一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及电磁屏蔽材料技术领域，且公开了一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，包括以下配方原料及组分：氨基化镍铁氧体空心球、吡咯、苯胺、过硫酸胺。该一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，氨基化聚苯乙烯中的氨基与Ni

【技术实现步骤摘要】
一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料及其制法
本专利技术涉及电磁屏蔽材料
，具体为一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料及其制法。
技术介绍
电磁波具有电磁辐射特性，电磁辐射由低频率到高频率分为无线电波、微波、红外线、可见光和紫外线，通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射，温度越高辐射量越大，电磁辐射是传递能量的一种方式，辐射种类包括游离辐射、有热效应的非游离辐射、无热效应的非游离辐射和基地台电磁波绝非游离辐射波等，电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应，长期接触高能电磁波辐射，即使功率和频率很低，也会对人体的中枢神经系统、机体免疫功能、心血管系统和生殖系统造成严重的危害，引起人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退等症状，同时电磁辐射还会对飞机导航系统、医疗设备、笔记本电脑等电子电器造成干扰，开发高效的吸波和电磁屏蔽材料是解决问题的关键所在。目前的吸波和电磁屏蔽材料主要有石墨烯、碳纳米管和碳纤维等碳系电磁屏蔽材料；铁氧体、磁性纳米铁等铁系电磁屏蔽材料；聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物电磁屏蔽材料，其中镍铁氧体磁导率较高，可以吸收电磁波，通过磁极化效应和谐振损耗等方式，将电磁波转化为热能进行耗散，但是镍铁氧体的阻抗匹配性能较差，不具有介电损耗与电阻损耗，仅仅靠镍铁氧体材料的磁损耗很难充分地吸收和消耗电磁波。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料及其制法，解决了镍铁氧体电磁屏蔽材料不具有介电损耗与电阻损耗能力，阻抗匹配性能很差的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：28-35份氨基化镍铁氧体空心球、12-18份吡咯、8-14份苯胺、33-52份过硫酸胺。优选的，所述氨基化镍铁氧体空心球制备方法如下：(1)向反应瓶中通入氮气排出空气，加入甲醇溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和4-氨基苯乙烯，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，再加入引发剂过硫酸钾，匀速搅拌反应15-25h，将溶液冷却至室温，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到氨基化聚苯乙烯微球。(2)向反应瓶中加入蒸馏水、氨基化聚苯乙烯微球、Ni(NO3)2、Fe(NO3)3和Sm(NO3)3，将反应瓶置于恒温水浴锅中，在30-40℃下匀速搅拌反应40-60h，升温至70-90℃，加入氢氧化钠调节溶液pH至11-12，匀速搅拌反应4-8h，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，固体产物置于电阻炉中，升温速率为2-10℃/min，在480-540℃下保温煅烧2-4h，煅烧产物即为钐掺杂镍铁氧体。(3)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、钐掺杂镍铁氧体和己二胺，超声分散均匀后，将溶液转移进聚四氟乙烯水热反应釜中，并置于鼓风干燥机中加热至180-260℃，反应10-15h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到己二胺修饰的氨基化镍铁氧体空心球。优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮、4-氨基苯乙烯和过硫酸钾的质量比为1:28-35:15-22。优选的，所述Ni(NO3)2、Fe(NO3)3和Sm(NO3)3的物质的量比为1:1.93-1.98:0.02-0.07，钐掺杂镍铁氧体的化学表达式为NiSm0.02-0.07Fe1.93-1.98O4。优选的，所述钐掺杂镍铁氧体和己二胺的质量比为1:4-8。优选的，所述导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料制备方法如下：(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为4-6:1，再加入28-35份氨基化镍铁氧体空心球和12-18份吡咯，超声分散均匀后，在50-80℃，匀速搅拌15-25h，温度降至0-5℃，加入盐酸调节溶液pH至4-5，匀速搅拌反应4-8h，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤产物，并充分干燥，制备得到聚吡咯修饰镍铁氧体空心球。(2)向反应瓶中加入蒸馏水、聚吡咯修饰镍铁氧体空心球和8-14份苯胺，超声分散均匀后，在0-5℃下加入盐酸调节溶液pH至4-5，再加入33-52份过硫酸胺，匀速搅拌反应20-30h，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，氨基化聚苯乙烯纳米空心微球中的氨基与Ni2+和Fe3+进行络合，将Ni2+和Fe3+均匀吸附在聚苯乙烯微球的表面，通过水热合成法和热裂解法制备得到钐掺杂镍铁氧体纳米空心微球，具有空心结构和巨大的比表面积，更有利于吸收电磁波，并且钐取代了部分铁的晶格，提高了镍铁氧体的磁导率和饱和磁化强度，相比于普通的镍铁氧体，钐掺杂镍铁氧体纳米空心微球的磁损耗能力和磁极化效应更强。该一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，镍铁氧体纳米空心微球的比表面积巨大，通过高压热溶剂法，加速了乙二胺修饰过程，得到氨基化镍铁氧体空心球，氨基集团与吡咯的亚氨基形成大量氢键网络，使吡咯均匀地附着在镍铁氧体空心球的表面，再通过原位聚合法，加入的盐酸使部分镍铁氧体生产Fe3+，作为氧化剂引发吡咯在镍铁氧体空心球的表面原位聚合，形成聚吡咯包覆钐掺杂镍铁氧体，便宜易得的聚苯胺与聚吡咯具有良好的相容性，作为二次包覆层与聚吡咯包覆镍铁氧体形成壳核结构，大幅改善了无机钐掺杂镍铁氧体在聚苯胺中的分散和相容性，得到导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，导电性的聚吡咯和聚苯胺可以增强材料的介电损耗性能和电阻损耗性能，并且壳核结构的聚苯胺-聚吡咯包覆层，可以最大程度使入射电磁波能透入屏蔽体内部，并且多次反射电磁波，与具有优异磁损耗性能的钐掺杂镍铁氧体纳米空心微球，形成良好的阻抗匹配性能，赋予了材料的优异的吸波和电磁屏蔽吸能。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：28-35份氨基化镍铁氧体空心球、12-18份吡咯、8-14份苯胺、33-52份过硫酸胺。氨基化镍铁氧体空心球制备方法如下：(1)向反应瓶中通入氮气排出空气，加入甲醇溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和4-氨基苯乙烯，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，再加入引发剂过硫酸钾，匀速搅拌反应15-25h，将溶液冷却至室温，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到氨基化聚苯乙烯微球。(2)向反应瓶中加入蒸馏水和氨基化聚苯乙烯微球，物质的量比为1:1.93-1.98:0.02-0.07的Ni(NO3)2、Fe(NO3)3和Sm(NO3)3，将反应瓶置于恒温水浴锅中，在30-40℃下匀速搅拌反应40-60h，升温至70-90℃，加入氢氧化钠调节溶液pH至11-12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：28-35份氨基化镍铁氧体空心球、12-18份吡咯、8-14份苯胺、33-52份过硫酸胺。/n

