本發(fā)明屬于吸波材料,具體涉及一種吸波材料及其制備方法、聚氨酯復(fù)合吸波材料及其制備方法。
背景技術(shù):
1、隨著通訊技術(shù)的迅速發(fā)展,電磁干擾和污染問題愈發(fā)嚴重,導(dǎo)致對高性能電磁波吸收材料的需求急劇增加。傳統(tǒng)的電磁波吸收材料主要以無機磁性或?qū)щ娊饘俨牧蠟橹鳎@些材料在電磁波吸收性能存在局限,無法滿足當前多樣化和惡劣應(yīng)用環(huán)境的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種吸波材料及其制備方法、聚氨酯復(fù)合吸波材料及其制備方法。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
3、本發(fā)明提供了一種吸波材料,包括碳納米管和負載在所述碳納米管上的硒化物;所述硒化物包括硒化鎳和硒化鈷;
4、所述硒化鎳和硒化鈷之間具有異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。
5、優(yōu)選的,所述硒化鎳和硒化鈷的摩爾比為1:1;
6、所述硒化物在所述吸波材料中的質(zhì)量百分含量為40~90%。
7、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述吸波材料的制備方法,包括以下步驟:
8、將鎳鹽和鈷鹽分散在水中,得到分散液;
9、在所述分散液中加入乙二胺后進行第一攪拌,然后加入硒源進行第二攪拌,得到混合液;
10、將含碳納米管的水分散液和所述混合液混合,進行水熱反應(yīng),得到所述吸波材料。
11、優(yōu)選的,所述鎳鹽包括硫酸鎳、硝酸鎳和氯化鎳中的至少一種;所述鈷鹽包括硫酸鈷、硝酸鈷和氯化鈷中的至少一種;所述鎳鹽和鈷鹽的摩爾比為1:1;
12、所述分散在超聲的條件下進行,所述超聲的時間為0.5~3h;
13、所述鎳鹽和乙二胺的摩爾比為1:1.5~7.5;所述第一攪拌的時間為1~3h;
14、所述硒源包括亞硒酸鈉和二氧化硒中的至少一種;所述鎳鹽和硒源的摩爾比為1:1~2;所述第二攪拌的時間為1~3h;
15、所述含碳納米管的水分散液中碳納米管的質(zhì)量濃度為1~50g/l;所述含碳納米管的水分散液的體積和混合液的體積比為5:2~6;所述混合在攪拌的條件下進行,所述攪拌的時間為0.5~3h;
16、所述水熱反應(yīng)的溫度為120~180℃,保溫時間為24~48h。
17、本發(fā)明還提供了一種聚氨酯復(fù)合吸波材料,包括聚氨酯基體和填充在所述聚氨酯基體中的填料;
18、所述填料為上述技術(shù)方案所述的吸波材料或上述技術(shù)方案所述的制備方法制備得到的吸波材料。
19、優(yōu)選的,所述填料在所述聚氨酯復(fù)合吸波材料中的質(zhì)量百分含量為0.5~5%。
20、優(yōu)選的,所述聚氨酯基體的制備原料包括聚多元醇、異氰酸酯和擴鏈劑;
21、所述聚多元醇包括聚四氫呋喃醚二醇、環(huán)氧丙烷聚醚二醇、聚己內(nèi)多元醇和聚乙二醇中的至少一種;
22、所述異氰酸酯包括異佛爾酮二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、六次甲基二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯中的至少一種;
23、所述擴鏈劑包括2,2'-二氨基二苯二硫醚、4,4’-二硫代二苯胺、4,4’-二羥基二苯二硫醚和1,2-乙二硫醇中的至少一種。
24、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述聚氨酯復(fù)合吸波材料的制備方法,包括以下步驟:
25、將聚多元醇和異氰酸酯溶于有機溶劑中,然后加入催化劑進行第三攪拌,再加入擴鏈劑進行第四攪拌,得到聚氨酯預(yù)聚體;
26、將所述填料加入所述聚氨酯預(yù)聚體中,進行第五攪拌,得到的體系依次進行靜置和固化,得到所述聚氨酯復(fù)合吸波材料。
27、優(yōu)選的,所述聚多元醇、異氰酸酯和擴鏈劑的摩爾比為1:1~5:1~10;
28、所述催化劑包括二月桂酸二丁基錫;所述聚多元醇和催化劑的用量比為2g:0.05~0.2ml。
29、優(yōu)選的,所述第三攪拌的溫度為80℃,時間為2~6h;
30、所述第四攪拌的溫度為80℃,時間為2~6h;
