本申请涉及建筑材料领域，特别涉及一种具有电磁波吸收功能的细木工板及其制备方法。
背景技术：
随着科学技术的快速发展，以及电子、电气设备越来越广泛的应用于通信、工业、科研、医疗以及广播等诸多领域，人类的居住环境和工作环境几乎被电子、电器及通讯设备所包围，这些设备工作时产生的电磁辐射导致空间电磁环境日益恶化。电磁辐射污染已经成为一种存在巨大潜在危害的新型污染。电磁波吸收建筑材料是可以通过能量转化或干涉作用等将电磁能转化为热能的一种功能型建材，可以合理有效地控制建筑空间的电磁辐射背景强度，降低电磁辐射的危害。针对日益严重的电磁污染问题，开发具有频带宽、吸收强、厚度薄的电磁波吸收建筑材料将成为吸波建材研究的主要方向。
目前对电磁波吸收建筑材料的研究主要是针对水泥基、石膏基、树脂基等材料，在其中添加吸波剂同时进行结构设计形成。在建筑装修材料中，具有电磁波吸收功能的木基板材对建筑的电磁环境治理有很好的应用价值和较高的适应性，然而目前以木基板材为基材的电磁波吸收建筑材料较少且吸波性能较差，开发一种吸收强、厚度薄的电磁波吸收木基板材具有广阔的市场前景和实用价值。
技术实现要素：
本申请实施例通过提供一种具有电磁波吸收功能的细木工板及其制备方法，解决了现有建筑装修材料中木基板材对电磁波吸收性能差的问题，实现了木基板材对电磁波的有效吸收。
为达到上述目的，本申请实施例主要提供如下技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种具有电磁波吸收功能的细木工板，该细木工板由两层或多层吸波功能板坯或普通板坯与电磁波吸收网格材料用吸波功能粘结剂或普通粘结剂粘结构成；
所述吸波功能板坯的一面或两面涂覆有吸波浸渍胶液；所述电磁波吸收网格材料的表面浸渍或刷涂有吸波浸渍胶液；所述吸波浸渍胶液的组分中包括吸波剂；所述吸波功能粘结剂的组分中包括吸波剂。
作为优选，所述电磁波吸收网格材料位于细木工板的夹层内。
作为优选，所述吸波剂为石墨、炭黑、碳纤维、石墨烯、纳米二氧化锰、铁氧体粉、羰基铁粉、金属微粉、碳化硅和导电聚合物中的至少一种。
作为优选，所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂为炭黑、碳纤维和石墨烯中的至少一种时，所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂的重量百分比含量为1％-5％；所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂为石墨、纳米二氧化锰、铁氧体粉、羰基铁粉、金属微粉、碳化硅和导电聚合物中的至少一种时，所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂的重量百分比含量为10％-50％。
作为优选，所述吸波浸渍胶液包括以下重量百分比的组分：5％-40％的胶黏剂，0.1％-50％的吸波剂，40％-90％的溶剂。
作为优选，所述电磁波吸收网格材料的基体网格材料为玻璃纤维网格材料或玄武岩纤维网格材料。
作为优选，所述细木工板中吸波剂的含量分布为随电磁波的入射方向不变或逐渐增大。
作为优选，所述普通粘结剂为环氧树脂胶、无醛胶或生物胶。
作为优选，所述细木工板的外表面未涂覆吸波浸渍胶液。
作为优选，所述电磁波吸收网格材料的网孔形状为圆形或多边形。
作为优选，所述电磁波吸收网格材料的网孔的面积为2-324mm2。
