專利名稱：一種大規格重組復合結構材及其制造方法
技術領域：
本發明屬于人造板行業中的人造板及其制造技術領域，尤其適用于力學性能要求高，規格尺寸大的梁、柱、家具和地板等建筑和工程結構材。
背景技術：
重組材是一種新型建筑和工程結構材，包括重組竹和重組木，是由竹束和木束經過浸膠、干燥、組坯和膠合等工序制造而成。目前，重組材的生產工藝主要分為兩大類:一類是冷成型、熱固化工藝，簡稱冷壓工藝；二是借鑒人造板傳統熱壓工藝，形成的重組材熱壓工藝。由于受冷壓機和熱壓機設備的規格尺寸的限制，目前，重組材的規格尺寸均較小，如冷壓法生產的重組材方料常用的規格尺寸(長X寬X厚)為:193cmX10.5cmX15.0cm和200cmX14.5cmX15.0cm;熱壓工藝生產的重組材常規尺寸(長X寬X厚)為:244cmX 122cmX (1.5-4) cm,最大幅面也只能達到500cmX 120cmX 5cm(于文吉，我國重組竹產業發展現狀與趨勢分析，木材工業，2012，26 (I):11-14)。這樣的規格尺寸難以滿足結構材如梁、柱、大型家具和大規格地板的規格要求。目前，大規格的結構材通常由小規格的材料采用縱向接長，橫向拼寬，和多層復合膠接而成。膠接不良會導致板材性能的下降，膠接常見的缺陷類型包括:脫膠、裂縫、空隙、膠層厚度變異、固化不完全和表面制備缺陷等，其中，脫膠、裂縫和表面制備缺陷是主要的。影響復合材料膠接強度的主要因素有:被連接件的材料種類、被連接件的剛度比和熱膨脹系數等因素的影響，只要有可能盡量使被膠接件的剛度近似相等，熱膨脹和吸濕膨脹相近(益小蘇，復合材料手冊，化學工業出版社，2009)。中國專利201010243351.7,201020279829.7,201020279815.5 提供了一種采用小
徑木通過指接或斜接制造小徑木重組結構材及其制造方法，采用這種方法可以將小徑木加工成大規格的重組結構材。但這種工藝在二次膠合時形成的膠層膠合性能不穩定，具有一定的變異性，一些板材膠層可能出`現開裂、開膠等現象；另一些板材存則可能出現膠合強度低，物理力學性能損失大等問題。通過分析，導致上述現象和問題的主要原因是局部膠合不良。根據先前研究:形成良好的膠接先決條件是膠黏劑分子和被膠接材(木材)能充分接觸和有效潤濕(顧繼友，膠黏劑與涂料，中國林業出版社，1999)。重組材是一種多孔天然材料木材或竹材在較大的壓力(冷壓法成型壓力約60MPa，熱壓法成型壓力4 6MPa)作用下成型的，重組材的密度一般大于1.0g/cm3，在環境溫度和濕度變化時，會發生順彎、翹彎、翹曲等變形，嚴重時會產生跳絲和開裂等現象(于文吉，我國重組竹產業發展現狀與趨勢分析，木材工業，2012,26(1):11-14)，即使在加工過程采用砂光，也難以獲得平整的膠合面；其次，在重組材的制造過程中，為了使膠黏劑分布更加均勻，通常采用浸膠方法，竹束和木束通過浸膠后，表面都裹了一層膠黏劑，固化后，形成了一層不溶不熔的致密的膠層，表面潤濕性下降；再者，重組材強度高，硬度大，難以被壓縮，但受到傳統思維影響，選擇膠接件時，盡量選擇剛度近似相等，熱膨脹和吸濕膨脹相近的材料，通常不會考慮引入除膠黏劑外的第三種材料，因此，粗糙的表面、難以壓縮的膠接面和不良的潤濕性在二次成型過程容易產生脫膠、裂縫、空隙、膠層厚度變異等膠接缺陷，特別是高硬度的重組材局部膠合不良問題始終未能得到有效解決。
發明內容
本發明的目的在于改進現有工藝技術中的不足，提供大規格重組復合結構材，使其物理力學性能滿足結構材性能的要求。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:本發明提供大規格重組復合結構材包括重組材、木單板和膠黏劑，由多層縱向接長的重組材堆疊而成，每層重組材之間設置一層木單板，所述木單板的厚度為0.1-1.5mm ；重組材和木單板之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑；所述重組材縱向接長的接合面設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑；所述重組材制造時所用的膠黏劑是浸潰用酚醛樹脂或浸潰用脲醛樹脂。