本發(fā)明屬于復(fù)合材料加工，尤其涉及一種多功能竹基復(fù)合材料板及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、

2、隨著土木工程行業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料的性能要求不斷提高，各向異性會(huì)導(dǎo)致材料力學(xué)性能在不同方向上有所差異，實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生薄弱位置率先破壞進(jìn)而導(dǎo)致整體失效，同時(shí)建筑發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于多功能的需求不斷提升。擴(kuò)展到國(guó)防領(lǐng)域，力學(xué)性能上的失效往往會(huì)出現(xiàn)在薄弱的環(huán)節(jié)，適用于各種環(huán)境的臨時(shí)性裝配式建筑的構(gòu)件的要求更高。綜上所述，既要有足夠的力學(xué)性能，又要保證各種復(fù)合功能的多功能竹基復(fù)合材料板的制造具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種多功能竹基復(fù)合材料板及其制備方法，所述多功能竹基復(fù)合材料板結(jié)合了高強(qiáng)度竹纖維復(fù)合材料和填充發(fā)泡聚氨酯的紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，具有抗沖擊、吸波、保溫的功能，擁有廣闊的應(yīng)用范圍。

2、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種多功能竹基復(fù)合材料板，包括紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板層、高強(qiáng)度竹纖維板材層，所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板層中的點(diǎn)陣芯層由離散的芯樁組成；所述芯樁在經(jīng)向和緯向呈現(xiàn)不同的點(diǎn)陣周期結(jié)構(gòu)形式，所述經(jīng)向方向芯樁之間的間距大于緯向方向芯樁之間的間距，在經(jīng)向方向芯樁為“8”字形，在緯向方向芯樁為“1”字型；

4、所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板層的面層和芯層為一體織造成型；所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料層中填充發(fā)泡聚氨酯。

5、一種多功能竹基復(fù)合材料板的制備方法，包括以下步驟：

6、步驟一：按照需要的尺寸制備高強(qiáng)度竹纖維復(fù)合材料板和紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板；

7、步驟二：將兩塊板材表面打磨平整后，在兩塊板材任意一個(gè)表面涂上環(huán)氧樹脂，并將這兩個(gè)表面對(duì)齊貼合；

8、步驟三：將復(fù)合好的板材放置于熱壓機(jī)上進(jìn)行熱壓固化成型；

9、步驟四：配置聚氨酯泡沫所需的預(yù)聚體，快速攪拌均勻后灌注進(jìn)紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料空隙中，待到聚氨酯發(fā)泡完成后將多余的泡沫清理干凈，即可得到多功能竹基復(fù)合材料板。

10、以上所述步驟中，所述高強(qiáng)度竹纖維復(fù)合材料板的制備過(guò)程如下：

11、通過(guò)蒸汽爆破和機(jī)械分離的方式提取出原竹中的竹纖維后，將竹纖維綁扎成束后用編織機(jī)將其編織成為一體定型，然后在模具中將編織好的竹纖維束多層鋪設(shè)，通過(guò)真空導(dǎo)流工藝將模具中的竹纖維完全浸潤(rùn)環(huán)氧樹脂后，置于平板硫化機(jī)上，采用50℃/4h+70℃/6h的溫度和時(shí)間對(duì)其進(jìn)行熱壓后可得到高強(qiáng)度竹纖維復(fù)合材料板，再根據(jù)需求加工得到需要的尺寸。

12、通過(guò)蒸汽爆破和機(jī)械分離的方式提取出原竹中的竹纖維的過(guò)程如下：

13、竹材定長(zhǎng)與挑選，然后保持溫度175℃、壓力0.7-0.8mpa、持續(xù)60分鐘加壓加熱，之后5分鐘內(nèi)釋放蒸汽，加壓加熱與蒸汽釋放過(guò)程將重復(fù)數(shù)次，以確保完全破壞細(xì)胞壁，之后清除分離的木質(zhì)素細(xì)胞壁，最后在105℃對(duì)竹纖維進(jìn)行24小時(shí)烘干處理；完全烘干后，采用敲擊和滾碾的方式分離竹纖維和其他成分。

14、所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板的制備過(guò)程如下：

15、首先配置好環(huán)氧樹脂，根據(jù)需要的尺寸裁剪出對(duì)應(yīng)的三維紡織玻璃纖維布，然后采用真空導(dǎo)流的方法對(duì)裁剪后的三維紡織玻璃纖維布灌注環(huán)氧樹脂，固化后即可得到所需要的紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板。

16、上述所有步驟中使用的環(huán)氧樹脂與固化劑的比例均為10：3。

17、有益效果：本發(fā)明提供了一種多功能竹基復(fù)合材料板及其制備工藝，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：

