低频电磁波吸收材料的制备方法技术

技术编号:18883965 阅读:26 留言:0更新日期:2018-09-08 06:39
低频电磁波吸收材料的制备方法,它涉及一种电磁波吸收材料的制备方法。本发明专利技术的是为了解决现有空间狭小的电子设备低频段电磁辐射的技术问题。本方法:一、制备黑色悬浊液;二、制备CNTs分散液;三、制备CoFe2O4/CNTs负载粉体;四、制备电磁波吸收剂分散体系;五、制备聚氨酯改性环氧树脂粘结剂;六、制备低频电磁波吸收材料。将本发明专利技术制备的吸收材料进行电磁波吸收测试最大吸收峰为1.18GHz~1.56GHz,吸收值为‑30dB~‑14dB,有效吸波强度‑12dB,吸收频带宽为0.2GHz~0.66GHz。采用按照国家标准GB/T 9286‑1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》进行测定,附着等级为1级。本发明专利技术吸波涂料,解决了在狭小空间的电磁辐射问题,产品广泛应用于手机、家用电器的电磁防护及人体电磁波防的领域。

Preparation of low frequency electromagnetic wave absorbing materials

The invention relates to a method for preparing low-frequency electromagnetic wave absorbing materials, which relates to a method for preparing electromagnetic wave absorbing materials. The invention aims at solving the technical problems of electromagnetic radiation at the low frequency section of the existing electronic equipment with narrow space. This method: 1. preparation of black suspension; 2. preparation of CNTs dispersion; 3. preparation of CoFe2O4 / CNTs loaded powder; 4. preparation of electromagnetic wave absorbent dispersion system; 5. preparation of polyurethane modified epoxy resin binder; 6. preparation of low frequency electromagnetic wave absorbing materials. The absorption material prepared by the invention has a maximum absorption peak of 1.18 GHz to 1.56 GHz, an absorption value of 30 dB to 14 dB, an effective absorption intensity of 12 dB, and an absorption bandwidth of 0.2 GHz to 0.66 GHz. According to the national standard GB / T 9286 1998 122 The microwave absorbing coating solves the electromagnetic radiation problem in a narrow space, and the products are widely used in the fields of electromagnetic protection of mobile phones and household appliances and electromagnetic wave protection of human body.

