具有电磁屏蔽功能的多层结构纤维板的制作方法

本实用新型涉及人造板领域，更具体地说，本实用新型涉及一种具有电磁屏蔽功能的多层结构纤维板。

背景技术：

虽然单一材料可以对一定范围内的电磁波有较高的屏蔽效能，但并不能满足宽频屏蔽的应用，且单一屏蔽的机制缺陷不能通过电磁参数调整、厚度和密度来克服。目前，电磁屏蔽材料从单一屏蔽材料向多元多层复合型方向发展。

但是现有的多层复合型电磁屏蔽板材有以下的缺点，一是单纯利用碳纳米作为电磁屏蔽层，成本高，板材力学强度不够；二是利用金属材料甚至直接利用金属板作为电磁屏蔽层，虽有良好的电磁屏蔽效果，但重量大，板材的力学性能和加工性能不好；三是利用金属氧化物作为电磁屏蔽层，未考虑到不同的金属氧化物的电磁屏蔽性能不同，未注意不同金属氧化物之间的合理搭配，在电磁屏蔽性能和板材的力学性能之间未能找打好的平衡点，因此浪费材料。

这些传统的多层复合型电磁屏蔽板材存在多个缺点的原因在于：未能将多种电磁屏蔽材料合理搭配，实现电磁屏蔽材料的互补。

因此设计一种新的具有电磁屏蔽功能的多层结构纤维板，解决以上提到的问题，成为一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种具有电磁屏蔽功能的多层结构纤维 板，其具有纤维板层、膨胀石墨层、镀镍膨胀石墨-木纤维混合层、镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维混合层，每层发挥不同功能，互相配合最大程度发挥电磁屏蔽效果。

本实用新型还有一个目的是将纤维板设置为基层，能够保证板材的力学强度。

本实用新型还有一个目的是将纯膨胀石墨设置为第一介质层，有效防止电磁波泄漏。

本实用新型还有一个目的是将镀镍膨胀石墨-木纤维混合压合成第二介质层，对电磁波有效的反射。

本实用新型还有一个目的是将镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维压合成第三介质层，有效的对电磁波进行吸收。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，本实用新型提供一种具有电磁屏蔽功能的多层结构纤维板，包括：

基层，其为纤维板层；纤维板本身具有良好的力学强度，能够为板材提高良好的支撑保障，且由于纤维板是由很多细纤维组合形成，因此在纤维板和其他介质层压合时，层与层之间能够有效的嵌合，提高结合度，也提高了板材整体的力学强度。

第一介质层，其为纯膨胀石墨压合在所述基层上方形成的防电磁泄露层；膨胀石墨是一种常规材料，是一种电阻型吸收剂，能够吸收电磁波，其具有良好的导电性能，且质量较轻，是用作防电磁泄露层的绝佳选择。

第二介质层，其为镀镍膨胀石墨-木纤维压合在所述第一介质层上方形成的电磁反射层；镀镍膨胀石墨也是一种现有的材料，是镍和膨胀石墨结合得到的一种材料，结合了镍和石墨的性能，能够对电磁波形成有效的吸收和反射，防止电磁波透过板材。镀镍膨胀石墨和木纤维按比例配比，能够保证镀镍膨胀石墨的电磁屏蔽性能，又能发挥木纤维的力学性能。

第三介质层，其为镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维压合在所述第二介质层上方形成的电磁吸收层。镍锌铁氧体插层膨胀石墨也是一种现有材料，能够通过常规方法得到。镍锌铁氧体插层膨胀石墨是磁损耗吸收剂，其中的铁氧体电阻率较高，能够电磁波进行有效的损耗，防止绝大部分电磁波透过板材，因此达到很好的电磁吸收效果。和木纤维按比例混合，能够保证第三介 质层的力学强度。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，板材的厚度为7-10mm。经多次试验，板材的厚度在7-10mm能够达到较好的电磁屏蔽性能和力学性能，且该厚度的板材能够适应多种使用环境，可以充当外层板用，也可以做内层板用。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，所述纤维板层的厚度为1-2mm，密度为0.5-0.9g/cm³。该厚度下能够提供良好的力学强度保障，且为介质层提供一个可靠的压合基础。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，膨胀石墨层的厚度为0.3-1mm，密度为0.3-0.6g/cm³。纯膨胀石墨的作用是防止电磁泄漏，并非在电磁屏蔽中其主导地位，因此不需要太厚，0.3-1mm是绝佳厚度。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，镀镍膨胀石墨-木纤维混合层的厚度为1-3mm，密度为0.7-1g/cm³。镀镍膨胀石墨和木纤维混合压合形成的第二介质层需要比第一介质层要厚，其形成一个屏障将电磁波拒之门外，几乎没有电磁波能够穿越该屏障。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维的厚度为3-5mm，密度为0.9-1.1g/cm³。镍锌铁氧体插层膨胀石墨和木纤维压合形成的第三介质层是电磁屏蔽的中坚层，因此厚度要足够，设置3-5mm最为合理。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，所述镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维的上表面覆盖有用于防水的薄膜。当这种板材用作内层或是夹层时，薄膜能够防水，防腐蚀。用作外层，能够防止板材和空气机水分接触，提高寿命。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，所述纤维板层的下表面均匀设置有多个用于增大摩擦的横纹或是纵纹。这种板材贴合在墙体上时，设置这些横纹和纵纹能够增强和墙体的接触面积，提高结合能力。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，所述纤维板的侧面设置有纱布将介质层和基层封闭。纤维板的侧面使介质层和基层有一定程度的暴露，容易对介质层和基层造成损害，使用纱布层将侧面封闭，能够保护介质层和基层不被破坏。

