一种碳基复合建筑吸波保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳基复合建筑吸波保温材料及其制备方法，制备方法中，采用了碳基吸波剂、普通硅酸盐水泥、膨胀玻化微珠、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素、木质纤维、聚丙烯纤维、表面活性剂、稳泡剂、减水剂、偶联剂和水等材料，并采用搅拌、浇筑成型、养护等步骤得到。本发明专利技术具备吸波性能和绝热性能好、表观密度低、成本较低、易于施工、耐火性和耐久性好等优点。本发明专利技术可以用于浇注施工建筑物的屋面和墙体，从而同时实现建筑物的电磁辐射防护和建筑节能的目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保节能型建筑材料
，具体涉及一种用于建筑外墙和屋面的具有防电磁辐射污染和节能功能的碳基吸波保温材料。
技术介绍
随着城市建设和现代科学技术的发展，通信、电子和电力设备不仅促进了经济和社会发展，也极大地改变了人们的生活方式，与此同时，通信、电子和电力设备在工作过程中产生的电磁辐射与干扰问题也影响着人们的日常生活。电磁波辐射已经成为继水源、大气和噪声之后具有较大危害性且不易防护的污染源。在城市中常见的通信基站、高压输电 站和输电线以及广播电视发射台等通信和电气设备的电磁辐射会产生不同程度的电磁污染，从而影响到周围居民的身体健康，严重的甚至会导致人体产生中枢神经系统功能失调等症状。此外，电磁辐射对建筑物内的电子仪器设备也会产生严重的干扰，尤其是精密的电子仪器和仪表，使其无法正常运行。因此，对于电磁辐射较为严重的局部区域的民用建筑，可以在外墙和屋面采用吸波建筑材料消除电磁辐射的危害。吸波建筑材料主要有复合吸波建筑材料、吸波建筑涂层、吸波瓦和吸波外墙面砖等。我国生产的吸波建筑材料主要用于暗室，且厚度非常大，不适宜作为民用建筑吸波材料。吸波建筑涂层、吸波瓦和吸波外墙面砖与建筑物协调性较差，尤其是对于美学要求较高的民用建筑而言，由于吸波建筑涂层、吸波瓦和吸波外墙面砖会影响到建筑外观的审美性，因此难以作为民用建筑的吸波材料。由于民用建筑对建筑材料功能性和耐久性的要求，采用水泥基复合吸波建筑材料是消除民用建筑电磁辐射危害的最有效途径。但是目前研发的吸波建筑材料普遍存在成本高、制作工艺复杂、施工性能差、表观密度大以及与建筑物协调性差等问题。对于吸波材料而言，只有实现了多功能化、低成本、易于施工，才能促进吸波材料在民用建筑中应用。吸波材料中常用的吸波剂是碳纤维、石墨、炭黑、铁氧体、钢纤维等，而利用上述吸波剂制备的水泥基吸波建筑材料普遍存在吸波剂与水泥基体阻抗匹配性差、表观密度大和施工性能差等问题。如采用碳纤维、碳化硅纤维、铁氧体做吸波剂时，由于吸波剂分散性差、利用率低，导致吸波材料成本高，难以在民用建筑中应用。石墨、炭黑、碳化硅微粉做吸波剂时，与水泥基材料相容性较差，同时石墨和炭黑在掺量较高时才能产生较好的吸波性能。钢纤维和金属微粉做吸波剂则存在吸波性和耐候性较差等问题。利用铁氧化物含量较高的粉煤灰或钢渣做吸波剂，可有效降低建筑吸波材料成本，但吸波性能较差且材料表观密度较大。综合分析上述吸波剂的应用效果和成本，目前吸波性能较好的吸波建筑材料仍然主要是采用碳纤维、石墨、炭黑这三类碳基吸波剂。为了提高碳基吸波剂与水泥基体的阻抗匹配性并降低吸波材料的表观密度，研究人员利用EPS颗粒和膨胀珍珠岩做集料。碳黑EPS填充水泥复合吸波材料厚度为2(T30_时反射率可达-10 -19dB，但EPS砂浆施工性能较差。石墨膨胀珍珠岩砂浆具有良好吸波性能，当膨胀珍珠岩砂浆中珍珠岩体积掺量为30%、石墨掺量为水泥质量的20%时，最小反射率低至-27dB。由于筒压强度和表面玻化率低，而且体积吸水率高，膨胀珍珠岩在砂浆拌合过程中极易破碎，使膨胀珍珠岩砂浆的表观密度显著增大，导致其吸波性能和保温性能显著降低。在吸波建筑材料的制备过程中，降低吸波基体的介电常数，不仅有利于提高吸波剂与水泥基体的阻抗匹配 性，也有利于增强吸波材料的吸波性能。因此，有效地降低建筑吸波材料的成本、实现多功能化、提高施工性能、降低表观密度才能促进吸波材料在民用建筑中应用。
技术实现思路
