一種三維立體蘆竹復(fù)合材料板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬?gòu)?fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維立體蘆竹復(fù)合材料板。
【背景技術(shù)】
[0002] 蘆竹（nalgrass)是一種多年生高大的叢生草本植物，莖干直立挺拔，高達(dá)2-6米， 莖粗2-3cm，一年至一年半達(dá)到成熟期，產(chǎn)量高于多年生的竹子和木材，也高于稻草、麥秸和 蘆葦。蘆竹的外形類似于蘆葦，但強(qiáng)度和硬度顯著高于蘆竹，其莖的外壁組織含有許多高硅 化的細(xì)胞，非常硬，具有較好的力學(xué)性能。同時(shí)，蘆竹的纖維含量很高，纖維較長(zhǎng)，通常作為 理想的造紙?jiān)?。在我?guó)的分布范圍廣，北起遼寧，南至廣西，生產(chǎn)量最多的是江蘇、浙江一 帶。蘆竹具有良好的適應(yīng)力，易于生長(zhǎng)和繁衍。
[0003] 有幾種為人們所熟知的使用纖維材料和織物來(lái)生產(chǎn)復(fù)合材料板和使用木片、竹板 和其他木材加工廢料生產(chǎn)刨花板的方法。特別是木基復(fù)合板和竹基材料板廣泛用于建筑結(jié) 構(gòu)物與家具制造方面。這些均屬于"復(fù)合材料"范疇，均為將填料（木、竹纖維）埋在粘合 劑基料中。但這些刨花復(fù)合材料板具有力學(xué)性能較差的缺點(diǎn)。而普通疊層竹木復(fù)合板的層 與層之間采用粘結(jié)劑粘結(jié)，在彎曲時(shí)，極易產(chǎn)生分層破環(huán)，且防水性能及耐腐蝕性能差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 實(shí)用新型目的：為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種具有優(yōu)良的 抗拉伸、抗彎性能，且防水性能、抗化學(xué)腐蝕、抗分層性能高的三維立體蘆竹復(fù)合材料板。
[0005] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的三維立體蘆竹復(fù)合材料板由蘆竹、 多層三維正交預(yù)制體和熱固性樹脂制備而成，所述的多層三維正交預(yù)制體由蘆竹篾片與高 性能紗線采用三維正交機(jī)織工藝織造而成，篾片的層與層之間在厚度方向由高性能纖維捆 綁固結(jié)。
[0006] 具體地，所述的多層三維正交預(yù)制體的經(jīng)向蘆竹篾片和煒向蘆竹篾片為90度疊 層，厚度方向上采用高性能纖維紗線進(jìn)行貫穿捆綁，形成一體的多層三維正交結(jié)構(gòu)預(yù)制體。
[0007] 優(yōu)選地，所述的的高性能纖維紗線為直徑為500-1000D的芳綸纖維、超高分子量 聚乙烯纖維和PB0纖維紗線中的任意一種或幾種的混合物。
[0008] 優(yōu)選地，所述的蘆竹篾片通過(guò)如下方法制備：采伐的新鮮1. 5年成熟蘆竹，去除蘆 竹干上的雜物，并截成〇. 6~0. 8米的蘆竹段，將蘆竹段破蔑，展平加工成蘆竹篾片；然后將 得到的蘆竹篾片進(jìn)行干燥，使其含水率為8~10% ;最后將干燥后的蘆竹篾片刨加工成規(guī) 格的蘆竹篾片。
[0009] 優(yōu)選地，所述熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂中的任意一種。 更優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂的實(shí)例為雙酚A型環(huán)氧樹脂或脂環(huán)族環(huán)氧樹脂中的任意一種，所 述的不飽和聚酯樹脂的實(shí)例為191#通用型不飽和聚酯樹脂、198#耐熱型不飽和聚酯樹脂 和3200#耐腐蝕不飽和聚酯樹脂中的任意一種，所述酚醛樹脂的實(shí)例為阻燃型NR9400。
[0010] 本實(shí)用新型還提出了上述三維正交蘆竹復(fù)合材料板的成型方法，包括如下步 驟：首先將多層三維正交預(yù)制體放入常溫等離子處理機(jī)進(jìn)行復(fù)合材料界面處理，然后采 用VARTM工藝，采用真空袋將處理好的預(yù)制體進(jìn)行密封包裹，進(jìn)行抽真空，真空度為30~ l〇〇Pa，將熱固性樹脂在負(fù)壓作用下完全浸漬預(yù)制體，在80~140°C下加熱固化復(fù)合制成三 維正交的復(fù)合材料板。
