本發(fā)明屬于吸波材料，具體涉及一種低頻波段高磁導(dǎo)率吸波薄膜材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，低頻電磁干擾帶來的問題日益突出，對低頻波段吸波材料的需求愈發(fā)迫切。高磁導(dǎo)率吸波材料能夠有效吸收低頻電磁波，在電子設(shè)備電磁屏蔽、通訊系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。

2、然而，現(xiàn)有的低頻吸波材料較少，并且存在磁導(dǎo)率不夠高、吸波性能有限、力學(xué)性能較差等綜合性能不佳等問題，難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。因此，開發(fā)一種在低頻波段具有高磁導(dǎo)率且綜合性能優(yōu)良的吸波薄膜材料具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種低頻波段高磁導(dǎo)率吸波薄膜材料及其制備方法，通過優(yōu)化吸波薄膜材料的成分和結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有吸波薄膜材料低頻波段吸波性能、力學(xué)性能不佳等問題，實(shí)現(xiàn)吸波材料在低頻波段高磁導(dǎo)率和優(yōu)異吸波性能，同時具備良好的機(jī)械性能和穩(wěn)定性。

2、第一方面，提供一種低頻波段高磁導(dǎo)率吸波薄膜材料，包括以下重量份數(shù)的原料：共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺25~60份、磁性吸收劑25~40份、碳中空纖維5~15份和功能性助劑0~10份。

3、進(jìn)一步的，所述共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺由包括二氨基苯醚單體、二酐單體、含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在內(nèi)的原料反應(yīng)得到。

4、進(jìn)一步的，所述共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺的制備方法為：

5、將二酐單體、二氨基苯醚單體和含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)溶在有機(jī)溶劑中，配制成混合溶液；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于0-5℃預(yù)聚合反應(yīng)1-2h；然后升溫至100-150℃，繼續(xù)反應(yīng)3-5h，干燥，得到所述共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺。

6、進(jìn)一步的，所述磁性吸收劑為共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺包覆磁性納米片插層改性石墨烯復(fù)合顆粒；

7、所述磁性吸收劑由二氨基苯醚單體、二酐單體、含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在磁性納米片插層改性石墨烯復(fù)合顆粒表面反應(yīng)后得到。

8、進(jìn)一步的，所述磁性吸收劑的制備方法為：

9、將二酐單體、二氨基苯醚單體和含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)溶在有機(jī)溶劑中，配制成混合溶液；將磁性納米片插層改性石墨烯復(fù)合顆粒加入到混合溶液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于0-5℃預(yù)聚合反應(yīng)1-2h；然后升溫至100-150℃，繼續(xù)反應(yīng)3-5h，固液分離、干燥，得到磁性吸收劑；

10、所述磁性納米片插層改性石墨烯復(fù)合顆粒和混合溶液的質(zhì)量比為1:10-1:20；所述混合溶液中，二酐單體、二氨基苯醚單體和含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的總質(zhì)量的占比為10~20%。

11、進(jìn)一步的，至少符合如下特征之一：

12、（1）所述二氨基苯醚單體、二酐單體、含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)反應(yīng)時，所述二氨基苯醚單體、二酐單體、含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的質(zhì)量比為1:1:0.1-0.3；

13、（2）所述含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)含有2個氨基。進(jìn)一步的，所述含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)為含有2個氨基的蒽或萘類物質(zhì)。

14、進(jìn)一步的，至少符合如下特征之一：

15、（1）所述含有共軛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)包括2,6-二氨基蒽、(e)-2-(3-(6-(二甲基氨基)萘-2-基)亞烯丙基)-丙二腈、1,2-二氨基-萘-5-磺酰胺鹽酸鹽、2,3-二氨基萘、1,8-二氨基萘、1,5-二氨基萘中的至少一種；

16、（2）所述二酐單體包括均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯四甲酸二酐、醚酐中的至少一種；

17、（3）所述二氨基苯醚單體包括4,4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、2,2'-二（三氟甲基）-4,4'-二氨基二苯醚中的至少一種。

