CN110511649A - 一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层 - Google Patents

一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合吸波涂层技术领域，且公开了一种基于SiC‑锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，包括以下配方原料：碳化硅、无水氯化铁、无水硫酸亚锡、碳纳米管、环氧树脂、硅烷偶联剂、固化剂。该一种基于SiC‑锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，纳米锡铁氧化物Sn0.6‑0.85Fe0.15‑0.4O3与多碳纳米管界面的极化效应和表面官能团形成的偶极子极化效应，增强了吸波材料的电磁极化损耗，同时碳纳米管界面上形成网状状导电网络，加速了磁生电子的跃迁和迁移，提高了吸波材料的导电损耗，锡铁氧化物表面具有大量的活性羟基与多碳纳米管上的羟基形成氢键，使其能够均匀的分散在多碳纳米管的表面和内壁上，避免了锡铁纳氧化物发生团聚形成大颗粒。

Description

一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层
技术领域
本发明涉复合吸波涂层材料技术领域，具体为一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层。
背景技术
吸波涂料又称微波吸收涂料或雷达波吸收涂料，该材料可以将入射的雷达波能量转换成热能而耗散或通过谐振效应使之消除或减弱，达到有效吸收和衰减的目的，吸波涂料是把具有特定介电参数的粉末吸收剂分散在粘结剂基体中形成的，常见的吸波涂料有多晶铁纤维吸波涂料、铁氧体吸波涂料、纳米吸波涂料以及导电高聚物吸波涂料等。
传统的铁氧体吸波涂料中的Fe3O4电磁性优良、自旋极化性强，但是由于密度大、热稳定性差，等缺点使其在吸波领域的应用受到了一定限制，而锡氧化物导电性高、热稳定性好以及化学性能稳定等优点，可以应用到吸波材料中，但是无机金属应用到吸波涂层时，往往由于无机金属与有机聚合物粘黏剂的相容性不好，无机金属不能均匀地分散在有机聚合物的表面，导致无机金属粉末容易发生团聚现象，使涂层不能均匀的吸收和耗散微波或雷达波，并且有机粘黏剂的化学稳定性差，脆性大，使涂层在实际应用过程中，往往由于时间的推移，材料容易老化腐蚀和耗损，降低了吸波材料的实用性和耐久性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种SiC-SnO2负载碳纳米管的复合吸波涂层，解决了无机金属与有机聚合物粘黏剂的相容性不好，不能均匀地分散在有机聚合物的表面，导致无机金属粉末容易发生团聚现象，使涂层不能均匀的吸收和耗散微波或雷达波的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，包括以下重量份数配比的配方原料：16-20份碳化硅、8-10份无水氯化铁、10-13份无水硫酸亚锡、7-12份碳纳米管、42-58份环氧树脂、0.5-2份硅烷偶联剂、0.5-1份固化剂，制法包括以及以下实验药品：无水二甲亚砜、无水乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、稀盐酸、蒸馏水、无水乙醇。
优选的，所述碳化硅中SiC质量分数≥96.8％，粒径为400-600nm。
优选的，所述无水氯化铁中FeCl3质量分数≥97.2％。
优选的，所述无水硫酸亚锡中SnSO4质量分数为≥95.5％。
优选的，所述碳纳米管为羟基化多壁碳纳米管，羟基含量为0.8-1.2wt％，规格为长度2-6um，外径为4-10nm。
优选的，所述固化剂为酚醛树脂。
优选的，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
优选的，所述稀盐酸溶液物质的量浓度为2.5-3.5mol/L，质量分数为9-12％。
优选的，所述基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，制备方法包括以下步骤：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取8-10份无水氯化铁和10-13份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至60-65℃，匀速搅拌12-18h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过500-700mL无水乙醇和2000-3000mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至80-85℃干燥6-10h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至820-830℃，保持温度煅烧4-5h，并在810-820℃下退火3-4h，将物料冷却至室温后，依次使用200-400mL液物质的量浓度为2.5-3.5mol/L的稀盐酸和3000-4000mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6- 0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入16-20份碳化硅、7-12份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至135-140℃反应20-24h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用3000-4000mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至80-85℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理3-4h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至65-70℃，干燥10-12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入42-58份环氧树脂和0.5-2份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至50-60℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理2-3h，再向烧杯中加入0.5-1份固化剂酚醛树脂，继续超声处理30-50min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
1、该一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，通过加入纳米锡铁氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，较高的介电常数提高了锡铁氧化物介电损耗，从而使锡铁氧化物具有优异的电磁性能，锡铁氧化物纳米纤维与羟基化多碳纳米管的界面极化效应和表面官能团形成的偶极子极化效应，增强了吸波材料的电磁极化损耗，同时碳纳米管界面上形成网状状导电网络，加速了磁生电子的跃迁和迁移，提高了吸波材料的导电损耗，在协同作用下，大幅提高了吸波材料的介电损耗，并且锡铁氧化物中的SnO2具有导电性高、热稳定性强和化学性质稳定的优点，从而起到了增强锡铁氧化物电磁及化学性能稳定性的作用，使吸波材料在实际使用过程中锡铁氧化物基体不会损耗。
