[发明专利]一种碳基磁性吸波材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电磁吸波材料领域，特别涉及一种碳基磁性吸波材料及其制备方法和应用。其中，一种碳基磁性吸波材料，由含金属有机聚合物高温碳化后制得；所述含金属有机聚合物主要由金属盐溶解于有机溶液后与丙烯酸单体、丙烯腈类单体发生自由基聚合而得。本发明提供的碳基磁性吸波材料可实现克级到吨级的批量化合成，具有潜在的工业化应用价值。并且吸波性能优异，吸收频带宽且制备工艺简单易于批量化制备，可应用于隐身材料、微波器件、军用天线等航天及国防行业。

技术领域

本发明涉及电磁吸波材料领域，特别涉及一种碳基磁性吸波材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子技术的不断发展，电磁波辐射产生的危害越来越明显。电磁波辐射不仅影响电子器件的正常运行，产生环境污染，还对人类健康造成一定的危害。电磁波吸收材料(吸波材料)可有效地吸收电磁能，并将其转化为热能而消耗，在军事或民用中都得到广泛的应用。根据复合材料的吸波机理将吸波材料分为磁介质型、电介质型和电阻型吸波材料，目前行业内的复合吸波材料的制备方法有电弧等离子体法、水热法、溶剂热法等方法合成，这些方法合成的吸波材料具有一定优异的吸收峰强和吸收带宽，然而这些方法在扩大批量制备过程中存在一定的难题。

如公开号为CN107857843A，公开日为2018年03月30日的专利文件公开了一种均质聚甲基丙烯酰亚胺吸波泡沫的制备方法，通过二步法加入吸波剂，在前驱体混合液中加入大密度吸波剂，制得泡沫前驱体共聚板，泡沫前驱体共聚板发泡后进行粉碎形成吸波型PMI泡沫微粒，将吸波型PMI泡沫微粒、甲基丙烯酸或丙烯酸、甲基丙烯腈或丙烯腈进行混合，再次加入轻质吸波剂，使聚甲基丙烯酰亚胺泡沫中实现吸波剂的均匀分散。

上述方案制备繁琐，无法在保证吸波材料性能的情况下，进行大规模批量生产。

发明内容

为解决无法在保证吸波材料性能的情况下，进行大规模批量生产的问题，本发明提供的一种碳基磁性吸波材料，由含金属有机聚合物高温碳化后制得；所述含金属有机聚合物主要由金属盐溶解于有机溶液后与丙烯酸单体及丙烯腈类单体共同发生自由基聚合而得。

在一些实施例中，所述金属盐为过渡金属可溶性盐；所述过渡金属可溶性盐为卤化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、有机酸盐中的一种或组合。具体的，过渡金属可溶性盐可为FeCl₃，FeCl₂，NiCl₂，CoCl₂，Ni(NO₃)₂,Co(NO₃)₂,Fe(NO₃)₃,ZnCl₂,ZnSO₄,Zn(NO₃)₂,Fe(NO₃)₂,NiSO₄,CoSO₄,FeSO₄,EuSO₄,EuCl₂中的一种或组合。

在一些实施例中，所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸盐、丙烯酸盐中的一种或组合。

在一些实施例中，所述丙烯腈类单体优选自丙烯腈、甲基丙烯腈中的至少一种。

在一些实施例中，所述有机溶液为芳香烃类、酯类、醇类、醚类、酮类或水中的一种或组合。

在一些实施例中，所述有机溶液为乙醇和去离子水的混合溶液。优选的，所述乙醇和去离子水的(10：1)～(1：10)，更优选(5：1)～(1：5)。

在一些实施例中，所述自由基聚合过程为将金属盐溶解至有机溶液中，加入丙烯酸单体，分散均匀后加入丙烯腈类单体，再加入引发剂，在60℃～120℃温度下持续搅拌进行自由基聚合2～12h，过滤后收集产物，即得到含金属有机聚合物。