CN109233743B - 一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109233743B
CN109233743B CN201811250634.7A CN201811250634A CN109233743B CN 109233743 B CN109233743 B CN 109233743B CN 201811250634 A CN201811250634 A CN 201811250634A CN 109233743 B CN109233743 B CN 109233743B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fly ash
composite material
shell structure
light wave
absorbing composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811250634.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109233743A (zh
Inventor
刘亚青
刘亚楠
薛杰文
刘轶
赵贵哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North University of China
Original Assignee
North University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North University of China filed Critical North University of China
Priority to CN201811250634.7A priority Critical patent/CN109233743B/zh
Publication of CN109233743A publication Critical patent/CN109233743A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109233743B publication Critical patent/CN109233743B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

本发明涉及轻质吸波材料领域，具体为一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法。其包括粉煤灰空心微珠、钴镍磁性金属以及导电聚合物，其中粉煤灰空心微珠表面完全或部分被钴镍磁性金属包覆形成复合粒子，复合粒子表面完全或部分被导电聚合物包覆形成粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料。本发明制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料中的粉煤灰空心微珠来源广泛，将其与磁性金属以及导电性聚合物复合，制备的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波材料具有性能优良、成本低廉的优点。所述粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料为核壳结构，利用磁性组分与导电组分复合，有助于电磁波的多形式损耗与吸收，具有吸收频带宽，吸收强度大的特点。

Description

一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及轻质吸波材料领域，具体为一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法。
背景技术
目前，最成熟的吸波材料是磁性金属微粉，它具有高的饱和磁化强度、高 Snoek’s截止频率以及高的居里温度、对电磁波强吸收等优点，是制备性能优异的超薄电磁波吸收涂层的理想选材。但此类吸收剂在使用过程中存在一些问题，如易氧化、耐腐蚀能力差、密度较大、单独使用不能得到宽频带的吸波材料等。因此，对其进行掺杂、改性或包覆是目前该类材料主要的发展方向。导电聚合物具有密度低、结构多样、易加工、环境稳定性好、电磁参数可调等优点，作为电磁波吸收剂的研究也引起了人们的高度关注，但其磁性能不足，阻抗匹配性能差，严重制约了它的广泛应用。将上述两种材料有效复合可以得到新型轻质、宽频的微波吸收剂，是解决它们各自弊端的有效途径。综合目前常用的复合吸波材料，可以将它们的复合方式归纳为金属掺杂型、共混型、表面改性型。其中，金属掺杂型多作为吸波材料复合化的预处理方法，共混型及表面改性型常作为最终复合方法。共混型设计能够有效综合多种吸波材料的损耗特性，进而提升复合吸波剂的吸收强度、吸收带宽、耐候性及力学性能等，但由于其只进行了简单的物理混合，并未改变每种吸收剂各自的特性，因此，综合性能提升有限。表面改性型是将其它材料通过一定手段附着在原有粒子或基体表面制备得到的具有核壳结构的吸收剂，外部壳层材料能够改变粒子或基体的表面性能，提高其稳定性，并赋予其新的电磁特性，是目前复合吸波材料研究的重点。
针对上述背景，通过表面改性型复合方法制备轻质高性能吸波材料具有一定的实际应用价值。
发明内容
本发明旨在提供一种轻质高性能吸波复合材料，具体为粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法，即由粉煤灰空心微珠作为基体，将其与其它材料复合制备得到的轻质高性能吸波复合材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料，其包括粉煤灰空心微珠、钴镍磁性金属以及导电聚合物，其中粉煤灰空心微珠表面完全或部分被钴镍磁性金属包覆形成复合粒子，复合粒子表面完全或部分被导电聚合物包覆形成粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料。
对本发明所述粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的吸波性能进行测试，将所述粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料与石蜡以2:3的比例共混后，测得其吸波性能为：在厚度 d 为 1.90~2.40 mm，最大反射损耗 RL max 为 -30.48 ~ -50.63 dB，有效吸收频带为3.48~6.24 GHz。
为了更清楚的说明本发明所述复合材料，本发明进一步提供了一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到80℃，滴加还原剂溶液，反应 20～50 min，然后用蒸馏水、乙醇依次洗涤，烘干，得到褐色粉末备用；
