CN113543618B - 汽车内空间电磁辐射防护方法、防护材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车内空间电磁辐射防护方法、防护材料及其制备方法,该汽车内空间电磁辐射防护方法,包括如下步骤:制备汽车电磁辐射防护材料;以汽车内多个设定频率范围的电磁辐射源为投影源,以各电磁辐射源发射的电磁波传播方向为投影方向,以车内司乘人员身体的躯干部分所在的局部立体空间为目标设置保护投影区;在各投影源的投影方向与保护投影区之间,设置一处或多处汽车电磁辐射防护材料;本发明通过电磁辐射防护材料的合理设置、使其在车内局部空间形成多个保护投影区,实现对车内特定的局部空间区域、特定的0.9MHz‑1.8GHz频段的电磁辐射进行吸收和屏蔽,满足汽车内部乘员电磁辐射防护、同时不影响正常通讯的需求。
Description
技术领域
本发明涉及电磁防护与材料技术领域,特别是涉及一种汽车内空间电磁辐射防护方法、防护材料及其制备方法。
背景技术
随着汽车的电动化、智能化,汽车采用的电机、电池、电控及电器、通讯等电子设备越来越多,汽车上乘员暴露在电磁环境中,会受到来自车内各种干扰源发射的电磁波的辐射影响,其人身安全受到一定的威胁,而在具有较多的电子电器设备的电动汽车中,这种危害尤为严重。
随着各类汽车中特别是电动汽车中电子、电器设备的广泛应用,汽车中各种电磁辐射对人体健康的影响也越来越引起人们的广泛关注。目前汽车的辐射频率主要是0.9MHz-1.8GHz的电磁辐射,这是一种非电离辐射,它对人体健康的损害是长期的、慢性的。由于汽车内的电磁环境非常复杂,人体处在该环境中易造成伤害。从人体射频安全的角度出发,各国都在制定电磁兼容指令及标准。从目前美国、欧洲、澳大利亚、日本等国颁布的电磁兼容指令及标准来看,都是基于电磁剂量学研究的成果,要求采用比吸收率SAR(SpecialAbsorptionRate)来评估人体所受的电磁辐射量的大小。最基本的电磁辐射限值是在10MHz-6GHz范围内,非受控条件下全身平均的SAR值应小于0.08W/kg,而受控环境下任意6min全身平均的SAR值应小于0.4W/kg。
同时,近年来随着各种电动汽车、智能化混动汽车以及升级改进的传统燃油汽车大量投入市场,作为人们日常出行的最重要工具,司乘人员在汽车内停留的时间越来越长,尤其是一些从事运输业的从业人员,比如出租车司机、大货车、大客车司机等,会长期暴露在具有复杂电磁辐射的电动汽车内,保障乘员的人身安全性就显得极为重要。虽然目前各类汽车的电磁辐射的剂量都是控制在安全标准内,但是,由于长时间持续在车内司乘人员受到的电磁辐射剂量会缓慢的累积,而累积的吸收剂量会较大的影响人类机体的各项功能。由于人类机体本身有一套平衡的电环境,而且人类机体神经元传递信息也是依靠发送电信号,外界长期的电磁辐射必然会破坏人体电磁环境的平衡,从而对身体机能产生一定的影响。已有研究表明电磁波的吸收剂量超标会对人体的精力和体力产生影响,造成人体的免疫功能、记忆力和判断力的下降。纯电动汽车车内电磁环境复杂,处在其中的人体必然会受到来自车内各类电器设备产生的电磁辐射的影响,其中天线、电机、DC-DC变换器等辐射量最大,是主要的干扰源,其工作过程中发出低频和中频电磁辐射对人体安全的影响最大。
目前,为了消除电磁波辐射的影响,通常采用屏蔽结合吸收的方法,各种金属以及铁氧体制备成的粉末、纤维、块材被用于作为屏蔽吸波材料的吸收剂,将其与有机物混合成型就可以制备成各种所需形状的吸波材料。为了获得更佳的电磁波吸收性能(更宽的吸收频段),可以通常采取不同填充比例的吸波材料进行多层设计,而将吸波材料与电磁屏蔽材料结合成为复合材料后,入射电磁波经吸波材料层第一次吸收后,绝大部分转化为热能损耗,少部分电磁波经过透射后被屏蔽材料层反射,再被吸波材料层二次吸收,这种设计可以尽可能的增大电磁波的功率损耗,因此吸波屏蔽材料是一类十分重要的复合材料。
现有技术中,中国专利申请号为CN201922466422.9的实用新型专利公开了一种复合型吸波屏蔽材料,包括离型层、屏蔽材料层与吸波材料层;所述的离型层包括离型膜层与第一胶黏剂层;所述的屏蔽材料层包括高频屏蔽层与低频屏蔽层,且两层之间通过第二胶黏剂层粘接;所述的吸波材料层为由一层或两层吸波材料组成,且每层材料由一种或一种以上吸波填料与高分子基材组成的复合材料层,且当层数为两层时,两层中间通过第三胶黏剂层粘接。上述方案通过将不同厚度、不同功能的吸波材料或屏蔽材料,按照一定顺序复合成为整体的复合材料,使用时,吸波材料层在靠近电磁波源一侧,屏蔽材料层在远离电磁波源一侧,具有电磁吸收和屏蔽的功效。
但是该专利技术提供的复合型吸波屏蔽材料,其总厚度在1mm以下,仅适用高频和中频波段的电磁波吸收与电磁干扰抑制,并不能针对0.9MHz-1.8GHz的电磁辐射进行有效的吸收和屏蔽,特别是其不能根据车内乘员的需要对特定的空间区域提供差别性的保护。由于在汽车内部的乘员(分别坐在不同的位置上)所受到的辐射频率及强度均不同,其需要采取的保护强度也不同;同时,乘员往往还存在着需要使用移动智能手机、无线耳机(蓝牙)等各种无线设备,如果对整个汽车内部空间进行无差别的电磁屏蔽,则其对于820Mhz-2.4GHz之间的无线通讯信号造成严重影响,使上述设备无法使用,因此必须对车内空间进行差别性的保护,以达到即能保护车内乘员人员安全,又不影响正常的无线通讯。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术中的上述不足,本发明的目的在于,提供一种汽车内空间电磁辐射防护方法,通过电磁辐射防护材料的合理设置、使其在车内局部空间形成并保持多个保护投影区,实现对车内特定的局部空间区域、特定的0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射进行吸收和屏蔽,满足汽车内部乘员电磁辐射防护、同时不影响车内乘员正常无线通讯的需求;
