具有電磁兼容性能的膠合板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人造板領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有電磁兼容性能的膠合板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種電子電器大量使用，電磁干擾和電磁福射污染已成為一種環(huán)境公害。利用電磁兼容材料反射和吸收電磁波，可以減小這些危害。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(diǎn)方向之一，趙廣杰和李堅(jiān)課題組先后對(duì)木材表面進(jìn)行鍍N1、鍍Cu或鍍N1-Cu-P三元合金，均有良好電磁屏蔽效果。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(jìn)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(diǎn)，但也均有局限性，如填充金屬密度大、施工復(fù)雜、質(zhì)地堅(jiān)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(chǎng)合受到了限制。因此，研究質(zhì)輕、柔軟、寬頻的電磁兼容復(fù)合材料具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(duì)較低，首先必須將磁性金屬微粒負(fù)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。EG具有層狀結(jié)構(gòu)，層間以范德華力鏈接，層內(nèi)以C-C共價(jià)鍵鏈接，這種結(jié)構(gòu)允許插層物進(jìn)入石墨間層而不破壞層內(nèi)的六角形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所以可以通過(guò)插入磁性材料的方式提高電磁波寬頻吸收的能力。鐵氧體具有較高的磁導(dǎo)率和介電性能，其中的軟磁鐵氧體具有渦流損耗小，成本低，電阻率大等特點(diǎn)，在高頻弱電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是電磁屏蔽性能優(yōu)異的材料，而且有利于提高材料的透波性和拓寬其吸收頻段。更重要的是，磁損耗性能優(yōu)良的納米相與聚合物復(fù)合還可以防止磁性納米粒子團(tuán)聚。因此，利用它們各自的優(yōu)良性能及復(fù)合產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)可較大幅度地提高復(fù)合物的吸波性能?；谏鲜鲈O(shè)想，本發(fā)明將磁損耗型的鎳鋅鐵氧體(NixZm-xFe204)引入到導(dǎo)電組分EG的層間，制備出NixZn1-xFe204/EG復(fù)合材料，制作電磁兼容膠合板，以求獲得一種具有輕質(zhì)、柔軟、阻燃性好、寬頻屏蔽和吸收的電磁兼容膠合板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種具有電磁兼容性能的膠合板，其具有混合層、夾心單元和鋁箔層，能夠?qū)﹄姶挪ㄟM(jìn)行吸收和屏蔽。
[0005]本發(fā)明還有一個(gè)目的是在夾心單元中設(shè)置鎳鋅鐵氧體膨脹石墨形成的芯層，提高寬頻電磁波的吸收能力。
[0006]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種具有電磁兼容性能的膠合板的制備方法，其將混合層、夾心單元和鋁箔層壓合形成膠合板，減輕重量，提高電磁屏蔽和吸收性能。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種具有電磁兼容功能的膠合板，其中，包括:
[0008]夾心單元，其包括芯層和木板表層，所述木板表層位于芯層的上下面將所述芯層夾持，所述芯層為鎳鋅鐵氧體膨化石墨和異氰酸酯混合后刷涂在所述表層上形成的電磁波吸收層；
[0009 ]招箔層，其任意粘合在所述夾心單元的上下表面，構(gòu)成電磁波反射層；
[0010]混合層，其為二氧化鈦、二氧化硅和聚氨酯混合后粘合在所述夾心單元的上表面或是下表面且與所述鋁箔層相對(duì)，構(gòu)成電磁波阻抗匹配層。
[0011]優(yōu)選的是，所述的具有電磁兼容功能的膠合板中，所述夾心單元設(shè)置為1-5層。
[0012]優(yōu)選的是，所述的具有電磁兼容功能的膠合板中，鎳鋅鐵氧體膨脹石墨制備方法包括:
[0013]步驟一、稱量一定量的六水硝酸鎳、六水硝酸鋅和九水硝酸鐵，其中，鎳離子與鋅離子的摩爾比為1:9-9:1，鎳鋅離子的總和與鐵離子的摩爾比為I:2；
[0014]步驟二、稱量一定量的檸檬酸，其中，所述鎳鋅鐵離子總和與檸檬酸根離子的摩爾比1:1-1.5;
[0015]步驟三、將所述六水硝酸鎳、六水硝酸鋅、九水硝酸鐵和檸檬酸與蒸餾水混合攪拌至完全溶解，再使用氨水調(diào)節(jié)PH值為8-9，加入一定量的膨脹石墨后，于89-91°C的水浴鍋中攪拌至溶液變成凝膠，其中，加入的膨脹石墨的質(zhì)量為所述九水硝酸鐵物質(zhì)的量的15-45倍；
