一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物的制备，步骤S2、基于噻吩席夫碱缩聚物的制备，步骤S3、石墨烯掺杂Fe‑Gd‑Sr‑Zr‑O的制备，步骤S4、石墨烯掺杂Fe‑Gd‑Sr‑Zr‑O的表面修饰，步骤S5、烯丙基‑β‑环糊精/4,4'‑二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物的制备，步骤S6、复合吸波材料的制备。本发明专利技术还公开了根据所述应用于5G毫米波段的复合吸波材料的制备方法制备而成的应用于5G毫米波段的复合吸波材料。本发明专利技术公开的应用于5G毫米波段的复合吸波材料吸收频段宽、吸收率高，抗氧化性、耐腐蚀性、性能稳定性和机械力学性能优异，使用寿命长。

A composite microwave absorbing material applied in 5g millimeter wave band and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料及其制备方法
本专利技术涉及吸波材料
，尤其涉及一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，电子仪器、无线通信技术也迅速发展。现如今随着我国5G系统低频测试频率许可证的颁发，标志着我国已经进入了第五代移动通讯技术(5G)时代。5G通信传输速度超快，可以让人们用智能终端分享3D电影、游戏以及超高画质节目的梦想得以实现，能给人们提供更多生活上的便利，然而，由其带来的电磁污染也不可小觑，由5G通信技术带来的过量的电磁波辐射可诱发诸如神经系统、免疫系统、生殖系统和血液循环系统的病变，甚至包括癌症在内的严重疾病，长期处于电磁波环境中，人体内被电磁波损伤且未来得及自我修复的组织和器官的损伤可以因长期积累而成为功能性病变，严重时可危及生命。与此同时，也会对一些电子设备的正常工作产生影响。因此，5G通信带来的电磁污染成为5G通信技术进一步发展的桎梏。电磁波吸收材料，简称吸波材料，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。由于5G应用波段是毫米波频段，毫米波频段的应用也将促使各种电子元件趋于小型化。相关设备材料的更新必将对能应用于5G毫米波段的吸波材料提出较大需求，所以该频段内的吸波材料研究在现阶段显得尤为重要。传统吸波材料按吸波原理可分为电阻型、电介质型和磁介质型；其中常见电阻型吸波材料主要有碳纤维、碳化硅纤维、导电性石墨粉、导电高聚物等；金属短纤维、钛酸钡陶瓷等属于电介质型吸波材料；铁氧体、羰基铁粉、超细金属粉等属于磁介质型吸波材料。这些吸波材料均不可改变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，拓展出新的应用于5G毫米波段吸波材料，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，对促进5G通信技术的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，提供一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料及其制备方法，该制备方法简单易行，过程可控，成本低廉，便于工业化连续生产，生产效率和成品合格率高；制备得到的应用于5G毫米波段的复合吸波材料吸收频段宽、吸收率高，抗氧化性、耐腐蚀性、性能稳定性和机械力学性能优异，使用寿命长。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物的制备：将1,1'-二茂铁二甲醛、2,5-二氨基苯磺酸加入到有机溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下，85-95℃下搅拌反应4-6小时，反应结束后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，后用石油醚洗涤3-6次，后置于真空干燥箱50-70℃下干燥至恒重，得到基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物；步骤S2、基于噻吩席夫碱缩聚物的制备：将2,5-噻吩二甲醛、2,3-二氨基萘加入到乙醇中，在氮气氛围下，80-90℃下搅拌反应6-8小时，反应结束后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，后用石油醚洗涤3-6次，后置于真空干燥箱60-80℃下干燥至恒重，得到基于噻吩席夫碱缩聚物；步骤S3、石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O的制备：将铁盐、钆盐、锶盐、锆盐加入到含乙醇的烧杯中，搅拌0.5-1h后，缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌2-3h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在180-210℃反应15-20h；取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在70-80℃的真空干燥箱中干燥18-24小时；后在600-700℃下烧结2-4小时，自然冷却到室温，得到Fe-Gd-Sr-Zr-O；然后将得到的Fe-Gd-Sr-Zr-O与石墨烯混合碾磨20-40分钟，后在氮气氛围下，以5-10℃/min的升温速度升温至550-600℃下，保温6-8小时，自然冷却，粉碎过300-400目目筛，得到石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O；步骤S4、石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O的表面修饰：将经过步骤S3制成的石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O分散于乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在60-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O；步骤S5、烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物的制备：将烯丙基-β-环糊精、4,4'-二氰基二苯乙烯、乙烯基二甲基氟硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围，70-80℃下搅拌反应3-5小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，后置于真空干燥箱80-90℃干燥至恒重，得到烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物；步骤S6、复合吸波材料的制备：将经过步骤S1制成的基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物、经过步骤S2制成的基于噻吩席夫碱缩聚物、经过步骤S4制成的表面修饰石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O、经过步骤S5制成的烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物、五氧化二磷加入到高速混合机中，高速分散15-30分钟，得到混合料，然后将混合料通过双螺杆挤出机在190-230℃下熔融共混、挤出成型制得复合吸波材料。进一步地，步骤S1中所述1,1'-二茂铁二甲醛、2,5-二氨基苯磺酸、有机溶剂的质量比为1.29:1:(7-12)。进一步地，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、甲苯、四氢呋喃中的一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。进一步地，步骤S2中所述2,5-噻吩二甲醛、2,3-二氨基萘、乙醇的质量比为1:1.13:(7-10)。进一步地，步骤S3中所述铁盐、钆盐、锶盐、锆盐、乙醇、醋酸钠、石墨烯的质量比为1:0.05:0.1:0.1:(20-30):3:(0.01-0.03)。进一步地，所述铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的至少一种；所述钆盐为氯化钆、硝酸钆、硫酸钆中的至少一种；所述锶盐为氯化锶、硝酸锶、硫酸锶中的至少一种；所述锆盐为氯化锆、硝酸锆、硫酸锆中的至少一种。进一步地，步骤S4中所述石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O、乙醇、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵的质量比1:(5-10):(0.1-0.3)。进一步地，步骤S5中所述烯丙基-β-环糊精、4,4'-二氰基二苯乙烯、乙烯基二甲基氟硅烷、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.2:1:0.3:(0.01-0.03):(5-8)。