【技术实现步骤摘要】
低频电磁波吸收材料的制备方法
本专利技术涉及一种电磁波吸收材料的制备方法。
技术介绍
电磁波吸波材料是能将电磁波能量通过材料损耗转变成热能,而加以吸收的材料,其研究始于二战期间。此后西方发达国家为实现军事领先地目的,亦先后投入巨资在吸波材料领域里进行了广泛地研究。随着电信业的飞速发展,吸波材料的应用已突破了军事隐形范畴,深入到通讯抗干扰、电子信息保密、环保及人体防护等诸多领域。随着现代科学技术的不断发展,电子仪器、家用电器等电子设备不断向高集成化、轻量化和小型化方向发展,在狭小的空间内集成了大量的电子器件,这就不可避免地产生电磁波辐射。电磁波辐射所产生的环境污染已经成为新的社会公害。电磁辐射对生活环境和工作环境的影响很大,电磁环境污染引起诸多不良影响,对电磁辐射环境污染的治理已经成为环保的一项重要指标。50年代美国科学家就已发现电磁辐射导致白内障的发病率提高,70-80年代科学家们发现电磁辐射是诱发白血病和癌症的重要因素之一。因此,对于电磁波辐射的防护越来越得到各国政府的重视,并将其作为环境保护中一项重要的指标来予以解决。电磁场以电磁波的形式向外传递能量,只有使用电磁吸收材料,使电磁波转换成热能和其他形式的能,才能有效地清除电磁波污染。因此解决电磁污染的吸波材料的研究和应用就成为了现阶段人们研究的热点。吸波材料在隐身技术、保温节能和人体电磁防护方面得到了广泛的应用。但大都是2~20GHz频段的电磁波辐射吸收,对于0.8~1.8GHz低频段电磁辐射的吸收目前我国还没有太多的涉及。随着生活质量的不断提高,人们使用及拥有的家用电器和电子通讯设备的数量不断增多,这样这些家用电器和电子通讯设备所产生的对人体健康不利的电磁波辐射和电磁环境污染情况就更加严峻。同时,我们所拥有的电子设备、家用电器和电子通讯设备其自身产生的电磁波并不是长波电磁波,而是对人体和正常通讯具有更大破坏能力的低频电磁波辐射。而且随着科技的发展,电子设备不断向小型化、轻量化方向发展,其设备自身内部结构越来越复杂,空间越来越狭小,这就要求其吸波涂料在降低涂层厚度的同时,提供更加强大的吸波性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有空间狭小的电子设备低频段电磁辐射的技术问题,提供了一种低频电磁波吸收材料的制备方法。低频电磁波吸收材料的制备方法按照以下步骤进行:一、按照Fe3+与Co2+摩尔比为3:2的比例将浓度为0.5mol/L的Fe3+水溶液和浓度为0.5mol/L的Co2+水溶液混合,得混合液,然后将25ml混合液滴入80℃、浓度为10mol/L的50mLNaOH溶液中混合均匀,加入10ml吐温80,恒温持续搅拌45分钟,得到黑色悬浊液;二、将0.2g~1gCNTs加入到20ml蒸馏水中,以400转/分的搅拌速度搅拌并升温至80℃,加入1g十二烷基苯磺酸钠,完全分散溶解后观察CNTs分散情况,当CNTs均匀有层次地分散在蒸馏水中,且粒径变小,再加入0.5g吐温80,持续搅拌30min,得到CNTs分散液;三、将黑色悬浊液加入到CNTs分散液中,得到CoFe2O4与CNTs的混合液,将CoFe2O4与CNTs的混合液转移至水热反应釜中,于200℃恒温箱中保温4小时,反应釜冷却至室温,然后对粉体进行减压抽滤,并分别用蒸馏水和甲醇洗涤3次,在50℃恒温干燥12小时,得到CoFe2O4/CNTs负载粉体;四、将1g质量比为1:1~2的CoFe2O4/CNTs负载粉体和Zn0.4Mn0.6Fe2O4粉放入烧杯中,用50ml的环己烷溶剂溶解,加热到50℃以400转/分的搅拌速度搅拌30分钟;将烧杯放在强磁铁上40分钟,使没有溶解的粉沉降下来;将上层溶液倾入另一个烧杯中,并放入0.1g的吐温80表面活性剂,加热到50℃以400转/分的速度搅拌30分钟,在强磁铁上沉降40分钟,将上层液体倾倒到另一个烧杯中,加入1g碳纳米管充分搅拌,得到电磁波吸收剂分散液;五、在装有搅拌、温度计、冷凝管的四口瓶中,加入10g甲苯二异氰酸酯和10g聚醚二元醇,逐渐