本发明还提供一种汽车电磁辐射防护材料,通过同步改进结构、组分及制备工艺,将屏蔽层、电磁波吸收层及散射层有机的组合在一起,在特定的车内局部空间区域、对0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射进行吸收和屏蔽,同时不影响车内乘员正常无线通讯;
本发明还提供该汽车电磁辐射防护材料的制备方法,通过合理设计产品结构,改进各组成部分的材料组分与工艺,以减少制备步骤、易于加工、降低制造成本。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明实施例提供的技术方案是:
一种汽车内空间电磁辐射防护方法,其特征在于,其包括如下步骤:制备具有层状复合结构的汽车电磁辐射防护材料,其包括从上到下依次层叠连接的屏蔽层、电磁波吸收层及散射层,总厚度不小于20mm;以汽车内多个设定频率范围的电磁辐射源为投影源,以各电磁辐射源发射的电磁波传播方向为投影方向,以车内司乘人员身体的躯干部分所在的局部立体空间为目标设置保护投影区;在各投影源的投影方向与保护投影区之间,设置一处或多处汽车电磁辐射防护材料,由其吸收或反射各投影源在朝向保护投影区的投影方向上的、0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射,形成并保持大于司乘人员身体躯干部分立体空间的保护投影区,避免该电磁辐射穿过处于保护投影区内的司乘人员身体的躯干部分,同时对于所述保护投影区以外以及0.9MHz-1.8GHz频段之外的电磁辐射则不进行吸收和屏蔽,避免影响车内乘员的无线通讯。
将所述的汽车电磁辐射防护材料制备为脚垫、坐垫或座椅材料,分别设置于各电磁辐射源的上方,或者保护投影区的前方、下方、后方,由其将各电磁辐射源发射的经过保护投影区的电磁波回路切断。
所述的汽车内空间电磁辐射防护方法,其还包括如下步骤:
P1:首先针对不同车型的车辆,通过电磁辐射移动测量装置,检测车内各处局部空间在不同工况下的电磁辐射频率与辐射强度范围;
P2:根据最宽频率范围和/或最大电磁辐射强度工况下的测量数据,构建电磁辐射分布地图;
P3:然后根据该电磁辐射分布地图,生成针对各车内局部空间的保护投影区,以及包括电磁辐射防护材料的形状、面积、预定位置在内的防护方案;
P4:根据防护方案将该防护材料制备分别为对应的脚垫、坐垫或座椅的防护材料,并分别设置在预定位置上,由其在车内局部空间形成保护投影区;
P5:使车辆分别达到最宽频率范围和/或最大电磁辐射强度的工况,再次检测车内各处保护投影区在该工况下的电磁辐射频率与辐射强度,验证对各保护投影区的电磁辐射防护性能是否达到设计要求。
一种汽车电磁辐射防护材料,其为层状复合结构材料,包括从上到下依次层叠连接的屏蔽层、电磁波吸收层及散射层,总厚度不小于20mm;其中屏蔽层为最上层,所述电磁波吸收层设置于屏蔽层和散射层之间;所述屏蔽层内部还设置有多层网状的铁镍合金层,所述电磁波吸收层的下表面垂直设有多个锥形凸起,该锥形凸起的横向截面积由上至下逐渐缩小,且该锥形凸起与电磁波吸收层为一体设置,所述散射层与所述电磁波吸收层相邻的一侧设置有多个与所述锥形凸起相适配的凹槽,该锥形凸起与所述凹槽相嵌合;该层状复合结构材料在车内特定的局部空间区域形成保护投影区、对0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射,进行吸收和屏蔽。
所述铁镍合金层设置有三层,三层之间相互平行设置,所述屏蔽层将三层铁镍合金层完全包覆在其内部;所述的铁镍合金层还设有向外伸出的接地引线,使用时与车体的接地端连接。
所述锥形凸起的横向截面呈矩形,且该锥形凸起的纵向截面呈三角形,多个所述锥形凸起呈矩形阵列分布于所述电磁波吸收层的下表面;该所述锥形凸起的高度为8mm-12mm。
所述屏蔽层由聚氨酯材料制成的层状构件,其厚度为2mm-4mm;所述电磁波吸收由片状羰基铁粉材料与聚氨酯材料混合制成的层状构件,其厚度为12mm-14mm;所述散射层由聚氨酯硬质泡沫材料、短铁纤维材料和粉状活性炭材料制成的层状构件,其厚度为2mm-4mm。
所述的汽车电磁辐射防护材料,其还包括踩踏层和防滑底层,所述踩踏层设置于屏蔽层的上表面,所述防滑底层设置于所述散射层的下表面;所述踩踏层为丝纤维、软纤维、呢绒、高弹丝、PVC丝中的任意一种材料制成的层状构件,其厚度为5-7mm;所述防滑底层为防滑颗粒橡胶材质材料制成的层状构件,其厚度为3-5mm。
一种前述汽车电磁辐射防护材料的制备方法,其包括如下步骤:
S1:制备铁镍合金层,然后将铁镍合金层与聚氨酯依次加入到成型模具内,接下来开启硫化机进行加热处理,得到带有铁镍合金层的屏蔽层,备用;
S2:将步骤S1中制备得到的屏蔽层放入到角锥型成型模具底部,然后取片状羰基铁粉与和聚氨酯混合均匀后加入到该角锥型成型模具内,接下来开启硫化机进行加热处理,得到带有屏蔽层和电磁波吸收层的结合层,备用;
S3:将步骤S2中制备得到的结合层放入另一成型模具底部,然后取聚氨酯硬质泡沫、短铁纤维和粉状活性炭混合均匀后加入到该模具内,接下来开启硫化机进行加热处理,得到厚度为20mm-25mm的电磁辐射防护材料。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供的汽车内空间电磁辐射防护方法、材料及制备方法,具备以下有益效果:
(1)本发明提供的汽车内空间电磁辐射防护方法,采用汽车电磁辐射防护材料对车内空间进行局部区隔、区别处理,其以汽车内多个设定频率范围的电磁辐射源为投影源,以各电磁辐射源发射的电磁波传播方向为投影方向,以车内司乘人员身体的躯干部分所在的局部立体空间为目标,形成并保持大于司乘人员身体躯干部分立体空间的保护投影区,吸收或屏蔽经过该保护投影区内的设定频率范围的电磁辐射,避免该电磁辐射穿过处于保护投影区内的司乘人员身体的躯干部分,从而保障车内乘员的人体生物电磁辐射暴露的健康和安全,其防护效果比现有国家或者国际标准提高10倍以上,特别是可以防止乘员在长时间驾乘汽车的过程中所出现的辐射剂量的持续累积。但是,该汽车电磁辐射防护材料保护投影区之外以及设定的频率范围之外的电磁辐射并不吸收或反射。因此,本发明在对车内局部空间进行屏蔽保护的同时,还可以改进汽车各类电子电器之间的EMC性能,而且不影响其车内乘员与设备之间正常的无线通讯和工作。
