專利名稱：鐵氧體石膏基吸波復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及一種石膏基吸波復合材料及其制備方法。
背景技術：
隨著經濟的快速發(fā)展，電子、通訊、計算機與電氣設備等進入家庭，導致城市空間 人為電磁能量逐年增長，而廣播電視臺、無線通訊發(fā)射站、各類天線、電網、城市交通運輸、 個人無線通訊手段以及家用電器等，把人們帶進一個充滿電磁輻射的環(huán)境中，因此，具有吸 收電磁波功能的建筑材料越來越受人們的重視。石膏作為三大建筑膠凝材料之一，在自然界中分布比較廣泛，由于它易開采和加 工，早在公元前2000年就被應用在埃及金字塔的石材縫隙和灰漿抹面等裝飾上。我國是石 膏生產和應用大國，天然石膏礦藏儲量達600多億噸，遍布全國23個省區(qū)，石膏儲量居世界 之首。同時，采用石膏基凝膠材料制成的建材制品具有許多優(yōu)異的性能，如質量輕、尺寸穩(wěn) 定、隔熱隔音、保溫防火、能自動調節(jié)室內空氣濕度等。因此推廣使用石膏基建材制品，有助 于推行我國的建筑節(jié)能設計標準和節(jié)能建筑的發(fā)展。石膏本身的電磁屏蔽效能和吸波性能 較低，是一種良好的透波材料，通過在石膏材料中加入一定的吸波劑進行改性制備石膏基 吸波復合材料是一種簡單可行的辦法。W02004/065322A1公開了屏蔽電磁輻射的電導性石膏基建筑材料。通過添加尺寸 小于或等于12 μ m的石墨顆粒和無定形碳的混合物獲得電導性和屏蔽效應。石墨和無定形 碳的混合物的含量是建筑材料總質量的25% -75%。而無定形碳的含量是石墨和無定形碳 混合物總質量的10% -95%。無定型碳含有煅燒焦炭和/或灰分，該灰分含有通過有機組 分燃燒產生的無定形碳。這些建筑材料的缺點包括大于和至少25%的相對高的石墨/碳含 量，以及在材料的制備中需要處理的物質因具有細顆粒結構而產生大量粉塵。并且，由于在 它們相對大表面時相對低的質量和它們對水的不良潤濕性能，這些顆粒具有明顯的漂浮傾 向和因此產生的建筑材料部分偏析的問題。W09962076A1公開了具有30-80 μ m厚的層的石膏紙板，該層包裹石膏芯，并且除 了纖維素纖維之外含有干質量基含量優(yōu)選為8-15%的、直徑4-10 μ m、長度2_10mm的碳纖 維。這提高了對電磁射線的屏蔽衰減。然而，碳纖維是相對昂貴的，且存在難以分散的缺點。鐵氧體材料是國內外研究較多而且比較成熟的吸波劑，因其價格低廉，吸波性能 較好，其研究與應用一直受到各個國家的重視。鐵氧體在建筑材料中的使用的研究成果主 要集中在水泥基吸波復合材料。許衛(wèi)東等人研究了鐵氧體吸波劑摻入到水泥砂漿中的吸波 性能，當鐵氧體摻量為33 % (質量分數(shù))、厚度為3mm時，在8 12GHz頻段，最大反射率 約-7dB、最小反射率達-15dB，說明鐵氧體摻入的到水泥砂漿中可提高吸波性能。在原理 上，如果能夠設計合理的組分配比、材料厚度、材料的電磁參數(shù)以及材料的結構，則可以獲 得吸波性能良好的鐵氧體石膏基吸波復合材料。但是以石膏為基體，制備鐵氧體石膏基吸 波復合材料的研究至今無人報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種鐵氧體填充石膏基吸波復合材料的制備方法，填補了石膏基吸 波復合材料方面的空白。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的鐵氧體石膏基吸波復合材料，其特征 在于，包括干物料和水，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百分比 為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為80% -90%。所述干物料中的建筑石膏符合GBT9776-2008規(guī)定的技術指標要求。所述鐵氧體晶型包括尖晶石系鐵氧體和六角晶系鐵氧體；化合物包括錳鋅鐵氧 體、鎳鋅鐵氧體、鈷鋅鐵氧體等。上述所述鐵氧體石膏基吸波復合材料中還包括減水劑，所述減水劑與干物料的重 量比為0.1-1 100 ；所述減水劑為多羧酸系和氨基磺酸系高效減水劑。本發(fā)明提供的一種鐵氧體石膏基吸波復合材料的制備方法，包括如下步驟1)將干物料干拌均勻，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重 量百分比為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為80% -90%。2)向干拌均勻的干物料中加入水，混合均勻；3)將步驟2、所得的混合料倒入鋼模中，振動成型；4)成型池后拆模，并在201-251、相對濕度為85(%-90(%的條件下進行養(yǎng)護，然 后烘干，養(yǎng)護時間為觀天。在所述步驟幻中還可加入減水劑。本發(fā)明在石膏膠凝材料中摻入鐵氧體吸波劑，使水泥基復合吸波材料具有較好的 吸波性能和力學性能，生產工藝簡單可行。本發(fā)明的石膏基吸波復合材料，在2-lSGHz頻率 范圍內，其反射率< _5dB的有效帶寬達到4. 32GHz，最小反射率達-15. 95dB。


圖1對比例1試樣的反射率測試2實施例1試樣的反射率測試3實施例2試樣的反射率測試4實施例3試樣的反射率測試圖
具體實施例方式以下結合具體實施方案詳細說明本發(fā)明的制備方法以下實施例中的建筑石膏符合GBT9776-2008規(guī)定的技術指標要求，錳鋅鐵氧體 購自北磁礦業(yè)股份有限公司。對比例1本實施例中，各原料重量配比如下建筑石膏100份；水65份。按如下工藝進行制備1)向建筑石膏中加入水，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動成型；
