一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法技术

技术编号:20090626 阅读:19 留言:0更新日期:2019-01-15 09:48
本发明专利技术公开了一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,涉及建筑材料领域。本发明专利技术主要由上下涂层、上下贴面、上下纤维增强树脂层、上下面板、芯层和填充材料组成。芯层点阵柱两两接触呈交叉分布构成交叉双X型点阵夹芯结构基本元件,基本元件按照合理的排布方式分布于芯层。本发明专利技术所设计的结构制备方法合理,取材绿色环保,面板的刚度较大,芯体材料较轻,可以有效增加其承受横向剪切的作用能力,填充材料和表层有隔音和电磁屏蔽的作用,集结构与功能一体化。将此制备方法应用于木结构建筑领域中,拓宽了木质资源的利用范围,对木质资源的有效利用有着重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域,尤其涉及一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法。
技术介绍
复合材料点阵夹芯结构具有密度低、比刚度大、比强度大、可设计性好的特点,以金属或者碳纤维增强材料制备的点阵夹芯结构已广泛应用于高速交通工程和航天航空工程。但是以木材或木质复合材料为主体构成的点阵夹芯结构研究并不多见,其作为木质工程材料在木结构建筑上的应用值得探索。传统的点阵结构设计方案通常是将结构的机械性能要求与功能要求分开考虑,即一部分材料用来满足对结构的强度、刚度等力学性能的要求,另一部分材料则用来满足隔热、隔振或电子屏蔽等要求。这种传统设计方法,不但增加了木质结构的重量,而且降低了构件的使用性能及可靠性。而木质基点阵夹芯结构符合建筑材料轻质高强又易于实现多功能化的发展趋势,基于高孔隙率、大空间的设计理念,制备木质基点阵夹芯结构,对于木质材料实现劣材优用、提高木材资源的利用率有着巨大的优势。木质基交叉双X型点阵夹芯结构一般是由上下面板和中间的双X型衍架结构组成的,面板的刚度较大,轻质的芯体材料可以有效增加其承受横向剪切的作用能力。木质基交叉双X型点阵夹芯结构除了结构本身具有轻质高强的特点,芯层空隙中还易于埋置功能材料和小型元器件,面板和芯子可以进行增强设计和功能设计,因而可以实现储能、隔音、电磁屏蔽和结构等多功能一体化。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决传统点阵夹芯结构增强设计与功能设计一体化问题,提供一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法。本专利技术为解决上述问题所采取的技术方案如下:一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,包括上涂层(1)、上贴面(2)、上纤维增强树脂层(3)、上面板(4)、芯层(5)、下面板(6)、下纤维增强树脂层(7)、下贴面(8)和下涂层(9),芯层包括点阵柱(10)、点阵柱填充材料(11)、加固环(12)和芯层填充材料(13),纤维增强树脂层(7)包括树脂基体(14)和增强纤维(15),其特征在于:点阵柱内部放置填充材料,两端套上加固环,点阵柱两两接触呈交叉分布构成交叉双X型点阵夹芯结构基本元件,基本元件按照合理的排布方式分布于芯层。点阵柱与面板通过插入-胶合的方式连接,贴面与纤维增强树脂层、面板与纤维增强树脂层均通过胶黏剂胶合连接,涂层是通过化学镀的方法把金属或金属化合物镀在上下贴面的表面。一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,它是按照以下步骤实现的:步骤一:制作点阵结构:在面板上进行机械打孔,在点阵柱内部放置填充材料,两端套上加固环,通过插入-胶合的方法连接点阵柱与面板;步骤二:制作纤维增强树脂层:首先按规定尺寸制作一个硅橡胶模具,在硅橡胶模具通过穿孔排布增强纤维,树脂基体抽真空20~30min,然后在硅橡胶模具中涂抹硅油,把树脂基体放入其中固化成型,固化温度为150~300℃,固化时间为1~2h,固化压强为0.1~2MPa;步骤三:化学镀单板:按照规定尺寸锯制单板,利用苯醇混合溶剂浸泡单板,对单板进行表面处理,苯醇比为2:1~4:1,浸泡时间10~20min,然后将单板浸入盐基胶体靶溶液20~30min,之后将单板浸入金属及其化合物镀液中放置1~2.5h,取出后放置在空气中1~2天,最后从单板厚度中间切开;步骤四:拼接各部分并填充:贴面与纤维增强树脂层、面板与纤维增强树脂层均通过胶黏剂胶合连接,在芯层填充隔音材料。本专利技术的有益效果是:1.本专利技术设计结构合理,木质基面板的刚度较大,轻质的芯体材料可以有效增加其承受横向剪切的作用能力。2.本专利技术取材绿色环保,结构比强度高、比刚度高,将此结构应用于木结构建筑领域中,拓宽了木质资源的利用范围,提高了木质资源利用率。3.本专利技术对点阵柱进行加固处理和填充处理,有效提高了结构的力学性能及承载能力。4.本专利技术表面化学镀金属可以起到电磁屏蔽作用,芯层填充的隔音材料能够有效起到隔音作用,集结构与功能一体化。附图说明图1是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的整体示意图;图2是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的整体主视图;图3是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的整体透视图;图4是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的芯层主视图;图5是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的芯层透视图;图6是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的芯层俯视图;图7是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的芯层单胞图;图8是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的点阵柱和加固环主视图;图9是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的点阵柱和加固环俯视图;图10是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的点阵柱和加固环截面图;图11是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的纤维增强树脂层图;图12是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的纤维排布图;图13是一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法的打孔位置图。具体实施方式实施例一:一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,包括上涂层(1)、上贴面(2)、上纤维增强树脂层(3)、上面板(4)、芯层(5)、下面板(6)、下纤维增强树脂层(7)、下贴面(8)和下涂层(9),芯层包括点阵柱(10)、点阵柱填充材料(11)、加固环(12)和芯层填充材料(13),纤维增强树脂层(7)包括树脂基体(14)和增强纤维(15),点阵柱与面板通过插入-胶合的方式连接,贴面与纤维增强树脂层、面板与纤维增强树脂层均通过胶黏剂胶合连接,涂层是通过化学镀的方法把金属或金属化合物镀在上下贴面的表面。(1)制作点阵结构:交叉双X型点阵夹芯结构基本元件按照合理单元规格设计合理地分布于芯层。单元规格设计为120mm×120mm正方形,上面板、下面板厚度均为12mm厚的胶合板,点阵柱与上面板、下面板的夹角为45°,点阵柱选用空心碳纤维棒,长度为60mm,外环直径为10mm,内环直径为7mm,加固环垂直方向高度为5mm,加固环外环直径为14mm,内环直径为10mm,加固环材料为PLA,通过3D打印制备,点阵柱填充材料为气凝胶,面板与点阵柱通过胶黏剂连接。(2)制作纤维增强树脂:首先制作一个外部尺寸为140mm×140mm×16mm,内部尺寸为120mm×120mm×8mm的硅橡胶模具,在硅橡胶模具内部通过穿孔排布增强纤维,增强纤维材料为尼龙,直径为2mm,树脂基体为环氧树脂基体,环氧树脂与固化剂(聚酰胺树脂)质量之比为10:6,抽真空20min,然后在硅橡胶模具中涂抹硅油,把环氧树脂基体放入其中固化成型,固化温度为200℃,固化时间为2h,固化压强为0.1MPa;(3)化学镀单板:锯制桦木单板尺寸为120mm×120mm×8mm,利用苯醇混合溶剂浸泡杨木单板,对桦木单板进行表面处理,苯醇比为4:1,浸泡时间15min,然后将桦木单板浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,包括上涂层(1)、上贴面(2)、上纤维增强树脂层(3)、上面板(4)、芯层(5)、下面板(6)、下纤维增强树脂层(7)、下贴面(8)和下涂层(9),芯层(5)包括点阵柱(10)、点阵柱填充材料(11)、加固环(12)和芯层填充材料(13),纤维增强树脂层(7)包括树脂基体(14)和增强纤维(15),其特征在于:点阵柱内部放置填充材料,两端套上加固环,点阵柱两两接触呈交叉分布构成交叉双X型点阵夹芯结构基本元件,基本元件按照合理的排布方式分布于芯层,点阵柱与面板通过插入‑胶合的方式连接,贴面与纤维增强树脂层、面板与纤维增强树脂层均通过胶黏剂胶合连接,涂层是通过化学镀的方法把金属或金属化合物镀在上下贴面的表面。

