[发明专利]吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料，特别是吸波材料及其制备方法。 

背景技术

随着科学技术发展的日新月异，以电磁波为媒介的技术、各种产品越来越多，电磁波辐射对环境的影响也日益增大。比如，无线电波可能对机场环境造成干扰，导致飞机航班无法正常起飞;移动电话可能会干扰各种精密电子医疗器械的工作;即使是普通的计算机，也会辐射携带信息的电磁波，它可能在几公里以外被接收和重现，造成国防、政治、经济、科技等方面情报的泄漏。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的吸波材料，己成为材料科学的一大课题。 

吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料，其在包括军事以及其它方面也有广泛的应用，比如隐形机、隐形衣等。材料吸收电磁波的基本条件是:(1)电磁波入射到材料上时，它能最大限度地进入材料内部，即要求材料具有匹配特性:(2)进入材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即衰减特性。 

现有的吸波材料的基材有FR-4材料、陶瓷材料、铁电材料、铁氧材料等，有一些专利文献公开了使用过渡金属基气凝胶、过渡金属氧化物气凝胶、复合过渡金属氧化物气凝胶等作为吸波材料，较典型的是使用氧化铁气凝胶实现的铁基材料。FR-4材料质量重，无法满足很多环境下“轻质”的需求。对于四氧化三铁气凝胶，如果直接将其作为吸波材料，吸波效果不好；如果将该四氧化三铁气凝胶直接还原成纳米铁，则还原过程中随着氧的失去，网络会塌陷，纳米孔消失，而且剩下的铁由于自身磁场作用，也易发生团聚，故无法实现铁的纳米化和整个吸波材料的轻质化。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻率高、密度小、吸波性能好的吸波材料。 

另一目的是提供上述吸波材料的一种制备方法。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种吸波材料，包含气凝胶、磁性金属、热塑性树脂，其中所述热塑性树脂的体积百分数为5-90%，所述气凝胶的体积百分数为0.1-90%，所述磁性金属的体积百分数为0.1-50%。 

优选地，所述气凝胶为硅石气凝胶。 

优选地，在所述吸波材料表面上形成有用于协同吸波的金属微结构。 

优选地，所述磁性金属为铁、钴、镍或含有这些元素的合金。 

优选地，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜或橡胶。 

优选地，吸波材料还包含纤维，所述纤维的体积百分数不高于50%。 

一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤： 

a.将磁性金属源和气凝胶源在溶液或溶胶中混合，使所述磁性金属吸附到所述气凝胶表面，经干燥后成粉得到复合材料粉体； 

b.向所述复合材料粉体中加入热塑性树脂，形成含有热塑性树脂的复合材料； 

其中所述热塑性树脂的体积百分数为5-90%，所述气凝胶的体积百分数为0.1-90%，所述磁性金属的体积百分数为0.1-50%。 

优选地，步骤a包括： 

a1.以正硅酸乙酯或水玻璃或硅溶胶为硅源，在硅源溶胶中加入磁性金属源微粉并搅拌均匀；调节pH值，形成凝胶；再进行超临界干燥或常压干燥；或者 

a2.以正硅酸乙酯或水玻璃或硅溶胶为硅源，调节pH值，形成二氧化硅凝胶；通过溶胶凝胶法及超临界干燥或常压干燥方法得到硅石气凝胶粉体；再将硅石气凝胶粉体加入磁性金属源的有机或无机盐溶液并搅拌均匀，再进行干燥。 

优选地，步骤a2包括将硅石气凝胶粉体和磁性金属源的混合溶液置于水热罐中加热。 

优选地，步骤b包括： 

b1.在复合材料粉体表面覆盖一层聚苯乙烯颗粒，加热使聚苯乙烯熔融并且一部分渗入复合材料粉体颗粒之间，复合材料的表面由剩下的聚苯乙烯覆盖；或者 

b2.先将复合材料粉体和聚苯乙烯颗粒均匀混合，再在混合物表层覆 盖一层聚苯乙烯颗粒，加热融合；或者 

b3.先将复合材料粉体和聚苯乙烯颗粒均匀混合，加热融合，再加入另一些聚苯乙烯颗粒与纤维，用螺杆挤出机均匀混合并挤出。 

优选地，步骤b2中，复合材料粉体和聚苯乙烯颗粒的体积比为1：9；步骤b3中，复合材料粉体、聚苯乙烯颗粒、纤维的体积比为1：4：5。 

优选地，上述方法还包括向复合材料中加入纤维，所述纤维的体积百分数不高于50%。 

优选地，上述方法还包括在复合材料表面的热塑性树脂上形成用于协同吸波的金属微结构。