[發明專利]一種含竹碳納米管復合涂層型吸波材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010157619.5
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN102233695A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 王沁;夏濤
• 申請（專利權）人: 無錫百奧科環境科技有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B33/00;C09D7/12;C08L23/06;C08L23/12;C08L77/00;C08L23/22;C08L23/16;C08L79/02;C08L65/00;C08L79/04;C08K9/02;C08K3/04
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技術領域：

本發明涉及一種復合型吸波材料及其制備方法，特別涉及一種含竹碳納米管的聚合物與其涂層(含有改性納米竹碳、錳-鎳-鐵氧體的聚合物)及其制備方法。屬于吸波材料技術領域。

背景技術：

近年來，隨著雷達、微波通訊和電子對抗等科學技術的迅猛發展，微波吸收材料的應用日趨廣泛，并且越來越受到廣大材料科學研究工作者的重視。吸波材料是能吸收投射到它表面的電磁波能量，并通過材料的損耗轉變為熱能的一類材料。在應用上除要求吸波材料在較寬頻帶內對電磁波具有高的吸收率外，尚要求材料具有重量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能。先進的吸波材料是高科技和精良武器的物質基礎，在航天、航空、兵器、艦艇等重要軍事工業的應用上必不可少的材料；對高技術和新一代高性能武器系統的發展有舉足輕重的影響。吸波材料是現代武器裝備的一種極重要的材料，對提高武器裝備的生存和突防能力有決定性意義，是導彈、飛機、艦艇、坦克等現代武器的關鍵材料。

隨著科學技術的發展和生活水平的提高，人們亦長期處于高電磁磁輻射環境下，如人們收看電視、使用電腦、手機或在某些工作場合需長時間面對顯示屏，且距離較近，可能會對人體健康產生不良的影響。因此，如果能研制出一種薄膜吸波復合材料加裝在這些輻射設備靠近人體的一側，通過此薄膜吸波復合材料吸收輻射，則可以做到既不影響設備信號的發射及吸收，更能保護人體不受輻射電磁波的影響，令電腦、手機等設備的使用更加安全。

碳納米管是空心的管狀纖維結構，其直徑一般為幾納米至幾十納米，長度可達數微米。它具有很強的表面效應，量子尺寸效應，局域場效應和特殊的界面區等很多奇異的物理和化學特性。它具有類似金屬的導電強度；其理論強度是鋼的100倍，但重量僅是鋼的1/7。此外，碳納米管具有的比表面積適中、充放電能力強等物理及電學特性，可用于汽車、機械、電子、軍事等領域的超級電容器制造，并可與各種金屬、非金屬及高分子材料復合組成綜合性能優異的導電材料、高強度復合材料、屏蔽材料及隱身材料等。其制成的吸波材料主要缺點是吸波的波峰小、頻率窄。

發明內容：

本發明的目的是提供一種吸波頻率較寬、吸波能力較強的吸波材料。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

本發明的吸波材料含有兩部分，即載體部分和涂層部分。載體部分主要有以下兩種組分組成：聚合物、竹碳納米管，其重量配比為：聚合物50-90％，竹碳納米管10-50％；涂層部分有以下包括但不限于的幾種成分組成：涂料、改性納米竹碳、錳-鎳-鐵氧體。其重量配比為：涂料30-80％、改性納米竹碳5-30％、錳-鎳-鐵氧體5-42％。

上述的聚合物為橡膠類、樹脂類、乳液類、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等結構導電高分子材料中的至少一種。

所述的橡膠為三元乙丙橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠等。

所述的樹脂為環氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂等。

所述的塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等。

所述的涂料為清漆、聚氨脂、環氧樹脂等。

所述的改性納米竹碳為強氧化劑高錳酸鉀改性納米竹碳。

所述的改性納米竹碳是通過以下方法制備的：(1)將納米竹碳粉浸泡于10-20％的高錳酸鉀溶液中進行氧化處理，浸泡時間為2-8小時；(2)真空干燥(1)步驟所得浸泡物，得高錳酸鉀改性納米竹碳粉，干燥溫度為45-75℃。

本發明提供了一種吸波材料的制備方法，該方法按如下步驟進行：(1)預先取原始制備的竹碳納米管(未經化學和物理處理)，最好是竹碳納米管進行真空干燥，然后按上述比例將所用聚合物、碳納米管一起加入到混合機中，使其混合均勻，然后成型；

(2)將含有上述比例的改性納米竹碳、錳-鎳-鐵氧體放入涂料中進行均勻地分散；

(3)將步驟(2)中制得的涂料均勻地涂覆在步驟(1)制備材料的表面，涂層為0.5μm-100μm。真空烘干，烘干溫度為100-230℃。

本發明具有如下優點：竹碳納米管具有比碳納米管更優良的導電性，其導電強度可達銅的100000倍以上，普通碳納米管10倍以上，將它與聚合物復合，使其體積電阻大幅度降低。另外在載體的表面涂覆一層高錳酸鉀改性納米竹碳、錳-鎳-鐵氧體，改變材料的介電參數和電磁參數，從而有效地調整吸波峰值的頻率區間，增強了吸波強度，而吸波材料的吸波曲線形狀基本不變。

具體實施方式：

為了進一步理解本發明，以下將結合實施例對本發明做出詳細的、非限定性的說明。

實施例1