[發明專利]夾層結構用泡桐木芯材

無效

• 申請號: 200810019177.0
• 申請日: 2008-01-15
• 公開（公告）號: CN101214668A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 劉偉慶;方海;萬里
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B27D1/04
• 分類號: B27D1/04;B32B21/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明涉及一種夾層結構使用的夾芯材料，可作為芯材用于復合材料夾層結構、金屬面板夾層結構等各種夾層結構形式，屬于材料領域。

背景技術

目前國內外工程領域應用的復合材料夾層結構、金屬面板夾層結構等夾層結構形式主要采用鋁蜂窩、紙蜂窩、塑料蜂窩、PVC泡沫、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、泡沫鋁等作為夾芯材料。近期風力葉片、船舶等領域采用Balsa輕木作為芯材，采用手糊、真空袋、真空導入等成型工藝制備大型風力葉片、船體等復合材料結構件。Balsa輕木產自南美洲厄瓜多爾，為世界上密度最小的木材，經工業化處理后的成品密度位于150kg/m³左右。木質纖維具有天然蜂窩形狀，結構類似于目前航空航天領域常用的蜂窩芯材，具有突出的抗壓縮性能與良好的剪切性能，同時與面板的粘接面積較大，強度較高。

但Balsa輕木資源有限，價格較高，全部依賴進口不太現實。而泡桐木是我國最輕的木材之一，氣干密度約為250kg/m³。它質輕而韌，耐濕隔潮，經過干燥后不易吸濕和發生翹曲變形；導熱系數小，燃點高達425℃，耐火性能較好；耐腐、耐酸堿，耐磨損、耐疲勞；我國是泡桐木的原產地，且為世界上少有的泡桐優生區，資源蘊藏豐富。這就提出了研究用于夾層結構的國產低成本泡桐木芯材的任務。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題開發一種低成本、抗壓縮性能與抗剪性能較好的國產泡桐木夾芯材料，包括：泡桐木平板芯材和泡桐木輪廓板芯材，本發明的目的通過以下措施來達到：

泡桐木為夾層結構的泡桐木芯材1，在泡桐木芯材1的上、下表面為面板2，見圖1。泡桐木芯材1的泡桐木木質纖維垂直于夾層結構的面板2的方向并分為泡桐木平板芯材和泡桐木輪廓板芯材兩類，分別見圖2和圖3。兩種形式芯材的木質纖維垂直于夾層結構面板2形成抗壓縮性能與抗剪性能較好的結構形式，見圖2。泡桐木平板芯材在形成夾層結構時，可采取一些創新構型方式，使之適合真空導入成型工藝，同時增強面板與芯材的抗剝離性能，如：泡桐木芯材1的上下表面開有網格狀的凹槽5，或同時沿芯材1的厚度方向上設有穿孔，填充樹脂(如環氧樹脂、乙烯基樹脂)形成樹脂柱6，見圖4；泡桐木輪廓板芯材事先沿泡桐木芯材1的厚度方向上完全切割形成網格狀切割縫3，在泡桐木芯材1的一側面采用薄纖維氈4粘貼，使之在切割后依然為整體，見圖3，泡桐木輪廓板芯材主要用于制備殼狀夾層結構，見圖5。

所述的泡桐木芯材1為各種類型的泡桐木品種，經過殺菌、干燥、拼板等工藝，將其拼裝成整張泡桐木平板，泡桐木平板的木質纖維垂直于夾層結構面板2。泡桐木芯材1可分為標準規格(如：500mm×500mm×25mm(長×寬×高))的泡桐木平板芯材和具有切割縫3的泡桐木輪廓板芯材，上述切割縫3沿泡桐木芯材1的厚度方向完全剖開，呈網格狀布置，形狀布置一般為正交布置，或只在單方向布置。

所述的夾層結構的面板2為纖維布層與樹脂固化而成的復合材料面板或為金屬面板(如鋼板、鋁板)。

所述的薄纖維氈4用于粘貼切割后的泡桐木芯材，使之保持整體而不散落，薄纖維氈4為薄纖維布、氈、紙等可用于粘貼的各種薄的布質或紙質材料。

所述的凹槽5為尖形、矩形、開口三角形或其他任意形狀，于泡桐木芯材1上、下表面呈網格狀布置。

所述的樹脂柱6布置在凹槽的相交處或沿泡桐木芯材1厚度方向上的任意位置，它為圓形或其它任意形狀，且填滿樹脂，形成樹脂柱，或采用纖維縫紉，與樹脂固化形成復合材料柱。

所述的泡桐木芯材1的上、下表面經過砂光或同時增加常規化學處理。

本發明采用真空導入成型工藝或手糊工藝將泡桐木芯材1制成夾層結構。

上述的泡桐木芯材通過我國量大面廣的泡桐木資源，采用烘干、拼板等工藝，形成木質纖維垂直于面板方向的標準規格泡桐木平板芯材，若對其進行切割，即可進一步形成可方便成型殼體形狀的泡桐木輪廓板芯材。

本發明具有如下優點：

用本發明特征在于木質纖維垂直于面板方向，抗壓和抗剪能力強。可設計為標準規格的泡桐木平板芯材，也可沿芯材厚度進行網格狀切割，在其一面用薄纖維氈粘貼，形成可成型殼體形狀的泡桐木輪廓板芯材，適合真空導入等各種夾層結構成型工藝。