CN113561586B - 一种层状吸波材料及其制备方法 - Google Patents

一种层状吸波材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113561586B
CN113561586B CN202110773657.1A CN202110773657A CN113561586B CN 113561586 B CN113561586 B CN 113561586B CN 202110773657 A CN202110773657 A CN 202110773657A CN 113561586 B CN113561586 B CN 113561586B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
high molecular
film
polymer
molecular polymer
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
CN202110773657.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113561586A (zh
Inventor
杨诚
刘明杰
王方成
高强
苏陟
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.)
Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University
Original Assignee
Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University
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 Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University filed Critical Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University
Priority to CN202110773657.1A priority Critical patent/CN113561586B/zh
Publication of CN113561586A publication Critical patent/CN113561586A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113561586B publication Critical patent/CN113561586B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/281—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyimides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/045—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种层状吸波材料及其制备方法，所述制备方法包括：(1)激光碳化高分子膜形成碳化物构成基底层，在基底层上涂布金属盐的混合物溶液；(2)激光处理金属盐的混合物溶液以形成损耗层，并在损耗层上涂布高分子聚合物溶液；(3)激光加工高分子聚合物溶液以形成高分子碳化层；(4)若损耗层大于1层，高分子碳化层大于1层，则重复步骤(2)和(3)以在基底层上形成损耗层和高分子碳化层交替层叠的叠加层；(5)将经过步骤(1)～(4)后得到的材料进行退火处理，制得所述层状吸波材料。本发明所制备的层状吸波材料具有制备方法简单、厚度薄、可快速批量生产、吸波性能可调、吸波效果好等优点。

Description

一种层状吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸波材料制备技术领域，特别涉及一种层状吸波材料及其制备方法。
背景技术
科学技术正在以日新月异的速度发展和进步。与此同时，各种新兴设备的层出不穷也带来了日益严重的电磁污染问题。例如人造卫星和雷达等通信设施给我们的生活带来了极大的便利，但是也带来了巨大的风险，不利的电磁波污染正在对人类生活造成越来越多的不便。特别是在电子通讯、公共交通和军事等领域，对不利的电磁波的高效吸收具有极其重要的意义。因此，研究和制备具有高效率的吸波材料一直被人们所关注，一直以来也是研究的热点。
目前吸波材料的制备大多数涉及到复杂的化学方法和复杂的工艺步骤，且形貌和结构难以精确调控，或者需要极其复杂的设备和方法来精确调控结构和成分以满足阻抗匹配和电磁波衰减要求。此外，目前制备的吸波材料的厚度基本处在毫米级别甚至更厚才能满足吸波性能的要求，制备极薄的、高性能的吸波材料仍然是一项巨大的挑战。而且大部分纳米材料和高分子聚合物聚合而成的导电高分子聚合物吸波材料通常都是二者混合而成，因而结构很难精确调控，这一缺陷也极大的影响了材料的吸波性能。
发明内容
