[发明专利]不饱和聚酯粘接玻纤增强木梁及其实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不饱和聚酯粘接玻纤增强木梁及其实施方法，属于建筑结构材制造领域。

背景技术

目前，由于各国对环境及森林资源的保护，使工程木质复合材料生产用的优质木材比较匮乏，但随着木结构的繁荣与发展，社会对工程木质复合材料的需求在不断加大，从而促使各国将如何利用人工速生木材、低劣质木材作为研究的重点。杨木等人工速生树种，在我国的种植面积广、木材储量丰富，但因材质差、缺陷多等原因一直未得到较好的应用。玻璃纤维是一种常用的增强纤维，具有很多优良性能：拉伸强度高，伸长率小，弹性系数高，刚性佳，属于无机纤维，具有不燃性，耐化学性能好，尺度稳定性、耐热性好，与树脂接着性良好，价格便宜。不饱和聚酯树脂是玻璃钢行业中使用较为普遍的基体材料，各方面化学性能和力学性能优异，对木材的渗透性较好，粘接性能优异，与玻璃纤维的相容性较好，能够搭配形成性能优异的复合材料体系。

发明内容

本发明的目的是提供一种可供工业化生产使用的玻璃纤维增强木梁的制造方法，并通过局部增强的方式解决既有结构因连接部位阻碍而难以增强和杨木材质缺陷引起的木质复合材料性能较差的问题，同时利用不饱和聚酯树脂粘接玻璃纤维增强省去了胶黏剂的成本并可以粘接较多层数的玻璃纤维布以达到较高的增强强度，除此之外，此制备方法的步骤四、五还适用于古木建筑文物的维修、补强等，配以木材薄板装饰，为古代木结构建筑的保护和原貌修复提供一种切实可行的途径。

不饱和聚酯树脂粘接玻璃纤维增强木梁的制造方法主要包含备料加工、指接、冷压、预处理和后期处理等六个步骤。

备料加工：将原木锯解成锯材后，干燥到含水率为8-12％为止。之后将干燥好的锯材加工成指定的尺寸，并进行端头加工，铣出指接榫，指接榫的长度为10-35mm。

指接：端接时选择的胶粘剂为乳白胶，对加工好的木板材端头进行单面施胶，施胶量为：100-700g/m²。对指榫纵向施加适当的压力，以使指榫斜面充分胶合，端压压力为4-8MPa，端压时间为1-8s。端压完成后，养生24h以上。

冷压：选择胶种为异氰酸酯胶，对加工好的木材层板进行单面施胶，施胶量为：100-700g/m²。对施胶完成的木材层板进行组坯，之后进行冷压，冷压的压力为1-5MPa，冷压时间为3-24h，冷压完成后对木梁陈化24h以上。

预处理：对木梁底部木材层板进行砂光处理，并涂布适量的不饱和聚酯树脂，不饱和聚酯的中固化剂占树脂比例在1-5％，促进剂占树脂的比例在0.5-2％，以保证不饱和聚酯树脂有足够的适用时间，不饱和聚酯树脂的涂布量为100-300g/m²，静置1-3min，使不饱和聚酯树脂渗入到木材内部，有利于提高纤维粘接强度。

后期处理：将规格为80-160g/m²，长度为木梁长度30-70％的玻璃纤维布放入调配好的不饱和聚酯树脂中(树脂∶固化剂∶促进剂＝100∶1∶0.5～100∶5∶2)浸渍1-5min，将浸渍完成的玻璃纤维布(层数为1-14层)粘贴到底层木材层板的薄弱环节上，并用辊压平、涂匀，同时保证胶液彻底渗入布中。用夹具夹紧或采用冷压机冷压以保证玻璃纤维布与木梁粘接紧密、牢固。

本发明利用不饱和聚酯树脂粘接玻璃纤维对木梁进行局部增强，既提高了木梁的力学强度和抗蠕变性，又降低了木材本身性能差异而引起的木梁的变异性，同时还避免了因大量使用环氧树脂胶等结构胶粘剂而引起的成本过高的问题。本发明生产工艺简单，操作方便，粘接效果好，增强强度高，且适合大型工业生产，为杨木等人工速生、低质劣质木材在建筑结构中的应用提供了一种可能。

附图说明

图1为不饱和聚酯树脂粘接玻璃纤维增强木梁指接榫的结构示意图。

图2为不饱和聚酯树脂粘接玻璃纤维增强木梁木材缺陷的结构示意图

图中代号说明：

1、玻璃纤维布；2、木材层板；3、指接榫；4、木材缺陷。

具体实施方式

下面结合附图举实例进行说明：

将原木锯解成锯材后，干燥的目标含水率为12％，干燥后含水率在8-12％均可。之后将锯材进行精加工，并铣出指接榫，指接榫的长度为10，或12，或15，或20，或25，或30，或35mm。对加工好的木材层板2端头单面施加乳白胶，施胶量为：100，或200，或300，或400，或500，或600，或700g/m²。对指接榫3纵向施加适当的压力，端压压力为4，或5，或6，或7，或8MPa，端压时间为1，或2，或3，或4，或5，或6，或7，或8s。端压完成后，养生24h以上。对加工好的木材层板2单面施加异氰酸酯胶，施胶量为：100，或200，或300，或400，或500，或600，或700g/m²。对施胶完成的木材层板2进行组坯，之后进行冷压，冷压的压力为1，或2，或3，或4，或5MPa，冷压时间为3，或6，或9，或12，或15，或18，或24h，冷压之后陈化24h以上。用80-300目砂纸对木梁底部层板进行砂光处理，涂布适量的适当比例的不饱和聚酯树脂，其中固化剂占本体树脂比例为1％，或2％，或3％，或4％，或5％，促进剂站本体树脂的比例为0.5％，或1％，或1.5％，或2％。将规格为80，或100，或120，或140，或160g/m²，长度为木梁长度的30％，或40％，或50％，或60％，或70％的玻璃纤维布1放入调配好的不饱和聚酯树脂中(树脂∶固化剂∶促进剂＝100∶1∶0.5～100∶5∶2)浸渍1，或2，或3，或4，或5min，将浸渍完成的玻璃纤维布(层数为1，或2，或3，或4，或5，或6，或7，或8，或9，或10，或11，或12，或13，或14层)粘贴到底层木材层板2的指接榫3或木材缺陷4上，并用辊压平、涂匀，用夹具夹紧或采用冷压机冷压，经过养生之后得到增强的胶合木梁成品。