專利名稱：一種薄鋸板(杉木)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)合材料的一種薄鋸板(杉木)層積 材的制造方法。
技術(shù)背景目前，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^f吏用的玻璃鋼葉片。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。專利申請(qǐng)200710178853.4"杉木薄^反層積材的制造方法"公開(kāi)了一種杉 木薄板層積材的制造方法，通過(guò)該方法的步驟能夠制造出滿足本專利研究要 求的重組杉木木方。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)合材料的薄鋸板 (杉木)層積材的制造方法，該方法快捷簡(jiǎn)便，能夠在分級(jí)重組杉木邊材徑 切板木方的基礎(chǔ)上制造出用于風(fēng)電葉片的杉木薄鋸板層積材。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)合材料的薄鋸板(杉木)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鋸切并加工成2 ~4mm厚度的杉木薄鋸板；3) 杉木薄鋸板加壓浸漬環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂；4) 將杉木薄鋸板順紋組坯，并通過(guò)熱壓機(jī)進(jìn)行膠合。優(yōu)選地，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。優(yōu)選地，所述最佳斜接角度3.81。。優(yōu)選地，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。優(yōu)選地，涂敷所述步驟1 )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。優(yōu)選地，所述杉木薄鋸板的厚度優(yōu)選為3mm。優(yōu)選地，所述樹(shù)脂的配比為618環(huán)氧樹(shù)脂30%， SK3環(huán)氧樹(shù)脂30o/c)， 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 40%。優(yōu)選地，將調(diào)制好的環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂倒入浸漬罐中，加入杉木薄鋸板， 加上重物使薄鋸板完全浸入浸漬樹(shù)脂中，加0.8MPa壓力浸漬，60分鐘后取 出瀝干，待薄鋸板表面的膠不再粘手為止，將浸漬好樹(shù)脂的薄鋸板送入烘箱干燥，打開(kāi)烘箱鼓風(fēng)機(jī)，烘箱溫度設(shè)定為6(TC,時(shí)間為120分鐘。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。本發(fā)明不僅方法筒便，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鋸板層積材，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〉80MPa，沿木紋 方向的揚(yáng)氏模量〉18GPa,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為分級(jí)杉木集成材毛方的組坯圖；圖2為杉木薄鋸板示意圖；圖3為杉木薄鋸板層積材的組坯示意圖。
具體實(shí)施方式
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)干通直，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，津奮加工制成500mmx20mmx20mm (長(zhǎng)x寬x厚) 的規(guī)格板條備用；6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。然后再按照專利申請(qǐng)200710178853.4的制作步驟進(jìn)行制作，具體步驟為步驟5: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%, j尤選的配比為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IO分鐘，壓力10kg/cm2，冷壓時(shí)間 90分鐘。制備出來(lái)的分級(jí)杉木集成材木方的結(jié)構(gòu)如圖l所示。按本發(fā)明的制作步驟進(jìn)行制作，具體步驟為步驟6:將冷壓好的杉木集成材木方放置24小時(shí)后，取出沿徑向鋸切 并加工成3mm厚的薄鋸;^反備用，如圖2所示。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%,酚醛樹(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=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 40%。步驟8:將調(diào)制好的環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂倒入浸漬罐中，加入杉木薄鋸板， 加上重物使薄鋸板完全浸入浸漬樹(shù)脂中，加0.8MPa壓力浸漬，60分鐘后取 出瀝干，待薄鋸板表面的膠不再粘手為止，將浸漬好樹(shù)脂的薄鋸板送入烘箱 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:將低溫干燥好的杉木浸漬薄鋸板順紋組坯，杉木薄鋸板的壓縮 率為55%,將組坯好的材津?！肺娜霟釅?幾熱壓，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。制作出來(lái)的杉木薄鋸^1層積材 如圖3所示。步驟10:將加工好的杉木薄鋸板層積材取出，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〉80 MPa，沿木紋方向的揚(yáng)氏模量〉18GPa。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 求的杉木薄鋸板層積材，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。此外，在上述步驟6中將薄鋸板加工成2 4mm,其測(cè)試結(jié)果均能夠達(dá) 到步驟10測(cè)試的強(qiáng)度要求。因此，也符合加工成風(fēng)力發(fā)電葉片的材料的要 求。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護(hù)范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種薄鋸板(杉木)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鋸切并加工成2～4mm厚度的杉木薄鋸板；3)杉木薄鋸板加壓浸漬環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂；4)將杉木薄鋸板順紋組坯，并通過(guò)熱壓機(jī)進(jìn)行膠合。
2 )將集成材木方沿徑向方向鋸切并加工成2 ~ 4mm厚度的杉木薄鋸板；3) 杉木薄鋸板加壓浸漬環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂；4) 將杉木薄鋸板順紋組坯，并通過(guò)熱壓機(jī)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1 )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。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述最佳斜接角度3.81。。
4、 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。
5、 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4中，壓力為5 ~ 15kgcm2, 冷壓時(shí)間為60 ~ 120分鐘。
6、 如權(quán)利要求1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。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述杉木薄鋸板的厚度優(yōu) 選為3mm。
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40%。
9、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，將調(diào)制好的環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂倒入浸漬罐中，加入杉木薄鋸板，加上重物使薄鋸板完全浸入浸漬樹(shù)脂中，加0.8MPa壓力浸漬，60分鐘后取出瀝干，待薄鋸板表面的膠不再粘手 為止，將浸漬好樹(shù)脂的薄鋸板送入烘箱干燥，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。
10、 如權(quán)利要求l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)4于熱壓時(shí)，熱壓才幾墊板的上、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。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于風(fēng)電葉片復(fù)合材料的薄鋸板(杉木)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鋸切并加工成2～4mm厚度的杉木薄鋸板；3)杉木薄鋸板加壓浸漬環(huán)氧混合浸漬樹(shù)脂；4)將杉木薄鋸板順紋組坯，并通過(guò)熱壓機(jī)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鋸板層積材。
文檔編號(hào)B27K3/08GK101259627SQ20081010485
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者任海青, 江澤慧, 玲 陳, 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