CN108975836A - 一种电磁波透射复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁波透射复合材料及其制备方法和应用，所述电磁波透射复合材料以粉煤灰和矿渣作为被激发材料，与碱激发剂反应生成胶凝材料，并加入了经本发明改性处理的改性发泡聚苯乙烯颗粒、稳泡剂和发泡剂。本发明的电磁波透射复合材料为多孔结构，不仅具有很高的电磁波透射率，电磁波透射性能优异，还具有很好的力学性能，抗压强度高、抗冻性和抗腐蚀性好，不易坍塌，孔隙率稳定，制备成本低，环保无污染，在建筑吸波材料中具有很好的应用前景。以本发明的电磁波透射复合材料制备吸波材料表面的电磁波透射层，能有效改善吸波材料表面的阻抗特性，让更多的电磁波入射到吸波材料的内部，降低吸波材料表面对电磁波的反射率。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料，尤其涉及一种电磁波透射复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着信息社会的飞速发展和电子机器的广泛使用，城市人居空间电磁辐射密度越来越大。电子产品和技术在给人们带来巨大便利的同时，也带来了危害。研究表明，长期在电磁辐射条件下工作生活，会对人们的身心健康造成危害。另外，电磁辐射会对电子机器产生干扰，使电子机器出现误动，影响机器的正常工作，甚至出现严重事故和危害，也会影响广播、电视的接收，产生信息泄露，出现严重的信息安全问题。因此，在某些建筑结构中，为防止外来电磁波的干扰，保证科学实验的准确性和工业产品的质量，同时也为防止室内电磁波的外泄被截而造成失密，这就需要对建筑物进行电磁吸波设计。
电磁吸波材料能够吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的损耗转变成热能等其它形式的能量。而现有的电磁吸波材料大多由于强度较低，无法直接用于建筑结构的构造。为此，有人开始研究向水泥基中添加电磁吸波物质，通过结合水泥基良好的力学性能和吸波物质的电磁损耗功能来满足建设工程的需求。但是，由于水泥基本身结构致密，导致大部分电磁波在材料表面就已经被反射掉，如此，不仅会造成建筑物对电磁波的吸收率低，还会造成被反射的电磁波向空间散射的二次污染。因此，为使更多的电磁波入射到材料的内部，在整个吸波结构的表面设置电磁波透射层就显得尤为重要。目前，大多数的做法是通过直接向水泥基的普通混凝土中加入一些孔隙率高的材料，或者是直接增加水泥基材料本身的孔隙率来作为电磁波透射层，以改善材料表面与自由空间的阻抗匹配，降低电磁波的反射率。但是这种做法做出来的混凝土电磁波透射层在相关的力学性能方面却无法满足工程的需要，如抗压强度低，早期易塌模，无法保证内部孔隙率等，这就限制了水泥基透波材料在实际建筑结构中的应用。
碱激发胶凝材料是以强碱为激发剂，以水淬高炉矿渣、粉煤灰等为被激发材料反应生成的一种胶凝材料，其生产成本极低，原材料采用了矿渣、粉煤灰等工业废弃料，还减少了普通水泥基混凝土中水泥熟料生产时大量的碳排放对环境造成的伤害，是近年来新发展起来的一种环境友好型建筑材料。碱激发胶凝材料因具有强度高、水化热低、快硬性好、抗腐蚀性好、抗冻性好和护筋性好等诸多优异性能，且其生产工艺简单、投资少、能耗低、污染小、矿渣等工业废弃料利用率高，目前已成为建筑材料领域研究的热点。本发明以碱激发胶凝材料作为基底材料，并融入经改性的发泡聚苯乙烯，制得具有优异的电磁透射功能和满足建筑工程需要的力学性能的电磁波透射复合材料，以该复合材料制得的电磁波透射层具有很高的电磁透射率，且早期强度高，不易坍塌，孔隙率稳定，克服了水泥基透波材料的缺点，在建筑用吸波材料领域具有很好的发展和应用前景。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种电磁波透射复合材料及其制备方法。
为解决其技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种电磁波透射复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将碳酸氢钠加入环氧树脂胶中，混合均匀，得到混合物A；
(2)将硅烷偶联剂加入所述混合物A中，混合均匀，然后加入发泡聚苯乙烯颗粒，混合均匀，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，加入碱激发矿渣胶凝材料，混合均匀，得到混合物B；
(3)在所述混合物B初凝前，将其振动，以分离颗粒，将颗粒水浴加热，然后静置，得到改性发泡聚苯乙烯颗粒；
(4)将碱激发矿渣胶凝材料与所述改性发泡聚苯乙烯颗粒混合均匀，然后依次加入稳泡剂和发泡剂，混合均匀，然后迅速装入模具中，定型后拆模，得到试块；
(5)将所述试块进行蒸压、养护，得到所述电磁波透射复合材料。
