[发明专利]一种铈掺杂镍锌铁氧体填充碳纳米管复合吸波材料及制备

说明书

技术领域

本发明涉及复合吸波材料及其制备方法，尤其涉及一种聚甘油硬脂酸酯修饰的铈掺杂镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚取代噻吩-聚苯乙烯复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

镍锌铁氧体磁性材料具有优越的磁性能，其与导电高聚物复合时往往影响复合材料的导电性能。碳纳米管具有良好的导电性能，并可以起到限定作用，同时可以增强复合材料的导电性，使复合材料兼具优良电磁性能。

但当前国内镍锌系铁氧体材料存在的主要问题有以下两方面：1)材料磁导率达到1500以上则饱和磁感应强度约为250mT(25℃)，居里温度Tc约为100℃，满足不了大电流和高密度安装(散热条件受限)的应用场合需求；2)如将饱和磁感应强度提高到380mT(25℃)，居里温度Tc约为170℃，则材料磁导率降低至800以下，满足不了电子设备小型化(尤其是平面显示系统)的要求。基于此，可利用掺杂的方式使镍锌铁氧体材料具有高饱和磁感应强度和高居里温度等特性。

导电高分子如聚噻吩等，具有特殊的结构和优异的物理化学性能，而在单体中引入取代基，如：甲基、己基、甲氧基等，可使其具有更好的溶解性、高导电率和高稳定性，使其在抗静电、电磁屏蔽和吸波材料等领域有重要的应用基础。

因此，本发明从碳管填充的角度出发，将掺杂的镍锌铁氧体填充在碳管内部，经表面活性剂修饰后再与导电材料复合，利用碳纳米管的导电和限定作用以及掺杂镍锌铁氧体材料的高饱和磁感应强度等特点，获得具有高磁性、高导电性、高吸波能力的复合材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁性优异的聚甘油硬脂酸酯修饰的铈掺杂镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚取代噻吩-聚苯乙烯复合吸波材料。

本发明的另一目的是提供一种上述经修饰的填充的碳纳米管-聚取代噻吩-聚苯乙烯复合吸波材料的制备方法。

提供一种聚甘油硬脂酸酯修饰的铈掺杂镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚取代噻吩-聚苯乙烯复合吸波材料，其包含以下组分：

(1)、铈掺杂镍锌铁氧体填充的碳纳米管，

其中，所述铈掺杂镍锌铁氧体的结构如下所示：

(Ni_0.3Zn_0.7)_1-x(Ce_yFe_2-yO₄)_1+x

其中X=0.10~0.90，y=0-0.3

(2)、表面活性剂：聚甘油硬脂酸酯

(3)、聚取代噻吩

(4)、聚苯乙烯。

优选地，X=0.30~0.60，y=0.1-0.2。

优选地，碳纳米管的直径为10-100nm，更优选20-40nm，最优选20-30nm。

优选地，碳纳米管为表面酸活化的碳纳米管。

优选地，聚甘油硬脂酸酯可选自三聚甘油硬脂酸酯、六聚甘油硬脂酸酯、十聚甘油硬脂酸酯。

优选地，铈掺杂镍锌铁氧体填充碳纳米管与聚甘油硬脂酸酯质量比为1：0.5-5，优选1：1-3。

优选地，铈掺杂镍锌铁氧体填充的碳纳米管：聚取代噻吩：聚苯乙烯的质量比为1-5：1-5：1-5。

优选地，聚取代噻吩可选自聚烷基噻吩或聚烷氧基噻吩，更优选聚3-甲基噻吩、聚3-己基噻吩、聚3-甲氧基噻吩。

提供一种经修饰的填充的碳纳米管-聚取代噻吩-聚苯乙烯复合吸波材料的制备方法，其特征在于：制备方法如下：

（1）将碳纳米管浸泡在硝酸中进行酸活化；

（2）将上述表面酸活化的碳纳米管在乙醇中超声分散；

（3）制备铈掺杂镍锌铁氧体填充的碳纳米管，包括以下步骤：按照化学元素计量比

(Ni_0.3Zn_0.7)_1-x(Ce_yFe_2-yO₄)_1+x ，其中X=0.10~0.90，y=0-0.3