CN103978524A

CN103978524A - 具有电磁屏蔽功能的人造板及其制造方法

Info

Publication number: CN103978524A
Application number: CN201410183486.7A
Authority: CN
Inventors: 何文; 蒋身学; 孙丰文; 张齐生
Original assignee: Siyang Poplar Process And Utilization Technology Research Institute; Nanjing Forestry University
Current assignee: Jiangsu Shengyu Flooring Co.,Ltd.
Priority date: 2014-05-04
Filing date: 2014-05-04
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2034-05-04
Also published as: CN103978524B

Abstract

本发明是具有电磁屏蔽功能的人造板及其制造方法，其结构是原料包括以木/竹质单板和苯胺预聚体，其中苯胺预聚体在木/竹质单板基质中原位聚合而成导电聚苯胺高分子，呈双层结构，其中面层是含有聚苯胺的木/竹质单板；底层采用木质胶合板，中（高）密度纤维板或刨花板。优点：充分利用木材与聚苯胺的特点，以木质人造板为基材，通过在其表层胶合具有聚苯胺的木/竹质材料，从而制备新型的具有导电功能的木质人造板，该人造板不仅具有木质材料的自身性能特征，而且据我国电子行业军用标准(GB-SJ20524-1995)在5KHz~1500KHz的频率范围进行屏蔽效能测定其电磁屏蔽效能达到32.78dB~49.35dB。

Description

具有电磁屏蔽功能的人造板及其制造方法

技术领域

本发明涉及的是一种具有电磁屏蔽功能的人造板及其制造方法，属电磁屏蔽材料制造技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及社会的发展和科技的进步，各类家用电器、电脑等办公自动化设备、移动通讯设备等迅速进入办公与家庭环境，给人们生活和工作带来了极大的方便，但同时也给人们带来了负面的电磁污染,当前，电磁波污染已成为继空气污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染源。一方面,电磁辐射会对人们的视觉系统，心血管系统以及神经系统等造成损伤;另一方面,电磁干扰会导致其它电子设备工作紊乱,发生错误指令，产生不良后果。为防止电磁辐射对人体造成的损害以及造成的电子干扰与信息泄露,采用电磁屏蔽材料进行电磁波屏蔽是主要防范方法之一。目前主要方法有两种:一类是将导电填料（金属、碳纤维等）与塑料复合混炼后成型；一类是在已成型的壳体表面涂覆导电膜。科学研究证明:只有屏蔽材料才能治理电磁波污染,才能消除静电危害。因此,开发电磁波屏蔽,抗静电等新型导电功能产品是非常必要的。

目前，关于利用木质材料开发电磁屏蔽产品的专利主要有以下几种：如CN201310138822.1发明专利公布了一种将碳纤维作为增强体与木质纤维材料(木材剩余物)在简单、有效的复合工艺方式下制备功能型木质复合材料，在提高木质复合材料力学性能的同时，赋予复合材料良好的导电性及电磁屏蔽特征，且实现废弃物再利用的木材优化使用目的。

CN200510010510.8发明专利公布了电磁屏蔽木质复合材料的制造方法为：木材→活化处理→水洗→解胶→蒸馏水洗→化学镀镍→化学镀铜。按照上述工艺方法得出的电磁屏蔽木质复合材料产品，具有屏蔽效果好，在30mHz~1.5GHz的频率范围内，其电磁屏蔽效能可达35~60dB，工艺简单，原料资源量大，制造成本低。

CN200810113190.2发明专利公布了一种制备木质电磁屏蔽材料的化学镀方法，包括如下步骤：木材表面处理，尺寸稳定性处理，敏化活化处理，化学镀铜，镀后处理，最后热压胶合并着色/涂饰处理而成。