升温至80℃,保持在80℃温度下反应1~1.5小时,降温,在温度降至70~75℃时,加入5g扩链剂1,4-丁二醇,在70℃恒温反应1小时,加入1g亲水扩链剂二羟甲基丙酸、5g环氧树脂和1g内交联剂N-甲基吡咯烷酮,并加入0.1g催化剂二丁基二月桂酸锡,恒温反应3~4小时,得到聚氨酯改性环氧树脂粘结剂;六、将1g电磁波吸收剂分散液分散到10g聚氨酯改性环氧树脂粘结剂中,于60℃恒温搅拌4~6小时,降温至40℃时,在搅拌速度为15000转/分条件下快速加入5g三乙胺和10ml去离子水的混合物,加入2.5g乙二胺进行扩链,继续以15000转/分的搅拌速度搅拌5分钟,得到低频电磁波吸收材料。本专利技术研制了一种厚度薄、吸收性能强的新型低频段吸波涂料,以解决在狭小空间的电磁辐射问题,产品广泛应用于手机、家用电器的电磁防护及人体电磁波防等领域。本专利技术是以纳米钴铁合金磁粉和锰锌铁纳米磁粉作为主要吸收剂,同时使用一定比例的纳米炭纤维、稀土金属材料等作为辅助吸收剂。采用酚醛环氧树脂作为粘结剂,并根据实际要求利用聚氨酯对其进行改性。通过化学均化法利用表面活性剂将吸收剂均匀稳定地分散到粘结剂中得到最终的产品。利用炭纳米管的电子通道作用,使吸波材料复合体系的电磁波吸收频段整体向低频段迁移,从而增强了对低频段电磁波的吸收效果,使其具有了比单一电磁吸收剂更好的低频电磁吸波性能和更宽的低频吸收频宽。本专利技术提供一种具有在狭小空间内进行有效吸收电磁波的新型涂料。其特点是利用纳米钴铁氧体和锰铁氧体良好的电磁波吸收性能,将电磁波转化为热能进行达到减少电磁辐射的作用。同时利用炭纳米管的电子通道作用使吸波材料复合体系的电磁波吸收频段整体向低频段迁移,从而增强了对低频段电磁波的吸收效果。本专利技术方法可以使纳米CoFe2O4与Zn0.4Mn0.6Fe2O4均匀稳定地分散在经羟基环氧树脂封端的聚氨酯改性扩链的复合粘结剂中,不易发生团聚与沉降,增加了吸波涂料体系的使用寿命;通过加入碳纳米管,利用炭纳米管的电子通道作用,使吸波材料复合体系的电磁波吸收频段整体向低频段迁移,从而增强了对低频段电磁波的吸收效果,使其具有了比单一电磁吸收剂更好的低频电磁吸波性能和更宽的低频吸收频宽。该专利技术制备过程简单、易于实现产业化。将本专利技术制备的低频电磁波吸收材料喷涂在树脂板上进行电磁波吸收测试最大吸收峰出现在1.18GHz~1.56GHz,吸收值为-30dB~-14dB,有效吸波强度-12dB,吸收频带宽为0.2GHz~0.66GHz。附着等级:采用按照国家标准GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》进行测定,附着等级为1级。附图说明图1是纳米CoFe2O4的TEM图;图2是碳纳米管的TEM图;图3是实验一步骤三中所得CoFe2O4/CNTs负载粉体的TEM图;图4是实验一步骤三中所得CoFe2O4/CNTs负载粉体、纳米CoFe2O4及碳纳米管的XRD对比图,图中a表示纳米CoFe2O4,b表示碳纳米管,c表示CoFe2O4/碳纳米管;图5是实验一步骤三中所得CoFe2O4/CNTs负载粉体、纳米CoFe2O4及碳纳米管的红外谱图对比图,图中a表示纳米CoFe2O4,b表本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.低频电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于低频电磁波吸收材料的制备方法按照以下步骤进行:一、按照Fe3+与Co2+摩尔比为3:2的比例将浓度为0.5mol/L的Fe3+水溶液和浓度为0.5mol/L的Co2+水溶液混合,得混合液,然后将25ml混合液滴入80℃、浓度为10mol/L的50mL NaOH溶液中混合均匀,加入10ml吐温80,恒温持续搅拌45分钟,得到黑色悬浊液;二、将0.2g~1g