本发明涉及一种复合木板，具体是涉及一种磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板及其制造方法。
背景技术：
木材是由90％的纤维素、半纤维素、木质素、水及10％的抽提物和灰分等组成,主要化学成分的分子结构、性质及相互间的关系不仅是木材各种性质的物质基础，也是木材改性和阻燃防辐射处理的基础。
随着科技的发展，人们在工作和日常生活中需要接触到越来越多的电器，这些电器都会产生或多或少的辐射和电磁波，从而对人体健康产生危害。作为四大主材之一的木材，在涂装行业有着广泛的应用，但木材的易燃和力学性能差的缺点也较突出，因此，研究力学性能强的高阻燃防辐射型木材有着重要的意义。专利cn201410002841.6一种膨润土基防辐射材料及其制备方法，介绍了膨润土插层b-fe化合物复合材料可有效吸收伽马射线，具有较大的屏蔽辐射性能，缺点是材料要有一定的厚度才能有较好的防辐射性能。专利cn201510235141.6一种防辐射材料及其制备方法介绍了一种防辐射材料包括以下组分：石墨粉2％、粒度在20～40μm的精铁粉1.5％、粒度在20～40μm铁氧体粉1.5％、500目以上的碳酸钙5～10％、纳米石墨烯/钼酸铋1％、纳米二氧化钛1％、粒度在20～40μm预分散颜料0.1～0.5％、防老化剂2.5％、分散剂0.5％，工程塑料80～85％。所得注塑材料主要应用于电脑、电视、微波炉等电器，起防辐射和空气净化的作用，可有效防止使用者受到电磁辐射的危害，缺点是该材料防辐射能力不强，不能与木材、纺织品、和金属等材料复合，使用不便。失效专利cn201010510543.x一种防辐射材料及其制备方法介绍了一种防辐射材料，其特征在于：其自下而上依次包括一背面贴膜层、一涤纶网布层、一底涂涂层、一镀铝层以及一面涂保护层；其中所述背面贴膜层为一聚氨酯或聚乙烯基底层；所述镀铝层的厚度为650±50埃米。该专利采用的是镀铝层反射电磁辐射，五层复合，缺点是工艺复杂，成本高，不能与木材、金属等材料结合。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服上述木材易燃和力学性能差且不防辐射的缺点和不足，提供一种磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板及其制造方法。
本发明专利是通过木材磷酰化处理提高木材的阻燃性能和抗老化等性能，将防辐射材料添加在木胶上，形成防辐射新型木胶，再胶合防辐射结构层和碳纤维材料，防辐射的同时还能提高材料力学性能。
本发明专利制得的复合木板与普通木板相比，阻燃能力增加了126～168％，防辐射能力增加了139～174％，力学强度增加了24～49％，适用范围广，生产工艺简单，成本低，方便做成隔板材料，环境友好，在军事、航天航空、船舶等领域有广泛应用。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板，所述复合木板为分体结构的板层结构体，包括普通木板ⅰ1、防辐射结构层2、碳纤维层3、硬木板4和普通木板ⅱ5，通过将普通木板ⅰ1、硬木板4和普通木板ⅱ5采用碱液浸没预处理，磷酰化处理和干燥，依顺序将所述普通木板ⅰ1通过第一木胶层6与所述防辐射结构层2压合连接，所述防辐射结构层2通过第一阻燃防辐射胶粘剂层7与所述碳纤维层3压合连接，所述碳纤维层3通过第二阻燃防辐射胶粘剂层8与所述硬木板4压合连接，所述硬木板4通过第二木胶层9与所述普通木板ⅱ5压合连接。
进一步的，所述普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5为厚度0.1～5cm的木质板材。
进一步的，所述的硬木板4为厚度0.5～5cm的水曲柳、槐木、柚木、花梨、紫檀、柳安、橡木、美国白杨、西非樱红木、西非梨木、榉木中的任一种。
进一步的，所述防辐射结构层2为层厚0.1～2mm的片状体，材质为铝箔、铜箔、银箔的任一种。
进一步的，所述碳纤维层3为层厚0.01～0.2mm的片状体，材质为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和酚醛基碳纤维中的任一种。
进一步的，所述阻燃防辐射胶粘剂，按质量份由10～15份丙烯酸酯聚合物、15～30份聚酯多元醇、15～35份聚醚多元醇、5～10份增粘树脂，10～30份聚酰亚胺，0～8份纳米氧化钆，2～10份纳米氧化钐，5～20份纳米二氧化钛，10～20份纳米四氧化铁，2～4份氧化铋，20～50份硫酸钡，20～60份氢氧化镁，10～50份纳米碳包镍和2～5份硅烷偶联剂组成，通过在80～120℃温度环境下混合、搅拌均匀，制得阻燃防辐射胶粘剂。
为了达到上述目的，本发明实现目的所采用的另一技术方案：
一种磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板的制造方法，包括以下步骤：
(1)将普通木板ⅰ1、普通木板ⅱ5和硬木板4放入反应釜中，并加入碱液将其完全浸没24～48h，水洗后在100～120℃下进行蒸汽干燥，抽真空至100～200pa，得到含水量为8～15％的普通木板ⅰ1、普通木板ⅱ5和硬木板4；
(2)采用磷酰化试剂浸没步骤(1)得到的普通木板ⅰ1、普通木板ⅱ5和硬木板4，升温至100℃，加压至1mpa，维持20～30min，卸压、卸磷酰化试剂，水洗后抽真空至100～200pa，在100～120℃下进行蒸汽干燥，得到含水量为5～10％的普通木板ⅰ1、普通木板ⅱ5和硬木板4；
