一种具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材及其制备方法技术

本发明专利技术提供的一种具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材及其制备方法，通过对板材的形状和制备方法进行优化，利用预应力的原理增强板材内应力，使之不容易发生蠕变，提高板材的形状稳定性，使碳化木板材的尺寸更加轻薄而强度提高，广泛适用于家装、建筑、家具制造等领域。

Prestressed carbonized wood plate with creep resistant deformation property and preparation method thereof

With prestressed wood plate and its preparation method of creep deformation resistance of this invention provides a method, by optimizing the shape and preparation of metal sheet, reinforced plate stress using prestressed principle, which is not easy to creep, improve qualitative sheet form stability, make more light and improve the strength of carbonized wood the size of the plate, is widely used in construction, decoration, furniture manufacturing and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材及其制备方法。
技术介绍
目前的市场上的家具装饰用实木板材，采用单板、天然木皮、芯板等多层实木材料按一定的次序叠合，经上胶、压合而制成，具有成本低廉、外观优良、机械强度高等优点。木材经由高温处理，成为介于木材和木炭之间的碳化木。尤其是表面碳化木，可以突显表面凹凸的木纹，产生立体效果。应用方面集中在工艺品、装修材料和水族罐制品。也称为工艺炭化木、炭烧木。现有将碳化木附着在胶合板材的表面，以提高板材的观赏性。在实际使用中，常规胶合木的结构，由胶粘剂层和为木材层板组合，在长期荷载作用下抗蠕变性能较差引发碳化木层变形、脱落，因此在胶合木构件的截面一般较大，胶合木显得粗重而笨大，且材料浪费严重。同时，胶合木截面尺寸的确定往往是根据其刚度进行控制，在刚度符合设计要求的条件下，构件的强度均远超设计值，这也造成了材料的严重浪费，并且构件轻巧性得不到充分体现，不利于木结构的推广使用，为解决这一问题，现有的方法是通过在胶合木中配置高强FRP或钢筋等非天然材料来增强，但该方法存在以下不足：粘结高强的FRP或钢筋等非天然材料，需要特殊的胶粘剂进行粘结，这无疑使施工工艺复杂化，导致成本增加；高强的FRP或钢筋等增强材料和木材的相容性差，产品在服役期间易与木材本体发生剥离，产品质量的可靠性差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一种抗蠕变、尺寸稳定性强的碳化木板材。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，包括芯板，还包括设置在芯板一侧或两侧的第一缓冲层以及覆盖在第一缓冲层表面的至少一层碳化木层，所述芯板与第一缓冲层的接合的一面设有圆形的补强盲孔。本专利技术所述芯板可选用任意一种现有技术实现，其应当具有较大的密度、较高的强度，以支撑所述吸附层，例如现有技术的细木工板、欧松板等。由于芯板的设置，含有吸附层的实木板材机械性能得到提升而不易损坏，而吸附层的厚度也可进一步降低，改善所制得的板材的外观。所述第一缓冲层可以选用密度较低的板材实现，如单板、木皮等，可以由多层材料叠合而成。第一缓冲层的作用是平衡碳化木层和芯板间的应力，避免二者发生层间分离。本专利技术特别在芯板与第一缓冲层的接合的一面设置补强盲孔，圆形的补强盲孔具有较强的结构稳定性，在压合板材时补强盲孔收到轴向的压力而扩增，压合结束后，补强盲孔为了恢复形状将产生一个指向其轴心的牵引力，避免芯板遭受外界施加的拉力而产生蠕变，确保芯板的尺寸稳定性、结构稳定性，避免碳化木层受芯板影响而脱落、开裂。进一步的，所述第一缓冲层与碳化木层的厚度之比为（0.2-2）:5；所述碳化木层由多层碳化木木皮叠合而成；所述碳化木木皮为平刨木皮或纵向斜刨木皮或横向斜刨木皮；所述第一缓冲层的气干密度为0.35g/cm3—0.65g/cm3。本专利技术中，碳化木层可以由单块碳化木板构成，也可以由碳化木木皮形成。所述的碳化木木皮指的是以科技木皮或天然木皮为原料，以现有的碳化木工艺碳化后获得。利用多层碳化木木皮叠成的碳化木层具有更好的延展性，不容易因板材内部收缩的应力而脱落、分离。第一缓冲层优选气干密度为0.35g/cm3—0.65g/cm3的木质材料制成。进一步的，所述碳化木层由外至内依次包括一层平剖木皮、一层横向斜刨木皮、和一层纵向斜刨木皮；平剖木皮、横向斜刨木皮间木纤维的夹角为20-25°；横向斜刨木皮、纵向斜刨木皮间的木纤维夹角为10-15°。本专利技术针对本专利技术板材内部收缩应力较大的特点进一步对碳化木层的结构进行了优化，进一步增强碳化木层在各个方向上的韧性，使之不容易被拉伸而断裂；另一方面，交错的纤维也有利于维持碳化木层的结构稳定性，不容易鼓泡、脱落。更进一步的，所述补强盲孔内设有与补强盲孔配合的弹性胶栓；所述碳化木层与第一缓冲层间、第一缓冲层与芯板间均设有弹性胶层。所述弹性胶栓和弹性胶层可选用具有弹性的胶质材料制成，如乳胶、橡胶和高分子聚合物树脂等。在进行预应力加工时，弹性胶栓和弹性胶层在外界应力的作用下延展、变形，外界应力消失后，弹性胶栓和弹性胶层复位时将产生收缩的牵引力，使板材整体结构更加紧凑，结构稳定性更高而不容易变形。