專利名稱：杉木薄板層積材的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于風力發(fā)電葉片復合材料的杉木薄板層積材的制造 方法。
背景技術：
目前，用于風力發(fā)電的葉片 一般均采用玻璃纖維增強塑料(簡稱玻璃鋼)
復合材料制造。這種材料雖然制造工藝成熟，但也存在成本高(10-20萬元/ 噸)的問題，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 外多采用堆積方式處理，占用了大量的土地。因此，必須開發(fā)出一種新的低 成本、可回收利用的環(huán)保葉片來替代目前大量使用的玻璃鋼葉片。
我國是木材資源非常豐富的國家，杉木作為我國南方廣泛生長的主要木 材品種之一，其來源廣泛，木材蓄材量大，生長相對較快，同時具有良好的 防腐性能，其密度低，順紋方向力學性能好，但杉木的橫紋方向強度低，順 紋方向的抗壓強度也相對較低，可以考慮通過杉木的重組的方式來替換這種 造價較高的玻璃鋼復合材料。
專利申請200710178373.8 "風電葉片復合材料的杉木邊材徑切板目測及 機械分級方法"公開了一種杉木的毛坯板分級方法，通過該方法能夠分級出 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)明要解決的技術問題是提供一種用于風電葉片復合材料的杉木薄 板層積材的制造方法，該方法快捷簡便，能夠在分級杉木邊材徑切板的基礎 上制造出用于風電葉片的杉木薄板層積材。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了 一種用于風電葉片復合材料的杉木薄板層積材的制造方法包括如下步驟
1) 對分級杉木邊材徑切規(guī)格板進行組坯，制成順紋方向相互平行的集 成材木方，分級杉木邊材徑切規(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厚度的杉木單板；
3) 將杉木單板浸漬上環(huán)氧混合浸漬樹脂；
4) 將衫木單板順紋組坯，并通過熱壓機對衫木單板組坯進行膠合。
優(yōu)選地，在所述步驟2)之前還包括將所述分級杉木邊材徑切纟見格板放 置到水池中浸泡的步驟。
優(yōu)選地，在所述步驟l)的組坯時，所述分級杉木邊材徑切規(guī)格板組坯 過程中，在順紋方向上按照斜接角度為2~6°進行斜接加工，并使斜接縫 的位置上下、左右錯開。
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LK-DN60 (請給出中文名稱) 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，陳化時間 為5~15分鐘，壓力為5-15kgcm2，冷壓時間為60 ~ 120分鐘。
優(yōu)選地，所述涂膠量為170/m2，陳化時間為IO分鐘，壓力為10kg/cm2， 冷壓時間為90分鐘。
優(yōu)選地，所述環(huán)氧浸漬樹脂的配比為618環(huán)氧樹脂30%， SK3環(huán)氧樹 脂30%, 2124酚醛樹脂40%;所述百分比為重量百分比。
優(yōu)選地，在所述步驟4)中通過熱壓機進行熱壓時，熱壓機墊板的上、 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,所述熱壓時間為IOO分鐘。
本發(fā)明不僅方法簡便，而且通過本發(fā)明的方法，能夠大量生產(chǎn)出滿足風力發(fā)電葉片復合材料要求的杉木薄板層積材，按GB1935-91木材順紋抗壓 強度試驗方法的要求加工并檢測試件；再按NASA CR-174910、 UDR-TR-85-45順紋抗拉強度試驗方法的要求加工并檢測試件，沿木紋方向 的平均拉伸強度> 130MPa,沿木紋方向的平均壓縮強度〉70MPa,沿木紋 方向的揚氏模量〉15GPa,完全滿足風力發(fā)電葉片的強度要求。因此本發(fā)明 使杉木大批量用于加工風力發(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。
具體實施例方式
本發(fā)明具體按照如下步驟進行選材和處理
首先按照專利申請200710178373,8進行杉木邊材徑切規(guī)格板的分級， 具體包括如下步驟
步驟l:選擇直徑在30厘米以上，樹千通直，外觀無缺陷(包括腐朽、 彎曲等)的杉木新伐材原木若干；
步驟2:對選材進行"米"字型下料；
步驟3:鋸解標準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x寬x 厚)的規(guī)格板條備用；
步驟4:通過目測，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，外觀無任何生長缺陷和加工缺陷，徑面形成的"山，， 紋數(shù)量少于2個且與平面的夾角大于75。為合格。
然后再按照本發(fā)明的制作步驟進行制作，具體步驟為
步驟5:如圖1、 2所示，對杉木4進行組坯，組坯時分級杉木邊材徑
切規(guī)格板組坯過程中要保證斜接縫的位置上下、左右錯開，長度方向上按照
