一种导热木质复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导热木质复合材料，按重量份计，其原料组成包括80～100份生物质纤维，10-16份胶黏剂，5-20份微纳米碳粉；其原料组成还包括偶联剂，偶联剂为微纳米碳粉质量的0～3.0％。本发明专利技术提供的导热木质复合材料比普通木质复合材料的导热系数提高5倍左右，同时还具备了良好的力学性能，是一种新型的节能环保材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料
，特别涉及。
技术介绍
我国是世界林产品生产、加工、消费和进出口大国，林业总产值连续10年保持年 均24%的增长率。然而，我国家居装修及制品材料利用率低，科技含量不高，附加值低，如何 提高木材利用率和产品附加值，解决产业发展中的技术瓶颈，是当前木材加工行业发展亟 需解决的重大课题。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006~2020年）》明确指出 "我国新材料技术将向材料的结构功能复合化发展"，同时"生物质基新材料生产关键技术" 是优先发展主题。因此，开展木质材料的功能化技术研究，开发木质功能化新材料，创制高 附加值新产品，是解决家装制品同质化、低值化问题的重要措施，是提高木材利用率和产品 附加值的重要手段，对实现家装制品行业的跨越式发展具有重大意义。 同时，随着国家节能减排、低碳环保理念提出和科学技术发展，我国在供热体制上 发生了很大的变化，以低温热水辐射和电热辐射为主要采暖方式（以下简称地热采暖）的 范围逐渐增大，逐渐代替原有的火炉供暖和暖气供暖，火炉供暖和暖气供暖能耗高、利用率 低、占用室内空间大，环境污染严重，而地热采暖能很好地解决上述问题，可以预见，地热采 暖未来会有更好发展。 目前，我国地热米暖房间内使用最多的地板是木质地板，木质地板因为其独特的 优点成为消费者首选，木质地板不仅具有一定的强度和硬度，行走感觉舒适，而且木质地板 还具有温湿度的调节作用。正因如此，木质地板逐渐被人们接受，在室内装修中应用广泛。 但是，木质地板导热系数较低成为它最大的缺点，并限制了它的应用领域。木质材料属于保 温材料范围，热量传递效率低，用在地热采暖的房间内，会造成能源的浪费。因此，它不符合 国家"十二五"纲要中的发展要求，鉴于此，必须采用新的技术、新的途径来实现木质材料向 环保型、经济型材料发展的目标，旨在提高木质地板的导热性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种导热木质复合材料，所制得的导热木质复合材料导热性 能良好，导热系数达到普通木质地板的5倍左右。 为达到上述目的，本专利技术具体采用如下的技术方案： -种导热木质复合材料，按重量份计，其原料组成包括80~100份生物质纤维， 10-16份胶黏剂，5-20份微纳米碳粉；其原料组成还包括偶联剂，偶联剂为微纳米碳粉质量 的0~3. 0 %，微纳米碳粉粒径为300目~2500目。 优选地，所述的导热木质复合材料，其原料组成包括85~100份生物质纤维、 10-14份胶黏剂，5-15份微纳米碳粉，偶联剂为微纳米碳粉质量的0. 5%~1. 5%。 进一步优选地，所述的导热木质复合材料，其原料组成包括85份生物质纤维、14 份胶黏剂、15份微纳米碳粉和1 %的偶联剂。 具体的，本专利技术所述的生物质纤维，是绿色的环境友好材料，其含有更多具有反应 活性的基团，易于形成复合材料；优选地，所述生物质纤维为木纤维、竹纤维、农作物秸杆、 灌木纤维中的一种，更优选地，所述木纤维为杨木纤维。 优选地，微纳米碳粉选自碳纳米管、碳纤维、石墨粉、炭黑、石墨烯中的一种，更优 选地，微纳米碳粉为石墨粉。 优选地，所述微纳米碳粉选自300目~2500目中的一种（比如300目、500目、700 目、2500目），更优选地，微纳米碳粉粒径为2500目。 本专利技术的石墨粉是结构稳定的惰性无机材料，耐腐蚀、抗氧化、热膨胀系数小、导 热系数和导电性好。另外，碳纤维轴向模量高，与材料混合，可以增强复合材料的力学强度， 但是成本较高。 优选地，所述胶黏剂为脲醛树脂或酚醛树脂胶的一种，更优选地，所述胶黏剂为脲 醛树脂胶黏剂。 