优选的是，所述的多层结构纤维板中，所述镀镍膨胀石墨-木纤维混合层中镀镍膨胀石墨和木纤维的质量比为3∶2，所述镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维混合层中镍锌铁氧体插层膨胀石墨和木纤维的质量比为3∶2。单纯使用镀 镍膨胀石墨不能保证制得板材的力学强度，单纯使用镍锌铁氧体插层膨胀石墨也不能保证制得板材的力学强度，所以它们需要分别和一定比例的木纤维混合在一起，然和压合成型，得到的板材才能力学强度和电磁屏蔽性能兼得。而且为了使层内以及层与层之间的粘合强度更大，还可以它们之间加入一定比例的树脂，树脂可以使脲醛树脂或是酚醛树脂或是聚氨酯树脂，就镀镍膨胀石墨-木纤维混合层和镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维混合层而言，加入的树脂量为单层总质量的16％最佳，而且，膨胀石墨层也应当加入一定比例的树脂以提高粘合强度，其加入量为单层总质量的10％最佳。

本实用新型至少包括以下有益效果：首先，本实用新型设置了纤维板层、膨胀石墨层、镀镍膨胀石墨-木纤维混合层、镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维混合层，每层发挥不同功能，且互相配合互补，最大程度发挥电磁屏蔽性能和力学性能。按照SJ 20524-1995《材料屏蔽效能的测量方法》，对本实用新型的纤维板进行电磁屏蔽效能检测，测试范围为0.3～1500MHz。按照国军标GJB 2038-1994《雷达吸波材料反射率测试方法》，对本实用新型的纤维板进行电磁波反射率检测，测试范围为2～18GHz。按照中密度纤维板国家标淮GB/T 11718-2009检测材料的弹性模量、静曲强度、内结合强度以及吸水膨胀率，发现均超过国家标准。

其次，本实用新型利用纤维板作为基层，纤维板本身具有良好的力学强度，能够为板材提高良好的支撑保障，且由于纤维板是由很对细纤维组合形成，因此在纤维板和其他介质层压合时，层与层之间能够有效的嵌合，提高结合度，也提高了板材的力学强度。

再次，本实用新型利用纯膨胀石墨作为防电磁泄露层，膨胀石墨具有良好的导电性能，且质量较轻，能够防止电磁波透过，且质量不会太重。

再次，本实用新型利用镀镍膨胀石墨和木纤维压合形成电磁反射层，镀镍膨胀石墨结合了镍和石墨的性能和优点，能够对电磁波形成有效的反射，又减轻重量，最后和木纤维混合能够保证得到的板材的力学强度。

最后，本实用新型利用镍锌铁氧体插层膨胀石墨和木纤维压合形成电磁吸收层，镍锌铁氧体插层膨胀石墨是高导电率的材料，能够电磁波进行有效 的过滤，防止绝大部分电磁波透过板材，因此达到很好的电磁吸收效果。和木纤维按混合，能够保证第三介质层的力学强度，也使第三介质层和第二介质层的结合强度更高。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1本实用新型所述的多层结构纤维板的结构示意图；

图2为三层结构复合纤维板和本实用新型所述的多层结构纤维板的电磁屏蔽效能对比图；

图3为本实用新型所述的多层结构纤维板和其他纤维板的电磁波反射率比较图；

图4为本实用新型所述的多层结构纤维板的力学性能数据图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型的多层结构纤维板，包括四层，基层1是木纤维层，基层1上面是纯膨胀石墨层2，再上面是镀镍膨胀石墨层3，最上层是镍锌铁氧体插层膨胀石墨层4，为了增加粘合强度，每一层可以和一定量的树脂混合后再压制。

