CN114891351A - 一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法和应用。本发明的导热吸波硅橡胶复合材料的组成包括乙烯基硅油、含氢硅油、石墨烯气凝胶、铁氧体粉末、金属负载的无机导热粉末、铂催化剂和抑制剂。本发明的导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末、金属负载的无机导热粉末、铂催化剂和抑制剂混合均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，再进行脱泡和硫化，即得导热吸波硅橡胶复合材料。本发明的导热吸波硅橡胶复合材料兼具优异的导热性能和优异的吸波性能，且加工性能好，适合进行大规模工业化应用。

Description

一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及硅橡胶材料技术领域，具体涉及一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着5G通信技术的飞速发展和电子元器件的高度集成化，也便对应用于通信、电子领域的各种高分子材料的导热散热性能、电磁波吸收性能和电磁屏蔽性能提出了更高要求。然而，现有的材料大多只能满足单一的导热性能或吸波性能，无法做到两者兼顾，已经难以满足日益增长的实际应用需求。
因此，开发一种兼具优异的导热性能和优异的吸波性能的材料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是：
一种导热吸波硅橡胶复合材料，其包括以下质量份的组分：
乙烯基硅油：100份；
含氢硅油：2份～10份；
石墨烯气凝胶：1份～10份；
铁氧体粉末：25份～200份；
金属负载的无机导热粉末：50份～500份；
铂催化剂：0.1份～2份；
抑制剂：0.01份～0.2份。
优选的，所述乙烯基硅油的粘度为100mPa·s～1000mPa·s。
优选的，所述含氢硅油的含氢量为0.8wt％～1wt％。
优选的，所述石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将氧化石墨烯加水进行超声分散制成分散液，再加入表面活性剂和还原剂后进行搅拌，再升温进行还原反应制成石墨烯水凝胶，再用有机溶剂-水混合液进行洗涤，再冷冻干燥，即得石墨烯气凝胶。
优选的，所述氧化石墨烯、表面活性剂、还原剂的质量比为1:0.1～10:0.2～20。
优选的，所述氧化石墨烯的平均片径为20μm～70μm。
优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、十二烷基硫酸钠、辛癸基葡萄糖苷中的至少一种。
优选的，所述还原剂为抗坏血酸、乙二胺、水合肼、硼氢化钠中的至少一种。
优选的，所述超声分散的超声功率为200W～800W，超声分散的时间为0.5h～1.5h。
优选的，所述搅拌的具体操作为：先在搅拌速率为200r/min～400r/min的条件下搅拌5min～15min，再在搅拌速率为1500r/min～3000r/min的条件下搅拌5min～15min。
优选的，所述还原反应在75℃～95℃下进行，反应时间为2h～6h。
优选的，所述有机溶剂-水混合液由有机溶剂和水按照体积比1:1～10组成。
优选的，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇中的至少一种。
优选的，所述冷冻干燥在-80℃～-60℃下进行，冷冻干燥的时间为12h～72h。
优选的，所述铁氧体粉末的化学通式为Ni0.7MnxZn0.3-xFe2O4，其中，0≤x≤0.3。
优选的，所述铁氧体粉末通过以下方法制成：将水溶性的铁盐和其它金属盐加水分散，再加入碱液调节分散液的pH至7～13，再进行水热反应，再用乙醇-水混合液洗涤反应产物至洗液呈中性，再进行干燥，即得铁氧体粉末。
优选的，所述水溶性的铁盐为六水合氯化铁(FeCl3·6H2O)、九水合硫酸铁(Fe2(SO4)3·9H2O)、九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)中的至少一种。
优选的，所述其它金属盐为四水氯化锰(MnCl2·4H2O)、六水氯化镍(NiCl2·6H2O)、氯化锌(ZnCl2)中的至少一种。
优选的，所述碱液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
优选的，所述碱液的浓度为2mol/L～5mol/L。
优选的，所述水热反应在160℃～220℃下进行，反应时间为6h～20h。
优选的，所述乙醇-水混合液由乙醇和水按照质量比1:0.2～1组成。
优选的，所述金属负载的无机导热粉末中的金属和无机导热粉末的质量比为1:1～10。
优选的，所述金属的熔点为10℃～100℃。
优选的，所述金属为镓、铋、铟、铷、铯、锡中的至少一种。
优选的，所述无机导热粉末为三氧化二铝粉末、氧化锌粉末、碳化硅粉末、氮化铝粉末、金刚石粉末中的至少一种。
优选的，所述无机导热粉末的粒径为1μm～150μm。
优选的，所述金属负载的无机导热粉末通过以下方法制成：将金属和无机导热粉末混合后加热至温度超过金属的熔点，再进行研磨，即得金属负载的无机导热粉末。
优选的，所述研磨的时间为5min～15min。
优选的，所述铂催化剂为氯铂酸溶液、铂-乙烯基硅氧烷络合物、铂-四氢呋喃络合物中的至少一种。