(3)在常温常压下，采用木胶将步骤(2)得到的普通木板ⅰ1与片状的防辐射结构层2胶粘，压合，得到防辐射结构复合木板；
(4)在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤(3)得到的防辐射结构复合木板与片状的碳纤维层3胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；
(5)在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤(4)得到的碳纤维复合木板与硬木板4胶粘，压合，再采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板ⅱ5胶粘，压合，得到磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板。
进一步的，所述的碱液为浓度为0.2～1％的氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步的，所述的磷酰化试剂为过饱和浓度10～20％的磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸三铵中的任一种。
与现技术相比，本发明的优点和有益效果主要有：
1、本发明制得的复合木板遇明火不会燃烧，只能轻度炭化，极大改变了木材阻燃的性质，拓宽了木材的应用范围，而且复合木板尺寸稳定，在潮湿暴露条件下，木材膨胀少于15％，阻燃木材氧指数超过43％，烟密度小于38kg/m3，且不降低抗冲击强度，湿抗压强度提高一倍，顺纹抗压强度>100mpa，抗弯强度>200mpa，密度>0.8g/cm3，电磁反射率>55％，能有效地反射红外、x、α、β等射线，防辐射性能高。
2、本发明生产工艺简单，成本低，适合用于处理厚度为0.1～5cm的普通木板，制得的复合木板表面平滑，不会鼓泡,可进行防辐射结构层、碳纤维、木板多层胶粘复合，以增加防辐射强度和木材力学性能。
3、本发明涉及的阻燃防辐射型胶粘剂，可扩展应用到纺织品、塑料和金属复合等更广泛领域，与铝箔、铜箔、银箔等防辐射结构层胶粘，可生产更多阻燃防辐射产品。
4、本发明生产工艺步骤(2)中，反应结束后将磷酰化试剂排出，经过滤分离、添加磷酰化试剂等操作，可重复使用，降低生产成本。
本发明制得的产品所产生优点的原因：
木材磷酰化可大幅度提高木材的阻燃和抗老化性能；防辐射结构层(铝箔、铜箔、银箔)是一种较好的反射红外、x等射线的防辐射材料，耐高温；碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，电磁屏蔽性好，是较好的阻燃抗电磁材料，同时它能显著增强复合材料的力学性能；本发明涉及的材料复合胶粘剂是自研的阻燃防辐射型胶粘剂，因此产生的复合木板具有阻燃防辐射和高力学性能的优点。
附图说明
图1为本发明的复合木板的结构层剖面示意图；
图中：1.普通木板ⅰ；2.防辐射结构层；3.碳纤维层；4.硬木板；5.普通木板ⅱ；6.第一木胶层；7.第一阻燃防辐射胶粘剂层；8.第二阻燃防辐射胶粘剂层；9.第二木胶层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如附图1所示，为本发明的一种磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板，所述复合木板为分体结构的板层结构体，包括普通木板ⅰ1、防辐射结构层2、碳纤维层3、硬木板4和普通木板ⅱ5五层，通过将普通木板ⅰ1、硬木板4和普通木板ⅱ5采用碱液浸没预处理，磷酰化处理和干燥，依顺序将所述普通木板ⅰ1通过第一木胶层6与所述防辐射结构层2压合连接，所述防辐射结构层2通过第一阻燃防辐射胶粘剂层7与所述碳纤维层3压合连接，所述碳纤维层3通过第二阻燃防辐射胶粘剂层8与所述硬木板4压合连接，所述硬木板4通过第二木胶层9与所述普通木板ⅱ5压合连接成五层复合木板。
其中，所述普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5为厚度0.1～5cm的木质板材。
所述的硬木板4为厚度0.5～5cm的水曲柳、槐木、柚木、花梨、紫檀、柳安、橡木、美国白杨、西非樱红木、西非梨木、榉木中的任一种。
所述防辐射结构层为层厚0.1～2mm的片状体，材质为为铝箔、铜箔、银箔的任一种。
所述碳纤维层为层厚0.01～0.2mm的片状体，材质为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和酚醛基碳纤维中的任一种。
所述阻燃防辐射胶粘剂，按质量份由10～15份丙烯酸酯聚合物、15～30份聚酯多元醇、15～35份聚醚多元醇、5～10份增粘树脂，10～30份聚酰亚胺，0～8份纳米氧化钆，2～10份纳米氧化钐，5～20份纳米二氧化钛，10～20份纳米四氧化铁，2～4份氧化铋，20～50份硫酸钡，20～60份氢氧化镁，10～50份纳米碳包镍和2～5份硅烷偶联剂组成，通过在80～120℃温度环境下混合、搅拌均匀，制得阻燃防辐射胶粘剂。
本发明的一种磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板的制造方法
