本發(fā)明屬于木基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高耐候性能木材組合材料。

背景技術(shù)：

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)正在快速發(fā)展，但是原木產(chǎn)量卻逐年降低導(dǎo)致木材供需缺口越來越大。因此，尋找一種新產(chǎn)品來緩解供需矛盾成為當(dāng)務(wù)之急。我國的速生材資源豐富，蓄積量大，目前仍有大量的速生富產(chǎn)林資源有待合理高效地開發(fā)利用。重組木是以低質(zhì)速生小徑材和間伐材為原料，經(jīng)碾搓加工分離成橫向不斷裂、縱向松散而又交錯相連的簾片狀木束，后經(jīng)干

燥、施膠、鋪裝、熱壓等工序重新組合加工出來的新型人造實體木材。對重組木這種材料的利用既能節(jié)約成本，又能有效地保護(hù)森林資源，還能緩解供需矛盾，對可持續(xù)發(fā)展的意義重大。

重組木的強(qiáng)度和性能與木材最為接近，它的誕生對人造板行業(yè)有著深遠(yuǎn)的影響。其特點在于能把人工速生的間伐材、小徑材重組成性能優(yōu)良的建筑材料。重組材的縱向纖維使它仍具有順纖維方向的強(qiáng)度，木材缺陷由于重組的作用已經(jīng)排除，因此提升了材料的品質(zhì)，提高了原料利用率。

重組木的思想首先是由澳大利亞研究人員jdcoleman于1973年提出的，他在分析其它材料時萌發(fā)了簾片式木束加工的設(shè)想，即不打亂纖維的排列方向、保留木材基本特性進(jìn)而重新組合成新的產(chǎn)品。澳大利亞林業(yè)科學(xué)院認(rèn)可了coleman的設(shè)想，并開始著重研究。他們首先申請了重組木專利，然后對重組木的生產(chǎn)工藝與設(shè)備進(jìn)行了全面詳細(xì)的研究并成功研制出重組木的制造設(shè)備，該設(shè)備于1986年投產(chǎn)使用。但是在生產(chǎn)過程中遇到的主要問題是:①材料在進(jìn)行干燥處理時含水率很難控制在合理范圍之內(nèi)，由于實際生產(chǎn)的材料含水率差異很大造成重組木在進(jìn)行熱壓時密度分布不均；②由于重組木是將原料碾壓后在縱向上進(jìn)行鋪裝，這種鋪裝方式會產(chǎn)生這樣一個問題，即雖然重組材的縱向強(qiáng)度較原材料有了一定的提升，但橫向強(qiáng)度卻下降明顯，從而使產(chǎn)品容易有橫向翹曲的現(xiàn)象發(fā)生；③重組木采用的膠合材料是單寧膠，生產(chǎn)的產(chǎn)品觀感色澤差且表面粗糙，再加工又會使成本提高。

各國研究人員從實際生產(chǎn)中吸取了經(jīng)驗和教訓(xùn)，重組木研究并沒有停止而是積極投入了更多的研究，學(xué)者們對許多速生材制造重組木可行性進(jìn)行了探索研究，為重組木工業(yè)化生產(chǎn)提供更為廣闊的空間。尤其值得一提的是日本木材學(xué)會會長大雄干章等利用木束的特殊形態(tài)研制了重組木復(fù)合刨花板。該刨花板有效地解決了重組木的橫向翹曲問題。

目前通常在建筑中使用的木質(zhì)材料，主要應(yīng)用于室內(nèi)，因其若應(yīng)用于室外普遍存在如下缺點：1、長期經(jīng)陽光照射容易褪色，耐候性差；2、使用壽命短，需要每年在木板外刷一層防護(hù)油，維護(hù)費(fèi)用高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種高耐候性能木材組合材料，其具有結(jié)構(gòu)簡單、耐候性好、防腐性能好、可調(diào)節(jié)溫度的特點。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高耐候性能木材組合材料，包括套層和芯層，所述套層是由組合件拼接而成，所述套層內(nèi)部設(shè)有芯層，所述芯層是由依次交錯設(shè)置的第一芯板和第二芯板組成，所述第一芯板為楊木芯板，所述第二芯板為樟木芯板，所述套層與芯層通過膠黏劑組合連接。特別的，所述第一芯板、第二芯板可通過任一現(xiàn)有技術(shù)對木材原材料或加工下腳料加工制備獲得。

