[发明专利]一种电磁波吸收性石膏复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种电磁波吸收性石膏复合材料的制备方法，属于吸波材料技术领域。本发明将三氧化二锑和碳纤维机械混合，采用稀土掺杂进行改性作为填料，通过溶胶‑凝胶法制备钛酸亚铁作为吸收剂，以石膏为基体和吸收剂进行复合，制备出一种电磁波吸收性石膏复合材料；三氧化二锑不仅具有透波性，也具有一定的吸收能力，经稀土掺杂改性后，有效改善了磁性能和吸波性能，钛酸亚铁具有微波吸收性能的无机功能材料，具有良好的吸波性能，碳纤维能有效提高了材料的力学性能；钛铁矿结构具有较高的电损耗正切角，依靠介质的电子极化、离子极化、分子极化或界面极化衰减吸收电磁波，钛酸亚铁类化合物本身具有很好的阻抗匹配特性。

技术领域

本发明涉及一种电磁波吸收性石膏复合材料的制备方法，属于吸波材料技术领域。

背景技术

目前，整个城市空间几乎都被笼罩在电磁辐射之下，其中公共建筑、公共场所以及工作区、生活居住区尤为严重。若将具有吸波特性的材料使用于建筑物本身或者在其空间内，不但可以通过吸收建筑空间内存在的电磁辐射而有效的减轻辐射的强度，而且还可以改善有害辐射对人体的身心影响，具有一定的实用价值。目前，大部分建筑室内防护吸波材料都是将各种吸波剂掺杂在水泥、石膏、混凝土等基体材料中进行制备。

目前，用于建筑室内电磁波辐射的防护材料主要有两种：电磁波屏蔽材料和电磁波吸收材料。

吸波技术包括结构吸波和涂层吸波两类，结构吸波是赋予材料吸波和承载双重性能，涂层吸波则是指在结构表面涂敷具有吸波功能的涂料以达到损耗电磁波的目的。吸波材料有多种分类方法，目前主要有下列三种：

（l）按材料成型工艺和承载能力，可分为结构型吸波材料和涂敷型吸波材料。结构型吸波材料通常是将吸收剂分散在层状材料中，或用透波性好，强度高的高聚物复合材料作面板，采用波纹状，夹芯蜂窝状或角锥体结构等。结构型吸波材料具有吸波和承载的双重功能。涂敷型吸波材料是将粘结剂与铁氧体，金属、合金粉末，导电纤维等吸收剂混合后形成吸波涂层。

按材料耗损机理可分为磁损耗型和电损耗型。铁氧体、羰基铁、超细金属粉等属于磁损耗型吸波剂，具有较高的磁损耗角正切，依靠磁滞损耗、畴壁共振和自然共振等磁极化机制衰减、吸收电磁波；碳化硅、石墨、炭黑等吸波机理主要是依靠介质的电子极化、离子极化、分子极化或界面极化等驰豫、衰减、吸收电磁波，属于电损耗型吸波剂。

电磁波屏蔽材料是指一种可以阻隔、衰减被屏蔽地带与城市空间的电磁能量传播的材料，目前，已知的屏蔽材料主要有金属屏蔽涂料、导电高分子屏蔽材料、纤维织物屏蔽材料等。其中导电高分子材料不仅具有优异的电磁屏蔽性能，而且还具有质量轻、耐腐烛、电导率易于控制、成本低、施工方便等优点，因此得到广泛利用。然而，电磁波屏蔽材料只是将电磁波反射回去，容易造成二次污染，并不能从根本上消减甚至消除电磁波。

而电磁波吸收材料，是指能吸收、衰减入射的电磁波，并可以将电磁能转换成其他形式的能量（如机械能、电能和热能等）消耗掉或使电磁波发生干涉相消的一类功能性材料，从而有效的吸收、衰减入射电磁波。所以采用建筑室内的电磁辐射防护材料，尤其是建筑室内电磁波吸收材料是电磁辐射防护的一种有效途径。

近年来城镇环境中电磁能量密度有明显变化，随着城市化发展使得环境电磁总量不断增加。研究表明，电磁辐射不仅会干扰电子设备的正常工作，同时长时间在电磁环境中学习、生活对人体的健康有严重的危害。因此，对电磁辐射必须加以防护，其中最有效的手段是采用电磁波吸收材料，降低环境电磁辐射密度，达到净化电磁环境，保护人体健康的目的。赋予传统建筑材料电磁波吸收功能将对室内电磁环境的改善起到至关重要的作用。目前，一般建筑吸波材料的制备都是在石膏、水泥等基体材料中掺入各种吸波剂，制得的产品普遍存在吸收频带窄、密度大、成本高、制作工艺复杂等问题，因此希望开发出具有吸收频带宽、质量轻、低成本、物理机械性能好、制作工艺简单的建筑吸波体。