具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人造板領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于木材是當(dāng)今世界四大材料(鋼材、水泥、木材和塑料)中唯一可再生，可自然降解的生物資源，木基電磁屏蔽材料成為當(dāng)今關(guān)注的熱點方向之一，許多研究員已對木質(zhì)材料與其他材料通過涂敷、填充形成的聚合物和碳混合物等復(fù)合材料進行了許多研究，探索木材的高效利用。采用化學(xué)鍍的方法在木材表面鍍上一金屬層，使其具有電磁屏蔽特性是涂敷常見的一種方法，趙廣杰和李堅課題組先后對木材表面進行了鍍N1、鍍銅或鍍N1-Cu-P三元合金，均有良好電磁屏蔽效果。填充型木基電磁屏蔽復(fù)合材料是通過在木材基體中填充金屬薄片、粉末、纖維、石墨、炭黑、碳纖維以及在碳纖維等表面鍍金屬組分得到導(dǎo)電性能和屏蔽效能的復(fù)合材料，通常使用膠粘劑與木質(zhì)單元或木纖維實現(xiàn)粘結(jié)，然后冷壓或熱壓成形。如傅峰、劉一星、張顯權(quán)等人在人造板中填充金屬網(wǎng)，蘇初旺、袁全平等進行了鍍鎳碳纖維的研究及礦粉和不銹鋼絲網(wǎng)的研究。目前的木基電磁屏蔽材料有自己的特點，但也均有局限性，如填充金屬密度大、施工復(fù)雜、質(zhì)地堅硬較難成形，表面化學(xué)鍍金屬集中在反射型木質(zhì)電磁屏蔽材料上，在要求低反射高吸收的場合受到了限制。
[0003]因此，研究質(zhì)輕、柔軟、高屏蔽效能的電磁兼容復(fù)合材料具有較強的實際應(yīng)用價值。膨脹石墨密度小、質(zhì)軟、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性良好，將其與木纖維復(fù)合，將具有非常好的應(yīng)用潛力。然而，由于石墨本身是抗磁性的，低頻段電磁屏蔽效能相對較低，首先必須將磁性金屬微粒負載到膨脹石墨中，調(diào)節(jié)匹配復(fù)合材料電性質(zhì)和磁性質(zhì)的關(guān)系，得到寬頻范圍電磁屏蔽效能優(yōu)異的材料。膨脹石墨表面鍍金屬可以將金屬均勻的覆蓋到膨脹石墨表面，使得材料具有很強的導(dǎo)電性和磁導(dǎo)率。將此電磁屏蔽性能優(yōu)異的材料加入木纖維中，從而得到一種高吸收、寬屏蔽的電磁屏蔽復(fù)合人造板材。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是解決至少上述缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明還有一個目的是提供一種具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板，其能夠阻斷燃燒，吸收電磁波，產(chǎn)生良好的電磁屏蔽效果。
[0006]本發(fā)明還有一個目的是提供一種具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法，其有效地將電磁性能優(yōu)異的鍍鎳膨脹石墨導(dǎo)入到人造板中，使得人造板具有電磁屏蔽功能。
[0007]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法，其中，所述復(fù)合人造板主要由鍍鎳膨脹石墨和木纖維按照2-7: 3的質(zhì)量比復(fù)合而成。
[0008]優(yōu)選的是，所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法中，具體的制備方法包括以下步驟:
[0009]步驟一、分別稱量木纖維和鍍鎳膨脹石墨，并混合均勻，得到第一混合物；
[0010]步驟二、向所述第一混合物中加入一定量的異氰酸酯膠黏劑，攪拌均勻，得到壓板原料，其中，異氰酸酯膠黏劑的用量為所述木纖維和鍍鎳膨脹石墨總質(zhì)量的8?16% ;
[0011]步驟三、將所得的壓板原料鋪裝均勻后，經(jīng)預(yù)壓再熱壓即得到所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板。
[0012]優(yōu)選的是，所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法中，步驟三中，預(yù)壓的溫度為20-30°C，預(yù)壓時間為10-15min，預(yù)壓壓力為2_3Mpa ;熱壓的溫度為155_165°C，熱壓時間9-llmin，熱壓壓力為7_9Mpa。
[0013]優(yōu)選的是，所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法中，所述鍍鎳膨脹石墨通過以下方法步驟制備得到:
[0014]步驟一、將膨脹石墨加入到濃度為8g/L的六水乙酸鎳溶液中攪拌均勻，緩慢加入濃度為7g/L的硼氫化鈉溶液直至無氣泡生成，靜置25-35分鐘后過濾，得到鍍有少量鎳的膨脹石墨；
[0015]步驟二、分別稱量一定量的六水硫酸鎳、三水乙酸鈉、二水檸檬酸鈉和80%聯(lián)氨，接著分別溶于一定量的蒸餾水中，再混合均勻，然后加蒸餾水至一定體積得到化學(xué)渡液，其中，所述化學(xué)渡液中六水硫酸鎳的濃度為20g/L、三水乙酸鈉的濃度為20-40g/L、二水檸檬酸鈉的濃度為30-50g/L、80%聯(lián)氨的濃度為50?70g/L ；
