一种可自修复电磁复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于电磁波吸收剂技术领域，具体为一种可自修复电磁复合材料的制备方法。本发明专利技术首先通过溶液中自由基聚合反应使树脂交联网络均匀致密包覆在羰基铁粉表面；又采用含有四重氢键和二硫键的聚氨酯作为树脂基体,包覆的羰基铁粉作为填料制备成可自修复的电磁复合材料。本发明专利技术有效的提高了羰基铁粉的抗腐蚀性，且复合材料在受到损伤时，在两个小时内基于伸长率和强度的自愈合效率分别达到88％和85％；从而使得该电磁复合材料在复杂环境中的适应性大大提高，为电磁复合材料的开发和应用提供了自修复这一新的有效技术路径，尤其适用于军事目标的电磁波吸收材料。于军事目标的电磁波吸收材料。于军事目标的电磁波吸收材料。

【技术实现步骤摘要】
一种可自修复电磁复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于电磁吸波材料领域，涉及一种可自修复电磁复合材料的制备方法，具有优异的耐腐蚀性能和可自修复性能。

技术介绍

[0002]隐身技术是当代军事战争的重要技术，也是未来空战发展的一大趋势。吸波材料是使用电磁波吸收剂作为填料加入到树脂等基体中制成的复合材料，它能吸收并衰减入射电磁波，也可以大幅度减弱回波强度，以此来达到降低目标雷达散射截面的目的。
[0003]羰基铁粉作为一种重要的磁性金属粉体，具有较高的饱和磁化强度和低的矫顽力，常被用作雷达吸波涂料的功能性填料制得复合材料。而在涂层中应用的羰基铁粉颗粒较小，多为微米或纳米级，表面活性较高，极易发生氧化腐蚀，尤其在潮湿、盐雾以及酸性环境下使用时会发生严重的腐蚀问题，腐蚀产物的形成严重削弱其电磁特性，使得羰基铁粉的应用受到了极大的限制。因此，业内研究者的研究方向大都通过对片状羰基铁粉进行表面改性以实现整体电磁吸波材料的长期化学稳定性和电、磁稳定性。
[0004]目前的研究中，通过表面处理技术对羰基铁粉进行包覆改性是提高粉体耐腐蚀性的有效方法，研究者普遍通过在羰基铁粉表面包覆一层连续、均匀、致密且不易被氧化的有机或无机的保护层来隔绝外部氧气或其它腐蚀性离子的侵入，来实现粉体保护的目的。现有表面改性的方法主要有：溶胶凝胶法(sol
‑
gel)、化学气相沉积(CVD)、原子沉积(ALD)、电化学沉积以及等离子体聚合等。
[0005]但现有的表面处理技术存在以下几类问题：包覆层厚度往往在50
‑
80nm时才能实现良好的耐腐蚀特性，而较厚的包覆层会使磁性大幅下降无法满足实际使用要求；无机类包覆层的疏水性较差，在酸性溶液中的稳定性不好；包覆层无法隔离腐蚀介质如水汽、氧、氯离子以及钠离子等，不利于羰基铁粉的腐蚀保护；以及包覆层厚度不均匀，难以实现羰基铁粉的长时间腐蚀保护。
[0006]因此制备具有优异化学稳定性和磁稳定性的电磁吸波材料亟待解决。

