一种中国移动4G全频段吸波材料，其制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种中国移动4G全频段吸波材料，其制备方法及用途。本发明专利技术通过向羰基铁粉中加入硅烷偶联剂和硬脂酸盐类表面活性剂复合助剂，经高能球磨处理来制备具有优异阻抗匹配性能的片状羰基铁粉吸波材料。可以达到如下要求：在1～18GHz频率范围内，吸波涂层厚度小于等于2mm，该吸波材料‑8dB的吸收频宽能达到1.5GHz(1.3～2.8GHz)，完全覆盖了中国移动4G的全频段(1.8GHz～2.8GHz)，并且可以调节硅烷偶联剂和硬脂酸盐的比例来获得合适的片状结构及尺寸，从而改变复介电常数和复磁导率之间的关系，实现阻抗匹配，进而来调节吸收峰的位置，以达到在中国移动4G的任意3个主频段上选择吸收干扰噪声的目的，提高基站和移动终端的信噪比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸波材料
，具体涉及一种中国移动4G全频段吸波材料，其制备方法及用途。
技术介绍
当今社会随着科技的进步，通信、雷达、微波等电磁传输应用越来越广泛，这些电磁波传输无孔不入，使得现代社会环境中充满了电磁辐射，中国移动的4G电磁波信号覆盖广，强度高，但是各种电磁辐射使得中国移动的4G信号也被迫在一个充满电磁辐射污染的环境里传播，这种电磁辐射污染可能会产生噪声信号，严重影响中国移动4G信号接受灵敏度，使用户难以接受到准确且清晰的信息。通过吸波材料的应用，损耗噪声信号、通过有用信号，提高信号的信噪比，是提高移动4G信号质量(灵敏度)的一个有效途径。吸波材料通过将电磁波转换为热能或其它形式的能量实现对入射电磁波的有效吸收，是克服以上电磁污染的一种有效手段。影响吸波材料性能的重要因素是材料的阻抗匹配特性和衰减特性。羰基铁粉是一种比较常见的磁性吸波材料，但是它的复介电常数大频谱特性差，低频吸收性能也不好，一般通过偶联剂或表面活性剂来调节羰基铁粉的复介电常数和复磁导率的比例来改善其阻抗匹配特性从而提高吸波性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种中国移动4G全频段吸波材料，其制备方法及用途。该吸波材料具厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸收性能强、使用简便等特点，本专利技术通过向羰基铁粉中加入硅烷偶联剂和硬脂酸盐类表面活性剂复合助剂，经高能球磨处理来制备具有优异阻抗匹配性能的片状羰基铁粉吸波材料。本专利技术采取的技术方案为：一种中国移动4G全频段吸波材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)羰基铁粉在氩气保护下105℃～150℃预热3～4小时；(2)将预热后的羰基铁粉、硅烷偶联剂、硬脂酸盐和乙醇混合均匀后，进行球磨，球磨时间为12～18小时；(3)将球磨后的浆料进行真空干燥，即可制得所述吸波材料。所述羰基铁粉、硅烷偶联剂、硬脂酸盐、乙醇之间的比值为200g：(1～8)g：(1～8)mL：(100～200)mL。所述硅烷偶联剂型号为KH-550、KH-560、KH-570、A-151、A-171中的一种。所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸锌中的一种。所述步骤(2)中，通过加入不锈钢滚珠在行星式球磨机中进行球磨，所述不锈钢滚珠包括直径10～16mm的大球、6～8mm的中球和2～4mm的小球，三者的重量之比为10：(40～80)：(40～80)。所述羰基铁粉与所述不锈钢滚珠的重量之比为100：900。所述步骤(2)中，球磨转速为100～300转/分钟。所述步骤(3)中，真空干燥温度为60～80℃，时间为1～2小时。根据上述制备方法制备得到的中国移动4G全频段吸波材料，为片状结构，在涂层厚度为2mm时，在1.8～2.8GHz内反射损耗RL小于-13dB，且反射损耗峰的位置随着羰基铁粉、硅烷偶联剂和硬脂酸盐比例的不同而移动。根据上述制备方法制备得到的中国移动4G全频段吸波材料，可用作中国移动4G频段的电磁波信号吸收材料。本专利技术制备过程中将球磨时间限定在12～18小时范围内，因为球磨时间低于12小时或者高于18小时，会使得羰基铁粉的破碎不完全或者破碎较多，影响吸波材料的磁性能及介电性能，损害吸波材料在移动4G频段范围内的阻抗匹配，而在12～18小时球磨时间范围内，高能球磨后制备出的羰基铁粉破碎和细化程度显著降低，团聚现象明显减少，分散较为均匀，形成了平整、光滑的片状结构，而具有形状各向异性的片状结构可以提高Snoek极限，从而获得更大的磁损耗，有利于吸波性能的提高。本专利技术通过向羰基铁粉中添加硅烷偶联剂和硬脂酸盐类表面活性剂复合助剂，硅烷偶联剂的使用主要是为了活化片状羰基铁粉颗粒的表面，加强表面活性剂的包覆效率，使片状羰基铁粉颗粒表面有机化，从而改善片状羰基铁粉颗粒表面的一些综合性能，如助剂包覆率、阻止颗粒的二次聚合、屏蔽颗粒表面的电荷性等，所以单独使用硅烷偶联剂作为助剂的作用效果不太好。