[发明专利]一种具有电热功能的导电木材及其制备方法和应用

说明书

本发明属于新型材料领域，涉及一种木材加工处理方法，特别是指一种具有电热功能的导电木材的制备方法。将木质薄片单板，裁成圆形薄片，置于水浴锅中煮制，然后洗净晾干，得木薄片；将木薄片浸入氮丙啶交联剂水溶液中，于一定温度下浸泡，浸泡完毕后，用水充分漂洗、干燥后得到氮丙啶交联剂表面修饰的木薄片；将氮丙啶交联剂表面修饰的木薄片置于五水硫酸铜水溶液中，再加入硫代硫酸钠水溶液，常温浸泡后再升温反应，反应结束后取出木薄片经水漂洗、烘干后得到具有电热功能的导电木材。采用本发明的工艺制备具有电热功能的导电木材，所用设备适用性强、处理效果好、纤维性能损失少，质量可靠，并且可以减少环境污染，适用于工业化生产。

技术领域

本发明属于新型材料领域，涉及一种木材加工处理方法，特别是指一种具有电热功能的导电木材的制备方法。

背景技术

木材是一种具有微米至纳米级多尺度结构的绿色绝缘材料，具有可再生、隔音、调温调湿及装饰性能等优点。其天然的骨架形态可作为其他材料的基质模板，多孔通道表面富含大量的活性位点碳自由基Ｃ和基团游离性羟基-OH、羧基-COOH等，可进行一系列的物理化学反应。但是，木材作为一种绝缘体，截留在其基体内的静电荷产生的静电作用对人体和电子设备有严重的影响，可能会产生严重电击静电荷，还会吸引灰尘烟雾溶胶颗粒引起电子元件功能性失调以及化学实验室内易燃易爆溶剂颗粒的爆炸。

近年来，许多研究者尝试通过现代化学、物理等方法改性木材，制备导电木材用于解决静电及电磁波污染问题。化学镀作为材料表面金属化处理技术，已经成为制备导电木材常用的技术之一，但是传统化学镀因其在施镀过程中需要对基体进行粗花、敏化、活化处理，不仅工艺复杂，而且活化过程中需要的重金属钯价格昂贵，这些都限制了化学镀法制备导木材的进一步发展。因此，开发新的、有效的制备导电木材的方法具有重要的意义。同时，赋予木质复合材料均匀、高效的电热功能，可应用于室内采暖，如墙暖、地暖、自发热小家具及移动式采暖器。木质电热材料作为采暖和木材加工行业的新型材料和制品，具有广阔的产业化和市场前景。

金属硫化物在光学、光电化学、催化、环保等方面都具有特殊的性能。它们具有良好的化学和热稳定性，是一种良好的光电材料。利用金属硫化物的特性来生产复合导电材料的方法在目前应用最多是基体表面化学反应法，这种方法主要通过化学处理，即通过反应液的浸渍，在基体表面产生吸附，然后通过化学反应使金属硫化物覆盖在基体材料表面。此方法优点在于工艺简单、成本较低，而且对基体材料本身的性能损伤较少。专利201210279965.X公开了一种导电木材的制备方法，该方法通过将导电乳液苯胺和引发剂联合浸泡，利用木材的天然毛细管吸附作用将导电高分子导入木材，该专利采用聚苯胺作为导电剂，而聚苯胺环境稳定性差，在碱性环境下失去导电性能；专利201810725452.4公开了一种透明且导电的柔性木材复合材料的制备方法，该方法通过先将木材的木质素脱去，使木片的比表面积与孔隙率增大，更有利于聚合物溶液的填充，且除去了木材中的主要光吸收成分，使得木材透明化变得容易。直接制备导电的可光聚合的共溶溶剂，通过交联剂交联，光引发剂引发交联反应的开始，充分浸入木材中后得到较均匀的透明导电柔性木材复合材料，该方法采用的是离子导电的方式，而离子导电也存在环境稳定性差的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有电热功能的导电木材的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有电热功能的导电木材的制备方法，步骤如下：

（1）将木质薄片单板，裁成圆形薄片，置于水浴锅中煮制，然后洗净晾干，得木薄片；

（2）将步骤（1）制得的木薄片浸入氮丙啶交联剂水溶液中，于一定温度下浸泡，浸泡完毕后，用水充分漂洗、干燥后得到氮丙啶交联剂表面修饰的木薄片；

（3）将步骤（2）得到氮丙啶交联剂表面修饰的木薄片置于五水硫酸铜水溶液中，再加入硫代硫酸钠水溶液，常温浸泡后再升温反应，反应结束后取出木薄片经水漂洗、烘干后得到具有电热功能的导电木材。