專利名稱：一種碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁波吸收材料，特別是涉及一種碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。
背景技術：
吸波材料是指能吸收投射到它表面的電磁波能量，并通過材料的介質損耗使電磁波能量轉化為熱能或其它形式的能量的一類材料，吸波材料一般要求高吸收、頻帶寬、質量輕以及在所使用的環境下結構性能穩定等特點，常用的吸波材料主要有鐵氧體，金屬微粉，半導體材料，導電高聚物，碳黑，多晶鐵纖維等，目前，國內外傳統的隱身涂料仍以強吸收為主要目標，存在大量突出問題有待解決，較窄的吸收頻寬無法對抗寬頻段雷達波的綜合偵察，吸波效率低，薄涂層達不到吸波要求，厚涂層大幅增加系統重量，影響系統的機動性，且涂層與基體的結合強度不足，易脫落。公開號為CN200510060803. 7，名稱為一種電磁波吸收材料的中國專利文件，公開了使用聚合物基體與電磁波吸收劑通過共混的方法復合而成的高分子復合材料，其復合后效果比單獨的材料好，但是最好的性能也是在8-lOGHz 范圍內能達到-8dB以上的反射率，吸波效果一般且吸波頻段較窄；公開號為CN101853727 A，名為一種鐵-碳納米管復合電磁波吸收材料及其制備方法的中國專利文件，公開了一種鐵-碳納米管復合電磁波吸收材料，其特點在于用納米級C包裹在鐵納米顆粒的外面形成 C膜，該材料在低頻段具有較強的電磁波吸收，但其不足也較明顯，主要是厚度較大，頻段較窄且密度大；公開號為CN101045533 A，名為表面負載磁性合金粒子的碳納米管吸波材料及其制備方法的中國專利文件，公開了用相關的金屬鹽與碳納米管在化學鍍液中制成相關復合材料，該材料在6-SGHz具有-SdB以上的反射率，同時兼具優良的導電性和軟磁性能，但是其吸收頻段太窄且化學鍍液易污染環境。

發明內容
本發明針對現有電磁波吸收材料存在的不足，提供一種碳納米管摻雜聚席夫堿/ 鐵氧體復合隱身材料和其制備方法，本發明的制備產物碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料具有吸波性能強，吸收頻帶寬，質輕層薄，性能穩定，耐腐蝕耐高溫，成本低廉， 制備簡單的優點，其中吸波頻帶寬是其最大的優點。本發明技術方案
一種碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料，主要由下述材料的質量比組成 碳納米管7%-18%，聚席夫堿8%-35%，余量為納米鐵氧體。本發明復合隱身材料，優選的質量比組成碳納米管8%_15%，聚席夫堿 10%-30%，余量為納米鐵氧體。本發明復合隱身材料，最優選的質量比組成碳納米管9%_10%，聚席夫堿 18%-27%，余量為納米鐵氧體。本發明所述的碳納米管為多壁碳納米管，優選多壁碳納米管內徑20-40nm，長度20-50um。本發明所述的聚席夫堿為對苯二胺與乙二醛按摩爾比1 :0. 1 1 :10縮聚成的聚席夫堿，優先選對苯二胺與乙二醛按摩爾比1:1縮聚成的聚席夫堿，鐵氧體優先選粒徑為 20-100nm的球型納米Fe3O4。本發明關于一種碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料，是由碳納米管摻雜聚席夫堿與納米鐵氧體復合得到，是由碳納米管與聚席夫堿通過特定工藝復合，再與納米鐵氧體混合制得，包括下列步驟
(1)、將碳納米管加入對苯二胺與乙二醛的乙醇溶液中，在電磁攪拌下反應Sh-IOh;
(2)、所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗2 3次，將上述產物干燥后在250 330°C下燒結2 5小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；
(3)、將碳納米管摻雜聚席夫堿與納米!^e3O4按質量比混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。步驟1中對苯二胺與乙二醛的摩爾比為1 :ο. 1 1 :10。步驟3中所加納米Fii3O4占復合材料的47%_85%
本發明制備的碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料吸波效果較好，通過調整材料中各組分的比例，可以實現在4-lSGHz的范圍內有-SdB以上的反射率，吸收頻帶很寬； 且涂層厚度在2-3mm，較薄；材料中超過1/3的成分為聚席夫堿和碳納米管，所以整個材料密度較小，質量較輕；同時該材料的制備成本低廉，制備過程簡單。由此可見該復合隱身材料具有重要的應用價值。


圖1 本發明工藝流程圖2 實施例1反射率測試結果圖； 圖3 實施例2反射率測試結果圖； 圖4 實施例3反射率測試結果圖； 圖5 實施例4反射率測試結果圖； 圖6 實施例5反射率測試結果圖； 圖7 實施例6反射率測試結果圖。
具體實施例方式實施例1