针对上述问题和不足，本专利技术首要的是解决吸波建筑材料制备成本高、制备工艺复杂、施工性能差和功能单一的问题。为了解决上述问题，本专利技术利用碳基吸波剂一导电石墨、炭黑或碳纤维作吸波齐U，制备了基于碳基吸波剂的复合建筑吸波保温材料，使其兼具电磁波吸收和保温节能功能，而且成本较低、制备工艺非常简单、施工性能良好，便于在民用建筑中应用。本专利技术中具体采用了如下的技术方案 一种碳基复合建筑吸波保温材料制备方法，其特点在于，采用了如下配比的材料 碳基吸波剂0. 5 20kg 普通硅酸盐水泥125 160kg 膨胀玻化微珠1. (Tl. 5m3 可再分散乳胶粉1.51. Okg 羟丙基甲基纤维素0. 5^1. 5kg 木质纤维0. 5 I. Okg 聚丙烯纤维:0. 5 I. Okg 表面活性剂:I. 0 4. Okg 稳泡剂:0. 25 I. Okg 高效减水剂0. 3(T0. 8kg 偶联剂0. 60 1. 5kg 水:90(Tl200kg采用如下步骤制得a、将上述配比的普通硅酸盐水泥、碳基吸波剂、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素、木质纤维和聚丙烯纤维搅拌混合均匀，加入部分比例的水并加入减水剂和偶联剂搅拌形成流体状浆体后待用山、将上述配比的表面活性剂和稳泡剂，加入按照表面活性剂质量的2(T30倍称量的水，搅拌至气泡大量形成后待用；c、将a步骤和b步骤得到的混合物混合并搅拌均匀，然后加入所述配比的膨胀玻化微珠搅拌均匀，形成流动性良好的料浆；d、将c步骤得到的料浆浇注或喷射入模具中，使其成型并养护制得碳基复合建筑吸波保温材料。本技术方案中，碳基材料作为吸波剂有利于增强吸波材料的吸波效率，表面活性剂和膨胀玻化微珠可以提高吸波剂与水泥基体的阻抗匹配性从而提高吸波效率，并显著降低建筑吸波材料的导热系数和表观密度。具体地说，本方案中，普通硅酸盐水泥主要是作为凝胶材料，优先采用42. 5级普通硅酸盐水泥。所述膨胀玻化微珠是一种常用的绝热材料，与膨胀珍珠岩相比，膨胀玻化微珠不仅具有优异的绝热性能和吸音性能，而且筒压强度和表面玻化率高、体积吸水率较低，更适宜制备建筑保温砂浆。此外，膨胀玻化微珠的SiO2和Al2O3含量也大于珍珠岩，SiO2和Al2O3均为电磁损耗极低的无机介电材料，膨胀玻化微珠的SiO2和Al2O3含量高更有利于提高吸波性能，本专利技术采用膨胀玻化微珠有利于提高吸波剂与基体的阻抗匹配性、提高吸波性能和绝热性能。所述碳基吸波剂主要是碳纤维、导电石墨和炭黑，这三种吸波剂均为电阻型吸波剂，其主要作用是通过与电场的相互作用来吸收电磁波，碳纤维、导电石墨和炭黑的主要特点是具有较高的介电损耗角正切，依 靠介质的电子极化或界面极化衰减来吸收电磁波。所述可再分散乳胶粉为水溶性可再分散粉末，是一种能够增强吸波保温材料内聚力、粘接力和柔韧性的有机聚合物。所述羟丙基甲基纤维素，又名羟丙基甲基纤维素醚，可以起到显著增强吸波保温材料粘聚性、保水性、增稠性和稳定性的作用。所述木质纤维，是指木材经过处理和加工得到的有机絮状纤维物质，可以起到增强吸波保温材料抗裂性和提高稠度的作用。所述聚丙烯纤维，可以起到提高保温吸波保温材料的抗折强度，增强吸波保温材料的抗裂性的作用。所述表面活性剂，是指能形成吸附界面膜，降低表面张力的物质，本技术方案中优选采用非离子型表面活性剂。表面活性剂具有润湿和分散作用，并且在水-胶凝材料体系中搅拌时能够捕获大量空气，使胶凝材料浆体搅拌后，形成含气量极大的水-空气泡-胶凝材料体系，由于水-空气泡具有良好的滚珠润滑作用，显著降低膨胀玻化微珠在拌合过程中的破损率,并显著缩短吸波保温材料搅拌时间，使吸波保温材料经过短时间搅拌后就可以形成流变性极好的类似于微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳基复合建筑吸波保温材料制备方法，其特征在于，采用了如下配比的材料 碳基吸波剂0. 5 20kg 普通硅酸盐水泥125 160kg 膨胀玻化微珠1. (Tl. 5m3 可再分散乳胶粉1.51. Okg 羟丙基甲基纤维素0. 5^1. 5kg 木质纤维0. 5 I. Okg 聚丙烯纤维:0. 5 I. Okg 表面活性剂:I. 0 4. Okg 稳泡剂:0. 25 I. Okg 高效减水剂0. 3(T0. 8kg 偶联剂0. 60 1. 5kg 水:90(Tl200kg 采用如下步骤制得 a、将上述配比的普通硅酸盐水泥、碳基吸波剂、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、木质纤维和聚丙烯纤维搅拌混合均匀，加入部分比例的水并加入减水...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾兴文，吴洲，马英，钱觉时，张亚杰，樊先平，张志伟，范英儒，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：