4)成型池后拆模，在溫度為20°C _25°C，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護觀 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實施例制得的空白樣進行吸波性能測試，結果如圖1。實施例1本實施例中，各原料重量配比如下錳鋅鐵氧體10份；建筑石膏90份；水60份；減水劑HC-200K 0. 5份。按如下工藝進行制備1)將鐵氧體與石膏干拌均勻；2)向干拌均勻的干物料中加入水和減水劑，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動成型；4)成型池后拆模，在溫度為20°C -25 V，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護28 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實施例制得的鐵氧體石膏基吸波復合材料進行吸波性能測試結果如圖2。實施例2本實施例中，各原料重量配比如下錳鋅鐵氧體15份；建筑石膏85份；水M份；減水劑HC-200K 0. 5份。按如下工藝進行制備1)將鐵氧體與石膏干拌均勻；2)向干拌均勻的干物料中加入水和減水劑，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動成型；4)成型池后拆模，在溫度為20°C -25 V，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護28 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實施例制得的鐵氧體石膏基吸波復合材料進行吸波性能測試，結果如圖3。實施例3本實施例中，各原料重量配比如下錳鋅鐵氧體20份；建筑石膏80份；水50份；減水劑HC-200K 0. 5份。按如下工藝進行制備1)將鐵氧體與石膏干拌均勻；2)向干拌均勻的干物料中加入水和減水劑，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動成型；4)成型池后拆模，在溫度為20°C -25 V，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護28 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實施例制得的鐵氧體石膏基吸波復合材料進行吸波性能測試，結果如圖4。由圖1-圖4可以看出，在2-18GHZ頻率范圍內，實施例的反射率< _5dB的有效帶 寬達到4. 32GHz，最小反射率達-15. 95dB。對對比例和各實施例制得的鐵氧體石膏基吸波復合材料進行力學性能測試，結果 如下表所示，編號為0的對比例的試驗數(shù)據(jù)。
權利要求
1.鐵氧體石膏基吸波復合材料，其特征在于，包括干物料和水，所述干物料包括石膏和 鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百分比為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為 80%-90%，水與干物料的重量比也就是水灰比為0.5-0.6 1。
2.按照權利要求1所述的鐵氧體石膏基吸波復合材料，其特征在于，所述鐵氧體晶型 包括尖晶石系鐵氧體和六角晶系鐵氧體；化合物包括錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鈷鋅鐵氧 體。
3.按照權利要求1所述的鐵氧體石膏基吸波復合材料，其特征在于，所述鐵氧體石膏 基吸波復合材料中還包括減水劑，所述減水劑與干物料的重量比為0.1-1 100。
4.按照權利要求3所述的鐵氧體石膏基吸波復合材料，其特征在于，所述減水劑為多 羧酸系和氨基磺酸系高效減水劑。
5.一種鐵氧體石膏基吸波復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1)將干物料干拌均勻，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百 分比為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為80% -90% ；2)向干拌均勻的干物料中加入水，混合均勻；3)將步驟幻所得的混合料倒入鋼模中，振動成型；4)成型池后拆模，并在20°C_25°C、相對濕度為85% -90%的條件下進行養(yǎng)護，然后烘 干，養(yǎng)護時間為觀天。
6.按照權利要求5的復合材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟幻中加入減水劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了鐵氧體石膏基吸波復合材料及其制備方法，屬于建筑材料領域。吸波復合材料包括干物料和水，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百分比為10％-20％，石膏占干物料的重量百分比為80％-90％，水與干物料的重量比也就是水灰比為0.5-0.6∶1。制備方法，包括以下步驟將干物料干拌均勻后加入水混合均勻，倒入鋼模中，振動成型，然后進行養(yǎng)護和烘干即可。本發(fā)明的材料具有較好的吸波性能和力學性能，生產工藝簡單可行。
文檔編號C04B28/14GK102086114SQ20101055452
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者蘭明章, 崔素萍, 李桃安, 毛倩瑾, 沈文婷, 王亞麗, 王子明, 聶祚仁 申請人:北京工業(yè)大學