本发明专利技术涉及一种碳长丝束格栅状排列的吸波片材及其制备方法。所述的碳长丝束格栅状排列的吸波片材，包括至少一层吸波片，其特征在于，所述的吸波片包括基材和格栅状排列的碳纤维长丝束。其制备方法，包括：在至少一个高聚物发泡片上平铺碳纤维长丝束，碳纤维长丝束呈格栅状排列，将碳纤维长丝束压入高聚物发泡片中，形成单层结构或经层合形成多层结构，对压入有碳纤维长丝束的外露表面做封固处理。本发明专利技术实用且环保，结构调整灵活且多样，吸波性能优良且稳定，可用于防电磁辐射服装的衬材和轻结构建材及装饰材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，用于屏蔽电磁波。
技术介绍
防电磁波辐射的有效方式是材料对电磁波的屏蔽与吸收，碳纤维用作服装屏蔽材料鲜有报道，只因其可纺性、服用舒适性及耐磨性能差；而碳纤维作为复合材料的组成部分，被广泛用作结构增强材料的同时，碳纤维和碳纳米材料作为组分掺入复合材料的吸波性能也有讨论，国内外有关吸波材料的专利技术专利多为碳纤维直接掺入的复合材料，或刚性单层或多层的复合材料。如专利UMISHITA, Kazunori等的EP 1912487A1 (2008)以超细碳纤维作为负磁阻材料以0. 19Γ20%的比例填充复合材料，结果碳纤维铺放厚度0. 105mm, 在频率为5GHz时，对电磁波的衰减值达到-13dB ；当碳纤维或纳米碳纤维以层叠结构铺放厚度为0. 8mm，在频率为2. IGHz时，对电磁波的衰减达到-2(T_29dB，当铺放厚度达9mm时， 其在60GHz下有-2(T-35dB的衰减。这些都是碳短纤的随机、均勻混合铺网的方法，与本专利技术制备原理不同。普通碳长丝束以特殊方式排列作为材料的组成部分，如平行、格栅等也有报道， 但大多作为增强材料。如专利Roger Terence等的US 7882776B2 O007)专利技术的用于对抗高损伤冲击，如炸弹等的交通工具外壳的条状装甲，此种装甲大部分为碳长丝束(长度为 Ο.ΟΙπΓΟ. Im)来组成格栅结构，或水平方向用碳纤维，竖直方向用铝金属材料，其面积密度为20kg/m2时，能有效对抗手榴弹冲击。高剑平的专利CN101666137A (2009)专利技术的碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅，使用其铺设于混凝土中，明显改善混凝土的抗拉强度和抗冲击性能及延展性能。类似专利有孙明清的CN 101701445A O008)专利技术的一种具有电热功能的玄武岩纤维-碳纤维复合土工格栅，不仅具有结构增强作用，还有电热效应的特性， 可用于混凝土路面、机场跑道的融雪化冰。还有专利Clayton P. Korver等的US 5537454 (1994)专利技术的一种用来精确定位辐射疗法的治疗床，创新之处在于较之传统治疗床，其多了一个可以活动的碳纤维格栅板，其同时也可以作来支撑作用，来屏蔽掉无需作用部位的电磁辐射。这些专利主要是作为增强格栅的制备和增强的用途，所以碳纤维越多越粗、交叉点粘结越稳定越好。这与本专利技术的以排列构造调整吸波性能和有无交叉粘结无关重要的制备方法不同，且用途不同。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种碳长丝束格栅状排列的吸波片材，其能够适应于较宽频带的电磁波屏蔽和吸收，且能够用较少的碳纤维用量，达到较高的电磁波屏蔽效率。本专利技术的第二个目的是提供上述碳长丝束格栅状排列的吸波片材的制备方法，其能够采用轻质高聚物发泡片来间隔和支撑碳长丝束，形成稳定的格栅状排列的单层或多层结构的复合吸波片材，同时回避碳纤维在格栅排列成形中和在实际使用中的损伤与变形。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种碳长丝束格栅状排列的吸波片材，包括至少一层吸波片，其特征在于，所述的吸波片包括基材和格栅状排列的碳纤维长丝束。优选地，所述的格栅状排列的碳纤维长丝束排铺在基材的至少一面上。优选地，所述的格栅状排列为平行格栅状排列、正交格栅状排列或菱形格栅状排列。优选地，所述的基材为高聚物发泡片，优选为聚苯乙烯(PS)发泡片、聚丙烯(PP) 发泡片、或聚氯乙烯(PVC)发泡片。其用来作为碳长丝束的支撑体和分隔排列。本专利技术还提供了上述碳长丝束格栅状排列的吸波片材的制备方法，其特征在于， 包括在至少一个基材上平铺碳纤维长丝束，碳纤维长丝束呈格栅状排列，将碳纤维长丝束压入基材中，形成单层结构或经层合形成多层结构，对压入有碳纤维长丝束的外露表面做封固处理。优选地，所述的碳纤维长丝束经过圆整和形态稳定化预处理。