31、所述填料和聚氨酯預(yù)聚體的質(zhì)量比為0.1~2:20;
32、所述第五攪拌的溫度為80℃,時間為2~6h;
33、所述靜置的方式為真空靜置,所述靜置的時間為12~48h;
34、所述固化的溫度為60~100℃,時間為24~72h。
35、本發(fā)明提供了一種吸波材料,包括碳納米管和負載在所述碳納米管上的硒化物;所述硒化物包括硒化鎳和硒化鈷;所述硒化鎳和硒化鈷之間具有異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。
36、在本發(fā)明中,硒化物之間形成異質(zhì)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能有效增強材料的界面極化,促進內(nèi)部的能量耗散機制,使電磁波在經(jīng)過異質(zhì)界面時迅速轉(zhuǎn)化為熱量散失,能極大程度優(yōu)化材料的電磁波吸收能力,引入功能性異質(zhì)結(jié)構(gòu)硒化物,吸波材料不僅能夠顯著提高電磁波吸收性能,還能保持良好的環(huán)境適應(yīng)性。
37、本發(fā)明還提供了一種聚氨酯復(fù)合吸波材料,包括聚氨酯基體和填充在所述聚氨酯基體中的填料;所述填料為上述技術(shù)方案所述的吸波材料或上述技術(shù)方案所述的制備方法制備得到的吸波材料。
38、聚氨酯作為一種優(yōu)良的柔性高分子材料,展現(xiàn)出卓越的機械韌性、耐磨性和環(huán)境適應(yīng)性,作為柔性電磁波吸收材料的基體,能夠顯著增強復(fù)合材料的柔性和耐用性。然而,聚氨酯的導(dǎo)電性較差,阻抗匹配度低,限制了其在電磁波吸收性能上的表現(xiàn)。本發(fā)明采用功能填料與聚氨酯的復(fù)合形式,能夠有效提升材料對電磁波的吸收能力。
39、進一步的,通過擴鏈劑在聚氨酯中引入可逆二硫鍵,實現(xiàn)材料的自修復(fù)特性。這種設(shè)計能夠使材料在長期使用過程中維持材料的性能,降低更換頻率,從而提升經(jīng)濟性和環(huán)保性。
40、本發(fā)明提供的異質(zhì)結(jié)構(gòu)硒化鎳硒化鈷-碳納米管/聚氨酯復(fù)合電磁波吸收材料,采用簡單的水浴法進行制備,其中聚氨酯材料為良好的高分子,引入具有優(yōu)異介電特性的硒化鎳硒化鈷與高導(dǎo)電碳納米管形成功能填料,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)可控,有效調(diào)節(jié)復(fù)合材料的介電常數(shù)和改善阻抗匹配,進一步提升復(fù)合材料的電磁波吸收性能和全頻段吸收,滿足多種使用場景的需求,拓寬其應(yīng)用范圍。
1.一種吸波材料,其特征在于,包括碳納米管和負載在所述碳納米管上的硒化物;所述硒化物包括硒化鎳和硒化鈷;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸波材料,其特征在于,所述硒化鎳和硒化鈷的摩爾比為1:1;
3.權(quán)利要求1或2所述吸波材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述鎳鹽包括硫酸鎳、硝酸鎳和氯化鎳中的至少一種;所述鈷鹽包括硫酸鈷、硝酸鈷和氯化鈷中的至少一種;所述鎳鹽和鈷鹽的摩爾比為1:1;
5.一種聚氨酯復(fù)合吸波材料,其特征在于,包括聚氨酯基體和填充在所述聚氨酯基體中的填料;
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯復(fù)合吸波材料,其特征在于,所述填料在所述聚氨酯復(fù)合吸波材料中的質(zhì)量百分含量為0.5~5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯復(fù)合吸波材料,其特征在于,所述聚氨酯基體的制備原料包括聚多元醇、異氰酸酯和擴鏈劑;
8.權(quán)利要求5~7任一項所述聚氨酯復(fù)合吸波材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述聚多元醇、異氰酸酯和擴鏈劑的摩爾比為1:1~5:1~10;
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述第三攪拌的溫度為80℃,時間為2~6h;