CN216864666U - 一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于屏蔽壁纸技术领域，具体涉及一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，包括屏蔽壁纸和电搭接壁纸，所述屏蔽壁纸包括从上到下依次设置的表面装饰层、碳纤维电磁屏蔽层和基布层；所述屏蔽壁纸至少设有两个，各屏蔽壁纸之间通过电搭接壁纸连接，电搭接壁纸与各屏蔽壁纸中的碳纤维电磁屏蔽层连接。各屏蔽壁纸之间通过电搭接壁纸连接，即通过电搭接壁纸作为单独部分，用于壁纸之间的接缝处电搭接处理；此种结构设置便于壁纸之间的拼接，进而便于施工。

Description

一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸

技术领域

本实用新型属于屏蔽壁纸技术领域，具体涉及一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸。

背景技术

关键设施、场所的信息安全防护已成为保密安全部门日益重视的领域。而相关场所的屏蔽设计是保障信息安全的基础，且墙体防护则是该类场所建筑物防护的重要组成部分，而墙体的屏蔽防护大多采用屏蔽涂料的方式。

但目前涂料在使用中存在成本高，填料“迁移”，粉体易氧化，导电性不稳定、耐久性差，性能受施工工艺影响大的问题。由于屏蔽涂料中导电粉体的导电材料不连续使得屏蔽涂料只能在30MHz～3GHz范围内有较好的效果，低频或者高频下屏蔽效能不足，而非涂料型墙面电磁防护。

目前采取的方式为墙面贴敷导电布，虽然导电布屏蔽效能高于一般屏蔽涂料，但目前屏蔽布分为涂层布料和金属纤维布料，涂层布料存在涂层脱落耐久性差的问题，而金属纤维布料自重大，柔顺性差，施工工艺不好，难以作为装饰壁纸(壁纸)使用。并且屏蔽涂料或涂层型屏蔽布寿命低，目前无阳光照射的部位仅能在5年内保障相应的防护效果，其它环境下寿命更短。并且非连续导电材料类的墙体屏蔽方式容易受到建筑物沉降过程中墙面细微裂纹的影响而极大的降低防护效果。

目前已有的对纤维类壁纸的各种探索，在屏蔽的电磁屏蔽化设计中也有各类探索，例如：公开号为CN101109217A“玻璃纤维复合壁纸”公开的一种包括种玻璃纤维复合壁纸，具由连续玻璃纤维编织而成的网格状构造的增强层，具有良好的耐酸碱性、耐擦试、抗冲击、防霉变效果好并且具有环保性和阻燃性；公开号为CN104594131A“一种壁纸”公开的一种由竹浆纤维基层、吸附层、保护层构成的壁纸，大大增加了壁纸对有毒物质的吸附功能，有利于人的身体健康；公开号为CN105178109A“非晶态金属纤维复合磁屏蔽壁纸及其制备方法”公开的一种采用非晶态金属纤维组成的屏蔽壁纸，具有厚度小，电磁屏蔽性能优异，可以回收再利用的优点；公开号为CN107385951A“宽带双屏蔽功能性装饰壁纸及其施工方法”公开的一种由经金属镀膜的导电织物、金属细丝织物、金属细丝与化纤纤维的混纺织物或经金属镀膜的化纤纺织物构成，并提出了单裸边型、双裸边型和满边型壁纸，施工时可以用单裸边型依次搭接，也可以用单裸边型、双裸边型、满边型裸边配合依次搭接；壁纸具有电磁屏蔽和静电屏蔽双重功能，偶联处理提高壁纸饰面层附着力。

目前，碳纤维类的屏蔽壁纸较少，而且，而近年来出现的基于碳纤维或其它导电纤维的壁纸大多采用较多单位面积含量的织物组合方式，经济性差，壁纸厚度大。同时，现有壁纸具有屏蔽性能和强度均不高，搭接组合工艺复杂，不便于施工。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，该壁纸具有高强度和高屏蔽效能，并且方便搭接组合。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，包括屏蔽壁纸和电搭接壁纸，所述屏蔽壁纸包括从上到下依次设置的表面装饰层、碳纤维电磁屏蔽层和基布层；所述屏蔽壁纸至少设有两个，各屏蔽壁纸之间通过电搭接壁纸连接，电搭接壁纸与各屏蔽壁纸中的碳纤维电磁屏蔽层连接。