(2)本发明提供的汽车内空间电磁辐射防护方法,将所述的汽车电磁辐射防护材料制备为脚垫、坐垫或座椅材料,分别设置于各电磁辐射源的上方,或者保护投影区的前方、下方、后方,由其将各电磁辐射源发射的经过保护投影区的电磁波回路切断,但是在保护投影区的上方不设置防护材料,是为了避免无线通讯信号被阻断、影响乘员正常的无线通讯;同时,通过保护投影区的前方、下方、后方之一或其组合位置上合理设置防护材料,即可获得保护投影区,从而避免在该保护投影区的上方设置防护材料。
(3)本发明提供的电磁辐射防护材料及其制备方法,通过合理的改进其结构设计,采用有机结合的方式将屏蔽层、电磁波吸收层及散射层组合配合在一起,总厚度不小于20mm,大幅提高了对电磁波的屏蔽效果,以及对低频与高频电磁波的有效吸收,实现了对特定0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射的吸收、屏蔽效果;使该电磁辐射防护材料可针对电动汽车内复杂电磁环境提供不同区域的差别性防护,在保护车内人员安全的基础上,能够保证乘员(含驾驶员和乘客)的无线通讯等设备正常使用;
(4)本发明提供的电磁辐射防护材料及其制备方法,通过屏蔽层、电磁波吸收层和散射层之间的配合使用、达到不小于20mm的厚度,可以针对车内特定空间、特定0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射实现的吸收、屏蔽效果,而对于高出该频段和特定空间之外的的电磁波信号,则不进行吸收和屏蔽;在汽车工作时,当电动机、电池组、电控系统等相关设备产生电磁辐射后,电磁波首先经过防护材料的散射层,通过散射层的散射性加快了电磁波的干涉相消以及传播速度,使该电磁波被快速传递到电磁波吸收层内被吸收或者抵消,并且配合电磁波吸收层的层介电常数与磁导率,也大幅提升了对宽频段吸收电磁波的吸收效果,再结合电磁波吸收层上部的屏蔽层的屏蔽性能以及铁镍合金层的高磁导率与高导电性,能同时吸收、屏蔽该频段的电磁辐射,形成投影保护区。
(5)本发明提供的电磁辐射防护材料及其制备方法,所述散射层由聚氨酯硬质泡沫材料、短铁纤维材料和粉状活性炭材料制成的层状构件;其中,短铁纤维与粉状活性炭具有较好的吸附性能和磁导性能,实现散射层对电磁波的散射性能,使得经过发散层发散出来的电磁波之间能够相互干涉相消,同时也能促进对特定频率范围的电磁辐射进行吸收。
(6)本发明提供的电磁辐射防护材料及其制备方法,所述电磁波吸收由片状羰基铁粉材料与聚氨酯材料混合制成的层状构件;其中,片状羰基铁粉具有较高介电常数和较高磁导率,实现电磁波吸收层对较高频段电磁波的吸收,同时配合设置在电磁波吸收层下端的锥形凸起,能够增强电磁波吸收层对各个方向上电磁波的吸收,结合材料的整体厚度,可达到对特定波段范围电磁波的吸收。
(7)本发明提供的电磁辐射防护材料及其制备方法,将铁镍合金层设置于屏蔽层内;配合铁镍合金层的高磁导率与高导电性以及屏蔽层的屏蔽性能,可同时起到屏蔽磁场与吸收高频电磁波的作用。
(8)本发明提供的电磁辐射防护材料及其制备方法,采用相互层叠的设计方式将屏蔽层,电磁波吸收层和散射层设置为一体,实现了屏蔽层,电磁波吸收层和散射层之间的连接稳定性,提高了电磁辐射防护材料的使用寿命,而且通过合理的质量份数配比以及精准的工艺参数设定,使得制备出来的电磁辐射防护材料防护效果最佳。
(9)本发明提供的电磁辐射防护材料,应用于电动汽车的电磁辐射防护垫,通过在电动汽车上的设置电磁辐射防护垫,具体的,将电磁辐射防护垫分别或者同时铺设于电动汽车的主驾驶区域、副驾驶区域、主驾驶后座区域以及副驾驶后座区域上;能够大大削弱电动汽车的电机与电池等电子电器在工作状态下产生的复杂电磁场和电磁波的泄露,有效解决电磁场和电磁波辐射对驾驶员和乘员带来的危害,对电动汽车的驾驶员以及乘员提供有效的电磁防护。
(10)本发明防护方法及汽车电磁辐射防护材料,将所述电磁辐射防护材料应用于汽车内部不同局部空间的电磁辐射防护;该电磁辐射防护材料呈片状设置,其主要铺设于所述电动汽车的主驾驶的脚踏区域和坐垫区域、副驾驶的脚踏区域和坐垫区域、主驾驶后座的脚踏区域和坐垫区域以及副驾驶后座的脚踏区域和坐垫区域上,以及各汽车座椅的靠背位置,一方面可以避免电动汽车产生的电磁辐射对人体产生的伤害,另一方面能够保证乘员的无线通讯等设备正常使用;
(11)本发明提供的汽车电磁辐射防护材料,将各脚垫、坐垫或座椅材料中铁镍合金层设置的向外伸出的接地引线引出,与车体的接地端连接,可进一步提高屏蔽效果。
(12)本发明克服了现有技术的不足,能够针对汽车车内空间产生的电磁环境复杂进行差别性保护,同时该电磁辐射防护材料结构简洁、功能多样化,对特定0.9MHz-1.8GHz频段区间的电磁辐射的吸收和屏蔽效果好,能够保障车内乘员的电磁辐射暴露安全。
(13)采用本发明提供的防护方法及电磁辐射防护材料,经实际测试,其能够在汽车内形成多个保护投影区,并且能将各保护投影区内的辐射吸收量(SAR)降低到原来的1%,同时不影响无线通讯信号传输及无线通讯设备的使用;可以广泛应用于电动汽车、混合动力汽车以及电子电器较多的传统汽车。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本实施例中车内空间电磁辐射防护形成保护投影区的结构示意图。
图2是本实施例中在车内空间设置的多处脚垫的俯视结构示意图。
图3是本实施例中汽车内置坐垫的侧视结构示意图。
图4是本实施例中内置防护材料座椅的剖面结构示意图。
图5是本实施例中汽车电磁辐射防护材料的剖面结构示意图。
图6是本实施例中汽车电磁波吸收层的立体结构示意图。
图7是本实施例中汽车电磁波吸收防护材料的电磁防护机理示意图。
