一种磁性木材的制备方法

专利名称：一种磁性木材的制备方法
一种磁性木材的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种结构独特、性能良好的磁性木材的制备方法，这种复合磁性材料可被用于吸 波、电磁屏蔽、特种装修、电子包装等领域。
随着科学技术的不断发展，^t才的复合化已成为材料学研究领域的热点。木材的无inj^复合 改性技术也在提高糊雖、鹏敏感、耐热性等方面繊大的发展。扩鹏才功能化改性领域， 赋予木材新的功能性，^a—步提高木材的附加值的有效途径。
磁性7^才^ail向7l^才中添加磁性材料，使7M^和磁功倉游性达到良好结合的一种复合材料。
材料除具有磁特性外，还显示出低密度、ms控制、声音吸收和电磁波吸收，性，在吸波、电
磁屏蔽、电子鹏、特种装修等领域具有广泛的卿前景。目前，磁性7^才的制备方靴限于物
理方、舰制备好的磁性材料与7^才复合，显示出较优良的特性。例如，日本专利特开平2001-118711 和中国专利公开说明书CN 1906989A均公开了一种磁性7^才的制备方法，其制备方法就是将铁氧 体粉柳环保型胶粘剂混合，再用7^才作成夹层结构，从而制f繊性7^才。另外 J. Magn. Magn. Mater., 2007， 310(2)， 1028-1029 (磁m性材料對艮2007年310巻第2期第 1028-1029页)，论文 "Experimental study on electromagnetic wave absorbing control of coating magnetic wood using agrooving process"报道了另一禾中磁性賴才，其制备方法^i!3i 在7l^才上打孔，在孔中^A锰锌铁氧体，从而制备磁性复合^t才。现已J随的这些制备方法成本 较高、工雄复杂，且磁性対才的磁性均匀性欠佳。

发明内容
本发明的目的是，克服现有技术存在的不足，ili共一种新的、操作简单、成本低廉的制 备磁性樹的方法。
本发明的技术解决方案是^ffl低成本的化学原位合成法制备磁性7^才。 本发明的具体内容是包括向射才中复合磁性铁氧体，其特征是本发明^ilii原位化学合
成工艺在^t才孔隙中生成磁性铁氧体，其具体工序是
A、 将经过清洗、烘干后的糊或木屑浸渍到铁盐溶液中，得到预浸体，所说的铁盐溶液为
Fe3+和Fe2+的混合溶液，即硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁中任何一种 三价铁盐和任何一种亚铁离子盐组合的混合溶液，铁离子总浓度为0.1 3mol/L， Fe、Fe2+的摩尔 比为1.0:1 2,0:1， 7M^浸渍的 鹏为常温 7(TC，浸渍压力0.001 2MPa，浸渍时间当原料为木 屑时为1 24小时，当原料为7Ki央0t浸渍时间为5 72小时。
B、 将A工序得到的预浸体转移到氨水或氢氧化钠溶液中7K解，得到复合^t才的前驱体，当 用氨7K水解时，氨水浓度为0.5 5mol/L，当用氢氧化钠溶液水解时，氢氧化钠溶液浓度为0.01 2mol/L，水Hfa度为常温 5(TC，压力为0.07 2MPa，水解时间当原料为木屑时为1 24小时， 当原料为木块时为5 72小时。
C、 将工序B得到的复合木材前驱体置于干燥装置中干燥，从而得到复合了Fe304的磁性复合 *#，干 ^为50 200°(:，压力为0.001 0.11MPa， ^P燥时间当为木屑时为10射中 12小时， 当为木决时为10 48小时。
和现有技斜目比，本发明具有操作简单、成本低廉靴点，制备出的磁性^^才显示出良好的 物理化学性能，且磁性均匀性良好，具WS广的应用范围。


图1 J^1过本工艺得到的样品的X浙线衍射图
图2是干燥纯7f^才的红外光谱图
图3 J^l过本工艺得到的样品的红外光谱图
图4 ^!31本工艺得到的样品的磁滞回线图
具体实駄式
本发明是用化学合成方法向木材中复合Fe304磁性材料，使7^才具有磁性，制备出同时具有木 材和磁性材料鹏特性的材料。 实施例1
