木質(zhì)復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種適合生產(chǎn)軸承零件的木質(zhì)復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]材料皮重代表了承受彎曲的軸承零件的一個(gè)重要的材料參數(shù)。由于皮重會引起輕微的翹曲，所以低密度且有足夠高強(qiáng)度和剛度的材料比同樣機(jī)械性能但高密度的材料更有優(yōu)勢。
[0003]當(dāng)同時(shí)保持剛度和強(qiáng)度不變時(shí)，密度的降低關(guān)聯(lián)的材料重量的減少常在人體工程學(xué)和物流當(dāng)中帶來許多好處。較輕的重量所關(guān)聯(lián)的性能優(yōu)勢和成本節(jié)省于最基礎(chǔ)的工作便得以見得(例如人工操作，設(shè)計(jì)以及運(yùn)輸和移動設(shè)備時(shí)的能量消耗)，并持續(xù)在每個(gè)階段的操作中或后來的處理程序中，直至使用完畢(例如結(jié)構(gòu)部分的組裝)，甚至有可能持續(xù)至最后廢棄。
[0004]在近些年中，人們不斷致力于降低木質(zhì)復(fù)合材料的密度。幾乎所有輕型木架結(jié)構(gòu)的一個(gè)基本的想法是多層三明治夾芯結(jié)構(gòu)，其中強(qiáng)或硬的材料或固體木質(zhì)物件能夠在材料邊緣區(qū)域吸收壓力和拉力，而在中間層能主要傳送剪切力和法向力。
[0005]因此，現(xiàn)在通過新的發(fā)展和改進(jìn)，在市場上已經(jīng)出現(xiàn)了幾十年的紙基蜂窩板正在木材產(chǎn)業(yè)中經(jīng)歷著復(fù)興。盡管這些材料是低密度的，但是它們的機(jī)械性能和耐水性不足，所以并不能用于軸承上。
[0006]材料性能的提高可以通過三明治夾芯結(jié)構(gòu)和泡沫狀芯體的輕量材料來實(shí)現(xiàn)。然而，由于在低密度中間層上有高剪切負(fù)荷，所以，在彎曲負(fù)荷時(shí)，低剪切強(qiáng)度會導(dǎo)致嚴(yán)重的變形。此外，力學(xué)性能對于作為軸承零件的使用也幾乎是不夠的。
[0007]目前，在生產(chǎn)由長纖維和粘合劑組成的木質(zhì)復(fù)合材料時(shí)，繩股狀的、微粒狀的或者纖維的木料會與粘合劑嵌入，并隨后通過壓縮沖壓工藝進(jìn)行壓縮，粘合劑被熱處理的壓板固化。此過程導(dǎo)致了材料顯著的壓縮，在沖壓板的邊緣區(qū)域尤為明顯。因此，傳統(tǒng)的面板材料，如硬質(zhì)板、纖維板、定向刨花板等，以及特殊的木質(zhì)材料如Q u e t s c h h ο I z、重組木、TimTek、Srimtec、SST等在整個(gè)面板厚度中存在或多或少不同密度剖面的情況。為了使得基本上不存在密度剖面，所有的材料應(yīng)該經(jīng)過強(qiáng)力壓縮的加工，或是使用具有非常低密度的面板材料(例如，輕量木絲板，低密度纖維板等)。但是這些材料由于其強(qiáng)度值較低，所以不能用作軸承的材料。
[0008]正如前文所釋，傳統(tǒng)板材和例如Quetschhol z、重組木、TimTek、Srimtec、SST等的特殊木材的木構(gòu)件均在生產(chǎn)中經(jīng)過了強(qiáng)力壓縮。除了密度的增加，此沖壓加工也與木材的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的壓縮(癟泡)有關(guān)。如果吸收水分，木材強(qiáng)吸濕性和細(xì)胞壁的膨脹可以部分逆轉(zhuǎn)這種變形。然而，這會引起壓縮部分的膨脹，同樣整個(gè)面板材料也會膨脹。
[0009]此外，由于邊緣區(qū)的壓縮，我們很難用這種方法將熱量引入到材料的內(nèi)部來用于固化面板材料。出于這個(gè)原因，這些方法一般依靠蒸汽的沖擊，以保證足夠的熱量運(yùn)輸。然而，為了利用蒸汽沖擊，長纖維和/或粘合劑必須有足夠的(剩余的)水分。如果沒有蒸汽沖擊，面板生產(chǎn)的技術(shù)實(shí)施一定是困難的(特別是在低密度面板材料的情況下)。
[0010]盡管經(jīng)歷了大量的嘗試，市場上也沒有既結(jié)合了低的密度與剛度并適合于軸承元件，又避免了生產(chǎn)中壓縮帶來的缺點(diǎn)的木質(zhì)復(fù)合材料。因此本發(fā)明就是為了制作符合上述特點(diǎn)的木質(zhì)復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]木質(zhì)復(fù)合材料，所述木質(zhì)復(fù)合材料的密度為200-550kg/m3，優(yōu)選300_550kg/m3，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 789在4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中測量的剛度為4，000-12 ,OOOMPa，優(yōu)選5，000-12，OOOMPa，特別優(yōu)選6，000-12, OOOMPa，所述木質(zhì)復(fù)合材料包含長徑比(長度的纖維和厚度比)大于30的長纖維和表征為泡沫結(jié)構(gòu)的粘合劑;所述粘合劑主要是微細(xì)孔泡沫結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的是80%的孔具有大小為600μπι的孔徑；所使用的粘合劑在自由發(fā)泡時(shí)，可形成密度為30-300kg/m3的泡沫體，優(yōu)選密度為80-200kg/m3 ；聚氨酯體系用作粘合劑。
[0012]使用本發(fā)明所述的木質(zhì)復(fù)合材料，對下述產(chǎn)品尤其有利:由于這類產(chǎn)品用于外部的非保護(hù)目的，除重量之外，還要在接觸水分時(shí)的尺寸穩(wěn)定性以及強(qiáng)度和剛度的保留。上述的產(chǎn)品包括:
[0013]--模板產(chǎn)品，如模板主梁和部分物件，如法蘭或筋板，
[0014]一一涂層的或無涂層的平板和部分物件，如中間層或頂層，
