本發(fā)明涉及木材技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型木材材料。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料是由木質(zhì)或其他纖維素材料和熱塑性塑料統(tǒng)配溫成型加工制成的復(fù)合材料，雖然其優(yōu)點(diǎn)眾多，但中國的木塑產(chǎn)品在應(yīng)用方面仍存在一定的局限性和缺陷。木塑產(chǎn)品在使用過程中存在力學(xué)強(qiáng)度不夠、耐熱性能不佳，及熱膨脹系數(shù)大等缺陷，作為地面鋪板等用材時，材料的摩擦學(xué)性能尚不理想。為改善上述局限性并彌補(bǔ)缺陷，同時擴(kuò)大替代木制產(chǎn)品的優(yōu)勢，研發(fā)高填充量植物纖維、高性能木塑復(fù)合材料產(chǎn)品將是企業(yè)和市場的主導(dǎo)方向。
目前，玻璃纖維在木塑復(fù)合材料中的研究和應(yīng)用較少，有關(guān)其性能的研究報(bào)迫尚不多見，而結(jié)合材料的實(shí)際工況進(jìn)行的相關(guān)研究報(bào)道更為鮮見。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供一種采用玻璃纖維的新型木材材料，本發(fā)明能夠具備高強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種新型木材材料，由復(fù)合芯板和強(qiáng)化板貼合而成，所述復(fù)合芯板的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：22-34份；
木質(zhì)纖維粉：16-29份；
無堿性短切玻璃纖維：11-19份；
高密度聚乙烯：4-9份；
聚苯并雙噁唑纖維9-16份；
玄武巖纖維：16-23份；
甘露醇：17-21份；
硅烷偶聯(lián)劑7-15份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為100-150微米；
所述木質(zhì)纖維粉為慈竹經(jīng)預(yù)燒、研磨、酸洗、煅燒后得到的粉末，顆粒度大小為250-450微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為120-160微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為500-750um。
進(jìn)一步的，所述復(fù)合芯板的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：25-28份；
木質(zhì)纖維粉：18-22份；
無堿性短切玻璃纖維：13-16份；
高密度聚乙烯：5-7份；
聚苯并雙噁唑纖維11-14份；
玄武巖纖維：19-21份；
甘露醇：17-20份；
硅烷偶聯(lián)劑9-11份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為120-140微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為130-150微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為550-650um。
更進(jìn)一步的，所述復(fù)合芯板的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：27份；
木質(zhì)纖維粉：20份；
無堿性短切玻璃纖維：15份；
高密度聚乙烯：6份；
聚苯并雙噁唑纖維12份；
玄武巖纖維：20份；
甘露醇：19份；
硅烷偶聯(lián)劑10份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為130微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為135微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為600um。
本發(fā)明中，所述復(fù)合芯板可采用本領(lǐng)域中冷壓、熱壓、擠出等任一現(xiàn)有技術(shù)加工得到。
進(jìn)一步的，所述無堿性短切玻璃纖維的長度為5-8mm，直徑為13-18um。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板包括碳納米管強(qiáng)化的鈦合金板，本發(fā)明中的強(qiáng)化板為將涂覆si的碳納米管(cnt)與ti-4.5al-3v-2fe-2mo合金(sp-700)粉末混合后，利用放電等離子燒結(jié)法進(jìn)行燒結(jié)，再經(jīng)熱塑性加工、時效處理，得到含0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))cnt的sp-700鈦合金板材，具有承載力高、延性和耐久性好、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，非常適合作為復(fù)合芯板的外層強(qiáng)化板。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板與復(fù)合芯板之間通過膠黏劑結(jié)合制備成復(fù)合木板成品。
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高且硬度大等特點(diǎn)，選擇玻璃纖維作為木塑復(fù)合材料的改性填料，一方面在于纖維材料對復(fù)合材料的增強(qiáng)效果比顆粒狀無機(jī)填料的好；另一方面是希望能利用玻璃纖維的特性彌補(bǔ)木塑復(fù)合材料在應(yīng)用過程中易于出現(xiàn)的缺陷，使復(fù)合材料在具有良好性能的同時，降低材料的生產(chǎn)成本。此外，根據(jù)纖維的增強(qiáng)原理，只有纖維長度在臨界長度以上時才能充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用。在成型工藝允許的條件下，選擇較長的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時，增強(qiáng)效果更為明顯。