优选的，所述抑制剂为乙炔基环已醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3,6-二甲基-1-庚炔-3-醇中的至少一种。
上述导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末、金属负载的无机导热粉末、铂催化剂和抑制剂混合均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，再进行脱泡和硫化，即得导热吸波硅橡胶复合材料。
优选的，所述脱泡的时间为2h～6h。
优选的，所述硫化在100℃～120℃下进行，硫化时间为1h～3h。
本发明的有益效果是：本发明的导热吸波硅橡胶复合材料兼具优异的导热性能和优异的吸波性能，且加工性能好，适合进行大规模工业化应用。
具体来说：
1)本发明的导热吸波硅橡胶复合材料中含有由石墨烯气凝胶构成的三维碳骨架结构，其为主要的导热通路，而金属负载的无机导热粉末可以进一步完善导热通路，两者协同作用可以显著提高硅橡胶复合材料的导热性能；
2)本发明的导热吸波硅橡胶复合材料中含有由石墨烯气凝胶构成的三维碳骨架结构，其有利于电磁波的多重反射和散射，铁氧体粉末和石墨烯气凝胶可以分别提高硅橡胶复合材料的磁损耗和介电损耗，两者协同作用可以显著提高硅橡胶复合材料的吸波性能；
3)本发明的导热吸波硅橡胶复合材料中添加有由液态金属和无机导热粉末进行物理共混制成的金属负载的无机导热粉末，由于液态金属的密度较大、体积占比少，少量的液态金属填充负载在无机导热粉末的孔隙中便可以提高无机导热粉末的热导率，且金属负载的无机导热粉末的吸油值较无机导热粉末显著下降，有利于降低硅橡胶与粉料混合后的粘度，可以改善加工性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种导热吸波硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表1一种导热吸波硅橡胶复合材料的组成表
Figure BDA0003633696150000031
Figure BDA0003633696150000041
注：
石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将平均片径为70μm的氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散1.5h，超声功率为250W，得到浓度为5mg/mL的氧化石墨烯水分散液，再按照氧化石墨烯、烷基糖苷、乙二胺的质量比1:1:2加入烷基糖苷和乙二胺，先在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌10min，再在搅拌速率为3000r/min的条件下搅拌5min，再密封后置于鼓风干燥箱中，95℃还原2h，得到石墨烯水凝胶，再将石墨烯水凝胶置于乙醇-水混合液(乙醇、水的体积比为1:5)中透析24h，再置于-60℃的冷阱中冷冻3h，再置于冷冻干燥箱中干燥36h，即得石墨烯气凝胶；
铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4通过以下方法制成：将MnCl2·4H2O、NiCl2·6H2O、ZnCl2、Fe2(SO4)3·9H2O和去离子水按照摩尔比n(Mn2+):n(Ni2+):n(Zn2+):n(Fe3+):n(H2O)＝3:14:3:40:100混合后在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，再加入浓度为5mol/L的氢氧化钾溶液调节分散液的pH至11，再转移至高压反应釜中，180℃反应12h，再用乙醇-水混合液(乙醇、水的质量比为1:1)洗涤反应产物5次至洗液呈中性，再置于真空干燥箱中，50℃干燥24h，即得铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4；
镓铟锡合金负载的三氧化二铝粉末通过以下方法制成：将镓铟锡合金(熔点为12℃)和三氧化二铝粉末(粒径为40μm～70μm)按照质量比1:1加入研钵，再置于烘箱中，70℃加热30min，再将研钵快速取出研磨5min，即得镓铟锡合金负载的三氧化二铝粉末。
上述导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4、镓铟锡合金负载的三氧化二铝粉末、氯铂酸的异丙醇溶液和乙炔基环已醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，抽真空脱泡6h，再100℃硫化2h，即得导热吸波硅橡胶复合材料。
实施例2：
一种导热吸波硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表2一种导热吸波硅橡胶复合材料的组成表
Figure BDA0003633696150000051
注：
石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将平均片径为20μm的氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散1.5h，超声功率为250W，得到浓度为5mg/mL的氧化石墨烯水分散液，再按照氧化石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、抗坏血酸的质量比1:1:2加入十二烷基苯磺酸钠和抗坏血酸，先在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌10min，再在搅拌速率为1500r/min的条件下搅拌10min，再密封后置于鼓风干燥箱中，75℃还原6h，得到石墨烯水凝胶，再将石墨烯水凝胶置于乙醇-水混合液(乙醇、水的体积比为1:10)中透析24h，再置于-60℃的冷阱中冷冻3h，再置于冷冻干燥箱中干燥36h，即得石墨烯气凝胶；
铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4通过以下方法制成：将MnCl2·4H2O、NiCl2·6H2O、ZnCl2、Fe(NO3)3·9H2O和去离子水按照摩尔比n(Mn2+):n(Ni2+):n(Zn2+):n(Fe3+):n(H2O)＝3:14:3:40:100混合后在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，再加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液调节分散液的pH至11，再转移至高压反应釜中，180℃反应12h，再用乙醇-水混合液(乙醇、水的质量比为1:1)洗涤反应产物5次至洗液呈中性，再置于真空干燥箱中，80℃干燥24h，即得铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4；
镓铟锡合金负载的三氧化二铝粉末通过以下方法制成：将镓铟锡合金(熔点为12℃)和三氧化二铝粉末(粒径为1μm～50μm)按照质量比1:4加入研钵，再置于烘箱中，70℃加热30min，再将研钵快速取出研磨15min，即得镓铟锡合金负载的三氧化二铝粉末。
上述导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4、镓铟锡合金负载的三氧化二铝粉末、氯铂酸的异丙醇溶液和乙炔基环已醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，抽真空脱泡6h，再100℃硫化2h，即得导热吸波硅橡胶复合材料。
实施例3：
一种导热吸波硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表3一种导热吸波硅橡胶复合材料的组成表
组分 质量份数
乙烯基硅油(粘度为200mPa·s) 100
含氢硅油(含氢量为1wt％) 4
石墨烯气凝胶 10
铁氧体粉末Ni<sub>0.7</sub>Zn<sub>0.3</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 100
铋铟锡合金负载的氮化铝粉末 200
铂-四氢呋喃络合物 0.2
乙炔基环已醇 0.02
注：
石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将平均片径为70μm的氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散0.5h，超声功率为800W，得到浓度为5mg/mL的氧化石墨烯水分散液，再按照氧化石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、抗坏血酸的质量比1:1:2加入十二烷基苯磺酸钠和抗坏血酸，先在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌10min，再在搅拌速率为1500r/min的条件下搅拌15min，再密封后置于鼓风干燥箱中，95℃还原2h，得到石墨烯水凝胶，再将石墨烯水凝胶置于乙醇-水混合液(乙醇、水的体积比为1:1)中透析24h，再置于-60℃的冷阱中冷冻3h，再置于冷冻干燥箱中干燥36h，即得石墨烯气凝胶；
铁氧体粉末Ni0.7Zn0.3Fe2O4通过以下方法制成：将NiCl2·6H2O、ZnCl2、FeCl3·6H2O和去离子水按照摩尔比n(Ni2+):n(Zn2+):n(Fe3+):n(H2O)＝7:3:20:50混合后在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，再加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液调节分散液的pH至13，再转移至高压反应釜中，220℃反应6h，再用乙醇-水混合液(乙醇、水的质量比为1:1)洗涤反应产物5次至洗液呈中性，再置于真空干燥箱中，80℃干燥24h，即得铁氧体粉末Ni0.7Zn0.3Fe2O4；
铋铟锡合金负载的氮化铝粉末通过以下方法制成：将铋铟锡合金(熔点为50℃)和氮化铝粉末(粒径为50μm～150μm)按照质量比1:10加入研钵，再置于烘箱中，100℃加热30min，再将研钵快速取出研磨15min，即得铋铟锡合金负载的氮化铝粉末。
上述导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末Ni0.7Zn0.3Fe2O4、铋铟锡合金负载的氮化铝粉末、铂-四氢呋喃络合物和乙炔基环已醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，抽真空脱泡6h，再100℃硫化2h，即得导热吸波硅橡胶复合材料。
实施例4：
一种导热吸波硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表4一种导热吸波硅橡胶复合材料的组成表