（2）在反应器中加入聚合反应单体、引发剂和步骤（1）制备得到的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，即为粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料。
作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，以g/mL计算，步骤（1）制备得到的1~5g的褐色粉末需加入0.2~1.5 mL 的聚合反应单体。
作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.010～0.050 g/mL 的金属镍盐，0.030～0.150 g/mL 的金属钴盐，0.030～0.150 g/mL的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系 pH=8~10；所述还原剂溶液的组成为：0.010～0.200 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，步骤（1）中的粉煤灰空心微珠在置于化学镀钴镍溶液之前，需要对粉煤灰空心微珠进行表面预处理，所述表面预处理包括以下步骤：
（a）除油：将粉煤灰空心微珠分别置于蒸馏水、碱液、酸液中，30℃下，分别恒温振荡 30 min 后洗涤备用；
（b）粗化：将除油后的粉煤灰空心微珠加入到粗化液中，30℃下恒温振荡 30 min，洗涤备用；
（c）敏化：将经过粗化处理的粉煤灰空心微珠加入到敏化液中，30℃下恒温振荡30 min，洗涤备用；
（d）活化：将经过敏化处理的粉煤灰空心微珠加入到活化液中，30℃下恒温振荡30 min，洗涤备用；
所述碱液的组成为：氢氧化钠 16 g/L，碳酸钠 16 g/L，焦磷酸钠 24 g/L，溶剂为蒸馏水；酸液的组成为：37 wt.% 的盐酸 100 mL/L，溶剂为蒸馏水；粗化液的组成为：重铬酸钾 30 g/L，98 wt.% 的硫酸 60 mL/L，溶剂为蒸馏水；敏化液的组成为：氯化亚锡 20 g/L，37 wt.% 的盐酸 20 mL/L，溶剂为蒸馏水；活化液的组成为：氯化钯0.1g/L，37 wt.% 的盐酸 1 mL/L，溶剂为蒸馏水。
作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，步骤（1）中所述的金属镍盐为NiCl2·6H2O、NiSO4·6H2O 中的任意一种，金属钴盐为 CoCl2·6H2O、CoSO4·7H2O中的任意一种。
作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，步骤（2）中所述的聚合反应单体为吡咯、苯胺和噻吩单体中的任意一种。
作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，步骤（2）中所述的引发剂为过氧化物类引发剂或氧化还原引发剂。
本领域技术人员可以根据不同的需求，通过控制反应原料金属盐、聚合反应单体、引发剂的种类和加入量，制备出各种不同复合方式的轻质高性能吸波复合材料。
与现有吸波材料相比，本发明具有如下所述的优越性：
（1）本发明选用的粉煤灰空心微珠为沉珠，与粉煤灰空心微珠漂珠相比，抗压强度更高，更利于完整的核壳结构复合材料的制备；另外，其密度为 1.6~2.3 g/cm3，较金属微粉更有利于轻质要求的实现。
（2）将导电聚合物包覆在磁性金属外层，有利于改善金属耐腐蚀性能差的缺陷。
（3）本发明制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料中的粉煤灰空心微珠来源广泛，将其与磁性金属以及导电性聚合物复合，制备的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波材料具有性能优良、成本低廉的优点。
（4）所述粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料为核壳结构，利用磁性组分与导电组分复合，有助于电磁波的多形式损耗与吸收，具有吸收频带宽，吸收强度大的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例 1 所制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的 XRD 曲线。
图2为实施例 1 所制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的FT-IR曲线。图中纯 Ppy：3319~3664 cm-1 的宽峰是由 N-H 伸缩振动引起；1612 cm-1、1560 cm-1 分别是由吡咯环的对称和不对称伸缩振动引起的，对应 py 环内 -C=C-、-C-C- 伸缩振动峰，说明吡咯环在聚合过程中未被破坏，1101 cm-1与 1399 cm-1 代表 C-H 变形振动和 C-N 伸缩振动吸收，1190 与 976 cm-1 处 py 环内=C-C伸缩振动与平面外 =C-H 振动，表明 Ppy 是掺杂态，691 cm-1 处对应整个高分子链的骨架振动吸收峰；核壳复合结构的红外光谱图与纯 Ppy 的特征峰对应，说明产物具有所述结构。
图3为实施例 1 所制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的 SEM 图片。
图4为实施例 1 所制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的电磁参数曲线。
图5为实施例 1 所制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的吸波性能曲线。
由图4、图5可知，该粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料在 2~18 GHz 频率范围内主要以介电损耗为主，曲线出现多重波动，表明该粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料可能具有多种电磁损耗方式，并最终反映出图5的吸波性能曲线上的宽频段、强吸收性能。由此可知，该粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料具有很好的电磁损耗性能。
图6为本发明实施例 1 所制备的粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料，其包括粉煤灰空心微珠、钴镍磁性金属以及导电聚合物，其中粉煤灰空心微珠表面完全或部分被钴镍磁性金属包覆形成复合粒子，复合粒子表面完全或部分被导电聚合物包覆形成粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料。具体结构可参见图6。