本發(fā)明通過混合木粉、木質(zhì)纖維粉、無堿性短切玻璃纖維的協(xié)效復(fù)配作用，形成高強(qiáng)度的空間排布結(jié)構(gòu)以及規(guī)則層狀結(jié)構(gòu)，再通過甘露醇、硅烷偶聯(lián)劑的作用增強(qiáng)其連接強(qiáng)度。通過對本發(fā)明斷面形貌的觀察，各組分的相界面模糊，存在包裹與被包裹的連接方式，同時還存在部分孔洞，說明甘露醇、硅烷偶聯(lián)劑可有效改善混合木粉與木質(zhì)纖維粉、無堿性短切玻璃纖維之間的界面結(jié)合，但粒徑較大的纖維之間容易搭橋，使得纖維與纖維之間以及纖維與基體之間易產(chǎn)生孔隙，進(jìn)而減弱了結(jié)合力的作用，因此本發(fā)明中通過采用不同粒徑的纖維搭配，避免材料在受力時產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象；同時通過聚苯并雙噁唑纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，提高其彈性模量和靜曲強(qiáng)度。
本發(fā)明提供一種采用玻璃纖維的新型木材材料，本發(fā)明能夠具備高強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長。
本發(fā)明采用煅燒后的木質(zhì)纖維粉末與混合木粉末配合，可以避開其易開裂、出油、易溶、受溫度濕度影響大的缺點(diǎn)，更好的發(fā)揮各組分的性能優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種新型木材材料，由復(fù)合芯板1和強(qiáng)化板2貼合而成，所述復(fù)合芯板1的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：27份；
木質(zhì)纖維粉：20份；
無堿性短切玻璃纖維：15份；
高密度聚乙烯：6份；
聚苯并雙噁唑纖維12份；
玄武巖纖維：20份；
甘露醇：19份；
硅烷偶聯(lián)劑10份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為130微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為135微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為600um。
進(jìn)一步的，所述無堿性短切玻璃纖維的長度為6mm，直徑為15um。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2包括碳納米管強(qiáng)化的鈦合金板。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2與復(fù)合芯板1之間通過膠黏劑結(jié)合制備成復(fù)合木板成品。
將本發(fā)明制備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的木材，其彈性模量為3.12╳10^5mpa，靜曲強(qiáng)度354mpa。
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高且硬度大等特點(diǎn)，選擇玻璃纖維作為木塑復(fù)合材料的改性填料，一方面在于纖維材料對復(fù)合材料的增強(qiáng)效果比顆粒狀無機(jī)填料的好；另一方面是希望能利用玻璃纖維的特性彌補(bǔ)木塑復(fù)合材料在應(yīng)用過程中易于出現(xiàn)的缺陷，使復(fù)合材料在具有良好性能的同時，降低材料的生產(chǎn)成本。此外，根據(jù)纖維的增強(qiáng)原理，只有纖維長度在臨界長度以上時才能充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用。在成型工藝允許的條件下，選擇較長的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時，增強(qiáng)效果更為明顯。
本發(fā)明通過混合木粉、木質(zhì)纖維粉、無堿性短切玻璃纖維的協(xié)效復(fù)配作用，形成高強(qiáng)度的空間排布結(jié)構(gòu)以及規(guī)則層狀結(jié)構(gòu)，再通過甘露醇、硅烷偶聯(lián)劑的作用增強(qiáng)其連接強(qiáng)度。通過對本發(fā)明斷面形貌的觀察，各組分的相界面模糊，存在包裹與被包裹的連接方式，同時還存在部分孔洞，說明甘露醇、硅烷偶聯(lián)劑可有效改善混合木粉與木質(zhì)纖維粉、無堿性短切玻璃纖維之間的界面結(jié)合，但粒徑較大的纖維之間容易搭橋，使得纖維與纖維之間以及纖維與基體之間易產(chǎn)生孔隙，進(jìn)而減弱了結(jié)合力的作用，因此本發(fā)明中通過采用不同粒徑的纖維搭配，避免材料在受力時產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象；同時通過聚苯并雙噁唑纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，提高其彈性模量和靜曲強(qiáng)度。
本發(fā)明提供一種采用玻璃纖維的新型木材材料，本發(fā)明能夠具備高強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長。
本發(fā)明采用煅燒后的木質(zhì)纖維粉末與混合木粉末配合，可以避開其易開裂、出油、易溶、受溫度濕度影響大的缺點(diǎn)，更好的發(fā)揮各組分的性能優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例2
