复合铁基非晶纳米晶膜、其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合铁基非晶纳米晶膜、其制备方法和应用，该制备方法包括如下步骤：S1、将非磁性纳米颗粒、有机溶剂、胶粘剂、偶联剂超声混合，得到涂料；S2、将步骤S1制得的涂料附着于铁基非晶纳米晶薄膜上，干燥即得。本发明专利技术在铁基非晶纳米晶薄膜表面构筑微纳粗糙结构，并通过偶联剂提高纳米颗粒的分散程度并降低疏水表面的表面能，制备工艺简单、便捷、成本低、对环境影响小，反应条件温和，对反应设备要求低，可大规模生产。可大规模生产。可大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
复合铁基非晶纳米晶膜、其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种纳米晶膜，具体地，涉及一种可用于电力电源、仪器仪表等领域具有超疏水和隔磁特性的复合铁基非晶纳米晶膜、其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着5G等通讯技术的高速发展，电磁波对电力电源、仪表仪器等精密设备的影响越来越受到重视。现在常应用于精密设备上的隔绝电磁波的手段是其机械外壳的屏蔽作用，该方案隔绝电磁波的效果良好，但对设备外形有一定的要求，一定程度上增加了设备的体积，且难以更换，阻碍了其在更长时间范围内的使用，因此研发一款制备流程简易易控，兼顾可替换性和绝缘、隔磁效果且对环境无污染的隔磁材料迫在眉睫。其中由于制备工艺简单、隔磁效果优异、厚度低等优良性能，铁基非晶纳米晶材料已成为处理这种问题的首选材料之一。
[0003]喷涂法制备超疏水表面在最近几十年已经得到了广泛的应用。制备超疏水表面有许多方法，例如模板法、分层组装法、喷涂法、光刻法、等离子体处理和蜡印方法。这些方法制得的超疏水材料存在诸多缺点，如需要消耗昂贵的材料和高精度大型设备；材料耐久性差，不耐腐蚀；生产环节复杂，操作不便，增大了生产成本；只适用于特定的基材等。例如，中国专利CN110669363B公开了一种透明超疏水涂层制备方法，同样选择了二氧化硅作为形成超疏水表面的颗粒，但表面水接触角较小，为151度，且反应时间长，反应温度高，制作流程较为繁琐。
[0004]此外，随着技术的发展，单一功能的隔磁材料越来越无法满足复杂环境的使用需求。铁基非晶纳米晶具备优异的隔磁性能，但易受外界湿润环境影响而生锈，为了适应实际应用中的需求，设计一种具有防水、隔磁双功能的铁基非晶纳米晶复合材料是十分有必要的。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种复合铁基非晶纳米晶膜及其制备方法，采用该方法制得的复合铁基非晶纳米晶膜同时具有超疏水和隔磁功能，并且制备工艺简单。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种复合铁基非晶纳米晶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0007]S1、将非磁性纳米颗粒、有机溶剂、胶粘剂、偶联剂超声混合，得到涂料；
[0008]S2、将步骤S1制得的涂料附着于铁基非晶纳米晶薄膜上，干燥即得。
[0009]在铁基非晶纳米晶薄膜表面构筑微纳粗糙结构，并通过偶联剂提高纳米颗粒的分散程度并降低疏水表面的表面能。本专利技术制得的复合铁基非晶纳米晶膜同时具有超疏水性能、隔磁性能等性能，可用于精密设备外层的防水和隔磁使用。此外，铁基非晶纳米晶薄膜表面所沉积的微纳结构还具备一定的抗紫外光照性能，在不同波长的紫外光照的条件下能够保持超疏水性能的稳定性，从而可以达到在特殊极端环境下稳定使用的目的。
[0010]上述技术方案采用的铁基非晶纳米晶薄膜是通过将一定比例的包含铁、钴等元素的合金进行高温冶炼，并通过约1000℃/s的快速冷却使合金晶体形成纳米晶，再通过后续的流延处理，使合金成型为铁基非晶纳米晶薄膜。此薄膜的生产制造流程短，一步成型，节约能耗，并具备了优异的软磁特性，兼备了铁基非晶合金的高饱和磁感应强度(Bs)和钴基非晶合金的高磁导率和低损耗。
[0011]具体地，步骤S1中，非磁性纳米颗粒、胶粘剂、偶联剂的质量比为(3～15)：(28～32)：1。
[0012]非磁性纳米颗粒浓度过低，产生的微观结构不均匀且粗糙度较差；浓度过高，产生的微观粗糙结构容易团聚，最终局部富集。合适的配比可以使得铁基非晶纳米晶薄膜表面的涂层均匀度好，微结构空间适宜，一方面可以与铁基非晶纳米晶薄膜结合牢固，第二方面，能够使铁基非晶纳米晶薄膜表面的非磁性纳米颗粒分布尽量均匀，进而有效形成超疏水表面。
[0013]优选地，所述非磁性纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化锌或者纳米二氧化钛。