图8是本实施例中汽车电磁辐射防护材料、踩踏层和防滑底层的剖面图。
图9是对比例中汽车电磁辐射防护材料的剖面结构示意图。
图中包括:1、屏蔽层;2、电磁波吸收层;3、散射层;4、铁镍合金层;5、锥形凸起;6、凹槽;7、踩踏层;8、防滑底层;9、保护投影区;10、汽车;11、汽车电磁辐射防护材料;12、主驾驶位;13、副驾驶位;14、后排座位;15、脚垫;16坐垫;17、内置防护材料座椅。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定,在本实施例中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限定。
需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体,或者可能同时存在居中元件。本发明中所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
实施例1:
请参见附图1-4,本实施例提供的汽车内空间电磁辐射防护方法,其包括如下步骤:制备具有层状复合结构的汽车电磁辐射防护材料11,其包括从上到下依次层叠连接的屏蔽层1、电磁波吸收层2及散射层3,总厚度不小于20mm;以汽车10内多个设定频率范围的电磁辐射源为投影源,以各电磁辐射源发射的电磁波传播方向为投影方向,以车内司乘人员身体的躯干部分所在的局部立体空间为目标设置保护投影区9;在各投影源的投影方向与保护投影区9之间,设置一处或多处汽车电磁辐射防护材料11,由其吸收或反射各投影源在朝向保护投影区9的投影方向上的、0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射,形成并保持大于司乘人员身体躯干部分立体空间的保护投影区9,避免该电磁辐射穿过处于保护投影区9内的司乘人员身体的躯干部分,同时对于所述保护投影区9以外以及0.9MHz-1.8GHz频段之外的电磁辐射则不进行吸收和屏蔽,避免影响车内乘员的无线通讯。
本实施例采用汽车电磁辐射防护材料11,以汽车内多个设定频率范围的电磁辐射源为投影源(根据具体车型不同,各投影源的位置、方向及强度也不同),以各电磁辐射源发射的电磁波传播方向为投影方向,以车内司乘人员身体的躯干部分所在的局部立体空间为目标,形成并保持大于司乘人员身体躯干部分立体空间的保护投影区,吸收或屏蔽经过该保护投影区内的设定频率范围的电磁辐射,避免该电磁辐射穿过处于保护投影区内的司乘人员身体的躯干部分,从而保障车内乘员的人体生物电磁辐射暴露的健康和安全。经实际测试,本实施例的防护效果比现有国家或者国际标准提高10倍以上,特别是可以防止乘员在长时间驾乘汽车的过程中所出现的辐射剂量的持续累积;此外,本发明实施例在对车内局部空间进行屏蔽保护的同时,还可以改进汽车各类电子电器之间的EMC性能,而且不影响其驾乘人员、各类电子电器的正常通讯和工作。
本实施例中,将汽车电磁辐射防护材料11具体可制备为脚垫、坐垫或座椅材料之一,分别设置于各电磁辐射源的上方,或者保护投影区9的前方、下方、后方,将各电磁辐射源发射的经过保护投影区的电磁波回路切断。
本实施例具体为:在主驾驶位12形成保护投影区9的防护材料11,为纵向设置的脚垫15+坐垫16(含靠背);或者将防护材料11在内置在主驾驶座椅17中;三者也可以同时设置;
在副驾驶位13形成保护投影区9的防护材料11,为纵向设置的脚垫15+坐垫16(含靠背);或者防护材料11内置在副驾驶座椅17中;三者也可以同时设置;
在后排座14形成保护投影区9的防护材料11,为横向设置的脚垫15+横向坐垫16(含靠背),或者将防护材料11内置在后排座椅17中;三者也可以同时设置;
本实施例通过将所述的汽车电磁辐射防护材料11制备为脚垫、坐垫或座椅的内置材料,分别设置于各电磁辐射源的上方,或者各保护投影区的前方、下方、后方,由其将各电磁辐射源发射的经过保护投影区的电磁波回路切断,但是在保护投影区的上方不设置防护材料,是为了避免驾乘人员及网络设备的无线通讯信号被阻断、影响乘员或者设备正常的无线通讯;同时,通过在保护投影区的前方、下方、后方之一或其组合位置上合理设置防护材料,即可获得合适大小的保护投影区立体空间,从而避免在该保护投影区的上方设置防护材料。
本实施例中,所述的汽车内空间电磁辐射防护方法,其还包括如下步骤:
P1:首先针对不同车型的车辆,通过电磁辐射移动测量装置,检测车内各处局部空间在不同工况下的电磁辐射频率与辐射强度范围;
P2:根据最宽频率范围和/或最大电磁辐射强度工况下的测量数据,构建电磁辐射分布地图;
P3:然后根据该电磁辐射分布地图,生成针对各车内局部空间的保护投影区,以及包括电磁辐射防护材料的形状、面积、预定位置在内的防护方案;
P4:根据防护方案将该防护材料制备分别为对应的脚垫、坐垫或座椅的防护材料,并分别设置在预定位置上,由其在车内局部空间形成并保持保护投影区;
P5:使车辆分别达到最宽频率范围和/或最大电磁辐射强度的工况,再次检测车内各处保护投影区在该工况下的电磁辐射频率与辐射强度,验证对各保护投影区的电磁辐射防护性能是否达到设计要求。
本发明克服了现有技术的不足,能够针对各类(各种型号)汽车车内空间产生的电磁环境复杂进行差别性保护,同时该电磁辐射防护材料结构简洁、功能多样化,对特定0.9MHz-1.8GHz频段区间的电磁辐射的吸收和屏蔽效果好,在特定的局部空间形成的保护投影区大小适中、持续防护效果好,能够保障车内乘员的电磁辐射暴露安全。
