[發明專利]聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體電磁復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010822943.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112142971A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 張靚;馮輝霞;潘魁;尚瓊;陳娜麗;譚琳;趙丹;練青;劉亞飛
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K9/02;C08K3/34;C08K3/22
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 于武江

本發明涉及一種聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體電磁復合材料及其制備方法。以純化埃洛石為載體，在埃洛石表面負載鋇鐵氧體納米顆粒，以聚苯胺為包覆層。通過埃洛石純化處理；制備聚苯胺層包覆的以埃洛石為基體的電磁復合材料兩個步驟，采用一步原位聚合法制備聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體納米電磁復合材料。本發明將有機導電聚合物聚苯胺、鋇鐵氧體和埃洛石進行有機復合，可保持三種組分的優點，復合材料不僅具有介電損耗同時還具有磁損耗，引入埃洛石作為載體，制備的核殼結構的納米復合材料具有界面效應、量子效應，極大的提升了材料的吸波性能，拓寬微波材料的吸收頻帶，提高吸收效率，克服單一吸波產品吸波性能不強，吸收頻率窄的缺點。

技術領域

本發明涉及一種電磁復合材料，尤其涉及一種聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體電磁復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著科技的發展，電子和通信設備得到了廣泛的應用和發展，隨之而來電磁輻射也成為了一種新的污染源。電磁輻射不僅會對人體健康造成嚴重威脅，而且會對精密電子設備的正常運行造成一定影響。因此，研究開發一種能夠有效降低電磁波反射的新型吸波材料具有及其重要的現實意義。 近年來，開發具有“片層薄、強吸收、低密度、寬頻帶”的高性能微波吸收材料引起了人們的廣泛關注。

鋇鐵氧體是一種具有高矯頑力、飽和磁化強度、單軸磁晶各向異性、優良的旋磁特性、較高的居里溫度的六角晶形鐵氧體，屬于磁損耗材料，其介電損耗幾乎為零，多年來被廣泛用于永磁體、微波器件、吸波材料等各個領域；導電聚苯胺具有環境穩定性及抗腐蝕性，但聚苯胺屬于介電材料，它的磁損耗幾乎為零，鋇鐵氧體和導電聚苯胺難以作為單一的吸波材料使用。將導電聚苯胺與鋇鐵氧體進行復合不僅具有導電聚合物的優異的電性能、柔韌性、質量輕，同時具備鋇鐵氧體的磁性能。以埃洛石為載體進行復合，制備的具有核-殼納米結構的納米復合材料，不僅具有介電損耗和磁損耗，還會因為核殼結構引入界面效應、量子效應等物理機制，極大的提升了材料的吸波性能。為本領域提供一種新型吸波材料；同時為埃洛石的開發利用及發展有重要意義。

例如，中國專利ZL201110072373.6和中國專利ZL201310136032.X中分別制備的聚苯胺、聚吡咯一種物質復合的吸波產品，具有吸波性能不強，吸收頻帶窄的缺點。中國專利CN201911415779.2中介紹了一種埃洛石-鈰摻雜錳鋅鐵氧體復合吸波材料，但因錳鋅鐵氧體原料成本高，限制了其應用，很難實現大規模工業化生產。而目前未見導電聚苯胺、埃洛石、鋇鐵氧體三種材料復合作為吸波材料方面的文獻和專利報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種制備成本低、制備過程簡單，而且吸波效果好的聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體電磁復合材料及制備方法。

本發明的基本思路是：利用埃洛石作為載體，采用一步原位聚合法制備聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體納米電磁復合材料，此種制備方法可以形成三種微觀形貌：聚苯胺包覆埃洛石、聚苯胺包覆鋇鐵氧體、鋇鐵氧體負載在埃洛石上被聚苯胺包覆，提高材料的介電損耗和磁損耗。同時，埃洛石的納米尺寸效應、帶電性有利于電磁波轉化為熱能，為埃洛石提供了新的應用領域。

實現本發明目的的技術方案是：一種聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體電磁復合材料；所述電磁復合材料是以純化埃洛石為載體，在埃洛石表面負載鋇鐵氧體納米顆粒，以聚苯胺為包覆層。

上述技術方案，所述的埃洛石為層狀結構。

上述技術方案，所述電磁復合材料的微觀形貌有三種，包括聚苯胺包覆埃洛石、聚苯胺包覆鋇鐵氧體、鋇鐵氧體負載在埃洛石上被聚苯胺包覆。

一種聚苯胺/埃洛石/鋇鐵氧體電磁復合材料制備方法，包括如下步驟：

（1）埃洛石純化處理：取一定質量的埃洛石放入鹽酸溶液中，室溫下攪拌、抽濾，將預處理的埃洛石用乙醇反復洗滌去除有機物，干燥后研磨成粉末，得到純化的埃洛石。