CN105837874A - 一种纳米磁性铁基吸波材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米磁性铁基吸波材料及其制备方法，该吸波材料由如下重量份数的组分制备而得：顺丁橡胶、乙酰丙酮铁、石墨纤维、葡萄糖、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、赖氨酸、氧化钇、8‑羟基喹啉、氢氧化钠份、2‑巯基苯并噻唑、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇、水份。本发明提供的吸波材料的拉伸强度为28.4~32.5MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为‑47.8~‑58.7dB，在‑10dB吸收宽带为5.3~6.7GHz，在‑20dB吸收宽带为2.6~3.8GHz，显示较好的力学性能和吸波性能，克服了传统吸波材料的不足，具有良好的应用前景。

Description

一种纳米磁性铁基吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明属于吸波材料领域，具体涉及一种纳米磁性铁基吸波材料及其制备方法。
背景技术
吸波材料是指能吸收、衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。吸波材料由吸收剂、基体材料、黏结剂、辅料等复合而成，主要依赖于吸收剂将电磁波能量吸收衰减。
随着现在社会越来越严重的电磁辐射和电磁污染的问题，吸波材料的研究越来越受到重视。理想的吸波材料应该具有吸收强、频段宽、质量轻等特点。传统的电磁吸波材料含有大量的填充物，比重较大，且电磁填充材料与基底材料的共混时，无法得到良好的分散相和相容相，影响吸波材料最终的力学性能和吸波性能。为此，为了改善其不足，需要提供一种新型的吸波材料。
发明内容
本发明所要解决现有技术问题的至少一种，提供一种纳米磁性铁基吸波材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明公开了一种纳米磁性铁基吸波材料，由如下重量份数的组分制备而得：顺丁橡胶52-70份、乙酰丙酮铁4-12份、石墨纤维3-8份、葡萄糖10-22份、纳米氧化铁2-8份、纳米氧化锌1-6份、氟化钠3-7份、磷酸二氢铝2-8份、氢化钛3-9份、硝酸铈3-9份、赖氨酸3-7份、氧化钇2-8份、8-羟基喹啉5-11份、氢氧化钠1-3份、2-巯基苯并噻唑12-30份、乙酰柠檬酸三乙酯6-13份、乙醇11-18份、水90-130份。
优选的，所述的纳米磁性铁基吸波材料，由如下重量份数的组分制备而得：顺丁橡胶58份、乙酰丙酮铁7份、石墨纤维6份、葡萄糖14份、纳米氧化铁6份、纳米氧化锌3份、氟化钠5份、磷酸二氢铝6份、氢化钛4份、硝酸铈7份、赖氨酸6份、氧化钇5份、8-羟基喹啉9份、氢氧化钠1.3份、2-巯基苯并噻唑16份、乙酰柠檬酸三乙酯9份、乙醇15份、水115份。
所述的纳米磁性铁基吸波材料，由如下重量份数的组分制备而得：顺丁橡胶63份、乙酰丙酮铁9份、石墨纤维5份、葡萄糖16份、纳米氧化铁5份、纳米氧化锌6份、氟化钠5份、磷酸二氢铝4份、氢化钛3份、硝酸铈6份、赖氨酸5份、氧化钇3份、8-羟基喹啉10份、氢氧化钠1.8份、2-巯基苯并噻唑20份、乙酰柠檬酸三乙酯8份、乙醇14份、水120份。
本发明还提供所述的纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，包括以下制备步骤：
1）按照一定重量份称重各组分原料；
2）将葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸加入到反应釜中，控制温度为190-250℃，搅拌速度为200-800rpm，搅拌反应5-12小时，自然冷却至室温取出，过滤洗涤干燥并研磨成粉末A，备用；
3）将顺丁橡胶、石墨纤维、乙酰丙酮铁、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、氧化钇、8-羟基喹啉、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇和上述粉末A混合均匀，得到混合料；
4）经上述混合料投入到开炼机中进行混炼，混炼均匀后加入2-巯基苯并噻唑，继续混炼15min，静置6-12小时，得到混炼胶；
