本发明专利技术提供了一种格栅增强夹芯板及其制备方法，属于复合材料领域。一种格栅增强重组竹格栅夹芯板，面板结构由上层重组竹面板(2)，碳纤维增强重组竹格栅(1)，下层重组竹面板(3)3个部分组成。上下层面板结构存在垂直等距排布的圆弧形凹槽结构用于固定格栅结构。格栅结构，包括上层碳纤维增强重组竹肋(4)、下层碳纤维增强重组竹肋(5)；上下层碳纤维增强重组竹肋中间偏上的位置设置有矩形凹槽(6)，矩形凹槽宽度等于碳纤维增强重组竹肋的厚度，高度等于碳纤维增强重组竹肋高度的二分之一；上层碳纤维增强重组竹肋之间相互平行，等距排列，矩形凹槽方向统一向下；下层碳纤维增强重组竹肋之间互相平行，等距排列，矩形凹槽方向统一向上；上下两层碳纤维增强重组竹肋垂直交叉且矩形凹槽呈一条直线。碳纤维增强重组竹肋由多层重组竹与碳纤维胶合后机械加工而成。整个结构通过嵌锁工艺与复合材料工艺减轻重组竹结构板的重量，增强重组竹结构板结构的强度，使其承载能力与竹材利用率得到提高。承载能力与竹材利用率得到提高。承载能力与竹材利用率得到提高。
【技术实现步骤摘要】
一种格栅增强重组竹格栅夹芯板及其制备方法
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[0001]本专利技术属于人造夹芯结构板
，具体涉及一种格栅增强重组竹格栅夹芯板及其制备方法。
技术介绍
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[0002]中国南方拥有丰富的竹子资源，与此同时竹子生长周期短，强度好，弹性强，密度小，性能稳定，抗拉性能出色，力学性能好，可作为板材生产的替代材料，在多个领域应用。
[0003]工程结构的轻量化实现要求减轻其重量的同时确保其性能的优良，利用格栅夹芯结构来替代传统的结构能达到工程用材的轻量化的目的。
[0004]重组竹，一种将竹材重新组织并加以强化成型的一种竹质新材料，也就是将竹材加工成长条状竹篾、竹丝或碾碎成竹丝束，经干燥后浸胶，再干燥到要求含水率，然后铺放在模具中，经高温高压热固化而成的型材。重组竹受力好，应力分布均匀，具有较高的强度和刚度，同时耐火性能良好。
[0005]碳纤维增强复合材料指以碳纤维及其制品为增强材料和基体材料，通过一定的成型工艺复合而成的一种材料碳纤维复合材料较传统材料有着轻便、抗冲击性、耐久性和高强度等优势
[0006]方形格栅夹芯结构时一种具有良好力学性能的轻量化构造，在刚度，强度，稳定性，振动特性等方面具有良好的性能，拥有材料结构一体和设计制造一体化的优点，拥有广阔的应用前景。
[0007]本专利技术涉及的格栅夹芯结构的芯体在整个结构中起着重要的作用，一方面支撑上下面板和传递载荷，因此要求面板和芯体间需要较高的面芯结合能力；另一方面芯体内部的空间可减轻重量，填充隔声，隔热材料，实现多功能性结构。
技术实现思路
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[0008]本专利技术的目的在于设计一种格栅增强重组竹格栅夹芯板。在两层重组竹板中间加入碳纤维增强重组竹联锁的正交格栅结构，在保证重组竹板强度的同时减轻其质量，提升强重比，减少资源的使用，具有良好的尺寸稳定性，耐候性，有效提高了材料的利用率。
[0009]本专利技术的技术方案：
[0010]1、一种格栅增强重组竹格栅夹芯板，以碳纤维重组竹复合材料作为正交互锁格栅结构的芯层材料，通过互相嵌入的方式组装成正交格栅芯层结构(1)，再与带卡槽的重组竹上面板(2)以及带卡槽的重组竹下面板(3)进行嵌入式组合。