進(jìn)一步的，所述第一芯板的外部套設(shè)有經(jīng)編緩沖層，所述經(jīng)編緩沖層內(nèi)部對稱設(shè)有緩沖部件。

進(jìn)一步的，所述第二芯板的外部套設(shè)有緯編緩沖層，所述緯編緩沖層表面設(shè)有涂層。

特別的，所述經(jīng)編緩沖層采用水溶性維綸長絲纖維層。所述經(jīng)編緩沖層可通過任一現(xiàn)有經(jīng)編技術(shù)實現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述第一芯板的平均密度為0.3g/cm3＜ρ＜0.5g/cm3。

進(jìn)一步的，所述第二芯板的平均密度為0.5g/cm3≤ρ＜0.6g/cm3。

本發(fā)明通過高密度板與低密度板的結(jié)合，可有效控制材料的重量，同時保證本發(fā)明的強(qiáng)度，提高本發(fā)明的綜合性能。

進(jìn)一步的，所述緩沖部件是由依次設(shè)置的緩沖單元組成，所述緩沖單元是由對稱設(shè)置的第一緩沖部和第二緩沖部組成。本發(fā)明的緩沖部件可通過第一緩沖部實現(xiàn)芯板間的縱向作用力的緩沖，通過第二緩沖部件實現(xiàn)來自橫向的作用力的緩沖，保證本發(fā)明的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用的緩沖部件為現(xiàn)有技術(shù)中任一具有緩沖功能的材料制備獲得。

進(jìn)一步的，所述緯編緩沖層的結(jié)構(gòu)為超高分子量聚乙烯纖維緩沖層，超高分子量聚乙烯纖維的單絲直徑8-13μm。本發(fā)明中，采用的緯編緩沖層的結(jié)構(gòu)為通過現(xiàn)有技術(shù)橫條效應(yīng)改進(jìn)仿魚鱗織物的織針按照aabb順序進(jìn)行排列，4枚織針一個循環(huán)。橫條效應(yīng)改進(jìn)仿魚鱗織物的三角排列如圖7所示，16f一個完全組織。此類產(chǎn)品的特點是，前12f編織改進(jìn)仿魚鱗織物，后面4f編織緯平針組織，形成橫向條紋的緩沖層。通過緯編緩沖層的設(shè)置，可實現(xiàn)緩沖透氣，但是不透濕的功能,能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的溫度。

本發(fā)明中，采用的超高分子量聚乙烯纖維(簡稱uhmwpe)，又稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，是目前世界上比強(qiáng)度和比模量最高的纖維，其分子量在100萬-500萬的聚乙烯所紡出的纖維。具有高比強(qiáng)度，高比模量；纖維密度低；斷裂伸長低、斷裂功大，具有很強(qiáng)的吸收能量的能力，因而具有突出的抗沖擊性和抗切割性；耐化學(xué)腐蝕、耐磨性、有較長的撓曲壽命等優(yōu)點。

對本發(fā)明的緯編緩沖層進(jìn)行力學(xué)性能測試，研究表面，在橫向拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)近似線性，斜向和縱向拉伸曲線在初始階段接近線性，隨著應(yīng)變增大，曲線呈非線性，縱向拉伸具有明顯的屈服現(xiàn)象。沿橫列方向的拉伸斷裂強(qiáng)度和模量最高，斜向次之，沿縱行方向最低；拉伸應(yīng)變沿橫列方向最小，斜向居中，沿縱行方向最大；拉伸性能各向異性明顯，本發(fā)明的緯編緩沖層的強(qiáng)度和模量高。

進(jìn)一步的，所述涂層為三聚氰胺甲醛樹酯涂層。本發(fā)明采用的原料為三聚氰胺（2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪）和37%的甲醛水溶液，甲醛與三聚氰胺的摩爾比為2-3，第一步生成不同數(shù)目的n-羥甲基取代物，然后進(jìn)一步縮合成線性樹脂。反應(yīng)條件不同，產(chǎn)物分子量不同，可從水溶性到難溶于水，甚至不溶不熔的固體，ph值對反應(yīng)速率影響極大。上述反應(yīng)制得的樹脂溶液不宜貯存，工業(yè)上常用噴霧干燥法制成粉狀固體。蜜胺樹脂在室溫下不固化，一般在130-150℃熱固化，加少量酸催化可提高固化速度,具有良好的阻燃性能。在不破壞材料透氣性能的情況下，涂層的加入使得材料壓縮載荷—位移曲線的斜率增大，承載能力得到大幅提高，彈性模量有所提高，緩沖系數(shù)降低，緩沖效率提高，同時具有防腐的功能。所述涂層通過采用手糊成型工藝設(shè)置于所述緯編緩沖層。

