[发明专利]一种聚氨酯-碳纳米管-羰基铁粉复合泡沫吸波片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚氨酯‑碳纳米管‑羰基铁粉复合泡沫吸波片及其制备方法，复合泡沫吸波片由质量比为100:95～110的组分A和多异氰酸酯制得；组分A包括质量比为65～75:1～5:15～40:0.2～5:0.1～4:0.4～1.2的多元醇、碳纳米管、羰基铁粉、发泡剂、泡沫稳定剂和催化剂。碳纳米管和羰基铁粉作为电磁波吸收剂，稳定地吸附在多异氰酸酯和多元醇反应生成的聚氨酯基材上，电磁波吸收剂与聚氨酯基材一体发泡得到的泡沫吸波片具有优异的吸波性能。在2～18GHz内，反射损耗峰值≤‑20.1dB(最大‑24.11dB)，反射损耗≤‑10dB的频宽达到11GHz以上，最大达到16GHz。

技术领域

本发明涉及电磁波吸收材料技术领域，尤其涉及一种聚氨酯-碳纳米管-羰基铁粉复合泡沫吸波片及其制备方法。

背景技术

电磁波吸收材料，简称吸波材料，是一种能将电磁波能量转化为热能或其他形式能量的一种功能材料。电磁波会影响到各类电子器件的正常运行，亦会危害到人类的身体健康，因此研究并利用吸波材料对改善电子设备运行环境和人类生存环境有着重要的意义。

碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝、中空的一维纳米管，具有特殊的螺旋结构，手征性和特殊的电磁效应，对微波和红外都表现出较强的吸收性能。碳纳米管本身就能吸收电磁波，可将碳纳米管与高聚物复合制成碳纳米管/聚合物复合吸波材料来使用。如廖宇涛等研究了以碳纳米管为主要吸波剂的复合材料的电磁参数及吸波性能，在2～18GHz范围内，当吸波层厚度为1mm时，20～40nm的碳纳米管复合材料的反射损耗量低于-10dB的频宽为7GHz。林海燕等研究了Fe填充的碳纳米管复合物在厚度为3.5mm时，反射损耗小于于-10dB的频宽达4.2GHz，最大反射损耗为-22.7dB。然而现有技术报道的碳纳米管与高聚物复合的吸波材料的吸波性能仍存在不足。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚氨酯-碳纳米管-羰基铁粉复合泡沫吸波片，该复合泡沫吸波片具有优异的吸波性能。

本发明提供了一种聚氨酯-碳纳米管-羰基铁粉复合泡沫吸波片，由质量比为100:95～110的组分A和多异氰酸酯制得；

所述组分A包括质量比为65～75:1～5:15～40:0.2～5:0.1～4:0.4～1.2的多元醇、碳纳米管、羰基铁粉、发泡剂、泡沫稳定剂和催化剂。

优选地，所述碳纳米管的直径为5～20nm，长度为5～30μm。

优选地，所述羰基铁粉的平均粒径≤4μm，铁元素质量含量≥97％，碳元素质量含量≤1％。

优选地，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯和液化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

优选地，所述多元醇选自聚氧化丙烯多元醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酸酯多元醇、蓖麻油、聚丁二烯多元醇、聚乙二醇、乙二醇、丁二醇和丙三醇中的一种或多种。

优选地，所述发泡剂为水；所述泡沫稳定剂选自硅油。

优选地，所述催化剂为质量分数为32％～34％的三亚乙基二胺的一缩丙二醇溶液、质量分数为28％～32％的双(二甲氨基乙基)醚的一缩丙二醇溶液和辛酸亚锡的混合物。

本发明提供了一种上述技术方案所述聚氨酯-碳纳米管-羰基铁粉复合泡沫吸波片的制备方法，包括以下步骤：

将质量比为65～75:1～5:15～40:0.2～5:0.1～4:0.4～1.2的多元醇、碳纳米管、羰基铁粉、发泡剂、泡沫稳定剂和催化剂混合，得到组分A；

将所述组分A和多异氰酸酯混合，发泡，切片，得到聚氨酯-碳纳米管-羰基铁粉复合泡沫吸波片。