鉴于此，为了解决上述吸波材料在制备过程中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种制备工艺可靠、可以快速批量生产、可以在微小尺寸精确调控材料结构、厚度可控且薄、吸波效果好的吸波材料。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种层状吸波材料的制备方法，所述层状吸波材料包括基底层、形成在所述基底层上的损耗层和形成在所述损耗层上的高分子碳化层；所述制备方法包括以下步骤：(1)激光碳化高分子膜形成碳化物构成所述基底层，并在所述基底层上涂布金属盐的混合物溶液；(2)激光处理所述金属盐的混合物溶液以形成所述损耗层，并在所述损耗层上涂布高分子聚合物溶液；(3)激光加工所述高分子聚合物溶液以形成所述高分子碳化层；(4)若所述损耗层大于1层，所述高分子碳化层大于1层，则重复步骤(2)和(3)以在所述基底层上形成所述损耗层和所述高分子碳化层交替层叠的叠加层；(5)将经过步骤(1)～(4)后得到的材料进行退火处理，制得所述层状吸波材料。
一种层状吸波材料，由所述的制备方法制得。本发明的有益效果包括：
本发明解决了现有的高分子聚合物吸波材料中高分子聚合物和吸波填料的结构无法精确调控的问题，从而显著的提升了吸波材料的阻抗匹配性能和电磁波衰减性能。本发明的层状吸波材料由激光加工而成，在制备过程中可以通过调节激光加工参数而调节微纳多孔结构的形貌，设计的层状结构不仅能对电磁波产生有效的吸收，还可以调控不同层的成分和结构以满足不同频段的电磁波的吸收要求。与此同时，激光加工还具有精度高，质量可靠，加工效率高等突出优点。
附图说明
图1是本发明实施例1的步骤1中最终形成的基底层的SEM图；
图2是本发明实施例1的步骤2中最终形成的损耗层的SEM图；
图3是本发明实施例1的步骤3中第一次激光加工后形成的高分子碳化层的SEM图；
图4是本发明实施例1的步骤3中第二次激光加工后形成的高分子碳化层的SEM图；
图5是本发明实施例1所得的层状吸波材料的吸波性能图；
图6是本发明实施例2的步骤1中最终形成的基底层的SEM图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念，或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
一种层状吸波材料的制备方法，所述层状吸波材料包括基底层、形成在所述基底层上的损耗层和形成在所述损耗层上的高分子碳化层；所述制备方法包括以下步骤：
(1)激光碳化高分子膜形成碳化物构成所述基底层，并在所述基底层上涂布金属盐的混合物溶液；
(2)激光处理所述金属盐的混合物溶液以形成所述损耗层，并在所述损耗层上涂布高分子聚合物溶液；
(3)激光加工所述高分子聚合物溶液以形成所述高分子碳化层；
(4)若所述损耗层大于1层，所述高分子碳化层大于1层，则重复步骤(2)和(3)以在所述基底层上形成所述损耗层和所述高分子碳化层交替层叠的叠加层；
(5)将经过步骤(1)～(4)后得到的材料进行退火处理，制得所述层状吸波材料。
在上述技术方案中，形成基底层、损耗层和高分子碳化层的过程中，均会产生微纳多孔结构(即具有丰富的微观结构)，最终形成的层状吸波材料为基底层、损耗层和高分子碳化层的一体结构，该一体结构具有微纳多孔结构。金属盐的混合物溶液中溶质为金属盐和导电添加剂，经过激光处理后金属盐会部分转化为金属氧化物、部分转化为金属单质，最终损耗层的成分主要为金属氧化物、金属和导电添加剂，损耗层为衰减和损耗入射电磁波的主要部分；高分子碳化层可以提升吸波材料的阻抗匹配性能。层状吸波材料的微观多孔结构可以对电磁波进行多次吸收和多重反射，吸波性能优异。
在优选的实施方式中，所述步骤(1)～(3)中的激光参数各自独立地设置为：扫描速度为10-10000mm/s，激光功率为10mw-100kw，扫描间距为1-100μm，脉宽为1ps-1ms，离焦量为0-100mm，重复频率为1KHz-100MHz，激光聚焦光斑直径约为1μm-1000μm。通过在上述范围内调节激光器的参数进行反复扫描以精确调控基底层、损耗层和高分子碳化层的微观多孔结构从而满足阻抗匹配和微波衰减性能的最佳配合。
激光器可以为高重复频率脉冲激光器，长脉冲，长脉宽等热效应较强的激光器。
在优选的实施方式中，所述步骤(5)中的退火工艺的退火温度为100-1000℃，优选为200-400℃，退火时间为1-24h，优选为2-8h。
在优选的实施方式中，所述步骤(1)和步骤(3)中的涂布方式可以彼此独立地为刷式涂布、刮刀涂布、薄膜压榨涂布、喷雾涂布、帘式涂布、气刀涂布、辊式涂布、旋涂和滴涂中的至少一种，优选为旋涂，旋涂速度为100r/min-10000r/min，旋涂时间为10s-1h。
在优选的实施方式中，所述步骤(1)中的所述高分子膜为PI膜、PET膜、PP膜、PEI膜，聚醚醚酮、酚醛树脂、PE膜、PC膜、PS膜和PVC膜中的至少一种，优选为PI膜、PEI膜和PET膜中的至少一种，所述高分子膜的厚度为10-300μm，优选为50-150μm。在基底层上涂布的金属盐的混合物溶液的厚度，以及在损耗层上涂布的高分子聚合物溶液的厚度相对于高分子膜的厚度可忽略不计，也即，层状吸波材料的厚度基本上由高分子膜的厚度确定。