CNTs加入到20ml蒸馏水中,以400转/分的搅拌速度搅拌并升温至80℃,加入1g十二烷基苯磺酸钠,完全分散溶解后观察CNTs分散情况,当CNTs均匀有层次地分散在蒸馏水中,且粒径变小,再加入0.5g吐温80,持续搅拌30min,得到CNTs分散液;三、将黑色悬浊液加入到CNTs分散液中,得到CoFe2O4与CNTs的混合液,将CoFe2O4与CNTs的混合液转移至水热反应釜中,于200℃恒温箱中保温4小时,反应釜冷却至室温,然后对粉体进行减压抽滤,并分别用蒸馏水和甲醇洗涤3次,在50℃恒温干燥12小时,得到CoFe2O4/CNTs负载粉体;四、将1g质量比为1:1~2的CoFe2O4/CNTs负载粉体和Zn0.4Mn0.6Fe2O4粉放入烧杯中,用50ml的环己烷溶剂溶解,加热到50℃以400转/分的搅拌速度搅拌30分钟;将烧杯放在强磁铁上40分钟,使没有溶解的粉沉降下来;将上层溶液倾入另一个烧杯中,并放入0.1g的吐温80表面活性剂,加热到50℃以400转/分的速度搅拌30分钟,在强磁铁上沉降40分钟,将上层液体倾倒到另一个烧杯中,加入1g碳纳米管充分搅拌,得到电磁波吸收剂分散液;五、在装有搅拌、温度计、冷凝管的四口瓶中,加入10g甲苯二异氰酸酯和10g聚醚二元醇,逐渐升温至80℃,保持在80℃温度下反应1~1.5小时,降温,在温度降至70~75℃时,加入5g扩链剂1,4‑丁二醇,在70℃恒温反应1小时,加入1g亲水扩链剂二羟甲基丙酸、5g环氧树脂和1g内交联剂N‑甲基吡咯烷酮,并加入0.1g催化剂二丁基二月桂酸锡,恒温反应3~4小时,得到聚氨酯改性环氧树脂粘结剂;六、将1g电磁波吸收剂分散液分散到10g聚氨酯改性环氧树脂粘结剂中,于60℃恒温搅拌4~6小时,降温至40℃时,在搅拌速度为15000转/分条件下快速加入5g三乙胺和10ml去离子水的混合物,加入2.5g乙二胺进行扩链,继续以15000转/分的搅拌速度搅拌5分钟,得到低频电磁波吸收材料。...

【技术特征摘要】
1.低频电磁波吸收材料的制备方法,其特征在于低频电磁波吸收材料的制备方法按照以下步骤进行:一、按照Fe3+与Co2+摩尔比为3:2的比例将浓度为0.5mol/L的Fe3+水溶液和浓度为0.5mol/L的Co2+水溶液混合,得混合液,然后将25ml混合液滴入80℃、浓度为10mol/L的50mLNaOH溶液中混合均匀,加入10ml吐温80,恒温持续搅拌45分钟,得到黑色悬浊液;二、将0.2g~1gCNTs加入到20ml蒸馏水中,以400转/分的搅拌速度搅拌并升温至80℃,加入1g十二烷基苯磺酸钠,完全分散溶解后观察CNTs分散情况,当CNTs均匀有层次地分散在蒸馏水中,且粒径变小,再加入0.5g吐温80,持续搅拌30min,得到CNTs分散液;三、将黑色悬浊液加入到CNTs分散液中,得到CoFe2O4与CNTs的混合液,将CoFe2O4与CNTs的混合液转移至水热反应釜中,于200℃恒温箱中保温4小时,反应釜冷却至室温,然后对粉体进行减压抽滤,并分别用蒸馏水和甲醇洗涤3次,在50℃恒温干燥12小时,得到CoFe2O4/CNTs负载粉体;四、将1g质量比为1:1~2的CoFe2O4/CNTs负载粉体和Zn0.4Mn0.6Fe2O4粉放入烧杯中,用50ml的环己烷溶剂溶解,加热到50℃以400转/分的搅拌速度搅拌30分钟;将烧杯放在强磁铁上40分钟,使没有溶解的粉沉降下来;将上层溶液倾入另一个烧杯中,并放入0.1g的吐温80表面活性剂,加热到50℃以400转/分的速度搅拌30分钟,在强磁铁上沉降40分钟,将上层液体倾倒到另一个烧杯中,加入1g碳纳米管充分搅拌,得到电磁波吸收剂分散液;五、在装有搅拌、温度计、冷凝管的四口瓶中,加入10g甲苯二异氰酸酯和10g聚醚二元醇,逐渐升温至80℃,保持在80℃温度下反应1~1.5小时,降温,在温度降至70~75℃时,加入5g扩链剂1,4-丁二醇,在70℃恒温反应1小时,加入1g亲水扩...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄波李鹏付东隋新谢洋杨帆张晓臣任伟东
申请(专利权)人:黑龙江省科学院高技术研究院
类型:发明
国别省市:黑龙江,23

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1