具有電磁屏蔽功能的人造板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是具有電磁屏蔽功能的人造板及其制造方法，其結(jié)構(gòu)是原料包括以木/竹質(zhì)單板和苯胺預(yù)聚體，其中苯胺預(yù)聚體在木/竹質(zhì)單板基質(zhì)中原位聚合而成導(dǎo)電聚苯胺高分子，呈雙層結(jié)構(gòu)，其中面層是含有聚苯胺的木/竹質(zhì)單板；底層采用木質(zhì)膠合板，中（高）密度纖維板或刨花板。優(yōu)點：充分利用木材與聚苯胺的特點，以木質(zhì)人造板為基材，通過在其表層膠合具有聚苯胺的木/竹質(zhì)材料，從而制備新型的具有導(dǎo)電功能的木質(zhì)人造板，該人造板不僅具有木質(zhì)材料的自身性能特征，而且據(jù)我國電子行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)(GB-SJ20524-1995)在5KHz~1500KHz的頻率范圍進(jìn)行屏蔽效能測定其電磁屏蔽效能達(dá)到32.78dB~49.35dB。
【專利說明】具有電磁屏蔽功能的人造板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種具有電磁屏蔽功能的人造板及其制造方法，屬電磁屏蔽材料制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高以及社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各類家用電器、電腦等辦公自動化設(shè)備、移動通訊設(shè)備等迅速進(jìn)入辦公與家庭環(huán)境，給人們生活和工作帶來了極大的方便，但同時也給人們帶來了負(fù)面的電磁污染，當(dāng)前，電磁波污染已成為繼空氣污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染源。一方面，電磁輻射會對人們的視覺系統(tǒng)，心血管系統(tǒng)以及神經(jīng)系統(tǒng)等造成損傷；另一方面，電磁干擾會導(dǎo)致其它電子設(shè)備工作紊亂，發(fā)生錯誤指令，產(chǎn)生不良后果。為防止電磁輻射對人體造成的損害以及造成的電子干擾與信息泄露，采用電磁屏蔽材料進(jìn)行電磁波屏蔽是主要防范方法之一。目前主要方法有兩種:一類是將導(dǎo)電填料(金屬、碳纖維等)與塑料復(fù)合混煉后成型；一類是在已成型的殼體表面涂覆導(dǎo)電膜。科學(xué)研究證明:只有屏蔽材料才能治理電磁波污染，才能消除靜電危害。因此，開發(fā)電磁波屏蔽，抗靜電等新型導(dǎo)電功能產(chǎn)品是非常必要的。
[0003]目前，關(guān)于利用木質(zhì)材料開發(fā)電磁屏蔽產(chǎn)品的專利主要有以下幾種:如CN201310138822.1發(fā)明專利公布了一種將碳纖維作為增強(qiáng)體與木質(zhì)纖維材料(木材剩余物)在簡單、有效的復(fù)合工藝方式下制備功能型木質(zhì)復(fù)合材料，在提高木質(zhì)復(fù)合材料力學(xué)性能的同時，賦予復(fù)合材料良好的導(dǎo)電性及電磁屏蔽特征，且實現(xiàn)廢棄物再利用的木材優(yōu)化使用目的。
[0004]CN200510010510.8發(fā)明專利公布了電磁屏蔽木質(zhì)復(fù)合材料的制造方法為:木材—活化處理一水洗一解膠一蒸餾水洗一化學(xué)鍍鎳一化學(xué)鍍銅。按照上述工藝方法得出的電磁屏蔽木質(zhì)復(fù)合材料產(chǎn)品，具有屏蔽效果好，在30mHf 1.5GHz的頻率范圍內(nèi)，其電磁屏蔽效能可達(dá)35飛OdB，工藝簡單，原料資源量大，制造成本低。
[0005]CN200810113190.2發(fā)明專利公布了一種制備木質(zhì)電磁屏蔽材料的化學(xué)鍍方法，包括如下步驟:木材表面處理，尺寸穩(wěn)定性處理，敏化活化處理，化學(xué)鍍銅，鍍后處理，最后熱壓膠合并著色/涂飾處理而成。
[0006]該發(fā)明的方法不僅使薄木具備金屬質(zhì)感，起到一定的裝飾性，又使得電磁屏蔽的安全性和金屬利用率的結(jié)合得到了提升，可以有效地防止電磁污染。
[0007]CN201210200104.8發(fā)明專利公開了一種用于電磁屏蔽陶瓷的制備方法，包括步驟:原料準(zhǔn)備，細(xì)化，混合，成型，炭化，成品。本發(fā)明通過選用木材加工廢料等可再生資源為制作原料，可有效減輕對環(huán)境的危害，保護(hù)人類的生存環(huán)境科持續(xù)發(fā)展，又由于本發(fā)明制作工藝簡單，選用的原料也是木材加工廢料等低成本材料，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益，增加市場競爭力，因此適合工業(yè)化生產(chǎn)，推廣使用。
