一种热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法

本发明涉及电磁波吸收材料，特别涉及热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法。

背景技术：

1、近年来，日益严重的气候变化和环境污染问题受到广泛关注。在通讯中，电磁波的广泛应用，使人体长期沉浸在电磁波中，对人体和环境都有影响。因此，设计一种能够减少电磁波对人体影响、对环境友好的电磁波吸收装置具有重要意义，穿戴式电磁波吸收装置是一种有效可行的方案。目前国内用于电磁波吸收的吸波剂为粉体形式，以涂料或树脂粘合的方式进行薄膜制备及应用。以题目为“薄膜结构x波段雷达吸波材料”【cn101837666b】的专利为例，通过将环氧树脂、固化剂与吸波剂所制得的涂料刷在塑料薄膜上进行固化，然后将多层薄膜进行叠加粘合制得薄膜结构的吸波材料。通过这种方式制得的吸波薄膜无法保证塑料薄膜层与层之间的牢固性。由于塑料薄膜与环氧树脂的特性使得薄膜在制备成后较硬无法进一步的应用。此外，通过结构设计所制备的柔性薄膜具有其局限性。以题目为“一种柔性吸波材料及其制备方法、吸波尖锥”[cn114591533a]的专利为例，使用聚氨酯海绵基体作为吸波材料的主体，虽保证了其具有一定柔性，但在力学方向仍具有缺陷。所制备的柔性吸波材料不能经受过高形变，无法在应用方面有所拓展。制备得到的柔性吸波材料由于具有特殊结构，无法做出与人体相应的弯曲与拉伸，因此在可穿戴的应用方向无法满足条件。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、解决的技术问题：本申请主要是提出一种热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法所要解决的技术问题如下避免昂贵设备的使用，降低二维薄膜的制备成本与薄膜的制备难度；在兼顾吸波薄膜柔韧性的基础上，提高薄膜对于电磁波的损耗能力，保证柔性薄膜对电磁波的引入与耗散。技术方案：

2、一种热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

3、第一步：在30-150℃下，将1-10g热塑性弹性体加入溶剂中，进行磁力搅拌并保温保存，从而配制得到热塑性弹性体溶液；

4、第二步：将碳纤维、磁性物质进行混合来制备吸波剂，将吸波剂加入溶剂中进行超声分散，从而配制得到吸波剂分散液；

5、第三步：将第二步中制得的吸波剂分散液加入到第一步所制备的热塑性弹性体溶液中，进行超声分散；

6、第四步：将第三步中超声分散所得混合液转移到蒸发皿中，在水平平台上静置成膜；

7、第五步：将第四步中蒸发完成后的膜从蒸发皿中揭下，得到所需的热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜。

8、作为本发明的一种优选技术方案：所述第一步中热塑性弹性体的硬度范围为20-60a；磁力搅拌速度为600-1000rpm，磁力搅拌时间为1-3h；保温温度为30-150℃，保温时间为15-60min。

9、作为本发明的一种优选技术方案：所述第一步中溶剂包括但不限于环己烷、苯、甲苯。

10、作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中磁性物质为磁性金属及其氧化物、磁性金属合金，所述磁性金属及其氧化物、磁性金属合金包括但不限于羰基铁粉、γ-三氧化二铁、还原铁粉、四氧化三铁。

11、作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中碳纤维质量范围为≤1000mg，所述磁性物质质量范围为≤1500mg。

12、作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中溶剂应与第一步中所述溶剂一致，溶剂体积至少为吸波剂体积的二倍。

13、作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中超声分散时间为30-90min，超声功率是100-300w。作为本发明的一种优选技术方案：所述第三步中超声分散时间为3-12h，超声功率是100-300w。作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中蒸发皿材质包括但不限于玻璃、石英、金属；所述蒸发皿形状包括但不限于圆形、方形以及各种异型形状。

14、作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中静置时间为6-24h，静置温度为20-30℃。

15、有益效果：本申请所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

16、1、与现有技术相比，本发明的制备方法有效避免了昂贵设备的使用，降低薄膜的制备成本与薄膜的制备难度。

17、2、与现有技术相比，本发明能够在兼顾吸波薄膜柔性与弹性的基础上，提高薄膜对于电磁波的损耗能力，保证柔性薄膜对电磁波的引入与耗散。

18、3、与现有技术相比，本发明制备的柔性吸波薄膜性能可调，能够适用不同频段的吸波要求。

19、4、与现有技术相比，本发明制备的薄膜具有优秀的力学性能与电磁波吸收性能。从力学性能的角度来看，薄膜能够承受的最大应变达到了3.67，弹性模量为323.8pa。从吸波性能的角度来看，薄膜能够在4-18ghz对吸收峰的位置进行调控，薄膜的最大有效带宽能够达到4.56ghz。

技术特征：

1.一种热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第一步中热塑性弹性体的硬度范围为20-60 a；磁力搅拌速度为600-1000 rpm，磁力搅拌时间为1-3 h；保温温度为30-150℃，保温时间为15-60 min。

3.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第一步中溶剂包括但不限于环己烷、苯、甲苯。

4.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第二步中磁性物质为磁性金属及其氧化物、磁性金属合金，所述磁性金属及其氧化物、磁性金属合金包括但不限于羰基铁粉、γ-三氧化二铁、还原铁粉、四氧化三铁。

5.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第二步中碳纤维质量范围为≤1000 mg，所述磁性物质质量范围为≤1500 mg。

6.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第二步中溶剂应与第一步中所述溶剂一致，溶剂体积至少为吸波剂体积的二倍。

7.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第二步中超声分散时间为30-90 min，超声功率是100-300 w。

8.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第三步中超声分散时间为3-12 h，超声功率是100-300 w。

9.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第四步中蒸发皿材质包括但不限于玻璃、石英、金属；所述蒸发皿形状包括但不限于圆形、方形以及各种异型形状。

10.根据权利要求1所述热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，其特征在于：所述第四步中静置时间为6-24 h，静置温度为20-30℃。

技术总结
本申请公开了一种热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜的制备方法，所述柔性吸波薄膜由弹性基体与吸波剂共同构成，其中热塑性弹性体作为弹性基体，碳纳米管与羰基铁粉作为吸波剂，在一定温度下，将热塑性弹性体加入一定体积溶剂中，进行磁力搅拌并保温保存，从而配制得到热塑性弹性体的溶液；将不同质量的碳纤维、磁性物质进行混合来制备吸波剂，将吸波剂加入溶剂中进行超声分散，从而配制得到吸波剂分散液；将吸波剂分散液加入到热塑性弹性体溶液中，进行一段时间的超声分散；将超声分散所得混合液转移到特定的蒸发皿中，在水平平台上静置一段时间，在蒸发皿中成膜；将蒸发完成的膜从蒸发皿中揭下，得到所需的热塑性弹性体基柔性电磁波吸收薄膜。

技术研发人员：权斌,陈雨,黄啸谷,王宇
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13