[發明專利]一種高強貨車復合底梁及其制造方法

有效

• 申請號: 201710797558.0
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107344381B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 許斌;朱其孟;李延軍;徐駿
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B27J1/00
• 分類號: B27J1/00;B32B21/04;B32B21/14
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

本發明涉及的是一種高強貨車復合底梁及其制造方法，高強貨車復合底梁的結構是上下表層各為一層竹纖維簾（2），向內為芯層，所述的芯層為芯層用展平竹片層積材（3）、芯層用單板層積材（4）、芯層用木集成材中的一種。其制造方法包括如下工藝步驟：1）長束竹纖維簾的制作和施膠；2）芯層材料的準備和制造；3）復合板材的組坯和熱壓；4）底梁側面覆貼浸漬紙。優點：可將量大的竹材和速生木材用到貨車底梁上，拓寬了底板的原料來源，具有原材料來源廣、表面美觀、尺寸穩定性好、強度高、生產效率高等優點，是一種可持續的循環經濟，符合汽車工業的發展趨勢。

技術領域

本發明涉及的是一種高強貨車復合底梁及其制造方法，屬木材工業中的人造板制造技術領域。

背景技術

國外的載貨汽車車廂的底板和底梁大都采用熱帶硬木（如阿必棟等）來制造，由于該類樹種的生長周期很長，一般均需50年以上，隨著原始熱帶雨林的過度開采，大徑級克隆和阿必東已出現原材料供應緊缺的局面。以印尼為例，上世紀五十年代該國森林面積為1.62億公頃，到現在只有0.95億公頃，其中原始森林毀損面積高達70%。尤其對于長2.2米，厚11cm的梁來說，而且還要求梁上無一節疤和裂縫（硬木的干燥易出裂縫），這些木材的采購和加工困難，這就需要開發其它的材料來替代，鋼梁因其重且變形后不易恢復的缺點而不被采用；塑料的強度不夠也不能利用。因此只有采用人造板來制造，為此，準備采用竹材來制造貨車底梁，世界竹子中性能最優良、利用價值最高的毛竹約90％分布在中國，為工業化利用提供了得天獨厚的優勢。利用竹材高強度的力學性能，通過合理的結構設計，來滿足載貨汽車底梁的密度不能太高又有高強度的性能。

近幾年來，竹板材的使用越來越多，但由于竹簾制造過程中采用劈蔑機來加工，這種機械只能對竹壁大約對剖，厚度不均，效率低，生產時需要采用冷進冷出的熱壓工藝，耗時耗能源。采用碾壓竹束簾來制造，由于碾壓竹束簾的厚薄不均，也需要采用冷進冷出熱壓工藝，且由于兩竹束邊部不齊，有拼接縫隙，影響了強度和板材美觀，也需要改進。現有一種新技術可以將新鮮竹材，在溫度為160～190℃的飽和蒸汽罐中，利用高溫蒸汽的快速加熱和濕熱熱處理，此時半纖維素在如此高的溫度和濕度下迅速水解和熱解，達到短時間將維管束之間結合力減弱的目的，取出后將其將竹纖維束之間分離開來，其長束竹纖維的直徑為0.25-0.60mm，再將其通過編織機，編織成一定厚度的竹纖維簾，將其浸漬膠粘劑后，經過脫水和干燥，作為表背層材料，可以發揮其在板坯表背層對整塊板力學性能大幅提升的優點，芯層采用單板層積材、展平竹片層積材、木集成材，高強是因為：已知單根竹纖維的拉伸強度高達1770MPa（化學分離）、930MPa（機械分離）；維管束的拉伸強度達到470 MPa（機械分離），竹束纖維（通過化學離析或碾壓疏解作用將竹材薄壁細胞分離形成的多個維管束在一起的竹絲纖維）拉伸強度達到610MPa（化學分離）。且竹纖維經過高溫熱處理后，此時的竹纖維已具備尺寸穩定性好，且竹束簾的厚度均勻，板材可以采用熱進熱出的熱壓工藝，節約了能源，提高了效率，并且表層具有防腐、防蛀和防霉功效，制作成具有表面美觀、強度高的貨車復合底梁。由于板材的厚度較大，故采用芯層材料先加工好，然后再和表背層材料一次熱壓成型，又由于底板在厚度方向有斜邊（見圖1），故采用異型鋼模板一次熱壓成型，將其鋸切后，為防止其板邊吸濕吸水，又將兩側面再次覆貼樹脂浸漬紙。采用該方法生產的高強貨車底梁，其表層的長束竹纖維來源廣泛，可以利用現在應用得較少的叢生竹和壁薄的毛竹竹梢等，如云南的巨龍竹、龍竹、黃竹，四川的慈竹，廣東的青皮竹，福建的木竹等，且竹材的徑級不限。

發明內容

本發明提出的是一種高強貨車復合底梁及其制造方法，其目的旨在利用竹材的纖維幾乎都是縱向平行排列，無橫向纖維的特點，制造高強長束竹纖維，進一步制造高強貨車復合底梁。

本發明的技術解決方案：

一種高強貨車復合底梁，其結構是上下表層各為一層竹纖維簾（2），向內為芯層，所述的芯層為芯層用展平竹片層積材（3）、芯層用單板層積材（4）、芯層用木集成材中的一種，在上下表層的外層還可以有一層樹脂浸漬紙（1）；