[发明专利]一种类多层结构吸波剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种类多层结构吸波剂的制备方法，它涉及一种中空多孔碳纤维‑碳纳米管‑纳米磁性粒子吸波剂的制备方法。以中空多孔碳纤维‑碳纳米管的结构为骨架，在其中空内部添加纳米磁性粒子并用环氧树脂溶液固化，得到类多层结构吸波剂。本发明制备的类多层结构吸波剂不仅对电磁波具有良好的电损耗和磁损耗作用，同时其特殊的类多层结构能够大大拓宽吸波剂的有效吸波频带宽度，是其具有多层吸波复合材料宽频的性能特点。这有助于实现高性能吸波材料在吸波材料领域的应用。本发明制备的中空碳纤维为微米级，碳纳米管/纳米磁性粒子为纳米级。本发明可用于制备微米/纳米复合电磁吸波材料。

技术领域

本发明涉及一种具有类多层结构的吸波剂的制备方法。

背景技术

以碳纳米管-中空多孔碳纤维，纳米磁性粒子制备类多层结构吸波剂的制备方法，在国内外还未见相关的报道，下面对本发明的研究背景做介绍。

在当今的武器战争中，隐身技术的使用能够打破现有的战略布局，武器装备的作战能力也会得到显著的提升。雷达隐身技术是研究最早、发展最快、使用最广泛的隐身技术。常用的改善隐身技术的方式主要有：(a)对武器进行外形改造；(b)采用雷达吸波材料。因为吸波材料的制备难度小，成本低，已经成为目前隐身技术领域研究的热门。高性能的吸波材料应具有厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸波能力强(薄、轻、宽、强) 的特征。然而，因为单一的吸波组分和结构会限制材料电磁参数的可调范围，这就使得吸波材料的吸收频带比较窄，很难获得吸收频带较宽的吸收频带。多层吸波材料由于其可设计自由度大、电磁参数可调范围大等优势，能够提高吸波性能的同时显著拓宽吸收频带，具有广阔的发展前景。本发明制备的类多层结构吸波剂集电磁损耗吸波剂于一体，将多层结构浓缩于微米范围的吸波剂中，不仅具有良好的吸波强度，同时大大拓宽了吸波频带宽度。

发明内容

本发明要解决现有吸波材料吸波频带较窄的问题，而提供一种具有类多层结构的吸波剂的制备方法。

本发明涉及一种类多层结构吸波剂的制备方法，所述吸波剂为三层结构，在中空多孔活性碳纤维表面生长碳纳米管，得到中空多孔活性碳纤维-碳纳米管，其为两层介电损耗层吸波剂，将纳米磁性粒子和环氧树脂混合注入到碳纤维的中空结构内部，所述纳米磁性粒子/环氧树脂作为磁损耗层吸波剂；具体步骤如下：

（1）中空多孔活性碳纤维-碳纳米管介电损耗层吸波剂的制备：以中空多孔活性碳纤维为基体，在其表面采用电镀的方式负载纳米金属催化剂颗粒，电镀时间为1s-10min，而后用蒸馏水洗涤数次，干燥；采用化学气相沉积的方法在中空多孔活性碳纤维表面上生长碳纳米管；

（2）制备中空多孔活性碳纤维-碳纳米管-纳米磁性粒子-环氧树脂吸波剂

将环氧树脂稀释剂质量比10%-78%、固化剂10%-15%、消泡剂1%-5% 和环氧树脂(E-54)2-80%混合制备得到环氧树脂溶液，将0.01g-2g的纳米磁性粒子添加到所得环氧树脂溶液中，机械搅拌5-120min，得到纳米磁性粒子/环氧树脂溶液，将所得纳米磁性粒子/环氧树脂溶液注入到步骤（１）得到的中空多孔活性碳纤维-碳纳米管的中空结构内部；在25℃-80℃温度下，固化3-10h，即得到类多层结构吸波剂。

本发明中，步骤（1）中所述的中空多孔活性碳纤维为聚丙烯晴基中空多孔碳纤维或聚丙烯基碳纤维中任一种。

本发明中，步骤（1）中所述纳米金属催化剂为Fe、Co或Ni中一种以上。

本发明中，步骤（2）中所述的环氧树脂稀释剂是丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、C12-14脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚、邻甲苯基缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚中任一种。

本发明中，步骤（2）中所述纳米磁性粒子为纳米镍颗粒、纳米四氧化三铁颗粒或纳米钴颗粒中任一种。