组分 质量份数
乙烯基硅油(粘度为300mPa·s) 100
含氢硅油(含氢量为1wt％) 4
石墨烯气凝胶 10
铁氧体粉末Ni<sub>0.7</sub>Mn<sub>0.15</sub>Zn<sub>0.15</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 50
镓铟锡合金负载的氮化铝粉末 200
铂-四氢呋喃络合物 0.2
乙炔基环已醇 0.02
注：
石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将平均片径为70μm的氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散1.5h，超声功率为250W，得到浓度为10mg/mL的氧化石墨烯水分散液，再按照氧化石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、抗坏血酸的质量比1:1:2加入十二烷基苯磺酸钠和抗坏血酸，先在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌10min，再在搅拌速率为1500r/min的条件下搅拌10min，再密封后置于鼓风干燥箱中，75℃还原6h，得到石墨烯水凝胶，再将石墨烯水凝胶置于乙醇-水混合液(乙醇、水的体积比为1:10)中透析24h，再置于-80℃的冷阱中冷冻3h，再置于冷冻干燥箱中干燥36h，即得石墨烯气凝胶；
铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4通过以下方法制成：将MnCl2·4H2O、NiCl2·6H2O、ZnCl2、FeCl3·6H2O和去离子水按照摩尔比n(Mn2+):n(Ni2+):n(Zn2+):n(Fe3+):n(H2O)＝3:14:3:40:100混合后在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，再加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液调节分散液的pH至11，再转移至高压反应釜中，180℃反应12h，再用乙醇-水混合液(乙醇、水的质量比为1:1)洗涤反应产物5次至洗液呈中性，再置于真空干燥箱中，80℃干燥24h，即得铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4；
镓铟锡合金负载的氮化铝粉末通过以下方法制成：将镓铟锡合金(熔点为12℃)和氮化铝粉末(粒径为50μm～150μm)按照质量比1:7加入研钵，再置于烘箱中，70℃加热30min，再将研钵快速取出研磨15min，即得镓铟锡合金负载的氮化铝粉末。
上述导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4、镓铟锡合金负载的氮化铝粉末、铂-四氢呋喃络合物和乙炔基环已醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，抽真空脱泡6h，再100℃硫化2h，即得导热吸波硅橡胶复合材料。
实施例5：
一种导热吸波硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表5一种导热吸波硅橡胶复合材料的组成表
组分 质量份数
乙烯基硅油(粘度为100mPa·s) 100
含氢硅油(含氢量为1wt％) 4
石墨烯气凝胶 10
铁氧体粉末Ni<sub>0.7</sub>Mn<sub>0.15</sub>Zn<sub>0.15</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 50
镓铟锡合金负载的氮化铝粉末 500
铂-四氢呋喃络合物 0.2
乙炔基环已醇 0.02
注：
石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将平均片径为70μm的氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散1.5h，超声功率为250W，得到浓度为10mg/mL的氧化石墨烯水分散液，再按照氧化石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、抗坏血酸的质量比1:1:2加入十二烷基苯磺酸钠和抗坏血酸，先在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌10min，再在搅拌速率为1500r/min的条件下搅拌10min，再密封后置于鼓风干燥箱中，75℃还原6h，得到石墨烯水凝胶，再将石墨烯水凝胶置于乙醇-水混合液(乙醇、水的体积比为1:10)中透析24h，再置于-80℃的冷阱中冷冻3h，再置于冷冻干燥箱中干燥36h，即得石墨烯气凝胶；
铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4通过以下方法制成：将MnCl2·4H2O、NiCl2·6H2O、ZnCl2、FeCl3·6H2O和去离子水按照摩尔比n(Mn2+):n(Ni2+):n(Zn2+):n(Fe3+):n(H2O)＝3:14:3:40:100混合后在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，再加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液调节分散液的pH至11，再转移至高压反应釜中，180℃反应12h，再用乙醇-水混合液(乙醇、水的质量比为1:1)洗涤反应产物5次至洗液呈中性，再置于真空干燥箱中，80℃干燥24h，即得铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4；
