本發(fā)明屬于合成纖維，具體涉及一種聚氨酯基多孔復(fù)合吸波材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的進(jìn)步，電子信息化技術(shù)的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，現(xiàn)代電子設(shè)備受到廣泛應(yīng)用，給工作、生活帶來便利的同時(shí)，電磁波不僅會威脅人類的健康與安全，還會引發(fā)醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域的故障，因此制備吸波材料，降低電磁波干擾具有重要的意義。

2、電磁波吸收材料通常是由高分子樹脂和電磁波吸收劑復(fù)合而成，高分子樹脂作為載體，電磁波吸收劑發(fā)揮吸收電磁波的作用。如中國專利cn112759920b公開了一種電磁波吸收材料，包括原料電磁波吸收劑和聚氨酯樹脂，通過在高分子樹脂基材中填充電磁波吸收劑，提高對電磁波吸收效果。但是，電磁波吸收劑與聚氨酯樹脂間的作用力僅依賴于聚氨酯樹脂結(jié)構(gòu)中存在的碳氧雙鍵與金屬元素原子的配位作用，存在電磁波吸收劑在聚氨酯樹脂中相容性和分散均勻性差導(dǎo)致的吸波性能不佳的問題。

3、另外，聚氨酯泡沫材料因其多孔結(jié)構(gòu)，能夠提升聚氨酯吸波材料的細(xì)胞性能。但是，聚氨酯泡沫的阻燃性能較差，需要提高其阻燃性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚氨酯基多孔復(fù)合吸波材料，來解決現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯泡沫吸波材料吸波性能不佳以及聚氨酯泡沫吸波材料阻燃性能有待提高的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種聚氨酯基多孔復(fù)合吸波材料的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟一、制備改性碳基材料和改性磁性材料；

5、其中，改性碳基材料包括以下步驟制備而成：

6、s1、將季戊四醇、三氯氧磷、三氯化鋁加入到氯苯中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下、攪拌升溫至設(shè)定溫度，反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，旋蒸，洗滌，干燥，得到螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯二磷酰氯；

7、s2、將螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯二磷酰氯、三聚氰胺加入n,n-二甲基甲酰胺中，反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，旋蒸，洗滌，干燥，得到三聚氰胺接枝螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯；

8、s3、將環(huán)氧改性碳基材料加入n,n-二甲基甲酰胺中，超聲分散后，加入三聚氰胺接枝螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯，反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，洗滌，干燥，得到改性碳基材料；

9、其中，改性磁性材料包括以下步驟制備而成：

10、s1、將阻聚劑對苯二酚溶于丙酮中，分別滴加濃磷酸和甲基丙烯酸縮水甘油酯，滴加完畢后，升溫至設(shè)定溫度，反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，旋蒸，純化，得到羥基磷酸酯；

11、s2、將羥基磷酸酯、巰基改性磁性材料、偶氮二異丁腈加入n,n-二甲基甲酰胺中，反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，洗滌，干燥，得到改性磁性材料；

12、步驟二、將聚醚多元醇、1,4-丁二醇、發(fā)泡劑、開孔劑、催化劑、改性碳基材料和改性磁性材料攪拌混合，得到的混合液，將混合液作為a料；

13、將聚醚多元醇、二異氰酸酯、1,4-丁二醇混合，反應(yīng)，得到聚氨酯預(yù)聚體，將聚氨酯預(yù)聚體作為b料；

14、步驟三、將a料與b料在室溫下混合后澆注至預(yù)熱后的模具內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡完成后，熟化，脫模，得到聚氨酯基多孔復(fù)合吸波材料。

15、優(yōu)選地，所述步驟一中，在制備改性碳基材料時(shí)，s1中：季戊四醇與三氯氧磷的摩爾比為1:(2.2-2.6)，三氯化鋁的加入量為季戊四醇質(zhì)量的3%-5%，氯苯的用量為季戊四醇質(zhì)量的1.5-2.5倍，反應(yīng)的條件為在設(shè)定溫度下反應(yīng)6-8h，設(shè)定溫度為60-70℃。

