专利名称：一种水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的制备方法
技术领域：
本发明属于防电磁辐射材料制备领域，特别涉及一种水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的制备方法。
背景技术：
铁氧体磁性材料具有优越的磁性能，但其与导电高聚物复合时往往影响复合材料的导电性能。碳纳米管一方面具有良好的导电性能，另一方面利用碳管可以起到限定作用，同时可以增强复合材料的导电性，使复合材料兼具优良电磁性能。因此，本发明通过对聚苯乙烯基质中引入经过修饰的填充的碳纳米管，制备出一种具有较强电磁波吸收能力的薄膜，该薄膜可以用于制备电视、电脑、手机等的防辐射膜，对人体安全防护具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的制备方法，其制备方法为:
(1)将1.0g管径l(T225nm多壁碳纳米管加入到IOmL重量比为30%的聚乙烯醇溶液中，超声35min后，加热至300°C并保温lh，冷却至室温，得到混合物。按照化学元素计量比按照化学元素计量比(NiQ.32ZnQ._) h (Fe2O3) ι+χ，其中 X=0.10 0.40，称取 0.05g 0.18gNiSO4.6Η20、0. ΓΟ.41g Zn (NO3)2.6Η20、4.44g Fe (NO3) 3.9Η20 完全溶于去离子水中，溶于25mL去离子水中，然后 将该硝酸盐溶液倒入上述的混合物中，密封放置20天后，倒入反应釜中，300°C反应6h，冷却，抽滤，去离子水洗涤、干燥，研磨，得到锌铁氧体填充的碳纳米管；
(2)水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管的制备:将1.0g水杨酸加入40mL去离子水中，磁力搅拌30min后,加入1.0g镍锌铁氧体填充的碳纳米管,增力搅拌35min,超声Ih,抽滤，60°C真空干燥24h，研磨，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管；
(3)水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的制备:将0.02、.08克水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管加入到50mL四氢呋喃溶液中，超声lh，加入1.0g聚苯乙烯，继续超声3h后，将混合溶液涂膜，60°C真空干燥12h，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料。将薄膜剪成5mmX 5mm片状,用四探针电导仪对水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的电导率进行测定。以水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料(X=0.4)为例，复合物电导率为3.672S/cm。用振动样品磁强计(VSM)对水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料进行磁性能测试。以水杨酸修饰的锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料(X=0.3)为例，测试结果为:矫顽力为2760.320e，饱和磁化强度为52.95emu -g^1,剩余磁化强度为48.29emu.g'采用安捷伦8722ES矢量网络分析仪测试水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料在2 18GHz的反射率。以水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料(X=0.4)为例，测试结果为:13.2GHz处出现最大吸收峰，峰值为_42dB，反射率损失值低于-1OdB的吸收频带宽达15.2GHzο本发明采用聚乙烯醇氧化开口在线填充-水热法获得镍锌铁氧体填充的碳纳米管，经水杨酸修饰后提高其分散能力，再与聚苯乙烯采用溶液共混法制备出水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料。该复合材料既具有良好的导电性，又具有磁性，在民用电磁防护、微波屏蔽等领域具有重要的应用价值。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步说明。实施例1
(I)将1.0g管径l00~225nm多壁碳纳米管加入到IOmL重量比为30%的聚苯乙烯溶液中，超声35min后，加热至300°C并保温lh，冷却至室温，得到混合物。按照化学元素计量比按照化学元素计量比称取 0.05g NiSO4.6Η20、0.Ilg Zn(NO3)2.6Η20、4.44g Fe(NO3)3.9H20完全溶于去离子水中，溶于25mL去离子水中，然后将该硝酸盐溶液倒入上述的混合物中25mL去离子水中，然后将该硝酸盐溶液倒入上述的混合物中，密封放置20天后，倒入反应釜中，250°C反应6h，冷却，抽滤，去离子水洗涤、干燥，研磨，得到镍锌铁氧体填充的碳纳米管。(2)将1.0g水杨酸加入40mL去离子水中，磁力搅拌30min后，加入1.0g镍锌铁氧体填充的碳纳米管，增力搅拌30min，超声lh，抽滤，60°C真空干燥24h，研磨，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管。(3)将0.02g水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管加入到50mL四氢呋喃溶液中，超声lh，加入1.0g聚苯乙烯，继续超声3h后，将混合溶液涂膜，60°C真空干燥12h，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料(X=0.3)。所制备的复合材料在2 18GHz内反射率损失值低于-1OdB的频带宽度达14.6GHz，最小反射率损失值可达-40dB。实施例2
