(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210992926.8 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 杨华明　李道奎　左小超　张昕怡　 唐异立　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 张磊 (51)Int.Cl. H05K 9/00(2006.01) H01Q 17/00(2006.01) H01F 41/02(2006.01) H05K 7/20(2006.01)C09K 5/06(2006.01) (54)发明名称 一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体 化材料及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开了一种海胆状核壳矿物微球基 储热吸波一体化材料及其制备方法和应用。 本发 明通过水热合成制备了尺寸大小 合适的Ni ‑Co磁 性颗粒， 通过酸液浸泡将凹凸棒石解束和提纯以 获得酸活化凹凸棒石， 通过喷雾干燥、 煅烧构筑 凹凸棒石 ‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管复合微球， 通过包覆TiO2制备海胆状 复合微球， 将相变材料 封装于海胆状复合微球的刚性结构中防止泄漏， 得到储热吸波一体化材料。 本发 明以凹凸棒石为 基体材料调节复合材料的介电常数、 碳纳米管为 介电损耗材料和磁性金属合金为磁损耗材料， 通 过海胆状微球形貌和结构封装相变材料实现优 异的热管理性能， 通过复合材料结构、 介电损耗 材料和磁损耗材 料实现了微波吸收性能。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 115500066 A 2022.12.20 CN 115500066 A 1.一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 包括以 下步骤： S1:Ni‑Co磁性颗粒的制备： 称取十六烷基三甲基溴化铵、 N aOH、 四水合乙酸钴和四水合 乙酸镍加入乙二醇溶液中搅拌、 超声得到 混合悬浮液， 将混合悬浮液进 行水热合成； 反应结 束后收集 黑色粉末产物， 用去离 子水或无 水乙醇洗涤， 并进行干燥； S2： 酸活化凹凸棒石、 Ni ‑Co磁性颗粒、 碳纳米管浆料与六偏磷酸钠和水混合搅拌、 超声 得到酸活化凹凸棒石 ‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管 悬浮液； S3： 悬浮液通过喷雾 干燥构筑酸活化凹凸棒石 ‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管复合 微球； S4： 煅烧得到凹凸棒石 ‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管复合 微球； S5： 凹凸棒石 ‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管复合微球包覆海胆状TiO2； 称取煅烧后的凹凸 棒石‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管复合微球置于异丙醇溶液中， 慢慢 滴入二乙烯 三胺， 充分搅 拌， 加入钛酸异丙酯， 用玻璃 棒轻轻搅拌得到 混合悬浮液进 行水热合 成； 反应结束后收集黑 色粉末产物， 用去离 子水或无 水乙醇洗涤， 并进行干燥得包覆海胆 状TiO2后的复合 微球； S6： 碱洗海胆状复合微球； 称取包覆海胆状T iO2后的复合微球置于碱 液中搅拌得到混合 悬浮液， 将混合悬浮液进 行水热合 成。 反应结束后收集黑色粉末产 物， 用去离子水或无水乙 醇洗涤， 并进行干燥得海胆 状复合微球； S7： 煅烧海胆状复合微球； S8： 煅烧后的海胆状复合微球与相变材料真空浸渍， 得到海胆状核壳矿物微球基储热 吸波一体化材 料。 2.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 步骤S1中， Ni ‑Co磁性颗粒的制备中， 所述十六烷基三甲基溴化铵、 NaOH、 四水 合乙酸钴、 四水合乙酸镍和乙二醇按如下重量份 计： 十六烷基三甲基溴化铵： 2 ～6份 NaOH： 1～4份 四水合乙酸钴： 0.2 ～0.5份 四水合乙酸镍： 0.5～3份 乙二醇： 3 0～50份。 3.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 步骤S1中， Ni ‑Co磁性颗粒的制备方法中， 搅拌转速均为500 ‑1000r/min， 搅拌 时间均为30～60min； 超声处理时间均为30～60min； 水热合 成温度均为180～200℃， 水热合 成时间均为6～12h 。 4.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 步骤S2中， 所述酸活化凹凸棒石、 Ni ‑Co磁性颗粒、 碳纳米管浆料与六偏磷酸钠 和水按如下重量份 计： 酸活化凹凸棒石： 0.5～ 2份 Ni‑Co磁性颗粒： 1～5份 碳纳米管浆料： 10～3 0份， 碳纳米管浆料的浓度为10％ 六偏磷酸钠： 0.2 ～1份 水： 30～80份；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115500066 A 2步骤S2中， 搅拌转速均为600 ‑1000r/min， 搅拌 时间均为30～60min； 超声处理时间均为 40～80min； 步骤S3中， 喷雾干燥过程中： 喷雾干燥机通针设定3.0， 风机频率设定35.00Hz， 进风温度设定15 0～180℃， 蠕动速度1～6RPM； 步骤S2中， 将凹凸棒石原矿经酸液浸泡得到酸活化凹凸棒石， 酸活化过程为： 酸液浸 泡、 固液分离、 洗涤、 干燥； 其中酸液为H+浓度为1～4mol/L的无机强酸的水溶液， 浸泡在搅 拌中进行， 搅拌转速为5 00‑1000r/min， 浸泡温度为6 0～90℃， 浸泡时间为 40～120mi n。 5.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 步骤S4中， 煅烧温度均为300～400℃， 煅烧时间均为1～4h， 煅烧气氛为惰性气 体。 6.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 步骤S5中， 所述煅烧后的凹凸棒石 ‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管复合微球、 异丙 醇、 二乙烯三胺、 钛 酸异丙酯按如下重量份 计： 煅烧后的凹凸棒石 ‑Ni‑Co磁性颗粒 ‑碳纳米管复合 微球： 0.0 5～0.2份 异丙醇： 3 0～60份 二乙烯三胺： 0.02 ～0.1份 钛酸异丙酯： 0.5～3份 步骤S5中， 搅拌转速均为500 ‑1000r/min， 搅拌 时间均为30～60min； 水热合成温度均为 180～200℃， 水热合成时间均为12 ～36h。 7.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 步骤S6中， 复合微球与碱液的用量关系为:1～3： 300～600wt.％， 其中碱液为 0.5～2mol/L的NaOH溶 液； 步骤S6中， 搅拌转速均为500 ‑1000r/min， 搅拌 时间均为30～60min； 水热合成温度均为 120～180℃， 水 热合成时间均为6～ 24h； 步骤S7中， 煅烧温度均为3 00～400℃， 煅烧时间均为1～4h， 煅烧气氛为惰性气体。 8.如权利要求1所述的一种海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的制备方法， 其特征在于： 步骤S8中， 海胆状复合微球与相变材料的用量关系为： 40～60wt.％： 40～ 60wt.％； 真空浸渍先在室温下抽真空10～5 0min， 然后在40～ 90℃下抽真空10～5 0min。 9.一种采用权利要求1 ‑8任一项所述的制备方法制备的海胆状核壳矿物微球基储热吸 波一体化材 料。 10.如权利要求9所述的海胆状核壳矿物微球基储热吸波一体化材料的应用， 其特征在 于： 用于高端电子设备的电磁干扰屏蔽和热能调节。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115500066 A 3