一种电磁屏蔽防辐射吸音板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电磁屏蔽防辐射吸音板，包括吸音板本体，吸音板本体包括内层，以及内层两侧的外层，内层包括B4C纤维层，Fe3O4纳米层，外层为纤维包裹层，纤维包裹层包括聚酯纤维、低熔点纤维，制备电磁屏蔽防辐射吸音板的方法，包括以下步骤：(1)纤维包裹层制备，(2)制备B4C纤维层：(3)制备Fe3O4纳米层；(4)热粘合；在本发明专利技术中，纤维包裹层选用强力较大的聚酯纤维，减少了功能性面料的损耗,增加了吸音板的耐用性，提高了吸音除噪的效果；电磁屏蔽效果，中子防辐射能力，吸音能力可以满足工业和军事领域的需求；热粘合使纤维网受热后，软化熔融，使纤维间产生粘连，冷却后的纤维网加固成型，粘连紧密，得到的吸音板韧性腔，耐磨性高。耐磨性高。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁屏蔽防辐射吸音板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及吸音板
，具体为一种电磁屏蔽防辐射吸音板及其制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着电子信息技术的迅猛发展，5G和6G通讯技术日益趋于成熟，周围环境中越来越多的电子通信设备已经投入军事或民用领域，带给人类便利生活的同时，其负面作用也不容小觑川，一些电子器件系统因高度集成化，会使得电子设备的可靠运行，但是会产生电磁辐射，造成仪器仪表的精确使用受到限制，以及不可避免地会对操作者的身体健康产生危害，同时一些涉及传输机密信息的设备的电磁信号若是未加保护，会造成信息泄露，甚至是危害到国防安全，与此同时，外界环境中由电磁辐射引起的电磁污染问题也日益严重，已被联合国环境组织列为“第四大环境污染”，因而，电磁屏蔽材料应运而生，具有柔韧性、轻量化和高性能的电磁屏蔽材料及产品近年来备受关注。
[0003]我国核技术研究日新月异，尤其在军事方面逐步创新，但与此同时核辐射带来的危害也不容小觑，长期处于研究实验室、核电站等场所的工作人员便深受其害，核辐射会对人体产生巨大的破坏性，其中中子辐射属于一类致癌物，人体受中子辐射后，肠胃和雄性性腺会严重损伤、诱导肿瘤的生物效应高、并易导致早期死亡，同时受损伤的机体易感染且程度重，所致眼晶体混浊的相对生物效应为γ或X射线的2～14倍，造成造血器官衰竭，消化系统损伤，中枢神经损伤，还可以造成恶性肿瘤、白血病、白内障等，中子辐射还会产生遗传效应，影响受辐射者后代发育，因此，处于此工作环境必须采取必要的防护和阻隔措施，产生中子辐射的设备多为人工操作，所以常见的核电站防辐射措施便是中子辐射防护服，或者混凝土、铀、钨、铅、土壤等，混凝土对于γ射线的防护效果很好，但由于厚重，难以挪动等限制，限制了其使用，同时各种仪器设备也会产生大量的噪音，对人体造成伤害。
[0004]CN114031353A公开了一种防中子辐射碳化硼混凝土及其制备方法，该方法通过将碳化硼作为混凝土的屏蔽和控制材料，在使用常规细骨料和粗骨料的情况下，可以达到在保障其防辐射性能的前提下，减小混凝土的容重，够保障混凝土具有较好的流动性及可泵性能。但是仍然存在着功能性单一，主要用于防辐射，制备麻烦，制备耗费时间，运输困难，使用区域受限的问题。
[0005]随着电子设备和核技术应用的进一步发展，加之生态保护意识增强，传统的单一屏蔽材料已不能满足科技发展和具体、特殊环境的需要，在场所建筑墙壁和辐射设备外壁设置一种多功能防辐射吸音板，既能阻隔核辐射，又能实现电磁屏蔽，减少噪声污染。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术所要解决的问题是，避免屏蔽材料功能性单一，无法充分发挥吸音板可复合实现多功能的特性，未将电磁屏蔽，核辐射防护等多功能整合一体的问题，避免防辐射装置的使用范围受限，无法满足具体、特殊环境需要的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是一种电磁屏蔽防辐射吸音板，
包括吸音板本体，所述吸音板本体包括内层，以及内层两侧的外层，所述内层包括用于防护中子辐射的B4C纤维层，以及用于电磁屏蔽的Fe3O4纳米层，所述外层为纤维包裹层。
[0008]进一步，所述纤维包裹层包括聚酯纤维、低熔点纤维。
[0009]制备上述电磁屏蔽防辐射吸音板的方法，包括以下步骤：
[0010](1)纤维包裹层制备，将聚酯纤维和低熔点纤维，进行混合、梳理、铺网、针刺等工艺制成纤维包裹层；
[0011](2)制备B4C纤维层：
[0012]①
.以H3BO3‑
PVA/二甲基亚砜溶液为原料，采用静电纺丝工艺，向原料中添加甘油，制得缩合H3BO3‑
PVA纤维；
[0013]②
.在1200
‑
1250℃的低温下，通过静电纺丝制得H3BO3‑
