一种具有电磁屏蔽功能的纤维木材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于木材生产技术领域，特别是涉及一种具有电磁屏蔽功能的纤维木材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]填充型木基电磁屏蔽纤维板是由导电填料与木质纤维复合而成的电磁屏蔽复合材料。它的性能主要取决于填充材料(导电、磁性)的性质、用量、形状及其分布、复合工艺的选择等。目前填充型电磁屏蔽复合材料常用的导电填料是石墨、炭黑、金属纤维等，其中添加导电粒子时需要使用活性剂、偶联剂等添加剂，制备工艺复杂，经济成本高；金属纤维制备困难，成本较高，难以产业化生产。碳纤维是一种高强度、高模量、重量轻且导电性能良好的非金属纤维，它还具有柔软性和可加工性，是填充型电磁屏蔽复合材料较理想的增强材料。采用合理的复合技术可以使碳纤维在纤维板中形成大量的导电网络，制得性能优异的具有电磁屏蔽功能的纤维板。
[0003]目前，国内外主要采用分别施胶的方法制备碳纤维填充型电磁屏蔽纤维板，即将碳纤维与木纤维分别施胶后再混合制备具有电磁屏蔽功能的纤维板。
[0004]其中，CN103214865A与CN102602065A分别公告了碳纤维木质电磁屏蔽材料和碳纤维增强木质导电贴面板及其制备方法。以上两件专利均需对碳纤维和木纤维分别施胶，胶耗较大，胶黏剂的利用率低。此外，在碳纤维的分散与施胶过程中匀选用剧毒的丙酮作为短切碳纤维的分散剂，不仅提高了生产成本，而且具有很大地危害。该方法的另一个缺陷是施胶碳纤维难以在纤维板中均匀分布并形成高效的导电网络，碳纤维掺杂效率低，电磁屏蔽纤维板的导电均匀性差和电磁屏蔽性能偏低。也证实了填充型碳纤维木质复合材料中存在碳纤维成束分布现象，且碳纤维含量越高，成束现象越严重。
[0005]镍、铜金属由于其优良的导电性、对电磁波有较好的吸收能力且价格便宜被大量用于电磁屏蔽材料。北京林业大学黄金田利用化学镀方法在木材表面镀镍或铜赋予木材优良的电磁屏蔽性能(木材化学镀镍及木材电磁屏蔽材料的制备，北京林业大学，2004)，但这种表面镀镍或铜的方法工艺复杂，且需预处理，表面镍层易被破坏，致使该复合木材的力学性能及电学性能不够理想。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种将木纤维先与短切碳纤维进行结合，并加入了电磁屏蔽材料，使得制造出来的木材表面不需处理，耐磨损；增强了木材力学性能和赋予其优异的导电性、良好的电磁屏蔽和抗静电的功能的具有电磁屏蔽功能的纤维木材及其制备方法。
[0007]技术方案:本发明所述的一种具有电磁屏蔽功能的纤维木材，该木材的原料包括木纤维、短切碳纤维、导电填料和胶黏剂，所述木纤维先与短切碳纤维在溶液中均匀混合，再与胶黏剂和导电填料均匀混合后，经铺装、热压、胶合而成，所述木纤维和短切碳纤维的重量配比为100: 2-100，所述木纤维和胶黏剂的质量配比为100: 1-20，所述导电填料和胶黏剂的重量配比100: 50-100。
[0008]进一步的，所述木纤维采用杂木纤维。
[0009]进一步的，该纤维木板任一平面内的短切碳纤维含量为30-1000根/mm2，任一截面内的短切碳纤维含量为50-500根/mm2。
[0010]进一步的，所述胶黏剂为脲醛胶、酚醛胶和异氰酸酯胶等胶黏剂。
[0011]进一步的，所述导电填料采用镍粉、铜粉、石墨粉中的一种或多种的组合，所述镍粉或铜粉的颗粒度为200-300目，所述石墨粉的颗粒度为0.1-2微米。
[0012]本发明还公开了一种具有电磁屏蔽功能的纤维木材的制备方法，包括如下步骤:
[0013](I)溶液共混法制备混合纤维:将木纤维与短切碳纤维加入溶液中高速均匀混合得到混合纤维；
[0014](2)混合纤维施胶:将混合纤维与胶黏剂、导电填料充分均匀搅拌得到施胶混合纤维；
[0015](3)施胶混合纤维分散处理:将施胶混合纤维置于分散机内充分分散；
[0016](4)板材的热压制备:将分散的施胶混合纤维在成型框内均匀铺装并用热压机在120-170°C、10-20MPa的条件下热压10_15min，脱模后得到具有电磁屏蔽功能的纤维木材。
[0017]进一步的，所述溶液共混法指的是将短切碳纤维与木纤维依次加入到溶液中进行高速均匀混合，高速均匀混合的时间范围为30-60min。
[0018]进一步的，所述施胶混合纤维将被置于分散机内分散处理20-40min。
[0019]有益效果:本发明通过将木纤维先与短切碳纤维进行结合，并加入了电磁屏蔽材料，使得制造出来的木材表面不需处理，耐磨损；增强了木材力学性能和赋予其优异的导电性、良好的电磁屏蔽和抗静电的功能；提高了木产品的附加值，扩大了木材的使用范围，充分发挥了木材和金属两大材料的优势。
【具体实施方式】
[0020]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0021]实施例1
[0022]一种具有电磁屏蔽功能的纤维木材，该木材的原料包括木纤维、短切碳纤维、导电填料和胶黏剂，所述木纤维先与短切碳纤维在溶液中均匀混合，再与胶黏剂和导电填料均匀混合后，经铺装、热压、胶合而成，所述木纤维和短切碳纤维的重量配比为100: 2，所述木纤维和胶黏剂的质量配比为100: 1，所述导电填料和胶黏剂的重量配比100: 50。
[0023]作为上述技术方案的进一步优化，所述木纤维采用杂木纤维。该纤维木板任一平面内的短切碳纤维含量为30根/mm2，任一截面内的短切碳纤维含量为50根/mm2。所述胶黏剂为脲醛胶、酚醛胶和异氰酸酯胶等胶黏剂。所述导电填料采用镍粉、铜粉、石墨粉中的一种或多种的组合，所述镍粉或铜粉的颗粒度为200目，所述石墨粉的颗粒度为0.1微米。
[0024]上述具有电磁屏蔽功能的纤维木材的制备方法，包括如下步骤:
[0025](I)溶液共混法制备混合纤维:将木纤维与短切碳纤维加入溶液中高速均匀混合得到混合纤维，高速均匀混合的时间范围为30min ;
[0026](2)混合纤维施胶:将混合纤维与胶黏剂、导电填料充分均匀搅拌得到施胶混合纤维，施胶混合纤维将被置于分散机内分散处理20min ;
[0027](3)施胶混合纤维分散处理:将施胶混合纤维置于分散机内充分分散；
[0028](4)板材的热压制备:将分散的施胶混合纤维在成型框内均匀铺装并用热压机在1200CUOMPa的条件下热压lOmin，脱模后得到具有电磁屏蔽功能的纤维木材。
[0029]实施例2
[0030]一种具