本发明专利技术提供一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料及制备方法，依次包括磁流体复合涂层和半导体涂层，磁流体复合涂层包括Fe3O4纳米颗粒、石墨烯、羧基硅氧烷、二甲基硅油、环氧树脂、乙二胺和羰基镍粉、羰基铁粉或者铁基合金磁性粉末高导磁合金粉末，半导体涂层包括环氧树脂、乙二胺和半导体SiC粉末，本发明专利技术制备的吸波材料中含有稳定性极佳的硅油磁流体，并与环氧树脂、乙二胺和高导磁合金粉末制备的磁流体复合涂层，与含半导体SiC粉末的半导体涂层结合，形成吸波材料，该吸波材料质量轻，厚度薄，磁流体的固含量高，饱和磁化强度高，具有优异的磁性各向异性，具有优异的吸波性能，且制备方法简单，适合工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸波材料
，具体涉及一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料及制备方法。
技术介绍
随着电子科学技术的迅猛发展，电子对抗与反电子对抗技术成为信息战的交点，电磁吸波材料是信息战隐身材料中发展最快且应用最广泛的材料之一。电磁吸波材料能够通过自身的吸收和衰减的作用使电磁波消耗掉，减少对电磁波的反射和散射，降低目标与环境的辐射的反差或者反谱反射差异，降低目标的可探测性，在一定范围内达到隐身的目的。此外，随着电子、电器等其他通信系统的编辑，人们的日常生活中也伴随着越来愈多的电磁辐射，过多的电磁辐射对人类的健康和环境都会产生严重的威胁，因此吸波材料对国防事业和人们的身体健康都具有重要的作用。磁性液体，又称磁流体、磁性胶体、铁磁性流体，它是有纳米级的磁性颗粒通过羧基、胺基、羟基、醛基和硫基等界面活性剂高度的分散、悬浮在水、矿物油、脂类、有机硅油、氟醚油和水银等载液中，形成的温度胶体体系，该胶体体系不受重力、离心力或者强磁场的影响，可长期保持体系和磁性稳定。磁性液体属于纳米吸波材料，具有极高的电磁吸收能力，兼具吸波频带宽、密度低、厚度薄、兼容性好等优点，但是磁性液体的稳定性直接影响吸波材料的性能，此外机械设备的某些特殊部位还对吸波材料的耐高温方面具有较高的要求。中国专利CN103753881B公开的一种利用磁流体制备吸波材料的方法，将化学共沉淀法制备的四氧化三体磁性纳米颗粒经OP-7表面活性剂处理后，与油酸、煤油或者硅油混合得到四氧化三铁磁流体，再将四氧化三铁磁流体与环氧树脂、乙二胺、磁合金粉末、半导体粉末作为原料，分别形成复合材料涂层和半导体涂层，但是该方法制备的复合材料涂层中四氧化三铁磁流体磁性稳定性不佳，容易造成固液分离，直接影响其吸波性能。本专利技术的申请人将四氧化三体磁性纳米颗粒表面经羧基硅氧烷改性，再与二甲基硅油和石墨烯混合制备得到稳定性极佳的磁流体，以此磁流体为基础制备的吸波材料具有优异的吸波性能，且质量轻，厚度薄，耐高温，满足多种领域的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料及制备方法，依次包括磁流体复合涂层和半导体涂层，磁流体复合涂层包括Fe3O4纳米颗粒、石墨烯、羧基硅氧烷、二甲基硅油、环氧树脂、乙二胺和羰基镍粉、羰基铁粉或者铁基合金磁性粉末高导磁合金粉末，半导体涂层包括环氧树脂、乙二胺和半导体SiC粉末。该吸波材料质量轻，厚度薄，磁流体饱和磁化强度高，具有优异的磁性各向异性，具有优异的吸波性能，且制备方法简单，适合工业化生产。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料，所述基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料包括磁流体复合涂层和半导体涂层，所述磁流体复合涂层包括石墨烯改性Fe3O4磁流体、环氧树脂、乙二胺和高导磁合金粉末，所述半导体涂层包括环氧树脂、乙二胺和半导体SiC粉末，所述石墨烯改性Fe3O4磁流体包括Fe3O4纳米颗粒、石墨烯、羧基硅氧烷和二甲基硅油，所述羧基硅氧烷的化学式为(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]x[(CH3)2SiO]ySiCH3)3。