实施例1：
1、将幅面形状尺寸为100cm×0.5cm×10cm的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4放入反应釜中，并加入1％的氢氧化钠溶液将其完全浸没24h，水洗后在100℃下进行蒸汽干燥，抽真空至100pa，得到含水量为8～15％的木板；
2、采用浓度为过饱和10％的磷酸二氢钾试剂浸没步骤1得到的木板，升温至100℃，加压至1mpa，维持20min，卸压、卸磷酸二氢钾试剂，水洗后抽真空至200pa，在100℃下进行蒸汽干燥，得到含水量为6～8％的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4；
3、在常温常压下，采用木胶将步骤2得到的普通木板ⅰ1的其中一面与片状的铝箔胶粘，压合，得到防辐射结构复合木板；
4、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤3得到的防辐射结构复合木板的与片状的聚丙烯腈基碳纤维胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；
5、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤4得到的碳纤维复合木板的与硬木板4胶粘，压合，再采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板ⅱ5胶粘，压合，得到磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板。
实施例2：
1、将幅面形状尺寸为100cm×0.5cm×10cm的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4放入反应釜中，并加入0.5％的氢氧化钠溶液将其完全浸没36h，水洗后在110℃下进行蒸汽干燥，抽真空至150pa，得到含水量为8～14％的木板；
2、采用浓度为过饱和20％的磷酸二氢钾试剂浸没步骤1)得到的木材，升温至100℃，加压至1mpa，维持25min，卸压、卸磷酸二氢钾试剂，水洗后抽真空至150pa，在110℃下进行蒸汽干燥，得到含水量为5～8％的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4；
3、在常温常压下，采用木胶将步骤2得到的普通木板ⅰ1的其中一面与片状的铜箔胶粘，压合，得到防辐射结构复合木板；
4、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤3得到的防辐射结构复合木板的其中一面与片状的沥青基碳纤维胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；
5、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤4得到的碳纤维复合木板木板的其中一面与硬木板胶粘，压合，再采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板ⅱ5胶粘，压合，得到磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板。
实施例3：
1、将幅面形状尺寸为100cm×0.5cm×10cm的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4放入反应釜中，并加入加入1％的氢氧化钠溶液将其完全浸没48h，水洗后在100℃下进行蒸汽干燥，抽真空至150pa，得到含水量为8～15％的木板；
2、采用浓度为过饱和10％的磷酸二氢钠试剂浸没步骤1)得到的木材，升温至100℃，加压至1mpa，维持25min，卸压、卸磷酸二氢钠试剂，水洗后抽真空至150pa，在120℃下进行蒸汽干燥，得到含水量为5～8％的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4；
3、在常温常压下，采用木胶将步骤2得到的普通木板ⅰ1的其中一面与片状的银箔胶粘，压合，得到防辐射结构复合木板；
4、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤3得到的防辐射结构复合木板的其中一面与片状的酚醛基碳纤维胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；
5、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤4得到的碳纤维复合木板木板的其中一面与硬木板胶粘，压合，再采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板ⅱ5胶粘，压合，得到磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板。
实施例4：
1、将幅面形状尺寸为100cm×1cm×10cm的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4放入反应釜中，并加入1％的氢氧化钾溶液将其完全浸没24h，水洗后在120℃下进行蒸汽干燥，抽真空至120pa，得到含水量为8～14％的木板；
