CN102086114B - 铁氧体石膏基吸波复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铁氧体石膏基吸波复合材料及其制备方法，属于建筑材料领域。吸波复合材料包括干物料和水，所述干物料包括石膏和铁氧体，其中铁氧体占干物料的重量百分比为10％-20％，石膏占干物料的重量百分比为80％-90％，水与干物料的重量比也就是水灰比为0.5-0.6∶1。制备方法，包括以下步骤：将干物料干拌均匀后加入水混合均匀，倒入钢模中，振动成型，然后进行养护和烘干即可。本发明的材料具有较好的吸波性能和力学性能，生产工艺简单可行。

Description

铁氧体石膏基吸波复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种石膏基吸波复合材料及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，电子、通讯、计算机与电气设备等进入家庭，导致城市空间人为电磁能量逐年增长，而广播电视台、无线通讯发射站、各类天线、电网、城市交通运输、个人无线通讯手段以及家用电器等，把人们带进一个充满电磁辐射的环境中，因此，具有吸收电磁波功能的建筑材料越来越受人们的重视。

石膏作为三大建筑胶凝材料之一，在自然界中分布比较广泛，由于它易开采和加工，早在公元前2000年就被应用在埃及金字塔的石材缝隙和灰浆抹面等装饰上。我国是石膏生产和应用大国，天然石膏矿藏储量达600多亿吨，遍布全国23个省区，石膏储量居世界之首。同时，采用石膏基凝胶材料制成的建材制品具有许多优异的性能，如质量轻、尺寸稳定、隔热隔音、保温防火、能自动调节室内空气湿度等。因此推广使用石膏基建材制品，有助于推行我国的建筑节能设计标准和节能建筑的发展。石膏本身的电磁屏蔽效能和吸波性能较低，是一种良好的透波材料，通过在石膏材料中加入一定的吸波剂进行改性制备石膏基吸波复合材料是一种简单可行的办法。

WO2004/065322A1公开了屏蔽电磁辐射的电导性石膏基建筑材料。通过添加尺寸小于或等于12μm的石墨颗粒和无定形碳的混合物获得电导性和屏蔽效应。石墨和无定形碳的混合物的含量是建筑材料总质量的25％-75％。而无定形碳的含量是石墨和无定形碳混合物总质量的10％-95％。无定型碳含有煅烧焦炭和/或灰分，该灰分含有通过有机组分燃烧产生的无定形碳。这些建筑材料的缺点包括大于和至少25％的相对高的石墨/碳含量，以及在材料的制备中需要处理的物质因具有细颗粒结构而产生大量粉尘。并且，由于在它们相对大表面时相对低的质量和它们对水的不良润湿性能，这些颗粒具有明显的漂浮倾向和因此产生的建筑材料部分偏析的问题。

WO9962076A1公开了具有30-80μm厚的层的石膏纸板，该层包裹石膏芯，并且除了纤维素纤维之外含有干质量基含量优选为8-15％的、直径4-10μm、长度2-10mm的碳纤维。这提高了对电磁射线的屏蔽衰减。然而，碳纤维是相对昂贵的，且存在难以分散的缺点。

铁氧体材料是国内外研究较多而且比较成熟的吸波剂，因其价格低廉，吸波性能较好，其研究与应用一直受到各个国家的重视。铁氧体在建筑材料中的使用的研究成果主要集中在水泥基吸波复合材料。许卫东等人研究了铁氧体吸波剂掺入到水泥砂浆中的吸波性能，当铁氧体掺量为33％(质量分数)、厚度为3mm时，在8～12GHz频段，最大反射率约-7dB、最小反射率达-15dB，说明铁氧体掺入的到水泥砂浆中可提高吸波性能。在原理上，如果能够设计合理的组分配比、材料厚度、材料的电磁参数以及材料的结构，则可以获得吸波性能良好的铁氧体石膏基吸波复合材料。但是以石膏为基体，制备铁氧体石膏基吸波复合材料的研究至今无人报道。

发明内容

本发明提供了一种铁氧体填充石膏基吸波复合材料的制备方法，填补了石膏基吸波复合材料方面的空白。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：铁氧体石膏基吸波复合材料，其特征在于，包括干物料和水，所述干物料包括石膏和铁氧体，其中铁氧体占干物料的重量百分比为10％-20％，石膏占干物料的重量百分比为80％-90％。

所述干物料中的建筑石膏符合GBT9776-2008规定的技术指标要求。

所述铁氧体晶型包括尖晶石系铁氧体和六角晶系铁氧体；化合物包括锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、钴锌铁氧体等。

上述所述铁氧体石膏基吸波复合材料中还包括减水剂，所述减水剂与干物料的重量比为0.1-1∶100；所述减水剂为多羧酸系和氨基磺酸系高效减水剂。

本发明提供的一种铁氧体石膏基吸波复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将干物料干拌均匀，所述干物料包括石膏和铁氧体，其中铁氧体占干物料的重量百分比为10％-20％，石膏占干物料的重量百分比为80％-90％。