对本发明所述复合材料的性能进行测定，将所述粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料与石蜡以2:3的比例共混后，测得其吸波性能为：在厚度 d 为 1.90~2.40 mm时，最大反射损耗 RL max 为 -30.48 ~ -50.63 dB，有效吸收频带为 3.48~6.24 GHz。
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到80℃，滴加还原剂溶液，反应 20～50 min，然后用蒸馏水、乙醇依次洗涤，烘干，得到褐色粉末，备用；
（2）在反应器中加入聚合反应单体、引发剂和步骤（1）制备得到的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，即为粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料。
优选的，以g/mL计算，步骤（1）制备得到的1~5g的褐色粉末需加入0.2~1.5 mL 的聚合反应单体。
更进一步的，所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.010～0.050 g/mL 的金属镍盐，0.030～0.150 g/mL 的金属钴盐，0.030～0.150 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.%的 NH3·H2O 溶液调节体系 pH=8~10；所述还原剂溶液的组成为：0.010～0.200 g/mL 的NaH2PO2·H2O。
更优选的，步骤（1）中的粉煤灰空心微珠在置于化学镀钴镍溶液之前，需要对粉煤灰空心微珠进行表面预处理，所述表面预处理包括以下步骤：
（a）除油：将粉煤灰空心微珠分别置于蒸馏水、碱液、酸液中，30℃下，分别恒温振荡 30 min 后洗涤，备用；
（b）粗化：将除油后的粉煤灰空心微珠加入到粗化液中，30℃下恒温振荡 30 min，洗涤，备用；
（c）敏化：将经过粗化处理的粉煤灰空心微珠加入到敏化液中，30℃下恒温振荡30 min，洗涤，备用；
（d）活化：将经过敏化处理的粉煤灰空心微珠加入到活化液中，30℃下恒温振荡30 min，洗涤，备用；
所述碱液的组成为：氢氧化钠 16 g/L，碳酸钠 16 g/L，焦磷酸钠 24 g/L，溶剂为蒸馏水；酸液的组成为：37 wt.% 的盐酸 100 mL/L，溶剂为蒸馏水；粗化液的组成为：重铬酸钾 30 g/L，98 wt.% 的硫酸 60 mL/L，溶剂为蒸馏水；敏化液的组成为：氯化亚锡 20 g/L，37 wt.% 的盐酸 20 mL/L，溶剂为蒸馏水；活化液的组成为：氯化钯0.1g/L，37 wt.% 的盐酸 1 mL/L，溶剂为蒸馏水。其中酸液的组成为每升酸液中含有100mL的37 wt.% 的盐酸；粗化液的组成为每升粗化液中含有60 mL的98 wt.% 的硫酸，并且重铬酸钾的浓度为 30g/L；敏化液的组成为每升敏化液中含有20 mL的37 wt.% 的盐酸，并且氯化亚锡的浓度为20 g/L；活化液的组成为每升活化液中含有1 mL的37 wt.% 的盐酸，并且氯化钯的浓度为0.1g/L。
具体实施时，步骤（1）中所述的金属镍盐为 NiCl2·6H2O、NiSO4·6H2O 中的任意一种，金属钴盐为 CoCl2·6H2O、CoSO4·7H2O中的任意一种。步骤（2）中所述的聚合反应单体为吡咯、苯胺和噻吩单体中的任意一种。步骤（2）中所述的引发剂为过氧化物类引发剂或氧化还原引发剂。当然，本发明包括但不限于前述的引发剂，其他水溶性聚合引发剂也在本发明的范围内。另外，所述过氧化物类引发剂为过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的任意一种，所述氧化还原引发剂为六硝酸合铈酸盐、过氧化氢-硫酸亚铁（混合体系）、过硫酸盐-亚硫酸氢钠（混合体系）、过硫酸盐-亚硫酸钠（混合体系）、L-抗坏血酸中的任意一种，前述的任意一种氧化还原引发剂均能够与铵盐的组合使用，聚合反应效果更好。
实施例1
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 50 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.020 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.06 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.035 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=8；
所述还原剂溶液的组成为：0.040 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 0.800 mL 的聚合反应单体吡咯 py、2.630 g 引发剂过硫酸铵和2 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为2.2642 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 2.32 mm、频率 f 为 14.64 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -50.63 dB，有效吸收频带 11.76~18 GHz（6.24GHz）。
实施例2
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 30 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.020 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.06 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.035 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=10；
所述还原剂溶液的组成为：0.040 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 0.800 mL 的聚合反应单体吡咯 py、2.630 g 引发剂过硫酸铵和2 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为2.2354 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 2.10 mm、频率 f 为 15.24 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -30.48 dB，有效吸收频带 13~17.44 GHz（4.44GHz）。
