[發(fā)明專利]一種木基-石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811265612.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN111098372B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王喜明;王麗;張羽;王哲;張曉濤;李麗麗;王磊;黃賀東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B27K5/00
• 分類號(hào): B27K5/00;B27K5/04;B27K3/02;B27K3/08;B27K3/16
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 王曉麗

本發(fā)明提供了一種木基?石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。該方法包括：S1、利用去離子水對(duì)木材循環(huán)式煮、冷凍、蒸、冷凍、煮處理，直至水煮處理后的剩余液體澄清透明，然后進(jìn)行干燥處理；S2、將氧化石墨烯分散液在脈沖式真空條件下浸漬進(jìn)入經(jīng)過(guò)干燥處理的木材中；S3、對(duì)經(jīng)過(guò)浸漬的木材進(jìn)行分段干燥，得到木基?氧化石墨烯復(fù)合材料；S4、將木基?氧化石墨烯復(fù)合材料在保護(hù)氣氛圍下進(jìn)行熱還原反應(yīng)，得到所述木基?石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料。本發(fā)明采用水循環(huán)預(yù)處理木材的方式達(dá)到木材孔隙度的提升，并采用脈沖式真空浸漬法將氧化石墨烯分散液加入木材機(jī)體中；最后進(jìn)行綠色熱還原反應(yīng)將氧化石墨烯還原為石墨烯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于木材功能化處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種木基-石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

高速發(fā)展的電子工業(yè)帶來(lái)的電磁輻射，存在著信息泄露、嚴(yán)重干擾周圍電子設(shè)備運(yùn)行，且危害人類身體健康等弊端，已成為繼噪聲、大氣、水體、固體廢物污染之后的又一大公害。具有天然電磁屏蔽效應(yīng)的金屬資源日益枯竭，冶煉過(guò)程帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重、加工較難、成品重量重、對(duì)電磁波的強(qiáng)烈反射作用引起二次干擾等缺點(diǎn)，限制了它的適用性。導(dǎo)電聚合物、炭系材料及表面活性劑易發(fā)生凝聚，需借助其他基質(zhì)材料加工制作。因此，探索吸收頻帶寬、物理機(jī)械性能好、綠色無(wú)污染的電磁屏蔽材料，緩解不可再生資源的壓力，減輕日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，新型環(huán)保型可再生電磁屏蔽復(fù)合材料的發(fā)展迫在眉睫。

木材是一種具有微米至納米級(jí)多尺度結(jié)構(gòu)的綠色絕緣材料，具有可再生、隔音、調(diào)溫調(diào)濕及裝飾性能等優(yōu)點(diǎn)，其天然的骨架形態(tài)可作為其他材料的基質(zhì)模板，多孔通道表面富含大量的活性位點(diǎn)(碳自由基C)和基團(tuán)(游離性羥基-OH、羧基-COOH等)，可進(jìn)行一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)與導(dǎo)電材料(導(dǎo)電聚合物：聚吡咯PPy、聚苯胺PANI等，炭系材料：碳納米管CNTs、石墨烯Gr等，金屬系材料：銀、金、鎳、銅及其氧化物氧化錫、氧化鉛、二氧化鈦等，表面活性劑：氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑鹽等)的結(jié)合，可將其發(fā)展成為一種很有前景的綠色電磁屏蔽材料，同時(shí)木材機(jī)體的吸濕性、各向異性、易腐裂等性能明顯改善，實(shí)現(xiàn)了木材的高性能化和功能化，提高了木材的附加值。

傳統(tǒng)的專利研究中制備的木基導(dǎo)電材料主要有如下方式，一是將導(dǎo)電填料與木質(zhì)單元復(fù)合后，再以?shī)A層的方式，通過(guò)熱壓將其與木材單板復(fù)合，形成“三明治”結(jié)構(gòu)形式的木基導(dǎo)電復(fù)合材料；二是直接在木材表面涂覆導(dǎo)電材料，以達(dá)到木材導(dǎo)電的效果；三是將導(dǎo)電成分與纖維素進(jìn)行復(fù)合，制備出導(dǎo)電性能良好的柔性電極。

CN 99122281.4公開的技術(shù)方案將碳纖維和脲醛樹脂或酚醛樹脂混合均勻后，再涂施于木質(zhì)單元表面，在順序進(jìn)行組坯成型，與多層木質(zhì)單元形成相間的疊層結(jié)構(gòu)，最后熱壓形成具有導(dǎo)電能力的板材。

CN 201710716619.6公開的技術(shù)方案以氧化鈕包覆納米氧化鎂、玻璃纖維為填料，以改性豆膠與碳粉改性硅溶膠為膠茹劑，制備3層桉樹膠合板，所述3層桉樹膠合板由3個(gè)桉樹單板粘結(jié)后經(jīng)過(guò)熱壓而成，本發(fā)明具有電磁屏蔽功能的膠合板，不僅具有良好的膠合強(qiáng)度和耐水性，同時(shí)，還擁有一定的電磁屏蔽功能。

CN 201510434482.6公開的技術(shù)方案將硫酸鎳及次亞磷酸鈉及表面活性劑等成分在木材表面進(jìn)行多次化學(xué)鍍處理，獲得耐腐蝕的高導(dǎo)電木質(zhì)電磁屏蔽材料，可用于電子、航空和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

CN201711165528.4公開的技術(shù)方案將納米碳素纖維與木材纖維融合制備的發(fā)熱芯片，可應(yīng)用于發(fā)熱地板領(lǐng)域，具有舒適、衛(wèi)生、保健，節(jié)約空間、美化居室，高效節(jié)能、地?zé)岱€(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)。

CN 201310674912.2公開的技術(shù)方案將木材薄片與導(dǎo)電高分子吡咯、聚苯胺復(fù)合制備的超級(jí)電容器，具有良好的柔性和循環(huán)穩(wěn)定性。

CN201510249246.7公開的技術(shù)方案將納米銀與纖維素復(fù)合制備的導(dǎo)電材料，既具有纖維素的可再生性，又賦予其導(dǎo)電、抗菌、抗紫外線、抗靜電等新性能，同時(shí)該方法操作簡(jiǎn)單，成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。