作为优选，所述胶黏剂为水溶性胶黏剂；所述溶剂为水或醇类溶剂。
另一方面，本申请实施例还提供了一种具有电磁波吸收功能的细木工板的制备方法，包括：
将胶黏剂、吸波剂均匀分散在溶剂中，得到吸波浸渍胶液；将所述吸波浸渍胶液均匀涂覆于普通板坯的一面或两面，干燥得到吸波功能板坯；将纤维网格布浸渍或刷涂所述吸波浸渍胶液，干燥后得到电磁波吸收网格材料；
将吸波剂加入普通粘结剂中，搅拌得到吸波功能粘结剂；
将两层或多层吸波功能板坯或普通板坯与电磁波吸收网格材料用吸波功能粘结剂或普通粘结剂粘结起来，以冷压或者热压工艺加工后得到具有电磁波吸收功能的细木工板。
作为优选，所述电磁波吸收网格材料位于细木工板的夹层内。
作为优选，所述吸波剂为石墨、炭黑、碳纤维、石墨烯、纳米二氧化锰、铁氧体粉、羰基铁粉、金属微粉、碳化硅和导电聚合物中的至少一种。
作为优选，所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂为炭黑、碳纤维和石墨烯中的至少一种时，所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂的重量百分比含量为1％-5％；所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂为石墨、纳米二氧化锰、铁氧体粉、羰基铁粉、金属微粉、碳化硅和导电聚合物中的至少一种时，所述吸波功能粘结剂或吸波浸渍胶液中的吸波剂的重量百分比含量为10％-50％。
作为优选，所述吸波浸渍胶液包括以下重量百分比的组分：5％-40％的胶黏剂，0.1％-50％的吸波剂，40％-90％的溶剂。
作为优选，所述电磁波吸收网格材料的基体网格材料为玻璃纤维网格材料或玄武岩纤维网格材料。
作为优选，所述细木工板中吸波剂的含量分布为随电磁波的入射方向不变或逐渐增大。
作为优选，所述普通粘结剂为环氧树脂胶、无醛胶或生物胶。
作为优选，所述胶黏剂为水溶性胶黏剂；所述溶剂为水或醇类溶剂。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1.本申请实施例通过在细木工板中引入二维平面周期结构的电磁波吸收网格材料，该电磁波吸收网格材料与细木工板内的电磁波吸波层相互配合，实现对电磁波的有效吸收。一方面，由于电磁波吸收网格材料的网格外侧包覆一层导电性良好的吸波层，形成一种频率选择表面，通过调整网格的尺寸可对进入细木工板内的电磁波频段选择性透过，透过的电磁波可被细木工板内侧的电磁波吸收层大量消耗，同时，电磁波会在电磁波吸收网格结构与内侧的吸波功能板坯形成的腔体之间发生多次反射，实现吸波性能的提升；另一方面，本申请实施例通过两层或多层吸波功能板坯结合吸波功能粘结剂制备细木工板，吸波功能板坯上的涂覆层或吸波功能粘结剂可形成多层电阻膜，相当于jaumann吸波体，通过对细木工板内吸波层吸波剂种类和浓度以及吸波层结构的设计可使电阻膜阻抗匹配良好，能增大频带宽度，并增强电磁波吸收。
2.本申请实施例制备具有电磁波吸收功能的细木工板的方法简单且原料价格低廉，该细木工板对电磁波吸收强且厚度薄，能代替其它厚度大、成本高的电磁波吸收建筑材料，可降低建筑材料的厚度和建筑施工的成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