在优选的实施方式中，所述金属盐的混合物溶液包括金属盐、导电添加剂、表面活性剂、用于溶解金属盐的溶剂，其中，以金属盐、导电添加剂和表面活性剂三者的总质量计，金属盐的质量分数为1-30％，导电添加剂的质量分数为0.1-10％以及表面活性剂的质量分数为60-95％，并且金属盐与用于溶解所述金属盐的溶剂的质量比为1：5-50；其中：所述金属盐为Ni盐、Co盐、Fe盐、Zn盐、Ti盐、Mo盐和Ba盐中的至少一种；所述导电添加剂为石墨烯、碳纳米管、金属纳米线、还原氧化石墨烯、Mxene、和导电碳黑中的中的至少一种(这些物质同时作为染色剂和导电添加剂)；所述表面活性剂用于使金属盐和导电添加剂分散的更加均匀，优选为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚乙烯醇(PVA)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙二醇(PEG)、十二烷基磺酸钠(SDS)、油酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂酸、烷基酚聚氧乙烯醚100、羟丙基纤维素(HPC)、聚氧乙烯硬脂酸酯中的至少一种；用于溶解金属盐的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、丙酮、乙醚、吡啶、甲醇、氯仿、异丁醇、丁醇、丙醇、正戊烷、水和乙醇中的至少一种。
其中，金属盐的混合物溶液在进行激光加工时，激光产生的瞬时高温(瞬时温度可能高达2000℃)使得溶剂和表面活性剂蒸发，金属盐的一部分转化为金属氧化物，一部分转化为金属单质，最终形成的具有微纳多孔结构的损耗层中含金属氧化物、金属单质和导电添加剂。在一些示例中：Ni盐优选为六水氯化镍、氯化镍、硝酸镍、乙酰丙酮镍、氨基磺酸镍四水合物、结晶硫酸镍十水合物、醋酸镍和乙酸镍中的至少一种；Co盐优选为硝酸钴、氯化钴、乙酸钴、硫酸钴、碳酸钴和硫酸钴七水合物中的至少一种；Fe盐优选为七水合硫酸铁、无水三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁铵、硝酸铁、氯化亚铁、二茂铁和氯化铁中的至少一种；Zn盐优选为乙酸锌、硫酸锌、氟硼酸锌、氯化锌、硝酸锌和乙酰丙酮锌中的至少一种；Ti盐优选为四氯化钛和三氯化钛中的至少一种；Mo盐优选为三氧化钼、仲钼酸胺、钼酸钠、钼酸钙、钼酸钡、六氟化钼和氯化钼中的至少一种；Ba盐优选为醋酸钡和硫酸钡中的至少一种。
在优选的实施方式中，所述步骤(3)中的高分子聚合物溶液包括高分子聚合物和用于溶解或稀释所述高分子聚合物的溶剂，其中，高分子聚合物与用于溶解或稀释所述高分子聚合物的溶剂的质量比为1:0-50，优选地，当高分子聚合物为固态高分子聚合物时，固态高分子聚合物与用于溶解或稀释固态高分子聚合物的溶剂的质量比为1:5-50；其中更优选地：所述高分子聚合物为聚苯胺、聚醚、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、微晶纤维素、聚苯乙烯、3,4-乙撑二氧噻吩、苯乙烯磺酸盐、聚乙烯亚胺、聚氨酯、水性聚氨酯、聚酰亚胺、水合芳纶纳米纤维、聚二甲基硅氧烷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚砜、聚碳酸酯、邻苯二甲腈树脂和聚丙烯腈中的至少一种；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、丙酮、乙醚、吡啶、甲醇、氯仿、异丁醇、丁醇、丙醇、正戊烷、水和乙醇中的至少一种。在进行激光加工时，激光产生的瞬时高温(瞬时温度可能高达2000℃)使得溶剂蒸发，而高分子聚合物则碳化形成具有微纳多孔结构的高分子碳化层。
在优选的实施方式中，为了在更加稳定的加工环境中进行，所述步骤(1)～(3)均是在惰性气体气氛的密闭空间中进行。例如，将待处理材料置于一个密闭方形中空容器中进行激光加工，在中空容器的两侧设置有惰性气体的进气口和出气口，惰性气体进出气速率为5-30ml/min，在该流量范围下，惰性气体能起到很好的保护作用而又不至于太浪费。
在优选的实施方式中，所述损耗层和所述高分子碳化层的总层数为2～10层。2～10层的交替结构可以使得吸波材料的力学性能较优，若总层数超过10层，吸波材料的力学性能会变差。
本发明还提供一种层状吸波材料，其由所述的制备方法制得。
实施例1
层状吸波材料的制备方法包括以下步骤：
1、制作基底层：用于制作基底层的高分子膜选择PI薄膜，厚度为50μm，在使用前用去离子水和乙醇反复清洗3-5次，然后恒温60℃干燥30min。然后将洗净和干燥后的PI膜移入一个可提供惰性气体气氛的方形中空容器中用于激光加工，其中位于中空容器两侧的惰性气体的进气口和出气口的惰性气体的进出气速率为10ml/min，此处的惰性气体选择氮气。利用高重复频率的脉冲激光器对PI膜进行加工，可以进行一次激光加工，或者可以进行两次相同或不同的加工精度的加工，本例中采用第一次粗加工和第二次精加工的两次加工工艺来精确调控微纳多孔结构。第一次激光加工的激光功率设置为5w，重复频率为1MHz，离焦量为15μm，扫描速度为400mm/s，扫描间距为30μm；第二次激光加工的激光功率设置为2w，重复频率为1MHz，扫描速度为200mm/s，离焦量为15μm，扫描间距为15μm。其中第一次采用大功率、大间距和高扫描速度进行加工，第二次采用小功率、小间距和低扫描速度进行加工，从而在第一次获得的粗略形貌上进行更进一步的精细化调控，该步骤最终所得的基底层的SEM图如图1所示。