实施例3
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 50 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.020 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.04 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.035 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=9；
所述还原剂溶液的组成为：0.040 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 0.800 mL 的聚合反应单体吡咯 py、2.630 g 引发剂过硫酸铵和2 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为2.2242 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 2.20 mm、频率 f 为 15.48 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -37.24 dB，有效吸收频带 13.84~18 GHz（4.16GHz）。
实施例4
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 50 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.020 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.06 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.035 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=9；
所述还原剂溶液的组成为：0.100 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 0.800 mL 的聚合反应单体吡咯 py、2.630 g 引发剂过硫酸铵和2 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为2.2742 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 1.90 mm、频率 f 为 16.64 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -34.32 dB，有效吸收频带 13.76~18 GHz（4.24GHz）。
实施例5
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 50 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.020 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.06 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.035 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=8；
所述还原剂溶液的组成为：0.040 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 0.200 mL 的聚合反应单体吡咯 py、2.630 g 引发剂过硫酸铵和2 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为2.8936 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 2.16 mm、频率 f 为 15.94 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -30.63 dB，有效吸收频带 13~17.24 GHz（4.24GHz）。
实施例6
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 50 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.020 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.06 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.035 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=10；
所述还原剂溶液的组成为：0.040 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 0.800 mL 的聚合反应单体吡咯 py、2.630 g 引发剂过硫酸铵和4 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为3.0416 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 2.40 mm、频率 f 为 14.80 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -48.12 dB，有效吸收频带 12.16~18 GHz（5.84GHz）。
实施例7
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 20 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.010 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.150 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.030 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=9；