16、優(yōu)選地，所述步驟一中，在制備改性碳基材料時(shí)，s2中：螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯二磷酰氯與三聚氰胺的摩爾比為1:(2-2.2)，n,n-二甲基甲酰胺的用量為螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯二磷酰氯質(zhì)量的4-6倍，反應(yīng)的條件為在先在75-85℃溫度下反應(yīng)0.5-1.5h，再在600-800r/min的速度下攪拌升溫至115-125℃，維持115-125℃的溫度反應(yīng)6-10h。

17、優(yōu)選地，所述s1和s2中反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫氣體通過導(dǎo)氣管和緩沖瓶通入氫氧化鈉溶液中吸收。

18、優(yōu)選地，所述步驟一中，在制備改性碳基材料時(shí)，s3中：環(huán)氧改性碳基材料、三聚氰胺接枝螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯、n,n-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為(12-16):(48-52):(500-800)，反應(yīng)的條件為在300-500r/min的攪拌速度下、在75-85℃溫度下反應(yīng)1.5-2.5h。

19、優(yōu)選地，所述環(huán)氧改性碳基材料包括環(huán)氧改性納米氧化石墨烯。

20、進(jìn)一步地，所述環(huán)氧改性納米氧化石墨烯包括以下步驟制備而成：

21、將納米氧化石墨烯分散到乙醇水溶液中，超聲分散后，加入γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（kh560），在65-75℃溫度下攪拌回流反應(yīng)10-15h，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，洗滌，干燥，得到環(huán)氧改性納米氧化石墨烯；

22、其中，納米氧化石墨烯、乙醇水溶液、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為20.4:(200-400):(8-12)。

23、優(yōu)選地，所述乙醇水溶液包括90wt%乙醇水溶液。

24、優(yōu)選地，所述步驟一中，在制備改性磁性材料時(shí)，s1中：濃磷酸與甲基丙烯酸縮水甘油酯的摩爾比為1:(2-3)，丙酮的用量為甲基丙烯酸縮水甘油酯質(zhì)量的60-80倍，對苯二酚的加入量為濃磷酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙酮質(zhì)量和的0.01%-0.03%，濃磷酸和甲基丙烯酸縮水甘油酯的滴加時(shí)長相同，均為2h，反應(yīng)的條件為在設(shè)定溫度下反應(yīng)3.5-4.5h，設(shè)定溫度為60-70℃，升溫速度為5℃/(5-10)min。

25、優(yōu)選地，所述濃磷酸為85wt%磷酸水溶液。

26、優(yōu)選地，所述步驟一中，在制備改性磁性材料時(shí)，s2中：羥基磷酸酯、巰基改性磁性材料、偶氮二異丁腈、n,n-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為(38.5-41):(9-13):(1-1.5):(300-500)，反應(yīng)的條件為在75-85℃溫度下反應(yīng)5.5-6.5h。

27、優(yōu)選地，所述巰基改性磁性材料包括巰基改性納米四氧化三鐵；

28、所述巰基改性納米四氧化三鐵包括以下步驟制備而成：

29、調(diào)節(jié)乙醇水溶液的ph值為4.5-5.5，加入γ-巰丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶聯(lián)劑kh-590），攪拌20-40min后，加入納米四氧化三鐵，繼續(xù)攪拌30-60min后，置于65-75℃環(huán)境中干燥6-8h，得到巰基改性納米四氧化三鐵；

30、其中，納米四氧化三鐵、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、乙醇水溶液的質(zhì)量比為(8-10):(16-18):(350-450)；乙醇水溶液為87.5wt%乙醇水溶液。

31、優(yōu)選地，所述步驟二中，配制混合液時(shí)，聚醚多元醇、1,4-丁二醇、發(fā)泡劑、開孔劑、催化劑、改性碳基材料和改性磁性材料的質(zhì)量比為(90-100):(1.5-3):(3-5):(3-5):(1-2):(5-10):(5-10)；

32、所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇（ppg）、聚四氫呋喃二醇（ptmg）中的任一種；

