CN102168477A - 用于电磁防护的吸波吊顶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电磁防护的吸波吊顶及其制备方法，所述吸波吊顶包括由塑料板粘接而成的薄腔体，所述薄腔体的内表面涂覆吸波涂层；所述薄腔体内填充谐振型空心透波球，所述空心透波球的外表面均匀涂覆纳米碳黑涂层。所述吸波吊顶具有高效稳定的吸收机制，并且大大降低了比重，价格低廉，适宜在普通建筑中广泛使用。

Description

用于电磁防护的吸波吊顶及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料与电磁防护技术领域，涉及一种用于电磁防护的建筑装饰材料及其制备方法。

背景技术

随着社会信息化的飞速发展和城市空间内电磁环境的日益恶化，人们对电磁防护越来越重视。目前市场上大部分电磁防护产品均以反射型的屏蔽材料为主，它只能限制电磁波的传输范围而不能从根本上消除电磁波，反而容易造成二次污染。而以吸收为主的吸波材料多为暗室用锥体及橡胶基贴片，暗室用锥体体积巨大，橡胶基贴片有效吸波频段狭窄，适应性差，另外它们的制造成本高昂，不适合在普通建筑上广泛应用。因此，人们迫切需求一种具有吸收性能高、稳定性好、成本较低且能应用于普通建筑物的吸波材料以解决建筑物内的电磁污染问题。

发明内容

为了克服现有材料不能有效解决室内空间电磁污染的问题，本发明提供了一种用于电磁防护的吸波吊顶及其制备方法。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种用于电磁防护的吸波吊顶，包括由塑料板粘接而成的薄腔体，其特征在于：

所述薄腔体的内表面涂覆吸波涂层；

所述薄腔体内填充谐振型空心透波球，所述空心透波球的外表面均匀涂覆纳米碳黑涂层。

进一步的，所述薄腔体下表面的塑料板的内表面涂覆的吸波涂层为羰基铁吸波涂层，所述薄腔体其他表面的塑料板的内表面涂覆的吸波涂层为纳米碳黑吸波涂层。

本发明还公开了所述用于电磁防护的吸波吊顶的制备方法，包括如下步骤：

(1)表面层的制备：

采用塑料板(如聚氯乙烯，聚丙烯阻燃塑料空心板等)为基板，环氧树脂、无水乙醇及环氧树脂固化剂按质量比为10∶1-1.5∶2-4的比例混合搅拌均匀作为粘结剂，将电磁波吸收剂按一定比例均匀分散到所述粘结剂中，并涂覆到塑料基板表面形成吸波涂层，固化成型；

其中吸收剂与环氧树脂的体积比为10-50∶100；

(2)谐振型空心透波球壳的制备：

选用具有低介电常数的空心球(泡沫滤珠、玻璃微球、空心微珠等)作为吸收剂的附着基体，以纳米碳黑为吸收剂；所述空心球依次经酸洗、碱洗、丙酮水溶液浸泡，然后置于纳米碳黑的悬浊液中强力搅拌，使所述空心球的外表面包覆一层连续均匀的纳米碳黑，并浸入聚乙烯醇含量为质量比1-5％的溶液中搅拌，取出室温下晾干或低温烘干；

(3)吸波吊顶的组装：

采用环氧树脂将步骤(1)中制得的塑料板粘接成一个薄腔体，以涂覆吸波涂层的一面为内表面，预留一侧面并将步骤(2)中制得的谐振空心透波球放入所述薄腔体内装满，再将预留的一侧面封装即得所述吸波吊顶。

进一步的，步骤(1)中所述电磁波吸收剂为纳米碳黑和羰基铁；

步骤(3)中以涂覆羰基铁吸波涂层的塑料板作为所述薄腔体的下表面，以涂覆纳米碳黑吸波涂层的塑料板作为所述薄腔体的其他表面。

步骤(2)中所述纳米碳黑的悬浊液是按照水与纳米碳黑15∶1的体积比配置的。

与现有技术相比，本发明的效果和益处是吸波吊顶由两层涂层及大量的谐振型空心透波球组成，具有高效稳定的吸收机制；以塑料板材和空心球为基体大大降低了比重；选用材料十分普通，价格低廉，适宜在普通建筑中广泛使用。

附图说明

图1是本发明所述的电磁防护的吸波吊顶的结构示意图；

图2是本发明所述的电磁防护的吸波吊顶吸波性能测试曲线；图中

1、薄腔体  2、空心透波球  3、墙体  11、聚氯乙烯板基板  12、薄腔体的羰基铁吸波涂层  13、薄腔体的碳黑吸波涂层  14、环氧树脂  21、空心透波球基体  22、空心透波球表面的碳黑涂层

