CN109626893B

CN109626893B - 具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及其半干法制备工艺

Info

Publication number: CN109626893B
Application number: CN201910086775.8A
Authority: CN
Inventors: 芦令超; 闫振; 李来波; 赵丕琪; 程新
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: Hefei Jinglong Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: CN109626893A

Abstract

本发明属于建筑材料领域，特别涉及具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及其半干法制备工艺。所述吊顶板包括碳纤维网格布和水泥层，所述碳纤维网格布铺设在水泥板之间，所述水泥层包括：物料A和溶液B；按重量份计，所述物料A包括：水泥45～70份、硅灰3～7份、粉煤灰5～15份、聚乙烯吡咯烷酮0.3～1.5份；所述溶液B包括：水90～98份、硅烷偶联剂1～6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.05～0.15份。本发明基于现有的水泥基材料用作吊顶板领域存在的问题，提出了一种水泥吊顶板配方以及与这种配方相适应的半干法制备工艺，制备的水泥吊顶板单位面积重量低，断裂载荷高，电磁屏蔽性能优异，完全能够满足吊顶板的使用要求。

Description

具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及其半干法制备工艺

技术领域

本发明属于建筑材料领域，特别涉及具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及其半干法制备工艺。

背景技术

随着当今通信技术的高速发展，电磁辐射污染问题逐渐得到人们的关注，尤其在高压、超高压输电线附近，高压变压器周围当设备运行会产生较强的电磁辐射，对附近居民的日常生活产生了较大的危害。电磁波辐射会对人的视觉系统、免疫系统、神经中枢产生不利影响，在不知不觉中使人记忆力衰退，影响工作和生活，严重的导致神经紊乱，对人的身心产生巨大危害。因此电磁屏蔽成为人们重点关注的焦点，尤其在当今的家庭装修中具有电磁屏蔽功能的建材逐渐得到人们的青睐。

但目前室内装修用电磁屏蔽装饰材料种类较少，且机械性能较差，不能满足室内室外装修所需要的力学性能，导致具有电磁屏蔽功能，又具有优良力学性能的室内装饰材料在市面上还处于空白。在室内装修中吊顶板应用十分广泛，现有的吊顶板主要分为装饰用石膏吊顶板、金属复合材料吊顶板和有机聚合物吊顶板三类。

装饰石膏板吊顶板是以石膏为主要原材料，加入纤维、粘接剂、改性剂，经混炼压制、干燥而成，具有防火、隔音、隔热、轻质且不老化、防虫蛀等优良性能。专利文献201721897684.5公开了一种纸面石膏板装饰墙，其特征在于：所述铁板通过膨胀螺栓紧固在墙体上，纸面石膏板通过第一磁铁的磁力吸附在铁板上；所述接缝安装件位于相邻的纸面石膏板之间的拼接缝中，所述接缝安装件包括压板、固定板、两片端板、第二磁铁、伸缩柱、弹簧，所述第二磁铁吸附在铁板上，所述压板压紧在拼接缝两侧的纸面石膏板外表面上，所述伸缩柱的两个末端均穿出固定板通孔各与一片端板连接，每片所述端板与固定板之间的伸缩柱上各套有一个弹簧。该专利文献中的纸面石膏板通过磁铁的磁力吸附在墙体表面的铁板上，拼接缝部位安装接缝安装件，接缝安装件也是通过磁铁的磁力吸附在墙体表面的铁板上。然而，本发明认为，该专利中将石膏板用作装饰墙，但石膏板易吸湿受潮，导致容易变形，在我国江淮及以南潮湿地区使用受到极大地限制。

专利文献201410060591.1公开了一种复合金属吊顶，包括：龙骨，与墙顶固定并悬挂固定所述龙骨的吊杆，和金属装饰板，还包括安装于所述龙骨上的吊件和一端与所述吊件固定，另一端与所述金属装饰板扣紧的连接固定件。然而，本发明认为，金属吊顶板不耐潮、不吸湿，在潮湿环境中容易生锈腐蚀，并发生变形，出现安全问题。且金属吊顶制造工艺较复杂，造价较高因此普及率较低。