按比例称量FeCl3和FeCl2配制成Fe，卩Fe2+的混賴盐溶液，铁离子总浓度为0.12mol/L，Fe3+:Fe2+的摩尔比为1.2:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的香杉木屑浸入溶液中，浸渍ag为3(fC， 浸渍压力为0.1MPa，浸渍时间为3小时。取出预浸木屑后，^f渍入0.6mol/L的氨水溶液中水 解3小时，水m度25。C，水解压力为0.1MPa，取出后把木屑^A千燥装置中干燥，千 度为 60°C，压力为0.01MPa，时间为12小时，即得到复合了 Fe304的复合木屑。 实施例2
按比例称量Fe2(S04)s和FeS04配制成Fe3+和Fe2+的混激盐溶液，铁离子总浓度为1.0mol/L， Fe3+:Fe2+的摩尔比为1.5:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的香杉拟央臥溶液中，浸銜鹏为50°C， 浸渍压力为1.0MPa，浸渍时间为24小时。取出预浸7^央后，,渍入2.011101/1的氨水溶液中水 解24小时，水M^35。C，水解压力为0,5MPa，取出后^c^A干燥装置中干燥，千 ^ 为l(KfC,压力为0.1MPa，时间为10小时，即得到复合了Fe304的复合块状木財。
实施例3
按比例称量Fe(NO3)3和Fe(NO3)2配制成Fe3+和Fe2+的混激盐溶液，铁离子总浓度为2.0mol/L, Fe3+:Fe2+的摩尔比为1.8:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的红駄屑mA溶液中，浸溃m为6(fC， 浸渍压力为l,5MPa，浸渍时间为5小时。取出预浸7^央后，TO渍入4.0mol/L的氨水溶液中水 解5小时，水l a度30。C， 7K解压力为l.OMPa，取出后fe^^A千燥装置中干燥，千激显度为 12(fC，压力为0.05MPa，时间为1小时，即得到复合了 Fe304的复合木屑。
实施例4
按比例称量FeCl3和FeS04配制成Fe3+和Fe2+的混合铁盐溶液，铁离子总浓度为2.5mol/L， Fe3+:Fe2+的摩尔比为1.1:1.0,完全溶解后将清洗、烘干后的红^t^i央m溶液中，浸^t皿为40°C， 浸渍压力为0.005MPa，浸渍时间为48小时。取出预浸^i姊，赚渍入0.02mol/L的氢氧化钠 溶液中水解48小时，水M^25t，水解压力为l,5MPa，取出后fi^t规入干燥装置中千燥， T"M度为150。C，压力为0.1MPa，时间为40小时，即得到复合了 Fe304的复合块状木材。
实施例5
按比例称量Fe2(S04)3和FeCl2配制成F,和Fe2+的混，盐溶液，铁离子总浓度为2.8mol/L， &3+:^2+的摩尔比为1.9:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的松木屑浸入溶液中，浸渍温度为65°C，
浸渍压力为0.002MPa，浸渍时间为10小时。取出预浸木屑后，再浸渍入0.1mol/L的氢氧化钠溶 液中水解8小时，水MS35。C， 7jC解压力为0.08MPa，取出后粉屑駄千燥装置中千燥，干 ^为180°<:，压力为0.08MPa，时间为20辦中，即得到复合了 Fe304的复合木屑。 实施例6
按比例称量Fe2(S04)3和Fe(N03)2配制成Fe3， Fe"的混條盐溶液，铁离子总浓度为 0.5mol/L， Fe3+:Fe2+的摩尔比为U:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的松糊浸入溶液中，浸渍温 度为7(fC，浸渍压力为1.8MPa，浸渍时间为24小时。取出预浸7lcfc央后，再浸渍入1.0mol/L的氢 氧化钠溶液中水解12小时，水||^度45°(:，水解压力为l.SMPa，取出后把7lct^AT"燥装置中 干燥，干 ^为120°<:,压力为0.1MPa，时间为30小时，即得到复合了 Fe304的复合±央状^=才。
实施例7
按比例称量Fe(N03)3和FeS04配制成Fe3+和Fe2+的混激盐溶液，铁离子总浓度为1.0mol/L， Fe3+:Fe2+的摩尔比为1.7:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的铁杉木屑^A溶液中,浸渍離为30。C， 浸渍压力为0.9旨&，浸渍时间为20小时。取出预浸;1ct央后，Sm渍入3.0mol/L的氨7K溶液中水 解20小时，水 度25°<:，水解压力为(X8MPa，取出后ft^fc^AT"燥装置中干燥，千KS 为l(XfC，压力为0.09MPa，时间为10小时，即得到复合了 Fe304的复合木屑。