2、制作损耗层：用于制作损耗层的金属盐的混合物溶液的溶质选择Fe盐和Mxene，溶剂为NMP，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。具体为：将1mL浓度为1mol/L的九水硝酸铁溶液加入10mL的NMP中，构成溶液A。然后将5mL浓度为5mg/mL的Mxene水相分散液加入到溶液A中，与此同时加入5ml的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)构成溶液B。将溶液B磁力搅拌1h，待均匀混合后将其旋涂至步骤1中PI膜上的激光加工区域。激光加工前将旋涂有金属盐混合物溶液的PI膜转移到可提供惰性气体气氛的方形中空容器中用于激光加工，视具体需求而定，若需要将更多的金属盐氧化成金属氧化物，则可以不再继续往方形中空容器中通入惰性气体，以便更多的金属盐能够被氧化为金属氧化物。激光器仍然选择高重复频率的脉冲激光器，可以进行一次激光加工，或者可以进行两次相同或不同的加工精度的加工，本例中进行一次激光加工，激光功率设置为3w，重复频率为1MHz，离焦量为15μm，扫描速度为200mm/s，扫描间距为10μm，该步骤最终所得的损耗层的SEM图如图2所示。
3、制作高分子碳化层：用于制作高分子碳化层的高分子聚合物溶液选择液态的聚二甲基硅氧烷(本例可以无需加溶剂进行稀释)，具体的：将液态的聚二甲基硅氧烷刮涂至步骤2形成的损耗层上。然后将骤2形成的涂有聚二甲基硅氧烷的损耗层移入一个可提供惰性气体气氛的方形中空容器中用于激光加工，其中位于中空容器两侧的惰性气体的进气口和出气口的惰性气体的进出气速率为10ml/min，此处的惰性气体选择氮气。最后利用高重复频率的脉冲激光器对其进行加工，可以进行一次激光加工，或者可以进行两次相同或不同的加工精度的加工，本例中采用第一次粗加工和第二次精加工的两次加工工艺来精确调控微纳多孔结构。第一次激光加工的激光功率设置为4w，重复频率为1MHz，离焦量为15μm，扫描速度为300mm/s，扫描间距为20μm；第二次激光加工的激光功率设置为2w，重复频率为1MHz，离焦量为15μm，扫描速度为150mm/s，扫描间距为10μm，第一激光加工后的高分子碳化层的SEM图如图3所示，第二激光加工后的高分子碳化层的SEM图如图4所示。其中第一次采用大功率、大间距和高扫描速度进行加工，第二次采用小功率、小间距和低扫描速度进行加工，从而在第一次获得的粗略形貌上进行更进一步的精细化调控。
4、重复步骤2和3即可得到交替叠加的损耗层和高分子碳化层，在步骤2和3的基础上重复一次即可得到4层的叠加层，在步骤2和3的基础上重复两次即可得到6层的叠加层，以此类推可以得到多层的周期性结构。在本实施例中暂不重复步骤2和3过程。
5、将经过以上步骤1-4后形成的材料进行退火处理即可得到最终的吸波材料，其中退火温度为300℃，退火时间为2h。
本实施例制得的层状吸波材料具有优异的吸波性能，其吸波性能图如图5所示，从图中可以看出该层状吸波材料在9.68GHz时具有最大的反射损耗，达到了52.02dB，表明了其强的电磁波损耗能力，有效吸收频段为4.80GHz(图中实线与虚线的两个交点之间的水平距离)，宽的有效吸收频段进一步表明了吸波性能的优异性。
实施例2
与实施例1的区别在于步骤1的激光加工参数不同，在该实施例中，采用一次激光加工对PI膜进行处理，参数设置如下：激光功率为4w、重复频率为800KHz、离焦量为10μm、扫描速度为50mm/s，扫描间距为10μm。该实施例得到的基底层的SEM图如图6所示。
本发明制备的层状吸波材料的厚度和吸波性能可以通过激光器的种类、激光器的工作参数设置、高分子膜种类、金属盐的混合物溶液、高分子聚合物溶液和退火的温度和时间等参数调节。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种层状吸波材料的制备方法，其特征在于，所述层状吸波材料包括基底层、形成在所述基底层上的损耗层和形成在所述损耗层上的高分子碳化层；所述制备方法包括以下步骤：
(1)激光碳化高分子膜形成碳化物构成所述基底层，并在所述基底层上涂布金属盐的混合物溶液；
(2)激光处理所述金属盐的混合物溶液以形成所述损耗层，并在所述损耗层上涂布高分子聚合物溶液；
(3)激光加工所述高分子聚合物溶液以形成所述高分子碳化层；
(4)若所述损耗层大于1层，所述高分子碳化层大于1层，则重复步骤(2)和(3)以在所述基底层上形成所述损耗层和所述高分子碳化层交替层叠的叠加层；
(5)将经过步骤(1)～(4)后得到的材料进行退火处理，制得所述层状吸波材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)～(3)中的激光参数各自独立地设置为：扫描速度为10-10000mm/s，激光功率为10mw-100kw，扫描间距为1-100μm，脉宽为1ps-1ms，离焦量为0-100mm，重复频率为1KHz-100MHz，激光聚焦光斑直径为1μm-1000μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的退火工艺的退火温度为100-1000℃，退火时间为1-24h。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述退火温度为200-400℃。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述退火时间为2-8h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的所述高分子膜为PI膜、PET膜、PP膜、PEI膜，聚醚醚酮、酚醛树脂、PE膜、PC膜、PS膜和PVC膜中的至少一种，所述高分子膜的厚度为10-300μm。