一種石膏基吸波復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種石膏基吸波復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]近年來(lái)，隨著各種現(xiàn)代電子設(shè)備的廣泛使用，以及移動(dòng)通訊、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和其他通信設(shè)備的日益普及，電磁污染日趨嚴(yán)重。電磁污染不僅會(huì)影響精密儀器、醫(yī)療電子設(shè)備、航空航天系統(tǒng)、自動(dòng)化微處理系統(tǒng)等的正常使用，通過(guò)電磁波輻射造成信息泄露，還會(huì)對(duì)人類的視覺(jué)系統(tǒng)、機(jī)體免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)以及神經(jīng)中樞系統(tǒng)等造成傷害，并且由于電磁輻射造成的經(jīng)濟(jì)損失以及對(duì)人類健康的傷害呈快速上升的趨勢(shì)，電磁輻射成為人類社會(huì)的“隱形殺手”。因此，具有電磁波吸收功能的建筑材料越來(lái)越受到人們的重視。
[0003]我國(guó)是石膏資源大國(guó)，天然石膏儲(chǔ)量居世界第一位，豐富的石膏資源為我國(guó)石膏基建筑材料的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近年來(lái)，石膏基建筑材料越來(lái)越受到人們的關(guān)注，石膏基建筑制品也得到了較快的發(fā)展，粉刷石膏、石膏板、石膏膩?zhàn)印⑹嗷招钠鰤K等新型石膏制品不斷出現(xiàn)，成為人們室內(nèi)裝修不可缺少的建筑材料。隨著電磁輻射污染的日益嚴(yán)重，電磁波吸收建筑材料需求越來(lái)越多，人們把目光轉(zhuǎn)移到具有優(yōu)良特性的石膏基材料上。通過(guò)添加一定量的吸波劑改性石膏基材料使其具有較大的電磁波損耗性能，并摻入透波集料提高石膏基材料的阻抗匹配，是制備寬頻吸收性能石膏基吸波復(fù)合材料的一個(gè)簡(jiǎn)便可行的方法。
[0004]碳系吸波劑是目前應(yīng)用比較廣泛的一種吸波劑，包括炭黑、石墨、碳纖維等等。公開(kāi)號(hào)為102173703A的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種炭黑-石膏基吸波復(fù)合材料，炭黑含量為1% -3%，在2-18GHz小于-5dB的反射率帶寬為7.84GHz。公開(kāi)號(hào)為102229489A的專利公開(kāi)了一種石墨-石膏基吸波復(fù)合材料，其中石墨所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-40%，在2-186取小于-5dB帶寬為14.2GHz ο專利CN102718460A介紹的一種吸收電磁波石膏板，以碳納米管和碳纖維為吸波劑，添加量分別為占石膏質(zhì)量的0.3% -1.0 %和0.5% -3.5%，在2-18GHZ小于-1OdB帶寬為11.4GHz?僅僅以吸波劑復(fù)合基體材料制備的吸波材料大多存在吸收頻帶窄的缺陷。
[0005]膨脹珍珠巖、膨脹玻化微珠等多孔透波材料，可以改善吸波材料的阻抗匹配，同時(shí)為電磁波在吸波材料內(nèi)部的傳輸提供通道，從而提高吸波材料的吸波性能。賈興文等人以石墨為吸波劑，復(fù)合膨脹?；⒅橹苽淞宋ㄉ皾{，結(jié)果表明膨脹?；⒅榈募尤肟梢愿纳粕皾{的吸波性能，增加其摻量可以明顯提高砂漿的吸波效率。田焜等研宄了膨脹珍珠巖對(duì)石墨水泥基復(fù)合材料吸波性能的影響，研宄發(fā)現(xiàn)膨脹珍珠巖可以明顯改善水泥基材料的吸波性能。在原理上，多孔材料的加入同樣可以改善石膏基材料的吸波性能，而且添加多孔材料的石膏基吸波復(fù)合材料至今還鮮有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于研宄一種具有寬頻吸收性能的石膏基吸波復(fù)合材料及其制備方法，通過(guò)在石膏膠凝材料中摻入吸波劑和透波集料，使石膏基復(fù)合材料具有較好的吸波性能和較寬的吸收頻寬，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單可行。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案如下:石膏基吸波復(fù)合材料，其特征在于:所用原料包括干物料和水，干物料包括石膏粉、透波集料、吸波劑、萘系減水劑或聚羧酸系高性能減水劑，其中吸波劑占干物料的重量百分比為1% -20%，透波集料占干物料的重量百分比為5% -25%，石膏粉占干物料的重量百分比為55% _94%，減水劑與干物料的重量比為0.1-1:100，水與干物料的重量比為0.5-0.7:1。
