[发明专利]聚丙烯腈(PAN)基纳米碳纤维制备吸波复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明属吸波复合材料的制备领域，特别是涉及聚丙烯腈(PAN)基纳米碳纤维制备吸波复合材料的方法。

背景技术

碳纤维是吸波材料较常用的纤维之一。普通碳纤维对电磁波具有较强的反射性，其反射效果与金属相似。通过制备异型截面碳纤维、低温烧制降低碳纤维电导率等方法可改善碳纤维的吸波性能，但工艺复杂、价格昂贵，限制了它的应用。此外，长碳纤维在吸收电磁波时表现出各向异性，因此其铺设方式和电磁波入射角度对其吸波复合材料效能有很大影响，限制了其发展。曾有研究者用短切碳纤维制备了吸波复合材料(专利公开号200510014991X)，改善了长碳纤维吸波复合材料各向异性的缺点。本发明人在前期研究中，通过共混法制备了直径在100-1000nm的纳米碳纤维(专利公开号：200710042818X)。纳米碳纤维具有较大的比表面积、很高的机械强度、和优异的导电性能，同时也具有良好的电磁性能，采用前述专利方法制备纳米碳纤维简便易得，并且采用其制备复合材料呈各向同性。

迄今为止，国内未见采用纳米碳纤维作为吸波剂制备吸波复合材料的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供聚丙烯腈(PAN)基纳米碳纤维制备吸波复合材料的方法，该方法工艺简便，制备的复合材料吸波性能优异。

本发明的聚丙烯腈(PAN)基纳米碳纤维制备吸波复合材料的方法，包括：

(1)将聚丙烯腈(PAN)基纳米碳纤维进行研磨，控制时间为1-2h，将研磨好的纳米纤维加入丙酮中，超声分散15-60min，得到悬浊液；

(2)将上述悬浊液加入到的双酚A型环氧树脂中，充分搅拌使之混合均匀，将混合溶液超声分散30-60min，使聚丙烯腈(PAN)基纳米碳纤维在双酚A型环氧树脂中充分分散，并使丙酮充分挥发；

(3)将低分子聚酰胺固化剂加入到按步骤(2)得到的混合物中，所加入的质量与双酚A型环氧树脂质量之比为1：2-4，充分搅拌均匀后常温固化，得到吸波复合材料。

所述步骤(1)聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的工艺方法参照专利200710042818X制得。

所述步骤(1)聚丙烯腈(PAN)基碳纤维直径在100-1000nm，部分聚丙烯腈(PAN)基碳纤维直径在200nm以下，为纳米级，长径比为100-1000。

所述步骤(1)聚丙烯腈(PAN)基纳米碳纤维的重量百分比为吸波复合材料重量的0.5-10％。

所述步骤(2)双酚A型环氧树脂的型号为128。

所述步骤(3)低分子聚酰胺固化剂的型号为593。

有益效果

该方法工艺简单，制备的复合材料吸波性能好。

附图说明

图1为本发明中采用的纳米碳纤维的电子显微镜照片；

图2为复合材料吸波性能测试曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形势同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

将纳米碳纤维充分研磨，称取6g加入到15g丙酮中充分搅拌，放入超声分散仪中分散30min。称取128型环氧树脂75g，加入到前述混合物中，充分搅拌直至混合均匀，将此混合物置于超声分散仪中分散30min。称取18.8g低分子量聚酰胺，加入到前述混合物中，再次充分搅拌直至混合均匀。将适量混合物倒入模具中，在其上平铺一张玻璃纤维布，再倒入适量混合物，平铺一张玻璃纤维布，反复交替进行5次，使玻璃纤维布被混合物充分浸润并整平。将浇注完毕的模具放到热压机载物台上，加10MPa压力，常温固化3小时，即可取模。得到180mm×180mm、厚度为2mm的正方板状试样。此试样的吸收衰减曲线见附图2，最大吸波峰值为-34dB，有效吸收带宽为3.5GHz。

实施例2