作为上述技术方案的优选，所述高导磁合金粉末为羰基镍粉、羰基铁粉或者铁基合金磁性粉末。本专利技术还提供一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照摩尔比Fe3+:Fe2+为1-2:1，将FeCl3·7H2O、FeSO4·6H2O加入到盛有70℃超纯水的三口烧瓶中，同时向反应体系中持续通入稀有气体排出空气，搅拌至固体颗粒完全溶解后，按照Fe3+与氢氧化钠的摩尔比为1:4-10，迅速加入过量的氢氧化钠水溶液，同时进行强烈搅拌，搅拌30min，得到Fe3O4纳米磁性颗粒溶液，将Fe3O4纳米磁性颗粒溶液温度调节至40-70℃，反应液pH值调节至5-7，然后按照Fe3O4纳米磁性颗粒与羧基硅氧烷的质量比为1-10:1，加入羧基硅氧烷，搅拌5-10h，用磁铁进行固液分离，并用超纯水和无水乙醇多次清洗得到黑色粘稠物，将黑色粘稠物离心干燥研磨，得到羧基硅氧烷包覆的磁性颗粒；(2)将石墨烯分散于二甲基硅油中形成石墨烯分散液，加入步骤(1)制备的羧基硅氧烷包覆的磁性颗粒，在80-100℃下混合均匀，超声分散，得到改性Fe3O4磁流体，将改性Fe3O4磁流体与环氧树脂、乙二胺和高导磁合金粉末搅拌均匀，消除气泡，形成混合溶液，将混合溶液均匀涂抹于铝合金薄板上，调整混合液体的状态，固化，形成磁流体复合涂层；(3)将环氧树脂中依次加入乙二胺和半导体SiC粉末，搅拌均匀，消除气泡，形成半导体液体，将半导体液体均匀涂抹于步骤(2)制备的磁流体复合涂层表面，固化，形成半导体涂层，磁流体复合涂层与半导体涂层组成了基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，羧基硅氧烷的化学式为(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]x[(CH3)2SiO]ySiCH3)3，呈浅稻草色或者清澈的液体，粘度为2500cSt，折射率为1.408，COOH的含量为1.3％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，离心干燥研磨的工艺为：离心的速度为2000rpm，离心的时间为30min，干燥的温度为40-70℃，时间为8-10h，研磨的设备为玛瑙研钵，研磨的时间为30-60min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，改性Fe3O4磁流体中石墨烯与Fe3O4的质量比为1:3-10。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，混合溶液中改性Fe3O4磁流体、环氧树脂、乙二胺和高导磁合金粉末的用料比为1ml：0.1-0.8g：0.01-0.1g:0.05-0.2g。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，调整的方法为：将磁铁从垂直方向由远及近接近铝合金薄板的下表面，至混合液体刚好出现磁性各向异性的现象。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，半导体液体中的组分，按百分比计，包括环氧树脂45-70％，乙二胺5-15％，半导体SiC粉末为15-45％，总量为100％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料中磁流体复合涂层与半导体涂层的总厚度为0.5-0.8mm，磁流体复合涂层与半导体涂层的厚度为1:1-2。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料的磁流体复合涂层中含有羧基硅氧烷包覆的Fe3O4磁性颗粒和石墨烯，羧基硅氧烷一端具有与硅油相同的硅氧结构，另一端的羧基能很好的与四氧化三体纳米颗粒进行化学吸附，使从根本上解决磁性颗粒在有机硅油分散剂中的分散和稳定问题，因此制备的磁性液体可以长时间保持均一稳定，稳定性极佳，此外石墨烯的存在，使磁性液体具有优异的力学和导电性能，可作为磁流体的抗沉降剂、抗磨剂和润滑剂，在不降低饱和磁化强度的基础上，降低固含量，进一步降低磁流体的密度，提高稳定性，用二甲基硅油作为载液，使磁流体具有优异的耐热性能，进一步提高吸波材料的使用范围。