[发明专利]一种金属化木质功能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属化木质功能材料及其制备方法。一种金属化木质功能材料由高大禾本植物茎秆、木质复合粉末、锡铋合金和天然树脂四类材料复合制成，其制备方法包括植物茎秆预处理、木质复合粉末制备、植物茎秆穿丝、原料铺装、模压成形、裁切六个步骤。采用本发明制备的金属化木质功能材料强度高且各向同性、导电导热性能好且各向异性，可广泛用于电磁屏蔽、系统热管理及广谱建筑材料等领域，是一类环境友好金属化木质功能材料。

技术领域

本发明属新材料领域，特别涉及一种金属化木质功能材料及其制备方法，采用本发明制备的金属化木质功能材料强度高且各向同性、导电导热性能好且各向异性，可广泛用于电磁屏蔽、系统热管理及广谱建筑材料等领域，是一类环境友好金属化木质功能材料。

背景技术

在钢筋、水泥、人造板等工程材料出现之前，人类使用最古老的材料无疑是天然木材。近年来一些科研工作者将目光聚焦在这一古老的可再生天然材料上，试图让其在现代生活中扮演更重要的角色。

木材与金属的复合材料综合了木材和金属的优点，从而可实现木材的高性能化和功能化，是提高木材附加值的重要手段之一。迄今为止，木材与金属复合材料的研究主要有以下成果：金属覆面木板、木材金属复合管、表面金属化木材、金属化木材等。但这些复合材料要么离不开胶粘剂，要么离不开上好原木，要么密度较低；因此，无论在环保、节材，还是在应用领域都存在一定局限性。于是能否创造条件弥补这些不足，尽可能不用胶粘剂，尽可能不用上好原木（改用剩余物、甚至农作物秸秆），充分利用现代材料成形与强韧化技术实现金属化木质材料的高密度、高强度与多功能，进而获得可广泛用于电磁屏蔽、系统热管理及建筑业等领域的新材料，已成为亟待解决的新问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属化木质功能材料，采用本发明制备的金属化木质功能材料的强度高且各向同性、导电导热性能好且各向异性，可广泛用于电磁屏蔽、系统热管理及广谱建筑材料等领域，是一类环境友好金属化木质功能材料。

本发明还公开了一种金属化木质功能材料的制备方法。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种金属化木质功能材料，所述金属化木质功能材料由高大禾本植物茎秆、木质复合粉末、锡铋合金和天然树脂四类材料复合制成。

优选的，所述高大禾本植物茎秆为直径10～15mm的芦苇或小琴丝竹的茎秆。

优选的，所述木质复合粉末为芦苇或小琴丝竹的茎秆下脚料制成的木质粉末与生物塑料粉末的均匀混合料，所述均匀混合料粒径为0.075～0.045mm；所述木质粉末与生物塑料粉末的比例1:1。

优选的，按重量百分数计，所述生物塑料粉末包括：高密度聚乙烯60%～70%、木质粉末30%～40%；所述木质粉末由芦苇或小琴丝竹的茎秆下脚料制成。

优选的，所述生物塑料粉末为高密度聚乙烯与木质粉末的混合料经混炼、破碎、细磨、筛分工序制成的粒径为0.15～0.25mm的木塑复合粉末。

优选的，所述锡铋合金为熔点介于135～180℃的锡铋合金丝，其丝径为3～5mm。

优选的，所述天然树脂为白杨木提取物。

一种金属化木质功能材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：植物茎秆预处理：取直径为10～15mm的芦苇或小琴丝竹的茎秆，晒干后去掉茎秆头部和尾部，得到等长度茎秆，经真空干燥将等长度茎秆的含水率控制在12%～15%；然后将等长度茎秆在15～35℃环境温度下在质量百分数为5%～15%的NaOH溶液中浸泡3～12h，经漂洗、烘干使等长度茎秆的半纤维素含量降低40%～60%；再将等长度茎秆在质量比为1:1的乙酸和双氧水混合溶液中浸泡2～8h，浸泡温度为15～35℃，经漂洗、烘干使等长度茎秆的木质素含量降低40%～60%；最后借助丝径为4～6mm的带尖钢丝将等长度茎秆的空芯孔疏通，得到预处理植物茎秆备用；