[0008]所述透波集料為膨脹珍珠巖或膨脹?；⒅榛蝽?yè)巖陶粒中的一種或多種。
[0009]所述吸波劑為炭黑或石墨或鐵氧體或羰基鐵中的一種或多種。
[0010]所述石墨為天然鱗片石墨或膨脹石墨。
[0011]所述鐵氧體晶型包括六角晶系鐵氧體和尖晶石系鐵氧體；化合物包括錳鋅鐵氧體，鎳鋅鐵氧體，鈷鋅鐵氧體。
[0012]本發(fā)明提供上述石膏基復(fù)合吸波材料的制備方法，包括如下步驟:
[0013]第一步，將各組分干物料按比例混合均勻；
[0014]第二步，將干物料與水按水灰比0.5-0.7:1混合，攪拌均勻；
[0015]第三步，攪拌均勻的混合材料倒入模具，振動(dòng)成型，成型后拆模，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)。；
[0016]本發(fā)明通過(guò)在石膏膠凝材料中摻入吸波劑和透波集料，使石膏基復(fù)合材料具有較好的吸波性能和較寬的吸收頻寬，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單可行。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1實(shí)施例1試樣的反射率圖。
[0018]圖2實(shí)施例2試樣的反射率圖。
[0019]圖3實(shí)施例3試樣的反射率圖。
[0020]圖4實(shí)施例4試樣的反射率圖。
[0021]圖5實(shí)施例5試樣的反射率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合具體實(shí)施方案詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的制備方法:
[0023]實(shí)施例1
[0024]本實(shí)施例中，各原料所占的質(zhì)量百分比如下:
[0025]石膏粉占75% ;吸波劑占15%，其中包括炭黑2%，錳鋅鐵氧體13% ;膨脹珍珠巖占10% ;聚羧酸系高性能減水劑與干物料總重量的比值為0.5:100 ;干物料與水的重量比為 0.6:1。
[0026]按如下工藝制備:
[0027]I)將干物料混合干拌均勻；
[0028]2)向干物料中加入水混合均勻；
[0029]3)將步驟2)中的混合物倒入模具中，振動(dòng)成型，成型24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天。
[0030]對(duì)本實(shí)施例制得的試樣進(jìn)行吸波性能測(cè)試，反射率曲線圖如圖1所示。
[0031]實(shí)施例2
[0032]本實(shí)施例中，各原料所占的質(zhì)量百分比如下:
[0033]石膏粉占75% ;吸波劑錳鋅鐵氧體粉占20% ;膨脹?；⒅檎?% ;聚羧酸系高性能減水劑與干物料總重量的比值為0.5:100 ;干物料與水的重量比為0.65:1。
[0034]按如下工藝制備:
[0035]I)將各干物料混合干拌均勻；
[0036]2)向干物料中加入水混合均勻；
[0037]3)將步驟2)中的混合物倒入模具中，振動(dòng)成型，成型24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天。
[0038]對(duì)本實(shí)施例制得的試樣進(jìn)行吸波性能測(cè)試，反射率曲線圖如圖2所示。
[0039]實(shí)施例3
[0040]本實(shí)施例中，各原料所占的質(zhì)量百分比如下:
[0041]石膏粉占75% ;吸波劑占15%，其中包括膨脹石墨5%，羰基鐵粉10% ;膨脹珍珠巖占10% ;聚羧酸系高性能減水劑與干物料總重量的比值為0.8:100 ;干物料與水的重量比為 0.55:1。
[0042]按如下工藝制備:
[0043]I)將干物料混合干拌均勻；
[0044]2)向干物料中加入水混合均勻；
[0045]3)將步驟2)中的混合物倒入模具中，振動(dòng)成型，成型24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天。
[0046]對(duì)本實(shí)施例制得的試樣進(jìn)行吸波性能測(cè)試，反射率曲線圖如圖3所示。
[0047]實(shí)施例4
[0048]本實(shí)施例中，各原料所占的質(zhì)量百分比如下:
[0049]石膏粉占74% ;吸波劑炭黑占1% ;膨脹珍珠巖占25% ;聚羧酸系高性能減水劑與干物料總重量的比值為0.3:100 ;干物料與水的重量比為0.7:1。
