[发明专利]一种锰锌铁氧体-碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层及其制法

说明书

本发明涉及吸波材料技术领域，且公开了一种锰锌铁氧体‑碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层，包括以下配方原料及组分：锰锌铁氧体负载碳纳米管、苯胺、过硫酸胺、对甲苯磺酸。该一种锰锌铁氧体‑碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层，锰锌铁氧体纳米纤维具有良好的纳米形貌，进入氨基化碳纳米管的管壁中，形成锰锌铁氧体负载碳纳米管材料，苯胺和氨基化碳纳米管进行原位聚合，使碳纳米管与聚苯胺通过共价键的形式共聚物，改善了碳纳米管和锰锌铁氧体在聚苯胺中的分散性和相容性，在锰锌铁氧体磁损耗、碳纳米管介电损耗和聚苯胺的极化弛豫效应的共同作用下，使聚苯胺涂层具有优异的界面阻抗匹配性能和吸波性能。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体为一种锰锌铁氧体-碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层及其制法。

背景技术

电磁波是由同相且互相垂直的电场，与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是一种以波动的形式传播的电磁场，随着电子信息技术，广播以及射频技术的快速发展，电磁辐射已经影响到人们的正常生活，电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等，长期接受电磁辐射会影响人体的免疫系统、生殖系统、心血管系统等，严重影响人体健康，同时影响飞机导航、医疗等电子设备正常工作，因此需要开发出新型高效的吸波材料来解决电磁辐射污染的问题。

锰锌铁氧体是一种软磁性铁氧体吸波材料，具有良好磁损耗性能，并且初始磁导率很高和阻抗较高，但是单一的铁氧体材料阻抗匹配性能较差，难以获得更佳的吸波性能，聚苯胺制备简单、密度低、材质轻，并且介电性能良好，在电磁屏蔽和吸波材料中具有广泛的研究，可以将锰锌铁氧体等无机材料与聚苯胺复合，得到有机-无机杂化材料，来增强材料的阻抗匹配性能和吸波性能，但是锰锌铁氧体和碳纳米管与聚苯胺的相容性很差，在聚苯胺中很容易聚集和团聚，会严重影响聚苯胺的机械性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种锰锌铁氧体-碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层及其制法，单一的锰锌铁氧体阻抗匹配性能和吸波性能较差，同时解决了锰锌铁氧体和碳纳米管与聚苯胺的相容性和分散性很差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锰锌铁氧体-碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：3-17份锰锌铁氧体负载碳纳米管、28-32份苯胺、52-60份过硫酸胺、3-5份对甲苯磺酸。

优选的，所述锰锌铁氧体负载碳纳米管制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水和羧基化碳纳米管，超声分散均匀后，加入酰氯化试剂氯化亚砜，将反应瓶置于油浴锅中，在氮气氛围下加热至80-90℃，匀速搅拌反应30-40h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到酰氯化碳纳米管，向反应瓶中加入蒸馏水和酰氯化碳纳米管，超声分散均匀后，加入对苯二胺，将反应瓶置于油浴锅中，在氮气氛围下加热至80-90℃，匀速搅拌反应15-20h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，制备得到对苯二胺共价修饰的氨基化碳纳米管。

(2)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌10-15h，在加入FeCl₃、MnCl₂和ZnCl₂，继续搅拌10-15h形成电纺丝液，注入微型注射器中进行静电纺丝过程，电压为18-20Kv，流速为0.5-1ml/h，注微型射器与接收器的距离为15-18cm，制备得到纳米纤维前驱体，并置于马弗炉中，升温速率为5-10℃/min，在650-680℃下煅烧3-5h，制备得到锰锌铁氧体纳米纤维。

(3)向反应瓶中加入蒸馏水、氨基化碳纳米管和锰锌铁氧体纳米纤维，超声分散均匀后，将溶液置于自动反应釜中，加热至120-150℃，匀速搅拌进行吸附过程20-30h，将溶液过滤除去溶剂，干燥固体产物，制备得到锰锌铁氧体负载碳纳米管。