一种泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料的制备方法，属于吸波材料制备技术领域。本发明专利技术将碳酸钙、铝粉和氧化锡混合后，用镁条做引燃剂，使铝粉发生铝热反应，生成氧化铝，再将氧化铝与发泡剂进行混合发泡，得到泡沫铝，泡沫铝具有轻质和良好的电磁屏蔽性能，再以苯胺为原料通过聚合反应，在泡沫铝外部包裹一层掺杂无机酸的聚苯胺，泡沫铝与聚苯胺的吸波频段不同，可增加吸波宽度，且当电磁波通过聚合物层到达泡沫铝内部后，泡沫铝内部的多孔可反复折射、吸附电磁波，达到吸波的目的，本发明专利技术制得的吸波材料可改变波频吸收宽度，调整的吸收峰位置，且解决了传统吸波材料的有效吸波频段较窄，吸波性能不理想的问题，具有较好的使用前景。

Preparation method of foam aluminium modified polyaniline composite wave absorbing material

The invention discloses a preparation method of a foam aluminium modified polyaniline composite wave absorbing material, belonging to the technical field of wave absorbing material preparation. In the invention, calcium carbonate, aluminum and tin oxide after mixing with magnesium for igniting agent, the aluminum powder aluminum thermal reaction, formation of alumina, alumina and then mixed foaming foaming agent, foam aluminum, light weight and good electromagnetic shielding properties of aluminum foam with, with benzene amine as raw materials by polymerization in the aluminum foam, outside wrapped with a layer of inorganic acid doped polyaniline, polyaniline aluminum foam and the absorbing band, can increase the absorbing width, and when the electromagnetic wave through the polymer layer to the aluminum foam inside, inside the porous aluminum foam can be repeated refraction, adsorption of electromagnetic wave absorbing, reach the purpose of the present invention the prepared absorbing material can change the wave absorption frequency width, peak position adjustment, and solves the traditional wave absorbing material absorption of the wave band is narrow, absorbing performance is not ideal, with Good prospects for use.

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料的制备方法
本专利技术公开了一种泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料的制备方法，属于吸波材料制备