为更进一步阐述本申请为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本申请提出的技术方案的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本申请实施例提供了具有电磁波吸收功能的细木工板的制备方法，具体如下：
实施例1
(1)将胶黏剂、吸波剂均匀分散在溶剂中，得到吸波浸渍胶液；其中胶黏剂、吸波剂和溶剂分别为聚乙烯醇、炭黑和水，其含量按重量百分比计，分别为10％、2％和88％。
(2)取5张普通板坯，分别为1号、2号、3号、4号和5号板坯，1号和2号板坯的材质为杨木，厚度为0.5mm，3号和4号板坯的材质为杉木，厚度为2.2mm，5号板坯的材质为松木，厚度为1.2mm；将上述吸波浸渍胶液在4号板坯的两表面均匀涂覆一次，干燥得到4号吸波功能板坯。
(3)将玻璃纤维网格材料浸渍于上述吸波浸渍胶液中，使其表面涂覆一层吸波浸渍胶液，取出干燥，该过程重复两次，得到电磁波吸收网格材料；其中玻璃纤维网格材料的网孔形状为正方形，网孔边长为18mm，面积为324mm2。
(4)将吸波功能板坯、电磁波吸收网格材料以及1号、2号、4号和5号板坯用普通粘结剂粘结起来，经过热压工艺加工后得到具有电磁波吸收功能的细木工板；其中沿入射波的入射方向，板材的粘结顺序为：1号板坯、3号板坯、电磁波吸收网格材料、5号板坯、4号吸波功能板坯、2号板坯；热压工艺的压力为50mpa，加压时间为15min，温度为65℃；普通粘结剂为环氧树脂胶。
将上述制备得到的细木工板采用弓形反射法测试其电磁波吸收性能，得到最小反射率为-15.5db，反射率低于-5db的频率范围为2-4.5ghz、9-15ghz。
实施例2
(1)将胶黏剂、吸波剂均匀分散在溶剂中，得到吸波浸渍胶液；其中胶黏剂、吸波剂和溶剂分别为苯丙乳液、石墨烯和水，其含量按重量百分比计，分别为40％、5％和55％。
(2)取5张普通板坯，分别为1号、2号、3号、4号和5号板坯，1号和2号板坯的材质为杨木，厚度为0.5mm，3号和4号板坯的材质为杉木，厚度为2.2mm，5号板坯的材质为松木，厚度为1.6mm；将上述吸波浸渍胶液在2号普通板坯的上表面均匀涂覆两次，干燥得到2号吸波功能板坯；将上述吸波浸渍胶液在4号普通板坯的两表面均匀涂覆一次，干燥得到4号吸波功能板坯；将上述吸波浸渍胶液在5号普通板坯的下表面均匀涂覆一次，干燥得到5号吸波功能板坯。
(3)将玄武岩纤维网格材料浸渍于上述吸波浸渍胶液中，使其表面涂覆一层吸波浸渍胶液，取出干燥，该过程重复两次，得到电磁波吸收网格材料；其中玻璃纤维网格材料的网孔形状为正方形，网孔边长为6mm，面积为36mm2。
(4)将吸波功能板坯、电磁波吸收网格材料以及1号、3号板坯用普通粘结剂粘结起来，经过冷压工艺加工后得到具有电磁波吸收功能的细木工板；沿入射波的入射方向，板材的粘结顺序为：1号板坯、3号板坯、电磁波吸收网格材料、5号吸波功能板坯、4号吸波功能板坯、2号吸波功能板坯；其中5号吸波功能板坯未涂覆面与电磁波吸收网格材料粘结，2号吸波功能板坯涂覆面与4号吸波功能板坯粘结，冷压工艺的压力为80mpa，加压时间为40min；普通粘结剂为无醛胶。
将上述制备得到的细木工板采用弓形反射法测试其电磁波吸收性能，得到最小反射率为-18.6db，反射率低于-5db的频率范围为2.0-5.5ghz、8.5-17.0ghz。
实施例3
(1)将胶黏剂、吸波剂均匀分散在溶剂中，得到吸波浸渍胶液；其中胶黏剂、吸波剂和溶剂分别为聚乙烯醇、石墨烯和水，其含量按重量百分比计，分别为30％、5％和65％。