发明人在研究中发现，发泡聚苯乙烯颗粒具有憎水性，难以在水中分散均匀，且其强度低、容重小，搅拌过程中容易上浮，不能满足使用要求。本发明对发泡聚苯乙烯颗粒进行了预处理，利用硅烷偶联剂对发泡聚苯乙烯颗粒进行了改性，使其由原来的憎水性转变为亲水性，同时还用预先加了碳酸氢钠粉末的环氧树脂胶和碱激发矿渣胶凝材料在发泡聚苯乙烯颗粒的表面形成一层外壳，如此，克服了发泡聚苯乙烯颗粒由于容重小而在搅拌中容易上浮的问题，也提高了发泡聚苯乙烯颗粒的强度。在胶凝材料初凝固化前，本发明还对经上述预处理的发泡聚苯乙烯颗粒进行水浴加热，如此，可使颗粒内的碳酸氢钠因受热分解而产生二氧化碳气体，从而使颗粒形成多孔结构，更利于电磁波的透射。与发泡聚苯乙烯颗粒相比，本发明制得的改性发泡聚苯乙烯颗粒不仅增加了容重，在搅拌中不会上浮，且表面为亲水性，在水中容易分散均匀，颗粒整体为多孔结构，电磁波透射性能好，强度高。
本发明将所述改性发泡聚苯乙烯颗粒加入碱激发矿渣胶凝材料中，并加入稳泡剂和发泡剂，制得电磁波透射复合材料。发泡剂产生的一系列相互之间独立的、不连通的且呈密闭状态的气泡可让复合材料形成多孔结构。同时，稳泡剂可让发泡剂产生的气泡更加稳定，从而使制得的复合材料的孔隙率稳定，电磁波透射性能更强。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述碱激发矿渣胶凝材料的制备方法为：将粉煤灰与矿渣混合并搅拌均匀，得到混合灰体，然后向所述混合灰体中加入碱激发剂，搅拌均匀，即得所述碱激发矿渣胶凝材料。优选地，所述搅拌在净浆搅拌机中进行。
本发明制备电磁波透射复合材料所用的碱激发矿渣胶凝材料中含有矿渣，矿渣中本身含有的一些金属成分等对电磁波具有损耗功能，如此，使得所述电磁波透射复合材料可以消耗吸收部分的电磁波。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述碱激发矿渣胶凝材料中，按质量比计，粉煤灰:矿渣＝(7:5)～(10:3)。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的粉煤灰和矿渣制备得到的胶凝材料的综合性能较优。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的最优选实施方式，所述碱激发矿渣胶凝材料中，按质量比计，粉煤灰:矿渣＝7:3。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的粉煤灰和矿渣制备得到的胶凝材料的综合性能最优。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述碱激发矿渣胶凝材料中，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.3～0.5)。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述碱激发矿渣胶凝材料中，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.4～0.5)。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的混合灰体和碱激发剂制备得到的胶凝材料，于发泡聚苯乙烯颗粒表面的包裹效果较好，从而使制得的改性发泡聚苯乙烯颗粒的性能较优。最优选地，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:0.4。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的混合灰体和碱激发剂制备得到的胶凝材料，于发泡聚苯乙烯颗粒表面的包裹效果最好，从而使制得的改性发泡聚苯乙烯颗粒的性能最优。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述碱激发矿渣胶凝材料中，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.3～0.35)。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的混合灰体和碱激发剂制备得到的胶凝材料，与改性发泡聚苯乙烯颗粒混合制得的复合材料的综合性能较优。最优选地，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:0.32。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的混合灰体和碱激发剂制备得到的胶凝材料，与改性发泡聚苯乙烯颗粒混合制得的复合材料的综合性能最优。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述碱激发剂的制备方法为：将水、水玻璃和氢氧化钠混合均匀，然后静置24h，即得所述碱激发剂。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝(45～55):1:2。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的原料制得的碱激发剂的性能较好，对被激发材料的激发效果较优。