CN108127748A - 一种以麻纤维增强的杨木单板层积材 - Google Patents

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Abstract

一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，为了解决现有杨木单板层积材物理力学性能较低，无法应用在高层大跨度木结构工程领域的问题，以及现有增强杨木单板层积材方法的缺陷，尤其是无机纤维增强杨木单板层积材的不可再生和密度较大的问题，进而提出一种以麻纤维增的强杨木单板层积材。具有杨木单板层、胶接层和纤维层，所述杨木单板层至少为两个，每个所述杨木单板层的厚度为0.5mm～5mm，所述纤维层具有麻纤维，且所述麻纤维经过加捻制成麻纤维线，所述麻纤维线包括经向的麻纤维线和纬向的麻纤维线，并对麻纤维适当改性处理，所述胶接层部分渗入并连接所述单板层和所述纤维层。该板材可做为主要承重材料在建筑、桥梁、包装运输等领域有广泛的应用前景。

Description

一种以麻纤维增强的杨木单板层积材
技术领域
本发明属于木制材料领域，涉及一种单板层积材，具体涉及一种以麻纤维增强的杨木单板层积材。
背景技术
单板层积材是人造板领域发展较快的复合板材之一，目前已广泛应用在建筑及建筑装饰行业，因保护天然林的需要及对原材料经济性的考虑，目前单板层积材的原材料多选用速生材中的杨木。但杨木生长周期短，幼龄材比例较大，材质较松软，物理力学性能较差，导致传统杨木单板层积材无法适应高层、大跨度木结构建筑及轻质高强物流包装材料的发展，因此提高杨木单板层积材的力学性能使之能够适用于高层、大跨距木结构建筑及用作现代物流包装材料，具有重要的现实意义和经济价值，在优质木材资源短缺的前提下提升杨木单板层积材的性能更是迫在眉睫。
现有增强杨木单板层积材性能的方法主要有单板浸渍改性处理、竹木材混合以及加压密实化处理等。其中单板浸渍改性处理会消耗大量热固性胶粘剂和改性剂，不仅增加产品制造成本还可能引入污染物；竹木材混合和加压密实化处理都会大幅度提高单板层积材的密度，造成其质量过重，提高建筑的危险系数。
虽然也存在以玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维等无机纤维材料进行复合材料增强的现有技术，如公开号为CN104191471A，名称为“一种高强度杨木单板层积材及其制造方法”的中国发明专利申请，公开了以玻璃纤维布与杨木单板复合制造的层积材，但这种层积材成本高，工艺复杂，且具有一个重要缺陷——引入了无机纤维，增加了该层积材的重量。更为重要的是，由于采用无机纤维降低了材料的可回收性能，不利于环境保护和资源的循环利用。
发明内容
为了解决现有现有技术中存在的上述问题，提高层积材的力学性能，降低层积材的成本，改善材料的回收性能，为此本发明提供了一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，本发明以杨木单板、麻纤维和热固性胶粘剂为主要原料制得，可做为主要承重材料在建筑、桥梁、包装运输等领域有广泛的应用前景。
本发明所采用的技术方案是：一种以麻纤维增强的杨木单板层积材具有杨木单板层、胶接层和纤维层，所述杨木单板层至少为两个，每个所述杨木单板层的厚度为0.5mm～5mm，所述纤维层具有麻纤维，且所述麻纤维经过加捻制成麻纤维线，所述麻纤维线包括经向的麻纤维线和纬向的麻纤维线，并对麻纤维适当改性处理，所述胶接层部分渗入并连接所述单板层和所述纤维层。
优选的是：所述经向的麻纤维线和/或所述纬向的麻纤维线中至少部分经过表面改性处理，如等离子处理、偶联剂处理、碱处理的一种或几种，使麻纤维表面产生新的活性基团，来增加纤维表面与胶粘剂的界面结合效果，所述胶粘剂层所采用的胶粘剂为热固性胶粘剂；所述热固性胶粘剂施胶量为120g～200g每平方米。
优选的是：所述热固性胶粘剂为脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或几种。
优选的是：所述经向的麻纤维线和所述纬向的麻纤维线以经向配合纬向的循环并相互交叠的交错编织方式编织成平纹麻纤维布，其中径向麻纤维性和纬向麻纤维性之间的配合关系为一经向一纬向循环方式交错编织、一经向二纬向循环方式交错编织、二经向二纬向循环方式交错编织、一经向三纬向循环方式交错编织或二经向三纬向的方式交错编织。
优选的是：所述纤维层中具有一层或多层麻纤维布。
优选的是：所述杨木单板表面经等离子处理；且所述杨木单板的含水量低于5％。
优选的是：所述麻纤维为亚麻纤维、黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维的一种或多种的组合。
优选的是：所述杨木单板层和所述纤维层逐层累积叠加设置，且所述杨木单板层与所述纤维层的总层数为奇数。
优选的是：所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材幅面长度为400mm～2440mm，宽度为400mm～1220mm。
优选的是：所述以麻纤维增强的杨木单板层积材外表面还具有聚烯烃材料覆面层，所述聚烯烃材料覆面层所选用的材料为聚乙烯或聚丙烯中的一种。
采用本发明所述技术方案既实现速生杨木的高值化利用，提高层积材的力学性能，降低层积材的成本，改善材料的回收性能，又能够利用天然麻纤维，实现麻的多种应用方式，可以提高传统杨木单板层积材的产品质量，解决无机纤维增强单板层积材的不可再生及板材质量重的缺陷，拓宽单板层积材的应用领域。
附图说明
图1是本发明以麻纤维增强的杨木单板层积材多层铺装板坯结构示意图；图中各部分含义如下：1单板；2麻纤维。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