专利文献201410358088.4公开了一种连续纤维增强热塑性聚合物调温板，其主要内容为：由面板、底板、蜂窝芯层和填充在蜂窝芯层内的相变储能材料构成。面板、底板和蜂窝芯层由改性导热填料填充的连续纤维增强热塑性聚合物复合材料的片材制成，蜂窝芯层相变储能材料填充在蜂窝芯层内若干相互独立的腔室内，面板和底板通过热熔融分别与蜂窝芯层的上下表面复合。采用高导热率物质与聚合物共混，通过双面淋膜法制备高导热率连续纤维增强热塑性聚合物面板，具有高的比模量及比强度。蜂窝芯采用与面板相同材料，两者熔融粘接，结合牢固。在蜂窝孔中灌装相变材料，添加量大，且有效避免相变材料析出问题。然而，本发明认为，该发明应用领域主要为室内装饰吊顶、墙面的装饰。但有机聚合物吊顶板普遍存在不耐火，安全性低，不耐老化及紫外线照射等问题。且有机物聚合板成本较高，不适宜大规模使用。

水泥基材料具有耐火性能优异、耐紫外老化、吸湿耐潮性能较好且不变形和生产成本较低等优点，从理论上说，上述这些特点使水泥板具有成为具备电磁屏蔽功能的水泥吊顶板的潜力。然而，水泥基材料密度较大、抗压强度较高，而抗折强度又较低，因此，直接使用水泥板材作为吊顶板时，其单位面积的质量重、断裂载荷低，另外，现有的水泥板一般采用的是湿法制备，即将原料与水混合后制成浆液，然后用浆液制备成水泥板，初始水灰比较高，而水泥水化需水量较低，水泥基板材硬化后，原来由自由水占据的空间便会形成空隙。因此，现有的水泥基板材为多孔硬化体，其孔隙率高达20～40％，本发明认这种方法存在孔隙率高、致密度低、导致抗折性能低，力学性能差等问题。因此，这又从事实上制约了水泥基材料作为吊顶板的可能。因此，有必要开发新的适用于吊顶板的水泥及其制备方法。

发明内容

为了解决上述水泥基材料用作吊顶板存在的问题，本发明提供了具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及其半干法制备工艺。本发明的电磁屏蔽水泥吊顶板单位面积重量低，断裂载荷高，完全满足装饰吊顶板的使用要求。

本发明的第一目的，是提供具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板。

本发明的第二目的，是提供所述具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板的制备方法。

本发明的第三目的，是提供所述具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及制备方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板，包括碳纤维网格布和水泥层，其中，所述碳纤维网格布铺设在水泥板之间，形成包含上、中、下三层结构的电磁屏蔽水泥吊顶板；所述水泥层包括：物料A和溶液B；按重量份计，所述物料A包括以下原料：水泥45～70份、硅灰3～7份、粉煤灰5～15份、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.3～1.5份；所述溶液B包括以下原料：水90～98份、硅烷偶联剂1～6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯(GO～Fe₃O₄)0.05～0.15份。

进一步地，所述电磁屏蔽水泥吊顶板的厚度为2～5mm。由于吊顶板的应用环境的限制，要求吊顶板的重量、厚度均较低，例如，吊顶板的厚度壁板不能超过10mm，但这样厚度的水泥吊顶板的断裂载荷较低、抗折强度较低，而提高水泥吊顶板厚度又会导致吊顶板的重量过大，在安装过程中不易加工和安装，安装后容易因重量过大而出现脱落的问题；为此，本发明在制备水泥吊顶板时在之间铺设了碳纤维网格布，这样能够在保证制备的水泥吊顶板厚度较薄的情况下，又具备良好的抗折强度，既能够避免加工时水泥吊顶板容易破碎的问题，又能够在厚度尺寸满足吊顶板需要的情况下就能够满足吊顶板的抗折强度要求，使制备出的水泥吊顶板同时具备质轻，断裂载荷大，易加工安装的特点。

碳纤维网格布具有导电性作为夹层均匀铺设水泥板之间能够增加水泥吊顶板的电磁屏蔽效率，但碳纤维网格布具有空洞存在少量电磁泄露的情况，要想进一步提高水泥吊顶板的电磁屏蔽效率还需要添加其他组分。本发明在制备过程中加入四氧化三铁改性氧化石墨烯，与碳纤维网格布共同起到电磁屏蔽的效果。除此之外碳纤维还具有优异的力学性能在水泥吊顶板中间做夹层材料可以极大地提高水泥吊顶板的抗折强度，提高水泥板的力学承载性能。