所述屏蔽壁纸的一端或两端设有撕裂带，撕裂带位于碳纤维电磁屏蔽层与表面装饰层之间，通过撕裂带可以将其上对应的碳纤维电磁屏蔽层揭去露出碳纤维电磁屏蔽层。

所述撕裂带为不粘接材料膜；所述撕裂带的材质采用聚四氟乙烯。

所述屏蔽壁纸的一端或两端设有与电搭接壁纸连接的电连接接口。

所述表面装饰层和碳纤维电磁屏蔽层的宽度小于基布层的宽度，在屏蔽壁纸的一端或两端形成缺口，该缺口为电连接接口。

所述基布层为纤维编制而成的网格布。

所述纤维采用玻璃纤维、玄武岩纤维中的任一种。

所述碳纤维电磁屏蔽层由扩展导电碳纤维和短切导电碳纤维组成。

所述表面装饰层喷涂在碳纤维电磁屏蔽层上表面，碳纤维电磁屏蔽层与基布层之间粘接。

所述电搭接壁纸包括从上到下依次设置的装饰层和碳纤维层；碳纤维层与各屏蔽壁纸中的碳纤维电磁屏蔽层连接。

所述装饰层喷涂在碳纤维层的上表面；所述碳纤维层为金属化碳纤维平纹或斜纹织物。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：

蔽壁纸包括从上到下依次设置的表面装饰层、碳纤维电磁屏蔽层和基布层；采用碳纤维电磁屏蔽层，其具有连续导电特性，保障了其优异的宽频电磁防护功能，并且其抗拉抗撕裂强度远高于传统的壁纸。

相比于目前的纤维类或屏蔽的壁纸产品，本实用新型将碳纤维复合材料电磁屏蔽增强设计与壁纸结构设计相结合，实用新型了一种基于扩展导电碳纤维和导电碳纤维毡的屏蔽壁纸产品。本实用新型的碳纤维屏蔽墙纸可以提供150KHz～18GHz下40dB以上的屏蔽效能，同时连续纤维的高强度特性使得其在应对墙面裂缝带来的电磁屏蔽效能下降或失效有着明显的功效。并且较少的导电纤维的使用量使得其成本具有明显的竞争优势。

各屏蔽壁纸之间通过电搭接壁纸连接，即通过电搭接壁纸作为单独部分，用于壁纸之间的接缝处电搭接处理；此种结构设置便于壁纸之间的拼接，进而便于施工。

碳纤维电磁屏蔽层是以扩展导电碳纤维和短切导电碳纤维共同作为电磁防护层，并配合装饰层和基布层以及胶黏剂等组成，实现优异的电磁防护功能和力学性能。

扩展导电碳纤维的方式可相对传统的导电纤维织物的壁纸形式，在保证屏蔽性能的同时，极大的降低导电碳纤维的用量，降低由材料价格的因素影响产品的应用。

同时，由扩展导电碳纤维和短切导电碳纤维组成的屏蔽层是电磁防护性能的主要提供者，可根据电磁波防护要求的频率和强度设置不同的纤维含量，保证有效防护避免设计冗余；同时连续纤维的高强度特性为本实用新型的壁纸提供传统壁纸难以媲美的力学强度，避免墙面开裂造成壁纸撕裂带来的屏蔽效能下降或失效。同时在壁纸边缘设置电搭接口为施工过程中壁纸拼接的电搭接处理提供便利。

屏蔽壁纸的一端或两端设有撕裂带，通过撕裂带可以将其上对应的碳纤维电磁屏蔽层揭去露出碳纤维电磁屏蔽层，可以更加方便拼接。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型屏蔽壁纸的结构示意图；

图3是本实用新型电搭接壁纸的结构示意图；

图4是本实用新型电连接接口的结构示意图；

图5是本实用新型碳纤维电磁屏蔽层的制备装置结构示意图；

其中：1为屏蔽壁纸，100为表面装饰层，101为碳纤维电磁屏蔽层，1010为扩展导电碳纤维，1011为短切导电碳纤维，102为基布层，2为电搭接壁纸，200为装饰层，201为碳纤维层，3为撕裂带，4为电连接接口，5为墙面，6为展纱辊一，7为展纱辊二，8为分散槽，9为展纱辊三，10为抄纸盘。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至5所示，一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，包括屏蔽壁纸1和电搭接壁纸2，屏蔽壁纸1包括从上到下依次设置的表面装饰层100、碳纤维电磁屏蔽层101和基布层102；碳纤维电磁屏蔽层101具有优异的电磁防护功能和力学性能。屏蔽壁纸1至少设有两个，各屏蔽壁纸1之间通过电搭接壁纸2连接，电搭接壁纸2与各屏蔽壁纸1中的碳纤维电磁屏蔽层101连接。

