一种阻燃吸波型碳纤维复合木板及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种阻燃吸波型碳纤维复合木板，为分体结构的板层结构体，通过将普通木板Ⅰ、硬木板和普通木板Ⅱ采用碱液浸没预处理，阻燃剂处理和干燥，依顺序将所述普通木板Ⅰ通过第一木胶层与所述聚酰亚胺层压合连接，所述聚酰亚胺层通过第一阻燃吸波胶粘剂层与所述碳纤维层压合连接，所述碳纤维层通过第二阻燃吸波胶粘剂层与所述硬木板压合连接而成，所述硬木板通过第二木胶层与所述普通木板Ⅱ压合连接。本发明专利技术的复合木板阻燃吸波，氧指数达到42～48，顺纹抗压强度>100MPa，抗弯强度>200MPa，比铅当量>0.012Pb/mm，能有效地吸收红外、X、α、β射线等电磁波，防辐射性能高。本发明专利技术还公开了一种阻燃吸波型碳纤维复合木板的制造方法。

Flame retardant and wave absorbing carbon fiber composite board and its manufacturing method

The invention discloses a flame retardant carbon fiber composite wave absorbing plank, split structure lamellar structure, the ordinary wood I, hard wood and ordinary wood II by alkali immersion pretreatment, flame retardant processing and drying, according to the order of the common wood I through the first wood adhesive layer and polyimide laminated connection, the polyimide layer through the adhesive layer and the first flame retardant absorbing the carbon fiber laminated with the carbon fiber layer by second flame absorbing adhesive layer and the hard wood pressing connection, the second layer of hard wood by wood with the ordinary wood II bonding. The invention of the flame retardant wood composite absorbing, oxygen index reached 42 ~ 48, compressive strength and flexural strength of > 100MPa, > 200MPa, 0.012Pb/mm, > than the lead equivalent; can effectively absorb infrared, X, alpha and beta radiation electromagnetic wave radiation, high performance. The invention also discloses a manufacturing method of flame retardant and wave absorbing carbon fiber composite board.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃吸波型碳纤维复合木板及其制造方法
本专利技术涉及一种复合木板，具体是涉及一种阻燃吸波型碳纤维复合木板及其制造方法。
技术介绍
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、吸波处理的基础。随着科技的发展，吸波材料有着特殊的用途，尤其在军事领域，有着重要的作用，其次，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电磁辐射，从而对人体健康产生危害，吸波材料能够有效地吸收各种对人体有害的射线。作为四大主材之一的木材，在涂装行业有着广泛的应用，结合某些工艺将它转化为吸波材料(增加聚酰亚胺、碳纤维和吸波胶粘剂，三者都是吸波材料)，同时改变木材的易燃和力学性能差的缺点，因此，研究力学性能强的高阻燃吸波型木材有着重要的意义。专利CN201610730593.6一种智能型吸波材料及其制备方法，介绍了一种智能型吸波材料及其制备方法，该智能型吸波材料从上至下依次包含高频吸波层、低频吸波层和基底层。高频吸波层为吸收2GHz-18GHz频段的吸波材料，包含表层高频吸波材料和嵌设于表层高频吸波材料中的中间层高频吸波材料，该高频吸波层的添加剂采用羰基铁颗粒。低频吸波层为吸收1GHz-2GHz频段的吸波材料，该吸波材料添加剂采用FeSi颗粒。基底层包含金属衬底和嵌设于金属衬底中的驱动电磁铁。专利CN201010148080.7薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，介绍了一种薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，主要包括六层吸波材料层和五张塑料薄膜，六层吸波材料层的每两层吸波材料层间均设有塑料薄膜，所述第一层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、铁氧体150份、60％环氧树脂53.67份的混合物；所述第二层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物；所述第三层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂109.02份、固化剂33.10份的混合物；所述第四、五、六层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物。专利CN201610471044.1一种导热型吸波材料及其制备方法介绍了一种导热型吸波材料及其制备方法。导热型吸波材料，包括以下组分：吸波材料粘结剂、吸波材料和助剂；按质量百分比计，吸波材料粘结剂为99.2％-99.7％，吸波材料为0.2％-0.5％，助剂为0.1％-0.3％；所述吸波材料为石墨烯类材料。以上专利都是直接制备吸波材料，为铁基吸波材料，吸波强度差，制作工艺复杂，成本高，不能与木材结合。