專(zhuān)利名稱(chēng)：梯度電磁波吸收材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁波吸收材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種梯度電磁波吸波 材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前城市空間電磁環(huán)境日益復(fù)雜，電磁污染已成為第四公害，而電磁波吸 收材料尚不能滿(mǎn)足需要。實(shí)際應(yīng)用的吸波材料種類(lèi)主要有以聚氨酯為基體的 角錐或平板吸波材料，以有機(jī)高分子材料為基體的吸波涂層或貼片，以混凝土 為基體的建筑吸波材料及鐵氧體瓦等。各種吸波材料既有各自的優(yōu)點(diǎn)，又有各 自缺陷。以聚氨酯為基體的吸波材料是使用較早，應(yīng)用較為廣泛的一種吸波材 料，具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但其體積大且易燃，長(zhǎng)期使用容易變 形影響其性能。以有機(jī)高分子為基體的吸波涂層或吸波貼片具有使用方便，吸 收能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但普遍成本較高且有效吸收頻段窄，長(zhǎng)時(shí)間使用性能不穩(wěn)定。 傳統(tǒng)以混凝土為基體的建筑吸波材料和鐵氧體吸波材料密度大，吸收效果差或 吸收頻段窄。因此，迫切需要一種制備工藝簡(jiǎn)單、吸收頻段寬廣且成本較低的 電磁波吸收材料以應(yīng)對(duì)城市空間及室內(nèi)日益嚴(yán)峻的電磁污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有建筑用電磁波吸收材料吸收能力不強(qiáng)、有 效吸收頻段窄、密度大、成本高的缺點(diǎn)，提供一種梯度電磁波吸收材料及其制 備方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種梯度電磁波吸收材料，其 特征在于由無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、透波材料和電磁波吸收劑構(gòu)成基體，透波顆粒按梯度 分布在基體中構(gòu)成電磁波吸收材料。所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑是普通硅酸鹽水泥或水玻 璃，透波材料是發(fā)泡聚苯乙烯，電磁波吸收劑是碳粉，鐵硅鋁粉，鎳鋅鐵氧體 粉或它們的混合粉。
本發(fā)明還提供了一種梯度電磁波吸收材料的制備方法。包括以下步驟a. 將吸收劑摻入無(wú)機(jī)粘結(jié)劑基體中，分散均勻；b.將不同粒徑和密度的透波材料 顆粒加入上述基體中并攪拌均勻；C.將攪拌均勻的混合料填入模具中，震蕩臺(tái) 震蕩至透波顆粒按梯度分布；d.抹平表面，室內(nèi)養(yǎng)護(hù)至固化，成為最終形狀的 梯度電磁波吸收材料。
在上述制備方法中，選用的吸收劑包括碳粉，鐵硅鋁粉，鎳鋅鐵氧體粉或 是上述粉體的混合粉，使用前先在球磨機(jī)中球磨至粒徑在0.05 100微米之間， 然后炭粉在氬氣保護(hù)氣氛下高溫石墨化，其它粉體在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高溫退火 處理；選用的透波材料為發(fā)泡聚苯乙烯，粒徑在3 ~6毫米的微珠密度為 0.005-0.01 g/cm3，粒徑在0.5 2毫米的微珠密度為0.07-0.1 g/cm3;上述步驟b 中，可加入適當(dāng)分散劑使吸收劑分散均勻，吸收劑與無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的體積比為 4~18: 100;上述步驟b中，為加強(qiáng)透波材料的親水性，對(duì)透波材料顆粒進(jìn)行預(yù) 處理，具體預(yù)處理方法為先在無(wú)機(jī)溶劑中清洗去油去污，然后將清洗過(guò)的發(fā)泡 聚苯乙烯顆粒和偶聯(lián)劑浸入適量的高分子粘結(jié)劑水溶液中，攪拌后取出低溫烘 干備用；在上述步驟e中，震蕩時(shí)以將試樣震蕩至發(fā)泡聚苯乙烯在基體中按梯 度分布，其中，表層的透波顆粒以大尺寸低密度的顆粒為主，逐漸過(guò)渡到底層 的透波顆粒以小尺寸高密度的顆粒為主。本發(fā)明上述推薦方案的產(chǎn)品性能在130MHz 18GHz頻段內(nèi)測(cè)試，平均反射 率優(yōu)于-7dB。
應(yīng)注意，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過(guò)調(diào)整吸收劑和透波顆粒的種類(lèi)、尺寸、 含量及各層的厚度比獲為具有不同性能的本發(fā)明所說(shuō)的梯度電磁波吸收材料。
本發(fā)明的效果和益處是提供了一種梯度電磁波吸收材料及其制備方法，該 材料原料來(lái)源廣泛，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，并且具有比重輕，吸收能力強(qiáng)， 環(huán)境穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。


附圖1、附圖2分別是根據(jù)本技術(shù)方案制備的不同規(guī)格樣品在 130MHz 18GHz頻段內(nèi)電磁波吸收效果圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