该发明的方法不仅使薄木具备金属质感，起到一定的装饰性，又使得电磁屏蔽的安全性和金属利用率的结合得到了提升，可以有效地防止电磁污染。

CN201210200104.8发明专利公开了一种用于电磁屏蔽陶瓷的制备方法，包括步骤：原料准备，细化，混合，成型，炭化，成品。本发明通过选用木材加工废料等可再生资源为制作原料，可有效减轻对环境的危害，保护人类的生存环境科持续发展，又由于本发明制作工艺简单，选用的原料也是木材加工废料等低成本材料，有利于提高经济效益，增加市场竞争力，因此适合工业化生产，推广使用。

CN200720103121.4实用新型专利公开了一种具有电磁屏蔽功能的胶合板，包括：上木材单板、中木材单板、和下木材单板，在上木材单板下表面和中木材单板上表面之间以及中木材单板下表面和下木材单板上表面之间分别设置有导电层，该导电层为粉末状导电添料与脲醛树脂或酚醛树脂混和物。本实用新型胶合板，其电磁屏蔽效能为20~25分贝，而且制造简单，造价低廉，同时还保存板材的强度和天然纹理。

然而以木/竹质单板，人造板和苯胺预聚体为主要原料制备具有电磁屏蔽功能的人造板的相关研究和专利还未见到。

发明内容

本发明提出的是一种具有电磁屏蔽功能的人造板及其制造方法，其目的是以木质人造板为基材，通过在其表层胶合具有聚苯胺的木/竹质材料，从而制备新型的具有导电功能的木质人造板，为电磁屏蔽产品的开发提供潜在的

原材料。

本发明的技术解决方案：具有电磁屏蔽功能的人造板，其结构是原料包括以木/竹质单板和苯胺预聚体，其中苯胺预聚体在木/竹质单板基质原位聚合成聚苯胺中，该人造板呈双层结构，其中面层是含有聚苯胺的木/竹质单板；底层采用木质胶合板，中（高）密度纤维板或刨花板。

其制造方法，包括如下工艺步骤：

1）所述的面层是将木/竹质单板进行抽真空处理15~60分钟，在0~5℃下将苯胺单体与磷酸溶液混合（质量比为1:0.8~1.2），再在真空压力下将苯胺预聚体浸渍入木/竹质单板中，浸渍时间10~30分钟，然后缓慢滴入过硫酸铵氧化剂（与苯胺单体质量比为1:1.0~1.6），使苯胺单体在0~5℃的冰浴环境中原位聚合反应5~10小时，取出试件，用1mol/L盐酸和质量分数为80%的丙酮溶液清洗表面未反应的单体后放入真空干燥箱中在60~80℃下干燥24小时；

2）取出面层，用砂纸或磨具砂去面层一侧表面的聚苯胺；

3）用二甲基甲酰胺溶液（质量分数为：40~60%）反复清洗面层的砂光面，直至该表面聚苯胺完全溶解；

4）将面层放入水中浸泡24~36小时，最后在80~100℃下真空干燥至含水率为8~12%；

5）在面层中除去聚苯胺的一侧涂布脲醛树脂，或酚醛树脂胶黏剂，或冷压胶黏剂（涂胶量：120~240g/m²）；

6）将准备好的胶合板、中密度纤维板、刨花板分别进行表面砂光处理，然后将涂胶的木质单板分别在胶合板、中密度纤维板、刨花板表面组坯热压或冷压胶合成具有电磁屏蔽功能的人造板。其中当采用热压工艺时，热压温

度105~140℃，热压时间30~60秒，单位压力0.2MPa/m²，

冷却至常温后出板；当采用冷压胶黏剂时，采用冷压工艺，所述的冷压时间为1~4分钟，单位压力为0.2~0.5MPa/m²。

本发明的优点：先通过原位聚合方法使苯胺单体在木/竹材料基质中氧化聚合形成聚苯胺，形成导电的木/竹单板，经过简单的界面处理后便可直接与胶合板，中（高）密度纤维板或刨花板复合，制备出具有电磁屏蔽功能的人造板，因而生产工艺简单，原料成本低廉，适宜大规模工业化生产；同时此方法制备出的人造板不仅具有木质人造板的基本性能特征，而且根据中华人民共和国电子行业军用标准(GB-SJ20524-1995) 在5KHz~1500KHz的频率范围进行屏蔽效能测定其电磁屏蔽效能可达到32.78dB~49.35dB。