(2)取5张普通板坯，分别为1号、2号、3号、4号和5号板坯，1号和2号板坯的材质为杨木，厚度为0.4mm，3号和4号板坯的材质为杉木，厚度为2.0mm，5号板坯的材质为松木，厚度为1.0mm。
(3)将吸波剂以2种不同比例加入到普通粘结剂中，得到2种吸波剂浓度的吸波功能粘结剂；其中吸波剂为纳米二氧化锰，以质量分数计，吸波剂浓度分别为5.0％、10.0％；普通粘结剂为生物胶。
(4)将玻璃纤维网格材料浸渍于上述吸波浸渍胶液中，使其表面涂覆一层吸波浸渍胶液，取出干燥，该过程重复两次，得到电磁波吸收网格材料；其中玻璃纤维网格材料的网孔形状为圆形，网孔直径为10mm，面积为78.5mm2。
(5)将电磁波吸收网格材料与1号、2号、4号和5号板坯用普通粘结剂生物胶和上述吸波功能粘结剂粘结起来，经过热压工艺加工后得到具有电磁波吸收功能的细木工板；其中沿入射波的入射方向，板材的粘结顺序为：1号板坯、普通粘结剂、3号板坯、普通粘结剂、电磁波吸收网格材料、5号板坯、吸波剂浓度为5.0％的吸波功能粘结剂、4号板坯、吸波剂浓度为10.0％的吸波功能粘结剂、2号板坯；其中热压工艺的压力为100mpa，加压时间为30min，温度为80℃。
将上述制备得到的细木工板采用弓形反射法测试其电磁波吸收性能，得到最小反射率为-22db，反射率低于-5db的频率范围为3.1-6.0ghz、9.2-15.0ghz。
实施例4
(1)将胶黏剂、吸波剂均匀分散在溶剂中，得到吸波浸渍胶液；其中胶黏剂、吸波剂和溶剂分别为聚乙烯醇和苯丙乳液、石墨、乙醇，其含量按重量百分比计，分别为10％、20％、25％和45％。
(2)取5张普通板坯，分别为1号、2号、3号、4号和5号板坯，1号和2号板坯的材质为杨木，厚度为0.4mm，3号和4号板坯的材质为杉木，厚度为2.0mm，5号板坯的材质为松木，厚度为12.0mm。
(3)将吸波剂以2种不同比例加入到普通粘结剂中，得到2种吸波剂浓度的吸波功能粘结剂；其中吸波剂为铁氧体粉，以质量分数计，吸波剂浓度分别为20％、30％；普通粘结剂为生物胶。
(4)将玻璃纤维网格材料浸渍于上述吸波浸渍胶液中，使其表面涂覆一层吸波浸渍胶液，取出干燥，该过程重复两次，得到电磁波吸收网格材料；其中玻璃纤维网格材料的网孔形状为正方形，网孔边长为8mm，面积为64mm2。
(5)将电磁波吸收网格材料与1号、2号、4号和5号板坯用普通粘结剂生物胶和上述吸波功能粘结剂粘结起来，经过热压工艺加工后得到具有电磁波吸收功能的细木工板；其中沿入射波的入射方向，板材的粘结顺序为：1号板坯、普通粘结剂、3号板坯、普通粘结剂、电磁波吸收网格材料、5号板坯、吸波剂浓度为20％的吸波功能粘结剂、4号板坯、吸波剂浓度为30％的吸波功能粘结剂、2号板坯；其中热压工艺的压力为80mpa，加压时间为30min，温度为70℃。
将上述制备得到的细木工板采用弓形反射法测试其电磁波吸收性能，得到最小反射率为-20db，反射率低于-5db的频率范围为2.4-5.5ghz、10.6-18.0ghz。
实施例5
(1)以两种不同配比将胶黏剂、吸波剂均匀分散在溶剂中，得到两种吸波浸渍胶液；其中胶黏剂、吸波剂和溶剂分别为聚乙烯醇和苯丙乳液、羰基铁粉、水，其中低浓度吸波浸渍胶液的各组分含量按重量百分比计，分别为10％、20％、20％、50％，高浓度吸波浸渍胶液的各组分含量按重量百分比计，分别为10％、20％、35％、35％。