同时，本发明在水泥板的组分中采用了四氧化三铁对氧化石墨烯进行改性后得到的GO～Fe₃O₄，这种改性的氧化石墨烯既能够显著提高氧化石墨烯的表面粗糙度，大幅度增加水泥组合物和碳纤维网格布的接触面积，避免加工过程中电磁屏蔽吊顶板分层；又能够赋予制备的水泥吊顶板具备良好的电池屏蔽性能。

进一步地，所述碳纤维网格布网眼尺寸为5～10mm×5～10mm。该网眼尺寸的碳纤维网格布网能够使水泥基材料在网格布之间形成更好的接触，避免水泥出现上下层不接触导致的分层出现，出现力学性能下降。此外碳纤维网格布在水泥层中间能起到较强的电磁屏蔽作用，

进一步地，所述四氧化三铁改性氧化石墨烯溶液中四氧化三铁的含量为2～6％，摩尔分数；即每100mol氧化石墨烯负载2～6mol四氧化三铁。

进一步地，所述GO～Fe₃O₄的制备方法为：将Fe₃O₄加入氧化石墨烯溶液中，然后对得到的混合液进行水浴加热，使Fe₃O₄接枝到氧化石墨烯表面的官能团上，得到被Fe₃O₄改性修饰的氧化石墨烯，即GO～Fe₃O₄。

优选地，在所述水浴加热过程中对反应液进行搅拌，因为水浴加热能够促进Fe₃O₄与氧化石墨烯键合，而搅拌可以有效防止氧化石墨烯发生团聚。

进一步地，所述水浴加热的温度保持在45～65℃；所述搅拌方式为磁力搅拌，搅拌速率为30～70r/min。

氧化石墨烯是一种二维材料，其平面方向尺寸为微米级别，垂直方向尺寸为纳米级别，同时，氧化石墨烯还具有良好的柔韧性，因此，本发明将其作为增韧材料用于制备水泥吊顶板，以增加吊顶板的柔韧性，因为吊顶板在安装后由于自身重量的原因，会或多或少的出现一些变形，然而，氧化石墨烯表面比较光滑，粗糙度较低，与水泥水化产物的结合较弱，使用效果较差，因此，本发明采用Fe₃O₄对氧化石墨烯表面进行改性，Fe₃O₄可以有效增大氧化石墨烯的表面粗糙度，同时增加其表面积，进而增强氧化石墨烯和水泥水化产物的结合强度，使氧化石墨烯更加充分的发挥其二维桥接作用，增强水泥吊顶板的抗折强度。同时，四氧化三铁还具有良好的电磁屏蔽性能，可以使制备出的水泥吊顶板具备对电磁波的辐射进行屏蔽的能力。另外，本发明采用改性后的氧化石墨烯还能够取代纤维作为增韧材料，从而克服纤维价格高等问题。

进一步地，所述硅灰中粒径小于1μm的颗粒超过了90％，硅灰的主要成分为SiO₂，这使得硅灰具有很强的火山灰活性，可以在水泥的碱性环境中生成胶凝物质提高水泥板的力学性能，其次由于硅灰粒径远小于水泥粒径，可以填充水泥粒径堆积产生的孔隙，形成颗粒级配，降低水泥板孔隙率，提高水泥板的致密度。

进一步地，所述粉煤灰粒径为200目筛余小于10％，比表面积为240～330m²/kg，粉煤灰是燃煤产生的固体废物，粉煤灰中含有活性的SiO₂和Al₂O₃，可以在水泥的碱性环境下发生水化反应生成胶凝材料，对水泥的强度起到一定的增强作用，

此外，本发明设计的硅灰、粉煤灰、水泥这三种原料之间也会产生良好的颗粒匹配效果，形成颗粒堆积效应，这样可以有效提高物料堆积的致密度，进一步提高水泥板的力学性能。另外，硅灰和粉煤灰颗粒尺寸小且具有水化活性，既有颗粒堆积效应又有水化特性，会在水化过程中反应生成具有良好力学性能的水化硅酸钙凝胶。

进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550型，KH550为氨基型硅烷偶联剂，硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体～硅烷偶联剂～无机基体的结合层。可以有效的增强聚合物和无机基体的界面强度，提高基体稳定性，进而改善水泥吊顶板的抗折强度。

进一步地，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分子量为1.3×10⁴～3.0×10⁴。由于PVP为水溶性高分子聚合物，在水泥吊顶板坯板高温养护过程中，PVP能够形成交联网络结构，能够有效增强水泥吊顶板的抗折强度，而且还可以减少水泥吊顶板的开裂。