更进一步的，所述芯板的两侧均设有所述第一缓冲层；所述弹性胶层的厚度与第一缓冲层的厚度之比为1:30-1:50；所述补强盲孔的直径为芯板厚度的0.9-1.1倍；所述补强盲孔的总面积占芯板的10%-15%。补强盲孔直径过大、数量过多，容易降低芯板的强度，导致板材容易断裂、承力性能下降。而补强盲孔数量过少，又难以提供足够的内应力维持板材的形状。经过验证，上述参数的补强盲孔具有最优的效果。优选的，所述碳化木层和第一缓冲层之间还设有第二缓冲层；所述第二缓冲层上设有阵列排布的六边形孔，六边形孔的直径与第二缓冲层的厚度一致；第二缓冲层气干密度为0.35g/cm3—0.65g/cm3；第二缓冲层的厚度与第一缓冲层厚度之比为1:2—1:5；所述六边形孔的直径是第二缓冲层的1.2倍。六边形孔在接收预应力处理时，同样会产生轴向的形变，制成板材后，将为临近的碳化木层和第一缓冲层提供收缩的牵引力，提高这两层结构的抗蠕变性能。优选的，所述弹性胶栓和弹性胶层其原料按重量计包括三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂10-20份、PET50-70份、PA6610-15份、氨基甲酸酯0.1-0.5份、苯甲酸甲酯0.5-7份、亚氯酸钠0.1-0.8份、硫酸铜0.01-0.15份。所述三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂（melamine-formaldehyderesin），三聚氰胺与甲醛反应所得到的聚合物。又称蜜胺甲醛树脂、蜜胺树脂，可选用现有技术实现。PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得。PA66为尼龙66，可选用现有技术实现。氨基甲酸酯是氨基或胺基直接与甲酸酯的羰基相连的化合物。也可看成是碳酸的单酯单酰胺。苯甲酸甲酯，又名安息香酸甲酯，化学上可视为苯甲酸或苯甲酸酐或苯甲酰氯用甲醇醇解的产物。无色透明液体。能与甲醇、乙醇、乙醚混溶；不溶于水。亚氯酸钠（Sodiumchlorite），为市售产品。添加了氨基甲酸酯和苯甲酸甲酯的本专利技术的弹性胶栓和弹性胶层定型后，其本身具有优秀的抗蠕变性能，有助于维持板材的形状。而在亚氯酸钠和硫酸铜的协效下，弹性胶栓和弹性胶层则可以与芯板、第一缓冲层、第二缓冲层和碳化木层的木纤维牢固结合，不容易翘曲、鼓泡、层间分离。本专利技术可选用普通的压合法制成。特别的，本专利技术还提供一种制备具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材的方法，包括如下工序：S1.制备芯板、第一缓冲层、第二缓冲层和碳化木层；S2.在芯板的表面钻出补强盲孔；S3.制备热熔胶，将其灌入所述补强盲孔中，直至热熔胶表面比芯板表面突出1-3mm，冷却后获得弹性胶栓；S4.在芯板表面涂覆热熔胶，覆盖第一缓冲层后进行第一次压合；S5.在第一缓冲层表面涂覆热熔胶，覆盖第二缓冲层后进行第二次压合；在第二缓冲层表面涂覆热熔胶，覆盖碳化木层后进行第三次压合；S6.进行第四次压合后获得所述具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材。芯板、第一缓冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，包括芯板，其特征在于：还包括设置在芯板一侧或两侧的第一缓冲层以及覆盖在第一缓冲层表面的至少一层碳化木层，所述芯板与第一缓冲层的接合的一面设有圆形的补强盲孔。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，包括芯板，其特征在于：还包括设置在芯板一侧或两侧的第一缓冲层以及覆盖在第一缓冲层表面的至少一层碳化木层，所述芯板与第一缓冲层的接合的一面设有圆形的补强盲孔。2.根据权利要求1所述的具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，其特征在于：所述第一缓冲层与碳化木层的厚度之比为（0.2-2）:5；所述碳化木层由多层碳化木木皮叠合而成；所述碳化木木皮为平刨木皮或纵向斜刨木皮或横向斜刨木皮；所述第一缓冲层的气干密度为0.35g/cm3—0.65g/cm3。3.根据权利要求2所述的具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，其特征在于：所述碳化木层由外至内依次包括一层平剖木皮、一层横向斜刨木皮、和一层纵向斜刨木皮；平剖木皮、横向斜刨木皮间木纤维的夹角为20-25°；横向斜刨木皮、纵向斜刨木皮间的木纤维夹角为10-15°。4.根据权利要求1所述的具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，其特征在于：所述补强盲孔内设有与补强盲孔配合的弹性胶栓；所述碳化木层与第一缓冲层间、第一缓冲层与芯板间均设有弹性胶层。5.根据权利要求4所述的具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，其特征在于：所述芯板的两侧均设有所述第一缓冲层；所述弹性胶层的厚度与第一缓冲层的厚度之比为1:30-1:50；所述补强盲孔的直径为芯板厚度的0.9-1.1倍；所述补强盲孔的总面积占芯板的10%-15%。6.根据权利要求1或4所述的具有抗蠕变变形性能的预应力碳化木板材，其特征在于：所述碳化木层和第一缓冲层之间还设有第二缓冲层；所述第二缓冲层上设有阵列排布的六边形孔，六边形孔的直径与第二缓冲层的厚度一致；第二缓冲层气干密度为0.35g/cm3—0.65g/cm3；...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹雄光，颜宝娟，罗俊光，黄远林，
申请(专利权)人：深圳市松博宇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44