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的所述高分子膜为PI膜、PEI膜和PET膜中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述高分子膜的厚度为50-150μm。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属盐的混合物溶液包括金属盐、导电添加剂、表面活性剂和用于溶解所述金属盐的溶剂，其中，以金属盐、导电添加剂和表面活性剂三者的总质量计，金属盐的质量分数为1-30％，导电添加剂的质量分数为0.1-10％以及表面活性剂的质量分数为60-95％，并且金属盐与用于溶解所述金属盐的溶剂的质量比为1：5-50。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：
所述金属盐为Ni盐、Co盐、Fe盐、Zn盐、Ti盐、Mo盐和Ba盐中的至少一种；
所述导电添加剂为石墨烯、碳纳米管、金属纳米线、还原氧化石墨烯、Mxene、和导电碳黑中的至少一种；
所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚乙烯醇(PVA)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙二醇(PEG)、十二烷基磺酸钠(SDS)、油酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、硬脂酸、烷基酚聚氧乙烯醚、羟丙基纤维素(HPC)、聚氧乙烯硬脂酸酯中的至少一种；
所述用于溶解所述金属盐的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、丙酮、乙醚、吡啶、甲醇、氯仿、丁醇、丙醇、正戊烷、水和乙醇中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的高分子聚合物溶液包括高分子聚合物和用于溶解或稀释所述高分子聚合物的溶剂，其中，高分子聚合物与用于溶解或稀释所述高分子聚合物的溶剂的质量比为1:0-50。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：
当高分子聚合物为固态高分子聚合物时，固态高分子聚合物与用于溶解或稀释固态高分子聚合物的溶剂的质量比为1:5-50。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：
所述高分子聚合物为聚苯胺、聚醚、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、微晶纤维素、聚苯乙烯、3,4-乙撑二氧噻吩、苯乙烯磺酸盐、聚乙烯亚胺、聚氨酯、聚酰亚胺、水合芳纶纳米纤维、聚二甲基硅氧烷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚砜、聚碳酸酯、邻苯二甲腈树脂和聚丙烯腈中的至少一种；
所述用于溶解所述高分子聚合物的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、丙酮、乙醚、吡啶、甲醇、氯仿、丁醇、丙醇、正戊烷、水和乙醇中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)～(3)均是在惰性气体气氛的密闭空间中进行。
15.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述损耗层和所述高分子碳化层的总层数为2～10层。
16.一种层状吸波材料，其特征在于：由权利要求1-15任意一项所述的制备方法制得。
CN202110773657.1A 2021-07-08 2021-07-08 一种层状吸波材料及其制备方法 Active CN113561586B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110773657.1A CN113561586B (zh) 2021-07-08 2021-07-08 一种层状吸波材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110773657.1A CN113561586B (zh) 2021-07-08 2021-07-08 一种层状吸波材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113561586A CN113561586A (zh) 2021-10-29
CN113561586B true CN113561586B (zh) 2023-03-31

Family

ID=78164171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110773657.1A Active CN113561586B (zh) 2021-07-08 2021-07-08 一种层状吸波材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113561586B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8642246B2 (en) * 2007-02-26 2014-02-04 Honeywell International Inc. Compositions, coatings and films for tri-layer patterning applications and methods of preparation thereof
