их в связующие в виде суспензии в растворителе (совместимом с эпоксидным связующим) с добавкой ПАВ и подвергнутой воздействию ультразвука (30 мин, 30-60 кГц).

Особенностью предлагаемой композиции является то, что при предложенном соотношении компонентов полимерное связующее, содержащее углеродные нанотрубки, обладая усадкой в пределах 30-70% по объему (при испарении растворителя), формирует неровную поверхность благодаря содержанию в нем крупных (диаметр до 500 мкм) полых зольных микросфер (фиг. 1).

Неровная поверхность, образованная микросферами, покрытыми связующим с УНТ, способствует лучшему рассеиванию и поглощению СВЧ-излучения, существенно увеличивая коэффициент поглощения и снижая коэффициент отражения, особенно при углах падения излучения менее 90° к поверхности (фиг. 2).

Предлагаемая композиция изготавливается следующим образом: смешивают растворитель (использовался ацетон), ПАВ (использовалась олеиновая кислота), УНТ (использовался материал углеродный наноструктурный «Таунит» ТУ 2166-001-77074291-2012). Смесь после механического перемешивания подвергалась воздействию ультразвука в течение 30 мин (использовался диспергатор УЗД 1-0,063/22). Затем последовательно в полученную смесь вводились расчетные количества эпоксидной смолы, зольных микросфер (марки АСПМ ТУ 5717-001-11843486-2004), предварительно рассеянных на сетке с ячейками 100 мкм для удаления микросфер менее 100 мкм, затем отвердитель (полиэтиленполиамин или другой согласно рекомендациям).

Вязкость композиции и толщина формируемого слоя покрытия в зависимости от используемого способа его нанесения может изменяться путем варьирования содержания растворителя в пределах, указанных в рецептуре композиции.

Толщина одного слоя покрытия 100-500 мкм. Композиция может наноситься в несколько слоев. Режим отверждения нанесенного слоя определяется типом используемого отвердителя. В данном случае, при использовании полиэтиленполиамина (15 в. ч. на 100 в. ч. смолы ЭД-20) отверждение осуществляется сутки при комнатной температуре.

Коэффициент поглощения композиции определялся по методике, изложенной в патенте РФ №2107705, на частоте 37,5-42,5 ГГц. Измерение коэффициента поглощения электромагнитного излучения производилось под углами 90, 60, 45 и 30° к плоскости образцов. Образцы для измерений готовились путем нанесения кистью композиции (использовались два состава) на металлические пластины. Толщина слоя композиции составляла 0,7-1 мм. Образец сравнения (прототип) готовился по технологии, изложенной в патенте РФ №2420549, путем окунания картона (толщиной 0,7 мм) в заявленную лакокрасочную композицию с последующей сушкой при температуре 80°С в течение 30 минут. Изготовленная таким образом заготовка радиопоглощающего картона клеем БФ-4 приклеивалась к металлической пластине для измерения коэффициента поглощения под разными углами падения электромагнитного излучения.

В таблице 2 и на фигуре 2 представлены результаты измерения коэффициента поглощения электромагнитного излучения под углами падения 90, 60, 45 и 30 градусов.

Результаты измерения коэффициента поглощения исследуемых рецептур, представленные в таблице 2 и фигуре 2, указывают на высокую эффективность поглощения электромагнитного излучения заявляемой лакокрасочной композиции, особенно при углах падения электромагнитного излучения менее 60 градусов к поверхности покрытия.

Менее интенсивное снижение коэффициента поглощения радиопоглощающего покрытия заявляемого состава по сравнению с традиционными радиопоглощающими покрытиями, получаемыми по лакокрасочной технологии, при углах падения электромагнитного излучения менее 60 градусов обусловлено неровной поверхностью покрытия, обеспечиваемой определенными видами и соотношением компонентов.

Изобретение позволяет существенно уменьшить уровень отражения СВЧ электромагнитного излучения, падающего (нормально и под углом) на металлическую (или иную отражающую) поверхность.