[0014]优选地，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙醇、乙酸甲酯和丙酮中的一种或几种。
[0015]优选地，所述胶粘剂为聚氨酯或环氧树脂。
[0016]优选地，所述偶联剂为全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTS)或3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷。
[0017]优选地，步骤S2中，采用喷涂方法将涂料附着于所述铁基非晶纳米晶薄膜上，制备工艺简单、便捷、成本低。
[0018]进一步优选地，喷涂厚度为单层或两层，厚度较小不至于风干后涂层开裂，但需铺满且均匀。
[0019]铁基非晶纳米晶薄膜的高平整度以及柔韧性，使得喷涂法制备的涂层分布更加均匀，相较于非平整表面或者硬质平整(隔磁片很多是这样的)的涂层，疏水效果有所提高。
[0020]基材本身很薄(厚度约为20
‑
30μm)，涂层也比较薄(厚度约为10
‑
20μm)，达到了在很小尺寸下的隔磁效果。
[0021]此外，铁基非晶纳米晶薄膜本身是柔软的，使得喷涂法制备的涂层能具备与基材同等的柔韧性，使用上较灵活。
[0022]优选地，步骤S2中，所述干燥过程为：在50～60℃干燥6～9h，或者在100～150℃下烘干1～2h。
[0023]上述技术方案中，两种干燥条件都能合适地固化超疏水涂层，进而保证铁基非晶纳米晶薄膜的超疏水性能和抗紫外性能。
[0024]本专利技术第二方面提供一种复合铁基非晶纳米晶膜，该纳米晶膜由上述的制备方法制得。
[0025]本专利技术第三方面提供一种上述的复合铁基非晶纳米晶膜在制备隔磁材料中的应用。所述隔磁材料可用于电力电源、仪器仪表等领域。
[0026]通过上述技术方案，本专利技术实现了以下有益效果：
[0027]1、本专利技术在铁基非晶纳米晶薄膜表面构筑微纳粗糙结构，并通过偶联剂提高纳米颗粒的分散程度并降低疏水表面的表面能，制备工艺简单、便捷、成本低、对环境影响小，反应条件温和，对反应设备要求低，可大规模生产。
[0028]2、制备技术简单易控，无需昂贵仪器，且可根据需求在其表面附着不同性质的颗粒赋予铁基非晶纳米晶薄膜更多性能。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例1的复合铁基非晶纳米晶薄膜的微观结构示意图；
[0030]图2是本专利技术复合铁基非晶纳米晶薄膜的超疏水性能稳定测试图；
[0031]图3是本专利技术复合铁基非晶纳米晶薄膜与常见隔磁材料上喷涂涂层后的超疏水性能对比图；
[0032]图4是本专利技术复合铁基非晶纳米晶薄膜的隔磁性能测试图；
[0033]图5是本专利技术复合铁基非晶纳米晶薄膜的抗紫外光照性能示意图；
具体实施方式
[0034]以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0035]各实施例所用组分如下表所示。
[0036]表1各实施例组分(g)
[0037][0038]制备方法包括：
[0039]S1、将非磁性纳米颗粒、有机溶剂、胶粘剂、偶联剂超声混合20min，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合铁基非晶纳米晶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将非磁性纳米颗粒、有机溶剂、胶粘剂、偶联剂超声混合，得到涂料；S2、将步骤S1制得的涂料附着于铁基非晶纳米晶薄膜上，干燥即得。2.根据权利要求1所述的复合铁基非晶纳米晶膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，非磁性纳米颗粒、胶粘剂、偶联剂的质量比为(3～15)：(28～32)：1。3.根据权利要求1所述的复合铁基非晶纳米晶膜的制备方法，其特征在于，所述非磁性纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化锌或者纳米二氧化钛。4.根据权利要求1所述的复合铁基非晶纳米晶膜的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙醇、乙酸甲酯和丙酮中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的复合铁基非晶纳米晶膜的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷祚炷，刘凯元，薛名山，罗健雄，
申请(专利权)人：扬州虹扬科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：