[0011]2、格栅增强重组竹格栅夹芯板：预压制的重组竹芯层格栅为碳纤维增强重组竹格栅，面层板为重组竹板。
[0012]3、格栅结构，包括上层碳纤维增强重组竹肋(4)、下层碳纤维增强重组竹肋(5)和矩形凹槽(6)；
[0013]4、所述矩形凹槽(3)宽度等于碳纤维增强重组竹肋的厚度，高度等于碳纤维增强
重组竹肋高度的二分之一，位于增碳纤维强重组竹肋中间偏上位置设置；
[0014]5、所述上层碳纤维增强重组竹肋(4)之间相互平行，等距排列，矩形凹槽(6)方向统一向下；
[0015]6、所述下层碳纤维增强重组竹肋(5)之间相互平行，等距排列，矩形凹槽(6)方向统一向上；
[0016]7、所述上层碳纤维增强重组竹肋(4)与下层碳纤维增强重组竹肋(5)相互垂直交叉，上层碳纤维增强重组竹肋(4)与下层碳纤维增强重组竹肋(5)的矩形凹槽(6)呈一条直线；
[0017]8、上层碳纤维增强重组竹肋(4)与下层碳纤维增强重组竹肋(5)通过矩形凹槽(6)采用嵌锁方式对插围成等大的正方形，组成正交互锁结构。
[0018]9、一种碳纤维增强重组竹格栅，其特征在于上层碳纤维增强重组竹肋(4)与下层碳纤维增强重组竹肋(5)连接处的矩形凹槽(6)采用环氧树脂胶进行胶接。
[0019]10、重组竹面板上存在凸起弧形凹槽，用于固定芯层结构，凹槽深度在5～10mm，压制的重组竹面板与肋板直角联结处凸起凹槽的槽宽为圆弧过渡型，在增加面板强度的同时改善了肋板结合点的受力情况。
[0020]11、一种格栅增强重组竹格栅夹芯板的制备方法，步骤如下：
[0021]12、步骤一：制备碳纤维增强格栅结构，
①
其由单纤维直径11～13μm，面密度300g/m2的纤维布和重组竹纤维束复合而成，重组竹纤维是由竹条历经碾压，冲洗，过筛，蒸煮，打磨等处理步骤加工成宽度为5～10mm，厚度为3～10mm的纤维单元；
②
将浸胶后的竹束铺在单板编制机相应尺寸的料槽之中，平行铺装，同层竹束的纹理方向是相同的；
③
按照所需要的尺寸调整装载量。邻近竹束之间的交错距离为5～10mm；
④
将重组后的竹纤维全部通过进料机加载，抖动使竹束分布均匀，先进行预压，在压力3MPa下压制总厚度为1/3最终肋板厚度的预制件，再将浸胶后的碳纤维各布置一层在三块预制件之间的两个夹层中，最后采用热压工艺将组合好的三层重组竹板与两层碳纤维布在单位压力3～5MPa下压制成肋板，利用切割工艺将肋板切割成型，其纤维端面承受压力；
[0022]13、步骤二：制备带凹槽的重组竹面板，
①
其面板由模具压出，重组竹纤维是由竹条历经碾压，冲洗，过筛，蒸煮，打磨等处理步骤加工成宽度为5～10mm，厚度为3～10mm的纤维单元；
②
将浸胶后的竹束铺在单板编制机相应尺寸的料槽中，垂直交错铺装，同层竹束的纹理方向是相同的；
③
根据所需要的尺寸调整装载量，邻近竹束之间的交错距离为5～10mm；
④
将重组后的竹纤维全部通过进料机加载，抖动使竹束均匀分布，然后采用热压工艺在单位压力3～5MPa下压制形成重组竹面板；
[0023]14、步骤三：组装格栅芯体结构，根据待生产的格栅夹芯板所需的格栅的行数和列数正交组装步骤一所制备的肋板，形成所需的格栅芯体结构，连接处采用环氧树脂E44进行胶接，并在0.05MPa的压力，以及室温下共固化12小时；
[0024]15、步骤四：将步骤三制得的正交格栅被放置在步骤二制备的两个重组竹面板之间，
①
采用粘合剂环氧树脂E44连接面板，正交格栅结构；
②
