專利名稱：一種吸收電磁波石膏板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程裝飾材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種吸收電磁波石膏板配制技術(shù)，特別涉及到以納米碳纖維和多壁碳納米管復(fù)合來(lái)配制吸收電磁波石膏板。
背景技術(shù)：
電磁輻射已成為繼大氣污染、水污染和噪聲污染之后我國(guó)的第四污染源。隨著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，電子、通信、計(jì)算機(jī)、汽車與電氣設(shè)備等進(jìn)入家庭，導(dǎo)致城市空間人為電磁能量逐年增長(zhǎng)，廣播電視臺(tái)、無(wú)線通訊發(fā)射站、各類天線、電網(wǎng)、城市交通運(yùn)輸、個(gè)人無(wú)線通訊手段以及家用電器等，把人們帶進(jìn)一個(gè)充滿電磁輻射的環(huán)境中。同時(shí)，電子設(shè)備的高頻化、數(shù)字化，干擾信號(hào)的能量密度增大，使有限空間內(nèi)的電磁環(huán)境更為惡化。惡化的電磁環(huán)境不僅對(duì)人們?nèi)粘５耐ㄐ?、?jì)算機(jī)、運(yùn)輸業(yè)和其他電子系統(tǒng)造成危害，而且會(huì)對(duì)人們的身體健康帶來(lái)威脅。此外，為防止設(shè)備的數(shù)據(jù)泄漏和削減雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)能力，研究電磁 屏蔽與吸波材料就顯得非常重要。石膏板是以建筑石膏為主要原料制成的一種材料。它是一種重量輕、強(qiáng)度較高、厚度較薄、加工方便以及隔音絕熱和防火等性能較好的建筑材料，是當(dāng)前著重發(fā)展的新型輕質(zhì)板材之一。石膏板易加工裝配，施工簡(jiǎn)便，已廣泛用于住宅、辦公樓、商店、旅館和工業(yè)廠房等各種建筑物的內(nèi)隔墻、墻體覆面板(代替墻面抹灰層)、天花板、吸音板、地面基層板和各種裝飾板等。通過(guò)對(duì)石膏板摻雜改性來(lái)達(dá)到對(duì)電磁輻射防護(hù)的目的是一種簡(jiǎn)單而且切實(shí)可行的辦法。目前常用的吸波組分主要有三類導(dǎo)電聚合物類、碳類和金屬類。其中，比較常見、應(yīng)用也比較廣的是碳素類(包括石墨、炭黑及碳纖維)和金屬類(主要有金屬粉、金屬纖維和金屬片)。超微粉、纖維，以及磁性鐵氧體等比較適合配制電磁波吸收復(fù)合材料。目前已有的研究也表明，它們可以在實(shí)驗(yàn)測(cè)試的頻段內(nèi)達(dá)到-l(T-20dB的吸收效果，可以滿足對(duì)吸波材料的要求。碳納米管是一維納米材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其吸波機(jī)制不同于傳統(tǒng)粒子，具有量子效應(yīng)、隧道效應(yīng)、小尺寸和界面效應(yīng)。隨著表面原子比例的升高，晶體缺陷增加、懸掛鍵增多，表面活性增大，在電磁場(chǎng)作用下，原子、電子運(yùn)動(dòng)加劇，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，形成界面電極極化，高的比表面積又會(huì)造成多重散射，這是納米材料具有吸波能力的重要機(jī)理。納米材料在具有良好吸波特性的同時(shí)還具有頻帶寬、兼容性好、面密度低、涂層薄的特點(diǎn)。碳納米管一般用于增強(qiáng)復(fù)合材料的研究，研究較多的基體材料有聚合物基、金屬基及陶瓷基，有關(guān)復(fù)合石膏材料的吸波性能還少有研究。納米碳纖維的性能優(yōu)于現(xiàn)在當(dāng)前任何一種纖維，它既具有碳纖維的固有性質(zhì)，又具有金屬材料的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，陶瓷材料的耐熱耐腐蝕性，紡織纖維的柔軟可編性，是一材多能的功能材料和結(jié)構(gòu)材料，可以作為增強(qiáng)相應(yīng)用于材料領(lǐng)域。納米碳纖維在催化劑載體、燃料電池、復(fù)合增強(qiáng)材料等方面的研究越來(lái)越廣泛，特別是在復(fù)合材料和電子元器件方面取得了突破性進(jìn)展。目前，越來(lái)越多的研究人員將納米碳纖維應(yīng)用于廣大復(fù)合材料中以此來(lái)增強(qiáng)和改善復(fù)合材料的性能。由于其具有較高的導(dǎo)電性能，也會(huì)對(duì)電磁波進(jìn)行吸收損耗。以納米碳纖維復(fù)合到石膏板中做吸波材料尚未見到?！拔諒?qiáng)、頻帶寬、質(zhì)量輕、厚度薄”是對(duì)21世紀(jì)新一代隱身吸波材料的要求，將碳納米管與納米碳纖維復(fù)合應(yīng)用于石膏板材料中，將大幅度提升石膏板的電磁波吸收性能，具有顯著創(chuàng)新意義和價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型吸收電磁波石膏板的配制技術(shù)，目的是顯著提高裝飾材料的吸波性能，獲得一種高效的石膏板復(fù)合吸波材料。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的吸波石膏板的主要原材料由石膏粉、水、高性能減水劑、緩凝劑、多壁碳納米管、納米碳纖維組成。