镍锌铁氧体填充的碳纳米管、水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管的制备方法分别与实施例1的步骤(1)、(2)相同。再将0.04g水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管加入到50mL四氢呋喃溶液中，超声Ih,加入1.0g聚苯乙烯,继续超声3h后,将混合溶液涂膜，60°C真空干燥12h，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料(X=0.3)。所制备的复合材料在2 18GHz内反射率损失值低于-1OdB的频带宽度达
13.4GHz，最小反射率损失值可达-44dB。实施例3
镍锌铁氧体填充的碳纳米管、水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管的制备方法分别与实施例1的步骤(1)、(2)相同。再将0.06g水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管加入到50mL四氢呋喃溶液中，超声Ih,加入1.0g聚苯乙烯,继续超声3h后,将混合溶液涂膜，60°C真空干燥12h，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料(X=0.3)。所制备的复合材料 在2 18GHz内反射率损失值低于-1OdB的频带宽度达12.4GHz，最小反射率损失值可达-42dB。
权利要求
1.一种水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的制备方法，其特征在于制备方法如下: (1)镍锌铁氧体填充的碳纳米管的制备:将1.0g管径l(T225nm多壁碳纳米管加入到IOmL重量比为30%的聚苯乙烯溶液中，超声35min后，加热至300°C并保温lh，冷却至室温，得到混合物，按照化学元素计量比按照化学元素计量比(NiQ.32ZnQ._) (Fe2O3) 1+x ,其中其中 X=0.10 0.40，称取 0.05g 0.18g NiSO4.6Η20、0.11 0.41g Zn (NO3) 2.6Η20、4.44gFe (NO3) 3.9Η20完全溶于去离子水中，溶于25mL去离子水中，然后将该硝酸盐溶液倒入上述的混合物中，密封放置20天后，倒入反应釜中，300°C反应6h，冷却，抽滤，去离子水洗涤、干燥，研磨，得到锌铁氧体填充的碳纳米管； (2)水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管的制备:将1.0g水杨酸加入40mL去离子水中，磁力搅拌30min后,加入1.0g镍锌铁氧体填充的碳纳米管,增力搅拌35min,超声Ih,抽滤，60°C真空干燥24h，研磨，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管； (3)水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的制备:将0.02、.08克水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管加入到50mL四氢呋喃溶液中，超声lh，加入1.0g聚苯乙烯，继续超声3h后，将混合溶液涂膜，60°C真空干燥12h，得到水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波 薄膜材料。
2.根据权利要求1所述的一种水 杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料的制备方法，其特征是所制备的水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料在2 18GHz内反射率损失值低于-1OdB的频带宽度达12.8-14.8GHz，最小反射率损失值可达_35—50dB。
全文摘要
本发明提供一种水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯复合吸波材料的制备方法。该方法采用聚乙烯醇氧化开口在线填充-水热法获得镍锌铁氧体填充的碳纳米管，经水杨酸修饰后提高其分散能力，再与聚苯乙烯采用溶液共混法制备出水杨酸修饰的镍锌铁氧体填充的碳纳米管-聚苯乙烯吸波薄膜材料。该复合材料既具有良好的导电性和电磁性能，在国防军事、民用电磁防护、微波屏蔽等领域具有重要的应用价值。
文档编号C08K7/00GK103172884SQ201310061289
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者张凯, 谢宇, 石磊, 闫思凤, 赖强 申请人:南昌航空大学