所述縱向接長的重組材在縱向接長的接合面之間設有一層紙板，重組材和紙板之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑。所述重組材為重組竹或重組木。所述接長為指接接長或斜接接長。本發明的另一個目 的在于提供所述大規格重組復合結構材的制造方法。為實現上述目的，本發明采取以下工藝技術方案:本發明提供大規格重組復合結構材制造方法，包括以下工段:(一)原料準備、(二)縱向接長、(三)多層復合、(四)后期處理，(一 )原料準備，包括重組材準備、木單板準備和膠黏劑調配:(I)重組材準備，通過疏解、干燥、浸膠、干燥、膠合、養護、裁邊、鋸截和砂光工段，將竹材或木材加工成規格重組材；在浸膠工序所用的膠黏劑為浸潰用酚醛樹脂或浸潰用脲醛樹脂；(2)木單板準備，通過旋切、干燥、裁邊工段，將木材加工成厚度為0.1-1.5mm的規格木單板；(3)膠黏劑調配，將間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑的主劑和固化齊U按照100: (10-20)比例均勻混合；(二)縱向接長將所述規格重組材兩端采用機械加工成指接面或斜接面，再在指接面或斜接面涂上調配后的間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑，經過縱向指接或斜接而制成縱向接長的重組材；(三)多層復合將所述縱向接長的重組材和/或木單板的上下表面涂上間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑，將若干層涂膠后的重組材和木單板按一層重組材一層木單板沿厚度方向按依次堆疊，使每層重組材之間設有一層木單板，再經冷壓膠合，形成大規格重組復合結構材板還;
(四)后期處理將所述大規格重組復合結構材板坯，經過裁邊、鋸截、砂光等工段，加工成大規格重組復合結構材。在所述縱向接長工段中，所述縱向接長的重組材在縱向接長的接合面之間設有一層紙板，重組材和紙板之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑。在斜接工序中，斜接部位的厚度和斜面比例為1: 10-1: 20。在指接工序中，齒禪參數:齒長8mm-45mm,齒頂寬0.5mm-20mm,齒距3mm-20mm,齒指斜度1/6-1/9。本發明提供的大規格重組復合結構材在多層復合時，在硬度高、強度和剛度大的重組材之間設置一層可壓縮、可形變，厚度0.1-1.5mm薄木單板，這種膠接面結構設計，充分利用了木單板良好的潤濕性、滲透性、膠合性以及可壓縮和可形變等特性，利用薄木單板形變特性，可有效地填補了硬度高、強度和剛度大的重組材之間由于膠合面不平形成的縫隙，從而增加了有效的膠合面；利用薄木單板良好的潤濕性和膠合性，可與重組材形成良好的膠合面，提高膠合性能；在二次膠合時，利用木單板的滲透性和壓縮性能，在所施加壓力的作用下，使薄木單板壓縮密實，同時，使間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏能夠充分地滲透到薄木單板內，與薄木單板發生膠合反應，從而形成與重組材性能相近的壓縮木。這種膠接面結構設計，巧妙地利用了重組材和薄木單板的特性，使膠合后的大規格重組材膠接層符合膠接件的剛度近似相等，熱膨脹和吸濕膨脹相近的傳統經典膠接面膠合理論，又解決了重組材脫膠、裂縫、空隙、膠層厚度變異等膠接缺陷。本發明提供的大規格重組復合結構材在縱向接長時，在縱向接長的接合面之間設有一層紙板，紙板在膠接處的作用與上述的薄木單板基本相同，這里不再贅述。之所以在縱向接長時，選擇紙板，原因如下:與薄木單板相比，除了良好的潤濕性、滲透性、膠合性以及可壓縮和可形變等特性外，紙板的柔性和可塑性更好。通常指接面和斜接面是異型曲面，紙板可根據指接面和斜接面的 形狀進行設計，從而使膠接面更加吻合，能最大限制減少脫膠、裂縫、空隙、膠層厚度變異等膠接缺陷。