一種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板，由下列重量份的原料制成：木纖維100?110、脲醛樹脂膠粘劑10?11、納米鎳10?11、無水乙醇適量、5?8mm短切碳纖維33?35、丙酮1.7?1.9、異氰酸樹脂膠黏劑3.3?3.5、氯化銨5.6?5.9、納米二氧化鈦2.5?3、超細全硫化粉末橡膠1.8?2.2、納米WS21.4?1.8、硅溶膠0.6?0.8。本發(fā)明使用納米鎳分散液對木纖維進行浸漬，提高了電磁屏蔽效能。將納米WS2滲透至木纖維內(nèi)部，表面光滑，使得板材易切割，抗老化，防變形；超細全硫化粉末橡膠、硅溶膠提高了膠粘劑的粘結(jié)強度，提高了板材的韌性和強度，提高抗彎折性，同時耐水性提高。
【專利說明】
一種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及纖維板技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著材料科學(xué)的高速發(fā)展，功能型復(fù)合材料越來越受到各國學(xué)者的關(guān)注。其中，具有高性能、高附加值的木質(zhì)復(fù)合材料逐漸成為了這一領(lǐng)域的研究熱點。為滿足人們對木質(zhì)材料的多方面性能要求，碳纖維木質(zhì)復(fù)合材料應(yīng)運而生。復(fù)合材料的最顯著特點是其微觀結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性，材料的微觀結(jié)構(gòu)將決定其宏觀性能。但由于板材在加工過程中因碳纖維質(zhì)輕、表面光滑而難以與木質(zhì)纖維及膠混合均勻且碳纖維導(dǎo)電具有方向性。因而容易造成板材局部電阻高，不同區(qū)域間導(dǎo)電效果差異大，整體力學(xué)性能不穩(wěn)定等問題。如何通過科學(xué)手段將板材的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能有機地結(jié)合起來，從而改進板材的制造工藝，提高原料混合的均勻化程度成為亟待解決的問題?！短祭w維木質(zhì)復(fù)合材料SEM圖像分割與性能微觀表征研究》首先通過板材熱壓工藝完成碳纖維木質(zhì)復(fù)合板材的制備，并對樣板板材的宏觀性能進行測試，包括導(dǎo)電性能(表面電阻率)、力學(xué)性能(密度、內(nèi)結(jié)合強度、靜曲強度、彈性模量及吸水膨脹率)、電磁屏蔽性能，對測試數(shù)據(jù)進行分析，把握不同制備工藝條件下短切碳纖維木質(zhì)復(fù)合材料特性變化規(guī)律，研究復(fù)合材料微觀均勻化程度對宏觀性能的影響特征；然后結(jié)合最大方差法與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的圖像處理技術(shù)對樣板電子顯微圖像進行處理，從圖像中準(zhǔn)確完整的獲取碳纖維圖像，以其作為碳纖維在復(fù)合板材中均勻程度的重要依據(jù);最后對提取出的碳纖維圖像進行能夠表征碳纖維均勻化的特征提取，所選取的特征量為面積比、平均寬度和長寬比等，目的是將板材的微觀結(jié)構(gòu)特征與宏觀物理性能相結(jié)合，并以此作為分析樣板實際應(yīng)用價值與改善制造工藝的重要依據(jù)。
[0003]通過該文的研究，碳纖維的加入量為木纖維質(zhì)量的20%時，復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強度為0.88MPa、靜曲強度36.8MPa、彈性模量達到5447MPa，各項指標(biāo)強于普通中密度纖維板，隨著碳纖維的添加量繼續(xù)增大，各項性能下降。碳纖維的加入量為木纖維質(zhì)量的20%時，沒有達到30dBm，不具有有效的電磁屏蔽效能。要想使得纖維板同時具有更好的力學(xué)性能和電磁屏蔽效能，需要對材料進行改性。而且隨著生活水平的提高，纖維板的阻燃性、耐水性、強度、防輻射性、保溫隔熱性、抗彎折性等性能也需要改進和提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板，由下列重量份的原料制成:木纖維100-110、脲醛樹脂膠粘劑10-11、納米鎳10-11、無水乙醇適量、5-8mm短切碳纖維33-35、丙酮1.7-1.9、異氰酸樹脂膠黏劑3.3-3.5、氯化銨5.6-5.9、納米二氧化鈦2.5_3、超細全硫化粉末橡膠1.8-2.2、納米WS21.4-1.8、硅溶膠0.6-0.8。
[0006]所述抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板的制備方法，包括以下步驟:
(1)將納米鎳加入無水乙醇中，配制成4-4.3wt°/c^分散液，再加入納米WS2攪拌均勻，將木纖維在熱壓機內(nèi)，在70-75°C下壓縮，壓縮率為30-35%，立即放入納米鎳的分散液中，浸泡120-140分鐘，取出，在60-65°C下干燥至含水率為12-15%，得到改性木纖維；
(2)將丙酮與異氰酸樹脂膠黏劑混合均勻，加入超細全硫化粉末橡膠、硅溶膠，再與碳纖維混合，得到改性碳纖維；
(3)將其他剩余成分混合均勻，與改性木纖維、改性碳纖維混合均勻，進行鋪裝，在170-175°C下進行熱壓20-25s/mm，即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明使用納米鎳分散液對木纖維進行浸漬，使得納米鎳進入木纖維的孔隙，提高了纖維的密度、硬度、靜曲強度和彈性模量，還提高了木纖維的防腐蝕性；同時與碳纖維配合，使得電磁波形成多次反射，提高了電磁屏蔽效能，解決了碳纖維容易造成板材局部電阻高，不同區(qū)域間導(dǎo)電效果差異大，整體力學(xué)性能不穩(wěn)定問題;通過在膠黏劑中加入納米二氧化鈦，能夠減緩納米鎳的氧化，保持持久的電磁屏蔽性，還提高了板材的抗老化性。將納米WS2滲透至木纖維內(nèi)部，表面光滑，使得板材易切割，抗老化，防變形;超細全硫化粉末橡膠、硅溶膠提高了膠粘劑的粘結(jié)強度，提高了板材的韌性和強度，提高抗彎折性，同時耐水性提尚。
【具體實施方式】
[0008]—種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板，由下列重量份(公斤)的原料制成:木纖維100、脲醛樹脂膠粘劑10、納米鎳10、無水乙醇適量、5mm短切碳纖維33、丙酮1.7、異氰酸樹脂膠黏劑3.3、氯化銨5.6、納米二氧化鈦2.5、超細全硫化粉末橡膠1.8、納米WS21.4、硅溶膠
0.6ο
[0009]所述抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板的制備方法，包括以下步驟:
(1)將納米鎳加入無水乙醇中，配制成4wt°/c^分散液，再加入納米WS2攪拌均勻，將木纖維在熱壓機內(nèi)，在70°C下壓縮，壓縮率為30%，立即放入納米鎳的分散液中，浸泡120分鐘，取出，在60 °C下干燥至含水率為12%，得到改性木纖維；
(2)將丙酮與異氰酸樹脂膠黏劑混合均勻，加入超細全硫化粉末橡膠、硅溶膠，再與碳纖維混合，得到改性碳纖維；
(3)將其他剩余成分混合均勻，與改性木纖維、改性碳纖維混合均勻，進行鋪裝，在170°C下進行熱壓20s/mm，即得。
[0010]對本實施例纖維板進行檢測，密度為0.738g/cm3，靜曲強度為37.1MPa、彈性模量為5716MPa、內(nèi)結(jié)合強度為1.06MPa、吸水厚度膨脹率為8.72%。在頻率為5 X 18Hz以上時電磁屏蔽效能達到55dBm以上。
【主權(quán)項】
1.一種抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板，其特征在于:由下列重量份的原料制成:木纖維100-110、脲醛樹脂膠粘劑10-11、納米鎳10-11、無水乙醇適量、5-8mm短切碳纖維33-35、丙酮1.7-1.9、異氰酸樹脂膠黏劑3.3-3.5、氯化銨5.6-5.9、納米二氧化鈦2.5-3、超細全硫化粉末橡膠1.8-2.2、納米WS21.4-1.8、硅溶膠0.6-0.8。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗彎折碳纖維木質(zhì)復(fù)合纖維板的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將納米鎳加入無水乙醇中，配制成4-4.3wt°/4^分散液，再加入納米WS2攪拌均勻，將木纖維在熱壓機內(nèi)，在70-75°C下壓縮，壓縮率為30-35%，立即放入納米鎳的分散液中，浸泡120-140分鐘，取出，在60-65°C下干燥至含水率為12-15%，得到改性木纖維； (2)將丙酮與異氰酸樹脂膠黏劑混合均勻，加入超細全硫化粉末橡膠、硅溶膠，再與碳纖維混合，得到改性碳纖維； (3)將其他剩余成分混合均勻，與改性木纖維、改性碳纖維混合均勻，進行鋪裝，在170-175°C下進行熱壓20-25s/mm，即得。
【文檔編號】B27N3/08GK106079025SQ201610590368
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610590368.7, CN 106079025 A, CN 106079025A, CN 201610590368, CN-A-106079025, CN106079025 A, CN106079025A, CN201610590368, CN201610590368.7
【發(fā)明人】夏大慶, 孔令根, 王平, 王安勇, 戚明永, 王丹
【申請人】志邦廚柜股份有限公司