本發(fā)明涉及復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板及其制備方法。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著世界范圍內(nèi)工業(yè)用林材的日益減少，以中密度纖維板為代表的木纖維復(fù)合材料得到了越來越廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，市場上銷售的中密度纖維板主要使用脲醛樹脂膠黏劑，但其含有的游離態(tài)甲醛在其固化后仍能長時(shí)間降解并釋放甲醛等有害氣體，對環(huán)境造成污染。近年來，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，各類電子產(chǎn)品、家用電器等電子產(chǎn)品迅速進(jìn)入人類生存的方方面面，給人們的生活和工作帶來便利的同時(shí)，也給人們帶來了負(fù)面的電磁污染。電磁污染會對人們的視覺等系統(tǒng)造成損傷，也會干擾其他電子設(shè)備的正常工作。采用電磁屏蔽材料是防范電磁污染的主要方法之一。目前主要有以下兩種方法：一、將導(dǎo)電填料(金屬、碳纖維等)與塑料復(fù)合混煉成型；二類是在已成型的客體表面涂覆導(dǎo)電膜?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，屏蔽材料可以有效治理電磁波污染。因此，開發(fā)電磁波屏蔽材料顯得極其重要?，F(xiàn)有技術(shù)中利用木質(zhì)材料開發(fā)電磁屏蔽產(chǎn)品大多是采用膠黏劑將木質(zhì)材料與電磁屏蔽材料進(jìn)行復(fù)合。但是，膠黏劑在使用過程中會釋放處甲醛，嚴(yán)重影響用戶的身心健康以及環(huán)境。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板及其制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提供了一種具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，包括：碳纖維和木纖維，其中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1-20:100。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：可選地，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1:20。可選地，所述碳纖維的長度為0.1-10mm?？蛇x地，所述無膠纖維板的厚度為1.5-10mm?？蛇x地，所述無膠纖維板的密度為0.4-1.0g/cm3。本發(fā)明還提供了一種制備所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的方法，包括如下步驟：稱取碳纖維和木纖維，并進(jìn)行混合，獲得均一的混合物；向所述混合物中添加水，攪拌均勻，獲得熱壓原材料，其中，添加水的質(zhì)量占所述木纖維質(zhì)量的1％-10％；將所述熱壓原材料鋪裝均勻，經(jīng)過預(yù)壓處理后再進(jìn)行熱壓處理即可獲得所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其中，預(yù)壓溫度為常溫，預(yù)壓時(shí)間為0.5-5min，預(yù)壓壓力為0.5-5MPa，熱壓溫度為180-220℃，熱壓時(shí)間為0.5-20min，熱壓壓力為1.5-5MPa。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過將碳纖維與木纖維進(jìn)行復(fù)合獲得無膠纖維板，使得復(fù)合后的無膠纖維板可以繼承碳纖維所具有的電磁屏蔽性能，其屏蔽效能在50-1500MHz頻率范圍內(nèi)達(dá)到35dB以上。本發(fā)明的制備方法將碳纖維均勻分布在無膠纖維板中，無膠纖維板中未添加任何膠黏劑，在使用過程中無需擔(dān)心甲醛釋放問題。附圖說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的工藝流程圖；圖2a是不添加碳纖維的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖；圖2b是碳纖維占木纖維質(zhì)量的1％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖；圖2c是碳纖維占木纖維質(zhì)量的3％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖；圖2d是碳纖維占木纖維質(zhì)量的5％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖；圖2e是碳纖維占木纖維質(zhì)量的10％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖；圖2f是碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，包括：碳纖維和木纖維，其中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1-20:100。本發(fā)明通過將碳纖維與木纖維進(jìn)行復(fù)合獲得無膠纖維板，使得復(fù)合后的無膠纖維板可以繼承碳纖維所具有的電磁屏蔽性能，其屏蔽效能在50-1500MHz頻率范圍內(nèi)達(dá)到35dB以上。碳纖維是一種新型的、含碳量高于90％無機(jī)高分子纖維材料。它的軸向強(qiáng)度和模量高，耐疲勞性好，耐腐蝕性好，熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間。用其增強(qiáng)的復(fù)合材料具有高比模量、高比強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫等一系列優(yōu)異性能。其中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1:20。其中，所述碳纖維的長度為0.1-10mm。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的工藝流程圖。