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的最优选实施方式，所述碱激发剂中，按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝50:1:2。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的原料制得的碱激发剂的性能最好，对被激发材料的激发效果最优。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝2～3g:20～30mL。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的碳酸氢钠和环氧树脂胶制备得到的混合物A的性能较优，于发泡聚苯乙烯颗粒表面的包裹效果较好，从而使制得的改性发泡聚苯乙烯颗粒的性能较优。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的最优选实施方式，所述步骤(1)中，按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝2.5g:25mL。发明人经过系列实验研究发现，以该配比的碳酸氢钠和环氧树脂胶制备得到的混合物A的性能最优，于发泡聚苯乙烯颗粒表面的包裹效果最好，从而使制得的改性发泡聚苯乙烯颗粒的性能最优。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)的发泡聚苯乙烯颗粒在使用前，先用去离子水洗净并烘干。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)的发泡聚苯乙烯颗粒在使用前，先用去离子水洗涤2～3次，然后在烘箱内烘干。优选地，所述烘干的温度为60～70℃，时间为12h。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂、混合物A、发泡聚苯乙烯颗粒和碱激发矿渣胶凝材料的配比为，硅烷偶联剂:混合物A:发泡聚苯乙烯颗粒:碱激发矿渣胶凝材料＝1～1.5mL:10～12mL:10～11mL:18～22g。发明人经过系列深入研究得到，以该配比的硅烷偶联剂、混合物A、发泡聚苯乙烯颗粒和碱激发矿渣胶凝材料制备改性发泡聚苯乙烯颗粒时，可使所述改性发泡聚苯乙烯颗粒形成理想的外壳。发泡聚苯乙烯颗粒的用量占比过大，或碱激发矿渣胶凝材料的用量占比过小，都会导致无法在发泡聚苯乙烯颗粒的表面形成理想的外壳。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的最优选实施方式，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂、混合物A、发泡聚苯乙烯颗粒和碱激发矿渣胶凝材料的配比为，硅烷偶联剂:混合物A:发泡聚苯乙烯颗粒:碱激发矿渣胶凝材料＝1mL:10mL:10mL:20g。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)的具体操作为：将硅烷偶联剂加入所述混合物A中，搅拌均匀，然后加入发泡聚苯乙烯颗粒，搅拌均匀，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，加入碱激发矿渣胶凝材料，搅拌均匀，得到混合物B。优选地，所述搅拌在净浆搅拌机中进行。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，将振动分离的颗粒在65～75℃的水浴中加热10～15min，然后静置24h，得到所述改性发泡聚苯乙烯颗粒。发明人经过系列深入研究得到，以该水浴条件对振动分离的颗粒进行水浴加热时，能得到具有较好多孔结构的改性发泡聚苯乙烯颗粒。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，在混合物B初凝前，将混合物B倒在塑料盘中，然后放在振动台上振动分离颗粒。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，按质量比计，碱激发矿渣胶凝材料:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝(4～6):1。发明人经过系列深入研究得到，碱激发矿渣胶凝材料和改性发泡聚苯乙烯颗粒以该配比混合时，所得的复合材料既具有优异的电磁波透射性能，又具有优异的力学性能。若碱激发矿渣胶凝材料的用量占比过大，会影响复合材料的电磁波透射性能；若改性发泡聚苯乙烯颗粒的用量占比过大，会影响复合材料的强度等力学性能。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的最优选实施方式，所述步骤(4)中，按质量比计，碱激发矿渣胶凝材料:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝5:1。