优选地，偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种，更优选地，偶联剂为钛 酸酯偶联剂。 作为本专利技术导热木质复合材料的最佳实施方式，其原料包括85份杨木纤维、14份 脲醛树脂胶、15份2500目石墨粉，其中钛酸酯偶联剂的添加量为石墨粉质量的1%。此种 情况下的导热木质复合材料具有良好的力学性能和导热特性。 本专利技术导热木质复合材料的力学强度达到国家地板材料的要求，且与传统的地板 材料相比，其导热性能良好，导热系数达到普通木质地板的5倍左右。 本专利技术还提供了所述导热木质复合材料的制备方法，所述方法具体包括以下步 骤： 1)将微纳米碳粉进行偶联剂改性处理并干燥； 2)将改性处理后的干燥微纳米碳粉与生物质纤维充分混合形成复合材料； 3)对复合材料施加胶黏剂，然后组坯； 4)采用人造板生产工艺对板坯热压即得导热木质复合材料。 本专利技术中采用的人造板生产工艺为本领域内板材的常规制备方法。 本专利技术提供的制备方法具有操作简单，适于工业化生产等特点，并且充分利用了 生物质资源，并提高地暖地板的传热效率，实现地热供暖的节能减排。 本专利技术以木质纤维为主要原料，微纳米碳粉为导热材料，开展导热木质复合材料 的制备并对其工艺及性能进行研究，开创功能型木质复合材料新的应用领域，对地暖地板 的发展具有重要的意义。【具体实施方式】 以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例1 本实施例中导热木质复合材料的原料组成为：杨木纤维850g，脲醛树脂胶140g， 2500目石墨粉150g，钛酸酯偶联剂I. 5g。 其制备方法为： 1)将2500目石墨粉进行钛酸酯偶联剂改性处理并干燥； 2)将改性处理后的干燥石墨粉与杨木纤维充分混合形成复合材料； 3)对复合材料施加脲醛树脂胶，然后组坯； 4)采用人造板生产工艺对板坯热压即得导热木质复合材料。 实施例2 本实施例中导热木质复合材料的原料组成为：木纤维950g，酚醛树脂胶140g， 2500目石墨粉50g，硅烷偶联剂0. 5g。 其制备方法为： 1)将2500目石墨粉进行硅烷偶联剂改性处理并干燥； 2)将改性处理后的干燥石墨粉与木纤维充分混合形成复合材料； 3)对复合材料施加酚醛树脂胶，然后组坯； 4)采用人造板生产工艺对板坯热压即得导热木质复合材料。 实施例3 本实施例中导热木质复合材料的原料组成为：木纤维900g，脲醛树脂胶140g，300 目石墨粉l〇〇g，钛酸酯偶联剂3g。 其制备方法为： 1)将300目石墨粉进行钛酸酯偶联剂改性处理并干燥； 2)将改性处理后的干燥石墨粉与木纤维充分混合形成复合材料； 3)对复合材料施加脲醛树脂胶，然后组坯； 4)采用人造板生产工艺对板坯热压即得导热木质复合材料。 实施例4 本实例中导热木质复合材料的原料组成为：木纤维800g，酚醛树脂胶黏剂140g， 700目石墨粉200g，偶联剂0g。 其制备方法为： 1)将700目石墨粉进行干燥； 2)将干燥石墨粉与木纤维充分混合形成复合材料； 3)对复合材料施加酚醛树脂胶，然后组坯； 4)采用人造板生产工艺对板坯热压即得导热木质复合材料。 实施例5 本实施例中导热木质复合材料的原料组成为：木纤维950g，脲醛树脂胶160g，700 目石墨粉50g，偶联剂0g。 其制备方法为： 1)将700目石墨粉干燥； 2)将干燥石墨粉与木纤维充分混合形成复合材料； 3)对复合材料施加脲醛树脂胶，然后组坯； 4)采用人造板生产工艺对板坯热压即得导热木质复合材料。 实施例6 本实施例中导热木质复合材料的原料组成为：木纤维900g，酚醛树脂100g，70本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热木质复合材料，其特征在于，按重量份计，其原料组成包括80～100份生物质纤维，10‑16份胶黏剂，5‑20份微纳米碳粉；其原料组成还包括偶联剂，偶联剂为微纳米碳粉质量的0～3.0％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂兰，仇洪波，李博，张振涛，杨鲁伟，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11