CN105199286B - 一种吸波材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸波材料，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38~52份、竹纤维12~30份、石墨粉5~18份、铬粉4~12份、铁粉3~11份、乙二醇14~28份、硝酸10~25份、抗氧剂1~5份、增塑剂1~4份和硅烷偶联剂KH550 1~3份。本发明还公开了该吸波材料的制备方法。本发明所制备的吸波材料在6~15GHz频段范围均低于‑7dB，最小反射率为‑27.9dB~‑37.4 dB，显示较佳的吸波性能，且吸波性能可通过材料的厚度进行相应的调节，使用灵活简便。

Description

一种吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电子材料领域，尤其涉及一种吸波材料及其制备方法。
背景技术
随着电子行业的发展，越来越多的电子电器产品进入人们的生活，而这些产品带来的电磁辐射对环境的影响也日益增加。电子产品释放的电磁波，会给周围的其它电子设备带来电磁干扰，影响工作异常；同时也会对人体健康造成危害，逐渐成为严重的新型环境污染物。因此，研发能够削弱电磁辐射的吸波材料备受关注。
吸波材料是指能够有效吸收入射电磁波并使其衰减的一类材料，它通过不同的损耗机制将入射电磁波转化成热能或者其它能量形式以达到吸波的目的。吸波材料主要分为涂层类吸波材料和结构类吸波材料。与涂层类吸波材料相比，结构类吸波材料不但具有优良的电磁波吸收性能，而且具有轻质、高强、可做承力部件使用等优点。在结构类吸波材料以纤维类结构吸波材料最为突出，然而随着吸波材料应用扩宽，对其吸波性能提出了更高的要求。
发明内容
要解决的技术问题是：为了适应更加广泛的应用，提供一种吸波性能更优异的吸波材料及其制备方法。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种吸波材料，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38~52份、竹纤维12~30份、石墨粉5~18份、铬粉4~12份、铁粉3~11份、乙二醇14~28份、硝酸10~25份、抗氧剂1~5份、增塑剂1~4份和硅烷偶联剂KH550 1~3份。
优选的，一种吸波材料，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38~50份、竹纤维16~30份、石墨粉6~18份、铬粉6~12份、铁粉5~11份、乙二醇18~28份、硝酸12~25份、抗氧剂1~3份、增塑剂2~4份和硅烷偶联剂KH550 1~3份。
进一步，优选的，一种吸波材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈42份、竹纤维19份、石墨粉12份、铬粉8份、铁粉7份、乙二醇22份、硝酸18份、抗氧剂1份、增塑剂2份和硅烷偶联剂KH550 2份。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂168。
优选的，所述增塑剂为甘油三醋酸酯或环氧油酸丁酯。
一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38~52份、竹纤维12~30份、石墨粉5~18份、铬粉4~12份、铁粉3~11份、乙二醇14~28份、硝酸10~25份、抗氧剂1~5份、增塑剂1~4份和硅烷偶联剂KH550 1~3份；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至120~150℃搅拌，搅拌2~5h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，便得到所需吸波材料。
优选的，所述步骤4）中双螺杆挤出机中条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min。
本发明具有以下有益效果：本发明所制备的吸波材料在6~15GHz频段范围均低于-7dB，最小反射率为-27.9dB~-37.4 dB，显示较佳的吸波性能，且吸波性能可通过材料的厚度进行相应的调节，使用灵活简便。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38份、竹纤维12份、石墨粉5份、铬粉4份、铁粉3份、乙二醇14份、硝酸10份、抗氧剂168 1份、增塑剂甘油三醋酸酯1份和硅烷偶联剂KH550 1份；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至120℃搅拌，搅拌2h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂168、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中，挤出条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min；便得到所需吸波材料。
所制备的吸波材料（3mm厚）反射率在6~15GHz频段范围均低于-7dB，最小吸最小反射率为-27.9dB，显示良好的吸波效能。
实施例2
一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈52份、竹纤维30份、石墨粉18份、铬粉12份、铁粉11份、乙二醇28份、硝酸25份、抗氧剂1685份、增塑剂环氧油酸丁酯4份和硅烷偶联剂KH550 3份；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至150℃搅拌，搅拌5h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂168、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中，挤出条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min；便得到所需吸波材料。
所制备的吸波材料（3mm厚）反射率在6~15GHz频段范围均低于-8dB，最小吸最小反射率为-30.2dB，显示良好的吸波效能。
实施例3
一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈40份、竹纤维21份、石墨粉12份、铬粉8份、铁粉7份、乙二醇21份、硝酸13份、抗氧剂168 3份、增塑剂甘油三醋酸酯2份和硅烷偶联剂KH550 2份；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至135℃搅拌，搅拌3h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂168、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中，挤出条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min；便得到所需吸波材料。
所制备的吸波材料（3mm厚）反射率在6~15GHz频段范围均低于-8dB，最小吸最小反射率为-32.8dB，显示良好的吸波效能。
实施例4
一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈42份、竹纤维19份、石墨粉12份、铬粉8份、铁粉7份、乙二醇22份、硝酸18份、抗氧剂1份、增塑剂甘油三醋酸酯2份和硅烷偶联剂KH550 2份；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至140℃搅拌，搅拌5h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂168、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中，挤出条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min；便得到所需吸波材料。
所制备的吸波材料（3mm厚）反射率在6~15GHz频段范围均低于-9dB，最小吸最小反射率为-37.4dB，显示良好的吸波效能。
实施例5
一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈50份、竹纤维16份、石墨粉6份、铬粉6份、铁粉5份、乙二醇18份、硝酸12份、抗氧剂168 3份、增塑剂环氧油酸丁酯2份和硅烷偶联剂KH550 1份；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至150℃搅拌，搅拌5h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂168、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中，挤出条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min；便得到所需吸波材料。
所制备的吸波材料（3mm厚）反射率在6~15GHz频段范围均低于-9dB，最小吸最小反射率为-33.9dB，显示良好的吸波效能。
对比例1
一种吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈50份、铁粉5份、乙二醇18份、抗氧剂168 3份、增塑剂环氧油酸丁酯2份和硅烷偶联剂KH550 1份；
2）将铬粉和铁粉加入乙二醇溶液中，升温至150℃搅拌，搅拌5h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
3）将聚丙烯腈、抗氧剂168、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中，挤出条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min；便得到所需吸波材料。
所制备的吸波材料（3mm厚）反射率在6~15GHz频段范围均低于-2dB，最小吸最小反射率为-8.6dB，其吸波效能远小于实施例1~5中所制备的吸波材料。