请参考附图5-6,本实施例提供汽车电磁辐射防护材料11,其包括从上到下依次层叠连接的屏蔽层1、电磁波吸收层2及散射层3,三层的总厚度为不小于20mm;其中屏蔽层1为最上层,所述电磁波吸收层2设置于屏蔽层1和散射层3之间;所述屏蔽层1内部还设置有多层网状的铁镍合金层4,所述电磁波吸收层2的下表面垂直设有多个锥形凸起5,该锥形凸起5的横向截面积由上至下逐渐缩小,且该锥形凸起5与电磁波吸收层2为一体设置,所述散射层3与所述电磁波吸收层2相邻的一侧设置有多个与所述锥形凸起5相适配的凹槽6,该锥形凸起5与所述凹槽6相嵌合;该层状复合结构材料在车内特定的局部空间区域形成保护投影区9、其总厚度适合对0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射,进行吸收和屏蔽;而对于保护投影区9外部以及0.9MHz-1.8GHz频段之外的电磁辐射,则不进行吸收和屏蔽,形成对车内各局部空间的区隔和选择性处理。因此,本实施例采用将材料、结构、行政、厚度等要素有机结合的方式,大幅提高了材料对特定波段、特定局部空间的电磁波的屏蔽和吸收效果,可以对低频与中高频电磁波进行有效的屏蔽和吸收;该电磁辐射防护材料结构简洁、厚度适中、功能多样化、电磁波屏蔽效果好、电磁波吸收范围广、兼备电磁波吸收和屏蔽效果,从而使本发明提供的电磁辐射防护材料可形成特定的多处局部空间保护投影区,应用于对汽车内复杂电磁环境的人员的安全防护,其防护效果比现有标准提高10倍以上,特别是可以防止人员在长时间驾乘汽车的时候所出现的辐射剂量的累积。
请参考附图7,本实施例根据电磁防护理论,材料的电磁屏蔽效果为吸收损耗、材料内外部反射损耗之和,本实施例中提供电磁辐射防护材料的电磁防护机理如图7所示,当防护材料11附近的电磁波辐射到散射层表面时,一部分入射波经过散射层后,不仅增强了电磁波的干涉相消,还使得电磁波之间进行相互抵消(具体可见图3中的B部)降低了电磁波的产生,另一部分入射波会加快投射穿过散射层表面进入到电磁波吸收层内部,而射入电磁波吸收层内部的电磁波一部分会被材料损耗、吸收或转化成对人体无害的形式而释放(具体可见图3中的A部),并且配合电磁波吸收层上设置的锥形凸起,能最大程度的吸收多方位的高频或低频电磁波,剩余部分的入射波会投射穿过到电磁波吸收层表面进入到屏蔽层内部,被反射回自由空间(具体可见图3中的C部),能最大程度的屏蔽高频或低频电磁波,因此通过上述屏蔽层1、电磁波吸收层2及散射层3的有效配合,大幅提高了对电磁波的屏蔽效果,以及对低频与高频电磁波的有效吸收,有利于其在特定的局部空间形成保护投影区。
本发明提供的汽车电磁辐射防护材料11,屏蔽层、电磁波吸收层和散射层之间的协同配合,增强防护能力。当汽车电池或电机等相关设备产生了电磁波后,电磁波首先经过散射层,通过散射层的散射性加快了电磁波的干涉相消以及传播速度,使得电磁波能够快速且最大程度的传递到电磁波吸收层内被吸收或者抵消,并且配合电磁波吸收层的层介电常数与磁导率,也大幅提升了对宽频段吸收电磁波的吸收效果,同时配合电磁波吸收层上部的屏蔽层的屏蔽性能以及铁镍合金层的高磁导率与高导电性,因此结合屏蔽层、电磁波吸收层和散射层之间的配合使用,能同时吸收低频电磁波,以及屏蔽大的磁场。
具体的,所述铁镍合金层4设置有三层,三层所述铁镍合金层4之间相互平行设置,所述屏蔽层1将三层铁镍合金层4完全包覆在其内部。所述屏蔽层1由聚氨酯材料制成的层状构件,其厚度为3mm,所述的铁镍合金层还设有向外伸出的接地引线,使用时与车体的接地端连接。
本实施例中,由于将铁镍合金层设置于屏蔽层内;配合铁镍合金层的高磁导率与高导电性以及屏蔽层的屏蔽性能,可同时起到屏蔽磁场与吸收高频电磁波的作用,铁镍合金层设置的向外伸出的接地引线引出,与车体的接地端连接,可进一步提高屏蔽效果。
具体的,所述锥形凸起5的横向截面呈矩形,且该锥形凸起5的纵向截面呈三角形,多个所述锥形凸起5呈矩形阵列分布于所述电磁波吸收层2的下表面;该所述锥形凸起5的高度为8mm-12mm。所述电磁波吸收2由片状羰基铁粉材料与聚氨酯材料混合制成的层状构件,其厚度为13mm。
本实施例中,由于电磁波吸收由片状羰基铁粉材料与聚氨酯材料混合制成的层状构件;其中,片状羰基铁粉具有较高介电常数和较高磁导率,实现电磁波吸收层对较高频段电磁波的吸收,同时配合设置在电磁波吸收层下端的锥形凸起,能够增强电磁波吸收层对各个方向上电磁波的吸收,提高电磁波的吸收范围
具体的,所述散射层3由聚氨酯硬质泡沫材料、短铁纤维材料和粉状活性炭材料制成的层状构件,其厚度为3mm。
本实施例中,由于所述散射层由聚氨酯硬质泡沫材料、短铁纤维材料和粉状活性炭材料制成的层状构件;其中,短铁纤维与粉状活性炭具有较好的吸附性能和磁导性能,实现散射层对电磁波的散射性能,使得经过发散层发散出来的电磁波之间能够相互干涉相消,同时也能对相应频率段的电磁波进行吸收。
一种汽车电磁辐射防护材料的制备方法,包括如下步骤:
S1:选取铁镍成份为1:1的铁镍合金,将其制成线径为0.425mm的金属丝线,然后将金属丝线编织为孔径40目的铁镍合金层4,备用;其中,铁镍合金磁导率为200μ,电阻率为0.45μΩ·m,密度8.2g/cm³。
S2:选取乙二醇与二异氰酸酯混合发生预反应后,加入扩链剂充分搅拌混合,然后经过脱泡处理,得到聚氨酯溶胶,备用;其中,扩链剂为4’-二苯基甲烷二胺。
S3:将步骤S1中制备得到的铁镍合金层4放置到成型模具内,然后将步骤S2制备得到的聚氨酯溶胶加入到放有铁镍合金层4的成型模具中,最后开启硫化机,在100℃下保温3h后脱模,得到厚度为3mm的屏蔽层1;
S4:选取质量份数为85份的,颗粒尺寸为D50=10μm的片状羰基铁粉,加入到步骤S1中制备得到的质量份数为15份聚氨酯溶胶中混合搅拌均匀后,得到片状羰基铁粉混合溶胶,备用;
S5:将步骤S3中制备得到的屏蔽层1放置于角锥型成型模具的底部,然后将步骤S4中制备得到的混合溶胶注入角锥型成型模具内,开启硫化机,在100℃下保温6h后脱模,得到厚度为16mm的结合层(屏蔽层1加上电磁波吸收层2),备用;
S6:分别选取质量份数为40份的短铁纤维、20份的粉状活性炭,以及40份步骤S1中制备得到的聚氨酯溶胶,混合搅拌均匀后;依次向其中加入质量份数为1份的匀泡剂、1份的发泡剂,继续搅拌均匀,并得到混合溶胶,备用;其中,匀泡剂为有机硅,发泡剂为1,1-二氯-1-氟代乙烷;
