專利名稱：鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種石膏基吸波復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電子、通訊、計(jì)算機(jī)與電氣設(shè)備等進(jìn)入家庭，導(dǎo)致城市空間 人為電磁能量逐年增長，而廣播電視臺、無線通訊發(fā)射站、各類天線、電網(wǎng)、城市交通運(yùn)輸、 個(gè)人無線通訊手段以及家用電器等，把人們帶進(jìn)一個(gè)充滿電磁輻射的環(huán)境中，因此，具有吸 收電磁波功能的建筑材料越來越受人們的重視。石膏作為三大建筑膠凝材料之一，在自然界中分布比較廣泛，由于它易開采和加 工，早在公元前2000年就被應(yīng)用在埃及金字塔的石材縫隙和灰漿抹面等裝飾上。我國是石 膏生產(chǎn)和應(yīng)用大國，天然石膏礦藏儲量達(dá)600多億噸，遍布全國23個(gè)省區(qū)，石膏儲量居世界 之首。同時(shí)，采用石膏基凝膠材料制成的建材制品具有許多優(yōu)異的性能，如質(zhì)量輕、尺寸穩(wěn) 定、隔熱隔音、保溫防火、能自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度等。因此推廣使用石膏基建材制品，有助 于推行我國的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能建筑的發(fā)展。石膏本身的電磁屏蔽效能和吸波性能 較低，是一種良好的透波材料，通過在石膏材料中加入一定的吸波劑進(jìn)行改性制備石膏基 吸波復(fù)合材料是一種簡單可行的辦法。W02004/065322A1公開了屏蔽電磁輻射的電導(dǎo)性石膏基建筑材料。通過添加尺寸 小于或等于12 μ m的石墨顆粒和無定形碳的混合物獲得電導(dǎo)性和屏蔽效應(yīng)。石墨和無定形 碳的混合物的含量是建筑材料總質(zhì)量的25% -75%。而無定形碳的含量是石墨和無定形碳 混合物總質(zhì)量的10% -95%。無定型碳含有煅燒焦炭和/或灰分，該灰分含有通過有機(jī)組 分燃燒產(chǎn)生的無定形碳。這些建筑材料的缺點(diǎn)包括大于和至少25%的相對高的石墨/碳含 量，以及在材料的制備中需要處理的物質(zhì)因具有細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生大量粉塵。并且，由于在 它們相對大表面時(shí)相對低的質(zhì)量和它們對水的不良潤濕性能，這些顆粒具有明顯的漂浮傾 向和因此產(chǎn)生的建筑材料部分偏析的問題。W09962076A1公開了具有30-80 μ m厚的層的石膏紙板，該層包裹石膏芯，并且除 了纖維素纖維之外含有干質(zhì)量基含量優(yōu)選為8-15%的、直徑4-10 μ m、長度2_10mm的碳纖 維。這提高了對電磁射線的屏蔽衰減。然而，碳纖維是相對昂貴的，且存在難以分散的缺點(diǎn)。鐵氧體材料是國內(nèi)外研究較多而且比較成熟的吸波劑，因其價(jià)格低廉，吸波性能 較好，其研究與應(yīng)用一直受到各個(gè)國家的重視。鐵氧體在建筑材料中的使用的研究成果主 要集中在水泥基吸波復(fù)合材料。許衛(wèi)東等人研究了鐵氧體吸波劑摻入到水泥砂漿中的吸波 性能，當(dāng)鐵氧體摻量為33 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù))、厚度為3mm時(shí)，在8 12GHz頻段，最大反射率 約-7dB、最小反射率達(dá)-15dB，說明鐵氧體摻入的到水泥砂漿中可提高吸波性能。在原理 上，如果能夠設(shè)計(jì)合理的組分配比、材料厚度、材料的電磁參數(shù)以及材料的結(jié)構(gòu)，則可以獲 得吸波性能良好的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料。但是以石膏為基體，制備鐵氧體石膏基吸 波復(fù)合材料的研究至今無人報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種鐵氧體填充石膏基吸波復(fù)合材料的制備方法，填補(bǔ)了石膏基吸 波復(fù)合材料方面的空白。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料，其特征 在于，包括干物料和水，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百分比 為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為80% -90%。所述干物料中的建筑石膏符合GBT9776-2008規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求。所述鐵氧體晶型包括尖晶石系鐵氧體和六角晶系鐵氧體；化合物包括錳鋅鐵氧 體、鎳鋅鐵氧體、鈷鋅鐵氧體等。上述所述鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料中還包括減水劑，所述減水劑與干物料的重 量比為0.1-1 100 ；所述減水劑為多羧酸系和氨基磺酸系高效減水劑。本發(fā)明提供的一種鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟1)將干物料干拌均勻，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重 量百分比為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為80% -90%。2)向干拌均勻的干物料中加入水，混合均勻；3)將步驟2、所得的混合料倒入鋼模中，振動(dòng)成型；4)成型池后拆模，并在201-251、相對濕度為85(%-90(%的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，然 后烘干，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為觀天。在所述步驟幻中還可加入減水劑。本發(fā)明在石膏膠凝材料中摻入鐵氧體吸波劑，使水泥基復(fù)合吸波材料具有較好的 吸波性能和力學(xué)性能，生產(chǎn)工藝簡單可行。本發(fā)明的石膏基吸波復(fù)合材料，在2-lSGHz頻率 范圍內(nèi)，其反射率< _5dB的有效帶寬達(dá)到4. 32GHz，最小反射率達(dá)-15. 95dB。


圖1對比例1試樣的反射率測試2實(shí)施例1試樣的反射率測試3實(shí)施例2試樣的反射率測試4實(shí)施例3試樣的反射率測試圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施方案詳細(xì)說明本發(fā)明的制備方法以下實(shí)施例中的建筑石膏符合GBT9776-2008規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求，錳鋅鐵氧體 購自北磁礦業(yè)股份有限公司。對比例1本實(shí)施例中，各原料重量配比如下建筑石膏100份；水65份。按如下工藝進(jìn)行制備1)向建筑石膏中加入水，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動(dòng)成型；
