[发明专利]一种高性能水泥基电磁屏蔽复合材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高性能水泥基电磁屏蔽复合材料及其制备工艺。本发明高性能水泥基屏蔽防护材料，包括下述组分按照所述重量份数比组成：42.5普通硅酸盐水泥450kg/m³，中等河砂1373‑1498kg/m³，粉煤灰50kg/m³，二次还原铁粉100‑400kg/m³，水300kg/m³，以及铜镍聚合屏蔽织物；铜镍聚合屏蔽织物以聚酯为载体，通过铜丝网和镍丝网混编而成，厚度为0.5mm，屏蔽效能在1MHz‑10GHz频段内达70dB。本发明相比于普通功能性水泥基材料，提出水泥基材料结合屏蔽织物构成的复合材料，在宽频段内的屏蔽效能更好。

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽领域，更具体地说，是涉及工程电磁屏蔽改造的屏蔽防护材料。

背景技术

电磁屏蔽材料主要分为金属系材料、碳系材料、导电织物和导电涂料等，在实际应用中通常与其他材料进行一定的复合，当与水泥基材料进行复合时，根据掺加电磁介质种类和功能的不同，又可将功能型水泥基材料分为导电相骨料水泥基材料、纤维水泥基材料和微波吸收型水泥基材料。金属基电磁屏蔽织物拥有良好的耐折叠性和优异的低频电磁屏蔽性能，可与水泥基材料进行一定的复合。

以石墨和碳纤维为掺料制备复合砂浆，对其制备工艺和电磁屏蔽性能进行了研究，通过对制备工艺进行一定的优化，得出在1GHz-1.5GHz频段内，掺入质量分数为15％的石墨和0.2％的碳纤维时，材料屏蔽效能可达10dB以上，但力学性能并不理想。

对普通鳞片石墨进行改性研究，以鳞片石墨为原料制备了膨胀石墨并对其进行了磁性化改性，分别在水泥基材料中掺加质量分数为15％的普通石墨和膨胀磁性石墨，对比研究了两者的屏蔽效能。结果表明：掺加膨胀磁性石墨的水泥基材料屏蔽效能较好，1GHz-1.5GHz频段内最大达12dB。

在水泥基中掺入质量分数为3％的粉煤灰微球复合物，在8-18GHz频段内，材料反射率小于-10dB的带宽达8GHz，显示出优异的微波吸收性能。

上述现有技术存在如下缺陷：

1、只对在普通水泥基中掺加电磁介质形成的功能型水泥基材料进行了屏蔽效能研究，缺乏水泥基材料与其他材料构成复合结构的研究。

2、试验研究频段较窄，较多集中在1GHz以上频段的电磁波。

3、基本性能中所得的力学性能不佳。

发明内容

本发明针对单一添加功能介质的水泥基材料试验研究频段较窄、屏蔽效能不理想和力学性能不佳等方面的不足，提出了一种掺还原铁粉功能砂浆结合铜镍屏蔽织物的电磁屏蔽复合材料，通过材料性能试验，给出了其最优配比形式。

本发明通过施工性能研究、力学性能和抗渗性能试验，系统研究了掺还原铁粉功能砂浆作为抹灰功能砂浆的性能，为其应用于实际工程打下基础。针对普通功能型水泥基材料屏蔽波段窄和屏蔽效能不理想，通过法兰同轴法对添加铜镍织物的电磁屏蔽功能砂浆材料在宽频段上屏蔽效能进行了系统研究，得到了屏蔽效果好的水泥基电磁屏蔽复合材料。

本发明高性能水泥基屏蔽防护材料，包括下述组分按照所述重量份数比组成：42.5普通硅酸盐水泥450kg/m³，中等河砂1373-1498kg/m³，粉煤灰50kg/m³，二次还原铁粉100-400kg/m³，水300kg/m³，以及铜镍聚合屏蔽织物；铜镍聚合屏蔽织物以聚酯为载体，通过铜丝网和镍丝网混编而成，厚度为0.5mm，屏蔽效能在1MHz-10GHz频段内达70dB。