[发明专利]包含两个或更多个叠置的仿木材料层的复合材料

说明书

本发明涉及包含两个或更多个叠置的仿木材料层的复合材料，该复合材料的用途以及由该复合材料形成的集装箱或拖车底板。

复合材料具有非常广泛的应用领域。

对于可持续使用的资源，来自可再生原料的复合材料特别具有吸引力。目前，仅集装箱地板每年就使用大约800000m³的热带硬木(特别是克隆木等)，这相当于大约560km²面积(等于华盛顿特区面积的大约3倍)的热带雨林每年为此被砍伐。相应的限制和配额限定已极大限制了这些热带雨林木料的可用性，因此正大力寻求替代材料。

US 2007/0088103公开了一种特别具有两个层的复合材料，这两个层由基于氨基甲酸酯改性的异氰酸酯的未发泡的聚氨酯粘合剂粘结。该复合材料层可以是木质纤维层，特别是软木、木材、草或稻草。

然而，该文献未描述来自具有低密度以及高机械负载能力和回弹性的可再生原料的复合材料。

众所周知层压材料可由竹子制成，各个层由酚醛树脂粘合剂彼此粘结(例如参见Journal of Forestry Research，13(2)，151-156页(2002))。然而，事实上由酚醛树脂粘合剂制成并包含竹子的层压材料有时具有0.8-1.0kg/l或甚至＞1kg/l的较高密度，这是不利的。然而，特别不利的是静态效率不足，特别是其动态效率不足。这都导致在静负载下由于破裂而过早破坏(Institute of International Container Lessors(IILC)，Technical Bulletin(TB)001，2002年9月1日，Short Span Test)，尤其是由其制成的层压材料的各个层分层，所述层由酚醛树脂和/或聚乙酸乙烯酯粘合。这种由酚醛树脂粘合的层压材料特别是在高温下，例如在80℃下，也呈现其不足的性能。

因此，本发明的目的是提供一种基于仿木材料的复合材料，其具有优异的机械性能和动态性能，特别是高静态和动态负载能力和高回弹性，以及基本＜1kg/l的低密度，并且即使在高温下也保持其高性能水平。

该目的通过包含两个或更多个叠置的仿木材料层的复合材料实现，该层由包含具有游离NCO基的预聚物的单组分聚氨酯粘合剂彼此粘结，该仿木材料为单子叶植物。

单子叶植物(具有单个子叶的植物)不同于双子叶植物(具有两个子叶的植物)，因为它们的维管束没有形成层，它们在厚度方面没有次生生长。

结果发现，通过使用包含具有游离NCO基的预聚物的单组分聚氨酯粘合剂粘结由单子叶植物形成的层，可获得基于木质化巨型禾本科植物的复合材料，其具有优异的机械性能，同时具有低密度。

单子叶植物优选为木质化巨型禾本科植物。

木质化巨型禾本科植物属于禾本科(Gramineae)并具有年年生长的木质化的杆。

优选使用的木质化巨型禾本科植物为竹子。例如，竹子的结构和性能描述在www.bambus.rwth-aachen.de中。

一般而言，术语竹子被理解为意指具有多年生、木质化或侧生的杆的树状或丛状禾本种。竹子组织的木质化细胞结构及其工艺性能与真实的木材组织非常相似，但还是具有显著差异。

竹子是尺寸、轻度和强度性能的极端产物。结构和性能与现代高科技材料的相当：其稳定，但由于其空腔、极轻和有回弹性而通过隔节变硬，并具有有时优于其它材料(如木材、混凝土或钢)的物理性能。尽管木材具有硬芯并沿向外的方向而逐渐变软，但竹子却是外硬内软-一种更加稳定的结构。

世界范围内存在约500种不同的竹科(Bambusae)，其有时具有数百种亚种，在热带南美洲包括2500种。仅在哥伦比亚，大约25种不同的巨竹被用在艺术品、手工艺品和建筑构造中。

由von Humboldt和Kunt命名的“狭叶瓜多竹(Guadua Angustifolia)”以称为Guadua Macana和Guadua Castilla的两种亚种生长在海平面以上1800m，其通常沿河流生长在小规模的森林中，而且也生长在草地和斜坡上。其达到大约20-25m的高度和将近18cm的直径。每个杆从网状根系处长出来，在一年内达到其完整高度并在6-8年内木质化，直到脉管堵塞。

通过竹节间的筒状壁截面呈现装饰图案，所述图案包含维管束纤维和基本组织纤维。维管束从内向外连续聚集。更强壮的维管束纤维束大多数是致密的，其中与钢筋混凝土构造中的钢筋类似，边缘带的静态应力最大。