因此把硅烷偶联剂和表面活性剂作为复合助剂使用，这样才能得到最佳的效果，使得片状羰基铁粉颗粒表面引入了复介电常数较小的硅烷偶联剂和表面活性剂的包覆膜，从而调节了片状羰基铁粉的电磁参数，使得复复介电常数和复复磁导率之间的比例改善，从而使得材料的阻抗匹配特性得到改善，这样有利于更多的电磁波进入羰基铁粉而损耗，因此提高了羰基铁粉的吸波性能。通过本专利技术的制备方法制得的吸波材料，作为涂敷型吸波涂层，在1～18GHz频率范围内，吸波涂层厚度小于等于2mm，该吸波材料-8dB的吸收带宽能达到1.5GHz(1.3～2.8GHz)，完全覆盖了中国移动4G的全频段(1.8GHz～2.8GHz)，并且可以调节复合助剂(硅烷偶联剂和硬脂酸盐)的比例来获得合适的片状结构及尺寸，从而可以改变复复介电常数和复复磁导率的关系，实现阻抗匹配，进而来调节吸收峰的位置，以达到在中国移动4G的任意3个主频段(1.88GHz～1.9GHz、2.32GHz～2.37GHz和2.575GHz～2.635GHz)上选择吸收干扰噪声的目的，吸波性能非常优异，很有可能在电磁辐射污染严重的环境里增强中国移动4G基站和移动终端信号的信噪比能力以使得用户接受到清晰准确的信息，进而改善用户的通信质量。附图说明图1为本专利技术中国移动4G全频段吸波材料的制备工艺流程图；图2A是比较例1制备的吸波材料的扫描电镜照片；图2B是比较例2制备的吸波材料的扫描电镜照片；图2C是实施例1制备的中国移动4G全频段吸波材料的扫描电镜照片；图3A是实施例1、比较例1和比较例2制备得到的吸波材料的复复介电常数实部曲线；图3B是实施例1、比较例1和比较例2制备得到的吸波材料的的复复介电常数虚部曲线；图4A是实施例1、比较例1和比较例2制备得到的吸波材料的的复复磁导率实部曲线；图4B是实施例1、比较例1和比较例2制备得到的吸波材料的的复复磁导率虚部曲线；图5实施例1、比较例1和比较例2制备得到的吸波材料的的反射损耗曲线(涂层厚度2mm)；图6实施例2、实施例、3实施例4和实施例5制备得到的吸波材料的的反射损耗曲线(涂层厚度2mm)。具体实施方式实施例1一种中国移动4G全频段吸波材料的制备方法，包括以下步骤：取200g的羰基铁粉原料。高能球磨处理前对羰基铁粉原料进行预热处理，将原料在氩气保护下，在120℃低温预热3小时；加入2ml硅烷偶联剂KH-570和4.4g硬脂酸镁，并加入150ml无水乙醇搅拌均匀混合后放入球磨罐密闭后进行湿磨，行星式球磨机中不锈钢滚珠的大球中球小球的重量之比为10：80：80，三者的总重量为1800g，球磨时间15小时，转速300r/min；球磨使羰基铁粉颗粒形貌改变为具有一定长径比的片状结构，还使得羰基铁粉原料和复合助剂(硅烷偶联剂和表面活性剂硬脂酸盐)均匀混合，并且使得羰基铁粉颗粒表面形成致密、均匀的有机物绝缘薄膜。球磨后在70℃下对取出浆料放入真空干燥箱烘干1.5小时，即得到本专利技术所述的吸波材料。其SEM图如图2C所示。通过矢量网络分析仪测量出该吸波材料的电磁参量(复复介电常数、复复磁导率)如图3、图4所示，然后根据电磁场传输线理论计算出涂层厚度为2mm时的反射损耗随频率变化曲线图，如图5所示。实施例2一种中国移动4G全频段吸波材料的制备方法，包括以下步骤：取2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中国移动4G全频段吸波材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)羰基铁粉在氩气保护下105℃～150℃预热3～4小时；(2)将预热后的羰基铁粉、硅烷偶联剂、硬脂酸盐和乙醇混合均匀后，进行球磨，球磨时间为12～18小时；(3)将球磨后的浆料进行真空干燥，即可制得所述吸波材料。

【技术特征摘要】
1.一种中国移动4G全频段吸波材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)羰基铁粉在氩气保护下105℃～150℃预热3～4小时；(2)将预热后的羰基铁粉、硅烷偶联剂、硬脂酸盐和乙醇混合均匀后，进行球磨，球磨时间为12～18小时；(3)将球磨后的浆料进行真空干燥，即可制得所述吸波材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述羰基铁粉、硅烷偶联剂、硬脂酸盐、乙醇之间的比值为200g：(1～8)g：(1～8)mL：(100～200)mL。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的型号为KH-550、KH-560、KH-570、A-151、A-171中的一种。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸锌中的一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，通过加入不锈钢滚珠在行星式球磨机中进行球磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国治，陈文俊，王锰刚，胡晶，顾家新，陈将伟，
申请(专利权)人：芜湖迈科威特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34