具体实施方式1：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，具有杨木单板层、胶接层和纤维层，所述杨木单板层至少为两个，每个所述杨木单板层的厚度为0.5mm～5mm，所述纤维层具有麻纤维，且所述麻纤维经过加捻制成麻纤维线，所述麻纤维线包括经向的麻纤维线和纬向的麻纤维线，并对麻纤维适当改性处理，所述胶接层部分渗入并连接所述单板层和所述纤维层。
本实施方式的技术效果是：既实现速生杨木的高值化利用，又能够利用天然麻纤维，实现麻的多种应用方式，可以提高传统杨木单板层积材的产品质量，解决无机纤维增强单板层积材的不可再生及板材质量重的缺陷，拓宽单板层积材的应用领域；由于所述胶接层部分渗入并连接所述单板层和所述纤维层使得杨木单板层与所述麻纤维之间具有紧密的连接关系，增加了其牢固性和稳定性，宏观上改善了板材的力学性能。
具体实施方式2：结合图1说明本实施方式，所述经向的麻纤维线和/或所述纬向的麻纤维线中至少部分经过表面改性处理，如等离子处理、偶联剂处理、碱处理的一种或几种，使麻纤维表面产生新的活性基团，来增强纤维表面与胶层的粘结效果，所述胶粘剂层所采用的胶粘剂为热固性胶粘剂；所述热固性胶粘剂施胶量为120g～200g每平方米；其他与具体实施方式1相同。
本实施方式的技术效果是：将麻纤维线中至少部分经过表面改性处理，如等离子处理、偶联剂处理、碱处理等，来加强胶粘剂胶结时的强度和韧性，有利于改善板材在胶结时的胶结性能，使得麻纤维线和杨木单板能够有效连接，并使板材的宏观力学性能改善。
具体实施方式3：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述热固性胶粘剂为脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或几种；其他与具体实施方式2相同。
本实施方式的技术效果是：麻纤维是一种力学性能优异的天然纤维，其质量轻、强重比高、抗拉性能好，以麻纤维经向和纬向麻丝编制织物制造杨木单板层积材可以提高传统杨木单板层积材的抗拉性能和强重比；可用于作为工程材料的承重结构材料，拓宽了杨木单板层积材的应用领域。
具体实施方式4：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述经向的麻纤维线和所述纬向的麻纤维线以经向配合纬向并相互交叠的交错编织方式编织成平纹麻纤维布，其中径向麻纤维性和纬向麻纤维性之间的配合关系为一经向一纬向循环方式交错编织、一经向二纬向循环方式交错编织、二经向二纬向循环方式交错编织、一经向三纬向循环方式交错编织或二经向三纬向的方式交错编织；其他与具体实施方式1～3任一项相同。
本实施方式的技术效果是：以经向配合纬向并相互交叠的交错编织方式编织成平纹麻纤维布有利于加大板材的抗撕裂，使板材的强度更高；而采用一经向一纬向、一经向二纬向、二经向二纬向、一经向三纬向或二经向三纬向循环方式交错编织，更有利于提高板材在特定方向上的强度和韧性，使经麻纤维线编织成的麻纤维布能够更好的与热固性胶粘剂结合并具有更优越的力学性能。
具体实施方式5：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述纤维层中具有一层或多层麻纤维布；其他与具体实施方式4相同。
本实施方式的技术效果是：材用具体实施方式4所记载的编织方式编织获得麻纤维布之后再以一层或者多层改性麻纤维布作为纤维层更有利于提高板材的力学性能。
具体实施方式6：本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述杨木单板表面经等离子处理；且所述杨木单板的含水量低于5％；其余与实施方式1～5中任一项相同。
本实施方式的技术效果是：有效控制板材的含水率可以减少板材制造过程中水分的蒸发所形成的气泡等缺陷，使得板材的内部性能更加稳定，避免了因为气泡等缺陷导致的板材性能变差。
具体实施方式7：本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述麻纤维为亚麻纤维、黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维的一种或多种的组合；其他与具体实施方式1～6任一项相同。
本实施方式的技术效果是：合理利用了天然麻资源，拓宽了麻的应用领域，减少了资源浪费，实现生物质资源的多级化利用，实现了木材与其他木质资源的综合利用。
具体实施方式8：本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述杨木单板层和所述纤维层逐层累积叠加设置，且所述杨木单板层与所述纤维层的总层数为奇数；其他与具体实施方式1～7任一项相同。
本实施方式的技术效果是：板材的奇数层叠加有利于板材内部性能的的平衡和稳定，尤其当板材在承受外力使，这样的设置方式有利于获得最优的性能。
具体实施方式9：本实施方式所述的一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材幅面长度为400mm～2440mm，宽度为400mm～1220mm；其他与具体实施方式1～8任一项相同。
本实施方式的技术效果是：如此规格的选择和设置大大降低了制造难度，使得板材易于被制造完成。
具体实施方式10：本实施方式所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，所述以麻纤维增强的杨木单板层积材外表面还具有聚烯烃材料覆面层，所述聚烯烃材料覆面层所选用的材料为聚乙烯或聚丙烯中的一种；其他与具体实施方式1～9任一项相同。
本实施方式的技术效果是：所述选择的聚烯烃材料为热塑性聚烯烃材料，在加工时利用使内部胶接层热固化连接的能量就能有效的使聚烯烃材料熔融，并实现对杨木单板的包覆，有利于获得优越的表面效果和耐水性能。