技术实现思路

[0007]针对上述存在问题或不足，为解决现有电磁吸波材料耐稳定性相对不足的问题，本专利技术提供了一种可自修复电磁复合材料的制备方法，从自修复的角度提升电磁吸波材料的耐稳定性。
[0008]一种可自修复电磁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1、以质量份数计，将60
‑
70份羰基铁粉加入250
‑
300份的PH＝1
‑
2的酸性溶液中混匀后过滤，用无水乙醇洗涤2
‑
3次后，再把羰基铁粉于低于60℃的温度下干燥完全。以清洁羰基铁粉表面的氧化物，使活性羟基附着在铁粉表面。
[0010]步骤2、以质量份数计，将50
‑
60份步骤1得到的羰基铁粉、100
‑
120份无水乙醇和15
‑
20份甲基丙烯酸在反应容器中混匀后过滤，用无水乙醇洗涤2
‑
3次后,再把所得粉体于
低于60℃温度下干燥完全，以使干燥后的羰基铁粉表面引入双键，从而用来接枝含有自修复结构的单体。
[0011]步骤3、以质量份数计,将10
‑
20份步骤2得到的羰基铁粉、4
‑
6份聚乙烯吡咯烷酮和80
‑
100份无水乙醇在反应容器中混合均匀,得分散体系A。
[0012]以质量份数计,将3
‑
9份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3
‑
9份2
‑
(3
‑
(6
‑
甲基
‑4‑
氧
‑
1，4
‑
二氢嘧啶
‑2‑
酮)
‑
脲基)乙基甲基丙烯酸、3
‑
9份N，N
’‑
(二硫二基双(4，1
‑
亚苯基))双(2
‑
甲基丙烯酰胺)、0.04
‑
0.12份偶氮二异丁腈和10
‑
30份二甲基甲酰胺混匀,得混合溶液B。
[0013]步骤4、在惰性保护气体和回流条件下,将步骤3制得的分散体系A升温至60
‑
65℃，在搅拌速率400
‑
450rpm的条件下，逐滴加入步骤3制得的混合溶液B，滴加完毕后继续进行溶液聚合反应,直至两者交联反应完全。分散体系A与混合溶液B的质量比为(3
‑
4):1。
[0014]步骤5、将步骤4反应完全后的混合液过滤后得到粉体,所得粉体依次用至少50份二甲基甲酰胺和至少50份无水乙醇洗涤干净，然后在不高于60℃的温度下干燥完全，得可修复树脂包覆的羰基铁粉。
[0015]以质量份数计，在惰性保护气体和回流条件下，将4
‑
6份聚乙二醇1000、0.6
‑
1份双(2
‑
羟乙基)二硫化物、1
‑
3份1
‑
(6
‑
(3
‑
(1，3
‑
二羟基
‑2‑
甲基丙
‑2‑
基)脲基)己基)
‑3‑
(6
‑
甲基
‑4‑
氧代
‑
1，4
‑
二氢吡啶
‑2‑
基)脲、2
‑
6份异佛尔酮二异氰酸酯、0.02
‑
0.06份二月桂酸二丁基锡和10
‑
30份无水二甲基甲酰胺在60
‑
80℃下反应5h，得到混合溶液C，即可自修复复合材料的基体。
[0016]步骤6、以质量份数计，将步骤5制得的10
‑
30份混合溶液C和1
‑
3份可修复树脂包覆的羰基铁粉混匀,在不低于80℃下的温度下干燥完全，得到可自修复电磁复合材料。
[0017]进一步的，所述步骤1中酸性溶液为0.01
‑
0.1mol/L的盐酸溶液。
[0018]进一步的，所述步骤中的惰性保护气体为氮气。
[0019]进一步的，所述步骤6中混匀是在室温下配有机械搅拌的烧杯中以100
‑
120rpm的速率搅拌2h。
[0020]进一步的，上述方法制备的可自修复电磁复合材料，用于军事目标的电磁波吸收材料。
[0021]本专利技术采用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为交联剂，通过溶液中自由基聚合反应使树脂交联网络均匀致密包覆在羰基铁粉表面，又采用含有四重氢键和二硫键的聚氨酯作为树脂基体，从而制备成可自修复的电磁复合材料。包覆后的羰基铁粉有着很好的耐氧化，耐电化学腐蚀等性能，且包覆过程简单,易于通过控制反应条件来调节包覆层厚度；另外,包覆后的羰基铁粉与聚氨酯基体复合后，复合材料在受到损伤时，在两个小时内基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自修复电磁复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、以质量份数计，将60
‑
70份羰基铁粉加入250
‑
300份的PH＝1
‑
2的酸性溶液中混匀后过滤，用无水乙醇洗涤2
‑
3次后，再把羰基铁粉于低于60℃的温度下干燥完全，以清洁羰基铁粉表面的氧化物，使活性羟基附着在铁粉表面；步骤2、以质量份数计，将50
‑
60份步骤1得到的羰基铁粉、100
‑
120份无水乙醇和15
‑
20份甲基丙烯酸在反应容器中混匀后过滤，用无水乙醇洗涤2
‑
3次后,再把所得粉体于低于60℃温度下干燥完全，以使干燥后的羰基铁粉表面引入双键，从而用来接枝含有自修复结构的单体；步骤3、以质量份数计,将10
‑
20份步骤2得到的羰基铁粉、4
‑
6份聚乙烯吡咯烷酮和80
‑
100份无水乙醇在反应容器中混合均匀,得分散体系A；以质量份数计,将3
‑
9份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3
‑
9份2
‑
(3
‑
(6
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甲基
‑4‑
氧
‑
1，4
‑
二氢嘧啶
‑2‑
酮)
‑
脲基)乙基甲基丙烯酸、3
‑
9份N，N
’‑
(二硫二基双(4，1
‑
亚苯基))双(2
‑
甲基丙烯酰胺)、0.04
‑
0.12份偶氮二异丁腈和10
‑
30份二甲基甲酰胺混匀,得混合溶液B；步骤4、在惰性保护气体和回流条件下,将步骤3制得的分散体系A升温至60
‑
65℃，在搅拌速率400
‑
450rpm的条件下，逐滴加入步骤3制得的混合溶液B，滴加完毕后继续进行溶液聚合反应,直至两者交联反应完全...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，梁柯，柴梁，邓龙江，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：