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述木材易燃和力学性能差且不能吸波的缺点和不足，提供一种阻燃吸波型碳纤维复合木板及其制造方法。本专利技术专利是通过将吸波材料添加在木胶上，形成吸波新型木胶，再胶合聚酰亚胺和碳纤维吸波材料，吸波的同时还能提高材料力学性能和阻燃性能(聚酰亚胺和碳纤维材料都有较好的吸波和阻燃性能，可扩展应用在纺织品、塑料和金属复合等更广泛领域)。本专利技术专利制得的复合木板与普通木板相比，阻燃能力增加了75～100％，吸波能力增加了139～174％，力学强度增加了24～49％，生产工艺简单，成本低，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，本专利技术采用如下技术方案：一种阻燃吸波型碳纤维复合木板，所述复合木板为分体结构的板层结构体，包括普通木板Ⅰ1、聚酰亚胺层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，阻燃剂处理和干燥，依顺序将所述普通木板Ⅰ1通过第一木胶层6与所述聚酰亚胺层2压合连接，所述聚酰亚胺层2通过第一阻燃吸波胶粘剂层7与所述碳纤维层3压合连接，所述碳纤维层3通过第二阻燃吸波胶粘剂层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，所述聚酰亚胺层2为层厚0.1～2mm的片状体，材质为聚双马来酰亚胺或RMR型聚酰亚胺。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，所述阻燃吸波胶粘剂，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，10～20份纳米羰基铁，5～10份石墨烯，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，制得阻燃吸波胶粘剂。为了达到上述目的，本专利技术实现目的所采用的另一技术方案：一种阻燃吸波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)采用浓度10～15％的水性阻燃剂浸没步骤(1)得到的普通木板Ⅰ1、普通木板Ⅱ5和硬木板4，加压至1MPa，维持20～30min，卸压、卸阻燃剂，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，采用木胶胶粘剂将步骤(2)得到的普通木板Ⅰ1与片状的聚酰亚胺层2胶粘，压合，得到聚酰亚胺复合木板；(4)在常温常压下，采用阻燃吸波胶粘剂将步骤(3)得到的聚酰亚胺复合木板与片状的碳纤维结构层3胶粘，压合，得到碳纤维复合木板；(5)在常温常压下，采用燃吸波胶粘剂将步骤(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，得到阻燃吸波型碳纤维复合木板。进一步的，所述的碱液为浓度为0.2～1％的氢氧化钠、氢氧化钾中的任一种。进一步的，所述的阻燃剂为浓度为10％的FRW木材阻燃剂、磷酸二氢铵一硼酸、N-羟甲基-3-(二甲氧基磷酰基)丙酰胺中的任一种。与现技术相比，本专利技术的优点和有益效果主要有：1、本专利技术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42％，烟密度小于43kg/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,比铅当量>0.012Pb/mm，能有效地吸收红外、X、α、β等射线，防辐射性能高。2、本专利技术生产工艺简单，成本低，适合用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃吸波型碳纤维复合木板，其特征在于，所述复合木板为分体结构的板层结构体，包括普通木板Ⅰ(1)、聚酰亚胺层(2)、碳纤维层(3)、硬木板(4)和普通木板Ⅱ(5)，通过将普通木板Ⅰ(1)、硬木板(4)和普通木板Ⅱ(5)采用碱液浸没预处理，阻燃剂处理和干燥，依顺序将所述普通木板Ⅰ(1)通过第一木胶层(6)与所述聚酰亚胺层(2)压合连接，所述聚酰亚胺层(2)通过第一阻燃吸波胶粘剂层(7)与所述碳纤维层(3)压合连接，所述碳纤维层(3)通过第二阻燃吸波胶粘剂层(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Ⅱ(5)压合连接。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃吸波型碳纤维复合木板，其特征在于，所述复合木板为分体结构的板层结构体，包括普通木板Ⅰ(1)、聚酰亚胺层(2)、碳纤维层(3)、硬木板(4)和普通木板Ⅱ(5)，通过将普通木板Ⅰ(1)、硬木板(4)和普通木板Ⅱ(5)采用碱液浸没预处理，阻燃剂处理和干燥，依顺序将所述普通木板Ⅰ(1)通过第一木胶层(6)与所述聚酰亚胺层(2)压合连接，所述聚酰亚胺层(2)通过第一阻燃吸波胶粘剂层(7)与所述碳纤维层(3)压合连接，所述碳纤维层(3)通过第二阻燃吸波胶粘剂层(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Ⅱ(5)压合连接。2.根据权利要求1所述的阻燃吸波型碳纤维复合木板，其特征在于，所述普通木板Ⅰ(1)和普通木板Ⅱ(5)为厚度0.1～5cm的木质板材。3.根据权利要求1所述的阻燃吸波型碳纤维复合木板，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的阻燃吸波型碳纤维复合木板，其特征在于，所述聚酰亚胺层(2)为层厚0.1～2mm的片状体，材质为聚双马来酰亚胺或RMR型聚酰亚胺。5.根据权利要求1所述的阻燃吸波型碳纤维复合木板，其特征在于，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。6.根据权利要求1所述的阻燃吸波型碳纤维复合木板，其特征在于，所述阻燃吸波胶粘剂，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，10～20份纳米羰基铁，5～10份石墨烯，5～20份纳米二氧化钛，10～20份纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛建国，余文达，吴晓金，刘科汲，郭永春，张子鑫，汤继俊，蔡新伟，
申请(专利权)人：江苏科技大学海洋装备研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32