S7:将步骤S5中制备得到的结合层(屏蔽层1加上电磁波吸收层2)放置于成型模具的底部,然后将步骤S6中制备得到的混合溶胶注入成型模具内,开启硫化机,在100℃下保温0.5h后脱模,得到厚度为19mm的电磁辐射防护材料。
本实施例中提供的电磁辐射防护材料的制备方法,采用相互层叠的设计方式将屏蔽层,电磁波吸收层和散射层设置为一体,实现了屏蔽层、电磁波吸收层和散射层之间的连接稳定性,提高了电磁辐射防护材料的使用寿命,而且通过合理的质量份数配比以及精准的工艺参数设定,使得制备出来的电磁辐射防护材料防护效果更佳,而且更易于在特定的局部空间形成并保持保护投影区。
实施例2:
请参考附图5-6,本实施例提供的汽车内空间电磁辐射防护方法、汽车电磁辐射防护材料及其制备方法,其与实施例1基本上相同,其不同之处在于:屏蔽层1、电磁波吸收层2、散射层3的厚度以及具体的制备方式。
所述屏蔽层1的厚度为2mm。
所述电磁波吸收2的厚度为12mm。
所述散射层3的厚度为2mm。
该电磁辐射防护材料的制备过程为:
S1:选取铁镍成份为1:1的铁镍合金,将其制成线径为0.3mm的金属丝线,然后将金属丝线编织为孔径30目的铁镍合金层4,备用;其中,铁镍合金磁导率为170μ,电阻率为0.45μΩ·m,密度8.0g/cm³;
S2:选取丙二醇与二异氰酸酯混合发生预反应后,加入扩链剂充分搅拌混合后,经过脱泡处理,得到聚氨酯溶胶,备用;其中,扩链剂为3,3’-二氯-4。
S3:将步骤S1中制备得到的铁镍合金层4放置到成型模具中,然后将步骤S2制备得到的聚氨酯溶胶加入到放有铁镍合金层4的成型模具内,开启硫化机,在90℃下保温2.5h后脱模,得到厚度为2mm的屏蔽层1;
S4:选取质量份数为10份的颗粒尺寸D50=9μm的片状羰基铁粉,加入到步骤S1中制备得到的质量份数为75份的聚氨酯溶胶中混合搅拌均匀后,得到片状羰基铁粉混合溶胶,备用;
S5:将步骤S3中制备得到的屏蔽层1放置于角锥型成型模具的底部,然后将步骤S4中制备得到的片状羰基铁粉混合溶胶,注入角锥型成型模具内,开启硫化机,在90℃下保温5.5h后脱模,得到厚度为14mm的结合层(屏蔽层1加上电磁波吸收层2),备用;
S6:选质量份数为35份的短铁纤维、18份的粉状活性炭,以及35份步骤S1中制备得到的聚氨酯溶胶,混合搅拌均匀后,依次向其中加入质量份数为0.8份的匀泡剂、0.8份的发泡剂,继续搅拌均匀,并得到混合溶胶,备用;其中,匀泡剂为有机硅,发泡剂为1,1-二氯-1-氟代乙烷;
S7:将步骤S5中制备得到的结合层(屏蔽层1加上电磁波吸收层2)放置于成型模具的底部,然后将步骤S6中制备得到的混合溶胶注入模具内,开启硫化机,在90℃下保温0.4h后脱模,得到厚度为16mm的电磁辐射防护材料。
实施例3:
请参考附图5-6,本实施例提供的汽车内空间电磁辐射防护方法、汽车电磁辐射防护材料及其制备方法,与实施例1、2基本上相同,其不同之处在于,屏蔽层1、电磁波吸收层2、散射层3的厚度以及具体的制备方式。
所述屏蔽层1的厚度为4mm。
所述电磁波吸收2的厚度为14mm。
所述散射层3的厚度为4mm。
该电磁辐射防护材料的制备过程为:
S1:选取铁镍成份为1:1的铁镍合金,将其制成线径为0.5mm的金属丝线,然后将金属丝线编织为孔径为50目的铁镍合金层4,备用;其中,铁镍合金磁导率为230μ,电阻率为0.5μΩ·m,密度8.4g/cm³。
S2:选取二乙二醇与二异氰酸酯混合发生预反应后,加入扩链剂充分搅拌混合后,经过脱泡处理,得到聚氨酯溶胶,备用;其中,扩链剂为4’-二苯基甲烷二胺。
S3:将步骤S1中制备得到的铁镍合金层4放置到成型模具中,然后将步骤S2制备得到的聚氨酯溶胶加入到放有铁镍合金层4的成型模具内,开启硫化机,在110℃下保温3.5h后脱模,得到厚度为4mm的屏蔽层1;
S4:选取质量份数为20份的颗粒尺寸D50=11μm的片状羰基铁粉,加入到步骤S1中制备得到的质量份数为95份的聚氨酯溶胶中混合搅拌均匀后,得到片状羰基铁粉混合溶胶,备用;
S5:将步骤S3中制备得到的屏蔽层1放置于角锥型成型模具的底部,然后将步骤S4中制备得到的片状羰基铁粉混合溶胶,注入角锥型模具内,用硫化机在110℃下保温6.5h后脱模,得到厚度为18mm的结合层(屏蔽层1加上电磁波吸收层2),备用;
S6:选取质量份数为45份的短铁纤维、22份的粉状活性炭,以及45份步骤S1中制备得到的聚氨酯溶胶,混合搅拌均匀后,依次向其中加入质量份数为1.2份的匀泡剂、质量份数为1.2份的发泡剂,继续搅拌均匀,并得到混合溶胶,备用;其中,匀泡剂为有机硅,发泡剂为1,1-二氯-1-氟代乙烷;
S7:将步骤S5中制备得到的屏蔽层1和电磁波吸收层2的结合体放置于模具的底部,然后将步骤S6中制备得到的混合溶胶注入模具内,开启硫化机,在110℃下保温0.6h后脱模,得到厚度为22mm的电磁辐射防护材料。
实施例4:
请参考附图8,本实施例提供的汽车内空间电磁辐射防护方法、汽车电磁辐射防护材料及其制备方法,与实施例1-3均基本上相同,其不同之处在于:
该电磁辐射防护材料,还包括踩踏层7和防滑底层8,所述踩踏层7设置于所述电磁辐射防护材料上部,所述防滑底层8设置于所述电磁辐射防护材料的下部;由于设置有踩踏层7和防滑底层8,通过踩踏层7起到对电磁辐射防护材料保护的作用,防滑底层8避免防护垫在使用时发生偏移。
所述踩踏层7采用丝纤维、软纤维、呢绒、高弹丝、PVC丝中的任意一种材料制备得到;所述防滑底层8采用防滑颗粒橡胶材质制备得到。
本实施例中,由于在电磁辐射防护材料上部设置有踩踏层7,并且该踩踏层7采用丝纤维、软纤维、呢绒、高弹丝、PVC丝中的任意一种材料制备得到,通过设置该踩踏层7,使得电磁辐射防护材料在应用到电动汽车内部,作为防护脚垫或者靠背垫时,方便使用者的脚踏舒适度以及背靠的舒适度;同时配合设置于所述电磁辐射防护材料下部的防滑底层8,使得电磁辐射防护材料在应用到电动汽车内部,作为防护脚垫或者靠背垫时,不仅保证了设置在车内的稳定性,同时还能延长对电磁辐射防护材料的使用寿命。
对比例1:
请参考附图9,采用本发明实施例1提供的汽车电磁辐射防护材料的结构以及制备方法,制备对比试验用的汽车电磁辐射防护材料,该材料的不同之处在于,所述电磁波吸收层2下表面为水平设置,所述屏蔽层1、电磁波吸收层2、散射层3之间相互固定连接。
防护性能测试
实验对象:分别采用实施例1-4中的电磁辐射防护材料形成多处保护投影区的某品牌汽车(电动汽车);采用对比例1中的电磁辐射防护材料、但是未形成保护投影区的同一汽车;对比例2为未铺设任何防护材料的同一汽车。
实验方式:分别将实施例1-4中的电磁辐射防护材料,根据辐射源的位置及方向,铺设于所选取的电动汽车的主驾驶的脚踏区域和坐垫区域、副驾驶的脚踏区域和坐垫区域、主驾驶后座的脚踏区域和坐垫区域以及副驾驶后座的脚踏区域和坐垫区域上,形成5处保护投影区;将对比例1中的电磁辐射防护材料,设置于各脚踏区域;然后依据《电动汽车测评》管理规则(2019版)规程,分别对上述铺设有防护垫的车辆的主驾驶和主驾驶后座的脚部、主驾驶和主驾驶后座的躯干(胸腹)部、主驾和主驾驶后座驶的头部、副驾驶和副驾驶后座的脚部、副驾驶和副驾驶后座的胸腹部、副驾驶和副驾驶后座的头部,进行辐射值的检测。实验测试结果:如下表1所示:
表1:电磁辐射值测量表(单位μt)
由表1可知,通过实施例1-4和对比例1的测量数据可以得知,通过在电磁波吸收层2下表面设计多个锥形体4,扩大了电磁波吸收层的吸收面积,进而能够增强电磁波吸收层2对各个方向上电磁波的吸收,提高电磁辐射防护材料整体的电磁屏蔽和吸收效果;
通过实施例1-4和对比例1、对比例2的测量数据可以得知,车辆在未设置任何防护材料时,辐射值最高可以未1.48μt(同时通过现有的科学研究可以得知一般超过辐射0.2μt以上,对于人体都会有影响。对于长期驾驶电动汽车的人员,长时间的暴漏在电磁辐射之下对于健康极为不利);仅在脚垫处设置防护材料、未形成保护投影区时,其对躯干部位的保护效果远低于保护投影区内的保护效果。本发明通过设置电磁辐射防护材料和电磁辐射防护垫形成的保护投影区内的平均辐射值,大幅下降到未防护的1%以下,下降到简单防护的50%以下,因此可以得知,该电磁辐射防护材料形成的局部空间保护投影区,能够在局部空间内起到最佳的电磁波防护效果,而不影响其他区域的无线通讯。
综上所述,本发明克服了现有技术的不足,能够针对汽车车内各局部空间产生的复杂电磁环境进行差别性保护,对特定0.9MHz-1.8GHz频段区间的电磁辐射的吸收和屏蔽效果好,能够保障车内乘员的电磁辐射暴露安全,同时不影响正常的无线通讯。
尽管上面已经示出和描述了本发明申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (13)
1.一种汽车电磁辐射防护材料,其特征在于:其为层状复合结构材料,包括从上到下依次层叠连接的屏蔽层(1)、电磁波吸收层(2)及散射层(3),总厚度不小于20mm;其中屏蔽层(1)为最上层,所述电磁波吸收层(2)设置于屏蔽层(1)和散射层(3)之间;所述屏蔽层(1)内部还设置有多层网状的铁镍合金层(4),所述电磁波吸收层(2)的下表面垂直设有多个锥形凸起(5),该锥形凸起(5)的横向截面积由上至下逐渐缩小,且该锥形凸起(5)与电磁波吸收层(2)为一体设置,所述散射层(3)与所述电磁波吸收层(2)相邻的一侧设置有多个与所述锥形凸起(5)相适配的凹槽(6),该锥形凸起(5)与所述凹槽(6)相嵌合;当防护材料附近的电磁波辐射到散射层(3)表面时,一部分入射波经过散射层后,增强电磁波的干涉相消,使电磁波之间进行相互抵消降低电磁波的产生,另一部分入射波加快投射穿过散射层(3)表面进入到电磁波吸收层内部;该层状复合结构材料在车内的局部空间区域形成保护投影区、并对经过该保护投影区的0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射进行吸收和屏蔽,同时对保护投影区外部以及0.9MHz-1.8GHz频段之外的电磁辐射,不进行吸收和屏蔽。
2.如权利要求1所述的汽车电磁辐射防护材料,其特征在于:所述铁镍合金层(4)设置有三层,三层之间相互平行设置,所述屏蔽层(1)将三层铁镍合金层(4)完全包覆在其内部;所述的铁镍合金层(4)还设有向外伸出的接地引线,使用时与车体的接地端连接。
3.如权利要求1所述的汽车电磁辐射防护材料,其特征在于:所述锥形凸起(5)的横向截面呈矩形,且该锥形凸起(5)的纵向截面呈三角形,多个所述锥形凸起(5)呈矩形阵列分布于所述电磁波吸收层(2)的下表面;该所述锥形凸起(5)的高度为8mm-12mm。
4.如权利要求1所述的汽车电磁辐射防护材料,其特征在于:所述屏蔽层(1)由聚氨酯材料制成的层状构件,其厚度为2mm-4mm;所述电磁波吸收层(2)由片状羰基铁粉材料与聚氨酯材料混合制成的层状构件,其厚度为12mm-14mm;所述散射层(3)由聚氨酯硬质泡沫材料、短铁纤维材料和粉状活性炭材料制成的层状构件,其厚度为2mm-4mm。
5.如权利要求1所述的汽车电磁辐射防护材料,其特征在于:其还包括踩踏层(7)和防滑底层(8),所述踩踏层(7)设置于屏蔽层(1)的上表面,所述防滑底层(8)设置于所述散射层(3)的下表面;所述踩踏层(7)为丝纤维、软纤维、呢绒、PVC丝中的任意一种材料制成的层状构件,其厚度为5-7mm;所述防滑底层(8)为防滑颗粒橡胶材质材料制成的层状构件,其厚度为3-5mm。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的汽车电磁辐射防护材料的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
S1:制备铁镍合金层(4),然后将铁镍合金层(4)与聚氨酯依次加入到成型模具内,接下来开启硫化机进行加热处理,得到带有铁镍合金层(4)的屏蔽层(1),备用;
S2:将步骤S1中制备得到的屏蔽层(1)放入到角锥型成型模具底部,然后取片状羰基铁粉与和聚氨酯混合均匀后加入到该角锥型成型模具内,接下来开启硫化机进行加热处理,得到带有屏蔽层(1)和电磁波吸收层(2)的结合层,备用;
