专利名称：一种碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁波吸收材料，特别是涉及一种碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。
背景技术：
吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其它形式的能量的一类材料，吸波材料一般要求高吸收、频带宽、质量轻以及在所使用的环境下结构性能稳定等特点，常用的吸波材料主要有铁氧体，金属微粉，半导体材料，导电高聚物，碳黑，多晶铁纤维等，目前，国内外传统的隐身涂料仍以强吸收为主要目标，存在大量突出问题有待解决，较窄的吸收频宽无法对抗宽频段雷达波的综合侦察，吸波效率低，薄涂层达不到吸波要求，厚涂层大幅增加系统重量，影响系统的机动性，且涂层与基体的结合强度不足，易脱落。公开号为CN200510060803. 7，名称为一种电磁波吸收材料的中国专利文件，公开了使用聚合物基体与电磁波吸收剂通过共混的方法复合而成的高分子复合材料，其复合后效果比单独的材料好，但是最好的性能也是在8-lOGHz 范围内能达到-8dB以上的反射率，吸波效果一般且吸波频段较窄；公开号为CN101853727 A，名为一种铁-碳纳米管复合电磁波吸收材料及其制备方法的中国专利文件，公开了一种铁-碳纳米管复合电磁波吸收材料，其特点在于用纳米级C包裹在铁纳米颗粒的外面形成 C膜，该材料在低频段具有较强的电磁波吸收，但其不足也较明显，主要是厚度较大，频段较窄且密度大；公开号为CN101045533 A，名为表面负载磁性合金粒子的碳纳米管吸波材料及其制备方法的中国专利文件，公开了用相关的金属盐与碳纳米管在化学镀液中制成相关复合材料，该材料在6-SGHz具有-SdB以上的反射率，同时兼具优良的导电性和软磁性能，但是其吸收频段太窄且化学镀液易污染环境。
发明内容
本发明针对现有电磁波吸收材料存在的不足，提供一种碳纳米管掺杂聚席夫碱/ 铁氧体复合隐身材料和其制备方法，本发明的制备产物碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料具有吸波性能强，吸收频带宽，质轻层薄，性能稳定，耐腐蚀耐高温，成本低廉， 制备简单的优点，其中吸波频带宽是其最大的优点。本发明技术方案
一种碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料，主要由下述材料的质量比组成 碳纳米管7%-18%，聚席夫碱8%-35%，余量为纳米铁氧体。本发明复合隐身材料，优选的质量比组成碳纳米管8%_15%，聚席夫碱 10%-30%，余量为纳米铁氧体。本发明复合隐身材料，最优选的质量比组成碳纳米管9%_10%，聚席夫碱 18%-27%，余量为纳米铁氧体。本发明所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，优选多壁碳纳米管内径20-40nm，长度20-50um。本发明所述的聚席夫碱为对苯二胺与乙二醛按摩尔比1 :0. 1 1 :10缩聚成的聚席夫碱，优先选对苯二胺与乙二醛按摩尔比1:1缩聚成的聚席夫碱，铁氧体优先选粒径为 20-100nm的球型纳米Fe3O4。本发明关于一种碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料，是由碳纳米管掺杂聚席夫碱与纳米铁氧体复合得到，是由碳纳米管与聚席夫碱通过特定工艺复合，再与纳米铁氧体混合制得，包括下列步骤
(1)、将碳纳米管加入对苯二胺与乙二醛的乙醇溶液中，在电磁搅拌下反应Sh-IOh;
(2)、所得产物减压过滤，用乙醇冲洗2 3次，将上述产物干燥后在250 330°C下烧结2 5小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；
(3)、将碳纳米管掺杂聚席夫碱与纳米!^e3O4按质量比混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。步骤1中对苯二胺与乙二醛的摩尔比为1 :ο. 1 1 :10。步骤3中所加纳米Fii3O4占复合材料的47%_85%
本发明制备的碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料吸波效果较好，通过调整材料中各组分的比例，可以实现在4-lSGHz的范围内有-SdB以上的反射率，吸收频带很宽； 且涂层厚度在2-3mm，较薄；材料中超过1/3的成分为聚席夫碱和碳纳米管，所以整个材料密度较小，质量较轻；同时该材料的制备成本低廉，制备过程简单。由此可见该复合隐身材料具有重要的应用价值。
