[发明专利]一种有机‑无机复合纳米微波吸收材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微波吸收材料技术领域，具体涉及一种具有良好微波吸收能力的有机-无机复合纳米微波吸收材料及其制备方法。

背景技术

微波吸收材料作为现代飞行器、武器装备等的基础材料，是现代隐身技术的重要支撑，从第二次世界大战后就一直是各国军方研制的热点。近年来，随着各种无线通信设备、计算机、遥感探测等电子技术的飞速发展，电子产品带来的电磁辐射危害使得微波吸收材料受到人们的极大关注。因此，对微波吸收材料的研究无论是在军事方面还是民用方面都具有重要意义。

传统的对微波吸收材料的研究主要是以将纳米态无机材料与石蜡复合为主，由于石蜡本身较软且熔点低，导致该类微波吸收材料的稳定性差，其应用性受到很大限制。而本发明选用聚偏氟乙烯(PVDF)与纳米态无机材料复合作为微波吸收材料并进行吸波研究。聚偏氟乙烯(PVDF)是一种典型的介电材料，其具有良好的成膜性和可剪裁性。除此之外，PVDF还具有优良的耐磨性、柔韧性和耐冲击性强度。最主要的是，PVDF与纳米态无机材料的纳米结构的界面效应以及二者之间的协同效应，对微波吸收材料的吸波性能有明显的增强作用，大大增加了微波吸收材料的实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好微波吸收能力的有机-无机复合纳米微波吸收材料，其可以制成薄膜状并且均一稳定，同时具有一定的柔韧性。本发明的目的还在于以简单的溶剂共混法制备该有机-无机复合纳米微波吸收材料。

本发明第一方面涉及一种有机-无机复合纳米微波吸收材料，其由聚偏氟乙烯与纳米态无机材料复合而成；其中所述无机材料包括金属、金属氧化物、金属硫化物或金属复合氧化物。其中所述纳米态无机材料可以采用任何现有技术中已有的制备方法得到，例如水热法。

在本发明优选的实施方案中，所述金属为Co；所述金属氧化物为Co₃O₄；所述金属硫化物为MoS₂或CuS；所述金属复合氧化物为MnFe₂O₄。

本发明第二方面涉及本发明第一方面所述的有机-无机复合纳米微波吸收材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将聚偏氟乙烯和纳米态无机材料溶于有机溶剂中，搅拌得到混合物；

(2)将上述混合物中的溶剂蒸发完全，得到所述有机-无机复合纳米微波吸收材料。优选地，所述混合物中的溶剂蒸发可以在高温下进行，例如可以将所述混合物在100℃的烘箱中干燥1-3小时。

在本发明优选的实施方案中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。

在本发明优选的实施方案中，所述无机材料为金属、金属氧化物、金属硫化物或金属复合氧化物。

在本发明优选的实施方案中，所述金属为Co；所述金属氧化物为Co₃O₄；所述金属硫化物为MoS₂或CuS；所述金属复合氧化物为MnFe₂O₄。

在本发明优选的实施方案中，所述聚偏氟乙烯与所述纳米态无机材料的质量比为20：1-1:1。

在本发明优选的实施方案中，所述聚偏氟乙烯与所述有机溶剂的质量比为1:50-1:200。

在本发明优选的实施方案中，在步骤(2)中将所述混合物置于平板状容器中并使溶剂蒸发完全得到薄膜状微波吸收材料，或者在制得所述有机-无机复合纳米微波吸收材料后对其进行压片得到薄膜状微波吸收材料。例如，所述平板状容器可以是培养皿或类似形状的容器。

本发明的优点在于：本发明的有机-无机复合纳米微波吸收材料相对于现有技术中将纳米态无机材料与石蜡复合得到的微波吸收材料而言，具有均一稳定的优点，且本发明的微波吸收材料还具有一定的柔韧性，大大增加了本发明的微波吸收材料的实用性。本发明的微波吸收材料采用溶剂共混法，反应条件温和且制备方法简单。最重要的是，本发明的微波吸收材料中PVDF与纳米态无机材料的纳米结构的界面效应以及二者之间的协同效应，对微波吸收材料的吸波性能有明显的增强作用。

附图说明

图1为本发明对比实施例1中的微波吸收材料在各厚度下的反射损耗图。

图2为本发明对比实施例2中的微波吸收材料在各厚度下的反射损耗图。

图3为本发明实施例1中PVDF-MoS₂纳米复合微波吸收材料在各厚度下的反射损耗图。

具体实施方式