CN112832453A - 一种frp增强木塑复合材料承重板材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FRP增强木塑复合材料承重板材，包括面层和芯材，面层是木塑复合材料板材，芯材是FRP拉挤型材，芯材外表面被面层包裹，二者通过成型工艺在接触面处结合成为一体。本发明充分利用了FRP拉挤型材和木塑复合材料板材两种材料的优点，解决了木塑复合材料韧性较差、强度较低的问题，结合了FRP材料轻质高强的特点。由于使用成型工艺将面层与芯材结合成为为一体，其抗压、抗弯、抗剪以及抗剥离能力显著提高，使得结构的整体力学性能得到增强满足了实际工程需求。
Description
技术领域
本发明属于承重板材领域，尤其涉及一种FRP增强木塑复合材料承重板材。
背景技术
复合材料因其轻质高强的特性被广泛应用于基础设施领域。目前桥梁(尤其是对重量特别敏感的悬索桥)为减轻结构重量，亦提出了复合材料承重板的概念。目前桥梁为减轻结构重量，复合材料人行踏板成为一种热门的选择，尤其是对重量特别敏感的悬索桥。FRP拉挤型材人行踏板多为空腔式，比较单薄，受力性能较弱。
木塑复合材料的产业化推广源于上世纪80年代的美国，最初是作为改性塑料应用的。随着技术水平的提高，木塑逐渐具备了塑料、木材、金属等单质材料的优点，成为自成体系的一种新型环保户外建材，它具有防腐、防水、耐磨、抗压、防虫、可设计性强等特点，其安装简单，施工便捷，可使用在多种类型户外场所，因此非常适合作为户外设施表面材料。但木塑板主要以木粉等植物纤维与塑料为原料，因此质地较脆弱，强度不高，韧性、硬度都较差，不能抵抗外力的撞击，且实际工程应用中存在实心木塑复合材料板材过重的缺点。
因此现有木塑复合材料承重板材具有强度不高，韧性、硬度较差，而且现有面层与芯材之间抗剥离能力弱。
发明内容
本发明目的在于提供一种FRP增强木塑复合材料承重板材,以解决现有木塑复合材料承重板材强度不高，韧性、硬度较差，面层与芯材之间抗剥离能力弱的的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一种FRP增强木塑复合材料承重板材，包括面层和芯材，所述面层是木塑复合材料板材，芯材是FRP拉挤型材，芯材外表面被面层包裹，二者通过成型工艺在接触面处结合成为一体。
进一步，所述成型工艺是面层与芯材共挤成型。
进一步，所述面层中设有孔洞，成型工艺是将芯材嵌入面层中的孔洞中。
进一步，所述成型工艺是用胶粘的方式将面层与芯材粘合。
进一步，所述面层是木塑复合材料面板，芯材是FRP拉挤板芯材，拉挤板芯材外表面被木塑复合材料面板三面包裹，二者的接触面为结合界面，在木塑复合材料面板上设置有木塑复合材料面层伸缩缝。
进一步，所述FRP拉挤板芯材表面上设置有凸形槽，凸型槽用于与木塑复合材料面板嵌套。
进一步，所述面层是木塑复合材料板，芯材是FRP空心增强组合管，FRP空心增强组合管是单层多腔状，由多个FRP空心管组合而成，FRP空心增强组合管外表面被木塑复合材料板四面包裹，其与木塑复合材料板的接触面为接触界面。
进一步，所述木塑复合材料上设置有防滑凹槽。
进一步，所述FRP空心增强组合管组合方式是将多个FRP空心管一次拉挤成型或者用不饱和树脂、聚酯树脂进行真空导入的方式将多个FRP空心管进行组合或者用胶粘方式将多个FRP空心管进行组合。
本发明具有以下优点：充分利用了FRP拉挤型材和木塑复合材料两种材料的优点，解决了木塑复合材料韧性较差、强度较低的问题，结合了FRP材料轻质高强的特点，满足了实际工程需求；通过成型工艺在面层与芯材接触面处结合成为一体，增强了面层与芯材之间抗剥离能力；因为在木塑复合材料面层设置伸缩缝，极大地提高面层与芯材的变形协调能力。
附图说明
图1为本发明的FRP增强木塑复合材料承重板材第一实施例结构示意图；
图2为本发明的FRP增强木塑复合材料承重板材第一实施例局部放大图；
图3为本发明的FRP增强木塑复合材料承重板材第二实施结构示意图；
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种FRP增强木塑复合材料承重板材做进一步详细的描述。
如图1，图2所示，本发明的第一实施例的FRP增强木塑复合材料承重板材包括面板和芯材，芯材是FRP拉挤板芯材1，其表面设有凸型槽2，面板是木塑复合材料面板3，FRP拉挤板芯材1被木塑复合材料面板3三面包裹，二者通过成型工艺在结合界面2处结合成为一体。
为防止面层与芯材由于气候温度变化(热胀冷缩)产生的形变差距较大，在木塑复合材料面板3上设置有木塑复合材料面层伸缩缝4，提高面层与芯材的变形协调能力。
FRP拉挤板芯材1可以为矩形截面、圆形截面、带肋空心平板，尺寸、数量可根据结构实际受力灵活采用。
FRP拉挤板芯材1与木塑复合材料面板3在结合界面2使用的成型工艺是FRP拉挤板芯材1与木塑复合材料面板3共挤成型，或者在木塑复合材料面板3中设有孔洞，将FRP拉挤板芯材1嵌入木塑复合材料面板3的孔洞中，或者用胶粘的方式将木塑复合材料面板3与FRP拉挤板芯材1粘合。
