【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸波涂料领域，具体是一种zno@fe/mxene吸波涂料及其制备方法。
技术介绍
1、吸波涂料又称电磁波吸收涂料或雷达波吸收涂料，是用浸渍层形式覆盖在目标上实现雷达隐身的一种功能材料，能将入射的雷达波能量转换成热能而耗散或通过谐振效应使之消除或减弱，达到有效吸收和衰减的目的。
2、当前的吸波涂层吸收频带较窄，吸收能力较弱，无法满足现今战场复杂的电磁环境，涂质量重、厚度大，耐高温性能差等缺点阻碍了其在武器装备及其特殊构建中的广泛使用。另外，传统的吸波涂层不具备承载能力，功能较为单一，不能够同时满足具有雷达波吸收性能和良好的耐高温性能的要求，目前国内外在进一步提高与改进传统隐身材料性能的同时正致力于多种新材料的探索，纳米吸波材料逐渐应用到雷达波隐身领域中，从而满足对新一代雷达隐身材料吸收强、频带宽、质量轻、厚度薄、耐高温性能强的要求。
3、mxene是由max相刻蚀而来，保留了max相结构与性能，具有二维层状层结构的mxene在比表面积大、机械柔韧性好、离子导电率高、表面和边缘原子缺陷可调等方面还具有许多不可替代的优势，使其成为一种很有潜力的电磁防护材料。锌铁氧体是由锌、铁组成的具有尖晶石结构的非金属复合氧化物，是国民经济发展中一种非常重要的基础功能材料，与同类型的金属磁性材料相比，在高频下具有高磁导率、高电阻率、高饱和磁化强度、低矫顽力和低损耗等物理化学性能，在电子设备、无线通讯、电子对抗等领域具有重要应用价值。
4、得益于这些杰出的属性，选择mxene作为基体进行表面修饰构建先进
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种zno@fe/mxene吸波涂料及其制备方法，通过加入负载磁性纳米颗粒的二维mxene材料，在介电损耗结构型中引入新的电磁屏蔽机制，使得吸波涂料的电磁波吸收性能和有效吸收带宽得以提高，同时，吸波涂料的耐高温性能得以提升。
2、本专利技术通过如下方法得以实现：
3、一种zno@fe/mxene吸波涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：30-50份的树脂、35-45份的溶剂、5-11份的助剂、1-3份的固化剂、5-7份的偶联剂、10-60份的电磁波吸收剂；所述电磁波吸收剂通过以下步骤制备：s1、将氟化锂粉末缓慢溶解于9mol/l的盐酸溶液中，然后搅拌至氟化锂充分溶解，得到氢氟酸刻蚀液，将max陶瓷粉体缓慢搅拌加入到所述氢氟酸刻蚀液中，并在38℃-40℃条件下机械搅拌1h-24h，以刻蚀掉al层形成二维结构，将反应后的溶液转移到离心管中进行离心，再经过去离子水洗涤三次、冷冻干燥、研磨后得到粉末状mxene产物；s2、将zn(no3)2用超声波分散到去离子水中，缓慢滴加4mol/l的naoh溶液和一定量的fe(no3)3，继续搅拌30min后加入步骤s1中制得的mxene粉末，充分搅拌后转移中反应釜中进行水热反应，将反应后的产物用无水乙醇洗涤三次后干燥，最后将干燥后的产物进行高温煅烧处理，最终制得zno@fe/mxene电磁波吸收剂。
4、进一步地，所述树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、有机硅树脂中的一种。
5、进一步地，所述溶剂为甲醇、乙醇、二甲苯、环己酮、丙酮、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚、丙二醇二乙酸酯中的一种或多种。
6、进一步地，所述助剂包括1-3份的分散剂、1-3份的防沉降剂、3-5份的增塑剂；所述分散剂选自碳酸丙烯酯、纤维素衍生物、聚乙烯蜡、聚丙烯酸钠盐、苯乙烯-马来酸半酯化物、苯乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种，所述防沉降剂选自有机膨润土、防沉降剂3300、聚乙烯蜡中的一种或多种，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类增塑剂、多元醇类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂中的一种或多种。
7、进一步地，所述固化剂为酚醛胺、芳香胺、聚醚胺、脂肪胺、聚酰胺中的一种。
8、进一步地，所述偶联剂为异丙基三异酞酰钛酸酯、异丙基三（二辛基焦磷氧基）钛酸酯中的一种。
9、进一步地，所述max陶瓷粉体为ti3alc2、ti2alc、ti4aln3、cr2alc、ta4alc3二维材料中的任意一种或两种组合；所述max陶瓷粉体和氟化锂的重量份数比为1：（1-10）。
10、进一步地，其特征在于，所述zn(no3)2、fe(no3)3和mxene粉末用量的重量份数比为10：（3-7）：(50-100)。
11、进一步地，所述水热反应为在压力3mpa-6mpa下，升温至150℃-200℃进行反应，反应时间控制在1h-6h；所述高温煅烧处理为将产物置于马弗炉中，在氮气气氛下，升温至600℃-800℃，煅烧12h-24h。
12、本专利技术还提供了一种zno@fe/mxene吸波涂料的制备方法，其特征在于，通过以下步骤制备：将树脂和溶剂混合加热至60℃搅拌均匀后，加入助剂、偶联剂和电磁波吸收剂，继续搅拌1h-3h，然后加入固化剂，搅拌均匀后进行研磨，即得zno@fe/mxene吸波涂料。
13、需要说明的是，合成的zno纳米棒具有丰满的微花状结构和尖端对称的六角形面状纳米结构，改性后表面分布了大量球状的fe3o4纳米颗粒。特殊的形貌和结构大大延长了zno纳米棒界面处多重散射的传播路径。此外，在zno表面修饰球形fe3o4纳米粒子是提高导电损耗的直接途径。通常我们认为介电极化主要由电子极化、偶极极化和原子极化组成，尤其是电子极化一般发生在高频，当材料之间的边界或某些区域存在电子积累时，就会发生界面极化效应。zno@fe/mxene吸波剂优异的电磁波吸收性能是由适当的fe3o4纳米颗粒含量和zno纳米棒与fe3o4纳米颗粒之间的界面极化增强所决定的。
14、此外，fe3o4与zno之间良好的相容性和协同效应可归因于zno/fe3o4复合材料独特的结构。
15、本专利技术提供的一种zno@fe/mxene吸波涂料及其制备方法可以实现以下有益效果：
16、（1）本专利技术的吸波涂料中的电磁波吸收剂mxene具有三维的导电网络结构，提供了大量的异质界面，异质界面的存在提供极化损耗来转化电磁波，使得复合材料的电磁波吸收性能和有效吸收带宽得以提高；且形成的三维网络结构优化了复合材料的阻抗匹配，使电磁波在复合材料中发生多次反射和散射损耗；同时引入了负载磁性纳米fe3o4的微花状结构的zno纳米棒作为磁损耗的主要材料，在提升电磁波磁损耗能力的同时兼顾了阻抗匹配特性，具有更强的吸波损耗和更宽的吸波带宽。
17、（2）同时，mxene因为其表面的多种官能团所以有着很好的亲水性和分散性，能够实现在涂料中良好的分散。
18、（3）本专利技术的zno@fe/mxene吸波涂料具有优异的雷达吸波特性，吸收频带宽，吸波性能强，结构质量轻，耐高温性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：30-50份的树脂、35-45份的溶剂、5-11份的助剂、1-3份的固化剂、5-7份的偶联剂、10-60份的电磁波吸收剂；
2.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、有机硅树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述溶剂为甲醇、乙醇、二甲苯、环己酮、丙酮、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚、丙二醇二乙酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述助剂包括1-3份的分散剂、1-3份的防沉降剂、3-5份的增塑剂；所述分散剂选自碳酸丙烯酯、纤维素衍生物、聚乙烯蜡、聚丙烯酸钠盐、苯乙烯-马来酸半酯化物、苯乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种，所述防沉降剂选自有机膨润土、防沉降剂3300、聚乙烯蜡中的一种或多种，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类增塑剂、多元醇类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂中的一
5.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述固化剂为酚醛胺、芳香胺、聚醚胺、脂肪胺、聚酰胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述偶联剂为异丙基三异酞酰钛酸酯、异丙基三（二辛基焦磷氧基）钛酸酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述MAX陶瓷粉体为Ti3AlC2、Ti2AlC、Ti4AlN3、Cr2AlC、Ta4AlC3二维材料中的任意一种或两种组合；所述MAX陶瓷粉体和所述氟化锂的重量份数比为1：（1-10）。
8.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述Zn(NO3)2、Fe(NO3)3和MXene粉末用量的重量份数比为10：（3-7）：(50-100)。
9.根据权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料，其特征在于，所述水热反应为在压力3MPa-6MPa下，升温至150℃-200℃进行反应，反应时间控制在1h-6h；所述高温煅烧处理为将产物置于马弗炉中，在氮气气氛下，升温至600℃-800℃，煅烧12h-24h。
10.一种如权利要求1所述的ZnO@Fe/MXene吸波涂料的制备方法，其特征在于，通过以下步骤制备：将树脂和溶剂混合加热至60℃搅拌均匀后，加入助剂、固化剂、偶联剂和电磁波吸收剂，继续搅拌1h-3h，然后加入固化剂，搅拌均匀后进行研磨，即得ZnO@Fe/MXene吸波涂料。
...【技术特征摘要】
1.一种zno@fe/mxene吸波涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：30-50份的树脂、35-45份的溶剂、5-11份的助剂、1-3份的固化剂、5-7份的偶联剂、10-60份的电磁波吸收剂；
2.根据权利要求1所述的zno@fe/mxene吸波涂料，其特征在于，所述树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、有机硅树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的zno@fe/mxene吸波涂料，其特征在于，所述溶剂为甲醇、乙醇、二甲苯、环己酮、丙酮、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚、丙二醇二乙酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的zno@fe/mxene吸波涂料，其特征在于，所述助剂包括1-3份的分散剂、1-3份的防沉降剂、3-5份的增塑剂；所述分散剂选自碳酸丙烯酯、纤维素衍生物、聚乙烯蜡、聚丙烯酸钠盐、苯乙烯-马来酸半酯化物、苯乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种，所述防沉降剂选自有机膨润土、防沉降剂3300、聚乙烯蜡中的一种或多种，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类增塑剂、多元醇类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的zno@fe/mxene吸波涂料，其特征在于，所述固化剂为酚醛胺、芳香胺、聚醚胺、脂肪胺、聚酰胺中的一种。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王士元，王川，
申请(专利权)人：维特瑞交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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