碳纳米管-导电高分子材料/铁氧体复合聚氨酯的制备
【技术领域】
[0001] 本发明属于福射防护材料领域，更具体地，设及一种用于福射防护的碳纳米 管-聚苯胺/铁氧体复合聚氨醋的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的高速发展，现代战争和生活中，人们不得不面临着"隐形杀手"的 威胁一各种福射：微波福射可通过体表在人体内引起的生物效应和损伤。电磁福射对人体 的中枢神经系统、血液及屯、血管系统、生殖系统及免疫系统均有不同程度的危害，轻则会使 人们感到头晕日眩、四肢乏力、口干舌燥、食欲不振、视力下降、情绪烦躁等，重则导致女子 月经不调、男子性机能减退、诱发癌变、导致崎胎等，严重威胁着人们正常学习工作和生活。 核福射包括放射性物质放射出的a射线、0射线、丫射线和中子，能使人体免疫系统受损 害，并诱发类似白血病的慢性放射病。X射线照射达到一定剂量时，组织中的细胞被电离福 射灭活，引起W造血组织损伤为主的放射性损伤，甚至导致白血病，皮肤癌等。当眼睛长期 受到超剂量福射时，会引起晶状体病变，发生放射性白内障。目前，激光的应用己经渗透到 军事装备中各个方面，也造成了激光威胁，近距离对装备系统进行硬破坏，在远距离对人眼 和光电传感器致自和失灵，从而使±兵和装备系统失去作战和生存能力。另外，太空福射包 含T玛射线、高能中子和宇宙射线，其中来自于太阳的高能中子及宇宙射线中的重离子是 宇航员的最大威胁，可能会引发癌症、神经危害和器官变性等疾病。在战争中，各种波的干 扰还有可能干扰指挥系统和战地医院治疗诊断设备的失控。因此，无论是军事、民用领域， 福射防护都具有十分重要的意义。
[0003] 福射防护一般分为反射衰减、吸收衰减与两者兼用型衰减。反射衰减是指防护服 采用良导电材料，当受到入射波的照射时产生"集肤"效应，使入射波形成反射回波达到屏 蔽的目的；吸收衰减是指当受到入射波照射后，可产生谐振或阻抗匹配作用来耗损福射能 量，从而达到屏蔽的目的；反射与吸收兼用衰减是指防护服采用导电与吸波材料，当受到入 射波照射时产生反射衰减与吸收衰减两种效能，从而达到屏蔽的目的。最早用于防护的是 金属丝和服饰纤维的混编织物，它对电磁福射有一定的屏蔽作用，但是手感较硬，厚而重， 穿着性能较差。此后，出现了金属纤维和服饰纤维混纺织物，其穿着性能有较大的改善。但 是，由于两种纤维难于混合均匀，屏蔽性能不是很理想，甚至还有尖端放电和刺入问题。20 世纪70年代初出现了锻银织物，其保护效果好，轻而薄，穿着性能较好，但手感较硬。由于 电子产品的普及，接触电磁波的人越来越多，电磁波的防护也越来越受到重视，而化学锻银 织物价格昂贵，因而不能得到广泛的应用。20世纪70年代末，国内外又研制成了化学锻铜 或儀织物，用来代替锻银织物，其性能相似，但价格较低廉，为实际应用提供了有利条件。20 世纪80年代研制出含多元素或多离子的织物，既可屏蔽电场，又可消除磁场，还可W阻隔 少量的X射线、紫外线等。进入电子时代后，人们要求能够最大限度的吸收微波。纳米吸波 材料具有质量轻、厚度薄、吸收的频带宽、吸收能力强的特点，在吸收微波运方面则显示出 巨大的优越性。在过去的几十年，聚苯胺任olyaniline，PANI)因其电导率可控、成本低、热 稳定性和化学稳定性的特点，碳纳米管因其独特的性质，运两种材料均引起研究者们的关 注，特别是电导率和力学性能方面，在电磁屏蔽、微波吸收应用方面也有报道。
[0004] 尽管运些福射防护材料能在一定程度上取得福射防护的效果，但由于当今的福射 来源广泛，频带宽，运些材料的福射防护效果往往不尽如人意；此外，为了达到防护的效果， 运些福射防护材料往往厚度大，重量也大，不便于实际使用。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种用于福射防护 的碳纳米管-导电高分子材料/铁氧体复合聚氨醋的制备方法，其中通过对其关键的材料 组成与处理、制备工艺中的参数（如原料的各类与配比，反应的溫度与时间等）等进行改 进，与现有技术相比能够有效解决现有福射防护材料吸收频带窄的问题，并且该材料防福 射的有效厚度小，便于实际使用，材料的制备工艺成本也低廉。
[0006] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于福射防护的碳纳米 管-导电高分子材料/铁氧体复合聚氨醋的制备方法，其特征在于，包括W下步骤：
