[发明专利]一种复合吸波材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合吸波材料及其制备方法，包括：在硅烷偶联剂溶液中加入羰基铁粉，再加入氨水和去离子水，分散、分离，清洗固体产物，得到改性羰基铁粉；以及将氧化石墨烯分散液与所述改性羰基铁粉混合，分离，得到所述复合吸波材料。该复合吸波材料能够满足吸波材料的薄、轻、宽、强的要求，可应用于航空航天、船舶舰艇、雷达天线以及电子屏蔽等诸多领域。

技术领域

本发明涉及材料领域，更具体地，涉及一种复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

羰基铁粉在吸波材料领域应用广泛，是一种典型的磁损耗型吸波材料，但各向同性的球形羰基铁粉吸收剂密度大、耐酸碱、抗氧化能力差、介电常数大且频谱特性差、磁导率低，与空气的阻抗匹配特性较差且吸收频带较窄的缺点，难以实现吸波材料在较宽的频率下的高吸收，无法达到吸波材料性能优异的要求，在一定程度上限制了它的应用。

因此，急需研究一种反射损耗高以及吸波频带宽的吸波复合材料，以满足吸波材料的薄、轻、宽、强的要求。

发明内容

本发明通过在硅烷偶联剂溶液中对羰基铁粉进行改性，通过加入氨水、去离子水等得到改性羰基铁粉，并且通过Hummers法得到氧化石墨烯，在Hummers法中，采用浓H₂SO₄、NaNO₂和KMnO₄为氧化剂，利用氧化反应在石墨层状结构间引入羟基、环氧基、羧基等含氧基团，将石墨烯变为氧化石墨烯，经超声分散后获得氧化石墨烯分散液，使得氧化石墨烯均匀分散；之后通过将改性羰基铁粉与石墨烯分散液在浓盐酸溶液中结合，得到吸波频带宽的复合吸波材料。

本发明提供了一种制备复合吸波材料的方法，包括以下步骤：

在硅烷偶联剂溶液中加入羰基铁粉，再加入氨水和去离子水，分散、分离，清洗固体产物，得到改性羰基铁粉；以及将氧化石墨烯分散液与所述改性羰基铁粉混合，分离，得到所述复合吸波材料。

在上述方法中，所述氧化石墨烯分散液通过以下方法制备：

采用Hummers法制备氧化石墨烯，再将氧化石墨烯加入到去离子水中，分散，得到所述氧化石墨烯分散液。

在上述方法中，所述硅烷偶联剂溶液的溶剂包括丙醇、甲醇和异丙醇的一种或多种。

在上述方法中，硅烷偶联剂包括KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、A-1120(γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷)和A-1130(三氨基硅烷)的一种或多种，所述硅烷偶联剂在所述硅烷偶联剂溶液中的质量分数为3％～10％。

在上述方法中，在每100mL的所述硅烷偶联剂溶液中加入4～9g的所述羰基铁粉。

在上述方法中，所述硅烷偶联剂溶液、所述氨水和所述去离子水的体积比为80～120:1.2～2:5～8。

在上述方法中，在质量分数大于37.5％的浓盐酸溶液中将所述氧化石墨烯分散液与所述改性羰基铁粉进行混合。

在上述方法中，所述氧化石墨烯分散液与所述浓盐酸溶液的体积比为0.9～1.1:2.2～2.6。

在上述方法中，在每100mL的去离子水中加入0.9～1.1g的氧化石墨烯。

在上述方法中，所述氧化石墨烯与所述改性羰基铁粉的质量比为0.9～1.1:5～30。

本发明还提供了一种根据上述方法制备的复合吸波材料。