本发明公开了一种人造板的制备方法，属于板材制备
技术领域：
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背景技术：
：人造板是以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。主要包括胶合板、刨花（碎料）板和纤维板等三大类产品，其延伸产品和深加工产品达上百种。人造板的诞生，标志着木材加工现代化时期的开始，使过程从单纯改变木材形状发展到改善木材性质。这一发展，不但涉及全部木材加工工艺，需要吸收纺织、造纸等领域的技术，从而形成独立的加工工艺。人造板的优点是幅面大，结构性好，施工方便；膨胀收缩率低，尺寸稳定，材质较锯材均匀，不易变形开裂。人造板的缺点是胶层会老化，长期承载能力差，使用期限比锯材短得多，抗弯和抗拉强度均次于锯材。人造板的新品种日益增多，其分类方法也随之不断变化。常用的分类方法有下述几种：按所用树种分：有针叶材胶合板、阔叶材胶合板等；按用途性质分：有室外用胶合板、室内用胶合板、结构用胶合板、装饰用胶合板等；按成型工艺分：有湿法、干法、半干法纤维板；按加压方式分：有平压、挤压、辊压刨花板等；按产品密度分：有低密度、中密度、高密度刨花板；软质、中密度、高密度（硬质）纤维板等；按胶合材料分：有有机胶合人造板、无机胶合人造板等。我国是制造及消费人造板的大国，而随着人类生活水平的不断提高，人们对所使用的人造板也逐年呈现更高的要求，但目前市场上人造板的制备方法大多停留在物理加工范围，得到的产品科技含量低（密度小、静曲强度低、弯曲弹性模量小、内结合强度小、吸水厚度膨胀率高），附加值低，而且通过将木材粉碎，造成了木材大量的浪费的问题。由于木材是当今世界四大材料（钢材、水泥、木材和塑料）中唯一可再生，可自然降解的生物资源，木基电磁屏蔽材料成为当今关注的热点方向之一，采用化学镀的方法在木材表面镀上一金属层，使其具有电磁屏蔽特性是涂敷常见的一种方法，赵广杰和李坚课题组先后对木材表面进行了镀ni、镀铜或镀ni-cu-p三元合金，均有良好电磁屏蔽效果。填充型木基电磁屏蔽复合材料是通过在木材基体中填充金属薄片、粉末、纤维、石墨、炭黑、碳纤维以及在碳纤维等表面镀金属组分得到导电性能和屏蔽效能的复合材料，通常使用胶粘剂与木质单元或木纤维实现粘结，然后冷压或热压成形。如傅峰、刘一星、张显权等人在人造板中填充金属网，苏初旺、袁全平等进行了镀镍碳纤维的研究及矿粉和不锈钢丝网的研究。目前的木基电磁屏蔽材料有自己的特点，但也均有局限性，通过填充金属或化表面学镀金属提高人造板电磁屏蔽性能，会降低人造板的机械性能如内结合强度或弯曲弹性模量。因此，发明一种电磁屏蔽效果好且机械强度高的人造板对板材制备
技术领域：
是很有必要的。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前人造板电磁屏蔽效果不好，通过填充金属或化表面学镀金属提高人造板电磁屏蔽性能，会降低人造板的机械性能如内结合强度或弯曲弹性模量的缺陷，提供了一种人造板的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种人造板的制备方法为：（1）按重量份数计，将70～80份改性纤维碎料、20～30份竹纤维、40～50份改性膨润土、100～120份水混合得到纤维料浆，将纤维料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌10～15s后，静置真空脱水5～8min，得到纤维湿坯；（2）在内衬聚氯乙烯的电解槽中，以浇铸铜板作阳极，紫铜板作阴极，将所得纤维湿坯置于电解液中，进行电解，在纤维湿坯表面形成氧化亚铜镀层，得到镀膜坯体；（3）将电磁屏蔽丁腈橡胶乳液预热升温至70～75℃，涂覆于上述所得镀膜坯体表面，再放入热风烘干炉中，在40～50℃条件下热烘4～5h，得到人造板；所述的电磁屏蔽丁腈橡胶乳液具体制备步骤为：将80～90g丙烯腈和90～110g丁二烯加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中加入100～120ml质量分数为5%的氢氧化钠溶液、30～40g聚乙烯醇、20～30g铜粉、100～120ml质量分数为40%的纳米石墨片水悬浮液，启动搅拌器，以80～90r/min转速搅拌乳化10～15min后，加入1～3g过硫酸钾，加热升温，保温反应3～4h，得到电磁屏蔽丁腈橡胶乳液；所述的改性纤维碎料具体制备步骤为：将棉杆和刨花按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎4～5h，过200目筛得到纤维碎料，取纤维碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到三甲基甲氧基硅烷溶液，将纤维碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡4～5h，过滤，去除滤液得到改性纤维碎料；所述的改性膨润土具体制备步骤为：将固体质量含量为40%的膨润土悬浮液与质量分数为10%的长碳链烷基季铵盐溶液按体积比为4︰1混合，置于超声振荡机中，以4000～5000hz频率进行振荡处理15～20min，静置沉降30～35min，过滤去除滤液，得到片层膨润土，将片层膨润土置于设定温度为40～50℃的烘箱中干燥3～4h，得到改性膨润土。