一种导电木陶瓷粉及其制造方法技术

一种导电木陶瓷粉及其制造方法，它涉及木陶瓷材料及其制备方法。本发明专利技术解决了块状木陶瓷材料脆性大、易开裂的技术问题。本发明专利技术的导电木陶瓷粉是以木陶瓷粉为芯体，在芯体表面化学镀覆一层金属膜的导电粉体，金属的附着量为木陶瓷粉质量的1％～50％；其中金属为镍、铁或钴。制备方法：将木陶瓷粉末经除油、氧化、敏化、活化、解胶后，放入化学镀液中进行化学镀，然后经过滤、去离子水洗涤至中性、干燥后，得到导电木陶瓷粉。本发明专利技术的导电木陶瓷粉的体积电阻率为4.5×10-2Ω.cm～5.5×10-1Ω.cm，可以加入涂料中制备导电涂料，或将粉体加入树脂基材料中制备成型材料，应用范围广。本发明专利技术的导电木陶瓷粉可用作电磁屏蔽材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及木陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
一切电器设备在运行时都会产生电磁波，导致电磁辐射。电磁辐射会对仪器、设备造成危害，对人体健康也有不良影响，世界卫生组织己经把电磁污染列为继大气污染、水质污染、噪声污染之后的第四大公害。已有研究表明电磁辐射的危害主要有(1)危害信息安全，使计算机等仪器无信息安全保障。( 对高精密仪器设备执行过程造成严重干扰。(3) 危害人类健康。电磁污染严重时会引起各种疾病。因此，对一些需要保证信息安全、避免电磁辐射的场所和设备而言，采用电磁屏蔽技术是至关重要的预防措施。电磁屏蔽效能主要取决于屏蔽材料对电磁波的吸收和反射。木陶瓷是由木质材料浸渍或不浸渍热固性树脂后在隔绝空气的条件下，经高温烧结而成的多孔性生物质炭材料，具有一定的电磁屏蔽性能，公开号为CN197(^60A的中国专利公开了一种强化木陶瓷的制备方法，木纤维浸渍树脂后，与强化材料混均，经压制后，烧结得到的块状材料。该木陶瓷具有较好的电磁性能，但由于其脆性较大，烧结制造大尺寸产品时非常容易开裂，很难在工业领域广泛应用。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的块状木陶瓷材料脆性大、易开裂的技术问题，而提供。本专利技术的一种导电木陶瓷粉是以木陶瓷粉为芯体，在芯体表面化学镀覆一层金属膜的导电粉体，金属的附着量为木陶瓷粉质量的 50% ；其中金属为镍、铁或钴。其中作为芯体的木陶瓷粉的制备方法按以下进行将生物质原料在温度为 30°C 100°C的条件下干燥至绝干，然后将干燥的生物质原料在真空环境或惰性气体保护下，在温度600°C 2500°C烧结 10h，再用球磨机粉碎至粒度0. 1 μ m 200 μ m，得到作为芯体的木陶瓷粉；其中生物质原料为木材、核桃壳、竹材、稻壳、咖啡渣、茶渣、烟杆、甘蔗渣、木质素或废纸。作为芯体的木陶瓷粉的制备方法还可以按以下步骤进行a、将生物质原料浸渍在树脂中保持20h 30h后，将生物质原料过滤出来，并在温度为30°C 100°C的条件下干燥至含水率为 3%，得到干燥颗粒；再将干燥颗粒放在温度为180°C 220°C的烘箱中保持他 10h，得到固化颗粒；b、在真空环境或惰性气体保护下，将步骤a制备的固化颗粒在温度600°C 2500°C烧结 10h，再用球磨机粉碎至粒度为0. 1 μ m 200 μ m，得到作为芯体的木陶瓷粉；其中步骤a中生物质原料为木材、核桃壳、竹材、稻壳、咖啡渣、茶渣、烟杆、甘蔗渣、木质素或废纸；其中步骤a中的树脂为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚砜树脂或聚酰亚胺树脂。