取0. 2mol對苯二胺與0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入5. 28g碳納米管， 在電磁攪拌下反應他-lOh，所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗2 3次，將上述產物干燥后在 250 330°C下燒結2 3小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；取上述IOg碳納米管摻雜聚席夫堿與12. 3g納米!^e3O4混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。 復合材料組分為碳納米管7%，聚席夫堿35%，其余為鐵氧體，將該吸波材料粉末分散到丙烯酸樹脂清漆中，粉末顆粒在漆中的重量百分比為40%，其余是樹脂清漆，制備成吸波涂料。將該涂料噴涂在18cm*18cm*2mm的標準鋁板上，厚度為1. 5mm，根據國軍標GJB2038-94《雷達吸波材料反射率測試方法》對其反射率進行測試，該材料在6. 2-9. 8GHz范圍內有-8dB的反射率，最大吸收為-21. 7dB，該材料的反射率測試結果如下圖2所示。實施例2
取0. 2mol對苯二胺與0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入23g碳納米管， 在電磁攪拌下反應他-lOh，所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗2 3次，將上述產物干燥后在 250 330°C下燒結2 3小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；取上述IOg碳納米管摻雜聚席夫堿與56. 7g納米!^e3O4混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。 復合材料組分為碳納米管7%，聚席夫堿8%，其余為鐵氧體，將該吸波材料粉末分散到丙烯酸樹脂清漆中，粉末顆粒在漆中的重量百分比為40%，其余是樹脂清漆，制備成吸波涂料。 將該涂料噴涂在18cm*18cm*2mm的標準鋁板上，厚度為1. 5mm，根據國軍標GJB2038-94《雷達吸波材料反射率測試方法》對其反射率進行測試，該材料在6. 1-8. 3GHz范圍內有-8dB的反射率，最大吸收為-12. 27dB，該材料的反射率測試結果如下圖3所示。實施例3
取0. 2mol對苯二胺與0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入13. 2g碳納米管， 在電磁攪拌下反應他-lOh，所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗2 3次，將上述產物干燥后在 250 330°C下燒結3 5小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；取上述IOg碳納米管摻雜聚席夫堿與12. 2g納米!^e3O4混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。復合材料組分為碳納米管15%，聚席夫堿30%，其余為鐵氧體。將該吸波材料粉末分散到丙烯酸樹脂清漆中，粉末顆粒在漆中的重量百分比為40%，其余是樹脂清漆，制備成吸波涂料。 將該涂料噴涂在18cm*18cm*2mm的標準鋁板上，厚度為1. 8mm，根據國軍標GJB2038-94《雷達吸波材料反射率測試方法》對其反射率進行測試，該材料在6. 7-11. 9GHz范圍內有-SdB 的反射率，最大吸收為-28. 5dB，該材料的反射率測試結果如下圖4所示。實施例4
取0. 2mol對苯二胺與0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入18. 5g碳納米管， 在電磁攪拌下反應他-lOh，所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗2 3次，將上述產物干燥后在 250 330°C下燒結4小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；取上述IOg碳納米管摻雜聚席夫堿與48. Sg納米!^e3O4混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。復合材料組分為碳納米管7%，聚席夫堿10%，其余為鐵氧體。將該吸波材料粉末分散到丙烯酸樹脂清漆中，粉末顆粒在漆中的重量百分比為40%，其余是樹脂清漆，制備成吸波涂料。將該涂料噴涂在18cm*18cm*2mm的標準鋁板上，厚度為1. 8mm，根據國軍標GJB2038-94《雷達吸波材料反射率測試方法》對其反射率進行測試，該材料在6. 6-lOGHz范圍內有-SdB的反射率，最大吸收為-14. 7dB，該材料的反射率測試結果如下圖5所示實施例5