1. 材料選擇與預(yù)處理
本實(shí)施例選用普通硅酸鹽水泥作為粘結(jié)劑，粒徑為3mm和lmm的發(fā)泡聚苯 乙烯為透波材料，N234炭黑為吸收劑。
對(duì)發(fā)泡聚苯乙烯和炭黑進(jìn)行預(yù)處理。將發(fā)泡聚苯乙烯在摩爾濃度為5%的鹽 酸溶液去油去污，經(jīng)水洗后放入質(zhì)量比2%聚乙烯醇水溶液中浸漬，然后取出烘 干備用；N234炭黑在球磨機(jī)中球磨至粒徑在300~1000納米之間，然后在700 。C、氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行高溫石墨化處理2小時(shí)。
2. 梯度吸波材料的制備
量取一定量的普通硅酸鹽水泥和水，水灰比為0. 34~0. 4。攪拌至黏流狀后加 入炭黑，炭黑與水泥的體積比為的12: 100。攪拌均勻后加入發(fā)泡聚苯乙烯透波顆粒，發(fā)泡聚苯乙烯與水泥的體積比100-150:100，其中3mm粒徑的發(fā)泡聚苯 乙烯顆粒與lmm粒徑的發(fā)泡聚苯乙烯顆粒的體積比為1: 1。待混合料攪拌均勻 后倒入200mmX200mraX15mm的模具中，然后置于震動(dòng)臺(tái)震蕩1~2分鐘，抹平表 面，l天后拆模，自然保濕環(huán)境下養(yǎng)生28天，制得以水泥為基體的梯度吸波材 料。該材料表層的透波顆粒以3mm粒徑的EPS為主，底層的透波顆粒以lmm 粒徑的EPS為主，材料內(nèi)部透波顆粒按照粒徑呈梯度分布。 3.性能測(cè)試
將得到的試樣在微波暗室中用拱形反射法測(cè)試其在1.7GHz 18GHz頻段內(nèi) 的電磁波吸收性能，用同軸電纜法測(cè)試其在130MHz 1.7GHz頻段的吸收性能。 測(cè)試結(jié)果所明，該梯度電磁波吸收材料在130MHz 18GHz的平均反射率優(yōu)于 -7dB，其中，優(yōu)于-8dB的頻段超過(guò)12GHz，體現(xiàn)出了良好的寬頻吸收特性，符 合吸波材料"薄寬輕強(qiáng)"的發(fā)展趨勢(shì)。
權(quán)利要求
1.一種梯度電磁波吸收材料，其特征是由無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、透波材料和電磁波吸收劑構(gòu)成基體，透波顆粒按梯度分布在基體中構(gòu)成電磁波吸收材料。
2. —種梯度電磁波吸收材料的制備方法，其特征是該電磁波吸收材料的制 備包括如下步驟a.將吸收劑摻入無(wú)機(jī)粘結(jié)劑基體中，分散均勻；b.將不同粒 徑和密度的透波材料顆粒加入上述基體中并攪拌均勻；c.將攪拌均勻的混合料 填入模具中，震蕩臺(tái)震蕩至透波顆粒按梯度分布；d.抹平表面，室內(nèi)養(yǎng)護(hù)至固 化，成為最終形狀的梯度電磁波吸收材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種梯度電磁波吸收材料，其特征是無(wú)機(jī)粘結(jié)劑 是普通硅酸鹽水泥或水玻璃，透波材料是發(fā)泡聚苯乙烯，電磁波吸收劑是碳粉， 鐵硅鋁粉，鎳鋅鐵氧體粉或它們的混合粉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種梯度電磁波吸收材料的制備方法，其特征是 透波顆粒和電磁波吸收劑在使用前進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理方法為透波顆粒在無(wú)機(jī) 溶劑中清洗去油去污，然后將清洗過(guò)的顆粒和偶聯(lián)劑放入適量的高分子粘結(jié)劑 的水溶液中，再取出低溫烘干備用；吸收劑先在球磨機(jī)中球磨至粒徑為0.05 ~100 微米，然后炭粉在氬氣保護(hù)下進(jìn)行石墨化處理，其它粉體在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高 溫退火處理。
全文摘要
梯度電磁波吸收材料及其制備方法，屬于電磁波吸收材料制備技術(shù)領(lǐng)域。其特征是由無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、透波材料和電磁波吸收劑構(gòu)成基體，透波顆粒按梯度分布在基體中構(gòu)成電磁波吸收材料；其制備方法包括如下步驟a.將吸收劑摻入無(wú)機(jī)粘結(jié)劑基體中，分散均勻；b.將不同粒徑和密度的透波材料顆粒加入上述基體中并攪拌均勻；c.將攪拌均勻的混合料填入模具中，震蕩臺(tái)震蕩至透波顆粒按梯度分布；d.抹平表面，室內(nèi)養(yǎng)護(hù)至固化，成為最終形狀的梯度電磁波吸收材料。本發(fā)明的效果和益處是提供了一種梯度電磁波吸收材料及其制備方法，該材料原料來(lái)源廣泛，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，并且具有比重輕，吸收能力強(qiáng)，環(huán)境穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K3/00GK101591523SQ200910012438
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者劉順華, 李寶毅, 段玉平 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)