Claims (10)

1.一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，具有杨木单板层、胶接层和纤维层，其特征在于所述杨木单板层至少为两个，每个所述杨木单板层的厚度为0.5mm～5mm，所述纤维层具有麻纤维，且所述麻纤维经过加捻制成麻纤维线，所述麻纤维线包括经向的麻纤维线和纬向的麻纤维线；所述胶接层部分渗入并连接所述单板层和所述纤维层。
2.根据权利要求1所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述经向的麻纤维线和/或所述纬向的麻纤维线中至少部分经过表面改性处理，如等离子处理、偶联剂处理法、碱处理技术的一种或几种，使麻纤维表面产生新的活性基团，来增加纤维表面与胶粘剂的界面结合效果，所述胶粘剂层所采用的胶粘剂为热固性胶粘剂；所述热固性胶粘剂施胶量为120g～200g每平方米。
3.根据权利要求2所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述热固性胶粘剂为脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述经向的麻纤维线和所述纬向的麻纤维线以经向配合纬向的循环并相互交叠的交错编织方式编织成平纹麻纤维布，其中径向麻纤维性和纬向麻纤维性之间的配合关系为一经向一纬向循环方式交错编织、一经向二纬向循环方式交错编织、二经向二纬向循环方式交错编织、一经向三纬向循环方式交错编织或二经向三纬向的方式交错编织。
5.根据权利要求4所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述纤维层中具有一层或多层改性麻纤维布。
6.根据权利要求1所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述杨木单板表面经等离子处理；且所述杨木单板的含水量低于5％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述麻纤维为亚麻纤维、黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维的一种或多种的组合。
8.根据权利要求1至6中任一项所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述杨木单板层和所述纤维层逐层累积叠加设置，且所述杨木单板层与所述纤维层的总层数为奇数。
9.根据权利要求1至6中任一项所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材幅面长度为400mm～2440mm，宽度为400mm～1220mm。
10.根据权利要求1至6中任一项所述一种以麻纤维增强的杨木单板层积材，其特征在于：所述以麻纤维增强的杨木单板层积材外表面还具有聚烯烃材料覆面层，所述聚烯烃材料覆面层所选用的材料为聚乙烯或聚丙烯中的一种。
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