[0015]一一工作平面臺和防護(hù)腳手架，
[0016]一一圓形或扁平形狀的1-，2_或3-維的模板產(chǎn)品，用于創(chuàng)建或支承模板面，
[0017]--損耗模板(lost formwork)或仍保留在結(jié)構(gòu)中的部分。
[0018]使用本發(fā)明所述的木質(zhì)復(fù)合材料可以惠及一下產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括:
[0019]一一由固體物質(zhì)制成的木結(jié)構(gòu)建筑梁，或具有空腔，或其中部件如法蘭或筋板(優(yōu)點(diǎn):輕重量，性能均一且沒有薄弱點(diǎn)，例如實(shí)木中的節(jié)點(diǎn)；也可生產(chǎn)橫梁(I型梁或其它優(yōu)化的類似金屬梁橫截面的梁))，
[0020]一一木結(jié)構(gòu)板和用于家具的結(jié)構(gòu)板(優(yōu)點(diǎn):在有關(guān)靜電、膨脹、防潮性上，性能與膠合板相像，還有很輕的重量和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)能力)，
[0021]一一木材結(jié)構(gòu)板的部分(頂層，中間層)，
[0022]—一主要垂直于纖維方向的中間層，所述中間層是從木塊中生產(chǎn)的，以平行于纖維的方向，通過垂直于纖維方向切割(優(yōu)點(diǎn):重量輕，幾乎沒有厚度膨脹，經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)(如波薩輕木端紋替代品))，
[0023]一一由特別輕的長纖維中間層構(gòu)成的三明治夾芯板，具有由合適材料制成的承重頂層，如薄木板、膠合板甚至亞克力面板，具有垂直或平木紋的中間層，
[0024]一一“厚木面板” 一適于墻壁和天花板的均勻的平板材料，厚度為5厘米到大于20厘米(優(yōu)點(diǎn):重量、隔熱、靜電、耐濕性)，
[0025]—一有空腔的厚木面板(優(yōu)點(diǎn):見上文，重量更輕，節(jié)省材料)
[0026]—一固體材料制成的多個(gè)型材，或具有適于建筑組件、窗戶、門和家具的空腔(優(yōu)點(diǎn):型材生產(chǎn)時(shí)可以沒有材料損失、靜電損失、重量損失)
[0027]一一用于車輛制造的板，梁和型材(優(yōu)點(diǎn):重量、靜電、防潮)
[0028]一一用于車輛制造的木結(jié)構(gòu)的圓形和扁平形的二維和三維成型模具的零件，室內(nèi)裝飾和家具(優(yōu)點(diǎn):可以生產(chǎn)幾乎任何形狀，靜電，重量)。
實(shí)施例
[0029]木質(zhì)復(fù)合材料，所述木質(zhì)復(fù)合材料的密度為200-550kg/m 3，優(yōu)選300-550kg/m3，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 789在4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中測量的剛度為4，000-12 ,OOOMPa，優(yōu)選5，000-12，OOOMPa，特別優(yōu)選6，000-12, OOOMPa，所述木質(zhì)復(fù)合材料包含長徑比(長度的纖維和厚度比)大于30的長纖維和表征為泡沫結(jié)構(gòu)的粘合劑;所述粘合劑主要是微細(xì)孔泡沫結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的是80%的孔具有大小為600μπι的孔徑；所使用的粘合劑在自由發(fā)泡時(shí)，可形成密度為30-300kg/m3的泡沫體，優(yōu)選密度為80-200kg/m3 ；聚氨酯體系用作粘合劑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.木質(zhì)復(fù)合材料，所述木質(zhì)復(fù)合材料的密度為200-550kg/m 3，優(yōu)選300-550kg/m 3，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 789在4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中測量的剛度為4,000-12 ,OOOMPa，優(yōu)選5,000-12 ,OOOMPa，特別優(yōu)選6，000-12，000MPa，所述木質(zhì)復(fù)合材料包含長徑比(長度的纖維和厚度比)大于30的長纖維和表征為泡沫結(jié)構(gòu)的粘合劑;所述粘合劑主要是微細(xì)孔泡沫結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的是80%的孔具有大小為600μπι的孔徑;所使用的粘合劑在自由發(fā)泡時(shí)，可形成密度為30-300kg/m3的泡沫體，優(yōu)選密度為80-200kg/m3;聚氨酯體系用作粘合劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種木質(zhì)復(fù)合材料，該木質(zhì)復(fù)合材料有200-550kg/m3的密度和4000-12000MPa的剛度，所述剛度是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN789的4點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)測得的。所述木質(zhì)復(fù)合材料包含長纖維和粘合劑，長纖維的瘦長系數(shù)大于30，而粘合劑有泡沫結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】C08L97/02, C08J9/00, C08L75/04
【公開號】CN105504848
【申請?zhí)枴緾N201510869389
【發(fā)明人】劉照萍
【申請人】重慶重通成飛新材料有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月2日