具体实施方式

实施例1

一种具有电磁屏蔽功能的人造板，其结构是原料包括以杨木单板和苯胺预聚体，其中苯胺预聚体在杨木单板中原位聚合成聚苯胺，该人造板呈双层结构，其中面层是含有聚苯胺的杨木单板；底层为木质胶合板。

其制造方法，包括如下工艺步骤：

1）面层为将厚度为1.2mm的杨木单板进行抽真空处理30分钟，在0~5℃下将苯胺单体与磷酸溶液混合（质量比为1:1），再在真空压力下将苯胺预聚体浸渍入木/竹质单板中，浸渍时间25分钟，然后缓慢滴入过硫酸铵氧化剂（与苯胺单体质量比为1.5:1），使苯胺单体在0~5℃的冰浴环境原位聚合反应6小时，取出试件，用1mol/L盐酸和质量分数为80%的丙酮溶液分别清洗表面未反应的单体后放入真空干燥箱中在60℃下干燥至恒重；

2）取出面层，用砂纸或磨具砂去面层一侧表面的聚苯胺；

3）用二甲基甲酰胺溶液（质量分数为：60%）洗涤面层中砂光后的表面，直至该侧的聚苯胺被完全除去；

4）将面层放入蒸馏水中浸泡24小时，最后在80℃下真空干燥至含水率为8%；

5）在面层中除去聚苯胺的一侧涂布脲醛胶黏剂（涂胶量：200g/m²）；

6）将准备好的胶合板进行表面砂光处理，然后将涂胶的面板与胶合板胶合热压，热压温度115℃，热压时间40秒，单位压力0.2MPa/m²，冷却至常温后出板，电磁屏蔽效能可以到达28.74dB~46.9dB。

实施例2

一种具有电磁屏蔽功能的人造板，其结构是原料包括以旋切竹单板和苯胺预聚体，其中苯胺预聚体在旋切竹单板中原位聚合成聚苯胺，该人造板呈双层结构，其中面层是含有聚苯胺的旋切竹单板；底层为中密度纤维板。

其制造方法，包括如下工艺步骤：

1）面层为将厚度为0.6mm的旋切竹单板进行抽真空处理20分钟，在0~5℃下将苯胺单体与磷酸溶液混合（质量比为1:1.2），再在真空压力下将苯胺预聚体浸渍入旋切竹单板中，浸渍时间30分钟，然后缓慢滴入过硫酸铵氧化剂（与苯胺单体质量比为1.3:1），使苯胺单体在0~5℃的冰浴环境原位聚合反应5小时，取出试件，用1mol/L盐酸和质量分数为80%的丙酮溶液分别清洗表面未反应的单体后放入真空干燥箱中在70℃下干燥至恒重；

2）取出面层，用砂纸或磨具砂去面层一侧表面的聚苯胺；

3）用二甲基甲酰胺溶液（质量分数为：80%）洗涤面层中砂光后的表面，直至该侧的聚苯胺被完全除去；

4）将面层放入蒸馏水中浸泡32小时，最后在80℃下真空干燥至含水率为8%；

5）在面层中除去聚苯胺的一侧涂布酚醛树脂胶黏剂（涂胶量：160g/m²）；

6）将准备好的中密度纤维板进行表面砂光处理，然后将涂胶的面层与中密度纤维板胶合热压，热压温度130℃，热压时间30秒，单位压力0.15MPa/m²，冷却至常温后出板，电磁屏蔽效能可以到达26.34dB~43.27dB。

实施例3

一种具有电磁屏蔽功能的人造板，其结构是原料包括以榉木微薄木和苯胺预聚体，其中苯胺预聚体在榉木微薄木中原位聚合成聚苯胺，该人造板呈双层结构，其中面层是含有聚苯胺的榉木微薄木；底层为刨花板。