所述手糊成型工藝為現(xiàn)有技術(shù)，一般工藝為在模具上涂刷含有固化劑的樹脂混合物，再在其上鋪貼一層按要求剪裁好的纖維織物，用刷子、壓輥或刮刀壓擠織物，使其均勻浸膠并排除氣泡后，再涂刷樹脂混合物和鋪貼第二層纖維織物，反復(fù)上述過程直至達(dá)到所需厚度為止。然后，在一定壓力作用下加熱固化成型（熱壓成型）或者利用樹脂體系固化時放出的熱量固化成型（冷壓成型），最后脫模得到復(fù)合材料制品。

進(jìn)一步的，所述套層為中空合金套層。本發(fā)明中采用中空合金套層為中空鋁合金套層，在保證本發(fā)明的強(qiáng)度的同時，可有效減輕本發(fā)明的重量，同時提高其耐候性能。

本發(fā)明的第一芯板與第二芯板可通過經(jīng)編緩沖層與緯編緩沖層之間的過盈配合實現(xiàn)定位連接，然后再通過套層的組合件拼接形成穩(wěn)定的外部結(jié)構(gòu)，并對形成完成最終的限位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

一種高耐候性能木材組合材料，包括套層2和芯層1，所述套層2是由組合件拼接而成，所述套層2內(nèi)部設(shè)有芯層1，所述芯層1是由依次交錯設(shè)置的第一芯板11和第二芯板12組成，所述第一芯板11為楊木芯板，所述第二芯板12為樟木芯板，所述套層2與芯層1通過膠黏劑組合連接。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的外部套設(shè)有經(jīng)編緩沖層13，所述經(jīng)編緩沖層13內(nèi)部對稱設(shè)有緩沖部件15。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的外部套設(shè)有緯編緩沖層14，所述緯編緩沖層14表面設(shè)有涂層（未標(biāo)注）。

特別的，所述經(jīng)編緩沖層13采用水溶性維綸長絲纖維層。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的平均密度為0.3g/cm3。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的平均密度為0.5g/cm3。

本發(fā)明通過高密度板與低密度板的結(jié)合，可有效控制材料的重量，同時保證本發(fā)明的強(qiáng)度，提高本發(fā)明的綜合性能。

進(jìn)一步的，所述緩沖部件15是由依次設(shè)置的緩沖單元組成，所述緩沖單元是由對稱設(shè)置的第一緩沖部151和第二緩沖部152組成。本發(fā)明的緩沖部件15可通過第一緩沖部151實現(xiàn)芯板間的縱向作用力的緩沖，通過第二緩沖部152件15實現(xiàn)來自橫向的作用力的緩沖，保證本發(fā)明的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用的緩沖部件15為現(xiàn)有技術(shù)中任一具有緩沖功能的材料制備獲得。

進(jìn)一步的，所述緯編緩沖層的結(jié)構(gòu)為超高分子量聚乙烯纖維緩沖層，超高分子量聚乙烯纖維的單絲直徑8μm。本發(fā)明中，采用的緯編緩沖層的結(jié)構(gòu)為通過現(xiàn)有技術(shù)橫條效應(yīng)改進(jìn)仿魚鱗織物的織針按照aabb順序進(jìn)行排列，4枚織針一個循環(huán)。橫條效應(yīng)改進(jìn)仿魚鱗織物的三角排列如圖7所示，16f一個完全組織。此類產(chǎn)品的特點是，前12f編織改進(jìn)仿魚鱗織物，后面4f編織緯平針組織，形成橫向條紋的緩沖層。通過緯編緩沖層的設(shè)置，可實現(xiàn)緩沖透氣，但是不透濕的功能,能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的溫度。

