吸波聚酰胺复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吸波聚酰胺复合材料及其制备方法，所述吸波聚酰胺复合材料由以下原料合成得到：己内酰胺、Fe3O4‑

【技术实现步骤摘要】
吸波聚酰胺复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料领域，特别是涉及一种吸波聚酰胺复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电子通信技术与雷达技术的快速发展，在极大推动人类生活便利化和各领域信息化的同时也带来了电磁安全方面的诸多困扰。通过吸波材料对电磁辐射进行有效吸收和衰减是消除电磁辐射污染、保护电子设备正常运行的有效手段之一。随着技术的进步，人们对吸波材料性能的要求越来越高，吸波材料逐渐向“薄、轻、宽、强”的趋势发展。传统吸波材料如铁氧体、羰基铁等虽然对电磁波吸收较强，但其密度大、热稳定性差、易腐蚀且吸波频带窄，限制了其实际应用。
[0003]铁氧体作为一种性能优异，价格低廉的吸波材料，应用及研究也相对比较成熟。在介电特性方面，吸波机理是其极化效应，在磁性方面，则是自然共振。在高频条件下，铁氧体具有较高的磁导率和电阻率，电磁波相对易于进入材料内部并快速衰减，因此它可被广泛地用于电磁波的吸收。然而，目前铁氧体作为吸波剂应用时存在一些问题，如(1)磁导率需进一步提高；(2)需降低吸收剂密度；(3)需提高其稳定性。
[0004]目前，现有技术中对吸波聚酰胺材料做了一些研究，例如：中国专利CN 112795178A提供了一种高强度聚酰胺吸波材料，所述吸波材料包括如下按重量份计算的组分：聚酰胺30～70份；连续玄武岩纤维5～60份；流动改性剂0.1～2份；吸波剂1～30份；抗氧剂0.2～0.8份；润滑剂0.1～1份。所述吸波剂为炭黑、铁氧体、钛酸钡、石墨、二氧化钛、镍粉或氧化钴中的至少一种；中国专利CN 105568664A公开了一种在超宽频谱范围内具有良好电磁波吸收能力的聚酰胺基纺织材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤：首先，选择镍锌铁氧体的纳米棒和纳米颗粒混合物作为吸波介质，纳米棒的直径为梯度分布；然后将镍锌铁氧体混合物加入去离子水中，并以离子液体作为分散剂，搅拌均匀制得铁氧体吸波介质源分散液；采用无水乙醇和丙酮混合液对聚酰胺长线进行表面预处理；再将处理后的聚酰胺纤维长线放入铁氧体吸波介质源分散液中，充分搅拌混合；最后将吸附了纳米镍锌铁氧体的聚酰胺纤维长线进行清洗和烘干后处理，得到了聚酰胺基纺织材料，该纺织材料在100MHz～10GHz超宽频率范围内，其电磁波吸收率不低于30dB；中国专利CN 107916064A公开了一种吸波粉末涂料及其制备方法，属于吸波材料
其原料包括聚酰胺树脂、吸收剂和抗氧剂。该涂料以细微粉末状态存在，具有无溶剂、无污染、可回收、环境友好、节省能源和资源的特点。其制备方法包括：将聚酰胺树脂分为第一聚酰胺树脂和第二聚酰胺树脂；将第一聚酰胺树脂制备聚酰胺树脂粉末；将吸收剂与第二聚酰胺树脂制备包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末；混合聚酰胺树脂粉末、包覆有聚酰胺树脂的吸收剂粉末与抗氧剂。该方法采用溶解法制备聚酰胺树脂粉末，可得到粒径分布均匀且更接近球形的粉末，大大提高后期涂层的平整度；采用聚酰胺树脂对吸收剂进行包覆，可提高吸收剂与基体树脂的相容性，提高涂层的力学性能。所述吸收剂包括石墨烯、导电炭黑、纳米碳管、碳化硅、氧化锌晶须和多孔碳中的至少一种。
[0005]可见，现有技术中公开的吸波聚酰胺材料都是通过共混的方法在聚酰胺中添加未改性的吸收剂，其吸收剂包括炭黑、铁氧体、钛酸钡、石墨、二氧化钛、镍粉、氧化钴、石墨烯、导电炭黑、纳米碳管、碳化硅、氧化锌晶须和多孔碳等，制备得到的聚酰胺复合材料的吸波频带窄、吸波效果不佳，以及吸波剂与聚合物基材相容性不好，对复合材料的力学性能影响较大。此外，结晶型聚合物聚酰胺和吸波剂的复合，吸波剂填料在聚合物基体中的分散性就成了一个难点，制备吸波材料的吸波剂填料可以是电阻型、电介质型和磁介质型，然而以往研究表明单独引入某一种类型的吸波剂往往达不到所需的吸波效果，因此往往引入两种及以上类型的吸波剂制备出复合型的吸波材料。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术的目的之一是为了解决吸波剂Fe3O4在聚酰胺基体树脂中的易团聚和难分散问题，以及吸波效果不佳的缺陷，提供一种具有优异的力学性能和吸波性能的吸波聚酰胺复合材料，其吸波剂可以很好地分散在聚酰胺基体树脂中。
[0007]实现上述专利技术目的的具体技术方案如下：
[0008]一种吸波聚酰胺复合材料，该聚酰胺复合材料由以下重量份的原料制备而成：
[0009][0010]所述Fe3O4‑
石墨烯纳米杂化材料是由氯化铁、石墨烯、乙酸钠和聚乙二醇反应制备得到；
[0011]所述Fe3O4‑
多壁碳纳米管纳米复合材料是由氯化铁、酸化多壁碳纳米管、柠檬酸三钠、乙酸钠和聚乙二醇反应制备得到；所述酸化多壁碳纳米管是由多壁碳纳米管经过浓硝酸改性制备得到；
[0012]所述双接枝乙烯与辛烯共聚物(HDE
‑
g
‑
POE
‑
g
‑
MGO)是由含氨基极性低聚物(HDE)、乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE
‑
g
‑
