專利名稱：杉木薄板層積材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電葉片復(fù)合材料的杉木薄板層積材的制造 方法。
背景技術(shù)：
目前，用于風(fēng)力發(fā)電的葉片 一般均采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料(簡(jiǎn)稱玻璃鋼)
復(fù)合材料制造。這種材料雖然制造工藝成熟，但也存在成本高(10-20萬(wàn)元/ 噸)的問(wèn)題，且玻璃鋼的廢舊產(chǎn)品處理困難，既難以燃燒，又不易分解，國(guó) 外多采用堆積方式處理，占用了大量的土地。因此，必須開(kāi)發(fā)出一種新的低 成本、可回收利用的環(huán)保葉片來(lái)替代目前大量使用的玻璃鋼葉片。
我國(guó)是木材資源非常豐富的國(guó)家，杉木作為我國(guó)南方廣泛生長(zhǎng)的主要木 材品種之一，其來(lái)源廣泛，木材蓄材量大，生長(zhǎng)相對(duì)較快，同時(shí)具有良好的 防腐性能，其密度低，順紋方向力學(xué)性能好，但杉木的橫紋方向強(qiáng)度低，順 紋方向的抗壓強(qiáng)度也相對(duì)較低，可以考慮通過(guò)杉木的重組的方式來(lái)替換這種 造價(jià)較高的玻璃鋼復(fù)合材料。
專利申請(qǐng)200710178373.8 "風(fēng)電葉片復(fù)合材料的杉木邊材徑切板目測(cè)及 機(jī)械分級(jí)方法"公開(kāi)了一種杉木的毛坯板分級(jí)方法，通過(guò)該方法能夠分級(jí)出 抗彎彈性模量大于12000 Mpa的杉木邊材規(guī)格板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于風(fēng)電葉片復(fù)合材料的杉木薄 板層積材的制造方法，該方法快捷簡(jiǎn)便，能夠在分級(jí)杉木邊材徑切板的基礎(chǔ) 上制造出用于風(fēng)電葉片的杉木薄板層積材。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了 一種用于風(fēng)電葉片復(fù)合材料的杉木薄板層積材的制造方法包括如下步驟
1) 對(duì)分級(jí)杉木邊材徑切規(guī)格板進(jìn)行組坯，制成順紋方向相互平行的集 成材木方，分級(jí)杉木邊材徑切規(guī)格板相互之間涂刷集成材膠；
2) 將集成材木方沿徑向方向切成適當(dāng)厚度的杉木單板；
3) 將杉木單板浸漬上環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂；
4) 將衫木單板順紋組坯，并通過(guò)熱壓機(jī)對(duì)衫木單板組坯進(jìn)行膠合。
優(yōu)選地，在所述步驟2)之前還包括將所述分級(jí)杉木邊材徑切纟見(jiàn)格板放 置到水池中浸泡的步驟。
優(yōu)選地，在所述步驟l)的組坯時(shí)，所述分級(jí)杉木邊材徑切規(guī)格板組坯 過(guò)程中，在順紋方向上按照斜接角度為2~6°進(jìn)行斜接加工，并使斜接縫 的位置上下、左右錯(cuò)開(kāi)。
優(yōu)選地，所述斜接角度為3.81。。
優(yōu)選地，所述集成材膠粘劑的配比為合成乳膠固化劑為=100: 15, 所述百分比為重量百分比，所述合成乳膠為L(zhǎng)K-DN60 (請(qǐng)給出中文名稱) 的雙組分合成乳膠。
優(yōu)選地，涂刷所述步驟l)膠粘劑的涂膠量為120~220g/m2，陳化時(shí)間 為5~15分鐘，壓力為5-15kgcm2，冷壓時(shí)間為60 ~ 120分鐘。
優(yōu)選地，所述涂膠量為170/m2，陳化時(shí)間為IO分鐘，壓力為10kg/cm2， 冷壓時(shí)間為90分鐘。
優(yōu)選地，所述環(huán)氧浸漬樹(shù)脂的配比為618環(huán)氧樹(shù)脂30%， SK3環(huán)氧樹(shù) 脂30%, 2124酚醛樹(shù)脂40%;所述百分比為重量百分比。
優(yōu)選地，在所述步驟4)中通過(guò)熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓時(shí)，熱壓機(jī)墊板的上、 下兩層還涂有800 ~ 1000厘泊硅油，熱壓溫度為100~140°C，壓力為10~ 20Mpa,熱壓時(shí)間為60 ~ 120分鐘。
優(yōu)選地，所述泊硅油為1000厘，所述熱壓溫度為120°C，所述壓力為 15Mpa,所述熱壓時(shí)間為IOO分鐘。
