[发明专利]一种吸波材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种制备吸波材料的方法，包括：通过原位聚合法制备钛酸钡‑聚苯胺(BT‑PANI)；使钛酸钡‑聚苯胺与石墨烯、聚氨酯混合均匀，得到混合物；以及将混合物转入模具发泡，制得钛酸钡‑聚苯胺/石墨烯/聚氨酯泡沫吸波材料。本发明还提供了一种吸波材料。本发明利用核壳结构的吸波材料与具有良好导电性能的石墨烯协同作用，将其加入到聚氨酯泡沫材料中，制得具有三维导电网络的轻质、吸收强、频带宽、导电性好的泡沫吸波复合材料，操作简单，易于控制。制得的BT‑PANI/石墨烯/聚氨酯泡沫吸波材料可广泛应用于军事、航空、建筑等各个领域。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体而言，涉及一种吸波材料及其制造方法。

背景技术

随着电子产品进入我们的生活，其产生的大量的电磁辐射，给我们的生活和健康造成很大的威胁，并逐渐发展成为一大环境污染问题。此外，为了适应现代战争的需要，隐身技术是提高世界各军事强国能力的一种有效手段，而吸波材料的研发是隐身技术的核心部分。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并减少电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为当今材料科学领域的一大研究课题。

吸波材料，指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并且通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量(如机械能、电能)而消耗掉的一类材料。传统的吸波材料主要有铁氧体、金属微粉、钛酸钡、碳化硅、石墨、导电纤维等，它们通常都存在吸收频带窄、密度大等缺点，因而对电磁波的吸收和衰减达不到理想效果。此外，单一组分的吸波材料无法同时满足“厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强”的要求，且发泡制备的多孔泡沫材料不可避免破坏了碳材料形成的导电网络。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种制造吸波材料的方法，利用核壳结构的吸波材料与石墨烯协同作用，将其加入到聚氨酯泡沫材料中，设计制备了一种具有三维导电网络的轻质、吸收强、频带宽的泡沫吸波复合材料。

根据本发明的一个方面，提供了一种吸波材料的制备方法，包括：1.一种吸波材料的制备方法，其特征在于，包括：通过原位聚合法制备钛酸钡-聚苯胺(BT-PANI)；使所述钛酸钡-聚苯胺与石墨烯、聚氨酯混合均匀，得到混合物；以及将所述混合物转入模具发泡，制得钛酸钡-聚苯胺/石墨烯/聚氨酯泡沫吸波材料。

在上述制备方法中，通过原位聚合法制备钛酸钡-聚苯胺的步骤进一步包括：在容器中依次加入钛酸钡(BT)、蒸馏水、偶联剂，搅拌均匀后，滴加苯胺单体的盐酸溶液，混合后置于冰浴中，降温，加入过硫酸铵的盐酸溶液，反应后，抽滤、洗涤、干燥、研磨得到钛酸钡-聚苯胺粉末。

在上述制备方法中，按质量份数，在三口烧瓶中依次加入7～12份的钛酸钡、蒸馏水和偶联剂KH550，搅拌25～35min后，缓慢滴加2～4份的所述苯胺单体的盐酸溶液，滴加完毕之后，在冰浴中搅拌25min～35min使反应温度冷却至0℃，逐滴滴加2～4份的过硫酸铵的盐酸溶液，反应6～8h，抽滤，用1mol/L的盐酸抽滤洗涤3次，并且用蒸馏水抽滤洗涤至滤液pH＝6，在80℃干燥24h。

在上述制备方法中，所述苯胺单体的盐酸溶液中苯胺单体中苯胺单体与盐酸的体积比为1:1，即V(An):V(HCl)＝1:1。

在上述制备方法中，所述过硫酸铵的盐酸溶液中过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1:1。

在上述制备方法中，按质量份数，在三口烧瓶中依次加入10份的钛酸钡、蒸馏水和偶联剂KH550，搅拌30min后，缓慢滴加3份所述苯胺单体的盐酸溶液，滴加完毕之后，在冰浴中搅拌30min使反应温度冷却至0℃，逐滴滴加3份的过硫酸铵的盐酸溶液反应6-8h，抽滤，用1mol/L的盐酸抽滤洗涤3次，并且用蒸馏水抽滤洗涤至滤液pH＝6，在80℃干燥24h。

在上述制备方法中，所述使所述钛酸钡-聚苯胺与石墨烯、聚氨酯混合均匀，得到混合物的步骤进一步包括：将所述钛酸钡-聚苯胺和石墨烯加入聚氨酯A料中，充分混合均匀后，加入聚氨酯B料，得到均匀的混合物。