施工时，将墙面5喷涂环保胶黏剂，将屏蔽壁纸1贴敷于墙面5；拼接部位先将两块完整的壁纸边缘对其贴敷后，然后将电搭接壁纸2贴敷于壁纸缝隙处即可。

进一步，为了便于施工，在屏蔽壁纸1的一端或两端设有撕裂带3，撕裂带3位于碳纤维电磁屏蔽层101与表面装饰层100之间。通过撕裂带3的设置，在进行施工时，可以直接将其揭去，从而露出碳纤维电磁屏蔽层101，方便电搭接壁纸2与其连接。

进一步，撕裂带3的材质为聚四氟乙烯等不粘接材料膜。其宽度可以根据实际情况设置，例如可以设置成5厘米。

进一步，屏蔽壁纸1的一端或两端设有与电搭接壁纸2连接的电连接接口4。

进一步，表面装饰层100和碳纤维电磁屏蔽层101的宽度小于基布层102的宽度，在屏蔽壁纸1的一端或两端形成缺口，该缺口为电连接接口4。

具体的：可以通过在铺设时将其割开，使得表面装饰层100和碳纤维电磁屏蔽层101的宽度小于基布层102的宽度，形成缺口；当设有撕裂带3时，则先将撕裂带揭开，然后再割出相应的缺口(电连接接口4)。

进一步，基布层102为纤维编制而成的网格布。具体的：基布层102作为壁纸最靠近墙面5的部分，其由纤维编织成网格布，材料选择高强度耐候性好的纤维构成，如玻璃纤维、玄武岩纤维等，按照每平米50g的重量进行编织。

进一步，碳纤维电磁屏蔽层101由扩展导电碳纤维1010和短切导电碳纤维1011组成。

其制作方法为：

1)配制添加短切导电碳纤维1011的胶液：

将改性淀粉(如乙酰化二木薯淀粉磷酸酯、乙酰化玉米淀粉磷酸酯)加纯净水搅拌至完全溶解，加入导电短切碳纤维(或导电芳纶纤维、表面金属化的玻璃纤维等)、非离子基表面活性剂(如羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等)加热，高速搅拌1～2h；

2)基于扩展导电碳纤维1010的碳纤维电磁屏蔽层101制作

将连续导电碳纤维通过添加“1)中胶液”的分散槽8中，经过三级扩展辊将原有导电碳纤维排布展宽到所需尺寸，并经过超声波分散，使得胶液中的短切导电碳纤维1011在连续纤维周围均匀分散。最后在抄纸盘10内共同沉积，烘干后，收卷制得拓展长纤维和短切纤维组成的屏蔽层(碳纤维电磁屏蔽层101)。

进一步，表面装饰层100喷涂在碳纤维电磁屏蔽层101上表面，即在碳纤维电磁屏蔽层101的上表面进行喷绘装饰图案形成表面装饰层100。

进一步，碳纤维电磁屏蔽层101与基布层102之间粘接；优选采用环保胶黏剂进行粘接复合。

进一步，电搭接壁纸2作为单独部分，用于屏蔽壁纸1之间的接缝处电搭接处理；其包括从上到下依次设置的装饰层200和碳纤维层201；碳纤维层201与各屏蔽壁纸1中的碳纤维电磁屏蔽层101连接。

在施工时，碳纤维层201的两侧面分别与相邻两屏蔽壁纸1中的碳纤维电磁屏蔽层101的侧面接触，从而实现电搭接。同时，导电连接可在依托补缝材料与壁纸边缘屏蔽材料工艺上尽可能靠近减少缝隙，并在“短切镀镍电碳纤维的胶液”辅助下实现。

