一种复合吸波材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术的一个方面，提供了一种复合吸波材料，包括：硅橡胶90％(重量)至98.75％(重量)；碳纳米管0.2％(重量)至5％(重量)；助剂1％(重量)至9％(重量)。本发明专利技术还提供了制备上述复合吸波材料的方法以及上述吸波材料的应用。通过本发明专利技术的方法制备的复合吸波材料解决了现有技术中的材料不能根据具体的应用环境改变波频吸收宽度及吸收峰位置固定的问题。并且，通过本发明专利技术的方法制备的复合吸波材料不仅可以在较宽的频段内具有优异的吸波效果，同时，在不同的应用中，可以根据需要对本发明专利技术的复合吸波材料施加不同的电场，从而改变本发明专利技术的复合吸波材料的波频吸收宽度以及吸收峰位置，从而有效的针对不同应用环境达到期望的吸波效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及吸波材料领域，更具体地，涉及一种电可调复合吸波材料、制备方法及应用。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的危害日益增大。在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染，寻找能抵挡并削弱电磁波辐射的材料，已成为材料科学的一大课题。吸波材料是指能够有效吸收入射电磁波并使其衰减的一类复合材料，它通过材料的各种不同的损耗机制将入射电磁波转化成热能或者是其它形式的能量从而达到降低电磁辐射的目的。吸波材料可分为结构型和涂覆型，前者主要是尖劈形、泡沫形、平板形等，后者由粘结剂、吸收剂复合而成，吸波的能力主要与吸收剂种类有关。现有技术的吸波材料主要采用单层或多层含铁氧体或铁粉的环氧树脂或硅橡胶复合材料，或通常采用掺杂或改性的方式制备吸波复合材料。通过这些方法制备的吸波材料具有吸收频率闻、吸收率闻、匹配厚度薄等特点。然而现有技术中的吸波材料均具有不可改变的波频吸收宽度以及固定的吸收峰位置，因此，需要一种可针对不同应用环境的具有可变吸收峰位置的吸波材料。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种复合吸波材料，包括:硅橡胶90% (重量)至98.75% (重量)；碳纳米管0.2% (重量)至5% (重量)；助剂I % (重量)至9 % (重量)。在上述复合吸波材料中，碳纳米管为多壁碳纳米管。在上述复合吸波材料中，碳纳米管的含量为0.5% (重量)至4% (重量)。在上述复合吸波材料中，碳纳米管的平均直径介于5微米至20微米的范围内。在上述复合吸波材料中，碳纳米管的平均直径介于8微米至15微米的范围内。在上述复合吸波材料中，碳纳米管的平均长度介于40微米至80微米的范围内。在上述复合吸波材料中，碳纳米管的平均长度为50微米。在上述复合吸波材料中，硅橡胶的含量为92% (重量)至95% (重量)。在上述复合吸波材料中，硅橡胶包括甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶。在上述复合吸波材料中，助剂的含量为4% (重量)至6% (重量)。在上述复合吸波材料中，助剂包括固化剂和可选择的填料。根据本专利技术的有另一个方面，提供了一种用于制备上述复合吸波材料的方法，包括:将碳纳米管与硅橡胶分散到溶剂中，形成第一混合物；将助剂与第一混合物进行混合，形成第二混合物；加热第二混合物形成第三混合物；将第三混合物涂布为单层结构；加热固化单层结构。在上述方法中，溶剂为苯、甲苯或二甲苯。在上述方法中，通过超声搅拌器实施将碳纳米管与硅橡胶分散到溶剂中的步骤。在上述方法中，将碳纳米管与硅橡胶分散到溶剂中的步骤的持续时间介于10分钟至I小时之间。在上述方法中，在加热第二混合物形成第三混合物的步骤中，完全去除了溶剂。在上述方法中，在50°C至120°C的温度下实施加热第二混合物形成第三混合物的步骤。在上述方法中，加热第二混合物形成第三混合物的步骤的持续时间介于5小时至10小时之间。在上述方法中，使用旋转涂布仪实施将第三混合物涂布为单层结构的步骤。在上述方法中，旋转涂布仪的转速介于2000转/分钟至8000转/分钟之间。在上述方法中，单层结构的厚度介于10微米至70微米的范围内。在上述方法中，在100°C至150°C的温度范围内实施加热固化单层结构的步骤。