CN115534365A - 一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺及其设备，涉及竹基材复合车厢底板制造技术领域，以六边形孔格钢丝网、无纺布、金刚砂、酚醛树脂胶或者聚氨酯胶为复合面层的独特的复合板制造工艺，制造出的产品表面硬如铁，基材轻如木，用来代替传统的花纹钢板和花纹铝板用作新能源物流车厢底板和施工电梯底板，降低车身重量，抗压强度高，抗冲击韧性好，重量轻，制造成本低廉，降低新能源复合车厢底板的重量，增强新能源汽车的续航能力，通过专门的设备来进行搅拌、涂胶、挤压操作，满足车间进行连续化和工业化的生产需求。

Description

一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺及其设备

技术领域

本发明涉及竹基材复合车厢底板制造技术领域，具体为一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺及其设备。

背景技术

竹基材胶合板和层压板是以毛竹材料作主要架构和填充材料，经高压成板的型材。由于其硬度高，抗折，抗压，在很多使用区域已经替代了钢板和铝板，又由于竹是易培养，成林快的速生林，三到五年就可以砍伐，能替换木材、钢材和铝材，因此，以竹为主要加工材料的人造板，已经在很多领域进行大力推广和应用。

目前，新能源物流车厢底板先后采用过花纹钢板、花纹铝板和竹胶合板，其中花纹钢板成本高、重量重、易变形，花纹铝板成本高，易变形。竹基材胶合板和层压板不变形，重量轻，力学性能符合要求，但表面硬度和耐磨性不如花纹钢板和花纹铝板，因而急需研发出一种重量轻表面硬的产品作为新能源物流车厢底板。此外，在建筑行业，施工电梯已成为主要施工机具，特别是高层建筑，施工电梯上下数百米运送人员及物料已成常态。但由于施工电梯底板采用的是花纹钢板及塑料格栅板，重量重，平稳性差，成本高，夏天不隔热，冬天不保温，施工环境恶劣。因而也急需研发一种表面硬，重量轻的产品作为施工电梯底板。

为了解决上述问题，我厂研发了一种以竹基材胶合板和层压板为基材，以六边形孔格钢丝网、无纺布、金刚砂、酚醛树脂胶或者聚氨脂胶为复合面层的独特的复合板制造工艺，该产品表面硬如铁，基材轻如木，用来代替传统的花纹钢板和花纹铝板用作新能源物流车厢底板和施工电梯底板，抗压强度高，抗冲击韧性好，重量轻，制造成本低廉。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺及其设备，以六边形孔格钢丝网、金刚砂、无纺布、酚醛树脂胶或者聚氨酯胶为复合面层的独特的复合板制造工艺，该产品表面硬如铁，基材轻如木，用来代替传统的花纹钢板和花纹铝板用作新能源物流车厢底板和施工电梯底板，减轻车身重量，增加新能源汽车的续航能力，抗压强度高，抗冲击韧性好，重量轻，制造成本低廉，通过专门的设备来进行搅拌、涂胶、挤压操作，满足车间进行连续化和工业化的生产需求。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺，包括以下制备步骤：

步骤A：选择80目和320目的金刚砂按照1:1的比例送入搅拌装置内进行混合搅拌操作，加入酚醛树脂或者聚氨酯胶搅拌均匀制得混合涂料；

步骤B：将无纺布通过夹紧装置固定于涂胶座上，通过涂胶装置将步骤A中所得的混合涂料均匀涂抹于无纺布上；

步骤C：通过挤压装置使金刚砂挤入无纺布纤维内，防止金刚砂脱落；

步骤D：将步骤C所得物料进行水平卧式干燥，干燥温度控制为75-85℃并预固化，防止金刚砂脱落，然后立式干燥，干燥后按定型尺寸加工包装，再送入10-20℃左右的恒温室保存，制得面板层；

步骤E：将竹席和竹帘均浸泡酚醛树脂胶或者聚氨酯胶之后，交替组合铺装构成复合基材；

步骤F：将步骤E所制得的基材表面放上六边形孔格钢丝网，再放上步骤D所制得的面板层，然后在面板层上安装冷轧304不锈钢衬板，304不锈钢衬板工作面必须阵列设置有多个直径8-14mm、深度为0.1-0.3mm、中心距为20-25mm的沉孔，制得复合板；

