[发明专利]一种含烷基链的咪唑类磁性聚合物及其制备方法和在电磁材料中的应用

说明书

本发明公开了一种含烷基链的咪唑类磁性聚合物及其制备方法和在电磁材料中的应用。与传统无机材料相比，该磁性聚合物在超高频率条件下表现出了高介电性能，低介电损耗，高磁导率，低磁损耗的特性，同时也保持了聚合的良好加工性能，实验结果证明该聚合物在通信，电磁信号传输等电磁材料方面有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及电磁材料技术领域，特别是涉及一种含烷基链的咪唑类磁性聚合物及其制备方法和在电磁材料中的应用。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，电磁信号传输和通信技术迅猛发展，对于电磁材料的要求也越来越高。近年来5G以及更高频率的信号传输受到越来越多的重视，国际上各国对于5G通信的研发达到了炽热化程度,并引发了国际贸易战。相应的，对于电子器件的研究正在朝着高频化、小型化、轻量化、平面化和精细化发展，因此，迫切需要开发出在超高频具备高介电常数、低介电损耗、高磁导率、低磁损耗，即高频低损耗的电磁材料。(姚旻,科技信息,2010,19,48-50.)

目前应用最广泛的电磁材料主要是软磁材料，具体包含以下几类：(1)金属基材料；(2)软磁铁氧体；(3)非晶/纳米晶；(4)软磁复合材料。然而，以上这些材料本身的性质，大大限制了他们的应用范围。金属基材料和软磁复合材料，在中低频范围内性能良好，然而在高频，尤其是超高频波段(10⁸～10¹⁰Hz)，介电常数和磁导率急剧下降，而介电损耗和磁损耗急剧升高；金属铁氧体材料，其饱和磁化强度低，同样不利于在高频范围的应用；而非晶/纳米晶虽然可以达到一定的效果，但制备复杂，成本高昂，不利于材料的实际应用。(刘君昌等.,材料工程,2017,45,127-134.)另外，还有一类陶瓷类材料，如BaTiO₃等，虽然己经广泛应用于电子器件，但它们往往需要在1000℃以上的高温下烧结成型，工艺复杂，且材料比重大，性硬脆，不利于在轻量化和精细化场合的应用，而且在GHz频率下，其性能也不尽如人意。因此，十分有必要寻找一种加工性能良好，电磁性能优良的新材料。

目前，为了解决上述问题，我们考虑采用的方法是使用高分子材料作为基体，利用其优良的加工性能和成膜性等，与陶瓷材料或金属材料进行复合，而在此，我们将无机元素直接反应到聚合物上得到相应的磁性高分子材料，有望成为目前最有希望的解决方法。(Y.Wang et al.,Ceramics International,2016,42,936-942.)

聚离子液体，作为一种性能优良的聚电解质，已经被成功开发并有望应用于电磁、吸波材料领域(J.Tang et al,Macromolecules,2008,41,493-496.)，由于离子液体阴离子的设计灵活性，通过对其中负离子的变换，可以很容易的引入各种电磁性能。在本发明专利中，我们将带有磁性的含铁负离子与离子液体基体进行络合，得到了在很宽的高频范围下(1-8GHz)有一定磁导率，同时磁损耗又较低的材料。同时经过性能测定，发现材料在高频波段的电学性能也同样十分优异。该材料对于超高频电磁材料的开发与应用，有着十分积极的推动作用。另外，通过合适的模具设计，我们可以轻易地得到各种尺寸精细的器件。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种含烷基链的咪唑类磁性聚合物及其制备方法和在电磁材料中的应用。与传统无机材料相比，该磁性聚合物在超高频率条件下表现出了高介电性能，低介电损耗，高磁导率，低磁损耗的特性，同时也保持了聚合的良好加工性能，实验结果证明该聚合物在通信，电磁信号传输等电磁材料方面有着广阔的应用前景。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种含烷基链的咪唑类磁性聚合物，具有化学结构式A的结构且表现出磁性能；