本發明提供的大規格重組復合結構材在縱向接長以及多層復合過程中，采用冷固化膠粘劑即雙組份異氰酸酯膠粘劑或間苯二酚膠粘劑，可以根據目標產品的需要在長度和厚度方向重組復合，滿足結構材大尺寸的規格要求。本發明提供的大規格重組復合結構材，在重組材制造過程中，選用浸潰用酚醛樹脂或浸潰用脲醛樹脂，使竹束或木束達到均勻浸膠，從而得到性能穩定的重組材。下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，并非對本發明的限制，凡是依照本發明公開內容所進行的任何本領域的等同替換，均屬于本發明的保護范圍。
圖1重組材指接面圖2紙板指接面圖3重組材指接接長圖4指接接長后的重組材
圖5木單板圖6大規格指接重組復合結構材圖1重組材斜截面圖8紙板斜截面圖9重組材斜接接長圖10斜接接長后的重組材圖11大規格斜接重組復合結構材
具體實施例方式實施例1:大規格指接重組復合結構材本發明典型實施例的大規格重組復合結構材，它包括重組竹(I)、木單板(2)、紙板(3)和膠黏劑(圖中未標出)，如圖6所示，由多層縱向指接接長的重組竹(I)堆疊而成，每層重組竹(I)之間設置一層木單板(2)，木單板的厚度為1.2mm ;重組竹和木單板之間設有膠黏劑層(圖中未標出)，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑；縱向接長的重組竹在縱向指接的接合面之間設有一層紙板(3)，重組竹(I)和紙板(3)之間設有膠黏劑層(圖中未標出)，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑； 重組竹(I)制造時所用的膠黏劑是浸潰用酚醛樹脂(圖中未標出)。 本發明大規格重組復合結構材制造方法典型實施步驟如下:1，通過疏解、干燥、浸膠、干燥、膠合、養護、裁邊、鋸截和砂光工段，將竹材加工成(長X寬X厚)為:220cmX30cmX3.0cm的重組竹；在浸膠工序所用的膠黏劑為浸潰用酚醛樹脂，熱壓工序中，采用熱壓法生產重組竹，屬于現有技術；2,將上述的重組竹通過統齒機統成如圖1所示的指接齒,齒長25mm,齒頂寬IOmm,齒距20mm,齒指斜度1/8。3，按照100: 15比例稱取間苯二酚膠黏劑主劑和固化劑，混合，經攪拌后，形成均勻主劑和固化劑均勻的間苯二酚膠黏劑；4,將紙板加工成如圖2所示的齒狀結構，齒長25mm,齒頂寬IOmm,齒距20mm,齒指斜度1/8。5，在指接面涂上所述調配后的間苯二酚膠黏劑，涂膠量為300g/m2，或根據紙板加工前的面積a m2，采用浸膠方式，將紙板指接進入膠黏劑中，浸膠量為(300Xa)g;將涂膠后的重組竹指接板按照圖3所示組坯，將組坯后的板材采用兩端向中間積壓，使指接處緊密結合，指接接長后的板材如圖4所示。6，通過旋切、干燥、裁邊工段，將木材加工成寬度為30cm，厚度為1.0mm的木單板條，如圖5所示；7，在縱向指接接長后的重組竹表面或木單板涂上調配后的間苯二酚膠黏劑，涂膠量為 300g/m2 ；8，將若干層涂膠后的重組竹和木單板按一層重組竹一層木單板沿厚度方向按依次堆疊，使每層重組竹之間設有一層木單板，再經冷壓膠合，形成大規格重組復合結構材板坯；9，將所述大規格重組復合結構材板坯，經過裁邊、鋸截、砂光等工段，加工成大規格重組復合結構材如圖6所示。本發明典型實施例的梁，柱，家具或地板，是由上述的重組復合結構材制造而成。對照例I對照典型實施例不采用單板和紙板的大規格重組復合結構材，它包括重組竹和膠黏劑，大規格重組復合結構材由多層縱向指接接長的重組竹堆疊而成，重組竹之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑；縱向指接接長的重組竹之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑；重組竹制造時所用的膠黏劑是浸潰用酚醛樹脂或浸潰用脲醛樹脂。對照I的不采用單板和紙板的大規格重組復合結構材典型制造方法，除了不添加紙板和木單板外，其他工藝與實施例1等同。表I重組竹和大規格重組復合結構材物理力學性能