(2)本专利技术制备的基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料中的磁流体复合层是在外加稳定磁场的作用下，将磁流体与树脂等材料混合固化，使磁流体复合层的吸收长度大大增加，吸收频带展宽，吸波性能提高，并且在磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料，其特征在于：所述基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料包括磁流体复合涂层和半导体涂层，所述磁流体复合涂层包括石墨烯改性Fe3O4磁流体、环氧树脂、乙二胺和高导磁合金粉末，所述半导体涂层包括环氧树脂、乙二胺和半导体SiC粉末，所述石墨烯改性Fe3O4磁流体包括Fe3O4纳米颗粒、石墨烯、羧基硅氧烷和二甲基硅油，所述羧基硅氧烷的化学式为(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]x[(CH3)2 SiO]ySi CH3)3。
【技术特征摘要】
1.一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料，其特征在于：所述基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料包括磁流体复合涂层和半导体涂层，所述磁流体复合涂层包括石墨烯改性Fe3O4磁流体、环氧树脂、乙二胺和高导磁合金粉末，所述半导体涂层包括环氧树脂、乙二胺和半导体SiC粉末，所述石墨烯改性Fe3O4磁流体包括Fe3O4纳米颗粒、石墨烯、羧基硅氧烷和二甲基硅油，所述羧基硅氧烷的化学式为(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]x[(CH3)2SiO]ySiCH3)3。2.根据权利要求1所述的一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料，其特征在于：所述高导磁合金粉末为羰基镍粉、羰基铁粉或者铁基合金磁性粉末。3.一种基于羧基硅氧烷的硅油磁流体吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照摩尔比Fe3+:Fe2+为1-2:1，将FeCl3·7H2O、FeSO4·6H2O加入到盛有70℃超纯水的三口烧瓶中，同时向反应体系中持续通入稀有气体排出空气，搅拌至固体颗粒完全溶解后，按照Fe3+与氢氧化钠的摩尔比为1:4-10，迅速加入过量的氢氧化钠水溶液，同时进行强烈搅拌，搅拌30min，得到Fe3O4纳米磁性颗粒溶液，将Fe3O4纳米磁性颗粒溶液温度调节至40-70℃，反应液pH值调节至5-7，然后按照Fe3O4纳米磁性颗粒与羧基硅氧烷的质量比为1-10:1，加入羧基硅氧烷，搅拌5-10h，用磁铁进行固液分离，并用超纯水和无水乙醇多次清洗得到黑色粘稠物，将黑色粘稠物离心干燥研磨，得到羧基硅氧烷包覆的磁性颗粒；(2)将石墨烯分散于二甲基硅油中形成石墨烯分散液，加入步骤(1)制备的羧基硅氧烷包覆的磁性颗粒，在80-100℃下混合均匀，超声分散，得到改性Fe3O4磁流体，将改性Fe3O4磁流体与环氧树脂、乙二胺和高导磁合金粉末搅拌均匀，消除气泡，形成混合溶液，将混合溶液均匀涂抹于铝合金薄板上，调整混合液体的状态，固化，形成磁流体复合涂层；(3)将环氧树脂中依次加入乙二胺和半导体SiC粉末，搅拌均匀，消除气泡，形成半导体液体，将半导体液体均匀涂抹于步骤(2)制备的磁流...
【专利技术属性】
技术研发人员：李风浪，李舒歆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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