本专利技术的一种导电木陶瓷粉的制备方法是按以下步骤进行一、把木陶瓷粉加入到有机溶剂或表面活性剂中，超声分散IOmin 15min，然后将木陶瓷粉过滤出来，用去离子水洗涤、干燥后，得到洁净的木陶瓷粉；二、将步骤一得到的洁净的木陶瓷粉加入到质量百分比浓度为60% 65%的浓硝酸溶液中搅拌IOmin 15min，然后将木陶瓷粉过滤出来，用去离子水冲洗至中性、干燥后，得到表面氧化的木陶瓷粉；三、以质量百分浓度为37%的盐酸为溶剂，按氯化亚锡的浓度为10g/L将氯化亚锡溶于盐酸溶剂中，得到氯化亚锡溶液；将步骤二得到的表面氧化的木陶瓷粉加入至氯化亚锡溶液中，在温度为50°C 60°C的条件下搅拌30min 45min，然后将木陶瓷粉过滤出来，用去离子水洗涤、干燥后，得到敏化木陶瓷粉；四、将步骤三得到的敏化木陶瓷粉加入到胶体钯活化液中，在温度为35°C 50°C 的条件下搅拌20min 30min，将木陶瓷粉过滤出来后，加入到浓盐酸中，在温度为40°C的条件下搅拌Imin 3min，再将木陶瓷粉过滤出来，用去离子水洗涤、干燥后，得到表面前处理的木陶瓷粉；五、将步骤四得到的表面前处理的木陶瓷粉加入到化学镀液中保持40min 50min，然后经过滤、去离子水洗涤至中性、干燥后，得到导电木陶瓷粉。步骤一中的表面活性剂可以是阴离子型或/和非离子型表面活性剂，有机溶剂用丙酮或甲基乙基铜；其中步骤四中胶体钯活化液是按氯化钯的浓度为1.0g/L、氯化亚锡的浓度为 70g/L、质量百分比浓度为37%的盐酸的浓度300mL/L，将氯化钯、氯化亚锡和质量百分比浓度为37%的盐酸加入到水中配制而成的；步骤四中的浓盐酸是质量百分比为37%的浓盐酸。步骤五中的化学镀溶液是按主盐的浓度为35g/L 50g/L、十二烷基磺酸钠的浓度为3g/L 5g/L、次磷酸钠的浓度为70g/L 85g/L、柠檬酸钠的浓度为80g/L 100g/L、 氯化铵的浓度为100g/L 120g/L、硫酸铅的浓度为2mg/L ％ig/L将主盐、十二烷基磺酸钠、次磷酸钠、柠檬酸钠、氯化铵和硫酸铅加入到水中配制而成的，其中主盐为硫酸镍、硫酸铁、硫酸钴、氯化镍、氯化铁或者氯化钴；本专利技术的木陶瓷粉是一种纳米、微米级的粉体，具有多孔结构，比表面积大，难以在水中分散，虽然具有导电性，但其表面并不具有捕捉金属离子的功能，因此很难直接在其表面镀覆金属膜，因此，本专利技术采用了一种前处理工艺，即先用有机溶剂或表面活性剂除去漂浮的油污及灰尘，再用浓硝酸氧化，使木陶瓷粉末表面形成微孔或刻蚀沟槽，除去表面其它杂质，提高木陶瓷粉末和金属的结合能力，接着用氯化亚锡水溶液敏化，使木陶瓷粉末表面吸附一层有还原性的金属离子，再采用胶体钯活化液对木陶瓷粉末表面进行活化，活化后，木陶瓷粉表面吸附的是以原子钯为核心的胶团，为使钯能起催化作用，需要将吸附在钯原子周围的二价锡胶体层去除，即进行解胶处理，解胶可以采用浓盐酸溶液或醋酸钠溶液在常温下处理。经过以上的预处理步骤，在木陶瓷粉表面形成以钯原子为核心自催化中心， 使其表面具有捕捉金属离子的功能，才能在木陶瓷粉表面镀覆一层均勻的金属层。本专利技术的导电木陶瓷粉，是一种木陶瓷粉/金属复合的核-壳型复合材料，金属与多孔结构的木陶瓷粉复合能够有效地吸收电磁波，尤其是对于宽频IOOKHz 30000MHz电磁波的吸收。可做为用做制备电磁屏蔽材料的导电填料，这种导电填料易均勻分散，能够建立良好的导电网络，木陶瓷的多孔结构又能够使电磁波在其内部多次反射吸收，导致其逐渐衰减，从而提高其屏蔽效果，能够代替金属、石墨、炭黑等成本高的填料，大大降低导电填料的成本。导电木陶瓷粉表面镀覆的金属层可以根据实际使用要求，调整木陶瓷的烧结工艺、改变金属的镀覆量，从而实现在较宽频率范围内设计制造具有特定电磁屏蔽性能的导电木陶瓷粉。本专利技术的导电木陶瓷粉的体积电阻率为4.5 X 10_2Ω. cm 5. 5 ΧΙΟ—1 Ω. cm。因其为粉体材料，可以根据实施需要而将粉体加入涂料中制备导电涂料，也可以将粉体材料混合粘结剂后压制成各种形状的块状材料，扩大了导电材料的应用范围，可用于做为电磁屏蔽材料应用。附图说明图1是试验一制备的导电木陶瓷粉的扫描电镜照片。 具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的一种导电木陶瓷粉是以木陶瓷粉为芯体，在芯体表面化学镀覆一层金属膜的导电粉体，金属的附着量为木陶瓷粉质量的 50%;其中金属为镍、铁或钴。本实施方式的导电木陶瓷粉，是一种木陶瓷粉/金属复合的核-壳型复合材料，金属与多孔结构的木陶瓷粉复合能够有效地吸收电磁波，尤其是对于宽频IOOKHz 30000MHz电磁波的吸收。可做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶毓博，李鹏，李淑君，赵佳宁，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：