CN102674740B - 一种轻质吸波材料用泡沫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁性泡沫，此泡沫由下述组分组成：吸波剂、发泡剂、分散剂和水；其中所述的吸波剂为纳米炭黑、纳米铁粉、纳米氧化物或纳米纤维。泡沫制备方法简单，可操作性强；根据发泡剂的不同，可制成满足不同需要的泡沫；吸波剂均匀分散在泡壁上，填充于基体当中，相当于一个个球型谐振腔体，吸波性能好；泡沫在基体中的分散工艺简单，分散效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻质吸波材料用泡沫，其制备方法及应用，属于建筑材料科学与电磁科学的交叉技术领域。
背景技术
目前，建筑吸波材料的研究已经成为了当今研究的热点。对于泡沫吸波材料的研究大都集中在使用在基体中掺加吸波剂、碳纤维、碳纳米管，然后通过将泡沫引入基体中进行制备，制成泡沫材料，多见于聚氨酯等发泡塑料的研究，对于磁性泡沫以及使用磁性泡沫制备轻质吸波建筑材料的研究还未见报道。上述制备吸波材料的方法中存在吸波剂在基体中均匀分散问题和制备工艺复杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质吸波材料用泡沫，以解决在制备轻质吸波材料中吸波剂的均匀分散，制备方法复杂的问题。
本发明所述的轻质吸波材料用泡沫，按质量份，由下述组分组成：
其中，所述的吸波剂为纳米炭黑、纳米羰基铁粉、纳米氧化物或纳米纤维。
本发明的上述磁性泡沫中，为了优化技术方案，发泡剂优选为物理发泡剂；最优选为动植物蛋白复合发泡剂。
本发明的上述磁性泡沫中，为了进一步的优选，分散剂优选为阴离子型表面活性剂；最优选为十二烷基苯磺酸钠。
本发明的另一目的在于提供上述磁性泡沫的制备方法，所述的方法，包括如下步骤：
①按质量份，将1~5份吸波剂，1~5份分散剂与100~300份水中的10%~20%，混合均匀，得物料Ⅰ；
②按质量份，将10份发泡剂加入到物料Ⅰ中，混合均匀，得物料Ⅱ；
③将物料Ⅱ和剩余水混合均匀，得混合液Ⅰ；
④将混合液Ⅰ发泡。
本发明的上述制备方法中，所述的发泡条件优选为在15℃~35℃，相对湿度40%~80%下进行。
本发明具有以下优点：
（1）泡沫制备方法简单，可操作性强；
（2）根据发泡剂的不同，可制成满足不同需要的泡沫；
（3）吸波剂均匀分散在泡壁上，填充于基体当中，相当于一个个球型谐振腔体，吸波性能好；
（4）泡沫在基体中的分散工艺简单，分散效果好。
附图说明
本发明附图5幅，
图1为实施例1的泡沫在64倍光学显微镜下图像；
图2为实施例2的泡沫在64倍光学显微镜下图像；
图3为实施例3和实施例4吸波性能测试图，其中，a为实施例3的吸波性能测试，b为实施例4的吸波性能测试；
图4为实施例3的SEM分析图；
图5为实施例4的SEM分析图；
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。本发明所使用的纳米炭黑来源于抚顺东信化工有限公司；纳米羰基铁粉购于陕西兴化化学股份有限公司，型号为LDT型；动植物蛋白复合发泡剂为山东烟台世用建筑机械有限公司生产的SY-F30“盾牌”水泥发泡剂。
一、泡沫的制备
实施例1
①将2g纳米羰基铁粉，2g分散剂和20g水，混合均匀，得物料Ⅰ；
②将物料Ⅰ与10g动植物蛋白复合发泡剂混合均匀，得物料Ⅱ；
③将物料Ⅱ和180g水混合均匀，得混合液Ⅰ；
④将混合液Ⅰ在20℃，相对湿度65%下发泡3分钟。
图1为泡沫在64倍光学显微镜下图像，从图中可以看出，铁粉在泡沫的泡壁上呈现均均分布。
实施例2
①将2g纳米炭黑，2g分散剂和20g水，混合均匀，得物料Ⅰ；
②将物料Ⅰ与10g动植物蛋白复合发泡剂混合均匀，得物料Ⅱ；
③将物料Ⅱ和180g水混合均匀，得混合液Ⅰ；
④将混合液Ⅰ在20℃，相对湿度65%下发泡3分钟；
图2为泡沫在64倍光学显微镜下图像，从图中可以看出，碳粉在泡沫的泡壁上呈现均均分布。
二、泡沫的应用
实施例3
将实施例1制得的泡沫与水灰比为0.4的水泥浆体（水泥300g，水120g）混合，注膜后；在20±2℃，相对湿度＞95%下养护24h；脱膜；20±2℃，相对湿度＞95%的环境中养护到28天龄期；
制成泡沫混凝土；绝干体积密度为500kg/m3，其混凝土的厚度为25mm。
对泡沫混凝土进行吸波性能测试，其测试结果如图3所示。
实施例4
将实施例2制得的泡沫与水灰比为0.4的水泥浆体（水泥424g，水170g）混合后，注膜后；在20±2℃，相对湿度＞95%下养护24h；脱膜；20±2℃，相对湿度＞95%的环境中养护到28天龄期；
制成泡沫混凝土；绝干体积密度为700kg/m3，其混凝土的厚度为25mm。
对泡沫混凝土进行吸波性能测试，其测试结果如图3所示。
从图3的结果看，实施例3的泡沫混凝土在15.9GHz时反射率最低，达到了-7.5dB，呈现越象高频，吸波性能越好的态势；实施例4的泡沫混凝土在17.1GHz时反射率最低，达到了-10.7dB，反射率优于-4dB的频段带宽接近10GHz（8.0~18.0GHz），且越向高频，吸波性能越好。
制成泡沫混凝土，硬化28天后，对硬化泡壁表面进行区域元素扫描SEM分析，从图4和图5结果显示：纳米炭黑泡沫在硬化混凝土中的泡壁上均匀分布大量碳元素；纳米羰基铁粉泡沫在硬化混凝土中的泡壁上均匀分布大量铁元素。
Claims (5)
1.一种轻质吸波材料用泡沫，按质量份，由下述组分组成：
其中，所述的吸波剂为纳米炭黑、纳米羰基铁粉、纳米氧化物或纳米纤维，
所述泡沫按下述方法制备：包括如下步骤：
①按质量份，将1～5份吸波剂，1～5份分散剂与100～300份水中的10～20%，混合均匀，得物料Ⅰ；
②按质量份，将10份发泡剂加入到物料Ⅰ中，混合均匀，得物料Ⅱ；
③将物料Ⅱ和剩余水混合均匀，得混合液Ⅰ；
④将混合液Ⅰ发泡。
2.根据权利要求1所述的泡沫，其特征在于所述的发泡剂为物理发泡剂。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫，其特征在于所述的分散剂为阴离子型表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的泡沫，其特征在于所述的分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
5.根据权利要求1所述泡沫，其特征在于所述的发泡条件为：在15℃～35℃，相对湿度40%～80%下进行。
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