5）将上述混料胶置于150-170℃的平板硫化机上中，以20-40MPa压力进行硫化10-30min，冷却至室温，即可。
优选的，所述步骤2）中控制温度为230℃，搅拌速度为600rpm，搅拌反应8小时。
所述步骤4）中静置8小时。
所述步骤5）中置于155℃的平板硫化机上中，以35MPa压力进行硫化15min。
由于采用了以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明提供的吸波材料的拉伸强度为28.4~32.5MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-47.8~-58.7dB，在-10dB吸收宽带为5.3~6.7GHz，在-20dB吸收宽带为2.6~3.8GHz，显示较好的力学性能和吸波性能，克服了传统吸波材料的不足，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，包括以下制备步骤：
1）按照重量份称重各组分原料：顺丁橡胶52份、乙酰丙酮铁4份、石墨纤维3份、葡萄糖10份、纳米氧化铁2份、纳米氧化锌1份、氟化钠3份、磷酸二氢铝2份、氢化钛3份、硝酸铈3份、赖氨酸3份、氧化钇2份、8-羟基喹啉5份、氢氧化钠1份、2-巯基苯并噻唑12份、乙酰柠檬酸三乙酯6份、乙醇11份、水90份；
2）将葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸加入到反应釜中，控制温度为190-250℃，搅拌速度为200-800rpm，搅拌反应5小时，自然冷却至室温取出，过滤洗涤干燥并研磨成粉末A，备用；
3）将顺丁橡胶、石墨纤维、乙酰丙酮铁、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、氧化钇、8-羟基喹啉、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇和上述粉末A混合均匀，得到混合料；
4）经上述混合料投入到开炼机中进行混炼，混炼均匀后加入2-巯基苯并噻唑，继续混炼15min，静置6小时，得到混炼胶；
5）将上述混料胶置于150℃的平板硫化机上中，以20MPa压力进行硫化10min，冷却至室温，即可。
经性能测试得到：该吸波材料的拉伸强度为28.4MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-47.8dB，在-10dB吸收宽带为5.3GHz，在-20dB吸收宽带为2.6GHz。
实施例2
纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，包括以下制备步骤：
1）按照重量份称重各组分原料：顺丁橡胶70份、乙酰丙酮铁12份、石墨纤维8份、葡萄糖22份、纳米氧化铁8份、纳米氧化锌6份、氟化钠7份、磷酸二氢铝8份、氢化钛9份、硝酸铈9份、赖氨酸7份、氧化钇8份、8-羟基喹啉11份、氢氧化钠3份、2-巯基苯并噻唑30份、乙酰柠檬酸三乙酯13份、乙醇18份、水130份；
2）将葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸加入到反应釜中，控制温度为250℃，搅拌速度为800rpm，搅拌反应12小时，自然冷却至室温取出，过滤洗涤干燥并研磨成粉末A，备用；
3）将顺丁橡胶、石墨纤维、乙酰丙酮铁、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、氧化钇、8-羟基喹啉、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇和上述粉末A混合均匀，得到混合料；
4）经上述混合料投入到开炼机中进行混炼，混炼均匀后加入2-巯基苯并噻唑，继续混炼15min，静置12小时，得到混炼胶；
5）将上述混料胶置于170℃的平板硫化机上中，以40MPa压力进行硫化30min，冷却至室温，即可。
经性能测试得到：该吸波材料的拉伸强度为29.1MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-52.5dB，在-10dB吸收宽带为5.8GHz，在-20dB吸收宽带为3.1GHz。
实施例3
纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，包括以下制备步骤：
