CN101365330A - 电磁屏蔽木塑板材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种电磁屏蔽木塑板材的制备方法，包括以下步骤：1)将木粉与石墨粉按照质量比为1∶1～1∶2的比例配制基料，于混料器中混合，按石墨粉质量的0.5％－1％添加磁性微粒，搅拌并升温至100～120℃；2)在上述混合器中加入基料量的0.5％～1.4％的处理剂，及基料量的1.67～2.5倍的树脂混合8～15分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒；3)造粒后的物料进入板材挤出设备成型，然后切割，包装，测其屏蔽系数。本发明具有成本低廉、来源广泛、密度低、超宽频范围内电磁屏蔽能力高的特点，还具有较高的电磁波吸收能力。

Description

电磁屏蔽木塑板材的制备方法

技术领域

本发明涉及一种电磁屏蔽复合材料，特别是涉及一种电磁屏蔽木塑板材的制备方法。

背景技术

所谓电磁屏蔽是用导电或导磁体的封闭面将其内外两侧空间进行的电磁性隔离，因此，从其一侧空间向另一侧空间传输的电磁能量，由于履行了屏蔽而被抑制到极微量，这种抑帛效果称为屏蔽效能或屏蔽插入衰减，用分贝(dB)表示。

目前，普通电磁屏蔽材料一般直接采用金属材料为导电体，由于木质材料基本上是绝缘材料，其与金属复合才能具有电磁屏蔽效能，方法可以有：在木片表面形成金属镍层，再施胶、成型，并压制具有电磁屏蔽效能的刨花板，在30～500MHz频率范围内屏蔽效能>30dB，但是，制造工艺较复杂，且金属与天然纤维之间胶接也困难。中国专利02124139.2公开了一种“用于电磁屏蔽的石墨基复合材料的制备方法”，其特点是将可膨胀石墨和可以产生磁性微粒的添加剂通过机械物理或溶液溶解的方法混合均匀，然后再在较高温度下加热，并模压成所需形状的产品，产品的导电性比一般的导电高分子材料好，且电磁屏蔽性能有明显的改善，但其制备工艺复杂，成本相对较高。中国专利03141800.7公开了一种“电磁屏蔽复合材料的制备方法”，其是采用木质材料为原材料，并将木质材料在磁性金属盐的水溶液中浸渍处理、成型处理和无氧化高温烧成处理，并进一步对烧成处理的材料用有机树脂进行涂层处理，室温固化后制得，电磁屏蔽复合材料具有轻质、高吸收低反射电磁波能力，该专利存在的缺陷是：1)该专利的设备制造比较困难，且成本高，难完成产业化生产(如，在非氧惰性气氛下，并在250-1500℃温度范围内进行高温处理，升温速度在1-20℃/分钟，保温时间在1-6小时)；2)该发明是在板的表面喷涂薄薄的树脂，在使用中容易把表层破坏。

有鉴于上述现有的电磁屏蔽材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的电磁屏蔽木塑板材的制备方法，能够改进一般现有的电磁屏蔽材料，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，而提供一种新的电磁屏蔽木塑板材，所要解决的技术问题是使得石墨粉可在木塑板材中形成稳定的连续相，石墨粉在木塑板材中高的填充量，及屏蔽木塑板材不会形成电磁漏洞。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其包括以下步骤：1)将木粉与石墨粉按照质量比为1:1～1:2的比例配制基料，于混料器中混合，按石墨粉质量的0.5％-1％添加磁性微粒，搅拌并升温至100～120℃；2)在上述混合器中加入基料量的0.5％～1.4％的处理剂，及基料量的1.67～2.5倍的树脂混合8～15分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒；3)造粒后的物料进入板材挤出设备成型，并切割成产品。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的屏蔽木塑板材的制备方法，其中所述的木粉是秸秆粉、木材碎屑、竹粉或棉花果壳粉。

前述的屏蔽木塑板材的制备方法，其中所述的磁性微粒是二茂铁、水合氢氧化镍、氢氧化铁、四氧化三铁中的一种。

前述的屏蔽木塑板材的制备方法，其中所述的木粉的粒径在60～200目。

前述的屏蔽木塑板材的制备方法，其中所述的石墨粉的粒径在5000～6000目。

前述的屏蔽木塑板材的制备方法，其中所述的处理剂是钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或马来酸酐偶联剂。

前述的屏蔽木塑板材的制备方法，其中所述的树脂是聚氯乙烯(PVC)，聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)或乙丙树脂。

