一种纤维素基宽频轻质多层吸波材料及其制备方法与流程

本发明涉及吸波材料，特别涉及一种纤维素基宽频轻质多层吸波材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着电子通信技术的飞速发展，电磁波污染日益严重，对电磁防护和电子设备兼容性等提出了更高要求。理想的吸波材料应满足“薄、轻、强、宽”的特点，即厚度薄、质量轻、损耗强、频带宽。传统吸波材料如铁氧体、金属微粉等磁性材料密度大、频带窄，难以满足宽频使用需求。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种纤维素基宽频轻质多层吸波材料及其制备方法，能够提供一种轻质宽频的多层吸波材料。

2、第一方面，本发明实施例提供一种纤维素基宽频轻质多层吸波材料的制备方法，包括：

3、配置多组浆料，所述浆料包括碳系材料、磁性材料和纤维素基体；其中，不同组的浆料中的所述碳系材料和磁性材料的添加量不同，以使不同组的浆料固化后介电常数不同；

4、固化多组浆料，以使每组浆料固化后得到一层复合层，得到多层吸波材料，多层吸波材料的多层复合层中，自底层至顶层介电常数梯度递减；其中，顶层为接受电磁波的层。

5、可选地，所述碳系材料为石墨烯、碳纳米管、炭黑中的一种；所述磁性材料为纳米纤维素改性的铁硅铝磁性材料；所述纤维素基体为纳米纤维素。

6、可选地，所述浆料中还包括交联剂，所述交联剂为柠檬酸和植酸的混合物。

7、可选地，所述柠檬酸与植酸的质量比为1:3~3:1，交联剂体系的总添加量为纳米纤维素质量的5%~30%。

8、可选地，所述浆料中所述碳系材料与磁性材料的质量比为1:10~10:1；所述浆料中所述碳系材料与所述磁性材料的合计填充量占该层纤维素基体重量的5%~40%。

9、可选地，纳米纤维素改性的铁硅铝磁性材料是通过如下方法制备得到：

10、将纳米纤维素溶液与铁硅铝粉体按质量比1:5~5:1混合后超声分散、冷冻干燥制得；其中，所述铁硅铝粉体的粒径为1~50μm。

11、可选地，所述浆料的固化方法包括依次定向冻干和热交联固化。

12、可选地，所述定向冻干的工艺参数如下：定向冷冻的温度为-80℃~-20℃，冷冻速率为0.5~5℃/min，真空冷冻干燥的真空度低于20pa，干燥时间为24~72h。

13、可选地，所述浆料的配置方法包括：

14、将碳系材料、磁性材料加入浓度为0.5~5wt%纳米纤维素水分散液中，搅拌均匀。

15、第二方面，本发明提供了一种纤维素基宽频轻质多层吸波材料，通过上述中任一所述的制备方法制备得到。

16、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

17、碳系材料具有低密度、高介电损耗的优势，但缺乏磁损耗，阻抗匹配性差，损耗能力弱。因此将碳系材料与磁性材料复合是获得性能协同的有效途径。

18、纤维素作为天然高分子，具有来源广、可降解、易成型等优点。多层介电常数梯度变化的复合层能够形成梯度阻抗匹配，实现宽频微波吸收。

1.一种纤维素基宽频轻质多层吸波材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳系材料为石墨烯、碳纳米管、炭黑中的一种；所述磁性材料为纳米纤维素改性的铁硅铝磁性材料；所述纤维素基体为纳米纤维素。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浆料中还包括交联剂，所述交联剂为柠檬酸和植酸的混合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸与植酸的质量比为1:3~3:1，交联剂体系的总添加量为纳米纤维素质量的5%~30%。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浆料中所述碳系材料与磁性材料的质量比为1:10~10:1；所述浆料中所述碳系材料与所述磁性材料的合计填充量占该层纤维素基体重量的5%~40%。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，纳米纤维素改性的铁硅铝磁性材料是通过如下方法制备得到：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浆料的固化方法包括依次定向冻干和热交联固化。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述定向冻干的工艺参数如下：定向冷冻的温度为-80℃~-20℃，冷冻速率为0.5~5℃/min，真空冷冻干燥的真空度低于20pa，干燥时间为24~72h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浆料的配置方法包括：

10.一种纤维素基宽频轻质多层吸波材料，其特征在于，通过权利要求1-9中任一所述的制备方法制备得到。