本發(fā)明不僅方法簡(jiǎn)便，而且通過(guò)本發(fā)明的方法，能夠大量生產(chǎn)出滿足風(fēng)力發(fā)電葉片復(fù)合材料要求的杉木薄板層積材，按GB1935-91木材順紋抗壓 強(qiáng)度試驗(yàn)方法的要求加工并檢測(cè)試件；再按NASA CR-174910、 UDR-TR-85-45順紋抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法的要求加工并檢測(cè)試件，沿木紋方向 的平均拉伸強(qiáng)度> 130MPa,沿木紋方向的平均壓縮強(qiáng)度〉70MPa,沿木紋 方向的揚(yáng)氏模量〉15GPa,完全滿足風(fēng)力發(fā)電葉片的強(qiáng)度要求。因此本發(fā)明 使杉木大批量用于加工風(fēng)力發(fā)電葉片成為可能。


圖1為杉木薄^1集成材毛方的組坯圖； 圖2為杉木薄板集成材毛方的斜接組坯圖； 圖3為杉木薄板層積材的組坯示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具體按照如下步驟進(jìn)行選材和處理
首先按照專利申請(qǐng)200710178373,8進(jìn)行杉木邊材徑切規(guī)格板的分級(jí)， 具體包括如下步驟
步驟l:選擇直徑在30厘米以上，樹(shù)千通直，外觀無(wú)缺陷(包括腐朽、 彎曲等)的杉木新伐材原木若干；
步驟2:對(duì)選材進(jìn)行"米"字型下料；
步驟3:鋸解標(biāo)準(zhǔn)杉木邊材徑切毛坯板，在干燥窯里烘干至含水率低于 12%,剔除各種木材缺陷，精加工制成500mm x 20mm x 20mm (長(zhǎng)x寬x 厚)的規(guī)格板條備用；
步驟4:通過(guò)目測(cè)，選擇的毛坯板滿足直紋理、材質(zhì)均勻，年輪寬度 小于2mm且分布均勻，外觀無(wú)任何生長(zhǎng)缺陷和加工缺陷，徑面形成的"山，， 紋數(shù)量少于2個(gè)且與平面的夾角大于75。為合格。
然后再按照本發(fā)明的制作步驟進(jìn)行制作，具體步驟為
步驟5:如圖1、 2所示，對(duì)杉木4進(jìn)行組坯，組坯時(shí)分級(jí)杉木邊材徑
切規(guī)格板組坯過(guò)程中要保證斜接縫的位置上下、左右錯(cuò)開(kāi)，長(zhǎng)度方向上按照
斜接角度為2~6°進(jìn)行斜接，最佳斜接角度為3.81° (斜率1/15)。杉木 邊材徑切規(guī)格板之間涂刷集成材膠，膠粘劑選用雙組分的合成乳膠 (LK-DN60 )做為集成材的膠粘劑，配比為(重量百分比)合成乳膠70 ~ 90%,固化劑為10-30%,優(yōu)選的配比為L(zhǎng)K-DN60:固化劑=100: 15。 涂膠量為120~220g/m2,陳化時(shí)間為5-15分鐘，壓力為5 ~ 15kgcm2,冷 壓時(shí)間為60 ~ 120分鐘；最佳涂膠量是170g/m2 (單面)，陳化時(shí)間10分鐘， 壓力10kg/cm2，冷壓時(shí)間90分鐘。
步驟6:將壓好的杉木集成材木方3放置24小時(shí)后，再將木方3放置 在水池中，壓上重物，使木方3完全浸沒(méi)水中，48小時(shí)后取出沿徑向刨切 成lmm厚的單板備用。
步驟7:按照配比(重量百分比)為618環(huán)氧樹(shù)脂15~35%， SK3環(huán) 氧樹(shù)脂15~35%，酚趁樹(shù)脂25-45 %調(diào)制浸漬樹(shù)脂；優(yōu)選配比為618環(huán) 氧樹(shù)脂SK3環(huán)氧樹(shù)脂2124酚醛樹(shù)脂固化劑=30: 30: 40;測(cè)定調(diào)制好 的環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂的固含量，再加入稀釋劑丙酮將環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂的固 含量調(diào)至30%。
步驟8:將調(diào)制好的環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂中加入展平干燥后的杉木單板， 加上重物使單板完全浸入浸漬樹(shù)脂中，15分鐘后取出瀝干，待單板表面的 膠不再粘手為止，將浸漬好樹(shù)脂的單板送入烘箱干燥，打開(kāi)烘箱鼓風(fēng)機(jī)，烘 箱溫度設(shè)定為60°C,時(shí)間為120分鐘。
步驟9:如圖3所示，將低溫干燥好的衫木單板1順紋組坯，衫木單板 1的壓縮率為55%,將組坯好的材料放入熱壓機(jī)熱壓，熱壓墊板的上、下兩 層涂800 ~ 1000厘泊硅油，熱壓溫度為100~140°C，壓力為10~20Mpa， 熱壓時(shí)間為60~ 120分鐘；優(yōu)選為熱壓墊板的上、下兩層涂1000厘泊硅油， 熱壓溫度為120。C，壓力為15Mpa，時(shí)間為90分鐘。
步驟10:將加工好的杉木薄板層積材取出，放置24小時(shí)后，按 GB1935-91木材順紋抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法的要求加工并檢測(cè)試件；再按NASA CR-174910, UDR-TR-85-45順紋抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法的要求加工并檢測(cè)試件， 沿木紋方向的平均拉伸強(qiáng)度> 130 MPa,沿木紋方向的平均壓縮強(qiáng)度〉70