(2)取5张普通板坯，分别为1号、2号、3号、4号和5号板坯，1号和2号板坯的材质为杨木，厚度为0.4mm，3号和4号板坯的材质为杉木，厚度为2.0mm，5号板坯的材质为松木，厚度为12.0mm。将上述高浓度吸波浸渍胶液在2号普通板坯的上表面均匀涂覆两次，干燥得到2号吸波功能板坯；将上述高浓度吸波浸渍胶液在4号普通板坯的两表面均匀涂覆一次，干燥得到4号吸波功能板坯；将上述低浓度吸波浸渍胶液在5号普通板坯的下表面均匀涂覆一次，干燥得到5号吸波功能板坯。
(3)将吸波剂加入到普通粘结剂中，得到吸波功能粘结剂；其中吸波剂为铁粉，其粒径为10μm，以质量分数计，吸波剂浓度为20％；普通粘结剂为生物胶。
(4)将玻璃纤维网格材料浸渍于上述高浓度吸波浸渍胶液中，使其表面涂覆一层吸波浸渍胶液，取出干燥，该过程重复两次，得到电磁波吸收网格材料；其中玻璃纤维网格材料的网孔形状为正方形，网孔边长为8mm，面积为64mm2。
(5)将电磁波吸收网格材料与1号、2号、3号、4号和5号板坯用普通粘结剂生物胶和上述吸波功能粘结剂粘结起来，经过热压工艺加工后得到具有电磁波吸收功能的细木工板；沿入射波的入射方向板材的粘结顺序为：1号板坯、普通粘结剂、3号板坯、普通粘结剂、电磁波吸收网格材料、5号吸波功能板坯、吸波功能粘结剂、4号吸波功能板坯、吸波功能粘结剂、2号吸波功能板坯，其中5号吸波功能板坯无涂层一侧与电磁波吸收网格材料粘结，2号吸波功能板坯有涂层一侧与3号板坯粘结。其中热压工艺的压力为80mpa，加压时间为30min，温度为70℃。
将上述制备得到的细木工板采用弓形反射法测试其电磁波吸收性能，得到最小反射率为-21.4db，反射率低于-5db的频率范围为1.9-4.3ghz、8.4-18.0ghz。
从上述本申请实施例的制备过程可以看出，本申请实施例制备的胶合板在反射率低于-5db的频段宽度均达到8.5ghz以上，最小反射率可达到-15.5db，实现了对电磁波的有效吸收。
本申请实施例通过在细木工板中引入二维平面周期结构的电磁波吸收网格材料，该电磁波吸收网格材料与细木工板内的电磁波吸波层相互配合，实现对电磁波的有效吸收。一方面，由于电磁波吸收网格材料的网格外侧包覆一层导电性良好的吸波层，形成一种频率选择表面，通过调整网格的尺寸可对进入细木工板内的电磁波频段选择性透过，透过的电磁波可被细木工板内侧的电磁波吸收层大量消耗，同时，电磁波会在电磁波吸收网格结构与内侧的吸波功能板坯形成的腔体之间发生多次反射，实现吸波性能的提升；另一方面，本申请实施例通过两层或多层吸波功能板坯结合吸波功能粘结剂制备细木工板，吸波功能板坯上的涂覆层或吸波功能粘结剂可形成多层电阻膜，相当于jaumann吸波体，通过对细木工板内吸波层吸波剂种类和浓度以及吸波层结构的设计可使电阻膜阻抗匹配良好，能增大频带宽度，并增强电磁波吸收。
本申请实施例制备具有电磁波吸收功能的细木工板的方法简单且原料价格低廉，该细木工板对电磁波吸收强且厚度薄，能代替其它厚度大、成本高的电磁波吸收建筑材料，可降低建筑材料的厚度和建筑施工的成本。
本申请实施例采用的吸波剂可为石墨、炭黑、碳纤维、石墨烯、纳米二氧化锰、铁氧体粉、羰基铁粉、金属微粉、碳化硅和导电聚合物中的至少一种。其中金属微粉可为铁粉、钴粉、镍粉、钴镍粉或铁镍粉等，导电聚合物可为共轭聚合物、金属有机聚合物或高分子电荷转移络合物等，共轭聚合物如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，金属有机聚合物如金属酞菁聚合物等，高分子电荷转移络合物如聚乙烯基吡啶-碘分子、聚n-乙烯基咔-碘分子等体系。这些吸波剂囊括了电损耗型、磁损耗型、介电损耗型三种吸收机制的吸波剂，每种吸波剂对电磁波吸收有相应的优势频段，可以根据实际情况，有针对性的使用或者通过搭配使用互补不足，实现对特定频段的电磁波的吸收。