18、進(jìn)一步的，所述磁性納米片插層改性石墨烯復(fù)合顆粒的制備方法為：

19、s1、將磁性納米片加入到含有分散劑的有機(jī)溶劑或水溶液中，超聲使其充分分散，形成均勻的磁性納米片懸浮液；

20、s2、將石墨烯加入到另一部分含有分散劑的溶液中，進(jìn)行超聲處理，得到石墨烯懸浮液；

21、s3、在攪拌條件下，將磁性納米片懸浮液緩慢滴加到石墨烯懸浮液中，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌一段時間，然后調(diào)節(jié)溶液的ph值至4.5-7進(jìn)行自組裝；

22、s4、將復(fù)合顆粒從溶液中分離出來，并多次洗滌，再進(jìn)行干燥，得到磁性納米片插層改性石墨烯復(fù)合顆粒。

23、進(jìn)一步的，所述磁性納米片插層改性的石墨烯復(fù)合顆粒的制備方法至少符合如下特征之一：

24、（1）所述磁性納米片懸浮液中磁性納米片的質(zhì)量占比為15-40wt%，石墨烯懸浮液中石墨烯的質(zhì)量占比為10-30wt%；

25、（2）所述石墨烯懸浮液中石墨烯的質(zhì)量與磁性納米片懸浮液中磁性納米片的質(zhì)量比為3-5：1；

26、（3）所述磁性納米片包括二維片狀fecozr、二維片狀feni、二維片狀fenimo、二維片狀fesi、二維片狀fesicr軟磁金屬粉末中的至少一種；

27、（4）所述磁性納米片的粒徑d50<70μm。

28、進(jìn)一步的，所述功能性助劑包括但不限于分散劑、流平劑中的至少一種；所述分散劑包括但不限于pvp、油酸、硬脂酸、月桂酸中的至少一種；流平劑包括但不限于聚二甲基硅氧烷（硅油）、丙烯酸酯類流平劑中的至少一種。

29、進(jìn)一步的，所述碳中空纖維的制備方法為：

30、步驟一、將聚丙烯腈溶于有機(jī)溶劑中，加入鐵氧體和抗氧化劑混合均勻，得到外殼紡絲液原液；

31、步驟二、將聚乙烯吡咯烷酮溶于有機(jī)溶劑中，加入抗氧化劑混合均勻，得到內(nèi)核紡絲液原液；

32、步驟三、將所述外殼紡絲液原液和內(nèi)核紡絲液原液進(jìn)行同軸靜電紡絲，得到碳纖維前驅(qū)體，再將所述碳纖維前驅(qū)體置于水中浸泡，得碳中空纖維前驅(qū)體；

33、步驟四、將所述碳中空纖維前驅(qū)體依次進(jìn)行干燥、預(yù)氧化、高溫碳化、酸浸粗糙化和機(jī)械切割，得到所述碳中空纖維。

34、進(jìn)一步的，所述鐵氧體為錳鋅鐵氧體（mnzn），具有較高的磁導(dǎo)率。這使得它在低頻應(yīng)用中能夠提供更高的阻抗，有利于電磁能量的有效轉(zhuǎn)換。

35、第二方面，提供了一種低頻波段高磁導(dǎo)率吸波薄膜材料的制備方法，包括以下步驟：

36、步驟1、將共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺、磁性吸收劑、碳中空纖維和功能性助劑混合，加入有機(jī)溶劑，在室溫下攪拌混合2-4h，形成均勻的漿料；

37、步驟2、將所得漿料涂敷在基材上，烘干后經(jīng)壓延、冷卻后得到低頻波段高磁導(dǎo)率吸波薄膜。

38、相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有益效果如下：

39、1.薄膜材料通過共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺與磁性吸收劑的協(xié)同作用，共軛結(jié)構(gòu)帶來的介電損耗和磁性吸收劑的磁損耗，能夠在低頻波段實(shí)現(xiàn)高效的電磁波吸收，有效提升吸波能力；

40、2.在具備優(yōu)異吸波性能的同時，共軛結(jié)構(gòu)改性聚酰亞胺賦予材料良好的力學(xué)性能，保證薄膜具有一定的強(qiáng)度和柔韌性；功能性助劑的添加則可進(jìn)一步改善材料的加工性能，拓展了材料的應(yīng)用場景和使用壽命；

41、3.通過碳中空纖維的加入進(jìn)一步優(yōu)化了材料的阻抗匹配，降低電磁波反射，增強(qiáng)整體吸波性能，滿足低頻電磁屏蔽等應(yīng)用需求。