技术介绍
随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场、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，此外，电磁辐射通过热效应、非热效应、累积效应还会对人体造成直接和间接的伤害。因此，治理电磁污染及电磁辐射，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的吸波材料，已成为材料科学的一大课题。吸波材料是一种能够将投射到它表面的电磁波大部分吸收，并通过材料的电或磁损耗将电磁能量转换成为热能或其他形式的能量而消耗掉，且反射、散射和透射都很小的复合功能材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。传统吸波材料的分类方法主要有：按吸波原理可分为吸收型和干涉型，前者利用材料本身对电磁波的吸收、后者利用表层与底层两列反射波相互干涉抵消来减少电磁辐射；按耗损机理分为电阻性、电介质型和磁介质型，碳化硅、石墨等属于电阻型，电磁能主要衰减在材料电阻上，以热能形式散发掉，钛酸钡为电介质型吸波材料，主要靠介质的电子极化、分子极化或界面极化的弛豫损耗衰减吸收电磁波，磁损耗型吸收剂依靠磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗等极化机制衰减吸收电磁波，如铁氧体、羰基铁等；按成型工艺分为涂覆型和结构型，涂覆型是将吸收剂与粘结剂混合后涂覆于目标表面形成吸波涂层，而结构型吸波材料通常是将吸收剂分散在由特种纤维增强的结构材料中所形成的结构复合材料,它具有承载和吸波的双重功能。然而，这些吸波材料均不可改变的波频吸收宽度以及固定的吸收峰位置，且吸波材料的有效吸波频段较窄，吸波性能不理想。因此，拓展出新的吸波材料，对于改善现有吸波材料性能和实际应用生产是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对传统的吸波材料均不可改变的波频吸收宽度以及固定的吸收峰位置，且吸波材料的有效吸波频段较窄，吸波性能不理想的缺陷，提供一种轻质、吸波闭孔泡沫铝作为核，外部包裹掺杂型吸波聚合物来制备泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料的方法，本专利技术首先将碳酸钙、铝粉和氧化锡混合后，用镁条做引燃剂，使铝粉发生铝热反应，生成氧化铝，再将氧化铝与发泡剂进行混合发泡，得到泡沫铝，泡沫铝具有轻质和良好的电磁屏蔽性能，再以苯胺为原料通过聚合反应，在泡沫铝外部包裹一层掺杂无机酸的聚苯胺，聚苯胺利用电的极化来损耗电磁波能量的，泡沫铝与聚苯胺的吸波频段不同，可增加吸波宽度，且当电磁波通过聚合物层到达泡沫铝内部后，泡沫铝内部的多孔可反复折射、吸附电磁波，达到吸波的目的，最后再离心、干燥，即可得到吸波材料，本专利技术制得的吸波材料可改变波频吸收宽度，调整的吸收峰位置，且解决了传统吸波材料的有效吸波频段较窄，吸波性能不理想的问题，具有较好的使用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）称取20～30g碳酸钙加入到粉碎机中，粉碎20～25min，并过100～120目筛，收集过筛物，将过筛物加入到烧杯中，再向烧杯中加入200～300g铝粉和100～120g氧化锡，搅拌混合15～20min，得到混合粉末；（2）取40～50g上述混合粉末和2～3g氯酸钾加入到三口烧瓶中，并将烧瓶置于沙浴中，控制升温速率为15～20℃/min，升温至350～400℃，再以3～5mL/min的速率向烧瓶中通入氮气10～15min后，停止通入氮气，静置3～5min，取3～5g镁条，点燃后放入烧瓶中，使镁条在氮气中燃烧，待镁条燃烧结束，磁力搅拌1～2h，得到发泡基料；（3）按质量比50:1将上述发泡基料和蛋白粉加入到模具中，控制模具温度为450～500℃，挤压20～30min后，脱模，得到泡沫铝，将泡沫铝置于粉碎机中粉碎20～30min，并过100～120目筛，得到泡沫铝粉末；（4）称取20～30g上述泡沫铝粉末和3～5g硅烷偶联剂KH-550加入到盛有100～200mL水的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在40～50℃，再向烧杯中加入8～12mL苯胺和20～30mL质量分数为15%盐酸，磁力搅拌混合15～20min后，升温至80～90℃，再向烧瓶中滴加10～15mL质量分数为20%过硫酸铵溶液，控制10～15min内滴加完毕，并搅拌反应5～6h；（5）待上述反应结束，收集产物，并将产物移入离心机中，以4000～5000r/min的转速离心15～20min，收集沉淀，并将沉淀置于烘箱中，控制烘箱温度为80～90℃，干燥2～3h，即可得到泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料。本专利技术的应用方法是：首先将本专利技术制得的泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料装入压片模具中，采用压片机在14.8～15.6MPa条件下进行压片成型处理，控制压片厚度为1.2～1.8mm，随后将得到的固相压片在置于烧结炉中，在180～200℃条件下烧结30～50min，待自然冷却至室温，即可得到具有层状结构的吸波材料，再将所得吸波材料固定在微波烤箱的基材表面形成吸波层，再将基材用常规方式组装成微波烤箱即可。