FRP拉挤板芯材1上表面设置的凸型槽2可以是通长的，或者是不通长的形式，其大小，数量可根据需要灵活控制。凸型槽2用于与木塑复合材料面板3嵌套。
木塑复合材料面板3上设置有木塑复合材料面层伸缩缝4可以是纵向的，或者是横向的，其宽度、数量可根据两种材料具体热膨胀系数实际差异灵活变化。木塑复合材料面板3上设置有木塑复合材料面层伸缩缝4可以防止面层与芯材由于气候温度变化(热胀冷缩)产生的形变差距较大，由此极大地提高面层与芯材的变形协调能力。
如图3所述，本发明的第二实施例的FRP增强木塑复合材料承重板材包括芯材和面板，芯材是FRP空心增强组合管6，面板是木塑复合材料板5，其中FRP空心增强组合管6是单层多腔状，由多个FRP空心管组合而成，FRP空心增强组合管6外表面被木塑复合材料板5四面包裹，其与木塑复合材料板5的接触面为接触界面7。
FRP空心增强组合管6与木塑复合材料板5在结合界面2使用的成型工艺是FRP空心增强组合管6与木塑复合材料板5共挤成型，或者在木塑复合材料面板3中设有孔洞，将FRP空心增强组合管6嵌入木塑复合材料板5的孔洞中，或者用胶粘的方式将木塑复合材料板5与FRP空心增强组合管6粘合。
FRP空心增强组合管组合方式是将多个FRP空心管一次拉挤成型或者用不饱和树脂、聚酯树脂进行真空导入的方式将多个FRP空心管进行组合或者用胶粘方式将多个FRP空心管进行组合。
本发明第一实施例中FRP增强木塑复合材料承重板材的制造方法，包括如下步骤：
步骤一、在牵引装置牵引下，使浸渍树脂的纤维增强材料，先在模具中预成型，并经加热使之固化成型，制成FRP拉挤板，最后切割成所需长度的FRP拉挤板为芯材；
步骤二、木塑复合材料板通过模具一次拉挤成型成为面板，在拉挤时预留凹槽，相应的FRP拉挤板芯材表面通过模具形成一定大小的凸型槽2，待成型后将FRP拉挤板芯材嵌入其中，或者用胶粘的方式将FRP拉挤板芯材与外层木塑复合材料板粘合；
步骤三、通过切割工艺在木塑复合材料板表面留出伸缩缝4；
综上所述，本发明的FRP增强木塑复合材料承重板材充分利用了FRP拉挤型材和木塑复合材料两种材料的优点，解决了木塑复合材料韧性较差、强度较低的问题，结合了FRP材料轻质高强的特点，满足了实际工程需求；通过成型工艺在面层与芯材接触面处结合成为一体，增强了面层与芯材之间抗剥离能力；因为在木塑复合材料面层设置伸缩缝，极大地提高面层与芯材的变形协调能力。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种FRP增强木塑复合材料承重板材，包括面层和芯材，其特征在于，所述面层是木塑复合材料板材，芯材是FRP拉挤型材，芯材外表面被面层包裹，二者通过成型工艺在接触面处结合成为一体。
2.根据权利要求1所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述成型工艺是面层与芯材共挤成型。
3.根据权利要求1所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述面层中设有孔洞，成型工艺是将芯材嵌入面层中的孔洞中。
4.根据权利要求1所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述成型工艺是用胶粘的方式将面层与芯材粘合。
5.根据权利要求2、3或4所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述面层是木塑复合材料面板(3)，芯材是FRP拉挤板芯材(1)，拉挤板芯材(1)外表面被木塑复合材料面板(3)三面包裹，二者的接触面为结合界面(2)，在木塑复合材料面板(3)上设置有木塑复合材料面层伸缩缝(4)。
6.根据权利要求5所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述FRP拉挤板芯材(1)表面上设置有凸形槽(2)，凸型槽(2)用于与木塑复合材料面板(3)嵌套。
7.根据权利要求2、3或4所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述面层是木塑复合材料板(5)，芯材是FRP空心增强组合管(6)，FRP空心增强组合管(6)是单层多腔状，由多个FRP空心管组合而成，FRP空心增强组合管(6)外表面被木塑复合材料板(5)四面包裹，其与木塑复合材料板(5)的接触面为接触界面(7)。
8.根据权利要求7所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述木塑复合材料(5)上设置有防滑凹槽(8)。
9.根据权利要求8所述的FRP增强木塑复合材料承重板材，其特征在于，所述FRP空心增强组合管(6)组合方式是将多个FRP空心管一次拉挤成型或者用不饱和树脂、聚酯树脂进行真空导入的方式将多个FRP空心管进行组合或者用胶粘方式将多个FRP空心管进行组合。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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