所述还原剂溶液的组成为：0.200 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 0.200 mL 的聚合反应单体苯胺、2.750 g 引发剂六硝酸合铈酸盐和1 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为2.2032 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 2.28 mm、频率 f 为 13.64 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -36.54 dB，有效吸收频带 12.36~15.84 GHz（3.48GHz）。
实施例8
一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 40 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.050 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.030 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.150 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=9；
所述还原剂溶液的组成为：0.010 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）在第二反应器中加入 1.500 mL 的聚合反应单体噻吩、2.630 g 引发剂过氧化氢-硫酸亚铁和5 g（1）中制备的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，此即为粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料。测得其密度为3.2106 g/cm3。
（3）将所得到的粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为 2.16 mm、频率 f 为 14.24 GHz时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 -38.92 dB，有效吸收频带 13.64~17.98 GHz（4.34GHz）。
对比例
一种吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰空心微珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到 80℃时，滴加还原剂溶液，反应 50 min 后，用水、乙醇洗涤、烘干，得到褐色粉末，备用；
所述化学镀钴镍溶液的组成为：0.020 g/mL 的 NiCl2·6H2O、0.06 g/mL 的CoCl2·6H2O、0.035 g/mL 的 Na3C6H5O7·2H2O，利用 25 wt.% 的 NH3·H2O 溶液调节体系pH=8~10；
所述还原剂溶液的组成为：0.040 g/mL 的 NaH2PO2·H2O。
（2）将所得到的褐色粉末（测得其密度为3.2544 g/cm3）与石蜡以 2：3（质量比）在60℃加热容器中混合，冷却成型，制备粉煤灰空心微珠基轻质高性能吸波复合材料电磁屏蔽性能测试样品，测得其吸波效能如下：在厚度 d 为1.90 mm、频率 f 为 9.84 GHz 时，达到最大反射损耗 RLmax，其值为 --36.80 dB，有效吸收频带 8.88~13.04 GHz（4.16 GHz）。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，其特征在于，复合材料包括粉煤灰空心沉珠、钴镍磁性金属以及导电聚合物，其中粉煤灰空心沉珠表面完全或部分被钴镍磁性金属包覆形成复合粒子，复合粒子表面完全或部分被导电聚合物包覆形成粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料；
所述粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（a）除油：将粉煤灰空心沉珠分别置于蒸馏水、碱液、酸液中，30 ℃下，分别恒温振荡30 min 后洗涤备用；所述碱液的组成为：氢氧化钠 16 g/L，碳酸钠 16 g/L，焦磷酸钠 24g/L，溶剂为蒸馏水；酸液的组成为：37 wt.% 的盐酸 100 mL/L，溶剂为蒸馏水；
（b）粗化：将除油后的粉煤灰空心沉珠加入到粗化液中，30℃下恒温振荡 30 min，洗涤备用；粗化液的组成为：重铬酸钾30 g/L，98 wt.% 的硫酸 60 mL/L，溶剂为蒸馏水；
（c）敏化：将经过粗化处理的粉煤灰空心沉珠加入到敏化液中，30 ℃下恒温振荡 30min，洗涤备用；敏化液的组成为：氯化亚锡 20 g/L，37wt.% 的盐酸 20 mL/L，溶剂为蒸馏水；
（d）活化：将经过敏化处理的粉煤灰空心沉珠加入到活化液中，30 ℃下恒温振荡 30min，洗涤备用；活化液的组成为：氯化钯0.1 g/L，37 wt.% 的盐酸 1 mL/L，溶剂为蒸馏水；
（e）将步骤（d）得到的粉煤灰空心沉珠置于化学镀钴镍溶液的容器中，加热到80 ℃，滴加还原剂溶液，反应 20～50 min，然后用蒸馏水、乙醇依次洗涤，烘干，得到褐色粉末，备用；
（f）在反应器中加入聚合反应单体、引发剂和步骤（e）制备得到的褐色粉末，在pH为中性环境中，冰浴混合 30 min，保持温度 0~5 ℃，反应 6 h，洗涤，烘干，得到黑色粉末，即为粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，其特征在于，将所述粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料与石蜡以2:3的比例共混后，测得吸波性能为：在厚度 d 为1.90～2.40 mm 时，最大反射损耗 RLmax 为 -30.48～-50.63 dB，有效吸收频带为 3.48～6.24 GHz。
3.根据权利要求1或2所述的一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，其特征在于，以g/mL计算，步骤（e ）制备得到的1～5g的褐色粉末需加入0.2～1.5 mL的聚合反应单体。
4.根据权利要求1或2所述的一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（f ）中所述的聚合反应单体为吡咯、苯胺和噻吩单体中的任意一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（f ）中所述的引发剂为过氧化物类引发剂或氧化还原引发剂。
