一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材制造技術

本發明專利技術公開了一種木棧道用型材及生產工藝。這種型材以熱固性樹脂為基體，采用生物纖維和玻璃纖維復合增強的內部結構，將高強度的玻璃纖維氈和粗紗置于型材立邊及底部的外側，對受力面做重點加強的技術方案。其各項工程性能與目前廣為采用的防腐木、塑木和竹重組材等棧道鋪面材料相比，具有強度高、重量輕、耐老化和節能環保等優勢；同時它又具有類似天然木質的外觀、耐磨防滑的腳踏質感以及成本低、生產率高、施工簡便、使用壽命長和性價比高的特點。推廣應用后，可以有效降低使用壽命周期的總擁有成本，并可大大緩解對天然林木的過度需求，有利于環境保護。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于建筑材料
，具體涉及一種熱固性生物纖維復合增強塑料棧道型材。
技術介紹
棧道原指沿懸崖峭壁修建的一種木板道路，我國早在戰國時期已經修建棧道，位于陜南的褒斜棧道，南起漢中褒谷口，北到眉縣斜峪關，依山架設，全長235千米，是古代溝通南北的軍事要沖。常說的“蜀道難，難于上青天”就是贊嘆其工程的浩大和險峻。中國古代高樓間架空的通道也稱棧道。棧道現在的含義比較廣泛，通常對設于海濱沙灘、湖畔溪旁、河流岸灘等處，為方便游人觀光行走的架空木行道，裝點聯結自然景觀的板橋，園林山水間富有情趣的樓梯狀的木質道路以及建筑物之間的連接回廊等都統稱為“木棧道”。目前，國內較為著名的有青島海濱木棧道、龍巖蓮花山棧道和秦皇島海濱棧道等，其中青島海濱木棧道，全長約36.9km，像一條美麗的彩帶，將散落在海濱的眾多景點串聯在一起，形成一幅完整的風景長卷。如此管中窺豹，可見在美化環境工程中棧道的分布之廣和工程之巨。在當前大規模的棧道建設中，也耗用了巨量優質木材，以1.5m寬度的普通棧道為例，每千米棧道的木材用量大約100m3，僅青島海濱木棧道的木材用量就高達3700m3，推知全國的用量就極為可觀了。由于棧道的使用環境對木材的侵蝕作用很大，致使鋪設棧道的木板必須采用優質木材并作防腐處理。因此，不論從生態資源的保護，還是從經濟上考慮，都應采用一種對環境友好、耐腐蝕、使用壽命長、造價適中的板材替代這種耗費大量自然資源的防腐木。近年來，市場上出現了木塑復合材料(塑木)、竹重組材(戶外竹重竹材)等多種新型材料，這些材料集合了木/竹天然材料和塑料的優點，促進了對資源的合理利用。這些人造型材主要用于建筑、公共設施及汽車制造等領域，用于制做鋪板、柵欄、裝飾構件等用途。其中，木塑復合材料(wood plastic composites，WPC)是將生物質纖維和塑料及其他添加劑混合通過擠出或模壓制成的一種新型再生材料，市場上通稱“塑木”。這種材料的強度與木材相仿，吸水性和耐腐性優于普通木材；但由于采用熱塑性塑料作為粘合劑，在自然的光、熱、雨水的共同作用下，會導致產品褪色、開裂、變形、粉化、腐朽等老化現象，其內部結構的變化引起力學性能下降，因而限制了塑木的使用范圍和壽命。中國專利CN102858853A，公開了一種“剛性生物纖維熱塑性復合物及由其制造的制品”，是將涂敷增塑溶膠的生物纖維用于熱塑性配混物中，用于生產模擬天然木材的外觀的木塑復合材料(WPC)，據稱這種熱塑性復合材料的彎曲模量比現有木塑材料提高50％以上。竹重組材是以木/竹束單元為主體，經碾壓疏解等工藝處理后形成的一種新型竹材人造板，具有強度高、厚度尺寸大、紋理美觀的特點，但也存在耐候性較差和吸水率高的不足，雖然采用熱壓碳化工藝生產的重組竹板材質量較好，但其滑溜的表面和較高的造價也限制了它的應用。雖然可以采用去除光面、磨毛防滑的措施，但這又會使材料的耐候性打了折扣。針對上述利用木/竹天然材料與塑料復合的人造板材在熱穩定性、機械性能、耐水性和耐老化性等方面的不足，也有企業采用玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)制成棧道板材，雖然其力學性能、耐老化性能和使用壽命遠高于防腐木和上述兩種人造板材，但其造價較高、外觀的工業化質感，并不被業界欣賞，因此應用也很少。