在0.05MPa的压力，以及室温下共固化12小时。在共同固化后，实现了一种格栅增强重组竹格栅夹芯板。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1、本专利技术可作为结构用板材，用于建筑等行业，该板材集合了变形小，强度和刚度
大，拥有良好的抗剪性能与重组竹纤维质量轻，强度高的优势，形成的板材稳定性，耐候性好。
[0027]2、本专利技术在提升比强度的同时，由于正交格栅具有球性变形，联锁正交格栅重组竹板具有良好的比吸能，比压缩模量，能更好的预警板材危险情况，被剪切破坏时爆发出的能量更低，有效降低被破坏时的伤害。
[0028]3、本专利技术的格栅增强重组竹格栅夹芯板通过面板上的弧形凹槽与正交格栅芯体相互嵌合，增加了面板和芯体的连接面积，使其更好的胶结在一起，提高了面板和格栅芯体结构的界面强度，减少面芯分离的情况。
[0029]4、本专利技术使用碳纤维对重组竹格栅结构进行增强，实现工艺简单，成本低，提升强度效果优良。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种格栅增强重组竹格栅夹芯板，其特征在于：以碳纤维重组竹复合材料作为正交互锁格栅结构的芯层材料，通过互相嵌入的方式组装成正交互锁格栅芯层结构(1)，再与带卡槽的重组竹上面板(2)以及带卡槽的重组竹下面板(3)进行嵌入式组合而成。2.根据权利要求1所述一种格栅增强重组竹格栅夹芯板的特征在于：该格栅夹芯板芯层格栅为碳纤维增强重组竹格栅，面层板为重组竹板；作为碳纤维增强重组竹格栅，包括上层碳纤维增强重组竹肋(4)、下层碳纤维增强重组竹肋(5)和矩形凹槽(6)；所述矩形凹槽(6)宽度等于碳纤维增强重组竹肋的厚度，高度等于碳纤维增强重组竹肋高度的二分之一，位于碳纤维增强重组竹肋中间偏上位置设置；所述上层碳纤维增强重组竹肋(4)之间相互平行，等距排列，矩形凹槽(6)方向统一向下；所述下层碳纤维增强重组竹肋(5)之间相互平行，等距排列，矩形凹槽(6)方向统一向上；所述上层碳纤维增强重组竹肋(4)与碳纤维下层增强重组竹肋(5)相互垂直交叉，上层碳纤维增强重组竹肋(4)与下层碳纤维增强重组竹肋(5)的矩形凹槽(6)呈一条直线；所述上层碳纤维增强重组竹肋(4)与下层碳纤维增强重组竹肋(5)通过矩形凹槽(6)采用嵌锁方式对插围成等大的正方形，组成正交互锁结构；所述的一种碳纤维增强重组竹格栅，其特征在于上层碳纤维增强重组竹肋(4)与下层碳纤维增强重组竹肋(5)连接处的矩形凹槽(6)采用环氧树脂胶进行胶接；所述重组竹面板上存在凸起弧形凹槽，用于固定芯层结构，凹槽深度在5～10mm，压制的重组竹面板与肋板直角联结处凸起凹槽的槽宽为圆弧过渡型，在增加面板强度的同时改善了肋板结合点的受力情况。3.一种如权利要求1所述的格栅增强重组竹格栅夹芯板，其制备方法步骤如下：步骤一：制备碳纤维增强重组竹格栅结构，
①
其由单纤维直径11～13μm，面密度300g/m2的纤维布和重组竹纤维束复合而成，重组竹纤维是由竹条历经碾压，冲洗，过筛，蒸煮，打磨等处理步骤加工成宽度为5～10mm，厚度为3～10mm的纤维单元；
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊霆，范梓萱，李家鑫，胡英成，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：
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