[发明专利]一种柔性吸波材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柔性吸波材料及其制备方法，其解决了现有吸波材料存在的热稳定性差、密度大、耐蚀性弱的技术问题，其包括聚合物基体聚偏氟乙烯和无机功能填料铁酸锌@二氧化硅@还原氧化石墨烯。本发明同时提供了其制备方法。本发明可广泛用于柔性吸波材料的制备领域。

技术领域

本发明涉及一种吸波材料，具体地说是一种柔性吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的高速发展和各种电子产品的普及，电磁波辐射已经成为一种新的环境污染。研究表明，过量电磁波辐射可引起神经系统、免疫系统、生殖系统和血液循环系统的病变，甚至可能诱发包括各种癌症在内的严重疾病。同样，电磁波引起的电磁干扰也会影响广播、电视、通信、精密仪器、医疗设备、导航设备等的正常运行，可能造成严重后果。例如，由于电磁波干扰导致飞机延误、医院的电子仪器无法正常工作，手机、电脑等通讯工具使用过程中辐射的电磁波对其它信号造成干扰同时也有可能泄露国家机密及个信息。吸波材料是能够吸收和衰减入射的电磁波，并将其电磁能转化为其它形式能量耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类功能材料，因此，研究和开发具有优异性能的吸波材料，控制和净化电磁环境，对于军事领域和民用领域具有巨大意义和价值。

在各种不同的电磁波吸收材料中，铁氧体因其原材料丰富、成本低、分散性好和电磁性能优越一直是科学家们关注的焦点。但单纯的铁氧体材料作为电磁波吸收剂也存在一定的局限性，其热稳定性差、密度大、耐蚀性弱等，且在高频段铁氧体的磁化率衰减较快，导致吸波性能降低。碳及其复合物作为吸波材料具有质量轻、吸收频带宽等特点，在电磁波屏蔽领域拥有广泛的应用前景，典型的例子就是石墨烯及其复合物。吸波剂中引入石墨烯不仅可以降低复合物的密度，还可以提高其电磁波吸收性能。但单纯的无机吸波剂一般不能直接使用，需要与基体进行配合。目前大部分文献报道是将无机填料填充到石蜡中，仅仅是为了满足样品测试要求，并未考虑到实际应用。鉴于此，如何进一步将无机吸波填料与基体结合起来，发挥各组分之间的协同作用，使之具有较高的应用价值，也是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明就是为了解决现有吸波材料存在的热稳定性差、密度大、耐蚀性弱的技术问题，提供一种具有优异吸波性能的柔性吸波材料。

为此，本发明提供一种柔性吸波材料，其包括聚合物基体，所述聚合物基体为聚偏氟乙烯；还包括无机功能填料，所述无机功能填料为铁酸锌@二氧化硅@还原氧化石墨烯无机功能填料。

优选的，所述无机功能填料在聚合物基体中的填充量为5-30wt％。

本发明同时提供一种柔性吸波材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)采用溶剂热法合成纳米铁酸锌，通过正硅酸乙酯水解得到二氧化硅，形成铁酸锌@二氧化硅核壳结构；(2)将所述步骤(1)得到的铁酸锌@二氧化硅核壳粒子分散在无水乙醇中，氧化石墨烯分散液先与十六烷基三甲基溴化铵超声混，再与铁酸锌@二氧化硅混合，超声搅拌，接着采用机械搅拌后得到铁酸锌@二氧化硅@氧化石墨烯；采用磁铁分离后，干燥处理，得到铁酸锌@二氧化硅@还原氧化石墨烯三元功能填料；(3)将所述步骤(2)中得到的铁酸锌@二氧化硅@还原氧化石墨烯功能填料，超声分散在N,N-二甲基甲酰胺中，再加入聚偏氟乙烯粉末，机械搅拌，再超声分散，干燥后，得到柔性吸波材料。

优选的，步骤(2)中，铁酸锌@二氧化硅与无水乙醇的比例为：1g:(100-300)ml，氧化石墨烯分散液与十六烷基三甲基溴化铵比例为(10-30)ml:1g。

优选的，步骤(2)中，采用磁铁分离后，置于真空烘箱中干燥，干燥温度为60-80，干燥时间为12-24h。

优选的，步骤(3)中，氧化石墨烯在炭化炉中经高温处理后得到还原氧化石墨烯，条件为600-800，保温3-5h，升温速率为2-5，氮气或氩气气氛。