[发明专利]一种电磁屏蔽水泥基复合材料及其制备方法

说明书

一种电磁屏蔽水泥基复合材料及其制备方法，涉及电磁屏蔽材料领域，复合材料以水泥为基体材料，其中，基体材料的主要成分为硫铝酸盐水泥，复合材料的各组分的质量分数为：硫铝酸盐水泥100‑150份，砂子300‑400份，水50‑75份，改性碳纳米管0.5‑3份，孔隙调节剂1‑6份，表面活性剂0.1‑0.6份，镀锌玻璃纤维1‑2份。所述的电磁屏蔽材料抗压强度范围为51.4‑54.7Mpa，电磁屏蔽范围为2‑8GHz，屏蔽性能为17‑26.3dB。本发明提供的电磁屏蔽水泥基复合材料，电磁屏蔽效果好，屏蔽范围宽，强度高，是一种实用的高性能电磁屏蔽水泥基材料。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料领域，特别涉及一种电磁屏蔽水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

近几十年来，随着科学技术的不断进步，电子工业得到了越来越多的发展，但是各种电子产品如电子计算机、手机、雷达以及通讯卫星等产生的电磁辐射，对人体的神经系统以及免疫能力等造成一定程度的危害。此外，现代电子器件正在向着小型化，轻量化以及高密度集成等方向发展，容易受到外界的电磁干扰的影响。电磁辐射已经成为一种新的污染源，被列为世界第三大公害。因此，电磁屏蔽成为国内外研究的焦点。

水泥砂浆作为一种应用广泛的建筑材料，随着科学技术的发展，在电磁屏蔽方面的需求越来越大，制备具有电磁屏蔽性能的水泥基材料意义重大。

碳纳米管是一种由石墨烯片卷曲而成的中空的管体。它具有优异的力学、电学和化学性能，而且由于它的小尺寸效应，具有奇特的电磁性能。但由于碳纳米管的比表面积大、范德华作用力强，导致其团聚程度高，不利于碳纳米管电磁性能的发挥。与传统的水泥基复合材料相比，基于碳纳米管制备的改性电磁屏蔽水泥基复合材料能够有效屏蔽电磁辐射。

申请号为201710276302.5的专利文献“一种电磁屏蔽水泥混凝土及其制备方法”公开了一种电磁屏蔽水泥混凝土及其制备方法，该技术方案主要是利用石墨烯和导电纤维的作用来提高水泥基材料的电磁屏蔽效果，但此方案工艺繁琐，并不是一种非常理想的方法。目前使用碳纳米管制备电磁屏蔽水泥基复合材料的研究较少，本发明人利用碳纳米管制备了一种新型的水泥基复合材料。

发明内容

为了弥补上述方法的不足，本发明提供了一种碳纳米管改性电磁屏蔽水泥基复合材料及其制备方法。该材料屏蔽范围宽，效率高。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种电磁屏蔽水泥基复合材料，其特征在于，是由以下重量分的原料制得的：

硫铝酸盐水泥100-150份，砂子300-400份，水50-75份，改性碳纳米管0.5-3份，孔隙调节剂1-6份，表面活性剂0.1-0.6份，镀锌玻璃纤维1-2份。

所述的硫铝酸盐水泥的强度等级为42.5以上。

所述的砂子为70-140目的石英砂。

所述的孔隙调节剂为乙二醇硅氧烷，磷酸三丁酯，聚氧丙烯中的一种。

所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

所述的碳纳米管长度为10-30μm，直径为20-30nm。

所述的镀锌玻璃纤维的长度为20-40μm，锌层厚度4-7μm，电导率为2×10^-4-4×10^-4Ω^-1m^-1。

其中改性碳纳米管的制备方法为:

将碳纳米管置入混酸中，油浴加热到100-200℃，回流1-2h，冷却至室温，经过滤、洗涤，烘干至恒重，得到纯净的碳纳米管，其中碳纳米管与混酸的质量比为1:10-1:20，混酸为浓硫酸(质量分数为70％以上)和浓硝酸(质量分数为70％以上)以质量比4:1-8:1制得。