[发明专利]一种导热系数可控的木基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种导热系数可控的木基复合材料，其包括膨化木材基质和导热填充物，其中，以导热系数可控的木基复合材料的重量为计算基准，所述导热填充物的含量为45wt％-67wt％，优选50wt％-60wt％。

2.根据权利要求1所述的导热系数可控的木基复合材料，其特征在于，所述导热系数可控的木基复合材料在平行于木材纤维方向的导热系数为7-30W/m·K，垂直于木材纤维方向的导热系数为2-5W/m·K。

3.根据权利要求1或2所述的导热系数可控的木基复合材料，其特征在于，所述膨化木材基质为经过微波处理后的木材；所述木材为阔叶材或针叶材。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的导热系数可控的木基复合材料，其特征在于，所述导热填充物包括碳纳米材料和/或合金；所述碳纳米材料选自碳纳米管和/或石墨烯；所述合金的组成为：锌不大于32wt％、镓不大于70wt％、锡15-60wt％、铋不大于56wt％；所述合金的熔点为93℃-140℃。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的导热系数可控的木基复合材料，其特征在于，所述导热填充物包括所述碳纳米材料和所述合金，所述碳纳米材料和所述合金的质量比为1:10-1:14。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的导热系数可控的木基复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

S1，对木材进行微波处理，制得膨化木材基质；

S2，用抽提工艺对膨化木材基质进行处理；

S3，将导热填充物填充在膨化木材基质中，制得导热系数可控的木基复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述微波的功率为60kW-140kW，所述处理的时间为60s-120s；优选地，使用功率为60kW-80kW的微波对木材处理60s-90s，制得的导热系数可控的木基复合材料在平行于木材纤维方向的导热系数为7W/m·K-10W/m·K；使用功率为80kW-100kW的微波对木材处理90s-120s，制得的导热系数可控的木基复合材料在平行于木材纤维方向的导热系数为10W/m·K-14W/m·K；使用功率为100kW-120kW的微波对木材处理80s-90s，制得的导热系数可控的木基复合材料在平行于木材纤维方向的导热系数为14W/m·K-20W/m·K；使用功率为120kW-140kW的微波对木材处理100s-120s，制得的导热系数可控的木基复合材料在平行于木材纤维方向的导热系数为20W/m·K-30W/m·K。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述抽提工艺为碱抽提或苯-醇抽提。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碱抽提使用的试剂为浓度1wt％的NaOH溶液；所述苯-醇抽提使用的试剂为苯-乙醇混合液，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；和/或

所述碱抽提的温度为95℃-100℃，时间为1-3h；所述苯-醇抽提的温度为75℃-80℃，时间为6-10h。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，将导热填充物以液态形式注入膨化木材基质中，优选采用真空加温加压浸渍的方式将导热填充物填充在膨化木材基质中；和/或

所述真空加温加压浸渍的真空度为-0.08MPa至-0.1MPa；压力为0.5MPa-5MPa；温度为100℃-145℃；时间为1h-3h。

11.根据权利要求6-10中任一项所述的制备方法，其特征在于，以膨化木材基质的重量为计算基准，所述导热系数可控的木基复合材料的增重率为90％-200％。