一种手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料制造技术

一种手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料，吸收介质由碳纳米管、钴镍铁氧体和手性聚Schiff碱盐三者构成，碳纳米管、钴镍铁氧体、手性聚Schiff碱盐与吸收介质的质量比分别为11~17:100、45~65:100和18~44:100。吸收介质与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2~4:5，石蜡基体与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2~5。本发明专利技术复合吸波材料具有质轻层薄、吸收频带宽，吸收强度大、稳定性好等优点，在频段8–18GHz具有良好的吸波效果，在治理电磁污染和雷达隐身方面具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料
本专利技术为一种手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料，特别涉及一种碳纳米管/钴镍铁氧体/手性聚Schiff碱盐三元复合的吸波材料，是一种雷达隐身复合材料，属于吸波材料

技术介绍
吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其它形式的能量的一类材料。吸波材料一般要求强吸收、频带宽、质量轻以及在所使用的环境下结构性能稳定等特点，常用的吸波材料主要有：铁氧体，金属微粉，半导体材料，导电高聚物，碳纤维，多晶铁纤维等。目前，国内外传统的隐身涂料存在大量突出问题有待解决：较窄的吸收频宽无法对抗宽频段雷达波的综合侦察；材料的密度大以及涂层的厚度大，增加了系统重量，影响系统的机动性。公开号为CN101203127A，名为一种稀土铁基吸波材料及其制备方法，该材料在最强吸收时使用的匹配厚度最高达到6mm，存在涂层厚度大的缺点；公开号为CN1206204A，名为一种新型吸波材料及其制造方法，公开了一种铁氧体磁性材料与锌、钴、铜等经处理制成的电磁波吸收材料，该材料在低频段0.6GHz–5GHz具有较强的吸波特性，在中心频率3.5GHz的吸收率达到93.7％，但在高频段8–18GHz吸波效果差，且材料由金属氧化物和金属组成，密度大；公开号为CN101914722A，名为一种电磁波吸收材料，公开了一种Nd1-xSmxFe14B与粘结材料混合并通过磁场取向处理制成的复合材料，该材料在低频段1–8GHz具有强吸收，而在高频段8–18GHz吸波效果差，且材料有主要成分为稀土铁硼合金，同样存在密度大的缺点。公开号为CN103555270A，名为一种手性聚席夫碱盐/铁氧体吸波材料及其制备方法，公开了一种手性二元复合吸波材料，该材料在8–18GHz对电磁波具有反射损耗，最大反射损耗为-17.2dB，但吸波强度仍然不大。手性吸波材料，与常用的吸波材料相比，具有三个显著特点：一是电磁场的交叉极化，增强对电磁波的吸收强度；二是调整手性参数比调整介电参数和磁导率容易，可以在较宽的频带上满足无反射要求；三是手性材料的频率敏感性比介电常数和磁导率小，容易实现宽频吸收。因此在提高吸波性能、扩展吸波频带方面具有很大潜能。本专利技术中的手性三元复合吸波材料在频率13.2GHz、厚度1.5mm处具有最强反射损耗-33.3dB，且反射损耗达到-5dB以下的吸波频宽为7.6GHz(10.4–18GHz)。对比上述几种专利，本专利技术中的手性三元复合吸波材料厚度小、在高频段8–18GHz具有强吸收，最强吸收可达到-33.3dB，且所含的手性聚Schiff碱为低密度的有机材料，解决了通常吸波材料厚度大、高频段8–18GHz吸收差、材料密度大的问题，因此该手性复合吸波材料具有比现有吸波材料更加优异的性能。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料。