补缝材料可具体采用如图3所示中的镀金属碳纤维布。

进一步，装饰层200喷涂在碳纤维层201的上表面；碳纤维层201为金属化碳纤维平纹或斜纹织物。

实施例一

以扩展导电碳纤维1010和短切导电碳纤维1011作为电磁防护材料，并配合装饰层200和基布层102以及胶黏剂等组成，实现优异的电磁防护功能和力学性能。

首先，根据墙面5电磁防护的要求，如14kHz～150kHz屏蔽效能大于20dB，150kHz～30MHz屏蔽效能大于30dB，我们采用碳纤维表面镀镍的方式提高其导电、导磁性能，其在镍含量60％v/v，壁纸层间结构如如图2所示结构：

屏蔽壁纸1包括表面装饰层100、以扩展镀镍碳纤维毡和短切镀镍碳纤维组成的碳纤维电磁屏蔽层101和基布层102，各层之间设置环保胶黏剂进行粘接复合。在该屏蔽壁纸1边缘设置用于施工时候电搭接拼接口，长度为5cm左右。

然后，为了满足壁纸在接缝处的电搭接要求，设计用于电搭接拼接的壁纸结构，如图3所示：电搭接拼接处的与正常位置壁纸的结合关系如图1所示。

高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸按以下步骤进行：

步骤一：基布层102制备

基布层102作为壁纸最靠近墙面5的部分，其由玻璃纤维编织成网格布，每平米重量40～60g。

步骤二：基于扩展镀镍碳纤维的电磁屏蔽层

1)配制添加短切镀镍电碳纤维的胶液：

将改性淀粉10～15份乙酰化玉米淀粉磷酸酯，加纯净水搅拌至完全溶解，加入5份导电短切碳纤维、2～3份羟乙基纤维素加热至60℃，高速搅拌1～2h；

2)基于扩展导电碳纤维1010的碳纤维电磁屏蔽层101制作

将每平米100g的镍含量为60％v/v的12K连续镀镍碳纤维通过添加“1)中胶液”的分散槽8中，经过三级扩展辊(展纱辊一、二、三)将原有导电碳纤维排布展宽到所需尺寸，并经过超声波分散，使得胶液中的短切导电碳纤维1011在连续纤维周围均匀分散，如图5所示。最后在抄纸盘10内共同沉积，烘干后，收卷制得拓展长纤维和短切纤维组成的碳纤维电磁屏蔽层101。

步骤三：壁纸复合

将玻璃纤维网格布表面喷涂糯米胶后与2)中制得的碳纤维电磁屏蔽层101复合，烘干后再在碳纤维电磁屏蔽层101表面喷涂装饰材料。

步骤四：搭接壁纸制作

该部分壁纸作为单独部分，用于屏蔽壁纸1之间的接缝处电搭接处理。

将150g/平米的镀镍碳纤维平纹布表面喷涂装饰层200材料，裁切成宽度为10cm布条，收卷。

整体施工：将墙面5喷涂糯米胶，用量为每平米100～150g，将屏蔽壁纸1贴敷于墙面5。拼接部位先将两块完整的屏蔽壁纸1边缘对其贴敷后，将边缘电搭接处表面装饰层100揭去如图2所示，然后将电搭接壁纸2贴敷于屏蔽壁纸1缝隙，如图1所示。

利用本实用新型制得的高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸有如下技术指标：拉伸强度/MPa：15.8；按照GJB6190测得其屏蔽效能为：14kHz～150kHz屏蔽效能25dB，150kHz～30MHz屏蔽效能45dB。

实施例二

首先，根据墙面5电磁防护的要求，在150kHz～30MHz屏蔽效能大于40dB，30MHz～18GHz屏蔽效能大于60dB。

采用碳纤维表面镀铜的方式提高其导电、导磁性能，其在镍含量50％v/v，壁纸层间结构如图2所示结构：

屏蔽壁纸1包括表面装饰层100、以扩展镀镍碳纤维毡和短切镀镍碳纤维组成的碳纤维电磁屏蔽层101和基布层102，各层之间设置环保胶黏剂进行粘接复合。在该屏蔽壁纸1边缘设置用于施工时候电搭接拼接口，长度为5cm左右。

