用于屏蔽电磁辐射的建筑材料混合物制造技术

本发明专利技术涉及一种建筑材料混合物，其干质量含有10‑98wt％碳和2‑70wt％粘合剂，其特征在于，该建筑材料混合物还含有1‑80wt％松散颗粒，其中松散颗粒的表面至少部分涂覆有导电材料。

Mixture of building materials for shielding electromagnetic radiation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于屏蔽电磁辐射的建筑材料混合物本专利技术涉及一种用于屏蔽电磁辐射的建筑材料混合物，例如一种建筑材料混合物，其可以作为石膏化合物或作为制造建筑构件特别是干建筑构件的基础材料实施。工作和生活中所有领域日益增长的数字互联性以及无线通信和数据传输的扩展导致电磁辐射的不断增加，特别是在高频区域，这被称为所谓的“电子烟雾”。这种电子烟雾不仅是工人保护和健康方面的问题，而且重叠的电磁场也构成了许多领域的工业、管理和安全相关设施的技术问题-特别是在安全性方面。已知的针对电磁辐射的屏蔽解决方案基于电磁辐射的反射，虽然其相应地最小化穿过被屏蔽的空间的电磁辐射，但是基本上不减小电磁辐射，因为辐射最终仅被反射到其他区域中。在申请人的国际专利申请WO2016/087673A1中，描述了一种含有石墨的建筑材料混合物，由于其高导热性，其可以以填料或石膏化合物的形式用于表面加热系统等。由于它们的高导电性，由已知的建筑材料化合物制造的填料化合物的特征还在于对电磁波，特别是高频电磁波(例如移动无线电辐射或雷达辐射)的高反射能力。该填充化合物也不能以有效的方式最小化入射电磁辐射。因此，本专利技术的技术问题是指出上述类型的建筑材料混合物，其不仅反射电磁辐射，特别是高频电磁辐射，而且吸收大部分电磁辐射，使得不仅防止电磁辐射穿过障碍物，而且总体上大大减少了电磁辐射。建筑材料混合物可以用作例如石膏化合物。特别是，处于凝固状态的石膏化合物应主要通过吸收表现出极高的电磁屏蔽。目的是将辐射转换成屏蔽中材料厚度内的热量，从而消除辐射。通过反射进行的辐射屏蔽应尽可能地降低，甚至完全避免。石膏化合物应继续表现出非常高的导热性，以支持表面加热系统。应该可以用瓷砖和其他建筑材料在硬化的建筑材料混合物上涂覆、贴壁纸或覆盖。应该可以将建筑材料混合物施加到待用手或机器覆盖的表面上。还应该可以将建筑材料注入/浇铸到模具中并通过3D打印机对其进行处理。该技术问题通过具有本专利技术权利要求1的特征的建筑材料混合物解决。从属权利要求涉及根据本专利技术的建筑材料混合物的有利实施例。因此，本专利技术涉及一种建筑材料混合物，其干质量包含10-98wt％的碳和2-70wt％的粘合剂，其中根据本专利技术的建筑材料混合物的特征在于：建筑材料混合物还包含1-80wt％的松散颗粒，其中松散颗粒的表面至少部分地涂覆有导电材料。当在本说明书中指出建筑材料混合物的组分时，不言自明的是，仅组分的这种组合包括除了由制造条件引起的杂质之外其组分的总和，产率为100wt％。组分的各部分总是应理解为与干物质有关，即无混合液体，例如水。根据本专利技术的建筑材料混合物的组分浓度包括明确指定的所有值，但也包括未明确指定的要求保护的范围内的所有值。例如，碳的百分比区间的上限为98、95、90、85或80wt(％)。例如，下列值适用于下限：20、25、30、35、40、45、50wt(％)。本申请的公开内容还包括由上述上限和下限的所有可能组合定义的所有区间的集合。此外，粘合剂的百分比区间的上限为例如70、65、60、55、50或45wt(％)。以下值作为下限是可能的，例如：2、4、7、10、15、20、25、30、35或40wt(％)。本申请的公开内容又包括由上述上限和下限的所有可能一致组合定义的所有区间的集合。涂有导电材料的松散颗粒引起穿透建筑材料混合物的电磁辐射的多次反射，从而可以吸收建筑材料混合物中的大部分电磁辐射，这减少了电磁辐射的反射或透射部分。通过调节/改变各个组分(特别是碳的主体部分和导电涂层部分)的浓度，吸收和反射性能可以在宽范围内改变并适配于最终产品各自所需的性能。松散颗粒的涂覆可以在制造建筑材料混合物期间发生，例如建筑材料混合物的未涂覆的松散颗粒可以以表面涂层的形式吸附建筑材料混合物中包含的一部分碳。然而，根据本专利技术的优选实施例，建筑材料混合物包含预涂覆有导电材料的松散颗粒。在本文中“预涂覆的松散颗粒”应理解为在将导电材料添加到结构材料混合物之前将导电材料施加到颗粒表面的颗粒。优选地，在这种情况下使用粘附剂，例如胶水，以改善导电材料对颗粒表面的粘附性。在一个实施例中，松散颗粒的表面可以完全涂覆有导电材料。然而，特别优选使用表面未完全涂覆有导电材料的松散颗粒。