[发明专利]一种具有双负超材料性能的复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有双负超材料性能的复合材料的制备方法,将聚烯烃弹性体、有机溶剂混合均匀，静置使聚烯烃弹性体溶胀；将碳纳米管与溶胀好的聚烯烃弹性体混合，然后干燥处理除去溶剂，得到碳纳米管/聚烯烃弹性体复合材料；将导电银胶与碳纳米管/聚烯烃弹性体复合材料搅拌均匀，然后固化成型得到具有双负超材料性能的复合材料。与现有技术相比，本发明第一次利用绝缘高分子——聚烯烃弹性体作为基体制备了具有双负性能的超材料，极大地扩大了超材料的应用范围，可以在隐身、微型天线和电子元器件等领域中应用。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其是涉及一种具有双负超材料性能的碳纳米管/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法。

背景技术

负介电常数和负磁导率的双负超材料性能分别有两种产生途径。首先是负介电常数的产生有Drude模型和Lorentz模型两种。负磁导率的产生也有两种完全不同的机理。一种情况是填料是磁性粒子的复合材料会产生负磁导率的现象。磁导率跟频率的关系可以用两种类型的磁共振来表示：畴壁运动和旋磁自旋运动。还有一种情况是体系中形成了大量的导电回路，这会在外加电磁场下产生感应电流，进而导致了负磁导率的产生。目前大多数研究都是利用磁性粒子或者金属材料进行双负超材料的制备，制备得到的材料的介电常数负值极大无法与磁导率形成匹配，极大限制了其应用。

因此采用控制碳纳米管添加量控制碳纳米管/聚烯烃弹性体复合材料的负介电常数和负磁导率，对于其在超材料领域的应用具有重要意义。中国专利CN105860062A公开了一种具有负介电常数的碳纳米管/聚苯胺纳米粒子的制备方法，具体为：制备分散液A和分散液B，将分散液A置于结晶皿盛放的冰水混合物中，将结晶皿放置于以500-1000r/min的速度搅拌的磁力搅拌器上搅拌；待分散液A温度低于10℃，在搅拌的同时，分散液B，60ml分散液需要滴加0.1-10min；在冰水浴中进行6-12h；反应后静置12-48h；抽滤、干燥：得到所需产品，但是该专利中采用的原料为导电高分子-聚苯胺作为基体。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有双负超材料性能的复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有双负超材料性能的复合材料的制备方法，包括：

将聚烯烃弹性体、有机溶剂混合均匀，静置使聚烯烃弹性体溶胀；

将碳纳米管与溶胀好的聚烯烃弹性体混合，然后干燥处理除去溶剂，得到碳纳米管/聚烯烃弹性体复合材料；

将导电银胶与碳纳米管/聚烯烃弹性体复合材料搅拌均匀，然后固化成型得到具有双负超材料性能的复合材料。

所述有机溶剂为甲苯、丙酮或正己烷中的一种。

所述聚烯烃弹性体与有机溶剂的质量比为1:3。

所述聚烯烃弹性体与有机溶剂经研磨混合均匀。

25℃下，溶胀时间为10-40min。

所述碳纳米管的添加量为复合材料总质量的1-10wt％。

所述干燥处理的温度为30-40℃。

加入的导电银胶与碳纳米管的质量比为0.5-1.5：0.01-0.1。

固化成型的压力为1.0-10.0MPa，时间为2-18h。

一直以来，研究人员都是利用磁性颗粒(Fe,Co,Ni等)，导电高分子(聚苯胺，聚吡咯以及聚噻吩)或者碳材料(碳纳米管，碳纤维以及石墨烯等)来实现双负性能。本研究第一次利用绝缘高分子——聚烯烃弹性体作为基体制备了具有双负性能的超材料，极大地扩大了超材料的应用范围，可以在隐身、微型天线和电子元器件等领域应用。