2、该一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，加入羟基化多碳纳米管的表面和内管壁具有巨大的比表面积，而纳米锡铁氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3表面具有大量的活性羟基基团与羟基化多碳纳米管上的羟基形成氢键，使锡铁氧化物能够均匀的分散在羟基化多碳纳米管的表面和内壁上，通过强作用力氢键的作用，避免了锡铁纳米氧化物通过金属键发生团聚形成大颗粒，使涂层能够均匀的吸收和耗散微波或雷达波，并且碳纳米管具有优良的机械性能，分散在有机聚合物粘黏剂中，能够改善吸波材料的韧性和拉伸强度，从而提高了吸波材料的实用性和耐久性，并且碳纳米管自身也具有介电常数高、比表面积大和高效的电子迁移率，并且自身具有极化弛豫效应和介电损耗能够很好地吸收和衰减电磁波。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，包括以下重量份数配比的配方原料：16-20份碳化硅、8-10份无水氯化铁、10-13份无水硫酸亚锡、7-12份碳纳米管、42-58份环氧树脂、0.5-2份硅烷偶联剂、0.5-1份固化剂，制法包括以及以下实验药品：无水二甲亚砜、无水乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、稀盐酸、蒸馏水、无水乙醇，碳化硅中SiC质量分数≥96.8％，粒径为400-600nm，无水氯化铁中FeCl3质量分数≥97.2％，无水硫酸亚锡中SnSO4质量分数为≥95.5％，碳纳米管为羟基化多壁碳纳米管，羟基含量为0.8-1.2wt％，规格为长度2-6um，外径为4-10nm，固化剂为酚醛树脂，硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷，稀盐酸溶液物质的量浓度为2.5-3.5mol/L，质量分数为9-12％，基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，制备方法包括以下步骤：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取8-10份无水氯化铁和10-13份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至60-65℃，匀速搅拌12-18h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过500-700mL无水乙醇和2000-3000mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至80-85℃干燥6-10h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至820-830℃，保持温度煅烧4-5h，并在810-820℃下退火3-4h，将物料冷却至室温后，依次使用200-400mL液物质的量浓度为2.5-3.5mol/L的稀盐酸和3000-4000mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6- 0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入16-20份碳化硅、7-12份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至135-140℃反应20-24h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用3000-4000mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至80-85℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理3-4h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至65-70℃，干燥10-12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入42-58份环氧树脂和0.5-2份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至50-60℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理2-3h，再向烧杯中加入0.5-1份固化剂酚醛树脂，继续超声处理30-50min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
实施例1：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取8份无水氯化铁和10份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至60℃，匀速搅拌12h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过500mL无水乙醇和2000mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至80℃干燥6h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至820℃，保持温度煅烧4h，并在810℃下退火3h，将物料冷却至室温后，依次使用400mL液物质的量浓度为2.5mol/L的稀盐酸和3000mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入16份碳化硅、7份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至135℃反应24h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用3000mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至80℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理3h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至70℃，干燥12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入58份环氧树脂和0.5份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至50℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理2h，再向烧杯中加入0.5份固化剂酚醛树脂，继续超声处理30min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