发明人经过系列深入研究得到，碱激发矿渣胶凝材料和改性发泡聚苯乙烯颗粒以该配比混合时，所得的复合材料的综合性能最优。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，稳泡剂、发泡剂和改性发泡聚苯乙烯颗粒的配比为，稳泡剂:发泡剂:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝2～4g:5～7mL:40～50g。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的最优选实施方式，所述步骤(4)中，稳泡剂、发泡剂和改性发泡聚苯乙烯颗粒的配比为，稳泡剂:发泡剂:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝2g:5mL:44g。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，稳泡剂为阿拉伯树胶粉。作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，发泡剂为FP-180动物性发泡剂。本发明所用的FP-180动物性发泡剂购自山东沂科泰建筑新技术应用有限公司，本发明对其不作限定，其实施皆在本发明的保护范围之内。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)的具体操作为：将碱激发矿渣胶凝材料与改性发泡聚苯乙烯颗粒混合，并搅拌均匀，然后依次加入稳泡剂和发泡剂，搅拌均匀，然后迅速装入模具中，使混合物料在模具中成型后割去面包头，然后拆模，得到试块。优选地，所述搅拌在净浆搅拌机中进行。
作为本发明所述电磁波透射复合材料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(5)中，将试块放入蒸压釜中，175～185℃下蒸压8h，然后放入养护箱中养护3天，得到所述电磁波透射复合材料。优选地，所述养护箱的温度为20℃、湿度为95％。优选地，所述蒸压的温度为180℃。发明人经过系列深入研究得到，以该蒸压条件对试块进行蒸压处理时，得到的复合材料具有较好的多孔结构。
一种电磁波透射复合材料，其由本发明所述的电磁波透射复合材料的制备方法制得。
此外，本发明的目的还在于提供所述电磁波透射复合材料的应用，尤其是所述电磁波透射复合材料在吸波材料领域的应用。优选地，所述电磁波透射复合材料在建筑用吸波材料领域的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明以粉煤灰和矿渣作为被激发材料，与碱激发剂反应生成胶凝材料，并加入了经本发明改性处理的改性发泡聚苯乙烯颗粒、稳泡剂和发泡剂，制备出具有多孔结构的电磁波透射复合材料。与普通的水泥基混凝土相比，本发明的电磁波透射复合材料不仅具有很高的电磁波透射率，电磁波透射性能优异，还具有很好的力学性能，抗压强度高、抗冻性和抗腐蚀性好，不易坍塌，孔隙率稳定，制备成本低，环保无污染，在建筑吸波材料中具有很好的应用前景。以本发明的电磁波透射复合材料制备吸波材料表面的电磁波透射层，能有效改善吸波材料表面的阻抗特性，让更多的电磁波入射到吸波材料的内部，降低吸波材料表面对电磁波的反射率。
附图说明
图1为实施例1、对比例1和对比例2的材料的电磁波反射损耗随频率的变化图。
具体实施方式
为更清楚地表述本发明的技术方案，下面结合具体实施例进一步说明，但不能用于限制本发明，此仅是本发明的部分实施例而已。如无特别说明，本发明实施例所采用的方法均为现有常规方法。本发明所用原料均可通过商业途径购买得到，本发明对其不作限定。
本发明实施例提供一种电磁波透射复合材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)制备碱激发剂：将水、水玻璃和氢氧化钠混合，搅拌均匀，然后静置24h，得到碱激发剂；按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝(45～55):1:2；
(2)制备第一种碱激发矿渣胶凝材料：将粉煤灰和矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌均匀，得到混合灰体，然后加入碱激发剂，搅拌均匀，得到第一种碱激发矿渣胶凝材料；按质量比计，粉煤灰:矿渣＝(7:5)～(10:3)，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.4～0.5)；
(3)将碳酸氢钠加入环氧树脂胶中，搅拌均匀，得到混合物A；按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝2～3g:20～30mL；
(4)将发泡聚苯乙烯颗粒先用去离子水洗涤2～3次，然后在60～70℃的烘箱中烘干，烘干时间为12h；
