[发明专利]一种复掺EP与NGPs吸波剂的三层结构水泥基吸波板及其制备方法

说明书

本发明公开一种复掺EP与NGPs吸波剂的三层结构水泥基吸波板及其制备方法，该吸波板由上层板、中层板和下层板组成，厚度比为8：11：11；上层板包括水泥、硅灰、膨胀珍珠岩（EP）以及减水剂，所述硅灰、水、膨胀珍珠岩以及减水剂分别占水泥质量的10%、42%、7%和0.32%；中层板包括水泥、硅灰、水、多层石墨烯纳米片（NGPs）、纳米镍颗粒以及减水剂，所述硅灰、水、多层石墨烯纳米片、纳米镍颗粒以及减水剂分别占水泥质量的10%，32~33%，0.025~0.05%，0.7%，0.33~0.35%；下层板包括水泥、硅灰、水、碳纤维、炭黑、减水剂以及分散剂；所述硅灰、水、碳纤维、炭黑、减水剂以及分散剂分别占水泥质量的10%，74~80%，0.5~1%，4%，0.35~0.36%，0.35~0.38%。本发明吸波板绿色、环保、无放射性，制备工艺简单，成型方便。

技术领域

本发明属于建筑材料及吸波材料技术领域，具体涉及一种复掺EP与NGPs吸波剂的三层结构水泥基吸波板及其制备方法。

背景技术

当前，各种电子电气设备为社会生产提供了很高地效率，为人们日常生活带来极大的便利，但其工作时产生的电磁辐射不仅影响自身使用性能和寿命，还会对人身健康产生不同程度的损害，增加了人体患多种疾病的风险，同时还会产生不同程度的信息涉密和位置的泄露。电磁波已成为继水源、大气与噪声之后的具有较大危害且不易防护的新污染源。为了减少电磁辐射对环境所造成的各种有害影响，国内外诸多学者对此进行了研究，主要集中在电磁波吸收和屏蔽两方面。屏蔽主要是利用材料具有高的导电性这一特点形成一个封闭的导电通路来阻止电磁波穿透，但这种方法并不能从根本上削弱甚至消除电磁波，由材料表面反射的电磁波还会产生二次污染。采用具有吸波功能的材料掺杂，进行复合化结构设计，将入射至材料表面的电磁波能量最大限度地转换为其它形式的能量消耗，而不在材料表面形成过多反射或材料内部透射，这样能够从根本上解决电磁辐射带来的危害。

根据电磁波传播的“传输线”理论，入射到吸波材料表面的电磁波能量一部分因材料界面阻抗与空间波阻抗不匹配而发生反射，一部分被材料内部吸波剂吸收转化为其他形式能量，还有一部分被透射掉，掺单一类型吸波剂的单层材料很难达到阻抗匹配与宽频吸收的目标。

传统的水泥基复合材料具有丰富的资源和良好的环境适应性，在建筑、道路、桥梁、隧道及港口等基础设施中有广泛地应用。但其抗拉、抗弯强度较低，导电与吸波性能较差，是电磁波的天然透波体，这些特性在一定程度上制约其在导电吸波领域的应用。在水泥基材料中复掺填料是提高其流变性、强度、耐久性、导电与吸波性能的有效途径。纳米材料具有表面尺寸效应、量子霍尔效应、宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应及介电限域效应和良好的导电性，已成为有潜在应用价值的新型吸波剂。

因此，根据电磁波吸收与屏蔽机制，制备三层结构复合水泥基吸波板，有效减少电磁波辐射所带来的困扰和位置泄露等方面研究具有重要的理论研究与实际应用价值，也是一项有价值的工作。

发明内容

针对现有问题的不足，本发明的第一个目的是提供一种复掺EP与NGPs吸波剂的三层结构水泥基吸波板。

本发明的第二个目的是提供一种复掺EP与NGPs吸波剂的三层结构水泥基吸波板的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种复掺EP与NGPs吸波剂的三层结构水泥基吸波板，由上层板、中层板和下层板组成，上层板、中层板和下层板的厚度比为8：11：11；

其中，上层板包括水泥、硅灰、膨胀珍珠岩以及减水剂，所述硅灰、水、膨胀珍珠岩以及减水剂分别占水泥质量的10％、42％、7％和0.32％；

中层板包括水泥、硅灰、水、多层石墨烯纳米片、纳米镍颗粒以及减水剂，所述硅灰、水、多层石墨烯纳米片、纳米镍颗粒以及减水剂分别占水泥质量的10％，32～33％，0.025～0.05％，0.7％，0.33～0.35％；