[0016]步驟三、使用氫氧化鈉溶液將所述的化學(xué)渡液調(diào)節(jié)pH值為11-12，溫度調(diào)節(jié)為70-90°C，然后再加入所述鍍有少量鎳的膨脹石墨，攪拌1-1.5小時，過濾干燥后即得到所述鍍鎳膨脹石墨。
[0017]優(yōu)選的是，所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法中，所述鍍鎳膨脹石墨中鎳含量為23.37% -61.19%。
[0018]優(yōu)選的是，所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法中，所述木纖維的長度為1-2_，含水率為5-10%。
[0019]—種具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板，其中，所述復(fù)合人造板由上述制備方法制得。
[0020]優(yōu)選的是，所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板中，所述復(fù)合人造板的厚度為l_4mm，密度為 0.7-1.0g/cm3。
[0021]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0022]首先，本發(fā)明所述制備方法能有效地將電磁性能優(yōu)異的鍍鎳碰撞石墨導(dǎo)入到人造板中，使得人造板具有電磁屏蔽功能。
[0023]其次，傳統(tǒng)的電磁屏蔽材料的密度在3g/cm3以上，本發(fā)明所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板在0.7-1.0g/cm3之間，因此相比之下，本發(fā)明所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板具有更輕的質(zhì)量和更好的自然屬性，且膨脹石墨的引入很好的解決了木質(zhì)材料防火性能差的問題。
[0024]最后，本發(fā)明所述的復(fù)合人造板屏蔽效能在0.3?1500MHz頻率范圍內(nèi)達到61dB以上，60dB以上頻寬為70?1500MHz，表現(xiàn)出良好的電磁屏蔽效果。
[0025]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實施方式】
[0026]下面對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0028]本發(fā)明的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板的制備方法如下:
[0029]步驟一、分別稱量木纖維和鍍鎳膨脹石墨，并混合均勻，得到第一混合物，其中，鍍鎳膨脹石墨和木纖維的質(zhì)量比為2-7: 3，比如鍍鎳膨脹石墨200g，木纖維300g。
[0030]步驟二、向所述第一混合物中加入一定量的異氰酸酯膠黏劑，攪拌均勻，得到壓板原料，其中，異氰酸酯膠黏劑的用量為所述木纖維和鍍鎳膨脹石墨總質(zhì)量的8?16% ;比如異氰酸酯膠黏劑SOg
[0031]步驟三、將所得的壓板原料鋪裝均勻后，經(jīng)預(yù)壓再熱壓即得到所述的具有電磁屏蔽功能的復(fù)合人造板。
[0032]本發(fā)明的鍍鎳膨脹石墨通過以下方法步驟制備得到:
[0033]步驟一、將膨脹石墨加入到濃度為8g/L的六水乙酸鎳溶液中攪拌均勻，緩慢加入濃度為7g/L的硼氫化鈉溶液直至無氣泡生成，靜置25-35分鐘后過濾，得到鍍有少量鎳的膨脹石墨；
[0034]步驟二、分別稱量一定量的六水硫酸鎳、三水乙酸鈉、二水檸檬酸鈉和80%聯(lián)氨，接著分別溶于一定量的蒸餾水中，再混合均勻，然后加蒸餾水至一定體積得到化學(xué)渡液，其中，所述化學(xué)渡液中六水硫酸鎳的濃度為20g/L、三水乙酸鈉的濃度為20-40g/L、二水檸檬酸鈉的濃度為30-50g/L、80%聯(lián)氨的濃度為50?70g/L ;比如，分別稱量20g六水硫酸鎳溶于200mL蒸饋水中、40g三水乙酸鈉溶于200mL蒸饋水中、50g 二水梓檬酸鈉溶于200mL蒸餾水中以及70g的80%聯(lián)氨溶于200mL蒸餾水中，混合均勻后，加入蒸餾水達到溶液為1L，即可得到上述化學(xué)渡液。
[0035]步驟三、使用氫氧化鈉溶液將所述的化學(xué)渡液調(diào)節(jié)pH值為11-12，溫度調(diào)節(jié)為70_90°C，然后再加入所述鍍有少量鎳的膨脹石墨，攪拌1-1.5小時，過濾干燥后即得到所述鍍鎳膨脹石墨。
[0036]實施例1
[0037]1、膨脹石墨的制備:首先稱量膨脹石墨30.0g放于2L圓底燒瓶中，加入硝酸40ml、磷酸80ml、6g高錳酸鉀，使用攪拌槳在常溫下攪拌60分鐘，過濾干燥得到酸化石墨。稱量干燥后的酸化石墨質(zhì)量為50g，放入2L圓底燒瓶中，加入醋酸250ml、硝酸75ml、高錳酸鉀7.5g，使用攪拌槳在常溫下攪拌60分鐘，過濾、干燥得到酸化石墨。最后將酸化氧化石墨放入微波爐中用高火700w功率加熱I分鐘即可得膨脹石墨。
[0038]2、鍍鎳膨脹石墨的制備:
[0039]首先，配置8g/L六水乙酸鎳500mL和7g/L硼氫化鈉500mL，將2g膨脹石墨加入到六水乙酸鎳溶液中攪拌均勻，緩慢加入硼氫化鈉溶液直至無氣泡生成，靜置30分鐘后過濾，即得到鍍有少量鎳的膨脹石墨；
[0040]其次，配備化學(xué)渡液:分別稱量20g六水硫酸鎳溶于200mL蒸餾水中、40g三水乙酸鈉溶于200mL蒸餾水中、50g 二水檸檬酸鈉溶于200mL蒸餾水中。將六水硫酸鎳溶液加入燒杯中攪拌均