(5)将硅烷偶联剂加入混合物A中，混合均匀，然后加入经步骤(4)处理的发泡聚苯乙烯颗粒，然后用搅拌器搅拌均匀，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，再加入第一种碱激发矿渣胶凝材料，并在净浆搅拌机中搅拌均匀，得到混合物B；硅烷偶联剂、混合物A、发泡聚苯乙烯颗粒和第一种碱激发矿渣胶凝材料的配比为，硅烷偶联剂:混合物A:发泡聚苯乙烯颗粒:第一种碱激发矿渣胶凝材料＝1～1.5mL:10～12mL:10～11mL:18～22g；
(6)在混合物B初凝前，将其倒在一个塑料盘中，然后放在振动台上振动分离颗粒，将振动后的颗粒在65～75℃的水浴中加热10～15min，然后静置24h，得到改性发泡聚苯乙烯颗粒；
(7)制备第二种碱激发矿渣胶凝材料：将粉煤灰和矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌均匀，得到混合灰体，然后加入碱激发剂，搅拌均匀，得到第二种碱激发矿渣胶凝材料；按质量比计，粉煤灰:矿渣＝(7:5)～(10:3)；按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.3～0.35)；
(8)将第二种碱激发矿渣胶凝材料和改性发泡聚苯乙烯颗粒加入净浆搅拌机中，搅拌均匀，然后依次加入稳泡剂和发泡剂，搅拌均匀，然后迅速装入模具中，使混合物料在模具中成型后割去面包头，然后拆模，得到试块；按质量比计，第二种碱激发矿渣胶凝材料:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝(4～6):1；稳泡剂、发泡剂和改性发泡聚苯乙烯颗粒的配比为，稳泡剂:发泡剂:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝2～4g:5～7mL:40～50g；稳泡剂为阿拉伯树胶粉，发泡剂为FP-180动物性发泡剂；
(9)将试块放入蒸压釜中，175～185℃下蒸压8h，然后放入温度为20℃、湿度为95％的养护箱中养护3天，得到电磁波透射复合材料。
实施例1
本实施例1提供一种电磁波透射复合材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)制备碱激发剂：将水、水玻璃和氢氧化钠混合，搅拌8～10min，然后静置24h，得到碱激发剂；按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝50:1:2；
(2)制备第一种碱激发矿渣胶凝材料：将粉煤灰和矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入碱激发剂，搅拌4～5min，得到第一种碱激发矿渣胶凝材料；按质量比计，粉煤灰:矿渣＝7:3，混合灰体:碱激发剂＝1:0.4；
(3)将碳酸氢钠加入环氧树脂胶中，搅拌3～5min，得到混合物A；按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝1g:10mL；
(4)将发泡聚苯乙烯颗粒先用去离子水洗涤2～3次，然后在65℃的烘箱中烘干，烘干时间为12h；
(5)将10mL的硅烷偶联剂加入100mL的混合物A中，混合均匀，然后加入经步骤(4)处理的发泡聚苯乙烯颗粒100mL，然后用搅拌器搅拌4～5min，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，再加入200g第一种碱激发矿渣胶凝材料，并在净浆搅拌机中搅拌30～35s，得到混合物B；
(6)在混合物B初凝前，将其倒在一个直径为30cm的塑料盘中，然后放在振动台上振动30～45s，以分离颗粒，将振动后的颗粒在70℃的水浴中加热10～15min，然后静置24h，得到改性发泡聚苯乙烯颗粒；
(7)制备第二种碱激发矿渣胶凝材料：将140g粉煤灰和60g矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入64g碱激发剂，搅拌4～5min，得到第二种碱激发矿渣胶凝材料；
(8)将200g第二种碱激发矿渣胶凝材料和40g改性发泡聚苯乙烯颗粒加入净浆搅拌机中，搅拌4～5min，使其混合均匀，然后依次加入2g阿拉伯树胶粉和5mL FP-180动物性发泡剂，搅拌20～25s，然后迅速将搅拌好的材料装入模具中并静置3h，成型后割去面包头，然后拆模，得到试块；
(9)将试块放入蒸压釜中，180℃下蒸压8h，然后放入温度为20℃、湿度为95％的养护箱中养护3天，得到所述电磁波透射复合材料。
实施例2
本实施例2提供一种电磁波透射复合材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)制备碱激发剂：将水、水玻璃和氢氧化钠混合，搅拌8～10min，然后静置24h，得到碱激发剂；按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝45:1:2；