所述的复合吸波材料的吸收介质由碳纳米管、钴镍铁氧体和手性聚Schiff碱盐三者构成，碳纳米管、钴镍铁氧体、手性聚Schiff碱盐与吸收介质的质量比分别为11～17:100、45～65:100和18～44:100；吸收介质与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2～4:5，石蜡基体与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2～5。制备步骤如下：(1)碳纳米管与混合酸按照1g/100mL的比例，在碳纳米管中加入混合酸，超声分散30分钟，在70℃下加热、搅拌、回流4小时；反应结束后冰水浴冷却到不再有红烟冒出，其后静置24小时，倒出上层清液后，抽滤，用去离子水洗涤至滤液pH＝7，所得滤饼在100℃下干燥24小时，得到纯化的碳纳米管。(2)六水氯化钴、六水氯化镍和无水氯化铁按1:1:4的摩尔比溶于去离子水中，再分别加入油酸钠和纯化的碳纳米管，搅拌1小时，然后升温至75℃，冷凝回流，并缓慢滴加氢氧化钠溶液至溶液pH＝11，继续反应1小时；将反应液转移至水热釜中，于180℃下反应12小时后，静置冷却然后进行过滤，滤饼分别用水、无水乙醇洗涤至pH＝7后，再在70℃下干燥12小时后得到碳纳米管/钴镍铁氧体。(3)将L-赖氨酸和KOH按摩尔比1:1加入无水乙醇中，50℃下磁力搅拌溶解后，再缓慢滴加对苯醌的无水乙醇溶液，维持反应体系在80℃水浴、氮气保护以及冷凝回流的条件下，磁力搅拌反应22小时后加硝酸银水溶液，继续反应6小时；反应结束后进行抽滤，滤饼分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次后，在75℃干燥7小时，得到手性聚Schiff碱盐。(4)将碳纳米管/钴镍铁氧体、手性聚Schiff碱盐加入无水乙醇中，超声处理6小时，再加热蒸干溶剂，其后再分别经70℃下的12小时干燥、20分钟的研磨处理，得到的碳纳米管/钴镍铁氧体/手性聚Schiff碱盐三元复合吸波介质与石蜡基体材料按照质量比7:3，加热搅拌混合均匀，制得手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料。所述的混合酸为浓硫酸与浓硝酸的混合物，浓硫酸和浓硝酸的体积比为3:1。所述的L-赖氨酸、对苯醌与硝酸银的摩尔比为1:1:1.5。所述的手性聚Schiff碱盐与碳纳米管/钴镍铁氧体的质量比1:1～5。本专利技术的优点本专利技术具有质轻层薄、吸收频带宽，吸收强度大、稳定性好等优点。手性聚Schiff碱盐是一种含有手性导电聚合物，聚Schiff碱的导电性能能对电磁波进行介电损耗，手性材料的螺旋结构能引起电磁波的交叉极化，通过调节手性参数易实现宽频吸收。碳纳米管/钴镍铁氧体是兼具电阻型损耗与磁损耗的吸波材料，将手性聚Schiff碱盐与碳纳米管/钴镍铁氧体复合可以实现电磁阻抗匹配，通过它们的协同增效作用，在频段8–18GHz具有良好的吸波效果，在治理电磁污染和雷达隐身方面具有重要的应用价值。附图说明图1为本专利技术实施例1的吸波效果图；图2为本专利技术实施例2的吸波效果图；图3为本专利技术实施例3的吸波效果图。具体实施方式实施例1(1)取2.00g碳纳米管置于三口烧瓶中，加入200mL混酸(浓H2SO4/浓HNO3＝3:1)，超声分散30分钟，在70℃下加热、搅拌、回流4小时。反应结束后，将反应液倒入烧杯中并放到冰水浴中冷却，加入冷水直到不再有红烟冒出。静置24小时，倒出上层清液，抽滤并用去离子水反复洗涤至滤液pH＝7，放入烘箱中100℃下干燥24小时，得到纯化的碳纳米管。(2)取4.87g无水氯化铁、1.78g六水氯化钴、1.78g六水氯化镍，溶于150mL去离子水中，待溶解后置于500mL三口烧瓶中，加入0.125g油酸钠，加入0.75g纯化的碳纳米管，搅拌1小时。然后升温至75℃，冷凝回流，缓慢滴加3mol/L的氢氧化钠溶液至溶液pH＝11，继续反应1小时。将反应液转移至水热釜中180℃下反应12小时，用水和无水乙醇反复洗涤至pH＝7，70℃下干燥12小时，得到碳纳米管/钴镍铁氧体复合材料。(3)向250mL三口烧瓶中加入1.46gmolL-赖氨酸和0.56gmolKOH，溶于20mL无水乙醇中，50℃下磁力搅拌溶解。