各組分和含量如下(質(zhì)量份數(shù))石膏粉 100份，水28-40份，多壁碳納米管摻量為石骨質(zhì)量的(0. 3-1. 0) %,納米碳纖維摻量為石骨質(zhì)量的(0. 5-3. 5)%。進(jìn)一步特征，還可以加入緩凝劑和高性能減水劑，緩凝劑摻量為石膏質(zhì)量的(0. 1-0. 6)%，高性能減水劑摻入量為石膏質(zhì)量的(0. 2-1. 6)%，其中高性能減水劑減水率大于20%。緩凝劑為檸檬酸鈉石膏緩凝劑。石膏粉半水硫酸鈣石膏。2h抗壓強(qiáng)度大于6.0 MPa ;抗折強(qiáng)度大于3. OMPa ;初凝時(shí)間大于5min ;終凝時(shí)間小于30min。多壁碳納米管管徑20-40納米，長(zhǎng)度5-15微米。納米碳纖維管徑150-200納米，長(zhǎng)度10-30微米，電阻率< 10_4歐 厘米。按上述的質(zhì)量比例稱取原材料，機(jī)械攪拌,攪拌時(shí)間180秒-240秒，澆注成型。本發(fā)明的效果和益處主要體現(xiàn)在石膏復(fù)合材料的寬頻段高效吸波。隨著通訊、電子與計(jì)算機(jī)等行業(yè)的快速發(fā)展和軍事電子戰(zhàn)爭(zhēng)的普及，石膏吸波材料將有更廣闊的應(yīng)用范圍，其需求量也將逐年增加，而吸波性能好、吸波頻帶寬的石膏吸波材料將具有非常好的應(yīng)用前景。本發(fā)明將碳納米管和納米碳纖維復(fù)合應(yīng)用于石膏板材料中，將大幅度提升石膏板材料的電磁波吸收性能，可用于民用和軍事領(lǐng)域?qū)﹄姶挪ㄆ帘挝找筝^高的工程中，具有重大的工程實(shí)用價(jià)值和顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例I某隱身建筑所用原材料及性能如下石膏粉半水硫酸鈣石膏，純度>90%，標(biāo)稠〈35，細(xì)度〈320目。水自來(lái)水。減水劑高效聚羧酸減水劑，減水率35%。緩凝劑大連化工廠產(chǎn)檸檬酸鈉石膏緩凝劑。納米碳纖維北京德科公司，平均直徑150nm，平均長(zhǎng)度20 U m,電阻率10_4歐 厘米。碳納米管深圳納米港有限公司生產(chǎn)，直徑20-40納米，長(zhǎng)度5-15微米。
石骨板組成及含量分別為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):石骨粉100,自來(lái)水30,減水劑摻量為0. 8%,緩凝劑摻量為0. 6%，納米碳纖維摻量為2%，多壁碳納米管摻量為0. 7%。吸波性能石膏板在2-18GHZ頻率范圍內(nèi)最小反射率值達(dá)到_28dB，小于-IOdB的頻率帶寬達(dá)到11. 4GHz，表現(xiàn)出顯著的吸波效果?！?br> 權(quán)利要求
1.一種吸收電磁波石膏板，其特征在于，該吸收電磁波石膏板的組分和含量如下石膏粉100份，水28-40份，多壁碳納米管摻量為石膏質(zhì)量的0. 3%-1. 0%，納米碳纖維摻量為石膏質(zhì)量的0. 5%-3. %。
2.如權(quán)利要求I所述的一種吸收電磁波石膏板，其特征還在于，所述的石膏粉為半水硫酸I丐石膏2h抗壓強(qiáng)度大于6. 0 MPa ;抗折強(qiáng)度大于3. OMPa ;初凝時(shí)間大于5min ;終凝時(shí)間小于30min。
3.如權(quán)利要求I所述的一種吸收電磁波石膏板，其特征還在于，所述的多壁碳納米管管徑20-40納米、長(zhǎng)度5-15微米。
4.如權(quán)利要求I所述的一種吸收電磁波石膏板，其特征還在于，所述的納米碳纖維管徑150-200納米，長(zhǎng)度10-30微米，電阻率彡Kr4歐 厘米。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種吸收電磁波石膏板，其特征在于，還加入緩凝劑，緩凝劑摻量為石膏質(zhì)量的0. 1%-0. 6%。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種吸收電磁波石膏板，其特征在于，還加入高性能減水劑，高性能減水劑摻入量為石膏質(zhì)量的0. 2%-1. 6%，
7.如權(quán)利要求5任一所述的一種吸收電磁波石膏板，其特征在于，所述的緩凝劑為檸檬酸鈉石骨緩凝劑。
8.如權(quán)利要求6任一所述的一種吸收電磁波石膏板，其特征在于，所述的高性能減水劑的減水率大于20%。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程裝飾材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種吸收電磁波石膏板配制技術(shù)，其特征是，該新型吸收電磁波石膏板的組分和含量如下(質(zhì)量份數(shù))石膏粉100份，水28-40份，緩凝劑摻量為石膏質(zhì)量的(0.1-0.6)%，高性能減水劑摻入量為石膏質(zhì)量的(0.2-1.6)%，碳納米管摻量為石膏質(zhì)量的(0.3-1.0)%，納米碳纖維摻量為石膏質(zhì)量的(0.5-3.5)%。本發(fā)明吸收電磁波石膏板具有良好的電磁波吸收性能，可用于民用和軍事有吸波性能要求的裝飾工程中，實(shí)用價(jià)值高。
文檔編號(hào)C04B14/36GK102718460SQ201210213220
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者潘寶峰, 王寶民 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)