1）按照重量份称重各组分原料：顺丁橡胶61份、乙酰丙酮铁8份、石墨纤维5份、葡萄糖16份、纳米氧化铁5份、纳米氧化锌3份、氟化钠5份、磷酸二氢铝5份、氢化钛6份、硝酸铈6份、赖氨酸5份、氧化钇5份、8-羟基喹啉8份、氢氧化钠2份、2-巯基苯并噻唑21份、乙酰柠檬酸三乙酯10份、乙醇14份、水105份；
2）将葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸加入到反应釜中，控制温度为220℃，搅拌速度为500rpm，搅拌反应8小时，自然冷却至室温取出，过滤洗涤干燥并研磨成粉末A，备用；
3）将顺丁橡胶、石墨纤维、乙酰丙酮铁、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、氧化钇、8-羟基喹啉、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇和上述粉末A混合均匀，得到混合料；
4）经上述混合料投入到开炼机中进行混炼，混炼均匀后加入2-巯基苯并噻唑，继续混炼15min，静置9小时，得到混炼胶；
5）将上述混料胶置于160℃的平板硫化机上中，以30MPa压力进行硫化20min，冷却至室温，即可。
经性能测试得到：该吸波材料的拉伸强度为30.3MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-54.9dB，在-10dB吸收宽带为6.2GHz，在-20dB吸收宽带为3.3GHz。
实施例4
纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，包括以下制备步骤：
1）按照重量份称重各组分原料：顺丁橡胶58份、乙酰丙酮铁7份、石墨纤维6份、葡萄糖14份、纳米氧化铁6份、纳米氧化锌3份、氟化钠5份、磷酸二氢铝6份、氢化钛4份、硝酸铈7份、赖氨酸6份、氧化钇5份、8-羟基喹啉9份、氢氧化钠1.3份、2-巯基苯并噻唑16份、乙酰柠檬酸三乙酯9份、乙醇15份、水115份；
2）将葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸加入到反应釜中，控制温度为230℃，搅拌速度为600rpm，搅拌反应8小时，自然冷却至室温取出，过滤洗涤干燥并研磨成粉末A，备用；
3）将顺丁橡胶、石墨纤维、乙酰丙酮铁、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、氧化钇、8-羟基喹啉、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇和上述粉末A混合均匀，得到混合料；
4）经上述混合料投入到开炼机中进行混炼，混炼均匀后加入2-巯基苯并噻唑，继续混炼15min，静置8小时，得到混炼胶；
5）将上述混料胶置于155℃的平板硫化机上中，以35MPa压力进行硫化15min，冷却至室温，即可。
经性能测试得到：该吸波材料的拉伸强度为32.5MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-58.7dB，在-10dB吸收宽带为6.7GHz，在-20dB吸收宽带为3.8GHz。
实施例5
纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，包括以下制备步骤：
1）按照重量份称重各组分原料：顺丁橡胶63份、乙酰丙酮铁9份、石墨纤维5份、葡萄糖16份、纳米氧化铁5份、纳米氧化锌6份、氟化钠5份、磷酸二氢铝4份、氢化钛3份、硝酸铈6份、赖氨酸5份、氧化钇3份、8-羟基喹啉10份、氢氧化钠1.8份、2-巯基苯并噻唑20份、乙酰柠檬酸三乙酯8份、乙醇14份、水120份；
2）将葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸加入到反应釜中，控制温度为210℃，搅拌速度为700rpm，搅拌反应10小时，自然冷却至室温取出，过滤洗涤干燥并研磨成粉末A，备用；
3）将顺丁橡胶、石墨纤维、乙酰丙酮铁、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、氧化钇、8-羟基喹啉、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇和上述粉末A混合均匀，得到混合料；
4）经上述混合料投入到开炼机中进行混炼，混炼均匀后加入2-巯基苯并噻唑，继续混炼15min，静置10小时，得到混炼胶；