图1 本发明工艺流程图2 实施例1反射率测试结果图； 图3 实施例2反射率测试结果图； 图4 实施例3反射率测试结果图； 图5 实施例4反射率测试结果图； 图6 实施例5反射率测试结果图； 图7 实施例6反射率测试结果图。
具体实施例方式实施例1
取0. 2mol对苯二胺与0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入5. 28g碳纳米管， 在电磁搅拌下反应他-lOh，所得产物减压过滤，用乙醇冲洗2 3次，将上述产物干燥后在 250 330°C下烧结2 3小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；取上述IOg碳纳米管掺杂聚席夫碱与12. 3g纳米!^e3O4混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。 复合材料组分为碳纳米管7%，聚席夫碱35%，其余为铁氧体，将该吸波材料粉末分散到丙烯酸树脂清漆中，粉末颗粒在漆中的重量百分比为40%，其余是树脂清漆，制备成吸波涂料。将该涂料喷涂在18cm*18cm*2mm的标准铝板上，厚度为1. 5mm，根据国军标GJB2038-94《雷达吸波材料反射率测试方法》对其反射率进行测试，该材料在6. 2-9. 8GHz范围内有-8dB的反射率，最大吸收为-21. 7dB，该材料的反射率测试结果如下图2所示。实施例2
取0. 2mol对苯二胺与0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入23g碳纳米管， 在电磁搅拌下反应他-lOh，所得产物减压过滤，用乙醇冲洗2 3次，将上述产物干燥后在 250 330°C下烧结2 3小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；取上述IOg碳纳米管掺杂聚席夫碱与56. 7g纳米!^e3O4混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。 复合材料组分为碳纳米管7%，聚席夫碱8%，其余为铁氧体，将该吸波材料粉末分散到丙烯酸树脂清漆中，粉末颗粒在漆中的重量百分比为40%，其余是树脂清漆，制备成吸波涂料。 将该涂料喷涂在18cm*18cm*2mm的标准铝板上，厚度为1. 5mm，根据国军标GJB2038-94《雷达吸波材料反射率测试方法》对其反射率进行测试，该材料在6. 1-8. 3GHz范围内有-8dB的反射率，最大吸收为-12. 27dB，该材料的反射率测试结果如下图3所示。实施例3
取0. 2mol对苯二胺与0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入13. 2g碳纳米管， 在电磁搅拌下反应他-lOh，所得产物减压过滤，用乙醇冲洗2 3次，将上述产物干燥后在 250 330°C下烧结3 5小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；取上述IOg碳纳米管掺杂聚席夫碱与12. 2g纳米!^e3O4混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。复合材料组分为碳纳米管15%，聚席夫碱30%，其余为铁氧体。将该吸波材料粉末分散到丙烯酸树脂清漆中，粉末颗粒在漆中的重量百分比为40%，其余是树脂清漆，制备成吸波涂料。 将该涂料喷涂在18cm*18cm*2mm的标准铝板上，厚度为1. 8mm，根据国军标GJB2038-94《雷达吸波材料反射率测试方法》对其反射率进行测试，该材料在6. 7-11. 9GHz范围内有-SdB 的反射率，最大吸收为-28. 5dB，该材料的反射率测试结果如下图4所示。实施例4
取0. 2mol对苯二胺与0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入18. 5g碳纳米管， 在电磁搅拌下反应他-lOh，所得产物减压过滤，用乙醇冲洗2 3次，将上述产物干燥后在 250 330°C下烧结4小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；取上述IOg碳纳米管掺杂聚席夫碱与48. Sg纳米!^e3O4混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。复合材料组分为碳纳米管7%，聚席夫碱10%，其余为铁氧体。将该吸波材料粉末分散到丙烯酸树脂清漆中，粉末颗粒在漆中的重量百分比为40%，其余是树脂清漆，制备成吸波涂料。将该涂料喷涂在18cm*18cm*2mm的标准铝板上，厚度为1. 8mm，根据国军标GJB2038-94《雷达吸波材料反射率测试方法》对其反射率进行测试，该材料在6. 6-lOGHz范围内有-SdB的反射率，最大吸收为-14. 7dB，该材料的反射率测试结果如下图5所示实施例5