(2)制备第一种碱激发矿渣胶凝材料：将粉煤灰和矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入碱激发剂，搅拌4～5min，得到第一种碱激发矿渣胶凝材料；按质量比计，粉煤灰:矿渣＝7:5，混合灰体:碱激发剂＝1:0.45；
(3)将碳酸氢钠加入环氧树脂胶中，搅拌3～5min，得到混合物A；按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝2g:30mL；
(4)将发泡聚苯乙烯颗粒先用去离子水洗涤2～3次，然后在60℃的烘箱中烘干，烘干时间为12h；
(5)将12mL的硅烷偶联剂加入110mL的混合物A中，混合均匀，然后加入经步骤(4)处理的发泡聚苯乙烯颗粒105mL，然后用搅拌器搅拌4～5min，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，再加入180g第一种碱激发矿渣胶凝材料，并在净浆搅拌机中搅拌30～35s，得到混合物B；
(6)在混合物B初凝前，将其倒在一个直径为30cm的塑料盘中，然后放在振动台上振动30～45s，以分离颗粒，将振动后的颗粒在65℃的水浴中加热10～15min，然后静置24h，得到改性发泡聚苯乙烯颗粒；
(7)制备第二种碱激发矿渣胶凝材料：将140g粉煤灰和100g矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入72g碱激发剂，搅拌4～5min，得到第二种碱激发矿渣胶凝材料；
(8)将200g第二种碱激发矿渣胶凝材料和50g改性发泡聚苯乙烯颗粒加入净浆搅拌机中，搅拌4～5min，使其混合均匀，然后依次加入3g阿拉伯树胶粉和6mL FP-180动物性发泡剂，搅拌20～25s，然后迅速将搅拌好的材料装入模具中并静置3h，成型后割去面包头，然后拆模，得到试块；
(9)将试块放入蒸压釜中，175℃下蒸压8h，然后放入温度为20℃、湿度为95％的养护箱中养护3天，得到所述电磁波透射复合材料。
实施例3
本实施例3提供一种电磁波透射复合材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)制备碱激发剂：将水、水玻璃和氢氧化钠混合，搅拌8～10min，然后静置24h，得到碱激发剂；按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝55:1:2；
(2)制备第一种碱激发矿渣胶凝材料：将粉煤灰和矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入碱激发剂，搅拌4～5min，得到第一种碱激发矿渣胶凝材料；按质量比计，粉煤灰:矿渣＝10:3，混合灰体:碱激发剂＝1:0.5；
(3)将碳酸氢钠加入环氧树脂胶中，搅拌3～5min，得到混合物A；按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝3g:20mL；
(4)将发泡聚苯乙烯颗粒先用去离子水洗涤2～3次，然后在70℃的烘箱中烘干，烘干时间为12h；
(5)将15mL的硅烷偶联剂加入120mL的混合物A中，混合均匀，然后加入经步骤(4)处理的发泡聚苯乙烯颗粒110mL，然后用搅拌器搅拌4～5min，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，再加入220g第一种碱激发矿渣胶凝材料，并在净浆搅拌机中搅拌30～35s，得到混合物B；
(6)在混合物B初凝前，将其倒在一个直径为30cm的塑料盘中，然后放在振动台上振动30～45s，以分离颗粒，将振动后的颗粒在75℃的水浴中加热10～15min，然后静置24h，得到改性发泡聚苯乙烯颗粒；
(7)制备第二种碱激发矿渣胶凝材料：将200g粉煤灰和60g矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入91g碱激发剂，搅拌4～5min，得到第二种碱激发矿渣胶凝材料；
(8)将240g第二种碱激发矿渣胶凝材料和40g改性发泡聚苯乙烯颗粒加入净浆搅拌机中，搅拌4～5min，使其混合均匀，然后依次加入4g阿拉伯树胶粉和7mL FP-180动物性发泡剂，搅拌20～25s，然后迅速将搅拌好的材料装入模具中并静置3h，成型后割去面包头，然后拆模，得到试块；
(9)将试块放入蒸压釜中，185℃下蒸压8h，然后放入温度为20℃、湿度为95％的养护箱中养护3天，得到所述电磁波透射复合材料。
实施例4
本实施例4提供一种电磁波透射复合材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)制备碱激发剂：将水、水玻璃和氢氧化钠混合，搅拌8～10min，然后静置24h，得到碱激发剂；按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝48:1:2；
(2)制备第一种碱激发矿渣胶凝材料：将粉煤灰和矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入碱激发剂，搅拌4～5min，得到第一种碱激发矿渣胶凝材料；按质量比计，粉煤灰:矿渣＝8:3，混合灰体:碱激发剂＝1:0.4；