Лакокрасочная радиопоглощающая композиция, представляющая полимерное связующее на основе эпоксидной смолы с электропроводящим радиопоглощающим наполнителем, отличающаяся тем, что выполнена из двух жидких компонентов, один из которых является отвердителем эпоксидной смолы, а второй является композицией, содержащей эпоксидную смолу, полые зольные микросферы, электропроводящий радиопоглощающий наполнитель - углеродные нанотрубки, растворитель и поверхностно-активное вещество (ПАВ), при следующем соотношении ее компонентов, масс. %:

эпоксидная смола 30-55
полые зольные микросферы 15-20
углеродные нанотрубки 0,5-2
ПАВ 0,02-0,2
растворитель остальное до 100



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области высокопрочных эпоксидных клеев повышенной теплостойкости конструкционного назначения. Эпоксидная клеевая композиция для соединения металлов и/или ПКМ включает эпоксидную основу и отвердитель.
Настоящее изобретение относится к покрытию, образованному с помощью компонентов на основе как кислоты Льюиса, так и основания Льюиса. Описана композиция зернистого покрытия, включающая смесь двух компонентов: 1) экструдированного первого компонента, включающего по меньшей мере одно содержащее эпоксидную группу соединение, по меньшей мере один поликарбоксильный полимер и по меньшей мере одно органическое основание Льюиса, и 2) отдельно экструдированного второго компонента, включающего по меньшей мере одно содержащее эпоксидную группу соединение, по меньшей мере один поликарбоксильный полимер и по меньшей мере одну органическую кислоту Льюиса, где указанный поликарбоксильный полимер представляет собой функционализированный карбоксильной группой сложный полиэфир; указанная кислота Льюиса представляет собой органическое фосфониевое соединение; указанное основание Льюиса представляет собой N-гетероциклическое соединение.

Изобретение относится к полимерным композициям для получения препрегов и изделий из композиционного материала. Предложена полимерная композиция, включающая в состав эпоксидную смолу с вязкостью 100-10000 Па·с, защищенный изоцианат, полибутадиен с концевыми гидроксильными группами, содержащий гидроксильные группы в количестве 0,65-0,95 миллиэкв/г, причем отношение эквивалентного количества изоцианатных групп к эквивалентному количеству ОН-групп полимера находится в диапазоне 0,60-1,1, и латентный сшивающий реагент, выбранный из дицианамида и диаминофенилсульфона.
Изобретение относится к композиции, которая может быть применена в качестве покрытия. Композиция содержит (мас.%): полисульфид или смесь полисульфидов 10-25, эпоксидную смолу или смесь эпоксидных смол 2-20, соединение, выбранное из соединений, имеющих вторичную и/или третичную аминогруппу, и соединений, имеющих амидную группу, 2-20, полисилоксан или смесь полисилоксанов 1-10 и волокна или смесь волокон 0,5-10.

Изобретение относится к связующим материалам на основе эпоксидных смол для электролюминесцентных источников света. Связующее включает эпоксидную смолу, модифицированную следующими добавками в расчете на 100 грамм эпоксидной смолы: 13,2-13,6 г себациновой кислоты, 0,3-0,6 г диметилбензиламина, 41-48 г триэтиленгликольдиметакрилата, 0,08-0,12 г гидрохинона и 9,0-9,4 г акриловой кислоты.
Изобретение относится к армированной волокнами пластмассовой структуре (композиционным материалам), изделиям, изготовленным из армированной волокнами пластмассовой структуры, описанной в данном изобретении, и использованию таких изделий.

Изобретение относится к области создания эпоксидных связующих для конструкционных полимерных композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей с энергоэффективными режимами отверждения, которые могут быть использованы в авиационной, машино-, авто-, судостроительной промышленности.

Изобретение относится к области получения полимерных композиционных материалов, применяемых в авиакосмической технике, в частности к составу эпоксибисмалеимидной смолы и способу получения состава.

