【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及木質電熱復合材料技術，具體涉及一種高強度耐老化木質電熱復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、木質電熱復合材料是以導電材料為發熱單元，與木質材料復合后荷載電壓產生焦耳熱，賦予木質材料電熱功能，可應用于電熱木質地板、電熱木質墻板以及電熱家具等產品。當前電熱元件多采用低溫電纜、碳纖維紙、碳晶發熱片、樹脂電熱膜等發熱元件與木材直接復合，但這些發熱材料存在著與木質基材膠合強度差、力學強度低、導熱效率低、耐潮濕差、易老化等問題。為了提高電熱的快速響應主要采用共混不同形態與性能的導電單元，通過導電單元間的填充、堆疊與接觸，形成更為連續且緊密的導電通道，從而以較低的電壓達到更高的穩定溫度。然而木質材料的導電和導熱性能較差，獲得高效的木質電熱復合材料需要同時具有高導電性和導熱性才能有效地產生和消散焦耳熱，且輸入低電壓對于確保電熱復合材料的安全至關重要，使用過高電壓存在潛在的安全隱患。同時過低發熱效率通常導致較低的發熱溫度和加熱速率，使制備的復合材料缺乏優異的電熱響應特性，將限制木質電熱復合材料的應用。因此如何降低輸入電壓獲得高效的電熱轉化效率，且具有可靠的穩定性和力學強度及規模化生產，仍然是木質電熱復合材料面臨的技術難題。因此需開發一種高強度、高耐老化的木質電熱復合材料。
技術實現思路
1、本專利技術鑒于以上問題研發，目的在于提供一種高強度高耐老化木質電熱復合材料及其制備方法。
2、本專利技術第一方面所涉及一種高強度耐老化木質電熱復合材料的制備方法，其包括：
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4、(2)將質量比1:(9～10)的脫木素木纖維和kh590硅烷/丙酮溶液混合在45～55℃溫度下進行活化處理4～6h，其中kh590硅烷/丙酮的質量比為(5～8):(25～40)，以使脫木素木纖維表面實現硅烷化修飾，取出放置1h以上使丙酮全部揮發，然后在60～65℃溫度下烘干6～8h；
5、(3)將質量比5:(2～5)的多壁碳納米管和納米銀線緩慢加入到n,n-二甲基甲酰胺中，其料液質量比為(5～20):(80～95)，磁力攪拌4～5h后進行水溶超聲分散30～50min，再繼續磁力攪拌4～5h，獲得多壁碳納米管/納米銀線混合液；
6、(4)將質量比(10～30):(5～10)的多壁碳納米管/納米銀線混合液通過高壓霧化方式施加到硅烷修飾后的脫木素木纖維中，高壓霧化過程中通過納米分散機進行混合分散30～50min，以獲得負載多壁碳納米管/納米銀線木纖維，取出后在60～65℃溫度下烘干6～10h；
7、(5)將kh590偶聯劑與濃度92～95wt％的乙醇水溶液在常溫下磁力攪拌1～2h，制成偶聯劑質量分數5～7％的硅烷偶聯劑/乙醇/水溶液，將粉末狀多元低熔點合金sn16bi52pb32加入到硅烷偶聯劑/乙醇/水溶液中攪拌共混15～40min，其料液質量比為1:(100～120)，合金熔點為95～97℃，密度為9.56～9.59g/cm3，sn/bi/pb質量比為(43～50):(6～9):(42～51)，以對多元低熔點合金進行表面修飾，使合金表面形成si單層，取出后烘干；
8、(6)將表面修飾的多元低熔點合金與高密度聚乙烯粉末以質量比1:(5～6)通過研缽共混研磨，得到低熔點合金/聚乙烯混合物；
9、(7)將質量比(5～20):(80～100)的低熔點合金/聚乙烯混合物與負載碳納米管/納米銀線的木纖維充分混合均勻后，置于在150～160℃溫度下混煉30～40min，混煉后取出混合料破碎至粒徑100～300目；
10、(8)將破碎混合料鋪裝后進行熱壓成型，其中熱壓溫度180～190°c，加壓壓力5～10mpa，時間10～12min，以在熱壓過程中低熔點合金和高密度聚乙烯熔融，使納米導電材料和木纖維粘合，待完全冷卻固化成型取出復合材料得到所述木質電熱復合材料。