进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，优选为PO42.5R。硅酸盐水泥既能够满足水泥吊顶板的制备，价格也较低，从而使吊顶板的制备成本能够维持在较低水平。

再次，本发明提供所述具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板的半干法制备工艺，包括如下步骤：

(1)将粉状物料A分层加入电磁屏蔽水泥吊顶板的模具中，每加完一层粉状物料A后，向物料A上喷洒溶液B；在物料A的布料层数达到设定层数时，将碳纤维网格布铺设在物料A上，之后继续在碳纤维网格布表面布设物料A，完成后加压成型，得电磁屏蔽水泥吊顶板坯板；

(2)对电磁屏蔽水泥吊顶板坯板进行养护、干燥，即得电磁屏蔽水泥吊顶板。

和采用水泥浆料这种湿法制备方法相比，本发明的提出的半干法制备工艺能够在低水比条件下很好地实现水泥与水的均匀混合，降低水泥吊顶板坯板含水率，很好地解决了湿法制备水泥吊顶板的过程中含水量过高或过低都会对最终电磁屏蔽水泥吊顶板的性能产生不利影响的问题。

步骤(1)中，每层物料A的厚度为0.3～1.0mm，所述物料层数为5～12层。

步骤(1)中，所述溶液B的喷洒量为0.10～0.25kg/m²，喷洒时溶液B的雾化颗粒大小设置在20～45μm之间。

步骤(1)中，所述成型压力设置在10～55MPa之间，保压时间设置在10～35min之间。

步骤(2)中，所述养护为蒸汽养护，其养护温度设置在40～65℃之间，养护时间设置在4～18h之间。

步骤(2)中，所述干燥的条件为：干燥温度不超过62℃，干燥时间为0.5～3h。

最后，本发明公开所述具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及其半干法制备工艺在建筑工程领域中的应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明基于现有的水泥基材料用作吊顶板领域存在的问题，提出了一种新的水泥吊顶板配方以及与这种配方相适应的半干法制备工艺，这种工艺能够制备的水泥吊顶板单位面积重量低，断裂载荷高，完全能够满足吊顶板的使用要求。

(2)本发明用四氧化三铁对氧化石墨烯改性后有效增大氧化石墨烯的表面积和表面粗糙度，进而增强氧化石墨烯和水泥水化产物的结合强度，使氧化石墨烯更加充分的发挥其二维桥接作用，有效增强水泥吊顶板的抗折强度，且四氧化三铁具有一定的磁性，对电磁屏蔽具有较好的性能。

(3)本发明在制备水泥吊顶板时通过将碳纤维网格布铺设在水泥板中间，使水泥基板材内部形成了一层电磁屏蔽层，此外在制备的水泥吊顶板厚度较薄的情况下，碳纤维网格布能够形成网格结构使水泥板具备良好的抗折强度，避免加工时水泥板容易破碎的问题，从而是水泥能够被用于制作吊顶板，且制备的吊顶板质量轻，易于加工和安装。

(4)本发明采用四氧化三铁对氧化石墨烯进行改性后得到的GO～Fe₃O₄能够显著提高氧化石墨烯的表面粗糙度，大幅度增加水泥组合物和碳纤维网格布的接触面积，避免加工过程中出现电磁屏蔽吊顶板分层。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例2-12制备的电磁屏蔽水泥吊顶板的结构示意图；其中，1表示水泥层，2表示碳纤维网格布。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有的室内装修材料中具有电磁屏蔽功能的材料少，且具有较好力学性能的电磁屏蔽装修材料市场上还较少。在室内装修吊顶板领域，诸如：石膏吊顶板、金属复合材料吊顶板、有机聚合物吊顶板均存在一些问题，如石膏板存在吸潮易变形的问题，严重限制了其在我国南方地区的应用以及其使用寿命；金属材质的吊顶板存在不吸湿，水珠易在其表面凝聚导致吊顶板滴水以及加工运输易变形、生产成本较高、表面保护层易老化等缺点；有机聚合物吊顶板普遍存在不耐火，安全性较低、生产制造和回收对环境污染大、生产成本高和不耐紫外线老化等缺点。为此，本发明提出具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板及其半干法制备工艺，下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