所述的圆整和形态稳定化预处理为加捻，浸胶上浆或直接刮浆，或加捻与浸胶上浆或直接刮浆的组合。以使碳长丝束圆整和形态结构稳定，保证碳纤维在被压入高聚物发泡片中能保持其结构稳定及截面圆形，并有效地避免碳纤维在排铺成形中和在实际使用中的损伤与变形。优选地，所述的封固处理为涂胶粘结、贴膜或粘贴高聚物发泡片。以此避免碳长丝束在实际使用中的变形、损伤与断裂。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为①该吸波片材的制备方法简易、实用且环保，可直接用于大面积片材的制备；②吸波片材的结构调整灵活和多样，可适应于较宽频带的电磁波屏蔽和吸收，对 0. 5^2. OGHz范围内电磁波都能通过调节格栅的间距、大小和形态，达到有效地屏蔽和吸收；③碳纤维用料少，但吸波性能优良且稳定，电磁波屏蔽效率高；④该吸波片材可用于防电磁波辐射防护服衬材、车、船、飞机用饰材和轻结构的装饰遮挡材料和具有吸波作用的建筑用增强材料。附图说明图Ia为碳长丝束单层单面平行格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图Ib为碳长丝束单层单面正交格栅状排列的吸波片材结构示意图Ic为碳长丝束单层单面菱形格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图Id为碳长丝束单层平行相隔正交格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图Ie为碳长丝束单层双面正交格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图If为碳长丝束单层一边一面的平行相隔菱形面格栅状排列的吸波片材结构示意图Ig为碳长丝束多层面对面层合格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图Ih为碳长丝束多层面对背层合格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图加为碳长丝束平行相隔平行，间距不同格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图2b为碳长丝束平行相隔菱形格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图3a为碳长丝束双面菱形格栅状排列的吸波片材结构示意图；图北为碳长丝束双面正交与菱形组合格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图如为碳长丝束平行相隔正交面格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图4b为碳长丝束平行相隔菱形面格栅状排列的吸波片材结构示意图； 图加 4b中圆圈中图案表示俯视透视示意图； 图5为实施例1所得的吸波片材的电磁波屏蔽效能曲线； 图6为实施例2所得的吸波片材的电磁波屏蔽效能曲线。具体实施例方式本专利技术所述的吸波片材可为单层结构或多层结构，如下(1)单层结构吸波片材根据碳长丝束在高聚物发泡片上的排列形式可以分为4种单层单面、单层双边、单层双面、或单层一边一面的排铺方式。a.单层单面排铺方式单层单面排铺方式有单层单面平行格栅状排列、单层单面正交格栅状排列和单层单面菱形格栅状排列，如图Ia Ic所示。其制备方法是将圆整和形态稳定化的碳长丝束以一定间距平行铺放于高聚物发泡片的一面，再用加压辊筒将位于所述的平行排列碳长丝束压入该高聚物发泡片中，得单层单面平行格栅状排列复合片材。或再将单面平行复合片材转动90°或其它某一角度，继续以同一间距或不同间距平行排铺同样的碳长丝束于该面上，得单层单面正交格栅状排列或单层单面菱形格栅状排列的复合片材。若要直接使用，则需对所得的复合片材的压入碳长丝束的表面作涂胶粘结、或采用贴膜、或粘贴同种高聚物发泡片的封固，以避免碳长丝束在实际使用中的变形、损伤与断 m农。b.单层双边排铺方式单层双边的排铺方式有平行相隔平行格栅状排列、平行相隔正交格栅状排列和平行相隔菱形格栅状排列3种排列形式。如图加所示，为碳长丝束平行相隔平行，间距不同格栅状排列的吸波片材结构示意图，如图2b所示，为碳长丝束平本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于伟东，吴瑜，周胜，徐增波，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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