【技术特征摘要】
1.一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,包括上涂层(1)、上贴面(2)、上纤维增强树脂层(3)、上面板(4)、芯层(5)、下面板(6)、下纤维增强树脂层(7)、下贴面(8)和下涂层(9),芯层(5)包括点阵柱(10)、点阵柱填充材料(11)、加固环(12)和芯层填充材料(13),纤维增强树脂层(7)包括树脂基体(14)和增强纤维(15),其特征在于:点阵柱内部放置填充材料,两端套上加固环,点阵柱两两接触呈交叉分布构成交叉双X型点阵夹芯结构基本元件,基本元件按照合理的排布方式分布于芯层,点阵柱与面板通过插入-胶合的方式连接,贴面与纤维增强树脂层、面板与纤维增强树脂层均通过胶黏剂胶合连接,涂层是通过化学镀的方法把金属或金属化合物镀在上下贴面的表面。2.根据权利要求1所述的一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,其特征在于:所述的芯层(5),是在点阵夹芯结构的上面板(4)和下面板(6)上进行机械钻孔,孔的直径与点阵柱两端的加固环的外环直径保持一致,点阵柱两两接触呈交叉分布构成交叉双X型点阵夹芯结构。3.根据权利要求2所述的一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,其特征在于:点阵柱(10)的横截面为圆环状,内环尺寸为3~8mm,外环尺寸为9~12mm,长度为50~80mm,点阵柱内部填充水凝胶、气凝胶、硅橡胶等材料。4.根据权利要求2所述的一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,其特征在于:所述的芯层(5)中的加固环(12)的内环尺寸为12~16mm,外环尺寸为17~20mm,加固环材料为PLA、ABS、木塑等。5.根据权利要求1所述的一种木质基隔音、电磁屏蔽的交叉双X型点阵夹芯结构的制备方法,其特征在于:芯层填充材料(13)为隔音材料海绵、乳胶、泡沫塑料等。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑腾腾胡英成王亚李帅赵鑫邹铁笑秦建鲲叶高远
申请(专利权)人:东北林业大学
类型:发明
国别省市:黑龙江,23

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