实施例2：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取8.5份无水氯化铁和10.5份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至60℃，匀速搅拌14h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过500mL无水乙醇和2000mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至80℃干燥8h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至820℃，保持温度煅烧4h，并在810℃下退火3h，将物料冷却至室温后，依次使用300mL液物质的量浓度为2.8mol/L的稀盐酸和3000mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入17份碳化硅、8份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至135℃反应22h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用3000mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至80℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理3h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至65℃，干燥12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入54份环氧树脂和1.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至55℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理2h，再向烧杯中加入0.7份固化剂酚醛树脂，继续超声处理30min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
实施例3：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取9份无水氯化铁和11份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至65℃，匀速搅拌15h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过600mL无水乙醇和25mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至85℃干燥6h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至830℃，保持温度煅烧4h，并在820℃下退火4h，将物料冷却至室温后，依次使用300mL液物质的量浓度为3.0mol/L的稀盐酸和3500mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入18份碳化硅、9份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至140℃反应22h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用3500mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至85℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理3h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至70℃，干燥12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入51份环氧树脂和1.2份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至55℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理3h，再向烧杯中加入0.8份固化剂酚醛树脂，继续超声处理40min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
实施例4：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取9.5份无水氯化铁和12.5份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至65℃，匀速搅拌16h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过600mL无水乙醇和3000mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至85℃干燥10h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至830℃，保持温度煅烧5h，并在820℃下退火4h，将物料冷却至室温后，依次使用300mL液物质的量浓度为3.2mol/L的稀盐酸和4000mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入19份碳化硅、11份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至140℃反应24h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用4000mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至85℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理4h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至70℃，干燥12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入46份环氧树脂和1.1份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至55℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理3h，再向烧杯中加入0.9份固化剂酚醛树脂，继续超声处理50min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
实施例5：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取10份无水氯化铁和13份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至65℃，匀速搅拌18h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过700mL无水乙醇和3000mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至85℃干燥10h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至830℃，保持温度煅烧5h，并在820℃下退火4h，将物料冷却至室温后，依次使用400mL液物质的量浓度为3.5mol/L的稀盐酸和4000mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入20份碳化硅、12份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至140℃反应24h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用4000mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至85℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理4h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至70℃，干燥12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入42份环氧树脂和2份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至60℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理3h，再向烧杯中加入1份固化剂酚醛树脂，继续超声处理50min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