對本發(fā)明的緯編緩沖層14進(jìn)行力學(xué)性能測試，研究表面，在橫向拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)近似線性，斜向和縱向拉伸曲線在初始階段接近線性，隨著應(yīng)變增大，曲線呈非線性，縱向拉伸具有明顯的屈服現(xiàn)象。沿橫列方向的拉伸斷裂強(qiáng)度和模量最高，斜向次之，沿縱行方向最低；拉伸應(yīng)變沿橫列方向最小，斜向居中，沿縱行方向最大；拉伸性能各向異性明顯，本發(fā)明的緯編緩沖層14的強(qiáng)度和模量高。

進(jìn)一步的，所述涂層（未標(biāo)注）為三聚氰胺甲醛樹酯涂層。本發(fā)明采用的原料為三聚氰胺（2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪）和37%的甲醛水溶液，甲醛與三聚氰胺的摩爾比為2-3，第一步生成不同數(shù)目的n-羥甲基取代物，然后進(jìn)一步縮合成線性樹脂。反應(yīng)條件不同，產(chǎn)物分子量不同，可從水溶性到難溶于水，甚至不溶不熔的固體，ph值對反應(yīng)速率影響極大。上述反應(yīng)制得的樹脂溶液不宜貯存，工業(yè)上常用噴霧干燥法制成粉狀固體。蜜胺樹脂在室溫下不固化，一般在130-150℃熱固化，加少量酸催化可提高固化速度,具有良好的阻燃性能。在不破壞材料透氣性能的情況下，涂層的加入使得材料壓縮載荷—位移曲線的斜率增大，承載能力得到大幅提高，彈性模量有所提高，緩沖系數(shù)降低，緩沖效率提高，同時具有防腐的功能。所述涂層通過采用手糊成型工藝設(shè)置于所述緯編緩沖層14。

所述手糊成型工藝為現(xiàn)有技術(shù)，一般工藝為在模具上涂刷含有固化劑的樹脂混合物，再在其上鋪貼一層按要求剪裁好的纖維織物，用刷子、壓輥或刮刀壓擠織物，使其均勻浸膠并排除氣泡后，再涂刷樹脂混合物和鋪貼第二層纖維織物，反復(fù)上述過程直至達(dá)到所需厚度為止。然后，在一定壓力作用下加熱固化成型（熱壓成型）或者利用樹脂體系固化時放出的熱量固化成型（冷壓成型），最后脫模得到復(fù)合材料制品。

進(jìn)一步的，所述套層2為中空合金套層2。本發(fā)明中采用中空合金套層2為中空鋁合金套層2，在保證本發(fā)明的強(qiáng)度的同時，可有效減輕本發(fā)明的重量，同時提高其耐候性能。

本發(fā)明的第一芯板11與第二芯板12可通過經(jīng)編緩沖層13與緯編緩沖層14之間的過盈配合實現(xiàn)定位連接，然后再通過套層2的組合件拼接形成穩(wěn)定的外部結(jié)構(gòu)，并對形成完成最終的限位。

實施例2

一種高耐候性能木材組合材料，包括套層2和芯層1，所述套層2是由組合件拼接而成，所述套層2內(nèi)部設(shè)有芯層1，所述芯層1是由依次交錯設(shè)置的第一芯板11和第二芯板12組成，所述第一芯板11為楊木芯板，所述第二芯板12為樟木芯板，所述套層2與芯層1通過膠黏劑組合連接。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的外部套設(shè)有經(jīng)編緩沖層13，所述經(jīng)編緩沖層13內(nèi)部對稱設(shè)有緩沖部件15。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的外部套設(shè)有緯編緩沖層14，所述緯編緩沖層14表面設(shè)有涂層。

特別的，所述經(jīng)編緩沖層13采用水溶性維綸長絲纖維層。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的平均密度為0.5g/cm3。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的平均密度為0.6g/cm3。

本發(fā)明通過高密度板與低密度板的結(jié)合，可有效控制材料的重量，同時保證本發(fā)明的強(qiáng)度，提高本發(fā)明的綜合性能。

進(jìn)一步的，所述緩沖部件15是由依次設(shè)置的緩沖單元組成，所述緩沖單元是由對稱設(shè)置的第一緩沖部151和第二緩沖部152組成。

進(jìn)一步的，所述緯編緩沖層14的結(jié)構(gòu)為超高分子量聚乙烯纖維緩沖層，超高分子量聚乙烯纖維的單絲直徑13μm。

進(jìn)一步的，所述涂層為三聚氰胺甲醛樹酯涂層。

進(jìn)一步的，所述套層2為中空合金套層2。本發(fā)明的第一芯板11與第二芯板12可通過經(jīng)編緩沖層13與緯編緩沖層14之間的過盈配合實現(xiàn)定位連接，然后再通過套層2的組合件拼接形成穩(wěn)定的外部結(jié)構(gòu)，并對形成完成最終的限位。