将30mL溶有0.01mol对苯醌的无水乙醇溶液缓慢滴加到上述混合液中，在80℃水浴、氮气保护以及冷凝回流的条件下磁力搅拌22小时。之后加入5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料，其特征在于所述的复合吸波材料的吸收介质由碳纳米管、钴镍铁氧体和手性聚Schiff碱盐三者构成，碳纳米管、钴镍铁氧体、手性聚Schiff碱盐与吸收介质的质量比分别为11~17:100、45~65:100和 18~44:100；吸收介质与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2~4:5，石蜡基体与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2~5；制备步骤如下：(1)碳纳米管与混合酸按照1g/100mL的比例，在碳纳米管中加入混合酸，超声分散30分钟，在70 ℃下加热、搅拌、回流4小时；反应结束后冰水浴冷却到不再有红烟冒出，其后静置24小时，倒出上层清液后，抽滤，用去离子水洗涤至滤液pH = 7，所得滤饼在100 ℃下干燥24小时，得到纯化的碳纳米管；(2)六水氯化钴、六水氯化镍和无水氯化铁按1:1:4的摩尔比溶于去离子水中，再分别加入油酸钠和纯化的碳纳米管，搅拌1小时，然后升温至75 ℃，冷凝回流，并缓慢滴加氢氧化钠溶液至溶液pH = 11，继续反应1小时；将反应液转移至水热釜中，于180℃下反应12小时后，静置冷却然后进行过滤，滤饼分别用水、无水乙醇洗涤至pH = 7后，再在70℃下干燥12小时后得到碳纳米管/钴镍铁氧体；(3)L‑赖氨酸和KOH按摩尔比1:1加入无水乙醇中，50℃下磁力搅拌溶解后，再缓慢滴加对苯醌的无水乙醇溶液，维持反应体系在80℃水浴、氮气保护以及冷凝回流的条件下，磁力搅拌反应22小时后加硝酸银水溶液，继续反应6小时；反应结束后进行抽滤，滤饼分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次后，在75℃干燥7小时，得到手性聚Schiff碱盐；(4)将碳纳米管/钴镍铁氧体、手性聚Schiff碱盐加入无水乙醇中，超声处理6小时，再加热蒸干溶剂，其后再分别经70℃下的12小时干燥、20分钟的研磨处理，得到的碳纳米管/钴镍铁氧体/手性聚Schiff碱盐三元复合吸波介质与石蜡基体材料按照质量比7:3，加热搅拌混合均匀，制得手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料。...

【技术特征摘要】
1.一种手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料，其特征在于所述的复合吸波材料的吸收介质由碳纳米管、钴镍铁氧体和手性聚Schiff碱盐三者构成，碳纳米管、钴镍铁氧体、手性聚Schiff碱盐与吸收介质的质量比分别为11～17:100、45～65:100和18～44:100；吸收介质与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2～4:5，石蜡基体与手性聚Schiff碱盐三元复合吸波材料的质量比为1:2～5；制备步骤如下：(1)碳纳米管与混合酸按照1g/100mL的比例，在碳纳米管中加入混合酸，超声分散30分钟，在70℃下加热、搅拌、回流4小时；反应结束后冰水浴冷却到不再有红烟冒出，其后静置24小时，倒出上层清液后，抽滤，用去离子水洗涤至滤液pH＝7，所得滤饼在100℃下干燥24小时，得到纯化的碳纳米管；(2)六水氯化钴、六水氯化镍和无水氯化铁按1:1:4的摩尔比溶于去离子水中，再分别加入油酸钠和纯化的碳纳米管，搅拌1小时，然后升温至75℃，冷凝回流，并缓慢滴加氢氧化钠溶液至溶液pH＝11，继续反应1小时；将反应液转移至水热釜中，于180℃下反应12小时后，静置冷却然后进行过滤，滤饼分别用水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘崇波，李琳，李恒农，唐星华，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36