一種新型木材材料，由復(fù)合芯板1和強(qiáng)化板2貼合而成，所述復(fù)合芯板1的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：22份；
木質(zhì)纖維粉：29份；
無堿性短切玻璃纖維：11份；
高密度聚乙烯：9份；
聚苯并雙噁唑纖維9份；
玄武巖纖維：16份；
甘露醇：21份；
硅烷偶聯(lián)劑7份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為150微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為160微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為750um。
進(jìn)一步的，所述無堿性短切玻璃纖維的長度為8mm，直徑為18um。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2包括碳納米管強(qiáng)化的鈦合金板。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2與復(fù)合芯板1之間通過膠黏劑結(jié)合制備成復(fù)合木板成品。
將本發(fā)明制備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的木材，其彈性模量為2.36╳10^5mpa，靜曲強(qiáng)度319mpa。
實(shí)施例3
一種新型木材材料，由復(fù)合芯板1和強(qiáng)化板2貼合而成，所述復(fù)合芯板1的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：34份；
木質(zhì)纖維粉：16份；
無堿性短切玻璃纖維：19份；
高密度聚乙烯：4份；
聚苯并雙噁唑纖維16份；
玄武巖纖維：16份；
甘露醇：21份；
硅烷偶聯(lián)劑7份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為100微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為120微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為500um。
進(jìn)一步的，所述無堿性短切玻璃纖維的長度為5mm，直徑為13um。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2包括碳納米管強(qiáng)化的鈦合金板。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2與復(fù)合芯板1之間通過膠黏劑結(jié)合制備成復(fù)合木板成品。
將本發(fā)明制備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的木材，其彈性模量為2.17╳10^5mpa，靜曲強(qiáng)度309mpa。
實(shí)施例4
一種新型木材材料，由復(fù)合芯板1和強(qiáng)化板2貼合而成，所述復(fù)合芯板1的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：25份；
木質(zhì)纖維粉：18份；
無堿性短切玻璃纖維：13份；
高密度聚乙烯：5份；
聚苯并雙噁唑纖維11份；
玄武巖纖維：19份；
甘露醇：17份；
硅烷偶聯(lián)劑9份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為140微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為150微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為650um。
進(jìn)一步的，所述無堿性短切玻璃纖維的長度為8mm，直徑為18um。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2包括碳納米管強(qiáng)化的鈦合金板。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2與復(fù)合芯板1之間通過膠黏劑結(jié)合制備成復(fù)合木板成品。
將本發(fā)明制備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的木材，其彈性模量為2.58╳10^5mpa，靜曲強(qiáng)度335mpa。
實(shí)施例5
一種新型木材材料，由復(fù)合芯板1和強(qiáng)化板2貼合而成，所述復(fù)合芯板1的原料及各原料的重量份數(shù)為：
混合木粉：28份；
木質(zhì)纖維粉：22份；
無堿性短切玻璃纖維：16份；
高密度聚乙烯：7份；
聚苯并雙噁唑纖維14份；
玄武巖纖維：21份；
甘露醇：20份；
硅烷偶聯(lián)劑11份；
所述混合木粉為楊木、桉木、榆木制造產(chǎn)品時的下腳料分別研磨成的粉末，并按照m楊木粉:m桉木粉:m榆木粉=1:2:2混合得到，顆粒度大小為120微米；
所述玄武巖纖維的顆粒度大小為130微米；
所述聚苯并雙噁唑纖維為粉末顆粒，顆粒度大小為550um。
進(jìn)一步的，所述無堿性短切玻璃纖維的長度為5mm，直徑為13um。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2包括碳納米管強(qiáng)化的鈦合金板。
進(jìn)一步的，所述強(qiáng)化板2與復(fù)合芯板1之間通過膠黏劑結(jié)合制備成復(fù)合木板成品。
將本發(fā)明制備得到密度為0.5g/cm2、厚度為25mm的木材，其彈性模量為2.63╳10^5mpa，靜曲強(qiáng)度361mpa。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。需注意的是，本發(fā)明中所未詳細(xì)描述的技術(shù)特征，均可以通過任一現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。