[發明專利]不飽和聚酯粘接玻纖增強木梁及其實施方法

無效

• 申請號: 200910073226.3
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN101725216A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 程芳超;胡英成
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: E04C3/12
• 分類號: E04C3/12;B27M3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種不飽和聚酯粘接玻纖增強木梁及其實施方法，屬于建筑結構材制造領域。

背景技術

目前，由于各國對環境及森林資源的保護，使工程木質復合材料生產用的優質木材比較匱乏，但隨著木結構的繁榮與發展，社會對工程木質復合材料的需求在不斷加大，從而促使各國將如何利用人工速生木材、低劣質木材作為研究的重點。楊木等人工速生樹種，在我國的種植面積廣、木材儲量豐富，但因材質差、缺陷多等原因一直未得到較好的應用。玻璃纖維是一種常用的增強纖維，具有很多優良性能：拉伸強度高，伸長率小，彈性系數高，剛性佳，屬于無機纖維，具有不燃性，耐化學性能好，尺度穩定性、耐熱性好，與樹脂接著性良好，價格便宜。不飽和聚酯樹脂是玻璃鋼行業中使用較為普遍的基體材料，各方面化學性能和力學性能優異，對木材的滲透性較好，粘接性能優異，與玻璃纖維的相容性較好，能夠搭配形成性能優異的復合材料體系。

發明內容

本發明的目的是提供一種可供工業化生產使用的玻璃纖維增強木梁的制造方法，并通過局部增強的方式解決既有結構因連接部位阻礙而難以增強和楊木材質缺陷引起的木質復合材料性能較差的問題，同時利用不飽和聚酯樹脂粘接玻璃纖維增強省去了膠黏劑的成本并可以粘接較多層數的玻璃纖維布以達到較高的增強強度，除此之外，此制備方法的步驟四、五還適用于古木建筑文物的維修、補強等，配以木材薄板裝飾，為古代木結構建筑的保護和原貌修復提供一種切實可行的途徑。

不飽和聚酯樹脂粘接玻璃纖維增強木梁的制造方法主要包含備料加工、指接、冷壓、預處理和后期處理等六個步驟。

備料加工：將原木鋸解成鋸材后，干燥到含水率為8-12％為止。之后將干燥好的鋸材加工成指定的尺寸，并進行端頭加工，銑出指接榫，指接榫的長度為10-35mm。

指接：端接時選擇的膠粘劑為乳白膠，對加工好的木板材端頭進行單面施膠，施膠量為：100-700g/m²。對指榫縱向施加適當的壓力，以使指榫斜面充分膠合，端壓壓力為4-8MPa，端壓時間為1-8s。端壓完成后，養生24h以上。

冷壓：選擇膠種為異氰酸酯膠，對加工好的木材層板進行單面施膠，施膠量為：100-700g/m²。對施膠完成的木材層板進行組坯，之后進行冷壓，冷壓的壓力為1-5MPa，冷壓時間為3-24h，冷壓完成后對木梁陳化24h以上。

預處理：對木梁底部木材層板進行砂光處理，并涂布適量的不飽和聚酯樹脂，不飽和聚酯的中固化劑占樹脂比例在1-5％，促進劑占樹脂的比例在0.5-2％，以保證不飽和聚酯樹脂有足夠的適用時間，不飽和聚酯樹脂的涂布量為100-300g/m²，靜置1-3min，使不飽和聚酯樹脂滲入到木材內部，有利于提高纖維粘接強度。

后期處理：將規格為80-160g/m²，長度為木梁長度30-70％的玻璃纖維布放入調配好的不飽和聚酯樹脂中(樹脂∶固化劑∶促進劑＝100∶1∶0.5～100∶5∶2)浸漬1-5min，將浸漬完成的玻璃纖維布(層數為1-14層)粘貼到底層木材層板的薄弱環節上，并用輥壓平、涂勻，同時保證膠液徹底滲入布中。用夾具夾緊或采用冷壓機冷壓以保證玻璃纖維布與木梁粘接緊密、牢固。

本發明利用不飽和聚酯樹脂粘接玻璃纖維對木梁進行局部增強，既提高了木梁的力學強度和抗蠕變性，又降低了木材本身性能差異而引起的木梁的變異性，同時還避免了因大量使用環氧樹脂膠等結構膠粘劑而引起的成本過高的問題。本發明生產工藝簡單，操作方便，粘接效果好，增強強度高，且適合大型工業生產，為楊木等人工速生、低質劣質木材在建筑結構中的應用提供了一種可能。

附圖說明

圖1為不飽和聚酯樹脂粘接玻璃纖維增強木梁指接榫的結構示意圖。

圖2為不飽和聚酯樹脂粘接玻璃纖維增強木梁木材缺陷的結構示意圖

圖中代號說明：

1、玻璃纖維布；2、木材層板；3、指接榫；4、木材缺陷。

具體實施方式

下面結合附圖舉實例進行說明：

將原木鋸解成鋸材后，干燥的目標含水率為12％，干燥后含水率在8-12％均可。之后將鋸材進行精加工，并銑出指接榫，指接榫的長度為10，或12，或15，或20，或25，或30，或35mm。對加工好的木材層板2端頭單面施加乳白膠，施膠量為：100，或200，或300，或400，或500，或600，或700g/m²。對指接榫3縱向施加適當的壓力，端壓壓力為4，或5，或6，或7，或8MPa，端壓時間為1，或2，或3，或4，或5，或6，或7，或8s。端壓完成后，養生24h以上。對加工好的木材層板2單面施加異氰酸酯膠，施膠量為：100，或200，或300，或400，或500，或600，或700g/m²。對施膠完成的木材層板2進行組坯，之后進行冷壓，冷壓的壓力為1，或2，或3，或4，或5MPa，冷壓時間為3，或6，或9，或12，或15，或18，或24h，冷壓之后陳化24h以上。用80-300目砂紙對木梁底部層板進行砂光處理，涂布適量的適當比例的不飽和聚酯樹脂，其中固化劑占本體樹脂比例為1％，或2％，或3％，或4％，或5％，促進劑站本體樹脂的比例為0.5％，或1％，或1.5％，或2％。將規格為80，或100，或120，或140，或160g/m²，長度為木梁長度的30％，或40％，或50％，或60％，或70％的玻璃纖維布1放入調配好的不飽和聚酯樹脂中(樹脂∶固化劑∶促進劑＝100∶1∶0.5～100∶5∶2)浸漬1，或2，或3，或4，或5min，將浸漬完成的玻璃纖維布(層數為1，或2，或3，或4，或5，或6，或7，或8，或9，或10，或11，或12，或13，或14層)粘貼到底層木材層板2的指接榫3或木材缺陷4上，并用輥壓平、涂勻，用夾具夾緊或采用冷壓機冷壓，經過養生之后得到增強的膠合木梁成品。