33、所述發(fā)泡劑包括對甲苯磺酰肼、n,n'-二亞硝基-n,n'-二甲基對苯二酰胺按質(zhì)量比1:(1-2)混合而成的混合物；

34、所述開孔劑包括馬來酸二丁酯；

35、所述催化劑包括四甲基乙二胺。

36、優(yōu)選地，所述步驟二中，制備聚氨酯預(yù)聚體時(shí)，聚醚多元醇、二異氰酸酯、1,4-丁二醇的質(zhì)量比為(60-70):(30-40):(1.5-3)，反應(yīng)的條件為在65-85℃溫度下反應(yīng)5-6h；

37、所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇中的任一種；

38、所述二異氰酸酯包括異佛爾酮二異氰酸酯（ipdi）、六亞甲基二異氰酸酯（hdi）中的任一種。

39、優(yōu)選地，所述步驟三中，a料與b料的質(zhì)量比為100:(65-75)，

40、熟化的條件為在45-55℃溫度下熟化60-72h。

41、本發(fā)明還公開了一種采用如上述的聚氨酯基多孔復(fù)合吸波材料的制備方法制備得到的聚氨酯基多孔復(fù)合吸波材料。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

43、本發(fā)明中采用聚氨酯泡沫多孔材料作為基體，多孔結(jié)構(gòu)能夠有效地改善材料表面阻抗與自由空間阻抗的匹配，有利于電磁波最大限度地進(jìn)入材料內(nèi)部被損耗衰減，同時(shí)多孔結(jié)構(gòu)利于電磁波在材料內(nèi)部發(fā)生多次反射和折射，增加電磁波在材料中傳播的有效距離，起到增強(qiáng)材料對電磁波損耗的作用；

44、本發(fā)明中在制備聚氨酯基多孔復(fù)合吸波材料時(shí)，加入了吸波材料碳基材料和磁性材料，兩者協(xié)同作用，能夠有效提高材料的吸波性能；碳基材料和磁性材料經(jīng)過改性處理，其中，制備改性碳基材料時(shí)，季戊四醇與三氯氧磷反應(yīng)制得的螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯二磷酰氯，通過其分子上的酰氯基團(tuán)與三聚氰胺分子上的氨基反應(yīng)，得到三聚氰胺接枝螺環(huán)季戊四醇雙磷酸酯，再將環(huán)氧改性碳基材料通過表面引入的高反應(yīng)活性的環(huán)氧基團(tuán)與三聚氰胺分子上的氨基發(fā)生開環(huán)取代反應(yīng)，使得碳基材料以共價(jià)鍵（酰胺鍵）結(jié)合的方式連接，制得改性碳基材料，而改性碳基材料能夠通過多氨基化合物三聚氰胺分子的上剩余氨基參加聚氨酯預(yù)聚體的交聯(lián)反應(yīng)，從而將具有吸波功效的碳基材料以化學(xué)鍵合的方式連接的聚氨酯基體上，吸波性能穩(wěn)定，且引入的n元素和p元素能夠有效的提高聚氨酯泡沫材料的阻燃性能；

45、制備改性磁性材料時(shí)，由于磷酸的一、二級電離比較活撥，能夠與環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)酯化反應(yīng)，生具有磷酸雙酯結(jié)構(gòu)的羥基磷酸酯，濃磷酸和甲基丙烯酸縮水甘油酯反應(yīng)，在生成羥基的同時(shí)，還引入烯基（-c=c-），通過烯基與巰基改性磁性材料表面引入的巰基（-sh）發(fā)生點(diǎn)擊反應(yīng)，將磁性材料通過化學(xué)鍵引入羥基磷酸酯分子，而羥基磷酸酯由于分子上含有的多個羥基具有多元醇的功效，能夠參與聚氨酯預(yù)聚體的交聯(lián)反應(yīng)，不僅能夠促進(jìn)聚氨酯交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提高聚氨酯材料的力學(xué)性能，還能夠?qū)⒋判圆牧弦曰瘜W(xué)鍵合的方式連接的聚氨酯基體上，提高吸波穩(wěn)定性，最后，磷酸酯的引入能夠進(jìn)一步提升聚氨酯泡沫材料的阻燃性能。