本申请实施例制备的吸波浸渍胶液包括以下重量百分比的组分：5％-40％的胶黏剂，0.1％-50％的吸波剂，40％-90％的溶剂；当吸波浸渍胶液中的吸波剂为炭黑、碳纤维和石墨烯中的至少一种时，优选吸波浸渍胶液中的吸波剂的重量百分比含量为1％-5％；当吸波浸渍胶液中的吸波剂为石墨、纳米二氧化锰、铁氧体粉、羰基铁粉、金属微粉、碳化硅和导电聚合物中的至少一种时，优选吸波浸渍胶液中的吸波剂的重量百分比含量为10％-50％。其中更优选吸波浸渍胶液中的吸波剂为炭黑、碳纤维和石墨烯中的至少一种，是由于炭黑、碳纤维或石墨烯吸波剂进行少量掺量时，就能达到较好的电磁波吸收效果，且其质量轻，对成板的质量增加影响小。其中胶黏剂优选为水溶性胶黏剂，如聚乙烯醇、苯丙乳液等；溶剂优选为水或醇类溶剂。
本申请实施例制备吸波功能粘结剂通过在普通粘结剂中掺有吸波剂而制得，制备方法简单，其中吸波剂的重量百分比含量为0.1％-50％。当吸波功能粘结剂中的吸波剂为炭黑、碳纤维和石墨烯中的至少一种时，优选吸波功能粘结剂中的吸波剂的重量百分比含量为1％-5％；当吸波功能粘结剂中的吸波剂为石墨、纳米二氧化锰、铁氧体粉、羰基铁粉、金属微粉、碳化硅和导电聚合物中的至少一种时，优选吸波功能粘结剂中的吸波剂的重量百分比含量为10％-50％。其中更优选吸波功能粘结剂中的吸波剂为炭黑、碳纤维和石墨烯中的至少一种，是由于这些吸波剂在吸波功能粘结剂中进行少量掺量时，就能达到较好的电磁波吸收效果，且由于掺量小，其对粘结剂的粘结性能影响较小。吸波剂的掺量范围大，可在大范围内制得不同吸波剂掺量的吸波功能粘结剂，结合不同吸波剂涂覆量的吸波功能板坯以及电磁波吸收网格材料，能够形成阻抗匹配，形成电阻损耗层，使电磁波大量进入细木工板，并在各层之间发生多次反射造成损耗，实现对电磁波的有效吸收。本申请实施例在制备吸波功能粘结剂时，采用的普通粘结剂优选为环氧树脂胶、无醛胶或生物胶。
本申请实施例制备具有电磁波吸收功能的细木工板，优选所述细木工板中吸波剂的含量分布为随电磁波的入射方向不变或逐渐增大，该结构中细木工板每层的阻抗逐渐减小，阻抗匹配效果好，根据传输线理论，可有效减小各层之间的电磁波反射，增大电磁波的透过率，获得电磁波的有效损耗，进而增大吸收效果。优选细木工板的外表面未涂覆吸波浸渍胶液，以保证板材的装饰效果。
本申请实施例在制备具有电磁波吸收功能的细木工板时，优选电磁波吸收网格材料的基体网格材料为玻璃纤维网格材料或玄武岩纤维网格材料。这两种材料的介电常数小，可视为透波性材料，此外这两种材料的抗拉性能好，能够改善板材的抗折力学性能。当电磁波吸收网格材料涂覆吸波浸渍胶液后，能形成频率选择表面，通过调整网格的尺寸可以对进入细木工板内的电磁波频段选择性透过，透过的电磁波可被细木工板内侧的电磁波吸收层大量消耗。优选电磁波吸收网格材料的网孔形状为圆形或多边形。优选电磁波吸收网格材料的网孔的面积为2-324mm2。
本申请实施例在制备具有电磁波吸收功能的细木工板时，优选所采用的冷压工艺的压力为10mpa-200mpa，加压时间为10s-72h；优选所采用的热压工艺的压力为10mpa-200mpa，加压时间为10s-72h，温度为35℃-400℃。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。