经检测，所得吸波材料面密度为0.82～1.21g/cm2，压缩强度为5.8～6.3MPa，拉伸强度为3～5MPa，弯曲强度为5～7MPa，具有较高的机械强度，同时本专利技术吸波材料增加波频的吸收宽度、改变吸收峰的位置，吸收频带达到2～18GHz，吸收峰值为12～16dB，在-20dB带宽为2.1～2.5GHz，-15dB带宽为5.6～6.2GHz，工作频带宽度较传统吸波材料拓宽了30～50%。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制得的泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料吸波性能较好，可达到多波段、宽频带的吸收效果，且磁导率及磁损耗较小；（2）本专利技术制得的泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料能有效增加波频的吸收宽度、改变吸收峰的位置，具有较好的使用前景。具体实施方式首先称取20～30g碳酸钙加入到粉碎机中，粉碎20～25min，并过100～120目筛，收集过筛物，将过筛物加入到烧杯中，再向烧杯中加入200～300g铝粉和100～120g氧化锡，搅拌混合15～20min，得到混合粉末；随后取40～50g上述混合粉末和2～3g氯酸钾加入到三口烧瓶中，并将烧瓶置于沙浴中，控制升温速率为15～20℃/min，升温至350～400℃，再以3～5mL/min的速率向烧瓶中通入氮气10～15min后，停止通入氮气，静置3～5min，取3～5g镁条，点燃后放入烧瓶中，使镁条在氮气中燃烧，待镁条燃烧结束，磁力搅拌1～2h，得到发泡基料；再按质量比50:1将上述发泡基料和蛋白粉加入到模具中，控制模具温度为450～500℃，挤压20～30min后，脱模，得到泡沫铝，将泡沫铝置于粉碎机中粉碎20～30min，并过100～120目筛，得到泡沫铝粉末；再称取20～30g上述泡沫铝粉末和3～5g硅烷偶联剂KH-550加入到盛有100～200mL水的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在40～50℃，再向烧杯中加入8～12mL苯胺和20～30mL质量分数为15%盐酸，磁力搅拌混合15～20min后，升温至80～90℃，再向烧瓶中滴加10～15mL质量分数为20%过硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取20～30g碳酸钙加入到粉碎机中，粉碎20～25min，并过100～120目筛，收集过筛物，将过筛物加入到烧杯中，再向烧杯中加入200～300g铝粉和100～120g氧化锡，搅拌混合15～20min，得到混合粉末；（2）取40～50g上述混合粉末和2～3g氯酸钾加入到三口烧瓶中，并将烧瓶置于沙浴中，控制升温速率为15～20℃/min，升温至350～400℃，再以3～5mL/min的速率向烧瓶中通入氮气10～15min后，停止通入氮气，静置3～5min，取3～5g镁条，点燃后放入烧瓶中，使镁条在氮气中燃烧，待镁条燃烧结束，磁力搅拌1～2h，得到发泡基料；（3）按质量比50:1将上述发泡基料和蛋白粉加入到模具中，控制模具温度为450～500℃，挤压20～30min后，脱模，得到泡沫铝，将泡沫铝置于粉碎机中粉碎20～30min，并过100～120目筛，得到泡沫铝粉末；（4）称取20～30g上述泡沫铝粉末和3～5g硅烷偶联剂KH‑550加入到盛有100～200mL水的三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制温度在40～50℃，再向烧杯中加入8～12mL苯胺和20～30mL质量分数为15%盐酸，磁力搅拌混合15～20min后，升温至80～90℃，再向烧瓶中滴加10～15mL质量分数为20%过硫酸铵溶液，控制10～15min内滴加完毕，并搅拌反应5～6h；（5）待上述反应结束，收集产物，并将产物移入离心机中，以4000～5000r/min的转速离心15～20min，收集沉淀，并将沉淀置于烘箱中，控制烘箱温度为80～90℃，干燥2～3h，即可得到泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料。...

【技术特征摘要】
1.一种泡沫铝改性聚苯胺复合吸波材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取20～30g碳酸钙加入到粉碎机中，粉碎20～25min，并过100～120目筛，收集过筛物，将过筛物加入到烧杯中，再向烧杯中加入200～300g铝粉和100～120g氧化锡，搅拌混合15～20min，得到混合粉末；（2）取40～50g上述混合粉末和2～3g氯酸钾加入到三口烧瓶中，并将烧瓶置于沙浴中，控制升温速率为15～20℃/min，升温至350～400℃，再以3～5mL/min的速率向烧瓶中通入氮气10～15min后，停止通入氮气，静置3～5min，取3～5g镁条，点燃后放入烧瓶中，使镁条在氮气中燃烧，待镁条燃烧结束，磁力搅拌1～2h，得到发泡基料；（3）按质量比50:1将上述发泡基料和蛋白粉加入到模具中，控制模具温度为450～500℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维，孙冬，林晨，
申请(专利权)人：常州创索新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32