在这种情况下，松散颗粒表面的涂覆部分有利地平均为50％至90％。在该实施例中，电磁辐射的吸收程度得到进一步改善，因为电磁辐射可以进入未涂覆区域中的颗粒并在相邻的涂覆表面上反复反射，这增加了颗粒内辐射的吸收。松散颗粒可以由多种材料组成；然而，优选地，颗粒由玻璃或陶瓷材料制成。松散颗粒的几何形状也不受任何限制。然而，考虑到特别有效的吸收，松散颗粒优选是球形，特别是空心球形，例如空心玻璃球，例如玻璃微球(玻璃微泡)。例如，潜在合适的松散颗粒是DennertPoraverGmbH，Postbauer-Heng，Germany公司以商品名“Poraver”以各种尺寸和尺寸分布销售的膨胀玻璃颗粒。松散颗粒的尺寸，即例如在球体的情况下球体的直径，优选地在0.01mm至10mm的范围内。涂覆的松散颗粒(例如建筑材料混合物中涂覆的球体)的体积百分比可以高，例如大于50vol.％或甚至大于75vol.％。根据一个实施例，干燥化合物的碳包括石墨，即干燥化合物的碳由石墨构成。根据本专利技术的建筑材料混合物的另一实施例，导电材料选自磁铁矿(Fe3O4)、石墨和石墨烯或这些材料的组合。磁铁矿已经在建筑行业中用作天然颗粒添加剂，其具有高堆积密度(4.65至4.80kg/dm3)，用于石灰砂砖和重质混凝土以及用于建筑领域的辐射防护。因此，在本文中，磁铁矿不仅可以用作松散颗粒的涂层，而且可以用作建筑材料混合物的添加剂。然而，优选使用碳基涂层如石墨或石墨烯，即，在根据本专利技术的建筑材料混合物的优选实施例中，在主体材料和涂层中都发现碳。作为干燥化合物的组分的石墨或作为松散颗粒的涂层的石墨可以作为石墨粉末、膨胀石墨薄片、薄膜石墨、天然石墨或合成石墨存在。本专利技术可以用多种不同的石墨变体实现，这证明了本专利技术的灵活性。这里描述的清单并非详尽无遗，而只是说明性的。松散颗粒特别优选用石墨烯涂覆。石墨烯是具有二维结构的碳的改性，其中每个碳原子被另外三个碳原子以120°的角度包围，使得类似于石墨层，形成蜂窝状碳结构。然而，与石墨不同，石墨烯由单层碳组成，其特征在于在平面中具有特别高的机械稳定性，以及在该平面中的高导电性。可以用根据本专利技术的建筑材料混合物实施多种粘合剂，例如，石灰、水泥、石膏、合成材料，例如特别是丙烯酸酯或聚脲硅酸盐、有机粘合剂、水玻璃、水溶性粘附剂和胶水。从熔体固化的玻璃状，即无定形的、水溶性的硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂被称为水玻璃。聚脲硅酸盐开发为采矿业的双组分注射树脂。这些有机-矿物体系基于改性多异氰酸酯与特别配制的水玻璃组分和促进剂的反应。聚脲硅酸酯树脂的特征在于相对于常规聚氨酯、氨基塑料和聚氨酯基础上的已知硅酸盐树脂改进的技术性能。此外，根据本专利技术的建筑材料可包含最多50wt％的功能添加剂。根据本专利技术的建筑材料混合物的特征在于至少三种，优选四种组分的组合物。组分的各部分由上限和下限定义的区间定义。例如，功能添加剂的百分比区间的上限为50、45、40、35、30或25wt(％)。以下值作为下限是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.建筑材料混合物，其干质量包含10‑98wt％的碳和2‑70wt％的粘合剂，其特征在于：所述建筑材料混合物还包含1‑80wt％的松散颗粒，其中所述松散颗粒的表面至少部分地涂覆有导电材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.14 DE 102017000236.31.建筑材料混合物，其干质量包含10-98wt％的碳和2-70wt％的粘合剂，其特征在于：所述建筑材料混合物还包含1-80wt％的松散颗粒，其中所述松散颗粒的表面至少部分地涂覆有导电材料。2.根据权利要求1所述的建筑材料混合物，其特征在于，所述松散颗粒预涂覆有导电材料。3.根据权利要求2所述的建筑材料混合物，其特征在于，松散颗粒表面的涂覆部分平均为50-90％。4.根据权利要求1至3所述的建筑材料混合物，其特征在于，松散颗粒由玻璃或陶瓷材料制成。5.根据权利要求1至4所述的建筑材料混合物，其特征在于，松散颗粒包括球体，特别是空心球体。6.根据权利要求1至5所述的建筑材料混合物，其特征在于，松散颗粒的尺寸在0.01mm和10mm之间的范围内。7.根据权利要求1至6所述的建筑材料混合物，其特征在于，干质量的碳含有石墨。8.根据权利要求1至7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·杜韦尔，
申请(专利权)人：赫卡石墨技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE