專利名稱：浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材及制造方法，以速生樹種木材為原料，屬于人造板與復(fù)合材料制造工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在建筑領(lǐng)域，木質(zhì)材料被廣泛使用，尤其是工程木質(zhì)復(fù)合材料，如用于建筑托梁，屋頂衍架、工字梁構(gòu)件、結(jié)構(gòu)框架和地板系統(tǒng)中。隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，尤其是隨著木結(jié)構(gòu)建筑的推廣與發(fā)展，木質(zhì)結(jié)構(gòu)材的供需矛盾日趨突出。我國大徑級天然林木材資源嚴(yán)重短缺，但是我國速生林木材資源豐富。利用速生木材制造單板層積材是一種高效高附加值利用的有效途徑。單板層積材是將木材單板沿順紋方向平行組坯層積膠合而成的一種木質(zhì)復(fù)合材料，根據(jù)其物理力學(xué)性能的不同，分為結(jié)構(gòu)用單板層積和非結(jié)構(gòu)用單板層積材。楊樹等人工林速生樹種木材由于其生長速度快，材質(zhì)松軟，故而木材密度低、強(qiáng)度差。目前，企業(yè)用此類速生樹種木材制造的單板層積材多數(shù)達(dá)不到結(jié)構(gòu)用單板層積材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，限制了其在建筑工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，只能用于家具制造和室內(nèi)裝修等非結(jié)構(gòu)材領(lǐng)域，產(chǎn)品附加值較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材及制造方法，其目的旨在針對人工速生林木材存在的缺陷，采用該方法制造的單板層積材可達(dá)到我國結(jié)構(gòu)用單板層積材標(biāo)準(zhǔn)的要求，替代高等級實(shí)木鋸材應(yīng)用于建筑工程結(jié)構(gòu)和重型機(jī)電包裝等領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材，其結(jié)構(gòu)是表層、底層是浸漬壓縮后的單板，表層與底層間是8-11層厚度3. 0-4. Omm的楊木單板?；虮韺?、底層是浸漬未壓縮單板，表層的下層及底層的上層是浸漬壓縮后的單板，兩浸漬壓縮后的單板間是6層厚度3. Omm的楊木單板。表層二層和底層二層是浸漬未壓縮單板，浸漬未壓縮單板間是若干層楊木單板。浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材的制造方法，其特征包括如下工藝一、將速生楊木段經(jīng)旋切機(jī)旋切制取厚度為2. 0 4. Omm的單板；二、將單板干燥干燥至含水率6% 10% ；三、將部分干燥后的單板(3. Omm 4. Omm)放入酚醛樹脂膠或脲醛樹脂膠中浸漬， 浸漬用膠液濃度范圍為15% 30%，浸漬時(shí)間30min 90min。浸漬后單板重新干燥至含水率8% 10%，存放待用。四、將浸漬干燥后的單板放入平板壓機(jī)中進(jìn)行高溫壓縮。熱板溫度為130°C 150°C，壓縮時(shí)間為l.Omin 5. Omin，單板壓縮率為30% 50%。高溫壓縮結(jié)束后，取出， 冷卻至室溫存放。五、單板涂施酚醛樹脂(或脲醛樹脂)膠，單面涂膠量為150 220g/m2 ；
六、涂膠單板進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)10-15層，組坯方式是板坯上下兩個(gè)表面各為一層或二層浸漬壓縮后的單板，中間8層或11層為厚度3. Omm或4. Omm的楊木單板；所有單板順紋組坯，組成的板坯在室溫下陳放30-60mim ；七、按上述方式組成的板坯在室溫下陳放30 60min。八、陳化之后的板坯放入熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為150°C 180°C，熱壓時(shí)間為40 90s/mm板厚，單位壓力為1. 5 3. OMpa ；九、將壓制好的單板層積材從熱壓機(jī)中取出，自然冷卻，即得浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用速生木材制得的厚單板為原料，制造出浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材，該產(chǎn)品強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好，物理力學(xué)性能可滿足我國結(jié)構(gòu)用單板層積材標(biāo)準(zhǔn)的要求，完全可以替代優(yōu)質(zhì)實(shí)木鋸材應(yīng)用于建筑工程結(jié)構(gòu)、高等級水泥混凝土模板以及重型機(jī)電包裝材料等。既高效綜合利用速生木材，又節(jié)省天然木材資源采伐，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境；人工速生材通過本特殊的加工方法制成單板層積材后，大大提高了產(chǎn)品的附加值， 同時(shí)緩解了國內(nèi)市場對大徑級天然林木材的供求矛盾，有利于實(shí)施天然林保護(hù)工程，有利于促進(jìn)我國林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。附

圖1是浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的1是浸漬壓縮后的單板、2是楊木單板、3是浸漬未壓縮單板。
具體實(shí)施例方式對照附圖1，其結(jié)構(gòu)是表層、底層是浸漬壓縮后的單板1，表層與底層間是8-11層厚度3. 0-4. Omm的楊木單板2。對照附圖2，其結(jié)構(gòu)是表層、底層是浸漬未壓縮單板3，表層的下層及底層的上層是浸漬壓縮后的單板1，兩浸漬壓縮后的單板1間是6層厚度3. Omm的楊木單板2。對照附圖3，其結(jié)構(gòu)是表層二層和底層二層是浸漬未壓縮單板3，浸漬未壓縮單板 3間是若干層楊木單板2。浸漬單板或浸漬壓縮單板作為單板層積材板坯的表層和次表層，或者板坯的所有層，用于提高單板層積材的彈性模量和靜曲強(qiáng)度。實(shí)施例1 速生楊木段經(jīng)旋切機(jī)旋切制得厚度為2. 0 4. Omm的單板，并干燥至含水率6% 10% ；取部分厚度為4. Omm的楊木單板放入重量濃度為15 %的浸漬用酚醛樹脂膠中浸漬30min，取出干燥至含水率10% ；然后將浸漬后的單板放入平板熱壓機(jī)中高溫壓縮，熱板溫度150°C，壓縮時(shí)間 5. Omin，單板壓縮率50%，取出冷卻至室溫；單板涂施酚醛樹脂膠，單面涂膠量為150g/m2 ；涂膠單板進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)10層，組坯方式是板坯上下兩個(gè)表面各為一層浸漬壓縮后的單板，中間8層為厚度3. Omm的楊木單板；所有單板均順紋組坯，組成的板坯在室溫下陳放30mim ；然后送入熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度150°C，熱壓時(shí)間為50s/mm板厚，熱壓壓力為 1. 5MPa ；將壓制好的單板層積材從熱壓機(jī)中取出，自然冷卻；制得的單板層積材其彈性模量為8. 5GPa，靜曲強(qiáng)度為31. OMPa0實(shí)施例2 速生楊木段經(jīng)旋切機(jī)旋切制得厚度為2. 0 4. Omm的單板，并干燥至含水率6% 10% ；取部分2. Omm的楊木單板放入重量濃度為25 %的浸漬用酚醛樹脂膠中浸漬 60min，取出干燥至含水率10% ；未浸漬單板涂施酚醛樹脂膠，單面涂膠量為150g/m2 ；涂膠單板進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)15層，組坯方式是板坯上下兩面各為2層酚醛膠浸漬單板，中間11層均為厚度4. Omm的楊木單板；所有單板順紋組坯，組成的板坯在室溫下陳放45mim ；然后送入熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度180°C，熱壓時(shí)間為50s/mm板厚，熱壓壓力為2. 5MPa ；將壓制好的單板層積材從熱壓機(jī)中取出，自然冷卻。制得的單板層積材其彈性模量為9. 6GPa，靜曲強(qiáng)度為35. 2MPa。實(shí)施例3:速生楊木段經(jīng)旋切機(jī)旋切制得厚度為2. 0 4. Omm的單板，并干燥至含水率6 % 10% ；取部分4. Omm的楊木單板放入重量濃度為30%的用脲醛樹脂膠中浸漬90min，取出干燥至含水率10% ；然后將浸漬后的單板放入平板熱壓機(jī)中高溫壓縮，熱板溫度130°C，壓縮時(shí)間 1. Omin，單板壓縮率30%，取出冷卻至室溫；取部分2. Omm的楊木單板放入重量濃度為2 5 %的浸漬用酚醛樹脂膠中浸漬 60min，取出干燥至含水率10% ；將未浸膠單板涂施酚醛樹脂膠，單面涂膠量為220g/m2 ；涂膠單板進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)10層，組坯方式是板坯上下兩個(gè)表層為浸漬未壓縮單板，次表層是浸漬壓縮的單板，中間6層采用厚度為3. Omm的楊木單板；所有單板均順紋組坯，組成的板坯在室溫下陳放60mim ；然后送入熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度150°C，熱壓時(shí)間為60s/mm板厚，熱壓壓力為 3. OMPa ；將壓制好的單板層積材從熱壓機(jī)中取出，自然冷卻。制得的單板層積材其彈性模量為12. OGPa，靜曲強(qiáng)度為51. 5MPa。實(shí)施例4 速生楊木段經(jīng)旋切機(jī)旋切制得厚度為2. 0 4. Omm的單板，并干燥至含水率6% 10% ；取3. Omm的楊木單板放入重量濃度為25%的浸漬用酚醛樹脂膠中浸漬60min，取出干燥至含水率8% ；
干燥后的浸漬單板直接進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)15層，組坯方式是板坯全部采用酚醛膠浸漬單板，所有單板順紋組坯；組好的板坯送入熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度150°C，熱壓時(shí)間為90s/mm板厚，熱壓壓力為2. 5MPa ；將壓制好的單板層積材從熱壓機(jī)中取出，自然冷卻。制得的單板層積材其彈性模量為14. 5GPa，靜曲強(qiáng)度為103. 6MPa。涂膠單板進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)10層，組坯方式是板坯上下兩個(gè)表層為浸漬未壓縮單板，次表層是浸漬壓縮后的單板，中間6層采用厚度為3. Omm的楊木單板；所有單板均順紋組坯，組成的板坯在室溫下陳放60mim。
權(quán)利要求
1.一種浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材，其特征是表層、底層是浸漬壓縮后的單板，表層與底層間是8-11層厚度3. 0-4. Omm的楊木單板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材，其特征是表層、底層是浸漬未壓縮單板，表層的下層及底層的上層是浸漬壓縮后的單板，兩浸漬壓縮后的單板間是6層厚度3. Omm的楊木單板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材，其特征是表層二層和底層二層是浸漬未壓縮單板，浸漬未壓縮單板間是若干層楊木單板。
4.浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材的制造方法，其特征包括如下工藝一、將速生楊木段經(jīng)旋切機(jī)旋切制取厚度為2.0 4. Omm的單板；二、將單板干燥干燥至含水率6% 10%；三、將部分干燥后的厚度為單板3.Omm 4. Omm放入酚醛樹脂膠或脲醛樹脂膠中浸漬， 浸漬用膠液重量濃度為15% 30%，浸漬時(shí)間30min 90min，浸漬后單板重新干燥至含水率8% 10%，存放待用；四、將浸漬干燥后的單板放入平板壓機(jī)中進(jìn)行高溫壓縮。熱板溫度為130°C 150°C， 壓縮時(shí)間為1. Omin 5. Omin,單板壓縮率為30% 50%，高溫壓縮結(jié)束后，取出，冷卻至室溫存放；五、未浸漬單板涂施酚醛樹脂或脲醛樹脂膠，單面涂膠量為150 220g/m2；六、涂膠單板進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)10-15層，組坯方式是板坯上下兩個(gè)表面各為一層或二層浸漬壓縮后的單板，中間8層或11層為厚度3. Omm或4. Omm的楊木單板；所有單板順紋組坯，組成的板坯在室溫下陳放30-60mim ；七、按上述方式組成的板坯在室溫下陳放30 60min；八、陳化之后的板坯放入熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為150°C 180°C，熱壓時(shí)間為 40 90s/mm板厚，單位壓力為1. 5 3. OMpa ；九、將壓制好的單板層積材從熱壓機(jī)中取出，自然冷卻，即得浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材的制造方法，其特征是涂膠單板進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)10層，組坯方式是板坯上下兩個(gè)表層為浸漬未壓縮單板，次表層是浸漬壓縮后的單板，中間6層采用厚度為3. Omm的楊木單板；所有單板均順紋組坯，組成的板坯在室溫下陳放60mim。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材的制造方法，其特征是干燥后的浸漬單板直接進(jìn)行人工組坯，板坯層數(shù)15層，組坯方式是板坯全部采用酚醛膠浸漬后的單板，所有單板順紋組坯。
全文摘要
本發(fā)明是一種浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材及其制造方法，其結(jié)構(gòu)是由浸漬單板或/和浸漬壓縮單板以及木質(zhì)單板構(gòu)成，其中浸漬單板或浸漬壓縮單板作為單板層積材板坯的表層和次表層，或者板坯的所有層，用于提高單板層積材的彈性模量和靜曲強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)采用速生木材制得的厚單板為原料，制造出浸漬壓縮單板增強(qiáng)單板層積材，該產(chǎn)品強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好，物理力學(xué)性能可滿足我國結(jié)構(gòu)用單板層積材標(biāo)準(zhǔn)的要求，完全可以替代優(yōu)質(zhì)實(shí)木鋸材應(yīng)用于建筑工程結(jié)構(gòu)、高等級水泥混凝土模板以及重型機(jī)電包裝材料等。既高效綜合利用速生木材，又節(jié)省天然木材資源采伐，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境；提高了產(chǎn)品的附加值，緩解了國內(nèi)市場對大徑級天然林木材的供求矛盾。
文檔編號B32B21/14GK102179842SQ20111004910
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者周定國, 周曉燕, 崔舉慶, 張洋, 徐信武, 梅長彤, 潘明珠 申請人:南京林業(yè)大學(xué)