[發明專利]一種金屬化木質功能材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810238200.9
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108407034B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 吳慶定;何玉琴;劉坤鍵;丁定成;李佩;劉俊懷;袁建
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27N3/00
• 分類號: B27N3/00;B27N3/10;B27N3/18;B27N1/00;B27L11/06
• 代理公司: 長沙智德知識產權代理事務所(普通合伙) 43207
• 代理人: 陳銘浩

本發明公開了一種金屬化木質功能材料及其制備方法。一種金屬化木質功能材料由高大禾本植物莖稈、木質復合粉末、錫鉍合金和天然樹脂四類材料復合制成，其制備方法包括植物莖稈預處理、木質復合粉末制備、植物莖稈穿絲、原料鋪裝、模壓成形、裁切六個步驟。采用本發明制備的金屬化木質功能材料強度高且各向同性、導電導熱性能好且各向異性，可廣泛用于電磁屏蔽、系統熱管理及廣譜建筑材料等領域，是一類環境友好金屬化木質功能材料。

技術領域

本發明屬新材料領域，特別涉及一種金屬化木質功能材料及其制備方法，采用本發明制備的金屬化木質功能材料強度高且各向同性、導電導熱性能好且各向異性，可廣泛用于電磁屏蔽、系統熱管理及廣譜建筑材料等領域，是一類環境友好金屬化木質功能材料。

背景技術

在鋼筋、水泥、人造板等工程材料出現之前，人類使用最古老的材料無疑是天然木材。近年來一些科研工作者將目光聚焦在這一古老的可再生天然材料上，試圖讓其在現代生活中扮演更重要的角色。

木材與金屬的復合材料綜合了木材和金屬的優點，從而可實現木材的高性能化和功能化，是提高木材附加值的重要手段之一。迄今為止，木材與金屬復合材料的研究主要有以下成果：金屬覆面木板、木材金屬復合管、表面金屬化木材、金屬化木材等。但這些復合材料要么離不開膠粘劑，要么離不開上好原木，要么密度較低；因此，無論在環保、節材，還是在應用領域都存在一定局限性。于是能否創造條件彌補這些不足，盡可能不用膠粘劑，盡可能不用上好原木（改用剩余物、甚至農作物秸稈），充分利用現代材料成形與強韌化技術實現金屬化木質材料的高密度、高強度與多功能，進而獲得可廣泛用于電磁屏蔽、系統熱管理及建筑業等領域的新材料，已成為亟待解決的新問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬化木質功能材料，采用本發明制備的金屬化木質功能材料的強度高且各向同性、導電導熱性能好且各向異性，可廣泛用于電磁屏蔽、系統熱管理及廣譜建筑材料等領域，是一類環境友好金屬化木質功能材料。

本發明還公開了一種金屬化木質功能材料的制備方法。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案是：一種金屬化木質功能材料，所述金屬化木質功能材料由高大禾本植物莖稈、木質復合粉末、錫鉍合金和天然樹脂四類材料復合制成。

優選的，所述高大禾本植物莖稈為直徑10～15mm的蘆葦或小琴絲竹的莖稈。

優選的，所述木質復合粉末為蘆葦或小琴絲竹的莖稈下腳料制成的木質粉末與生物塑料粉末的均勻混合料，所述均勻混合料粒徑為0.075～0.045mm；所述木質粉末與生物塑料粉末的比例1:1。

優選的，按重量百分數計，所述生物塑料粉末包括：高密度聚乙烯60%～70%、木質粉末30%～40%；所述木質粉末由蘆葦或小琴絲竹的莖稈下腳料制成。

優選的，所述生物塑料粉末為高密度聚乙烯與木質粉末的混合料經混煉、破碎、細磨、篩分工序制成的粒徑為0.15～0.25mm的木塑復合粉末。

優選的，所述錫鉍合金為熔點介于135～180℃的錫鉍合金絲，其絲徑為3～5mm。

優選的，所述天然樹脂為白楊木提取物。

一種金屬化木質功能材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：植物莖稈預處理：取直徑為10～15mm的蘆葦或小琴絲竹的莖稈，曬干后去掉莖稈頭部和尾部，得到等長度莖稈，經真空干燥將等長度莖稈的含水率控制在12%～15%；然后將等長度莖稈在15～35℃環境溫度下在質量百分數為5%～15%的NaOH溶液中浸泡3～12h，經漂洗、烘干使等長度莖稈的半纖維素含量降低40%～60%；再將等長度莖稈在質量比為1:1的乙酸和雙氧水混合溶液中浸泡2～8h，浸泡溫度為15～35℃，經漂洗、烘干使等長度莖稈的木質素含量降低40%～60%；最后借助絲徑為4～6mm的帶尖鋼絲將等長度莖稈的空芯孔疏通，得到預處理植物莖稈備用；