18、本發(fā)明材料成本低、可持續(xù)、同時(shí)竹基材料綠色環(huán)保；

19、本發(fā)明得到的多功能竹基復(fù)合材料板具有優(yōu)秀的物理力學(xué)性能；集中了竹纖維板材和紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料的特點(diǎn)，高強(qiáng)度竹纖維板材作為結(jié)構(gòu)層提供基本的力學(xué)性能，而紡織點(diǎn)陣夾層織物復(fù)合材料和填充的發(fā)泡聚氨酯提供抗沖擊、保溫、吸波，使整體具有復(fù)合功能，擁有廣闊的應(yīng)用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種多功能竹基復(fù)合材料板，其特征在于，包括紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板層、高強(qiáng)度竹纖維板材層；所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板層中的點(diǎn)陣芯層由離散的芯樁組成；所述芯樁在經(jīng)向和緯向呈現(xiàn)不同的點(diǎn)陣周期結(jié)構(gòu)形式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能竹基復(fù)合材料板，其特征在于，所述經(jīng)向方向芯樁之間的間距大于緯向方向芯樁之間的間距。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能竹基復(fù)合材料板，其特征在于，在經(jīng)向方向芯樁為“8”字形，在緯向方向芯樁為“1”字型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能竹基復(fù)合材料板，其特征在于，所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板層的面層和芯層為一體織造成型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的多功能竹基復(fù)合材料板，其特征在于，所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料層中填充發(fā)泡聚氨酯。

6.一種多功能竹基復(fù)合材料板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能竹基復(fù)合材料板的制備方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度竹纖維復(fù)合材料板的制備過(guò)程為：通過(guò)蒸汽爆破和機(jī)械分離的方式提取出原竹中的竹纖維后，將竹纖維綁扎成束后用編織機(jī)將其編織成為一體定型，然后在模具中將編織好的竹纖維束多層鋪設(shè)，通過(guò)真空導(dǎo)流工藝將模具中的竹纖維完全浸潤(rùn)環(huán)氧樹脂后，采用50℃/4h+70℃/6h的溫度和時(shí)間對(duì)其進(jìn)行熱壓后可得到高強(qiáng)度竹纖維復(fù)合材料板，再根據(jù)需求加工得到需要的尺寸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能竹基復(fù)合材料板的制備方法，其特征在于，通過(guò)蒸汽爆破和機(jī)械分離的方式提取出原竹中的竹纖維的過(guò)程為：竹材定長(zhǎng)與挑選，然后保持溫度175℃、壓力0.7-0.8mpa、持續(xù)60分鐘加壓加熱，之后5分鐘內(nèi)釋放蒸汽，加壓加熱與蒸汽釋放過(guò)程將重復(fù)數(shù)次，以確保完全破壞細(xì)胞壁，之后清除分離的木質(zhì)素細(xì)胞壁，最后在105℃對(duì)竹纖維進(jìn)行24小時(shí)烘干處理；完全烘干后，采用敲擊和滾碾的方式分離竹纖維和其他成分。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能竹基復(fù)合材料板的制備方法，其特征在于，所述紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板的制備過(guò)程如下：首先配置好環(huán)氧樹脂，根據(jù)需要的尺寸裁剪出對(duì)應(yīng)的三維紡織玻璃纖維布，然后采用真空導(dǎo)流的方法對(duì)裁剪后的三維紡織玻璃纖維布灌注環(huán)氧樹脂，固化后即可得到所需要的紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種多功能竹基復(fù)合材料板及其制備方法，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明復(fù)合材料由紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料和高強(qiáng)度正交竹纖維板材組成，同時(shí)在紡織點(diǎn)陣夾層織物單元中填充發(fā)泡聚氨酯。本發(fā)明的制備方法包括：通過(guò)真空導(dǎo)流工藝和熱壓過(guò)程得到的高強(qiáng)度竹纖維板和紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料板材后通過(guò)環(huán)氧樹脂粘結(jié)，并在紡織點(diǎn)陣夾層中填充發(fā)泡聚氨酯。本發(fā)明集中了竹纖維板材和紡織點(diǎn)陣夾層復(fù)合材料的特點(diǎn)，高強(qiáng)度竹纖維板材作為結(jié)構(gòu)層提供基本的力學(xué)性能，而紡織點(diǎn)陣夾層織物復(fù)合材料和填充的發(fā)泡聚氨酯提供抗沖擊、吸波、保溫等功能，使整體具有復(fù)合功能，擁有廣闊的應(yīng)用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：邱振宇,范華林,汪暉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10