2)向干拌均匀的干物料中加入水，混合均匀；

3)将步骤2)所得的混合料倒入钢模中，振动成型；

4)成型2h后拆模，并在20℃-25℃、相对湿度为85％-90％的条件下进行养护，然后烘干，养护时间为28天。

在所述步骤2)中还可加入减水剂。

本发明在石膏胶凝材料中掺入铁氧体吸波剂，使水泥基复合吸波材料具有较好的吸波性能和力学性能，生产工艺简单可行。本发明的石膏基吸波复合材料，在2-18GHz频率范围内，其反射率＜-5dB的有效带宽达到4.32GHz，最小反射率达-15.95dB。

附图说明

图1对比例1试样的反射率测试图

图2实施例1试样的反射率测试图

图3实施例2试样的反射率测试图

图4实施例3试样的反射率测试图

具体实施方式

以下结合具体实施方案详细说明本发明的制备方法：

以下实施例中的建筑石膏符合GBT9776-2008规定的技术指标要求，锰锌铁氧体购自北磁矿业股份有限公司。

对比例1

本实施例中，各原料重量配比如下：

建筑石膏100份；水65份。

按如下工艺进行制备：

1)向建筑石膏中加入水，混合均匀；

3)将步骤2)中所得的混合料倒入180mm×180mm×10mm的钢模中，振动成型；

4)成型2h后拆模，在温度为20℃-25℃，相对湿度为85％-90％的条件下养护28天，在40±2℃的烘箱里烘至恒重。

对本实施例制得的空白样进行吸波性能测试，结果如图1。

实施例1

本实施例中，各原料重量配比如下：

锰锌铁氧体10份；建筑石膏90份；水60份；减水剂HC-200K 0.5份。

按如下工艺进行制备：

1)将铁氧体与石膏干拌均匀；

2)向干拌均匀的干物料中加入水和减水剂，混合均匀；

3)将步骤2)中所得的混合料倒入180mm×180mm×10mm的钢模中，振动成型；

4)成型2h后拆模，在温度为20℃-25℃，相对湿度为85％-90％的条件下养护28天，在40±2℃的烘箱里烘至恒重。

对本实施例制得的铁氧体石膏基吸波复合材料进行吸波性能测试结果如图2。

实施例2

本实施例中，各原料重量配比如下：

锰锌铁氧体15份；建筑石膏85份；水54份；减水剂HC-200K 0.5份。

按如下工艺进行制备：

1)将铁氧体与石膏干拌均匀；

2)向干拌均匀的干物料中加入水和减水剂，混合均匀；

3)将步骤2)中所得的混合料倒入180mm×180mm×10mm的钢模中，振动成型；

4)成型2h后拆模，在温度为20℃-25℃，相对湿度为85％-90％的条件下养护28天，在40±2℃的烘箱里烘至恒重。

对本实施例制得的铁氧体石膏基吸波复合材料进行吸波性能测试，结果如图3。

实施例3

本实施例中，各原料重量配比如下：

锰锌铁氧体20份；建筑石膏80份；水50份；减水剂HC-200K 0.5份。

按如下工艺进行制备：

1)将铁氧体与石膏干拌均匀；

2)向干拌均匀的干物料中加入水和减水剂，混合均匀；

3)将步骤2)中所得的混合料倒入180mm×180mm×10mm的钢模中，振动成型；

4)成型2h后拆模，在温度为20℃-25℃，相对湿度为85％-90％的条件下养护28天，在40±2℃的烘箱里烘至恒重。

对本实施例制得的铁氧体石膏基吸波复合材料进行吸波性能测试，结果如图4。

由图1-图4可以看出，在2-18GHz频率范围内，实施例的反射率＜-5dB的有效带宽达到4.32GHz，最小反射率达-15.95dB。

对对比例和各实施例制得的铁氧体石膏基吸波复合材料进行力学性能测试，结果如下表所示，编号为0的对比例的试验数据。

从上表中可以看出，本发明的铁氧体石膏基吸波复合材料，以铁氧体替代部分石膏后，材料的强度有所提高。

以上仅为本发明的优选实施例，并不构成对本发明的限制，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明范围。

Claims (3)

1.铁氧体石膏基吸波复合材料，其特征在于，由干物料、减水剂和水组成，所述干物料为石膏和铁氧体，其中铁氧体占干物料的重量百分比为10％-20％，石膏占干物料的重量百分比为80％-90％，水与干物料的重量比也就是水灰比为0.5-0.6∶1；所述减水剂与干物料的重量比为0.1-1∶100；所述减水剂为多羧酸系和氨基磺酸系高效减水剂。

2.按照权利要求1所述的铁氧体石膏基吸波复合材料，其特征在于，所述铁氧体晶型包括尖晶石系铁氧体和六角晶系铁氧体；化合物包括锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、钴锌铁氧体。

3.权利要求1所述的一种铁氧体石膏基吸波复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将干物料干拌均匀，所述干物料包括石膏和铁氧体，其中铁氧体占干物料的重量百分比为10％-20％，石膏占干物料的重量百分比为80％-90％；

2)向干拌均匀的干物料中加入水，混合均匀；

3)将步骤2)所得的混合料倒入钢模中，振动成型；

4)成型2h后拆模，并在20℃-25℃、相对湿度为85％-90％的条件下进行养护，然后烘干，养护时间为28天；

在所述步骤2)中加入减水剂。

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