经过对实施例1-5的吸波效率、吸波频宽、化学稳定性和热稳定性的测试，该一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，通过加入纳米锡铁氧化物Sn0.6- 0.85Fe0.15-0.4O3，较高的介电常数提高了锡铁氧化物介电损耗，从而使锡铁氧化物具有优异的电磁性能，锡铁氧化物纳米纤维与羟基化多碳纳米管的界面极化效应和表面官能团形成的偶极子极化效应，增强了吸波材料的电磁极化损耗，同时碳纳米管界面上形成网状状导电网络，加速了磁生电子的跃迁和迁移，提高了吸波材料的导电损耗，在协同作用下，大幅提高了吸波材料的介电损耗，并且锡铁氧化物中的SnO2具有导电性高、热稳定性强和化学性质稳定的优点，从而起到了增强锡铁氧化物电磁及化学性能稳定性的作用，使吸波材料在实际使用过程中锡铁氧化物基体不会损耗。
该一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，加入羟基化多碳纳米管的表面和内管壁具有巨大的比表面积，而纳米锡铁氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3表面具有大量的活性羟基基团与羟基化多碳纳米管上的羟基形成氢键，使锡铁氧化物能够均匀的分散在羟基化多碳纳米管的表面和内壁上，通过强作用力氢键的作用，避免了锡铁纳米氧化物通过金属键发生团聚形成大颗粒，使涂层能够均匀的吸收和耗散微波或雷达波，并且碳纳米管具有优良的机械性能，分散在有机聚合物粘黏剂中，能够改善吸波材料的韧性和拉伸强度，从而提高了吸波材料的实用性和耐久性，并且碳纳米管自身也具有介电常数高、比表面积大和高效的电子迁移率，并且自身具有极化弛豫效应和介电损耗能够很好地吸收和衰减电磁波。

Claims (9)

1.一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，包括以下重量份数配比的配方原料，其特征在于：16-20份碳化硅、8-10份无水氯化铁、10-13份无水硫酸亚锡、7-12份碳纳米管、42-58份环氧树脂、0.5-2份硅烷偶联剂、0.5-1份固化剂，制法包括以及以下实验药品：无水二甲亚砜、无水乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、稀盐酸、蒸馏水、无水乙醇。
2.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述碳化硅中SiC质量分数≥96.8％，粒径为400-600nm。
3.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述无水氯化铁中FeCl3质量分数≥97.2％。
4.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述无水硫酸亚锡中SnSO4质量分数为≥95.5％。
5.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述碳纳米管为羟基化多壁碳纳米管，羟基含量为0.8-1.2wt％，规格为长度2-6um，外径为4-10nm。
6.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述固化剂为酚醛树脂。
7.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述稀盐酸溶液物质的量浓度为2.5-3.5mol/L，质量分数为9-12％。
9.根据权利要求1所述的一种基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，其特征在于：所述基于SiC-锡铁氧化物负载碳纳米管的复合吸波涂层，制备方法包括以下步骤：
(1)静电纺丝法制备锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3：依次向500mL烧杯中加入100mL无水二甲亚砜和180g聚乙烯吡咯烷酮，再依次称取8-10份无水氯化铁和10-13份无水硫酸亚锡加入到烧杯中，将烧杯置恒温水浴锅中加热至60-65℃，匀速搅拌12-18h，得到纺丝溶液预料，再将纺丝液通过静电纺丝装置，流速为0.02mL/min，纺丝电压为20kV，得到锡铁复合物纳米纤维，并依次通过500-700mL无水乙醇和2000-3000mL蒸馏水洗涤，洗涤干净后置于烘箱中加热至80-85℃干燥6-10h，然后将锡铁复合物纳米纤维置于箱式电阻炉中煅烧，升温速率为5℃/min，升至820-830℃，保持温度煅烧4-5h，并在810-820℃下退火3-4h，将物料冷却至室温后，依次使用200-400mL液物质的量浓度为2.5-3.5mol/L的稀盐酸和3000-4000mL蒸馏水洗涤物料，并置于烘箱中干燥水分，得到锡铁纳米氧化物Sn0.6- 0.85Fe0.15-0.4O3。
(2)水热法制备SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管：向2000mL烧杯中加入800mL乙二醇，再依次加入16-20份碳化硅、7-12份碳纳米管和上述步骤(1)制备得到的锡铁纳米氧化物Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3，将烧杯的物料搅拌均匀后转移进高压水热反应釜中，并将反应釜置于加热箱中，加热至135-140℃反应20-24h，反应完全后将反应釜中的物料通过抽滤除去乙二醇溶剂，再使用3000-4000mL蒸馏水洗涤固体产物，并将固体产物放入1000mL烧杯中，加入500mL无水乙醇，然后将烧杯置于超声处理仪中，加热至80-85℃，超声频率为28KHz，超声功率为1500W，超声处理3-4h使物料充分均匀分散，再将烧杯置于烘箱中，加热至65-70℃，干燥10-12h缓慢蒸发无水乙醇，得到SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管。
(3)制备基于SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层：向1000烧杯中依次加入42-58份环氧树脂和0.5-2份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，再加入上述步骤(2)制得的SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管，搅拌均匀后将烧杯置于超声处理仪中，加热至50-60℃，超声频率为20KHz，超声功率为800W，超声处理2-3h，再向烧杯中加入0.5-1份固化剂酚醛树脂，继续超声处理30-50min后，得到产品SiC-Sn0.6-0.85Fe0.15-0.4O3负载碳纳米管吸波涂层。
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