因此，亟需研制一種新型的棧道型材，以熱固性樹脂作為基體，使用生物纖維和玻璃纖維復合增強，將天然材料的質感和工業材料的理化性能結合起來，使所用材料的各自特性優勢互補，生產出一種既具有天然材料的外觀和質感，同時又具有優異理化性能的棧道型材，避免前述二種人造板材的不足，進而達到減少天然木材資源耗竭的環保目標。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種采用生物纖維和玻璃纖維復合增強的熱固性棧道型材。為了實現這一目的，本專利技術采取的技術方案是：一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材，所述型材為管狀結構，型材的橫截面外輪廓為矩形，包括上表面、側立面和底面；型材內部是形狀為長方體結構的內腔，在內腔上表面的縱中心線處設有倒置的梯形凸臺，在內腔下表面的縱中心線處設有凹槽一；底面的兩側為處于同一平面的底邊帶，在底面的縱中心線上設置與凹槽一尺寸一致的凹槽二，凹槽二的下表面與兩個底邊帶所在的平面之間具有0.3～0.8mm的間隙；型材的材料為主體材料，以下兩個位置處的型材材料是在主體材料的基礎上設置復合層得到的：兩個側立面部分中，型材的材料包括主體材料以及設置在最外側的厚度為1mm的表面增強層；底面部分中，型材的材料包括主體材料以及設置在主體材料外側的厚度為1mm的表面增強層，設置在表面增強層外側的厚度為1～1.5mm的強力層。進一步的，如上所述的一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材中：主體材料由生物纖維、熱固性合成樹脂Ⅱ和填料組成；主體材料中的熱固性合成樹脂Ⅱ具有如下的組分和重量配比：100.0份重量的LZ599型拉擠專用樹脂；1.0份重量的BPO/過氧化苯甲酰；1.0份重量的TBPB/過氧化苯甲酸叔丁酯；0.8～1.5份重量的MEKP/過氧化甲乙酮；2.0份重量的硬質酸鋅；2.0份重量的聚苯乙烯溶液；40.0份重量的粒度為400目的碳酸鈣粉；8.0份重量的粒徑為45μm、容重為0.4g/cm3的空心玻璃微珠；5.0份重量的粒度為800目的三氧化二鋁；0.5～2.5份重量的粒度為800目的硅藻土；在主體材料中縱向連續鋪設玻璃纖維氈、玻璃纖維粗紗及生物纖維進行復合增強；其中玻璃纖維氈設置在側立面和底面的輪廓線的表面，玻璃纖維粗紗在玻璃纖維氈上部，用于充填橫剖面下角及凹槽部位，生物纖維用于補平玻璃纖維粗紗充填后留下的凹陷。進一步的，如上所述的一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材中：所述玻璃纖維連續氈的規格為300g/㎡，氈卷寬度與側立面和底面的輪廓線的長度相同；所述無捻玻璃纖維粗紗的規格為4400tex；所述生物纖維為麻纖維紗，規格為4000tex；所述填料為碳酸鈣和瓷土的混合物，粒度為2～3μm。進一步的，如上所述的一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材中：表面增強層由玻璃纖維連續氈和熱固性合成樹脂Ⅰ組成；強力層由無捻玻璃纖維粗紗和熱固性合成樹脂Ⅰ組成；表面增強層和強力層中的熱固性合成樹脂Ⅰ具有如下的組分和重量配比：100.0份重量的L1629拉擠專用樹脂，5.0份重量的粒度為20～30μm的PE低收縮劑；0.8份重量的過氧化二碳酸雙酯；1.0份重量的過氧化苯甲酰；1.0份重量的過氧化苯甲酸叔丁酯；1.5～4.0份重量的G-180脫模劑；0.1～0.5份重量的活性二氧化硅。進一步的，如上所述的一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材中：所述上表面采用磨毛處理，表面結構為以下各種形狀結構之一：弧形磨痕、縱向磨痕、矩形槽、齒形槽。進一步的，如上所述的一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材中：所述側立面為以下三種結構之一：平面、中間位置設置卡槽、兩側分別設有與相鄰的另外一個型材的側立面相配合的上卡條及下卡條；當側立面為平面時，安裝方法為采用螺釘通過梯形凸臺和凹槽(明裝連接至鋪設面；當側立面中間位置設置卡槽時，安裝方法為采用螺釘及壓板暗裝連接至鋪設面，壓板設置在相鄰的兩個側立面之間由相鄰的卡槽組成的空隙中；當側立面為兩側分別設有與相鄰的另外一個型材本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材，其特征在于：所述型材為管狀結構，型材的橫截面外輪廓為矩形，包括上表面(4)、側立面(5)和底面(7)；型材內部是形狀為長方體結構的內腔(6)，在內腔(6)上表面的縱中心線處設有倒置的梯形凸臺(601)，在內腔(6)下表面的縱中心線處設有凹槽一(602)；底面(7)的兩側為處于同一平面的底邊帶(701)，在底面(7)的縱中心線上設置與凹槽一(602)尺寸一致的凹槽二(702)，凹槽二(702)的下表面與兩個底邊帶(701)所在的平面之間具有0.3～0.8mm的間隙；型材的材料為主體材料(3)，以下兩個位置處的型材材料是在主體材料(3)的基礎上設置復合層得到的：兩個側立面(5)部分中，型材的材料包括主體材料(3)以及設置在最外側的厚度為1mm的表面增強層(1)；底面(7)部分中，型材的材料包括主體材料(3)以及設置在主體材料(3)外側的厚度為1mm的表面增強層(1)，設置在表面增強層(1)外側的厚度為1～1.5mm的強力層(2)。

【技術特征摘要】
1.一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材，其特征在于：所述型材為管狀結構，型材的橫截面外輪廓為矩形，包括上表面(4)、側立面(5)和底面(7)；型材內部是形狀為長方體結構的內腔(6)，在內腔(6)上表面的縱中心線處設有倒置的梯形凸臺(601)，在內腔(6)下表面的縱中心線處設有凹槽一(602)；底面(7)的兩側為處于同一平面的底邊帶(701)，在底面(7)的縱中心線上設置與凹槽一(602)尺寸一致的凹槽二(702)，凹槽二(702)的下表面與兩個底邊帶(701)所在的平面之間具有0.3～0.8mm的間隙；型材的材料為主體材料(3)，以下兩個位置處的型材材料是在主體材料(3)的基礎上設置復合層得到的：兩個側立面(5)部分中，型材的材料包括主體材料(3)以及設置在最外側的厚度為1mm的表面增強層(1)；底面(7)部分中，型材的材料包括主體材料(3)以及設置在主體材料(3)外側的厚度為1mm的表面增強層(1)，設置在表面增強層(1)外側的厚度為1～1.5mm的強力層(2)。2.如權利要求1所述的一種熱固性生物纖維復合增強棧道型材，其特征在于：主體材料(3)由生物纖維、熱固性合成樹脂Ⅱ和填料組成；主體材料(3)中的熱固性合成樹脂Ⅱ具有如下的組分和重量配比：100.0份重量的LZ599型拉擠專用樹脂；1.0份重量的BPO/過氧化苯甲酰；1.0份重量的TBPB/過氧化苯甲酸叔丁酯；0.8～1.5份重量的MEKP/過氧化甲乙酮；2.0份重量的硬質酸鋅；2.0份重量的聚苯乙烯溶液；40.0份重量的粒度為400目的碳酸鈣粉；8.0份重量的粒徑為45μm、容重為0.4g/cm3的空心玻璃微珠；5.0份重量的粒度為800目的三氧化二鋁；0.5～2.5份重量的粒度為800目的硅藻土；在主體材料(3)中縱向連續鋪設玻璃纖維氈、玻璃纖維粗紗及生物纖維進行復合增強；其中玻璃纖維氈設置在側立面(5)和底面(7)的輪廓線的表面，玻璃纖維粗紗在玻璃纖維氈上部，用于充填橫剖面下角及凹槽部位，生物纖維用于補平玻璃纖維粗紗充填后留下的凹陷。3.如權利要求2所述的一種熱固性生物纖維復合增...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程濤，孫剛，李立民，黎燕，馬義彬，楊漢學，倪曉利，王傳偉，陳源源，
申請(專利權)人：秦皇島耀華新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：河北;13