[发明专利]一种吸波剂、其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种吸波剂及其制备方法，包括以下步骤，S1：将多种不同粒径的纳米二氧化硅进行羟基化处理，其中，大粒径纳米二氧化硅与小粒径纳米二氧化硅的粒径比≥5；S2：按预设配比称取羟基化纳米二氧化硅、羰基铁粉、玛瑙珠和无水乙醇，并将其投入球磨罐中；S3：上述混合物经机械化学球磨一定时间，干燥后得到不同粒径二氧化硅级配，大粒径颗粒被小粒径颗粒包围，且形成了以长链状分布为主的SiOsubgt;2/subgt;粒子微观填料网络的吸波剂，且纳米二氧化硅与羰基铁粉的界面处通过化学反应生成‑Si‑O‑Si‑键进行连接。本发明通过不同粒径纳米二氧化硅的级配和简单的机械化学球磨工艺得到了一种加工性能和阻抗匹配性能均优异的吸波剂。

【技术领域】

本发明涉及吸波剂领域，尤其涉及一种吸波剂、其制备方法及应用。

【背景技术】

吸波材料在航空航天、电子材料等领域具有非常重要和广阔的应用，目前所用吸波材料多针对雷达的工作频率X和Ku波段，受材料本征电磁参数的限制，对低频波段的雷达波吸收能力有限，随着雷达探测技术的不断发展，工作频段逐渐向低频演变，在国内外对4～20GHz高频吸波材料研制日益成熟的基础上，各国政府都在针对低频米波雷达的探测积极探索新的伪装隐身技术。然而，大部分研究都侧重于高频吸波材料上，对低频L(1-2GHz)、S(2-4GHz)波段的研究不够全面。

羰基铁粉是一种性能优异的金属微粉吸波剂，同时具有磁损耗与介质损耗机制，但羰基铁粉的阻抗匹配性较差，通过在羰基铁粉的表面包覆低介质层可改善羰基铁粉的阻抗匹配性，但现有工艺复杂，存在环境污染性大，不能适用批量化生产的问题，且包覆层与羰基铁粉的界面连接力较弱，在加工过程中容易破坏羰基铁粉的包覆结构，加工性能较差。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本发明提供一种吸波剂的制备方法，包括以下步骤，S1：将多种不同粒径的纳米二氧化硅进行羟基化处理，其中，大粒径纳米二氧化硅与小粒径纳米二氧化硅的粒径比≥5；S2：按预设配比称取羟基化纳米二氧化硅、羰基铁粉、玛瑙珠和无水乙醇，并将其投入球磨罐中；S3：上述混合物经机械化学球磨一定时间，干燥后得到不同粒径二氧化硅级配，大粒径颗粒被小粒径颗粒包围，且形成了以长链状分布为主的SiO₂粒子微观填料网络的吸波剂，二氧化硅包覆于片状羰基铁粉的边缘和/或表面的吸波剂，且纳米二氧化硅与羰基铁粉的界面处通过化学反应生成-Si-O-Si-键进行连接。本发明通过简单的机械化学球磨工艺，使羰基铁粉片状化的同时，将不同粒径级配二氧化硅网络包覆于片状羰基铁粉的边缘和/或表面，且纳米二氧化硅与羰基铁粉的界面处通过化学反应生成-Si-O-Si-键进行连接，从而得到了一种加工性能和阻抗匹配性能均较好的吸波剂。该吸波剂与橡胶弹性基体相结合性较好，可得到三元界面非均匀质性复合材料，从而制备出了具有优异使用性能的低频橡胶吸波产品，具有良好的低频应用前景。

在本发明的一些实施例中，所述步骤S1中羟基化处理的过程包括用浓硫酸与双氧水的混合液对纳米二氧化硅进行活化处理，其中，浓硫酸与双氧水的质量比为70:30，反应温度为70-80℃，反应时间为0.5-2h。

在本发明的一些实施例中，所述步骤S1中纳米二氧化硅的粒径为2nm-100nm，其中，纳米二氧化硅为两种不同粒径的级配组合，大粒径纳米二氧化硅与小粒径纳米二氧化硅的粒径比≥5。

在本发明的一些实施例中，所述大粒径纳米二氧化硅的粒径为50-100nm，所述小粒径纳米二氧化硅的粒径为2-20nm。

在本发明的一些实施例中，所述大粒径纳米二氧化硅与小粒径纳米二氧化硅的质量比为2:1。

在本发明的一些实施例中，所述羰基铁粉：纳米二氧化硅：玛瑙：无水乙醇为100g：(2-5)g：(1000-2000)g:(1-2.2)L。

在本发明的一些实施例中，所述步骤S2中还可加入1-3g酯类化合物。