取0. 2mol對苯二胺與0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入7. 8g碳納米管， 在電磁攪拌下反應他-lOh，所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗2 3次，將上述產物干燥后在 250 330°C下燒結2小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；取上述IOg碳納米管摻雜聚席夫堿與18. 6g納米!^e3O4混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。復合材料組分為碳納米管8%，聚席夫堿27%，其余為鐵氧體。將該吸波材料粉末與石蠟共混制備復合物，粉末顆粒占整個復合物重量百分比為50%，其余是石蠟。將該復合物涂在 18cm*18cm*2mm的標準鋁板上，厚度為2mm，根據國軍標GJB2038-94《雷達吸波材料反射率測試方法》對其反射率進行測試，該材料在9. 0-15. 2GHz個范圍內有-SdB以上的反射率，最大吸收為-22. 7dB，該材料的反射率測試結果如下圖6所示。
實施例6
取0. 2mol對苯二胺與0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入10. 6g碳納米管， 在電磁攪拌下反應他-lOh，所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗2 3次，將上述產物干燥后在 250 330°C下燒結2小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；取上述IOg碳納米管摻雜聚席夫堿與18. 6g納米!^e3O4混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料。復合材料組分為碳納米管10%，聚席夫堿25%，其余為鐵氧體。將該吸波材料粉末與石蠟共混制備復合物，粉末顆粒占整個復合物重量百分比為50%，其余是石蠟。將該復合物涂在 18cm*18cm*2mm的標準鋁板上，厚度為2mm，根據國軍標GJB2038-94《雷達吸波材料反射率測試方法》對其反射率進行測試，該材料在7. 7-16. 7GHz個范圍內有-SdB以上的反射率，該材料的反射率測試結果如下圖7所示。
權利要求
1.一種碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料，其特征在于主要由下述材料的質量比組成碳納米管7%-18%，聚席夫堿8%-35%，余量為納米鐵氧體。
2.根據權利要求1所述的復合隱身材料，其特征在于碳納米管8%-15%，聚席夫堿 10%-30%，余量為納米鐵氧體。
3.根據權利要求1所述的復合隱身材料，其特征在于碳納米管9%-10%，聚席夫堿 18%-27%，余量為納米鐵氧體。
4.根據權利要求1-3任一所述的復合隱身材料，其特征在于碳納米管為多壁碳納米管。
5.根據權利要求4所述的復合隱身材料，其特征在于多壁碳納米管內徑20-40nm，長度 20-50um。
6.根據權利要求1-3任一所述的復合隱身材料，其特征在于所述的聚席夫堿為對苯二胺與乙二醛按摩爾比1 :ο. 1 1 :10縮聚成的聚席夫堿。
7.根據權利要求6所述的復合隱身材料，其特征在于對苯二胺與乙二醛摩爾比為1Io
8.根據權利要求1-3任一所述的復合隱身材料，其特征在于鐵氧體優先選粒徑為 20-100nm的球型納米Fii3O4。
9.根據權利要求1-3任一所述的復合隱身材料的制備方法，其特征在于包括下列步驟(1)、將碳納米管加入對苯二胺與乙二醛的乙醇溶液中，在電磁攪拌下反應8-10h;(2)、所得產物減壓過濾，用乙醇沖洗干凈，將上述產物干燥后在250 330°C下燒結 2 5小時，得到碳納米管摻雜聚席夫堿；(3)、將碳納米管摻雜聚席夫堿與納米!^e3O4混合均勻即得到碳納米管摻雜聚席夫堿/ 鐵氧體復合隱身材料。
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于所加納米!^e3O4占復合材料的 47%-85%。
全文摘要
一種碳納米管摻雜聚席夫堿/鐵氧體復合隱身材料，由碳納米管、聚席夫堿，鐵氧體復合制得，碳納米管的質量占整個復合材料的7%-18%，聚席夫堿的質量占整個復合材料的8%-35%，余量為納米鐵氧體；該材料具有優異的吸波性能，同時具有吸收頻帶寬、成本低廉、制備簡單、密度低的優點，在吸波材料、抗靜電材料，電磁屏蔽材料等方面有著廣闊的應用前景。
文檔編號C09D7/12GK102532889SQ201210003229
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者丁兆平, 劉崇波, 劉輝林, 熊志強 申請人:南昌航空大學