其制造方法，包括如下工艺步骤：

1）面层为将厚度为0.5mm的榉木微薄木进行抽真空处理15分钟，在0~5℃下将苯胺单体与磷酸溶液混合（质量比为1:1），再在真空压力下将苯胺预聚体浸渍入旋切竹单板中，浸渍时间30分钟，然后缓慢滴入过硫酸铵氧化剂（与苯胺单体质量比为1.5:1），使苯胺单体在0~5℃的冰浴环境原位聚合反应6小时，取出试件，用1mol/L盐酸和质量分数为80%的丙酮溶液分别清洗表面未反应的单体后放入真空干燥箱中在80℃下干燥至恒重；

2）取出面层，用砂纸或磨具砂去面层一侧表面的聚苯胺；

5）在面层中除去聚苯胺的一侧涂布丙烯酸树脂（涂胶量：100g/m²）；

6）将准备好的刨花板进行表面砂光处理，然后将涂胶的面层与刨花板胶合热压，冷压时间2分钟，单位压力0.3MPa/m²，电磁屏蔽效能可以到达28.44dB~47.35dB。

Claims

1.具有电磁屏蔽功能的人造板，其特征是原料包括以木/竹质单板和苯胺预聚体，其中苯胺预聚体在木/竹质单板基质中原位聚合而成导电聚苯胺高分子，该人造板呈双层结构，其中面层是含有聚苯胺的木/竹质单板；底层采用木质胶合板，中/高密度纤维板或刨花板。

2.如权利要求1的具有电磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：

1）面层是通过真空加压浸渍方式将苯胺预聚体浸渍入0.6~2.0mm厚度的木/竹质单板中，采用原位聚合方式使苯胺预聚体在木/竹质基材中氧化聚合成导电聚苯胺；

2）取出面层，用砂纸或磨具砂去面层一侧表面的聚苯胺；

3）用质量分数为40~60%的二甲基甲酰胺溶液洗涤该表面，直至该侧的聚苯胺被完全除去；

4）将面层放入蒸馏水中浸泡24~36小时，最后在80~100℃下真空干燥至含水率为8~12%；

5）在面层中除去聚苯胺的一侧涂布脲醛树脂，或酚醛树脂胶黏剂，或冷压胶，涂胶量为120~240g/m²；

6）将准备好的胶合板、中密度纤维板、刨花板分别进行表面砂光处理，然后将涂胶的木质单板分别置于胶合板、中密度纤维板、刨花板表面热压或冷压胶合成具有电磁屏蔽功能的人造板。

3.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是所述的面层将木/竹质单板进行抽真空处理15~60分钟，在0~5℃下将苯胺单体与磷酸溶液混合，其质量比为1:0.8~1.2，再在真空压力下将苯胺预聚体浸渍入木/竹质单板中，浸渍时间10~30分钟，然后缓慢滴入过硫酸铵氧化剂，其与苯胺单体质量比为1:1.0~1.6，使苯胺单体在0~5℃的冰浴环境中原位聚合反应5~10小时，取出试件，用1mol/L盐酸和质量分数为80%的丙酮溶液清洗表面未反应的单体后放入真空干燥箱中在60~80℃下干燥24小时。

4.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是所述的用质量分数为40~60%的二甲基甲酰胺溶液反复清洗该表面，直至该表面聚苯胺完全溶解，再将单板放入水中浸泡24~36小时，最后在80~100℃下真空干燥至含水率为8~12%。

5.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是所述的热压温度105~140℃，热压时间30~60秒，单位压力0.2MPa/m²，冷却至常温后出板，电磁屏蔽效能可以到达32.78dB~49.35dB。

6.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽功能的人造板的制造方法，其特征是采用冷压工艺，所述的冷压时间为1~4分钟，单位压力为0.2~0.5MPa/m²，电磁屏蔽效能可以到达32.78dB~49.35dB。