JP2010056236A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Asahi Glass Co Ltd 周波数選択部材、そのような周波数選択部材を製造する方法、およびそのような周波数選択部材を有する電波吸収体
JPWO2015072487A1 (ja) * 2013-11-14 2017-03-16 Jnc株式会社 電磁波吸収放熱シート
CN110494027A (zh) * 2019-07-30 2019-11-22 华东师范大学重庆研究院 一种石墨烯复合吸波材料溶胶及其吸波涂层的制备方法
CN110737035B (zh) * 2019-10-22 2022-01-04 中国人民解放军国防科技大学 一种选择性红外辐射与雷达吸波兼容的隐身材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113561586A (zh) 2021-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110684507B (zh) 一种核壳结构型吸波材料及其制备方法和应用
Peymanfar et al. Tailoring La0. 8Sr0. 2MnO3/La/Sr nanocomposite using a novel complementary method as well as dissecting its microwave, shielding, optical, and magnetic characteristics
CN107835625B (zh) 多孔片状钴/碳复合吸波材料及其制备方法
CN108530073A (zh) 一种柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的制备方法
Yan et al. Core-shell, wire-in-tube and nanotube structures: Carbon-based materials by molecular layer deposition for efficient microwave absorption
Kong et al. Ultralight pyrolytic carbon foam reinforced with amorphous carbon nanotubes for broadband electromagnetic absorption
CN114195197B (zh) 一种磁性多孔碳复合物及其制备方法与应用
Liu et al. Novel microwave absorption materials of porous flower-like nickel oxide@ polyaniline in the X-band
CN112350076A (zh) 石墨烯复合纳米金属膜及其制备方法和应用
CN113561586B (zh) 一种层状吸波材料及其制备方法
CN111818785A (zh) 一种批量制备薄层碳负载纳米ZnO吸波材料低温发泡工艺
CN113903597A (zh) 一种碳量子点/聚合物介电复合材料及其制备方法和应用
Hosseini et al. Preparation of MWCNT/Ba0. 2Sr0. 2La0. 6MnO3/PANI nanocomposites and investigation of its electromagnetic properties in KU-band
KR101707570B1 (ko) 레독스 흐름 전지의 전극 제조용 슬러리 조성물 및 이를 포함하는 레독스 흐름 전지의 전극
Krishna et al. Polymer-iron tungstate-reduced graphene oxide nanocomposites for microwave absorption
CN107541186B (zh) 一种碳纳米管薄膜和铁氧体复合吸波材料及其制备方法
CN110327941A (zh) 一种过渡金属二硫属化合物/碳复合材料的制备方法
CN114988716A (zh) 一种碳化钨/石墨烯复合材料及其制备方法
CN115323766A (zh) 一种四氧化三钴/碳布柔性吸波材料及其制备方法
CN113214638B (zh) 一种吸波导热柔性复合材料及制备方法
CN113194703B (zh) 一种蛋黄壳结构微波吸收纳米材料及其制备和应用
CN108191431B (zh) 一种二维过渡金属硫化物及其制备方法
CN113328262A (zh) 一种锰氧化物@Ni-Co/石墨碳纳米复合材料的制备方法
CN115584083B (zh) 一种吸波聚丙烯发泡珠粒及其制备方法
CN115386339B (zh) 一种空心海胆状钴基硫化物复合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