一種納米鐵礦渣改性丁苯橡膠復合吸波材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米鐵礦渣改性丁苯橡膠復合吸波材料的制備方法，屬于吸波材料制備領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代社會的發(fā)展帶來了越來越嚴重的電磁輻射和電磁污染的問題。吸波材料能夠吸收微波的能量，減少反射，可以廣泛地應用在抗電子干擾、電磁兼容、安全信息保密、人體安全防護等許多方面。理想的吸波材料應該具有吸收強、頻段寬、質(zhì)量輕等特點。傳統(tǒng)的磁性吸波材料的比重較大，且填充量大，其在一些領域中的應用受到限制。碳材料具有優(yōu)異的導電和介電性能、低密度以及耐腐蝕的優(yōu)點，低用量填充復合材料就可以獲得高的電磁波衰減系數(shù)，碳材料在吸波材料領域日益受到重視。橡膠為基體的吸波材料除了能有效耗散微波能量之外，還因其柔軟、易剪裁、粘附性好的特點，容易布置用作結(jié)構復雜器件。
[0003]而普通方法制備橡膠吸波復合材料時，通常使用碳纖維或炭黑進行填充制備復合材料，但其主要缺陷為是吸收頻帶窄，一般都需要通過與其他填料復配或多層吸波結(jié)構來擴寬其吸收頻寬，而鐵氧體吸波材料便宜易得，且性能穩(wěn)定，但其與橡膠復合制備吸波材料時，僅僅共混無法完全分散和改性，所以需要一種穩(wěn)定的高效的復合方式制備復合吸波材料很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對目前鐵氧體吸波材料復合橡膠材料時，由于與橡膠無法完美結(jié)合，導致鐵氧體無法均勻分散在橡膠制品中，導致吸波性能較差的問題，提供了一種通過選取硫鐵礦燒渣煅燒碾磨制備納米鐵礦渣，隨后將其與苯乙烯單體等離子混合接枝，引入乙烯基團，與丁苯橡膠中的乙烯基團相結(jié)合，與丁苯橡膠完美結(jié)合，提高其吸波性能。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是:
(1)選取冷卻后的硫鐵礦燒渣，將其用清水洗滌2?3次后，將其晾干并置于80?90°C烘箱中干燥2?3h，制備得干燥硫鐵礦燒渣，隨后將其置于10?15MPa的碾磨裝置中，碾磨20?30min并對其過篩，除去大顆粒雜質(zhì)并收集得120?150目的鐵礦渣粉末；
(2)待碾磨完成后，按質(zhì)量比1:2，將鐵礦渣粉末與褐煤粉末混合均勻并置于坩禍中，隨后將坩禍置于馬弗爐里，按5°C /min的升溫速率程序加熱至1200?1300°C，保溫煅燒45?60min后，停止加熱并使其自然冷卻至20?30°C，收集煅燒鐵礦渣粉末；
(3)將上述制備的煅燒鐵礦渣粉末置于三角燒瓶中，對其通氮氣排除空氣后，再對其抽真空至0.02MPa，在真空狀態(tài)下，按質(zhì)量比1:5，將煅燒鐵礦渣粉末完全淹沒于丁二烯單體中浸泡3?5min ；
(4)待浸泡完成后，設置等離子射頻頻率，打開射頻電源，將浸泡了煅燒鐵礦渣粉末的福照瓶置于射頻兩極的中間，打開射頻電源，在處理時外部電極間施加400?500KW的放電功率，使處理瓶中氮氣形成等離子體形態(tài)，接枝改性1?2min得預改性納米鐵礦渣；
(5)按質(zhì)量比1:1:20，將預改性納米鐵礦渣、過氧化二異丙苯與聚苯乙烯丁二烯生膠置于雙輥開煉機上進行共混處理20?30min，隨后將共混混煉膠置于170?180°C下的平板硫化機中，以10?15MPa下的壓力進行硫化15?20min，隨后停止加熱并自然冷卻至20?30°C，即可制備得一種納米鐵礦渣改性丁苯橡膠復合吸波材料。