【技术特征摘要】
1.一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：28-35份氨基化镍铁氧体空心球、12-18份吡咯、8-14份苯胺、33-52份过硫酸胺。


2.根据权利要求1所述的一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，其特征在于：所述氨基化镍铁氧体空心球制备方法如下：
(1)向甲醇溶剂中加入聚乙烯吡咯烷酮和4-氨基苯乙烯，在氮气氛围中，加热至60-80℃，再加入引发剂过硫酸钾，反应15-25h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到氨基化聚苯乙烯微球；
(2)向蒸馏水中加入氨基化聚苯乙烯微球、Ni(NO3)2、Fe(NO3)3和Sm(NO3)3，在30-40℃下匀速搅拌反应40-60h，升温至70-90℃，加入氢氧化钠调节溶液pH至11-12，反应4-8h，离心分离、洗涤并干燥，固体产物置于电阻炉中，升温速率为2-10℃/min，在480-540℃下保温煅烧2-4h，煅烧产物即为钐掺杂镍铁氧体；
(3)向乙二醇溶剂中加入钐掺杂镍铁氧体和己二胺，超声分散均匀后，将溶液转移进水热反应釜中，加热至180-260℃，反应10-15h，除去溶剂、洗涤并干燥，制备得到己二胺修饰的氨基化镍铁氧体空心球。


3.根据权利要求2所述的一种导电聚合物包覆镍铁氧体的电磁屏蔽材料，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮、4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌弟，
申请(专利权)人：陈昌弟，
类型：发明
国别省市：浙江;33