步骤G：将步骤F所制得的复合板进行热压操作，热压机总压力大于2500吨，单位压力控制为25-35kg/cm²，进板和出板的温度控制为55-65℃，固化温度控制为140-150℃，为了让钢丝网很好地固定于基材和面层之间，复合板热压时采取先高压、后低压、然后再泄压的压制方式。

一种高强度轻质竹基材复合车厢底板的生产设备，包括机架，机架下方设置涂胶座，涂胶座两侧设置用于夹紧无纺布的夹紧装置，涂胶座上方设置涂胶装置，涂胶装置上方设置输送装置，机架顶部设置搅拌装置，涂胶座侧部设置平移装置，机架下方且于输送装置的侧部设置挤压装置。

作为本发明的进一步优化，夹紧装置包括第二气缸，第二气缸输出轴端部设置梯形板状结构的夹紧块，夹紧块与支撑板上的夹紧槽匹配，涂胶座上设置安装孔。

作为本发明的进一步优化，涂胶装置包括输送架，输送架内转动设置的转筒外表面覆盖设置毛刷，转筒一端通过第二皮带与第二电机输出轴端连接，转筒上方设置弧形罩，弧形罩顶部设置的输送管向上延伸连接搅拌装置。

作为本发明的进一步优化，输送装置包括活动架，活动架下表面的第一油缸输出端连接输送架顶部，活动架上设置的丝杆螺母匹配设置于丝杆上，丝杆上的从动皮带轮通过第一皮带与第一电机输出轴端的主动皮带传动连接，活动架下表面中部的导套套设于第一导杆上。

作为本发明的进一步优化，搅拌装置包括搅拌筒，搅拌筒顶部设置进料斗，进料斗内设置的挡板连接第一气缸输出端，搅拌筒顶部设置搅拌电机和进胶管，搅拌电机输出轴端连接转轴，转轴上设置多个呈X型结构的搅拌架，搅拌筒底部的电磁阀下端与输送管连接。

作为本发明的进一步优化，平移装置包括设置于涂胶座侧部的连接板，连接板上下表面均设置齿条，上表面的齿条与第三电机输出轴端的主动齿轮啮合匹配，下表面的齿条与支撑柱上的辅助齿轮啮合匹配。

作为本发明的进一步优化，支撑板底部的滑块匹配设置于导轨上。

作为本发明的进一步优化，挤压装置包括间距设置于机架下表面的第二油缸，第二油缸输出端连接压板，压板中部设置的第二导杆从机架上的衬套内向上贯穿。

本发明的有益效果：本发明提供了一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺及其设备，以六边形孔格钢丝网、金刚砂、无纺布、酚醛树脂胶或者聚氨酯胶为复合面层的独特的复合板制造工艺，该产品表面硬如铁，基材轻如木，用来代替传统的花纹钢板和花纹铝板用作新能源物流车厢底板和施工电梯底板，抗压强度高，抗冲击韧性好，重量轻，制造成本低廉，通过专门的设备来进行搅拌、涂胶、挤压操作，满足车间进行连续化和工业化的生产需求。

本发明制备方法制备出的高强度轻质竹基材复合车厢底板，能够达到以下技术标准：静曲强度150Mpa，弹性模量1.4×10⁴Mpa，抗压强度径向110Mpa，弦向67Mpa，冲击韧性174KJ/m²，这些参数说明我厂生产高强度轻质竹基材复合车厢底板相关性能完全可以与钢材和铝合金媲美，能够实现达到质轻面硬，耐磨耐刮的技术效果，降低车身重量，并增大新能源车的续航能力。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图。

图2为本发明涂胶状态下结构示意图。

图3为本发明中搅拌装置位置处结构示意图。

图4为本发明中输送装置位置处结构示意图。

图5为本发明中夹紧装置位置处结构示意图。

图6为本发明中平移装置位置处结构示意图。

图7为本发明中挤压装置位置处结构示意图。

图中所述文字标注表示为：1、搅拌装置；2、机架；3、输送装置；4、涂胶装置；5、涂胶座；6、夹紧装置；7、平移装置；8、挤压装置；101、进料斗；102、挡板；103、第一气缸；104、搅拌筒；105、搅拌架；106、转轴；107、电磁阀；108、搅拌电机；109、进胶管；301、丝杆螺母；302、丝杆；303、从动皮带轮；304、第一皮带；305、主动皮带轮；306、第一电机；307、活动架；308、第一导杆；309、第一油缸；310、导套；401、输送管；402、输送架；403、弧形罩；404、第二电机；405、第二皮带；406、转筒；407、毛刷；501、安装孔；601、第二气缸；602、夹紧块；603、夹紧槽；604、支撑板；701、滑块；702、导轨；703、连接板；704、齿条；705、第三电机；706、主动齿轮；707、辅助齿轮；708、支撑柱；801、衬套；802、第二导杆；803、第二油缸；804、压板。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图7所示，本发明的具体结构为：一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺，包括以下制备步骤：

步骤A：选择80目和320目的金刚砂按照1:1的比例送入搅拌装置1内进行混合搅拌操作，加入酚醛树脂或者聚氨酯胶搅拌均匀制得混合涂料；

步骤B：将无纺布通过夹紧装置6固定于涂胶座5上，通过涂胶装置4将步骤A中所得的混合涂料均匀涂抹于无纺布上；

步骤C：通过挤压装置8使金刚砂挤入无纺布纤维内，防止金刚砂脱落；

步骤D：将步骤C所得物料进行水平卧式干燥，干燥温度控制为75-85℃并预固化，防止金刚砂脱落，然后立式干燥，干燥后按定型尺寸加工包装，再送入10-20℃左右的恒温室保存，制得面板层；

步骤E：将竹席和竹帘均浸泡酚醛树脂胶或者聚氨酯胶之后，交替组合铺装构成复合基材；

步骤F：将步骤E所制得的基材表面放上六边形孔格钢丝网，再放上步骤D所制得的面板层，然后在面板层上安装冷轧304不锈钢衬板，304不锈钢衬板工作面必须阵列设置有多个直径为8-14mm、深度为0.1-0.3mm、中心距为20-25mm的沉孔，，制得复合板；

步骤G：将步骤F所制得的复合板进行热压操作，热压机总压力大于2500吨，单位压力控制为25-35kg/cm²，进板和出板的温度控制为55-65℃，固化温度控制为140-150℃，为了让钢丝网很好地固定于基材和面层之间，复合板热压时采取先高压、后低压、然后再泄压的压制方式。

具体实施过程中，新能源物流车、施工电梯底板等行列的设备核定载重量在2吨以下，对底板的要求是质轻面硬，耐磨耐刮，且成本低廉，达到增加新能源汽车续航能力的目的；

常用的花纹钢板材质是Q235，密度7.85g/cm³，花纹铝板的材质是3003，密度2.75g/cm³。以厚度5mm计算，车型2200mm×4200mm的轻卡底板，花纹钢板的实际重量400kg左右，按6000元/吨计，成本为2400元，花纹铝板的实际重量150kg，价格23000元/吨，成本3450元，如用叉车装卸，不到一年发生波浪式变形，近三年，我厂提供的竹质车厢底板不下50000余辆，除客户反映需提高板面硬度和耐磨性外，其他性能均符合客户要求，竹质基材汽车底板，不会出现此类缺陷，而12mm竹材层压板(竹胶板)加上六边形钢丝网、无纺布、金刚砂、酚醛树脂胶或者聚氨酯胶后的重量在85kg左右，成本在600元左右；

根据市场调查，目前国内现有已投产和在建的新能源物流车生产线不低于30家，其中北汽福田、奇瑞货运、上海大通、江西江铃等知名企业的设计产能均在十万辆以上，因此，我厂作为相关配套企业，应不断地优化新能源物流车的相关配套产品，积极推动新能源汽车行业的良性发展。

2022年5月23日，我厂生产高强度轻质竹基材复合车厢底板用于铁路货运车，依据《QCR239-2016铁道货车用竹材层压板》的规定，经中铁检验认证(青岛)车辆检验站有限公司检验合格，其中高强度轻质竹基材复合车厢底板的检测数据如下：

静曲强度150Mpa，弹性模量1.4×104Mpa，抗压强度径向110Mpa，弦向67Mpa，冲击韧性174KJ/m²。这些参数说明我厂生产高强度轻质竹基材复合车厢底板相关性能完全可以与钢材和铝合金媲美，能够实现达到质轻面硬，耐磨耐刮的技术效果，并降低车身重量，增加新能源汽车续航能力的技术目的。

一种用于高强度轻质竹基材复合车厢底板的生产设备，包括机架2，机架2下方设置涂胶座5，涂胶座5两侧设置用于夹紧无纺布的夹紧装置6，涂胶座5上方设置涂胶装置4，涂胶装置4上方设置输送装置3，机架2顶部设置搅拌装置1，涂胶座5侧部设置平移装置7，机架2下方且于输送装置3的侧部设置挤压装置8。