[0008]CN200720103121.4實用新型專利公開了一種具有電磁屏蔽功能的膠合板，包括:上木材單板、中木材單板、和下木材單板，在上木材單板下表面和中木材單板上表面之間以及中木材單板下表面和下木材單板上表面之間分別設(shè)置有導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層為粉末狀導(dǎo)電添料與脲醛樹脂或酚醛樹脂混和物。本實用新型膠合板，其電磁屏蔽效能為20-25分貝，而且制造簡單，造價低廉，同時還保存板材的強(qiáng)度和天然紋理。
[0009]然而以木/竹質(zhì)單板，人造板和苯胺預(yù)聚體為主要原料制備具有電磁屏蔽功能的人造板的相關(guān)研究和專利還未見到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提出的是一種具有電磁屏蔽功能的人造板及其制造方法，其目的是以木質(zhì)人造板為基材，通過在其表層膠合具有聚苯胺的木/竹質(zhì)材料，從而制備新型的具有導(dǎo)電功能的木質(zhì)人造板，為電磁屏蔽產(chǎn)品的開發(fā)提供潛在的
原材料。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:具有電磁屏蔽功能的人造板，其結(jié)構(gòu)是原料包括以木/竹質(zhì)單板和苯胺預(yù)聚體，其中苯胺預(yù)聚體在木/竹質(zhì)單板基質(zhì)原位聚合成聚苯胺中，該人造板呈雙層結(jié)構(gòu)，其中面層是含有聚苯胺的木/竹質(zhì)單板；底層采用木質(zhì)膠合板，中(高)密度纖維板或刨花板。
[0012]其制造方法，包括如下工藝步驟:
O所述的面層是將木/竹質(zhì)單板進(jìn)行抽真空處理15飛O分鐘，在(T5°C下將苯胺單體與磷酸溶液混合(質(zhì)量比為1:0.8~1.2)，再在真空壓力下將苯胺預(yù)聚體浸潰入木/竹質(zhì)單板中，浸潰時間10 -30分鐘，然后緩慢滴入過硫酸銨氧化劑(與苯胺單體質(zhì)量比為1: 1.(Tl.6)，使苯胺單體在(T5°C的冰浴環(huán)境中原位聚合反應(yīng)5~10小時，取出試件，用lmol/L鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的丙酮溶液清洗表面未反應(yīng)的單體后放入真空干燥箱中在6(T80°C下干燥24小時；
2)取出面層，用砂紙或磨具砂去面層一側(cè)表面的聚苯胺；
3)用二甲基甲酰胺溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:40-60%)反復(fù)清洗面層的砂光面，直至該表面聚苯胺完全溶解；
4)將面層放入水中浸泡24-36小時，最后在80-100?下真空干燥至含水率為8~12%；
5)在面層中除去聚苯胺的一側(cè)涂布脲醛樹脂，或酚醛樹脂膠黏劑，或冷壓膠黏劑(涂膠量:12(T240g/m2)；
6)將準(zhǔn)備好的膠合板、中密度纖維板、刨花板分別進(jìn)行表面砂光處理，然后將涂膠的木質(zhì)單板分別在膠合板、中密度纖維板、刨花板表面組坯熱壓或冷壓膠合成具有電磁屏蔽功能的人造板。其中當(dāng)采用熱壓工藝時，熱壓溫
度105~140°C，熱壓時間30~60秒，單位壓力0.2MPa/m2，
冷卻至常溫后出板；當(dāng)采用冷壓膠黏劑時，采用冷壓工藝，所述的冷壓時間為1~4分鐘,單位壓力為0.2~0.5MPa/m2。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點:先通過原位聚合方法使苯胺單體在木/竹材料基質(zhì)中氧化聚合形成聚苯胺，形成導(dǎo)電的木/竹單板，經(jīng)過簡單的界面處理后便可直接與膠合板，中(高)密度纖維板或刨花板復(fù)合，制備出具有電磁屏蔽功能的人造板，因而生產(chǎn)工藝簡單，原料成本低廉，適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；同時此方法制備出的人造板不僅具有木質(zhì)人造板的基本性能特征，而且根據(jù)中華人民共和國電子行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)(GB-SJ20524-1995)在5KHz~1500KHz的頻率范圍進(jìn)行屏蔽效能測定其電磁屏蔽效能可達(dá)到32.78dB?49.35dB。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