CN201811250634.7A 2018-10-25 2018-10-25 一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法 Active CN109233743B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811250634.7A CN109233743B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811250634.7A CN109233743B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109233743A CN109233743A (zh) 2019-01-18
CN109233743B true CN109233743B (zh) 2021-11-09

Family

ID=65082037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811250634.7A Active CN109233743B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109233743B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115216147B (zh) * 2021-04-21 2023-05-26 安徽理工大学 Pani@rc复合材料、制备方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101294047A (zh) * 2008-06-04 2008-10-29 北京航空航天大学 一种以空心微球为填料的雷达波吸波涂料及其制备方法
CN101294055A (zh) * 2008-06-04 2008-10-29 北京航空航天大学 一种雷达波吸收剂及其采用化学镀工艺的制备方法
CN101440250A (zh) * 2007-11-21 2009-05-27 崔悦 一种雷达隐身涂料
CN101585959A (zh) * 2008-05-21 2009-11-25 中国科学院理化技术研究所 导电聚合物吸波材料
CN104016593A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 中北大学 在玻璃微珠或玻璃纤维表面包覆金属钴的化学镀方法
CN108384233A (zh) * 2018-03-08 2018-08-10 东华理工大学 一种镍包覆粉煤灰/聚吡咯复合吸波材料的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101440250A (zh) * 2007-11-21 2009-05-27 崔悦 一种雷达隐身涂料
CN101585959A (zh) * 2008-05-21 2009-11-25 中国科学院理化技术研究所 导电聚合物吸波材料
CN101294047A (zh) * 2008-06-04 2008-10-29 北京航空航天大学 一种以空心微球为填料的雷达波吸波涂料及其制备方法
CN101294055A (zh) * 2008-06-04 2008-10-29 北京航空航天大学 一种雷达波吸收剂及其采用化学镀工艺的制备方法
CN104016593A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 中北大学 在玻璃微珠或玻璃纤维表面包覆金属钴的化学镀方法
CN108384233A (zh) * 2018-03-08 2018-08-10 东华理工大学 一种镍包覆粉煤灰/聚吡咯复合吸波材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109233743A (zh) 2019-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107399735B (zh) 一种石墨烯复合气凝胶吸波材料的制备方法及其应用
CN108976820B (zh) 一种四氧化三铁/聚吡咯复合材料及其制备方法
CN110283570A (zh) 一种FeCo@MXene核壳结构复合吸波材料及其制备方法
WO2020224496A1 (zh) 一种协同增强电磁屏蔽薄膜及其制备方法
CN111748317B (zh) 一种花瓣状四氧化三铁基复合吸波剂及其制备方法与吸波材料
CN111892816A (zh) 一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料及其制备方法
CN109233743B (zh) 一种粉煤灰基核壳结构轻质吸波复合材料及其制备方法
CN111410194A (zh) 一种由zif-67/三聚氰胺制得的复合电磁吸波泡沫及其制备方法
CN110856432A (zh) 一种制备碳包覆锰氧化合物电磁吸波材料的方法
CN115109487A (zh) 一种镍铁氧体基/水性聚丙烯酸酯吸波涂层的制备方法
CN112449568B (zh) 一种制备多孔碳包覆空心钴镍合金复合吸波材料的方法
CN102634169A (zh) 磁性材料和导电聚合物复合的吸波材料及其制备方法
CN117479513A (zh) 一种NiCo2O4@SiO2/GNs吸波材料及其制备方法
CN112897570B (zh) 磁性NiCo2O4包覆ZnO晶须吸波材料的制备方法
CN114256630A (zh) 一种表面沉积纳米镍多孔炭颗粒微波吸收剂的制备方法
CN112538296A (zh) 一种用于柔性电路的石墨烯网络导电涂料及制备方法
CN108483508B (zh) 一种多孔片状Fe3O4电磁吸波剂及其制备方法
CN109574707B (zh) 一种微孔磁性介质复合陶瓷吸波超材料及其制备方法
CN117529074A (zh) 多巴胺衍生碳包覆氧化锰电磁调谐复合材料的制备方法
CN111154259A (zh) 一种埃洛石-铈掺杂锰锌铁氧体复合吸波材料及制备方法
CN117560915A (zh) 一种NiCo2O4@PPy新型复合吸波材料及其制备方法
CN115197674B (zh) 一种四氧化三钴/氧化镍/pedot吸波材料及其制备方法
CN115771889B (zh) 钴铁负载多孔碳海绵吸波材料的原位燃烧合成方法
CN113956532B (zh) 一种毫米波吸收材料及其制备方法与应用
CN116605863A (zh) 一种mof衍生的木材基多孔碳吸波材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant