一种高透明磁性抗冻吸波凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高透明磁性抗冻吸波凝胶及其制备方法，所述吸波凝胶包括质量份数的如下组分：以光固化磁性阳离子单体总质量100份计，含有多官能度光固化单体0.1

【技术实现步骤摘要】
一种高透明磁性抗冻吸波凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电磁材料
，具体地说，是涉及一种高透明磁性抗冻吸 波凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]吸波材料作为防电磁干扰和电磁污染的有效屏障，不仅应用在军事隐身、 航空航天等军用领域，在通信、个体防护等民用领域也得到了广泛的应用。因 此，如何研发出更加高效的吸波材料成为各国相关行业与专业人员的研究热点。 为此，人们开发了不同的电磁波吸收材料(如碳材料、金属氧化物、铁氧体及其 混杂材料)。然而，这些填料的引入极大地影响了复合吸波材料的透明性，且填 料的分散性问题在加工精密零件或薄膜的过程中是难以解决的。此外，许多被 报道作为吸波材料的导电聚合物(聚苯胺、聚吡咯、聚烷基噻吩等)也是光学 不透明的。
[0003]电磁波的本质是相互垂直交变电场与交变磁场，要达到损耗电磁波的目的， 就是需要与电磁波相互作用，所以极性物质(电场相互作用)、磁性物质(磁场 相互作用)会在电磁波的影响下极化取向或产生感应电流、磁场，需要通过一 些方式来损耗电磁波。而有些特殊场所需要透明性比较高，同时兼具抗冻性能 的吸波材料。因此，能得到具有高透明性的磁性抗冻吸波凝胶材料是十分需要 的。