參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制備所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的方法，包括如下步驟：稱取碳纖維和木纖維，并進(jìn)行混合，獲得均一的混合物；向所述混合物中添加水，攪拌均勻，獲得熱壓原材料，其中，添加水的質(zhì)量占所述木纖維質(zhì)量的1％-10％；將所述熱壓原材料鋪裝均勻，經(jīng)過預(yù)壓處理后再進(jìn)行熱壓處理即可獲得所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其中，預(yù)壓溫度為常溫，預(yù)壓時(shí)間為0.5-5min，預(yù)壓壓力為0.5-5MPa，熱壓溫度為180-220℃，熱壓時(shí)間為0.5-20min，熱壓壓力為1.5-5MPa。由于熱壓原材料的含水率控制在一定范圍，可以保證熱壓時(shí)使得半纖維素與木質(zhì)素發(fā)生水解形成一定數(shù)量的樹脂縮合物，同時(shí)，對木纖維傳熱軟化，增加木纖維的塑性，加大木纖維的接觸面積，使木纖維在熱壓過程中緊密接觸，為在纖維與纖維之間、纖維與樹脂縮合物之間產(chǎn)生更多的氫鍵、化學(xué)鍵及范德華力提供必要條件。因此，本發(fā)明的無膠纖維板不需要添加膠黏劑。本發(fā)明的制備方法將碳纖維均勻分布在無膠纖維板中，無膠纖維板中未添加任何膠黏劑，在使用過程中無需擔(dān)心甲醛釋放問題。針對本發(fā)明所獲得的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其厚度為1.5-10mm，密度為0.4-1.0g/cm3。無膠膠合能夠從根本上解決傳統(tǒng)中密度纖維板甲醛釋放的問題，它是一種不加膠黏劑，不依賴易產(chǎn)生污染的石油產(chǎn)品作膠黏劑而實(shí)現(xiàn)木質(zhì)材料(生物質(zhì))膠結(jié)和生產(chǎn)人造板的新技術(shù)。圖2a是不添加碳纖維的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖。圖中指示A處為木纖維。下面將通過具體的實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行說明。實(shí)施例1本實(shí)施例中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1:100。其中，所述碳纖維的長度為2mm。本實(shí)施例還提供了一種制備所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的方法，包括如下步驟：稱取碳纖維和木纖維，并進(jìn)行混合，獲得均一的混合物；向所述混合物中添加水，攪拌均勻，獲得熱壓原材料，其中，添加水的質(zhì)量占所述木纖維質(zhì)量的1％；將所述熱壓原材料鋪裝均勻，經(jīng)過預(yù)壓處理后再進(jìn)行熱壓處理即可獲得所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其中，常溫下預(yù)壓時(shí)間為0.5min，預(yù)壓壓力為5MPa，熱壓溫度為180℃，熱壓時(shí)間為0.5min，熱壓壓力為1.5MPa。針對本發(fā)明所獲得的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其厚度為1.5mm，密度為0.4g/cm3。圖2b是碳纖維占木纖維質(zhì)量的1％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖。參見圖2b，圖中指示B處為碳纖維。實(shí)施例2本實(shí)施例中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為3:100。其中，所述碳纖維的長度為5mm。本實(shí)施例還提供了一種制備所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的方法，包括如下步驟：稱取碳纖維和木纖維，并進(jìn)行混合，獲得均一的混合物；向所述混合物中添加水，攪拌均勻，獲得熱壓原材料，其中，添加水的質(zhì)量占所述木纖維質(zhì)量的2％；將所述熱壓原材料鋪裝均勻，經(jīng)過預(yù)壓處理后再進(jìn)行熱壓處理即可獲得所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其中，在常溫下預(yù)壓時(shí)間為2min，預(yù)壓壓力為4MPa，熱壓溫度為190℃，熱壓時(shí)間為2.5min，熱壓壓力為2.5MPa。針對本發(fā)明所獲得的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其厚度為4mm，密度為0.6g/cm3。圖2c是碳纖維占木纖維質(zhì)量的3％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖。參見圖2c，圖中指示B處為碳纖維。實(shí)施例3本實(shí)施例中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1:20。其中，所述碳纖維的長度為5mm。本實(shí)施例還提供了一種制備所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的方法，包括如下步驟：稱取碳纖維和木纖維，并進(jìn)行混合，獲得均一的混合物；向所述混合物中添加水，攪拌均勻，獲得熱壓原材料，其中，添加水的質(zhì)量占所述木纖維質(zhì)量的5％；將所述熱壓原材料鋪裝均勻，經(jīng)過預(yù)壓處理后再進(jìn)行熱壓處理即可獲得所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其中，在常溫下預(yù)壓時(shí)間為3min，預(yù)壓壓力為3MPa，熱壓溫度為200℃，熱壓時(shí)間為6min，熱壓壓力為3MPa。針對本發(fā)明所獲得的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其厚度為6mm，密度為0.8g/cm3。圖2d是碳纖維占木纖維質(zhì)量的5％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖。參見圖2d，圖中指示B處為碳纖維。實(shí)施例4本實(shí)施例中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1:10。