MPa,沿木紋方向的揚(yáng)氏模量〉15GPa。
通過(guò)上述步驟，就能夠方便地大量生產(chǎn)出滿足風(fēng)力發(fā)電葉片復(fù)合材料要 求的杉木薄板層積材，從而完全滿足將杉木大批量用于風(fēng)力發(fā)電葉片的要 求。
權(quán)利要求
1、一種用于風(fēng)電葉片復(fù)合材料的杉木薄板層積材的制造方法，其特征在于，包括如下步驟1)對(duì)分級(jí)杉木邊材徑切規(guī)格板進(jìn)行組坯，制成順紋方向相互平行的集成材木方，分級(jí)杉木邊材徑切規(guī)格板相互之間涂刷集成材膠；2)將集成材木方沿徑向方向切成適當(dāng)厚度的杉木單板；3)杉木單板浸漬上環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂；4)將衫木單板順紋組坯，并通過(guò)熱壓機(jī)對(duì)衫木單板組坯進(jìn)行膠合。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟2)之前還包括將所述集成材木方放置到水池中浸泡的步驟。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在所述步驟l)的組坯時(shí)，所述杉木邊材徑切板在長(zhǎng)度方向上按照斜接角度為2~6°進(jìn)行組接。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述最佳斜接角度3.81。。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述膠粘劑的配比為合成乳膠:固化劑=100:15，所述百分比為重量百分比，所述合成乳膠為L(zhǎng)K-DN60的雙組分合成乳膠。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，涂敷所述步驟1)膠粘劑的涂月交量為120~220g/m2,陳化時(shí)間為5~15分鐘，壓力為5 ~ 15kgcm2，冷壓時(shí)間為60~ 120分鐘。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述最佳涂膠量為170/m2, 陳化時(shí)間為10分鐘，壓力為10kg/cm2，冷壓時(shí)間為90分鐘。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述樹(shù)脂的配比為618 環(huán)氧樹(shù)脂30% ， SK3環(huán)氧樹(shù)脂30% , 2124酚醛樹(shù)脂40%,所述百分比為重量百分比；測(cè)定調(diào)制好的環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂的固含量，再加入稀釋劑丙酮將 環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂的固含量調(diào)至30%。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟4)中通過(guò) 熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓時(shí)，熱壓機(jī)墊板的上、下兩層還涂有800~ 1000厘泊硅油， 熱壓溫度為100~140°C，壓力為10 20Mpa，熱壓時(shí)間為60~ 120分鐘。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述泊硅油為1000厘， 所述熱壓溫度為120°C，所述壓力為15Mpa，所述熱壓時(shí)間為IOO分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于風(fēng)電葉片復(fù)合材料的杉木薄板層積材的制造方法，包括如下步驟1)對(duì)杉木邊材規(guī)格板進(jìn)行組坯，制成順紋方向相互平行的集成材木方，集成材木方之間涂刷集成材膠；2)將集成材木方沿徑向方向刨切成適當(dāng)厚度的杉木薄單板；3)杉木單板浸漬上環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂；4)將衫木單板順紋組坯，并通過(guò)熱壓機(jī)對(duì)衫木單板組坯進(jìn)行膠合。本發(fā)明不僅方法簡(jiǎn)便，而且通過(guò)本發(fā)明的方法，能夠大量生產(chǎn)出滿足風(fēng)力發(fā)電葉片復(fù)合材料要求的杉木薄板層積材。
文檔編號(hào)B27D1/04GK101204822SQ20071017885
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者任海青, 孫正軍, 江澤慧, 黃曉東 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所