本发明专利技术公开一种复合结构材料适于作为例如木质板、片或柱的替代品。所述复合结构材料包括尺寸稳定的芯材料，所述芯材料大体上被连接在所述芯材料上的尺寸稳定的层状覆盖层所包围。所述层状覆盖层包括至少一条基本平行的增强纱线带，所述的增强纱线带与至少一层尺寸稳定的底基材料连接在一起，所述的底基材料选自硬化纸或硬化布。优选的，增强纱线带夹在两层硬化纸和布之间。所述芯材料可以是，例如，带有或不带有填料的泡沫合成树脂。本发明专利技术还公开了一种制造该材料的连续过程。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
现有许多不同的结构材料，其至少部分地由合成树脂制成，并且 意图用于取代木材。在设计这样的材料时一个难以达到的目标是同 时达到合理的成本和相对高的强度和刚度。因而，例如通过废木纤维 和循环使用的热塑性材料如聚乙烯的混合物的热熔挤出而制成的合 成木材，可以以足够低的成本被生产出来且适于用作盖板。但是这样 的合成木材，对于需要经受较高的弯曲和压缩载荷、需要增强的静态强度和刚度、禾n/或需要较大的抗震性和抗冲击性的使用情况，通常被认为是不适合的。因而，它不适合用作主结构承载元件，如货运托 盘(shipping pallet)的支柱、托梁、横梁、纵梁。对于这些类型的用途，与聚合物和木材颗粒的热熔挤出物相比，材料必须具有较高的 破裂弯曲模量，抗悬臂梁式冲击性、抗压极限强度、杨氏模量、禾口/ 或抗加速负载性。
技术实现思路
本专利技术的复合结构材料包括一个尺寸稳定的芯，所述的芯至少部 分地被粘接于芯上的尺寸稳定的层状覆盖层包围。该芯可以包括任意 尺寸稳定的固体，且优选包括一种树脂状基体，且所述基体中埋入一 种或多种填料固体的树脂状基体。该层状覆盖层包括至少一层增强 层，所述的增强层与至少一层尺寸稳定的底基(web)材料相粘接。附图说明图1是本专利技术的板状复合材料的优选实施方式的截面图，其中横截面是垂直于复合材料的纵向截取的。图2是本专利技术的片状复合材料的优选实施方式的截面图，其中横 截面是垂直于复合材料平面截取的。图3是本专利技术的板状复合材料的另一个优选实施方式的截面图， 其中横截面是垂直于复合材料纵向截取的。图4是本专利技术的板状复合材料的制造方法的示意图。图5和6A-6E是本专利技术的片状复合材料的制造方法的示意图。 图7A和7B是本专利技术柱状复合材料的一个优选实施方式的截面图，其中每个横截面都是垂直于复合材料的轴向截取的。图8是本专利技术的复合材料板的托盘构造的一个优选实施方式的透视图。图9是本专利技术的最外面的托盘纵梁(pallet stringer)的透视图。 图10是本专利技术复合材料板的托盘构造的另一个优选实施方式的 透视图。图11是本专利技术复合材料板的另一个优选实施方式的透视图。 图12是本专利技术片状复合材料的一个可替换的制造方法的示意图。 图13是本专利技术另一个最外面的托盘纵梁的透视图。 图14是本专利技术板状复合材料的一个可替换的实施方式的截面图， 其中横截面是垂直于复合材料纵向截取的。具体实施例方式A.复合结构材料如图l的截面图所示，复合结构材料2包括尺寸稳定的芯4，所 述的芯4至少部分的被粘接在芯上的、尺寸稳定的层状覆盖层6包围。l.芯芯可以包括任何尺寸稳定的固体。硬的和半硬的固体都可以使用(这里"硬的"意思是至少基本上是硬的)。作为硬的固体的实例， 木材本身就可以被用作芯材料，也可以是石膏和普通水泥的组合物， 如与纤维素纤维混和(稀释)的水泥。属于半硬的种类的是弹性体，如天然或合成橡胶。优选芯具有充分的抗压扁性(crush resistance),即其可以将复合材料一个表面上的载荷(压力)传递 到相对的表面上。例如，如果顶面被置于压縮载荷下，底面将会由于 芯的抗压扁性而处于张紧力之下。无论是硬的还是半硬的，芯优选包括树脂。对于某些应用，芯4 优选包括一些埋入树脂状基体10的填料固体8的片，如图1所示。(这里用到的术语"树脂状基体"，倾向于包括有填料的和无填料的 树脂)a.树脂状基体当芯包含树脂状基体时，优选是热固性树脂。合适的热固性树脂 的实例包括环氧树脂、脲甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树酯、酚醛树脂、 聚酯树脂、和聚氨酯树脂(聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯)。任选的， 树脂状基体可以是泡沫热塑性树脂，如泡沫聚苯乙烯。