Claims (5)

1.一种吸波材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38~52份、竹纤维12~30份、石墨粉5~18份、铬粉4~12份、铁粉3~11份、乙二醇14~28份、硝酸10~25份、抗氧剂1~5份、增塑剂1~4份和硅烷偶联剂KH5501~3份；
所述吸波材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取各原料；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至120~150℃搅拌，搅拌2~5h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，便得到所需吸波材料；
所述抗氧剂为抗氧剂168；
所述增塑剂为甘油三醋酸酯或环氧油酸丁酯。
2.根据权利要求1所述的一种吸波材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38~50份、竹纤维16~30份、石墨粉6~18份、铬粉6~12份、铁粉5~11份、乙二醇18~28份、硝酸12~25份、抗氧剂1~3份、增塑剂2~4份和硅烷偶联剂KH5501~3份。
3.根据权利要求1所述的一种吸波材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈42份、竹纤维19份、石墨粉12份、铬粉8份、铁粉7份、乙二醇22份、硝酸18份、抗氧剂1份、增塑剂2份和硅烷偶联剂KH5502份。
4.一种吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）称取各原料：包括以下重量份数的原料组成：聚丙烯腈38~52份、竹纤维12~30份、石墨粉5~18份、铬粉4~12份、铁粉3~11份、乙二醇14~28份、硝酸10~25份、抗氧剂1~5份、增塑剂1~4份和硅烷偶联剂KH5501~3份；
2）将竹纤维和石墨粉置于硝酸溶液中浸泡2h后，洗涤过滤并干燥；
3）将铬粉、铁粉和步骤2）中经过处理的竹纤维和石墨粉加入乙二醇溶液中，升温至120~150℃搅拌，搅拌2~5h后，洗涤过滤，干燥后得到混合粉末；
4）将聚丙烯腈、抗氧剂、增塑剂、硅烷偶联剂KH550和步骤3）所得的混合粉末共混均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，便得到所需吸波材料。
5.根据权利要求4所述的一种吸波材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中双螺杆挤出机中条件为：第一区域为200℃，第二区域为230℃，第三区域为250℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为200℃，挤出转速为280r/min。
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