所述的一种人造板具体制备步骤（1）中控制脱水时真空度为70～80pa。所述的一种人造板具体制备步骤（2）中电解时电流密度为1500a/m2。所述的一种人造板具体制备步骤（2）中电解液中含氯化钠为290～310g/l、铬酸钾为0.3～0.5g/l、温度70～90℃、ph为8～12。所述的一种人造板具体制备步骤（3）中电磁屏蔽丁腈橡胶乳液的涂覆厚度为2.0～4.0mm。所述的电磁屏蔽丁腈橡胶乳液具体制备步骤中保温反应温度为45～48℃。所述的改性纤维碎料具体制备步骤中所配制的三甲基甲氧基硅烷溶液质量分数优选为5%。所述的改性膨润土具体制备步骤中超声振荡频率优选为4000～5000hz。所述的改性膨润土具体制备步骤中长碳链烷基季铵盐为十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵的一种。本发明的有益效果是：（1）本发明将棉杆和刨花混合粉碎得到纤维碎料，将纤维碎料和稻壳灰混合浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，过滤得到改性纤维碎料，将膨润土悬浮液与长碳链烷基季铵盐溶液混合，进行超声振荡处理，去除滤液后烘干得到改性膨润土，将改性秸秆、竹纤维、改性膨润土、水混合注入成型槽中，真空脱水得到纤维湿坯，再以浇铸铜板作阳极，紫铜板作阴极，对纤维湿坯镀膜，最后涂覆电磁屏蔽丁腈橡胶乳液，得到本发明的人造板，本发明人造板电磁屏蔽层为双层结构，一层是最外层含纳米石墨片层的橡胶膜，另一层是氧化亚铜镀层所转化的间断的铜金属屏蔽网，所用纤维碎料，内部使用高间距插层的改性膨润土，它对纤维具有毛固作用，可提升板材纤维间的内结合强度，采用长碳链烷基季铵盐溶液对膨润土进行改性过程中，首先超声辐射后产生层问剥离，这样后续处理的橡胶能够插层进入粘土层，形成纳米分散结构的复合材料并具有较好的界面作用，从而提高人造板的性能，长碳链烷基季铵盐在水溶液中离解成胺的阳离子，再与粘土层问的水合阳离子进行交换再与粘土层问的水合阳离子进行交换，经上述两步反应后有机胺阳离子进入粘土晶层空间，使片层表面得到改性，晶层间距增加，片层表面被有机离子上的烷基长碳链覆盖，从而使其表面由亲水性变为亲油性，增加了粘土与高分子的亲和性，同时较长的烷基分子链在片层问以一定方式排列，可使层问距增加，有利于聚合物大分子插层到片层；（2）本发明中纳米石墨片在丙烯腈与丁二烯共聚过程中，由于纳米石墨片层中存在活性反应点，可引发橡胶的交联反应，在乳液共混下，石墨片层在橡胶基体中达到了纳米分散，同时还有一定的插层结构存在，纳米石墨片层上潜在的活性点与橡胶分子发生了充分的接触并由此发生了自硫化，导致纳米石墨片层在橡胶中充分分散，并能够破坏橡胶的绝缘晶区，形成导电网络，改善丁腈橡胶导电性，由于纳米石墨的精细分散以及石墨片层上的极性官能团与橡胶的基团间的极性相互作用，增强了石墨、橡胶、纤维间的界面结合，大大降低了丁腈橡胶链段的活动能力，塑炼过程中加入改性膨润土能够插层到橡胶中，能够在受力时产生较大的滞后损失，提高人造板表面的回弹性能。具体实施方式将80～90g丙烯腈和90～110g丁二烯加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中加入100～120ml质量分数为5%的氢氧化钠溶液、30～40g聚乙烯醇、20～30g铜粉、100～120ml质量分数为40%的纳米石墨片水悬浮液，启动搅拌器，以80～90r/min转速搅拌乳化10～15min后，加入1～3g过硫酸钾，加热升温至45～48℃，保温反应3～4h，得到电磁屏蔽丁腈橡胶乳液，备用；将棉杆和刨花按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎4～5h，过200目筛得到纤维碎料，取纤维碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将纤维碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡4～5h，过滤