[发明专利]一种铁氧体-碳纳米管复合吸波材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁氧体‑碳纳米管复合吸波材料及其制备方法。所述铁氧体‑碳纳米管复合吸波材料包含碳纳米管层和铁氧体层，按重量百分含量计算，所述铁氧体层包含5％‑17％的高分子粘结剂，80％‑92％的铁氧体，小于或等于3％的助剂；所述碳纳米管层包含8％‑20％的高分子粘结剂，75％‑87％的碳纳米管，小于或等于5％的助剂。本发明将强吸收磁损耗型铁氧体吸波材料和质量轻介电损耗型碳纳米管吸波材料进行复合，改善了铁氧体的高温特性、密度、稳定性、加工性以及应用性能，且通过改变复合材料各组分的相对含量、配方以及制备工艺，调控复合材料的电磁参数拓宽了本发明复合物的吸波频段以及吸收效率。

技术领域

本发明涉及吸波材料领域，具体是涉及一种铁氧体-碳纳米管复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

目前，随着电子技术的高速发展，电子、电气设备或其他信息系统已经越来越广泛的应用在人们的日常生产、生活的各个领域。电子设备的广泛应用和发展，在给人们生活带来很大便利的同时，其电磁辐射对人类健康和赖以生存的环境也产生了很大的影响。随着电子产品正朝着高频化、高度集成化、微型化方向发展，电子产品的电磁兼容和电磁干扰问题越来越突出，因此对于吸波材料的电磁噪音抑制能力提出了更高的要求(薄、轻、宽、强)。

铁氧体是一种双复介电材料，既有亚铁磁性又有介电特性，它的介电性是由于分子的自极化效应引起的，而磁性则是材料的自然共振所致，其中自然共振是铁氧体吸波材料的主要吸波机制。铁氧体的吸波性能好，频带较宽且价廉易得，但其缺点是吸收效率较低、密度大、温度稳定性较差，并且在微波波段内，铁氧体的介电常数实部可调整的范围不大，介电损耗一般较小，对匹配频率只有在厚度匹配的情况下才能做到无反射吸收，存在电磁参数匹配困难，吸波性能提高和吸收频带扩展受限不能满足理想吸波材料“薄、轻、宽、强”等要求，使其在电磁波吸收材料领域的应用受到了限制。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种铁氧体-碳纳米管复合吸波材料及其制备方法。

申请人发现铁氧体在微波波段磁导率和介电常数都较小，而且其磁导率和介电常数难以接近，因而单一的铁氧体材料无法同时满足吸收波段宽、涂层厚度薄和面密度小的要求。而碳纳米管是由碳原子组成，似石墨原子层弯曲成管状结构的新型碳材料，结构独特，具有导电率高、高温抗氧化性能强、稳定性好、质量轻、吸波性能好以及机械强度高等优点。将强吸收磁损耗型铁氧体吸波材料和质量轻介电损耗型碳纳米管吸波材料进行复合，由于碳层的保护，可以改善铁氧体的高温特性，而且在密度、稳定性、加工性以及应用性能等方面都得到了较好的改善。在本发明中，申请人通过改变复合材料各组分的相对含量、配方以及制备工艺，依靠调控复合材料的电磁参数来拓宽复合物的吸波频段以及吸收效率，得到了本发明新型的理想吸波材料。

为实现本发明的目的，本发明的复合吸波材料包含碳纳米管层和铁氧体层，通过调整复合吸波材料中碳纳米管层和铁氧体层的层数、厚度、配方以及制备工艺以调控材料的吸波性能。

在本发明的一些实施例中，优选的，所述碳纳米管层为5层，铁氧体层为5层，或者碳纳米管层为3层，铁氧体层为7层，或者碳纳米管层为6层，铁氧体层为4层。

进一步的，按重量百分含量计算，所述铁氧体层包含5％-17％的高分子粘结剂，80％-92％的铁氧体，小于或等于3％的助剂；所述碳纳米管层包含8％-20％的高分子粘结剂，75％-87％的碳纳米管，小于或等于5％的助剂。

进一步的，所述高分子粘结剂为高分子聚合物，可以选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩乙醛、乙基纤维素和乙酸丁酸纤维素中的一种或多种。

在本发明的一些实施例中，所述碳纳米管为工业级的多壁碳纳米管，该碳纳米管外径>50nm，纯度为90wt％，长度为10-20μm。

进一步的，所述铁氧体包括锰锌铁氧体、镍锌铁氧体或钡铁氧体中的一种或多种。