CN111168783A - 一种电磁屏蔽功能的复合人造板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽功能的复合人造板及其制造方法，该复合人造板包括人造板基材，人造板基材的至少一侧表面贴合有至少一层导电炭纤维毡。本发明采用导电碳纤维毡作为电磁屏蔽层，导电碳纤维毡具有导电性，本身即具有一定的电磁屏蔽功能；当导电炭纤维毡与人造板基材复合、经过冷压热压等加压工序后，压阻特性降低了导电碳纤维毡的电阻，使得碳纤维毡内有效导电网络增加，从而进一步提高其电磁屏蔽效能。层状的导电炭纤维毡无需过厚即能够确保电磁屏蔽效果始终保持稳定。导电碳纤维毡不仅质轻且薄，添加后板材质量几乎无增加；而且环保无毒，原材料成本低；导电碳纤维毡生产工艺简单，与板材复合工艺也简单，板材后期锯切加工不受影响。

Description

一种电磁屏蔽功能的复合人造板及其制造方法
技术领域
本发明属于复合人造板技术领域，具体涉及一种电磁屏蔽功能的复合人造板及其制造方法。
背景技术
电磁波是电磁能量传播的主要方式，高频电路工作时，会向外辐射电磁波，对邻近的其它设备产生干扰；另一方面，空间的各种电磁波也会感应到电路中，对电路造成干扰。同时，电磁波也会或多或少地对人体健康造成危害。
电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。在解决电磁干扰问题的诸多手段中，电磁屏蔽是最基本和有效的。
具电磁屏蔽功能的复合人造板是一类重要的电磁屏蔽材料。如公开号为CN208343577 U的中国实用新型专利公开了一种具有电磁屏蔽功能的无醛人造板，该无醛人造板包括芯板，所述的芯板的两侧表面均依次贴合有胶合层、磁板、隔离板、铝膜层和外板，其中，所述的磁板包括板体，板体背向芯板的一侧均匀开设有磁体腔，磁体腔内设有永磁体；所述的隔离板包括基板，基板朝向芯板的一侧依次贴合有隔离金属网和衬板，该衬板上开设有纵向均匀分布的弹簧孔，所述的弹簧孔内设有与隔离金属网焊接的切割弹簧。
金属隔离网和铝膜使得无醛人造板具有电磁隔离效果，同时增加了强度；永磁体和切割弹簧的加入使得隔离金属网中流动有微电流，从而进一步增强了隔离金属网的屏蔽效果。该人造板不仅结构复杂，加工工艺繁琐；而且隔离金属网和切割弹簧的添加大大增加了板材的重量，后期不易锯切加工。
公开号为CN 105082313 A的中国发明专利申请公开了一种具有电磁屏蔽功能的复合人造板及其制备方法，所述的复合人造板主要由镀镍膨胀石墨和木纤维按照2-7：3的质量比复合而成，所述复合人造板厚度为1-4mm，密度为 0.7-1.0g/cm3。该复合人造板的制备方法包括：分别称量木纤维和镀镍膨胀石墨，并混合均匀，得到第一混合物；向所述的第一混合物中加入一定量的异氰酸酯胶黏剂，搅拌均匀，得到压板原料，其中，异氰酸酯胶黏剂的用量为木纤维和镀镍膨胀石墨总质量的8～16％；将所得的压板原料铺装均匀后，经预压再热压即得到所述的复合人造板。
该复合人造板的不足之处在于：(1)镀镍膨胀石墨价格高、添加量大，使得板材制造成本大大提高；(2)电磁屏蔽效能不稳定。
公开号为CN 103978524 A的中国发明专利申请公开了一种电磁屏蔽功能的人造板及其制造方法，该人造板包括面层和底层，其中，面层是含有聚苯胺的木/竹质单板；底层采用木质胶合板，中(高)密度纤维板或刨花板。
该人造板不仅具有木质材料自身的性能特征，而且据我国电子行业军用标准(GB-SJ20524-1995)，在5KHz～1500KHz的频率范围进行屏蔽效能测定，该人造板的电磁屏蔽效能达到32.78dB～49.35dB。然而该人造板的不足之处在于：聚苯胺不仅价格高，而且具有一定的毒性，使用安全性低。
可见，现有的具电磁屏蔽功能的复合人造板分为两类：(1)采用隔离金属网作为电磁屏蔽层、辅以铝膜和切割弹簧，这种复合人造板加工起来十分繁琐，而且制成的复合人造板重量较大，后期加工也不方便；(2)采用聚苯胺、膨胀石墨等电磁屏蔽材料与木质纤维混合制成复合板，这种复合板中需要使用到的电磁屏蔽材料量大，且很多电磁屏蔽材料价格高，有些甚至有安全隐患；当电磁屏蔽材料与木质纤维混合不均匀时，还会导致电磁屏蔽效果不稳定。