镓铟锡合金负载的氮化铝粉末通过以下方法制成：将镓铟锡合金(熔点为12℃)和氮化铝粉末(粒径为50μm～150μm)按照质量比1:7加入研钵，再置于烘箱中，70℃加热30min，再将研钵快速取出研磨15min，即得镓铟锡合金负载的氮化铝粉末。
上述导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4、镓铟锡合金负载的氮化铝粉末、铂-四氢呋喃络合物和乙炔基环已醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，抽真空脱泡6h，再100℃硫化2h，即得导热吸波硅橡胶复合材料。
对比例1：
一种硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表6一种硅橡胶复合材料的组成表
Figure BDA0003633696150000091
注：
石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将平均片径为20μm的氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散1.5h，超声功率为250W，得到浓度为5mg/mL的氧化石墨烯水分散液，再按照氧化石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、抗坏血酸的质量比1:1:2加入十二烷基苯磺酸钠和抗坏血酸，先在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌10min，再在搅拌速率为1500r/min的条件下搅拌10min，再密封后置于鼓风干燥箱中，95℃还原2h，得到石墨烯水凝胶，再将石墨烯水凝胶置于乙醇-水混合液(乙醇、水的体积比为1:10)中透析24h，再置于-60℃的冷阱中冷冻3h，再置于冷冻干燥箱中干燥36h，即得石墨烯气凝胶。
上述硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、氯铂酸的异丙醇溶液和乙炔基环已醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，抽真空脱泡2h，再100℃硫化2h，即得硅橡胶复合材料。对比例2：
一种硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表7一种硅橡胶复合材料的组成表
Figure BDA0003633696150000101
注：
铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4通过以下方法制成：将MnCl2·4H2O、NiCl2·6H2O、ZnCl2、Fe2(SO4)3·9H2O和去离子水按照摩尔比n(Mn2+):n(Ni2+):n(Zn2+):n(Fe3+):n(H2O)＝3:14:3:40:100混合后在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，再加入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节分散液的pH至11，再转移至高压反应釜中，180℃反应12h，再用乙醇-水混合液(乙醇、水的质量比为1:1)洗涤反应产物5次至洗液呈中性，再置于真空干燥箱中，80℃干燥24h，即得铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4。
上述硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4、三氧化二铝粉末、铂-乙烯基硅氧烷络合物和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入模具中，再120℃硫化1h，即得硅橡胶复合材料。
对比例3：
一种硅橡胶复合材料，其组成如下表所示：
表8一种硅橡胶复合材料的组成表
Figure BDA0003633696150000102
Figure BDA0003633696150000111
注：
铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4通过以下方法制成：将MnCl2·4H2O、NiCl2·6H2O、ZnCl2、Fe2(SO4)3·9H2O和去离子水按照摩尔比n(Mn2+):n(Ni2+):n(Zn2+):n(Fe3+):n(H2O)＝3:14:3:40:100混合后在搅拌速率为400r/min的条件下搅拌30min，再加入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液调节分散液的pH至11，再转移至高压反应釜中，180℃反应12h，再用乙醇-水混合液(乙醇、水的质量比为1:1)洗涤反应产物5次至洗液呈中性，再置于真空干燥箱中，80℃干燥12h，即得铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4。