具体实施例

以下结合具体实施方案详细说明本发明的制备方法：

1.表面层的制备

选用聚氯乙烯为基板11，亦可用其他类似的轻质塑料板代替；选用纳米碳黑、羰基铁为电磁波吸收剂，将环氧树脂、无水乙醇以及环氧固化剂按质量比为10∶1∶2的比例混合搅拌均匀作为粘结剂。将纳米碳黑按环氧树脂体积的36％加入所述粘结剂中搅拌均匀，然后将混合物均匀涂覆在聚氯乙烯基板11上，24小时固化成型得到纳米炭黑吸波涂层12。用同样的方法在另一聚氯乙烯基板制备羰基铁吸波涂层13，仅仅将纳米碳黑用相同体积的羰基铁代替。

2.谐振型空心透波球壳的制备

选用直径为0.5mm发泡聚苯乙烯泡沫滤珠作为吸收剂的附着基体21，实际应用中也可用玻璃微球、空心微珠等代替，选择纳米碳黑为吸收剂。依次用5～10％的盐酸和氢氧化钠水溶液漂洗，再用稀释20倍的丙酮水溶液浸泡3分钟，除去球体表面的酸性、碱性杂质及油污等。按照水与纳米碳黑15∶1的体积比配置纳米碳黑悬浊液，将经过表面预处理的200g发泡聚苯乙烯泡沫滤珠加入0.2mm³上述溶液中搅拌3～5分钟，搅拌机叶片转速调整在500～800rpm，待纳米碳黑22连续均匀吸附于球体表面即可取出。然后浸入聚乙烯醇含量为2％的溶液中搅拌2分钟以提高纳米碳黑在所述泡沫滤珠表面的结合力，取出室温下晾干。

3.吸波吊顶的组装

以涂有羰基铁吸波涂层13的聚氯乙烯板为下表面，涂有纳米碳黑吸波涂层12的聚氯乙烯板为其它五个表面，各表面以环氧树脂14粘接成薄腔体1；粘接时以有吸波涂层的一侧为内表面，预留一侧面最后粘接。其中上下两个表面的聚氯乙烯板的尺寸为1000mm×1000mm×3mm，侧面四个聚氯乙烯板的尺寸为1000mm×30mm×3mm。将制备好的包覆纳米碳黑的发泡聚苯乙烯泡沫滤珠2放入聚氯乙烯板组成的所述薄腔1内，装满为止。然后将预留的最后一表面封装即得最终所需的吸波吊顶。

所述吸波吊顶制备完成后进行成品性能检测：

这里主要测试材料的吸波性能，因为对电磁波的吸收能力是吸波材料最重要的性能指标。测试采用弓形反射法在无回波暗室中进行，测试结果用dB表示；测试结果如图2所示，表明所述具有高效稳定的吸收机制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于电磁防护的吸波吊顶，包括由塑料板粘接而成的薄腔体，其特征在于：

所述薄腔体的内表面涂覆吸波涂层；

所述薄腔体内填充谐振型空心透波球，所述空心透波球的外表面均匀涂覆纳米碳黑涂层。

2.根据权利要求1所述的电磁防护的吸波吊顶，其特征在于：

所述薄腔体下表面的塑料板的内表面的吸波涂层为羰基铁吸波涂层，所述薄腔体其他表面的塑料板的内表面的吸波涂层为为纳米碳黑吸波涂层。

3.一种用于电磁防护的吸波吊顶的制备方法，包括如下步骤：

(1)表面层的制备：

采用塑料板为基板，环氧树脂、无水乙醇及环氧树脂固化剂按质量比为10∶1-1.5∶2-4的比例混合搅拌均匀作为粘结剂，将电磁波吸收剂按一定比例均匀分散到所述粘结剂中，并涂覆到塑料基板表面形成吸波涂层，固化成型；

其中吸收剂与环氧树脂的体积比为10-50∶100；

(2)谐振型空心透波球壳的制备：

选用具有低介电常数的空心球作为吸收剂的附着基体，以纳米碳黑为吸收剂；所述空心球依次经酸洗、碱洗、丙酮水溶液浸泡，然后置于纳米碳黑的悬浊液中强力搅拌，使所述空心球的外表面包覆一层连续均匀的纳米碳黑，并浸入聚乙烯醇含量为质量比1-5％的溶液中搅拌，取出室温晾干或低温烘干；

(3)吸波吊顶的组装：

采用环氧树脂将步骤(1)中制得的塑料板粘接成一个薄腔体，以涂覆吸波涂层的一面为内表面，预留一侧面并将步骤(2)中制得的谐振空心透波球放入所述薄腔体内装满，再将预留的一侧面封装即得所述吸波吊顶。

4.根据权利要求3所述的吸波吊顶的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述电磁波吸收剂为纳米碳黑和羰基铁；

步骤(3)中以涂覆羰基铁吸波涂层的塑料板作为所述薄腔体的下表面，以涂覆纳米碳黑吸波涂层的塑料板作为所述薄腔体的其他表面。

5.根据权利要求3或4任一所述的吸波吊顶的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述纳米碳黑的悬浊液是按照水与纳米碳黑15∶1的体积比配置的。

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