S3:将步骤S2中制备得到的结合层放入另一成型模具底部,然后取聚氨酯硬质泡沫、短铁纤维和粉状活性炭混合均匀后加入到该模具内,接下来开启硫化机进行加热处理,得到厚度为20mm-25mm的层状复合结构电磁辐射防护材料。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S1,其还包括如下子步骤:
S1-1:选取铁镍合金,先将其制成线径为0.3-0.5mm的金属丝线,然后将金属丝线编织为孔径为30-50目的网状铁镍合金层(4),备用;其中,铁镍合金的磁导率为170-230μ,铁镍合金的电阻率为0.4-0.5μΩ·m,铁镍合金的密度为8.0-8.4g/cm³;
S1-2:选取乙二醇、丙二醇、丁二醇和二乙二醇中的任意一种醇与二异氰酸酯混合发生预反应后,加入扩链剂充分搅拌混合均匀,然后经过脱泡处理,得到聚氨酯溶胶,备用;
S1-3:将步骤S1-1中制备得到的网状铁镍合金层放置到成型模具内,然后将步骤S1-2制备得到的聚氨酯溶胶加入到放有网状铁镍合金层的成型模具中,最后用硫化机在90-110℃的温度下,保温2.5-3.5h后脱模,得到厚度为2mm-4mm的屏蔽层(1)。
8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S2,其还包括如下步骤:
S2-1:选取颗粒尺寸D50=9-11μm的片状羰基铁粉,备用;
S2-2:选取乙二醇、丙二醇、丁二醇和二乙二醇中的任意一种醇与二异氰酸酯混合发生预反应后,加入扩链剂充分搅拌混合均匀,然后经过脱泡处理,得到聚氨酯溶胶,备用;
S2-3:将步骤S1中制备得到的屏蔽层(1)放入到角锥型成型模具底部;
S2-4:将步骤S2-1中的片状羰基铁粉,加入到步骤S2-2中制备得到的聚氨酯溶胶中混合搅拌均匀后,注入到步骤S2-3中的角锥型成型模具内,然后用硫化机在90-110℃的温度下,保温5.5-6.5h后脱模,得到带有屏蔽层(1)和电磁波吸收层(2)的结合层,其厚度为14mm-18mm;其中,片状羰基铁粉的质量份数为10-20份,聚氨酯溶胶的质量份数为75-95份。
9.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S3,其还包括如下步骤:
S3-1:选取乙二醇、丙二醇、丁二醇和二乙二醇中的任意一种醇与二异氰酸酯混合发生预反应后,加入扩链剂充分搅拌混合均匀,然后经过脱泡处理,得到聚氨酯溶胶,备用;
S3-2:选取短铁纤维和粉状活性炭,依次加入到步骤S3-1中制备得到的聚氨酯溶胶中混合搅拌均匀后,得到纤维混合溶胶,备用;
S3-3:将步骤S2中制备得到的结合层放入成型模具底部;
S3-4:选取匀泡剂和发泡剂,依次加入到步骤S3-2中制备得到的纤维混合溶胶中混合搅拌均匀后,注入S3-3中的成型模具内,然后用硫化机在90-110℃的温度下,保温0.4-0.6h后脱模,得到厚度为20mm-25mm的电磁辐射防护材料。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S3-2中,加入的短铁纤维的质量份数为35-45份、粉状活性炭的质量份数为18-22份、聚氨酯溶胶的质量份数为35-45份;所述步骤S3-4中,加入的匀泡剂为有机硅,发泡剂为1,1-二氯-1-氟代乙烷;匀泡剂的质量份数为0.8-1.2份、发泡剂的质量份数为0.8-1.2份。
11.一种汽车内空间电磁辐射防护方法,其特征在于,其包括如下步骤:制备如权利要求1-4之一所述的具有层状复合结构的汽车电磁辐射防护材料,以汽车内多个设定频率范围的电磁辐射源为投影源,以各电磁辐射源发射的电磁波传播方向为投影方向,以车内司乘人员身体的躯干部分所在的局部立体空间为目标设置保护投影区;在各投影源的投影方向与保护投影区之间,设置一处或多处所述汽车电磁辐射防护材料,由其吸收或反射各投影源在朝向保护投影区的投影方向上的、0.9MHz-1.8GHz频段的电磁辐射,形成并保持大于司乘人员身体躯干部分立体空间的保护投影区,避免该电磁辐射穿过处于保护投影区内的司乘人员身体的躯干部分,同时对于所述保护投影区以外以及0.9MHz-1.8GHz频段之外的电磁辐射则不进行吸收和屏蔽,避免影响车内乘员的无线通讯。
12.如权利要求11所述的汽车内空间电磁辐射防护方法,其特征在于:将所述的汽车电磁辐射防护材料制备为脚垫、坐垫或座椅材料,然后将其分别设置于各电磁辐射源的上方,或者保护投影区的前方、下方、后方,由其将各电磁辐射源发射的经过保护投影区的电磁波回路切断。
13.如权利要求11或12所述的汽车内空间电磁辐射防护方法,其特征在于,其还包括如下步骤:
P1:首先针对不同车型的车辆,通过电磁辐射移动测量装置,检测车内各处局部空间在不同工况下的电磁辐射频率与辐射强度范围;
P2:根据最宽频率范围和/或最大电磁辐射强度工况下的测量数据,构建电磁辐射分布地图;
P3:然后根据该电磁辐射分布地图,生成针对各车内局部空间的保护投影区,以及包括电磁辐射防护材料的形状、面积、预定位置在内的防护方案;
P4:根据防护方案将该汽车电磁辐射防护材料制备分别为对应的脚垫、坐垫或座椅的防护材料,并分别设置在预定位置上,由其在车内局部空间形成保护投影区;
P5:使车辆分别达到最宽频率范围和/或最大电磁辐射强度的工况,再次检测车内各处保护投影区在该工况下的电磁辐射频率与辐射强度,验证对各保护投影区的电磁辐射防护性能是否达到设计要求。
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CN202111065958.5A CN113543618B (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 汽车内空间电磁辐射防护方法、防护材料及其制备方法 |
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