借由上述技术方案，本发明一种电磁屏蔽木塑板材的制备方法至少具有下列优点：

1)本发明采用木塑复合材料为载体，加入适合民用频率的电磁屏蔽石墨粉，克服石墨粉在木塑材料中的分散不均匀，得到具有成本低廉的电磁屏蔽木塑板材；

2)本发明制得的电磁屏蔽木塑板材是非三明治式屏蔽板材，屏蔽材料均匀分散到载体中的整体屏蔽木塑板材，这样可以防止由于刮花而降低屏蔽效能；

3)本发明制得的电磁屏蔽木塑板材成本低廉、工艺相对简单，具有密度低、重量轻、超宽频范围内效果高的特点，非常适合于民用的一种屏蔽板材。

综上所述，本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在制造方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的电磁屏蔽材料具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种电磁屏蔽木塑板材的制备方法其具体实施方式、制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的电磁屏蔽木塑板材要达到合适的屏蔽效果，必须保证石墨粉的颗粒够细，够均匀，因此本发明采用5000目以上，粒径在5um以下的石墨粉。但石墨粉的粒径越小，其在木粉中的分散便越困难，因此必须对石墨粉的表面进行改性处理，同时，还要加入适量的导磁材料，来提高本发明的屏蔽效能。

另外，为了能使石墨粉与树脂基材良好的相容，达到提高分散性的目的。石墨粉的改性处理可采用钛酸酯，硅烷偶联剂，马来酸酐偶联剂等，偶联剂的作用是使无机物与有机或者高分子材料间很好的相容，提高其分散性能，其用量的控制尤为关键，太少起不到偶联的作用，因此也会降低分散性能，用量过高又会使偶联剂的分子在被处理物的表面上形成分子链的叠加，造成加工和材料最终性能的降低，在本发明实施例中，处理剂的用量在2％～5％之间。

另外，石墨粉的用量尤为关键，木粉中添加的石墨粉太少起不到偶联的作用，因此也会降低分散性能，用量过高又会使偶联剂的分子在被处理物的表面上形成分子链的叠加，造成加工和材料最终性能的降低，在本发明中，石墨粉的含量直接影响到屏蔽的效率，因此必须保证石墨粉的含量在一定的范围以上，根据实验所得为保证屏蔽频率在300MHz以上，必须填充量在20％以上。另外，如果木粉的填充量提高，也会使得木塑板材的屏蔽效率降低，因此保持木粉填充量在15％～30％。

在本发明木塑板材的加工过程中，为了保证板材不会出现孔洞，造成漏磁，使屏蔽效果失效，必须保证材料的干燥。因此在加工之前，要对木粉，石墨粉，树脂进行充分的干燥，干燥可采用常用烘箱鼓风干燥。

在本发明的实施例中，木粉的粒径为60～200目，水分含量为≤3％，本发明的木粉在如下实施例中可以是秸秆粉、木材碎屑、竹粉或棉花果壳粉；石墨粉采用规格为5000～6000目，粒径在5μm以下的导电石墨粉，所用原料均为市售产品。

实施例1

将秸秆粉同石墨粉按照质量比1:1的比例配制50千克，并加入250克二茂铁微粒，在混料器中混合，高速搅拌并升温至110℃，加入钛酸酯偶联剂400克，和100千克PVC树脂粉混合15分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒。造粒后在共混分散良好的大型板材挤出设备上挤出板材，板材挤出设备其长径比大于20，螺杆直径大于100mm，然后切割，包装，制备的板材厚度控制在4～5mm，每平方米木塑板材中石墨粉的含量在500克以上。按照GB12190-90II对木塑板材检测，测得其在300MHz～1000MHz的频率范围内，屏蔽效能达到30dB。此种木塑板材可以用于普通家装的电磁辐射屏蔽(如墙板、地板等)，也可以用于航空飞机内壁安装。

实施例2

将木材碎屑同石墨粉按照质量比1:1的比例配制50千克，并加入200克氢氧化铁微粒，在混料器中混合，高速搅拌并升温至100℃，加入硅烷偶联剂250克，和100千克PE树脂混合10分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒。造粒后在共混分散良好的大型板材挤出设备上挤出板材，板材挤出设备其长径比大于20，螺杆直径大于100mm，然后切割，包装，制备的板材厚度控制在4～5mm，每平方米木塑板材中石墨粉的含量在500克以上。测其屏蔽系数，按照GB12190-90II对木塑板材检测，测得其在300MHz～1000MHz的频率范围内，屏蔽效能达到30dB。此种木塑板材可以用于普通家装的电磁辐射屏蔽(如墙板、地板等)，也可以用于航空飞机内壁安装。