2、采用浓度过饱和20％的磷酸二氢钠试剂浸没步骤1)得到的木板，升温至100℃，加压至1mpa，维持30min，卸压、卸磷酸二氢钠试剂阻燃剂，水洗后抽真空至100pa，在120℃下进行蒸汽干燥，得到含水量为5～8％的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4；
3、在常温常压下，采用木胶将步骤2得到的普通木板ⅰ1的其中一面与片状的铝箔胶粘，压合，得到防辐射结构复合木板；
4、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤3得到的防辐射结构复合木板的其中一面与片状的聚丙烯腈基碳纤维胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；
5、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤4得到的碳纤维复合木板木板的其中一面与硬木板胶粘，压合，再采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板ⅱ5胶粘，压合，得到磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板。
实施例5：
1、将幅面形状尺寸为100cm×1cm×10cm的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4放入反应釜中，并加入0.5％的氢氧化钾溶液将其完全浸没36h，水洗后在110℃下进行蒸汽干燥，抽真空至110pa，得到含水量为8～12％的木板；
2、采用浓度为过饱和10％的磷酸三铵试剂浸没步骤1)得到的木材，升温至100℃，加压至1mpa，维持30min，卸压、卸磷酸三铵试剂，水洗后抽真空至100pa，在120℃下进行蒸汽干燥，得到含水量为5～8％的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4；
3、在常温常压下，采用木胶将步骤2得到的普通木板ⅰ1的其中一面与片状的银箔胶粘，压合，得到防辐射结构复合木板；
4、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤3得到的防辐射结构复合木板的其中一面与片状的沥青基碳纤维胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；
5、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤4得到的碳纤维复合木板木板的其中一面与硬木板胶粘，压合，再采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板ⅱ5胶粘，压合，得到磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板。
实施例6：
1、将幅面形状尺寸为100cm×1cm×10cm的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4放入反应釜中，并加入1％的氢氧化钾溶液将其完全浸没48h，水洗后在120℃下进行蒸汽干燥，抽真空至120pa，得到含水量为8～12％的木板；
2、采用浓度为过饱和20％的磷酸三铵试剂浸没步骤1)得到的木材，升温至100℃，加压至1mpa，维持30min，卸压、卸磷酸三铵试剂，水洗后抽真空至100pa，在120℃下进行蒸汽干燥，得到含水量为5～8％的普通木板ⅰ1和普通木板ⅱ5和硬木板4；
3、在常温常压下，采用木胶将步骤2得到的普通木板ⅰ1的其中一面与片状的铜箔胶粘，压合，得到防辐射结构复合木板；
4、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤3得到的防辐射结构复合木板的其中一面与片状的酚醛基碳纤维胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；
5、在常温常压下，采用阻燃防辐射胶粘剂将步骤4得到的碳纤维复合木板木板的其中一面与硬木板胶粘，压合，再采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板ⅱ5胶粘，压合，得到磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板。
按国标(gb/t12441-2005)模拟大板燃烧法测试磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板的阻燃性能，国标(gb/t8627-2007)测试复合木板的烟密度，国标(gb/t15104-2006)等方法测试复合木板的力学性能，六次测定平均结果如下表1：
表1磷酰化阻燃防辐射型碳纤维复合木板测试效果
由表1可知，采用本发明制备的磷酰化阻燃型碳纤维复合木板平均耐火时间大大高于空白木板，氧指数达到了43～49，顺纹抗压强度>100mpa，抗弯强度>200mpa，阻燃能力增加126～168％，防辐射能力增加139～174％，力学强度增加24～49％，能有效地反射红外、x等射线，防辐射性能高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。