4)成型池后拆模，在溫度為20°C _25°C，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護(hù)觀 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實(shí)施例制得的空白樣進(jìn)行吸波性能測試，結(jié)果如圖1。實(shí)施例1本實(shí)施例中，各原料重量配比如下錳鋅鐵氧體10份；建筑石膏90份；水60份；減水劑HC-200K 0. 5份。按如下工藝進(jìn)行制備1)將鐵氧體與石膏干拌均勻；2)向干拌均勻的干物料中加入水和減水劑，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動(dòng)成型；4)成型池后拆模，在溫度為20°C -25 V，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護(hù)28 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實(shí)施例制得的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料進(jìn)行吸波性能測試結(jié)果如圖2。實(shí)施例2本實(shí)施例中，各原料重量配比如下錳鋅鐵氧體15份；建筑石膏85份；水M份；減水劑HC-200K 0. 5份。按如下工藝進(jìn)行制備1)將鐵氧體與石膏干拌均勻；2)向干拌均勻的干物料中加入水和減水劑，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動(dòng)成型；4)成型池后拆模，在溫度為20°C -25 V，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護(hù)28 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實(shí)施例制得的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料進(jìn)行吸波性能測試，結(jié)果如圖3。實(shí)施例3本實(shí)施例中，各原料重量配比如下錳鋅鐵氧體20份；建筑石膏80份；水50份；減水劑HC-200K 0. 5份。按如下工藝進(jìn)行制備1)將鐵氧體與石膏干拌均勻；2)向干拌均勻的干物料中加入水和減水劑，混合均勻；3)將步驟2)中所得的混合料倒入180mmX 180mmX IOmm的鋼模中，振動(dòng)成型；4)成型池后拆模，在溫度為20°C -25 V，相對濕度為85% _90%的條件下養(yǎng)護(hù)28 天，在40士2°C的烘箱里烘至恒重。對本實(shí)施例制得的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料進(jìn)行吸波性能測試，結(jié)果如圖4。由圖1-圖4可以看出，在2-18GHZ頻率范圍內(nèi)，實(shí)施例的反射率< _5dB的有效帶 寬達(dá)到4. 32GHz，最小反射率達(dá)-15. 95dB。對對比例和各實(shí)施例制得的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測試，結(jié)果 如下表所示，編號為0的對比例的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料，其特征在于，包括干物料和水，所述干物料包括石膏和 鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百分比為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為 80%-90%，水與干物料的重量比也就是水灰比為0.5-0.6 1。
2.按照權(quán)利要求1所述的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料，其特征在于，所述鐵氧體晶型 包括尖晶石系鐵氧體和六角晶系鐵氧體；化合物包括錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鈷鋅鐵氧 體。
3.按照權(quán)利要求1所述的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料，其特征在于，所述鐵氧體石膏 基吸波復(fù)合材料中還包括減水劑，所述減水劑與干物料的重量比為0.1-1 100。
4.按照權(quán)利要求3所述的鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料，其特征在于，所述減水劑為多 羧酸系和氨基磺酸系高效減水劑。
5.一種鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1)將干物料干拌均勻，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百 分比為10% -20%，石膏占干物料的重量百分比為80% -90% ；2)向干拌均勻的干物料中加入水，混合均勻；3)將步驟幻所得的混合料倒入鋼模中，振動(dòng)成型；4)成型池后拆模，并在20°C_25°C、相對濕度為85% -90%的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，然后烘 干，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為觀天。
6.按照權(quán)利要求5的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟幻中加入減水劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了鐵氧體石膏基吸波復(fù)合材料及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。吸波復(fù)合材料包括干物料和水，所述干物料包括石膏和鐵氧體，其中鐵氧體占干物料的重量百分比為10％-20％，石膏占干物料的重量百分比為80％-90％，水與干物料的重量比也就是水灰比為0.5-0.6∶1。制備方法，包括以下步驟將干物料干拌均勻后加入水混合均勻，倒入鋼模中，振動(dòng)成型，然后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和烘干即可。本發(fā)明的材料具有較好的吸波性能和力學(xué)性能，生產(chǎn)工藝簡單可行。
文檔編號C04B28/14GK102086114SQ20101055452
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者蘭明章, 崔素萍, 李桃安, 毛倩瑾, 沈文婷, 王亞麗, 王子明, 聶祚仁 申請人:北京工業(yè)大學(xué)