實施例3

一種高耐候性能木材組合材料，包括套層2和芯層1，所述套層2是由組合件拼接而成，所述套層2內(nèi)部設(shè)有芯層1，所述芯層1是由依次交錯設(shè)置的第一芯板11和第二芯板12組成，所述第一芯板11為楊木芯板，所述第二芯板12為樟木芯板，所述套層2與芯層1通過膠黏劑組合連接。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的外部套設(shè)有經(jīng)編緩沖層13，所述經(jīng)編緩沖層13內(nèi)部對稱設(shè)有緩沖部件15。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的外部套設(shè)有緯編緩沖層14，所述緯編緩沖層14表面設(shè)有涂層。

特別的，所述經(jīng)編緩沖層13采用水溶性維綸長絲纖維層。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的平均密度為0.4g/cm3。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的平均密度為0.55g/cm3。

本發(fā)明通過高密度板與低密度板的結(jié)合，可有效控制材料的重量，同時保證本發(fā)明的強(qiáng)度，提高本發(fā)明的綜合性能。

進(jìn)一步的，所述緩沖部件15是由依次設(shè)置的緩沖單元組成，所述緩沖單元是由對稱設(shè)置的第一緩沖部151和第二緩沖部152組成。

進(jìn)一步的，所述緯編緩沖層14的結(jié)構(gòu)為超高分子量聚乙烯纖維緩沖層，超高分子量聚乙烯纖維的單絲直徑10μm。

進(jìn)一步的，所述涂層為三聚氰胺甲醛樹酯涂層。

進(jìn)一步的，所述套層2為中空合金套層2。本發(fā)明的第一芯板11與第二芯板12可通過經(jīng)編緩沖層13與緯編緩沖層14之間的過盈配合實現(xiàn)定位連接，然后再通過套層2的組合件拼接形成穩(wěn)定的外部結(jié)構(gòu)，并對形成完成最終的限位。

實施例4

一種高耐候性能木材組合材料，包括套層2和芯層1，所述套層2是由組合件拼接而成，所述套層2內(nèi)部設(shè)有芯層1，所述芯層1是由依次交錯設(shè)置的第一芯板11和第二芯板12組成，所述第一芯板11為楊木芯板，所述第二芯板12為樟木芯板，所述套層2與芯層1通過膠黏劑組合連接。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的外部套設(shè)有經(jīng)編緩沖層13，所述經(jīng)編緩沖層13內(nèi)部對稱設(shè)有緩沖部件15。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的外部套設(shè)有緯編緩沖層14，所述緯編緩沖層14表面設(shè)有涂層。

特別的，所述經(jīng)編緩沖層13采用水溶性維綸長絲纖維層。

進(jìn)一步的，所述第一芯板11的平均密度為0.35g/cm3。

進(jìn)一步的，所述第二芯板12的平均密度為0.52g/cm3。

本發(fā)明通過高密度板與低密度板的結(jié)合，可有效控制材料的重量，同時保證本發(fā)明的強(qiáng)度，提高本發(fā)明的綜合性能。

進(jìn)一步的，所述緩沖部件15是由依次設(shè)置的緩沖單元組成，所述緩沖單元是由對稱設(shè)置的第一緩沖部151和第二緩沖部152組成。

進(jìn)一步的，所述緯編緩沖層14的結(jié)構(gòu)為超高分子量聚乙烯纖維緩沖層，超高分子量聚乙烯纖維的單絲直徑9μm。

進(jìn)一步的，所述涂層為三聚氰胺甲醛樹酯涂層。

進(jìn)一步的，所述套層2為中空合金套層2。本發(fā)明的第一芯板11與第二芯板12可通過經(jīng)編緩沖層13與緯編緩沖層14之間的過盈配合實現(xiàn)定位連接，然后再通過套層2的組合件拼接形成穩(wěn)定的外部結(jié)構(gòu)，并對形成完成最終的限位。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。需注意的是，本發(fā)明中所未詳細(xì)描述的技術(shù)特征，均可以通過任一現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。