作为本发明具体的一个实施例，为了有利于实现对无纺布的夹紧操作，防止在涂胶过程无纺布从涂胶座5上脱落，夹紧装置6包括第二气缸601，第二气缸601输出轴端部设置梯形板状结构的夹紧块602，夹紧块602与支撑板604上的夹紧槽603匹配，涂胶座5上设置安装孔501，将无纺布的边缘从安装孔501位置处穿过，驱动第二气缸601，夹紧块602与支撑板604上的夹紧槽603匹配将无纺布的边缘夹紧，实现将无纺布夹紧在涂胶座5上的操作。

作为本发明具体的一个实施例，为了有利于实现对无纺布的表面进行涂胶操作，涂胶装置4包括输送架402，输送架402内转动设置的转筒406外表面覆盖设置毛刷407，转筒406一端通过第二皮带405与第二电机404输出轴端连接，转筒406上方设置弧形罩403，弧形罩403顶部设置的输送管401向上延伸连接搅拌装置1，搅拌装置1对金刚砂和酚醛树脂进行搅拌均匀操作，然后通过输送管401将混合物料送入到转筒406位置处，驱动第二电机404，毛刷407将混合物料涂抹在无纺布的表面。

作为本发明具体的一个实施例，为了有利于辅助实现涂胶操作，实现输送架402竖直方向和水平方向上的直线运动，输送装置3包括活动架307，活动架307下表面的第一油缸309输出端连接输送架402顶部，活动架307上设置的丝杆螺母301匹配设置于丝杆302上，丝杆302上的从动皮带轮303通过第一皮带304与第一电机306输出轴端的主动皮带305传动连接，活动架307下表面中部的导套310套设于第一导杆308上，驱动第一电机306，输送架402带动做旋转运动的转筒406做水平往复直线运动，将混合物料均匀涂抹在无纺布的表面，第一油缸309用于控制输送架402升降，实现转筒406外表面覆盖设置的毛刷407接触无纺布表面。

作为本发明具体的一个实施例，为了有利于实现将金刚砂和酚醛树脂胶或者聚氨酯胶进行搅拌均匀操作，搅拌装置1包括搅拌筒104，搅拌筒104顶部设置进料斗101，进料斗101内设置的挡板102连接第一气缸103输出端，搅拌筒104顶部设置搅拌电机108和进胶管109，搅拌电机108输出轴端连接转轴106，转轴106上设置多个呈X型结构的搅拌架105，搅拌筒104底部的电磁阀107下端与输送管401连接，80目和320目的金刚砂按照1:1的比例从进料斗101位置处进入到搅拌筒104内，酚醛树脂从进胶管109位置处进入到搅拌筒104内，驱动搅拌电机108，搅拌架105对搅拌筒104内的物料进行搅拌操作，电磁阀107以及输送管401用于控制混合物料的向下输出。

作为本发明具体的一个实施例，为了有利于实现将经过涂胶操作的无纺布平移送至挤压装置8正下方进行挤压操作，平移装置7包括设置于涂胶座5侧部的连接板703，连接板703上下表面均设置齿条704，上表面的齿条704与第三电机705输出轴端的主动齿轮706啮合匹配，下表面的齿条704与支撑柱708上的辅助齿轮707啮合匹配，驱动第三电机705，齿条704与第三电机705输出轴端的主动齿轮706啮合传动，将经过涂胶操作的无纺布平移送至挤压装置8的正下方，为挤压操作提供基础。

作为本发明具体的一个实施例，为了有利于实现将经过涂胶操作的无纺布平移送至挤压装置8正下方进行挤压操作，支撑板604底部的滑块701匹配设置于导轨702上，滑块701与导轨702起到辅助涂胶座5做水平直线运动。

作为本发明具体的一个实施例，为了有利于实现使金刚砂挤入无纺布纤维内，防止金刚砂脱落，挤压装置8包括间距设置于机架2下表面的第二油缸803，第二油缸803输出端连接压板804，压板804中部设置的第二导杆802从机架2上的衬套801内向上贯穿，驱动第二油缸803，压板804做竖直方向上的下降运动，将金刚砂挤入无纺布纤维内，防止金刚砂脱落。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高强度轻质竹基材复合车厢底板制备工艺，其特征在于，包括以下制备步骤：