发明内容
本申请的发明目的是提供一种制造工艺简单、制造成本低、电磁屏蔽功能稳定的电磁屏蔽功能的复合人造板及其制造方法。
为实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：
一种电磁屏蔽功能的复合人造板，包括人造板基材，所述的人造板基材的至少一侧表面贴合有至少一层导电炭纤维毡。
本发明采用导电碳纤维毡作为电磁屏蔽层，导电碳纤维毡具有导电性，本身即具有一定的电磁屏蔽功能；当导电炭纤维毡与人造板基材复合、经过冷压热压等加压工序后，压阻特性降低了导电碳纤维毡的电阻，使得碳纤维毡内有效导电网络增加，从而进一步提高其电磁屏蔽效能，最终赋予板材优异的电磁屏蔽功能。同时，层状的导电炭纤维毡无需过厚即能够确保电磁屏蔽效果始终保持稳定；碳纤维的拉伸作用还能提高板材的静曲强度和抗冲击性能。
导电碳纤维毡不仅质轻且薄，添加后板材质量几乎无增加；而且环保无毒，原材料成本低；同时，导电碳纤维毡生产工艺简单，与板材复合工艺也简单，板材后期锯切加工不受影响。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，所述的导电炭纤维毡中，导电碳纤维的含量为10-50g/m2；其余为粘结剂。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，所述的导电炭纤维毡中，导电碳纤维的直径为5.0-10.0μm，导电碳纤维的长度为4-12mm，导电碳纤维的电阻阻值为5-1000Ω/100mm。导电炭纤维的直径及长度会影响炭纤维搭接，炭纤维搭接会影响导电碳纤维毡的有效导电网络，在热压压力作用下，搭接处越多，则导电碳纤维毡的电阻下降幅度越大。若导电碳纤维过短，则不易形成导电通路，会导致导电炭纤维毡的导电性差；若导电碳纤维过长，则会使得导电炭纤维毡中导电碳纤维的分散性较差，导致导电炭纤维毡的电磁屏蔽效果不稳定。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，每层导电炭纤维毡的厚度为 0.05-1mm；优选为0.1-1mm。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，在所述的人造板基材的其中一侧，所述的导电炭纤维毡有1～3层。导电炭纤维毡多层复合后，复合人造板的电磁屏蔽效果会更好，不过超出三层之后电磁屏蔽效果提升不大，一般设置1-3层导电炭纤维毡较为合适。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，所述的人造板基材的厚度为1-30 mm。人造板基材可以选用低密度、中密度、高密度纤维板等常见的人造板基材，原料来源也可以是木材、竹材、藤灌木、农作物秸秆及其他农林业剩余物；本发明对此没有太大的限制。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，所述的导电炭纤维毡的表面还贴合有饰面层基板。导电炭纤维毡与人造板基材、纤维板或实木单板的复合不影响复合板的胶合强度，将饰面层基板压制到导电炭纤维毡的表面后，即获得可饰面电磁屏蔽复合人造板，可以在饰面层基板上贴装饰面层，对复合人造板进一步饰面。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，所述的饰面层基板为纤维板或实木单板。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板中，所述的饰面层基板的厚度为0.3-5 mm。
本发明所述的电磁屏蔽功能的复合人造板的制造方法包括以下步骤：
(1)将导电碳纤维丝制成导电碳纤维毡；
(2)将导电碳纤维毡、饰面层基板依次铺装至人造板基材表面，人造板基材、导电碳纤维毡和饰面层基板之间采用胶黏剂粘结；
(3)将步骤(2)获得的复合板先置于8-16MPa下冷压0.5-2h，而后置于110-180℃、6-18MPa下热压5-18min；