一種具有電磁屏蔽功能的人造板，其結(jié)構(gòu)是原料包括以楊木單板和苯胺預(yù)聚體，其中苯胺預(yù)聚體在楊木單板中原位聚合成聚苯胺，該人造板呈雙層結(jié)構(gòu)，其中面層是含有聚苯胺的楊木單板；底層為木質(zhì)膠合板。
[0015]其制造方法，包括如下工藝步驟:
1)面層為將厚度為1.2mm的楊木單板進(jìn)行抽真空處理30分鐘，在(T5°C下將苯胺單體與磷酸溶液混合(質(zhì)量比為1:1)，再在真空壓力下將苯胺預(yù)聚體浸潰入木/竹質(zhì)單板中，浸潰時間25分鐘，然后緩慢滴入過硫酸銨氧化劑(與苯胺單體質(zhì)量比為1.5:1)，使苯胺單體在(T5°C的冰浴環(huán)境原位聚合反應(yīng)6小時，取出試件，用lmol/L鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的丙酮溶液分別清洗表面未反應(yīng)的單體后放入真空干燥箱中在60°C下干燥至恒重；
2)取出面層，用砂紙或磨具砂去面層一側(cè)表面的聚苯胺；
3)用二甲基甲酰胺溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:60%)洗滌面層中砂光后的表面，直至該側(cè)的聚苯胺被完全除去；
4)將面層放入蒸餾水中浸泡24小時，最后在80°C下真空干燥至含水率為8%；
5)在面層中除去聚苯胺的一側(cè)涂布脲醛膠黏劑(涂膠量:200g/m2)；
6)將準(zhǔn)備好的膠合板進(jìn)行表面砂光處理，然后將涂膠的面板與膠合板膠合熱壓，熱壓溫度115°C，熱壓時間40秒，單位壓力0.2MPa/m2，冷卻至常溫后出板，電磁屏蔽效能可以到達(dá) 28.74dB?46.9dB。
[0016]實施例2
一種具有電磁屏蔽功能的人造板，其結(jié)構(gòu)是原料包括以旋切竹單板和苯胺預(yù)聚體，其中苯胺預(yù)聚體在旋切竹單板中原位聚合成聚苯胺，該人造板呈雙層結(jié)構(gòu)，其中面層是含有聚苯胺的旋切竹單板；底層為中密度纖維板。
[0017]其制造方法，包括如下工藝步驟:
1)面層為將厚度為0.6mm的旋切竹單板進(jìn)行抽真空處理20分鐘，在(T5°C下將苯胺單體與磷酸溶液混合(質(zhì)量比為1:1.2)，再在真空壓力下將苯胺預(yù)聚體浸潰入旋切竹單板中，浸潰時間30分鐘，然后緩慢滴入過硫酸銨氧化劑(與苯胺單體質(zhì)量比為1.3:1)，使苯胺單體在(T5°C的冰浴環(huán)境原位聚合反應(yīng)5小時，取出試件，用lmol/L鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的丙酮溶液分別清洗表面未反應(yīng)的單體后放入真空干燥箱中在70°C下干燥至恒重；
2)取出面層，用砂紙或磨具砂去面層一側(cè)表面的聚苯胺；
3)用二甲基甲酰胺溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:80%)洗滌面層中砂光后的表面，直至該側(cè)的聚苯胺被完全除去；
4)將面層放入蒸餾水中浸泡32小時，最后在80°C下真空干燥至含水率為8%；
5)在面層中除去聚苯胺的一側(cè)涂布酚醛樹脂膠黏劑(涂膠量:160g/m2)；
6)將準(zhǔn)備好的中密度纖維板進(jìn)行表面砂光處理，然后將涂膠的面層與中密度纖維板膠合熱壓，熱壓溫度130°C，熱壓時間30秒，單位壓力0.15MPa/m2，冷卻至常溫后出板，電磁屏蔽效能可以到達(dá)26.34dB?43.27dB。[0018]實施例3
一種具有電磁屏蔽功能的人造板，其結(jié)構(gòu)是原料包括以櫸木微薄木和苯胺預(yù)聚體，其中苯胺預(yù)聚體在櫸木微薄木中原位聚合成聚苯胺，該人造板呈雙層結(jié)構(gòu)，其中面層是含有聚苯胺的櫸木微薄木；底層為刨花板。
[0019]其制造方法，包括如下工藝步驟:
1)面層為將厚度為0.5mm的櫸木微薄木進(jìn)行抽真空處理15分鐘，在(T5°C下將苯胺單體與磷酸溶液混合(質(zhì)量比為1:1)，再在真空壓力下將苯胺預(yù)聚體浸潰入旋切竹單板中，浸潰時間30分鐘，然后緩慢滴入過硫酸銨氧化劑(與苯胺單體質(zhì)量比為1.5:1)，使苯胺單體在(T5°C的冰浴環(huán)境原位聚合反應(yīng)6小時，取出試件，用lmol/L鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的丙酮溶液分別清洗表面未反應(yīng)的單體后放入真空干燥箱中在80°C下干燥至恒重；
2)取出面層，用砂紙或磨具砂去面層一側(cè)表面的聚苯胺；
3)用二甲基甲酰胺溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:60%)洗滌面層中砂光后的表面，直至該側(cè)的聚苯胺被完全除去；