[0007] (I)M型铁氧体空屯、球的合成： 阳00引将Fe(N03)3和Ba(N03)2按12:l的摩尔比配制成金属离子浓度为0.1mol/L~Imol/L的硝酸盐混合溶液；接着，将该硝酸盐混合溶液滴加到质量百分浓度为0. 5%~ 10%的巧樣酸溶液中，揽拌均匀，然后向所述巧樣酸溶液中加入氨水，得到抑值为6. 5~ 7. 5的混合体系I;然后，向所述混合体系I中加入聚乙二醇，使所述混合体系I中聚乙二 醇的浓度为0~25g/L;接着，揽拌该混合体系I得到溶胶，再将所述溶胶在40°C~100°C 水浴加热化~lOh，然后再将该溶胶在60°C~200°C干燥得到凝胶；然后，将所述凝胶 在100°C~200°C加热得到前驱体粉末，研磨该前驱体粉末，并将该前驱体粉末在300°C~ 600°C预烧0~化，然后再在600°C~1200°C般烧比~化，即得到M型铁氧体空屯、球；
[0009] 似导电高分子材料/铁氧体复合空屯、微球的制备：
[0010] 向IL水中加入0. 5g~100g表面活性剂和IOg~200g所述步骤（1)得到的M型 铁氧体空屯、球，超声分散0.Ih~化后形成M型铁氧体空屯、球溶液；接着，向所述M型铁氧 体空屯、球溶液中加入IOg~200g导电高分子材料单体，揽拌Ih~24h后冷却至0°C形成混 合体系II;然后，向该混合体系II中加入0.IL~IL过硫酸锭/盐酸的水溶液，所述过硫 酸锭/盐酸的水溶液中过硫酸锭与盐酸的摩尔比为10:1~1:10、总溶质的质量百分浓度为 5%~15% ;接着，反应化~4她，然后过滤得到滤渣；接着，清洗该滤渣即得到导电高分子 材料/铁氧体复合空屯、微球； W11] 所述导电高分子材料单体为嚷吩、化咯和苯胺中的一种或多种；
[0012] (3)儀复合含碳纳米管材料的制备：
[0013] 将含碳纳米管的材料用0.Olmol/L~Imol/L的硝酸溶液在100°C下回流处理 化~2地，然后过滤，过滤得到的含碳纳米管的材料再用质量百分浓度为0.5%~20%聚乙 締醇溶液在20°C~80°C下氧化处理化~2地，接着再过滤，过滤得到的滤渣即分散的含碳 纳米管的材料；然后，将运些分散的含碳纳米管的材料与儀进行复合得到儀复合含碳纳米 管材料；
[0014] (4)嵌段聚氨醋液的制备：
[0015] 将IOg径基封端的径基硅油、IOg~25g端异氯酸醋基的化合物、W及0.5g~5g 氨基或烷氧基封端的硅烷偶联剂溶于100g水中，于30°C~80°C反应化~24h，得到甲苯二 异氯酸醋的嵌段共聚物；将=乙胺、W及带氨基或烷氧基的有机娃溶于蒸馈水中形成第= 溶液，所述第=溶液中=乙胺与带氨基或烷氧基的有机娃的质量比为0. 1 :1~1 :〇. 1，所述 第S溶液中S乙胺的质量百分浓度为1%~10% ;接着，在30°C~80°C下将IOg~25g所 述甲苯二异氯酸醋的嵌段共聚物溶于所述第=溶液中，然后W100转/秒~10000转/秒 的速率剪切乳化比~2地，即得到有机娃扩链的嵌段聚氨醋液；
[0016] (5)碳纳米管-导电高分子材料/铁氧体复合聚氨醋的制备：
[0017] 将所述步骤（2)中得到的导电高分子材料/铁氧体复合空屯、微球、W及所述步骤 (3)中得到的儀复合含碳纳米管材料溶于所述步骤（4)中的有机娃扩链的嵌段聚氨醋液 中，W100转/秒~10000转/秒的速率剪切处理比~24h后得到碳纳米管-导电高分子 材料/铁氧体复合聚氨醋；所述导电高分子材料/铁氧体复合空屯、微球、所述儀复合含碳纳 米管材料和所述有机娃扩链的嵌段聚氨醋液的质量比为（1~3) : (1~3) : (2~3)。
[0018] 作为本发明的进一步优选，所述步骤（4)中的甲苯二异氯酸醋的嵌段共聚物，其 软段为径基硅油，硬段为甲苯二异氯酸醋。
[0019] 作为本发明的进一步优选，所述步骤（2)中的表面活性剂为十六烷基=甲基漠化 锭、油酸、十二烷基硫醇、=辛基憐酸醋中的任意一种或多种。
[0020] 作为本发明的进一步优选，所述步骤（3)中含碳纳米管的材料是碳纳米管，或者 是碳纳米管和氧化石墨締的混合物。
[0021] 作为本发明的进一步优选，所述步骤（4)中的有机娃扩链的嵌段聚氨醋液中还包 含有环氧树脂、不饱和聚醋、丙締酸和聚脈中的任意一种或多种。
[0022] 通过本发明所构思的W上技术方案，与现有技术相比，由于采用了碳纳米管-导 电高分子材料/铁氧体复合聚氨醋（如，碳纳米管-聚苯胺/铁氧体复合聚氨醋