，去除滤液得到改性纤维碎料，备用；将固体质量含量为40%的膨润土悬浮液与质量分数为10%的长碳链烷基季铵盐溶液按体积比为4︰1混合，置于超声振荡机中，以4000～5000hz频率进行震荡处理15～20min，静置沉降30～35min，过滤去除滤液，得到片层膨润土，将片层膨润土置于设定温度为40～50℃的烘箱中干燥3～4h，得到改性膨润土，其中长碳链烷基季铵盐为十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵的一种；重量份数计，将70～80份备用改性纤维碎料、20～30份竹纤维、40～50份上述改性膨润土、100～120份水混合得到纤维料浆，将纤维料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌10～15s后，静置真空脱水5～8min，控制脱水时真空度为70～80pa，得到纤维湿坯；在内衬聚氯乙烯的电解槽中，以浇铸铜板作阳极，紫铜板作阴极，将上述所得纤维湿坯置于电解液中，在电流密度1500a/m2的条件下进行电解，在纤维湿坯表面形成氧化亚铜镀层，得到镀膜坯体，其中电解液中含氯化钠为290～310g/l、铬酸钾为0.3～0.5g/l、温度70～90℃、ph为8～12；将备用电磁屏蔽丁腈橡胶乳液预热升温至70～75℃，涂覆于上述所得镀膜坯体表面，涂覆厚度为2.0～4.0mm，再放入热风烘干炉中，在40～50℃条件下热烘4～5h，得到人造板。实施例1长碳链烷基季铵盐为：十八烷基三甲基氯化铵电磁屏蔽丁腈橡胶乳液的制备：将80g丙烯腈和90g丁二烯加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中加入100ml质量分数为5%的氢氧化钠溶液、30g聚乙烯醇、20g铜粉、100ml质量分数为40%的纳米石墨片水悬浮液，启动搅拌器，以80r/min转速搅拌乳化10min后，加入1g过硫酸钾，加热升温至45℃，保温反应3h，得到电磁屏蔽丁腈橡胶乳液，备用；改性纤维碎料的制备：将棉杆和刨花按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎4h，过200目筛得到纤维碎料，取纤维碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将纤维碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡4h，过滤，去除滤液得到改性纤维碎料，备用；纤维湿坯的制备：将固体质量含量为40%的膨润土悬浮液与质量分数为10%的十八烷基三甲基氯化铵溶液按体积比为4︰1混合，置于超声振荡机中，以4000hz频率进行震荡处理15min，静置沉降30min，过滤去除滤液，得到片层膨润土，将片层膨润土置于设定温度为40℃的烘箱中干燥3h，得到改性膨润土；重量份数计，将70份备用改性纤维碎料、20份竹纤维、40份上述改性膨润土、100份水混合得到纤维料浆，将纤维料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌10s后，静置真空脱水5min，控制脱水时真空度为70pa，得到纤维湿坯；人造板的制备：在内衬聚氯乙烯的电解槽中，以浇铸铜板作阳极，紫铜板作阴极，将上述所得纤维湿坯置于电解液中，在电流密度1500a/m2的条件下进行电解，在纤维湿坯表面形成氧化亚铜镀层，得到镀膜坯体，其中电解液中含氯化钠为290g/l、铬酸钾为0.3g/l、温度70℃、ph为8；将备用电磁屏蔽丁腈橡胶乳液预热升温至70℃，涂覆于上述所得镀膜坯体表面，涂覆厚度为2.0mm，再放入热风烘干炉中，在40℃条件下热烘4h，得到人造板。实施例2长碳链烷基季铵盐为：十八烷基三甲基溴化铵电磁屏蔽丁腈橡胶乳液的制备：将85g丙烯腈和100g丁二烯加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中加入110ml质量分数为5%的氢氧化钠溶液、35g聚乙烯醇、25g铜粉、110ml质量分数为40%的纳米石墨片水悬浮液，启动搅拌器，以85r/min转速搅拌乳化12min后，加入2g过硫酸钾，加热升温至46℃，保温反应3.5h，得到电磁屏蔽丁腈橡胶乳液，备用；改性纤维碎料的制备：将棉杆和刨花按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎4.5h，过200目筛得到纤维碎料，取纤维碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将纤维碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡4.5h，过滤，去除滤液得到改性纤维碎料，备用；纤维湿坯的制备：将固体质量含量为40%的膨润土悬浮液与质量分数为10%的十八烷基三甲基溴化铵溶液按体积比为4︰1混合，置于超声振荡机中，以4500hz频率进行震荡处理17min，静置沉降32min，过滤去除滤液，得到片层膨润土，将片层膨润土置于设定温度为45℃的烘箱中干燥3.5h，得到改性膨润土；重量份数计，将75份备用改性纤维碎料、25份竹纤维、45份上述改性膨润土、110份水混合得到纤维料浆，将纤维料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌12s后，静置真空脱水7min，控制脱水时真空度为75pa，得到纤维湿坯；人造板的制备：在内衬聚氯乙烯的电解槽中，以浇铸铜板作阳极，紫铜板作阴极，将上述所得纤维湿坯置于电解液中，在电流密度1500a/m2的条件下进行电解，在纤维湿坯表面形成氧化亚铜镀层，得到镀膜坯体，其中电解液中含氯化钠为300g/l、铬酸钾为0.4g/l、温度80℃、ph为10；将备用电磁屏蔽丁腈橡胶乳液预热升温至72℃，涂覆于上述所得镀膜坯体表面，涂覆厚度为3.0mm，再放入热风烘干炉中，在45℃条件下热烘4.5h，得到人造板。实施例3长碳链烷基季铵盐为：十六烷基三甲基氯化铵电磁屏蔽丁腈橡胶乳液的制备：将90g丙烯腈和110g丁二烯加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中加入120ml质量分数为5%的氢氧化钠溶液、40g聚乙烯醇、30g铜粉、120ml质量分数为40%的纳米石墨片水悬浮液，启动搅拌器，以90r/min转速搅拌乳化15min后，加入3g过硫酸钾，加热升温至48℃，保温反应4h，得到电磁屏蔽丁腈橡胶乳液，备用；改性纤维碎料的制备：将棉杆和刨花按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎5h，过200目筛得到纤维碎料，取纤维碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将纤维碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡5h，过滤，去除滤液得到改性纤维碎料，备用；纤维湿坯的制备：将固体质量含量为40%的膨润土悬浮液与质量分数为10%的十六烷基三甲基氯化铵溶液按体积比为4︰1混合，置于超声振荡机中，以5000hz频率进行震荡处理20min，静置沉降35min，过滤去除滤液，得到片层膨润土，将片层膨润土置于设定温度为50℃的烘箱中干燥4h，得到改性膨润土；重量份数计，将80份备用改性纤维碎料、30份竹纤维、50份上述改性膨润土、120份水混合得到纤维料浆，将纤维料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌15s后，静置真空脱水8min，控制脱水时真空度为80pa，得到纤维湿坯；人造板的制备：在内衬聚氯乙烯的电解槽中，以浇铸铜板作阳极，紫铜板作阴极，将上述所得纤维湿坯置于电解液中，在电流密度1500a/m2的条件下进行电解，在纤维湿坯表面形成氧化亚铜镀层，得到镀膜坯体，其中电解液中含氯化钠为310g/l、铬酸钾为0.5g/l、温度90℃、ph为12；将备用电磁屏蔽丁腈橡胶乳液预热升温至75℃，涂覆于上述所得镀膜坯体表面，涂覆厚度为4.0mm，再放入热风烘干炉中，在50℃条件下热烘5h，得到人造板。对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少电磁屏蔽丁腈橡胶。对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性膨润土。对比例3：哈尔滨某公司生产的人造板。电磁屏蔽效能测试按gbt12190-2006标准进行检测。内结合强度测试依据en319-11995制做测试。弯曲弹性模量测试按gbt17657-2013标准进行检测。表1：人造板性能测定结果检测项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3电磁屏蔽效能（0.3～1500mhz频率范围）（db）626465404345内结合强度（mpa）0.440.450.460.270.220.30弯曲弹性模量（mpa）4605.74608.44612.33164.83152.53462.9综合上述，从表1可以看出本发明的人造板电磁屏蔽效能高，机械强度好，内结合强度高，弯曲弹性模量高，具有广阔应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12