取0. 2mol对苯二胺与0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入7. 8g碳纳米管， 在电磁搅拌下反应他-lOh，所得产物减压过滤，用乙醇冲洗2 3次，将上述产物干燥后在 250 330°C下烧结2小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；取上述IOg碳纳米管掺杂聚席夫碱与18. 6g纳米!^e3O4混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。复合材料组分为碳纳米管8%，聚席夫碱27%，其余为铁氧体。将该吸波材料粉末与石蜡共混制备复合物，粉末颗粒占整个复合物重量百分比为50%，其余是石蜡。将该复合物涂在 18cm*18cm*2mm的标准铝板上，厚度为2mm，根据国军标GJB2038-94《雷达吸波材料反射率测试方法》对其反射率进行测试，该材料在9. 0-15. 2GHz个范围内有-SdB以上的反射率，最大吸收为-22. 7dB，该材料的反射率测试结果如下图6所示。
实施例6
取0. 2mol对苯二胺与0. 2mol乙二醛溶于300ml乙醇溶液中，再加入10. 6g碳纳米管， 在电磁搅拌下反应他-lOh，所得产物减压过滤，用乙醇冲洗2 3次，将上述产物干燥后在 250 330°C下烧结2小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；取上述IOg碳纳米管掺杂聚席夫碱与18. 6g纳米!^e3O4混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料。复合材料组分为碳纳米管10%，聚席夫碱25%，其余为铁氧体。将该吸波材料粉末与石蜡共混制备复合物，粉末颗粒占整个复合物重量百分比为50%，其余是石蜡。将该复合物涂在 18cm*18cm*2mm的标准铝板上，厚度为2mm，根据国军标GJB2038-94《雷达吸波材料反射率测试方法》对其反射率进行测试，该材料在7. 7-16. 7GHz个范围内有-SdB以上的反射率，该材料的反射率测试结果如下图7所示。
权利要求
1.一种碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料，其特征在于主要由下述材料的质量比组成碳纳米管7%-18%，聚席夫碱8%-35%，余量为纳米铁氧体。
2.根据权利要求1所述的复合隐身材料，其特征在于碳纳米管8%-15%，聚席夫碱 10%-30%，余量为纳米铁氧体。
3.根据权利要求1所述的复合隐身材料，其特征在于碳纳米管9%-10%，聚席夫碱 18%-27%，余量为纳米铁氧体。
4.根据权利要求1-3任一所述的复合隐身材料，其特征在于碳纳米管为多壁碳纳米管。
5.根据权利要求4所述的复合隐身材料，其特征在于多壁碳纳米管内径20-40nm，长度 20-50um。
6.根据权利要求1-3任一所述的复合隐身材料，其特征在于所述的聚席夫碱为对苯二胺与乙二醛按摩尔比1 :ο. 1 1 :10缩聚成的聚席夫碱。
7.根据权利要求6所述的复合隐身材料，其特征在于对苯二胺与乙二醛摩尔比为1Io
8.根据权利要求1-3任一所述的复合隐身材料，其特征在于铁氧体优先选粒径为 20-100nm的球型纳米Fii3O4。
9.根据权利要求1-3任一所述的复合隐身材料的制备方法，其特征在于包括下列步骤(1)、将碳纳米管加入对苯二胺与乙二醛的乙醇溶液中，在电磁搅拌下反应8-10h;(2)、所得产物减压过滤，用乙醇冲洗干净，将上述产物干燥后在250 330°C下烧结 2 5小时，得到碳纳米管掺杂聚席夫碱；(3)、将碳纳米管掺杂聚席夫碱与纳米!^e3O4混合均勻即得到碳纳米管掺杂聚席夫碱/ 铁氧体复合隐身材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于所加纳米!^e3O4占复合材料的 47%-85%。
全文摘要
一种碳纳米管掺杂聚席夫碱/铁氧体复合隐身材料，由碳纳米管、聚席夫碱，铁氧体复合制得，碳纳米管的质量占整个复合材料的7%-18%，聚席夫碱的质量占整个复合材料的8%-35%，余量为纳米铁氧体；该材料具有优异的吸波性能，同时具有吸收频带宽、成本低廉、制备简单、密度低的优点，在吸波材料、抗静电材料，电磁屏蔽材料等方面有着广阔的应用前景。
文档编号C09D7/12GK102532889SQ201210003229
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者丁兆平, 刘崇波, 刘辉林, 熊志强 申请人:南昌航空大学