需要说明的是，下列实施例中，所述水泥购自山东水泥厂有限公司，型号为PO42.5R硅酸盐水泥。所述硅灰购自山东淄博博肯硅材料有限公司，其规格为：硅灰中粒径小于1μm的颗粒超过了90％，主要成分为SiO₂。所述粉煤灰购自山东永锋钢铁有限公司，该粉煤灰的规格为：粒径为200目筛余小于10％，比表面积在240～330m²/kg之间。

实施例1

一种水泥吊顶板，原料包括水泥，其制备工艺包括如下步骤：

(1)将所述水泥按水灰比2.8加入均化池中搅拌混匀，得水泥浆料；

(2)将步骤(1)得到的水泥浆料注入毛毡模具中，将浆料注入完成后加压脱水成型，成型压力设置为60MPa，保压时间为10min，得水泥吊顶板坯板；

(3)将步骤(2)得到的水泥坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护12小时，养护温度设定为50℃，完成后将得到的硬化水泥坯板置于50℃的干燥环境中干燥3小时，即得水泥吊顶板。

实施例2

1、一种水泥吊顶板，如图1所示，其由水泥层1和碳纤维网格布2组成，其中，所述碳纤维网格布2铺设在水泥层1之间，形成由上、中、下三层结构组成的电磁屏蔽水泥吊顶板：所述碳纤维网格布网眼尺寸为5mm×5mm。

2、制备本实施例所述水泥吊顶板的方法，包括如下步骤：

(1)将所述水泥按水灰比3加入均化池中搅拌混匀，得水泥浆料；

(2)将步骤(1)得到的水泥浆料注入毛毡模具中，当注入浆料一半时将碳纤维网格布铺设至浆料表面，之后继续将剩余浆料注入碳纤维网格布表面，完成后加压脱水成型，成型压力为60MPa，保压时间为10min，得水泥吊顶板坯板；

实施例3

1、一种电磁屏蔽水泥吊顶板，如图1所示，其由水泥层1和碳纤维网格布2组成，所述碳纤维网格布2铺设在水泥层1之间，形成由上、中、下三层结构组成的电磁屏蔽水泥吊顶板。

其中，所述碳纤维网格布网眼尺寸为5mm×5mm。所述水泥层1由粉状物料A和溶液B制成，所述粉状物料A由以下重量份的原料组成：水泥55份、硅灰4份、粉煤灰6份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为2.0×10⁴)1.0份。

所述溶液B由以下重量份的原料组成：水98份、KH550型硅烷偶联剂1.6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.14份，其中；所述GO～Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为3.5％(摩尔分数)，即每100mol氧化石墨烯中加入3.5mol四氧化三铁。

所述四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.45mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中搅拌、加热，加热温度为50℃，搅拌速率为50r/min。

2、制备本实施例所述电磁屏蔽水泥吊顶板的方法，包括如下步骤：

(1)将粉状物料A分层加入水泥吊顶板模具中，每层物料A的厚度为1.0mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾机向物料A上喷洒溶液B；溶液B喷洒量为0.2kg/m²，设置雾化颗粒大小介于20～45μm之间，完成后加压成型，成型压力为20MPa，保压时间为20min；所述物料层数为8层。

(3)将步骤(2)得到的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护10小时，养护温度设定为50℃，完成后将得到的硬化的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于45℃的干燥环境中干燥2小时，即得电磁屏蔽水泥吊顶板。

实施例4

1、一种电磁屏蔽水泥吊顶板，如图1所示，所述电磁屏蔽水泥吊顶板由水泥层1和碳纤维网格布2组成，所述碳纤维网格布2铺设在水泥层1之间，形成由上、中、下三层结构组成的电磁屏蔽水泥吊顶板。

其中，所述碳纤维网格布网眼尺寸为8mm×10mm。所述电磁屏蔽水泥层1由粉状物料A和溶液B制成，所述粉状物料A由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥60份、硅灰7份、粉煤灰8份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为3.0×10⁴)1.0份。

所述溶液B由以下重量份的原料组成：水95份、KH550型硅烷偶联剂2份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.05份，其中；所述GO～Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为5％(摩尔分数)，即每100mol氧化石墨烯中加入5mol四氧化三铁。

所述氧化石墨烯负载四氧化三铁的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.5mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中搅拌、加热，加热温度为65℃，搅拌速率为70r/min。