实施例3

将秸秆粉同石墨粉按照质量比1:1的比例配制40千克，并加入200克水合氢氧化镍微粒，在混料器中混合，高速搅拌并升温至120℃，加入马来酸酐偶联剂500克，和100千克乙丙树脂混合20分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒。造粒后在挤出机上挤出板材，板材挤出设备其长径比大于20，螺杆直径大于100mm，然后切割，包装，制备的板材厚度控制在4～5mm，每平方米木塑板材中石墨粉的含量在500克以上。测其屏蔽系数，按照GB 12190-90II对木塑板材检测，测得其在300MHz～1000MHz的频率范围内，屏蔽效能达到30dB。此种木塑板材可以用于普通家装的电磁辐射屏蔽(如墙板、地板等)，也可以用于航空飞机内壁安装。

实施例4

将竹粉同石墨粉按照质量比1:1.5的比例配制60千克，并加入300克二茂铁微粒，在混料器中混合，高速搅拌并升温至110℃，加入钛酸酯偶联剂600克，和100千克PVC树脂混合30分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒。造粒后在挤出机上挤出板材，板材挤出设备其长径比大于20，螺杆直径大于100mm，然后切割，包装，制备的板材厚度控制在4～5mm，每平方米木塑板材中石墨粉的含量在500克以上。测其屏蔽系数，按照GB12190-90II对木塑板材检测，屏蔽效能达到40dB。此种木塑板材可以用于普通家装的电磁辐射屏蔽(如墙板、地板等)，也可以用于航空飞机内壁安装。

实施例5

将棉花果壳粉同石墨粉按照质量比1:2的比例配制50千克，并加入200克四氧化三铁微粒，在混料器中混合，高速搅拌并升温至100～120℃，加入硅烷偶联剂700克，和100千克PE树脂混合10分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒。造粒后在挤出机上挤出板材，板材挤出设备其长径比大于20，螺杆直径大于100mm，然后切割，包装，制备的板材厚度控制在4～5mm，每平方米木塑板材中石墨粉的含量在500克以上。测其屏蔽系数，按照GB 12190-90II对木塑板材检测，屏蔽效能达到40dB。此种木塑板材可以用于普通家装的电磁辐射屏蔽(如墙板、地板等)，也可以用于航空飞机内壁安装。

实施例6

将秸秆粉同石墨粉按照质量比1:2的比例配制50千克，并加入250克四氧化三铁微粒，在混料器中混合，高速搅拌并升温至100～120℃，加入马来酸酐偶联剂1000克，和100千克PP树脂混合10分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒。造粒后在挤出机上挤出板材，板材挤出设备其长径比大于20，螺杆直径大于100mm，然后切割，包装，制备的板材厚度控制在4～5mm，每平方米木塑板材中石墨粉的含量在500克以上。测其屏蔽系数，按照GB12190-90II对木塑板材检测，屏蔽效能达到40dB。此种木塑板材可以用于普通家装的电磁辐射屏蔽(如墙板、地板等)，也可以用于航空飞机内壁安装。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：

1)将木粉与石墨粉按照质量比为1:1～1:2的比例配制基料，于混料器中混合，按石墨粉质量的0.5％-1％添加磁性微粒，搅拌并升温至100～120℃；

2)在上述混合器中加入基料量的0.5％～1.4％的处理剂，及基料量的1.67～2.5倍的树脂混合8～15分钟，卸料至冷混机混至常温，然后造粒；

3)造粒后的物料进入板材挤出设备成型，并切割成产品。

2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其特征在于所述的木粉是秸秆粉、木材碎屑、竹粉或棉花果壳粉。

3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其特征在于所述的磁性微粒是二茂铁、水合氢氧化镍、氢氧化铁、四氧化三铁中的一种。

4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其特征在于所述的木粉的粒径在60～200目。

5.根据权利要求1所述的电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其特征在于所述的石墨粉的粒径在5000～6000目。

6.根据权利要求1所述的电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其特征在于所述的处理剂是钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或马来酸酐偶联剂。

7.根据权利要求1所述的电磁屏蔽木塑板材的制备方法，其特征在于所述的树脂是聚氯乙烯，聚丙烯，聚乙烯或乙丙树脂。