(4)步骤(3)获得的复合板经晾板、据边、砂光、除尘后，室温下养生，获得所述的电磁屏蔽功能的复合人造板。
在上述的电磁屏蔽功能的复合人造板的制造方法的步骤(1)中，采用湿法成型工艺制备导电碳纤维毡。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明采用导电碳纤维毡作为电磁屏蔽层，导电碳纤维毡具有导电性，本身即具有一定的电磁屏蔽功能；当导电炭纤维毡与人造板基材复合、经过冷压热压等加压工序后，压阻特性降低了导电碳纤维毡的电阻，使得碳纤维毡内有效导电网络增加，从而进一步提高其电磁屏蔽效能，最终赋予板材优异的电磁屏蔽功能。同时，层状的导电炭纤维毡无需过厚即能够确保电磁屏蔽效果始终保持稳定；碳纤维的拉伸作用还能提高板材的静曲强度和抗冲击性能。
(2)导电碳纤维毡不仅质轻且薄，添加后板材质量几乎无增加；而且环保无毒，原材料成本低；同时，导电碳纤维毡生产工艺简单，与板材复合工艺也简单，板材后期锯切加工不受影响。
附图说明
附图1是本发明一种电磁屏蔽功能的复合人造板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
本实施例一种电磁屏蔽功能的复合人造板，其结构图如图1所示，包括人造板基材1，以及依次复合在人造板基材1表面的导电炭纤维毡2和饰面层基板 3，人造板基材1和导电炭纤维毡2之间，导电炭纤维毡2和饰面层基板3之间均通过胶黏剂层4相粘结。
该复合人造板的制造方法，包括以下步骤：
(1)将导电碳纤维丝制成导电碳纤维毡；
取直径在7.0-7.4μm之间、长度在5-7mm之间，碳纤维电阻阻值为500-800 Ω/100mm的碳纤维，经短切、疏解、分散后，采用湿法成型工艺制成厚度为0.1 mm的碳纤维毡；
制成的导电碳纤维毡中碳纤维含量为20g/m2，其余为粘结剂(丙烯酸)；
(2)取厚度为5mm的中密度纤维板作为人造板基材，取厚度为3mm的中密度纤维板作为饰面层基板，该中密度纤维板的原料来源均为小径级辐射松；
将步骤(1)制得的导电碳纤维毡单层铺装到人造板基材上，再将饰面层基板铺装到导电碳纤维毡上，三层之间通过MDI树脂胶黏剂粘结，施胶量为160 g/m2；
(3)将步骤(2)获得的复合板先置于11MPa下冷压1.5h，而后置于120℃、 13MPa下热压15min；
(4)步骤(3)获得的复合板经晾板、据边、双面砂光(600目)、除尘后，室温下养生，获得本实施例的电磁屏蔽功能的复合人造板。
实施例2
本实施例一种电磁屏蔽功能的复合人造板，其结构图如图1所示，包括人造板基材，以及依次复合在人造板基材表面的导电炭纤维毡和饰面层基板(也可以是实木单板)，人造板基材和导电炭纤维毡之间，导电炭纤维毡和饰面层基板之间均通过胶黏剂层相粘结。
该复合人造板的制造方法，包括以下步骤：
(1)将导电碳纤维丝制成导电碳纤维毡；
取直径在7.0-7.4μm之间、长度在5-7mm之间，碳纤维电阻阻值为400-500 Ω/100mm的碳纤维，经短切、疏解、分散后，采用湿法成型工艺制成厚度为0.07 mm的碳纤维毡；
制成的导电碳纤维毡中碳纤维含量为10g/m2，其余为粘结剂(丙烯酸)；
(2)取厚度为2mm的中密度纤维板作为人造板基材，取厚度为1mm的中密度纤维板作为饰面层基板，该中密度纤维板的原料来源均为小径级辐射松；
将步骤(1)制得的导电碳纤维毡单层铺装到人造板基材上，再将饰面层基板铺装到导电碳纤维毡上，三层之间通过MDI树脂胶黏剂粘结，施胶量为160 g/m2；
(3)将步骤(2)获得的复合板先置于8MPa下冷压2h，而后置于110℃、 8MPa下热压5min；
(4)步骤(3)获得的复合板经晾板、据边、双面砂光(600目)、除尘后，室温下养生，获得本实施例的电磁屏蔽功能的复合人造板。
实施例3
本实施例一种电磁屏蔽功能的复合人造板，其结构图如图1所示，包括人造板基材，以及依次复合在人造板基材表面的导电炭纤维毡和饰面层基板(也可以是实木单板)，人造板基材和导电炭纤维毡之间，导电炭纤维毡和饰面层基板之间均通过胶黏剂层相粘结。
该复合人造板的制造方法，包括以下步骤：