(1)将粉状物料A分层加入水泥吊顶板模具中，每层物料A的厚度为0.5mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾机向物料A上喷洒溶液B；溶液B喷洒量为0.25kg/m²，设置雾化颗粒大小介于20～45μm之间，在物料A的布料层数完成一半时将碳纤维网格布铺设在物料A上，之后继续在碳纤维网格布表面加入物料A，完成后加压成型，成型压力为55MPa，保压时间为10min；所述物料层数为10层。

(3)将步骤(2)得到的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护18小时，养护温度设定为40℃，完成后将得到的硬化的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于30℃的干燥环境中干燥3小时，即得电磁屏蔽水泥吊顶板。

实施例5

1、一种电磁屏蔽水泥吊顶板，如图1所示，所述水泥吊顶板由水泥层1和碳纤维网格布2组成，所述碳纤维网格布2铺设在水泥层1之间，形成由上、中、下三层结构组成的电磁屏蔽水泥吊顶板。

其中，所述碳纤维网格布网眼尺寸为10mm×8mm。所述电磁屏蔽水泥层1由粉状物料A和溶液B制成，所述粉状物料A由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥70份、硅灰7份、粉煤灰15份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为1.3×10⁴)0.3份。

所述溶液B由以下重量份的原料组成：水92份、KH550型硅烷偶联剂1份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.15份，其中；所述GO～Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为6％(摩尔分数)，即每100mol氧化石墨烯中加入6mol四氧化三铁。

所述氧化石墨烯负载四氧化三铁的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.4mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中搅拌、加热，加热温度为45℃，搅拌速率为30r/min。

(1)将粉状物料A分层加入水泥吊顶板模具中，每层物料A的厚度为0.3mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾机向物料A上喷洒溶液B；溶液B喷洒量为0.15kg/m²，设置雾化颗粒大小介于20～45μm之间，在物料A的布料层数完成一半时将碳纤维网格布铺设在物料A上，之后继续在碳纤维网格布表面加入物料A，完成后加压成型，成型压力为25MPa，保压时间为25min；所述物料层数为12层。

(3)将步骤(2)得到的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护8小时，养护温度设定为45℃，完成后将得到的硬化的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于62℃的干燥环境中干燥0.5小时，即得电磁屏蔽水泥吊顶板。

实施例6

其中，所述碳纤维网格布网眼尺寸为5mm×10mm。所述电磁屏蔽水泥层1由粉状物料A和溶液B制成，所述粉状物料A由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥45份、硅灰3份、粉煤灰5份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为1.5×10⁴)1.5份。

所述溶液B由以下重量份的原料组成：水90份、KH550型硅烷偶联剂6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.12份，其中；所述GO～Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为2％(摩尔分数)，即每100mol氧化石墨烯中加入2mol四氧化三铁。

所述氧化石墨烯负载四氧化三铁的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.3mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中搅拌、加热，加热温度为60℃，搅拌速率为30r/min。

(1)将粉状物料A分层加入水泥吊顶板模具中，每层物料A的厚度为1.0mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾机向物料A上喷洒溶液B；溶液B喷洒量为0.10kg/m²，设置雾化颗粒大小介于20～45μm之间，在物料A的布料层数完成一半时将碳纤维网格布铺设在物料A上，之后继续在碳纤维网格布表面加入物料A，完成后加压成型，成型压力为10MPa，保压时间为35min；所述物料层数为5层。

(3)将步骤(2)得到的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护4小时，养护温度设定为65℃，完成后将得到的硬化的电磁屏蔽水泥吊顶板坯板置于40℃的干燥环境中干燥2小时，即得电磁屏蔽水泥吊顶板。

实施例7

一种电磁屏蔽水泥吊顶板，同实施例3，区别在于：所述溶液B中不包含四氧化三铁改性的氧化石墨烯。

实施例8

一种电磁屏蔽水泥吊顶板，同实施例3，区别在于：所述B溶液中的氧化石墨烯未经过四氧化三铁的改性；具体为：所述溶液B由以下重量份的原料组成：水98份、KH550型硅烷偶联剂1.6份、氧化石墨烯0.14份。

实施例9

一种电磁屏蔽水泥吊顶板，同实施例4，区别在于：所述粉状物料A中不含有聚乙烯吡咯烷酮。

实施例10

一种电磁屏蔽水泥吊顶板，同实施例5，区别在于：所述粉状物料A中不含有硅灰和粉煤灰。

实施例11

一种电磁屏蔽水泥吊顶板，同实施例6，区别在于：用自来水替代所述溶液B。

实施例12

一种电磁屏蔽水泥吊顶板，同实施例6，所述碳纤维网格布网眼尺寸为12mm×12mm。

性能检测：

(1)对实施例1～7制备的水泥板的电磁屏蔽效率进行测试，具体为：采用AglientHP4291B阻抗分析仪对样品在100MHz～1GHz范围内的电磁屏蔽传输系数曲线进行扫描，结果如表1所示。