斜接角度為2~6°進行斜接，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LK-DN60:固化劑=100: 15。 涂膠量為120~220g/m2,陳化時間為5-15分鐘，壓力為5 ~ 15kgcm2,冷 壓時間為60 ~ 120分鐘；最佳涂膠量是170g/m2 (單面)，陳化時間10分鐘， 壓力10kg/cm2，冷壓時間90分鐘。
步驟6:將壓好的杉木集成材木方3放置24小時后，再將木方3放置 在水池中，壓上重物，使木方3完全浸沒水中，48小時后取出沿徑向刨切 成lmm厚的單板備用。
步驟7:按照配比(重量百分比)為618環(huán)氧樹脂15~35%， SK3環(huán) 氧樹脂15~35%，酚趁樹脂25-45 %調(diào)制浸漬樹脂；優(yōu)選配比為618環(huán) 氧樹脂SK3環(huán)氧樹脂2124酚醛樹脂固化劑=30: 30: 40;測定調(diào)制好 的環(huán)氧混合浸漬樹脂的固含量，再加入稀釋劑丙酮將環(huán)氧混合浸漬樹脂的固 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，將浸漬好樹脂的單板送入烘箱干燥，打開烘箱鼓風機，烘 箱溫度設定為60°C,時間為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小時后，按 GB1935-91木材順紋抗壓強度試驗方法的要求加工并檢測試件；再按NASA CR-174910, UDR-TR-85-45順紋抗拉強度試驗方法的要求加工并檢測試件， 沿木紋方向的平均拉伸強度> 130 MPa,沿木紋方向的平均壓縮強度〉70
MPa,沿木紋方向的揚氏模量〉15GPa。
通過上述步驟，就能夠方便地大量生產(chǎn)出滿足風力發(fā)電葉片復合材料要 求的杉木薄板層積材，從而完全滿足將杉木大批量用于風力發(fā)電葉片的要 求。
權利要求
1、一種用于風電葉片復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)對分級杉木邊材徑切規(guī)格板進行組坯，制成順紋方向相互平行的集成材木方，分級杉木邊材徑切規(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厚度的杉木單板；3)杉木單板浸漬上環(huán)氧混合浸漬樹脂；4)將衫木單板順紋組坯，并通過熱壓機對衫木單板組坯進行膠合。
2、 如權利要求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、 如權利要求l所述的方法，其特征在于，在所述步驟l)的組坯時，所述杉木邊材徑切板在長度方向上按照斜接角度為2~6°進行組接。
4、 如權利要求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LK-DN60的雙組分合成乳膠。
6、 如權利要求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,陳化時間為5~15分鐘，壓力為5 ~ 15kgcm2，冷壓時間為60~ 120分鐘。
7、 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述最佳涂膠量為170/m2, 陳化時間為10分鐘，壓力為10kg/cm2，冷壓時間為90分鐘。
8、 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述樹脂的配比為618 環(huán)氧樹脂30% ， SK3環(huán)氧樹脂30% , 2124酚醛樹脂40%,所述百分比為重量百分比；測定調(diào)制好的環(huán)氧混合浸漬樹脂的固含量，再加入稀釋劑丙酮將 環(huán)氧混合浸漬樹脂的固含量調(diào)至30%。
9、 如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟4)中通過 熱壓機進行熱壓時，熱壓機墊板的上、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，熱壓時間為60~ 120分鐘。
10、 如權利要求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，所述熱壓時間為IOO分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于風電葉片復合材料的杉木薄板層積材的制造方法，包括如下步驟1)對杉木邊材規(guī)格板進行組坯，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厚度的杉木薄單板；3)杉木單板浸漬上環(huán)氧混合浸漬樹脂；4)將衫木單板順紋組坯，并通過熱壓機對衫木單板組坯進行膠合。本發(fā)明不僅方法簡便，而且通過本發(fā)明的方法，能夠大量生產(chǎn)出滿足風力發(fā)電葉片復合材料要求的杉木薄板層積材。
文檔編號B27D1/04GK101204822SQ20071017885
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權日2007年12月6日
發(fā)明者任海青, 孫正軍, 江澤慧, 黃曉東 申請人:中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所