(1)将导电碳纤维丝制成导电碳纤维毡；
取直径在7.0-7.4μm之间、长度在5-7mm之间，碳纤维电阻阻值为5-1000 Ω/100mm的碳纤维，经短切、疏解、分散后，采用湿法成型工艺制成厚度为0.18 mm的碳纤维毡；
制成的导电碳纤维毡中碳纤维含量为50g/m2，其余为粘结剂(丙烯酸)；
(2)取厚度为20mm的中密度纤维板作为人造板基材，取厚度为5mm的中密度纤维板作为饰面层基板，该中密度纤维板的原料来源均为小径级辐射松；
将步骤(1)制得的导电碳纤维毡单层铺装到人造板基材上，再将饰面层基板铺装到导电碳纤维毡上，三层之间通过MDI树脂胶黏剂粘结，施胶量为180 g/m2；
(3)将步骤(2)获得的复合板先置于16MPa下冷压1h，而后置于180℃、 15MPa下热压18min；
(4)步骤(3)获得的复合板经晾板、据边、双面砂光(600目)、除尘后，室温下养生，获得本实施例的电磁屏蔽功能的复合人造板。
对比例1
本实施例一种复合人造板，只包括人造板基材和饰面层基板，不设置导电炭纤维毡。
对实施例1-3中获得的复合人造板的各项性能进行测试，其中，根据我国电子行业军用标准(GB-SJ20524-1995)，在5KHz～1500KHz的频率范围内对各复合人造板进行屏蔽效能测定；根据GB-T 17657-2013对各复合人造板的浸渍剥离性能、内结合强度、静曲强度和抗冲击性能进行测定。测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002325952200000091

Claims (10)

1.一种电磁屏蔽功能的复合人造板，包括人造板基材(1)，其特征在于，所述的人造板基材(1)的至少一侧表面贴合有至少一层导电炭纤维毡(2)。
2.如权利要求1所述的电磁屏蔽功能的复合人造板，其特征在于，所述的导电炭纤维毡(2)中，导电碳纤维的含量为10-50g/m2。
3.如权利要求1所述的电磁屏蔽功能的复合人造板，其特征在于，所述的导电炭纤维毡(2)中，导电碳纤维的直径为5.0-10.0μm，导电碳纤维的长度为4-12mm，导电碳纤维的电阻阻值为5-1000Ω/100mm。
4.如权利要求1所述的电磁屏蔽功能的复合人造板，其特征在于，每层导电炭纤维毡(2)的厚度为0.05-1mm。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的电磁屏蔽功能的复合人造板，其特征在于，在所述的人造板基材(1)的其中一侧，所述的导电炭纤维毡有1～3层。
6.如权利要求1-4中任意一项所述的电磁屏蔽功能的复合人造板，其特征在于，所述的导电炭纤维毡(2)的表面还贴合有饰面层基板(3)。
7.如权利要求6所述的电磁屏蔽功能的复合人造板，其特征在于，所述的饰面层基板(3)为纤维板或实木单板。
8.如权利要求6所述的电磁屏蔽功能的复合人造板，其特征在于，所述的饰面层基板(3)的厚度为0.3-5mm。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的电磁屏蔽功能的复合人造板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将导电碳纤维丝制成导电碳纤维毡(2)；
(2)将导电碳纤维毡(2)、饰面层基板(3)依次铺装至人造板基材(1)表面，人造板基材(1)、导电碳纤维毡(2)和饰面层基板(3)之间采用胶黏剂粘结；
(3)将步骤(2)获得的复合板先置于8-16MPa下冷压0.5-2h，而后置于110-180℃、6-18MPa下热压5-18min；
(4)步骤(3)获得的复合板经晾板、据边、砂光、除尘后，室温下养生，获得所述的电磁屏蔽功能的复合人造板。
10.如权利要求9所述的电磁屏蔽功能的复合人造板的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，采用湿法成型工艺制备导电碳纤维毡。
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