[实用新型]夹层结构用泡桐木芯材

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种夹层结构使用的夹芯材料，可作为芯材用于复合材料夹层结构、金属面板夹层结构等各种夹层结构形式，属于材料领域。

背景技术

目前国内外工程领域应用的复合材料夹层结构、金属面板夹层结构等夹层结构形式主要采用铝蜂窝、纸蜂窝、塑料蜂窝、PVC泡沫、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、泡沫铝等作为夹芯材料。近期风力叶片、船舶等领域采用Balsa轻木作为芯材，采用手糊、真空袋、真空导入等成型工艺制备大型风力叶片、船体等复合材料结构件。Balsa轻木产自南美洲厄瓜多尔，为世界上密度最小的木材，经工业化处理后的成品密度位于150kg/m³左右。木质纤维具有天然蜂窝形状，结构类似于目前航空航天领域常用的蜂窝芯材，具有突出的抗压缩性能与良好的剪切性能，同时与面板的粘接面积较大，强度较高。

但Balsa轻木资源有限，价格较高，全部依赖进口不太现实。而泡桐木是我国最轻的木材之一，气干密度约为250kg/m³。它质轻而韧，耐湿隔潮，经过干燥后不易吸湿和发生翘曲变形；导热系数小，燃点高达425℃，耐火性能较好；耐腐、耐酸碱，耐磨损、耐疲劳；我国是泡桐木的原产地，且为世界上少有的泡桐优生区，资源蕴藏丰富。这就提出了研究用于夹层结构的国产低成本泡桐木芯材的任务。

发明内容

本实用新型的目的是针对克服上述不足之处开发一种抗压缩性能和抗剪能力较好的低成本国产泡桐木夹芯材料，包括：泡桐木平板芯材和泡桐木轮廓板芯材，本实用新型的目的通过以下措施来达到：

泡桐木为夹层结构的泡桐木芯材1，在泡桐木芯材1的上下表面为面板2，参见图1。泡桐木芯材1的泡桐木木质纤维垂直于夹层结构的面板2的方向并分为泡桐木平板芯材和泡桐木轮廓板芯材两类，分别参见图2和图3。两种形式芯材的木质纤维垂直于夹层结构面板2形成抗压缩性能与抗剪性能较好的结构形式，参见图2。泡桐木平板芯材在形成夹层结构时，可采取一些创新构型方式，使之适合真空导入成型工艺，同时增强面板与芯材的抗剥离性能，如：泡桐木芯材1的上下表面可开有网格状的凹槽5，或同时沿芯材1的厚度方向上设有穿孔，填充树脂(如环氧树脂、乙烯基树脂)形成树脂柱6，参见图4；泡桐木轮廓板芯材事先沿泡桐木芯材1的厚度方向上完全切割形成网格状切割缝3，在泡桐木芯材1的一侧面采用薄纤维毡4粘贴，使之在切割后依然为整体，参见图3，泡桐木轮廓板芯材主要用于制备壳状夹层结构，参见图5。

所述的泡桐木芯材1为各种类型的泡桐木品种，经过杀菌、干燥、拼板等工艺，将其拼装成整张泡桐木平板，泡桐木平板的木质纤维垂直于夹层结构面板2。泡桐木芯材1分为标准规格(如：500mm×500mm×25mm(长×宽×高))的泡桐木平板芯材和具有切割缝3的泡桐木轮廓板芯材，所述的切割缝3沿泡桐木芯材1的厚度方向完全剖开，呈网格状布置，形状布置一般为正交布置，或只在单方向布置。

所述的夹层结构的面板2为纤维布层与树脂固化而成的复合材料面板或为金属面板(如钢板、铝板)。

所述的薄纤维毡4用于粘贴切割后的泡桐木芯材，使之保持整体而不散落，薄纤维毡4为薄纤维布、毡、纸等可用于粘贴的各种薄的布质或纸质材料。

所述的凹槽5为尖形、矩形、开口三角形或其他任意形状，于泡桐木芯材1上、下表面呈网格状布置。

所述的树脂柱6布置在凹槽的相交处或沿泡桐木芯材1厚度方向上的任意位置，它为圆形或其它任意形状，且填满树脂，形成树脂柱，或采用纤维缝纫，与树脂固化形成复合材料柱。

所述的泡桐木芯材1的上、下表面经过砂光或同时增加常规化学处理。

本实用新型采用真空导入成型工艺或手糊工艺将泡桐木芯材1制成夹层结构。

上述的泡桐木芯材通过我国量大面广的泡桐木资源，采用烘干、拼板等工艺，形成木质纤维垂直于面板方向的标准规格泡桐木平板芯材，若对其进行切割，即可进一步形成可方便成型壳体形状的泡桐木轮廓板芯材。

本实用新型具有如下优点：

用本实用新型特征在于木质纤维垂直于面板方向，抗压和抗剪能力强。可设计为标准规格的泡桐木平板芯材，也可沿芯材厚度进行网格状切割，在其一面用薄纤维毡粘贴，形成可成型壳体形状的泡桐木轮廓板芯材，适合真空导入等各种夹层结构成型工艺。