權利要求
1.一種大規格重組復合結構材，它包括重組材、木單板和膠黏劑，其特征是:由多層縱向接長的重組材堆疊而成，每層重組材之間設置一層木單板，所述木單板的厚度為0.1-1.5mm ;重組材和木單板之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑；所述重組材縱向接長的接合面設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑；所述重組材制造時所用的膠黏劑是浸潰用酚醛樹脂或浸潰用脲醛樹脂。
2.根據權利要求1所述一種大規格重組復合結構材，其特征是:還包括有紙板，所述縱向接長的重組材在縱向接長的接合面之間設有一層紙板，重組材和紙板之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑。
3.根據權利要求1所述大規格重組復合結構材，其特征是:所述重組材為重組竹或重組木。
4.根據權利要求1所述大規格重組復合結構材，其特征是:所述接長為指接接長或斜接接長。
5.一種大規格重組復合結構材的制造方法，包括以下工段:(一)原料準備、(二)縱向接長、(三)多層復合、(四)后期處理，其特征是: (一)原料準備，包括重組材準備、木單板準備和膠黏劑調配: (1)重組材準備，通過疏解、干燥、浸膠、干燥、膠合、養護、裁邊、鋸截和砂光工段，將竹材或木材加工成規格重組材；在浸膠工序所用的膠黏劑為浸潰用酚醛樹脂或浸潰用脲醛樹脂； (2)木單板準備，通過旋切、干燥、裁邊工段，將木材加工成厚度為0.1-1.5mm的規格木單板； (3)膠黏劑調配，將間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑的主劑和固化劑按照100: (10-20)比例均勻混合； (二)縱向接長 將所述規格重組材兩端采用機械加工成指接面或斜接面，再在指接面或斜接面涂上調配后的間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑，經過縱向指接或斜接制成縱向接長的重組材； (三)多層復合 將所述縱向接長的重組材和/或木單板的上下表面涂上間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑，將若干層涂膠后的重組材和木單板按一層重組材一層木單板沿厚度方向按依次堆疊，使每層重組材之間設有一層木單板，再經冷壓膠合，形成大規格重組復合結構材板坯； (四)后期處理 將所述大規格重組復合結構材板坯，經過裁邊、鋸截、砂光等工段，加工成大規格重組復合結構材。
6.根據權利要求5所述大規格重組復合結構材的制造方法，其特征在于:在所述縱向接長工段中，所述縱向接長的重組材在縱向接長的接合面之間設有一層紙板，重組材和紙板之間設有膠黏劑層，所用的膠黏劑是間苯二酚膠黏劑或水性高分子異氰酸酯膠黏劑。
7.根據權利要 求5所述大規格重組復合結構材的制造方法，其特征在于:在斜接工序中，斜接部位的厚度和斜面比例為1: 10-1: 20。
8.根據權利要求5所述的大規格重組復合結構材的，其特征在于:在指接工序中，齒榫參數:齒 長8mm-45mm,齒頂寬0.5mm-20mm,齒距3mm-20mm,齒指斜度1/6-1/9。
全文摘要
本發明涉及一種大規格重組復合結構材，并提供了制造方法，以重組材、膠黏劑、單板和紙板為原料，采用縱向接長、多層復合、優化膠合界面結構等方法，制造大規格重組復合結構材，本發明解決了重組材二次膠合過程因膠合不良導致開裂、開膠，膠合強度低，物理力學性能損失大等阻礙重組材用于大規格重組復合結構材的技術瓶頸，大規格重組復合結構材可以用于制造成梁、柱、家具和地板。
文檔編號B27D1/10GK103231425SQ201310146028
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者于文吉, 余養倫, 寧其斌 申請人:安徽宏宇竹木制品有限公司