优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。进一步地，步骤S6中所述基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物、基于噻吩席夫碱缩聚物、表面修饰石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O、烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物、五氧化二磷的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物的制备：将1,1'-二茂铁二甲醛、2,5-二氨基苯磺酸加入到有机溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下，85-95℃下搅拌反应4-6小时，反应结束后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，后用石油醚洗涤3-6次，后置于真空干燥箱50-70℃下干燥至恒重，得到基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物；/n步骤S2、基于噻吩席夫碱缩聚物的制备：将2,5-噻吩二甲醛、2,3-二氨基萘加入到乙醇中，在氮气氛围下，80-90℃下搅拌反应6-8小时，反应结束后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，后用石油醚洗涤3-6次，后置于真空干燥箱60-80℃下干燥至恒重，得到基于噻吩席夫碱缩聚物；/n步骤S3、石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O的制备：将铁盐、钆盐、锶盐、锆盐加入到含乙醇的烧杯中，搅拌0.5-1h后，缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌2-3h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在180-210℃反应15-20h；取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在70-80℃的真空干燥箱中干燥18-24小时；后在600-700℃下烧结2-4小时，自然冷却到室温，得到Fe-Gd-Sr-Zr-O；然后将得到的Fe-Gd-Sr-Zr-O与石墨烯混合碾磨20-40分钟，后在氮气氛围下，以5-10℃/min的升温速度升温至550-600℃下，保温6-8小时，自然冷却，粉碎过300-400目目筛，得到石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O；/n步骤S4、石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O的表面修饰：将经过步骤S3制成的石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O分散于乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在60-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O；/n步骤S5、烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物的制备：将烯丙基-β-环糊精、4,4'-二氰基二苯乙烯、乙烯基二甲基氟硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围，70-80℃下搅拌反应3-5小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，后置于真空干燥箱80-90℃干燥至恒重，得到烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物；/n步骤S6、复合吸波材料的制备：将经过步骤S1制成的基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物、经过步骤S2制成的基于噻吩席夫碱缩聚物、经过步骤S4制成的表面修饰石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O、经过步骤S5制成的烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物、五氧化二磷加入到高速混合机中，高速分散15-30分钟，得到混合料，然后将混合料通过双螺杆挤出机在190-230℃下熔融共混、挤出成型制得复合吸波材料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种应用于5G毫米波段的复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物的制备：将1,1'-二茂铁二甲醛、2,5-二氨基苯磺酸加入到有机溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下，85-95℃下搅拌反应4-6小时，反应结束后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，后用石油醚洗涤3-6次，后置于真空干燥箱50-70℃下干燥至恒重，得到基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物；
步骤S2、基于噻吩席夫碱缩聚物的制备：将2,5-噻吩二甲醛、2,3-二氨基萘加入到乙醇中，在氮气氛围下，80-90℃下搅拌反应6-8小时，反应结束后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，后用石油醚洗涤3-6次，后置于真空干燥箱60-80℃下干燥至恒重，得到基于噻吩席夫碱缩聚物；
步骤S3、石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O的制备：将铁盐、钆盐、锶盐、锆盐加入到含乙醇的烧杯中，搅拌0.5-1h后，缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌2-3h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在180-210℃反应15-20h；取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在70-80℃的真空干燥箱中干燥18-24小时；后在600-700℃下烧结2-4小时，自然冷却到室温，得到Fe-Gd-Sr-Zr-O；然后将得到的Fe-Gd-Sr-Zr-O与石墨烯混合碾磨20-40分钟，后在氮气氛围下，以5-10℃/min的升温速度升温至550-600℃下，保温6-8小时，自然冷却，粉碎过300-400目目筛，得到石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O；
步骤S4、石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O的表面修饰：将经过步骤S3制成的石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O分散于乙醇中，然后再向其中加入3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵，在60-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O；
步骤S5、烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物的制备：将烯丙基-β-环糊精、4,4'-二氰基二苯乙烯、乙烯基二甲基氟硅烷、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围，70-80℃下搅拌反应3-5小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，后置于真空干燥箱80-90℃干燥至恒重，得到烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物；
步骤S6、复合吸波材料的制备：将经过步骤S1制成的基于二茂铁磺酸基席夫碱缩聚物、经过步骤S2制成的基于噻吩席夫碱缩聚物、经过步骤S4制成的表面修饰石墨烯掺杂Fe-Gd-Sr-Zr-O、经过步骤S5制成的烯丙基-β-环糊精/4,4'-二氰基二苯乙烯/乙烯基二甲基氟硅烷共聚物、五氧化二磷加入到高速混合机中，高速分散15-30分钟，得到混合料，然后将混合料通过双螺杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾强，陈炜，
申请(专利权)人：湖南七纬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43