步骤A：选择80目和320目的金刚砂按照1:1的比例送入搅拌装置(1)内进行混合搅拌操作，加入酚醛树脂或者聚氨酯胶搅拌均匀制得混合涂料；

步骤B：将无纺布通过夹紧装置(6)固定于涂胶座(5)上，通过涂胶装置(4)将步骤A中所得的混合涂料均匀涂抹于无纺布上；

步骤C：通过挤压装置(8)使金刚砂挤入无纺布纤维内；

步骤D：将步骤C所得物料进行水平卧式干燥，干燥温度控制为75-85℃并预固化，然后立式干燥，干燥后按定型尺寸加工包装，再送入10-20℃的恒温室保存，制得面板层；

步骤E：将竹席和竹帘均浸泡酚醛树脂胶或者聚氨酯胶之后，交替组合铺装构成复合基材；

步骤F：将步骤E所制得的基材表面放上六边形孔格钢丝网，再放上步骤D所制得的面板层，然后在面板层上安装冷轧304不锈钢衬板，304不锈钢衬板工作面必须阵列设置有多个直径为8-14mm、深度为0.1-0.3mm、中心距为20-25mm的沉孔，制得复合板；

步骤G：将步骤F所制得的复合板进行热压操作，热压机总压力大于2500吨，单位压力控制为25-35kg/cm²，进板和出板的温度控制为55-65℃，固化成型温度控制为140-150℃，为了让钢丝网很好地固定于基材和面层之间，复合板热压时采取先高压、后低压、然后再泄压的压制方式。

2.一种用于权利要求1所述的制备工艺中的生产设备，其特征在于，包括机架(2)，机架(2)下方设置涂胶座(5)，涂胶座(5)两侧设置用于夹紧无纺布的夹紧装置(6)，涂胶座(5)上方设置涂胶装置(4)，涂胶装置(4)上方设置输送装置(3)，机架(2)顶部设置搅拌装置(1)，涂胶座(5)侧部设置平移装置(7)，机架(2)下方且于输送装置(3)的侧部设置挤压装置(8)。

3.根据权利要求2所述的生产设备，其特征在于，所述夹紧装置(6)包括第二气缸(601)，第二气缸(601)输出轴端部设置梯形板状结构的夹紧块(602)，夹紧块(602)与支撑板(604)上的夹紧槽(603)匹配，涂胶座(5)上设置安装孔(501)。

4.根据权利要求3所述的生产设备，其特征在于，所述涂胶装置(4)包括输送架(402)，输送架(402)内转动设置的转筒(406)外表面覆盖设置毛刷(407)，转筒(406)一端通过第二皮带(405)与第二电机(404)输出轴端连接，转筒(406)上方设置弧形罩(403)，弧形罩(403)顶部设置的输送管(401)向上延伸连接搅拌装置(1)。

5.根据权利要求4所述的生产设备，其特征在于，所述输送装置(3)包括活动架(307)，活动架(307)下表面的第一油缸(309)输出端连接输送架(402)顶部，活动架(307)上设置的丝杆螺母(301)匹配设置于丝杆(302)上，丝杆(302)上的从动皮带轮(303)通过第一皮带(304)与第一电机(306)输出轴端的主动皮带(305)传动连接，活动架(307)下表面中部的导套(310)套设于第一导杆(308)上。

6.根据权利要求5所述的生产设备，其特征在于，所述搅拌装置(1)包括搅拌筒(104)，搅拌筒(104)顶部设置进料斗(101)，进料斗(101)内设置的挡板(102)连接第一气缸(103)输出端，搅拌筒(104)顶部设置搅拌电机(108)和进胶管(109)，搅拌电机(108)输出轴端连接转轴(106)，转轴(106)上设置多个呈X型结构的搅拌架(105)，搅拌筒(104)底部的电磁阀(107)下端与输送管(401)连接。

7.根据权利要求6所述的生产设备，其特征在于，所述平移装置(7)包括设置于涂胶座(5)侧部的连接板(703)，连接板(703)上下表面均设置齿条(704)，上表面的齿条(704)与第三电机(705)输出轴端的主动齿轮(706)啮合匹配，下表面的齿条(704)与支撑柱(708)上的辅助齿轮(707)啮合匹配。

8.根据权利要求7所述的生产设备，其特征在于，所述支撑板(604)底部的滑块(701)匹配设置于导轨(702)上。

9.根据权利要求8所述的生产设备，其特征在于，所述挤压装置(8)包括间距设置于机架(2)下表面的第二油缸(803)，第二油缸(803)输出端连接压板(804)，压板(804)中部设置的第二导杆(802)从机架(2)上的衬套(801)内向上贯穿。

Images