实施例1

首先，压制单层结构的板材：其中，木纤维层，厚度为1.5mm、施胶量为单层总质量10％，密度为0.7g/cm³；纯膨胀石墨层，厚度为0.5mm，施胶量为单层总质量10％，密度为0.5g/cm³；镀镍膨胀石墨层，镀镍膨胀石墨的填充质量为60％、木纤维为40％，施胶量为单层总质量16％，厚度为2mm、密度为0.9g/cm³；镍锌铁氧体插层膨胀石墨层，镍锌铁氧体插层膨胀石墨的填充质量为60％、木纤维为40％，施胶量为单层总质量16％，厚度为4mm、 密度为1g/cm³。以上使用的胶黏剂具有脲醛树脂。

其次，将所得的单层结构板材压合形成多层复合材料，即得到本实用新型所述的多层结构纤维板。其总厚度为8mm。

实施例2

首先，压制单层结构的板材：其中，木纤维层，厚度为1.5mm、密度为0.7g/cm³；纯膨胀石墨层，厚度为0.5mm，密度为0.5g/cm³；镀镍膨胀石墨层，镀镍膨胀石墨的填充质量为60％、木纤维为40％厚度为2mm、密度为0.9g/cm³；镍锌铁氧体插层膨胀石墨层，镍锌铁氧体插层膨胀石墨的填充质量为60％、木纤维为40％，厚度为4mm、密度为1g/cm³。以上均不添加树脂。

其次，将所得的单层结构板材压合形成多层复合材料，即得到本实用新型所述的多层结构纤维板。其总厚度为8mm。

实施例3

首先，压制单层结构的板材：其中，木纤维层，厚度为1.5mm、密度为0.7g/cm³；纯膨胀石墨层，厚度为0.5mm，密度为0.5g/cm³；镀镍膨胀石墨层，镀镍膨胀石墨的填充质量为100％、厚度为2mm、密度为0.9g/cm³；镍锌铁氧体插层膨胀石墨层，镍锌铁氧体插层膨胀石墨的填充质量为100％、厚度为4mm、密度为1g/cm³。以上均不添加树脂。

其次，将所得的单层结构板材压合形成多层复合材料，即得到本实用新型所述的多层结构纤维板。其总厚度为8mm。

实施例4

首先，压制好基层-木纤维层，厚度为1.5mm、施胶量为单层总质量10％，密度为0.7g/cm³；

其次，在压制好的基层上铺装纯膨胀石墨层和胶黏剂混合物，施胶量为单层总质量10％，铺装好后，再压制在一起得到双层结构板材，其总厚度为2mm，密度为0.6g/cm³；

再次，在压制好的双层结构板材上铺装镀镍膨胀石墨和木纤维混合物， 镀镍膨胀石墨的填充质量为60％、木纤维为40％，施胶量为单层总质量16％，铺装好后再压制在一起，得到三层结构板材，其总厚度为4mm、密度为0.75g/cm³；

最后，在所得的三层结构板材上铺装镍锌铁氧体插层膨胀石墨和木纤维的混合物，镍锌铁氧体插层膨胀石墨的填充质量为60％、木纤维为40％，施胶量为单层总质量16％，铺装好后压制得到本实用新型所述的多层结构纤维板，其总厚度为8mm、密度为0.87g/cm³。以上使用的胶黏剂具有脲醛树脂。

选用实施例1得到的板材进行性能测试：

首先，按照SJ 20524-1995《材料屏蔽效能的测量方法》，对本实用新型的纤维板进行电磁屏蔽效能检测，测试范围为0.3～1500MHz。将纯膨胀石墨层+镀镍膨胀石墨层+镍锌铁氧体插层膨胀石墨层结合得到的三层结构复合纤维板和本实用新型的多层结构纤维板进行电磁屏蔽效能实验对比，结果如图2所示，可见在添加一层木纤维层之后，电磁屏蔽效能依然很好，但力学性能提高。

其次，按照国军标GJB 2038-1994《雷达吸波材料反射率测试方法》，将A：镍锌铁氧体插层膨胀石墨复合纤维板、B：镀镍膨胀石墨复合纤维板、C：A和B组成的双层结构纤维板(A在上层，B在下层)、D：B和A组成的双层结构纤维板(A在上层，B在下层)、E：本实用新型所述的多层结构纤维板进行电磁波反射率的比较，结果如图3所示，可见本实用新型的电磁波吸收能力更强。

最后，对本实用新型所述的多层结构纤维板进行力学性能分析，国标GB/T11718-2009规定：干燥状态下使用的普通型中密度纤维板，厚度为6.5mm时，静曲强度要求大于25Mpa，弹性模量大于2500Mpa，内结合强度大于0.6Mpa，吸水膨胀率小于20％。结果如图4所示，可见本实用新型所述的多层结构纤维板物理性能远超国标。图4中，A为镍锌铁氧体插层膨胀石墨-木纤维板层，B为镀镍膨胀石墨-木纤维板层，C为膨胀石墨层，D为纤维板层。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于 熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。