其中，所述碳纖維的長度為10mm。本實(shí)施例還提供了一種制備所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的方法，包括如下步驟：稱取碳纖維和木纖維，并進(jìn)行混合，獲得均一的混合物；向所述混合物中添加水，攪拌均勻，獲得熱壓原材料，其中，添加水的質(zhì)量占所述木纖維質(zhì)量的8％；將所述熱壓原材料鋪裝均勻，經(jīng)過預(yù)壓處理后再進(jìn)行熱壓處理即可獲得所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其中，在常溫下預(yù)壓時(shí)間為4min，預(yù)壓壓力為2.5Mpa，熱壓溫度為210℃，熱壓時(shí)間為15min，熱壓壓力為4MPa。針對本發(fā)明所獲得的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其厚度為8mm，密度為0.9g/cm3。圖2e是碳纖維占木纖維質(zhì)量的10％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖。參見圖2e，圖中指示B處為碳纖維。實(shí)施例5本實(shí)施例中，所述碳纖維和所述木纖維的質(zhì)量比為1:5。其中，所述碳纖維的長度為10mm。本實(shí)施例還提供了一種制備所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板的方法，包括如下步驟：稱取碳纖維和木纖維，并進(jìn)行混合，獲得均一的混合物；向所述混合物中添加水，攪拌均勻，獲得熱壓原材料，其中，添加水的質(zhì)量占所述木纖維質(zhì)量的10％；將所述熱壓原材料鋪裝均勻，經(jīng)過預(yù)壓處理后再進(jìn)行熱壓處理即可獲得所述的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其中，在常溫下預(yù)壓時(shí)間為5min，預(yù)壓壓力為3Mpa，熱壓溫度為220℃，熱壓時(shí)間為20min，熱壓壓力為5MPa。針對本發(fā)明所獲得的具有電磁屏蔽功能的無膠纖維板，其厚度為10mm，密度為1.0g/cm3。圖2f是碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板的橫切面電鏡示意圖。參見圖2f，圖中指示B處為碳纖維。實(shí)施例6本申請根據(jù)國標(biāo)GB/T11718-2009的規(guī)定，將在木纖維中添加不同分量以及不同長度的碳纖維進(jìn)行對比，分別測試其屏蔽耗能(SE)。每組實(shí)驗(yàn)在相同工藝條件下重復(fù)制作多塊無膠纖維板，無膠纖維板的密度為1.0g/cm3，厚度為8mm。熱壓工藝參數(shù)為：熱壓溫度200℃，熱壓壓力4.0MPa，熱壓時(shí)間14min。表1是碳纖維長度為2mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的1％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能。通過計(jì)算，碳纖維長度為2mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的1％的無膠纖維板的平均屏蔽耗能為4.9dB。表2是碳纖維長度為2mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能。通過計(jì)算，碳纖維長度為2mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板的平均屏蔽耗能為36.2dB。表3是碳纖維長度為5mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能。通過計(jì)算，碳纖維長度為5mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板的平均屏蔽耗能為36.9dB。表4是碳纖維長度為10mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能。通過計(jì)算，碳纖維長度為10mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板的平均屏蔽耗能為35.1dB。表1碳纖維長度為2mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的1％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能表2碳纖維長度為2mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能頻率/Hz50100150200250300350400450500屏蔽效能/dB43.038.641.336.240.733.632.532.734.036.9頻率/Hz5506006507007508008509009501000屏蔽效能/dB40.839.138.033.631.631.229.628.228.825.9頻率/Hz1050110011501200125013001350140014501500屏蔽效能/Db48.546.042.840.036.934.635.835.034.335.1表3碳纖維長度為5mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能頻率/Hz50100150200250300350400450500屏蔽效能/dB46.943.641.439.942.134.833.731.233.535.7頻率/Hz5506006507007508008509009501000屏蔽效能/dB43.039.438.435.032.630.429.428.229.327.1頻率/Hz1050110011501200125013001350140014501500屏蔽效能/Db49.346.641.640.336.435.737.134.134.434.6表4碳纖維長度為10mm，碳纖維占木纖維質(zhì)量的20％的無膠纖維板在不同頻率下的屏蔽耗能綜上所述，本發(fā)明通過將碳纖維與木纖維進(jìn)行復(fù)合獲得無膠纖維板，使得復(fù)合后的無膠纖維板可以繼承碳纖維所具有的電磁屏蔽性能，其屏蔽效能在50-1500MHz頻率范圍內(nèi)達(dá)到35dB以上。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3