11、進一步地，所述(1)中，木纖維為桉木或楊木纖維，長度分布0.5～2.5mm，直徑分布0.05～0.25μm，長徑比8～16，由去離子水清洗后在103～105℃溫度下烘干8～10h。
12、進一步地，所述(3)中，多壁碳納米管長度1～10μm，直徑8～50nm，內徑3～12nm，納米銀線長度20～100μm，直徑20～90nm，純度98％。
13、進一步地，所述(3)中，將多壁碳納米管和納米銀線以0.2g/10s的速度加入到n,n-二甲基甲酰胺中。
14、進一步地，所述(3)中，磁力攪拌速度為800～1500rpm/min，超聲頻率為120～130khz。
15、進一步地，所述(4)中，高壓霧化壓力為0.2～0.7mpa。
16、進一步地，所述(4)中，納米分散機采用超聲高頻振動方式，功率600～800w，超聲頻率為150～180khz，振動頻率為0.05～0.08hz，振幅為100～150μm。
17、進一步地，所述(5)中，磁力攪拌速度為800～1500rpm/min，攪拌共混速度為800～1500rpm/min。
18、進一步地，所述(5)中，合金熔點為96℃，密度為9.562g/cm3。
19、進一步地，sn/bi/pb質量比為(43.6～49.6):(6～9):(42.4～50.4)，更進一步地，質量比為48.6:6:45.4。
20、進一步地，所述(6)中，研磨至粒徑100～300目。
21、進一步地，所述(6)中，高密度聚乙烯粉末密度為1.91～1.96g/cm3。
22、進一步地，所述(7)中，在以轉速800～1500rpm/min進行均勻混合。
23、進一步地，所述(7)中，在扭矩流變儀中以轉速250～300rpm/min進行混煉。
24、進一步地，所述(8)中，鋪裝密度為1.5～2.0g/cm3。
25、進一步地，所述(8)中，鋪裝厚度為0.8～1.5mm。
26、本專利技術還提供由任一上述制備方法制備的高強度耐老化木質電熱復合材料。
27、本專利技術以硅烷化修飾后的脫木素木纖維為基體，多壁碳納米管和納米銀線為協同增效導電發熱單元，低熔點合金為導熱增強相，高密度聚乙烯為粘合劑，通過混煉和熱壓工藝制備一種高強度耐老化木質電熱復合材料。
28、本專利技術將脫木素木纖維為主要基體，多壁碳納米管和納米銀線為導電發熱單元，低熔點合金為導熱增強相，高密度聚乙烯為粘合劑，通過低熔點合金、多壁碳納米管和納米銀線協同增強復合材料的電熱效應和力學強度，所制備出的木纖維基電熱復合材料施加電壓8～24v，發熱溫度可達45～144℃，電熱輻射轉換效率達97本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高強度耐老化木質電熱復合材料的制備方法，
2.如權利要求1所述的制備方法，其中，
3.如權利要求1所述的制備方法，其中，
4.如權利要求1所述的制備方法，其中，
5.如權利要求1所述的制備方法，其中，
6.如權利要求1所述的制備方法，其中，
7.如權利要求1所述的制備方法，其中，
8.如權利要求1所述的制備方法，其中，
9.如權利要求1所述的制備方法，其中，
10.由權利要求1～9任一項所述的制備方法制備的高強度耐老化木質電熱復合材料。
【技術特征摘要】
1.一種高強度耐老化木質電熱復合材料的制備方法，
2.如權利要求1所述的制備方法，其中，
3.如權利要求1所述的制備方法，其中，
4.如權利要求1所述的制備方法，其中，
5.如權利要求1所述的制備方法，其中，
6.如權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁善慶，田東雪，王佳樂，張龍飛，姜鵬，彭立民，
申請(專利權)人：中國林業科學研究院木材工業研究所，
類型：發明
國別省市：
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