表1

(2)参考JC/T 799～2007《装饰石膏板》中规定的对吊顶石膏板厚度、单位面积重量和断裂载荷的测定方法测定本发明所制备的电磁屏蔽水泥吊顶板的单位面积重量和断裂载荷，结果如表2所示。

表2

从表1可以看出，相对于实施例1、实施例7～12，实施例2～6制备的水泥吊顶板在频率达到1GHz时，电磁屏蔽效率平均达到50dB以上，表现除了优异的电磁屏蔽性能。从表2可以看出，实施例2～6制备的水泥吊顶板的单位面积重量和断裂载荷均远优于实施例1、实施例7～12制备的水泥吊顶板，这主要是因为采用了本发明提出的吊顶板的配方以及半干法制备工艺。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板，其特征在于，所述吊顶板包括碳纤维网格布和水泥层，所述碳纤维网格布铺设在水泥板之间，形成包含上、中、下三层结构的电磁屏蔽水泥吊顶板；其中：

所述水泥层包括：物料A和溶液B；按重量份计，所述物料A包括以下原料：水泥45～70份、硅灰3～7份、粉煤灰5～15份、聚乙烯吡咯烷酮0.3～1.5份；所述溶液B包括以下原料：水90～98份、硅烷偶联剂1～6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.05～0.15份；

所述水泥吊顶板的厚度为2～5mm。

2.如权利要求1所述的水泥吊顶板，其特征在于，所述碳纤维网格布网眼尺寸为5～10mm×5～10mm。

3.如权利要求1所述的水泥吊顶板，其特征在于：所述四氧化三铁改性氧化石墨烯溶液中四氧化三铁的含量为2～6％，摩尔分数。

4.如权利要求1所述的水泥吊顶板，其特征在于，所述四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，然后对得到的混合液进行水浴加热，即得。

5.如权利要求4所述的水泥吊顶板，其特征在于，在所述水浴加热过程中对反应液进行搅拌。

6.如权利要求5所述的水泥吊顶板，其特征在于，所述水浴加热的温度保持在45～65℃；所述搅拌方式为磁力搅拌，搅拌速率为30～70r/min。

7.如权利要求1所述的水泥吊顶板，其特征在于，所述硅灰中粒径小于1μm的颗粒超过了90％，硅灰的主要成分为SiO₂；

或者，所述粉煤灰粒径为200目筛余小于10％，比表面积为240～330m²/kg；

或者，所述硅烷偶联剂为KH550型；

或者，所述聚乙烯吡咯烷酮分子量为1.3×10⁴～3.0×10⁴。

8.如权利要求1所述的水泥吊顶板，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。

9.如权利要求8所述的水泥吊顶板，其特征在于，所述水泥为PO42.5R。

10.如权利要求1～9任一项所述的具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板的半干法制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将粉状物料A分层加入电磁屏蔽水泥吊顶板的模具中，每加完一层粉状物料A后，向物料A上喷洒溶液B；在物料A的布料层数达到设定层数时，将碳纤维网格布铺设在物料A上，之后继续在碳纤维网格布表面布设物料A，完成后进行加压成型，得电磁屏蔽水泥吊顶板坯板；

11.如权利要求10所述的半干法制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，每层物料A的厚度为0.3～1.0mm，所述物料层数为5～12层；

或者，步骤(1)中，所述溶液B的喷洒量为0.10～0.25kg/m²，喷洒时溶液B的雾化颗粒大小设置在20～45μm之间；

或者，步骤(1)中，所述成型压力设置在10～55MPa之间，保压时间设置在10～35min之间。

12.如权利要求7所述的半干法制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述养护为蒸汽养护，其养护温度设置在40～65℃之间，养护时间设置在4～18h之间；

或者，步骤(2)中，所述干燥的条件为：干燥温度不超过62℃，干燥时间为0.5～3h。

13.如权利要求1～9任一项所述的具有电磁屏蔽功能的水泥吊顶板和/或如权利要求11所述的半干法制备工艺制备的水泥吊顶板在建筑工程领域中的应用。