5）将上述混料胶置于165℃的平板硫化机上中，以30MPa压力进行硫化25min，冷却至室温，即可。
经性能测试得到：该吸波材料的拉伸强度为31.6MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-57.2dB，在-10dB吸收宽带为6.4GHz，在-20dB吸收宽带为3.4GHz。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处仅在于：不含乙酰丙酮铁、葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸以及步骤2）。
经性能测试得到：该吸波材料的拉伸强度为25.2MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-41.3dB，在-10dB吸收宽带为4.6GHz，在-20dB吸收宽带为1.9GHz。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处仅在于：不含氢化钛、氧化钇和纳米氧化锌。
经性能测试得到：该吸波材料的拉伸强度为25.9MPa，3mm厚的该吸波材料在2~18GHz频率范围内反射损耗值为-40.5dB，在-10dB吸收宽带为4.1GHz，在-20dB吸收宽带为1.5GHz。

Claims (7)

1. 一种纳米磁性铁基吸波材料，其特征在于，由如下重量份数的组分制备而得：顺丁橡胶52-70份、乙酰丙酮铁4-12份、石墨纤维3-8份、葡萄糖10-22份、纳米氧化铁2-8份、纳米氧化锌1-6份、氟化钠3-7份、磷酸二氢铝2-8份、氢化钛3-9份、硝酸铈3-9份、赖氨酸3-7份、氧化钇2-8份、8-羟基喹啉5-11份、氢氧化钠1-3份、2-巯基苯并噻唑12-30份、乙酰柠檬酸三乙酯6-13份、乙醇11-18份、水90-130份。
2. 根据权利要求1所述的纳米磁性铁基吸波材料，其特征在于，由如下重量份数的组分制备而得：顺丁橡胶58份、乙酰丙酮铁7份、石墨纤维6份、葡萄糖14份、纳米氧化铁6份、纳米氧化锌3份、氟化钠5份、磷酸二氢铝6份、氢化钛4份、硝酸铈7份、赖氨酸6份、氧化钇5份、8-羟基喹啉9份、氢氧化钠1.3份、2-巯基苯并噻唑16份、乙酰柠檬酸三乙酯9份、乙醇15份、水115份。
3. 根据权利要求1所述的纳米磁性铁基吸波材料，其特征在于，由如下重量份数的组分制备而得：顺丁橡胶63份、乙酰丙酮铁9份、石墨纤维5份、葡萄糖16份、纳米氧化铁5份、纳米氧化锌6份、氟化钠5份、磷酸二氢铝4份、氢化钛3份、硝酸铈6份、赖氨酸5份、氧化钇3份、8-羟基喹啉10份、氢氧化钠1.8份、2-巯基苯并噻唑20份、乙酰柠檬酸三乙酯8份、乙醇14份、水120份。
4. 如权利要求1至3任意一项所述的纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1）按照一定重量份称重各组分原料；
2）将葡萄糖、氢氧化钠、水和赖氨酸加入到反应釜中，控制温度为190-250℃，搅拌速度为200-800rpm，搅拌反应5-12小时，自然冷却至室温取出，过滤洗涤干燥并研磨成粉末A，备用；
3）将顺丁橡胶、石墨纤维、乙酰丙酮铁、纳米氧化铁、纳米氧化锌、氟化钠、磷酸二氢铝、氢化钛、硝酸铈、氧化钇、8-羟基喹啉、乙酰柠檬酸三乙酯、乙醇和上述粉末A混合均匀，得到混合料；
4）经上述混合料投入到开炼机中进行混炼，混炼均匀后加入2-巯基苯并噻唑，继续混炼15min，静置6-12小时，得到混炼胶；
5）将上述混料胶置于150-170℃的平板硫化机上中，以20-40MPa压力进行硫化10-30min，冷却至室温，即可。
5. 根据权利要求4所述的纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中控制温度为230℃，搅拌速度为600rpm，搅拌反应8小时。
6. 根据权利要求4所述的纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中静置8小时。
7. 根据权利要求4所述的纳米磁性铁基吸波材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中置于155℃的平板硫化机上中，以35MPa压力进行硫化15min。
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