(3)将碳酸氢钠加入环氧树脂胶中，搅拌3～5min，得到混合物A；按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝1g:10mL；
(4)将发泡聚苯乙烯颗粒先用去离子水洗涤2～3次，然后在70℃的烘箱中烘干，烘干时间为12h；
(5)将13mL的硅烷偶联剂加入110mL的混合物A中，混合均匀，然后加入经步骤(4)处理的发泡聚苯乙烯颗粒108mL，然后用搅拌器搅拌4～5min，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，再加入210g第一种碱激发矿渣胶凝材料，并在净浆搅拌机中搅拌30～35s，得到混合物B；
(6)在混合物B初凝前，将其倒在一个直径为30cm的塑料盘中，然后放在振动台上振动30～45s，以分离颗粒，将振动后的颗粒在75℃的水浴中加热10～15min，然后静置24h，得到改性发泡聚苯乙烯颗粒；
(7)制备第二种碱激发矿渣胶凝材料：将170g粉煤灰和80g矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入80g碱激发剂，搅拌4～5min，得到第二种碱激发矿渣胶凝材料；
(8)将220g第二种碱激发矿渣胶凝材料和40g改性发泡聚苯乙烯颗粒加入净浆搅拌机中，搅拌4～5min，使其混合均匀，然后依次加入3.5g阿拉伯树胶粉和6.5mL FP-180动物性发泡剂，搅拌20～25s，然后迅速将搅拌好的材料装入模具中并静置3h，成型后割去面包头，然后拆模，得到试块；
(9)将试块放入蒸压釜中，185℃下蒸压8h，然后放入温度为20℃、湿度为95％的养护箱中养护3天，得到所述电磁波透射复合材料。
对比例1
一种碱激发矿渣胶凝材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)制备碱激发剂：将水、水玻璃和氢氧化钠混合，搅拌8～10min，然后静置24h，得到碱激发剂；按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝50:1:2；
(2)制备碱激发矿渣胶凝材料：将140g粉煤灰和60g矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入64g碱激发剂，搅拌4～5min，得到碱激发矿渣胶凝材料。
对比例2
一种复合材料，其制备方法包括如下步骤：
(1)制备碱激发剂：将水、水玻璃和氢氧化钠混合，搅拌8～10min，然后静置24h，得到碱激发剂；按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝50:1:2；
(2)制备碱激发矿渣胶凝材料：将140g粉煤灰和60g矿渣加入净浆搅拌机中，搅拌120～150s，得到混合灰体，然后加入64g碱激发剂，搅拌4～5min，得到碱激发矿渣胶凝材料；
(3)将200g碱激发矿渣胶凝材料和40g发泡聚苯乙烯颗粒加入净浆搅拌机中，搅拌4～5min，使其混合均匀，然后依次加入2g阿拉伯树胶粉和5mL FP-180动物性发泡剂，搅拌20～25s，然后迅速将搅拌好的材料装入模具中并静置3h，成型后割去面包头，然后拆模，得到试块；
(4)将试块放入蒸压釜中，180℃下蒸压8h，然后放入温度为20℃、湿度为95％的养护箱中养护3天，得到复合材料。
对比例2使用的发泡聚苯乙烯颗粒为市售购买的普通发泡聚苯乙烯颗粒，且使用前未对其作任何预处理。
效果例
1.电磁波透性能测试
将实施例1的电磁波透射复合材料、对比例1的碱激发矿渣胶凝材料和对比例2的复合材料制成同等规格的样板，进行电磁波性能测试。
测试方法(弓形法)：在微波暗室中，从发射天线经过参考金属板再到达接收天线的电磁波功率为P1，将参考金属板换为样板后到达接收天线的功率为P2，吸波材料的吸波反射率为：┏＝10㏒(P1/P2)。
测试结果如图1所示，图1中，A1为对比例1的碱激发矿渣胶凝材料制成的样板的电磁波反射损耗随频率的变化曲线，A2为对比例2的复合材料制成的样板的电磁波反射损耗随频率的变化曲线，A3为实施例1的电磁波透射复合材料制成的样板的电磁波反射损耗随频率的变化曲线。
结果分析：从图1可看出，用实施例1的电磁波透射复合材料制成的样板的电磁波透射性能最好，还可看出，与胶凝材料相比，本发明的电磁波透射复合材料具有明显更优异的电磁透射性能，也说明本发明制备的改性发泡聚苯乙烯颗粒能有效提高复合材料的电磁透射性能。
本发明的实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将碳酸氢钠加入环氧树脂胶中，混合均匀，得到混合物A；
(2)将硅烷偶联剂加入所述混合物A中，混合均匀，然后加入发泡聚苯乙烯颗粒，混合均匀，待发泡聚苯乙烯颗粒的表面完全被湿润后，加入碱激发矿渣胶凝材料，混合均匀，得到混合物B；
(3)在所述混合物B初凝前，将其振动，以分离颗粒，将颗粒水浴加热，然后静置，得到改性发泡聚苯乙烯颗粒；