在上述方法中，加热固化单层结构的步骤的持续时间介于10分钟至20分钟之间。在上述方法中，重复将第三混合物涂布为单层结构的步骤以及加热固化单层结构的步骤，从而形成多层结构的复合吸波材料。根据本专利技术的又一个方面，提供了上述复合吸波材料作为电可调复合吸波材料的应用，将复合吸波材料放置于电场中。根据上述应用，电场的强度为I伏/毫米至10伏/毫米。 通过本专利技术的方法制备的复合吸波材料解决了现有技术中的材料不能根据具体的应用环境改变波频吸收宽度及吸收峰位置固定的问题。并且，通过本专利技术的方法制备的复合吸波材料不仅可以在较宽的频段内具有优异的吸波效果，同时，在不同的应用中，可以根据需要对本专利技术的复合吸波材料施加不同的电场，从而改变本专利技术的复合吸波材料的波频吸收宽度以及吸收峰位置，从而有效的针对不同应用环境达到期望的吸波效果。【附图说明】为了更全面地理解本专利技术的实施例及其优势，现将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中:图1是根据各个实施例的用于制备电可调复合吸波材料的流程图。图2是在本专利技术的各个实施例中所使用的多壁碳纳米管粉末的扫描电镜视图。图3是通过本专利技术的方法制备的多层复合材料的扫描电镜视图。图4示出了使用7_同轴线和单口法测量获得的本专利技术的各个实施例的复合材料的介电常数和损耗。图5示出了在偏压条件下的本专利技术中碳纳米管含量分别为3% (重量)和4% (重量)的复合材料的介电参数的实部(介电常数)和虚部(介电损耗)的可调节度。【具体实施方式】下面，详细论述了本专利技术各实施例的制备和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的专利技术构思。所论述的具体实施例仅示出了制备和使用本专利技术主题的具体方式，而不用于限制不同实施例的范围。电可调复合吸波材料的制备如图1中的步骤SlOl所示，通过超声搅拌器将硅橡胶与碳纳米管分散到有机溶剂中，从而形成第一混合物。该有机溶剂可以包括任何能够溶解硅橡胶的溶剂，优选地，有机溶剂包括苯、甲苯和二甲苯。如图2所示，在本专利技术中，为使最终形成的复合材料具有良好的吸波宽度与吸波能力，同时具备可调节的性能，所使用的碳纳米管均为多壁碳纳米管，并且该碳纳米管的平均长度应介于40微米至80微米的范围内，同时该碳纳米管的平均直径应介于5微米至20微米的范围内。优选地，碳纳米管的平均长度应为50微米，且平均直径应介于8微米至15微米的范围内。此外，通过热失重分析仪的测量，本专利技术所使用的碳纳米管的碳相纯度基本上等于100 %。在本专利技术的一些实施例中，所选用的硅橡胶包括但不限于甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶。在本步操作中，将硅橡胶与碳纳米管分散到溶剂中的时间应介于10分钟至I小时的范围内。研究发现，优选的混合时间为20分钟，在该时间下，第一混合物为均匀稳定的混合液，并且在最终的成品复合吸波材料中不会出现不期望的海岛机构从而破坏材料的力学性能。如图1中的步骤S103所示，将助剂加入到上述第一混合物中，并进行进一步的混合以形成第二混合物。在本专利技术的一些实施例中，助剂包括与所选用的硅橡胶相对应的固化剂，以及用于提高产品的力学强度并降低成本的填料，诸如二氧化硅或炭黑。在本步中，进行第二次混合的混合时间介于10分钟至30分钟的范围内。在本专利技术的一些实施例中，所选用的固化剂包括但不限于正硅酸乙酯或正硅酸丙酯。然后，如图1中的步骤S105所示，使用烘箱加热第二混合物以使基本上全部溶剂均挥发出去，从而形成第三混合物。在本步骤中，加热的温度介于50°C至100°C之间，且加热时间介于5小时至10小时的范围内。由于混合物中已包含有硅橡胶及固化剂，因此，为在本步骤中防止不期望的固化，加热蒸发溶剂的温度应远低于硅橡胶的固化温度。同时，存留的有机溶剂会影响成品复合材料的性能，所以，应在相对较低的温度下以较长的时间完全蒸发掉全部溶剂。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合吸波材料，其特征在于，包括：硅橡胶90％(重量)至98.75％(重量)；碳纳米管0.2％(重量)至5％(重量)；助剂1％(重量)至9％(重量)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44