PVA纤维，在空气中的热分解，获得B4C纤维前体，所述B4C纤维前体包括纳米尺寸的B2O3颗粒和碳基质；
[0014]③
.在氩气气氛中对B4C纤维前体进行热处理，控制温度1200
‑
1600℃，制得由连接颗粒组成的结晶B4C纤维，再经梳理铺网形成防辐射的B4C纤维膜，铺网层数1
‑
10层，将B4C纤维膜热轧形成B4C防辐射层；
[0015](3)制备Fe3O4纳米层；
[0016](4)热粘合，采用热轧的方式，使纤维包裹层包裹住B4C纤维层、Fe3O4纳米层。
[0017]进一步，步骤(1)中聚酯纤维与低熔点纤维的体积比为50：50。
[0018]进一步，步骤(2)中，
①
中H3BO3与PVA的摩尔比为1：4，PVA溶解在二甲基亚砜溶液中质量分数为10％，加入甘油占PVA的质量分数为9％。
[0019]进一步，步骤(3)制备Fe3O4纳米层包括以下步骤：将PVA溶解在去离子水中，在85℃水浴加热并磁力搅拌2小时，获得PVA溶液，配置硝酸铁的饱和溶液，PVA溶液与硝酸铁的饱和溶液的体积比为35：65，将PVA溶液和硝酸铁的饱和溶液相混合，获得PVA
‑
Fe(NO3)3的混合溶液，采用静电纺丝工艺，将混合溶液放入塑料注射器中，注射器金属针尖连接高直流正电压，并使用一块接地的铝框集电器作为负电极，制得复合纳米纤维，再将复合纳米纤维进行煅烧，获得Fe3O4，再置于氢气气氛炉中加热，冷却至室温后，形成Fe3O4纳米薄膜。
[0020]进一步，步骤(3)中，注射器金属针尖连接高直流正电压，电压20kV，挤出速率为2.0ml/h，煅烧复合纳米纤维时，在550℃的空气条件下，以10℃/min的升温速率进行煅烧，煅烧3小时，以获得Fe3O4。
[0021]进一步，步骤(4)中热轧转速设置热轧机端压6Mpa,上辊温度140
‑
160℃,下辊温度140
‑
160℃，热轧速度30
‑
50m/min。
[0022]本专利技术一种电磁屏蔽防辐射吸音板及其制备方法的有益效果是：纤维包裹层选用强力较大的聚酯纤维，减少了功能性面料的损耗,增加了吸音板的耐用性，提高了吸音除噪的效果，测得其平均吸声系数达027，降噪系数达0.20；内层选用B4C纤维层，可以使吸音板同时具有防护中子辐射的能力，中子防辐射能力达到99％；；内层选用Fe3O4纳米层，可以使吸音板具有良好的电磁屏蔽功能，测得X波段电磁屏蔽效能高达110dB
·
1cm；四层结构可以增加总体的强力，使吸音板更加适应于工业和军事领域的需求；热粘合使纤维网受热后，软化熔融，使纤维间产生粘连，冷却后的纤维网加固成型，粘连紧密，得到的吸音板韧性腔，耐磨性高。
具体实施方式
[0023]实施例一
[0024]电磁屏蔽防辐射吸音板的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)纤维包裹层制备，将聚酯纤维和低熔点纤维体积比为50：50，进行混合、梳理、铺网、针本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁屏蔽防辐射吸音板，包括吸音板本体，其特征在于：所述吸音板本体包括内层，以及内层两侧的外层，所述内层包括用于防护中子辐射的B4C纤维层，以及用于电磁屏蔽的Fe3O4纳米层，所述外层为纤维包裹层。2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽防辐射吸音板，其特征在于：所述纤维包裹层包括聚酯纤维、低熔点纤维。3.根据权利要求1
‑
2所述的任一项电磁屏蔽防辐射吸音板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)纤维包裹层制备，将聚酯纤维和低熔点纤维，进行混合、梳理、铺网、针刺等工艺制成纤维包裹层；(2)制备B4C纤维层：
①
.以H3BO3‑
PVA/二甲基亚砜溶液为原料，采用静电纺丝工艺，向原料中添加甘油，制得缩合H3BO3‑
PVA纤维；
②
.在1200
‑
1250℃的低温下，通过静电纺丝制得H3BO3‑
PVA纤维，在空气中的热分解，获得B4C纤维前体，所述B4C纤维前体包括纳米尺寸的B2O3颗粒和碳基质；
③
.在氩气气氛中对B4C纤维前体进行热处理，控制温度1200
‑
1600℃，制得由连接颗粒组成的结晶B4C纤维，再经梳理铺网形成防辐射的B4C纤维膜，铺网层数1
‑
10层，将B4C纤维膜热轧形成B4C防辐射层；(3)制备Fe3O4纳米层；(4)热粘合，采用热轧的方式，使纤维包裹层包裹住B4C纤维层、Fe3O4纳米层。4.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽防辐射吸音板的制备方法，其特征在于：步骤(1)中聚酯纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱哲宇，王洪淼，盛亚平，周彦粉，江亮，陈韶娟，马建伟，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：