[0050]按如下工藝制備:
[0051]I)將石膏粉、炭黑和膨脹珍珠巖干拌均勻；
[0052]2)向干物料中加入水混合均勻；
[0053]3)將步驟2)中的混合物倒入模具中，振動(dòng)成型，成型24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天。
[0054]對(duì)本實(shí)施例制得的試樣進(jìn)行吸波性能測(cè)試，反射率曲線圖如圖4所示。
[0055]實(shí)施例5
[0056]本實(shí)施例中，各原料所占的質(zhì)量百分比如下:
[0057]石膏粉占82% ;吸波劑炭黑占3% ;頁(yè)巖陶粒占15% ;聚羧酸系高性能減水劑與干物料總重量的比值為0.5:100 ;干物料與水的重量比為0.6:1。
[0058]按如下工藝制備:
[0059]I)將石膏粉、炭黑和頁(yè)巖陶粒干拌均勻；
[0060]2)向干物料中加入水混合均勻；
[0061]3)將步驟2)中的混合物倒入模具中，振動(dòng)成型，成型24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天。
[0062]對(duì)本實(shí)施例制得的試樣進(jìn)行吸波性能測(cè)試，反射率曲線圖如圖5所示。
[0063]根據(jù)圖1一5可以看出，其吸波性能在2-18GHZ范圍內(nèi)達(dá)到小于_5dB的水平，最小反射率可達(dá)到-27dB，說(shuō)明本發(fā)明在2-18GHZ范圍內(nèi)具有明顯的電磁波吸收性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石膏基復(fù)合吸波材料，其特征在于:所用原料包括干物料和水，干物料包括石膏、透波集料和吸波劑，其中吸波劑占干物料重量百分比為1% -20%，透波集料占干物料的重量百分比為5% -25%，石膏占干物料重量百分比為55% -94%，水與干物料的重量比為 0.5-0.7:1ο2.—種權(quán)利要求1所述的石膏基復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述透波集料為膨脹珍珠巖或膨脹?；⒅榛蝽?yè)巖陶粒中的一種或幾種。3.—種權(quán)利要求1或2所述的石膏基復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述吸波劑為炭黑或石墨或鐵氧體或羰基鐵的一種或多種，所述的石墨為天然鱗片石墨或膨脹石墨，所述的鐵氧體晶型包括六角晶系鐵氧體和尖晶石系鐵氧體，其化合物包括錳鋅鐵氧體，鎳鋅鐵氧體，鈷鋅鐵氧體。4.一種權(quán)利要求1或2或3所述的石膏基復(fù)合吸波材料，其特征在于:所述的干物料中還可以包括萘系減水劑或聚羧酸系高性能減水劑，減水劑與干物料的重量比為0.1-1:.100。5.一種制備權(quán)利要求1或2或3或4所述石膏基復(fù)合吸波材料的方法，其特征在于:制備工藝為:首先將各組分干物料按比例混合均勻；第二步，將干物料與水按水灰比.0.5-0.7:1混合，攪拌均勻；第三步，攪拌均勻的混合材料倒入模具，振動(dòng)成型；第四步，成型后拆模，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種石膏基吸波復(fù)合材料及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。吸波復(fù)合材料包括干物料和水，所述干物料包括石膏、透波集料以及吸波劑，其中吸波劑占干物料的重量百分比1％-20％，透波集料占干物料的重量百分比為5％-25％，石膏占干物料的重量百分比為55％-94％，水與干物料的重量比即水灰比為0.5-0.7:1。制備方法包括以下步驟：將干物料混合均勻后，加入水?dāng)嚢杈鶆?，倒入模具，振?dòng)成型，成型24h后拆模，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，最后烘干即可。本發(fā)明吸波頻帶寬，在2-18GHz范圍內(nèi)有較高的電磁波吸收能力，并且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單可行。
【IPC分類】C04B14/18, C04B28/14, C04B14/24
【公開(kāi)號(hào)】CN104891924
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510245712
【發(fā)明人】冀志江, 解帥, 楊洋, 王靜, 侯國(guó)艷
【申請(qǐng)人】中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月14日