[0011] 優(yōu)選地，所述熱固性樹脂在使用前按照工藝配比與固化劑混合配制，進(jìn)行攪拌充 分混合后，經(jīng)抽真空去除氣泡，靜置后使用。
[0012] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的蘆竹復(fù)合材料板板為整體結(jié)構(gòu)，在厚度 方向上采用高性能纖維紗線進(jìn)行捆綁，整體性好，彌補(bǔ)了單純采用粘合劑粘合時(shí)易于分層 的缺點(diǎn)，增加了層間結(jié)合力，復(fù)合材料板的抗分層性能高。經(jīng)等離子表面處理后，增加了預(yù) 制體表面的活性基團(tuán)數(shù)量和表面粗糙度，提高了預(yù)制體與樹脂的界面結(jié)合強(qiáng)度，不易脫粘， 復(fù)合板的整體力學(xué)性能高。采用熱固性樹脂復(fù)合包覆后，利用熱固性樹脂的防水、耐腐蝕和 耐磨的特性，對(duì)蘆竹/纖維增強(qiáng)體起到了很好的保護(hù)左右。與傳統(tǒng)的木材刨花板和疊層板 相比，整體性好，成本低，具有優(yōu)良的抗拉、抗彎強(qiáng)度，防水、耐磨、耐腐蝕。可以作為木竹質(zhì) 板的替代品，用于人造板、墻體裝飾材料、家具和建筑板材等。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為多層三維正交預(yù)制體，2為熱固性樹 脂；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型的多層三維正交預(yù)制體的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，101為經(jīng)向（X方 向）蘆竹篾片；102為煒向（Y方向）蘆竹篾片，103為高性能纖維紗線。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本實(shí)用新型提出了一種三維立體蘆竹復(fù)合材料板及其成型方法，采用的技術(shù)方案 如下：
[0016] 新鮮成熟蘆竹采集后，去除蘆竹干上的雜物，并截成0. 6~0. 8米的竹段，將蘆竹 段破蔑，展平加工成蘆竹篾片；將蘆竹篾片進(jìn)行干燥，含水率為8~10% ;將干燥后的蘆竹 篾片刨加工成規(guī)格的蘆竹篾片，備用。
[0017] 在三維正交織機(jī)上，在經(jīng)向和煒向上排列蘆竹篾片，按照設(shè)計(jì)要求經(jīng)向?yàn)镹層，煒 向?yàn)镹+1層，Z向（厚度方向）上采用高強(qiáng)纖維紗線103,并通過(guò)開口裝置將Z向用高強(qiáng)纖 維紗線103貫穿織物上下層，對(duì)排列好的經(jīng)煒向蘆竹篾片進(jìn)行捆綁固定，形成一體的三維 正交機(jī)織預(yù)制體。
[0018] 將織好的三維立體預(yù)制體放入常溫等離子體處理機(jī)進(jìn)行表面處理，經(jīng)過(guò)等離子體 處理后，將處理好的預(yù)制件放入真空袋進(jìn)行密封，采用VARTM工藝，熱固性樹脂在負(fù)壓作用 下完全浸潤(rùn)預(yù)制體，經(jīng)加熱固化后，形成復(fù)合材料。
[0019] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0020] 實(shí)施例1 :制作四層環(huán)氧蘆竹復(fù)合材料層合板。
[0021] 本實(shí)例步驟如下：
[0022] (1)采集1年生的新鮮成熟蘆竹進(jìn)行采伐，去除蘆竹干上的雜物，并截成0. 6米的 蘆竹段，將蘆竹段破蔑，展平加工成蘆竹篾片；然后將得到的蘆竹篾片進(jìn)行干燥，使其含水 率為8~10% ;最后將干燥后的蘆竹篾片刨加工成規(guī)格的蘆竹篾片，厚度為2mm。
[0023] (2)將展平的蘆竹板在經(jīng)向上水平鋪設(shè)三層，在煒向上鋪設(shè)四層，采用1000D的 Twaro#芳綸長(zhǎng)絲紗線作為Z向紗線，密度為1. 45g/cm3,拉伸模量為116GPa，拉伸強(qiáng)度為 200cN/teX。經(jīng)過(guò)開口裝置開口，對(duì)正交排列的蘆竹篾片在厚度方向上進(jìn)行捆綁，形成三