[0016]步驟四、將所得凝膠放于微波爐中，用650-700W功率的高火煅燒至自然熄滅，即得到所述的鎳鋅鐵氧體膨脹石墨。
[0017]優(yōu)選的是，所述的具有電磁兼容功能的膠合板中，所述鎳鋅鐵氧體膨化石墨和異氰酸酯的質(zhì)量比為88:12?92:8。
[0018]優(yōu)選的是，所述的具有電磁兼容功能的膠合板中，所述二氧化鈦和二氧化硅的質(zhì)量比為1: 1-1: 3。
[0019]優(yōu)選的是，所述的具有電磁兼容功能的膠合板中，所述二氧化鈦和二氧化硅的總質(zhì)量與聚氨酯質(zhì)量的比值為7:3_9:1 ο
[0020]優(yōu)選的是，所述的具有電磁兼容功能的膠合板中，所述膠合板的厚度為5-8mm。
[0021]—種具有電磁兼容功能的膠合板的制備方法，其中，包括:
[0022]步驟一、將鋁箔層和混合層分別疊加在夾心單元的上表面和下表面得到鋪裝好的夾芯板；
[0023]步驟二、將所得鋪裝好的夾心板預(yù)壓成型得到預(yù)壓夾芯板，其中預(yù)壓的溫度為20-30°C，時(shí)間為10-15min，壓力為2-3Mpa;
[0024]步驟三、將所得的預(yù)壓夾芯板熱壓成型得到所述電磁兼容功能的膠合板，其中，所述熱壓的溫度為155-165°(:，時(shí)間9-1111^11，壓力為7-91^?。
[0025]本發(fā)明至少包括以下有益效果:首先，本發(fā)明設(shè)置了混合層、夾心單元和鋁箔層，混合層能夠?qū)﹄姶挪ㄟM(jìn)行阻抗匹配，使電磁波盡可能多的通過(guò)混合層，進(jìn)而被夾心單元層吸收，最后鋁箔層對(duì)電磁反射達(dá)到電磁波屏蔽的效果。根據(jù)測(cè)試，本發(fā)明所述膠合板電磁屏蔽效能在0.3?18GHz范圍內(nèi)達(dá)到51 dB以上，在2GHz?18GHz范圍內(nèi)復(fù)合材料的反射系數(shù)小于-1OdB 的頻寬 3.05GHz。
[0026]其次，本發(fā)明的混合層利用二氧化鈦、二氧化硅和聚氨酯混合形成阻抗匹配層，該混合層對(duì)電磁波的反射率極小，電磁波能夠很大程度上通過(guò)混合層，進(jìn)而被夾心單元吸收，而且聚氨酯加強(qiáng)了混合層和夾心單元之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高了膠合板的力學(xué)性能。
[0027]再次，本發(fā)明的夾心單元包括了芯層和木板表層，芯層由鎳鋅鐵氧體膨脹石墨和異氰酸酯混合形成，鎳鋅鐵氧體膨脹石墨能夠?qū)﹄姶挪ㄓ行У奈?，異氰酸粘結(jié)性能良好且價(jià)格便宜，木板表層能夠很好地保證膠合板的力學(xué)強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)的木基電磁屏蔽材料填充金屬密度大、施工復(fù)雜、質(zhì)地堅(jiān)硬較難成形的缺陷，解決了表面化學(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(chǎng)合受到了限制的問(wèn)題。
[0028]最后，本發(fā)明利用鋁箔層作為電磁屏蔽層，能夠徹底防止電磁波的通過(guò)，提高了電磁波的屏蔽效果。
[0029]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明所述電磁兼容功能的膠合板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明所述膠合板包括，夾心單元，其包括芯層3和木板表層2，所述木板表層2位于芯層的上下面將所述芯層3夾持，所述芯層3為鎳鋅鐵氧體膨化石墨和異氰酸酯混合后刷涂在所述表層2上形成的電磁波吸收層;鋁箔層4，其任意粘合在所述夾心單元的上下表面，構(gòu)成電磁波反射層;混合層1，其為二氧化鈦、二氧化硅和聚氨酯混合后粘合在所述夾心單元的上表面或是下表面且與所述鋁箔層4相對(duì)，構(gòu)成電磁波阻抗匹配層。
[0033]實(shí)施例1
[0034]步驟一、混合層的制備:將Ti02/Si02/聚氨酯涂料涂覆在厚度為Imm的薄木板表面，作為匹配層，涂覆厚度為1.2_。
[0035]步驟二、EG(膨脹石墨)的制備:首先稱量鱗片石墨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(guò)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(guò)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加熱I分鐘即可得膨脹倍率在200倍以上的EG。
[0036]步驟三、NixZm-xFe204/EG的制備:首先稱量六水硝酸鎳10g、六水硝酸鋅40.91g、九水硝酸鐵138.89g、一水檸檬酸84.09g—起溶于少量蒸餾水中，使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH為8 ；然后在溶液中加入4.50gEG，將其放入90 0C