4)將面層放入蒸餾水中浸泡32小時，最后在80°C下真空干燥至含水率為8%；
5)在面層中除去聚苯胺的一側(cè)涂布丙烯酸樹脂(涂膠量:100g/m2)；
6)將準(zhǔn)備好的刨花板進(jìn)行表面砂光處理，然后將涂膠的面層與刨花板膠合熱壓，冷壓時間2分鐘，單位壓力0.3MPa/m2，電磁屏蔽效能可以到達(dá)28.44dB?47.35dB。
【權(quán)利要求】
1.具有電磁屏蔽功能的人造板，其特征是原料包括以木/竹質(zhì)單板和苯胺預(yù)聚體，其中苯胺預(yù)聚體在木/竹質(zhì)單板基質(zhì)中原位聚合而成導(dǎo)電聚苯胺高分子，該人造板呈雙層結(jié)構(gòu)，其中面層是含有聚苯胺的木/竹質(zhì)單板；底層采用木質(zhì)膠合板，中/高密度纖維板或刨花板。
2.如權(quán)利要求1的具有電磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟: 1)面層是通過真空加壓浸潰方式將苯胺預(yù)聚體浸潰入0.6^2.0mm厚度的木/竹質(zhì)單板中，采用原位聚合方式使苯胺預(yù)聚體在木/竹質(zhì)基材中氧化聚合成導(dǎo)電聚苯胺； 2)取出面層，用砂紙或磨具砂去面層一側(cè)表面的聚苯胺； 3)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-60%的二甲基甲酰胺溶液洗滌該表面，直至該側(cè)的聚苯胺被完全除去； 4)將面層放入蒸餾水中浸泡24-36小時，最后在80-100?下真空干燥至含水率為8~12% ； 5)在面層中除去聚苯胺的一側(cè)涂布脲醛樹脂，或酚醛樹脂膠黏劑，或冷壓膠，涂膠量為120~240g/m2 ； 6)將準(zhǔn)備好的膠合板、中密度纖維板、刨花板分別進(jìn)行表面砂光處理，然后將涂膠的木質(zhì)單板分別置于膠合板、中密度纖維板、刨花板表面熱壓或冷壓膠合成具有電磁屏蔽功能的人造板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有電磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是所述的面層將木/竹質(zhì)單板進(jìn)行抽真空處理15飛O分鐘，在(T5°C下將苯胺單體與磷酸溶液混合，其質(zhì)量比為1:0.8~1.2，再在真空壓力下將苯胺預(yù)聚體浸潰入木/竹質(zhì)單板中，浸潰時間10-30分鐘，然后緩慢滴入過硫酸銨氧化劑，其與苯胺單體質(zhì)量比為1:1.(Tl.6，使苯胺單體在(T5°C的冰浴環(huán)境中原位聚合反應(yīng)5~10小時，取出試件，用lmol/L鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的丙酮溶液清洗表面未反應(yīng)的單體后放入真空干燥箱中在6(T80°C下干燥24小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有電磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是所述的用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-60%的二甲基甲酰胺溶液反復(fù)清洗該表面，直至該表面聚苯胺完全溶解，再將單板放入水中浸泡24-36小時，最后在8(T100°C下真空干燥至含水率為8~12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有電磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是所述的熱壓溫度105~140°C，熱壓時間30-60秒，單位壓力0.2MPa/m2，冷卻至常溫后出板，電磁屏蔽效能可以到達(dá)32.78dB~49.35dB。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有電磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是采用冷壓工藝，所述的冷壓時間為1~4分鐘，單位壓力為0.2^0.5MPa/m2，電磁屏蔽效能可以到達(dá)32.78dB~49.35dB。
【文檔編號】B27K3/08GK103978524SQ201410183486
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】何文, 蔣身學(xué), 孫豐文, 張齊生 申請人:南京林業(yè)大學(xué), 泗陽楊木加工利用技術(shù)研究所