实施例8
按比例称量FeCl3和Fe(N03)2配制成Fe3+和Fe2+的混激盐溶液，铁离子总浓度为1.5mol/L， Fe3+:Fe2+的摩尔比为1.4:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的松^t央浸入溶液中，浸渍皿为30。C， 浸渍压力为0.09MPa，浸渍时间为70小时。取出预浸拟央后，#^渍入0.8mol/L的氢氧化钠溶 液中7jC解60小时，7K g35°C，水解压力为O.lMPa，取出后flMct^A干燥装置中千燥，干 度为80°<:，压力为0.1MPa，时间为46小时，即得到复合了 Fe304的复合块状木材。
实施例9
按比例称量Fe(N03)3和FeCl2配制成FZ和Fe2+的混激盐溶液，铁离子总浓度为0.5mol/L， Fe3+:Fe2+的摩尔比为1.6:1.0，完全溶解后将清洗、烘干后的松木屑浸入溶液中，浸渍温度为4(TC，
浸渍压力为0.15MPa，浸渍时间为22小时。取出预浸7lci央后，再浸渍入1.2mol/L的氨zK溶液中 水解18小时，7乂 度25°(:， 7jC解压力为0.12MPa，取出后fc+::^^A千燥装置中千燥，干 度为8(fC，压力为0.005MPa，时间为10小时，即得到复合了 Fe304的复合木屑。
在本发明的实验室研究中，测定了部分样品的x谢线衍射图及红外光谱，附图i是aa本工
艺得到的样品的X-射线衍射图，由图可知，通过本工艺，在対才中已经复合了Fe304磁性材料。 图2和图3分别是千燥纯7W才和ffl3t本工艺得到的样品的红外光谱图，从图可知，fflil原位化学 合成法制备的样品，^^才和铁氧体之间有较强的物理化学作用，说明木材和铁氧体结合较牢固。 实验室研究中，也观啶了样品的磁特性，所有样品均具有一定的磁性，图4是ffi31本工艺得到的 一个样品的磁滞回线图，从图可知，样品有舰的磁特性。
权利要求
1、一种磁性木材的制备方法，包括向木材中复合磁性铁氧体，其特征是本发明是通过原位化学合成工艺在木材孔隙中生成磁性铁氧体，其具体工序是A、将经过清洗、烘干后的木块或木屑浸渍到铁盐溶液中，得到预浸体，所说的铁盐溶液为Fe3+和Fe2+的混合溶液，即硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁中任何一种三价铁盐和任何一种亚铁离子盐组合的混合溶液，铁离子总浓度为0.1～3mol/L，Fe3+∶Fe2+的摩尔比为1.0∶1～2.0∶1，木材浸渍的温度为常温～70℃，浸渍压力0.001～2MPa，浸渍时间当原料为木屑时为1～24小时，当原料为木块时浸渍时间为5～72小时。B、将A工序得到的预浸体转移到氨水或氢氧化钠溶液中水解，得到复合木材的前驱体，当用氨水水解时，氨水浓度为0.5～5 mol/L，当用氢氧化钠溶液水解时，氢氧化钠溶液浓度为0.01～2mol/L，水解温度为常温～50℃，压力为0.07～2MPa，水解时间当原料为木屑时为1～24小时，当原料为木块时为5～72小时。C、将工序B得到的复合木材前驱体置于干燥装置中干燥，从而得到复合了Fe3O4的磁性复合木材，干燥温度为50～200℃，压力为0.001～0.11MPa，干燥时间当为木屑时为10分钟～12小时，当为木块时为5～48小时。
全文摘要
一种磁性木材的制备方法，其特征是用预处理、铁盐溶液浸渍、水解、干燥的原位化学合成方法将磁性材料Fe₃O₄复合到木材孔隙中，制备出磁性能较好的复合磁性木材。本发明的制备方法操作简单、成本低廉，制备出的磁性木材显示出良好的物理化学性能，具有较广的应用范围，如用于电磁波的吸收、屏蔽等。
文档编号B27K5/04GK101181791SQ20071006633
公开日2008年5月21日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者吴国元, 高洪林 申请人:云南大学