Настоящее изобретение относится к новым характеризующимся высокой латентностью жидким отвердителям для отвердевания отверждаемых полимерных смол. Предложен жидкий отвердитель для отверждения отверждаемых полимерных смол, в частности эпоксидных смол, включающий: a) цианамид; b) по меньшей мере одно производное мочевины, описывающееся формулой (I) или формулой (II), где R1 и R2 одновременно или независимо друг от друга представляют собой водород, C1-C15 алкил, C3-C15 циклоалкил или совместно образуют кольцо С3-С10 алкилена; R3 - водород, C1-C15 алкил, C3-C15 циклоалкил, арил, арилалкил, -NHC(O)NR1R2-замещенный C1-C15 алкил, -NHC(O)NR1R2-замещенный С3-С15 циклоалкил, -NHC(O)NR1R2-замещенный арил или -NHC(O)NR1R2-замещенный арилалкил; R4, R5, R6, R7 и R8 одновременно или независимо друг от друга представляют собой водород, галоген, C1-C15 алкил, C3-C15 циклоалкил, арил, арилалкил, -CF3, -NHC(O)NR1R2, -NHC(O)NR1R2-замещенный C1-C15 алкил, -NHC(O)NR1R2-замещенный арил или -NHC(O)NR1R2-замещенный арилалкил; и c) по меньшей мере один стабилизатор, выбираемый из группы, включающей неорганические или органические кислоты.

Настоящее изобретение относится к смесям нового вида с содержанием цианамида и по меньшей мере одного производного мочевины, жидким отвердителям для эпоксидных смол, а также к композициям эпоксидной смолы с содержанием жидких отвердителей для изготовления волокнистых композитных материалов.

Изобретение относится к способу получения функциональных покрытий (варианты) и может быть использовано в машиностроении, в химической и электронной промышленности, в атомной энергетике.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к листовым слоистым полимерным износостойким композиционным материалам, и может быть использовано в опорах скольжения различного назначения.

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям, а также к научным приборам, предназначенным для визуализации пространственного строения кристаллических веществ.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул адаптогенов в геллановой камеди, характеризующемуся тем, что навеску адаптогенов: экстрактов элеутерококка, жень-шеня, лимонника китайского, родиолы розовой или аралии добавляют в суспензию геллановой камеди в изопропаноле, в присутствии 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 1300 об/мин, при массовом соотношении ядро:оболочка 1:3 или 5:1, затем приливают 1,2-дихлорэтан, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул лекарственных растений, обладающих седативным действием. Указанный способ характеризуется тем, что настойку валерьяны, пустырника или пиона уклоняющегося добавляют в суспензию альгината натрия в петролейном эфире в присутствии сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты в качестве поверхностно-активного вещества, далее приливают серный эфир, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.

Изобретение относится к области: получение супрамолекулярных систем. Капиллярно-сталагмометрический способ получения супрамолекулярных систем, при котором беспорядочно расположенные линейные молекулы природного полимера в растворе или синтезированного полимера в расплаве капиллярный канал перестраивает и укладывает в одном направлении.

Изобретение может быть использовано при получении контрастирующих веществ в магниторезонансной диагностике, суспензий для магнитной сепарации белков и фрагментов молекул ДНК и РНК, для адресной доставки лекарственных средств.

Изобретение относится к способу гидроочистки нефтяных фракций с содержанием серы в сырье 1,18-2,08 мас.%, который может быть использован в нефтеперерабатывающей промышленности.
Группа изобретений относится к области органической химии и может быть использована для очистки почвы от масел, в том числе от нефти, мазута, топлив, углеводородов, жидкого топлива, а также для обработки и сбора нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов и других нефтепродуктов с твердых поверхностей, например с внутренних поверхностей цистерн для хранения нефти или нефтепродуктов, оборудования, применяемого при добыче, переработке, транспортировке нефти, оборудования, применяемого для получения нефтепродуктов, бурового шлама, гравия, песка в хранилищах или с других твердых поверхностей.

Изобретение относится в области нанотехнологии, медицины и пищевой промышленности. Технической задачей изобретения является упрощение и ускорение процесса получения нанокапсул и увеличение выхода по массе.
Наверх