(4)将碱激发矿渣胶凝材料与所述改性发泡聚苯乙烯颗粒混合均匀，然后依次加入稳泡剂和发泡剂，混合均匀，然后迅速装入模具中，定型后拆模，得到试块；
(5)将所述试块进行蒸压、养护，得到所述电磁波透射复合材料。
2.如权利要求1所述的电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，所述碱激发矿渣胶凝材料的制备方法为：将粉煤灰与矿渣混合均匀，得到混合灰体，然后向所述混合灰体中加入碱激发剂，混合均匀，即得所述碱激发矿渣胶凝材料；
优选地，按质量比计，粉煤灰:矿渣＝(7:5)～(10:3)；最优选地，按质量比计，粉煤灰:矿渣＝7:3；
优选地，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.3～0.5)；
优选地，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.4～0.5)；
优选地，按质量比计，混合灰体:碱激发剂＝1:(0.3～0.35)。
3.如权利要求2所述的电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，所述碱激发剂的制备方法为：将水、水玻璃和氢氧化钠混合均匀，然后静置24h，即得所述碱激发剂；
优选地，按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝(45～55):1:2；最优选地，按质量比计，水:水玻璃:氢氧化钠＝50:1:2。
4.如权利要求1所述的电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝2～3g:20～30mL；优选地，所述步骤(1)中，按质量体积比计，碳酸氢钠:环氧树脂胶＝2.5g:25mL。
5.如权利要求1所述的电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的发泡聚苯乙烯颗粒在使用前，先用去离子水洗净并烘干；
所述步骤(2)中，硅烷偶联剂、混合物A、发泡聚苯乙烯颗粒和碱激发矿渣胶凝材料的配比为，硅烷偶联剂:混合物A:发泡聚苯乙烯颗粒:碱激发矿渣胶凝材料＝1～1.5mL:10～12mL:10～11mL:18～22g；最优选地，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂、混合物A、发泡聚苯乙烯颗粒和碱激发矿渣胶凝材料的配比为，硅烷偶联剂:混合物A:发泡聚苯乙烯颗粒:碱激发矿渣胶凝材料＝1mL:10mL:10mL:20g。
6.如权利要求1所述的电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将颗粒在65～75℃的水浴中加热10～15min，然后静置24h，得到所述改性发泡聚苯乙烯颗粒。
7.如权利要求1所述的电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，按质量比计，碱激发矿渣胶凝材料:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝(4～6):1；最优选地，所述步骤(4)中，按质量比计，碱激发矿渣胶凝材料:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝5:1；
所述步骤(4)中，稳泡剂、发泡剂和改性发泡聚苯乙烯颗粒的配比为，稳泡剂:发泡剂:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝2～4g:5～7mL:40～50g；最优选地，所述步骤(4)中，稳泡剂、发泡剂和改性发泡聚苯乙烯颗粒的配比为，稳泡剂:发泡剂:改性发泡聚苯乙烯颗粒＝2g:5mL:44g；
优选地，所述步骤(4)中，稳泡剂为阿拉伯树胶粉；
优选地，所述步骤(4)中，发泡剂为FP-180动物性发泡剂；
优选地，所述步骤(4)的具体操作为：将碱激发矿渣胶凝材料与改性发泡聚苯乙烯颗粒混合并搅拌均匀，然后依次加入稳泡剂和发泡剂，搅拌均匀，然后迅速装入模具中，使混合物料在模具中成型后割去面包头，然后拆模，得到试块。
8.如权利要求1所述的电磁波透射复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，将试块放入蒸压釜中，175～185℃下蒸压8h，然后放入养护箱中养护3天，得到所述电磁波透射复合材料；
优选地，所述养护箱的温度为20℃、湿度为95％。
9.一种电磁波透射复合材料，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的电磁波透射复合材料的制备方法制得。
10.如权利要求9所述的电磁波透射复合材料在吸波材料领域的应用；优选地，如权利要求9所述的电磁波透射复合材料在建筑用吸波材料领域的应用。
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