技术实现思路

[0004]针对目前现有技术中吸波材料透明度低、磁损耗高等问题，本专利技术提供了一 种高透明磁性抗冻凝胶吸波材料及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的之一是提供一种高透明磁性抗冻吸波凝胶。
[0006]本专利技术提供的高透明磁性抗冻吸波凝胶，包括质量份数的如下组分：以光固 化磁性阳离子单体总质量100份计，含有多官能度光固化单体0.1
‑
10份，优选 为0.2
‑
3份。光固化磁性阳离子单体的引入，为凝胶引入了阴、阳离子，同时为 凝胶带来了，导电性、磁性，这两种性质都可以对电磁波带来损耗。
[0007]上述技术方案中，以光固化磁性阳离子单体总质量为100份计，所述吸波凝 胶还含有光引发剂0.5
‑
5份，优选为1
‑
3份；含有有机溶剂60
‑
200份，优选为 80
‑
150份。
[0008]上述技术方案中，所述光固化磁性阳离子单体结构式为：[X
‑
(CH2)
n1
‑
Y]+(8
‑
n2) [Z(SCN)
n2
‑
8+n2
·
(8
‑
n2)H2O]；其中，X为可光聚合结构，优选为自由基光引发聚合 结构或阳离子光引发聚合结构；Y为有机阳离子结构；优选为季铵型、季膦型、 咪唑型、吡咯型、吡啶型和哌啶型有机阳离子结构中的至少一种；Z为镧系稀土 元素镧(La)、铒(Er)、铕(Eu)、钆(Gd)、钬(Ho)、钕(Nd)、镨(Pr)、钐(Sm)、 铽(Tb)、镱(Yb)和镝(Dy)中的至少一种；n1为碳链长度，1≤n1≤18；n1优选 为：1≤n1≤5；n2为稀土元素配位的SCN
‑
数量，6≤n2≤8；n2优选为：7≤n1 ≤8。
[0009]上述技术方案中，所述X为丙烯酸酯、丙烯酰胺、环氧基、乙烯基中的至 少一种；X
优选为乙烯基；所述Y为镝、铕中的至少一种；优选为镝。此处优选 乙烯基因为其光聚合反应活性大、聚合程度好，优选镝因其在镧系稀土元素中 磁性最强。
[0010]上述技术方案中，所述光引发剂为自由基光引发剂或阳离子光引发剂，优选 为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑
苯基丙酮
‑
1、1
‑
羟基
‑
环己基苯甲酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑
对羟乙 基醚基苯基丙酮
‑
1、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、双十二烷基苯碘鎓盐、 三苯基硫鎓盐，苯硫基苯基二苯基硫鎓盐中的至少一种。进一步优选为2
‑
羟基
ꢀ‑2‑
甲基
‑
苯基丙酮
‑
1，该引发剂为在用量少的情况下，引发效率高，且对聚合 物的颜色影响不大。
[0011]上述技术方案中，所述有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜 (DMSO)中的至少一种。优选为DMSO，因为其极性更强，对电磁波的介电损耗 更大。
[0012]上述技术方案中，所述多官能度光固化单体，选自聚乙二醇二丙烯酸酯，三 丙二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯 中的至少一种。优选为聚乙二醇二丙烯酸酯，因其能使聚合物机械性能得到较 好的改善。
[0013]本专利技术的目的之二是提供本专利技术所述无高透明磁性抗冻凝胶吸波材料的制 备方法，包括将所述光固化磁性阳离子单体溶于有机溶剂，再加入多官能度光 固化单体和光引发剂；将混合溶液置于紫外固化灯下光照得到所述凝胶。所述 方法采用光照即光固化能快速的完成反应。
[0014]上述技术方案中，所述紫外光的光源波长为365
‑
405nm，光照时间为 1
‑
20min。此处紫外光源的波长需要使用与光引发剂匹配波长的光。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016]1)本专利技术选择的光固化磁性阳离子单体可以完全溶解于溶剂，整体凝胶均 相状态，不存在损耗介质(极性的溶剂、磁性的阴离子配合物)的分散问题。
[0017]2)在保证吸波性能的前提下，该凝胶能达到较高的透明度，使其在某些需 要高透明度吸波材料的场合得到应用。例如，微波暗室窗口等。
[0018]3)与其它水凝胶相比，该凝胶具有良好的抗冻性能，不存在失水问题。
[0019]4)本专利技术将光固化磁性阳离子单体溶于高极性有机溶剂中，光聚合得到高 透明磁性抗冻吸波凝胶。由于高密度偶极子以及大量的极性溶剂分子的存在， 使该凝胶对电磁波具有很大的介电损耗，同时磁性阴离子对电磁波具有一定的 磁损耗。制备的磁性抗冻凝胶最大反射损耗在厚度为2.5mm时最大反射损耗在 10.6GHz达到
‑
53dB，厚度为2.0mm时最大有效吸收宽带(<
‑
10dB)达到了6.8GHz (11.2GHz
‑
18GHz)。
附图说明
[0020]图1示出了本专利技术实施例2的高透明磁性抗冻凝胶的扫描电镜图与Dy元素 分布图；
[0021]图2示出了本专利技术实施例3高透明磁性抗冻凝胶的可见光透过率曲线；
[0022]图3示出了本专利技术实施例2高透明磁性抗冻凝胶的吸波性能图；
[0023]图4示出了本专利技术实施例1高透明磁性抗冻凝胶的DSC曲线。
具体实施方式
[0024]下面结合具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透明磁性抗冻吸波凝胶，包括质量份数的如下组分：以光固化磁性阳离子单体总质量100份计，含有多官能度光固化单体0.1
‑
10份，优选为0.2
‑
3份。2.根据权利要求1所述的吸波凝胶，其特征在于，以光固化磁性阳离子单体总质量为100份计，所述吸波凝胶还含有光引发剂0.5
‑
5份，优选为1
‑
3份；含有有机溶剂60
‑
200份，优选为80
‑
150份。3.根据权利要求1所述的吸波凝胶，其特征在于，所述光固化磁性阳离子单体结构式为：[X
‑
(CH2)
n1
‑
Y]
+(8
‑
n2)
[Z(SCN)
n2
‑
8+n2
·
(8
‑
n2)H2O]；其中，X为可光聚合结构，优选为自由基光引发的聚合结构或阳离子光引发聚合结构；Y为有机阳离子结构；优选为季铵型、季膦型、咪唑型、吡咯型、吡啶型和哌啶型有机阳离子结构中的至少一种；Z为镧系稀土元素镧、铒、铕、钆(Gd)、钬、钕、镨、钐、铽、镱和镝中的至少一种；n1为碳链长度，1≤n1≤18；n2为稀土元素配位的SCN
‑
数量，6≤n2≤8。4.根据权利要求3所述的吸波凝胶，其特征在于，所述X...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓群，袁恒达，聂俊，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：