当结构材料具有尽可能低的比重是重要的时，优选树脂状基体是 泡沫合成树脂，最优选是硬的或半硬的聚氨酯或酚醛泡沫体。聚氨酯 树脂通过使多元醇与聚异氰酸酯反应而制得。反应是放热的。聚氨酯 分子的交联或接枝，可以通过使反应混合物中包括一些多元醇分子和 /或具有至少三个官能团的异氰酸酯分子、以及通过相应地调节反应 物比率而达到。通过充分的交联，得到了硬的或半硬的热固性聚合物。 硬度可以通过例如，选择使用的多元醇来控制，这是本领域技术人员 所公知的。为了制造硬的或半硬的聚氨酯泡沫，要由多官能异氰酸酯、多元 醇、发泡剂、催化剂、通常还有孔眼尺寸调节剂(如表面活性剂)形成混合物。 一旦各成分化合，氨甲酸乙酯形成反应就开始了。温升产 生了，且当物质膨胀和固化时， 一种或多种发泡剂使闭孔在聚合物中形成。温升典型地达到至少约150。F的峰值温度。异氰酸酯和多元醇反应物包括足够具有三个或更多官能团的分子，以至于交联度或分枝 度足以生产生至少半硬的泡沫。 在制造硬的或半硬的泡沫时，通常使用芳族聚异氰酸酯。 一些实例是甲苯二异氰酸脂(TDI)和聚异氰酸酯(PMDI)，聚异氰酸酯(PMDI) 是由苯胺与甲醛缩和得到的。可使用的多元醇包括聚醚多元醇和聚酯多元醇。多官能羟基化合 物或胺的环氧丙烷的加合物是一种类型的可使用的聚醚多元醇。有时 也应用聚酯多元醇与聚醚多元醇的混合物。卤代烃，如氯氟代烃和氟代烃，可以被用作发泡剂。也可使用低 级烷烃如丁烷、戊烷、和环戊烷。可使用液态的二氧化碳。也可以使 用水，因为它将与异氰酸酯反应在原位形成二氧化碳。有时水或碳化 二亚胺催化剂作为共发泡剂被用来生成二氧化碳。通常情况下，与催 化剂和孔眼尺寸控制剂一起， 一种或多种发泡剂与多元醇发生预混 合，其中孔眼尺寸控制剂通常是表面活性剂。这些都是本领域普通技术人员所公知的，并且在例如， Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. (1997)， vol. 24， pp. 695-715中有所描述，在这里通过引用合并 入。术语"聚氨酯体系"可以用来指一种由异氰酸酯、多元醇、催化 剂、发泡剂、和孔眼尺寸控制剂组成的特殊组合物，其可以发生反应 形成聚氨酯泡沫。帮助识别和区分聚氨酯体系的特性是，当各组分在 开式容器中混合时，特殊体系将会形成的泡沫的密度("自由起发密 度")。考虑到的是，能够产生大约3或4磅/立方英尺(pcf)到大约 50-60pcf的自由起发密度的聚氨酯体系，通常是优选用于本专利技术的。聚氨酯体系可以通过在密闭的或部分密闭的模具中限制聚氨酯 的自由起发密度来模制为较高的密度。当起发限制在模中时，生成的 聚氨酯具有比聚氨酯体系的额定自由起发密度更高的密度("模制密 度")。在由纵梁、前缘板和内部盖板(interior deck board)构成的、 由本专利技术复合结构材料形成的托盘中，纵梁优选使用得到模制密度为 32-34pcf的聚氨酯体系。内部盖板优选使用得到模制密度为 12-17pcf的聚氨酯体系。前缘板优选使用产生模制密度为约 14-20Pcf的聚氨酯体系。一些用于本专利技术的聚氨酯体系中可使用的市售异氰酸酯/多元醇 的配对实例，如下所示异氰酸酯组分Rubinate MRubinate MBaydur 645BBaydur 730 B (U 731 B)C叩ps B-1000Co卯s B-1000多元醇组分 Rimline WL 87380 Rimline WL 87381 Ba本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种货运托盘，其包括复合材料的上部盖板，所述上部盖板固定于下部纵梁板或块上，其中所述复合材料的上部盖板包括两个外缘板，所述的外缘板位于多个内部板的侧面，并且其中每个所述复合材料的上部盖板都包括尺寸稳定的芯材料，所述芯材料被与连结在所述芯材料上的尺寸稳定的覆盖层包围，其中的改进在于每个内部板的所述芯材料与位于这些内部板侧面的每个外缘板相比，具有较小的抗压扁强度和较低的密度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：AJ罗斯，GM帕尔默，
申请(专利权)人：亨特佩因创新公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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