[发明专利]一种吸波复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种吸波复合材料的制备方法，它包括以下步骤：1)制备轻质膨胀微球；2)将轻质膨胀微球加入至除油液中，油浴搅拌后对膨胀微球进行洗涤、过滤并干燥；3)用三氯化铁与氯化亚铁以化学共沉淀法制备四氧化三铁包覆膨胀微球的Fe₃O₄@PANS磁性纳米粒子；4)使苯胺单体以原位聚合的方法将导电聚合物聚苯胺纳米微粒致密的包覆在步骤2)制得的Fe₃O₄@PANS磁性纳米粒子表面；5)将PANI@Fe₃O₄@PANS电磁功能纳米粒子与环氧双酚F树脂共混，加入固化剂固化，然后脱模得到所述吸波复合材料。本发明方法赋予了轻质膨胀微球磁性能和介电性能，使该电磁功能化纳米膨胀微球具有良好的吸波特性，该方法节省原料，操作简便。

技术领域

本发明属于功能复合材料技术领域，具体涉及一种吸波复合材料的制备方法。

背景技术

电磁波又称为电磁辐射，是由于时变电场与时变磁场在空间中互相激发产生的，其传播方向垂直于电场和磁场构成的平面，可以有效地传递能量和动量。吸波材料对电磁波的吸收机理是通过将入射到材料表面和内部的电磁波转换成其他形式的能量而损耗消失。

当一束电磁波由自由空间传播到吸波材料表面时，由于吸波材料与自由空间的传输阻抗不匹配，电磁波会在入射波界面处发生反射和透射，一部分电磁波被反射到自由空间，而另一部分电磁波进入吸波材料内部。入射到材料内部的电磁波一部分在传播过程中与材料经过多次相互作用最终全部转化为热量或其他形式的能量而损耗消失，而一部分电磁波未能在材料内部损耗完全而穿过材料形成电磁波污染。

从能量角度考虑，在电磁波传输过程中，将入射电磁波的功率记为Pi，入射波界面反射的电磁波功率记为Pr，透过吸波材料的电磁波功率记为Pt，吸波材料吸收的电磁波功率记为Pa。根据能量守恒定律，可以得到式：

P_i＝P_r+P_a+P_t

因此，要想提高吸波材料的吸波能力，吸波材料必须具备阻抗匹配特性和衰减特性。其中，阻抗匹配特性：减少反射电磁波的功率Pr，即最大限度减少电磁波在入射波界面的反射，使入射电磁波能够进入材料内部；衰减特性：设计吸波能力强的材料增加被吸收的电磁波功率Pa。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种吸波复合材料的制备方法，实现吸波复合材料在介电损耗机制和磁损耗机制下进行协同发挥作用。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种吸波复合材料的制备方法，它包括以下步骤：

1)称取定量聚丙烯腈微球在150℃-170℃加热8-10min，得到直径为30-50nm的轻质膨胀微球；聚丙烯腈热敏微球由两部分构成，壳体为热塑性的聚丙烯腈共聚物，内部为液态碳氢化合物。聚丙烯腈热敏微球膨胀原理为，在160℃左右液态碳氢化合物开始分解，气化产生气体，内部压力增大，开始膨胀，在160℃左右烘箱中加热约8min后，微球处于直径为30nm的膨胀态；

2)将轻质膨胀微球加入至除油液中，在60℃-80℃反应温度下油浴搅拌40min-1h后，对膨胀微球进行洗涤、过滤并干燥；

3)用三氯化铁与氯化亚铁以化学共沉淀法制备四氧化三铁包覆膨胀微球的Fe₃O₄@PANS磁性纳米粒子；

4)在冰水浴0-5℃下，使苯胺单体以原位聚合的方法将导电聚合物聚苯胺纳米微粒致密的包覆在步骤2)制得的Fe₃O₄@PANS磁性纳米粒子表面，得到PANI@Fe₃O₄@PANS电磁功能纳米粒子；