上述硅橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末Ni0.7Mn0.15Zn0.15Fe2O4、镓铟锡合金粉末(熔点为12℃)、铂-乙烯基硅氧烷络合物和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇混合后搅拌均匀，再将得到的混合物注入模具中，再120℃硫化1h，即得硅橡胶复合材料。
性能测试：
对实施例1～5和对比例1～3的硅橡胶复合材料的吸波性能和导热性能进行测试，测试结果如下表所示：
表9硅橡胶复合材料的吸波性能和导热性能测试结果
Figure BDA0003633696150000112
Figure BDA0003633696150000121
注：
吸波性能通过矢量网络分析仪测试，导热性能(热导率)通过热常数分析仪(HotDisk)进行测试。用冲孔器冲出内径3.04mm，外径7.00mm的同心圆环样品，通过同轴法测试硅橡胶复合材料的复介电常数和复磁导率，测试频率范围为2GHz～18GHz，根据吸收体的相对介电常数和相对复磁导率使用下列公式计算反射损耗(RL)：
Zin＝Z0(μr/εr)1/2tanh[j(2πfd/c)(μrεr)1/2] (1)
Figure BDA0003633696150000122
式中，Z0、Zin分别为自由空间阻抗、材料的归一化阻抗，μr为自由空间磁导率和材料的相对磁导率，εr为自由空间介电常数和材料的相对介电常数，h为普朗克常数，j代表虚部，f为频率，d是吸波材料厚度，c是真空波长。
由表9可知：实施例1～5的硅橡胶复合材料与对比例1～3的硅橡胶复合材料相比，具有更加优异的吸波性能和导热性能，硅橡胶复合材料的最小反射损耗最低可达-55.2dB，有效吸收频宽最宽可达7.19GHz，热导率最高可达4.51W·m-1·K-1，说明本发明不仅可以减少导热吸波填料的用量，而且铁氧体粉末和石墨烯气凝胶进行复配增加了硅橡胶复合材料的磁损耗和介电损耗，保证硅橡胶复合材料兼具优异的吸波性能和优异的导热性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于，包括以下质量份的组分：
乙烯基硅油：100份；
含氢硅油：2份～10份；
石墨烯气凝胶：1份～10份；
铁氧体粉末：25份～200份；
金属负载的无机导热粉末：50份～500份；
铂催化剂：0.1份～2份；
抑制剂：0.01份～0.2份。
2.根据权利要求1所述的导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于：所述乙烯基硅油的粘度为100mPa·s～1000mPa·s；所述含氢硅油的含氢量为0.8wt％～1wt％。
3.根据权利要求1或2所述的导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于：所述石墨烯气凝胶通过以下方法制成：将氧化石墨烯加水进行超声分散制成分散液，再加入表面活性剂和还原剂后进行搅拌，再升温进行还原反应制成石墨烯水凝胶，再用有机溶剂-水混合液进行洗涤，再冷冻干燥，即得石墨烯气凝胶。
4.根据权利要求3所述的导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于：所述氧化石墨烯的平均片径为20μm～70μm；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、十二烷基硫酸钠、辛癸基葡萄糖苷中的至少一种；所述还原剂为抗坏血酸、乙二胺、水合肼、硼氢化钠中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于：所述铁氧体粉末的化学通式为Ni0.7MnxZn0.3-xFe2O4，其中，0≤x≤0.3。
6.根据权利要求1或2所述的导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于：所述金属负载的无机导热粉末中的金属和无机导热粉末的质量比为1:1～10。
7.根据权利要求6所述的导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于：所述金属的熔点为10℃～100℃；所述无机导热粉末为三氧化二铝粉末、氧化锌粉末、碳化硅粉末、氮化铝粉末、金刚石粉末中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的导热吸波硅橡胶复合材料，其特征在于：所述铂催化剂为氯铂酸溶液、铂-乙烯基硅氧烷络合物、铂-四氢呋喃络合物中的至少一种；所述抑制剂为乙炔基环已醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3,6-二甲基-1-庚炔-3-醇中的至少一种。
9.权利要求1～8中任意一项所述的导热吸波硅橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将乙烯基硅油、含氢硅油、铁氧体粉末、金属负载的无机导热粉末、铂催化剂和抑制剂混合均匀，再将得到的混合物注入石墨烯气凝胶中，再进行脱泡和硫化，即得导热吸波硅橡胶复合材料。
10.权利要求1～8中任意一项所述的导热吸波硅橡胶复合材料在电子通信领域的应用。
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