然后，为了满足壁纸在接缝处的电搭接要求，设计用于电搭接拼接的壁纸结构，如图3所示：电搭接拼接处的与正常位置壁纸的结合关系如图1所示：

高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸按以下步骤进行：

步骤一：基布层102制备

基布层102作为壁纸最靠近墙面5的部分，其由玻璃纤维编织成网格布，每平米重量40～60g。

步骤二：基于扩展镀镍碳纤维的电磁屏蔽层

1)配制添加短切镀镍电碳纤维的胶液：

将改性淀粉10～15份乙酰化二木薯淀粉磷酸酯，加纯净水搅拌至完全溶解，加入10份镀铜导电短切碳纤维、2～3份羟乙基纤维素、2～3份聚乙烯吡咯烷酮加热至60℃，高速搅拌1～2h；

2)基于扩展导电碳纤维1010的碳纤维电磁屏蔽层101制作

将每平米150g的铜含量为55％v/v的12K连续镀铜碳纤维通过添加“1)中胶液”的分散槽8中，经过三级扩展辊将原有导电碳纤维排布展宽到所需尺寸，并经过超声波分散，使得胶液中的短切导电碳纤维1011在连续纤维周围均匀分散，如图5所示。最后在抄纸盘10内共同沉积，烘干后，收卷制得拓展镀铜碳纤维和短切纤维组成的碳纤维电磁屏蔽层101。

步骤三：壁纸复合

将玻璃纤维网格布表面喷涂糯米胶后与2)中制得的碳纤维电磁屏蔽层101复合，烘干后再在碳纤维电磁屏蔽层101表面喷涂装饰材料。

步骤四：搭接壁纸制作

该部分壁纸作为单独部分，用于屏蔽壁纸1之间的接缝处电搭接处理。

将200g/平米的镀铜碳纤维平纹布表面喷涂装饰层200材料，裁切成宽度为10cm布条，收卷。

整体施工：将墙面5喷涂糯米胶，用量为每平米100～150g，将屏蔽壁纸1贴敷于墙面5。拼接部位先将两块完整的屏蔽壁纸1边缘对其贴敷后，将边缘电搭接处表面装饰层100揭去如图2所示，然后将电搭接壁纸2贴敷于屏蔽壁纸1缝隙，如图1所示。

利用本实用新型制得的高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸有如下技术指标：拉伸强度/MPa：19.8；按照GJB6190测得其屏蔽效能为：150kHz～30MHz屏蔽效45dB，30MHz～18GHz屏蔽效能75dB。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：包括屏蔽壁纸(1)和电搭接壁纸(2)，所述屏蔽壁纸(1)包括从上到下依次设置的表面装饰层(100)、碳纤维电磁屏蔽层(101)和基布层(102)；所述屏蔽壁纸(1)至少设有两个，各屏蔽壁纸(1)之间通过电搭接壁纸(2)连接，电搭接壁纸(2)与各屏蔽壁纸(1)中的碳纤维电磁屏蔽层(101)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述屏蔽壁纸(1)的一端或两端设有撕裂带(3)，撕裂带(3)位于碳纤维电磁屏蔽层(101)与表面装饰层(100)之间，通过撕裂带(3)可以将其上对应的碳纤维电磁屏蔽层(101)揭去露出碳纤维电磁屏蔽层(101)。

3.根据权利要求2所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述撕裂带(3)为不粘接材料膜；所述撕裂带(3)的材质采用聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述屏蔽壁纸(1)的一端或两端设有与电搭接壁纸(2)连接的电连接接口(4)。

5.根据权利要求4所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述表面装饰层(100)和碳纤维电磁屏蔽层(101)的宽度小于基布层(102)的宽度，在屏蔽壁纸(1)的一端或两端形成缺口，该缺口为电连接接口(4)。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述基布层(102)为纤维编制而成的网格布；所述纤维采用玻璃纤维、玄武岩纤维中的任一种。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述碳纤维电磁屏蔽层(101)由扩展导电碳纤维(1010)和短切导电碳纤维(1011)组成。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述表面装饰层(100)喷涂在碳纤维电磁屏蔽层(101)上表面，碳纤维电磁屏蔽层(101)与基布层(102)之间粘接。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述电搭接壁纸(2)包括从上到下依次设置的装饰层(200)和碳纤维层(201)；碳纤维层(201)与各屏蔽壁纸(1)中的碳纤维电磁屏蔽层(101)连接。

10.根据权利要求9所述的一种高强度高屏蔽效能碳纤维壁纸，其特征在于：所述装饰层(200)喷涂在碳纤维层(201)的上表面；所述碳纤维层(201)为金属化碳纤维平纹或斜纹织物。

Images