MAH)和改性氧化石墨烯(MGO)制备得到；所述含氨基极性低聚物(HDE)是由己二胺(HDA)和环氧氯丙烷(ECH)反应制得；所述改性氧化石墨烯(MGO)是由氧化石墨烯(GO)经2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)有机化改性制备得到。
[0013]在其中一些实施例中，所述吸波聚酰胺复合材料，由以下重量份的原料制备而成：
[0014][0015][0016]在其中一些实施例中，所述吸波聚酰胺复合材料，由以下重量份的原料制备而成：
[0017][0018]在其中一些实施例中，所述Fe3O4‑
石墨烯纳米杂化材料的制备方法包括如下步骤：将100重量份的氯化铁与40～80重量份的石墨烯溶解到乙二醇溶剂中，随后加入0.4～1重量份的乙酸钠和0.1～0.3重量份的聚乙二醇，混合物进行搅拌0.5～1.5小时，然后再超声分散0.5～1.5小时，使其充分混合，然后倒入到反应釜中，升温至180～220℃的条件下，反应8～12h，冷却至室温，用乙醇清洗1～3次，随后将得到的产物在50～70℃的条件下进行烘干即可。
[0019]在其中一些实施例中，所述Fe3O4‑
多壁碳纳米管纳米复合材料的制备方法包括如下步骤：将100重量份的氯化铁与40～80重量份的酸化多壁碳纳米管溶解到乙二醇溶剂中，随后加入1～3重量份的柠檬酸三钠、0.3～0.9重量份的乙酸钠和0.1～0.3重量份的聚乙二醇，混合物进行搅拌0.5～1.5小时，然后再超声分散0.5～1.5小时，使其充分混合，然后倒入到反应釜中，升温至180～220℃的条件下，反应8～12h，冷却至室温，用乙醇清洗1～3次，随后将得到的产物在50～70℃的条件下进行烘干即可。
[0020]在其中一些实施例中，所述双接枝乙烯与辛烯共聚物(HDE
‑
g
‑
POE
‑
g
‑
MGO)的制备方法，包括如下步骤：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸波聚酰胺复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：所述Fe3O4‑
石墨烯纳米杂化材料是由氯化铁、石墨烯、乙酸钠和聚乙二醇反应制备得到；所述Fe3O4‑
多壁碳纳米管纳米复合材料是由氯化铁、酸化多壁碳纳米管、柠檬酸三钠、乙酸钠和聚乙二醇反应制备得到；所述酸化多壁碳纳米管是由多壁碳纳米管经过浓硝酸改性制备得到；所述双接枝乙烯与辛烯共聚物是由含氨基极性低聚物、乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐和改性氧化石墨烯制备得到；所述含氨基极性低聚物是由己二胺和环氧氯丙烷反应制得；所述改性氧化石墨烯是由氧化石墨烯经2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵有机化改性制备得到。2.根据权利要求1所述的吸波聚酰胺复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：而成：3.根据权利要求2所述的吸波聚酰胺复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
4.根据权利要求1～3任一项所述的吸波聚酰胺复合材料，其特征在于，所述Fe3O4‑
石墨烯纳米杂化材料的制备方法包括如下步骤：将100重量份的氯化铁与40～80重量份的石墨烯溶解到乙二醇中，随后加入0.4～1重量份的乙酸钠和0.1～0.3重量份的聚乙二醇，混合物进行搅拌0.5～1.5小时，然后再超声分散0.5～1.5小时，倒入到反应釜中，升温至180～220℃反应8～12h，冷却至室温，用乙醇清洗1～3次后，50～70℃烘干，即得。5.根据权利要求1～3任一项所述的吸波聚酰胺复合材料，其特征在于，所述Fe3O4‑
多壁碳纳米管纳米复合材料的制备方法包括如下步骤：将100重量份的氯化铁与40～80重量份的酸化多壁碳纳米管溶解到乙二醇溶剂中，随后加入1～3重量份的柠檬酸三钠、0.3～0.9重量份的乙酸钠和0.1～0.3重量份的聚乙二醇，混合物进行搅拌0.5～1.5小时，然后再超声分散0.5～1.5小时，倒入到反应釜中，升温至180～220℃反应8～12h，冷却至室温，用乙醇清洗1～3次，50～70℃烘干，即得。6.根据权利要求1～3任一项所述的吸波聚酰胺复合材料，其特征在于，所述双接枝乙烯与辛烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：(1)将100重量份的己二胺加入到装有去离子水的瓶中，然后缓慢加入35～55重量份的环氧氯丙烷，控制体系温度在20～30℃反应5～7小时后，升温至60～80℃回流反应0.5～1.5小时，减压脱水干燥，得到含氨基极性低聚物；(2)将100重量份的氧化石墨烯加入到装有去离子水的瓶中，在超声波下分散0.4～0.8小时后，加入30～50重量份的2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵，控制体系温度在20～30℃并进行搅拌，直至浅褐色絮状物不再沉淀，离心洗涤1～3次，即得改性氧化石墨烯；(3)将100重量份的乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠强，易庆锋，
申请(专利权)人：广东圆融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：