[0006]本發(fā)明的應用方法是:按100:7的質(zhì)量比稱量聚乙烯醇，然后在電磁攪拌儀上的水浴中加熱至75?80°C，當聚乙烯醇完全溶解后，即溶液像水一樣透明則可以停止加熱，然后用保鮮膜封口，待其自然冷卻，將制備薄膜的模子，放在勻膠機上，每次滴加15ml的聚乙稀醇溶液，轉(zhuǎn)速為500rad/min，勾膠時間為18s，在通風櫥中干燥10?15min，量取50mL的吸波丁苯橡膠復合，進一步用甲苯分散，當其分散后，倒入聚乙烯醇溶液中，再分散5?8min，將上述溶液倒入到已經(jīng)干燥的模具中，干燥20?30min即可制備得橡膠吸波薄膜。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發(fā)明通過鐵氧礦渣預接枝進行復合，在2?14GHz頻率下，最大吸波損耗為15?16dB ；
(2)通過硫鐵礦燒渣進行制備，節(jié)約成本且綠色環(huán)保。
【具體實施方式】
[0008]首先選取冷卻后的硫鐵礦燒渣，將其用清水洗滌2?3次后，將其晾干并置于80?90°C烘箱中干燥2?3h，制備得干燥硫鐵礦燒渣，隨后將其置于10?15MPa的碾磨裝置中，碾磨20?30min并對其過篩，除去大顆粒雜質(zhì)并收集得120?150目的鐵礦渣粉末；待碾磨完成后，按質(zhì)量比1:2，將鐵礦渣粉末與褐煤粉末混合均勻并置于坩禍中，隨后將坩禍置于馬弗爐里，按5°C /min的升溫速率程序加熱至1200?1300°C，保溫煅燒45?60min后，停止加熱并使其自然冷卻至20?30°C，收集煅燒鐵礦渣粉末；將上述制備的煅燒鐵礦渣粉末置于三角燒瓶中，對其通氮氣排除空氣后，再對其抽真空至0.02MPa，在真空狀態(tài)下，按質(zhì)量比1:5，將煅燒鐵礦渣粉末完全淹沒于丁二烯單體中浸泡3?5min ;待浸泡完成后，設置等離子射頻頻率，打開射頻電源，將浸泡了煅燒鐵礦渣粉末的輻照瓶置于射頻兩極的中間，打開射頻電源，在處理時外部電極間施加400?500KW的放電功率，使處理瓶中氮氣形成等離子體形態(tài)，接枝改性1?2min得預改性納米鐵礦渣；按質(zhì)量比1:1:20，將預改性納米鐵礦渣、過氧化二異丙苯與聚苯乙烯丁二烯生膠置于雙輥開煉機上進行共混處理20?30min，隨后將共混混煉膠置于170?180 °C下的平板硫化機中，以10?15MPa下的壓力進行硫化15?20min，隨后停止加熱并自然冷卻至20?30°C，即可制備得一種納米鐵礦渣改性丁苯橡膠復合吸波材料。
[0009]實例1
首先選取冷卻后的硫鐵礦燒渣，將其用清水洗滌2次后，將其晾干并置于80°C烘箱中干燥2h，制備得干燥硫鐵礦燒渣，隨后將其置于lOMPa的碾磨裝置中，碾磨20min并對其過篩，除去大顆粒雜質(zhì)并收集得120目的鐵礦渣粉末；待碾磨完成后，按質(zhì)量比1:2，將鐵礦渣粉末與褐煤粉末混合均勻并置于坩禍中，隨后將坩禍置于馬弗爐里，按5°C /min的升溫速率程序加熱至1200°C，保溫煅燒45min后，停止加熱并使其自然冷卻至20°C，收集煅燒鐵礦渣粉末；將上述制備的煅燒鐵礦渣粉末置于三角燒瓶中，對其通氮氣排除空氣后，再對其抽真空至0.02MPa，在真空狀態(tài)下，按質(zhì)量比1:5，將煅燒鐵礦渣粉末完全淹沒于丁二烯單體中浸泡3min ;待浸泡完成后，設置等離子射頻頻率，打開射頻電源，將浸泡了煅燒鐵礦渣粉末的輻照瓶置于射頻兩極的中間，打開射頻電源，在處理時外部電極間施加400KW的放電功率，使處理瓶中氮氣形成等離子體形態(tài)，接枝改性lmin得預改性納米鐵礦渣；按質(zhì)量比1:1:20，將預改性納米鐵礦渣、過氧化二異丙苯與聚苯乙烯丁二烯生膠置于雙輥開煉機上進行共混處理20min，隨后將共混混煉膠置于170°C下的平板硫化機中，以lOMPa下的壓力進行硫化15min，隨后停止加熱并自然冷卻至20°C，即可制備得一種納米鐵礦渣改性丁苯